專利名稱：電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由輸入電壓給負載供電的電源電路，該電源電路包括一個用于接收輸入電壓的第一端和第二端；一個開關(guān)晶體管，該晶體管與一個反極性連接的二極管串聯(lián)連接在第一端和第二端之間；一個自感，該自感與待供電負載串聯(lián)連接在二極管的兩端上；和一個使開關(guān)晶體管(T1)導(dǎo)通和關(guān)斷的驅(qū)動級。
這種電源電路一般是公知的并且被稱為一個續(xù)流變流器。這種公知的電源電路能夠被用于給一個負載供電或給一個可充電電池充電，例如一個NiCd(Nickel-Cadmium)或NiMH(Nickel-Metal Hydride)電池，在圖8中示出了這種電源電路的原理圖。在像具有由主電源充電的可充電電池B的剃須刀這樣電設(shè)備中，經(jīng)常需要或希望利用一個恒定并且與主電源無關(guān)的電流來對電池進行充電。只有當(dāng)在輸入電壓和輸出電壓之間的差不太大時，一般利用這種公知的續(xù)流變流器。其原因是在大電壓差的情況下，開關(guān)晶體管的驅(qū)動信號的占空因數(shù)是非常的小，它使控制輸出電流或輸出電壓更困難。一種更適合這個目的的電源電路是在一個變壓器的初級繞組中具有一個開關(guān)晶體管的自激振蕩電源電路，該變壓器的次級繞組借助于一個整流二極管與負載或可充電電池連接。這樣一種自激電源電路也從美國專利4,652,984中公知了。該變壓器保證了更好地適應(yīng)于負載或電池的低電壓。然而，這種自激電源電路需要利用一個變壓器、一個連接在初級繞組兩端上的緩沖器，用于限制開關(guān)晶體管上的電壓瞬態(tài)過程、和一個次級整流二極管。此外，如果不采取措施，那么這個電源電路的充電電流將取決于主電壓，該主電壓的額定值能夠在100和250V a.c之間變化。
本發(fā)明的一個目的是提供一種相對簡單而無變壓器的電源電路，該電源電路能夠在一個大的輸入電壓范圍內(nèi)提供基本上恒定的電流。為此目的，在第一段中限定類型的電源電路的特征是該驅(qū)動級包括當(dāng)通過開關(guān)晶體管的電流達到一個預(yù)定的峰值電流時，使開關(guān)晶體管關(guān)斷一個預(yù)定的時間間隔的裝置。
該驅(qū)動級保證開關(guān)晶體管變成導(dǎo)通直到通過自感的電流超過一個給定限制值。在該時刻上開關(guān)晶體管被關(guān)斷一個預(yù)定時間。然后，通過自感的電流經(jīng)過二極管流入到負載中。通過負載的電流具有一個三角形波形并且在該電流連續(xù)變化的情況下通過負載的平均電流值等于該電流峰值的一半。該峰值電流和平均電流與輸入電壓無關(guān)。隨著輸入電壓的增加只是更迅速地被達到峰值電流。該電源電路不需要一個緩沖器，其原因是當(dāng)開關(guān)晶體管被關(guān)斷時，該二極管和待供電負載或電池限制了在自感上的電壓差。其結(jié)果是在開關(guān)晶體管上不產(chǎn)生電壓瞬態(tài)過程，以致于這個晶體管的額定電壓能夠是相當(dāng)?shù)偷?。該電源電路的另一個優(yōu)點是在中斷一個負載或中斷一個可充電電池的情況下，該電源電路自身關(guān)斷。
利用一個電流傳感器和一個微控制器或微處理器能夠?qū)崿F(xiàn)在驅(qū)動級中的裝置，該微控制器借助于適用的接口電路從電流傳感器接收信號并且驅(qū)動開關(guān)晶體管。在一種實施例中利用簡單和有效方法來實施該裝置，該實施例的特征是該裝置包括一個與開關(guān)晶體管串聯(lián)連接的傳感電阻，該傳感電阻用于根據(jù)通過開關(guān)晶體管的一個電流來產(chǎn)生一個測量信號；一個單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，該單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器具有一個用于接收測量信號的觸發(fā)輸入端和一個與開關(guān)晶體管連接的輸出端，用于使開關(guān)晶體管關(guān)斷預(yù)定的時間間隔。
在接收一個觸發(fā)信號之后單穩(wěn)態(tài)或單穩(wěn)多諧振蕩器提供一個給定持續(xù)時間的輸出脈沖。能夠把具有正極性的脈沖施加給開關(guān)晶體管的控制極，以便使該開關(guān)晶體管關(guān)斷。使該開關(guān)晶體管關(guān)斷的另一種實施例是把單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的輸出端與開關(guān)晶體管串聯(lián)設(shè)置。如果該輸出端能夠處理通過開關(guān)晶體管的所有電流，那么這種設(shè)置是可能的。然后，該開關(guān)晶體管的主電極被驅(qū)動來代替驅(qū)動其控制極。
