專利名稱：串聯(lián)他激開關(guān)貯能穩(wěn)壓電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一個直流穩(wěn)壓電源，它特別適用于電視機(jī)、顯示器等類型的電子產(chǎn)品。
目前，現(xiàn)有技術(shù)中所應(yīng)用的穩(wěn)壓電源可以分為隔離式和非隔離式兩種類型。而非隔離式的穩(wěn)壓電源又可分為串聯(lián)型穩(wěn)壓電源和開關(guān)型穩(wěn)壓電源兩種方式。串聯(lián)型穩(wěn)壓電源主要由整流濾波環(huán)節(jié)、調(diào)整環(huán)節(jié)、比較放大環(huán)節(jié)、基準(zhǔn)電壓環(huán)節(jié)、取樣電路等部分組成。其穩(wěn)壓方式是取樣電路從輸出端測取電壓值，此電壓值與基準(zhǔn)電壓值的偏差，通過比較放大環(huán)節(jié)來控制調(diào)整環(huán)節(jié)，使輸出電壓Uo保持不變。開關(guān)型穩(wěn)壓電源主要包括開關(guān)調(diào)整管、驅(qū)動器、比較放大器、基準(zhǔn)電壓電路、取樣電路、濾波器、保護(hù)電路、振蕩器以及整流濾波環(huán)節(jié)等部分(如

圖1)。這種穩(wěn)壓電路是利用輸出電壓Uo的微小偏差通過控制電路來控制開關(guān)調(diào)整管的導(dǎo)通與截止時間，從而達(dá)到自動穩(wěn)壓的目的。在電視機(jī)中，使用串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的多用于交流電壓為100～120伏的國家和地區(qū)，其特點(diǎn)是電路簡單，但效率低，功耗大;使用開關(guān)型穩(wěn)壓電源的，多用于交流電壓為200～240伏的國家和地區(qū)，其特點(diǎn)是效率高，功耗較低，但電路較前者復(fù)雜些。以日立電視機(jī)的開關(guān)型穩(wěn)壓電源為例(圖1)，為了使調(diào)整管T1工作在開關(guān)狀態(tài)，電源內(nèi)必須使用開關(guān)變壓器B，以產(chǎn)生自激振蕩，其振蕩脈沖輸入調(diào)整管T1使之處于開關(guān)工作狀態(tài)。
本發(fā)明的任務(wù)是對某一類具有一定內(nèi)在特征的電子產(chǎn)品所使用的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源進(jìn)行設(shè)計，提出一個無電源變壓器、高效率、低功耗、低成本的穩(wěn)壓電源，而且與現(xiàn)有技術(shù)相比，其工作性能同樣可靠，穩(wěn)定、安全。
本發(fā)明所述的穩(wěn)壓電源，其特征在于電路的工作方式有兩個階段，即在初始工作狀態(tài)時，電源以調(diào)整管串聯(lián)供電的方式進(jìn)行工作，然后以外電路的振蕩脈沖來控制調(diào)整管，使電路形成開關(guān)型穩(wěn)壓工作狀態(tài)，效率提高，功耗較低。
本發(fā)明的解決方案，可進(jìn)一步用以下附圖進(jìn)行說明。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的直流開關(guān)型穩(wěn)壓電源電路。
圖2、圖3是本發(fā)明所設(shè)計的電視機(jī)串聯(lián)他激開關(guān)穩(wěn)壓電源的電路圖。
圖2作為本發(fā)明的實(shí)施方案，它包括串聯(lián)他激開關(guān)穩(wěn)壓電源電路(A)、保護(hù)電路(B)及遙控開關(guān)電路(C)這三部分。其中電路(A)是本發(fā)明的核心部分，可以獨(dú)立存在。電路(B)、(C)是本發(fā)明的附加電路。
