專(zhuān)利名稱(chēng)：用于以備用方式操作的電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電源領(lǐng)域，尤其涉及用于電視接收機(jī)的備用方式電源。
在常規(guī)的用于視頻顯示設(shè)備的電源裝置中，備用變壓器的一次繞組和交流總電源相連。在備用變壓器的二次繞組上的經(jīng)過(guò)變換的電壓被全波整流，并利用某種形式的線(xiàn)性調(diào)節(jié)被調(diào)節(jié)，從而的以備用方式操作的視頻顯示設(shè)備提供電源。只要視頻顯示設(shè)備和交流總電源相連，這種備用電源便消耗功率，并因而在運(yùn)行操作方式期間也消耗功率。
主電源，或運(yùn)行方式電源可以具有一種控制電路，其在運(yùn)行操作方式期間，響應(yīng)被譯碼的通/斷(on/off)信號(hào)，激勵(lì)運(yùn)行方式電源，并在備用操作方式期間斷開(kāi)運(yùn)行方式電源。一種典型的轉(zhuǎn)換方式電源控制IC一般具有和其電源電壓插頭相連的起動(dòng)電阻。起動(dòng)電阻的另一端可以和交流總電源電壓相連或者和經(jīng)過(guò)整流的總電源電壓相連。控制IC需要通過(guò)起動(dòng)電阻吸取電流，直到在控制IC內(nèi)建立起內(nèi)部基準(zhǔn)電壓為止。
然而，不利的是，即使在控制IC內(nèi)建立起內(nèi)部基準(zhǔn)電壓之后，控制IC繼續(xù)通過(guò)起動(dòng)電阻吸取電流。由于在起動(dòng)電阻中耗散的功率對(duì)在備用操作方式下由視頻顯示設(shè)備消耗的功率的作用，這便存在問(wèn)題。
由電子設(shè)備在備用方式下消耗的功率越來(lái)越受到國(guó)際政策的重視。例如，在1 997,9,19 Europe Energy發(fā)表的一篇文章報(bào)告，European Commission認(rèn)為應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮減少電子設(shè)備在備用操作方式下消耗的能量。這篇文章還進(jìn)一步提及，European Commission已經(jīng)致力于減少電視和VCR的備用功率消耗，并且已得到這些產(chǎn)品的制造者的自愿承諾，使平均備用功率消耗逐漸減少到3瓦以下。
因此，作為對(duì)減少由視頻顯示設(shè)備或其它電子設(shè)備消耗的功率這個(gè)目標(biāo)的一個(gè)貢獻(xiàn)，減少由起動(dòng)電阻耗散的功率是有利的。此外，隨著備用功率消耗被逐漸地減少，減少由起動(dòng)電阻消耗的功率將更為有利，這是因?yàn)樵谄饎?dòng)電阻中消耗的功率占在備用方式下消耗的功率的百分?jǐn)?shù)越來(lái)越大。
因此，需要提供一種簡(jiǎn)單的、成本效果比好的方法，用于減少由于轉(zhuǎn)換方式電源控制器IC的起動(dòng)電阻而產(chǎn)生的備用功率消耗。
本發(fā)明導(dǎo)致提供一種能夠減少由轉(zhuǎn)換方式電源控制器電路的起動(dòng)電阻而產(chǎn)生的備用功率消耗的電源電路。一種用于具有運(yùn)行操作方式和備用操作方式的視頻顯示設(shè)備的電源電路，所述電源電路包括電源控制器電路；具有和電源控制器電路相連的第一端，用于起動(dòng)電源控制器電路的操作的電阻；以及備用方式電源，用于在備用操作方式期間，對(duì)視頻顯示設(shè)備提供輸出電壓；備用方式電源包括具有和所述電阻的第二端相連的二次繞組的備用變壓器。
本發(fā)明的上述的以及其它的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)結(jié)合附圖閱讀下面的說(shuō)明將會(huì)看得更加清楚，附圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。
在附圖中
圖1-3表示實(shí)施本發(fā)明的備用電源的原理圖。
備用電源如圖1所示。主電源電壓VWAINS由備用變壓器T1的一次繞組n1被耦合到二次繞組n2。二次繞組n2上的經(jīng)過(guò)變換的電壓被橋式整流器D1整流，并被提供給電壓調(diào)節(jié)器1的輸入端，電壓調(diào)節(jié)器1提供例如+5V的備用電壓。
主電源電壓VMAINS也被橋式整流器D2整流，并把整流電壓VREC提供給主或運(yùn)行轉(zhuǎn)換方式電源(未示出)。運(yùn)行電源被轉(zhuǎn)換方式電源控制器電路2控制。
使用光耦合器3而不使用繼電器，在備用操作方式期間使運(yùn)行電源被切斷。在備用方式下，光耦合器3的發(fā)光二極管通過(guò)大約等于2毫安的電流。因而光耦合器的晶體管導(dǎo)通，使轉(zhuǎn)換方式電源控制器電路2的管腳3接地電位或基準(zhǔn)電位，借以使轉(zhuǎn)換方式電源控制器電路2截止，轉(zhuǎn)換方式電源控制器電路2可以包括，例如，由SiemensAktiengesellschaft制造的TDA4605電源控制器集成電路。
