專(zhuān)利名稱：一種具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式lc諧振電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電路保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路。
背景技術(shù)：
在含有電容和電感的電路中，如果電容和電感并聯(lián)，可能出現(xiàn)在某個(gè)很小的時(shí)間段內(nèi)電容的電壓逐漸升高，而電流卻逐漸減少；與此同時(shí)電感的電流卻逐漸增加，電感的電壓卻逐漸降低。而在另一個(gè)很小的時(shí)間段內(nèi)電容的電壓逐漸降低，而電流卻逐漸增加；與此同時(shí)電感的電流卻逐漸減少，電感的電壓卻逐漸升高。電壓的增加可以達(dá)到一個(gè)正的最大值，電壓的降低也可達(dá)到一個(gè)負(fù)的最大值，同樣電流的方向在這個(gè)過(guò)程中也會(huì)發(fā)生正負(fù)方向的變化，此時(shí)我們稱為電路發(fā)生電的振蕩。 電容和電感串聯(lián)，電容器放電，電感開(kāi)始有一個(gè)逆向的反沖電流，電感充電；當(dāng)電感的電壓達(dá)到最大時(shí)，電容放電完畢，之后電感開(kāi)始放電，電容開(kāi)始充電，這樣的往復(fù)運(yùn)作，稱為諧振。而在此過(guò)程中電感由于不斷的充放電，于是就產(chǎn)生了電磁波。電路振蕩現(xiàn)象可能逐漸消失，也可能持續(xù)不變地維持著。當(dāng)震蕩持續(xù)維持時(shí)，我們稱之為等幅振蕩，也稱為諧振。諧振時(shí)間電容或電感兩端電壓變化一個(gè)周期的時(shí)間稱為諧振周期，諧振周期的倒數(shù)稱為諧振頻率。所謂諧振頻率就是這樣定義的。它與電容C和電感L的參數(shù)有關(guān)。橋式LC諧振電路多用于需產(chǎn)生高壓的場(chǎng)合，有兩種基本形式半橋和全橋,但均在諧振狀態(tài)的零電流開(kāi)通模式下時(shí)，易引起上、下兩個(gè)開(kāi)關(guān)管共通，影響電路的安全性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提出一種具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路，解決了現(xiàn)有技術(shù)零電流開(kāi)通模式下時(shí)，易引起上、下兩個(gè)開(kāi)關(guān)管共通，影響電路的安全性的問(wèn)題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路，包括控制外加負(fù)載的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的通斷的開(kāi)關(guān)電路單元，與所述的開(kāi)關(guān)電路單元相連的用于產(chǎn)生高壓的諧振電路單元，還包括與所述的開(kāi)關(guān)電路單元及諧振電路單元相連接的過(guò)流保護(hù)單元，用于對(duì)所述的開(kāi)關(guān)電路單元輸出的電流進(jìn)行取樣，當(dāng)電流過(guò)大時(shí)，強(qiáng)制關(guān)斷所述的開(kāi)關(guān)電路單元。在本實(shí)用新型所述的具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路中，所述的開(kāi)關(guān)電路單元由兩組相同的開(kāi)關(guān)電路子單元組成，每組開(kāi)關(guān)電路子單元包括MOS管以及電阻，MOS管的源極通過(guò)電阻與所述的諧振電路單元相連。在本實(shí)用新型所述的具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路中，所述的諧振電路單元包括依次串接的第一電容、電感、第二電容、第三電容。在本實(shí)用新型所述的具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路中，所述的過(guò)流保護(hù)單元包括兩個(gè)三極管，第一三極管與所述的第一開(kāi)關(guān)電路子單元相連，第二三極管與所述的第二開(kāi)關(guān)電路子單元相連。在本實(shí)用新型所述的具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路中，所述的第一三極管與所述的第一開(kāi)關(guān)電路子單元相連，具體是所述的第一三極管的集電極與所述的MOS管的柵極相連，發(fā)射極與所述的諧振電路單元相連，基極連接所述的MOS管與所述的電阻的公共接點(diǎn)。在本實(shí)用新型所述的具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路中，所述的第二三極管與所述的第二開(kāi)關(guān)電路子單元相連，具體是所述的第二三極管的集電極與所述的MOS管的柵極相連，發(fā)射極與所述的諧振電路單元相連，基極連接所述的MOS管與所述的電阻的公共接點(diǎn)。在本實(shí)用新型所述的具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路中，所述的三極管為
