CN108023490A - 一种利用单端正激式驱动电路提高功率输出的开关电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用单端正激式驱动电路提高功率输出的开关电路，包括用于与外部交流电源连接的电源输入端和用于输出所需功率的电源输出端，还包括与电源输入端连接用于对输入的交流电进行整流的整流电路、与整流电路连接的单端正激式驱动电路、与单端正激式驱动电路连接的高频变压电路、用于对单端正激式驱动电路进行通断进行控制的图腾驱动电路和与图腾驱动电路连接用于对图腾驱动电路的工作进行控制的PWM比较电路，所述PWM比较电路分别与单端正激式驱动电路和高频变压电路信号连接。通过本发明能够有效满足高功率输出的要求，使输出功率可达到400W、成本显著降低。

Description

一种利用单端正激式驱动电路提高功率输出的开关电路
技术领域
本发明涉及开关电路领域，具体为一种利用单端正激式驱动电路提高功率输出的开关电路。
背景技术
现有的焊机的开关电路要求输出功率越来越大，现有的焊机的开关电路大致由整流电路、全桥驱动电路和高频变压器依次连接，并且在高频变压器的输出端和全桥驱动电路之间设置PWM比较器来达到开关电路控制的目的，但是给电路的输出功率仅有60W，不能满足现有焊机的开关电路的高功率输出的要求。
发明内容
本发明的目的是，提供一种利用单端正激式驱动电路提高功率输出的开关电路，能够有效满足高功率输出的要求。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用单端正激式驱动电路提高功率输出的开关电路，包括用于与外部交流电源连接的电源输入端和用于输出所需功率的电源输出端，还包括与电源输入端连接用于对输入的交流电进行整流的整流电路、与整流电路连接的高频变压电路；所述的电源输出端与高频变压电路相连；
所述的高频变压电路上连接有单端正激式驱动电路，所述的单端正激式驱动电路上连接有用于对单端正激式驱动电路通断进行控制的图腾驱动电路、与图腾驱动电路连接用于对图腾驱动电路的工作进行控制的PWM比较电路，所述PWM比较电路分别与单端正激式驱动电路和电源输出端信号连接。
优选地，所述整流电路包括与电源输入端连接用于将输入的交流电变换成所需大小交流电的第二变压器和与第二变压器连接的整流器，所述第二变压器的一次侧并联有输入端电容并且还串联有保险丝和热敏电阻，所述整流器的输出端并联有第二电容，所述第二电容的负极与地线连接。
优选地，所述单端正激式驱动电路与整流电路的连接端与PWM比较电路连接，并且单端正激式驱动电路还包括相互串联后并联于高频变压电路输入端的第二电阻和第三二极管、漏极与第三二极管连接的第二mos晶体管，所述第三二极管的负极与第二电阻连接并且正极与第二mos晶体管的漏极连接，所述第二mos晶体管的源极通过一第九电阻与PWM比较电路连接并且还通过一第六电阻与地线连接，第二mos晶体管的栅极与图腾驱动电路连接，所述第二电阻的两端并联有第一电容。
优选地，所述图腾驱动电路包括基极均与PWM比较电路连接第一三极管和第二三级管，所述第一三极管的集电极与工作电源连接，第一三极管的发射极与第二三级管的发射极连接并且还通过一第四电阻与第二mos晶体管的栅极连接，第二三级管的集电极与地线连接，所述第四电阻与第二mos晶体管栅极连接点通过一用于稳压的第五电阻与地线连接，从而形成对单端正激式驱动电路的通断控制电路。
优选地，所述高频变压电路设置有第一变压器，所述第一变压器的第一正极输出端通过第一二极管与第一电感连接，所述第一变压器的第二正极输出端通过第二二极管与第一电感和第一二极管的连接点连接，所述第一二极管和第二二极管的负极均与第一电感连接，所述第一电感与第一二极管和第二二极管连接端分别通过第三电容、第四电容和第五电容和第一变压器输出端的负极端连接，所述第一电感与第一二极管和第二二极管连接端的相对另一端分别通过第六电容、第七电容、第八电容和第九电容与第一变压器输出端的负极端连接。
