CN110798149B - 自激推挽振荡电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自激推挽振荡电路，其包括共用同一变压器的至少两个自激振荡单元电路，变压器的各功率线圈二均采用具有中心抽头的线圈。本发明的自激推挽振荡电路，功率线圈上的信号通过耦合网络直接用于控制功率管的导通及截止，特别是分别设置二极管用于加速相应的功率管的截止，使每个自激振荡单元电路可以相互同步，不至于在非同步状态时，电流过过内部体二极管功耗倍增而发热损坏。本发明通过功率线圈来同步各个自激振荡单元电路，解决了多个自激振荡单元电路同步工作的空白，不同对地电平的单元之间也会保持严格同步，电路连接极为简单、每个单元互相协调工作在最佳工作点。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路领域，具体是涉及一种自激推挽振荡电路。
背景技术
目前现有的自激推挽振荡电路应用在信号发生、直流变换、功率输出等场合，一般是采用一个单元的自激振荡电路。而多个单元的应用，存在空白。因为多个单元之间需要严格同步，甚至各个单元间不同对地电平的严格同步电路，特别是在数十个功率单元同步工作时，一旦同步不良、功率管未能及时导通，电流将通过内部的体二极管，功耗倍增，MOS管过热损坏。虽然有些可以通过隔离变压器来做驱动，但存在电路复杂、主功率磁芯中点易偏离，电路稳定性差等问题，因此难在功率电路中应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种可实现多个单元之间电量的高效、可靠地转移，甚至是双向转移的自激推挽振荡电路。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
自激推挽振荡电路，包括至少两个自激振荡单元电路，各个自激振荡单元电路共用变压器T1，变压器T1具有磁芯以及至少两组分别与各个自激振荡单元电路相对应的功率线圈，各组功率线圈绕设于同一个磁芯上，各组功率线圈均包括功率线圈一和功率线圈二，各组中的功率线圈二均采用中心抽头的线圈；
自激振荡单元电路包括第一自激振荡单元电路和第二自激振荡单元电路，变压器T1与第一自激振荡单元电路相应的设有第一功率线圈一和第一功率线圈二，变压器T1与第二自激振荡单元电路相应的设有第二功率线圈一和第二功率线圈二；
第一自激振荡单元电路包括变压器T1、功率管Q1和功率管Q2，第一功率线圈二的中心抽头通过电感L1连接到电池的正极VCC1，电感L1的两端并联有稳压管D2，功率管Q1的驱动端S1DA通过电阻R8与电容C5串联到功率管Q2与第一功率线圈二的连接端S1PB，功率管Q2的驱动端S1DB通过电阻R1和电容C1串联到功率管Q1与第一功率线圈二的连接端S1PA，功率管Q1的驱动端连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接功率管Q2与第一功率线圈二的连接端S1PB，功率管Q2的驱动端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接功率管Q1与第一功率线圈二的连接端S1PA；电阻R5与电容C3串联后与电阻R4并联，构成阻容网络，电阻R4的一端连接第一功率线圈二的中心抽头，电阻R4的另一端分别通过电阻R3和电阻R6连接至功率管Q1的驱动端S1DA和功率管Q2的驱动端S1DB；
第二自激振荡单元电路包括变压器T1、功率管Q3和功率管Q4，第二功率线圈二的中心抽头通过电感L2连接到电池的正极VCC2，电感L2的两端并联有稳压管D5，功率管Q3的驱动端S2DA通过电阻R16与电容C10串联到功率管Q4与第二功率线圈二的连接端S2PB，功率管Q4的驱动端S2DB通过电阻R9和电容C6串联到功率管Q3与第二功率线圈二的连接端S2PA，功率管Q3的驱动端连接二极管D6的阳极，二极管D6的阴极连接功率管Q4与第二功率线圈二的连接端S2PB，功率管Q4的驱动端连接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极连接功率管Q3与第二功率线圈二的连接端S2PA；电阻R13与电容C8串联后与电阻12并联，构成阻容网络，电阻R12的一端连接第二功率线圈二的中心抽头，电阻R12的另一端分别通过电阻R11和电阻R14连接至功率管Q3的驱动端S2DA和功率管Q4的驱动端S2DB。
所述自激振荡单元电路为三个或三个以上，所述变压器T1设置有三组或三组以上分别与各个自激振荡单元电路相应的功率线圈；各所述自激振荡单元电路的电路结构及工作原理均与所述第一自激振荡单元电路或所述第二自激振荡单元电路相同。
各所述自激振荡单元电路分别对应不同的变压器，各个变压器的功率线圈一的两端并联在一起。
