CN102891624A - 脉冲功率稳定输出装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种脉冲功率稳定输出装置，包括PWM/PFM驱动单元，其特征在于：所述PWM/PFM驱动单元输出端连接一晶体管的控制端；所述晶体管的一端连接一电阻的一端和一比较器的正输入端；所述电阻另一端接地；所述比较器的负输入端连接一脉动基准发生单元的输出端，所述比较器的输出端连接所述PWM/PFM驱动单元的控制端；所述晶体管的另一端连接一储能电感线圈的一端；所述储能电感线圈的另一端连接一全桥整流电路的输出端正极和所述脉动基准发生单元的输入端；所述全桥整流电路的输入端连接市电输入。该装置输出功率稳定，并且具有电路结构简单，制作工艺简单，制作成本低等优点。

Description

脉冲功率稳定输出装置
技术领域
本发明涉及一种脉冲功率输出装置，尤其是一种脉冲功率稳定输出装置。
背景技术
目前，为了使功率输出比较稳定且功率因素高，一般都采用乘法器结合比较器来控制PWM/PFM驱动单元的方法。但是，利用该方法制作的装置，结构复杂，生产工艺复杂，成本较高。如图1所示，图1是现有的脉冲功率输出装置原理图。请参照图1，该装置中，第一比较器通过对比基准电压与输入电压，将输出结果输入到一乘法器中，该乘法器根据该结果以及一乘法信号进行相应的运算后将结果输入到一第二比较器中，该第二比较器由一控制信号控制，从而控制一PWM/PFM驱动单元。该PWM/PFM驱动单元输出一高电平或一低电平，用以控制晶体管    Q的通断，从而控制变压器T为负载供电，实现高功率因素，但无法同步实现功率稳定输出，需要对输出功率进行检测后反馈给PWM/PFM驱动单元进行控制。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种脉冲功率稳定输出装置，使该装置输出更加稳定，并且电路结构更加简单。
本发明采用以下方案实现：一种脉冲功率稳定输出装置，包括PWM/PFM驱动单元(即脉冲宽度调制器或者脉冲频率调制器)，其特征在于：所述PWM/PFM驱动单元输出端连接一晶体管的控制端；所述晶体管的一端连接一电阻的一端和一比较器的正输入端；所述电阻另一端接地；所述比较器的负输入端连接一脉动基准发生单元的输出端，所述比较器的输出端连接所述PWM/PFM驱动单元的控制端；所述晶体管的另一端连接一储能电感线圈的一端；所述储能电感线圈的另一端连接一全桥整流电路的输出端正极和所述脉动基准发生单元的输入端；所述全桥整流电路的输入端连接市电输入。
在本发明一实施例中，所述脉动基准发生单元，包括一比较器，其特征在于：所述比较器的输出端连接一第一电阻的一端、一第二电阻的一端和一二极管的正极端，所述比较器的负输入端连接一电容的一端和所述二极管的负极端，所述比较器的正输入端连接一基准电压；所述第二电阻的另一端接地；所述电容的另一端接地；所述第一电阻的另一端作为所述脉动基准发生装置的输入端；所述比较器的输出端作为所述脉动基准发生装置的输出端。
在本发明一实施例中，还包括一供电线圈，所述供电线圈的一端接地，所述供电线圈的另一端经过一整流滤波网络连接所述脉动基准发生单元的电源端和PWM/PFM驱动单元的电源端，所述供电线圈与所述储能线圈绕制在同一磁芯上。
在本发明一实施例中，还包括一启动电路，所述启动电路的输入端连接所述全桥整流电路的输出端，所述启动电路的输出端连接所述脉动基准发生单元的电源端和PWM/PFM驱动单元的电源端。
