二次穩(wěn)壓電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種二次穩(wěn)壓電路，屬于開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用于輸出多路低壓直流電的開關(guān)電源。通常開關(guān)電源僅對主輸出電壓進(jìn)行穩(wěn)壓控制，其它各路輔助輸出的電壓并不穩(wěn)定。該二次穩(wěn)壓電路接開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組，使開關(guān)電源輔助輸出的電壓穩(wěn)定，可自動適應(yīng)多種電路拓?fù)湫问降拈_關(guān)電源。本發(fā)明二次穩(wěn)壓電路已采用微電子技術(shù)集成起來，外接元件很少，達(dá)到了低成本，小體積目的。且穩(wěn)壓精確高，損耗低，無需外驅(qū)動，電磁兼容性好，各路輸出電壓可不共地運(yùn)行。集成起來的二次穩(wěn)壓電路按最高允許工作電壓分為30V、60V、100V三檔，按輸出電流大小分為1A、2A、3A三檔，組成系列產(chǎn)品。其中輸出電流3A的為非標(biāo)準(zhǔn)化DIP-10封裝，其余的均為DIP-8標(biāo)準(zhǔn)化封裝。
【專利說明】
二次穩(wěn)壓電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明為一種二次穩(wěn)壓電路，屬于開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用于輸出多路低壓直流電的開關(guān)電源，該二次穩(wěn)壓電路接開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組，使開關(guān)電源輔助輸出的電壓穩(wěn)定，可自動適應(yīng)多種電路拓?fù)湫问降拈_關(guān)電源作輔助輸出穩(wěn)壓之用。
【背景技術(shù)】
[0002]不少電器產(chǎn)品如IXD-TV、PC，機(jī)頂盒、通訊電源、無繩電話、儀器儀表等，需要兩種以上電壓的低壓直流電源供電；這些電器產(chǎn)品耗電功率不大，故多采用開關(guān)電源，把交流市電變換為若干種電壓的低壓直流電源對其供電。其中某種輸出電壓承擔(dān)了電器產(chǎn)品大部分功率需求，或者是該種輸出電壓要求特別穩(wěn)定，該種輸出電壓便稱為開關(guān)電源的“主輸出”，其它的輸出電壓便稱為開關(guān)電源的“輔助輸出”。通常開關(guān)電源僅對主輸出電壓進(jìn)行穩(wěn)壓控制，在此約定稱為“主穩(wěn)壓”或者“一次穩(wěn)壓”;而其它各路輔助輸出的電壓并不穩(wěn)定，不能適應(yīng)電器負(fù)載的要求。
[0003]為了使開關(guān)電源的各路輔助輸出的電壓穩(wěn)定，有采取加權(quán)反饋、或者采用磁放大器措施的，或再進(jìn)行DC/DC變換，但這些措施使開關(guān)電源電路復(fù)雜化，或是穩(wěn)壓精確度不高，增大開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì)難度；或是體積增大成本上升，或電磁兼容性差，給應(yīng)用帶來極大困惑。
[0004]在開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組接線性低壓差穩(wěn)壓器可使輔助輸出的電壓穩(wěn)定，穩(wěn)壓精度也高；相對“一次穩(wěn)壓”而言，這樣加接元器件的穩(wěn)壓措施便稱為“二次穩(wěn)壓”。但接線性低壓差穩(wěn)壓器使得損耗增大，降低了電源效率；還需散熱器散熱，不能實(shí)現(xiàn)小體積的要求；且在待機(jī)模式下，需要額外的開關(guān)或更加昂貴的特殊線性低壓差穩(wěn)壓器，而且還達(dá)不到“能源之星”節(jié)能認(rèn)證規(guī)定的指標(biāo)。為此，必須尋求更好的“二次穩(wěn)壓”電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對以上問題，自主設(shè)計(jì)了一款二次穩(wěn)壓電路，具體電路后文詳述，并采用微電子技術(shù)集成起來，封裝成為集成電路器件形式，功率元件已集成于內(nèi)，外接元件很少?？