CN113054922B - 用于驱动方形变压器的驱动电路 - Google Patents

Abstract

一种用于驱动方形变压器的驱动电路，包括PWM调制处理部分及与PWM调制处理部分的前端连接的直流保护部分、打火线启动部分。如此能够驱动功率较大、初级绕组匝数较少的方形变压器。

Description

用于驱动方形变压器的驱动电路

技术领域

本发明涉及车载功放技术领域，特别是一种用于驱动方形变压器的驱动电路。

背景技术

为了增强车用音响的音响效果，开发出车载使用的车载功放器。申请人开发出一种产品体积小、电磁干扰小、功率大且发热量小、转换效率高、发热量小、直流阻抗小、经济效益好、安装方便的大功率铜片方形变压器，其初级绕组的匝数小，如一圈，因此要求其驱动电路要有足够的功率及电流，现有的变压器驱动电路的驱动电流较小，驱动功率小，无法成功驱动方形变压器。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种能够驱动功率较大、初级绕组匝数较少的方形变压器的用于驱动方形变压器的驱动电路，以解决上述问题。

一种用于驱动方形变压器的驱动电路，包括PWM调制处理部分及与PWM调制处理部分的前端连接的直流保护部分、打火线启动部分；所述打火线启动部分包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、稳压管ZD、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2；第一三极管Q1为PNP三极管，发射极与一12V直流电源连接，基极通过第一电阻R1与12V直流电源连接，集电极通过第一电容C1接地，第二电容C2与第一电容C1并联；第二三极管Q2为NPN三极管，集电极通过第二电阻R2与第一三极管Q1的基极连接，基极通过第三电阻R3与稳压管ZD的阳极连接，发射极接地；稳压管ZD的阴极与一打火线输出信号端REM连接；第二三极管Q2的基极还通过第四电阻R4接地。

进一步地，所述PWM调制处理部分包括开关电源脉宽调制控制芯片U1、双电压比较器集成电路、第一二极管D1、第二二极管D2、热敏电阻RX、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7；开关电源脉宽调制控制芯片U1具有第一误差放大器同相输入端+IN1、第一误差放大器反相输入端-IN1、反馈端OUT、死区时间控制端DT、振荡器定时电容端CT、振荡器定时电阻端RT、接地端GND、第一路方波输出集电极G1、第一路方波输出发射极E1、第二路方波输出发射极E2、第二路方波输出集电极G2、电源输入端VCC、输出方式控制端CON、基准电压输出端REF、第二误差放大器反相输入端-IN2、第二误差放大器同相输入端+IN2；电源输入端VCC与第一三极管Q1的集电极连接，还通过第二十三电阻R23及第二十二电阻R22接地，第二十三电阻R23与第二十二电阻R22之间的节点与第二误差放大器同相输入端+IN2连接；接地端GND接地；输出方式控制端CON及第二误差放大器反相输入端-IN2均与基准电压输出端REF连接；第二路方波输出集电极G2与12V直流电源连接，还与第一路方波输出集电极G1连接；振荡器定时电阻端RT通过第二十四电阻R24接地；振荡器定时电容端CT通过第七电容C7接地；第一误差放大器同相输入端+IN1通过第二十一电阻R21与第二二极管D2的阴极连接，第二二极管D2的阳极与反馈端OUT连接；第一误差放大器同相输入端+IN1还通过第十九电阻R19与基准电压输出端REF连接，并通过第二十电阻R20接地；误差放大器反相输入端-IN1通过第十八电阻R18与基准电压输出端REF连接，还通过热敏电阻RX接地；双电压比较器集成电路包括第一比较器U2A及第二比较器U2B，第二比较器U2B的正极输入端与直流保护部分连接，还通过第七电阻R7与基准电压输出端REF连接，负极输入端通过第八电阻R8接地，还通过第三电容C3与正极输入端连接，还通过第六电阻R6与基准电压输出端REF连接；第二比较器U2B的输出端通过第十二电阻R12与第四三极管Q4的基极连接，还通过第九电阻R9与正极输入端连接，还通过第十电阻R10与基准电压输出端REF连接；第四三极管Q4为PNP三极管，其基极通过第十一电阻R11与基准电压输出端REF连接，发射极与基准电压输出端REF连接，集电极与死区时间控制端DT连接，还通过第十六电阻R16与基准电压输出端REF连接，并通过第十七电阻R17接地，第五电容C5与第十六电阻R16并联；第六电容C6的一端与基准电压输出端REF连接，另一端接地；第一比较器U2A的正极输入端与第二比较器U2B的负极输入端连接，负极输入端与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极与第二比较器U2B的输出端连接；第十三电阻R13的两端分别与第一二极管D1的阳极、阴极连接；第一比较器U2A的负极输入端还通过第四电容C4接地；第一比较器U2A的输出端与一指示灯电路POWLED连接，还通过第五电阻R5与第一三极管Q1的集电极连接；第四三极管Q4为NPN三极管，其集电极与第二比较器U2B的输出端连接，基极通过第十四电阻R14与反馈端OUT连接，还通过第十五电阻R15接地，发射极接地。

