自激式高頻變壓開關穩壓電源制造技術

本實用新型專利技術公開了一種自激式高頻變壓開關穩壓電源，包括齊納穩壓管Z1、開關管Q24和偏置電路，以及由初級繞組N1、反饋繞組N3和次級繞組N2構成的高頻變壓器，偏置電路中的偏置電阻R37一端與開關管基極連接，另一端與初級繞組的一端連接，初級繞組的另一端與開關管集電極連接，反饋繞組的一端與開關管發射極連接，另一端通過電容C36和電阻R38與開關管基極連接，次級繞組的一端與電路的接地端連接，另一端與開關管發射極連接，初級繞組與次級繞組和反饋繞組的繞線方向相反。該開關穩壓電源的效率相對于“基于電阻的開關電源”和“基于電感的開關電源”的30%和50%，顯著提高到80%，而且體積小、重量輕，對輸入電壓及頻率的變化適應性強，輸出電壓保持時間長。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種開關穩壓電源，具體是一種自激式高頻變壓開關穩壓電源，屬于開關穩壓電源

技術介紹
隨著電力電子技術的發展和創新，開關電源廣泛應用于汽車電子、電腦機箱，LED燈具、工業自動化控制、軍工設備、通訊設備、電力設備、儀器儀表、電子冰箱、液晶顯示器等。開關電源的作用是將外部電壓轉化為適合電子設備使用的電壓。在已有的技術方案中，開關電源總的能源利用效率普遍偏低，如“基于電阻的開關電源”和“基于電感的開關電源”的效率分別為30%和50%左右。目前開關電源向著高頻化、小型化和輕便化的方向發 展，但是還沒有一種效率更高的開關電源方案。開發高效的開關電源在節約能量和資源及保護環境方面具有重要的意義。
技術實現思路
針對上述現有技術存在的問題，本技術提供一種自激式高頻變壓開關穩壓電源，以變壓器反饋式振蕩電路為理論原型，結合穩壓電路輔助電路搭建而成，實現調壓穩壓的目的，提高開關電源的利用率，從而進一步節約能量和資源。為了實現上述目的，本技術包括齊納穩壓管Zl、開關管Q24和偏置電路，以及由初級繞組NI、反饋繞組N3和次級繞組N2構成的高頻變壓器，開關管Q24為一個NPN結構的三極管，偏置電路中包括一個偏置電阻R37，其一端與開關管Q24的基極連接，另一端與初級繞組NI的一端連接，初級繞組NI的另一端與開關管Q24的集電極連接，反饋繞組N3的一端與開關管Q24的發射極連接，另一端通過電容C36和電阻R38與開關管Q24的基極連接，次級繞組N2的一端與電路的接地端連接，另一端與開關管Q24的發射極連接，初級繞組NI與次級繞組N2和反饋繞組N3的繞線方向相反。齊納穩壓管Zl的標稱齊納電壓為15. 6V。初級繞組NI的兩端之間還設有電容C44和電阻R82并聯，然后再與單向二極管Dll串聯的用于避免開關管Q24在關斷的瞬間，高頻變壓器的初級繞組NI產生尖峰電壓對開關管Q24的保護電路。本技術的有益效果是以變壓器反饋式振蕩電路為理論原型，結合穩壓電路等輔助電路搭建而成，實現調壓穩壓的目的，與現有技術相比，其效率相對于“基于電阻的開關電源”和“基于電感的開關電源”的30%和50%左右,顯者提聞到80%左右，并且具有體積小、重量輕，對輸入電壓及頻率的變化適應性強，輸出電壓保持時間長的優點。附圖說明圖I是本技術的電路原理圖。具體實施方式以下結合附圖對本技術做進一步說明。如圖I所示，該開關穩壓電源包括齊納穩壓管Z1、開關管Q24和偏置電路，以及由初級繞組NI、反饋繞組N3和次級繞組N2構成的高頻變壓器，開關管Q24為一個NPN結構的三極管，偏置電路中包括一個偏置電阻R37，其一端與開關管Q24的基極連接，另一端與初級繞組NI的一端連接，初級繞組NI的另一端與開關管Q24的集電極連接，反饋繞組N3的一端與開關管Q24的發射極連接，另一端通過電容C36和電阻R38與開關管Q24的基極連接，次級繞組N2的一端與電路的接地端連接，另一端與開關管Q24的發射極連接，初級繞組NI與次級繞組N2和反饋繞組N3的繞線方向相反。齊納穩壓管Zl的標稱齊納電壓為15. 6V，其作用是使穩壓管開關管Q24迅速截止，并在開關管Q24的正常振蕩的開通區間中，提前進入截止狀態，實現開關管Q24的開通占空比將變小，使輸出電壓變小，實現穩壓的過程。初級繞組NI的兩端之間還設有電容C44和電阻R82并聯，然后再與單向二極管Dll串聯的用于避免開關管Q24在關斷的瞬間，高頻變壓器的初級繞組NI產生尖峰電壓對開關管Q24的保護電路。圖I中，L端為電壓輸入端，q為電壓輸出端，輸入采用的是48V的系統電壓，穩壓輸出電壓為15V。