优选地，所述第一电感与第六电容连接的一端还通过一第八电阻与可控精密稳压源的参考极连接并且还通过第十二电阻与一光隔离器的一端连接，所述可控精密稳压源的阳极与地线连接并且通过一第十一电阻与参考极连接，所述可控精密稳压源的阴极通过一第十二电容与参考极连接，所述光隔离器与第十二电阻连接端的相对另一端与可控精密稳压源的阴极连接并且通过一第十电阻与光隔离器与第十二电阻连接端连接。
优选地，所述PWM比较电路设置有分别与单端正激式驱动电路、高频变压电路和图腾驱动电路连接的PWM比较芯片，所述PWM比较芯片与光隔离器连接。
优选地，所述电源输入端输入180-260V的交流，所述电源输出端输出12V 的直流电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本方案采用单端正激式驱动电路和图腾驱动电路结合对输出功率进行调节，能够有效满足高功率输出的要求，通过本发明能够使输出功率达到400W，成本降低到原来的开关电路的20％。
附图说明
图1是本发明的电路结构图；
图2为本发明中整流电路2的电路连接示意图；
图3为本发明中单端正激式驱动电路及PWM比较电路的电路连接示意图；
图4为本发明中高频变压电路的电路连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种利用单端正激式驱动电路提高功率输出的开关电路，包括用于与外部交流电源连接的电源输入端1和用于输出所需功率的电源输出端5，还包括与电源输入端1连接用于对输入的交流电进行整流的整流电路2、与整流电路2连接的单端正激式驱动电路3、与单端正激式驱动电路3连接的高频变压电路4、用于对单端正激式驱动电路 3进行通断进行控制的图腾驱动电路7和与图腾驱动电路7连接用于对图腾驱动电路7的工作进行控制的PWM比较电路6，PWM比较电路6分别与单端正激式驱动电路3和高频变压电路4信号连接。电源输入端1输入220V的交流，电源输出端5输出12V的直流电。此外，电源输入端1还可以输入180V或200V 或260V的交流。
整流电路2包括与电源输入端1连接用于将输入的交流电变换成所需大小交流电的第二变压器T2和与第二变压器T2连接的整流器BD1，第二变压器 T2的一次侧并联有输入端电容CX1并且还串联有保险丝F1和热敏电阻RT1，整流器BD1的输出端并联有第二电容C2，第二电容C2的负极与地线连接。
在本实施例中，整流电路2的接口J1的两端通过串联的第一接口端电容 CY1和第二接口端电容CY2进行连接，并且第一接口端电容CY1和第二接口端电容CY2的连接点接地。
单端正激式驱动电路3与整流电路2的连接端与PWM比较电路6连接，并且单端正激式驱动电路3还包括相互串联后并联于高频变压电路4输入端的第二电阻R2和第三二极管D3、漏极与第三二极管D3连接的第二mos晶体管Q2，第三二极管D3的负极与第二电阻R2连接并且正极与第二mos晶体管 Q2的漏极连接，第二mos晶体管Q2的源极通过一第九电阻R9与PWM比较电路6连接并且还通过一第六电阻R6与地线连接，第二mos晶体管Q2的栅极与图腾驱动电路7连接，第二电阻R2的两端并联有第一电容C1。
图腾驱动电路7包括基极均与PWM比较电路6连接第一三极管Q1和第二三级管Q2，第一三极管Q1的集电极与工作电源VCC连接，第一三极管Q1的发射极与第二三级管Q2的发射极连接并且还通过一第四电阻R4与第二mos 晶体管Q2的栅极连接，第二三级管Q2的集电极与地线连接，第四电阻R4与第二mos晶体管Q2栅极连接点通过一用于稳压的第五电阻R5与地线连接，从而形成对单端正激式驱动电路3的通断控制电路。
在本实施例中，第二电阻R2为30KΩ、第九电阻R9为470Ω第四电阻R4、第五电阻R5为100KΩ、第二电容C2为400V 168uF。