NPN型三極管。實(shí)施本實(shí)用新型的一種具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路，具有以下有益的技術(shù)效果I、采用硬件的方式進(jìn)行保護(hù)，安全可靠；2、保護(hù)電路原理簡(jiǎn)單明了，方便應(yīng)用；3、以極少的器件解決了傳統(tǒng)電路的致命弊端。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本實(shí)用新型現(xiàn)有技術(shù)的半橋諧振電路圖；圖2是本實(shí)用新型現(xiàn)有技術(shù)的全橋諧振電路圖；圖3是本實(shí)用新型一種具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。請(qǐng)參閱圖I及圖2，本實(shí)用新型的現(xiàn)有技術(shù)的諧振電路，圖I為半橋結(jié)構(gòu)，此種方式的母線電壓利用率為50%。即VO ( O. 5VIN圖2為全橋結(jié)構(gòu)，此種方式的母線電壓利用率為100%。即VO ( VIN當(dāng)此兩種電路工作于諧振狀態(tài)時(shí)，電感Ll\電容Cl\電容C2\電容C3會(huì)形成一個(gè)容性負(fù)載，會(huì)使電路工作于ZCS(零電流開(kāi)通模式)模式。以圖I為例進(jìn)行分析在ZCS模式下，當(dāng)開(kāi)關(guān)管Ql為開(kāi)通狀態(tài)時(shí)，會(huì)有Il電流流過(guò)，方向?yàn)檎?，此時(shí)開(kāi)關(guān)管Q2為關(guān)斷狀態(tài)，但在開(kāi)關(guān)管Ql剛開(kāi)通的瞬間時(shí)，因電感LI引起的續(xù)流電流12在開(kāi)關(guān)管Q2體內(nèi)的寄生二極管D2中持續(xù)流過(guò)，并且方向?yàn)樨?fù)。因二極管D2有一定的反向恢復(fù)時(shí)間而不能立即恢復(fù)關(guān)斷狀態(tài)，所以此時(shí)，開(kāi)關(guān)管Ql和開(kāi)關(guān)管Q2均為導(dǎo)通狀態(tài)，此狀態(tài)維持時(shí)間在數(shù)百ns以內(nèi)。根據(jù)開(kāi)關(guān)管參數(shù)的不同，導(dǎo)通狀態(tài)維持的時(shí)間會(huì)有差異。其中，開(kāi)關(guān)管均為MOS管金屬(metal)-氧化物(oxid)-半導(dǎo)體(semiconductor)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。根據(jù)圖I可知，如果開(kāi)關(guān)管Ql\開(kāi)關(guān)管Q2同時(shí)導(dǎo)通，即意味著VIN短路，在開(kāi)關(guān)管上產(chǎn)生的電流會(huì)非常之大，嚴(yán)重影響開(kāi)關(guān)管的正常工作，甚至?xí)?dǎo)致其損壞。圖I在諧振狀態(tài)下會(huì)工作于ZCS模式，因而引起上、下兩個(gè)開(kāi)關(guān)管共通，影響電路的安全性。圖2為全橋模式，與圖I相比，多了開(kāi)關(guān)管Q3、開(kāi)關(guān)管Q4、二極管D3、二極管D4，具體連接方式如圖2所示。圖2所存在的不穩(wěn)定性及其產(chǎn)生的原因和圖I相同,此處不在敘述。 如圖3所示，本實(shí)用新型一種具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路圖，包括控制外加負(fù)載的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的通斷的開(kāi)關(guān)電路單元，與開(kāi)關(guān)電路單元相連的用于產(chǎn)生高壓的諧振電路單元，還包括與開(kāi)關(guān)電路單元及諧振電路單元相連接的過(guò)流保護(hù)單元，用于對(duì)開(kāi)關(guān)電路單元輸出的電流進(jìn)行取樣，當(dāng)電流過(guò)大時(shí)，強(qiáng)制關(guān)斷所述的開(kāi)關(guān)電路單元。具體地說(shuō)開(kāi)關(guān)管Q1、二極管D1、電阻Rl組成第一開(kāi)關(guān)電路單元，開(kāi)關(guān)管Q2、二極管D2、電阻R2組成第二開(kāi)關(guān)電路單元；電容Cl、電感LI、電容C2、電容C3組成諧振電路單元；三極管Kl以及三極管K2組成過(guò)流保護(hù)單元，具體連接方式如圖3所示。工作、保護(hù)原理如下在諧振時(shí)，圖3的電路工作于ZCS模式，開(kāi)關(guān)管Ql為正常導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)管Q2因二極管D2的原因而導(dǎo)通。因其電流為負(fù)，所以同時(shí)導(dǎo)通產(chǎn)生的電流Il要大于12。當(dāng)Il的值達(dá)到開(kāi)關(guān)管Ql的最大額定值時(shí)，開(kāi)關(guān)管Kl導(dǎo)通，將開(kāi)關(guān)管Ql的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制拉低、關(guān)斷。當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q2為正常導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)管Ql為異常導(dǎo)通時(shí)，12的值要大于II，但當(dāng)其達(dá)到額定值時(shí)，觸發(fā)三極管K2導(dǎo)通，將開(kāi)關(guān)管Q2的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制拉低、關(guān)斷。