輔助供電裝置的製作方法
2023-05-12 01:03:56
專利名稱：輔助供電裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種開關型供電裝置，特別涉及一種用於產生一個恆定輔助電源並具有開關型供電裝置的控制部件的輔助供電裝置。
一種開關型供電裝置將交流電流變換成直流電流並且將該直流電流提供給負載。根據供給負載的直流電流，將從控制部件輸出的控制信號提供給一個開關電晶體，並由此來控制開關型供電裝置。
如
圖1中所示的這樣一種開關型供電裝置包括一個主供電部件1，用於把從外部提供的交流電轉換成直流電，並且把該直流電提供給負載；和一個輔助電源產生部件2，用於產生一輔助電源以便驅動主供電部件1。
這時，用於對從外部提供的交流電進行全波整流的主供電部件1的二極體整流橋11與一個用於對二極體整流橋的輸出電壓進行濾波的電容器12的一端連接。電容器12的另一端與地連接。同時，電容器12的一端與變壓器13的第一初級繞組L1的一端連接，用於激勵從電容器12輸出的電壓。
二極體整流橋11的輸出端與一個起動部件14相連接，該起動部件14由串聯連接的電阻器14b和二極體14a組成。起動部件14的輸出端與一個控制部件15相連接，該控制部件由來自起動部件14的輸出電壓來驅動並且控制開關電晶體。控制部件15的輸出端與開關電晶體16的基極相連接，該開關電晶體16根據控制部件15提供的控制信號進行開關操作，由此控制流經變壓器13的第一初級繞組的電流。電晶體16的集電極與變壓器13的第一初級繞組L1的輸出端相連接，電晶體16的發射極與地連接。
變壓器13的次級繞組L2的一端與二極體17的陽極相連接，該二極體17用於對變壓器13提供的激勵電壓進行半波整流。二極體17的陰極與電容器18的一端相連接，該電容器18對從二極體17來的輸出電壓濾波。電容器18的輸出端與變壓器13的次級繞組的另一端連接。
變壓器13的第二初級繞組L3的一端與輔助電源產生部件2的二極體21的陽極連接。第二初級繞組L3的另一端與地連接。二級管21的陰板與電容器22的一端連接，電容器22的一端與控制部件15相連接而電容器22的另一端與地連接。
根據如上述結構的常規開關型供電裝置，主供電部件1的二極體整流橋11對外部提供的交流電進行全波整流。從二極體整流橋11輸出的電壓提供給電容器12進行濾波。來自電容器12的電壓提供變壓器13的第一初級繞組L1。
來自二極體整流橋11的電壓提供給起動部件14的二極體14a進行半波整流。整流的電壓提供給控制部件15。根據電阻器14b的輸出電壓，控制部件15被驅動並輸出用於開關電晶體16的控制信號C。控制信號C使電晶體16導通。
如果電晶體16被導管，電流流過變壓器13的第一初級繞組L1，並且來自電容器12的電壓激勵變壓器13的次級繞供組L2。此時，激勵電壓量由變壓器13的第一初級繞組和次級繞組之間的匝數比來確定。
從變壓器13的次級繞組L2輸出的電壓提供給二極體17進行整流。來自二極體17的電壓提供給電容器18進行濾波，並隨後提供給負載(沒有示出)。
來自電容器18的電壓提供給控制部件15，並且控制信號C根據來自電容器18的輸出電壓來變化。變化的控制信號C提供給電晶體16的基板，由此控制開關操作。於是，控制了流過變壓器13的第一初級繞組L1的電流。
同樣，當電流流過變壓器13的第一初級繞組L1時，變壓器13的第二初級繞組L3被激勵。隨後來自變壓器13的激勵電壓提供給二極體21，並由該二極體21來整流。由二極體21輸出的電壓提供給電容器22並且由該電容器22來濾波。從電容器22輸出的輔助電源Vcc提供給控制部件15。
在這樣的常規開關型供電裝置中，由於變壓器13的次級繞組的激勵電壓根據輸入到輔助電源產生部件2的交流電流而變化，所以提供給控制部件15輔助電源Vcc也變化。因此，變化的輔助電源Vcc使控制部件不能正常工作，以致於該產品的可靠性被降低。並且由於起動部件14的分離安裝，所以該開關型供電裝置很難在尺寸和重量上節省。
