CN1290251C - 开关电源空载控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种开关电源空载控制电路。它包括电阻R、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C2和PNP晶体管Q2，通过PNP晶体管Q2的开通和关闭，使变换器在轻载或空载时起用固定负载作为电路负载，防止变换器进入间隙工作状态，而使输出电压保持稳定。它采用相对简单的结构达到控制目的，并且电路使用元器件少，结构简单，成本低，体积小。
Description
技术领域
本发明涉及一种开关电源，具体地说是一种开关电源空载控制电路。
空景技术
传统的开关电源在输出轻载或空载时，会进入间隙工作状态，造成输出电压不稳定或输出电压纹波变大。
图1所示为传统的反激式直流功率变换器，由于其能量只能从输入向输出传输，因此，当变换器轻载或空载时，就会进入间隙工作状态，造成输出电压不稳定或输出电压纹波变大。
图2所示为传统的双路输出的反激式直流功率变换器。当该变换器轻载或空载时，就会进入间隙工作状态，造成输出电压不稳定或输出电压纹波变大。而且当第一路输出的负载为轻载或空载时，第二路输出的负载交叉调整率会变差而难于达到电气性能指标。
图3、4所示的单路输出和双路输出的正激式直流功率变换器也存在类似的问题。
目前解决上述问题主要有以下两种方法：
1)方法一
在直流变换器内部加固定负载R，如图5所示。负载R可防止变换器在轻载或空载时进入间隙工作状态，而使输出电压保持稳定，但该方案由于内部加了固定负载，增加了变换器功率损耗，降低了满载时变换器的效率。
2)方法二
如图6所示，当变换器处于轻载或空载时，通过检测输出电流使得晶体管Q2饱和导通，给变换器输出带上负载R，以防止变换器进入间隙工作状态，使变换器输出电压稳定。
电流互感器T2是用来检测输出电流的大小。当变换器带较重的负载时，由电流互感器T2检测到的输出电流大于参考值，则检测控制回路使晶体管Q2保持关断，负载R不增加变换器的功率损耗；当变换器在轻载或空载时，由电流互感器T2检测到的输出电流小于参考值，则检测控制回路使晶体管Q2饱和导通，给变换器带上负载R，以防止变换器进入间隙工作状态，而使输出电压保持稳定。该方案虽然解决了图5中所示方案的缺点，不影响满载时变换器的效率，但其需要使用一个电流互感器和检测控制回路。故该方案的缺点是使用元器件多，电路复杂，而且还增加了成本和体积。
发明内容
本发明要解决的是现有的开关电源空载控制电路结构复杂、成本高的技术问题，提供一种改进型的开关电源空载控制电路。解决上述技术问题所采用的技术方案是：开关电源空载控制电路，包括电阻R、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C2和PNP晶体管Q2，其特征在于：电阻R2和C2并联后，一端与电阻R1和R3的一端相连，另一端与输出端负极相连，PNP晶体管Q2的基极与电阻R3的另一端相连，发射极连至输出端正极，集电极经电阻R连至输出端负极，电阻R1的另一端连接至正激式直流功率变换器次级侧主回路中二极管D1和二极管D2的阴极。所述的电阻R1可以用电感代替。
本发明还要提供一种应用于反激式直流功率变换器中的开关电源空载控制电路，包括二极管D5、电阻R、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C2和PNP晶体管Q2，其特征在于：电阻R2和C2并联后，一端与电阻R1和R3的一端相连，另一端与输出端负极相连，PNP晶体管Q2的基极与电阻R3的另一端相连，发射极连至输出端正极，集电极经电阻R连至输出端负极，电阻R1的另一端与二极管D5的阴极相连，二极管D5的阳极连接至反激式直流功率变换器次级侧主回路变压器的异名端。
本发明的开关电源空载控制电路，在不影响变换器满载时的效率的前提下，通过对负载的切换，防止变换器在轻载或空载时进入间隙工作状态，使输出电压保持稳定，从而解决了直流变换器轻载和空载的问题，而且不需采用电流互感器，电路简单，体积小及成本低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是传统的反激式直流功率变换器
图2是传统的双路输出的反激式直流功率变换器。
图3是单路输出的正激式直流功率变换器。
图4是双路输出的正激式直流功率变换器。
图5是在内部加固定负载R的直流变换器。
图6是带电流互感器控制电路的直流变换器。
图7是本发明单路输出的正激式直流功率变换器的控制电路。
图8是本发明双路输出的正激式直流功率变换器的控制电路。
图9是本发明单路输出的反激式直流功率变换器的控制电路。
图10是本发明双路输出的反激式直流功率变换器的控制电路。
