專(zhuān)利名稱(chēng)：待機(jī)模式下功耗更小的電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于可工作在活動(dòng)模式和待機(jī)模式下的電子設(shè)備的電 源。特別地，本發(fā)明涉及一種用于可工作在活動(dòng)模式和待機(jī)模式下的電子 設(shè)備的電源，這種電源在待機(jī)模式下功耗極低。
背景技術(shù)：
很多電子設(shè)備有兩種工作模式活動(dòng)模式和待機(jī)模式，在活動(dòng)模式下 有負(fù)載連接到輸出，在待機(jī)模式下沒(méi)有負(fù)載(實(shí)際上有極小的負(fù)載)連接到 輸出。在活動(dòng)模式下提供的功率應(yīng)足以使設(shè)備執(zhí)行其通常的功能，而在待 機(jī)模式下消耗的功率應(yīng)當(dāng)最小大多數(shù)情況下剛剛足以使設(shè)備在必要時(shí)切 換回到活動(dòng)模式。
節(jié)約能源和降低功耗日益變得重要，因此越來(lái)越需要在待機(jī)模式下功 耗最小的電源。這種電源在很多場(chǎng)合下得到應(yīng)用，例如，作為電子設(shè)備(例 如電視機(jī)、洗衣機(jī))中的或者用于供電以檢測(cè)電子設(shè)備是否連接并且接通主 電源的外部電源中的(例如電話放在支架中充電的便攜式電話充電器中的) 待機(jī)電源。
注意，在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)"無(wú)負(fù)載模式"和"待機(jī)模式"可互換 使用。雖然嚴(yán)格來(lái)講待機(jī)時(shí)輸出負(fù)載不為零，但是對(duì)于所有的實(shí)用目的來(lái) 說(shuō)負(fù)載極小并且可以被近似為零。
圖1示出在具有待機(jī)模式的設(shè)備的電源中使用的變壓器的一種傳統(tǒng)配 置，用于逐步降低AC電源輸出的電壓。變壓器101包括初級(jí)繞組101a和
次級(jí)繞組101b、 101c和101d。初級(jí)繞組101a經(jīng)由開(kāi)關(guān)105連接到AC電 源103。當(dāng)開(kāi)關(guān)105閉合時(shí)，電力被提供給變壓器101。次級(jí)繞組101b向 待機(jī)電路107提供電源電壓，而次級(jí)繞組101c和101d分別經(jīng)由開(kāi)關(guān)111 和113向主設(shè)備109(即輸出負(fù)載)提供電源電壓。通過(guò)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)111和
113，可將主設(shè)備109置于待機(jī)模式下，使得電源電壓不再提供給主設(shè)備 109。通過(guò)遙控或者一些其它形式的控制(例如給定時(shí)間周期后自動(dòng)待機(jī))， 這些開(kāi)關(guān)lll和113可直接通過(guò)待機(jī)電路107操作。
變壓器(例如圖1中的變壓器IOI)的設(shè)計(jì)基于活動(dòng)模式下設(shè)備的電力要 求。如果設(shè)備被配置為進(jìn)行多個(gè)各自要求不同功率輸入的不同任務(wù)，則變 壓器的設(shè)計(jì)也有不同。 一旦確定了設(shè)備在活動(dòng)模式下的最大電力要求，則 變壓器被設(shè)計(jì)為最經(jīng)濟(jì)地(例如使用的材料數(shù)量可能最少)、并且溫升最小 地供應(yīng)最大功率電力(針對(duì)至少某些時(shí)候)。
再參照?qǐng)D1，當(dāng)用戶(hù)將設(shè)備置于待機(jī)模式時(shí)，待機(jī)電路通過(guò)斷開(kāi)開(kāi)關(guān) 111和113來(lái)切斷主設(shè)備109的電源。在待機(jī)模式下，待機(jī)電路只需少量 電力大多數(shù)情況下，剛剛足以使設(shè)備能夠切換回到活動(dòng)模式。因此，在 待機(jī)模式下，變壓器101實(shí)際上遠(yuǎn)超所需，這意味著變壓器的運(yùn)行效率很 低。在這種情況下，大部分功耗是因變壓器本身初級(jí)繞組的無(wú)負(fù)載損耗引 起的。這些無(wú)負(fù)載損耗主要包括鐵芯損耗和銅損，其中鐵芯損耗包括磁芯 中的磁滯損耗和渦流損耗，銅損是由于電流流過(guò)具有一定電阻的繞組銅線 引起的。下面將進(jìn)一步討論這三種損耗。
圖2示出被施加了電壓的磁芯上具有N個(gè)線匝的感應(yīng)線圈。這是在無(wú) 負(fù)載模式下變壓器(例如圖1中的變壓器IOI)的初級(jí)繞組的非常近似。
根據(jù)法拉第定律，電壓與磁通的變化率成比例
其中v是所施加的電壓，N是初級(jí)繞組中的線匝數(shù)目，-是穿過(guò)繞組 的總磁通。
如果我們?nèi)☆l率為w的正弦輸入電壓，即具有形式^V^rcos^的電 壓，將其代入方程式(l)，得到
<formula>formula see original document page 6</formula> (2)
如果我們?nèi)【鶆虻拇磐ǚ植?，則磁通密度B為<formula>formula see original document page 7</formula>
其中A是鐵芯的橫截面面積。
將方程式(3)代入方程式(2)，得到
<formula>formula see original document page 7</formula>
胸
當(dāng)sin^-l時(shí)給出最大磁通密度Bmax。這樣得到
<formula>formula see original document page 7</formula>上述三種損耗(磁滯損耗、渦流損耗以及銅損)由下面的方程式(5)、 (6) 禾口(7)給出。
磁滯損耗Ph為<formula>formula see original document page 7</formula>
其中f是勵(lì)磁頻率，"是斯坦梅茨指數(shù)，取決于鐵芯所用材料的具體
