一种稳定最大输出功率限制的开关电源制造技术

本实用新型专利技术公开一种稳定最大输出功率限制的开关电源，包括变压器和自激振荡器、最大功率输出限制电路；还增设温度补偿电路，该温度补偿电路可对最大功率输出限制电路中开关管的导通电压作温度补偿，提高整个开关电源的稳定性，使最大输出功率不受工作温度影响、能完全发挥电路的最大容量。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种开关电源；用于直流/直流(DC/DC)变换器、交流/直流(AC/DC)变换器、电池充电器及发光二极管供电器等。
技术介绍
一般的开关电源都是用专用的脉宽集成控制器，如在电子工业出版社《新型开关电源实用技术》第62、63页所介绍的开关电源——应用脉宽集成控制器UC3842，它是应用电流控制(Current Mode Control)PWM的集成电路。其不足之处在于1、需要专用脉宽集成控制器，制作成本高；2、需要比较大的开机及持续操作电流；3、外围器件要求较多，不利于微型化。为此，本专利技术的专利技术人提出了一种专利号为ZL02249259.3、专利技术名称为“一种开关电源”的技术专利，该专利解决了上述现有技术存在的不足，不需要专用脉宽集成控制器、开机及持续操作电流小、线路简单；能实现恒流、恒压输出且具有短路保护功能。专利技术人在随后的研发过程中，又发现上述改进的开关电源，其最大输出功率限制点会随着工作温度的变化而变化的，当工作温度较高时，其所容许的最大输出功率会相应变小，所以在设计此类开关电源时，需要考虑在最高工作温度下，整个电源还能保持足够的输出功率，就必须在设计时使常温工作状态下的容许输出人为提高，以保证开关电源输出有较大的余量，以补偿由于工作温度升高导致的最大输出功率变小。这种做法虽然可以解决问题，但随之而来的问题是开关电源输出的容量就不能完全、高效地发挥。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术的不足，提出一种最大输出功率不受工作温度影响、能完全发挥电路的最大容量的开关电源。本技术实现上述目的方案是一种稳定最大输出功率限制的开关电源，包括变压器和自激振荡器、最大功率输出限制电路；变压器包括初级绕组T1-A和初级绕组T1-B；自激振荡器包括由电阻R2、电容C3串联组成的充电电路、主要包括电阻R6的电流变换电压反馈电路，变压器初级绕组T1-B和开关晶体管Q1，经由电阻R2、电容C3串联组成的充电电路输入端连接输入电压的正极，输出端耦合于初级绕组T1-B的同相端，开关晶体管Q1的输入与电阻R2、电容C3并接，初级绕组T1-A的反相端串接开关晶体管Q1的一个输出极，开关晶体管Q1的另一个输出极通过电阻R6连接初级绕组T1-B的反相端和输入电压的负极；最大功率输出限制电路包括分压电阻R4、分压电阻R5和晶体管Q2，分压电阻R4、分压电阻R5一端共接于晶体管Q2基极，分压电阻R4的另一端接初级绕组T1-B的同相端或初级绕组T1-A的同相端，分压电阻R5的另一端与开关晶体管Q1的另一个输出极、电阻R6的一端耦合，晶体管Q2的集电极并接开关晶体管Q1的控制极，晶体管Q2的发射极并接初级绕组T1-B的反相端和电阻R6的另一端，初级绕组T1-A或初级绕组T1-B两端为输出电压信号端；还增设温度补偿电路，所述温度补偿电路包括电阻R7和二极管D7，电阻R7一端接初级绕组T1-B的同相端或初级绕组T1-A的同相端，电阻R7另一端并接分压电阻R5和二极管D7的阳极，二极管D7的阴极与开关晶体管Q1的输出极、电阻R6并接。上述的开关电源，还包括输入整流滤波电路，输入整流滤波电路的电压输出正极接初级绕组T1-A的同相端，输入整流滤波电路的电压输出负极接初级绕组T1-B的反相端。上述的开关电源，所述变压器还包括次级绕组T1-C，经次级绕组T1-C两端输出电压信号。上述的开关电源，还增设延时电路，所述延时电路包括电阻R13、晶体管Q4和二极管D10，所述电阻R13一端与输入电压的负极端相连，电阻R13的另一端与晶体管Q4的基极耦合，晶体管Q4的发射极连接二极管D10阳极，二极管D10阴极与初级绕组T1-B的同相端、电容C3的一端耦合，晶体管Q4的集电极与电容C3的另一端耦合。还增设加速充电电路，所述加速充电电路包括二极管D11、电容C9和电阻R14，电容C9和电阻R14串联，电容C9的另一端接电容C3的一端，电阻R14的另一端接电容C3的另一端，二极管D11的阴极并接电容C9、电阻R14，二极管D11的阳极接输入电压的负极端。上述开关晶体管Q1优选场效应管MOSFET或双极晶体管。