具体实施方式
实施例一
本发明的实现方案一如图7虚线框中的控制电路所示，图7为正激式单路输出的直流功率变换器，控制电路由电阻R、电阻R1、电阻R2、电阻R3，电容C2和PNP晶体管Q2组成。电阻R1与二极管D1、二极管D2的阴极相连，电阻R2和电容C2并联后，一端与电阻R1和电阻R3的一端相连，另一端与输出端负极相连，PNP晶体管Q2的基极与电阻R3的另一端相连，发射极连至输出端正极，集电极经电阻R连至输出端负极。其中电阻R1也可以用电感代替。
当直流功率变换器带一定负载的时候，比如大于10％额定负载，电容C2的电压会大于或等于输出电压Vo，则晶体管Q2处于截止状态，固定负载电阻R不增加功率损耗，从而不影响变换器的满载效率。
变换器的负载逐渐减小，亦即输出电流Io逐渐减小，电容C2的电压会随着输出电流的减小而减小。当变换器处于轻载或空载时，比如小于10％额定负载时，电容C2的电压会小于输出电压Vo，从而使晶体管Q2导通，固定负载电阻R被连至输出端，给变换器带上负载电阻R，以防止变换器在轻载或空载时进入间隙工作状态，而使输出电压保持稳定。
本发明在不影响变换器满载时的效率的前提下解决了直流变换器轻载和空载的问题，而且不需采用电流互感器，电路简单，体积小及成本低。
实施例二
本发明的实现方案二如图8虚线框中的控制电路所示。图8为双路输出的正激式双路输出的直流功率变换器，控制电路的工作原理与本发明实现方案一相同，其中电阻R1也可以用电感代替。
当变换器的第一路输出处于轻载或空载时，比如小于10％额定负载时，电容C2的电压会小于输出电压Vo1，从而使晶体管Q2导通，固定负载电阻R被连至输出端，给变换器带上负载电阻R，不仅可以防止变换器在轻载或空载时进入间隙工作状态，而且还可以改善第二路输出的负载交叉调整率，达到要求的技术指标。
实施例三
本发明的实现方案三如图9虚线框中的控制电路所示，图9为单路输出的反激式直流功率变换器，在实现方案一的基础上增加一个二极管D5，由二极管D5、电阻R、电阻R1、电阻R2、电阻R3，电容C2和PNP晶体管Q2组成。二极管D5的阳极连接变压器的异名端，二极管D5的阴极与电阻R1相连，电阻R2和电容C2并联后，一端与电阻R1和电阻R3的一端相连，另一端与输出端负极相连，PNP晶体管Q2的基极与电阻R3的另一端相连，发射极连至输出端正极，集电极经电阻R连至输出端负极。
当直流功率变换器带一定负载的时候，比如大于10％额定负载，电容C2的电压会大于或等于输出电压Vo，则晶体管Q2处于截止状态，固定负载电阻R不增加功率损耗，从而不影响变换器的满载效率。
变换器的负载逐渐减小，亦即输出电流Io逐渐减小，电容C2的电压会随着输出电流的减小而减小。当变换器处于轻载或空载时，比如小于10％额定负载时，电容C2的电压会小于输出电压Vo，从而使晶体管Q2导通，固定负载电阻R被连至输出端，给变换器带上负载电阻R，以防止变换器在轻载或空载时进入间隙工作状态，而使输出电压保持稳定。
本发明在不影响变换器满载时的效率的前提下解决了直流变换器轻载和空载的问题，而且不需采用电流互感器，电路简单，体积小及成本低。
实施例四
本发明的实现方案四如图10虚线框中的控制电路所示，图10为双路输出的反激式直流功率变换器，控制电路的工作原理与本发明实现方案三相同。
当变换器的第一路输出处于轻载或空载时，比如小于10％额定负载时，电容C2的电压会小于输出电压Vo1，从而使晶体管Q2导通，固定负载电阻R被连至输出端，给变换器带上负载R，不仅可以防止变换器在轻载或空载时进入间隙工作状态，而且还可以改善第二路输出的负载交叉调整率，达到要求的技术指标。
Claims (3)
1.开关电源空载控制电路，包括电阻R、电阻R1、电阻R2、电阻R3，电容C2和PNP晶体管Q2，其特征在于：电阻R2和电容C2并联后，一端与电阻R1和电阻R3的一端相连，另一端与输出端负极相连，PNP晶体管Q2的基极与电阻R3的另一端相连，发射极连至输出端正极，集电极经电阻R连至输出端负极，电阻R1的另一端连接至正激式直流功率变换器次级侧主回路中二极管D1和二极管D2的阴极。
2.如权利要求1所述的开关电源空载控制电路，其特征在于所述的电阻R1用电感代替。
3.开关电源空载控制电路，包括二极管D5、电阻R、电阻R1、电阻R2、电阻R3，电容C2和PNP晶体管Q2，其特征在于：电阻R2和电容C2并联后，一端与电阻R1和电阻R3的一端相连，另一端与输出端负极相连，PNP晶体管Q2的基极与电阻R3的另一端相连，发射极连至输出端正极，集电极经电阻R连至输出端负极，电阻R1的另一端与二极管D5的阴极相连，二极管D5的阳极连接至反激式直流功率变换器次级侧主回路变压器的异名端。
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