因此，本發明的一個目的是提供一種輔助供電裝置，它通過產生一個與從外部提供的交流電流的波動無關的恆定輔助電源來防止控制部件的不正常工作。
本發明的另一目的是提供一種消除了起動部件的輔助供電裝置，它用於產生一個最初驅動控制部件的輔助電源，這樣開關型供電裝置便具有簡單結構。
為了實現本發明的上述目的，一種輔助供電裝置包括。
一個主供電部件，它包括一個二極體整流橋，用於將從外部輸入的交流電全波整流；一個變壓器，用於對來自二極體整流橋的電壓進行濾波，並藉助於初級繞組激勵次級繞組，一個二極體和一個電容器，用於對變壓器的激勵電壓整流和濾波並將其提供給負載；一個控制部件，用於根據電容器的輸出電壓來產生一個控制信號，以便控制一個開關電晶體的開關操作；和一個開關電晶體，用於通過控制部件提供的控制信號來控制流過變壓器的電流；一個整流部件，用於對從二極體整流橋輸出的電壓進行整流；一個輔助電源產生部件，用於對整流部件的輸出電壓進行濾波，並產生一個輔助電源，以便提供給主供電部件；和一個電流變換部件(Current Sink Section)，用於控制在輔助電源產生部件中的電流，以便輸出一個與二極體整流橋的輸出電壓無關的恆定輔助電源。
根據本發明的優選實施例，從外部輸入的交流電源提供給二極體整流橋並被全波整流。來自二極體整流橋的電壓提供給主供電部件，變換成直流電源並且提供給負載。來自負載的直流電源被提供給控制部件。同時，從二級管整流橋輸出的電壓提供給整流部件並進行整流，來自整流部件的電壓提供給輔助電源產生部件以產生輔助電源。輔助電源提供給控制部件，並且根據直流電產生用於控制開關電晶體的控制信號。從整流部件輸出的電壓提供給電流變換部件，並且控制流過輔助電源產生部件的電流，由此使在輔助電源產生部件中產生的輔助電源的輸出時間延遲。因此，即使當來自二極體整流橋的輸出電壓變化時，一個恆定的輔助電源提供給控制部件，這樣就避免了控制部件的不正常工作。此外，由於消除了起動部件，所以使該輔助電源裝置變得簡單。
通過下面結合附圖所描述的優選實施例，本發明的上述目的和其它優點將變得更清楚，其中圖1是表示常規開關型供電裝置的結構的方框圖；圖2是表示根據本發明的開關型供電裝置的結構方框圖；圖3是如在圖2中所示的輔助供電裝置的詳細電路圖；和圖4(A)-(D)是表示如圖3所示的每個部件輸出信號的波形圖。
下面參照附圖來詳細地描述本發明的優選實施例。
圖2是根據本發明的一種輔助供電裝置的方框圖，圖3是如圖2所示的輔助供電裝置100的詳細電路圖。圖4(A)-(D)是如圖3所示的每個部件輸出信號的波形圖。
如圖所示，主供電部件1包括一個用於將從外部輸入的交流電全波整流的二極體整流橋11，一個控制部件15，該控制部件15接收來自二極體整流橋的輸出信號，將該信號轉換成直流電，再把該直流電提供給負載，並且根據提供給負載的直流電產生驅動開關電晶體的控制信號。
在二極體整流橋11的輸出端和控制部件15的輸入端之間連接有一個輔助供電裝置100，它用於產生提供給控制部件15的輔助電源Vcc。
此時，輔助供電裝置100包括一個對從二極體整流橋11輸出的電壓進行整流的整流部件110，一個輔助電源產生部件120，它用於通過使從整流部件110輸出的電壓V1充電或放電來產生一個觸發信號，並且通過觸發信號把從整流部件110輸出的電壓V1作為輔助電源Vcc，和一個電流變換部件130，它用於根據從整流部件110輸出的電壓V1來控制供給輔助電源產生部件120的電流，以便產生一個恆定輔助電源Vcc。
在如圖3所示的輔助供電裝置100中，橋式二極體11的輸出端與由一個二極體組成的整流部件110相連接。
此外，整流部件110的二極體的陰極與輔助電源產生部件120相連。輔助電源產生部件120包括一個觸發部件210，通過對來自整流部件110的電壓V1充電或放電來產生一個觸發信號；一個輔助電流輸出部件220，用於根據觸發部件210的觸發信號把來自整流部件110的電壓V1作為輔助電源Vcc，和一個與觸發部件210的輸出端相連接的復位部件230，用於在輔助電源Vcc提供給控制部件15之後復位觸發部件210。
