CN203352450U - 一种功放开关电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种功放开关电源，包括：供电输入电路、状态切换电路、环形变压器及电源输出电路；所述供电输入电路、状态切换电路、环形变压器及电源输出电路相连；环形变压器初级线圈重心抽头与直流供电电源连接，构成初级线圈W1和W2，初级线圈W1和W2的输入端分别与晶体管Q1和Q2集电极连接；电容C1和电阻R1并联组成R1C1电路，R1C1两端分别与初级线圈W2输入端、晶体管Q1基极连接，电容C2和电阻R2并联组成R2C2电路，R2C2两端分别与初级线圈W1输入端和晶体管Q2基极连接；电容C4两端分别连接到晶体管Q1和Q2基极，晶体管Q1和Q2发射极接地。本实用新型提高了开关电源晶体管开关速度，减少工作损耗，克服了现有功放开关电源晶体管处于深度饱和工作状态、截止速率低、损耗大、开关管发热严重等缺陷。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种功放开关电源，尤其涉及一种高效率、低损耗功放开关电源。
背景技术
随着消费类电子的普及，功放类产品也开始逐渐走入每个家庭。除了线路设计、元器件、电路调理影响了功放性能外，供电电源的性能也是至关重要。传统的整流滤波及稳压电源虽然比较常用，但却有明显不足，其能量补充速度较低、形体大、耗材多、功率低。开关电源相对于传统电源则具有效率高、体积小、输出功率大等无可比拟优点，在功放领域有很大发展前景。
然而，开关电源在功放中应用也有足之处，其主要原因是大部分开关电源工作在矩形脉冲状态，其谐波分量频谱极宽，空间电磁场辐射和输出电路中残余纹波较多，导致开关电源谐波纹波干扰和功率输出效率对音质产生影响，以及开关管处于深度饱和工作所产生的发热与损坏。为削弱或避免功放开关电源存在的以上缺点，需要提高开关电源的开关速度，加速磁场能量的存储与释放，改变开关电源工作状态。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种效率高、损耗低的实用功放开关电源。
本实用新型是通过以下的技术方案来实现：
功放开关电源包括：供电输入电路、状态切换电路、环形变压器及电源输出电路；所述供电输入电路、状态切换电路、环形变压器及电源输出电路依次相连；
环形变压器初级线圈重心抽头与直流供电电源连接，构成初级线圈W1和 W2，初级线圈W1和W2的输入端分别与晶体管Q1和Q2集电极连接；
供电输入电路中：电容C1和电阻R1并联组成R1C1电路，R1C1两端分别与初级线圈W2输入端、晶体管Q1基极连接，电容C2和电阻R2并联组成R2C2电路，R2C2两端分别与初级线圈W1输入端和晶体管Q2基极连接；
电容C4两端分别连接到晶体管Q1和Q2基极，晶体管Q1和Q2发射极接地。
与现有技术相比，本实用新型的一个或多个实施例可以具有如下优点：
本实用新型提供的功放开关电路，提高了开关电源状态切换晶体管的开关速度，减少工作损耗，克服了现有功放开关电源晶体管处于深度饱和工作状态、截止速率低、损耗大、开关管发热严重等缺陷。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是高效率低损耗功放开关电源电路结构图；
图2是图1所示电路某些点上的电流和电压波形图。
具体实施方式
容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出本实用新型的多个结构方式和制作方法。因此以下具体实施方式以及附图仅是本实用新型的技术方案的具体说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为本实用新型技术方案的限定或限制。
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述。
图1是根据本实用新型实施例的功放开关电源的电路结构示意图，下面 参考图1，详细说明本实用新型实施例的各个部分和各个部分的功能。
如图1所示，本实用新型的功放开关电源电路的结构包括：所述开关电源包括：供电输入电路、状态切换电路、环形变压器及电源输出电路；所述供电输入电路、状态切换电路、环形变压器及电源输出电路依次相连；
环形变压器初级线圈重心抽头与直流供电电源连接，构成初级线圈W1和W2，初级线圈W1和W2的输入端分别与晶体管Q1和Q2集电极连接；
供电输入电路中：电容C1和电阻R1并联组成R1C1电路，R1C1两端分别与初级线圈W2输入端、晶体管Q1基极连接，电容C2和电阻R2并联组成R2C2电路，R2C2两端分别与初级线圈W1输入端和晶体管Q2基极连接；
电容C4两端分别连接到晶体管Q1和Q2基极，晶体管Q1和Q2发射极接地。
