专利名称：开关电源的制作方法
技术领域：
开关电源技术领域：
本实用新型涉及一种供给用电器直流电能的开关电源，尤其是具有开机 时浪涌电流小，输出的开关噪声低，还能方便、灵活地做成输出固定型或输出大幅可调型， 且输出稳定的开关电源。背景技术：
目前，公知的开关电源是由抗干扰滤波器、整流滤波器、高频变换开关 元件、高频变换器、高频整流滤波输出依次电连接，辅以开关信号控制逻辑而构成。将开 关电源接入交流电网，抗干扰滤波器抑制电网中的杂波，同时也抑制开关电源工作时产生 的干扰和辐射。整流滤波器将交流变为直流，高频变换开关元件在开关信号控制逻辑的作 用下，将直流变成高频方波送入高频变换器的初级，次级输出所需幅度的方波，经高频整 流滤波输出变成直流输出。开关信号控制逻辑还检测输出的稳定性，输出若有改变，开关 信号控制逻辑则改变开关信号的频率或占空比，用以改变高频变换开关元件的导通和关断 时间，使输出保持稳定。 一般开关电源开机时浪涌电流大，输出的直流中含有较重的开关 噪声成分。又由于开关信号控制逻辑的控制范围有限，高频变换开关元件受开关损耗和存 储时间的制约，使得开关电源多为输出固定型。
发明内容本实用新型目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种输出稳定， 开机时浪涌电流小，输出中开关噪声成分低，且能设计成输出固定或输出大幅可调形式的 开关电源。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:由抗干扰滤波器、可控整流 滤波器、高频变换开关元件、高频谐振变换器、高频整流滤波输出依次电连接，可控整流 滤波器导通角的控制由触发信号控制逻辑完成，慢启动电路使触发信号控制逻辑在开机时 导通角从零开始逐渐上升，避免了开机时的浪涌电流；输出取样与比较放大电路使触发信号控制逻辑发出合适的触发信号，输出电压偏低时，导通角加大，可控整流滤波器的输出 电压升高，高频整流滤波输出的输出电压也升高，反之亦反。开关信号产生电路产生一适 合高频谐振变换器频率的高频方波，作用于高频变换开关元件上，使高频谐振变换器发生 电流谐振，产生一近似正弦波，输出至高频整流滤波输出，得到所需的直流电能，有效减 小了开关噪声。辅助稳压电源供给触发信号控制逻辑、慢起动电路、开关信号产生电路、 输出取样与比较放大电路的能量，也作为基准电压源。本实用新型的优点在于1，可设计成固定输出型，也可设计成输出大幅可调型，且输出稳定。 2，可方便地做成输出电压稳定的恒压型电源，也可做成输出电流稳定的恒流型电源或 能方便转换的混合型电源。3，开机时浪涌电流小，输出中开关噪声成分低。 4，体积小、重量轻、效率高。
图l是本实用新型的电路结构图。图2是本实用新型的一个实施例的电路原理图。图中(1)抗干扰滤波器，(2)可控整流滤波器，(3)高频变换开关元件，(4)高频谐 振变换器，(5)高频整流滤波输出，(6)辅助稳压电源，(7)慢起动电路，(8)触发信号 控制逻辑，(9)开关信号产生电路，(10)输出取样与比较放大电路。
具体实施方式
