CN101969263B - 电子变压器的驱动电路 - Google Patents

Abstract

电子变压器的驱动电路，包括触发电路、开关电路和输出变压器T2，所述触发电路向所述开关电路提供触发信号，所述开关电路向所述输出变压器提供高频输出信号；所述输出变压器T2包括初级绕组T2-5、次级负载绕组T2-6和次级驱动绕组；所述开关电路包括由振荡电容和所述次级驱动绕组组成的LC振荡电路，所述LC振荡电路控制所述开关电路的三极管顺序开或关。这样即使输出变压器T2的输出端处于接近于零的空载或轻载状态，初级线圈T2-5上也总能有一定的电压值，那么次级驱动绕组就一定能够感应到一个相应的电压值继而实现驱动过程。由于本发明具有上述优点，可以应用到大功率负载和接近零输出功率负载的电子变压器中。

Description

电子变压器的驱动电路

技术领域

本发明涉及电子变压器的驱动电路，特别涉及可以兼顾大功率与微小功率负载的电子变压器的驱动电路。

背景技术

一般用于驱动传统大功率卤素灯等负载工作的电子变压器，其负载变压器的驱动电路在非常轻载或接近于空载状态时基本上没有输出电压，使微小功率或者说轻载的如LED灯等产品直接接在传统的大功率电子变压器的负载端时出现灯闪甚至是不工作状态的现象。产生上述现象，主要是电子变压器的开关电路的驱动信号不当造成。现有驱动电路的代表性结构如图1所示，其控制过程如下：

1.输入端输入一个DC值，通过电阻R2对积分电容C3进行充电，当积分电容C3上的电压值达到触发管T1阈值时，触发管T1导通，促使三极管N2导通。其中电阻R2、积分电容C3与触发管T1共同构成三极管N2的触发电路；

2.三极管N2导通之后，输入电压通过电容C4、负载变压器TR的原边、驱动变压器的初级线圈T2-1、三极管N2形成回路，并同时在初级T2-1上形成一个电流，从而驱动变压器的驱动线圈T2-3感应到一个相应的电流值，此电流值加速了三极管N2的饱和导通，直至驱动线圈T2-1饱和，驱动线圈T2-3感应电流反向，三极管N2截止；

3.由于驱动线圈T2-2与驱动线圈T2-3相位相反，当驱动线圈T2-3反相时，驱动线圈T2-2产生正向的感应电流，促使三极管N1导通，导通原理同三极管N2的导通过程。输入电压通过三极管N1、初级线圈T2-1、负载变压器TR原边及C5形成回路；

4.以上过程在初级线圈T2-1每次触发之后连续发生，直至电压过零，无振荡；

以上2～4项步骤循环工作，从而实现三极管N1，N2的循环导通、截止并输出负载。从图1传统电路驱动原理我们可以看出，负载变压器TR的输出端处于空载、接近零负载或轻载状态时，由于流经驱动变压器的初级线圈T2-1上的电流非常小，从而电压也很低，那么驱动线圈T2-3上的感应电流也会很小，致使三极管不能被正常驱动工作。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明试图设计一种驱动电路，解决在大功率负载或小功率负载分别接在驱动电路的负载端时，驱动电路都能正常地触发驱动从而使负载可靠地工作。为此，本发明涉及一种电子变压器的驱动电路，包括触发电路、将输入的直流信号转换为高频信号的开关电路和输出变压器T2，所述触发电路向所述开关电路提供触发信号，所述开关电路向所述输出变压器提供高频输出信号；其特征在于，所述输出变压器T2包括初级绕组T2-5、次级负载绕组T2-6和次级驱动绕组；所述开关电路包括由振荡电容和所述次级驱动绕组组成的LC振荡电路，所述LC振荡电路控制所述开关电路的三极管顺序开或关。

