有电源开关的开关式电源线路制造技术

一种将直流输入电压转换成直流输出电压的开关式电源线路．这个线路包括一个与变压器（Ｔ）的初级绕组（Ｌ１）相串联的可控电源开关（Ｔｒ１），这个绕组构成谐振线路的一部分．为了减少开关的导通耗损，开关的驱动通路中接入一个延迟网络（Ｒ１１，Ｃ９），使每次导通延迟到开关上的电压由上次截止时的值开始下降的瞬间以后的谐振频率的半个周期的瞬间开始．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种开关式(Switched mode)电源电路，用来将直流输入电压转换成直流输出电压。它包含一个和变压器初级绕组串联的可控电源开关;这个串联电路接到输入电压端头上;该变压器的次级绕组联接一整流器，提供输出电压。当开关和整流器不通电流时，初级绕组形成一谐振电路的一部分，一个包含延迟网络的驱动线路接到开关的控制电极，每当开关开始断开，开关两端的电压就上升到某一定值并实际上保持在这个值，此后该电压按一谐振频率呈振荡型下降，每当开关开始接通，开关两端的电压变为零。在美国专利申请4，183，080中描述了这种电源线路。这种电路是一个自激振荡线路，其中电源开关是一个开关晶体管，它的驱动线路包含一个变压器的次级绕组，这个次级绕组经正反馈线路与初级绕组耦合。在该次级绕组和晶体管基极间接有一个使晶体管导通并保持导通状态的网络。为了使晶体管关断，驱动线路包含一个与同一绕组相接的延迟网络和一个驱动晶体管，其主通路与开关晶体管的基极-发射极二极管并联。在由延迟线路所决定的某一瞬间驱动晶体管导通，而使开关晶体管迅速截止。在这种情况下，特别是由于截止过程很短，减少了晶体管的截止损耗。驱动晶体管的导通时间非常短。初级绕组与寄生电容一起构成一个谐振电路。本专利技术是基于这样的一种认识，即为了减少电源开关的导通耗损，可在电源线路中采取那些与上述已知线路中所采用的相类似的措施。因此，根据本专利技术的电源线路，其特征在于在电源开关的控制电极上接有一个延迟网络，这是为了每次调整该开关的导通时，实际上导通时间是在上次截止期间开关上的电压开始下降的那个瞬间以后的谐振频率的半个周期的瞬时开始的。由于采取了这样的措施，可以保证当开关两端的电压在经历了相当高的值而降到极小值的瞬间接通电源开关。所以，导通耗损比现有的线路要低得多。在现有线路中，发生导通的瞬间是由线路本身的性质决定的，也就是说，在上述美国书中的电路是由正反馈决定的，因此无法仔细地选择导通耗损小的上述的导通瞬时。对于这样一种电源线路，其中第二个开关的控制电极上接有一个延迟网络，在电源开关导通时间结束时第二个开关导通，使该电源开关截止，其优越的特征可表示为每当电源开关两端的电压实际开始下降的瞬间使第二开关导通，实际上在该瞬间以后的谐振频率的半个周期内随后使第二个开关保持导通状态。这样，第二个开关还有节省费用的一个次要的功能。由于根据本专利技术的驱动线路中的延迟网络的作用是延迟导通时间，所以不能用和上述美国书中相同的方法来连接这个网络。把延迟网络接到变压器中另一个次级绕组上的电源线路其特征在于，在工作时，延迟网络和所说的另一个次级绕组的接点上的电压，与初级绕组和电源开关的接点上的电压极性相同。可参考附图对本专利技术作进一步的说明，其中图1是根据本专利技术的电源线路的基本线路图，图2表示其中产生的波形，以及图3表示图1线路的部分变形。图1中的自激振荡电源线路包含一个npn电源开关晶体管Tr1，其集电极与变压器T的初级绕组L1相联，而其发射极接地。绕组L1的另一端与未经稳压的电源VB(例如，电源整流器)的正端相接，VB的负端也接地。接在晶体管基极与地之间的晶体管Tr1的导通通路，含有电容器C1、变压器T的反馈绕组L2、二极管D1和电阻R1。在晶体管Tr1导通时间内，基极电流在电容器C1上产生一个负电压。同样也接到其基极上的晶体管Tr1的关断路经含有电容器C1，具有基极-发射极电阻R2的pnp晶体管Tr2的发射极-集电极通路以及电感L3。晶体管Tr1截止以后，反向基极电流流经元件L1、Tr2和L3。结果消除了在导通期间积累于这个晶体管上的载荷子。在给定的情况下，如果晶体管Tr1的正向基极电流流过的时间太短、尚不足以在电容器C1上产生一个足够的恒定电压时，借助于变压器T的另一个绕组L4和二极管D2，在电容器C1上产生一个负电压。图1中变压器T绕组的缠绕方向用点来表示。变压器T的绕组L5的一端与二极管D3相接，其另一端接到电阻R3和电容器C2组成的串联网络。绕组L5的缠绕方向和二极管D3的导通方向的选择是使得在晶体管Tr1的导通时间内流经电阻R3的电流给电容器C2充电。电容器C2的另一端与电容路C1、绕组L2和晶体管Tr2的集电极的交接点相联。在电容器C2上产生一个相对于该接点上直流电平的锯齿波电压，这个电压经R4、C3构成的RC并联网络加到npn晶体管Tr4的基极上。晶体管Tr4的发射极与所说的接点相联，而集电极则接到晶体管Tr2的基极。晶体管Tr4的基极电压在某一给定的瞬间达到使晶体管导通的值。结果，晶体管Tr2也导通。