由图1所示，该开关电源由抗干扰滤波器(1)、可控整流滤波器(2)、 高频变换开关元件(3)、高频谐振变换器(4)、高频整流滤波输出(5)依次电连接，可控 整流滤波器(2)导通角的控制由触发信号控制逻辑(8)完成，慢起动电路(7)使触发信 号控制逻辑(8)开机时的导通角由零度逐渐上升，避免了开机时的浪涌电流；输出取样与 比较放大电路(10)将高频整流滤波输出(5)的输出电压与基准电压源相比较且进行放大， 去控制触发信号控制逻辑(8)，使输出电压稳定。开关信号产生电路(9)产生一个适合高 频谐振变换器(4)的方波信号，用来控制高频变换开关元件(3)的导通和截止，使直流 电能进入高频谐振变换器(4)形成高频电流震荡，并经高频变压器输出至高频整流滤波输 出(5)，既起到隔离作用，又减小了开关噪声。辅助稳压电源(6)供给慢起动电路(7)、 触发信号控制逻辑(8)、开关信号产生电路(9)、输出取样与比较放大电路(10)的能量， 并提供基准电压源，而且与高频整流滤波输出(5)有一公共电位参考点，以便于电量比较。 在图2中，抗干扰滤波器(1),可控整流滤波器(2),高频变换开关元件(3),高频整 流滤波输出(5),辅助稳压电源(6),触发信号控制逻辑(8)，以为专业人员所公知，为 便于说明，也给出了原理电路。慢启动电路(7)由Q1、 Cl、 Dl、 Rl组成，电容C1的一端与 辅助稳压电源(6)的正输出端相连，另一端与三极管Q1的基极、二极管D1的负极相连，二 极管的正端接地(即公共电位参考点)，三极管Q1的集电极与辅助稳压电源(6)的正输出 端相连，发射极接电阻R1， Rl的另一端接地，Rl是慢启动电路(7)和输出取样与比较放大 电路(10)的公共负载电阻。Ql、 Cl、 Rl组成一发射极输出电路，工作过程是当开关电 源得电后，辅助稳压电源6工作，Cl充电，Ql饱合导通，发射极与R1的接点取高电位，截止 了触发信号控制逻辑(8)，使无触发信号产生，随着C1的充电，Ql逐渐退出饱合，最后截 止，慢起动电路(7)把对触发信号控制逻辑(8)的控制权转给输出取样与比较放大电路 (10)， 二极管D1是为C1快速放电设置的，当意外掉电时，使慢起动电路(7)尽快复原， 得电时重起作用。高频谐振变换器(4)由高频变压器T1、电容器C2组成，为便于说明，图2还给出了高 频变换开关元件(3)的原理电路，场效应管Q2、 Q3电串连，接于可控整流滤波器(2)输 出的正负极之间，与其它一些辅助元件组成一半桥式高频变换开关元件。高频谐振变换器 (4)中的高频变压器T1初级的一端与Q2的源极，Q3的漏极接在一起，另一端接电容器C2的 一端，C2的另一端接可控整流滤波器(2)输出端的负极，高频2变压器T1的次级有一中心 抽头，以便与高频整流滤波输出(5)接成全波整流的形式。当Q2导通Q3截止时，电流从可控整流滤波器(2)的正输出端，通过Q2，高频变压器T1的初级、对电容器C2充电；当Q3导 通Q2截止时，C2通过高频变压器T1的初级和Q3放电，形成电流振荡，将能量传给高频整流 滤波输出(5),调整开关信号产生电路(9)的开关频率，就能达到电流谐振，这样即降低 了Q2、 Q3的开关损耗，也减小了输出中的开关噪声。高频整流滤波输出(5)输出电流的大 小，决定了高频谐振变换器(4)中谐振电流的大小。输出取样与比较放大电路(10)由电 阻R1、 R2、可调电阻R3、电阻R4、 R5、电容C3、 二极管D2、运算放大器IC1组成，R2的一端 接到高频整流滤波输出(5)的正极，另一端与R3的一端、IC1的同相输入端接在一起，R3 的另一端接到辅助稳压电源(6)的负输出端，负输出电压作为基准电压源，R5的一端接地， 另一端与IC1的反相输入端、R4的一端接在一起，R4的另一端接电容C3的一端，C3的另一端 与二极管D2的负极、Rl的一端接在一起，并作为输出端去控制触发信号控制逻辑(8)的导 通角，D2的正极接IC1的输出端。辅助稳压电源(6)的接地端与高频整流滤波输出(5)输 出电压的负端接在一起，作为电位比较的参考点。