带有保护电路的直流-直流转换器制造技术

一种ｄｃ／ｄｃ转换器（１），设有具有连接至极化装置（４９，５０）的驱动电极（１３，１４）的开关装置（１１，１２）。开关装置用于接通和关断来自直流电源２）并在转换器变压器（６，７）的绕组（１７，１８，５）中流动的电流。改进包括连接至检测装置（４４）的保护电路（２４），用于检测变压器绕组（４，５，１５，１９，２３）之一中流动的电流量值。电路（２４）输出端（４７，４８）连接至开关装置的驱动电极。它可是一双稳电路，若检测电流为高，就将持久降低其输出端电压，由此持久关断开关装置。从而防止对开关装置造成任何损坏。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于直流-直流转换器(dc/dc转换器)
下面将对如附图说明图1所示的这种dc/dc转换器1的公知特征进行说明。一个直流电压源2通过连接装置3分别向两个变压器6、7的初级绕组4、5供电。在图1所示的情况下，开关装置3呈现为继电器3的形式。继电器3包括一个触点8和一个控制线圈9。控制线圈9中的电流是由一个电路10控制的。第一变压器6是一个低磁阻变压器，它可以视作一个电流变压器。第二变压器7是一个电压变压器。在图1所示的情况下，该dc/dc转换器是一个中功率自激振荡推挽式转换器。可以在第一变压器6的初级绕组4中流动的电流受到开关晶体管11、12的控制，这两个开关晶体管的集电极-发射极电流取决于其相应的基极13、14的极化电流的量值。开关晶体管11、12的各自基极13、14的极化电流分别来自于变压器6的次级绕组15和来自于第二变压器7的次级绕组23的反馈52、53。这种dc/dc转换器的工作原理如下所述当第一变压器6的铁心16中的磁通量增大时，在次级绕组15中感生的电流处于第一方向，例如此次级绕组中的电流允许第一开关晶体管11导通。初级绕组中的电流则流过初级绕组4的第一绕组17、第一晶体管11的集电极-发射极以及第二变压器7的初级绕组。当第一变压器6的铁心16达到饱和时，铁心中的磁通量不再增大，因此在这个变压器的次级绕组15中不再感生电流。晶体管11关断，使得由初级绕组17、晶体管11和第二变压器7的初级绕组5组成的电路闭合。随后，铁心16中的磁场将降低，磁场的降低会导致铁心16中的磁通量的降低，从而导致第一变压器6的次级绕组15中的电流减小。这个电流处于与此前流动的电流相反的方向。这个电流将导通晶体管12，于是一个电流将流过初级绕组4的第二绕组18。与上述过程相同的现象将以一定的频率重复产生，这种频率取决于铁心16、绕组4和5以及极化装置49和50的特性，极化装置49和50连接在第一变压器6的次级绕组15与晶体管11和12的基极之间。这种振荡现象需要启动，这种启动是通过一个启动电路22实现的。刚刚描述过的振荡现象在第二变压器7的初级绕组5中感生方波。这使得在所述第二变压器的次级绕组19上产生方波输出。为得到所要求的直流电压，所述的方波要通过整流器20整流，并通过调整和积分电路21进行积分和调整。通常，在诸如电视机或者监视器(显示器)中的阴极射线管所用的电源中，所述的直流电压被馈送至一个全程(full range)开关型电源(SMPS)(未示出)。对于电源而言，最重要的设计标准之一是可靠性。这意味着在这种转换器的其它特征中要有一个过电流保护特征。这是困难的，主要原因是输入连接至一个低输入电压源，因此对于中功率而言，流过晶体管11或12的电流可能是较大的，例如大于10安培。本专利技术的目的是要提供一种dc/dc转换器，该转换器具有良好的过电流保护特性，并且响应之快足以防止开关晶体管损坏。就优选方式而言，本专利技术还提供这样一种dc/dc转换器，它可以接受宽的输入电压范围，而不需要对任何跨接线(jumper)或类似元件进行开关控制。根据本专利技术，过电流保护是通过一个保护电路实现的，这个保护电路连接至由第一和第二变压器的初级绕组形成的电路，并且将一个极化状态施加于该dc/dc转换器的开关晶体管。此保护电路本身能够处于两种状态，即电流低于一个预定电平时的第一状态和电流高于此预定电平时的第二状态。在第一种极化状态时，该dc/dc转换器按上述方式工作，在第二种状态时，开关晶体管的极化是这样的，即开关晶体管处于持久不导通状态。在本专利技术的一个优选实施例中，保护电路连接至一个电压限制电路，如果直流电源具有比相应于开关晶体管的第一状态的电压高的电压，此电压限制电路自动地改变保护电路的第一状态并因此改变开关晶体管11、12的极化状态。这种特性允许适应宽范围的直流电压源。例如，一个dc/dc转换器可以连接至额定值为12-24伏亦即约10-28伏的电池。