專利名稱：開關電源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種開關電源單元，該開關電源單元在多個開關電源單元被使用時能夠減少功耗。
背景技術：
目前，開關電源單元在各種電氣設備中被用于提供電力。開關電源單元，例如，振蕩扼流變換器(ringing choke converter)類型(RCC)或準諧振類型的開關電源單元，經常采用通過在輕負載時產生間歇的開關操作來減少開關損耗的方法。在此情況下，開關電源單元的功耗被降低。開關電源單元通常配備有用于在電氣設備的正常操作時執(zhí)行連續(xù)的開關操作的正常模式，和用于在電氣設備待機時執(zhí)行間歇開關操作以抑制功耗的待機模式。
取決于電氣設備，也存在許多情形一種情形是采用了雙電源系統，一種情形是安裝具有大輸出容量的主電源和具有小輸出容量的輔電源，并且分別在正常模式和待機模式在來自主電源的輸出和來自輔電源的輸出之間進行切換。
如圖4所示，利用用于傳統的雙電源系統的控制電路，在電氣設備的正常操作時(非待機時)，使主電源和輔電源都進入正常模式，并且執(zhí)行連續(xù)的開關操作。另一方面，當電氣設備處于待機時，將主電源切換到待機模式，并執(zhí)行間歇開關，并且通過僅僅將輔電源保持在正常模式，確保電力供應。結果，甚至在待機模式，主電源也處于執(zhí)行間歇開關的狀態(tài)，這是在待機時減少功耗的主要障礙。

發(fā)明內容
本發(fā)明致力于一種開關電源單元，用于整流來自AC電源的AC電壓，利用控制電路切換提供到脈沖變壓器的整流的電壓，并且將指定的負載電壓提供給連接到脈沖變壓器的次級繞組的負載，其中，在正常操作時，經由第一電阻將整流的電壓提供給控制電路的電源端，與此一起將在脈沖變壓器的驅動繞組產生的電壓經由二極管提供給所述電源端；以及在待機模式操作時，從外部接收指示已經使開關電源單元進入待機模式的待機信號，并且將比可能操作控制電路的電壓閾值更低的電壓提供給所述電源端。


本發(fā)明的優(yōu)選實施例將基于下面的附圖進行詳細描述，其中圖1是顯示本發(fā)明的一實施例的開關電源單元的結構的圖；圖2是顯示第一實施例的控制電路的電源關斷電路的結構的圖；圖3是顯示第二實施例的控制電路的電源關斷電路的結構的圖；圖4是用于描述用于背景技術的雙電源系統的電源控制的圖。
具體實施例方式
圖1顯示了本發(fā)明的一實施例的開關電源單元100的結構。開關電源單元100等同于包括在由雙電源系統驅動的電氣設備中的主電源。如圖1所示，控制電路101配備有電源端T1、泄漏(drain)端T2和接地端T3。開關電源單元100整流來自AC電源的AC電壓，利用控制電路101切換提供到脈沖變壓器102的整流電壓，并將指定的負載電壓提供給連接到脈沖變壓器102的次級繞組的負載。在起動時以及在待機間歇振蕩時，從由整流器橋106整流的VDD，經由起動電阻R1到電源端T1執(zhí)行給控制電路101的電力供應。同樣，在起動之后的正常操作時，除了經由起動電阻R1供應外，也存在從在驅動繞組中產生的VDRIVE經由整流二極管D3的供應。這是因為在驅動繞組中產生具有類似于在起動后在次級繞組中產生的電壓的波形的電壓。
開關電源單元100反饋次級端的負載電力，并且通過調制包括在開關電源單元100中的控制電路101(功率FET)的開關頻率和占空因數(duty cycle)執(zhí)行功率控制。通過脈沖變壓器102將該控制電路101(功率FET)的泄漏電流輸出到次級端。
利用該實施例的開關電源單元100，將經由電阻從整流的電源電壓VDD并且從在驅動繞組中產生的VDRIVE經由整流二極管D3得到的點A的電位，經由電源關斷電路12a和12b施加到電源端T1。為了完全隔離開關電源單元100的初級端和次級端，在初級端提供電源關斷電路12a部分，而在次級端分開提供電源關斷電路12b的一部分。利用光耦合器等連接電源關斷電路12a的部分和電源關斷電路12b的部分。
電源關斷電路12a和12b從外部接收指示開關電源單元100已經進入待機模式的待機信號，并且用于提供比能夠操作控制電路101的閾值電壓VTH更小的電壓給控制電路101的電源端T1。
如圖2所示，第一實施例的電源關斷電路12a和12b包括晶體管Tr1、Tr2和Tr3、電阻R2、R3和R4以及保護二極管D1。
晶體管Tr1的集電極連接到起動電阻R1的一端，而其發(fā)射極連接到控制電路101的電源端T1。而且，起動電阻R1和晶體管Tr1的基極由電阻R2連接。最好在電源端T1和晶體管Tr1的基極之間也連接保護二極管D1。
將晶體管Tr1的基極經由電阻R3連接到晶體管Tr2(Tr部分)的集電極。而且，將晶體管Tr2(Tr部分)的發(fā)射極連接到接地端T3。晶體管Tr2是光耦合器型晶體管。包含在晶體管Tr2中的光二極管的陰極連接到晶體管Tr3的集電極，而陽極經由電阻R4偏置。晶體管Tr3的發(fā)射極接地，并且待機信號被輸入到晶體管Tr3的基極。