高频变压电路4设置有第一变压器T1，第一变压器T1的第一正极输出端通过第一二极管D1与第一电感L1连接，第一变压器T1的第二正极输出端通过第二二极管D2与第一电感L1和第一二极管D1的连接点连接，第一二极管 D1和第二二极管D2的负极均与第一电感L1连接，第一电感L1与第一二极管 D1和第二二极管D2连接端分别通过第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5 和第一变压器T1输出端的负极端连接，第一电感L1与第一二极管D1和第二二极管D2连接端的相对另一端分别通过第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8和第九电容C9与第一变压器T1输出端的负极端连接。
第一电感L1与第六电容C6连接的一端还通过一第八电阻R8与可控精密稳压源TL431的参考极连接并且还通过第十二电阻R12与一光隔离器U3的一端连接，可控精密稳压源TL431的阳极与地线连接并且通过一第十一电阻R11 与参考极连接，可控精密稳压源TL431的阴极通过一第十二电容C12与参考极连接，光隔离器U3与第十二电阻R12连接端的相对另一端与可控精密稳压源TL431的阴极连接并且通过一第十电阻R10与光隔离器U3与第十二电阻R12 连接端连接。PWM比较电路6设置有分别与单端正激式驱动电路3、高频变压电路4和图腾驱动电路7连接的PWM比较芯片U1，PWM比较芯片U1与光隔离器U3连接，从而形成输出端调节稳压电路。
在本实施例中，PWM比较芯片U1通过阻值为10KΩ的第一电阻R1与单端正激式驱动电路3与整流电路2的连接端连接。PWM比较芯片U1的第六引脚与工作电源VCC连接，第四引脚与地线连接并且通过第十电容C10与工作电源VCC连接，PWM比较芯片U1的第六引脚依次通过第三电阻R3和第四二极管D4与第一变压器T1连接，从而对第一变压器T1工作电压及频率进行监测。第十电容C10两端依次并联有用于稳压的第五二极管D5和第十一电容C11。
在本实施例中，第一电感L1为10mH、第三电容C3和第四电容C4均为 50V 2200uF、第六电容C6和第七电容C7均为50V 2200uF，第十二电容C12 为100pF，第八电阻R8为20KΩ、第十电阻R10为1KΩ、第十一电阻R11为 5.1KΩ、第十二电阻R12为1KΩ。
本实施例的工作流程，在需要工作时，先通过电源输入端1引入220V的市电，整流电路2将输入的市电进行整流后输出所需的直流电，并且通过单端正激式驱动电路3到高频变压电路4进行电压转换输出12V的直流电通过电源输出端5输出，同时PWM比较电路6采集单端正激式驱动电路3的输入端电压及高频变压电路4的输出电压及功率，从而通过输出PWM信号对图腾驱动电路7进行启停工作控制，从而通过图腾驱动电路7的启停对单端正激式驱动电路3的通断进行控制，从而通过图腾驱动电路7的快速通断控制调节高频变压电路4的输出功率，以满足使用需要。
通过本发明能够有效满足高功率输出的要求使输出功率达到400W，成本降低到原来的开关电路的20％。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种利用单端正激式驱动电路提高功率输出的开关电路，包括用于与外部交流电源连接的电源输入端(1)和用于输出所需功率的电源输出端(5)，其特征在于：还包括与电源输入端(1)连接用于对输入的交流电进行整流的整流电路(2)、与整流电路(2)连接的高频变压电路(4)；所述的电源输出端(5)与高频变压电路(4)相连；
所述的高频变压电路(4)上连接有单端正激式驱动电路(3)，所述的单端正激式驱动电路(3)上连接有用于对单端正激式驱动电路(3)通断进行控制的图腾驱动电路(7)、与图腾驱动电路(7)连接用于对图腾驱动电路(7)的工作进行控制的PWM比较电路(6)，所述PWM比较电路(6)分别与单端正激式驱动电路(3)和电源输出端(5)信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用单端正激式驱动电路提高功率输出的开关电路，其特征在于：所述整流电路(2)包括与电源输入端(1)连接用于将输入的交流电变换成所需大小交流电的第二变压器(T2)和与第二变压器(T2)连接的整流器(BD1)，所述第二变压器(T2)的一次侧并联有输入端电容(CX1)并且还串联有保险丝(F1)和热敏电阻(RT1)，所述整流器(BD1)的输出端并联有第二电容(C2)，所述第二电容(C2)的负极与地线连接。
