專利名稱：開關(guān)型電源控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)型電源控制電路。
開關(guān)型電源能夠從單線電壓電平(例如110伏特AC)有效地產(chǎn)生各種穩(wěn)定電壓。這些電源的一個(gè)重要應(yīng)用是在電視信號(hào)接收機(jī)中產(chǎn)生用于水平偏轉(zhuǎn)電路的穩(wěn)定的B+電壓以及向不同的數(shù)字和模擬電路供電的其它穩(wěn)定的電壓。
開關(guān)型電源通常包括全波整流器，電源控制器，開關(guān)和輸出變壓器。開關(guān)通常為大功率晶體管，例如MOSFET。為了調(diào)節(jié)輸出電壓，控制器根據(jù)電源負(fù)載和其它控制參數(shù)激活或去激活(如脈寬調(diào)制)晶體管的柵極。從晶體管得到的開關(guān)電壓驅(qū)動(dòng)變壓器的初級(jí)繞組，一個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組連接不同的電源負(fù)載。同樣地，電源將AC電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)或多個(gè)DC電壓。
一種特殊的控制器可使用Siemens的型號(hào)為TDA4605的集成電路。這種電源控制器通常用于驅(qū)動(dòng)MOSFET晶體管，MOSFET晶體管又驅(qū)動(dòng)變壓器的初級(jí)線圈。與本技術(shù)中使用的其它集成電路一樣，這種特定的集成電路通常包括當(dāng)輸入電壓降到預(yù)定電壓電平以下時(shí)斷開電源的控制機(jī)構(gòu)。這種保護(hù)對(duì)產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓來說是必要的，因?yàn)楫?dāng)輸入電壓降低時(shí)開關(guān)型電源增大了驅(qū)動(dòng)晶體管的控制信號(hào)的占空比。在某些點(diǎn)，輸入電壓降低到電源輸出不規(guī)則的某一電平(例如用最大脈沖長(zhǎng)度驅(qū)動(dòng)晶體管)。這種不調(diào)節(jié)的操作會(huì)破壞電源電子設(shè)備，但更可能破壞負(fù)載電子設(shè)備。
正如Siemens AG在注有日期July27,1989的TDA4605技術(shù)手冊(cè)中所規(guī)定的，在集成電路(IC)TDA4605中，集成電路的插腳3用于檢測(cè)或監(jiān)視電源的初級(jí)輸入電壓(vp)(例如整流后的AC電壓)。用于禁止或去激活集成電路以至電源的閾值電壓由控制器預(yù)設(shè)為1V。同樣地，在插腳3的輸入端用分壓器降低初級(jí)輸入電壓(vp)。通過在電壓分壓器內(nèi)選擇合適的電阻值，將監(jiān)視電壓的標(biāo)稱值應(yīng)用于插腳3。通常，對(duì)于120V的初級(jí)輸入電壓來說，該電壓大約為2.0V。當(dāng)初級(jí)輸入電壓降至導(dǎo)致插腳3的監(jiān)視電壓降到1V以下的某一電平時(shí)，電源被去激活以避免不調(diào)節(jié)的操作。
如上所述，這種形式的開關(guān)型電源一直用于電視信號(hào)接收機(jī)中。特別的是，電視接收機(jī)將特殊的負(fù)載特性引入電源。準(zhǔn)確地說，要求電視接收機(jī)電源不僅產(chǎn)生通常約為140V的穩(wěn)定B+電壓，而且產(chǎn)生向接收機(jī)內(nèi)所有數(shù)字和模擬電路供電的16V低電壓DC電平。當(dāng)電視接收機(jī)從備用切換到運(yùn)行模式時(shí)，流入連接到穩(wěn)定的B+電壓的濾波電容器的涌流產(chǎn)生重負(fù)載。該重負(fù)載導(dǎo)致電源暫時(shí)在不調(diào)節(jié)的(最大脈沖寬度)模式下運(yùn)行，并且可能導(dǎo)致初級(jí)輸入電壓降到低電平。而且，當(dāng)消磁電路被激活以對(duì)陰極射線管(CRT)消磁時(shí)，由于消磁電路所引入的實(shí)際負(fù)載使主干線AC電源電壓降低。因此，線電壓降通常會(huì)導(dǎo)致監(jiān)視電壓降到1V以下，即第一閾值電平以下，從而使電源斷開。
因此，在電視接收機(jī)中，為了保證在出現(xiàn)期望的重負(fù)載時(shí)電源電壓不被去激活，需要產(chǎn)生指示初級(jí)輸入電壓的監(jiān)視電壓。
集成電路TDA4605包括當(dāng)監(jiān)視電壓超過大約1.7V的第二閾值電平時(shí)，減小MOSFET控制信號(hào)最大占空比的返送點(diǎn)校正電路。監(jiān)視電壓也經(jīng)插腳3施加于校正電路。