在本发明一实施例中，还包括一整流滤波网络，所述整流滤波网络的输入端连接所述电阻的一端，所述整流滤波网络的输出端连接所述比较器的正输入端。
在本发明一实施例中，还包括一负载和一功率输出线圈，所述功率输出线圈经过一整流滤波网络为所述负载供电，所述功率输出线圈与所述储能线圈绕制在同一磁芯上。
在本发明一实施例中，还包括一负载，所述负载的输入端连接所述全桥整流电路的输出端正极，所述负载的输出端连接所述储能线圈的另一端；所述储能线圈经过一整流滤波网络为所述负载供电。
在本发明一实施例中，所述晶体管是MOS管；所述MOS管的栅极作为所述晶体管的控制端，所述MOS管的源极作为所述晶体管的一端，所述MOS管的漏极作为所述晶体管的另一端。
在本发明一实施例中，所述晶体管是三极管；所述三极管的基极作为所述晶体管的控制端，所述三极管的发射极作为所述晶体管的一端，所述三极管的集电极作为所述晶体管的另一端
本发明的脉冲功率稳定输出装置具有输出功率稳定，电路结构简单，制作工艺简单，制作成本低等优点。
附图说明
图1是现有的脉冲功率输出装置原理图。
图2是本发明一种脉冲功率稳定输出装置原理图。
图3是本发明实施例中一种脉冲功率稳定输出装置中脉动基准发生单元的原理图。
图4是本发明一种脉冲功率稳定输出装置一实施例原理图。
图5是本发明一种脉冲功率稳定输出装置另一实施例原理图。
图6是本发明市电输入电压Vin、脉动基准电压Vf和经过由第三二极管D3和第三电容C3组成的整流滤波网络后的电压V3同步的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。
本实施例提供一种脉冲功率稳定输出装置，包括PWM/PFM驱动单元，其特征在于：所述PWM/PFM驱动单元输出端连接一晶体管的控制端；所述晶体管的一端连接一电阻的一端和一比较器的正输入端；所述电阻另一端接地；所述比较器的负输入端连接一脉动基准发生单元的输出端，所述比较器的输出端连接所述PWM/PFM驱动单元的控制端；所述晶体管的另一端连接一储能电感线圈的一端；所述储能电感线圈的另一端连接一全桥整流电路的输出端正极和所述脉动基准发生单元的输入端；所述全桥整流电路的输入端连接市电输入。
如图2所示，图2是本发明一种脉冲功率稳定输出装置原理图。请参照图2，本实施例提供一种脉冲功率稳定输出装置，包括PWM/PFM驱动单元3，其特征在于：所述PWM/PFM驱动单元3输出端连接一晶体管Q的控制端；所述晶体管Q的一端连接一电阻R的一端和一比较器2的正输入端；所述电阻R另一端接地；所述比较器2的负输入端连接一脉动基准发生单元1的输出端，所述比较器2的输出端连接所述PWM/PFM驱动单元3的控制端；所述晶体管Q的另一端连接一储能电感线圈L的一端；所述储能电感线圈L的另一端连接一全桥整流电路的输出端正极和所述脉动基准发生单元1的输入端；所述全桥整流电路的输入端连接市电输入Vin。
如图3所示，图3是本发明实施例中一种脉冲功率稳定输出装置中脉动基准发生单元的原理图。请参照图3，本实施例提供一种脉动基准发生单元，包括一比较器，其特征在于：所述比较器的输出端连接一第一电阻R1的一端、一第二电阻R2的一端和一二极管D的正极端，所述比较器的负输入端连接一电容C的一端和所述二极管D的负极端，所述比较器的正输入端连接一基准电压，所述基准电压的稳压值为0.7V；所述第二电阻R2的另一端接地；所述电容C的另一端接地；所述第一电阻R1的另一端作为所述脉动基准发生装置的输入端；所述比较器的输出端作为所述脉动基准发生装置的输出端。