也就是，整流部件110的輸出端，電阻器211和212和電容器213串聯連接，並且電容器213的另一端與地連接。然後，電阻器211的輸出端與穩壓二極體(zener diode)214的陰極連接。穩壓二極體214的陽極與地連接。從電阻器211和212輸出的電流提供給電容器213進行充電和放電。此時，電容器213的放電電壓作為觸發信號輸出。
電容器213的一端與穩壓二極體215的陰極連接，而穩壓二極體215的陽極與輔助電源輸出部件220的閘流管(thyristor)222的控制極(gate terminal)相連接。因此，電容器213的觸發信號通過穩壓二極體215提供給可閘流管222，由此使流閘管222導通。
在那時，閘流管222的陽極與電阻器221的輸出端連接，而電阻器221的輸入端與整流部件110的輸出端連接。閘流管222的陰極與電容器223的一端連接，而電容器223的另一端與地連接。
觸發部件210的輸出端與用於完全清除電容器213的充電電壓的復位部件230連接。也就是，穩壓二極體215的輸出端與復位部件230的電阻器231的一端連接，而電阻器231的另一端與閘流管232的控制極連接。閘流管232的陽極與電容器213的一端連接，而閘流管232的陰極與地連接。
此外，在整流部件110的輸出端和電容器213的一端之間連接有電流變換部件130。電流變換部件130根據從整流部件110輸出的電壓V1來控制電容器213充電或放電的時間周期。
也就是，整流部件110的輸出端與電流變換部件130的電阻器131和132串聯連接。電阻器132與電容器133並聯連接。電容器133的另一端與地連接。電阻器132的輸出端同時與電晶體134的基極和集電極相連接。電晶體134的發射極與地連接，而其基極與電晶體135的基極連接。電晶體135的集電極與電容器213的一端連接，而其發射極與地連接。
根據如上述構成的輔助供電裝置100，首先，輸入的交流電流在主供電部件1的二極體整流橋11中被全波整流。來自二極體整流橋11的輸出電壓提供給整流部件110並且在該整流部件110中進行整流，並輸出一個如圖4中(A)部分所示的波形。
隨後，從整流部件110輸出的電壓V1通過電阻器211和212提供給電容器213並對其充電。此時，如果電阻器211和212的分壓V2不低於穩壓二極體214的固定電壓，那麼提供給電容器213的電流通過穩壓二極體214流入地。從而，如圖4中(B)部分所示，電容器213上的充電電壓低於設定電壓Vzd1。
在電容器213已被充電之後，充電電壓V3通過穩壓二極體215作為觸發信號提供給閘流管222的控制極。此時，供給閘流管222的電壓沒有超過穩壓二極體215的設定電壓Vzd2，如圖4中(C)部分所示。
從整流部件110輸出的電壓V1通過電阻器221提供給閘流管222的陽極。從穩壓二極體215輸出的電壓提供給閘流管222的控制極並由此使晶閘管222導通。因此，已提供給閘流管222陽極的從整流部件110輸出的電壓V1提供給閘流管222的陰極。
來自閘流管222的電壓提供給電容223並在其中進行濾波。之後，輔助電源Vcc被輸出並且提供給主電源1的控制部件15，如圖4中(D)部分所示。
由於從穩壓二極體215輸出的電壓藉助於電阻器231提供給閘流管232的控制極而使閘流管232導通，因此電容器213的充電電壓藉助於閘流管232的陽極提供給其陰極，並被完全消除。此時，由於電阻器231，閘流管232的轉換比閘流管222的轉換延遲得更長。從而，在輔助電源Vcc被提供給控制部件15之後，電容器213的充電電壓被清除。
