开关型电源的保护电路制造技术

一种用于开关型电源的保护电路，包括：变压器（ＬＰ０３），具有初级绕组（Ｗ１）和次级绕组（Ｗ２－Ｗ６），与初级绕组（Ｗ１）串联的开关晶体管（ＴＰ２０）和用于开关晶体管（ＴＰ２０）的驱动级（ＴＰ２２，ＴＰ２３）。该保护电路包括一存储电容（ＣＰ３７），耦合至次级绕组（Ｗ３）端子（６）上，用于在开关晶体管（ＴＰ２０）导通期间提供充电电压，电容器（ＣＰ３７）的电荷在开关晶体管（ＴＰ２０）截止期间馈送至驱动级（ＴＰ２２，ＴＰ２３），用于当次级绕组（Ｗ２－Ｗ６）之一短路时关闭或保持晶体管（ＴＰ２０）关闭。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及包括带有初级绕组和次级绕组的变压器、与所述初级绕组和驱动级串联的开关晶体管的开关型电源保护电路。取代驱动级，电源可以具有一个调节用的控制电容器，此类开关型电源，例如，在EP-A-O 808015中公开。短路时，电源的开关晶体管可保持在在截止期间不完全关闭的不稳定状态。在这种情况下，开关晶体管可能消耗大的功率，这会损坏它。对于自激振荡开关型电源就更是如此，它没有提供确定的开关电压的驱动电路并且在短路期间还会继续以不确定方式振荡。本专利技术的目的是提出一种如上所述的开关型电源的保护电路。本专利技术的保护电路包括一存储电容器，其一端与次级绕组之一的端子耦合，以在开关晶体管导通期间为存储电容器提供充电电压。该电容器的电荷在开关晶体管截止期间被馈送至驱动级或控制电容器，以在次级绕组之一发生短路时提供关闭和/或保持开关晶体管的关闭的电压。充电电容器的这种额外电荷保证了开关晶体管在整个截止期间彻底截止以防止开关晶体管的损坏。在开关型电源的输出之一发生短路时，只要所述电压输出的二极管导通，次级绕组上便没有电压，但在初级侧次级绕组上常需要一输出电压来关闭开关晶体管。特别是在回扫方式下工作的自激振荡开关型电源的情况。存储电容器可以有益地与一控制电容器耦合，该控制电容器可以是驱动级的一部分并且由电源接通阶段提供的调节电流来充电。存储电容器的另一端可以连接到次级绕组的一端，该次级绕组在给存储电容器充电的开关晶体管导通期间提供一负电压。当开关晶体管截止时，所述绕组的端子从负切换到0V，以将充电电容器的电荷转移至控制电容器并提供一正电压或电流以保持开关晶体管关闭。本专利技术尤其可应用于电视机和录像机。下面参照附图对本专利技术的优选示范性实施例进行说明。附图说明图1是包括保护电路的开关型电源的电路图；图2a是正常接通阶段电源的输出电压；以及图2b是短路期间电源输出电压。图1的电路图有一个市电电源电压连接部分AC，其下游连接一桥式整流器BR以对AC电压整流。该整流电压UO由大电容器CP10平滑并且通过变压器LP03的9，1端施加至第一初级绕组W1、开关晶体管TP20集电极通路、和低阻抗电阻器RP20上以进行电流检测。变压器LP03具有带有设置在初级侧的连接端3、4、5和连接端6、7、8的次级绕组W2、W3，以及次级绕组W4、W5、W6，以产生稳定的次级电压UB，±UA和UX。他们可用在，例如，电视机中，以为偏转级、声频部分和电子电路供电。开关型电源以回扫转换器原理工作，具有开关晶体管TP20的导通期间和截止期间。截止期间也称作回扫阶段。如EP-A-O 808015中所述的电源在截止期间的末尾还可以具有一振荡阶段。在接通阶段，在初级绕组W1之中产生电流，这在变压器LP03中产生磁化。当形成了一定的磁化强度后，开关晶体管TP20截止。在之后的截止期间，变压器LP103的磁化被传送至次级绕组W2-W6并且因此被减小。在从接通阶段到截止阶段，在绕组W2的端子3，4，5上和绕组W3的端子6和8上的电压被各自反向，其中端子7接地。阻尼电容器CP21与开关晶体管TP20的集电极和发射极并联。该电容器CP21用于避免开关电火花并且在开关晶体管TP20截止期间被充电。若变压器LP03的磁化在截止期间下降至某一值，则初级绕组W1和电容器CP21之间的振荡将发生。这便是振荡阶段。在振荡阶段，取决于市电电源电压、匝数比和次级负载，在振荡最小值开关晶体管TP20的集电极电压周期性地降至0至150V的之间电压。第一最小值对于开关晶体管TP20是最佳接通时间，因为此时振荡最强并且不用于功率传输的振荡时间较小。因此开关晶体管TP20的接通损耗大大减小。