上述的开关电源，还增设高频杂讯减少电路，设置于所述变压器初级绕组T1-A的反相端，所述高频杂讯减少电路包括电容C11，电容C11的一端接初级绕组T1-A的反相端，电容C11的另一端与输入电压的负极耦合。上述的开关电源，还增设输出整流滤波电路，跨接于初级或次级绕组输出端之间；所述整流滤波电路包括二极管D6、电容C5，所述二极管D6阳极接在变压器的反相端，阴极接在电容C5的正极，电容C5的负极接在变压器的同相端；或二极管D6阴极接于变压器同相端，阳极接电容C5的负端，电容C5的正端接变压器的反相端；电容C5的正端为正输出端，负端为负输出端。上述的开关电源，还增设反馈控制电路，所述反馈控制电路包括光电耦合器U1-A和U1-B、电阻R16、输出恒压电路；所述输出恒压电路包括电阻R17、电阻R19、电阻R20、电容C12、电阻R18和稳压管U2，电阻R16与光电耦合器U1A串连，电阻R16的另一端连接输出整流滤波电路的正输出端，光电耦合器U1A的阴极连接稳压管U2阴极；光电耦合器U1-B输入端与二极管D8的阴极连接，二极管D8阳极与初级绕组T1-B的同相端耦合，光电耦合器U1-B输出端与晶体管Q2基极耦合，电阻R17、电阻R19的一端共接于所述输出整流滤波电路的输出端，电阻R17的另一端连接稳压管U2阴极，电阻R19的另一端与电阻R18的一端、稳压管U2的控制极共接，电阻R18的另一端连接稳压管U2的阳极，串联的电阻R20与C12支路跨接在稳压管U2阴极与控制极之间，稳压管U2的阳极接于输出的负端。上述的开关电源，还增设恒流输出电路，所述恒流输出电路包括三极管Q3、限流电阻R21、电阻R22、电容C14；三极管Q3的集电极连接稳压管U2的阴极，基极连接电阻R22一端，电阻R22另一端连接稳压管U2的阳极，电容C14并接在三极管Q3基极与射极之间，电阻R21并接在三极管Q3射极与输出的负端之间，三极管Q3射极连接变压器T1输出绕组的同相端。采用以上方案的有益效果1、由于增设温度补偿电路，可对晶体管Q2的导通电压作温度补偿，提高整个开关电源的稳定性，使最大输出功率不受工作温度影响、能完全发挥电路的最大容量；2、由于设置了延时电路，当开关电源输入很高电压时，增加整个自激振荡所需要的时间周期，减低振荡频率，从而减少总开关损耗，降低开关管Q1的工作温度，增加开关管Q1的工作寿命；3、设置加速充电电路和延时电路一起工作，从而达到输出短路保护的目的；4、整流滤波电路可以滤去开关电源的高频噪声，使之不至传回输入电路中；其中的压敏电阻VDR1用作输入电压钳位，防止电源上所感应的高压打坏整个电路；5、设置高频杂讯减少电路，减少对外界电磁高频干扰；6、由于设置反馈控制电路和输出恒压电路，保证输出工作电压稳定在一设定值内；7、增设输出恒流电路，保证输出工作电流稳定在恒定值内。附图说明附图是本技术电路原理图。具体实施方式下面通过具体的实施例并结合附图对本技术作进一步详细的描述。实施例一如图所示，一种稳定最大输出功率限制的开关电源，包括输入整流滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳定最大输出功率限制的开关电源，包括变压器和自激振荡器、最大功率输出限制电路；变压器包括初级绕组Ｔ１－Ａ和初级绕组Ｔ１－Ｂ；自激振荡器包括由电阻Ｒ２、电容Ｃ３串联组成的充电电路、主要包括电阻Ｒ６的电流变换电压反馈电路，变压器初级绕组Ｔ１－Ｂ和开关晶体管Ｑ１，经由电阻Ｒ２、电容Ｃ３串联组成的充电电路输入端连接输入电压的正极，输出端耦合于初级绕组Ｔ１－Ｂ的同相端，开关晶体管Ｑ１的输入与电阻Ｒ２、电容Ｃ３并接，初级绕组Ｔ１－Ａ的反相端串接开关晶体管Ｑ１的一个输出极，开关晶体管Ｑ１的另一个输出极通过电阻Ｒ６连接初级绕组Ｔ１－Ｂ的反相端和输入电压的负极；最大功率输出限制电路包括分压电阻Ｒ４、分压电阻Ｒ５和晶体管Ｑ２，分压电阻Ｒ４、分压电阻Ｒ５一端共接于晶体管Ｑ２基极，分压电阻Ｒ４的另一端接初级绕组Ｔ１－Ｂ的同相端或初级绕组Ｔ１－Ａ的同相端，分压电阻Ｒ５的另一端与开关晶体管Ｑ１的另一个输出极、电阻Ｒ６的一端耦合，晶体管Ｑ２的集电极并接开关晶体管Ｑ１的控制极，晶体管Ｑ２的发射极并接初级绕组Ｔ１－Ｂ的反相端和电阻Ｒ６的另一端，初级绕组Ｔ１－Ａ或初级绕组Ｔ１－Ｂ两端为输出电压信号端；其特征在于：还包括温度补偿电路，所述温度补偿电路包括电阻Ｒ７和二极管Ｄ７，电阻Ｒ７一端接初级绕组Ｔ１－Ｂ的同相端或初级绕组Ｔ１－Ａ的同相端，电阻Ｒ７另一端并接分压电阻Ｒ５和二极管Ｄ７的阳极，二极管Ｄ７的阴极与开关晶体管Ｑ１的输出极、电阻Ｒ６并接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛灿豪，
申请(专利权)人：毛灿豪，
类型：实用新型
国别省市：HK[中国|香港]