采用上述方案后，本发明的自激推挽振荡电路，功率线圈上的信号通过耦合网络直接用于控制功率管的导通及截止，特别是二极管D1，D3均是用于加速相应的功率管的截止，使每个自激振荡单元电路可以相互同步，不至于在非同步状态时，电流过过内部体二极管功耗倍增而发热损坏。本发明通过功率线圈来同步各个自激振荡单元电路，解决了多个自激振荡单元电路同步工作的空白，而且因为功率线圈为在电气上是隔离的，所以即使使用不同对地电平的单元之间也会保持严格同步，电路连接极为简单。本发明中，各个功率线圈可共用同一个磁芯，也可分别采用不同的磁芯，当各个功率线圈共用同一个磁芯，工作时可同时达到磁饱和，从而可使得每个单元互相协调工作在最佳工作点。
附图说明
图1为本发明中单个自激振荡单元电路的电路原理图。
图2为本发明实施例一中两个自激振荡单元电路组成的自激推挽振荡电路的电路原理图。
图3为本发明实施例二中各个自激振荡单元电路采用不同的磁芯时的电路原理图。
具体实施方式
实施例一：
本发明的自激推挽振荡电路，包括至少两个自激振荡单元电路，各个自激振荡单元电路共用变压器T1，变压器T1具有磁芯以及至少两组分别与各个自激振荡单元电路相对应的功率线圈，各组功率线圈绕设于同一个磁芯上，各组功率线圈均包括功率线圈一和功率线圈二，各组中的功率线圈二均采用中心抽头的线圈；
本实施例中，自激振荡单元电路的个数以两个为例，如图2所示，包括第一自激振荡单元电路和第二自激振荡单元电路；第一自激振荡单元电路和第二自激振荡单元电路共用变压器T1，变压器T1具有磁芯、第一功率线圈一、第二功率线圈一、第一功率线圈二和第二功率线圈二，第一功率线圈一与第一功率线圈二构成一组功率线圈与第一自激振荡单元电路相对应设置，第二功率线圈一与第二功率线圈二构成另一组功率线圈与第二自激振荡单元电路相对应设置，两组功率线圈绕设于同一个磁芯上，第一功率线圈二和第二功率线圈二均采用中心抽头的线圈。
第一自激振荡单元电路包括变压器T1、功率管Q1和功率管Q2，第一功率线圈二的中心抽头通过电感L1连接到电池的正极VCC1，电感L1的两端并联有稳压管D2，功率管Q1的驱动端S1DA通过电阻R8与电容C5串联到功率管Q2与第一功率线圈二的连接端S1PB，功率管Q2的驱动端S1DB通过电阻R1和电容C1串联到功率管Q1与第一功率线圈二的连接端S1PA，功率管Q1的驱动端连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接功率管Q2与第一功率线圈二的连接端S1PB，功率管Q2的驱动端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接功率管Q1与第一功率线圈二的连接端S1PA；电阻R5与电容C3串联后与电阻R4并联，构成阻容网络，电阻R4的一端连接第一功率线圈二的中心抽头，电阻R4的另一端分别通过电阻R3和电阻R6连接至功率管Q1的驱动端S1DA和功率管Q2的驱动端S1DB；
第二自激振荡单元电路包括变压器T1、功率管Q3和功率管Q4，第二功率线圈二的中心抽头通过电感L2连接到电池的正极VCC2，电感L2的两端并联有稳压管D5，功率管Q3的驱动端S2DA通过电阻R16与电容C10串联到功率管Q4与第二功率线圈二的连接端S2PB，功率管Q4的驱动端S2DB通过电阻R9和电容C6串联到功率管Q3与第二功率线圈二的连接端S2PA，功率管Q3的驱动端连接二极管D6的阳极，二极管D6的阴极连接功率管Q4与第二功率线圈二的连接端S2PB，功率管Q4的驱动端连接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极连接功率管Q3与第二功率线圈二的连接端S2PA；电阻R13与电容C8串联后与电阻12并联，构成阻容网络，电阻R12的一端连接第二功率线圈二的中心抽头，电阻R12的另一端分别通过电阻R11和电阻R14连接至功率管Q3的驱动端S2DA和功率管Q4的驱动端S2DB。
本发明中，以第一自激振荡单元电路为例，单个自激振荡单元电路的工作原理如图1所示：
电路上电瞬间，随机竞争，假设功率管Q1与第一功率线圈二的连接端S1PA的电压相对于功率管Q2与第一功率线圈二的连接端S1PB的电压较高，则功率管Q2的驱动端S1DB的电压相对功率管Q1的驱动端S1DA的电压较高，使得功率管Q2电流更大，功率管Q2与第一功率线圈二的连接端S1PB的电压更低，以及功率管Q1电流更小，功率管Q1与第一功率线圈二的连接端S1PA的电压更高，形成正反馈而达到功率管Q2完全导通，功率管Q1完全截止。当电流达到磁饱合时，感抗对电流的阻值等同于0，电流迅速增大，在电感L1产生负脉冲。负脉冲通过电阻R4，电阻R5和电容C3组成的阻容网络分别耦合到功率管Q1的驱动端S1DA和功率管Q2的驱动端S1DB，让功率管Q1和功率管Q2迅速截止，形成死区控制。死区脉冲过后，因为功率管Q2端的线圈蓄能，电压高于功率管Q1端的线圈，因此，通过二极管D3、电容C5和电阻R8将高电平信号耦合到S1DA，使其导通；同时，Q1端低电平也通过R1,C1,D1耦合到功率管Q1的驱动端S1DB，使其保持截止。电路反转，形成下一次磁饱合完成一个完整的循环。
