TWI312611B - Power supply circuit - Google Patents

Description

1312611 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ' 本發明係關於一種電源電路。 【先前技術】 電源電路被廣泛用於各種電器之電路中，為不同電路 提供工作電源。請參閱圖1，係一種先前技術之電源電路 之電路圖。該電源電路100包括一第一直流電源110、一 第二直流電源120、一變壓器130、一第一電晶體140、一 第二電晶體150、一脈衝產生積體電路160及一脈寬調變 積體電路170。該變壓器130包括一第一初級線圈131、第 二初級線圈132及一次級線圈133。該脈寬調變積體電路 170包括用於輸出方波脈衝之一脈衝輸出端171。該脈衝產 生積體電路160包括一脈衝接收端161及二脈衝輸出端 162、163。該第一電晶體130及第二電晶體140均為金屬 氧化物半導體場效電晶體（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，M0SFET)。 該第一電晶體140包括一源極S、一汲極D及一閘極 G。該第一電晶體140之源極S經由一電阻141接地，汲 極D串聯該第一初級線圈131後連接至該第一直流電源 110，閘極G連接至該脈衝產生積體電路160之一脈衝輸 出端162。 該第二電晶體150包括一源極S、一汲極D及一閘極 G。該第二電晶體之源極S接地，汲極D依次串聯該第二 初級線圈132及一電容151接地，閘極G連接至該脈衝產 1312611 生積體電路160之另一脈衝輸出端163。 _ 該脈衝產生積體電路160接收該脈寬調變積體電路 170產生之方波脈衝，並根據該方波脈衝由二脈衝輸出端 162、163分別輸出二相位相反之方波驅動脈衝。 該第二直流電源120為該脈衝產生積體電路160及該 脈寬調變積體電路170提供工作電源。 當該脈衝產生積體電路160之脈衝輸出端162輸出高 電壓，脈衝輸出端163輸出低電壓時，該第一電晶體140 ® 導通，該第二電晶體150截止。該第一直流電源110、該 第一初級線圈131、該第一電晶體140及該電阻141構成 第一迴路。第一初級線圈131電磁感應飽和之前，通過其 之電流線性增加。 當該脈衝產生積體電路160之該脈衝輸出端162輸出 低電壓、該脈衝輸出端163輸出高電壓時，該第一電晶體 140截止，該第二電晶體150導通。該第二初級線圈132、 該第二電晶體150及該電容151構成第二迴路並接地。存 ® 儲在第一初級線圈131内之電磁能量感應至該第二初級線 圈132，並藉由該第二迴路被釋放。該次級線圈133感應 該第一及第二初級線圈131、132後輸出一交流電壓。該交 流電壓經過整流濾波後用於驅動一負載電路。 該電源電路100中，採用之脈衝產生積體電路160成 本較高，進而導致該電源電路之成本亦較高。 【發明内容】 有鑑於此，提供一種成本較低之電源電路實為必要。 8 •1312611 ;—種電源電路，其包括一第一直流電源、一第二直流 電源、一變壓器、一第一電晶體、一第二電晶體、及一脈 衝反轉電路。該變壓器包括一第一初級線圈、第二初級線 圈及一次級線圈。該脈衝反轉電路包括一第三電晶體、一 第四電晶體、一偏置電阻及一二極體。該第一電晶體之源 極接地’其汲極串聯該第一初級線圈後連接至該第一直流 電源，其閘極接收一方波脈衝訊號。該第二電晶體之源極 接地，其汲極依次串聯該第二初級線圈及一電容接地。該 第三電晶體之射極連接至該第二電晶體之閘極，該第三電 晶體之基極連接至該第四電晶體之集極，該第三電晶體之 集極連接至該第一直流電源。該二極體之正極連接至該第 三電晶體之射極，該二極體之負極連接至該第三電晶體之 基極。