阅读说明：本技术 一种自激变换器 (Self-excitation converter ) 是由 许超 曹世昌 于 2019-12-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开的自激变换器,涉及电源技术领域,通过在现有技术的基础上添加电阻、电感及电容并创建了电阻、电感及电容与开关管之间的接线方法,能够产生稳定及较高的振荡频率,使得输出端输出的纹波电压较低,同时能够减小高频变压器的体积,降低了制造成本。(The invention discloses a self-excited converter, which relates to the technical field of power supplies, and can generate stable and higher oscillation frequency by adding a resistor, an inductor and a capacitor on the basis of the prior art and establishing a wiring method among the resistor, the inductor and the capacitor and a switching tube, so that the ripple voltage output by an output end is lower, the volume of a high-frequency transformer can be reduced, and the manufacturing cost is reduced.)

一种自激变换器

技术领域

本发明涉及电源技术领域，具体涉及一种自激变换器。

背景技术

目前的自激变换器大都为推挽式变换器，此类变换器存在以下缺陷：

(1)批量产品的一致性较差；

(2)输出特性较差，输出端输出的纹波电压较高；

(3)频率特性差，不够稳定；

(4)振荡频率不高，变压器体积较大，制造复杂，成本高；

(5)受高频变压器影响，振荡频率不易调整。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明实施例提供了一种自激变换器，该自激变换器包括：

直流电源V₁、电容C₁、电容C₂、电感L₁、电感L₂、开关管Q₁、开关管Q₂、电阻R₁、电阻R₂及高频变压器T₁，其中：

电阻R₁的一端与开关管Q₂的集电极连接，另一端与开关管Q₁的基极连接；

电阻R₂的一端与开关管Q₁的集电极连接，另一端与开关管Q₂的基极连接；

电感L₂的一端与开关管Q₁的基极连接，另一端与开关管Q₂的基极连接；

电容C₂的一端与开关管Q₁的基极连接，另一端与开关管Q₂的基极连接；

高频变压器T₁的初级绕组包括线圈N_p及线圈N_q，高频变压器T₁的次级绕组包括线圈N_s1、N_s2…及N_sn，其中n为大于等于1的自然数。

进一步地，开关管Q₁及开关管Q₂为NPN型三极管、PNP型三极管、N-MOS管、P-MOS管、绝缘栅双极型晶体IGBT管、复合晶体管及达林顿管中的一种。

进一步地，高频变压器T₁的次级绕组的线圈的个数至少为1个。

本发明实施例提供的自激变换器具有以下有益效果：

(1)自激振荡容易起振，毫秒级即完成起振到稳定振荡的过程；

(2)振荡频率的大小可以通过调节电感L₂和电容C₂来做调整，频谱范围很宽；

(3)产生的振荡频率比较稳定；

(4)能够产生较高的振荡频率，使得输出端输出的纹波电压较低，同时能够减小高频变压器的体积，降低了制造成本。

附图说明

图1为传统自激变换器的电路示意图；

图2为现有典型的自激变换器的电路示意图；

图3为本发明实施例提供的自激变换器的电路示意图；

图4为本发明实施例提供的另一自激变换器的电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

参照图2，现有典型的自激变换器包括：直流电源V、电容C、电阻R、电感L、开关管Q₃、开关管Q₄及高频变压器T₁。其中，电阻R的一端与电源V的正极连接，另一端与开关管Q₃的基极连接，高频变压器T₁的初级绕组包括线圈N_a、N_b及N_c、次级绕组包括线圈N_s1。

如图3所示，本发明实施例提供的自激变换器包括：

直流电源V₁、电容C₁、电容C₂、电容C₃、电感L₁、电感L₂、开关管Q₁、开关管Q₂、电阻R₁、电阻R₂及高频变压器T₁，其中，开关管Q₁及开关管Q₂为NPN型三极管。