對電路(A)來說，調(diào)整三極管T1其集電極和發(fā)射極分別與接點(diǎn)(1)和(2)相連接，電阻R1連接于接點(diǎn)(1)和三極管T1的基極之間，由此構(gòu)成調(diào)整環(huán)節(jié)。電阻R4、R5、R6組成的串聯(lián)電路接在接點(diǎn)(5)和(3)之間，構(gòu)成取樣電路。電阻R3、穩(wěn)壓管W1串聯(lián)，并接在接點(diǎn)(5)和(3)之間，其穩(wěn)壓管W1的負(fù)極與接點(diǎn)(3)相連接，由此構(gòu)成基準(zhǔn)電壓電路。三極管T3的發(fā)射極和基極分別接穩(wěn)壓管W1的正極和可變電阻R5的抽頭，并從集電極上通過串聯(lián)電阻R2后，與三極管T2的基極相連接，從而構(gòu)成比較放大環(huán)節(jié)。三極管T2的集電極和發(fā)射極分別接三極管T1的基極和接點(diǎn)(2)。貯能電感L串聯(lián)二極管D2后，與電容C2并聯(lián)在接點(diǎn)(5)和(3)，其中電容C2的正極與二極管D2的負(fù)極都接在接點(diǎn)(3)上，由此形成第一充放電回路;二極管D1的正負(fù)極分別與地和接點(diǎn)(5)相連接，電容C3的正負(fù)極分別同接點(diǎn)(4)和地相連接，由此在二極管D1、貯能電感L、電容C3之間形成第二充放電回路。三極管T4的發(fā)射極和集電極分別接在T1的基極和接點(diǎn)(2)上，T4的基極與二極管D3的正極相接，D3的負(fù)極則接于接點(diǎn)(5)，在接點(diǎn)(2)和(5)之間接有電阻R9。由T4、D3、R9構(gòu)成電路(A)的瞬態(tài)過流保護(hù)電路。
電路(A)是這樣工作的當(dāng)輸入的交流電壓
i經(jīng)過整流和濾波后，輸入電路(A)，初始時，由于電阻R1作用，為三極管T1提供基極電流，三極管T1導(dǎo)通。這時第一和第二充放電回路尚未進(jìn)入正常工作狀態(tài)，因此電路處于調(diào)整管T1串聯(lián)工作狀態(tài)。接著，與穩(wěn)壓電源的輸出端接點(diǎn)(4)相連的電阻R11使電視機(jī)行振蕩電路起振，推動行輸出電路工作，而后由行輸出變壓器FBT中的一個繞組形成的行逆程反饋脈沖F便輸入三極管T1的基極與發(fā)射極之間使三極管T1處于開關(guān)工作狀態(tài)，并使之與行頻同步。由于三極管T1處于開關(guān)工作狀態(tài)，從而使貯能電感L也進(jìn)入貯能與釋放工作狀態(tài)，這時對于第二充放電電路來說，雖然調(diào)整三極管T1輸出的是矩形脈沖電壓，但由于它的濾波作用，將使輸出到負(fù)載的仍是紋波很小的直流電壓。該穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓作用是通過取樣電路測取第一充放電回路中電容C2兩端的電壓值(該電壓值相當(dāng)于輸出電壓U0，并與U0電壓的升降相同步)，并將該電壓值與穩(wěn)壓管W1兩端的基準(zhǔn)電壓所形成的差值送入三極管T3進(jìn)行比較放大后，再將此信號通過電阻R2輸入三極管T2的基極，由此控制三極管T1的開關(guān)導(dǎo)通時間的長短，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓Uo的目的。當(dāng)輸入的交流電壓
i超過正常值，達(dá)到260伏以上時，若連續(xù)按動電源開關(guān)對整機(jī)進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，有可能造成T1瞬間的過流損壞。T4、D3、R9的作用就是瞬態(tài)過流保護(hù)電路。若T1有過流趨向，R9兩端取樣出過流電壓，當(dāng)R9的電壓降上升到使T1的基極與接點(diǎn)(5)間的電位差達(dá)到可使T4的E、B結(jié)和D3導(dǎo)通的時候，則T4趨于飽和導(dǎo)通，限制了T1基極電流的上升，也即防止了T1的Ic過電流。當(dāng)電路正常工作時，R9上的壓降較低，T4和D3幾乎不起作用。R9的數(shù)值根據(jù)設(shè)計需要選取。