特性(通常在1.6與2.0之間)，&是取決于鐵芯材料具體特性的另外一個(gè)常數(shù)。
渦流損耗Pe為
<formula>formula see original document page 7</formula>其中f是勵(lì)磁頻率，^是取決于鐵芯材料具體特性的常數(shù)。
銅損Pcu為
<formula>formula see original document page 7</formula>
其中/^5是通過(guò)繞組的均方根電流，R是繞組的有效阻抗。
根據(jù)方程式(5)，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)于磁滯損耗
c腿r并且
根據(jù)方程式(6)，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)于渦流損耗
也就是說(shuō)，鐵芯損耗Ph和Pe隨著B(niǎo)m^增加而增加，但是隨著線匝數(shù)
目N增加而減少。
根據(jù)上面所述，讀者可假定，為了盡可能降低Bmax，從而降低鐵芯損
耗，必須將變壓器設(shè)計(jì)為繞組中有盡量多的線匝。但是情況并非如此，因 為變壓器的設(shè)計(jì)基于設(shè)備在活動(dòng)模式下的電力要求，并且變壓器的目的是 最經(jīng)濟(jì)地供應(yīng)所需電力。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于能工作在活動(dòng)模式和待機(jī)模式
下的電子設(shè)備的電源，所述電源包括變壓器，在初級(jí)側(cè)包括初級(jí)繞組， 在次級(jí)側(cè)包括次級(jí)繞組，其中，所述初級(jí)繞組能連接到AC電源，并被配
置為當(dāng)所述電子設(shè)備處于活動(dòng)模式時(shí)包括N個(gè)線匝，而當(dāng)所述電子設(shè)備處 于待機(jī)模式時(shí)包括超過(guò)N個(gè)線匝，以及其中，所述次級(jí)側(cè)的電路被配置為 在活動(dòng)模式期間向所述電子設(shè)備提供輸出電壓。
因?yàn)樵诖龣C(jī)模式期間初級(jí)側(cè)的線匝數(shù)目增加，所以這樣就降低了待機(jī) 模式期間的損耗。
在第一實(shí)施例中，所述電源在所述初級(jí)側(cè)還包括第二初級(jí)繞組，所述 兩個(gè)初級(jí)繞組被配置為當(dāng)所述電子設(shè)備處于活動(dòng)模式時(shí)并聯(lián)連接，而當(dāng)所 述電子設(shè)備處于待機(jī)模式時(shí)串聯(lián)連接。
當(dāng)兩個(gè)初級(jí)繞組串聯(lián)連接時(shí)，初級(jí)側(cè)線匝的總數(shù)大于兩個(gè)初級(jí)繞組并 聯(lián)連接時(shí)的數(shù)目。因此，在活動(dòng)模式期間，第一初級(jí)繞組包括N個(gè)線匝， 但是在待機(jī)模式期間，當(dāng)?shù)诙跫?jí)繞組與第一初級(jí)繞組串聯(lián)連接時(shí)，第一 初級(jí)繞組有效地包括了超過(guò)N個(gè)線匝。因此，待機(jī)模式期間初級(jí)側(cè)線匝數(shù) 目大于活動(dòng)模式中的線匝數(shù)目。線匝數(shù)目的這種增加降低了待機(jī)模式期間 的功耗。當(dāng)然，在次級(jí)側(cè)多于兩個(gè)繞組(數(shù)目隨意，例如3個(gè)、4個(gè)、5個(gè) 等等)也可以，在這種情況下，這些繞組的連接方式應(yīng)當(dāng)使得當(dāng)設(shè)備處于待 機(jī)模式時(shí)比設(shè)備處于活動(dòng)模式時(shí)有更多的總匝數(shù)。
優(yōu)選地，所述兩個(gè)初級(jí)繞組能經(jīng)由開(kāi)關(guān)電路連接到所述AC電源，所 述開(kāi)關(guān)電路具有第一配置和第二配置，在所述第一配置中所述兩個(gè)初級(jí)繞 組并聯(lián)連接，在所述第二配置中所述兩個(gè)初級(jí)繞組串聯(lián)連接。
在第一實(shí)施例中，所述次級(jí)側(cè)可包括觸發(fā)器，所述觸發(fā)器用于將所述 電子設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待機(jī)模式以及從待機(jī)模式切換到活動(dòng)模式。在
該配置下，所述兩個(gè)初級(jí)繞組能經(jīng)由開(kāi)關(guān)電路連接到所述AC電源，所述
開(kāi)關(guān)電路具有第一配置和第二配置，在所述第一配置中所述兩個(gè)初級(jí)繞組 并聯(lián)連接，在所述第二配置中所述兩個(gè)初級(jí)繞組串聯(lián)連接，并且所述觸發(fā) 器被配置為當(dāng)所述電子設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待機(jī)模式時(shí)將所述開(kāi)關(guān)電路 從所述第一配置切換到所述第二配置，當(dāng)所述電子設(shè)備從待機(jī)模式切換到 活動(dòng)模式時(shí)將所述開(kāi)關(guān)電路從所述第二配置切換到所述第一配置。
這樣，當(dāng)用戶(hù)將電子設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待機(jī)模式時(shí)，觸發(fā)器將開(kāi) 關(guān)電路從第一配置(其中兩個(gè)初級(jí)繞組并聯(lián)連接)切換到第二配置(其中兩個(gè) 初級(jí)繞組串聯(lián)連接)。當(dāng)用戶(hù)將電子設(shè)備從待機(jī)模式切換到活動(dòng)模式時(shí)，觸 發(fā)器將開(kāi)關(guān)電路從第二配置切換到第一配置。
觸發(fā)器可連接到開(kāi)關(guān)電路?；蛘?，可以通過(guò)遙控由待機(jī)電路控制開(kāi)關(guān) 電路。
