[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DC-DC或DC-AC变换器，特别涉及用于工业控制与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，这也是实现高频转换控制电路的开端；部分电路来自1957年美国查赛（Jen Sen，有的地方译作“井森”)发明的自激式推挽双变压器电路，后被称为自振荡Jensen电路；这两种电路，后人统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 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。

图1-1为自激推挽式变换器常见应用，电路结构为Royer电路，其中与偏置电阻R1 并联的电容C1在很多场合可以省去，在ZL专利号为03273278.3，公开日期：2004年8月25日，名称为《自激推挽式变换器》文中，提供了一种带软启动功能的Royer电路，参见图2，解决了图1-1中电容C1在开机时对推挽用开关三极管的冲击。 

图1-2也是一种应用方式，电路结构仍为Royer电路，把原一只偏置电阻R1拆为两只R1u和R1d串联而已，多用于较高的工作电压输入。同样，与偏置电阻R1u 并联的电容C1在很多场合可以省去，故图1-2中电容C1以虚线绘制。

图3也是常见的Royer电路，简化了反馈绕组的绕法，其直流信号回路，晶体三极管TR1和TR2的工作点是一样的，但电路处于自激振荡状态时，晶体三极管TR1和TR2的工作有差异。在公开号US 2007182342 (A1)，公开日期为2007-08-09的《LCD BACKLIGHT DRIVER》中，使用的就是类似图3的Royer电路作为单元电路。而图4是图3电路的原形，图4的主要特征是使用两只偏置电阻R1a和R1b，分别置于推挽用开关三极管的基极到有效供电端；图3把原本两只偏置电阻R1a和R1b，简化为一只，是在图4基础上的一种节约成本方案。在公开号US 2006250822 (A1)，公开日期为2006-11-09的《Switching power supply apparatus》中，使用的就是类似图4的电阻偏置方法作为单元电路。

图5是常见的一种Royer电路。由于在供电回路中串入电感L1，且在推挽用开关三极管集电极之间并联一只电容CL，电路输出接近正弦波，常见于节能灯电子整流器等电路上，早期液晶显示器的背光源全部采用图5这种拓扑结构电路，同样，也可以简化反馈绕组的绕法，而采用类似图3、图4的变形方法。

Royer电路的振荡频率是电源电压的函数，在电子工业出版社的《开关电源的原理与设计》第68页第18行有描述，该书ISBN号 7-121-00211-6。其特点为：利用磁心饱和特性进行推挽振荡，耦合变压器输出波形为近似方波，电路的变换效率较高。图5的电路由于在供电回路中串入电感L1，且在推挽用开关三极管集电极之间并联一只电容CL，电路输出波形接近正弦波。

另一个与Royer电路相似的结构，就是开关驱动功能与主功率变压器脱离的电路，如图6所示。这个电路就是著名的自振荡Jensen电路，中文常音译为“井森”电路，电路的自振荡频率和驱动功能，改由磁饱和的变压器B2来实现，因此，主功率变压器B1能工作在不饱和状态。其中，C1或C1a一般只保留一只，C1a是C1的等效接法，但是接在C1a时，电路可以实现软启动，需要说明的是C1和C1a同时去除，电路也是可以工作的。`   

虽然B2出现磁饱和，因为B2体积小，磁饱和消耗的能量小，电路的总体效率高。与相同条件下的Royer电路比较，在工作电压、负载、温度发生变化时，Jensen电路的自振荡频率相对比较稳定。

当然，Jensen电路的应用较广，其电路的形式也多样，主要也是体现在图6中R1偏置方式的变化。