[其他]開關(guān)電源

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86101356
• 申請(qǐng)日: 1986-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN1003068B
• 公開（公告）日: 1989-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉爾伯特·A·霍大曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 特克特朗尼克公司
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335;H02M7/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 吳秉芬

本發(fā)明系關(guān)于一個(gè)開關(guān)電源。

圖1顯示了一種以前被提出的開關(guān)電源，該電源包括一個(gè)變壓器（2），它的初級(jí)繞組（4）與一個(gè)介乎直流電壓電源的兩個(gè)終端之間的晶體管（6）的集電極-發(fā)射極路徑串聯(lián)連接，它的次級(jí)繞組（8）經(jīng)整流器（10）及低通濾波器（12）與負(fù)荷（14）連接。舉例說，這個(gè)負(fù)荷可以是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室儀器的電源母線。一般技術(shù)人員都明白當(dāng)接通晶體管（6）時(shí)，電流就在初級(jí)繞組（4）產(chǎn)生，當(dāng)關(guān)掉晶體管（6）時(shí)，電流就傳至次級(jí)繞組（8），并在那里衰減。在變壓器（2）的次級(jí)繞組（8）流著的電流被整流及濾波并被加于負(fù)荷（14）上。

一個(gè)由變壓器（16）、晶體管（18）、齊納二極管（20）及脈沖發(fā)生器（22）組成的基極驅(qū)動(dòng)電路可以開關(guān)晶體管（6）。典型地，變壓器（16）的初級(jí)繞組（24）系連接于一個(gè)+12伏特的直流電源。脈沖發(fā)生器（22）產(chǎn)生序列形式的脈沖，這些脈沖具有一個(gè)一般約為30千赫的重覆頻率。這個(gè)脈沖序列的占空因數(shù)由連接于變壓器（2）的負(fù)荷對(duì)電力的需求而變化。典型地，這個(gè)占空因數(shù)可由10%至50%。當(dāng)晶體管（18）由來自發(fā)生器（22）的脈沖接通時(shí)，電流通過變壓器（16）的初級(jí)繞組（24），一個(gè)相應(yīng)的電流被感應(yīng)于次級(jí)繞組（26），從而向晶體管（6）提供了正向基極電流及將晶體管（6）導(dǎo)通，并在晶體管（6）的基極發(fā)射極區(qū)域內(nèi)累積電荷。這個(gè)正向基極電流被電阻（28）所限制。在晶體管（18）導(dǎo)通的時(shí)間內(nèi)，磁化電流在變壓器（16）的初級(jí)繞組（24）內(nèi)累積起來。

當(dāng)正向基極電流流過次級(jí)繞組（26）時(shí)，電容器（30）被圖1所顯示那樣地充電，因而當(dāng)電流停止通過初級(jí)繞組（24）時(shí)，晶體管（6）的基極被維持負(fù)電，因此使得晶體管（6）被斷開。二極管（32）將跨越電容器（30）的電勢(shì)降限制于一個(gè)二極管壓降（大約0.6伏特）。

當(dāng)晶體管（18）被關(guān)掉時(shí)，在晶體管（18）的集電極的電壓將稍為上升，比方說至13伏特，而以前在變壓器（16）的初級(jí)繞組（24）內(nèi)流著的磁化電流被作為逆基極電流而傳到次級(jí)繞組（26），并驅(qū)動(dòng)晶體管（6）的基極-發(fā)射極區(qū)域的帶電載流子。這個(gè)逆基極電流與初級(jí)繞組內(nèi)的磁化電流成正比。當(dāng)晶體管（6）無法繼續(xù)支持一個(gè)逆基極電流時(shí)（它的基極發(fā)射極區(qū)域的帶電載流子被耗盡而關(guān)掉），電流停止通過次級(jí)繞組（26）。在此時(shí)，磁化電流又傳送到初級(jí)繞組（24），晶體管（18）的集電極的電壓又上升至齊納二極管（20）的閾值，譬如30伏特。在次級(jí)繞組（24）兩端的大電位差使得變壓器鐵心快速去磁。

這一串事件以發(fā)生器（22）的工作頻率每周期發(fā)生一次。

如上所述，這個(gè)逆基極電流與通過初級(jí)繞組（24）的磁化電流成正比。這個(gè)磁化電流與晶體管（18）開著的時(shí)間長(zhǎng)短成正比（工作循環(huán)）。

這個(gè)逆基極電流依賴于工作循環(huán)，而因?yàn)楣ぷ餮h(huán)隨輸入電壓及輸出負(fù)荷條件而變化，逆基極電流可大幅度變化。這意味著晶體管（6）在一定線路及負(fù)荷條件下可能消耗比必要要多的電力。

本發(fā)明提供一個(gè)開關(guān)電源，該電源包括一個(gè)具有一初級(jí)繞組、一次級(jí)繞組及一磁性材料芯的基極驅(qū)動(dòng)變壓器、一個(gè)連接于初級(jí)繞組一端的開關(guān)裝置，及一個(gè)晶體管，該晶體管的基極連接于次級(jí)繞組的其中一端而它的發(fā)射極連接于次級(jí)繞組的另一端，以使得當(dāng)這個(gè)初級(jí)繞組及開關(guān)裝置被連接于一直流電源之間及開關(guān)裝置被間歇地接通之時(shí)，晶體管內(nèi)形成集電極電流。這個(gè)電源又包括一個(gè)連接于變壓器線圈兩端的依賴于電流的電壓鉗位器以防止變壓器線圈兩端的電壓超越一個(gè)予先設(shè)定的極限一只要當(dāng)開關(guān)裝置打開時(shí)那個(gè)通過初級(jí)繞組的磁化電流沒有超出一個(gè)予先設(shè)定的數(shù)值。

按照本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例，這個(gè)依賴于電流的電壓鉗位器的效果在于減少由逆基極電流工作循環(huán)產(chǎn)生的變化，因而減少消耗于晶體管內(nèi)的電力。

為著更好地了解本發(fā)明，及顯示出本發(fā)明如何發(fā)生作用，現(xiàn)在將援引下面的附圖作為例子加以說明：

圖1以圖解方式說明一個(gè)傳統(tǒng)的開關(guān)電源，及

圖2以圖解方式說明一個(gè)體現(xiàn)本發(fā)明的開關(guān)電源。

圖2的開關(guān)電源與圖1的開關(guān)電源不同之處在于在變壓器（16）的初級(jí)繞組（24）的兩端接有一個(gè)依賴于電流的電壓鉗位器（34）。當(dāng)晶體管（18）被開著時(shí)，二極管（36）被反偏壓，因而鉗位器不影響基極驅(qū)動(dòng)回路的工作。但是當(dāng)晶體管（18）被關(guān)掉，而在其集電極的電壓上升時(shí)，二極管（36）被正向偏壓因此可以傳導(dǎo)電流。