專利名稱：寬輸入范圍開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種RCC型開關(guān)電源，具體說是一種寬輸入范圍開關(guān)電源。
RCC型開關(guān)電源以其電路簡(jiǎn)單、成本低、效率高而廣泛應(yīng)用于各種電器中，但一般RCC型開關(guān)電源穩(wěn)壓范圍較窄，尤其在家用電器中使用時(shí)適用性受到限制。
RCC型開關(guān)電源輸入范圍較窄的主要原因在于開關(guān)管的導(dǎo)通損耗和截止損耗較大，圖3(虛線框部分除外)給出了RCC型開關(guān)電源的基本電路。開關(guān)管的基極驅(qū)動(dòng)電流隨輸入電壓的增大而增大，當(dāng)輸入電壓過低時(shí)，基極驅(qū)動(dòng)電壓過低，導(dǎo)通和截止的驅(qū)動(dòng)電流過小，開關(guān)管不能迅速截止而進(jìn)入放大狀態(tài)，造成開關(guān)管截止損耗急劇增加，輸出能力下降，穩(wěn)定性變差，甚至損壞開關(guān)管。因此，在集電極電流允許的范圍內(nèi)，穩(wěn)壓范圍的下限決定于基極最小驅(qū)動(dòng)電流。另一方面，當(dāng)輸入電壓過高時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流過大，開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)處于深度飽和狀態(tài)，由于電荷存儲(chǔ)效應(yīng)，轉(zhuǎn)向截止時(shí)，開關(guān)管不能迅速退出飽和狀態(tài)，導(dǎo)致VCE上升緩慢，形成很大的截止損耗，同時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)電流過大，導(dǎo)通損耗和導(dǎo)通狀態(tài)下的損耗也加大。過大的驅(qū)動(dòng)電流還會(huì)使電源在啟動(dòng)時(shí)，由于電壓控制環(huán)路不能及時(shí)起作用而造成開關(guān)變壓器磁飽和現(xiàn)象，使開關(guān)管工作于過高的集電極電流和高電壓狀態(tài)，造成迅速過熱而擊穿。因此，穩(wěn)壓范圍的上限受基極最大驅(qū)動(dòng)電流影響較大。
對(duì)于RCC型開關(guān)電源來講，在一定負(fù)載情況下，開關(guān)管的工作頻率隨輸入電壓升高而升高、最大集電極電流隨輸入電壓升高而減小，因此，開關(guān)管所需的基極驅(qū)電流也隨輸入電壓升高而減小。根據(jù)這一特點(diǎn)，高輸入電壓時(shí)由基極驅(qū)動(dòng)電流過大造成的開關(guān)管損耗增加可以通過控制驅(qū)動(dòng)電流來避免。
目前，開關(guān)電源中多采用較復(fù)雜的基極恒流電路來實(shí)現(xiàn)這一目的，圖3中虛線框部分給出了一種實(shí)際應(yīng)用的恒流驅(qū)動(dòng)電路，在這種電路中，R2、C2一般取值較小，電路穩(wěn)定性不好。若R2、C2取值較大，在輸入電壓較高時(shí)，產(chǎn)生較大的正向驅(qū)動(dòng)電流，基極電流失去恒流特性，造成損耗增加，因此，實(shí)際應(yīng)用時(shí)效果并不理想，這種電路的另一個(gè)缺點(diǎn)是線路復(fù)雜、成本高。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種寬輸入范圍開關(guān)電源，只在普通RCC型開關(guān)電源上增加少量元件，而不增加開關(guān)電源的總體造價(jià)，并且提高電源的可靠性。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一種寬輸入范圍開關(guān)電源，包括開關(guān)管V513、開關(guān)管偏置電阻(R520、R521、R522、R519、R524)、開關(guān)管置偏電容C514、輸出變壓器及其保護(hù)電路、穩(wěn)壓控制電路，開關(guān)管V513的基極接比例分電流電路的輸出端，比例分流電路的輸入端接開關(guān)管偏置電阻R524。
所述的比例分流電路的輸入端分兩路，一路接二極管VD520的負(fù)極，二極管VD520正極接地，另一路接電阻R527，電阻R527的另一端是比例分流電路的輸出端。
所述的比例分流電路的另一種電路是輸入端分三路，一路接二極管VD520的正極，一路接三極管V515的集電極，另一路接電阻R527，電阻R527的另一端是比例分流電路的輸出端，二極管VD520的負(fù)極分二路，一路接對(duì)地電阻R520，另一路接三極管V515的基極，三極管V515的發(fā)射極接地。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是采用少量的元件組成比例分流電路，限定了開關(guān)管的基極驅(qū)動(dòng)電流，使開關(guān)管在高輸入電壓工作時(shí)仍能保持較快的開關(guān)速度，產(chǎn)生較低的損耗，展寬了電源的使用范圍，同時(shí)允許開關(guān)管使用較小的散熱器，降低了成本，提高了電源的可靠性。另外，由于沖擊電流的減小，允許使用集電極電流較小的開關(guān)管，可大大降低器件成本，尤其在功率較大的開關(guān)電源中應(yīng)用時(shí)，增加了器件選擇的靈活性，因而具有較高的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明

圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的+115V開關(guān)電源的電路圖2是本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的+115V開關(guān)電源的電路圖；圖3是具有專用基極恒流電路的RCC型開關(guān)電源的基本電路圖。
圖3所示的現(xiàn)有開關(guān)電源中采用了專用繞組和開關(guān)管組成了基極恒流電路，如圖3中虛線框部分所示，其工作原理如下在開關(guān)電源正常工作時(shí)，由專用繞組提供一個(gè)獨(dú)立穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓(+VREF)，此電壓經(jīng)電阻R5受三極管V2等組成的開關(guān)控制，在開關(guān)管V1導(dǎo)通時(shí)V2導(dǎo)通，給開關(guān)管V1基極提供一個(gè)約為VREF/R5的正向驅(qū)動(dòng)電流，在開關(guān)管V1截止時(shí)，V2截止，由R2、C2提供截止偏置電流。在這種電路中，R2、C2一般取值較小；電路穩(wěn)定性不好，若R2、C2取值較大，在輸入電壓較高時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的正向驅(qū)動(dòng)電流，使基極電流失去恒流特性，造成損耗增加，因此，實(shí)際效果并不理想，而且此電路比較復(fù)雜，成本高。
在圖1中，本實(shí)用新型采用了二極管、電阻組成的比例分流電路，二極管VD520構(gòu)成一個(gè)約為2V的基準(zhǔn)電壓，配合電阻R527(1.8Ω)構(gòu)成恒流驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電流限制值近似為(2-0.7)V/1.8 Ω=610mA，當(dāng)輸入電壓較低時(shí)，二極管VD520中的電流基本為零，隨著輸入電壓升高，VD520中的電流加大，使基極驅(qū)動(dòng)電流基本保持不變。VD520、R527的取值直接影響驅(qū)動(dòng)電流的大小，決定低壓端的最大輸出功率，可以根據(jù)輸出功率和低壓范圍需要適當(dāng)調(diào)整。
在圖2中，二極管VD520和三極管V515構(gòu)成了一個(gè)約1.3V的基準(zhǔn)電壓，配合電阻R527(1Ω)構(gòu)成恒流驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電流限制值近似為(1.3-0.7)V/1Ω=600mA，同樣地VD520、R527的取值直接影響驅(qū)動(dòng)電流的大小，決定低端的最大輸出功率，可以根據(jù)輸出功率和低壓端的電壓需要適應(yīng)調(diào)整其參數(shù)。
權(quán)利要求1.一種寬輸入范圍開關(guān)電源，包括開關(guān)管V513、開關(guān)管偏置電阻(R520、R521、R522、R519、R524)、開關(guān)管偏置電容C514、輸出變壓器及其保護(hù)電路(1)、穩(wěn)壓控制電路(2)，其特征在于開關(guān)管V513的基極接比例分電流電路(3)的輸出端，比例分流電路(3)的輸入端接開關(guān)管偏置電阻R524。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬輸入范圍開關(guān)電源，其特征在于比例分流電路(3)的輸入端分兩路，一路接二極管VD520的負(fù)極，二極管VD520的正極接地，另一路接電阻R527，電阻R527的另一端是比例分流電路(3)的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬輸入范圍開關(guān)電源，其特征在于比例分流電路(3)的輸入端分三路，一路接二極管VD520的正極，一路接三極管V515的集電極，另一路接電阻R527，電阻R527的另一端是比例分流電路(3)的輸出端，二極管VD520的負(fù)極分二路，一路接對(duì)地電阻R520，另一路接三極管V515的基極，三極管V515的發(fā)射極接地。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種具有基極比例分流電路的寬輸入范圍開關(guān)電源,包括:開關(guān)管、開關(guān)管偏置電阻、開關(guān)管置偏電容、輸出變壓器及其保護(hù)電路、穩(wěn)壓控制電路,其特點(diǎn)是:開關(guān)管的基極接比例分電流電路的輸出端,比例分流電路的輸入端接開關(guān)管偏置電阻。只在普通RCC型開關(guān)電源的基礎(chǔ)上增加少量元件,而不增加開關(guān)電源的總體造價(jià),并且提高了開關(guān)電源的可靠性,具有較高的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)H02M3/335GK2419735SQ0021347
公開日2001年2月14日 申請(qǐng)日期2000年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月2日
發(fā)明者李硯泉 申請(qǐng)人:海信集團(tuán)公司, 青島海信集團(tuán)技術(shù)中心