在第二實(shí)施例中，所述電源在所述初級(jí)側(cè)還包括第二初級(jí)繞組，當(dāng)所 述電子設(shè)備處于活動(dòng)模式時(shí)，只有所述第一初級(jí)繞組連接，當(dāng)所述電子設(shè) 備處于待機(jī)模式時(shí)，所述第一初級(jí)繞組和第二初級(jí)繞組串聯(lián)連接。
當(dāng)兩個(gè)初級(jí)繞組串聯(lián)連接時(shí)，初級(jí)側(cè)的線匝總數(shù)大于當(dāng)兩個(gè)初級(jí)繞組
只有其中一個(gè)連接時(shí)的線匝數(shù)目。因此在活動(dòng)模式期間，初級(jí)繞組包括N 個(gè)線匝，但是在待機(jī)模式期間，當(dāng)?shù)诙跫?jí)繞組與第一初級(jí)繞組串聯(lián)連接 時(shí)，初級(jí)繞組有效地包括了超過(guò)N個(gè)線匝。線匝數(shù)目的這種增加降低了待 機(jī)模式期間的功耗。當(dāng)然，在次級(jí)側(cè)多于兩個(gè)繞組也可以，在這種情況 下，這些繞組的連接方式應(yīng)當(dāng)使得當(dāng)設(shè)備處于待機(jī)模式時(shí)比設(shè)備處于活動(dòng) 模式時(shí)有更多的總匝數(shù)。
優(yōu)選地，所述兩個(gè)初級(jí)繞組能經(jīng)由開(kāi)關(guān)電路連接到所述AC電源，所 述開(kāi)關(guān)電路具有第一配置和第二配置，在所述第一配置中只有所述第一初 級(jí)繞組連接，在所述第二配置中所述第一初級(jí)繞組和第二初級(jí)繞組串聯(lián)連 接。
在第二實(shí)施例中，所述次級(jí)側(cè)可包括觸發(fā)器，所述觸發(fā)器用于將所述 電子設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待機(jī)模式以及從待機(jī)模式切換到活動(dòng)模式。在
該配置下，所述兩個(gè)初級(jí)繞組能經(jīng)由開(kāi)關(guān)電路連接到所述AC電源，所述
開(kāi)關(guān)電路具有第一配置和第二配置，在所述第一配置中只有所述第一初級(jí) 繞組連接，在所述第二配置中所述第一初級(jí)繞組和第二初級(jí)繞組串聯(lián)連 接，并且所述觸發(fā)器被配置為當(dāng)所述電子設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待機(jī)模式 時(shí)將所述開(kāi)關(guān)電路從所述第一配置切換到所述第二配置，當(dāng)所述電子設(shè)備 從待機(jī)模式切換到活動(dòng)模式時(shí)將所述開(kāi)關(guān)電路從所述第二配置切換到所述 第一配置。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述次級(jí)側(cè)包括第一次級(jí)繞組和第二次級(jí)繞組。在 該實(shí)施例中，所述第一次級(jí)繞組可連接到觸發(fā)器，所述觸發(fā)器用于將所述 電子設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待機(jī)模式以及從待機(jī)模式切換到活動(dòng)模式，并 且所述第二次級(jí)繞組可以配置為向所述電子設(shè)備提供所述輸出電壓。
所述第二次級(jí)繞組可以經(jīng)由開(kāi)關(guān)連接到所述電子設(shè)備，并且所述開(kāi)關(guān) 能可以通過(guò)所述觸發(fā)器操作。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述次級(jí)側(cè)還包括第三繞組，所述第一繞組連接所 述觸發(fā)器，所述第二繞組和所述第三繞組都被配置為向所述電子設(shè)備提供 所述輸出電壓。
在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)用戶(hù)將所述設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待機(jī)模式時(shí)， 所述觸發(fā)器斷開(kāi)所述第二次級(jí)繞組與所述電子設(shè)備之間的開(kāi)關(guān)，并將所述 初級(jí)側(cè)的所述開(kāi)關(guān)電路從第一配置(其中兩個(gè)初級(jí)繞組并聯(lián)連接，或者兩個(gè) 初級(jí)繞組中只有其中一個(gè)連接)切換到第二配置(其中兩個(gè)初級(jí)繞組串聯(lián)連 接)。當(dāng)用戶(hù)將所述設(shè)備切換回到活動(dòng)模式時(shí)，所述觸發(fā)器將所述初級(jí)側(cè)的 所述開(kāi)關(guān)電路從第二配置(其中兩個(gè)初級(jí)繞組串聯(lián)連接)切換到第一配置(其 中兩個(gè)初級(jí)繞組并聯(lián)連接，或者只有其中一個(gè)初級(jí)繞組連接)，并閉合所述 第二次級(jí)繞組與所述電子設(shè)備之間的開(kāi)關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于能工作在活動(dòng)模式和待機(jī)模式
下的電子設(shè)備的電源的變壓器，所述變壓器包括在初級(jí)側(cè)的初級(jí)繞組， 所述初級(jí)繞組能連接到AC電源，并被配置為當(dāng)所述電子設(shè)備處于活動(dòng)模
式時(shí)包括N個(gè)線匝，而當(dāng)所述電子設(shè)備處于待機(jī)模式時(shí)包括超過(guò)N個(gè)線
匝；以及在次級(jí)側(cè)的次級(jí)繞組。
因?yàn)樵诖龣C(jī)模式期間初級(jí)側(cè)的線匝數(shù)目增加，所以這樣就降低了待機(jī) 模式期間的損耗。
在第一實(shí)施例中，所述變壓器在所述初級(jí)側(cè)還包括第二初級(jí)繞組，所 述兩個(gè)初級(jí)繞組配置為當(dāng)所述電子設(shè)備處于活動(dòng)模式時(shí)并聯(lián)連接，而當(dāng)所 述電子設(shè)備處于待機(jī)模式時(shí)串聯(lián)連接。
