CN103546042B - 一种全桥自激变换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全桥自激变换器，包括依次连接的全桥推挽斩波电路、耦合电路，耦合电路的输出端连接有相移反馈电路，所述相移反馈电路通过组合驱动电路与全桥推挽斩波电路的输入端连接，所述耦合电路和组合驱动电路之间连接有正激反馈电路，所述正激反馈电路的输出端与全桥推挽斩波电路连接；还包括防冲击限压启动电路，所述防冲击限压启动电路分别与全桥推挽斩波电路、组合驱动电路连接。本发明为一种应用于开关电源电路的全桥自激变换器，能使开关电源具有安全可靠、良好浮动负载驱动能力的优点。

Description

一种全桥自激变换器

技术领域

本发明涉及开关电源电路，特别是涉及一种应用于开关电源电路的全桥自激变换器。

背景技术

开关电源因电源中起调整稳压控制功能的器件始终以开关方式工作而得名。它是利用现代电力电子技术，通过控制开关管通断的时间比率来维持输出电压稳定的一种电源。因其具有体积小、重量轻、功耗低、效率高、纹波小、噪声低、智能化程度高、易扩容等优良特性，而广泛应用于各种电子设备上。

现有的高频开关稳压电源的功率变换电路，通常是根据输出电压的变化，采用调宽或者调频的方式控制开关管的导通时间，从而达到稳定输出电压的目的，然而在调整开关管脉冲宽度或者脉冲频率的过程中，容易造成开关转换速率突变，进而出现负载大动态瞬间供电不足的情况。

发明内容

为解决该技术问题，本发明的目的在于提供一种应用于开关电源电路的全桥自激变换器，使开关电源具有安全可靠、良好浮动负载驱动能力的优点。

本发明采用的技术方案是：

一种全桥自激变换器，包括依次连接的全桥推挽斩波电路、耦合电路，耦合电路的输出端连接有相移反馈电路，所述相移反馈电路通过组合驱动电路与全桥推挽斩波电路的输入端连接，所述耦合电路和组合驱动电路之间连接有正激反馈电路，所述正激反馈电路的输出端与全桥推挽斩波电路连接；还包括防冲击限压启动电路，所述防冲击限压启动电路分别与全桥推挽斩波电路、组合驱动电路连接。

进一步，所述组合驱动电路包括变压器T1，所述耦合电路包括变压器T2。

进一步，所述全桥推挽斩波电路主要由功率开关管Q2、功率开关管Q3、功率开关管Q4、功率开关管Q5连接而成。

进一步，所述防冲击限压启动电路主要由电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R40、二极管D10、二极管D11、二极管D12、双向触发二极管VD2、电容C6、电容C7连接而成。

本发明提供的一种全桥自激变换器具有以下有益效果：

（1）本发明采用的防冲击限压启动电路，一方面在功率开关管启动前给全桥桥臂提供足够起动的直流电压，另一方面克服了现有技术中，全桥斩波模式的高频开关电源在启动瞬间由于峰值电压高而容易烧毁功率开关管的问题；

（2）本发明能随着负载的变化自动调整输出电压，无需设置控制芯片，克服了现有技术中需调整开关管脉冲宽度\脉冲频率而容易导致开关转换速率突变，造成对负载大动态瞬间供电不足的缺点。

附图说明

以下结合附图和实例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的电路原理框图；

图2是本发明的电路原理图。

具体实施方式

参照图1和图2，本发明的一种全桥自激变换器，包括依次连接的全桥推挽斩波电路2、耦合电路3，耦合电路3的输出端连接有相移反馈电路6，所述相移反馈电路6通过组合驱动电路4与全桥推挽斩波电路2的输入端连接，所述耦合电路3和组合驱动电路4之间连接有正激反馈电路5，所述正激反馈电路5的输出端与全桥推挽斩波电路2连接；还包括防冲击限压启动电路1，所述防冲击限压启动电路1分别与全桥推挽斩波电路2、组合驱动电路4连接。

以下结合图2对本发明的各部分电路的功能原理作进一步详细说明。

所述组合驱动电路4包括变压器T1，变压器T1包括N1～N6绕组。组合驱动电路4主要用于驱动全桥推挽斩波电路2中每个桥臂上对位的功率开关管同步工作。

所述耦合电路3包括变压器T2，变压器T2包括N1～N11绕组。其作用主要是把全桥推挽斩波电路2输入的脉冲电压变换成与输入电源隔离的脉冲电压3，经输出电路整流滤波后供给负载。