起動(dòng)電阻R1的第一端和轉(zhuǎn)換方式電源控制器電路2相連。備用變壓器T1有利地利用二次繞組n3通過(guò)二極管D3向起動(dòng)電阻R1的另一端提供電壓。二次繞組n3向起動(dòng)電阻R1提供一個(gè)低電壓，借以減少在起動(dòng)電阻R1上的功率消耗。在圖1所示的實(shí)施例中，由于二次繞組n3向起動(dòng)電阻R1提供+20V的電壓，所以由起動(dòng)電阻R1在備用操作期間消耗的功率可以降低到100mW。
在圖2中，備用電源20在備用和運(yùn)行兩種操作方式期間向微控制器(未示出)提供功率。自激振蕩器電路21包括一次繞組n1并被用于連接備用變壓器T1的所述二次繞組n3，以便進(jìn)一步減少在備用操作方式期間的功率消耗。圖2所示的自激振蕩器是一種間歇振蕩器電路，其由備用變壓器T1、電阻R2和R3、電容器C1和C2、二極管D4以及晶體管Q1構(gòu)成。間歇振蕩器21以常規(guī)方式操作，因而此處不再說(shuō)明。圖2中表示的間歇振蕩器電路只是一個(gè)例子，在本發(fā)明范圍內(nèi)可以使用其它的振蕩器電路或布局。
間歇振蕩器電路21以取決于主電壓的幾乎恒定的頻率運(yùn)行。振蕩的占空比也基本上是恒定的，因而向二次繞組n2傳輸?shù)哪芰炕旧鲜呛愣ǖ摹＿@基本上恒定的能量傳遞具有兩個(gè)后果。第一，備用電源20被固有地保護(hù)而防止在備用變壓器T1的二次側(cè)發(fā)生短路。第二，可以使用并聯(lián)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)調(diào)節(jié)由備用變壓器T1的二次繞組提供的電壓。例如，在圖2中，由二次繞組n2提供的+5V的輸出可用齊納二極管VR1調(diào)節(jié)。使用齊納二極管VR1只是說(shuō)明性的，在本發(fā)明的范圍內(nèi)并不排除使用其它的并聯(lián)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)。
在圖2所示的實(shí)施例中，間歇振蕩器21的操作頻率大約等于100kHz。有利地使用間歇振蕩器21把相對(duì)低的主頻率例如50Hz或60Hz變換為較高的頻率。這一變換使得可以減少備用變壓器T1的尺寸，這又導(dǎo)致減少由于備用變壓器T1而消耗的備用功率。
在二次繞組n3上的電壓被二極管D5整流，從而為起動(dòng)電阻R4和由電阻R7和R8構(gòu)成的分壓器提供直流電壓VDC。在圖2所示的實(shí)施例中，直流電壓VDC大約等于+32V。應(yīng)當(dāng)注意，直流電壓VDC跟蹤被整流的主電壓VREC的幅值，使得被整流的主電壓VREC的幅值對(duì)直流電壓VDC的比維持恒定，如同一次繞組n1對(duì)二次繞組n3的匝數(shù)比。光耦合器3使直流電壓VDC和起動(dòng)電阻R4相連，并在運(yùn)行操作方式期間，使其和轉(zhuǎn)換方式電源控制器電路2相連。
在備用電源20中，備用變壓器T1可以使用無(wú)空氣隙的EF16,N67鐵芯構(gòu)成。備用變壓器T1的一次繞組的電感可以大約等于100mH?？梢允褂煤穸葹?.1mm的大約5層MYLAR品牌的聚合物膜提供一次繞組n1和二次繞組n2和n3之間的電絕緣。各個(gè)匝數(shù)比可以如下n1/n3=10；和n1/n2=12。
在圖3中，備用電源30使用TOPSwitchTOP-210三端，脫機(jī)，脈寬調(diào)制開(kāi)關(guān)31來(lái)實(shí)現(xiàn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是熟知的。
電容器C3被通過(guò)二極管D6和D7、電阻R5和二次繞組n3的電流充電到電壓VDC。在圖3的實(shí)施例中，電壓VDC大約等于+32V。光耦合器3使直流電壓VDC和起動(dòng)電阻R6相連，并在運(yùn)行操作方式期間，使其和轉(zhuǎn)換方式電源控制器電路2相連。
在備用電源30中，備用變壓器T1可以使用具有大約等于0.1mm的空氣隙的EF16,N67鐵芯構(gòu)成。備用變壓器T1的一次繞組的電感可以大約等于6mH，其使用大約160匝，分成兩層的0.1mm直徑的CuL導(dǎo)線(xiàn)?？梢允褂煤穸却蠹s為0.1mm的1層MYLAR品牌的聚合物膜提供兩層導(dǎo)線(xiàn)之間的電絕緣，以便減少寄生電容。二次繞組n2可以使用13匝0.315mm直徑的CuL導(dǎo)線(xiàn)，二次繞組n3可以使用16匝0.315mm直徑的導(dǎo)線(xiàn)?？梢允褂煤穸却蠹s為0.1mm的2層MYLAR品牌的聚合物膜提供一次繞組n1和二次繞組n2以及n3之間的電絕緣。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，雖然根據(jù)特定的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但是，不脫離本發(fā)明的范圍可以作出各種改變和改型。因而本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由所附權(quán)利要求而不是上述的說(shuō)明來(lái)限定。