勺詣舆m應(yīng)單端反激拓?fù)湫问健味苏ね負(fù)湫问交蛎}沖寬度調(diào)制形式的開關(guān)電源。這款電路集成后達(dá)到了低成本，小體積目的；且穩(wěn)壓精確高，損耗低，無需外驅(qū)動，與主電路工作頻率同步，電磁兼容性好，且能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)電源各路輸出電壓不共地運(yùn)行。應(yīng)用時(shí)將其接開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組即可，十分方便。這樣便成功地解決了開關(guān)電源多路輸出控制的難題，有著廣泛的市場前景。
【附圖說明】
[0006]圖1為二次穩(wěn)壓電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]圖1是本發(fā)明的二次穩(wěn)壓電路一個(gè)實(shí)施例，以下結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步解釋附圖和發(fā)明所在。
[0008]先敘述二次穩(wěn)壓電路的具體設(shè)計(jì)。圖1中的Tl是開關(guān)變壓器的一個(gè)輔助輸出繞組，輔助輸出繞組Tl的一端(I)接二極管VDl的正極，二極管VDl的負(fù)極即是輸出直流電壓的正極㈧；輸出繞組Tl的另一端(2)接一個(gè)N溝道場效應(yīng)管V4的源極，V4的的漏極即是輸出直流電壓的負(fù)極(B)，直流電壓的負(fù)極(B)點(diǎn)作為二次穩(wěn)壓電路的參考零電位。
[0009]圖1中的N1、N2元件型號為TL431，是三端可調(diào)精密電壓基準(zhǔn)，該元件有陰極K、陽極A和參考R三個(gè)引腳。
[0010]輔助輸出繞組Tl的一端(I)還連接二極管VD2的正極，二極管VD2的負(fù)極接電阻Rl的一端和電阻R2的一端以及二極管VD3的正極；電阻Rl的另一端接NI元件的陰極，NI元件的陽極接輔助輸出繞組Tl的另一端(2);電阻R2的另一端接NPN三極管Vl的集電極和NI元件的參考引腳，三極管Vl的發(fā)射極接輔助輸出繞組Tl的另一端(2)。
[0011]二極管VD3的負(fù)極接電解電容Cl的正極，電解電容Cl的負(fù)極接輔助輸出繞組Tl的另一端(2);把電阻R3和電阻R4串聯(lián)起來，即把電阻R3的一端和電阻R4的一端相連接，電阻R3另一端接二極管VD3的負(fù)極，電阻R4的另一端接電阻Rl與NI元件陰極的連接點(diǎn)；電阻R3和電阻R4的連接點(diǎn)與PNP三極管V3的基極相連接。
[0012]三極管V3的發(fā)射極接二極管VD3的負(fù)極，三極管V3的集電極接電阻R7的一端和PNP三極管V2的基極；電阻R7的另一端接二極管VD4的正極，二極管VD4的負(fù)極接PNP三極管V2的發(fā)射極和場效應(yīng)管V4的柵極；三極管V2的集電極接輔助輸出繞組Tl的另一端⑵。
[0013]把電容C2與電阻R5并聯(lián)起來，并聯(lián)后的一端接三極管Vl的基極，另一端接電阻R6的一端和二極管VD5的負(fù)極；電阻R6的另一端接輔助輸出繞組Tl的另一端(2) ;二極管VD5的正極接PNP三極管V5的集電極，三極管V5的發(fā)射極接二極管VDl的負(fù)極即輸出直流電壓的正極(A)。
[0014]把電阻R8與電阻R9串聯(lián)起來，即把電阻R8的一端和電阻R9的一端相連接，該連接點(diǎn)與三極管V5的基極相連接；電阻R8的另一端接二極管VDl的負(fù)極即輸出直流電壓的正極(A)，電阻R9的另一端接N2元件的陰極和電阻RlO的一端，電阻RlO的另一端接電容C3的一端，電容C3的另一端接N2元件的參考引腳，N2元件的陽極接場效應(yīng)管V4的漏極即輸出直流電壓的負(fù)極(B)。
[0015]把電阻Rll與電阻R12串聯(lián)起來，即把電阻Rll的一端和電阻R12的一端相連接，該連接點(diǎn)也與N2元件的參考引腳相連接，電阻Rll的另一端連接輸出直流電壓的正極(A)，電阻R12的另一端連接輸出直流電壓的負(fù)極(B);電解電容C4的正極連接輸出直流電壓的正極㈧，電解電容C4的負(fù)極連接輸出直流電壓的負(fù)極⑶。