根据上述结构，所述驱动电路可以将输入的直流信号转换为高频的信号并向输出变压器T2提供。该电路结构具有如下优点：

(1)由于所述次级驱动绕组设置在所述输出变压器T2上，也即同芯设置驱动绕组与输出变压器绕组合并，所述次级驱动绕组也组成LC振荡电路的一部分，这样就可以利用所述次级驱动绕组拾取所述输出变压器T2上的电压信号，即使所述输出变压器T2的输出端的次级负载绕组T2-6的负载为零或接近零，所述次级驱动绕组也能具有一定的电压值，从而可以实现对所述开关电路的驱动；

(2)由于所述LC振荡电路中设置振荡电容，可以利用所述振荡电容调节所述开关电路的驱动频率，使驱动过程可靠。

进一步的技术方案还可以是，所述LC振荡电路上设置限流电阻或分流电阻或分流电感器。这样可以通过所述限流电阻或分流电阻或分流电感器调节对所述开关电路的驱动电流，保护所述开关电路上的器件特别是三极管不易损坏。特别是所述分流电感器具有与电流大小同步的阻抗特性，为此对所述开关电路的三极管的驱动电流的控制效果更佳，所述分流电感器可以是可调式的电感器。

进一步的技术方案还可以是，所述开关电路包括第一开关电路与第二开关电路；其中所述第一开关电路包括顺次连接的三极管N1、初级绕组T2-5和电容C5，所述第二开关电路包括顺次连接的电容C4、初级绕组T2-5和三极管N2。

根据上述技术方案，所述开关电路实际上是一种半桥式的驱动电路，在所述第一开关电路和所述第二开关电路的循环导通过程中向所述输出变压器T2提供高频信号。其中所述第一开关电路和所述第二开关电路分别由各自的所述LC振荡电路驱动循环导通。

进一步的技术方案还可以是，所述第一开关电路中的C5用三极管N4及与其连接的LC振荡电路替代，所述第二开关电路中的C4用三极管N3及与其连接的LC振荡电路替代。这样可以将所述开关电路改为一种全桥驱动电路。

进一步的技术方案还可以是，所述次级驱动绕组还包括反相设置的第三驱动绕组T2-3和第四驱动绕组T2-4，所述第三驱动绕组T2-3与振荡电容C15串联构成所述三极管N3的LC振荡电路，所述第四驱动绕组T2-4与振荡电容C16串联构成所述三极管N4的LC振荡电路。这样可以使所有的驱动线圈都拾取输出变压器T2的电压信号，从而在即使负载接近于零的情况下也可以有效地驱动开关电路的开与关。

由于本发明具有上述优点和特点，使使用本发明技术方案的驱动电路能够应用到大功率负载和接近零输出功率负载的电子变压器中。

附图说明

图1是现有技术的驱动电路的结构示意图；

图2是半桥式驱动电路的第一种结构示意图；

图3是半桥式驱动电路的第二种结构示意图；

图4是全桥式驱动电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对应用本发明技术方案的电子变压器的驱动电路作进一步的说明。

如图2所示，一种电子变压器的驱动电路，包括触发电路、将输入的直流信号转换为高频信号的开关电路和输出变压器T2。

所述触发电路由电阻R2、积分电容C3和触发管T1组成。其中电阻R2与积分电容C3串联接于直流电源V_CC的两端，所述触发管T1的一端接于所述电阻R2与积分电容C3之间，另一端接到三极管N2的基极，从而实现对开关电路的触发。在该结构中，所述触发管T1与三极管N2的基极之间还可以设置限流电阻等部件。其次，在所述电阻R2的两端还可以设置分流电阻R3和电容C2，从而在接通电源的起始时间加快对积分电容C3的充电速度。

所述输出变压器T2包括同芯设置的初级绕组T2-5、次级负载绕组T2-6和次级驱动绕组，所述次级驱动绕组包括反相设置的第一驱动绕组T2-1和第二驱动绕组T2-2。即初级绕组T2-5、次级负载绕组T2-6和次级驱动绕组全部设置在输出变压器T2中。这样，所述次级驱动绕组可以拾取初级绕组T2-5的电压信号。

