专利名称：电动自行车控制器用开关电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电动自行车领域，尤其涉及一种电动自行车控制器用开关电源。
背景技术：
控制器是电动车电气系统的核心，不但对电动车的随车能量实施管理，而且通过 接收的各种信号，对电机的运转进行调控。现有的电动自行车控制器MOS管驱动部分电源多数采用的线性集成稳压电源，其 功耗大发热高，容易损坏相关器件。有极少数电动自行车控制器MOS管驱动部分电源采用 的是转换效率低的开关电源，采用电源芯片控制成本高，且性能不稳定。
实用新型内容本实用新型主要解决的技术问题是提供一种成本低性能稳定的高效率开关电源。为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种电动自行车 控制器用开关电源，包括输入模块、功率电阻、低频滤波电容、启动电阻、三极管、变压器初 级绕组、变压器次级绕组、变压器反馈绕组、自感电势释放模块、选频模块，稳压控制模块、 高频滤波电容和输出模块；所述输入模块通过功率电阻连接低频滤波电容，所述低频滤波 电容一端接地，另一端分别连接变压器初级绕组和启动电阻，所述低频滤波电容通过变压 器初级绕组连接三极管，所述低频滤波电容通过启动电阻连接三极管，变压器初级绕组和 变压器次级绕组及变压器反馈绕组互感连接，自感电势释放模块连接变压器初级绕组，稳 压控制模块连接三极管，选频模块连接于变压器反馈绕组和三极管之间，三极管与变压器 次级绕组输出耦合后经高频滤波电容连接输出模块。本实用新型的有益效果是区别于现有技术电动自行车控制器MOS管驱动部分电 源采用线性电源功率大发热高，或者采用低效率的开关电源成本高性能不稳定的缺陷，本 实用新型通过简单的电路结构没有使用开关电源芯片以节省成本，另外，本开关电源效率 可达80%左右。
图1是本实用新型实施例的方框图；图2是本实用新型实施例的电路图。其中，10 输入模块，11 功率电阻，12 低频滤波电容，13 启动电阻，14 三极管，
15 变压器初级绕组，16 变压器次级绕组，17 变压器反馈绕组，18 自感电势释放模块， 19 选频模块，20 稳压控制模块，21 高频滤波电容，22 输出模块，Cl 第一电容，C2 第二 电容，C3 第三电容，C4 第四电容，C5 第五电容，C6 第六电容，Rl 第一电阻，R2 第二电 阻，R3 第三电阻，R4 第四电阻，R5 第五电阻，Zl 第一稳压二极管，D2 第二二极管，D3
第三二极管，D4 第四二极管，Ql 第一三极管，Tl 第一变压器。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施 方式并配合附图详予说明。请参阅图1，本实用新型电动自行车控制器用开关电源，包括输入模块10、功率电 阻11、低频滤波电容12、启动电阻13、三极管14、变压器初级绕组15、变压器次级绕组16、 变压器反馈绕组17、自感电势释放模块18、选频模块19，稳压控制模块20、高频滤波电容21 和输出模块22 ；输入模块10通过功率电阻11连接低频滤波电容12，低频滤波电容12 —端 接地，另一端分别连接变压器初级绕组15和启动电阻13，低频滤波电容12通过变压器初级 绕组15连接三极管，低频滤波电容12通过启动电阻13连接三极管14，变压器初级绕组15 和变压器次级绕组16及变压器反馈绕组17互感连接，用于释放变压器初级绕组15的自感 电势的自感电势释放模块18连接变压器初级绕组15，用于为三极管14提供稳压的稳压控 制模块20连接三极管14，用于选频的选频模块19连接于变压器反馈绕组17和三极管之 间，三极管14与变压器次级绕组16输出耦合后经高频滤波电容21连接输出模块22。