對于單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，能夠使用市場可得到的集成電路(ICs)，例如HEF4047，74HC123，但是也可以使用“555”型的計時器。邏輯門電路和整個為分立結(jié)構(gòu)的電路也適合于這個目的并且具有低電流損耗。
第一種變型實施例，該實施例包括邏輯門電路并且其中開關(guān)晶體管的控制極被驅(qū)動，其特征是傳感電阻被連接在開關(guān)晶體管一個主電極和第二端之間；單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器包括一個串聯(lián)連接在正電源端和第二端之間的第一電阻和第一電容器；另一個晶體管，該晶體管具有一個借助于第二電阻與傳感電阻連接的控制極和一個與第一電容器并聯(lián)連接的主電流通路；一個第一反相器，該反相器具有一個輸出端和一個用于接收第一電容器上的電壓的輸入端；一個第二反相器，該反相器具有一個與第一反相器的輸出端連接的輸入端和一個用于驅(qū)動開關(guān)晶體管的控制極的輸出端；一個第二電容器，該電容器被連接在第一反相器的輸出端和另一個晶體管的控制極之間。
第二種變型實施例，該實施例包括邏輯門電路并且其中開關(guān)晶體管的一個主電極被驅(qū)動，其特征是單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器包括一個第一反相器，該反相器具有一個輸出端和一個與開關(guān)晶體管的一個主電極連接的輸入端；一個第二反相器，該反相器具有一個輸出端和有借助于電容器與第一反相器的輸出端連接的輸入端；一個連接在第二反相器的輸出端和輸入端之間的電阻；一個導(dǎo)電型與開關(guān)晶體管的導(dǎo)電型相反的另一個晶體管，該另一個晶體管具有與第二反相器的輸出端連接的控制極和借助于傳感電阻(Rs)與開關(guān)晶體管的主電極連接的主電極。
第三種變型實施例，該實施例包括整個為分立結(jié)構(gòu)的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器并且其中開關(guān)晶體管的一個主電極被驅(qū)動，其特征是單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器包括一個由另一個二極管和另一個電阻組成的并聯(lián)支路，該并聯(lián)支路具有一個與第二端連接的一端和借助于電容器與開關(guān)晶體管的主電極連接的另一端；另一個晶體管，該晶體管具有一個借助于傳感電阻與第二端連接的第一主電極、一個與開關(guān)晶體管的主電極連接的第二主電極和一個控制極；還有另一個晶體管，該晶體管具有一個與另一個電阻的抽頭連接的控制極，和一個連接在另一個晶體管的控制極和第二端之間的主電流通路。
第四種變型實施例，該實施例也包括整個為分立結(jié)構(gòu)的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器并且其中開關(guān)晶體管的一個主電極被驅(qū)動，其特征是單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器包括一個導(dǎo)電型與開關(guān)晶體管的導(dǎo)電型相反的另一個晶體管，該另一個晶體管具有一個控制極、一個與開關(guān)晶體管的主電極連接的第一主電極和一個借助于傳感電阻與第二端連接的第二主電極；一個導(dǎo)電型與另一個晶體管的導(dǎo)電型相反的另一個晶體管，該另一個晶體管具有一個控制極、一個與傳感電阻的抽頭連接的第一主電極、和一個與另一個晶體管的控制極連接的第二主電極；一個連接在電源端和另一個晶體管的控制極之間的電阻；一個用于把另一個晶體管的控制極與傳感電阻連接起來的電容器；和一個用于限制另一個晶體管的控制極上的電壓的閾元件。
在這個變型中，單穩(wěn)時間取決于通過開關(guān)晶體管的電流的大小。由該晶體管的開關(guān)延遲產(chǎn)生的過調(diào)量被自動地補償，以致于不需要補償來維持輸出電流恒定。
