CN2741268Y - 一种可软启动的微功率电源变换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可软启动的微功率电源变换器，包括输入滤波电容、驱动变压器、晶体管、耦合输出变压器和整流输出电路，驱动变压器的次级绕组与源电压输入端之间设有软启动电路，所述的软启动电路由电阻和电容组成，电阻和电容相串接，电阻和电容的串接支路连接于源电压输入端与地之间，电阻和电容的串接端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连。由于本实用新型设置了软启动电路，当接入电压后，两个晶体管不会立即导通，通过对软启动电路中元器件参数的选取，可以方便地控制晶体管在输入电流、电压稳定后导通，启动电流小，从而可以大大改善该电路的启动特性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种微功率DC/DC电源变换器，尤其是涉及一种可软启动的微功率DC/DC电源变换器。
背景技术
现有常用的微功率DC/DC电源变换器(如图1所示)，包括输入滤波电容、驱动变压器、晶体管、耦合输出变压器和整流输出电路，其工作原理是：当接入电压Vs经滤波电容C后，通过驱动变压器T2为晶体管TR1，TR2提供正向偏压。由于两个管子特性不会完全一样，因此，其中一个将首先导通。假设TR2先导通，产生集电极电流ic2，绕组Nb2上电压为上正下负，依同名端关系，各绕组将有如图1示的极性。这时绕组Nb2起着增大晶体管TR2的基极电流作用，绕组Nb1产生减小TR1的基极电流作用，依此循环，很快就使晶体管TR2饱和导通，晶体管TR1完全截止。如此重复进行这种过程，形成振荡，实现自振荡频率和驱动功能。能量再经过耦合输出变压器T1、整流输出电路的二极管D2、D1整流输出，实现能量的转换，完成DC/DC电源变换器的整个工作过程。自动振荡频率由变压器T2的铁芯特性和晶体管基-射极间的电压决定。这种电路的优点是电路结构简单，所需元件较少，自振荡频率相对比较稳定。但因无直流偏置电压，驱动电压的幅值与源电压成比例，在输入/输出都发生波动时，即当出现源电压Vs变化最大，而输出负载电流变化最小时，此时晶体管TR1，TR2被大大过压驱动，管子易被击穿；且启动时电流大，对于大负载和容性负载甚至启动不了；在低温环境下此类问题尤为突出。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可以改善启动特性，提高元器件使用寿命的微功率DC/DC电源变换器。
本实用新型的目的可通过以下的技术措施来实现：包括输入滤波电容C、驱动变压器T2、晶体管TR1、TR2、耦合输出变压器T1和整流输出电路，其特征在于：驱动变压器的次级绕组与源电压输入端之间设有软启动电路。
所述的软启动电路由电阻R1和电容C1组成，电阻R1和电容C1相串接，电阻R1和电容C1的串接支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电容C1的串接端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连。
所述的软启动电路由电阻R1、电阻R2和电容C1组成，电阻R1和电阻R2相串接，电阻R1和电阻R2的串接支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电阻R2的串接端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连，该串接端还经电容C1与地相连。
所述的软启动电路由电阻R1、电阻R2和电感L1组成，电阻R1、电阻R2和电感L1相依次串接，该串接支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电阻R2的串接端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连。
所述的软启动电路由电阻R1、R2、R3、R4、电容C1和电容C3组成，电阻R1和电阻R2相串接，电阻R1和电阻R2的串接支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电阻R2的串接端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连，电阻R3连接于驱动变压器次级绕组的连接端头与所述晶体管TR1的基极之间，电容C1一端接晶体管TR1的基极，其另一端接地；电阻R4连接于驱动变压器次级绕组的另一连接端头与所述晶体管TR2的基极之间，电容C3一端接晶体管TR2的基极，其另一端接地。
由于本实用新型设置了软启动电路，当接入电压后，两个晶体管TR1、TR2不会立即导通，通过对软启动电路中元器件参数的选取，可以方便地控制晶体管在输入电流、电压稳定后导通，启动电流小，从而可以大大改善该电路的启动特性。同时，还可以确保加在晶体管TR1、TR2基极上的电压不会超过其极限值，提高了元器件的使用寿命，更好的确保了产品品质的稳定性。另外对输入电压无要求，在输入电压较高时此电路也能正常工作；软启动电路中的电阻给晶体管提供了直流偏置电压，优化了晶体管的静态特性。
附图说明
图1为现有常用的微功率DC/DC电源变换器的电路原理图；
图2为本实用新型实施一的电路原理图；
图3为本实用新型实施二的电路原理图；
图4为本实用新型实施三的电路原理图；
图5为本实用新型实施四的电路原理图；
图6为本实用新型实施五的电路原理图。
具体实施方式
如图2所示，包括输入滤波电容C、驱动变压器T2、晶体管TR1、TR2、输出变压器T1和整流输出电路，滤波电容C连接于电压输入端与地之间，源电压输入端连接输出变压器T1初级绕组的中间抽头，驱动变压器T2的初级绕组两端连接晶体管TR1、TR2的集电极，驱动变压器T2的次级绕组两端连接晶体管TR1、TR2的基极，晶体管TR1、TR2的发射极接地，晶体管TR1、TR2的集电极连接输出变压器T1初级绕组两端，输出变压器T1次级绕组两端各自连接一个整流二极管D1、D2，输出变压器T1次级绕组的中间抽头为输出电压参考端，整流二极管D1、D2的阴极相连后为输出电压端。
在上述驱动变压器的次级绕组与源电压输入端之间设置软启动电路。该软启动电路由电阻R1和电容C1组成，电阻R1和电容C1相串接，电阻R1和电容C1的串接支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电容C1的串接端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连。