区别于现有技术电动自行车控制器MOS管驱动部分电源采用线性电源功率大发 热高，或者采用低效率的开关电源成本高性能不稳定的缺陷，本实用新型通过简单的电路 结构没有使用开关电源芯片以节省成本，同时通过适当选择功率电阻的阻值，及调整三极 管的功率，可以使本开关电源效率达80%左右。参见图2，电动自行车控制器用开关电源包括第一电容Cl、第二电容C2、第三电容 C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电 阻R4、第五电阻R5、第一稳压二极管Z1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第 一三极管Ql和第一变压器Tl ；第一变压器Tl具有三组绕组，分别为初级绕组、次级绕组和 反馈绕组，变压器初级绕组和变压器次级绕组及变压器反馈绕组互感连接，变压器初级绕 组具有第一端T1-4和第二端T1-3，变压器次级绕组具有第一端T1-5和第二端T1-6，变压 器反馈绕组具有第一端T1-2和第二端Tl-I ；所述第一电容Cl和第六电容C6为极性电容， 具有正极和负极；输入端通过第一电阻Rl连接第一电容Cl的正极，第一电容Cl的负极接 地；第一电容Cl的正极一方面通过第三电阻R3连接第一三极管Ql的基极，第一电容Cl的 正极另一方面连接变压器初级绕组的第一端T1-4，变压器初级绕组的第二端T1-3连接第 一三极管Ql的集电极；第一稳压二极管Zl的负极连接第一三极管Ql的基极，第一稳压二 极管Zl的正极接地；第四二级管D4的正极连接第一三极管Ql的基极，第四二级管D4负极 通过第五电阻R5连接第一三极管Ql的发射级；第二电阻R2与第二电容C2并联后一端连 接变压器初级绕组第一端T1-4，另一端连接第二二级管D2的负极，第二二极管D2的正极 连接变压器初级绕组第二端T1-3;第四电阻R4与第三电容C3组成串联支路，该串联支路 一端连接变压器反馈绕组第一端T1-2，串联支路的另一端连接第一三极管Ql的基极，变压 器反馈绕组第二端Tl-I连接第一三极管Ql的发射级 ’第五电容C5和第六电容C6并联，第 六电容C6的正极连接第一三极管Ql的发射级，第六电容C6的负极接地；第四电容C4并联 在变压器次级绕组的两端，变压器的次级绕组的第一端T1-5连接第三二极管D3的正极，第 三二极管D3的负极连接第一三极管Ql的发射级，变压器的次级绕组的第二端T1-6接地。本实用新型实施例的电路是这样工作的输入电压范围为25V-150V直流。二极管 Dl起整流作用。第一电阻Rl为功率电阻，起限制最大电流作用，在输出端短路时能起保护作用。第一电容Cl为低频滤波电容。第三电阻R3为启动电阻。输入端有电压输入时，电流 经第三电阻R3至开关管第一三极管Ql的基极，开通开关管第一三极管Q1，这时变压器Tl 就会有电流从4脚流入，3脚流出再经开通的第一三极管Ql管，形成输出电流，同时次级线 图形成5脚为正，6脚为负的电源，电源就会经第四电容C4过滤高频后再经第三三极管D3 二级管整流，形成输出，完成启动过程。其中第六电容C6为输出低频滤波电容，第五电容C5 为高频滤波电容。反馈绕组(变压器1，2脚之间的绕组)产生的激励信号通过第四电阻R4、第三电 容C3组成的选频网络筛选后加在开关管第一三极管Ql的基极与发射极之间，形成开关电 源的正反馈电路。第一稳压二极管Z1，第四二极管D4，第五电阻R5构成开关电源的稳压控制电路。 当输出电压低于第一稳压二极管Zl的稳压值时，即开关管第一三极管Ql的发射极电压比 基极低时，第一三极管Ql开通，输出电压会升高；当输出电压高于第一稳压二极管Zl的稳 压值时，即开关管第一三极管Ql的发射极电压比基极高时，第一三极管Ql截止，输出电压 会降低；第四二极管D4，第五电阻R5的作用有防止输出电压过高的作用，当输出电压高于 第一稳压二极管Zl稳压值0. 