專利名稱：改善功耗并有多重保護(hù)的開(kāi)關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電源裝置，具體地說(shuō)，是一種改善功率輸出開(kāi)關(guān)管功耗并具有多重保護(hù)結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)電源。
開(kāi)關(guān)電源由于具有效率高，體積小和重量輕等優(yōu)點(diǎn)，因此，在許多場(chǎng)合得到廣泛的應(yīng)用。例如，廣泛應(yīng)用于彩色電視機(jī)和電腦等。然而，由于激勵(lì)輸出變壓器工作的原邊圈驅(qū)動(dòng)單元中的開(kāi)關(guān)管對(duì)的功耗較大，必須增大散熱片和使用功率余額大的功率管。這樣，影響了開(kāi)關(guān)電源體積的減少、成本的降低、效率的提高和使用壽命的延長(zhǎng)。之所如此，究其原因，主要是由于功率開(kāi)關(guān)管對(duì)的基極驅(qū)動(dòng)波形不良所致，使管子關(guān)斷不利索，一管未完全關(guān)斷而另一管便導(dǎo)通，即在它們交替工作時(shí)出現(xiàn)兩管同時(shí)工作的狀況，致使有效的功率輸出轉(zhuǎn)變成管子的內(nèi)耗，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管對(duì)迅速發(fā)熱。為此，目前人們著力研究有效的解決辦法。諸如出現(xiàn)了軟開(kāi)關(guān)雪崩型開(kāi)關(guān)電路和新型諧振開(kāi)元器件。但由于軟開(kāi)關(guān)雪崩型開(kāi)關(guān)電路成本高昂，線路復(fù)什，難以推廣，而新型諧振開(kāi)關(guān)元器件，如德國(guó)西門(mén)子公司的BUP3040、日本產(chǎn)的20A、1200V的IGBT感應(yīng)加熱裝置也都由于價(jià)格昂貴而得不到廣泛使用。
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、體積小、效率高的改善開(kāi)關(guān)功率管功耗的開(kāi)關(guān)電源裝置，并且，該開(kāi)關(guān)電源具有多重保護(hù)結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是1.采用通用型元器件，例如用555型時(shí)基集成電路構(gòu)成開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生器和作為功率輸出開(kāi)關(guān)管對(duì)的驅(qū)動(dòng)級(jí)；2.設(shè)置功率輸出開(kāi)關(guān)管對(duì)的溫度檢測(cè)、過(guò)流、過(guò)壓檢測(cè)一多功能保護(hù)部件。根據(jù)本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)表明，只要產(chǎn)生合理的實(shí)空比開(kāi)關(guān)信號(hào)，并由555型時(shí)基集成電路反向放大去驅(qū)動(dòng)功率輸出開(kāi)關(guān)管對(duì)，則該開(kāi)關(guān)管對(duì)能滿意地交替工作，不出現(xiàn)控制開(kāi)關(guān)信號(hào)不干凈的現(xiàn)象。
綜上所述，本實(shí)用新型包括高頻輸出變壓器、變壓器驅(qū)動(dòng)部件、信號(hào)發(fā)生。驅(qū)動(dòng)分配部件、多功能保護(hù)部件、低壓電源和主電源。如已有技術(shù)那樣，主電源向由變壓器驅(qū)動(dòng)部件(即功率開(kāi)關(guān)管對(duì))與高頻輸出變壓器的原邊圈所構(gòu)成的功率放大器供電，由高頻輸出變壓器的副邊圈輸出開(kāi)關(guān)電源的高頻電壓。同樣，由低壓電源向信號(hào)發(fā)生。驅(qū)動(dòng)分配部件供電，并且由信號(hào)發(fā)生。驅(qū)動(dòng)部件對(duì)功率開(kāi)關(guān)管對(duì)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，不同于已有技術(shù)的是本實(shí)用新型發(fā)生的開(kāi)關(guān)信號(hào)頻率跟隨主電源電壓的高低增減，特別是采用由555型時(shí)基電路構(gòu)成反相放大級(jí)去驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)管對(duì)，而多功能保護(hù)部件則從本質(zhì)上說(shuō)，都是為保護(hù)、控制開(kāi)關(guān)管對(duì)而設(shè)置的，是本實(shí)用新型有異于已有技術(shù)的一個(gè)新部件。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.由于以通用型的555型時(shí)基集成電路作為信號(hào)發(fā)生。驅(qū)動(dòng)分配部件的核心，提供具有良好的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)波形，改善了功率輸出開(kāi)關(guān)管對(duì)的交替工作特性，減少了功耗，從而使本實(shí)用新型具有低成本、小體積和高效率諸優(yōu)點(diǎn)；2.使用安全、使用壽命高；3.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明，易于實(shí)施。
本實(shí)用新型由以下附圖加以實(shí)施。


圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)方塊圖。
圖2是本實(shí)用新型的主電源、高頻輸出變壓器和變壓器驅(qū)動(dòng)部件的組合電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型的低壓電源和信號(hào)發(fā)生。驅(qū)動(dòng)分配部件的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型的多功能保護(hù)部件的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實(shí)用新型的檢溫結(jié)構(gòu)示意圖。
根據(jù)圖1－圖5給出本實(shí)用新型一個(gè)較好實(shí)施例。我們將對(duì)該實(shí)施例給以詳細(xì)的描述，以便進(jìn)一步提供本實(shí)用新型的技術(shù)細(xì)節(jié)。
請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型包括順次以電路聯(lián)結(jié)的主電源6、高頻輸出變壓器1和變壓器驅(qū)動(dòng)部件2、順次以電路聯(lián)結(jié)的低壓電源5、信號(hào)發(fā)生。驅(qū)動(dòng)分配部件3和分別與主電源6、低壓電源5、變壓器驅(qū)動(dòng)部件2、信號(hào)發(fā)生。驅(qū)動(dòng)分配部件3成電路聯(lián)結(jié)的多功能保護(hù)部件4。信號(hào)發(fā)生。驅(qū)動(dòng)部件3與變壓器驅(qū)動(dòng)部件2以電路相聯(lián)結(jié)。從圖2可見(jiàn)，變壓器驅(qū)動(dòng)部件2由功率開(kāi)關(guān)管BG21、BG22構(gòu)成，而主電源6采用一般通用結(jié)構(gòu)，對(duì)市電直接整流濾波變成直流電源。高頻輸出變壓器1的原邊圈L11和L12分別與功率開(kāi)關(guān)管BG21和BG22構(gòu)成一對(duì)功率放大器，它們由主電源6供電。由高頻輸出變壓器1的副邊圈L13輸出本實(shí)用新型的高頻電源電壓。圖3中，本實(shí)用新型的低壓電源5為常見(jiàn)的變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例的電壓為8伏，它向信號(hào)發(fā)生。驅(qū)動(dòng)分配部件3供電。本實(shí)施例的部件3包括一只由555型時(shí)基電路IC310及其外接定時(shí)電阻R311、R312與定時(shí)電容C313和另一只與主電源6相聯(lián)結(jié)的定時(shí)電阻R314構(gòu)成的開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生單元31、一只由D觸發(fā)器構(gòu)成的二分頻器IC320與聯(lián)結(jié)該二分頻器IC320的Q端和Cp端的與非門(mén)IC321及聯(lián)結(jié)該二分頻器IC320的Q端和Cp端的與非門(mén)IC322所構(gòu)成的分配單元32、二只分配單元32的后接隔離電阻R331、R332，和兩只分別后接于該二只隔離電阻R331、R332、并分別驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)管BG21、BG22的驅(qū)動(dòng)單元34。驅(qū)動(dòng)單元34為由555型時(shí)基電路IC341、IC342構(gòu)成的兩只反相放大器構(gòu)成。圖4中，本實(shí)用新型的多功能保護(hù)部件4包括由測(cè)溫橋BT410和其后接放大器IC411構(gòu)成的功率開(kāi)關(guān)管BG21、BG22的管溫測(cè)溫單元41、由電阻R421和穩(wěn)壓管D422構(gòu)成的、并與低壓電源5的整流輸出端口相聯(lián)結(jié)的過(guò)壓檢測(cè)單元42、由兩只正極分別連接功率開(kāi)關(guān)管BG21、BG22的源極、而負(fù)極相短接的二極管D431、D432構(gòu)成過(guò)流檢測(cè)單元43、和后接于上述檢測(cè)單元41、42和43并依次成電路聯(lián)結(jié)的比較器IC44、檢測(cè)狀態(tài)寄存器IC45、和由二極管D461、D462構(gòu)成的強(qiáng)迫上述驅(qū)動(dòng)單元34置“0”的強(qiáng)斷單元46和由驅(qū)動(dòng)三極管BG471和繼電器J472構(gòu)成的切斷主電源6輸入回路的斷入單元47。還要指出檢測(cè)狀態(tài)寄存器IC45還帶有由相串聯(lián)的電容C451和電阻R452構(gòu)成的置位單元，當(dāng)電源開(kāi)啟時(shí)，靠助電容C451的惰性，自動(dòng)地使IC45置位，使前述強(qiáng)斷單元46和斷入單元47處于正常狀態(tài)，不起控制功率開(kāi)關(guān)管BG21、BG22及主電源6的作用，而一旦電源工作異常，導(dǎo)致比較器IC44動(dòng)作，從而向檢測(cè)狀態(tài)寄存器IC43的Cp端輸入跳變脈沖，改變了檢測(cè)狀態(tài)寄存器IC45的狀態(tài)，使經(jīng)過(guò)二極管D441和D442分別對(duì)IC341和IC342置“0”，迫使BG21和B22處于截止?fàn)顟B(tài)。同時(shí)，檢測(cè)狀態(tài)寄存器IC45也使斷入單元47工作，使繼電器J472切斷主電源6的輸入，從而起到保護(hù)本實(shí)用新型開(kāi)關(guān)電源的作用。此外，為了避免在不安全因素排除后過(guò)早開(kāi)啟本實(shí)用新型開(kāi)關(guān)電源，由電阻R453、穩(wěn)壓管D454組成的穩(wěn)壓電源向IC45供電，并使用一只二極管D455使該電源與低電源5隔離。還要指出上述測(cè)溫橋BT41U中的測(cè)溫臂由如圖5所示的測(cè)溫電阻Rt構(gòu)成，它是裝在功率開(kāi)關(guān)管BG21、BG22的散熱板23上的一只熱敏電阻。