接通输入直流电源时，直流电压进入防冲击限压启动电路1和全桥推挽斩波电路2。

所述防冲击限压启动电路1主要由电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R40、二极管D10、二极管D11、二极管D12、双向触发二极管VD2、电容C6、电容C7连接而成。直流电压进入防冲击限压启动电路1后分成两路，一路经电阻R40、二极管D11给电容C7充电，并且通过二极管D12连接于全桥桥臂A点上；另一路经电阻R8给电容C6充电，并且通过二极管D10连接于全桥桥臂B点上；电阻R9起限压作用。当电容C6的电压充到足以使双向触发二极管VD2导通时，电容C6的电压就会通过电阻R10加到功率开关管Q5的栅极上，使功率开关管Q5饱和导通，那么B点电位就会经功率开关管Q5,又经电阻R27和电阻R28接于地电位上,这时电容C7储存的电能通过二极管D12流向耦合电路变压器T2的N2、N3绕组，又流过组合驱动电路4的变压器T1的N5绕组以及电感L4给电容C12充电，完成防冲击限压启动工作过程。本发明采用的防冲击限压启动电路1，一方面通过电容C6和电容C7储存能量，保证能为全桥桥臂提供足够起动的直流电压；另一方面，其解决了现有的全桥驱动开关电源在启动瞬间，由于峰值电压高而容易烧毁功率开关管的问题。

全桥推挽斩波电路2主要由功率开关管Q2、功率开关管Q3、功率开关管Q4、功率开关管Q5连接而成。开关电源经过防冲击限压启动后，由于耦合电路3的变压器T2的N2、N3绕组有电流流过，使T2的N1绕组感应产生脉冲电流，该电流经相移反馈电路6的电阻R30、电容C10、电容C22进行相移延迟后，流过变压器T1的N6绕组，使得变压器T1的N1、N2、N3、N4绕组的带圆点同名端感应产生负相位驱动脉冲电压信号，因此功率开关管Q3、Q4的栅极电位为正,功率开关管Q2、Q5的栅极电位为负，进而使得功率开关管Q3、Q4导通，功率开关管Q2、Q5截止。这时电容C12开始通过变压器T1的N5绕组，电感L4，变压器T2的N2、N3绕组，再经过功率开关管Q3和电阻R25、R26对地电位放电，功率开关管Q4导通的直流电压又通过电感L2给电容C12充电，这时变压器T2的N2、N3绕组的电流方向正好与功率开关管Q5导通给电容C12充电的电流方向相反，结果使功率开关管Q3、Q4截止，功率开关管Q2、Q5导通，从而完成功率变换的过程，而且这个功率变换过程将以80KHz的周期快速不断地进行下去，进一步实现了完整的全桥自激变换的工作过程。

所述正激反馈电路5由组合驱动电路的变压器T1的N5绕组与耦合电路的变压器T2的N3绕组连接而成，当输出负载加大，也就是工作电流增大时，变压器T1的N5绕组电流也会相应增大，因变压器T1的N5绕组和N6绕组是同名端，在变压器T2的耦合作用下，因此变压器T1的N1、N2、N3、N4绕组中的脉冲电流增大，从而加快了功率开关管Q2、Q3、Q4、Q5的斩波速率和加大了其斩波幅度，完成正激反馈过程。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种全桥自激变换器，其特征在于：包括依次连接的全桥推挽斩波电路、耦合电路，耦合电路的输出端连接有相移反馈电路，所述相移反馈电路通过组合驱动电路与全桥推挽斩波电路的输入端连接，所述耦合电路和组合驱动电路之间连接有正激反馈电路，所述正激反馈电路的输出端与全桥推挽斩波电路连接；还包括防冲击限压启动电路，所述防冲击限压启动电路分别与全桥推挽斩波电路、组合驱动电路连接；所述防冲击限压启动电路包括电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R40、二极管D10、二极管D11、二极管D12、双向触发二极管VD2、电容C6、电容C7；所述全桥推挽斩波电路具有两个全桥桥臂，两个全桥桥臂的输出端分别为A点和B点；所述防冲击限压启动电路连接有直流电压输入端，直流电压进入防冲击限压启动电路后分成两路，一路经电阻R40、二极管D11给电容C7充电，并且通过二极管D12连接于全桥桥臂A点上；另一路经电阻R8给电容C6充电，并且通过二极管D10连接于全桥桥臂B点上；所述电容C6储存的电能经双向触发二极管VD2输出至全桥推挽斩波电路；直流电压输入端经电阻R8、R9接地，起限压作用。

2.根据权利要求1所述的一种全桥自激变换器，其特征在于：所述组合驱动电路包括变压器T1，所述耦合电路包括变压器T2。

3.根据权利要求1所述的一种全桥自激变换器，其特征在于：所述全桥推挽斩波电路主要由功率开关管Q2、功率开关管Q3、功率开关管Q4、功率开关管Q5连接而成。