[发明专利]电流比例正反馈开关电路

说明书

本发明属于一种开关电路，尤其涉及一种用于开关电源的带有正反馈的开关电路。

图1是一种已有的、典型的、用于开关电源中向变压器T的原边绕组提供能量的开关电路。驱动脉冲信号发生器1产生的脉冲信号V通过电阻R向开关三极管BG提供基极驱动电流，控制开关三极管BG的通断。这种开关电路存在一个问题，即作为功率开关三极管的基极驱动电流不是太大就是太小，太大是指开关电源小功率输出时，因为导通时间较短，开关三极管集电极电流不大，此时在同样的驱动电压控制下，其极回路明显地呈现出过驱动状态，这样当开关三极管退出饱和时，延迟时间就长。而在同样的电路参数情况下，输出功率较大时，开关三极管导通时间就增大，到一定值时，功率开关三极管就难以维持深饱和，于是管耗上升，开关三极管发热，这一现象与输出功率成正比地上升，严重时，会使开关三极管激励不足，进入放大区，管耗聚增，导致烧管。

本发明的目的在于提供一种高效率、低功耗、在大功率输出时能使开关管可靠工作于饱和区的开关电路，消除在大功率下因驱动不足而造成的烧管现象。

本发明的另一目的在于提供一种用于本发明的组合器件，应用该器件能使装配和调试变得方便。

本发明是通过如下手段实现的。

在现有的开关电路上加一电流正反馈电路，正反馈电流加至开关电路的控制端，使驱动开关三极管的电流能随流过集电极或发射极的电流变化，即随开关电源输出功率而变化，从而使开关三极管在电源小功率输出时不至于过驱动，在大功率输出时能可靠工作于饱和区，避免开关三极管的管耗上升和烧管现象。

图1是已有的、典型的开关电路。

图2是本发明提供的开关电路方框图。

图3是本发明提供的开关电路的一种实施例。

图4是本发明提供的开关电路的另一种实施例。

图5是本发明提供的开关电路的又一种实施例。

图6、图7、图8分别是图3、图4、图5引入正向二极管的电路图。

图9是本发明提供的组合器件的六种内部电路。

下面结合附图详细描述本发明。

如图2所示，驱动脉冲信号发生器1产生控制开关三极管2的脉冲信号V_i，开关三极管2的通-断引起变压器3原边绕组的电流变化，使变压器3的付边绕组输出电压。同时，通过反馈网络4把开关三极管2的输出按一定比例反馈至开关三极管2的控制端，该反馈量为正，其大小直接与电源输出的功率有关，输出功率越大，反馈量越大，相反，电源输出功率减小，反馈量亦相应减小，有利于其快速退出饱和进入截止。根据各种需要，变压器3的付边绕组后可接各种整流、滤波等网络，以获得各种性能的电源。

根据图2的构思，可有以下几种具体的实施方案。

参见图3，反馈网络采用电流互感器BL1，该电流互感器BL1的初级绕组L1与开关三极管的集电极和集电极的负载串联，上述电流互感器BL1的次级绕组L2与开关三极管BG的基极-发射极并联，电流互感器BL1的连接应保证电流互感器BL1的次级绕组L2向开关三极管BG提供电流正反馈。上述的电流互感器BL1应满足以下条件：

(1)β·N₁/N₂＞1

(2)U_N2≥U_be

(3)电流互感器BL1不能饱和

其中N₁表示电流互感器BL1初级绕组L₁的匝数。

    N₂表示电流互感器BL1次级绕组L₁的匝数。

    β为开关三极管BG的电流放大系数。

    U_N2表示电流互感器BL1次级绕组L2的端电压。

    U_be表示开关三极管BG的基极-发射极导通电压。