所述开关电路包括第一开关电路与第二开关电路；其中所述第一开关电路包括顺次连接的三极管N1、初级绕组T2-5和电容C5，所述第二开关电路包括顺次连接的电容C4、初级绕组T2-5和三极管N2。其中所述第一开关电路的三极管N1的发射极连接所述第二开关电路的三极管N2的集电极，所述第二开关电路的三极管N2的基极接于所述触发电路。这样当所述第二开关电路的三极管N2被触发导通后，电源信号经过电容C4、初级绕组T2-5和三极管N2所组成的回路，并向输出变压器T2提供高频信号；当三极管N1被触发导通后，电源信号经过电容C5、初级绕组T2-5和三极管N1所组成的回路，并向输出变压器T2提供高频信号。

其次，所述第一驱动绕组T2-1与振荡电容C7串联后接在所述三极管N1的基极与发射极之间从而构成所述第一开关电路的三极管N1的LC振荡电路，所述第二驱动绕组T2-2与振荡电容C8串联后接在所述三极管N2的基极与发射极之间从而构成所述第二开关电路的三极管N2的LC振荡电路。另外在所述第一驱动绕组T2-1与振荡电容C7串联构成的LC振荡电路中设置限流电阻R4以及分流电阻R11，这样可以利用所述限流电阻R4以及分流电阻R11对驱动电流予以灵活地调节；同理，在所述第二驱动绕组T2-2与振荡电容C8串联构成的LC振荡电路中设置限流电阻R5以及分流电阻R10。

根据上述结构，所述驱动电路可以将输入的直流信号转换为高频的信号并向输出变压器T2提供。具体驱动过程如下：

1.输入端V_CC输入一个直流信号，通过电阻R2对积分电容C3进行充电，当积分电容C3上的电压值达到触发管T1阈值时，触发管T1导通，促使三极管N2导通；

2.三极管N2导通之后，输入信号通过电容C4、输出变压器的初级线圈T2-5和三极管N2形成回路，在初级线圈T2-5上形成一个电压，从而第二驱动线圈T2-2感应到一个相应的电压值，此电压值对振荡电容C8进行充电，电流通过限流电阻R5，使三极管N2饱和导通，次级负载绕组T2-6也存在输出信号，直至振荡C8充电过程结束，无电流驱动三极管N2，三极管N2开始截止；

3.三极管N2开始截止时，通过初级线圈T2-5的电流开始减小，该线圈绕组的电压反向，第一驱动线圈T2-1和第二驱动线圈T2-2绕组反相，加快三极管N2的截止，同时第一驱动线圈T2-1电压反相，形成正向电压；

4.第一驱动线圈T2-1电压反向后，开始对振荡电容C7进行充电，电流通过限流电阻R4使得三极管N1导通，次级负载绕组T2-6也存在输出信号；输入电压通过三极管N1、初级线圈T2-5、电容C5形成回路，直至振荡电容C7充电完成。工作过程同上述三极管N2开关的状态；

5.以上1～4步循环工作，从而实现三极管N1，N2的循环导通、截止。

从图2电子变压器的驱动电路可以看出，即使输出变压器T2的次级负载绕组T2-6的输出信号为零或接近于零的轻载状态，初级线圈T2-5上也总能有一定的电压值，那么第二驱动线圈T2-2就一定能够感应到一个相应的电压值并对振荡电容C8进行充电，实现对三极管N2驱动导通；第一驱动线圈T2-1也能够感应到一个相应的电压值并对振荡电容C7进行充电，实现对三极管N1驱动导通，在实现上述循环驱动过程中，次级负载绕组T2-6也存在输出信号。