權(quán)利要求
1一種用于具有運(yùn)行操作方式和備用操作方式的視頻顯示設(shè)備的電源電路，所述電源電路包括電源控制器電路(2)；具有和所述電源控制器電路(2)相連的第一端，用于起動(dòng)所述電源控制器電路的操作的電阻(R1；R4；R6)；以及備用方式電源，用于在備用操作方式期間，對(duì)所述視頻顯示設(shè)備提供輸出電壓(5V)；所述備用方式電源包括具有和所述電阻(R1；R4；R6)的第二端相連的二次繞組(n3)的備用變壓器(T1)。
2如權(quán)利要求1所述的電源電路，其中所述二次繞組(n3)對(duì)所述電阻(R1；R4；R6)提供低電壓。
3一種用于具有運(yùn)行操作方式和備用操作方式、轉(zhuǎn)換方式電源電路的視頻顯示設(shè)備的電源電路，包括電源控制器電路(2)；具有和所述電源控制器電路(2)相連的第一端，用于起動(dòng)所述電源控制器電路的操作的電阻(R4)；具有和所述電阻(R4)的第二端相連的二次繞組(n3)的備用變壓器(T1)；以及用于激勵(lì)所述變壓器的自激振蕩器電路(21)。
4如權(quán)利要求3所述的電源電路，其中所述備用變壓器(T1)的一個(gè)二次繞組(n3)和所述電阻(R4)的第二端相連。
5如權(quán)利要求4所述的電源電路，其中所述二次繞組(n3)對(duì)所述電阻(R4)提供直流電壓(VDC)。
6如權(quán)利要求5所述的電源電路，其中所述直流電壓(VDC)跟蹤被整流的主電壓(VREC)的幅值。
7如權(quán)利要求5所述的電源電路，其中所述直流電壓(VDC)跟蹤所述被整流的主電壓(VREC)的所述幅值，使得所述被整流的主電壓(VREC)的所述幅值對(duì)所述直流電壓(VDC)的比維持恒定，如同一次繞組(n1)對(duì)所述二次繞組(n3)的匝數(shù)比。
8如權(quán)利要求3所述的電源電路，其中所述自激振蕩器電路(21)以基本上恒定的頻率振蕩。
9如權(quán)利要求8所述的電源電路，其中所述基本恒定的頻率依賴(lài)于主電壓(VREC)。
10如權(quán)利要求9所述的電源電路，其中所述自激振蕩器電路(21)的輸出的占空比基本上是恒定的。
11如權(quán)利要求10所述的電源電路，其中從所述備用變壓器(T1)的一次繞組(n1)向二次繞組(n2)傳遞的能量基本上是恒定的。
12如權(quán)利要求11所述的電源電路，其中所述電源電路被固有地保護(hù)而防止在所述備用變壓器(T1)的所述二次繞組(n2)發(fā)生短路。
13如權(quán)利要求12所述的電源電路，其中由所述二次繞組(n2)提供的電壓能夠利用并聯(lián)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
14如權(quán)利要求13所述的電源電路，其中所述并聯(lián)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)包括齊納二極管(VR1)。
15如權(quán)利要求13所述的電源電路，其中所述自激振蕩器電路包括間歇振蕩器電路(21)。
16如權(quán)利要求15所述的電源電路，其中所述間歇振蕩器電路(21)包括具有和所述備用變壓器(T1)的一次繞組(n1)相連的漏極的晶體管(Q1)；第一電容器(C1)，其第一端和所述晶體管的控制極相連，其第二端和所述二次繞組(n3)相連；二極管(D4)，其陽(yáng)極和所述晶體管的所述控制極相連，其陰極和所述漏極相連；電阻(R3)，其和所述晶體管的源極相連；以及和所述電阻并聯(lián)的電容器(C2)。
全文摘要
一種用于具有運(yùn)行操作方式和備用操作方式的視頻顯示設(shè)備的電源電路，電阻(R1)具有和電源控制器電路(2)相連的第一端，用于起動(dòng)電源控制器電路的操作。備用方式電源在備用操作方式期間向視頻顯示設(shè)備提供輸出電壓(5V)。備用方式電源利用備用變壓器(T1)，其具有電阻(R1)的第二端相連的二次繞組(n3)。二次繞組(n3)向電阻(R1)提供低電壓，以便減少該電阻消耗的功率。
文檔編號(hào)H02J9/00GK1238097SQ97199696
公開(kāi)日1999年12月8日 申請(qǐng)日期1997年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月13日
發(fā)明者A·W·凱勒 申請(qǐng)人:湯姆森許可公司