进一步地，所述直流保护部分包括第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7、第八三极管Q8、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第八电容C8；第五三极管Q5为NPN三极管，其基极与一直流感应端DCPROT连接，集电极依次通过第二十六电阻R26、第二十五电阻R25与12V直流电源连接，发射极接地；第六三极管Q6为NPN三极管，其基极通过第二十七电阻R27接地，集电极与第五三极管Q5的集电极连接，发射极与第五三极管Q5的基极连接；第七三极管Q7为PNP三极管，其发射极与12V直流电源连接，基极连接于第二十六电阻R26和第二十五电阻R25之间的节点，第八电容C8与第二十五电阻R25并联；集电极依次通过第二十八电阻R28、第二十九电阻R29接地；第八三极管Q8为NPN三极管，其基极连接于第二十八电阻R28和第二十九电阻R29之间的节点，发射极接地，集电极与第二比较器U2B的正极输入端连接。

进一步地，还包括扩流部分，扩流部分具有双路低压驱动器U2，型号为IR4427。

进一步地，所述第一路方波输出发射极E1与双路低压驱动器U2的2脚连接，第二路方波输出发射极E2与双路低压驱动器U2的4脚连接，双路低压驱动器U2的3脚接地，5脚及7脚用于输出。

与现有技术相比，本发明的用于驱动方形变压器的驱动电路包括PWM调制处理部分及与PWM调制处理部分的前端连接的直流保护部分、打火线启动部分。如此能够驱动功率较大、初级绕组匝数较少的方形变压器。

附图说明

以下结合附图描述本发明的实施例，其中：

图1为本发明提供的用于驱动方形变压器的驱动电路的电路示意图。

具体实施方式

以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。

请参考图1，本发明提供的用于驱动方形变压器的驱动电路包括PWM调制处理部分100及与PWM调制处理部分100的前端连接的直流保护部分10、打火线启动部分20及与PWM调制处理部分100的后端连接的扩流部分30。

打火线启动部分20包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、稳压管ZD、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2。

第一三极管Q1为PNP三极管，发射极与一12V直流电源连接，基极通过第一电阻R1与12V直流电源连接，集电极通过第一电容C1接地，第二电容C2与第一电容C1并联。

第二三极管Q2为NPN三极管，集电极通过第二电阻R2与第一三极管Q1的基极连接，基极通过第三电阻R3与稳压管ZD的阳极连接，发射极接地。稳压管ZD的阴极与一打火线输出信号端REM连接。第二三极管Q2的基极还通过第四电阻R4接地。

打火线启动部分20在接受到打火线输出信号REM后，使得第一三极管Q1导通，从而为PWM调制处理部分100供电。

PWM调制处理部分100包括开关电源脉宽调制控制芯片U1、双电压比较器集成电路、第一二极管D1、第二二极管D2、热敏电阻RX、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7。

开关电源脉宽调制控制芯片U1的型号为TL494。

开关电源脉宽调制控制芯片U1具有第一误差放大器同相输入端+IN1、第一误差放大器反相输入端-IN1、反馈端OUT、死区时间控制端DT、振荡器定时电容端CT、振荡器定时电阻端RT、接地端GND、第一路方波输出集电极G1、第一路方波输出发射极E1、第二路方波输出发射极E2、第二路方波输出集电极G2、电源输入端VCC、输出方式控制端CON、基准电压输出端REF、第二误差放大器反相输入端-IN2、第二误差放大器同相输入端+IN2。

电源输入端VCC与第一三极管Q1的集电极连接，还通过第二十三电阻R23及第二十二电阻R22接地，第二十三电阻R23与第二十二电阻R22之间的节点与第二误差放大器同相输入端+IN2连接；接地端GND接地；输出方式控制端CON及第二误差放大器反相输入端-IN2均与基准电压输出端REF连接；第二路方波输出集电极G2与12V直流电源连接，还与第一路方波输出集电极G1连接；振荡器定时电阻端RT通过第二十四电阻R24接地；振荡器定时电容端CT通过第七电容C7接地；第一误差放大器同相输入端+IN1通过第二十一电阻R21与第二二极管D2的阴极连接，第二二极管D2的阳极与反馈端OUT连接；第一误差放大器同相输入端+IN1还通过第十九电阻R19与基准电压输出端REF连接，并通过第二十电阻R20接地；误差放大器反相输入端-IN1通过第十八电阻R18与基准电压输出端REF连接，还通过热敏电阻RX接地。