對電路(B)來說，它包括三極管T6，電阻R8、R10以及可控硅K。實(shí)際上，電路(A)中的T4也與本電路有密切關(guān)系。三極管T6的基極與T4的基極及二極管D3的正極相連，T6的集電極接電阻R10，R10另一端與T4的集電極即接點(diǎn)(2)相連，T6的發(fā)射極串接電阻R8，R8的另一端與可控硅K的陽極相接，可控硅K的陰極接地，控制極為過載信號輸入端。
電路(B)是這樣工作的當(dāng)整機(jī)出現(xiàn)過載時，過載信號輸入，觸發(fā)可控硅K導(dǎo)通，使三極管T6和(A)電路中的T4也隨之導(dǎo)通，尤其是使T4迅速進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)。由于三極管T4的飽和，則三極管T1進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，因而切斷了穩(wěn)壓電源的輸出電壓，起到保護(hù)電路的作用。
對電路(C)來說，它是由電阻R7和三極管T5組成。R7的一端接電路(A)中T4的基極，另一端接三極管T5的集電極，T5的發(fā)射極接地，基極為遙控開關(guān)機(jī)信號輸入端。當(dāng)遙控電路發(fā)出關(guān)機(jī)信號時，三極管T5從截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)，并且使三極管T4飽和導(dǎo)通，進(jìn)而使三極管T1截止，V0無電壓輸出。圖3做為本發(fā)明的最佳實(shí)施方案，比圖2具有更好的性能，但它只是在圖2的基礎(chǔ)上附加一些阻容元件。具體做法是將穩(wěn)壓管W2的正極和負(fù)極分別與調(diào)整三極管T1的發(fā)射極和基極相連接;將電容C4的兩端分別同三極管T4的發(fā)射極和基極相接;將電容C5的兩端分別同二極管D1的正負(fù)極相接;將電容C6的兩端與二極管D2的正負(fù)極相接;將電容C7的兩端分別接在三極管T3的集電極和基極上，將電容C8與電阻R12串聯(lián)的兩端頭分別接在三極管T3的基極端與接點(diǎn)(3)上，將二極管D4的正極接電阻R7的一端，負(fù)極接三極管T5的集電極，使R7與D4串聯(lián);將二極管D5的正極接電阻R8的一端，負(fù)極接可控硅K的正極，使R8與D5串聯(lián)。
本發(fā)明的穩(wěn)壓電源不同于其他任何一種的穩(wěn)壓電源。由于它是利用穩(wěn)壓電路本身以外的振蕩脈沖來使串聯(lián)穩(wěn)壓電路進(jìn)入開關(guān)穩(wěn)壓工作狀態(tài)，因而很適合于作為本身具有振蕩脈沖的電子產(chǎn)品的穩(wěn)壓電源，這樣能節(jié)省電路所使用的電子元件和電源變壓器，降低產(chǎn)品成本。對電視機(jī)來說，將本發(fā)明的穩(wěn)壓電源同日立電視機(jī)現(xiàn)有技術(shù)所采用的穩(wěn)壓電源相比，其特點(diǎn)在于第一，僅以行振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖作為使調(diào)整管處于開關(guān)工作狀態(tài)的控制脈沖，既省去了傳統(tǒng)開關(guān)自激穩(wěn)壓電源所使用的開關(guān)變壓器，又達(dá)到了減少電源對整機(jī)干擾的目的;第二，使用小電流小功耗可控硅實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用，雖然增加了三極管T6，但保護(hù)電路的成本仍低于日立機(jī)型的保護(hù)電路。
第三，若行輸出變壓器FBT無反饋脈沖F控制調(diào)整管T1，則整機(jī)無法正常工作。此時為了保護(hù)T1不至于長時間處于不良工作狀態(tài)，可控硅K將會接收過載信號而導(dǎo)通，對電源起保護(hù)作用。此外，其他過壓、過流故障也會觸發(fā)可控硅導(dǎo)通而保護(hù)整機(jī)。
第四，若將圖2、圖3中接點(diǎn)(2)上的三極管T4的集電極和電阻R10的一端改接于接點(diǎn)(5)，而其他接法均不變，本發(fā)明的工作原理依然成立。
