用於以備用方式操作的電源的製作方法
2023-05-14 19:09:36 2
專利名稱：用於以備用方式操作的電源的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及電源領域，尤其涉及用於電視接收機的備用方式電源。
在常規的用於視頻顯示設備的電源裝置中，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過變換的電壓被全波整流，並利用某種形式的線性調節被調節，從而的以備用方式操作的視頻顯示設備提供電源。只要視頻顯示設備和交流總電源相連，這種備用電源便消耗功率，並因而在運行操作方式期間也消耗功率。
主電源，或運行方式電源可以具有一種控制電路，其在運行操作方式期間，響應被解碼的通/斷(on/off)信號，激勵運行方式電源，並在備用操作方式期間斷開運行方式電源。一種典型的轉換方式電源控制IC一般具有和其電源電壓插頭相連的起動電阻。起動電阻的另一端可以和交流總電源電壓相連或者和經過整流的總電源電壓相連。控制IC需要通過起動電阻吸取電流，直到在控制IC內建立起內部基準電壓為止。
然而，不利的是，即使在控制IC內建立起內部基準電壓之後，控制IC繼續通過起動電阻吸取電流。由於在起動電阻中耗散的功率對在備用操作方式下由視頻顯示設備消耗的功率的作用，這便存在問題。
由電子設備在備用方式下消耗的功率越來越受到國際政策的重視。例如，在1 997,9,19 Europe Energy發表的一篇文章報告，European Commission認為應當優先考慮減少電子設備在備用操作方式下消耗的能量。這篇文章還進一步提及，European Commission已經致力於減少電視和VCR的備用功率消耗，並且已得到這些產品的製造者的自願承諾，使平均備用功率消耗逐漸減少到3瓦以下。
因此，作為對減少由視頻顯示設備或其它電子設備消耗的功率這個目標的一個貢獻，減少由起動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，減少由起動電阻消耗的功率將更為有利，這是因為在起動電阻中消耗的功率佔在備用方式下消耗的功率的百分數越來越大。
因此，需要提供一種簡單的、成本效果比好的方法，用於減少由於轉換方式電源控制器IC的起動電阻而產生的備用功率消耗。
本發明導致提供一種能夠減少由轉換方式電源控制器電路的起動電阻而產生的備用功率消耗的電源電路。一種用於具有運行操作方式和備用操作方式的視頻顯示設備的電源電路，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，用於起動電源控制器電路的操作的電阻；以及備用方式電源，用於在備用操作方式期間，對視頻顯示設備提供輸出電壓；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。
本發明的上述的以及其它的特點和優點通過結合附圖閱讀下面的說明將會看得更加清楚，附圖中相同的標號表示相同的元件。
在附圖中
圖1-3表示實施本發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上的經過變換的電壓被橋式整流器D1整流，並被提供給電壓調節器1的輸入端，電壓調節器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，並把整流電壓VREC提供給主或運行轉換方式電源(未示出)。運行電源被轉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行電源被切斷。在備用方式下，光耦合器3的發光二極體通過大約等於2毫安的電流。因而光耦合器的電晶體導通，使轉換方式電源控制器電路2的管腳3接地電位或基準電位，藉以使轉換方式電源控制器電路2截止，轉換方式電源控制器電路2可以包括，例如，由SiemensAktiengesellschaft製造的TDA4605電源控制器集成電路。
起動電阻R1的第一端和轉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通過二極體D3向起動電阻R1的另一端提供電壓。二次繞組n3向起動電阻R1提供一個低電壓，藉以減少在起動電阻R1上的功率消耗。在圖1所示的實施例中，由於二次繞組n3向起動電阻R1提供+20V的電壓，所以由起動電阻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並被用於連接備用變壓器T1的所述二次繞組n3，以便進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、二極體D4以及電晶體Q1構成。間歇振蕩器21以常規方式操作，因而此處不再說明。圖2中表示的間歇振蕩器電路只是一個例子，在本發明範圍內可以使用其它的振蕩器電路或布局。
間歇振蕩器電路21以取決於主電壓的幾乎恆定的頻率運行。振蕩的佔空比也基本上是恆定的，因而向二次繞組n2傳輸的能量基本上是恆定的。這基本上恆定的能量傳遞具有兩個後果。第一，備用電源20被固有地保護而防止在備用變壓器T1的二次側發生短路。第二，可以使用並聯電壓調節技術調節由備用變壓器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體VR1調節。使用齊納二極體VR1隻是說明性的，在本發明的範圍內並不排除使用其它的並聯電壓調節技術。
在圖2所示的實施例中，間歇振蕩器21的操作頻率大約等於100kHz。有利地使用間歇振蕩器21把相對低的主頻率例如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，這又導致減少由於備用變壓器T1而消耗的備用功率。
