專利名稱：一種正常工作兼合待機(jī)功能的節(jié)能開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電工、電子技術(shù)領(lǐng)域。特別是涉及有關(guān)開關(guān)穩(wěn)壓電源技術(shù)領(lǐng) 域及其在電視技術(shù)中運(yùn)用。
背景技術(shù)：
首先先簡明綜述開關(guān)穩(wěn)壓電源特點(diǎn)，然后再簡述本發(fā)明有關(guān)的背景。 根據(jù)流過開關(guān)電源調(diào)整管直流成份是/否短路損失？開關(guān)電源可分為串
聯(lián)(調(diào)感降壓式)開關(guān)電源和(磁耦)變壓式開關(guān)電源。
根據(jù)開關(guān)變壓器初級(jí)線圈與次級(jí)各線圈是/否準(zhǔn)許同時(shí)導(dǎo)通？開關(guān)電源
可分為推挽(交流變壓式)開關(guān)電源和反激式開關(guān)電源(即純自感貯能
開關(guān)電源)。
反激式開關(guān)電源次級(jí)線圈整流管導(dǎo)通，必須在初級(jí)線圈和開關(guān)電源調(diào) 整管關(guān)斷后才能進(jìn)行，確保初級(jí)線圈導(dǎo)通時(shí)只能純自感貯磁能，初次級(jí)繞組 兩者不能同時(shí)導(dǎo)通。這與推挽(交流互感)變壓式電源相反。
反激式開關(guān)電源，是DC-DC變換器。可分為串聯(lián)反激式和變壓反激式兩 類開關(guān)電源。但是，串聯(lián)開關(guān)電源在自感貯能時(shí)，增有直流成份直達(dá)給主輸 出端負(fù)載，不會(huì)像變壓式那樣，直流成份全部短路損失。所以串聯(lián)開關(guān)電源 優(yōu)點(diǎn)，很突出。
反激變壓式開關(guān)電源，又分為升壓式開關(guān)電源和升降式開關(guān)電源兩類。 升壓式開關(guān)電源，最常見的運(yùn)用是有源功率因素校正(PFC)電路。升降
式開關(guān)電源(俗稱并聯(lián)開關(guān)電源)，可以做到完全隔離的優(yōu)點(diǎn)。因此運(yùn)用最
為廣泛。
由于反激式開關(guān)電源都是初級(jí)先自感充磁能后，再關(guān)斷初級(jí)，最后由次 級(jí)整流放出能量。這個(gè)過程不存在互感問題。這類DC-DC變換器中，反激變壓 式開關(guān)電源最大的缺點(diǎn)開關(guān)變壓器存在恒定方向直流磁化問題，因此須加 大磁芯氣隙才能克服；開關(guān)管和整流管要求承受反峰電壓很高，因此該變壓
4式開關(guān)電源設(shè)計(jì)，只能運(yùn)用到此小功率負(fù)載場合。唯有串聯(lián)開關(guān)電源和推挽 變壓式開關(guān)電源可以運(yùn)用大功率場合。本發(fā)明人把任何處于開關(guān)狀態(tài)的管器 件，泛稱開關(guān)管。
推挽式開關(guān)電源主體特征(即:在DC-AC逆變器，或:在其基礎(chǔ)上形成 DC-AC-DC變換器)。有半橋、全橋型電路，類同推挽式功率放大器OTL、 BTL電 路，只不過功率放大器功放管是放大狀態(tài)，而推挽式電源調(diào)整管是開關(guān)狀態(tài)。 雖然推挽管導(dǎo)通時(shí)仍有直流成分短路損失，但是由于流經(jīng)開關(guān)變壓器是往復(fù) 變化的交流電，所以不存在直流磁化問題，特別是開關(guān)管關(guān)斷時(shí)耐壓比反激變 壓式開關(guān)電源要求低，而且推挽式開關(guān)電源容易做成諧振(軟開關(guān))狀態(tài)。因此 推挽變壓式開關(guān)電源一直是研發(fā)熱點(diǎn)。