三極管K1/K2均為普通的NPN型三極管，BE極需要O. 6 O. 7V的電壓即可導(dǎo)通，在Rl上取樣電流而得到的電壓值Ube = I1*R1。此處Ube已知為O. 7V，Il為欲限制的電流值(為已知值)，因此Rl的取值=Ube/Il。該方式對(duì)在ZCS模式下和在其它工作情況下而產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)器件本體過(guò)流所起到的保護(hù)是可靠的、快速的、有效的。因取樣電阻Rl及電阻R2的取值非常小，因此而產(chǎn)生的損耗可以忽略不計(jì)圖3在基本電路的形式下，針對(duì)開(kāi)關(guān)管而進(jìn)行保護(hù)。在ZCS模式下，對(duì)開(kāi)關(guān)管的電流值進(jìn)行取樣，電流過(guò)大時(shí)將其強(qiáng)制關(guān)斷。實(shí)施本實(shí)用新型的一種具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路，具有以下有益的技術(shù)效果I、采用硬件的方式進(jìn)行保護(hù)，安全可靠；2、保護(hù)電路原理簡(jiǎn)單明了，方便應(yīng)用；3、以極少的器件解決了傳統(tǒng)電路的致命弊端。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi) 。
權(quán)利要求1.一種具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路，包括控制外加負(fù)載的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的通斷的開(kāi)關(guān)電路單元，與所述的開(kāi)關(guān)電路單元相連的用于產(chǎn)生高壓的諧振電路單元，其特征在于，還包括與所述的開(kāi)關(guān)電路單元及諧振電路單元相連接的過(guò)流保護(hù)單元，用于對(duì)所述的開(kāi)關(guān)電路單元輸出的電流進(jìn)行取樣，當(dāng)電流過(guò)大時(shí)，強(qiáng)制關(guān)斷所述的開(kāi)關(guān)電路單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路，其特征在于，所述的開(kāi)關(guān)電路單元由兩組相同的開(kāi)關(guān)電路子單元組成，每組開(kāi)關(guān)電路子單元包括MOS管以及電阻，MOS管的源極通過(guò)電阻與所述的諧振電路單元相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路，其特征在于，所述的諧振電路單元包括依次串接的第一電容、電感、第二電容、第三電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路，其特征在于，所述的過(guò)流保護(hù)單元包括兩個(gè)三極管，第一三極管與所述的第一開(kāi)關(guān)電路子單元相連，第二三極管與所述的第二開(kāi)關(guān)電路子單元相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路，其特征在于，所述的第一三極管與所述的第一開(kāi)關(guān)電路子單元相連，具體是所述的第一三極管的集電極與所述的MOS管的柵極相連，發(fā)射極與所述的諧振電路單元相連，基極連接所述的MOS管與所述的電阻的公共接點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路，其特征在于，所述的第二三極管與所述的第二開(kāi)關(guān)電路子單元相連，具體是所述的第二三極管的集電極與所述的MOS管的柵極相連，發(fā)射極與所述的諧振電路單元相連，基極連接所述的MOS管與所述的電阻的公共接點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路，其特征在于，所述的三極管為NPN型三極管。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提出了一種具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路，包括控制外加負(fù)載的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的通斷的開(kāi)關(guān)電路單元，與所述的開(kāi)關(guān)電路單元相連的用于產(chǎn)生高壓的諧振電路單元，還包括與所述的開(kāi)關(guān)電路單元及諧振電路單元相連接的過(guò)流保護(hù)單元，用于對(duì)所述的開(kāi)關(guān)電路單元輸出的電流進(jìn)行取樣，當(dāng)電流過(guò)大時(shí)，強(qiáng)制關(guān)斷所述的開(kāi)關(guān)電路單元。實(shí)施本實(shí)用新型的一種具有過(guò)流保護(hù)功能的橋式LC諧振電路在零電流開(kāi)通模式下時(shí)可保護(hù)電路，簡(jiǎn)單方便。
文檔編號(hào)H02H7/20GK202586300SQ20122026075
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者吳偉, 廖序 申請(qǐng)人:深圳市朗科電器有限公司