本发明中，第二自激振荡单元电路的工作原理与第一自激振荡单元电路的工作原理相同。
本发明中，还可设置更多个自激振荡单元电路，变压器T1相应地设置有更多组分别与各个自激振荡单元电路相应的功率线圈，各组功率线圈共用同一磁芯，各组中的功率线圈二均采用中心抽头的线圈。各自激振荡单元电路的电路结构和工作原理均与第一自激振荡单元电路或第二自激振荡单元电路相同。
实施例二：
如图3所示，本实施例与实施例一的区别仅在于：采用两个变压器，即，在变压器T1的基础上增加变压器T2，变压器T2的功率线圈二也采用中心抽头的线圈。第一自激振荡单元电路对应于变压器T1设置，第二自激振荡单元电路对应于变压器T2设置，变压器T1的功率线圈一和功率线圈二绕设于变压器T1的磁芯上，变压器T2的功率线圈一和功率线圈二绕设于变压器T2的磁芯上，且变压器T1的功率线圈一和变压器T2的功率线圈一的两端并联在一起。
本发明的自激推挽振荡电路，功率线圈上的信号通过阻容耦合网络直接用于控制功率管的导通及截止，特别是二极管D1，D3均是用于加速相应的功率管的截止，使每个自激振荡单元电路可以相互同步，不至于在非同步状态时，电流过过内部体二极管功耗倍增而发热损坏。本发明通过功率线圈来同步各个自激振荡单元电路，解决了多个自激振荡单元电路同步工作的空白，而且因为功率线圈为在电气上是隔离的，所以即使使用不同对地电平的单元之间也会保持严格同步，电路连接极为简单。本发明中，各个功率线圈可共用同一个磁芯，也可分别采用不同的磁芯，当各个功率线圈共用同一个磁芯，工作时可同时达到磁饱和，从而可使得每个单元互相协调工作在最佳工作点。
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 (3)
1.自激推挽振荡电路，其特征在于：包括至少两个自激振荡单元电路，各个自激振荡单元电路共用变压器T1，变压器T1具有磁芯以及至少两组分别与各个自激振荡单元电路相对应的功率线圈，各组功率线圈绕设于同一个磁芯上，各组功率线圈均包括功率线圈一和功率线圈二，各组中的功率线圈二均采用中心抽头的线圈；
自激振荡单元电路包括第一自激振荡单元电路和第二自激振荡单元电路，变压器T1与第一自激振荡单元电路相应的设有第一功率线圈一和第一功率线圈二，变压器T1与第二自激振荡单元电路相应的设有第二功率线圈一和第二功率线圈二；
第一自激振荡单元电路包括变压器T1、功率管Q1和功率管Q2，第一功率线圈二的中心抽头通过电感L1连接到电池的正极VCC1，电感L1的两端并联有稳压管D2，功率管Q1的驱动端S1DA通过电阻R8与电容C5串联到功率管Q2与第一功率线圈二的连接端S1PB，功率管Q2的驱动端S1DB通过电阻R1和电容C1串联到功率管Q1与第一功率线圈二的连接端S1PA，功率管Q1的驱动端连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接功率管Q2与第一功率线圈二的连接端S1PB，功率管Q2的驱动端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接功率管Q1与第一功率线圈二的连接端S1PA；电阻R5与电容C3串联后与电阻R4并联，构成阻容网络，电阻R4的一端连接第一功率线圈二的中心抽头，电阻R4的另一端分别通过电阻R3和电阻R6连接至功率管Q1的驱动端S1DA和功率管Q2的驱动端S1DB；
第二自激振荡单元电路包括变压器T1、功率管Q3和功率管Q4，第二功率线圈二的中心抽头通过电感L2连接到电池的正极VCC2，电感L2的两端并联有稳压管D5，功率管Q3的驱动端S2DA通过电阻R16与电容C10串联到功率管Q4与第二功率线圈二的连接端S2PB，功率管Q4的驱动端S2DB通过电阻R9和电容C6串联到功率管Q3与第二功率线圈二的连接端S2PA，功率管Q3的驱动端连接二极管D6的阳极，二极管D6的阴极连接功率管Q4与第二功率线圈二的连接端S2PB，功率管Q4的驱动端连接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极连接功率管Q3与第二功率线圈二的连接端S2PA；电阻R13与电容C8串联后与电阻12并联，构成阻容网络，电阻R12的一端连接第二功率线圈二的中心抽头，电阻R12的另一端分别通过电阻R11和电阻R14连接至功率管Q3的驱动端S2DA和功率管Q4的驱动端S2DB。
2.根据权利要求1所述的自激推挽振荡电路，其特征在于：所述自激振荡单元电路为三个或三个以上，所述变压器T1设置有三组或三组以上分别与各个自激振荡单元电路相应的功率线圈；各所述自激振荡单元电路的电路结构及工作原理均与所述第一自激振荡单元电路或所述第二自激振荡单元电路相同。
3.根据权利要求1或2所述的自激推挽振荡电路，其特征在于：各所述自激振荡单元电路分别对应不同的变压器，各个变压器的功率线圈一的两端并联在一起。
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