當(dāng)兩個(gè)初級(jí)繞組串聯(lián)連接時(shí)，初級(jí)側(cè)線匝的總數(shù)大于兩個(gè)初級(jí)繞組并 聯(lián)連接時(shí)的數(shù)目。因此在活動(dòng)模式期間，第一初級(jí)繞組包括N個(gè)線匝，但 是在待機(jī)模式期間，當(dāng)?shù)诙跫?jí)繞組與第一初級(jí)繞組串聯(lián)連接時(shí)，第一初 級(jí)繞組有效地包括了超過(guò)N個(gè)線匝。因此，待機(jī)模式期間初級(jí)側(cè)線匝數(shù)目 大于活動(dòng)模式中的數(shù)目。線匝數(shù)目的這種增加降低了待機(jī)模式期間的功 耗。
優(yōu)選地，所述兩個(gè)初級(jí)繞組能經(jīng)由開(kāi)關(guān)電路連接到所述AC電源，所 述開(kāi)關(guān)電路具有第一配置和第二配置，在所述第一配置中所述兩個(gè)初級(jí)繞 組并聯(lián)連接，在所述第二配置中所述兩個(gè)初級(jí)繞組串聯(lián)連接。
所述變壓器在所述次級(jí)側(cè)還包括觸發(fā)器，所述觸發(fā)器用于將所述電子 設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待機(jī)模式以及從待機(jī)模式切換到活動(dòng)模式。
在此情況下，所述兩個(gè)初級(jí)繞組優(yōu)選地可經(jīng)由開(kāi)關(guān)電路連接到所述 AC電源，所述開(kāi)關(guān)電路具有第一配置和第二配置，在所述第一配置中所 述兩個(gè)初級(jí)繞組并聯(lián)連接，在所述第二配置中所述兩個(gè)初級(jí)繞組串聯(lián)連 接，并且所述觸發(fā)器被優(yōu)選地配置為當(dāng)所述電子設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待 機(jī)模式時(shí)將所述開(kāi)關(guān)電路從所述第一配置切換到所述第二配置，當(dāng)所述電 子設(shè)備從待機(jī)模式切換到活動(dòng)模式時(shí)將所述開(kāi)關(guān)電路從所述第二配置切換 到所述第一配置。
這樣，當(dāng)用戶(hù)將電子設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待機(jī)模式時(shí)，觸發(fā)器將開(kāi) 關(guān)電路從第一配置(其中兩個(gè)初級(jí)繞組并聯(lián)連接)切換到第二配置(其中兩個(gè) 初級(jí)繞組串聯(lián)連接)。當(dāng)用戶(hù)將電子設(shè)備從待機(jī)模式切換回到活動(dòng)模式時(shí)， 待機(jī)電路將開(kāi)關(guān)電路從第二配置切換到第一配置。
待機(jī)電路可實(shí)體地連接所述開(kāi)關(guān)電路?；蛘?，可以通過(guò)遙控由待機(jī)電200680050029.4
路控制開(kāi)關(guān)電路。
在第二實(shí)施例中，所述變壓器在所述初級(jí)側(cè)還包括第二初級(jí)繞組，當(dāng) 所述電子設(shè)備處于活動(dòng)模式時(shí)，只有所述第一初級(jí)繞組連接，當(dāng)所述電子 設(shè)備處于待機(jī)模式時(shí)，所述第一初級(jí)繞組和第二初級(jí)繞組串聯(lián)連接。
當(dāng)兩個(gè)初級(jí)繞組串聯(lián)連接時(shí)，初級(jí)側(cè)的線匝總數(shù)大于當(dāng)兩個(gè)初級(jí)繞組 只有其中一個(gè)連接時(shí)的數(shù)目。因此初級(jí)側(cè)線匝的數(shù)目在待機(jī)模式期間大于 活動(dòng)模式期間的數(shù)目。線匝數(shù)目的這種增加降低了待機(jī)模式期間的功耗。 當(dāng)然，在次級(jí)側(cè)多于兩個(gè)繞組也可以，在這種情況下，這些繞組的連接方 式應(yīng)當(dāng)使得當(dāng)設(shè)備處于待機(jī)模式時(shí)比設(shè)備處于活動(dòng)模式時(shí)有更多的總匝
數(shù)o
優(yōu)選地，所述兩個(gè)初級(jí)繞組能經(jīng)由開(kāi)關(guān)電路連接到所述AC電源，所 述開(kāi)關(guān)電路具有第一配置和第二配置，在所述第一配置中只有所述第一初 級(jí)繞組連接，在所述第二配置中所述第一初級(jí)繞組和第二初級(jí)繞組串聯(lián)連 接。
在第二實(shí)施例中，所述次級(jí)側(cè)包括觸發(fā)器，所述觸發(fā)器用于將所述電 子設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待機(jī)模式以及從待機(jī)模式切換到活動(dòng)模式。在該 配置下，所述兩個(gè)初級(jí)繞組能經(jīng)由開(kāi)關(guān)電路連接到所述AC電源，所述開(kāi) 關(guān)電路具有第一配置和第二配置，在所述第一配置中只有所述第一初級(jí)繞 組連接，在所述第二配置中所述第一初級(jí)繞組和第二初級(jí)繞組串聯(lián)連接， 并且所述觸發(fā)器被配置為當(dāng)所述電子設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待機(jī)模式時(shí)將 所述開(kāi)關(guān)電路從所述第一配置切換到所述第二配置，當(dāng)所述電子設(shè)備從待 機(jī)模式切換到活動(dòng)模式時(shí)將所述開(kāi)關(guān)電路從所述第二配置切換到所述第一 配置。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種將電子設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待機(jī)