或者是一種IC形式或者利用邏輯電路或分立元件的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器需要一個恒定的電源電壓，該電壓與輸入電壓無關(guān)。此外，如果開關(guān)晶體管的一個主電極被驅(qū)動，那么該開關(guān)晶體管的控制極應(yīng)該在一個固定的電壓上。為此目的，利用一種實施例能夠提供一種簡單和有效的解決方法，該實施例的特征是電源電路還包括串聯(lián)連接在第一端和第二端之間的一個齊納二極管和一個供電電阻，用于對輸入電壓穩(wěn)壓過的電源電壓提供給單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器和/或開關(guān)晶體管的控制極。
如果該電源電路被用于對一個電池充電，那么具有一個可見的充電方式指示是有用的。為此目的，一種實施例的特征是一個發(fā)光二極管與開關(guān)晶體管串聯(lián)連接。由于峰值電流和平均電流是已知的，所以發(fā)光二極管能夠直接地被設(shè)置在開關(guān)晶體管的電流電路中。
本發(fā)明的這些和其它的方面將結(jié)合下列的附圖進行描述

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個電源電路的實施例；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個電源電路的實施例；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個電源電路的實施例；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個電源電路的實施例；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個電源電路的實施例；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個電源電路的實施例；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個電源電路的實施例；圖8示出了一種已有的續(xù)流變流器；和圖9示出了一個電動剃須刀，該剃須刀包括一個可充電電池和一個根據(jù)本發(fā)明的電源電路。
在這些圖中相同的部件使用相同的參考符號。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個電源電路的實施例的電路圖。交流主電壓被提供到輸入端N1和N2上。利用一個整流二極管D1對交流主電壓進行整流，該二極管D1與電阻R1和濾波線圈L1串聯(lián)連接在端N1和正電源端N3之間。借助于一個連接在正電源端N3和端N2之間的電容器C1對正電源端N3上整流的電壓進行濾波。一個由發(fā)光二極管(LED)D3、負載B、自感L2、開關(guān)晶體管T1和傳感電阻Rs組成的串聯(lián)支路被連接在正電源端N3和端N2之間。LED D3是可選擇的并且可以被省略。負載例如可以是可充電電池B，但是其它的負載也是可以，例如一個與一個電容器并聯(lián)的電阻。開關(guān)晶體管T1是一個單極MOS晶體管，但是類似的一個雙極性晶體管也可以被用于此目的。一個二極管D2與由自感L2和電池B組成的串聯(lián)支路并聯(lián)連接并且當(dāng)開關(guān)晶體管T1導(dǎo)通時該二極管D2被關(guān)斷。開關(guān)晶體管T1的控制極或柵極與一個單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器MMV的一個輸出端OP連接，該單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器MMV具有一個與傳感電阻Rs連接的觸發(fā)輸入端TR。如果觸發(fā)輸入端TR上的電壓超過一個給定值，那么單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器MMV的輸出端OP上的信號電壓在一個預(yù)定的單穩(wěn)時間變?yōu)榈?地電位)電位。利用一個電容器C3和一個電阻R3來確定一個單穩(wěn)時間，其中電容器C3和電阻R3與一個定時輸入端RC連接。單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器MMV從一個正電源端N4接收電源電壓，該端N4借助于一個供電電阻R2與正電源端N3連接并且借助于一個齊納二極管D4和一個電容器C2接地。實際上，設(shè)置確定時間的電阻R3和電容器C3的方式可以與在圖1中所示的方式不同，電阻R3與正電源端N4連接并且電容器C3接地?，F(xiàn)有的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，例如，HEF4047和74HC123是適用的，但是也可以利用555型的計時器。電池B和電源電路，例如可以被設(shè)置在一個剃須刀中，該剃須刀的電動機M借助于一個開關(guān)SW與電池B連接。