如图3所示，是应用本发明方案的另一半桥驱动电路，与图2不同的是，将第一开关电路中的LC振荡电路的分流电阻R11替换为分流电感器L1，将第二开关电路中的LC振荡电路的分流电阻R10替换为分流电感器L2，这样可以利用电感器本身的感抗与电流成比例的关系，更加有效地调节三极管的驱动电流。其次不同点在于，在LC振荡电路的限流电阻R4、R5的两端分别设置二极管D11、D12和D13、D14，从而可以加速三极管的放电截止。

如图4所示，是应用本发明方案的全桥驱动电路，与图3不同的是，将所述第一开关电路中的电容C5用三极管N4及与其连接的LC振荡电路替代，所述第二开关电路中的电容C4用三极管N3及与其连接的LC振荡电路替代。其中第三驱动绕组T2-3和第四驱动绕组T2-4反相设置，所述第三驱动绕组T2-3与振荡电容C15串联构成所述三极管N3的LC振荡电路，所述第四驱动绕组T2-4与振荡电容C16串联构成所述三极管N4的LC振荡电路。这样可以使所有的驱动线圈都拾取输出变压器T2的电压信号，从而在即使负载接近于零的情况下也可以有效地驱动开关电路的开与关。

Claims (8)

1.电子变压器的驱动电路，包括触发电路、将输入的直流信号转换为高频信号的开关电路和输出变压器T2，所述触发电路向所述开关电路提供触发信号，所述开关电路向所述输出变压器提供高频输出信号；其特征在于，所述输出变压器T2包括初级绕组T2-5、次级负载绕组T2-6和次级驱动绕组；所述开关电路包括由震荡电容和所述次级驱动绕组组成的LC振荡电路，所述LC振荡电路控制所述开关电路的三极管顺序开或关；所述开关电路包括第一开关电路与第二开关电路；其中所述第一开关电路包括顺次连接的三极管N1、初级绕组T2-5和电容C5，所述第二开关电路包括顺次连接的电容C4、初级绕组T2-5和三极管N2；所述次级驱动绕组包括反相设置的第一驱动绕组T2-1和第二驱动绕组T2-2；所述第一驱动绕组T2-1与振荡电容C7串联后接在所述三极管N1的基极与发射极之间从而构成所述第一开关电路的三极管N1的LC振荡电路，所述第二驱动绕组T2-2与振荡电容C8串联后接在所述三极管N2的基极与发射极之间从而构成所述第二开关电路的三极管N2的LC振荡电路。

2.根据权利要求1所述的电子变压器的驱动电路，其特征在于，所述LC振荡电路上设置限流电阻。

3.根据权利要求1所述的电子变压器的驱动电路，其特征在于，所述LC振荡电路上设置分流电阻。

4.根据权利要求1所述的电子变压器的驱动电路，其特征在于，所述LC振荡电路上设置分流电感器。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的电子变压器的驱动电路，其特征在于，所述第一开关电路的三极管N1的发射极连接所述第二开关电路的三极管N2的集电极，所述第二开关电路的三极管N2的基极接于所述触发电路。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的电子变压器的驱动电路，其特征在于，电阻R2、积分电容C3与触发管T1共同构成所述触发电路；其中所述电阻R2与积分电容C3串联，所述触发管T1的一端接在所述电阻R2与所述积分电容C3之间，另一端接在所述第二开关电路的三极管N2的基极。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的电子变压器的驱动电路，其特征在于，所述第一开关电路中的C5用三极管N4及与其连接的LC振荡电路替代，所述第二开关电路中的C4用三极管N3及与其连接的LC振荡电路替代。

8.根据权利要求7所述的电子变压器的驱动电路，其特征在于，所述次级驱动绕组还包括反相设置的第三驱动绕组T2-3和第四驱动绕组T2-4，所述第三驱动绕组T2-3与振荡电容C15串联构成所述三极管N3的LC振荡电路，所述第四驱动绕组T2-4与振荡电容C16串联构成所述三极管N4的LC振荡电路。

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