模式的方法，所述方法包括步驟
為所述電子設(shè)備提供電源，所述電源包括變壓器，所述變壓器在初級(jí) 側(cè)具有兩個(gè)初級(jí)繞組，在次級(jí)側(cè)具有次級(jí)繞組，每個(gè)初級(jí)繞組可經(jīng)由開(kāi)關(guān)
電路連接到AC電源，并且所述次級(jí)繞組在活動(dòng)模式期間向所述電子設(shè)備 提供輸出電壓；
從所述電子設(shè)備斷開(kāi)所述次級(jí)繞組；以及
將所述初級(jí)側(cè)的開(kāi)關(guān)電路從第一位置切換到第二位置，在所述第一位 置中，所述兩個(gè)初級(jí)繞組并聯(lián)連接，在所述第二位置中，所述兩個(gè)初級(jí)繞 組串聯(lián)連接。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種將電子設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待機(jī) 模式的方法，所述方法包括步驟
為所述電子設(shè)備提供電源，所述電源包括變壓器，所述變壓器在初級(jí) 側(cè)具有兩個(gè)初級(jí)繞組，在次級(jí)側(cè)具有次級(jí)繞組，每個(gè)初級(jí)繞組可經(jīng)由開(kāi)關(guān) 電路連接到AC電源，并且所述次級(jí)繞組在活動(dòng)模式期間向所述電子設(shè)備 提供輸出電壓；
從所述電子設(shè)備斷開(kāi)所述次級(jí)繞組；以及
將所述初級(jí)側(cè)的開(kāi)關(guān)電路從第一位置切換到第二位置，在所述第一位 置中，所述兩個(gè)初級(jí)繞組只有其中一個(gè)連接，在所述第二位置中，所述兩 個(gè)初級(jí)繞組串聯(lián)連接。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種將電子設(shè)備從待機(jī)模式切換到活動(dòng) 模式的方法，所述方法包括步驟
為所述電子設(shè)備提供電源，所述電源包括變壓器，所述變壓器在初級(jí) 側(cè)具有兩個(gè)初級(jí)繞組，在次級(jí)側(cè)具有次級(jí)繞組，每個(gè)初級(jí)繞組可經(jīng)由開(kāi)關(guān) 電路連接到AC電源，所述次級(jí)繞組在活動(dòng)模式期間向所述電子設(shè)備提供 輸出電壓；
將所述初級(jí)側(cè)的開(kāi)關(guān)電路從第二位置切換到第一位置，在所述第二位 置中，所述兩個(gè)初級(jí)繞組串聯(lián)連接，在所述第一位置中，所述兩個(gè)初級(jí)繞 組并聯(lián)連接。
將所述次級(jí)繞組連接到所述電子設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種將電子設(shè)備從待機(jī)模式切換到活動(dòng) 模式的方法，所述方法包括步驟
為所述電子設(shè)備提供電源，所述電源包括變壓器，所述變壓器在初級(jí) 側(cè)具有兩個(gè)初級(jí)繞組，在次級(jí)側(cè)具有次級(jí)繞組，每個(gè)初級(jí)繞組可經(jīng)由開(kāi)關(guān) 電路連接到AC電源，所述次級(jí)繞組在活動(dòng)模式期間向所述電子設(shè)備提供輸出電壓；
將所述初級(jí)側(cè)的開(kāi)關(guān)電路從第二位置切換到第一位置，在所述第二位 置中，所述兩個(gè)初級(jí)繞組串聯(lián)連接，在所述第一位置中，所述兩個(gè)初級(jí)繞 組只有其中一個(gè)連接。
將所述次級(jí)繞組連接到所述電子設(shè)備。
與本發(fā)明的一個(gè)方面有關(guān)的特點(diǎn)也可以應(yīng)用于本發(fā)明的另一個(gè)方面。


已經(jīng)參照附圖中的圖l和圖2描述了現(xiàn)有技術(shù)的配置，其中
圖1示出用于可工作在活動(dòng)模式和待機(jī)模式下的設(shè)備的傳統(tǒng)電源；以
及
圖2示出對(duì)在待機(jī)模式下變壓器的初級(jí)繞組的高度近似。 參照下文的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖中的圖3、圖4a、圖4b以及圖5，本
發(fā)明變得更好理解，同時(shí)本發(fā)明的前述各方面和許多附帶優(yōu)點(diǎn)也變得更容
易理解，附圖中
圖3示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于可工作在活動(dòng)模式和待機(jī)模式
下的設(shè)備的電源；
圖4a示出開(kāi)關(guān)Sl和S2在位置A時(shí)圖3中初級(jí)側(cè)的等效電路；
圖4b示出開(kāi)關(guān)Sl和S2在位置B時(shí)圖3中初級(jí)側(cè)的等效電路；以及
圖5示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的用于可工作在活動(dòng)模式和待機(jī)模式
下的設(shè)備的電源。
具體實(shí)施例方式
圖3示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的用于設(shè)備的變壓器配置。和圖1中 一樣，變壓器301包括初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)。
變壓器301的次級(jí)側(cè)與圖1所示的傳統(tǒng)配置基本上相同。變壓器包括 次級(jí)繞組301c、 301d和301e。次級(jí)繞組301c經(jīng)由調(diào)壓器306向待機(jī)電路 307提供電源電壓，次級(jí)繞組301d和301e分別經(jīng)由開(kāi)關(guān)311和313向主 設(shè)備(即輸出負(fù)載)提供電源電壓。通過(guò)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)311禾B 313的至少其中一