在體現(xiàn)發(fā)明特征的電路中，從初級(jí)輸入電壓產(chǎn)生監(jiān)視輸入或檢測(cè)信號(hào)的電阻分壓器的設(shè)計(jì)目的是使在初級(jí)輸入電壓的期望的暫時(shí)負(fù)載期間不達(dá)到第一閾值電平。但是，這種分壓器導(dǎo)致在電源正常運(yùn)行期間有更高的電壓應(yīng)用于控制器的監(jiān)視電壓輸入端。同樣地，初級(jí)輸入電壓增加到更高的電平，雖然仍在AC線電壓可接受的容許范圍內(nèi)，但可能導(dǎo)致監(jiān)視電壓電平升高到超過第二閾值電平，在第二閾值電平，集成電路開始限制控制MOSFET的控制信號(hào)的最大占空比，即控制器應(yīng)用返送校正技術(shù)。當(dāng)?shù)诙撝惦娖奖怀^時(shí)，電源自動(dòng)限制電源的輸出能量以升高初級(jí)電壓。由于分壓器的設(shè)計(jì)提供了足夠的峰值儲(chǔ)備來克服初級(jí)輸入電壓下落所產(chǎn)生的加載，最大電源電壓輸出在高的初級(jí)輸入電壓時(shí)可能被大大地降低，這是所不希望出現(xiàn)的。
在實(shí)現(xiàn)發(fā)明特征的過程中，為了保證初級(jí)輸入電壓中這種不連貫的增加不導(dǎo)致電源大大減小控制信號(hào)的最大占空比，以及電源的能量輸出，將齊納二極管與分壓器連接。齊納二極管將監(jiān)視電壓的幅值限制在某一電平，當(dāng)初級(jí)輸入電壓進(jìn)一步增加時(shí)，這一電平避免最大占空比極限的問題。因此，當(dāng)電源用于電視信號(hào)接收機(jī)時(shí)，分壓器為消磁電路起動(dòng)或其它加載狀態(tài)所帶來的初級(jí)電壓的顯著降落提供足夠的峰值儲(chǔ)備，同時(shí)齊納二極管保證初級(jí)電壓能升高到其標(biāo)稱電壓以上，而不造成電源輸出的嚴(yán)重能量限制。
體現(xiàn)本發(fā)明一個(gè)方面的開關(guān)型電源包括輸入電壓源。根據(jù)第一控制信號(hào)的占空比，開關(guān)對(duì)具有可控占空比的第一控制信號(hào)做出響應(yīng)并連接到輸入電壓源以產(chǎn)生輸出電源電壓，占空比調(diào)制器響應(yīng)第二控制信號(hào)，以此產(chǎn)生第一控制信號(hào)并控制第一控制信號(hào)的占空比，從而控制電流脈沖。占空比的增大造成電流脈沖幅度的增加。為了當(dāng)輸入電源電壓升高時(shí)減小占空比，調(diào)制器對(duì)指示輸入電源電壓的信號(hào)作出響應(yīng)。限制器連接到調(diào)制器以限制占空比的減小，當(dāng)輸入電源電壓超過第一幅值時(shí)，限制器給出所述輸入電源電壓的給定增量。


圖1是結(jié)合了本發(fā)明所教導(dǎo)的開關(guān)型電源的原理圖。
圖1是結(jié)合本發(fā)明的開關(guān)型電源100的原理圖。圖中所設(shè)計(jì)的實(shí)施例用作電視信號(hào)接收機(jī)中的電源，其中所述電源產(chǎn)生穩(wěn)定的B+電壓(例如140V)和低電壓(例如16V)。穩(wěn)定的B+電壓用于向水平偏轉(zhuǎn)電路供電，穩(wěn)定的低電壓用于向數(shù)字或模擬電子設(shè)備(連續(xù)負(fù)載118)供電。電源的其他應(yīng)用可能需要所述元件及其相互連接有輕微的變化，但是這種變化仍在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
電源包括多個(gè)主要元件，主要元件包括全波整流器102，電源控制器106,MOSFET晶體管Q1，監(jiān)視電壓發(fā)生器110，輸出變壓器112，以及多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)電源電子設(shè)備的電路元件。如圖所示，輸入到電源的是110V,60Hz的交流電壓。
整流器102是連接到AC輸入電壓源101的傳統(tǒng)全波橋式整流器。橋式整流器102的輸出連接大約680μF的電容器C1。電壓RAW B+形成具有約為150V標(biāo)稱值的原(未調(diào)節(jié)的)B+電壓(在這里也稱為初級(jí)輸入電壓vp)。電容器C1一端接整流器的輸出，一端接地，對(duì)橋式整流器的輸出電壓起平滑作用，使得DC電壓即初級(jí)輸入電壓vp應(yīng)用于變壓器初級(jí)繞組W1的上接線端。
初級(jí)輸入電壓構(gòu)成監(jiān)視電壓發(fā)生器110的輸入，該發(fā)生器產(chǎn)生用于控制器106的監(jiān)視電壓VZ1。下面詳細(xì)討論檢測(cè)電壓發(fā)生器。
