CN2802835Y - 一种带直流偏置的微功率dc/dc电源变换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带直流偏置的微功率DC/DC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中间抽头与源电压输入端之间设有用于实现软启动的直流偏置电路，所述的直流偏置电路由电阻R1和电容C1组成，电阻R1和电容C1相并接，电阻R1和电容C1的并接支路连接于源电压输入端与驱动变压器次级绕组的中间抽头之间。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，但因通过变压器T2绕组提供给晶体管TR1、TR2偏置电压，造成启动电流大，启动速度慢。且驱动电压的幅值与源电压成比例，设计时，如考虑在最坏情况下，输入/输出都波动(即源电压Vs最小，负载电流却最大)，还能提供足够的基本驱动电流(即在有基极电阻R1情况下就能提供足够的电压)，使开关仍进入全饱和状态，那么，当Vs最大，变换器负载电流最小时，开关被大大过压驱动，管子易被击穿。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可以改善电路启动特性，提高启动速度，并防止击穿管子、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中间抽头与源电压输入端之间设有用于实现软启动的直流偏置电路。
所述的直流偏置电路由电阻R1和电容C1组成，电阻R1和电容C1相并联，电阻R1和电容C1的并联支路连接于源电压输入端与驱动变压器次级绕组的中间抽头之间。
所述的直流偏置电路由电阻R1、电阻R2和电容C1组成，电阻R1和电阻R2相串联，电阻R1和电阻R2的串联支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电阻R2的串联端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连，该串联端还经电容C1与源电压输入端相连。
所述的直流偏置电路由电阻R1、电阻R2和稳压二极管D1组成，电阻R1和电阻R2相串联，电阻R1和电阻R2的串联支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电阻R2的串联端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连，该串联端还与稳压二极管D1的阴极连接，稳压二极管D1的阳极接地。
所述的直流偏置电路由电容C1和稳压二极管D1组成，电容C1和稳压二极管D1相并联，电容C1和稳压二极管D1的并联支路连接于源电压输入端与驱动变压器次级绕组的中间抽头之间，其中稳压二极管D1的阴极连接源电压输入端，稳压二极管D1的阳极连接驱动变压器次级绕组的中间抽头。
所述的直流偏置电路为连接于源电压输入端与驱动变压器次级绕组的中间抽头之间的稳压二极管D1，其中稳压二极管D1的阴极连接源电压输入端，稳压二极管D1的阳极连接驱动变压器次级绕组的中间抽头。
所述的直流偏置电路为连接于源电压输入端与驱动变压器次级绕组的中间抽头之间的电阻R1。
由于本实用新型设置了直流偏置电路，当接入电压后，两个晶体管TR1、TR2不会立即导通，通过对直流偏置电路中元器件参数的选取，可以通过对电阻R1、电容C1参数的选取，不仅方便地控制晶体管在输入电流、电压稳定后导通，更加速启动瞬间晶体管的导通速度，从而可以大大改善该电路的启动特性。同时，此电路结构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；直流偏置电路中的电阻给晶体管提供了直流偏置电压，也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；
图7为本实用新型实施六的电路原理图。
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T2的次级绕组的中间抽头与源电压输入端之间设置直流偏置电路。该直流偏置电路由电阻R1和电容C1组成，电阻R1和电容C1相并联，电阻R1和电容C1的并联支路连接于源电压输入端与驱动变压器T2次级绕组的中间抽头之间。
当电压接入的瞬间，由于电容C1处于关断状态，电压经电阻R1可直接加载到晶体管TR1、TR2上。当电容C1充到一定的电压，可通过驱动变压器T2的线圈增大晶体管TR1、TR2的基极电流。这个时间的长短可以通过对电容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的原级线圈P1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的次级线圈P3通过与原级线圈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，不仅方便地控制晶体管在输入电流、电压稳定后导通，更加速启动瞬间晶体管的导通速度，从而可以大大改善该电路的启动特性。同时，此电路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。
