[发明专利]一种自激推挽式变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种自激推挽式变换器，特别涉及一种用于工业控制和照明行业的自激推挽式变换器。

背景技术

现有的自激推挽式变换器，电路结构部分来自1955年美国罗耶(G.H.Royer)发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，通常简称为Royer电路，这也是实现高频转换控制电路的开端；1957年美国查赛(Jen Sen，有的地方译作“井森”)发明了自激式推挽双变压器电路，后被称为自振荡Jensen电路、自激推挽式Jensen电路，又作井森电路；这两种电路，后人都称为自激推挽式变换器。

自激推挽式变换器在电子工业出版社的《开关电源的原理与设计》第67页至70页有描述，该书ISBN号为7-121-00211-6。电路的主要形式为上述著名的Royer电路和自振荡Jensen电路。与相同条件下的Royer电路比较，在供电电源电压、负载及温度发生变化时，Jensen变换器的自振荡频率相对比较稳定。

自振荡Jensen电路，如《开关电源的原理与设计》第69页图3-11，为了方便阐述，本文在不影响电路连接关系的前提下，并遵循原图的风格，引用作为本文附图1，原图在输出整流部分有错，二极管D1和二极管D2所接的是一对同名端，实际上，这是一个公知的全波整流电路，二极管D1和二极管D2所接的应是一对异名端，这在附图1中，已经更正，请参见附图1。

在《开关电源的原理与设计》第70页，也给出电流驱动型Jensen电路，参见原书图3-12(a)和图3-12(b)，其中，原书图3-12(a)的电路只是说明原理的过渡电路图，由于其存在问题，实际上不会被使用，参见原书第70页第二行至第五行，摘录如下：

在轻负载时，i_c小而I_m2却变大，使i_b变小导致基极驱动电流不足，开关管压降大，不能维持变压器T₂磁饱和，且在开关管上产生很大的能量消耗。要克服这一问题，需要补偿I_m2即在T₂上增加一个额外的绕组N_m，如图3-12(b)所示。(摘录结束)

即原书图3-12(b)才是能实用化的电路，为了方便阐述，本文在不影响电路连接关系的前提下，引用原书图3-12(b)作为本文附图2。

在早期的文献中，自振荡Jensen电路的名称叫双变换器推挽逆变电路，在人民邮电出版社的《电源变换技术》第70页至72页有描述，该书ISBN号为7-115-04229-2/TN·353。在该书中使用的电路见该书的71页图2-40，为了方便阐述，本文在不影响电路连接关系的前提下，引用作为本文附图3。

在全球的工业领域中，广泛用于微功率模块DC/DC变换器中的Jensen电路，还有一种典型的应用方式，如附图4所示，图中没有把副边线圈输出的相关电路画出来，和图1的电路相比，增加了启动电路，图1的电路在实际使用时，需要加入启动电路。图2的电路在实际使用时，也要加入启动电路。如图4中的电阻R1和电容C1，就是启动电路。

图5是另一种典型的Jensen电路应用方式，相比图4电路，电容C1的另一端接地，当电路输入的电压比较高时，可以避免图4中电容C1在开机时对推挽用开关三极管TR1和TR2的基极、发射极产生冲击。在电路的供电电源上电时，由于电容C1两端电压不能突变，图5电路实现了软启动功能。

上述现有技术的Jensen电路存在以下缺点：

1、自保护能力较差

在《开关电源的原理与设计》第70页第6行至段尾，有详细描述，引用如下：“然而，成比例的电流驱动电路存在缺点，因为Royer变换器在短路时，电路将停止振荡并使原边二个开关都处于关断状态。可以说，Royer电路具有自保护的能力。而图3-12所示的Jensen变换器在过载的情况下虽具有一定的保护能力，但它不像图3-11所示电路那样，对所有输出电流过载情况下都能很好地进行自保护。在图3-12所示电路中，除了其输出端完全短路的情况之外，输出过载的自保护特征是不存在的。因为随着负载数值的增加，I_b也成比例地增加。因此，电流驱动成比例特性会引起开关集电极电流达到峰值。如果没有外部保护装置是开关管关断最终会导致开关管的损坏。”

上述的图3-12对应本发明的图2，上述的图3-11对应本发明的图1。