本技術的工作原理及過程是首先按照圖I所示的電路連接相關元器件，電路剛上電時，電源L通過電阻R37給開關管Q24基極提供微小的正向偏置電流，使開關管Q24由開通進入到放大工作區，開關管Q24的集電極受控出現電流，即變壓器初級繞組NI出現電流，初級繞組NI出現上正下負的感應電動勢，所以變壓器反饋繞組N3感應出上正下負的電壓U3，該電壓與Q24導通極性相同，實現正反饋，給開關管Q24基極補強開通電流IB，所以開關管Q24的基極電流快速增大，進入飽和工作區，此時開關管的集電極電流亦即變壓器初級繞組NI的電流IC不受基極電流IB控制，呈線性增長，使變壓器次級繞組N2感應出上正下負的電壓U2，進入相對穩定狀態。變壓器次級繞組N2上感應出電壓U2后，整流二極管D16導通，次級繞組N2回路中有電流通過，向負載供電。隨著IC的增加，同時反饋繞組N3給C36充電，使其左負右正，即開關管Q24的基極電流IB開始減小，直至IBX β< 1C，開關管Q24退出飽和工作區，進入放大區。集電極電流IC開始逐漸減小，在變壓器初級繞組NI感應出上負下正的電壓，同時在變壓器反饋繞組Ν3上感應出上負下正的電壓，反饋繞組Ν3將通過單向二極管D15、電阻R48、電阻R38和電容C36回路進行放電，在電阻R38、電容C36產生順時針方向的電流，與基極電流IB方向相反，所以將使開關晶體管的基極電流IB快速減小，快速進入截止區，反饋繞組Ν3放電完畢，電源L將再次通過電阻R37給開關管Q24的基極提供微弱的起動電流，重復啟動振蕩的過程。權利要求1.一種自激式高頻變壓開關穩壓電源，其特征在于，包括齊納穩壓管Z1、開關管Q24和偏置電路，以及由初級繞組NI、反饋繞組N3和次級繞組N2構成的高頻變壓器，開關管Q24為一個NPN結構的三極管,偏置電路中包括一個偏置電阻R37,其一端與開關管Q24的基極連接，另一端與初級繞組NI的一端連接，初級繞組NI的另一端與開關管Q24的集電極連接，反饋繞組N3的一端與開關管Q24的發射極連接，另一端通過電容C36和電阻R38與開關管Q24的基極連接，次級繞組N2的一端與電路的接地端連接，另一端與開關管Q24的發射極連接，初級繞組NI與次級繞組N2和反饋繞組N3的繞線方向相反。2.根據權利要求I所述的一種自激式高頻變壓開關穩壓電源，其特征在于，齊納穩壓管Zl的標稱齊納電壓為15. 6V。3.根據權利要求I所述的一種自激式高頻變壓開關穩壓電源，其特征在于，初級繞組NI的兩端之間還設有電容C44和電阻R82并聯，然后再與單向二極管Dll串聯的用于避免開關管Q24在關斷的瞬間，高頻變壓器的初級繞組NI產生尖峰電壓對開關管Q24的保護電路。專利摘要本技術公開了一種自激式高頻變壓開關穩壓電源，包括齊納穩壓管Z1、開關管Q24和偏置電路，以及由初級繞組N1、反饋繞組N3和次級繞組N2構成的高頻變壓器，偏置電路中的偏置電阻R37一端與開關管基極連接，另一端與初級繞組的一端連接，初級繞組的另一端與開關管集電極連接，反饋繞組的一端與開關管發射極連接，另一端通過電容C36和電阻R38與開關管基極連接，次級繞組的一端與電路的接地端連接，另一端與開關管發射極連接，初級繞組與次級繞組和反饋繞組的繞線方向相反。該開關穩壓電源的效率相對于“基于電阻的開關電源”和“基于電感的開關電源”的30%和50%，顯著提高到80%，而且體積小、重量輕，對輸入電壓及頻率的變化適應性強，輸出電壓保持時間長。文檔編號H02M3/338GK202772798SQ本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種自激式高頻變壓開關穩壓電源，其特征在于，包括齊納穩壓管Z1、開關管Q24和偏置電路，以及由初級繞組N1、反饋繞組N3和次級繞組N2構成的高頻變壓器，開關管Q24為一個NPN結構的三極管，偏置電路中包括一個偏置電阻R37，其一端與開關管Q24的基極連接，另一端與初級繞組N1的一端連接，初級繞組N1的另一端與開關管Q24的集電極連接，反饋繞組N3的一端與開關管Q24的發射極連接，另一端通過電容C36和電阻R38與開關管Q24的基極連接，次級繞組N2的一端與電路的接地端連接，另一端與開關管Q24的發射極連接，初級繞組N1與次級繞組N2和反饋繞組N3的繞線方向相反。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：闞力滔，
申請(專利權)人：江蘇云意電氣股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：