如图4所示，图4是本发明一种脉冲功率稳定输出装置一实施例原理图。请参照图4，本实施例提供一种脉冲功率稳定输出装置，包括PWM/PFM驱动单元3，其特征在于：所述PWM/PFM驱动单元3输出端连接一MOS管Q的栅极；所述MOS管Q的源极连接一电阻R的一端和一由第三二极管D3和第三电容C3组成的整流滤波网络的输入端；所述由第三二极管D3和第三电容C3组成的整流滤波网络的输出端连接一比较器2的正输入端；所述电阻R另一端接地；所述比较器2的负输入端连接一脉动基准发生单元1的输出端，所述比较器2的输出端连接所述PWM/PFM驱动单元3的控制端；所述MOS管Q的漏极连接一变压器T初级线圈的第二端；所述变压器T初级线圈的第一端连接一负载4的输出端；所述负载4的输入端连接一全桥整流电路的输出端和所述脉动基准发生单元1的输入端；所述全桥整流电路的输入端连接市电输入Vin。还包括一供电线圈，所述供电线圈第二端接地，所述供电线圈第一端经过一由第二二极管D2和第二电容C2组成的整流滤波网络连接所述脉动基准发生单元1的电源端和PWM/PFM驱动单元3的电源端。还包括一启动电路5，所述启动电路5的输入端连接所述全桥整流电路的输出端，所述启动电路5的输出端连接所述脉动基准发生单元1的电源端和PWM/PFM驱动单元3的电源端。还包括一由第一二极管D1和第一电容C1组成的整流滤波网络，所述变压器T初级线圈经过该网络为所述负载4供电。
如图5所示，图5是本发明一种脉冲功率稳定输出装置另一实施例原理图。请参照图5，本实施例提供一种脉冲功率稳定输出装置，包括PWM/PFM驱动单元3，其特征在于：所述PWM/PFM驱动单元3输出端连接一NPN型三极管Q的基极；所述NPN型三极管Q的发射极连接一电阻R的一端和一由第三二极管D3和第三电容C3组成的整流滤波网络的输入端；所述由第三二极管D3和第三电容C3组成的整流滤波网络的输出端连接一比较器2的正输入端；所述电阻R另一端接地；所述比较器2的负输入端连接一脉动基准发生单元1的输出端，所述比较器2的输出端连接所述PWM/PFM驱动单元3的控制端；所述NPN型三极管Q的集电极连接一变压器T初级线圈的第二端；所述变压器T初级线圈的第一端连接一全桥整流电路的输出端和所述脉动基准发生单元1的输入端；所述全桥整流电路的输入端连接市电输入Vin。还包括一供电线圈，所述供电线圈第二端接地，所述供电线圈第一端经过一由第二二极管D2和第二电容C2组成的整流滤波网络连接所述脉动基准发生单元1的电源端和PWM/PFM驱动单元3的电源端。还包括一启动电路5，所述启动电路5的输入端连接所述全桥整流电路的输出端，所述启动电路5的输出端连接所述脉动基准发生单元1的电源端和PWM/PFM驱动单元3的电源端。还包括一负载4，所述变压器T的功率输出线圈经过一由第一二极管D1和第一电容C1组成的整流滤波网络为所述负载4供电。
请继续参照图5，下面说明上述实施例的原理如下：
启动该装置时，市电输入Vin经过一全桥整流电路后通过启动电路5为电容C2充电并为脉动基准发生单元1和PWM/PFM驱动单元3提供电压。PWM/PFM驱动单元3输出一高电平到NPN型三极管Q的基极使其导通，此时，市电输入Vin经过全桥整流电路后通过变压器T初级线圈，再经过NPN型三极管Q，流经一电阻R到地，形成一个电流通路。因为电阻R的电流取样作用，电阻R两端电压通过由二极管D3和电容C3组成的整流滤波网络为比较器2提供一个正输入端的反馈电压。该反馈电压由于变压器T的初级线圈的存在，会随着电路的启动而慢慢变大，直到该反馈电压大于脉动基准发生单元1为比较器2的负输入端提供的脉动基准电压时，控制比较器2输出一高电平，该高电平控制PWM/PFM驱动单元3输出一低电平。