CN103219880B - 带有改善启动性能的电压反馈电路的变压器电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带有电压反馈电路的变压器电路，用于当变压器的输入恢复时使PWM模块的补偿脚维持在能输出合适脉宽的PWM信号的电压范围，该变压器电路例如为FLYBACK电路或FORWARD电路，该电路中包括第一电压控制单元，其与反馈单元串联在PWM模块补偿脚上，从而在反馈单元完全导通时使得PWM模块补偿脚电压维持在使PWM模块有合适的脉宽输出的电压范围内；开关元件(Q3)，与第一电压控制单元并联；以及控制模块，用于控制所述开关元件(Q3)，使其导通以参与控制PWM模块补偿脚的电压，或者截止以不参与控制PWM模块补偿脚的电压。

Description

带有改善启动性能的电压反馈电路的变压器电路
技术领域
本发明涉及一种变压器电路，尤其涉及一种带有改善启动性能的电压反馈电路的变压器电路。
背景技术
在如图1所示的带有备电直流电源的反激(Flyback)电路中，当输入电源恢复时，若备电电源输出电压高于反激线路主输出设定电压，反激电路无法正常启动。下面结合图1对此予以具体说明。
参见图1，其示意性地示出了带有备电直流电源的反激电路。其中输入端输入交流，其经整流器整流为直流。PWM模块经由驱动电路控制场效应管开关Q1的高频开关，从而在线圈N1中产生交变磁场。该交变磁场在线圈N2中产生感生电流，并经二极管整流器D2、电容滤波器C2整流滤波后提供直流输出。该直流输出同时通过电压反馈电路经由光耦U1反馈给PWM模块的补偿脚(COMP pin)。当输出直流电压高出预定的阈值时，该信号通过补偿脚被反馈PWM模块，PWM模块调整其输出，从而保证次级线圈侧输出的直流电压维持在预定的范围内。线圈N3、电容C3、二极管D3构成的辅助线路通过N3与N1的感应耦合，提供直流输出到VCC用于为PWM模块提供工作电压。备电直流电源也连接到输出端，用于当没有交流输入时提供备电直流输出。
PWM模块只有当补偿脚保持在一定电压范围时才能输出PWM信号，从而有效工作。然而，某些情况下，例如当备电电源输出工作时，有时会造成输出电压高于反激线路设定的输出电压的情况，使得光耦U1的阳极1与阴极2之间导通，从而使得集电极4到发射极3之间导通，补偿脚电压被持续地拉低至GND，PWM模块无法正常工作，导致反激线路不能正常启动。
上述问题不仅会出现在反激电路中，也会出现在其他通过变压器传输能量的电路中，只要其需要通过PWM模块进行脉宽调制控制，且PWM模块补偿脚电压会随外部阻抗改变而改变，就有可能出现上述问题。
发明内容
因此，本发明的目的即在于提供一种带有改善启动性能的电压反馈电路的变压器电路，用于当变压器的输入恢复时使PWM模块的补偿脚维持在能输出合适脉宽的PWM信号的电压范围。
根据本发明的一个方面，提供了一种变压器电路，包括：
第一电路，包括第一线圈(L1)、开关管(Q1)以及PWM模块，所述第一电路适于接收直流输入，并通过所述开关管的开关作用在第一线圈内产生变化的磁场，PWM模块的输出控制所述开关管(Q1)的开关，所述PWM模块具有补偿脚，所述补偿脚的电压信号随外部阻抗的改变而改变，从而调节PWM模块输出脉冲宽度；
第二电路，包括第二线圈(L2)和整流电路，所述第二线圈与所述第一线圈感应耦合并通过所述整流电路提供直流输出；
反馈单元，用于将所述第二电路的直流输出信号反馈给所述PWM模块，以调整所述PWM模块的输出脉宽，从而调整第二电路的直流输出电压；
还包括第三电路，包括：
第一电压控制单元，其与所述反馈单元串联在所述PWM模块补偿脚上，从而在所述反馈单元完全导通时使得所述PWM模块补偿脚电压维持在使PWM模块有合适的脉宽输出的电压范围内；
开关元件(Q3)，与第一电压控制单元并联；以及
控制模块，用于根据变压器电路的输出控制所述开关元件(Q3)，使其导通以参与控制PWM模块补偿脚的电压，或者截止以不参与控制PWM模块补偿脚的电压。
优选的，所述第一电路、第二电路及反馈单元构成反激电路或正激电路的一部分。
优选的，还包括直流备电电源，其输出与所述第二电路的输出并联。
优选的，所述控制模块适于根据控制信号控制所述开关元件(Q3)，使得当所述变压器电路的输出达到预定阈值时，开关元件导通以参与控制PWM模块补偿脚的电压，以及当所述变压器电路的输出低于预定阈值时，开关元件截止以不参与控制PWM模块补偿脚的电压，其中所述控制信号由所述变压器电路的输出获得，所述控制信号为电压信号。
优选的，所述控制模块为稳压二极管(D4)。
优选的，所述变压器电路的输出来自第四电路，所述第四电路包括第三线圈(L3)和第二整流电路，所述第三线圈与所述第一线圈感应耦合并通过所述第二整流电路提供直流输出。
优选的，所述开关元件为三极管(Q3)，其通过集电极和发射极与所述第一电压控制单元(R2)并联，其基极与所述控制模块输出端相连。
优选的，所述反馈单元包括反馈电路和光电耦合器，所述光电耦合器的阳极(1)和阴极(2)与所述反馈电路连接，所述光电耦合器的集电极和发射极分别与所述PWM模块补偿脚和所述第一电压控制单元连接。
优选的，所述第一电压控制单元为电阻(R2)、二极管或稳压二极管或其组合。
通过以上设计，本发明的变压器电路能够在供电恢复时使PWM模块的补偿脚保持在合适的电位从而能正常启动变压器电路。
附图说明
下面结合附图对本发明的方案做进一步说明，其中：
图1是现有技术的电路图；
图2是本发明的一个实施例的带有反馈电路的电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，进一步详细说明本发明的原理及应用。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了使传输能量的变压器在输入恢复时能正常启动，在光耦的发射极3与GND之间连接一个电压调节装置，以使当光耦U1导通时，补偿脚保持在预定的电位上，从而使得补偿脚的电压处于PWM模块输出合适脉宽PWM信号的电压范围，使得PWM模块能够正常工作。图2中，该电压调节装置为电阻R2，当然其可以是其他任何合适的结构，例如二极管(利用其正向压降)、稳压二极管等。
为了控制电阻R2的接入，与其并联有起开关作用的三极管Q3，其基极通过稳压二极管D4连接到二极管D3、电容C3所组成的辅助线圈的直流输出端。整流器的输出同时连接到PWM模块的VCC(该连接在图2中未示出)，以在恢复供电时为PWM模块提供触发工作电压。同时，在VCC与辅助线圈的直流输出之间设置二极管D5以使整流器的直流输出相对于二极管D4隔离。
该电路的工作方式如下：在光耦U1的发射极3、集电极4之间导通的情况下，当反激电路的AC输入恢复时，三极管Q3的基极没有电流，Q3处于关断状态。此时R2作为分压电阻，使得补偿脚被维持在一定的电位水平。该R2被设计成使得补偿脚的电压处于PWM模块输出合适脉宽PWM信号的电压范围，使得PWM模块能够正常工作。PWM模块开始正常工作，在次级线圈侧及辅助线圈侧开始产生感生电流。随着辅助线圈侧的直流输出逐步增大，当其输出电压高于稳压二极管D4的反向击穿电压时，三极管的基极产生电流，从而其集电极到发射极被导通，反激电路恢复正常工作。其中，选择合适的稳压二极管D4，使得其只有当反激电路可以正常工作时，才被反向击穿。
作为另一个实施方式，也可以将并联的三极管Q3和电阻R2串联在补偿脚和光耦的集电极4之间，此时只需相应地将与Q3的基极相连的电路调整即可。
可以理解，本发明的电路并不仅仅适用于反激电路，其适用于任何使用变压器传输能量，并利用PWM模块进行控制，且PWM模块补偿脚电压可以随外部阻抗的改变而改变的类似电路，例如正激(FORWARD)电路。
应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