同時，如果從整流部件110輸出的電壓V1為高電壓時，例如從90V至270V，那麼通過減少供給電容器213的電流量來減少用於電容器充電或放電的時間周期。因此，如果整流部件110的電壓V1是高電壓，那麼在電容器213中的充電電壓也是高電壓，因而，防止了輔助電源Vcc約三倍高的電壓。
此後將詳細地陳述該實施例的上述操作過程。從整流部件110輸出的電壓V1由電阻器131和132來分壓，並提供給電容器133，並在電容器133中被濾波。從電阻器131和132輸出的電壓提供給電晶體134的基極，並且電晶體134和135被導通。因此，電流從電晶體134的集電極到發射極。此時，流經電阻器132和電晶體134的電流與供給電容器133的電流量是相同的。
此外，從電晶體134的集電極流到發射極的電流與從電晶體135的集電極流到發射極的電流是相同的。也就是，如果從整流部件110輸出的電壓V1增加，那麼通過電阻器132和電晶體134的電流量也增加，因此，增加了從電晶體135的集電極流到發射極的電流量。
由於從電晶體135的集電極流到發射極的電流增加，所以提供給觸發部件210的電溶器213的電流量減少，因此，用於電容器213充電或放電的時間周期被延遲。如果電容器213的充電或放電時間周期被延遲，那麼電容器213的充電或放電電壓被降低，於是輔助電源Vcc被降低。例如，如果從整流部件110輸出的電壓從90V增加到270V，那麼輔助電源將增加到大約三倍高的電壓。然而，由於提供給電容器213的電流減少使充電電壓被降低，所以無論從整流部件110輸出的電壓怎樣，在控制信號產生部件120上產生恆定的輔助電源Vcc，如圖4中(D)部分所示。
同時，如果通過中止交流電流使從整流部件110輸出的電壓V1為0V，那麼由於從整流部件110輸出的電壓V1低於輔助電源Vcc，所以輔助電源輸出部件220的閘流管222被關斷，並且輔助電壓Vcc不提供給控制部件15。
此外，如果從整流部件110輸出的電壓V1是0V，那麼從閘流管232的陽極流到陰極的電流變為零，以便清除電容器213的充電電壓。因而，閘流管232被關斷，並且復位部件230的操作被中止。
當根據本發明的輔助供電裝置用於一個產品時，由於即使當從二極體整流橋輸出的電壓變化時，也能向控制部件提供恆定的輔助電源，所以防止了控制部件的不正常工作。此外，由於消除了產生用於清除控制部件的電壓的起動部件，輔助供電裝置變得簡單了。
本發明不僅限於上面所述的實施例，在不脫離本發明的精神情況下能夠對本發明做各種變型，這對本領域的技術人員是顯而易見的。例如，本文通過對開關型供電裝置的操作的描述陳述了本發明，然而，本發明也適用於其它一般的供電裝置。
權利要求
1.一種輔助供電裝置包括一個主供電部件，它包括一個二極體整流橋，用於對從外部輸入的交流電進行全波整流；一個變壓器，用於對從二極體整流橋輸出的電壓濾波並藉助於初級繞組激勵次級繞組；一個二極體和一個電容器，用於對變壓器的激勵電壓整流和濾波並將其提供給負載；一個控制部件，用於根據來自電容器的輸出電壓產生一個控制信號，以便控制開關電晶體的開關操作；和一個開關電晶體，用於通過控制部件輸出的控制信號來控制流過變壓器的電流；一個整流部件，用於對從二極體整流橋輸出的電壓進行整流；一個輔助電源產生部件，用於對來自整流部件的輸出電壓濾波並產生一個輔助電源，以便提供給主供電部件；和一個電流變換部件，用於控制在輔助電源產生部件中的電流，以便輸出一個與二極體整流橋的輸出電壓無關的恆定輔助電源。
2.根據權利要求1所述的輔助供電裝置，其中整流部件是一個對從二極體整流橋輸出的電壓進行半波整流的二極體。
3.根據權利要求1所述的輔助供電裝置，其中輔助電源產生部件包括一個觸發部件，用於通過對從整流部件輸出的電壓充電或放電來產生一個觸發信號；一個輔助電源輸出部件，用於根據觸發部件的觸發信號把從整流部件輸出的電壓作為一個輔助電源輸出和一個復位裝置，用於接收觸發信號，把輔助電源提供給控制部件並且使觸發部件復位。
4.根據權利要求1所述的輔助供電裝置，其中電流變換部件是一個用於控制輔助電源產生部件的電流的電流鏡(current mirror)。