开关晶体管TP20的基极由基极电流网络驱动，该网络满足下列条件一方面，在接通阶段必须提供足够大的正基极电流以保证开关晶体管TP20的良好饱和，另一方面，必须提供大负基极电流以快速截止以及在开关晶体管TP20的完全截止期间提供负基极电压。在接通期间基极电流由次级绕组W3的前向绕组6、7，二极管DP19和低阻抗电阻器RP19和RP20提供。开关晶体管TP20由晶体管TP22和TP23通过驱动级截止。他们由电阻器RP26，RP28和RP29连在一起形成达林顿电路，其产生非常快速的接通，如果在接通阶段开关晶体管TP20的集电极发射极电流渐渐升高，电阻器RP20两端的电压同时升高。控制电容器CP22两端电压高于0.7伏左右，晶体管TP22和因此晶体管TP23被接通。当晶体管TP23接通时，开关晶体管TP20的发射极和基极连接至电容器CP23的端子上，结果其负电荷和电压因大的负基极电流而快速使开关晶体管TP20去饱和，并且由此使其很快截止。电容器CP23在每一接通期间通过绕组W2和二极管DP12和DP23再次充电。连接至绕组W3的端子8的控制网络NW进一步提供取决于输出级功耗的充电电容器CP22的调节电流。晶体管TP20的截止因此由电阻器RP20和网络NW提供的二个电流控制。如上所述，当电容器CP22的电压达到接近0.7V时，晶体管TP22和晶体管TP23被导通，以及开关晶体管TP20由此被截止。网络NW的功能已在EP-A-O 808015中说明。当变压器LP03中的磁化在截止阶段衰变时，回扫电压减少以及所有的正向电压上升。此时在端子6可获得正电压，由此可获得通过电容器CP24的正电流，使开关晶体管TP20导通。基极电流由二极管DP19和电阻器RP19维持。一旦绕组W3的端子8上的电压下降至0V以下，不再有正电流流过，以控制网络NW，之后晶体管TP22截止，随之晶体管TP20导通。在开关晶体管TP20的截止期间，端子6的电压是负的。为接通开关型电源，电阻器链RP05、RP06和RP07连接在桥式整流器BR的正端和电容器CP23的正端之间以提供启动电流。为控制电容器C22，还接入了一个包括存储电容器CP37、二极管DP37和电阻器RP37的保护电路。电容器CP37连接到绕组W3的端子8，在开关晶体管TP20的导通期间提供负电压以通过二极管DP37为CP37负向无电。当开关晶体管TP20截止时，初级绕组W1的端子1的电压上升并且因此绕组W3的端子8的电压上升，由此将电容器CP37的电荷通过电阻器RP37转移至控制电容器CP22。当输出电压UB短路时也是如此。二极管DP80在开关晶体管TP20接通阶段当然不导通，在短路时也如此，因此在端子8总是存在负充电电压以对电容器CP37充电。在通常方式下，电容器CP37的电荷在截止期间也转移至控制电容器CP22，但这对调节网络NW不是问题，因为在截止期间，晶体管TP22导通以保持电容器CP22的电压稳定在0.7V并且任何来自电容器CP37的额外电荷因此不改变控制电容器CP22的电压。电容器CP22仅在接通期间充电，之后，充电电容器CP37由电阻器RP37充分去耦合。可仅使用3个无源元件来建立保护电路。其它例如使用晶体管的实施例也是可以的。下面用图2a和2b的电压图进一步解释本专利技术。图2a中，端子8上的电压Uc说明了通常工作方式。在绕组W4、W5和W6的回扫端子上也有相似电压。在开关晶体管TP20的回扫时间或截止期间，电压Uc为正。在回扫时间的末尾，当变压器LP03的磁化减少、其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于开关型电源的保护电路，包括： 变压器（ＬＰ０３），具有一初级绕组（Ｗ１）和次级绕组（Ｗ２－Ｗ６），与所述初级绕组（Ｗ１）串联的开关晶体管（ＴＰ２０）和用于所述开关晶体管（ＴＰ２０）的驱动级（ＴＰ２２，ＴＰ２３），其特征在于： 保护电路（ＲＰ３７，ＤＰ３７，ＣＰ３７）包括一存储电容器（ＣＰ３７），耦合至次级绕组（Ｗ３）的端子（６）上，用于在所述开关晶体管（ＴＰ２０）导通期间提供充电电压，以及 所充电容器（ＣＰ３７）的电荷在所述开关晶体管（ＴＰ２０）截止期间馈送至驱动级（ＴＰ２２，ＴＰ２３），用于当所述次级绕组（Ｗ２－Ｗ６）之一短路时关闭或保持所述晶体管（ＴＰ２０）关闭。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐钦荣，许建明，黄胜发，
申请(专利权)人：汤姆森多媒体公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]