如图3所示，本实施例二与实施例一的不同之处在于直流偏置电路。直流偏置电路由电阻R1、电阻R2和电容C1组成，电阻R1和电阻R2相串联，电阻R1和电阻R2的串联支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电阻R2的串联端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连，该串联端还经电容C1与源电压输入端相连。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，实现电路的软启动。
如图4所示，本实施例三与实施例一的不同之处在于直流偏置电路。直流偏置电路由电阻R1、电阻R2和稳压二极管D1组成，电阻R1和电阻R2相串联，电阻R1和电阻R2的串联支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电阻R2的串联端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连，该串联端还与稳压二极管D1的阴极连接，稳压二极管D1的阳极接地。工作原理同上，利用电阻R1、R2的分压作用，再加上稳压管D1进一步稳定电压，通过对R1、R2、D1参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5所示，本实施例四与实施例一的不同之处在于直流偏置电路。直流偏置电路由电容C1和稳压二极管D1组成，电容C1和稳压二极管D1相并联，电容C1和稳压二极管D1的并联支路连接于源电压输入端与驱动变压器次级绕组的中间抽头之间，其中稳压二极管D1的阴极连接源电压输入端，稳压二极管D1的阳极连接驱动变压器次级绕组的中间抽头。该电路的工作原理是通过经过电容C1的充电过程，避免启动瞬间接入电压时，晶体管TR1、TR2的硬启动，并通过稳压二极管D1进一步稳定电压，更好地实现在启动瞬间为晶体管TR1、TR2提供稳定的工作电压。
如图6所示，本实施例五的直流偏置电路为连接于源电压输入端与驱动变压器次级绕组的中间抽头之间的稳压二极管D1，其中稳压二极管D1的阴极连接源电压输入端，稳压二极管D1的阳极连接驱动变压器次级绕组的中间抽头。利用稳压二极管D1给晶体管提供直流偏置电压，实现启动特性的改进。
如图7所示，本实施例六的直流偏置电路为连接于源电压输入端与驱动变压器次级绕组的中间抽头之间的电阻R1。利用电阻R1给晶体管提供直流偏置电压，实现启动特性的改进。
Claims (7)
1、一种带直流偏置的微功率DC/DC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中间抽头与源电压输入端之间设有用于实现软启动的直流偏置电路。
2、根据权利要求1所述的微功率DC/DC电源变换器，其特征在于：所述的直流偏置电路由电阻R1和电容C1组成，电阻R1和电容C1相并联，电阻R1和电容C1的并联支路连接于源电压输入端与驱动变压器次级绕组的中间抽头之间。
3、根据权利要求1所述的微功率DC/DC电源变换器，其特征在于：所述的直流偏置电路由电阻R1、电阻R2和电容C1组成，电阻R1和电阻R2相串联，电阻R1和电阻R2的串联支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电阻R2的串联端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连，该串联端还经电容C1与源电压输入端相连。
4、根据权利要求1所述的微功率DC/DC电源变换器，其特征在于：所述的直流偏置电路由电阻R1、电阻R2和稳压二极管D1组成，电阻R1和电阻R2相串联，电阻R1和电阻R2的串联支路连接于源电压输入端与地之间，电阻R1和电阻R2的串联端与驱动变压器次级绕组的中间抽头相连，该串联端还与稳压二极管D1的阴极连接，稳压二极管D1的阳极接地。
5、根据权利要求1所述的微功率DC/DC电源变换器，其特征在于：所述的直流偏置电路由电容C1和稳压二极管D1组成，电容C1和稳压二极管D1相并联，电容C1和稳压二极管D1的并联支路连接于源电压输入端与驱动变压器次级绕组的中间抽头之间，其中稳压二极管D1的阴极连接源电压输入端，稳压二极管D1的阳极连接驱动变压器次级绕组的中间抽头。
6、根据权利要求1所述的微功率DC/DC电源变换器，其特征在于：所述的直流偏置电路为连接于源电压输入端与驱动变压器次级绕组的中间抽头之间的稳压二极管D1，其中稳压二极管D1的阴极连接源电压输入端，稳压二极管D1的阳极连接驱动变压器次级绕组的中间抽头。
7、根据权利要求1所述的微功率DC/DC电源变换器，其特征在于：所述的直流偏置电路为连接于源电压输入端与驱动变压器次级绕组的中间抽头之间的电阻R1。
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