电阻R₁的一端与开关管Q₂的集电极连接，另一端与开关管Q₁的基极连接；

电阻R₂的一端与开关管Q₁的集电极连接，另一端与开关管Q₂的基极连接；

电感L₂的一端与开关管Q₁的基极连接，另一端与开关管Q₂的基极连接；

电容C₂的一端与开关管Q₁的基极连接，另一端与开关管Q₂的基极连接；

开关管Q₁的发射极接地；

开关管Q₂的发射极接地；

开关管Q₁的集电极接高频变压器T₁的N_p正端抽头；

开关管Q₂的集电极接高频变压器T₁的N_q负端抽头；

电感L₁一端接直流电源V₁的正极，另一端接变压器T₁输入端的中心抽头；

高频变压器T₁的初级绕组包括线圈N_p及线圈N_q、次级绕组包括线圈N_s1、N_s2…及N_sn，其中n为大于等于1的自然数。

可选地，开关管Q₁及开关管Q₂还可以为PNP型三极管、N-MOS管、P-MOS管、绝缘栅双极型晶体IGBT管、复合晶体管及达林顿管中的一种或多种。

可选地，高频变压器T₁的次级绕组的线圈的个数至少为1个且抽头具有多种组合方式。

作为一个具体的实施例，如图3所示，当V_in＝5V、R₁＝1000Ω、R₂＝1000Ω、L₂＝10uH、C₂＝47nF、N_p及N_q的匝数均为17、N₁、N₂…及N_n均为19时，根据频率计算公式

得到自激变换器的振荡频率为215kHz，约3.87ms即可完成起振，根据公式V_out＝V_in×n₂÷n₁，由于电路存在损耗，最终的得到输出电压也为5V。

作为另一具体的实施例，如图3所示，R₁或R₂的值可以通过2个电阻的并联或串联得到，L₂的值可以通过2个或多个电感并联或串联得到，C₂的值可以由2个或多个电容并联或串联的组合得到。

本发明实施例提供的自激变换器的工作流程如下：

通过R₁或R₂对L₂及C₂充电，当L₂处于上正下负时，Q₁导通，反之，则Q₂导通，L₂及C₂组成的谐振回路改变极性放电后，通过R₁或R₂对其进行充电，从而实现交替导通Q₁及Q₂以完成变换器的自激振荡过程。

如图4所示，本发明实施例提供的自激变换器包括：

直流电源V₂、电容C₄、电容C₅、电容C₆、电感L₃、电感L₄、开关管Q₃、开关管Q₄、电阻R₃、电阻R₄及高频变压器T₂，其中，开关管Q₃及开关管Q₄为N-MOS管。

电阻R₃的一端与开关管Q₄的漏极连接，另一端与开关管Q₃的栅极连接；

电阻R₄的一端与开关管Q₃的漏极连接，另一端与开关管Q₄的栅极连接；

电感L₄的一端与开关管Q₃的栅极连接，另一端与开关管Q₄的栅极连接；

电容C₅的一端与开关管Q₃的栅极连接，另一端与开关管Q₄的栅极连接；

开关管Q₃的源极接地；

开关管Q₄的源极接地；

开关管Q₃的漏极接变压器T₂的N_u正端抽头；

开关管Q₄的漏极接变压器T₂的N_v负端抽头；

电感L₃一端接电源V₂的正极，另一端接高频变压器T₂输入端的中心抽头；

高频变压器T₂的初级绕组包括线圈N_u及线圈N_v、次级绕组包括线圈N_t1、N_t2…及N_tn，其中n为大于等于1的自然数。

其中，高频变压器T₁及T₂的输出由多种线圈抽头组合而成的。

可选地，开关管Q₃及开关管Q₄还可以为PNP型三极管、P-MOS管、绝缘栅双极型晶体IGBT管、复合晶体管及达林顿管中的一种或多种。

本发明实施例提供的自激变换器，通过在现有技术的基础上添加电阻、电感及电容并创建了电阻、电感及电容与开关管的接线方法，能够产生稳定及较高的振荡频率，使得输出端输出的纹波电压较低，同时能够减小高频变压器的体积，降低了制造成本。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。