[0016]以下敘述二次穩(wěn)壓電路的原理:
[0017]當(dāng)開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl有一個(gè)輸出脈沖電壓時(shí)(該脈沖電壓的頻率較高可達(dá)數(shù)十至上百千赫)，經(jīng)過二極管VD2、二極管VD3并在電解電容Cl上建立起工作電源；該脈沖電壓還通過電阻R2加到NI元件的參考引腳，使得NI元件導(dǎo)通，NI元件導(dǎo)通后其陰極引腳電位接近開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl的(2)端電位，而該端電位近似等于輸出直流電壓的負(fù)極⑶點(diǎn)的電位即參考零電位，三極管V3的基極通過電阻R3、R4分壓得到驅(qū)動電壓，三極管V3導(dǎo)通，三極管V3的集電極上的電壓加在三極管V2的基極上使三極管V2關(guān)斷，還通過電阻R7、二極管VD4加在場效應(yīng)管V4的柵極使場效應(yīng)管V4導(dǎo)通。這樣一來，開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl便可以通過二極管VDl整流后對后續(xù)元件以及負(fù)載輸出電壓、電流。
[0018]電阻R11、R12是(A)、⑶兩端輸出電壓的整定電阻，當(dāng)輸出電壓上升達(dá)到整定值時(shí)，電阻R12上的分壓上升，使N2元件導(dǎo)通(否則N2元件是關(guān)斷的)，電阻R8、R9亦會流過電流，三極管V5的基極通過電阻R8、R9分壓得到驅(qū)動電壓，三極管V5導(dǎo)通，三極管V5的集電極上的電壓通過二極管VD5、電阻R5、R6、電容C2加在三極管Vl的基極上使三極管Vl導(dǎo)通，電容C2起到使三極管Vl加速導(dǎo)通的作用，這樣NI元件的參考引腳被短接，其上的電壓接近于零，則NI元件被關(guān)斷，導(dǎo)致三極管V3也被關(guān)斷，三極管V2導(dǎo)通；這樣一來，場效應(yīng)管V4的柵極失去驅(qū)動電壓被關(guān)斷，二次穩(wěn)壓電路也就沒有輸出。三極管V2導(dǎo)通可快速釋放場效應(yīng)管V4的柵極電荷，加速場效應(yīng)管V4關(guān)斷。
[0019]二極管VD3起隔離作用，使在電解電容Cl上建立起工作電源不會影響NI元件的檢測作用。二極管VD2也起隔離作用，使得控制場效應(yīng)管V4工作狀態(tài)的這部分電路不會影響輸出電壓的整定。當(dāng)開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl沒有輸出脈沖電壓時(shí)，NI元件也是處于關(guān)斷狀態(tài)，同樣場效應(yīng)管V4也是處于關(guān)斷狀態(tài)，二次穩(wěn)壓電路也就沒有輸出。
[0020]重復(fù)上述過程，二次穩(wěn)壓電路就能把輸出電壓穩(wěn)定在一個(gè)整定值上。電解電容C4并聯(lián)在輸出端，起濾波和儲能作用，穩(wěn)定輸出電壓；電阻R10、電容C3串聯(lián)之后連接在N2元件的陰極引腳和參考引腳之間，起相位校正作用。
[0021]因電阻Rll、R12是整定輸出電壓的，電解電容Cl、C4體積較大，它們作為外接元件，其余的集成起來。集成起來的二次穩(wěn)壓電路按最高允許工作電壓分為30V、60V、100V三檔，按輸出電流大小分為1A、2A、3A三檔，組成系列產(chǎn)品。其中輸出電流3A的為非標(biāo)準(zhǔn)化DIP-10封裝，其余的均為DIP-8標(biāo)準(zhǔn)化封裝。
[0022]綜上所述，本發(fā)明設(shè)計(jì)的二次穩(wěn)壓電路，應(yīng)用于輸出多路低壓直流電的開關(guān)電源，該二次穩(wěn)壓電路接開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組，使開關(guān)電源輔助輸出的電壓穩(wěn)定，它由電阻元件Rl?R12 ;三端可調(diào)精密電壓基準(zhǔn)NI?N2 ;電容Cl?C4 ；NPN三極管VUPNP三極管V2、V3、V5 ；N溝道場效應(yīng)管V4 ;二極管VDl?VD5這些元器件組成。這些元件具體連接的方式是:
[0023]開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl的一端⑴接二極管VDl的正極，二極管VDl的負(fù)極即是輸出直流電壓的正極(A);開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl的另一端(2)接N溝道場效應(yīng)管V4的源極，場效應(yīng)管V4的漏極即是輸出直流電壓的負(fù)極(B);開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl的一端(I)還連接二極管VD2的正極，二極管VD2的負(fù)極接電阻Rl的一端和電阻R2的一端以及二極管VD3的正極；電阻Rl的另一端接三端可調(diào)精密電壓基準(zhǔn)NI元件的陰極，NI元件的陽極接開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl的另一端(2);電阻R2的另一端接NPN三極管Vl的集電極和NI元件的參考引腳，三極管Vl的發(fā)射極接開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl的另一端⑵；二極管VD3的負(fù)極接電解電容Cl的正極，電解電容Cl的負(fù)極接輔助輸出繞組Tl的另一端(2);把電阻R3的一端和電阻R4的一端相連接，電阻R3另一端接二極管VD3的負(fù)極，電阻R4的另一端接電阻Rl與NI元件陰極的連接點(diǎn)；電阻R3和電阻R4的連接點(diǎn)與PNP三極管V3的基極相連接；三極管V3的發(fā)射極接二極管VD3的負(fù)極，三極管V3的集電極接電阻R7的一端和PNP三極管V2的基極；電阻R7的另一端接二極管VD4的正極，二極管VD4的負(fù)極接PNP三極管V2的發(fā)射極和場效應(yīng)管V4的柵極；三極管V2的集電極接開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl的另一端(2);把電容C2與電阻R5并聯(lián)，并聯(lián)后的一端接三極管Vl的基極，另一端接電阻R6的一端和二極管VD5的負(fù)極；電阻R6的另一端接開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl的另一端(2) ;二極管VD5的正極接PNP三極管V5的集電極，三極管V5的發(fā)射極接二極管VDl的負(fù)極即輸出直流電壓的正極(A);把電阻R8的一端和電阻R9的一端相連接，該連接點(diǎn)接PNP三極管V5的基極；電阻R8的另一端接二極管VDl的負(fù)極即輸出直流電壓的正極(A)，電阻R9的另一端接N2元件的陰極和電阻RlO的一端，電阻RlO的另一端接電容C3的一端，電容C3的另一端接三端可調(diào)精密電壓基準(zhǔn)N2元件的參考引腳，N2元件的陽極接場效應(yīng)管V4的漏極即輸出直流電壓的負(fù)極⑶；把電阻Rll的一端和電阻R12的一端相連接，該連接點(diǎn)接N2元件的參考引腳，電阻Rll的另一端連接輸出直流電壓的正極㈧，電阻R12的另一端連接輸出直流電壓的負(fù)極⑶；電解電容C4的正極連接輸出直流電壓的正極㈧，電解電容C4的負(fù)極連接輸出直流電壓的負(fù)極⑶；電阻RlO和電容C3串聯(lián)之后連接在N2元件的陰極引腳和參考引腳之間。
[0024]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施范例而已，并非對發(fā)明作任何形式上的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種二次穩(wěn)壓電路，應(yīng)用于輸出多路低壓直流電的開關(guān)電源，其特征在于:該二次穩(wěn)壓電路接開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組，使開關(guān)電源輔助輸出的電壓穩(wěn)定。2.