一種自激式反激變換器的制作方法

本實用新型涉及一種開關電源，特別涉及一種自激式反激變換器拓撲的開關電源。

背景技術：

自激式反激變換器電路具有元件少、成本低、可靠性高、方便實現多路輸出的優點，通過元件間的相互配合使電路自激振蕩工作，通過變壓器儲能和耦合向外輸出能量。其電路只需較少的元件數量，就可以獲得不錯的性能，被廣泛應用在手機充電器、PC電源等低成本、小功率電源產品中。

目前，常用的自激式反激變換器的結構一般包括：啟動電路，反激變換器主電路，反饋電路，驅動電路。其基本工作原理是：當自激式反激變換器輸入側接入直流電源時，啟動電路工作，使得反激變換器主電路中的主開關管導通，變換器開始工作。在變換器工作過程中反激變換器主電路將能量由輸入端傳遞給輸出端，并實現輸入輸出的電氣隔離。反饋電路采集變換器中的電壓或電流信號，并將采集的信號轉換為開關信號傳遞給驅動電路，從而控制反激變換器主電路中的主開關管導通和關斷，形成負反饋回路。

對于使用可控精密穩壓源和光耦作為反饋電路主要器件的自激式反激變換器，如何設計其驅動電路是一個難點。現有的驅動電路中各分立元件參數相互影響，使得電路設計中的計算、調試過程復雜。同時，現有的驅動電路容易受外界條件干擾，使得變換器穩定性和可靠性不高。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種自激式反激變換器，使用一種新的驅動電路結構解決了上述問題，實現了成本低廉且高效、可靠的電源電路設計。

具體的，本實用新型提供了一種自激式反激變換器，包括：啟動電路，反激變換器主電路，反饋電路，驅動電路。反激變換器主電路負責將能量由輸入端傳遞給輸出端，并實現輸入輸出的電氣隔離；啟動電路用于變換器的上電啟動；驅動電路用于驅動主開關管的導通和關斷；反饋電路用于調節驅動信號，實現變換器輸出電壓的穩定。

上述反激變換器主電路包括：輸入正負端，輸出正負端，輸入濾波電容C1，主開關管Q1，變壓器T中的原邊繞組N1和副邊繞組N3，二極管D2，輸出濾波電容C3。C1正負兩端分別和輸入正端和輸入負端連接；Q1的柵極和N1的異名端連接；Q1的門極與啟動電路中電阻R0一端，驅動電路中電阻R3的一端，驅動電路中PNP三極管Q4的發射極；Q1的源極與反饋電路中電阻R1的一端，反饋電路中電阻R4一端，驅動電路中NPN三極管Q3的基極相連；N1的同名端與輸入正端連接；N3的同名端與D2的陰極連接；N3的異名端與C3的正端，輸出正端連接；C3的負端與D2陽極和輸出負端連接；輸入負端和輸出負端分別與GND1和GND2連接。

上述啟動電路包括：電阻R0。R0的一端和輸入正端連接；R0的另一端與上述Q1的門極，驅動電路中電阻R3的一端，驅動電路中PNP三極管Q4的發射極連接。

上述反饋電路包括：電阻R5，光耦OC1，電阻R4，電阻R1，可控精密穩壓源T1，電阻R6，電容C4，電阻R7和電阻R8。R5的一端和輸出正端連接；R5的另一端和OC1中二極管的陽極連接；OC1中三極管的集電極與驅動電路中電容C2的正端，驅動電路中輔助繞組N2的異名端連接；OC1中三極管的發射極與R4的一端連接；R4的另一端與R1的一端，上述Q3的基極連接；R1的另一端與GND1連接；OC1中二極管的陰極和T1的陰極，R6的一端連接；R6的另一端與C4的一端連接；C4的另一端與R7的一端，R8的一端，T1的參考極連接；R7的另一端與輸出正端連接；R8的另一端與GND2，T1的陽極連接。

上述驅動電路包括：變壓器T中輔助繞組N2，電阻R2，電阻R3，二極管D1，電容C2，NPN三極管Q3，PNP三極管Q4。N2的同名端與R2的一端，R3的一端，D1的陰極連接；R2的另一端與Q3的集電極，Q4的基極連接；R3另一端與Q4的發射極，上述Q1的門極，上述R0的一端連接；D1的陰極和GND1，C2的負極連接；C2的正極與N2的異名端，上述OC1中三極管的發射極連接；Q3的基極與上述R1的一端，上述R4的一端連接；Q3的發射極，Q4的集電極與GND1連接。

本實用新型的有益效果是：采用本實用新型方案，具有電路結構簡單，成本較低，性能可靠，穩定性好，響應快速，能夠實現多路隔離輸出的特點。

上述說明是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚的了解本實用新型的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，本實用新型的具體實施方式由以下實施例及其附圖詳細給出。