串聯(lián)開關(guān)電源只能反激式連接。而變壓式開關(guān)電源可以反激式連接或推 挽交流式連接。所有的反激式開關(guān)電源調(diào)整管和次級(jí)功率整流管，不能同時(shí) 導(dǎo)通，否則自感貯能后無法釋放。
開關(guān)電源，按穩(wěn)壓調(diào)節(jié)開關(guān)電源調(diào)整管導(dǎo)通/周期比值和頻率不同？可分 為穩(wěn)定頻率的(脈沖)調(diào)寬開關(guān)電源和調(diào)頻(同時(shí)調(diào)寬)開關(guān)電源。
調(diào)頻開關(guān)電源，運(yùn)用最廣。可分為自激自由振蕩，(如RCC)和集成純 它激式準(zhǔn)諧振[g卩:準(zhǔn)共振](QR)。 [QR: quasi resonant]。
開關(guān)管和次級(jí)整流管分別依次導(dǎo)通完畢后，進(jìn)入諧振狀態(tài)，此時(shí)開關(guān)管 和次級(jí)整流管有一段關(guān)斷延時(shí)間后，才能進(jìn)入下一周期開關(guān)管導(dǎo)通狀態(tài)。
調(diào)寬開關(guān)電源，最常見是P職方式。也有導(dǎo)通期固定的模式，也有關(guān)斷期 固定的模式(如:PRC振蕩)。[PRC:pulse ratio control]。
調(diào)頻和調(diào)寬相互集合后，構(gòu)成Bottom-skip準(zhǔn)諧振模式。運(yùn)用時(shí)可巧妙限 制準(zhǔn)諧振(QR)最高工作頻率和最低作頻率波動(dòng)范圍。
待機(jī)時(shí)最佳模式是間歇PRC或間歇P麗振蕩。
開關(guān)電源，按激勵(lì)開關(guān)電源調(diào)整管處于應(yīng)需的開關(guān)狀態(tài)性質(zhì)不同？可分 為自激式開關(guān)電源和純它激式開關(guān)電源。
當(dāng)代集成電路驅(qū)動(dòng)開關(guān)管的都是純它激式開關(guān)電源。分立元件開關(guān)電源 幾乎都是自激式。
自激式開關(guān)電源特點(diǎn)自激式開關(guān)電源調(diào)整管也是振蕩管，通過變壓器耦合的一繞組，再通過 串接阻容定時(shí)元件，構(gòu)成與初級(jí)線圈通/斷相同的正反饋網(wǎng)絡(luò)。供電給開關(guān)管 輸入端。產(chǎn)生自激振蕩。因此，自激式開關(guān)電源變換器是非常簡潔可靠的。 如果短路自激式開關(guān)變壓器次級(jí)主負(fù)載，往往會(huì)自動(dòng)停止振蕩優(yōu)點(diǎn)。
自激式開關(guān)電源穩(wěn)壓環(huán)路也非常簡單。由取樣電路和誤差比較放大電路 和終端脈沖調(diào)制管(即終控管)組成。終控管并聯(lián)于開關(guān)管輸入端，控制 著正反饋網(wǎng)絡(luò)充放電時(shí)間?？梢允归_關(guān)調(diào)整管處于穩(wěn)頻調(diào)寬或調(diào)頻調(diào)寬開關(guān) 狀態(tài)。自激式開關(guān)電源穩(wěn)控環(huán)路可分為直流控制方式和負(fù)脈沖控制方式。 自激式開關(guān)電源附加保護(hù)電路很容易實(shí)現(xiàn)。
自激式開關(guān)電源最大的缺點(diǎn)是