該第四電晶體之集極串聯該偏置電阻後連接至該第 二直流電源，該第四電晶體之射極接地，該第四電晶體之 基極接收該方波脈衝訊號。其中，該次級線圈感應該第一 及第二初級線圈後輸出一交流電壓。 一種電源電路’其包括一第一直流電源、一第二直流 電源、一變壓器、一第一電晶體、一第二電晶體、一脈寬 調變積體電路及一脈衝反轉電路。該變壓器包括一第一初 級線圈、第·一初級線圈及一次級線圈。該脈寬調變積體電 路包括用於輸出方波脈衝訊號之一脈衝輸出端。該脈衝反 轉電路包括一第三電晶體、一第四電晶體、一偏置電阻及 一二極體。該第一電晶體之源極接地’其没極串聯該第一 初級線圈後連接至該第一直流電源，其閘極連接至該脈衝 9 1312611 輸出端。該第二電晶體之源極接地，其汲極依次串聯該第 二初級線圈及一電容接地。該第三電晶體之射極連接至該 -第二電晶體之閘極，該第三電晶體之基極連接至該第四電 晶體之集極，該第三電晶體之集極連接至該第二直流電 源。該二極體之正極連接至該第三電晶體之射極，該二極 體之負極連接至該第三電晶體之基極。該第四電晶體之集 極串聯該偏置電阻後連接至該第二直流電源，該第四電晶 體之射極接地，該第四電晶體之基極亦連接至該脈衝輸出 ® 端。其中，該次級線圈感應該第一及第二初級線圈後輸出 一交流電壓。 相較於先前技術，上述電源電路並無脈衝產生積體電 路，採用僅由第三電晶體、第四電晶體、偏置電阻及二極 體構成之該脈衝反轉電路實現與脈衝產生積體電路相同之 功能，因此該電源電路成本較低。 【實施方式】 請參閱圖2，係本發明電源電路第一實施方式之電路 鲁 圖。該電源電路200包括第一直流電源210、第二直流電 源220、一變壓器230、一第一電晶體240、一第二電晶體 250、一脈衝反轉電路260及一脈寬調變積體電路270。該 變壓器230包括一第一初級線圈231、第二初級線圈232 及一次級線圈233。該脈衝反轉電路260包括一第三電晶 體261、一第四電晶體262、一偏置電阻263及一二極體 264。該脈寬調變積體電路270包括用於輸出方波脈衝之一 脈衝輸出端271。該第一、第二直流電源均為12V。該偏 1312611 置電阻為5.1ΚΩ。該第一電晶體230及第二電晶體240均 為金屬氧化物半導體場效電晶體。該第三電晶體261及第 '四電晶體262均為NPN型電晶體。 該第一電晶體240之源極S接地，其汲極D串聯該第 一初級線圈231後連接至該第一直流電源210，其閘極G 連接至該脈衝輸出端271。 該第二電晶體250之源極S接地，其汲極D依次串聯 該第二初級線圈232及一電容251接地。 該第三電晶體261之射極e連接至該第二電晶體250 之閘極G，基極b連接至該第四電晶體262之集極c，集 極c連接至該第二直流電源220。 該第四電晶體262之集極c串聯該偏置電阻263後連 接至該第二直流電源220，射極e接地，基極b連接至該 脈衝輸出端271。 該二極體262之正極連接至該第三電晶體261之射極 e，該二極體262之負極連接至該第三電晶體261之基極b。 該電源電路之工作原理描述如下： 該脈寬調變積體電路270之脈衝輸出端271為高電壓 時，該第一電晶體240導通。該第一直流電源210、該第 一初級線圈231、該第一電晶體240構成第一迴路。第一 初級線圈231電磁感應飽和之前，通過其之電流線性增加。 因該脈衝輸出端271為高電壓，該第四電晶體262導 通，因此該第二電晶體250之閘極G依次經由該二極體 264及處於導通狀態之該第四電晶體262接地，則第二電 11 1312611 晶體250截止。 ' 該脈寬調變積體電路270之脈衝輸出端271為低電壓 •時，該第一電晶體240截止。 因該脈衝輸出端271為低電壓，該第四電晶體262截 止。該第三電晶體261之基極b經由該偏置電阻263連接 至該第二電源220，因此該第三電晶體261導通。