双电压比较器集成电路包括第一比较器U2A及第二比较器U2B，第二比较器U2B的正极输入端与直流保护部分10连接，还通过第七电阻R7与基准电压输出端REF连接，负极输入端通过第八电阻R8接地，还通过第三电容C3与正极输入端连接，还通过第六电阻R6与基准电压输出端REF连接；第二比较器U2B的输出端通过第十二电阻R12与第四三极管Q4的基极连接，还通过第九电阻R9与正极输入端连接，还通过第十电阻R10与基准电压输出端REF连接。

第四三极管Q4为PNP三极管，其基极通过第十一电阻R11与基准电压输出端REF连接，发射极与基准电压输出端REF连接，集电极与死区时间控制端DT连接，还通过第十六电阻R16与基准电压输出端REF连接，并通过第十七电阻R17接地，第五电容C5与第十六电阻R16并联。

第六电容C6的一端与基准电压输出端REF连接，另一端接地。

第一比较器U2A的正极输入端与第二比较器U2B的负极输入端连接，负极输入端与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极与第二比较器U2B的输出端连接。第十三电阻R13的两端分别与第一二极管D1的阳极、阴极连接。

第一比较器U2A的负极输入端还通过第四电容C4接地。

第一比较器U2A的输出端与一指示灯电路POWLED连接，还通过第五电阻R5与第一三极管Q1的集电极连接。第一比较器U2A能够对指示灯电路POWLED中反接的LED灯进行驱动。

第四三极管Q4为NPN三极管，其集电极与第二比较器U2B的输出端连接，基极通过第十四电阻R14与反馈端OUT连接，还通过第十五电阻R15接地，发射极接地。

直流保护部分10包括第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7、第八三极管Q8、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第八电容C8。

第五三极管Q5为NPN三极管，其基极与一直流感应端DCPROT连接，集电极依次通过第二十六电阻R26、第二十五电阻R25与12V直流电源连接，发射极接地。

第六三极管Q6为NPN三极管，其基极通过第二十七电阻R27接地，集电极与第五三极管Q5的集电极连接，发射极与第五三极管Q5的基极连接。

第七三极管Q7为PNP三极管，其发射极与12V直流电源连接，基极连接于第二十六电阻R26和第二十五电阻R25之间的节点，第八电容C8与第二十五电阻R25并联；集电极依次通过第二十八电阻R28、第二十九电阻R29接地。

第八三极管Q8为NPN三极管，其基极连接于第二十八电阻R28和第二十九电阻R29之间的节点，发射极接地，集电极与第二比较器U2B的正极输入端连接。

扩流部分30具有双路低压驱动器U2，型号为IR4427。双路低压驱动器U2的第一输出端DRA及第二输出端DRB分别用于驱动两个MOS管，MOS管实现变压器的通断功能。

第一路方波输出发射极E1与双路低压驱动器U2的2脚连接，第二路方波输出发射极E2与双路低压驱动器U2的4脚连接，双路低压驱动器U2的3脚接地，5脚及7脚用于输出。扩流部分30能够放大电流，增强信号。

热敏电阻RX能够起到温度保护的作用。直流感应端DCPROT设置于一功率放大电路中。

现有的具有变压器动电路的车载功放电路中，在功率放大部分若存在故障，则导致变压器动电路的交流回路中混入直流电源，导致电子元件损坏。因此有必要加入直流保护功能，在交流回路中混入直流电源时停止工作。

当直流感应端DCPROT有直流信号时，第二比较器U2B的正极输入端的电平被拉低，从而使得PWM调制处理部分100停止工作，起到直流保护的作用。

与现有技术相比，本发明的用于驱动方形变压器的驱动电路包括PWM调制处理部分及与PWM调制处理部分的前端连接的直流保护部分、打火线启动部分。如此能够驱动功率较大、初级绕组匝数较少的方形变压器。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (3)