NPN型三极管Q的基极因施加了低电平而载止，变压器T的功率输出线圈开始向负载释放能量，供电线圈也向电容C2充电。当变压器T的供电线圈输出电压因能量释放完毕而降为0V时，PWM/PFM驱动单元的输出电压又恢复为高电压，进入下一个循环。如图6所示，因为脉动基准电压Vf与市电输入电压Vin同步且稳定，所以电阻R上取样的电流的峰值包络电压经过由第三二极管D3和第三电容C3组成的整流滤波网络后的电压V3与市电同步且稳定，实现功率输出稳定。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1. 一种脉冲功率稳定输出装置，包括PWM/PFM驱动单元，其特征在于：所述PWM/PFM驱动单元输出端连接一晶体管的控制端；所述晶体管的一端连接一电阻的一端和一比较器的正输入端；所述电阻另一端接地；所述比较器的负输入端连接一脉动基准发生单元的输出端，所述比较器的输出端连接所述PWM/PFM驱动单元的控制端；所述晶体管的另一端连接一储能电感线圈的一端；所述储能电感线圈的另一端连接一全桥整流电路的输出端正极和所述脉动基准发生单元的输入端；所述全桥整流电路的输入端连接市电输入。
2. 根据权利要求1所述的脉冲功率稳定输出装置，其特征在于：所述脉动基准发生单元，包括一比较器，其特征在于：所述比较器的输出端连接一第一电阻的一端、一第二电阻的一端和一二极管的正极端，所述比较器的负输入端连接一电容的一端和所述二极管的负极端，所述比较器的正输入端连接一基准电压；所述第二电阻的另一端接地；所述电容的另一端接地；所述第一电阻的另一端作为所述脉动基准发生装置的输入端；所述比较器的输出端作为所述脉动基准发生装置的输出端。
3. 根据权利要求1所述的脉冲功率稳定输出装置，其特征在于：还包括一供电线圈，所述供电线圈的一端接地，所述供电线圈的另一端经过一整流滤波网络连接所述脉动基准发生单元的电源端和PWM/PFM驱动单元的电源端，所述供电线圈与所述储能线圈绕制在同一磁芯上。
4. 根据权利要求3所述的脉冲功率稳定输出装置，其特征在于：还包括一启动电路，所述启动电路的输入端连接所述全桥整流电路的输出端，所述启动电路的输出端连接所述脉动基准发生单元的电源端和PWM/PFM驱动单元的电源端。
5. 根据权利要求1所述的脉冲功率稳定输出装置，其特征在于：还包括一整流滤波网络，所述整流滤波网络的输入端连接所述电阻的一端，所述整流滤波网络的输出端连接所述比较器的正输入端。
6. 根据权利要求1所述的脉冲功率稳定输出装置，其特征在于：还包括一负载和一功率输出线圈，所述功率输出线圈经过一整流滤波网络为所述负载供电，所述功率输出线圈与所述储能线圈绕制在同一磁芯上。
7. 根据权利要求1所述的脉冲功率稳定输出装置，其特征在于：还包括一负载，所述负载的输入端连接所述全桥整流电路的输出端正极，所述负载的输出端连接所述储能线圈的另一端；所述储能线圈经过一整流滤波网络为所述负载供电。
8. 根据权利要求1所述的脉冲功率稳定输出装置，其特征在于：所述晶体管是MOS管；所述MOS管的栅极作为所述晶体管的控制端，所述MOS管的源极作为所述晶体管的一端，所述MOS管的漏极作为所述晶体管的另一端。
9.根据权利要求1所述的脉冲功率稳定输出装置，其特征在于：所述晶体管是三极管；所述三极管的基极作为所述晶体管的控制端，所述三极管的发射极作为所述晶体管的一端，所述三极管的集电极作为所述晶体管的另一端。
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