下面说明实施例的工作过程得电后，辅助稳压电源(6)首先工作，同时慢起动电路(7)、 触发信号控制逻辑(8)、开关信号产生电路(9)、输出取样与比较放大电路(10)进入工作 状态。慢起动电路(7)中的C1充电，使得Q1饱合，Rl取高电位，使触发信号控制逻辑(8) 无触发信号产生，导通角为零，可控整流滤波器2的输出电压为零，高频整流滤波输出5的 输出电压也为零，输出取样与比较放大电路(10)中R2、 R3与IC1同相输入端的连结点取负 电位，IC1输出端取负电位，由于二极管D2的截止作用，触发信号控制逻辑(8)的反相输 入端不受输出取样与比较放大电路(10)的影响。随着慢起动电路(7)中C1的充电电流减 小，Ql退出饱合进入放大区，Rl上的电位逐渐下降，触发信号控制逻辑(8)的触发导通角 信号从零逐渐增大，因而可控整流滤波器(2)的输出电压逐渐升高，高频整流滤波输出(5) 输出的直流电压逐渐增大，输出取样与比较放大电路(10)中R2、 R3和IC1同相输入端的结 点电位也逐渐增大，当其过零时，IC1输出端的电位翻转成正电位，二极管D2导通，此电位 传输给触发信号控制逻辑(8)，使触发导通角减小，高频整流滤波输出(5)的输出电压减小， 使输出取样与放大电路(10)中R2、 R3和IC1同相输入端的结点电位向负变化，过零时，IC1 输出端的电位又翻转为负电位，使触发信号控制逻辑(8)的触发信号使导通角减小，高频整 流滤波输出(5)的输出电压下降，这样能动态地保持高频整流滤波输出(5)输出电压的稳 定。调节输出取样与放大电路(10)中R3的大小，可以改变高频整流滤波输出(5)输出电 压的大小。输出取样与放大电路(10)中C3、 R4、 R5的作用是负反馈，抑制运算放大器IC1 可能产生的自激振荡。
权利要求1. 一种开关电源，由抗干扰滤波器(1)、可控整流滤波器(2)、高频变换开关元件(3)、高频谐振变换器(4)、高频整流滤波输出(5)依次电连接。其特征在于触发信号控制逻辑(8)，控制可控整流滤波器(2)，慢启动电路(7)和输出取样与比较放大电路(10)控制触发信号控制逻辑(8)，开关信号产生电路(9)使高频谐振变换器(4)发生电流谐振。
2，根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于慢启动 电路(7)的电路结构是，电容C1的一端和三极管Q1的集电极 都接在辅助稳压电源(6)的正输出端，Cl的另一端与Ql的基 极、二极管D1的负极连接在一起，Ql的发射极接电阻Rl, Dl 的正极和Rl另一端接地。
3,根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于高频谐 振变换器(4)的电路结构是高频变压器T1初级的一端与高频 变换开关元件(3)中Q2的源极、Q3的漏极接在一起，Tl初级 的另一端接电容C2， C2的另一端接可控整流滤波器(2)的负输出端。
专利摘要本实用新型公开了一种开关电源，它包括抗干扰滤波器、可控整流滤波器、高频变换开关元件、高频谐振变换器、高频整流滤波输出；输出的稳定和调节由触发信号控制逻辑完成，慢启动电路避免了开机时的浪涌电流；高频谐振变换器使直流电能变为高频正弦波，减小了输出中的开关噪声和高频变换开关元件的开关损耗；输出取样与比较放大电路控制触发信号控制逻辑，使开关电源的输出稳定和可调。本实用新型开机时浪涌电流小，输出中开关噪声小，能方便、灵活地调节和控制输出，且保持输出稳定。
文档编号H02M3/335GK201113796SQ20072015310
公开日2008年9月10日 申请日期2007年6月20日 优先权日2007年6月20日
发明者凌向虎 申请人:凌向虎