圖中控制器使用德國(guó)慕尼黑Siemens AG的TDA4605電源控制器。控制器的八個(gè)插腳與啟動(dòng)控制器的信號(hào)和電壓相連接，在插腳5產(chǎn)生控制晶體管Q1占空比的脈沖寬度或占空比調(diào)制信號(hào)。準(zhǔn)確地說，控制器106的插腳4接地。插腳3連接監(jiān)視電壓。
與初級(jí)電流有關(guān)的信息提供給插腳2。初級(jí)繞組W1中初級(jí)電流的增加在插腳2處利用由電阻R3、電容器C2和電阻R4所形成的外部RC元件被轉(zhuǎn)化為周期性斜線電壓VC2的電壓升高，(其中R3約為360kW,C2約為6,800pF；R4約為220W)。初級(jí)輸入電壓經(jīng)這些串聯(lián)元件連接到地。控制器106的插腳2連接到R3和C2的接合點(diǎn)。通過與晶體管Q1的漏極電流成比例的斜線電壓VC2，控制器106的脈寬調(diào)制器106c控制前相的時(shí)間寬度，以至控制初級(jí)峰值電流。如前面所指出的，利用連接到插腳2的RC元件的初級(jí)輸入電壓引出斜線電壓，即斜線電壓模擬初級(jí)電流。將次級(jí)電壓信息提供給控制器插腳1，在內(nèi)部比較從變壓器112的調(diào)節(jié)繞組W3采樣到的控制電壓并將該采樣電壓與內(nèi)部參考電壓相比較。
插腳5經(jīng)推挽式輸出驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生占空比調(diào)制控制信號(hào)或電壓VOUT，對(duì)MOSFET功率晶體管Q1(IRF740型)的輸入電容快速充電或放電。
插腳6連接到用于控制器的電源電壓。插腳7形成軟啟動(dòng)輸入端。插腳7經(jīng)電容器C5(0.1μF)接地以減小啟動(dòng)過程中的脈沖時(shí)間寬度。最后，插腳8是振蕩反饋的輸入插腳。
在運(yùn)行中，晶體管Q1用作由控制器106控制的電源開關(guān)。緩沖器電路連接晶體管Q1的漏極。緩沖器電路包括二極管D3，電阻R16和電容器C12的組合，它們一起限制晶體管關(guān)斷時(shí)的電壓過沖。D3是MUR450二極管，C12為1000pF電容器，R16是2-瓦，30kW電阻。
電容器C7(470μF，從漏極端連接到地)與變壓器的寄生電容一起決定空載頻率，從而決定晶體管Q1漏極電壓的最大轉(zhuǎn)換速率。
晶體管Q1由在控制器106的插腳5產(chǎn)生的脈寬調(diào)制信號(hào)VOUT驅(qū)動(dòng)，并經(jīng)電阻R11(35W)連接到晶體管的柵極。而且，電容器C6(4700pF)從柵極連接到漏極。源板通過電阻R13(0.27KW)接地。任選地，電阻R12(10KW)在源極和柵極之間連接，目的是如果在未安裝控制器106的情況下將電能應(yīng)用于電源，確保晶體管不會(huì)被激活。漏極連接到變壓器112初級(jí)繞組W1的一個(gè)端子。因此，晶體管Q1控制電流從初級(jí)輸入電壓流過初級(jí)繞組。
變壓器112的次級(jí)電路由幾個(gè)繞組組成，其中每個(gè)繞組有不同的匝數(shù)，極性和負(fù)載容量。具體地說，繞組W2形成輸出電壓用于調(diào)節(jié)后的B+，繞組W4形成用于穩(wěn)定的16V低電壓輸出的輸出繞組，繞組W3產(chǎn)生用于控制器106的反饋電壓。
負(fù)載電路包括與繞組W2連接的輸出二極管D4以及將電能連接到水平偏轉(zhuǎn)電路116的電容器C13。另外，輸出次級(jí)繞組的中間抽頭接地，繞組W4連接二極管D5和電容器C14。該輸出為16V，向電視接收機(jī)的連續(xù)負(fù)載118供電，例如所有電子設(shè)備和集成電路。電路118也控制利用消磁控制線120激活消磁電路114時(shí)的時(shí)序。用于連續(xù)負(fù)載的該控制線是使電視接收機(jī)接通或斷開的運(yùn)行/備用控制信號(hào)。連續(xù)負(fù)載電路118也與水平偏轉(zhuǎn)電路116連接，為其提供控制信號(hào)。
控制器106用電阻R17(100KW)作為啟動(dòng)電阻啟動(dòng)。同樣地，在控制器106的電壓供給插腳(例如插腳6)用半波電流對(duì)電容器C11(100μF)充電。所提供的這些半波電流從初級(jí)輸入電壓經(jīng)過電阻R17(100KW)，并通過串聯(lián)的電阻R14(202KW)、二極管D2(148KW)以及調(diào)節(jié)繞組W3接地。當(dāng)C11上的電壓達(dá)到開關(guān)接通的閾值時(shí)，開關(guān)型電源開始起作用并經(jīng)過繞組W3、電阻R14以及二極管D2提供反饋電壓。經(jīng)二極管D2整流并經(jīng)電容器C11平滑后，該反饋電壓經(jīng)插腳6形成控制器106的供給電壓(vcc)。
插腳1的控制信號(hào)或電壓VCT在與控制器供給電壓電路并聯(lián)的電路中產(chǎn)生?？刂齐妷河啥O管D1(ERB43)通過電阻R8(10W)向電容器C3(1.5μF)充電來產(chǎn)生。由串聯(lián)的R15(30W)和C10(0.01μF)組成的RC元件阻止反饋信號(hào)的高頻元件的峰值整流。