個(gè)，可將設(shè)備置于待機(jī)模式下，使得電源電壓不再提供給主設(shè)備309，或 者在僅有一個(gè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的情況下，電源電壓對(duì)于主設(shè)備309來(lái)說(shuō)不再足 夠。最優(yōu)選的是，在待機(jī)模式下，連接主設(shè)備309的所有開(kāi)關(guān)都斷開(kāi)，使 得主設(shè)備309不再得到任何電力，因此主設(shè)備309不會(huì)被次級(jí)繞組301c中 的電壓降損害。通過(guò)遙控或者一些其它形式的控制(例如在一定時(shí)間周期的 不活動(dòng)后自動(dòng)待機(jī))，這些開(kāi)關(guān)311和313可直接通過(guò)待機(jī)電路307操作。
但是，變壓器301的初級(jí)側(cè)與傳統(tǒng)的配置很不一樣。變壓器301包括 兩個(gè)初級(jí)繞組301a和301b。初級(jí)繞組301a和301b經(jīng)由開(kāi)關(guān)305連接到 AC電源303，連接特性取決于開(kāi)關(guān)電路315中開(kāi)關(guān)S1和S2的位置。開(kāi)關(guān) 電路315受次級(jí)側(cè)待機(jī)電路307的控制。待機(jī)電路307充當(dāng)撥動(dòng)開(kāi)關(guān) (toggle switch)來(lái)觸發(fā)活動(dòng)模式和待機(jī)模式。如果開(kāi)關(guān)Sl、 S2都在位置 A，則配置等效于圖4a所示的配置，即繞組301a和繞組301b并聯(lián)。另一 方面，如果開(kāi)關(guān)S1、 S2都在位置B，則配置等效于圖4b所示的配置，即 繞組301a和繞組301b串聯(lián)。
現(xiàn)在描述圖3配置的操作。在活動(dòng)模式(即正常工作)下，待機(jī)電路307 將Sl和S2切換到位置A，將繞組301a和繞組301b配置為并聯(lián)，以向設(shè) 備309提供電力。當(dāng)將主設(shè)備309被置于待機(jī)模式下時(shí)，開(kāi)關(guān)311和313 斷開(kāi)，然后開(kāi)關(guān)Sl和S2被切換到位置B。因此，現(xiàn)在繞組301a和繞組 301b串聯(lián)。這等效于將初級(jí)繞組中的線匝數(shù)目(N)加倍。參照方程式(4)， 因?yàn)锳C頻率、AC電壓以及鐵芯橫截面保持恒定，所以N增加導(dǎo)致最大 磁通密度Bm^下降。
因此，在待機(jī)模式下，我們發(fā)現(xiàn)Bn^下降。參照與磁滯損耗有關(guān)的方 程式(5)和與渦流損耗有關(guān)的方程式(6)，我們發(fā)現(xiàn)隨著B(niǎo)max的下降，鐵芯 損耗也下降。當(dāng)然，隨著線匝數(shù)目N的增加，我們還發(fā)現(xiàn)繞組的阻抗R增 加。參照與銅損有關(guān)的方程式(7)，阻抗R增加會(huì)導(dǎo)致銅損增加。但是，阻 抗R增加還會(huì)導(dǎo)致流過(guò)繞組的電流相應(yīng)減少。參照方程式(7)，我們發(fā)現(xiàn)電 流減少導(dǎo)致銅損下降。因?yàn)殂~損與R成比例并與電流的平方成比例，所以 綜合結(jié)果是銅損下降。
因此，利用圖3的配置，在待機(jī)模式下，初級(jí)繞組中鐵芯損耗和銅損
都被減少。
當(dāng)設(shè)備從待機(jī)模式下"蘇醒"并返回活動(dòng)模式時(shí)，開(kāi)關(guān)Sl、 S2切換 到位置A，然后開(kāi)關(guān)311和313閉合。這樣就將繞組301a和301b恢復(fù)到 向設(shè)備309提供正常電力的并聯(lián)配置。
在以上描述中，當(dāng)從活動(dòng)模式切換到待機(jī)模式時(shí)，首先次級(jí)側(cè)的開(kāi)關(guān) 311和313斷開(kāi)，然后初級(jí)側(cè)的開(kāi)關(guān)Sl和S2切換到位置B。類(lèi)似地，當(dāng) 從待機(jī)模式切換到活動(dòng)模式時(shí)，首先初級(jí)側(cè)的開(kāi)關(guān)Sl和S2切換到位置 A，然后開(kāi)關(guān)311和313閉合。但是，切換的時(shí)刻并不重要。當(dāng)從活動(dòng)模 式切換到待機(jī)模式時(shí)，隨著初級(jí)繞組線匝數(shù)目的增加(例如加倍)，次級(jí)側(cè) 繞組的電壓下降(例如減半)。因?yàn)殡妷合陆?，低于活?dòng)模式下正常工作中 的電壓，所以通常主設(shè)備309沒(méi)有任何過(guò)載的危險(xiǎn)，因此，在切換初級(jí)側(cè) 開(kāi)關(guān)之前不必?cái)嚅_(kāi)次級(jí)側(cè)開(kāi)關(guān)。當(dāng)從待機(jī)模式切換到活動(dòng)模式時(shí)，調(diào)壓器 通過(guò)防止電壓沖擊損害元件緩解了所有的電壓波動(dòng)問(wèn)題。
上述實(shí)施例中，調(diào)壓器306包括在待機(jī)電路307之前。這種調(diào)壓器通 常在待機(jī)工作和正常工作中都要求為待機(jī)電路保持恒定的電源電壓，而不 管次級(jí)繞組兩端的實(shí)際電壓是多少，但是這不總是嚴(yán)格必須的，雖然是優(yōu) 選的。如果待機(jī)電路被設(shè)定為處理寬電壓帶，則可以從待機(jī)電路移除調(diào)壓 器306。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明替代性實(shí)施例的用于設(shè)備的變壓器配置。如同圖 1和圖3，變壓器401包括初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)。變壓器401的次級(jí)側(cè)與圖3所 示的配置相同。也就是說(shuō)，變壓器401包括次級(jí)繞組401c、 401d和 401e。次級(jí)繞組401c經(jīng)由調(diào)壓器406向待機(jī)電路407提供電源電壓，次級(jí) 繞組401d和401e分別經(jīng)由開(kāi)關(guān)411和413向主設(shè)備409提供電源電壓。