5.根據權利要求3所述的輔助供電裝置，其中觸發部件包括相互串聯連接的第一電阻器和第二電阻器，用於使從整流部件輸出的電壓通過；一個與第一電阻器和第二電阻器串聯連接的電容器，用於對來自第一電阻器和第二電阻器的電壓充電或放電；一個與第二電阻器和電容器並聯連接的第一穩壓二極體，用於在第一電阻器和第二電阻器分壓不低於固定電壓的情況下限制電容器的充電；和一個第二穩壓二極體，用於使從電容器輸出的電壓通過。
6.根據權利要求3所述的輔助供電裝置，其中輔助電源產生部件包括一個由觸發部件輸出的電壓來導通的晶閘管；一個用於對從整流部件輸出的電壓進行偏壓的電阻器；和一個電容器，用於對從閘流管輸出的電壓濾波和輸出一個輔助電源。
7.根據權利要求3所述的輔助供電裝置，其中復位裝置包括一個電阻器，用於使從第二穩壓二極體輸出的電壓通過；和一個閘流管，該閘流管依靠電阻器輸出電壓來導通，並清除觸發部件的電容器的充電電壓。
8.根據權利要求4所述的輔助供電裝置，其中電流變換部件包括一個第三電阻器和一個第四電阻器，用於使從整流部件輸出的電壓通過；一個與第三電阻器的輸出端連接的電容器，用於對來自第三電阻器的電壓濾波；一個與第四電阻器的輸出端連接的第一電晶體，該電晶體依靠來自第四電阻器的電壓導通，使電流從電晶體的集電極流到發射極。
9.一種輔助供電裝置包括一個主供電部件，它包括一個二極體整流橋，用於將從外部輸入的交流電全波整流；一個變壓器，用於對從二極體整流橋輸出的電壓濾波並藉助於初級繞組激勵次級繞組；一個二極體和一個電容器，用於對變壓器的激勵電壓整流和濾波並將其提供給負載；一個控制部件，用於根據電容器的輸出電壓來產生一個控制信號，以便控制一個開關電晶體的開關操作；和一個開關電晶體，用於通過從控制部件輸出的控制信號來控制流過變壓器的電流；一個整流部件，用於對從二極體整流橋輸出的電壓整流；一個觸發部件，用於通過對來自整流部件的電壓的充電或放電來輸出一個觸發信號；一個輔助電源產生部件，用於接收從觸發部件輸出的觸發信號，並且將來自整流部件的電壓輸出為一個輔助電源；一個復位裝置，用於接收從觸發部件輸出的觸發信號，將輔助電源提供給控制部件，並且使觸發部件復位；和一個電流變換部件，用於控制在輔助電源產生部件中的電流，以便輸出一個與二極體整流橋的輸出電壓無關的恆定輔助電源。
10.一種輔助供電裝置包括一個主供電部件，它包括一個二極體整流橋，用於把從外部輸入的交流電全波整流；一個變壓器，用於對從二極體整流橋輸出的電壓濾波並藉助於初級繞組激勵次級繞組；一個二極體一處電容器，用於對變壓器的激勵電壓整流和濾波並將其提供給負載；一個控制部件，用於根據來自電容器的輸出電壓來產生一個控制信號，以便控制一個開關電晶體的開關操作；和一個開關電晶體，用於通過從控制部件輸出的控制信號控制流過變壓器的電流；一個整流部件，用於對從二極體整流橋輸出的電壓整流；一個觸發部件，用於通過對來自整流部件的電壓的充電或放電來輸出一個觸發信號；一個輔助電源產生部件，用於接收從觸發部件輸出的觸發信號並且將來自整流部件的電壓輸出為一個輔助電源；一個復位裝置，用於接收從觸發部件輸出的觸發信號，將輔助電源提供給控制部件並且使觸發部件復位；和一個電流鏡，用於根據從整流部件輸出的電壓來控制輔助電源產生部件的電流量。
全文摘要
一種產生一恆定輔助電源的輔助供電裝置包括一個主供電部件，一個對從二極體整流橋輸出的電壓進行整流的整流部件；一個輔助電源產生部件，和一個電流變換部件，這樣即使二極體整流橋的輸出電壓變化時，也能輸出一個與二極體整流橋的輸出電壓無關的恆定輔助電源並提供給控制部件，從而避免控制部件的不正常工作。起動部件的消除，使輔助供電裝置簡單化。
文檔編號H02M3/335GK1137193SQ96101500
公開日1996年12月4日 申請日期1996年2月14日 優先權日1995年2月14日
發明者許東榮 申請人:大宇電子株式會社