更具體地說，調(diào)節(jié)繞組W3連接到電阻R15的一端。電阻R15的另一端經(jīng)電容器C10接地。電阻R15和電容器C10之間的接合點(diǎn)連接二極管D1。電容器C9(1000pF)與二極管D1并聯(lián)。二極管D1具有連接到串聯(lián)的R8和C3的輸出電壓，二極管的輸出經(jīng)串聯(lián)的R8和C3接地。二極管的輸出也通過串聯(lián)的電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)R6和R7接地。R6和R7接合點(diǎn)的電壓形成控制電壓VCT并連接到控制器106的插腳1。這些電阻限定控制器106的空載振蕩頻率。因此，它們通常是0.1％的精密電阻，R6為5.49KW,R7為174W?？刂齐妷篤CT連接到用于調(diào)節(jié)(如調(diào)節(jié)電壓REG B+)的電壓VOUT的占空比調(diào)制的控制器106內(nèi)的脈寬調(diào)制器106c。
在電源啟動(dòng)過程中，在軟啟動(dòng)插腳(例如插腳7)處的電容器C5通過控制脈寬調(diào)制器的誤差電壓來影響前相的時(shí)間寬度?？刂破鹘?jīng)電阻R10(20KW)檢測(cè)變壓器放電相的末端，R10一端連接控制器插腳8，另一端連接電阻R14，最終連接到調(diào)節(jié)繞組W3。此外，從R10和R14的接合點(diǎn)連接電容器C8(0.022μF)到地。在這一點(diǎn)，電壓極性從正極變?yōu)樨?fù)極，即電壓出現(xiàn)過零。
體現(xiàn)本發(fā)明特征的電壓VZ1由監(jiān)視電壓發(fā)生器110產(chǎn)生并連接到控制器106的插腳3。電壓VZ1既用于確定允許電源運(yùn)行的最小線電壓，也用于控制控制器106內(nèi)的返送點(diǎn)校正電路106b。
監(jiān)視電壓發(fā)生器110包括與電阻R2(5100W)串聯(lián)的電阻R1(270KW)以相對(duì)于初級(jí)輸入電壓RAW B+形成電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)。兩個(gè)電阻的接合點(diǎn)連接到控制器106的插腳3。而且，體現(xiàn)本發(fā)明特征的齊納二極管Z1(B2X55/C3VO)從接合點(diǎn)與電阻R2并聯(lián)接地。齊納二極管Z1構(gòu)成了將R2兩端的最大電壓限制為齊納二極管Z1擊穿電壓的限制器。從而，監(jiān)視電壓發(fā)生器110的輸出電壓跟蹤初級(jí)輸入電壓RAW B+直到齊納二極管Z1開始導(dǎo)通的閾值點(diǎn)。
控制器106包括利用固定的內(nèi)部電壓閾值的欠壓檢測(cè)器106a，無論任何時(shí)候，只要監(jiān)視電壓VZ1降到低于第一閾值電壓時(shí)，該內(nèi)部電壓閾值會(huì)導(dǎo)致控制器使電源斷開。對(duì)于TDA4605集成電路來說，該第一閾值電壓為1V。同樣地，R1和R2的分壓器網(wǎng)絡(luò)使輸出電壓在正常運(yùn)行下不會(huì)造成控制器使電源去激活。
在一種特殊的應(yīng)用中，例如在電視信號(hào)接收機(jī)中，用于電視信號(hào)接收機(jī)的消磁電路114通常直接連接到輸入AC電源的兩端。因此，當(dāng)消磁電路被激活時(shí)，通常會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用于電壓整流器102的AC電壓降。因此，在消磁期間初級(jí)輸入電壓RAW B+會(huì)大大下降。由于這是傳統(tǒng)電視接收機(jī)電路的普通運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以要求監(jiān)視電壓發(fā)生器110的設(shè)計(jì)能夠使控制器106不會(huì)在消磁周期過程中去激活電源。
對(duì)于120V的初級(jí)輸入電壓以及使用270KW的R1和5100KW的R2的電阻分壓器來說，電壓監(jiān)視輸入插腳處的標(biāo)稱電壓VZ1是2V。這樣的電壓監(jiān)視電壓值能避免電源在消磁期間或其它重負(fù)載期間去激活。
當(dāng)由于過載狀態(tài)使電壓VOUT的占空比為最大時(shí)，由AC線電壓的增加所產(chǎn)生的電壓RAW B+的增加，導(dǎo)致初級(jí)繞組W1兩端的電壓升高。隨著初級(jí)輸入電壓RAW B+的升高，可用于電源的輸入能量增加，在電源過載時(shí)會(huì)損壞電源。在過載的未調(diào)節(jié)的輸出周期期間，調(diào)制器106c產(chǎn)生具有用于驅(qū)動(dòng)晶體管Q1的最大占空比的電壓VOUT。結(jié)果，變壓器112繞組W1中的初級(jí)電流IP也具有最大占空比。因此，電壓RAW B+中不希望有的增加可能在晶體管兩端產(chǎn)生損壞晶體管或其他電路的大電壓。