7V左右(二极管的开通电压)时，输出电流会经第五电阻R5， 第四二极管D4，通过第一稳压二极管Zl释放，从而使输出电压最大为第一稳压二极管Zl稳 压值+0. 7V。R5在这里起着限制释放电流的作用，防止电流过大烧第四二极管D4或第一稳 压二极管Zl。变压器初级绕图在开关管第一三极管Ql截止时会产生较大的3脚为正、2脚为负 的自感电势，第二二极管D2，第二电阻R2，第二电容C2组成的电路起着释放此电势的作用， 避免此电势击穿第一三极管Ql管。本电路适当选择第一电阻Rl阻值，第一三极管Ql开关管的功率，可以使输出功率 达6W左右，同时本开关电源效率达80%左右，第一电阻R1，第一三极管Ql的发热较低，当 输出电压为15V时，能长时间稳定地输出IOOmA左右电流，完全满足控制器驱动电路要求。在一实施例中，稳压控制模块20包括第一稳压二级管Zl、第四二级管D4和第五电 阻R5 ；第一稳压二极管Zl的负极连接第一三极管Ql的基极，第一稳压二极管Zl的正极接 地；所述第四二级管D4的正极连接第一三极管Ql的基极，第四二极管D4的负极通过第五 电阻R5连接三极管的发射级。在一实施例中，自感电势释放模块18包括第二电阻R2、第二电容C2和第二二极 管D2，第二电阻R2与第二电容C2并联后一端连接变压器初级绕组第一端T1-4，另一端连 接第二二级管D2的负极，第二二极管的正极连接变压器初级绕组第二端T1-3。在一实施例中，选频模块19包括第四电阻R4和第三电容C3，第四电阻R4与第三 电容C3组成串联支路，该串联支路一端连接变压器反馈绕组第一端T1-2，串联支路的另一 端连接第一三极管Ql的基极，变压器反馈绕组第二端Tl-I连接第一三极管Ql的发射级。在一实施例中，高频滤波电容21包括第五电容C5和第六电容C6，第五电容C5和 第六电容C6并联。以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是 利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在 其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种电动自行车控制器用开关电源，其特征在于包括输入模块、功率电阻、低频滤 波电容、启动电阻、三极管、变压器初级绕组、变压器次级绕组、变压器反馈绕组、自感电势 释放模块、选频模块，稳压控制模块、高频滤波电容和输出模块；所述输入模块通过功率电阻连接低频滤波电容，所述低频滤波电容一端接地，另一端 分别连接变压器初级绕组和启动电阻，所述低频滤波电容通过变压器初级绕组连接三极 管，所述低频滤波电容通过启动电阻连接三极管，变压器初级绕组和变压器次级绕组及变 压器反馈绕组互感连接，自感电势释放模块连接变压器初级绕组，稳压控制模块连接三极 管，选频模块连接于变压器反馈绕组和三极管之间，三极管与变压器次级绕组输出耦合后 经高频滤波电容连接输出模块。
2.根据权利要求1所述的电动自行车控制器用开关电源，其特征在于所述稳压控制 模块包括第一稳压二级管(Zl)、第四二级管(D4)和第五电阻(肪)；所述第一稳压二极管的 负极连接第一三极管Oil)的基极，正极接地；所述第四二级管的正极连接第一三极管Oil) 的基极，负极通过第五电阻(肪)连接三极管的发射级。
3.根据权利要求1所述的电动自行车控制器用开关电源，其特征在于所述自感电势 释放模块包括第二电阻(R2)、第二电容(以)和第二二极管(D2)，所述第二电阻(似)与第 二电容(以)并联后一端连接变压器初级绕组第一端(Τ1-4)，另一端连接第二二级管(D2) 的负极，第二二极管的正极连接变压器初级绕组第二端(Τ1-3)。
