[發明專利]自激式開關電源電路

有效

• 申請號: 201210061952.5
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102723875A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 興津克彥;飴井俊裕;波多野健二
• 申請（專利權）人: SMK株式會社
• 主分類號: H02M3/338
• 分類號: H02M3/338
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 曾賢偉;曹鑫

技術領域

本發明涉及自激式開關電源電路，更詳細來說，涉及在使變壓器的一次線圈的勵磁電流停止時從二次輸出線圈向負載放出在變壓器中積蓄的能量的回掃型的自激式開關電源電路。

背景技術

開關電源電路，作為把工頻交流電壓變換為直流電壓來輸出的穩定化電源，被用于具有DC-DC變換器的蓄電池充電器或者電動機等中。當大體區分開關元件的驅動方式(開關方式)時，可分為自激振蕩方式和他勵振蕩方式，自激振蕩方式是把在變壓器等電感部件的反饋線圈上表現出的電壓作為驅動信號，正反饋到開關元件的控制端子，進行振蕩動作的方式，目前已知采用該自激振蕩方式的自激式開關電源電路(專利文獻1)。

使用圖8說明該現有的自激式開關電源電路100。自激式開關電源電路100，通過電源開關4在工頻交流電源AC上連接由橋式整流器7和濾波電容器1組成的電容輸入型整流濾波電路，在濾波電容器1的高壓側端子1a和低壓側端子1b之間發生對工頻交流電壓進行整流濾波而得的不穩定的直流電壓，作為直流輸入電源。

2是變壓器，在其一次側設置一次線圈2a、與一次線圈2a在同一方向卷繞的第一反饋線圈2b、以及相對于一次線圈2a在反方向卷繞的第二反饋線圈2d，在二次側設置二次輸出線圈2c。另外，3是振蕩電場效應晶體管(下面記為FET)。21是起動電阻，用于在電路起動時對該FET3的柵極提供正向偏壓(換言之，閾值電壓V_TH以上的柵極電壓)，在起動電阻21上串聯連接的電阻25具有比起動電阻21小的電阻值，由此對濾波電容器1的充電電壓(直流輸入電源的輸入電壓)進行分壓，在輸出了低的直流電壓的情況下不使電路起動。

6是防止向柵極的過大輸入的齊納二極管，12是與反饋電阻11一起在反饋線圈2b和FET3的柵極之間串聯連接的起動電容器，24是用于阻止向柵極的過大輸入的電阻，5是把集電極向柵極連接、把發射極向低壓側端子1b連接的關斷控制晶體管元件。該關斷控制晶體管5的基極通過電阻52連接到FET3和一次電流檢測電阻51的連接點，并且通過關斷控制電容器53連接到低壓側端子1b。

在二次輸出線圈2c側連接由整流二極管和濾波電容器組成的輸出側整流濾波電路26，對二次輸出線圈2c的輸出進行整流濾波，向高壓側輸出線20a和低壓側輸出線20b之間輸出。

這樣構成的自激式開關電源電流100，從接通電源開關4來連接工頻交流電源AC的起動時起，通過用橋式整流電路7全波整流后的正弦波電壓對濾波電容器1充電，在濾波電容器1的高壓側端子1a和低壓側端子1b之間，如圖9所示，表現出從0V向141V上升的直流輸入電源的輸入電壓。當直流輸入電源的輸入電壓上升時，通過起動電阻21對起動電容器12充電(圖中下面的電極為+，上面的電極為-的極性)，起動電容器12的充電電壓慢慢上升，如圖11所示，FET3的柵極電壓上升。當起動電容器12的充電電壓達到閾值電壓V_TH，在FET3的柵極上施加正向偏壓時，FET3導通。

當FET3導通，從濾波電容器(直流輸入電源)1開始在串聯連接的一次線圈2a中流過勵磁電流時，在變壓器2的各線圈中產生感應電動勢，在變壓器2中積蓄勵磁能量。通過一次線圈2a中流動的電流上升，關斷控制電容器53用一次電流檢測電阻51兩端的電壓充電，關斷控制晶體管5的基極電壓上升。在該FET3的導通期間中，在反饋線圈2b內發生的感應電壓疊加在起動電容器12的充電電壓上，把FET3的柵極電壓維持在其閾值電壓V_TH以上的電壓。

一次線圈2a內流動的電流與FET3導通后的經過時間成比例地上升，以一次電流檢測電阻51兩端的電壓充電的關斷控制電容器53的充電電壓也上升，當關斷控制晶體管5的基極電壓達到規定的偏置電壓時，關斷控制晶體管5進行導通動作。其結果，關斷控制晶體管5的集電極-發射極之間成為導通狀態，FET3的柵極實質上與低壓側端子1b成為短路狀態，FET3關斷。

當FET3關斷，在變壓器2中流動的電流實質上被切斷時，在各線圈中發生所謂的回掃電壓(感應反電動勢)，在二次輸出線圈2c中發生的回掃電壓通過輸出側濾波整流電路26被整流濾波，作為供給在輸出線20a、20b之間連接的負載的電力而輸出。在該關斷期間中，起動電容器12，通過把齊納二極管6、反饋電阻11作為充電路徑的反饋線圈2b中發生的回掃電壓、和把起動電阻21作為充電路徑的濾波電容器1的充電電壓(直流輸入電源的輸入電壓)被充電。