為了將電源保持在安全運(yùn)行范圍內(nèi)，控制器106包括已知的返送或過載點(diǎn)校正電路106b。當(dāng)初級(jí)輸入電壓超過預(yù)定幅值時(shí)，該返送點(diǎn)校正電路減小電壓VOUT的最大占空比。隨著電壓RAW B+的升高，預(yù)定幅值以上的增量促使返送點(diǎn)校正電路106b減小信號(hào)VOUT的最大占空比。這種減小是通過產(chǎn)生連接到電容器C2的校正電流ICOR來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)電壓VZ1超過第二閾值電壓時(shí)，電容器C2導(dǎo)致控制器106的插腳2的電壓VC2的變化率增加。
當(dāng)電壓RAW B+升高并導(dǎo)致電壓VZ1進(jìn)一步升高到第二閾值電壓以上時(shí)，電流ICOR中的增量以已知方式造成信號(hào)VOUT最大占空比的減小。當(dāng)電壓VZ1大于約1.7V的電壓電平時(shí)，產(chǎn)生第二閾值電壓。結(jié)果是，當(dāng)電壓RAW B+進(jìn)一步增加時(shí)，最大占空比成比例地減小。與電壓RAW B+的增加相反，最大占空比的減小會(huì)對(duì)電源中產(chǎn)生的最大電能起穩(wěn)定作用。另一方面，當(dāng)電壓VZ1低于1.7V電平時(shí)，電壓VZ1的增加不影響電流ICOR和電壓VOUT的占空比。
當(dāng)消磁電路被激活時(shí)，因?yàn)榉謮浩骶W(wǎng)絡(luò)(R1和R2)建立了足夠大的為阻止電源斷開而提供了充分峰值儲(chǔ)備的監(jiān)視電壓VZ1，即使電壓RAW B+在正常容許范圍內(nèi)時(shí)，初級(jí)輸入電壓RAW B+也可能處于使電壓VZ1超過電路106b的第二閾值電壓一個(gè)額外量的電平。所以，不利的是，最大占空比明顯地進(jìn)一步減小，使得可以導(dǎo)出的最大電能更少了。即使初級(jí)輸入電壓并沒有真正達(dá)到能夠損壞電源的高電平，這種供電能力的大大降低也可能發(fā)生。
根據(jù)發(fā)明特征，當(dāng)電壓RAW B+增加到相對(duì)于電壓VZ1等于3V的閾值幅值以上時(shí)，為了阻止電流ICOR進(jìn)一步減小電壓VOUT的最大占空比，監(jiān)視電壓發(fā)生器110包括作為限制器運(yùn)行的齊納二極管Z1，該限制器將表示初級(jí)輸入電壓的電壓VZ1限制到3V。因此，監(jiān)視電壓VZ1絕不會(huì)升高到預(yù)定電平(例如3V)以上，否則，將導(dǎo)致控制器106內(nèi)的返送點(diǎn)校正電路106b進(jìn)一步減小最大占空比。這種方式的好處是，作為電壓RAW B+的函數(shù)的最大占空比的減小受到了限制。
對(duì)于電壓RAW B+中的給定增量來說，當(dāng)電壓RAW B+大于相對(duì)于電壓VZ1等于3V的閾值幅值時(shí)，電流ICOR形成的電壓VOUT占空比的減小受到限制。與此對(duì)照，電流ICOR產(chǎn)生的占空比的減小沒有受到限制，而是當(dāng)電壓VZ1在1.7V和3V之間時(shí)與電壓RAW B+成比例地變化。這樣，與電壓RAW B+不超過閾值幅值時(shí)相比，當(dāng)電壓RAW B+超過閾值幅值時(shí)，齊納二極管Z1作為限制器運(yùn)行，用于限制占空比的減小。產(chǎn)生低于1.7V第二閾值電壓的電壓VZ1的電壓RAW B+的增加不影響電流ICOR。
準(zhǔn)確地說，對(duì)于TDA4605集成電路控制來說，齊納二極管的值為3V。因此，在齊納二極管開始導(dǎo)通電流到地之前，監(jiān)視電壓發(fā)生器的輸入信號(hào)不可能升高到3V電平以上。同樣地，監(jiān)視電壓發(fā)生器建立了預(yù)定初級(jí)輸入電壓范圍的電壓范圍，在該電壓范圍，控制器106以正常方式運(yùn)行，既避免了欠壓電源去激活，又避免了最大占空比的進(jìn)一步減小。因此，擴(kuò)展了輸入電壓動(dòng)態(tài)范圍。