但是，變壓器401的初級(jí)側(cè)與圖3的變壓器301的初級(jí)側(cè)不同。變壓 器401包括兩個(gè)初級(jí)繞組401a和401b。初級(jí)繞組401a和401b經(jīng)由開(kāi)關(guān) 405連接到AC電源403，連接特性取決于開(kāi)關(guān)電路415中開(kāi)關(guān)S3的位 置。開(kāi)關(guān)電路415受次級(jí)側(cè)待機(jī)電路407的控制。如果開(kāi)關(guān)S3在位置D， 則電流僅流過(guò)繞組401b。如果開(kāi)關(guān)S3在位置C，則電流流過(guò)串聯(lián)配置的 繞組401a和401b。即使在變壓器401的初級(jí)側(cè)中與變壓器301的初級(jí)側(cè)
相比有這種差異，兩個(gè)電路仍然功能相同，其中，在待機(jī)模式下初級(jí)繞組 中的鐵芯損耗和銅損都被減少。與圖3中配置的開(kāi)關(guān)相比，此配置中少一 個(gè)容易失效的開(kāi)關(guān)。
應(yīng)注意，在圖5的實(shí)施例中，繞組401b使用的導(dǎo)線不能太細(xì)，因?yàn)?導(dǎo)線的粗細(xì)是從變壓器401的額定電流得到的。這樣，繞組401a必須疊加 到繞組401b。因此，變壓器401尺寸增加。
在圖5的配置中，在活動(dòng)模式下只有其中一個(gè)初級(jí)繞組被連接，而在 待機(jī)模式下兩個(gè)初級(jí)繞組都連接。圖5中，通過(guò)在位置C與位置D之間切 換開(kāi)關(guān)S3來(lái)實(shí)現(xiàn)這種配置。但是要注意，可使用圖3的配置獲得同樣的 結(jié)果。例如，如果開(kāi)關(guān)Sl在位置A并且開(kāi)關(guān)S2在位置B，則繞組301a 連接而繞組301b不連接。類(lèi)似地，如果開(kāi)關(guān)Sl在位置B并且開(kāi)關(guān)S2在 位置A，則繞組301b連接而繞組301a不連接。
雖然在以上說(shuō)明中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人 員能夠理解，對(duì)于設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)可做出很多變型或改型而不脫離本發(fā) 明。
權(quán)利要求
1.一種用于能工作在活動(dòng)模式和待機(jī)模式下的電子設(shè)備的電源，所述電源包括變壓器，在初級(jí)側(cè)包括初級(jí)繞組，在次級(jí)側(cè)包括次級(jí)繞組，其中，所述初級(jí)繞組能連接到AC電源，并被配置為當(dāng)所述電子設(shè)備處于活動(dòng)模式時(shí)包括N個(gè)線匝，而當(dāng)所述電子設(shè)備處于待機(jī)模式時(shí)包括超過(guò)N個(gè)線匝，并且其中，所述次級(jí)側(cè)的電路被配置為在活動(dòng)模式期間向所述電子設(shè)備提供輸出電壓。
2. 如權(quán)利要求1所述的電源，在所述初級(jí)側(cè)還包括第二初級(jí)繞組，所 述兩個(gè)初級(jí)繞組被配置為當(dāng)所述電子設(shè)備處于活動(dòng)模式時(shí)并聯(lián)連接，而當(dāng) 所述電子設(shè)備處于待機(jī)模式時(shí)串聯(lián)連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的電源，其中所述兩個(gè)初級(jí)繞組能經(jīng)由開(kāi)關(guān)電路 連接到所述AC電源，所述開(kāi)關(guān)電路具有第一配置和第二配置，在所述第 一配置中所述兩個(gè)初級(jí)繞組并聯(lián)連接，在所述第二配置中所述兩個(gè)初級(jí)繞 組串聯(lián)連接。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的電源，其中所述次級(jí)側(cè)包括觸發(fā)器，所述 觸發(fā)器用于將所述電子設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待機(jī)模式以及從待機(jī)模式切 換到活動(dòng)模式。
5. 如權(quán)利要求4所述的電源，其中所述兩個(gè)初級(jí)繞組能經(jīng)由開(kāi)關(guān)電路 連接到所述AC電源，所述開(kāi)關(guān)電路具有第一配置和第二配置，在所述第 一配置中所述兩個(gè)初級(jí)繞組并聯(lián)連接，在所述第二配置中所述兩個(gè)初級(jí)繞 組串聯(lián)連接，并且所述觸發(fā)器被配置為當(dāng)所述電子設(shè)備從活動(dòng)模式切換到 待機(jī)模式時(shí)將所述開(kāi)關(guān)電路從所述第一配置切換到所述第二配置，當(dāng)所述 電子設(shè)備從待機(jī)模式切換到活動(dòng)模式時(shí)將所述開(kāi)關(guān)電路從所述第二配置切 換到所述第一配置。
6. 如權(quán)利要求1所述的電源，在所述初級(jí)側(cè)還包括第二初級(jí)繞組，當(dāng) 所述電子設(shè)備處于活動(dòng)模式時(shí)，只有所述第一初級(jí)繞組連接，當(dāng)所述電子 設(shè)備處于待機(jī)模式時(shí)，所述第一初級(jí)繞組和第二初級(jí)繞組串聯(lián)連接。