單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器MMV的輸出端OP正常時是高電位并且使開關(guān)晶體管T1導(dǎo)通。這導(dǎo)致了線性地增加通過電池B、自感L2、開關(guān)晶體管T1和傳感電阻Rs的電流，使二極管D2不導(dǎo)通。該電流增加直到傳感電阻Rs上的電壓達到觸發(fā)輸入端TR的觸發(fā)電平為止。在這時刻，輸出端OP變?yōu)榈碗娢缓烷_關(guān)晶體管T1被關(guān)斷一個單穩(wěn)時間。流過自感L2的電流繼續(xù)通過二極管D2流動并且線性地減小到零，這時二極管D2是導(dǎo)通的。在一個單穩(wěn)時間期滿之后，輸出端OP變?yōu)楦唠娢徊⑶议_關(guān)晶體管T1再次被導(dǎo)通。至少在電流連續(xù)流過時，通過負載的電流具有一個三角波形，該電流的平均值等于該電流峰值的一半。在較長的一個單穩(wěn)時間的情況下，三角波形不是連續(xù)的并且該電流的平均值是更小的。利用傳感電阻Rs的值和觸發(fā)輸入端TR的觸發(fā)電平來確定該峰值。在正電源端N3上整流的電源電壓的幅值在這方面不起作用。因此通過電池B的平均電流實際上不依賴于主電壓。通過開關(guān)晶體管T1的脈動電流使LED D3點亮來指示電池B正在被充電。線圈L1減小了由開關(guān)晶體管T1產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換瞬態(tài)過程并且電阻R1限制涌入的電流。如果由主電路損耗的功率是低的，那么能夠利用半波整流。對于更高的功率電平，能夠利用一個整流橋。該電源電路的操作是以在圖8中所示的續(xù)流變流器的原理為基礎(chǔ)的。該電源電路是自激振蕩的并且能夠利用一個與主電壓無關(guān)的平均電流對電池B進行充電。
圖2示出了圖1的電源電路的一種變型。開關(guān)晶體管T1的柵極與正電源端N4連接和單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器MMV的輸出端OP與開關(guān)晶體管T1的源極連接。這時通過中斷源極電流使開關(guān)晶體管T1被關(guān)斷。輸出端OP上的信號電壓與在圖1中所示信號電壓相反并且在一個單穩(wěn)時間期間是相當(dāng)高的。在這種變型中輸出端OP使整個電流通過開關(guān)晶體管T1。
圖3示出了一種實施例，該實施例包括一個由邏輯門構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器?？紤]到低的電流損耗，最好利用一個CMOS門電路。供電電阻R2能夠具有相大的電阻值，該電阻減小損耗。傳感電阻Rs被連接在開關(guān)晶體管T1的源極和地之間。單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器MMV包括一個定時電阻R3和一個定時電容器C3，它們被串聯(lián)連接在正電源端N4和地之間。該單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器MMV還包括一個NPN晶體管T2，該晶體管T2具有借助于電阻R4與傳感電阻Rs連接的基極和與電容器C3并聯(lián)連接的集電極-發(fā)射極通路。單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器MMV還包括一個第一反相器INV1，它的輸入端與在電阻R3和電容器C3之間的結(jié)點連接，和一個第二反相器INV2，它的輸入端與第一反相器INV1的輸出端連接，它的輸出端驅(qū)動開關(guān)晶體管T1的柵極。一個電容器C4被連接在第一反相器INV1的輸出端和NPNT2晶體管的基極之間。
如果傳感電阻Rs上的電壓變?yōu)楦哂诮?.6V，那么晶體管T2使定時電容器C3放電。電容器C4提供一個正反饋，其結(jié)果是開關(guān)晶體管T2被更迅速地導(dǎo)通。反相器INV1的輸出端變?yōu)楦唠娢徊⑶曳聪嗥鱅NV2的輸出端變?yōu)榈碗娢?，使開關(guān)晶體管T1被關(guān)斷。這種情況持續(xù)下去直到電容器C3上的電壓已經(jīng)達到反相器INV1的轉(zhuǎn)換電壓。由于一個CMOS門電路的轉(zhuǎn)換電壓具有一個顯著的容限，所以利用一個雙極性晶體管代替利用一個第三CMOS門電路來觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器MMV，以致于該峰值電流被很好地限定。如果需要，可以利用一個MOS晶體管代替一個雙極性晶體管來用于晶體管T2。