權(quán)利要求書按照條約第19條的修改1．一種開關(guān)型電源，包括輸入電壓源(101)；開關(guān)(Q1)，響應(yīng)具有可控占空比的第一控制信號(hào)(VOUT)并連接到所述輸入電壓源，用于根據(jù)所述第一控制信號(hào)的所述占空比產(chǎn)生輸出電源電壓(REG B+)；占空比調(diào)制器(106b,106c)，響應(yīng)第二控制信號(hào)(VCT)，以此產(chǎn)生所述第一控制信號(hào)并控制所述第一控制信號(hào)的所述占空比，所述調(diào)制器響應(yīng)表示所述輸入電源電壓的信號(hào)(VZ1)，用于當(dāng)所述輸入電源電壓增加時(shí)減小所述占空比；以及連接到所述調(diào)制器的限制器(Z1,R1)，對(duì)所述輸入電源電壓的給定增量來說，當(dāng)所述輸入電源電壓超過第一幅值時(shí)，用于限制占空比的減小。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，其中根據(jù)所述第二控制信號(hào)，所述第一控制信號(hào)(VCT)的所述占空比在控制范圍內(nèi)變化，以及其中當(dāng)所述占空比在所述控制范圍的端值時(shí)，所述限制器(Z1,R1)限制所述占空比的減小。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，其中所述限制器(Z1,R1)包括連接在所述輸入電源電壓指示信號(hào)(VZ1)的信號(hào)路徑中的鉗位器(Z1)，當(dāng)所述輸入電源電壓超過所述第一幅值時(shí)對(duì)所述輸入電壓指示信號(hào)進(jìn)行鉗位，當(dāng)所述輸入電源電壓不超過所述第一幅值時(shí)不進(jìn)行鉗位。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源，其中所述電壓鉗位器(Z1)包括二極管。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源，還包括響應(yīng)所述輸入電源電壓指示信號(hào)(VZ1)的禁動(dòng)電路(106a)，用于當(dāng)所述輸入電源電壓小于第二幅值時(shí)禁動(dòng)所述輸出電源電壓(REG B+)，其中對(duì)于所述禁動(dòng)電路的輸入和所述限制器的輸入(Z1的陰極)中的每一個(gè)來說，所述電壓鉗位器(Z1)與所述輸入電源電壓指示信號(hào)連接在同一路徑中。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，其中所述調(diào)制器(106b,106c)包括返送點(diǎn)校正器(106b)，用于當(dāng)所述輸入電源電壓(RAW B+)增加時(shí)減小所述占空比，其中所述限制器(Z1,R1)連接到所述校正器。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，其中所述第二控制信號(hào)(VCT)產(chǎn)生于反饋路徑中，用于調(diào)節(jié)所述輸出電源電壓(REG B+)。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，其中所述輸入電源電壓指示信號(hào)(VZ1)從所述輸入電壓源(101)經(jīng)旁路所述開關(guān)(Q1)的信號(hào)路徑連接到所述調(diào)制器(106b,106c)。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的電源，其中所述限制器(Z1,R1)包括連接在所述信號(hào)路徑中的鉗位器(Z1)，當(dāng)所述輸入電源電壓超過所述第一幅值時(shí)，對(duì)所述輸入電源電壓指示信號(hào)(VZ1)進(jìn)行鉗位，當(dāng)所述輸入電源電壓不超過所述第一幅值時(shí)，不進(jìn)行鉗位操作。
10．一種電源，包括輸入電源電壓(RAW B+)，變壓器(112)以及所連接的用于形成穩(wěn)定的輸出電源電壓開關(guān)模式的開關(guān)(Q1)，所述開關(guān)響應(yīng)具有可控占空比的第一控制信號(hào)(VOUT)；占空比調(diào)制器(106b,106c)，用于產(chǎn)生響應(yīng)第二控制信號(hào)(VZ1)的所述第一控制信號(hào)以限制所述開關(guān)的占空比，當(dāng)所述第二控制信號(hào)在電壓電平的預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，所述調(diào)制器以第一模式(VZ1未受限制)運(yùn)行，當(dāng)所述第二控制信號(hào)超出所述范圍時(shí)，所述調(diào)制器以第二模式(VZ1受限制)運(yùn)行；以及電壓監(jiān)視電路(Z1,R1,R2)，用于產(chǎn)生所述第二控制信號(hào)，所述第二控制信號(hào)表示在輸入電源電壓值的第一范圍內(nèi)所述輸入電源電壓的第一比例以及在輸入電源電壓值的第二范圍內(nèi)所述輸入電源電壓的第二比例。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的電源，其中所述電壓監(jiān)視電路(Z1,R1,R2)包括連接在所述第二控制信號(hào)(VZ1)的信號(hào)路徑中的鉗位器(Z1)。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的電源，其中所述第二控制信號(hào)(VZ1)從所述輸入電源電壓(RAW B+)經(jīng)旁路所述開關(guān)(Q1)的信號(hào)路徑連接到所述調(diào)制器。