Claims (9)

1.一种变压器电路，包括：
第一电路，包括第一线圈(L1)、开关管(Q1)以及PWM模块，所述第一电路适于接收直流输入，并通过所述开关管的开关作用在第一线圈内产生变化的磁场，PWM模块的输出控制所述开关管(Q1)的开关，所述PWM模块具有补偿脚，所述补偿脚的电压信号随外部阻抗的改变而改变，从而调节PWM模块输出脉冲宽度；
第二电路，包括第二线圈(L2)和整流电路，所述第二线圈与所述第一线圈感应耦合并通过所述整流电路提供直流输出；
反馈单元，用于将所述第二电路的直流输出信号反馈给所述PWM模块，以调整所述PWM模块的输出脉宽，从而调整第二电路的直流输出电压；
其特征在于，
还包括第三电路，包括：
第一电压控制单元，其与所述反馈单元串联在所述PWM模块补偿脚上，从而在所述反馈单元完全导通时使得所述PWM模块补偿脚电压维持在使PWM模块有合适的脉宽输出的电压范围内；
开关元件(Q3)，与第一电压控制单元并联；以及
控制模块，用于根据变压器电路的输出控制所述开关元件(Q3)，使其导通以参与控制PWM模块补偿脚的电压，或者截止以不参与控制PWM模块补偿脚的电压。
2.如权利要求1所述的变压器电路，所述第一电路、第二电路及反馈单元构成反激电路或正激电路的一部分。
3.如权利要求1所述的变压器电路，其特征在于，还包括直流备电电源，其输出与所述第二电路的输出并联。
4.如权利要求1所述的变压器电路，其特征在于所述控制模块适于根据控制信号控制所述开关元件(Q3)，使得当所述变压器电路的输出达到预定阈值时，开关元件导通以参与控制PWM模块补偿脚的电压，以及当所述变压器电路的输出低于预定阈值时，开关元件截止以不参与控制PWM模块补偿脚的电压，其中所述控制信号由所述变压器电路的输出获得，所述控制信号为电压信号。
5.如权利要求1或4所述的变压器电路，所述控制模块为稳压二极管(D4)。
6.如权利要求1所述的变压器电路，其特征在于所述变压器电路的输出来自第四电路，所述第四电路包括第三线圈(L3)和第二整流电路，所述第三线圈与所述第一线圈感应耦合并通过所述第二整流电路提供直流输出。
7.如权利要求1所述的变压器电路，其特征在于所述开关元件为三极管(Q3)，其通过集电极和发射极与所述第一电压控制单元(R2)并联，其基极与所述控制模块输出端相连。
8.如权利要求1所述的变压器电路，其特征在于所述反馈单元包括反馈电路和光电耦合器，所述光电耦合器的阳极(1)和阴极(2)与所述反馈电路连接，所述光电耦合器的集电极和发射极分别与所述PWM模块补偿脚和所述第一电压控制单元连接。
9.如权利要求1所述的变压器电路，其特征在于所述第一电压控制单元为电阻(R2)、二极管、稳压二极管或其组合。
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