可以认为这个晶体管的发射极电压实际等于电容器C1上的电压值，约为-5伏，这使晶体管Tr1开始截止。在晶体管Tr1截止期间，电容器C2通过电阻R5、二极管D4和绕组L4放电，而一反向电流通过晶体管Tr2，这个电流也经过电阻R1及与二极管D1并联的电容器C4。一个高阻值的起动电阻R6接于电源VB的正端和晶体管Tr2基极之间。当线路接通时便有电流通过电阻R6和R2，这个电流也通过电容器C4和绕组L2，所以能量便在变压器T中建立。由于这个电流，晶体管Tr1的基极上的电压便上升到使晶体管导通的电位值。在正常工作时，也有电流通过电阻R6，但此电流过小，不足以明显影响线路的性质。变压器T的铁心上绕有若干个次级绕组。图1中给出了几个绕组，如L6和L7。当晶体管Tr1截止时，电流通过每个次级绕组，分别流经整流器，例如D5、D6，使平滑电容器C5、C6再次充电。电容器C5和C6的另一端接地。电容器C5，C6上的电压便是此电源线路的输出电压，供接负载用。这些负载(未表示在图1上)可以是，例如，电视接收机的一些部件。调谐电容器C7和阻尼电阻R7组成的网络以及包括二极管D7的钳位网络与绕组L1并联。在晶体管Tr1和整流器D5和D6中没有电流通过的时间内，由绕组L1和电容器C7以及寄生电容构成的振荡回路中产生振荡。利用这个所说的钳位网络来减少在晶体管Tr1截止期间内可能产生的寄生振荡。尽管电压VB和/或负载有所变化，借助于对晶体管Tr1导通时间的控制，便可使电源线路的输出电压实际上保持恒定不变。为此，在线路中接有一个与光敏npn晶体管Tr5光学耦合的发光二极管D8，接在晶体管Tr4基极负载上的发射极电阻R8和网络R4、C3以及接到电源VB的集电极电阻R9，而其基极是断开的。晶体管Tr5集电极的一路经RC并联网络R10、C8接到绕组L2、L4和电容器C1的接点，而另一路经二极管D9通到绕组L2和二极管D1的接点。因此在该集电极上呈现正电压。如果通过二极管D8的电流以下面将要作进一步说明的方式发生变化，那么晶体管Tr5的发射极电流也会发生变化。此后，例如，包括晶体管Tr3基极电压的增加，使晶体管Tr1比在原来应该的情况更早的瞬间截止。晶体管Tr1的最终电压变得更低，使线路的输出电压也变得更低。借助于一个接在电阻R4和R8的接点和电阻R3和二极管D3的接点之间、包含齐纳二极管D10在内的网络，这个控制也依赖于电压VB的变化。以上所述对于本领域的技术人员来说是众所周知的事，不需要作进一步的解释。所以也不再进一步讨论其细节。对于用已知方法组成的过压和过流的安全保护措施也是如此。为了更好地了解本专利技术，图2给出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将直流输入电压转换成直流输出电压的开关式电源线路，含有一个和变压器初级绕组串联的可控电源开关，这个串联电路与输入电压端相连，该变压器的次级绕组与一整流器相接以供给输出电压，当开关和整流器中没有电流通过时初级绕组构成谐振电路的一个组成部分，一个带有延迟网络的驱动线路与开关的控制电极相联，每当开关开始关断时，此后开关两端的电压就上升到某一定值并实际上保持在这个值，此后该电压按谐振频率呈振荡形下降；每当开关开始导通时，此后开关两端的电压变为零。其特征在于，在电源开关的控制电极上接有一个延迟网络，这是为了每次调整该开关的导通时间，实际上该时间是在上次截止期间开关上电压开始下降的瞬间以后的谐振频率的半个周期处。

【技术特征摘要】
FI 1985-8-26 85023391.一种将直流输入电压转换成直流输出电压的开关式电源线路，含有一个和变压器初级绕组串联的可控电源开关，这个串联电路与输入电压端相连，该变压器的次级绕组与一整流器相接以供给输出电压，当开关和整流器中没有电流通过时初级绕组构成谐振电路的一个组成部分，一个带有延迟网络的驱动线路与开关的控制电极相联，每当开关开始关断时，此后开关两端的电压就上升到某一定值并实际上保持在这个值，此后该电压按谐振频率呈振荡形下降；每当开关开始导通时，此后开关两端的电压变为零。其特征在于，在电源开关的控制电极上接有一个延迟网络，这是为了每次调整该开关的导通时间，实际上该时间是在上次截止期间开关上电压开始下降的瞬间以后的谐振频率的半个周期处。2.根据权利要求1所述的一种电源开关，其特征在于，延迟网络的输出信号是一个在整流器截止瞬间以后使电源开关断开的信号。3.根据权利要求1所述的一种电源线路，其中第二个开关的控制极上接有一个延迟网络，为使该电源开关开始断开，在该电源开关导通时间结束时，第二个开关导通，其特征在于，实际上每当电源开关两端的电压下降的初始瞬间使第二个开关导通，并在该瞬间后的谐振频率的半个周期内使第二个开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：马里纳斯安东尼厄斯艾德里安厄斯玛丽亚，
申请(专利权)人：菲利浦光灯制造公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]