7. 如權(quán)利要求6所述的電源，其中，所述兩個(gè)初級(jí)繞組能經(jīng)由開(kāi)關(guān)電 路連接到所述AC電源，所述開(kāi)關(guān)電路具有第一配置和第二配置，在所述 第一配置中只有所述第一初級(jí)繞組連接，在所述第二配置中所述第一初級(jí) 繞組和第二初級(jí)繞組串聯(lián)連接。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的電源，其中，所述次級(jí)側(cè)包括觸發(fā)器，所 述觸發(fā)器用于將所述電子設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待機(jī)模式以及從待機(jī)模式 切換到活動(dòng)模式。
9. 如權(quán)利要求8所述的電源，其中所述兩個(gè)初級(jí)繞組能經(jīng)由開(kāi)關(guān)電路 連接到所述AC電源，所述開(kāi)關(guān)電路具有第一配置和第二配置，在所述第 一配置中只有所述第一初級(jí)繞組連接，在所述第二配置中所述第一初級(jí)繞 組和第二初級(jí)繞組串聯(lián)連接，并且所述觸發(fā)器被配置為當(dāng)所述電子設(shè)備從 活動(dòng)模式切換到待機(jī)模式時(shí)將所述開(kāi)關(guān)電路從所述第一配置切換到所述第 二配置，當(dāng)所述電子設(shè)備從待機(jī)模式切換到活動(dòng)模式時(shí)將所述開(kāi)關(guān)電路從 所述第二配置切換到所述第一配置。
10. 如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的電源，其中所述次級(jí)側(cè)包括第一次 級(jí)繞組和第二次級(jí)繞組。
11. 如權(quán)利要求IO所述的電源，其中，所述第一次級(jí)繞組連接到觸發(fā) 器，所述觸發(fā)器用于將所述電子設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待機(jī)模式以及從待 機(jī)模式切換到活動(dòng)模式，所述第二次級(jí)繞組被配置為向所述電子設(shè)備提供 所述輸出電壓。
12. 如權(quán)利要求11所述的電源，其中，所述第二次級(jí)繞組經(jīng)由開(kāi)關(guān)連 接到所述電子設(shè)備，所述開(kāi)關(guān)能通過(guò)所述觸發(fā)器操作。
13. —種用于能工作在活動(dòng)模式和待機(jī)模式下的電子設(shè)備的電源的變 壓器，所述變壓器包括在初級(jí)側(cè)的初級(jí)繞組，所述初級(jí)繞組能連接到AC電源，并被配置為 當(dāng)所述電子設(shè)備處于活動(dòng)模式時(shí)包括N個(gè)線匝，而當(dāng)所述電子設(shè)備處于待 機(jī)模式時(shí)包括超過(guò)N個(gè)線匝；以及在次級(jí)側(cè)的次級(jí)繞組。
14. 如權(quán)利要求13所述的變壓器，在所述初級(jí)側(cè)還包括第二初級(jí)繞 組，所述兩個(gè)初級(jí)繞組被配置為當(dāng)所述電子設(shè)備處于活動(dòng)模式時(shí)并聯(lián)連 接，而當(dāng)所述電子設(shè)備處于待機(jī)模式時(shí)串聯(lián)連接。
15. 如權(quán)利要求14所述的變壓器，其中所述兩個(gè)初級(jí)繞組能經(jīng)由開(kāi)關(guān) 電路連接到所述AC電源，所述開(kāi)關(guān)電路具有第一配置和第二配置，在所 述第一配置中所述兩個(gè)初級(jí)繞組并聯(lián)連接，在所述第二配置中所述兩個(gè)初 級(jí)繞組串聯(lián)連接。
16. 如權(quán)利要求14或15所述的變壓器，在所述次級(jí)側(cè)還包括觸發(fā) 器，所述觸發(fā)器用于將所述電子設(shè)備從活動(dòng)模式切換到待機(jī)模式以及從待 機(jī)模式切換到活動(dòng)模式。
17. 如權(quán)利要求16所述的變壓器，其中所述兩個(gè)初級(jí)繞組能經(jīng)由開(kāi)關(guān) 電路連接到所述AC電源，所述開(kāi)關(guān)電路具有第一配置和第二配置，在所 述第一配置中所述兩個(gè)初級(jí)繞組并聯(lián)連接，在所述第二配置中所述兩個(gè)初 級(jí)繞組串聯(lián)連接，并且所述觸發(fā)器被配置為當(dāng)所述電子設(shè)備從活動(dòng)模式切 換到待機(jī)模式時(shí)將所述開(kāi)關(guān)電路從所述第一配置切換到所述第二配置，當(dāng) 所述電子設(shè)備從待機(jī)模式切換到活動(dòng)模式時(shí)將所述開(kāi)關(guān)電路從所述第二配 置切換到所述第一配置。
18. 如權(quán)利要求13所述的變壓器，在所述初級(jí)側(cè)還包括第二初級(jí)繞 組，當(dāng)所述電子設(shè)備處于活動(dòng)模式時(shí)，只有所述第一初級(jí)繞組連接，當(dāng)所 述電子設(shè)備處于待機(jī)模式時(shí)，所述第一初級(jí)繞組和第二初級(jí)繞組串聯(lián)連 接。
全文摘要
提供一種用于能工作在活動(dòng)模式和待機(jī)模式下的電子設(shè)備的電源。所述電源包括變壓器，所述變壓器在初級(jí)側(cè)具有初級(jí)繞組，在次級(jí)側(cè)具有次級(jí)繞組。所述初級(jí)繞組能連接到AC電源，并配置為當(dāng)所述電子設(shè)備處于活動(dòng)模式時(shí)包括N個(gè)線匝，當(dāng)所述電子設(shè)備處于待機(jī)模式時(shí)包括超過(guò)N個(gè)線匝。所述次級(jí)側(cè)的電路配置為在活動(dòng)模式期間向所述電子設(shè)備提供輸出電壓。
文檔編號(hào)H02M5/10GK101351952SQ200680050029
公開(kāi)日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2006年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者湯文義, 牧野淳 申請(qǐng)人:創(chuàng)新科技有限公司