權(quán)利要求1.一種開(kāi)關(guān)電源，包括順次以電路聯(lián)結(jié)的主電源6、高頻輸出變壓器1、由功率開(kāi)關(guān)管BG21、BG22所構(gòu)成的變壓器驅(qū)動(dòng)部件2和依次以電路相連接的低壓電源5、信號(hào)發(fā)生·驅(qū)動(dòng)分配部件3，該信號(hào)發(fā)生·驅(qū)動(dòng)分配部件3由信號(hào)發(fā)生單元31、分配單元32、隔離電阻R331、R332和驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)管BG21、BG22的驅(qū)動(dòng)單元34依次連接構(gòu)成，其特征在于還有一只以上述部件2、3、低壓電源5和主電源6分別成電路聯(lián)結(jié)的多功能保護(hù)部件4，上述的驅(qū)動(dòng)單元34系由555型時(shí)基電路接成的反相放大器IC341、IC342構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于所說(shuō)的信號(hào)發(fā)生單元31包括一只由555型時(shí)基電路IC310及其外接定時(shí)電阻R311、R312與定時(shí)電容C313和一只與主電源6相連接的定時(shí)電阻R314。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于多功能保護(hù)部件4包括測(cè)溫單元41、過(guò)壓檢測(cè)單元42、過(guò)流檢測(cè)單元43、和接于上述單元41－43并依次以電路聯(lián)結(jié)的比較器IC44、檢測(cè)狀態(tài)寄存器IC45、以及后接于IC45的強(qiáng)斷單元46和斷入單元47。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于測(cè)溫單元41包括依次以電路連接的測(cè)溫橋BT410和放大器IC411，該測(cè)溫橋BT410中的測(cè)溫電阻Rl系安置在功率開(kāi)關(guān)管BG21、BG22的散熱板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于過(guò)壓檢測(cè)單元42包括電阻R421和穩(wěn)壓管D422，該穩(wěn)壓管D422與低壓電源5的整流輸出端相連接，以電阻R421上的壓降作為檢測(cè)信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于過(guò)流檢測(cè)單元43由兩只二極管D431、D432構(gòu)成，它們的陽(yáng)極分別與功率開(kāi)關(guān)管DG21、BG22的源極相接，而它們的負(fù)極均與比較器IC44的輸入端相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于強(qiáng)斷單元46包括兩只陽(yáng)極相接于檢測(cè)狀態(tài)寄存器IC45的Q端而負(fù)極分別與IC341和IC342的輸入端相接的二極管D441、D442。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于斷入單元47包括與檢測(cè)狀態(tài)寄存器IC45的Q端相聯(lián)的由三極管BG471和繼電器J472構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路，繼電器J472控制主電源6的輸入回路的通與斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于檢測(cè)狀態(tài)寄存器IC45由電阻R453、穩(wěn)壓管D454構(gòu)成的穩(wěn)壓電源供電，該穩(wěn)壓電源聯(lián)結(jié)二極管D455的負(fù)極，而低壓電源5連接該二極管D455的陽(yáng)極，并由電容C451和電阻R452構(gòu)成的置位單元接入檢測(cè)狀態(tài)寄存器IC45的R端。
專利摘要一種改善功耗并有多重保護(hù)的開(kāi)關(guān)電源，包括高頻輸出變壓器1、變壓器驅(qū)動(dòng)部件2、信號(hào)發(fā)生，驅(qū)動(dòng)分配部件3、多功能保護(hù)部件4、低壓電源5和主電源6。由于本實(shí)用新型采用555型時(shí)基電路接成倒相放大器去驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)管BG21、BG22，明顯地改善它們的功耗。也由于設(shè)置了多功能保護(hù)部件4，給出了切實(shí)可靠的安全保護(hù)措施，使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了小體積和低成本。
文檔編號(hào)H04N5/63GK2105816SQ91231028
公開(kāi)日1992年5月27日 申請(qǐng)日期1991年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月12日
發(fā)明者杜偉毅 申請(qǐng)人:杜偉毅