13．一種電源，包括輸入電源電壓(RAW B+)，變壓器(112)以及所連接的用于形成穩(wěn)定的輸出電源電壓開關(guān)模式的開關(guān)(Q1)，所述開關(guān)響應(yīng)具有可控占空比的第一控制信號(hào)(VOUT)；
占空比調(diào)制器(106b,106c)，用于產(chǎn)生響應(yīng)第二控制信號(hào)(VZ1)的所述第一控制信號(hào)，當(dāng)所述第二控制信號(hào)在電壓電平的預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，所述調(diào)制器以第一模式(VZ1未受限制)運(yùn)行，當(dāng)所述第二控制信號(hào)超出所述范圍時(shí)，所述調(diào)制器以第二模式(VZ1受限制)運(yùn)行；以及電壓監(jiān)視電路(Z1,R1,R2)，用于產(chǎn)生所述第二控制信號(hào)，所述第二控制信號(hào)表示在輸入電源電壓值的第一范圍內(nèi)所述輸入電源電壓的第一比例以及在輸入電源電壓值的第二范圍內(nèi)所述輸入電源電壓的第二比例，使得只要所述輸入電源電壓在所述輸入電源電壓值的第一范圍內(nèi)，所述第二控制信號(hào)隨所述輸入電源電壓變化而變化且所述調(diào)制器以所述第一運(yùn)行模式運(yùn)行。
14．一種電源，包括輸入電源電壓(RAW B+)，變壓器(112)以及所連接的用于形成穩(wěn)定的輸出電源電壓開關(guān)模式的開關(guān)(Q1)，所述開關(guān)響應(yīng)具有可控占空比的第一控制信號(hào)(VOUT)；占空比調(diào)制器(106b,106c)，用于產(chǎn)生響應(yīng)第二控制信號(hào)(VZ1)的所述第一控制信號(hào)，當(dāng)所述第二控制信號(hào)在電壓電平的預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，所述調(diào)制器以第一模式(VZ1未受限制)運(yùn)行，當(dāng)所述第二控制信號(hào)超出所述范圍時(shí)，所述調(diào)制器以第二模式(VZ1受限制)運(yùn)行；以及連接到所述輸入電源電壓的非線性分壓器電路(Z1,R1,R2)，用于產(chǎn)生所述第二控制信號(hào)，所述第二控制信號(hào)表示在輸入電源電壓值的第一范圍內(nèi)所述輸入電源電壓的第一比例以及在輸入電源電壓值的第二范圍內(nèi)所述輸入電源電壓的第二比例。
權(quán)利要求
1．一種開關(guān)型電源，包括輸入電壓源(101)；開關(guān)(Q1)，響應(yīng)具有可控占空比的第一控制信號(hào)(VOUT)并連接到所述輸入電壓源，用于根據(jù)所述第一控制信號(hào)的所述占空比產(chǎn)生輸出電源電壓(REG B+)；占空比調(diào)制器(106b,106c)，響應(yīng)第二控制信號(hào)(VCT)，以此產(chǎn)生所述第一控制信號(hào)并控制所述第一控制信號(hào)的所述占空比，所述調(diào)制器響應(yīng)表示所述輸入電源電壓的信號(hào)(VZ1)，用于當(dāng)所述輸入電源電壓增加時(shí)減小所述占空比；以及連接到所述調(diào)制器的限制器(Z1,R1)，當(dāng)所述輸入電源電壓超過第一幅值時(shí)，對(duì)于所述輸入電源電壓的給定增量，用于限制占空比的減小。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，其中根據(jù)所述第二控制信號(hào)，所述第一控制信號(hào)(VCT)的所述占空比在控制范圍內(nèi)變化，以及其中當(dāng)所述占空比在所述控制范圍的端值時(shí)，所述限制器(Z1,R1)限制所述占空比的減小。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，其中所述限制器(Z1,R1)包括連接在所述輸入電源電壓指示信號(hào)(VZ1)的信號(hào)路徑中的鉗位器(Z1)，當(dāng)所述輸入電源電壓超過所述第一幅值時(shí)對(duì)所述輸入電壓指示信號(hào)進(jìn)行鉗位，當(dāng)所述輸入電源電壓不超過所述第一幅值時(shí)不進(jìn)行鉗位。