該第二 電源220經由處於導通狀態之該第三電晶體261施加至該 第二電晶體250之閘極G，第二電晶體250導通。該第二 初級線圈232、該第二電晶體250及該電容251構成第二 迴路並接地。存儲在第一初級線圈231内之電磁能量感應 至該第二初級線圈232，並藉由該第二迴路被釋放。 該次級線圈233感應該第一及第二初級線圈231、232 後輸出一交流電壓。該交流電壓經過整流濾波後用於驅動 一負載電路（圖未示）。該脈衝輸出端271輸出之方波脈衝 之占空比可控制該交流電壓之幅度。 該電源電路200並無脈衝產生積體電路，採用僅由第 三電晶體261、第四電晶體262、偏置電阻263及二極體 264構成之該脈衝反轉電路260實現與脈衝產生積體電路 相同之功能，因此該電源電路200成本較低。 請參閱圖3,係本發明電源電路第二實施方式之電路 圖。該電源電路300與電源電路200不同之處在於：其進 一步包括一濾波電路380、一限流電阻341、一放電電阻 365及一放電電容366。 該濾波電路380包括一濾波電感381及一濾波電容 1312611 382。該濾波電感381串接於第一電源310與第一初級線圈 幻1之間，該濾波電感381與該第一初級線圈331之間一 電路節點經由該濾波電容382接地。該濾波電路380對第 一直流電源310進行濾波整流。 第一電晶體340經由該限流電阻341接地。該限流電 阻 341 為 0.22Ω。 該放電電阻365與該放電電容366並聯，第四電晶體 362之基極b經由該放電電阻365及該放電電容366連接 至一脈衝輸出端371。該放電電阻365及該放電電容366 用於加速該第四電晶體362之截止過程，其分別為3.9k Ω、1800pF ° 綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法 提出專利申請。惟，以上項所述者僅為本發明之較佳實施 例，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本 案技藝之人士，在援依本案創作精神所作之等效修飾或變 化，皆應包含於以下之申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係一種先前技術電源電路之電路圖。 圖2係本發明電源電路第一實施方式之電路圖。 圖3係本發明電源電路第二實施方式之電路圖。 【主要元件符號說明】 電源電路 200、300 第四電晶體 262、362 第一直流電源 210、310 偏置電阻 263 第二直流電源 220 二極體 264 1312611 一變壓器 230 脈寬調變積體電路270、 370 笫一初級線圈 231'331 脈衝輸出端 271、 371 第二初級線圈 232 限流電阻 341 次級線圈 233 放電電阻 365 第一電晶體 240、340 放電電容 366 第二電晶體 250 濾波電路 380 電容 251 濾波電感 381 脈衝反轉電路 260 濾波電容 382 第三電晶體 261

Claims (1)

1312611 十、申請專利範圍 ϊ·一種電源電路，其包括： -一第一直流電源； 一第二直流電源； 一變壓器，其包括一第_ 次級線圈； 第了電晶體’其源極接地，其汲極串聯該第-初級線