圖4示出了一種變型的實施例，在該實施例中，驅(qū)動信號被施加到開關(guān)晶體管T1的源極。開關(guān)晶體管T1具有與正電源端N4連接的柵極。單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器MMV包括一個反相器INV3，該反相器INV3具有與開關(guān)晶體管T1的源極連接的輸入端、一個反相器INV4，該反相器INV4具有借助于一個定時電容器C3與反相器INV3的輸出端連接的輸入端、一個連接在反相器INV4的輸出端和輸入端之間的定時電阻R3、和一個PNP晶體管T3，該晶體管T3具有與反相器INV4的輸出端連接的基極、與地連接的集電極和借助于傳感電阻Rs與開關(guān)晶體管T1的源極連接的發(fā)射極。
在這個變型的實施例中，利用反相器INV3和INV4的轉(zhuǎn)換電壓來確定關(guān)斷電平和一個單穩(wěn)時間。在反相器INV3的一個高轉(zhuǎn)換電壓的情況下，峰值電流變得更大，但是另一個反相器INV4的一個單穩(wěn)時間也增加。這些作用相互補償，以致于充電電流實際上保持恒定。通過利用一個連接在反相器INV4和地之間的電阻R5能夠使補償最佳。定時電阻R3被連接在反相器INV4的輸出端來代替連接到正電源端N4，以便保證該電路總是開始振蕩。如果開關(guān)晶體管T1導(dǎo)通，那么反相器INV3的輸出是低電位并且定時電容器C3通過反相器INV3的保護二極管被放電，該保護二極管被設(shè)置在CMOS門電路中。利用一個在反相器INV4和地之間反極性方向設(shè)置的單個二極管也能夠?qū)崿F(xiàn)該保護作用。
圖5示出了一種實施例，該實施例包括一個由分立元件整個構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器MMV。開關(guān)晶體管T1具有借助于一個電阻R6與正電源端N4連接的柵極，以便抑制開關(guān)晶體管T1可能的關(guān)斷瞬態(tài)過程。定時電容器C3被連接在開關(guān)晶體管T1的源極和一個結(jié)點之間，該結(jié)點借助于一個二極管D5與由定時電阻R3和電阻R8組成的串聯(lián)支路的并聯(lián)電路來接地。一個NPN晶體管T5具有與在電阻R3和電阻R8之間的結(jié)點連接的基極和與地連接的發(fā)射極。晶體管T5的集電極借助于有電阻R7與開關(guān)晶體管T1的源極連接。此外，一個NPN晶體管T4具有借助于傳感電阻Rs與地連接的發(fā)射極、與晶體管T5的集電極連接的基極和與開關(guān)晶體管T1的源極連接的集電極。
利用電阻R3和電容器C3來確定一個單穩(wěn)時間。當(dāng)電容器C3被充電時，對于在正電源端N4上的固定電壓，開關(guān)晶體管T1作為一個源極跟隨器來操作。當(dāng)電容器C3已經(jīng)達到它的滿充電狀態(tài)時，通過電阻R3的電流變得如此小以致于晶體管T5被關(guān)斷。這時晶體管T4能夠借助于電阻R7來接收基極電流并且被導(dǎo)通。晶體管T4借助于傳感電阻Rs把開關(guān)晶體管T1的源極接地，其結(jié)果是開關(guān)晶體管T1被導(dǎo)通。此外，電容器C3借助于二極管D5放電。在開關(guān)晶體管T1的導(dǎo)通期間電容器C3上的電壓將幾乎不充電。電阻R3和電阻R8上的電壓跟隨著傳感電阻Rs上的電壓和晶體管T4的集電極-發(fā)射極電壓的總和。增加電阻R8上的電壓使晶體管T5導(dǎo)通，它也使晶體管T4關(guān)斷。其結(jié)果是晶體管T4上的電壓增加。這個電壓的增加使電阻R8上的電壓增加，其結(jié)果是把晶體管T5驅(qū)動到導(dǎo)通狀態(tài)。這個正反饋保證了晶體管T4和開關(guān)晶體管T1非常迅速地關(guān)斷。另外，晶體管T4和晶體管T5可以是MOS晶體管。