如權(quán)利要求1所述的二次穩(wěn)壓電路，其特征在于:該二次穩(wěn)壓電路由電阻元件Rl?R12 ;三端可調(diào)精密電壓基準(zhǔn)NI?N2 ;電容Cl?C4 ;NPN三極管VUPNP三極管V2、V3、V5 ；N溝道場效應(yīng)管V4 ;二極管VDl?VD5這些元器件組成。這些元件具體連接的方式是: 1)開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl的一端(I)接二極管VDl的正極，二極管VDl的負(fù)極即是輸出直流電壓的正極(A);開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl的另一端(2)接N溝道場效應(yīng)管V4的源極，場效應(yīng)管V4的漏極即是輸出直流電壓的負(fù)極(B); 2)開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl的一端(I)還連接二極管VD2的正極，二極管VD2的負(fù)極接電阻Rl的一端和電阻R2的一端以及二極管VD3的正極；電阻Rl的另一端接三端可調(diào)精密電壓基準(zhǔn)NI元件的陰極，NI元件的陽極接開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl的另一端(2)； 3)電阻R2的另一端接NPN三極管Vl的集電極和NI元件的參考引腳，三極管Vl的發(fā)射極接開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl的另一端(2) ;二極管VD3的負(fù)極接電解電容Cl的正極，電解電容Cl的負(fù)極接輸出繞組Tl的另一端⑵； 4)把電阻R3的一端和電阻R4的一端相連接，電阻R3另一端接二極管VD3的負(fù)極，電阻R4的另一端接電阻Rl與NI元件陰極的連接點(diǎn)；電阻R3和電阻R4的連接點(diǎn)與PNP三極管V3的基極相連接；三極管V3的發(fā)射極接二極管VD3的負(fù)極，三極管V3的集電極接電阻R7的一端和PNP三極管V2的基極； 5)電阻R7的另一端接二極管VD4的正極，二極管VD4的負(fù)極接PNP三極管V2的發(fā)射極和場效應(yīng)管V4的柵極；三極管V2的集電極接開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl的另一端(2);把電容C2與電阻R5并聯(lián)，并聯(lián)后的一端接三極管Vl的基極，另一端接電阻R6的一端和二極管VD5的負(fù)極；電阻R6的另一端接開關(guān)變壓器的輔助輸出繞組Tl的另一端(2); 6)二極管VD5的正極接PNP三極管V5的集電極，三極管V5的發(fā)射極接二極管VDl的負(fù)極即輸出直流電壓的正極㈧；把電阻R8的一端和電阻R9的一端相連接，該連接點(diǎn)接PNP三極管V5的基極；電阻R8的另一端接二極管VDl的負(fù)極即輸出直流電壓的正極(A)，電阻R9的另一端接N2元件的陰極和電阻RlO的一端，電阻RlO的另一端接電容C3的一端，電容C3的另一端接三端可調(diào)精密電壓基準(zhǔn)N2元件的參考引腳，N2元件的陽極接場效應(yīng)管V4的漏極即輸出直流電壓的負(fù)極⑶； 7)把電阻Rll的一端和電阻R12的一端相連接，該連接點(diǎn)接N2元件的參考引腳，電阻Rll的另一端連接輸出直流電壓的正極(A)，電阻R12的另一端連接輸出直流電壓的負(fù)極(B);電解電容C4的正極連接輸出直流電壓的正極㈧，電解電容C4的負(fù)極連接輸出直流電壓的負(fù)極⑶；電阻RlO和電容C3串聯(lián)之后連接在N2元件的陰極引腳和參考引腳之間。3.如權(quán)利要求1所述的二次穩(wěn)壓電路，其特征在于:該二次穩(wěn)壓電路除電阻元件RH、R12和電解電容Cl、C4之外，已集成為系列產(chǎn)品，封裝形式為標(biāo)準(zhǔn)化DIP-8或DIP-10。
【文檔編號】H02M3/156GK105991027SQ201510043108
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月27日
【發(fā)明人】何曙光
【申請人】王偉利