3.根据权利要求1所述的一种利用单端正激式驱动电路提高功率输出的开关电路，其特征在于：所述单端正激式驱动电路(3)与整流电路(2)的连接端与PWM比较电路(6)连接，并且单端正激式驱动电路(3)还包括相互串联后并联于高频变压电路(4)输入端的第二电阻(R2)和第三二极管(D3)、漏极与第三二极管(D3)连接的第二mos晶体管(Q2)，所述第三二极管(D3)的负极与第二电阻(R2)连接并且正极与第二mos晶体管(Q2)的漏极连接，所述第二mos晶体管(Q2)的源极通过一第九电阻(R9)与PWM比较电路(6)连接并且还通过一第六电阻(R6)与地线连接，第二mos晶体管(Q2)的栅极与图腾驱动电路(7)连接，所述第二电阻(R2)的两端并联有第一电容(C1)。
4.根据权利要求3所述的一种利用单端正激式驱动电路提高功率输出的开关电路，其特征在于：所述图腾驱动电路(7)包括基极均与PWM比较电路(6)连接第一三极管(Q1)和第二三级管(Q2)，所述第一三极管(Q1)的集电极与工作电源(VCC)连接，第一三极管(Q1)的发射极与第二三级管(Q2)的发射极连接并且还通过一第四电阻(R4)与第二mos晶体管(Q2)的栅极连接，第二三级管(Q2)的集电极与地线连接，所述第四电阻(R4)与第二mos晶体管(Q2)栅极连接点通过一用于稳压的第五电阻(R5)与地线连接，从而形成对单端正激式驱动电路(3)的通断控制电路。
5.根据权利要求1所述的一种利用单端正激式驱动电路提高功率输出的开关电路，其特征在于：所述高频变压电路(4)设置有第一变压器(T1)，所述第一变压器(T1)的第一正极输出端通过第一二极管(D1)与第一电感(L1)连接，所述第一变压器(T1)的第二正极输出端通过第二二极管(D2)与第一电感(L1)和第一二极管(D1)的连接点连接，所述第一二极管(D1)和第二二极管(D2)的负极均与第一电感(L1)连接，所述第一电感(L1)与第一二极管(D1)和第二二极管(D2)连接端分别通过第三电容(C3)、第四电容(C4)和第五电容(C5)和第一变压器(T1)输出端的负极端连接，所述第一电感(L1)与第一二极管(D1)和第二二极管(D2)连接端的相对另一端分别通过第六电容(C6)、第七电容(C7)、第八电容(C8)和第九电容(C9)与第一变压器(T1)输出端的负极端连接。
6.根据权利要求5所述的一种利用单端正激式驱动电路提高功率输出的开关电路，其特征在于：所述第一电感(L1)与第六电容(C6)连接的一端还通过一第八电阻(R8)与可控精密稳压源(TL431)的参考极连接并且还通过第十二电阻(R12)与一光隔离器(U3)的一端连接，所述可控精密稳压源(TL431)的阳极与地线连接并且通过一第十一电阻(R11)与参考极连接，所述可控精密稳压源(TL431)的阴极通过一第十二电容(C12)与参考极连接，所述光隔离器(U3)与第十二电阻(R12)连接端的相对另一端与可控精密稳压源(TL431)的阴极连接并且通过一第十电阻(R10)与光隔离器(U3)与第十二电阻(R12)连接端连接。
7.根据权利要求6所述的一种利用单端正激式驱动电路提高功率输出的开关电路，其特征在于：所述PWM比较电路(6)设置有分别与单端正激式驱动电路(3)、高频变压电路(4)和图腾驱动电路(7)连接的PWM比较芯片(U1)，所述PWM比较芯片(U1)与光隔离器(U3)连接。
8.根据权利要求1所述的一种利用单端正激式驱动电路提高功率输出的开关电路，其特征在于：所述电源输入端(1)输入180-260V的交流，所述电源输出端(5)输出12V的直流电。
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