1.一种用于驱动方形变压器的驱动电路，其特征在于：包括PWM调制处理部分及与PWM调制处理部分的前端连接的直流保护部分、打火线启动部分；所述PWM调制处理部分包括开关电源脉宽调制控制芯片U1、双电压比较器集成电路、第一二极管D1、第二二极管D2、热敏电阻RX、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7；开关电源脉宽调制控制芯片U1具有第一误差放大器同相输入端+IN1、第一误差放大器反相输入端-IN1、反馈端OUT、死区时间控制端DT、振荡器定时电容端CT、振荡器定时电阻端RT、接地端GND、第一路方波输出集电极G1、第一路方波输出发射极E1、第二路方波输出发射极E2、第二路方波输出集电极G2、电源输入端VCC、输出方式控制端CON、基准电压输出端REF、第二误差放大器反相输入端-IN2、第二误差放大器同相输入端+IN2；电源输入端VCC与第一三极管Q1的集电极连接，还通过第二十三电阻R23及第二十二电阻R22接地，第二十三电阻R23与第二十二电阻R22之间的节点与第二误差放大器同相输入端+IN2连接；接地端GND接地；输出方式控制端CON及第二误差放大器反相输入端-IN2均与基准电压输出端REF连接；第二路方波输出集电极G2与12V直流电源连接，还与第一路方波输出集电极G1连接；振荡器定时电阻端RT通过第二十四电阻R24接地；振荡器定时电容端CT通过第七电容C7接地；第一误差放大器同相输入端+IN1通过第二十一电阻R21与第二二极管D2的阴极连接，第二二极管D2的阳极与反馈端OUT连接；第一误差放大器同相输入端+IN1还通过第十九电阻R19与基准电压输出端REF连接，并通过第二十电阻R20接地；误差放大器反相输入端-IN1通过第十八电阻R18与基准电压输出端REF连接，还通过热敏电阻RX接地；双电压比较器集成电路包括第一比较器U2A及第二比较器U2B，第二比较器U2B的正极输入端与直流保护部分连接，还通过第七电阻R7与基准电压输出端REF连接，负极输入端通过第八电阻R8接地，还通过第三电容C3与正极输入端连接，还通过第六电阻R6与基准电压输出端REF连接；第二比较器U2B的输出端通过第十二电阻R12与第四三极管Q4的基极连接，还通过第九电阻R9与正极输入端连接，还通过第十电阻R10与基准电压输出端REF连接；第四三极管Q4为PNP三极管，其基极通过第十一电阻R11与基准电压输出端REF连接，发射极与基准电压输出端REF连接，集电极与死区时间控制端DT连接，还通过第十六电阻R16与基准电压输出端REF连接，并通过第十七电阻R17接地，第五电容C5与第十六电阻R16并联；第六电容C6的一端与基准电压输出端REF连接，另一端接地；第一比较器U2A的正极输入端与第二比较器U2B的负极输入端连接，负极输入端与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极与第二比较器U2B的输出端连接；第十三电阻R13的两端分别与第一二极管D1的阳极、阴极连接；第一比较器U2A的负极输入端还通过第四电容C4接地；第一比较器U2A的输出端与一指示灯电路POWLED连接，还通过第五电阻R5与第一三极管Q1的集电极连接；第四三极管Q4为NPN三极管，其集电极与第二比较器U2B的输出端连接，基极通过第十四电阻R14与反馈端OUT连接，还通过第十五电阻R15接地，发射极接地，所述直流保护部分包括第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7、第八三极管Q8、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第八电容C8；第五三极管Q5为NPN三极管，其基极与一直流感应端DCPROT连接，集电极依次通过第二十六电阻R26、第二十五电阻R25与12V直流电源连接，发射极接地；第六三极管Q6为NPN三极管，其基极通过第二十七电阻R27接地，集电极与第五三极管Q5的集电极连接，发射极与第五三极管Q5的基极连接；第七三极管Q7为PNP三极管，其发射极与12V直流电源连接，基极连接于第二十六电阻R26和第二十五电阻R25之间的节点，第八电容C8与第二十五电阻R25并联；集电极依次通过第二十八电阻R28、第二十九电阻R29接地；第八三极管Q8为NPN三极管，其基极连接于第二十八电阻R28和第二十九电阻R29之间的节点，发射极接地，集电极与第二比较器U2B的正极输入端连接，所述直流感应端DCPROT设置于一功率放大电路中，所述打火线启动部分包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、稳压管ZD、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2；第一三极管Q1为PNP三极管，发射极与一12V直流电源连接，基极通过第一电阻R1与12V直流电源连接，集电极通过第一电容C1接地，第二电容C2与第一电容C1并联；第二三极管Q2为NPN三极管，集电极通过第二电阻R2与第一三极管Q1的基极连接，基极通过第三电阻R3与稳压管ZD的阳极连接，发射极接地；稳压管ZD的阴极与一打火线输出信号端REM连接；第二三极管Q2的基极还通过第四电阻R4接地。

2.如权利要求1所述的用于驱动方形变压器的驱动电路，其特征在于：还包括扩流部分，扩流部分具有双路低压驱动器U2，型号为IR4427。

3.如权利要求2所述的用于驱动方形变压器的驱动电路，其特征在于：所述第一路方波输出发射极E1与双路低压驱动器U2的2脚连接，第二路方波输出发射极E2与双路低压驱动器U2的4脚连接，双路低压驱动器U2的3脚接地，5脚及7脚用于输出。

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