当接入电压后，一路经电阻R1加载到电容C1上。在电压刚接入的一小段时间内，由于C1处于充电状态，故这两个晶体管TR1、TR2不会立即导通。只有当C1充到一定的电压，才可能通过驱动变压器的次级绕组P2提供正向偏置电压使晶体管导通。这个时间的长短可以通过对C1参数大小的选取来控制。另一路输入电压直接通过输出变压器T1的初级绕组加在两个晶体管的集电极上，为它们提供能够正常工作的集电极电压。当电路正常工作后，输出变压器T1次级绕组P3通过与原级绕组P1相耦合，逐渐将能量传递输出，从而完成整个变换器的功能。通过对电阻R1、电容C1参数的选取，方便地控制晶体管在输入电流、电压稳定后导通，启动电流小，从而可以大大改善该电路的启动特性。同时，还可以确保加在晶体管TR1、TR2基极上的电压不会超过其极限值，对元器件起到很好的保护作用。另外软启动电路中的电阻给晶体管提供了直流偏置电压，优化了晶体管的静态特性。
如图3所示，本实施例二与实施例一的不同之处在于软启动电路。该软启动电路由电阻R1、电阻R2和电容C1组成，电阻R1和电阻R2相串接，电阻R1和电阻R2的串接支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电阻R2的串接端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连，该串接端还经电容C1与地相连。利用电阻R1，R2的分压作用，设定电阻R2上电压的大小，从而确定加载在电容C1上的电压，通过对电阻R1、R2、电容C1参数大小的选取就可方便的控制晶体管在输入电流、电压稳定后导通，实现启动特性的改进。如图4所示，本实施例三与实施例二的不同之处在于软启动电路中再设置电阻R3，电阻R3连接于电阻R1、电阻R2的串接端与驱动变压器次级绕组的中间抽头之间。实施例三与实施例二的原理相同，可起到相同的软启动效果。
如图5所示，本实施例四与实施例一的不同之处在于软启动电路。该软启动电路由电阻R1、电阻R2和电感L1组成，电阻R1、电阻R2和电感L1相依次串接，该串接支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电阻R2的串接端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连。当输入电压先对电感L1充电，当充电到一定时间后，电阻R1上的电流达到一定值时，晶体管导通，这样也可以达到软启动的效果，从而保护晶体管TR1、TR2。
如图6所示，本实施例五与实施例一的不同之处在于软启动电路。该软启动电路由电阻R1、R2、R3、R4、电容C1和电容C3组成，电阻R1和电阻R2相串接，电阻R1和电阻R2的串接支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电阻R2的串接端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连，电阻R3连接于驱动变压器次级绕组的连接端头与所述晶体管TR1的基极之间，电容C1一端接晶体管TR1的基极，其另一端接地；电阻R4连接于驱动变压器次级绕组的另一连接端头与所述晶体管TR2的基极之间，电容C3一端接晶体管TR2的基极，其另一端接地。
接入电压经电阻R1、R2分压后，流至绕组、电阻R3后，分为晶体管TR1支路和电容C1支路。在启动的瞬间，晶体管TR1处于关断状态，电压首先会对电容C1进行充电，当充电到一定电压后，才能为晶体管TR1提供正向偏置电压使其导通。因此，只要适当的设置电阻R1、R2、R3、及电容C1的参数，就能方便的控制启动瞬间晶体管的导通时间，从而达到对电路元器件的保护作用。经分压后接于绕组另一端的支路同理。
Claims (5)
1、一种可软启动的微功率电源变换器，包括输入滤波电容C、驱动变压器T2、晶体管TR1、TR2、耦合输出变压器T1和整流输出电路，其特征在于：驱动变压器的次级绕组与源电压输入端之间设有软启动电路。
2、根据权利要求1所述的可软启动的微功率电源变换器，其特征在于：所述的软启动电路由电阻R1和电容C1组成，电阻R1和电容C1相串接，电阻R1和电容C1的串接支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电容C1的串接端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连。
3、根据权利要求1所述的可软启动的微功率电源变换器，其特征在于：所述的软启动电路由电阻R1、电阻R2和电容C1组成，电阻R1和电阻R2相串接，电阻R1和电阻R2的串接支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电阻R2的串接端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连，该串接端还经电容C1与地相连。
4、根据权利要求1所述的可软启动的微功率电源变换器，其特征在于：所述的软启动电路由电阻R1、电阻R2和电感L1组成，电阻R1、电阻R2和电感L1依次串接，该串接支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电阻R2的串接端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连。
5、根据权利要求1所述的可软启动的微功率电源变换器，其特征在于：所述的软启动电路由电阻R1、R2、R3、R4、电容C1和电容C3组成，电阻R1和电阻R2相串接，电阻R1和电阻R2的串接支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电阻R2的串接端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连，电阻R3连接于驱动变压器次级绕组的连接端头与所述晶体管TR1的基极之间，电容C1一端接晶体管TR1的基极，其另一端接地；电阻R4连接于驱动变压器次级绕组的另一连接端头与所述晶体管TR2的基极之间，电容C3一端接晶体管TR2的基极，其另一端接地。
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