所述供电输入电路还包括电容C3和电阻R3，电容C3和电阻R3串联两端分别接到变压器初级线圈的输入端。
环形变压器次级线圈中心抽头接地，次级线圈输出端分别接整流二极管D1和D2的正端，整流二极管D1、D2负端相连作为电源输出电路正极，所述供电输入电路还包括电容C7和极性电容C8，电容C7和极性电容C8并联正端接Uo，另一端接地。
上述初级线圈还与电容C5、C6相连接，电容C5和C6并联。
本实施例的具体实施过程如下：
电路接入供电电源Ui时，即t＝0时，在晶体管Q1和Q2基极上均有电压，由于电路的不对称性，所以总能使其中一个晶体管先导通。假定晶体管Q1先导通，Q1集电极电流iC1流经开关电源变压器线圈W1，e点电势迅速下降，进而导致b点对地形成负电位，使得晶体管Q2一直保持截止状态。晶体管Q1集电极电流iC1的出现在线圈W1上产生逆向感应电动势Uw1。电流iC1在感生电势逐渐减小的情况下逐渐增大，同时，电容C4跨接在晶体管Q1和Q2的基极之间，分流了流向晶体管Q1基极的电流，降低晶体管Q1基极电流iB1，抑制晶体管Q1过早进入饱和状态。线圈W1中电流以及由此电流产生的磁通也线性增加，当开关电源变压器磁环的磁通量接近磁饱和值时，晶体管Q1的集电极电流会急剧增大，并形成一个尖峰，磁通量变化率接近于零，而电阻R3、电容C3串联加载在晶体管Q1和Q2两端能有效滤除集电极产生的尖峰信号。此后，晶体管Q1基极电流iB1逐渐减小。
当基极电流iB1与集电极电流iC1趋近于零时，即t＝t1时，线圈W1电流流向晶体管Q2基极，晶体管Q2导通，晶体管Q2的集电极电流iC2经过开关电源变压器的线圈W2，f点电势迅速下降，进而导致a点电势为负，使晶体管Q1进入截止状态。此时，晶体管Q2集电极电流iC2变化所产生的感应电动势通过电磁感应由次级线圈输出电压。当晶体管Q2基极电流iB2与集电极电流iC2趋近于零时，即t＝t2时，线圈W2的电流流向晶体管Q1基极，晶体管Q1导通。上述过程循环发生，在两个开关晶体管集电极线圈形成了正弦波电压。变压器初级线圈感应电动势经过磁环耦合后，由次级线圈输出正弦波电压，在整流二极管正偏导通时为负载供电，输出端电容C7、C8并联接地实现稳定输出电压的作用。
图2所示，展示了图1电路的电流和电压波形。
上述实施例提供的功放开关电源，效率高、损耗低的实用功放开关电源，即采用自激型推挽电路，并抑制电源转换开关管进入深度饱和状态，提高开关速度，进而减少工作损耗、增大输出能力。
虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (3)
1.一种功放开关电源，其特征在于，所述开关电源包括：供电输入电路、状态切换电路、环形变压器及电源输出电路；所述供电输入电路、状态切换电路、环形变压器及电源输出电路依次相连；
环形变压器初级线圈重心抽头与直流供电电源连接，构成初级线圈W1和W2，初级线圈W1和W2的输入端分别与晶体管Q1和Q2集电极连接；
供电输入电路中：电容C1和电阻R1并联组成R1C1电路，R1C1两端分别与初级线圈W2输入端、晶体管Q1基极连接，电容C2和电阻R2并联组成R2C2电路，R2C2两端分别与初级线圈W1输入端和晶体管Q2基极连接；
电容C4两端分别连接到晶体管Q1和Q2基极，晶体管Q1和Q2发射极接地。
2.根据权利要求1所述的功放开关电源，其特征在于，所述供电输入电路还包括电容C3和电阻R3，电容C3和电阻R3串联两端分别接到变压器初级线圈的输入端。
3.根据权利要求1所述的功放开关电源，其特征在于，环形变压器次级线圈中心抽头接地，次级线圈输出端分别接整流二极管D1和D2的正端，整流二极管D1、D2负端相连作为电源输出电路正极，所述供电输入电路还包括电容C7和极性电容C8，电容C7和极性电容C8并联正端接Uo，另一端接地。
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| CN 201320257553 CN203352450U (zh) | 2013-05-10 | 2013-05-10 | 一种功放开关电源 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105527473A (zh) * | 2015-09-24 | 2016-04-27 | 北京东方计量测试研究所 | 一种高稳定性直流大电流源 |
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- 2013-05-10 CN CN 201320257553 patent/CN203352450U/zh not_active Expired - Fee Related
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