4.根据权利要求1所述的电动自行车控制器用开关电源，其特征在于所述选频模块 包括第四电阻(R4)和第三电容(C3)，所述第四电阻(R4)与第三电容(O)组成串联支路， 该串联支路一端连接变压器反馈绕组第一端(Tl-幻，串联支路的另一端连接第一三极管 (Ql)的基极，变压器反馈绕组第二端(Tl-I)连接第一三极管Oil)的发射级。
5.根据权利要求1所述的电动自行车控制器用开关电源，其特征在于所述高频滤波 电容包括第五电容(⑶)和第六电容(C6)，所述第五电容(⑶)和第六电容(C6)并联。
6.根据权利要求1 5任一项所述的电动自行车控制器用开关电源，其特征在于包 括第一电容(Cl)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第六电容 (C6)，第一电阻(Rl)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第一稳 压二极管(Zl)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第一三极管Oil)和 第一变压器(Tl)；所述第一变压器(Tl)具有三组绕组，分别为初级绕组、次级绕组和反馈绕组，变压 器初级绕组和变压器次级绕组及变压器反馈绕组互感连接，变压器初级绕组具有第一端 (T1-4)和第二端(T1-3)，变压器次级绕组具有第一端(T1-5)和第二端(T1-6)，变压器反馈 绕组具有第一端(Tl-幻和第二端(Tl-I)；所述第一电容(Cl)和第六电容(C6)为极性电 容，具有正极和负极；输入端通过第一电阻(Rl)连接第一电容(Cl)的正极，第一电容(Cl)的负极接地；第 一电容(Cl)的正极一方面通过第三电阻(旧)连接第一三极管Oil)的基极，第一电容(Cl) 的正极另一方面连接变压器初级绕组的第一端(T1-4)，变压器初级绕组的第二端(T1-3) 连接第一三极管Oil)的集电极；第一稳压二极管(Zl)的负极连接第一三极管Oil)的基极，第一稳压二极管(Zl)的正 极接地；第四二级管(D4)的正极连接第一三极管Oil)的基极，第四二级管(D4)负极通过第五电阻(肪)连接第一三极管Oil)的发射级；第二电阻(R2)与第二电容(C2)并联后一端连接变压器初级绕组第一端(T1-4)，另 一端连接第二二级管(拟)的负极，第二二极管(拟)的正极连接变压器初级绕组第二端 (T1-3)；第四电阻(R4)与第三电容(O)组成串联支路，该串联支路一端连接变压器反馈绕组 第一端(T1-2)，串联支路的另一端连接第一三极管Oil)的基极，变压器反馈绕组第二端 (Tl-I)连接第一三极管Oil)的发射级；第五电容(( )和第六电容(C6)并联，第六电容(C6)的正极连接第一三极管Oil)的 发射级，第六电容(C6)的负极接地；第四电容(C4)并联在变压器次级绕组的两端，变压器的次级绕组的第一端(T1-5)连 接第三二极管(D!3)的正极，第三二极管(D!3)的负极连接第一三极管Oil)的发射级，变压 器的次级绕组的第二端(T1-6)接地。
专利摘要本实用新型公开一种电动自行车控制器用开关电源，包括输入模块、功率电阻、低频滤波电容、启动电阻、三极管、变压器初级绕组、变压器次级绕组、变压器反馈绕组、自感电势释放模块、选频模块，稳压控制模块、高频滤波电容和输出模块，用于释放变压器初级绕组的自感电势的自感电势释放模块连接变压器初级绕组，用于为三极管提供稳压的稳压控制模块连接三极管，用于选频的选频模块连接于变压器反馈绕组和三极管之间。有益效果本实用新型通过简单的电路结构，没有使用开关电源芯片以节省成本，同时通过选择合适的功率电阻的阻值，及调整三极管的功率，可以使本开关电源效率达80％左右。
文档编号H02M3/335GK201854189SQ20102054076
公开日2011年6月1日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者余小波 申请人:深圳市高标电子科技有限公司