在二次繞組n3上的電壓被二極體D5整流，從而為起動電阻R4和由電阻R7和R8構成的分壓器提供直流電壓VDC。在圖2所示的實施例中，直流電壓VDC大約等於+32V。應當注意，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的幅值對直流電壓VDC的比維持恆定，如同一次繞組n1對二次繞組n3的匝數比。光耦合器3使直流電壓VDC和起動電阻R4相連，並在運行操作方式期間，使其和轉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可以使用無空氣隙的EF16,N67鐵芯構成。備用變壓器T1的一次繞組的電感可以大約等於100mH。可以使用厚度為0.1mm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。各個匝數比可以如下n1/n3=10；和n1/n2=12。
在圖3中，備用電源30使用TOPSwitchTOP-210三端，脫機，脈寬調製開關31來實現，這對本領域技術人員是熟知的。
電容器C3被通過二極體D6和D7、電阻R5和二次繞組n3的電流充電到電壓VDC。在圖3的實施例中，電壓VDC大約等於+32V。光耦合器3使直流電壓VDC和起動電阻R6相連，並在運行操作方式期間，使其和轉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於0.1mm的空氣隙的EF16,N67鐵芯構成。備用變壓器T1的一次繞組的電感可以大約等於6mH，其使用大約160匝，分成兩層的0.1mm直徑的CuL導線。可以使用厚度大約為0.1mm的1層MYLAR品牌的聚合物膜提供兩層導線之間的電絕緣，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導線，二次繞組n3可以使用16匝0.315mm直徑的導線。可以使用厚度大約為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。
本領域的技術人員可以理解，雖然根據特定的實施例對本發明進行了說明，但是，不脫離本發明的範圍可以作出各種改變和改型。因而本發明的保護範圍應當由所附權利要求而不是上述的說明來限定。
權利要求
1一種用於具有運行操作方式和備用操作方式的視頻顯示設備的電源電路，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，用於起動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，用於在備用操作方式期間，對所述視頻顯示設備提供輸出電壓(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如權利要求1所述的電源電路，其中所述二次繞組(n3)對所述電阻(R1；R4；R6)提供低電壓。
3一種用於具有運行操作方式和備用操作方式、轉換方式電源電路的視頻顯示設備的電源電路，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，用於起動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)；以及用於激勵所述變壓器的自激振蕩器電路(21)。
4如權利要求3所述的電源電路，其中所述備用變壓器(T1)的一個二次繞組(n3)和所述電阻(R4)的第二端相連。
5如權利要求4所述的電源電路，其中所述二次繞組(n3)對所述電阻(R4)提供直流電壓(VDC)。
6如權利要求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)的所述幅值對所述直流電壓(VDC)的比維持恆定，如同一次繞組(n1)對所述二次繞組(n3)的匝數比。
8如權利要求3所述的電源電路，其中所述自激振蕩器電路(21)以基本上恆定的頻率振蕩。
9如權利要求8所述的電源電路，其中所述基本恆定的頻率依賴於主電壓(VREC)。
10如權利要求9所述的電源電路，其中所述自激振蕩器電路(21)的輸出的佔空比基本上是恆定的。
11如權利要求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恆定的。
12如權利要求11所述的電源電路，其中所述電源電路被固有地保護而防止在所述備用變壓器(T1)的所述二次繞組(n2)發生短路。
13如權利要求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並聯電壓調節技術進行調節。
14如權利要求13所述的電源電路，其中所述並聯電壓調節技術包括齊納二極體(VR1)。
15如權利要求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)相連的漏極的電晶體(Q1)；第一電容器(C1)，其第一端和所述電晶體的控制極相連，其第二端和所述二次繞組(n3)相連；二極體(D4)，其陽極和所述電晶體的所述控制極相連，其陰極和所述漏極相連；電阻(R3)，其和所述電晶體的源極相連；以及和所述電阻並聯的電容器(C2)。
全文摘要
一種用於具有運行操作方式和備用操作方式的視頻顯示設備的電源電路，電阻(R1)具有和電源控制器電路(2)相連的第一端，用於起動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H02J9/00GK1238097SQ97199696
公開日1999年12月8日 申請日期1997年11月13日 優先權日1996年11月13日
發明者A·W·凱勒 申請人:湯姆森許可公司