圖6示出了另一種利用分立元件的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器MMV的實施例。開關(guān)晶體管T1具有借助于一個電阻R6與正電源端N4連接的柵極，以便抑制開關(guān)晶體管T1可能的關(guān)斷瞬態(tài)過程。開關(guān)晶體管T1的源極與一個PNP晶體管T7的發(fā)射極連接，該晶體管T7的集電極借助于傳感電阻Rs與地連接。傳感電阻Rs被分成兩個電阻R9和電阻R10，電阻R9與晶體管T7的集電極連接而電阻R10與地連接。電阻R9和電阻R10在一個抽頭上被相互連接。這個抽頭與NPN晶體管T6的發(fā)射極連接。晶體管T6的集電極與晶體管T7的基極連接。定時電阻R3被連接在正電源端N4和晶體管T6的基極之間。定時電容器C3被連接在晶體管T6的基極和在傳感電阻Rs與晶體管T7的集電極之間的的結(jié)點之間。一個閾元件和一個任意的二極管D7被串聯(lián)連接在晶體管T6的基極和地之間，目前情況下閾元件是一個齊納二極管D6。如果晶體管T6的基極上的電壓超過一個確定的閾值，那么齊納二極管D6被擊穿并且借助于任意的二極管D7形成一個接地的低阻抗通路。一個任意的電阻R11可以與晶體管T7的基極-發(fā)射極結(jié)并聯(lián)連接。此外，一個任意的電容器C5可以與電阻R10并聯(lián)連接。
一旦定時電容器C3借助于定時電阻R3被正向充電到近似為+0.6V，晶體管T6就導(dǎo)通。然后晶體管T6使晶體管T7和開關(guān)晶體管T1導(dǎo)通。通過開關(guān)晶體管T1和晶體管T7增加的電流在電阻R9上產(chǎn)生了增加的電壓，該增加的電壓借助于電容器C3被反饋到晶體管T6的基極。定時電容器C3提供一個正反饋，即借助于定時電容器C3獲得一個提供給晶體管T6基極的電流。這導(dǎo)致了對定時電容器C3反向充電。該晶體管T6保持它的導(dǎo)通狀態(tài)直到電阻R10上的電壓變?yōu)榈扔邶R納二極管D6上的齊納電壓。從該時刻起，通過定時電容器C3的電流借助于齊納二極管D6流動而不通過晶體管T6的基極。因此，晶體管T6、晶體管T7和開關(guān)晶體管T1將被關(guān)斷。當(dāng)開關(guān)晶體管T1被關(guān)斷時，電阻R9和電阻R10上的電壓中斷。由于定時電容器C3的反向充電，所以晶體管T6、晶體管T7和開關(guān)晶體管T1保持不導(dǎo)通直到定時電容器C3借助于定時電阻R3被正向充電為止。
由于電阻R9的存在，所以單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器MMV的單穩(wěn)時間取決于通過在正電源端N3和地之間的串聯(lián)支路的峰值電流的大小。例如由一個大的主電壓導(dǎo)致在晶體管T6和晶體管T7中以及在開關(guān)晶體管T1中的開關(guān)延遲所產(chǎn)生的可能的過調(diào)量被自動地補償并且通過電池B的平均電流保持恒定。
當(dāng)定時電容器C3上的電壓變?yōu)樨摰臅r，二極管D7防止齊納二極管D6被導(dǎo)通。如果不使用二極管D7，那么單穩(wěn)時間變?yōu)楣潭ú⑶也辉偃Q于幅值電流。定時電容器C3和電阻R9能夠被這樣地選擇其大小，以致于定時電容器C3的負電壓永遠不會大于0.6V。在這種情況下，二極管D7可以被省略。
當(dāng)開關(guān)晶體管T1被導(dǎo)通時，電容器C5抑制在電阻R10上產(chǎn)生的電壓瞬態(tài)過程，該瞬態(tài)過程是由自感L2可能的寄生電容的放電引起的電流浪涌所引起的。此外，通過這些電壓瞬態(tài)過程能夠使晶體管T6再次迅速地被關(guān)斷。電阻R11用于更精確地限定晶體管T7的導(dǎo)通時刻。在晶體管T7被導(dǎo)通之前，晶體管T6的集電極電流首先在電阻R11上建立一個閾值電壓。如果需要，晶體管T6和晶體管T7可以是MOS晶體管。
圖7示出了一個與圖6的實施例基本上相同的實施例。附加二極管D7和附加電容器C5已經(jīng)被省略。一個二極管D8與電阻R6并聯(lián)連接，一個電阻R12被連接在晶體管T6的基極和定時電容器C3之間。在此利用電阻R6與開關(guān)晶體管T1的柵極電容的時間常數(shù)來抑制上面所述由自感L2的寄生電容的放電引起的電流浪涌所產(chǎn)生瞬態(tài)過程。為此目的，電阻R6的阻值應(yīng)該是相當(dāng)大。開關(guān)晶體管T1將慢速地被導(dǎo)通并且使自感L2上的電壓和自感L2的寄生電容上的電壓慢速的增加。因此，在開關(guān)晶體管T1導(dǎo)通期間沒有大電流峰值通過電阻R10。二極管D6保證開關(guān)晶體管T1快速地被關(guān)斷并且在開關(guān)晶體管T1關(guān)斷期間還限制開關(guān)晶體管T1的柵極電壓。電阻R12能夠調(diào)整對于由主電壓引起的過調(diào)量的上述補償。電阻R12的阻值越大產(chǎn)生的補償越小。利用這種方法，利用適當(dāng)?shù)剡x擇或調(diào)整電阻R12的阻值能夠?qū)χ麟妷旱恼麄€范圍選擇最佳的補償度。