利用這種類型的電源關斷電路12a和12b，在正常操作時，通過使待機信號處于低電平，使晶體管Tr3進入截止狀態(tài)。此時，晶體管Tr2也截止。用此方法，經由電阻R2偏置晶體管Tr1的基極電位，晶體管Tr1導通，并將點A的電位施加到電源端T1。
另一方面，當待機時，通過將待機信號改變?yōu)楦唠娖?，晶體管Tr3導通。此時，晶體管Tr2的二極管處于導電狀態(tài)，并且晶體管Tr2導通。晶體管Tr1的基極經由電阻R3和晶體管Tr2(Tr部分)連接到接地端，并且晶體管Tr1截止。用此方法，電源端T1和點A斷開連接。
如上所述，通過提供電源關斷電路12a和12b，在處于待機模式時，可以關斷對包括在主電源中的控制電路101的電力供應。用此方法，開關電源單元100的開關操作完全停止，并且僅僅利用分開提供的輔電源執(zhí)行使用雙電源系統的電力供應。因此可以減少功耗。
而且，如圖3所示，第二實施例的電源關斷電路12a和12b包括晶體管Tr2和Tr3、電阻R4和R5、以及穩(wěn)壓二極管D2。
將點A連接到電源端T1，并且也連接到電阻R5的一端。電阻R5的另一端連接到穩(wěn)壓二極管D2的陰極。而且，穩(wěn)壓二極管D2的陽極連接到晶體管Tr2(Tr部分)的集電極。晶體管Tr2(Tr部分)的發(fā)射極連接到接地端T3。晶體管Tr2是光耦合器型晶體管，和第一實施例中一樣。將包含在晶體管Tr2中的光二極管的陰極連接到晶體管Tr3的集電極，而陽極經由電阻R4偏置。晶體管Tr3的發(fā)射極接地，而將待機信號輸入到晶體管Tr3的基極。
利用這種類型的電源關斷電路12a和12b，在正常操作時，通過使待機信號處于低電平使晶體管Tr3進入截止狀態(tài)。此時，晶體管Tr2(Tr部分)也截止。用此方法，將點A的電壓施加到電源端T1。
另一方面，在待機時，通過改變待機信號為高電平，晶體管Tr3導通。此時，晶體管Tr2的二極管處于導電狀態(tài)，并且晶體管Tr2(Tr部分)導通。用此方法，電源端T1經由電阻R5、穩(wěn)壓二極管D2和晶體管Tr2連接到地電位。通過設置穩(wěn)壓二極管D2兩端的電壓低于可能操作控制電路101的閾值電壓VTH，在待機模式時可以完全停止開關電源單元100的操作。
利用第二實施例的電源關斷電路12a和12b，在待機模式中減少功耗的效果較小，但是可以減少組成該電路的電子組件的數量。因此可以使該電路規(guī)模小，從制造成本的角度看，這是一個優(yōu)點。
權利要求
1.一種開關電源單元，用于整流來自AC電源的AC電壓，利用控制電路切換提供到脈沖變壓器的整流的電壓，并且將指定的負載電壓提供給連接到脈沖變壓器的次級繞組的負載，其中，在正常操作時，經由第一電阻將整流的電壓提供給控制電路的電源端，與此一起將在脈沖變壓器的驅動繞組產生的電壓經由二極管提供給所述電源端；以及在待機模式操作時，從外部接收指示已經使開關電源單元進入待機模式的待機信號，并且將比可能操作控制電路的電壓閾值更低的電壓提供給所述電源端。
2.如權利要求1所述的開關電源單元，其中經由所述第一電阻和第一開關元件，將整流的電壓提供給所述電源端，并且將整流的電壓經由第二電阻和第二開關元件的串聯電路接地，在正常模式情形，其中所述待機信號表示正常操作狀態(tài)，所述第二開關元件被關斷，而使所述第一開關元件導通，以及在待機模式情形，其中所述待機信號表示待機狀態(tài)，使所述第二開關元件導電，而所述第一開關元件被關斷。
3.如權利要求2所述的開關電源單元，其中在所述第一開關元件中提供保護二極管。
4.如權利要求1所述的開關電源單元，其中將整流的電壓經由穩(wěn)壓二極管和第一開關元件的串聯電路接地，在正常模式情形，其中所述待機信號表示正常操作狀態(tài)，所述第一開關元件被關斷，以及在待機模式情形，其中所述待機信號表示待機狀態(tài)，使所述第一開關元件導電。
全文摘要
一種開關電源單元，用于切換提供到脈沖變壓器的整流的電壓以便提供指定的負載電壓到連接到脈沖變壓器的次級繞組的負載，其中，在正常操作時，經由第一電阻提供整流的電壓到控制電路的電源端，與此一起經由二極管將在脈沖變壓器的驅動繞組產生的電壓提供給電源端，并且在待機操作時，從外部接收指示已經使開關電源單元進入待機模式的待機信號，并且當在待機模式時，通過提供比能夠操作控制電路的電源閾值電壓更低的電壓到電源端，可以完全關斷對組成主電源的開關電源單元的控制部分的電力供應。
文檔編號H02M3/28GK1756058SQ200510099528
公開日2006年4月5日 申請日期2005年9月13日 優(yōu)先權日2004年9月27日
發(fā)明者野口康成 申請人:三洋電機株式會社