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源，其中所述電壓鉗位器(Z1)包括二極管。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源，還包括響應(yīng)所述輸入電源電壓指示信號(hào)(VZ1)的禁動(dòng)電路(106a)，用于當(dāng)所述輸入電源電壓小于第二幅值時(shí)禁動(dòng)所述輸出電源電壓(REG B+)，其中對(duì)于所述禁動(dòng)電路的輸入和所述限制器的輸入(Z1的陰極)中的每一個(gè)來說，所述電壓鉗位器(Z1)與所述輸入電源電壓指示信號(hào)連接在同一路徑中。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，其中所述調(diào)制器(106b,106c)包括返送點(diǎn)校正器(106b)，用于當(dāng)所述輸入電源電壓(RAW B+)增加時(shí)減小所述占空比，其中所述限制器(Z1,R1)連接到所述校正器。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，其中所述第二控制信號(hào)(VCT)產(chǎn)生于反饋路徑中，用于調(diào)節(jié)所述輸出電源電壓(REG B+)。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源，其中所述輸入電源電壓指示信號(hào)(VZ1)從所述輸入電壓源(101)經(jīng)旁路所述開關(guān)(Q1)的信號(hào)路徑連接到所述調(diào)制器(106b,106c)。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的電源，其中所述限制器(Z1,R1)包括連接在所述信號(hào)路徑中的鉗位器(Z1)，當(dāng)所述輸入電源電壓超過所述第一幅值時(shí)，對(duì)所述輸入電源電壓指示信號(hào)(VZ1)進(jìn)行鉗位，當(dāng)所述輸入電源電壓不超過所述第一幅值時(shí)，不進(jìn)行鉗位操作。
10．一種電源，包括輸入電源電壓(RAW B+)，變壓器(112)以及所連接的用于形成穩(wěn)定的輸出電源電壓開關(guān)模式的開關(guān)(Q1)，所述開關(guān)響應(yīng)具有可控占空比的第一控制信號(hào)(VOUT)；占空比調(diào)制器(106b,106c)，用于產(chǎn)生響應(yīng)第二控制信號(hào)(VZ1)的所述第一控制信號(hào)，當(dāng)所述第二控制信號(hào)在電壓電平的預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，所述調(diào)制器以第一模式(VZ1未受限制)運(yùn)行，當(dāng)所述第二控制信號(hào)超出所述范圍時(shí)，所述調(diào)制器以第二模式(VZ1受限制)運(yùn)行；以及電壓監(jiān)視電路(Z1,R1,R2)，用于產(chǎn)生所述第二控制信號(hào)，所述第二控制信號(hào)表示在輸入電源電壓值的第一范圍內(nèi)所述輸入電源電壓的第一比例以及在輸入電源電壓值的第二范圍內(nèi)所述輸入電源電壓的第二比例。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的電源，其中所述電壓監(jiān)視電路(Z1,R1,R2)包括連接在所述第二控制信號(hào)(VZ1)的信號(hào)路徑中的鉗位器(Z1)。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的電源，其中所述第二控制信號(hào)(VZ1)從所述輸入電源電壓(RAW B+)經(jīng)旁路所述開關(guān)(Q1)的信號(hào)路徑連接到所述調(diào)制器。
全文摘要
一種開關(guān)型電源控制器,包括響應(yīng)輸入電源電壓指示信號(hào)(Z1)的欠壓保護(hù)電路(106a)。所述輸入電源電壓指示信號(hào)也與返送點(diǎn)校正電路(106b)連接。當(dāng)輸入電源電壓增加但仍小于預(yù)定幅值時(shí),校正電路導(dǎo)致控制信號(hào)(VOUT)最大占空比的減小。當(dāng)輸入電源電壓超過預(yù)定幅值時(shí),齊納二極管(Z1)限制輸入電源電壓指示信號(hào)阻止占空比的進(jìn)一步減小。
文檔編號(hào)H02M3/28GK1236501SQ97199473
公開日1999年11月24日 申請(qǐng)日期1997年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月13日
發(fā)明者B·W·舒特斯 申請(qǐng)人:湯姆森消費(fèi)電子有限公司