該電源電路適合于具有可充電電池的電設(shè)備，該可充電電池例如是一個NiCd或NiMH電池，它們由主電壓來充電。圖9示出了具有一個外殼1的電動剃須刀，該外殼1內(nèi)容納有電源電路PS、電池B和電動機M。該電動機驅(qū)動剃須刀頭2并且由開關(guān)SW來操作。
權(quán)利要求
1.一種由輸入電壓給負載(B)供電的電源電路，該電源電路包括一個用于接收輸入電壓的第一端(N3)和第二端(N2)；一個開關(guān)晶體管(T1)，該晶體管與一個反極性連接的二極管(D2)串聯(lián)連接在第一端(N3)和第二端(N2)之間；一個自感(L2)，該自感與待供電負載(B)串聯(lián)連接在二極管(D2)的兩端上；和一個使開關(guān)晶體管(T1)導(dǎo)通和關(guān)斷的驅(qū)動級，其特征在于，該驅(qū)動級包括裝置(MMV)，當(dāng)通過開關(guān)晶體管(T1)的電流達到一個預(yù)定的峰值電流時，該裝置(MMV)使開關(guān)晶體管(T1)關(guān)斷一個預(yù)定的時間間隔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電源電路，其特征在于，該裝置包括一個與開關(guān)晶體管(T1)串聯(lián)連接的傳感電阻(Rs)，該傳感電阻用于根據(jù)通過開關(guān)晶體管(T1)的一個電流來產(chǎn)生一個測量信號；一個單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(MMV)，該單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器具有一個用于接收測量信號的觸發(fā)輸入端(TR)和一個與開關(guān)晶體管(T1)連接的輸出端(OP)，以便使開關(guān)晶體管(T1)關(guān)斷以達到預(yù)定的時間間隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電源電路，其特征在于，該傳感電阻(Rs)被連接在開關(guān)晶體管(T1)的一個主電極和第二端(N2)之間；單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(MMV)包括一個串聯(lián)連接在電源端(N4)和第二端(N2)之間的第一電阻(R3)和第一電容器(C3)；另一個晶體管(T2)，該晶體管(T2)具有一個借助于第二電阻(R4)與傳感電阻(Rs)連接的控制極和一個與第一電容器(C3)并聯(lián)連接的主電流通路；一個第一反相器(INV1)，該反相器具有一個輸出端和一個用于接收第一電容器(C3)上的電壓的輸入端；一個第二反相器(INV2)，該反相器具有一個與第一反相器(INV1)的輸出端連接的輸入端和一個用于驅(qū)動開關(guān)晶體管(T1)的控制極的輸出端；一個第二電容器(C4)，該電容器被連接在第一反相器(INV1)的輸出端和另一個晶體管(T2)的控制極之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的電源電路，其特征在于，該單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(MMV)包括一個第一反相器(INV3)，該反相器具有一個輸出端和一個與開關(guān)晶體管(T1)的一個主電極連接的輸入端；一個第二反相器(INV4)，該反相器具有一個輸出端和有借助于電容器(C3)與第一反相器(INV3)的輸出端連接的輸入端；一個連接在第二反相器(INV4)的輸出端和輸入端之間的電阻(R3)；一個導(dǎo)電型與開關(guān)晶體管(T1)的導(dǎo)電型相反的另一個晶體管(T3)，該另一個晶體管(T3)具有與第二反相器(INV4)的輸出端連接的控制極和借助于傳感電阻(Rs)與開關(guān)晶體管(T1)的主電極連接的主電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的電源電路，其特征在于，該單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(MMV)包括一個由另一個二極管(D5)和另一個電阻(R3/R8)組成的并聯(lián)支路，該并聯(lián)支路具有一個與第二端(N2)連接的一端和借助于電容器(C3)與開關(guān)晶體管(T1)的主電極連接的另一端；另一個晶體管(T4)，該晶體管(T4)具有一個借助于傳感電阻(Rs)與第二端(N2)連接的第一主電極、一個與開關(guān)晶體管(T1)的主電極連接的第二主電極和一個控制極；還有另一個晶體管(T5)，該晶體管(T5)具有一個與另一個電阻(R3/R8)的抽頭連接的控制極、和一個連接在另一個晶體管(T4)的控制極和第二端(N2)之間的主電流通路。