初級線圈、第二初級線圈及一 圈後連接至該第-直流電源，其閘極接收—方波脈衝 訊號； -第二電晶體’其源極接地’其汲極依次串聯該第二初 級線圈及一電容接地； 一脈衝反轉電路，該脈衝反轉電路包括一第三電晶體、 一第四電晶體、一偏置電阻及一二極體，該第三電晶 體之射極連接至該第二電晶體之閘極，該第三電晶體 之基極連接至該第四電晶體之集極，該第三電晶體之 集極連接至該第二直流電源，該二極體之正極連接至 該第三電晶體之射極，該二極體之負極連接至該第三 電晶體之基極，該第四電晶體之集極串聯該偏置電阻 後連接至該第二直流電源，該第四電晶體之射極接 地，該第四電晶體之基極接收該方波脈衝訊號； 其中，該次級線圈感應該第一及第二初級線圈後輸出一 交流電壓。 2.如申請專利範圍第1項所述之電源電路’其進一步包括 一限流電阻，該第一電晶體之源極經由該限流電阻接 15 .1312611 地0 3·如申凊專利範圍第2項所述之電源電路，其中，該限流 '電阻為0.22Ω。 4·如申請專利範圍第1項所述之電源電路，其進一步包括 —放電電阻及與該放電電阻並聯之一放電電容，該第四 電晶體之基極經由並聯之該放電電阻及該放電電容接 收該方波脈衝訊號。 5.如申請專利範圍第4項所述之電源電路，其中，該放電 電阻為3.9kQ，該放電電容為i8〇〇pF。 6·如申凊專利範圍第1項所述之電源電路，其進一步包括 —濾波電路，該濾波電路包括一濾波電感及一濾波電 令，該濾波電感串接於該第一電源與該第一初級線圈之 間，該濾波電感與該第一初級線圈之間一電路節點經由 該濾波電容接地。 7. 如申請專利範圍第1項所述之電源電路，其中，該偏置 電阻為5.1ΚΩ。 8. 如申請專利範圍第1項所述之電源電路，其中，該第一 及第二直流電源均為12V。 9·如申請專利範圍第1項所述之電源電路，其中，該該第 一電晶體及第二電晶體均為金屬氧化物半導體場效電 晶體。 10·如申請專利範圍第1項所述之電源電路，其中，該第三 電晶體、一第四電晶體均為NPN型電晶體。 U·—種電源電路，其包括： 1312611 一第一直流電源； ’一第二直流電源； 一脈寬調變積體電路，其包括一脈衝輸出端，用於輸出 一方波脈衝訊號； 一變壓器，其包括一第一初級線圈、第二初級線圈及一 次級線圈； 一第一電晶體，其源極接地，其汲極串聯該第一初級線 圈後連接至該第一直流電源，其閘極連接至該脈衝輸 出端； 一第二電晶體，其源極接地，其汲極依次串聯該第二初 級線圈及一電容接地； 一脈衝反轉電路，該脈衝反轉電路包括一第三電晶體、 一第四電晶體、一偏置電阻及一二極體，該第三電晶 體之射極連接至該第二電晶體之閘極，該第三電晶體 之基極連接至該第四電晶體之集極，該第三電晶體之 集極連接至該第二直流電源，該二極體之正極連接至 該第三電晶體之射極，該二極體之負極連接至該第三 電晶體之基極*該第四電晶體之集極串聯該偏置電阻 後連接至該第二直流電源，該第四電晶體之射極接 地，該第四電晶體之基極連接至該脈衝輸出端； 其中，該次級線圈感應該第一及第二初級線圈後輸出一 交流電壓。 12.如申請專利範圍第11項所述之電源電路，其進一步包 括一限流電阻，該第一電晶體之源極經由該限流電阻接 17 1312611 地。 13. 如申請專利範圍第12項所述之電源電路，其中，該限 '流電阻為0.22Ω。 14. 如申請專利範圍第n項所述之電源電路，其進一步包 括一放電電阻及與該放電電阻並聯之一放電電容，該第 四電晶體之基極經由並聯之該放電電阻及該放電電容 接收該方波脈衝訊號。 15·如申請專利範圍第14項所述之電源電路，其中，該放 電電阻為3.9kQ，該放電電容為1800pF。 16·如申請專利範圍第n項所述之電源電路，其進一步包 括一濾波電路，該滤波電路包括一滤波電感及一遽波電 容，該濾波電感串接於該第一電源與該第一初級線圈之 間’該濾波電感與該第一初級線圈之間一電路節點經由 該濾波電容接地。 17·如申請專利範圍第11項所述之電源電路，其中，該偏 置電阻為5.1ΚΩ。 18·如申請專利範圍第11項所述之電源電路，其中，該第 及第一直流電源均為12 V。 19·如申請專利範圍第1項所述之電源電路，其中，該該第 電晶體及第二電晶體均為金屬氧化物半導體場效電 晶體。 2〇·如申請專利範圍第11項所述之電源電路，其中，該第 二電晶體、一第四電晶體均為NPN型電晶體。 18