概括地讲，本专利技术是关于一种dc/dc转换器，这种转换器包括具有初级绕组和次级绕组的第一变压器和具有初级绕组和次级绕组的第二变压器，第一变压器的初级绕组可以连接至一个直流电源；以及有源电子开关装置，它们具有设有极化装置的驱动电极，开关装置使交流电流流过变压器的绕组，该dc/dc转换器的特征在于包括一个检测装置，此检测装置用于检测变压器的至少一个绕组中的过电流，此检测装置连接至所述绕组以及一个保护电路，所述电路具有连接至所述检测装置的一个输出端的第一输入端、连接至直流电源的第二输入端、以及与开关装置的驱动电极同样多的输出端，所述输出端能够处于两种状态，即第一和第二状态，所述第一状态是当检测装置的检测电流低于预定电平时所述输出端的状态，所述第二状态是当检测装置检测到的电流超过所述的预定电平时所述输出端的状态，保护电路的所述输出端连接至有源电子开关装置的极化装置，当所述保护电路的所述输出端处于第一状态时，所述极化装置驱使开关装置处于正常工作状态，而当所述输出端处于第二状态时，所述极化装置驱使所述开关装置处于持久关断状态。在一个优选实施例中，本专利技术包含于一种自激振荡推挽式dc/dc转换器，该转换器设有第一变压器，它具有至少两个初级绕组即第一初级绕组和第二初级绕组以及至少一个次级绕组；和第二变压器，它具有初级绕组和次级绕组，第二变压器的初级绕组具有一个中间抽头，其中，第一变压器的第一和第二初级绕组与第二变压器的初级绕组以及两个有源电子开关装置串联，第一开关装置和第二开关装置各自具有一个驱动电极，驱动电极设有极化装置，第一开关装置的接入是用于接通或关断在第一变压器的第一初级绕组与第二变压器的初级绕组的中间抽头之间流动的电流，第二开关装置的接入是用于接通或关断在第一变压器的第二初级绕组与第二变压器的初级绕组的中间抽头之间流动的电流，每一开关装置的驱动电极接收来自于第二变压器的次级绕组的反馈，该转换器的改进在于包括一个检测装置，此检测装置用于检测变压器的绕组之一中的过电流，此检测装置连接至所述绕组并且连接至一个保护电路，所述电路具有第一输入端，它连接至所述检测装置的一个输出端；第二输入端，它连接至直流电源；以及与开关装置的驱动电极同样多的输出端，所述输出端能够处于两种状态，即第一状态和第二状态，所述第一状态是当检测装置的检测电流低于预定电平时所述输出端的状态，所述第二状态是当检测装置检测到的电流超过所述的预定电平时所述输出端的状态，保护电路的所述输出端连接至有源电子开关装置的极化装置，当所述保护电路的所述输出端处于第一状态时，所述极化装置驱使开关装置处于正常工作状态，而当所述输出端处于第二状态时，所述极化装置驱使所述开关装置处于关断状态。下面将参照附图对本专利技术进行详细描述，附图中图1是根据本专利技术的一种dc/dc转换器的电路图，其中公知的特征已经作了说明。图2是根据本专利技术的一种dc/dc转换器中采用的一个电路的优选实施例的电路图。图3是曲线图，它描绘出在根据本专利技术的设有保护电路的一种dc/dc转换器中得到的结果。图4是曲线图，它描绘出在可以连接至根据本专利技术的一种dc/dc转换器的一个优选实施例的dc输入的范围内实现的改进。图1中所示的电路24具有两个输出端，即第一输出端47和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ｄｃ／ｄｃ转换器，设有：第一变压器（６），它具有初级绕组（４）和次级绕组（１５）；第二变压器（７），它具有初级绕组（５）和次级绕组（１９），第一变压器（６）的初级绕组（５）可以连接至直流电源（２）；以及有源电子开关装置（１１，１２），它们具有设有极化装置（４９，５０）的驱动电极（１３，１４），开关装置（１１，１２）使交流电流流过变压器的绕组（４，５，１９，１５），该ｄｃ／ｄｃ转换器的特征在于包括一个检测装置（４４），此检测装置用于检测变压器的至少一个绕组（４，５，１９，１５）中的过电流，此检测装置连接至所述绕组以及一个保护电路（２４），所述电路（２４）具有连接至所述检测装置（４４）的一个输出端（４５）的第一输入端（４６）、连接至直流电源（２）的第二输入端（５１）、以及与开关装置（１１，１２）的驱动电极（１３，１４）同样多的输出端（４７，４８），所述输出端（４７，４８）能够处于两种状态，即第一和第二状态，所述第一状态是当检测装置的检测电流低于预定电平时所述输出端（４７，４８）的状态，所述第二状态是当检测装置（４４）检测到的电流超过所述的预定电平时所述输出端（４７，４８）的状态，保护电路（２４）的所述输出端（４７，４８）连接至有源电子开关装置（１１，１２）的极化装置（４９，５０），当所述保护电路（２４）的所述输出端（４７，４８）处于第一状态时，所述极化装置（４９，５０）驱使开关装置（１１，１２）处于正常工作状态，而当所述输出端（４７，４８）处于第二状态时，所述极化装置驱使所述开关装置（１１，１２）处于持久关断状态。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐钦荣，
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]