附圖說明

圖1為本實用新型實施的電路原理圖。

具體實施方式

本實用新型提供一種自激式反激變換器，使用了獨特的驅動電路，提高了變換器穩定性和可靠性。下面結合具體實施例對本實用新型所闡述的自激式反激變換器進一步加以說明。

參見圖1，一種自激式反激變換器，包括：啟動電路，反激變換器主電路，反饋電路，驅動電路。

上述反激變換器主電路包括：輸入正負端，輸出正負端，輸入濾波電容C1，主開關管Q1，變壓器T中的原邊繞組N1和副邊繞組N3，二極管D2，輸出濾波電容C3。C1正負兩端分別和輸入正端和輸入負端連接；Q1的柵極和N1的異名端連接；Q1的門極與啟動電路中電阻R0一端，驅動電路中電阻R3的一端，驅動電路中PNP三極管Q4的發射極；Q1的源極與反饋電路中電阻R1的一端，反饋電路中電阻R4一端，驅動電路中NPN三極管Q3的基極相連；N1的同名端與輸入正端連接；N3的同名端與D2的陰極連接；N3的異名端與C3的正端，輸出正端連接；C3的負端與D2陽極和輸出負端連接；輸入負端和輸出負端分別與GND1和GND2連接。

上述啟動電路包括：電阻R0。R0的一端和輸入正端連接；R0的另一端與上述Q1的門極，驅動電路中電阻R3的一端，驅動電路中PNP三極管Q4的發射極連接。

上述反饋電路包括：電阻R5，光耦OC1，電阻R4，電阻R1，可控精密穩壓源T1，電阻R6，電容C4，電阻R7和電阻R8。R5的一端和輸出正端連接；R5的另一端和OC1中二極管的陽極連接；OC1中三極管的集電極與驅動電路中電容C2的正端，驅動電路中輔助繞組N2的異名端連接；OC1中三極管的發射極與R4的一端連接；R4的另一端與R1的一端，上述Q3的基極連接；R1的另一端與GND1連接；OC1中二極管的陰極和T1的陰極，R6的一端連接；R6的另一端與C4的一端連接；C4的另一端與R7的一端，R8的一端，T1的參考極連接；R7的另一端與輸出正端連接；R8的另一端與GND2，T1的陽極連接。

上述驅動電路包括：變壓器T中輔助繞組N2，電阻R2，電阻R3，二極管D1，電容C2，NPN三極管Q3，PNP三極管Q4。N2的同名端與R2的一端，R3的一端，D1的陰極連接；R2的另一端與Q3的集電極，Q4的基極連接；R3另一端與Q4的發射極，上述Q1的門極，上述R0的一端連接；D1的陰極和GND1，C2的負極連接；C2的正極與N2的異名端，上述OC1中三極管的發射極連接；Q3的基極與上述R1的一端，上述R4的一端連接；Q3的發射極，Q4的集電極與GND1連接。

下面進一步對本實用新型的工作過程進行描述，其工作原理具體如下。

變換器上電啟動階段：當變換器輸入端接到直流電源上后，變換器自激周期開始，電流從輸入正端經過電阻R0，電阻R3，繞組N2流向電容C2充電，電容C2正端電壓上升，主開關管Q1的門極電位升高，使得主開關管Q1導通，流過主開關管Q1的電流線性上升，變壓器T存儲能量。當主開關管Q1流過的電流在電阻R1上產生的電壓使得三極管Q3導通后，流過三極管Q3集電極和發射極的電流在電阻R2上產生電壓降落，使得三極管Q4導通，主開關管Q1門極的電壓將低為0，主開關管Q1關斷，變壓器T中存儲的能量向輸出側傳遞，使得輸出端的電壓上升。此時，由于繞組的鉗位作用，主開關管Q1始終處于關斷狀態。當變壓器能量完全傳遞給輸出側后，主開關管Q1再次導通，變換器進入下一個自激周期。經歷若干個周期，當輸出側電壓達到設定值以后，變換器就完成了上電啟動過程，進入穩態工作階段。

變換器穩態工作過程分析：當變換器輸出電壓達到設定值后，反饋電路開始工作。變換器的工作狀態與啟動階段相類似，變換器一個自激周期有兩個階段：第一階段，主開關管Q1導通，流過主開關管Q1的電流線性上升，變壓器T存儲能量；第二階段，主開關管Q1關斷，變壓器T中存儲的能量向輸出側傳遞，使得輸出端的電壓上升，此時由于繞組的鉗位作用，主開關管Q1始終處于關斷狀態。與啟動階段不同的是：開關管Q1的關斷是由流過主開關管Q1的電流以及反饋電路流過電阻R1的電流共同決定的。當輸出電壓大于設定值時，電阻R7、電阻R8和可控精密穩壓源T1參考端連接點電壓增高，流過可控精密穩壓源T1陰極的吸納電流增加，從而使得流過光耦OC1中二極管的電流增加，同時流過光耦OC1中三極管、電阻R4、電阻R1的電流增加，電阻R1上的電壓增加，縮短主開關管Q1的導通時間，反激變換器主電路傳遞的能量減少，從而達到降低輸出電壓的目的。當輸出電壓低于設定值時，電阻R7、電阻R8和可控精密穩壓源T1參考端連接點電壓降低，流過可控精密穩壓源T1陰極的吸納電流降低，從而使得流過光耦OC1中二極管的電流降低，同時流過光耦OC1中三極管、電阻R4、電阻R1的電流降低，增加主開關管Q1的導通時間，反激變換器主電路傳遞的能量增加，從而達到提高輸出電壓的目的。由此，變換器可實現輸出穩壓。