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的電源電路，其特征在于，該單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(MMV)包括一個導(dǎo)電型與開關(guān)晶體管(T1)的導(dǎo)電型相反的另一個晶體管(T7)，該另一個晶體管(T7)具有一個控制極、一個與開關(guān)晶體管(T1)的主電極連接的第一主電極和一個借助于傳感電阻(Rs)與第二端(N2)連接的第二主電極；一個導(dǎo)電型與另一個晶體管(T7)的導(dǎo)電型相反的另一個晶體管(T6)，該另一個晶體管(T6)具有一個控制極、一個與傳感電阻(Rs)的抽頭(R9/R10)連接的第一主電極、和一個與另一個晶體管(T7)的控制極連接的第二主電極；一個連接在電源端(N4)和另一個晶體管(T6)的控制極之間的電阻(R3)；一個用于把另一個晶體管(T6)的控制極與傳感電阻(Rs)連接起來的電容器(C3)；和一個用于限制另一個晶體管(T6)的控制極上的電壓的閾元件(D6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的電源電路，其特征在于，該單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(MMV)還包括另一個二極管(D7)，該二極管(D7)與閾元件(D6)串聯(lián)連接并且在由閾元件(D6)限制的情況下導(dǎo)通。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的電源電路，其特征在于，該單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(MMV)還包括另一個連接在傳感電阻(Rs)的抽頭(R9/R10)和第二端(N2)之間的電容器(C5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8的電源電路，其特征在于，該單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(MMV)還包括一個與電容器(C3)串聯(lián)連接的電阻(R12)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6、7、8或9的電源電路，其特征在于，該電源電路還包括并聯(lián)連接在電源端(N4)和開關(guān)晶體管(T1)的控制極之間的電阻(R6)和二極管(D8)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4、5、6、7、8、9或10的電源電路，其特征在于，該電源電路還包括串聯(lián)連接在第一端(N3)和第二端(N2)之間的齊納二極管(D4)和供電電阻(R2)，用于對輸入電壓穩(wěn)壓過的電源電壓提供給單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(MMV)和/或開關(guān)晶體管(T1)的控制極。
12.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4、5、6、7、8、9、10或11的電源電路，其特征在于，該一個發(fā)光二極管與開關(guān)晶體管(T1)串聯(lián)連接。
13.一種電動剃須刀，包括一個可充電電池(B)，一個電動機(M)，一個用于把電動機(M)與電池(B)連接起來的開關(guān)(SW)，和一個根據(jù)前面任意權(quán)利要求的電源電路(PS)，以用于至少給可充電電池(B)和/或電動機(M)供電。
全文摘要
一種續(xù)流變流器,包括:一個負載或一個可充電電池B、一個自感(L2)、一個二極管(D2)和一個開關(guān)晶體管(T1)。借助于一個電流傳感器(R
文檔編號H02J7/10GK1179240SQ96192632
公開日1998年4月15日 申請日期1996年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月27日
發(fā)明者S·希林加, O·J·比斯喬普 申請人:菲利浦電子有限公司