權(quán)利要求
1.一種直流穩(wěn)壓電源，包括調(diào)整環(huán)節(jié)、濾波環(huán)節(jié)、取樣環(huán)節(jié)、比較放大環(huán)節(jié)、基準(zhǔn)電壓環(huán)節(jié)、驅(qū)動環(huán)節(jié)、保護(hù)電路等部分，其中調(diào)整環(huán)節(jié)調(diào)整電壓的作用是通過取樣電路測取電壓值，并將該電壓值與基準(zhǔn)電壓值之差送入比較放大環(huán)節(jié)，以比較放大后的信號來控制調(diào)整環(huán)節(jié)開關(guān)時間的長短來達(dá)到穩(wěn)壓目的，因此該穩(wěn)壓電源可以是三極管T1的集電極和發(fā)射極分別與接點(diǎn)(1)和(2)相連接，電阻R1連接于接點(diǎn)(1)和三極管T1的基極之間，電阻R4、R5、R6相串聯(lián)，并接在接點(diǎn)(5)和(3)之間，電阻R3和穩(wěn)壓管W1串聯(lián)，并接在接點(diǎn)(5)和(3)之間，其穩(wěn)壓管W1的負(fù)極與接點(diǎn)(3)相連接，三極管T3的發(fā)射極和基極分別接穩(wěn)壓管W1的正極和可變電阻R5的抽頭，并從集電極上通過串聯(lián)電阻R2后與三極管T2的基極相連接，三極管T2的集電極和發(fā)射極分別接三極管T1的基極和接點(diǎn)(2)，電感L串聯(lián)二極管D2后，與電容C2并聯(lián)在接點(diǎn)(5)和(3)，其中電容C2的正極與二極管D2的負(fù)極都接于接點(diǎn)(3)上，二極管D1的正負(fù)極分別與地和接點(diǎn)(5)相連接，電容C2的正負(fù)極分別同接點(diǎn)(4)和地相連接，三極管T4的發(fā)射極和集電極分別接T1的基極和接點(diǎn)(2)，T4的基極接二極管D3的正極，D3的負(fù)極接于接點(diǎn)(5)，電阻R9接在接點(diǎn)(2)和(5)之間，對遙控開關(guān)電路來說，可將電阻R7接三極管T4的基極，R7的另一端接三極管T5的集電極，T5的發(fā)射極接地，T5的基極為遙控開關(guān)信號輸入端，本發(fā)明的特征是該穩(wěn)壓電源具有兩種工作狀態(tài)，初始時工作在調(diào)整管串聯(lián)供電狀態(tài)，隨著該電源所推動的整機(jī)中其它振蕩電路的工作，由此將振蕩脈沖信號反饋輸入到該穩(wěn)壓電源調(diào)整管T1的基極和發(fā)射極之間，使調(diào)整三極管T1處于開關(guān)工作狀態(tài)則電路形成開關(guān)型穩(wěn)壓電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓電源，其特征在于對保護(hù)電路來說，可將三極管T6的基極與三極管T4的基極相連，T6的集電極接電阻R10，R10的另一端接接點(diǎn)(2)，T6的發(fā)射極和R8相接，R8的另一端與可控硅K的陽極相連，可控硅K的陰極接地，控制極為過載信號輸入端。
全文摘要
一種適用于電視機(jī)、顯示器等電子產(chǎn)品主機(jī)電源的串聯(lián)他激開關(guān)型穩(wěn)壓電路，巧妙地利用產(chǎn)品其他部分所產(chǎn)生的振蕩脈沖，來控制穩(wěn)壓電路中調(diào)整管的通斷時間，達(dá)到穩(wěn)壓目的，從而簡化了穩(wěn)壓電路形式，使目前電視機(jī)非隔離式“熱機(jī)芯”穩(wěn)壓電源所使用的較大體積的開關(guān)變壓器，僅用一個小型貯能電感便可代替，大大降低了電視機(jī)的生產(chǎn)成本，同時可有比較好的電路保護(hù)效果。
文檔編號G05F1/595GK1057913SQ9010342
公開日1992年1月15日 申請日期1990年7月3日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月3日
發(fā)明者祝建生 申請人:福建日立電視機(jī)有限公司