自激正反饋網(wǎng)絡(luò)是跟隨輸入端電網(wǎng)波動(dòng)。容易造成電網(wǎng)欠壓供電時(shí)，正 反饋激勵(lì)不足；電網(wǎng)過壓時(shí)正反饋又過激勵(lì)。兩者都會(huì)增加溫升，易燒毀開 關(guān)電源調(diào)整管。所以自激開關(guān)電源適應(yīng)電網(wǎng)波動(dòng)能力較差。對(duì)于調(diào)頻開關(guān)電 源，由于振蕩頻率既與輸入端電壓呈成正比關(guān)系，又與輸出端負(fù)載功耗大小
成反比。如果最低振蕩是20KHZ的開關(guān)電源，空載如果不采取措施的話，頻率 可達(dá)到100KHZ左右，待機(jī)溫度反而比正常工作溫度高，電網(wǎng)AC265V 時(shí)，空載 損耗可超過9W。溫度可超過80度。所以，自激式開關(guān)電源，輕載(或空載) 熱損耗非常大。如果能改進(jìn)上述自激式開關(guān)電源兩個(gè)最大的缺點(diǎn)，自激式開 關(guān)電源一定比集成開關(guān)電源優(yōu)越！ 當(dāng)代彩電集成開關(guān)電源主流特點(diǎn)-
集成開關(guān)電源都屬于純它激式，振蕩頻率由集成芯片產(chǎn)生。由變壓器次 級(jí)通過與初級(jí)通/斷相反的反極性整流后產(chǎn)生同步信號(hào)，使開關(guān)電源處于準(zhǔn)諧 振(QR)或穩(wěn)頻跳躍(BOTTOM-SKIP)準(zhǔn)諧振狀態(tài)下工作。準(zhǔn)諧振(QR)與自 激調(diào)頻開關(guān)電源功能效果一樣。但是，BOTTOM-SKIP是在輕載或輸入端電壓過 高時(shí)，限制了開關(guān)電源最高頻率，收縮了允許頻率波動(dòng)范圍。可以提高開關(guān) 電源最低工作頻率。所以，變壓器可以設(shè)計(jì)體積小，重量輕。所以降低了成 本和提高變壓器利用率。集成開關(guān)電源開關(guān)管可以始終處于最佳激勵(lì)狀態(tài)。 沒有跟隨電網(wǎng)波動(dòng)的正反饋網(wǎng)絡(luò)，不存在激勵(lì)不足和過激勵(lì)影響。
許多液晶等電子產(chǎn)品是單獨(dú)增設(shè)待機(jī)電源。但是集成幵關(guān)電源CRT彩電，多數(shù)是正常工作和待機(jī)兼合為一個(gè)電源?？蛰d處于連續(xù)PRC模式，頻率和關(guān)斷 時(shí)間(50微秒)為確定值。整機(jī)空載功耗約4瓦左右。如果把連續(xù)PRC模式改 為待機(jī)狀態(tài)下應(yīng)需的間歇PRC振蕩，整機(jī)待機(jī)功耗可小于3瓦。但是待機(jī)時(shí) 容易發(fā)出間歇聲音。
根據(jù)2005年中國官方權(quán)威公開文件《中國電視機(jī)國家能效技術(shù)支持報(bào)告》 記載目前CRT彩電為了降低成本，正常工作開關(guān)電源與待機(jī)電源幾乎都是兼 合為一。采用分立元件自激式開關(guān)電源成本最低，待機(jī)功耗往往不低于8W， 采用集成純它激式IC驅(qū)動(dòng)的開關(guān)電源，帶繼電器消磁的彩電待機(jī)功耗約為3W 左右，非帶繼電器消滋的彩電待機(jī)功耗約5W左右，[最新集成純它激式IC驅(qū)動(dòng) 的開關(guān)電源節(jié)能分別再降低1.5W左右]。但成本卻要增加許多。如果國家把待 機(jī)功耗3W左右指標(biāo)，提高待機(jī)功耗不高于1W左右，那么彩電待機(jī)電源和正常 工作狀態(tài)的開關(guān)電源就需各自獨(dú)立的兩套電源。官方2005年統(tǒng)計(jì)目前所有的 申請(qǐng)節(jié)能認(rèn)證的樣機(jī)中，待機(jī)功耗可達(dá)2.12W，最低的功耗是0.8W，但成本又 要增加許多，目前各彩電廠為了申請(qǐng)節(jié)能認(rèn)證，贏得市場，不得不采用價(jià)貴 的傳統(tǒng)技術(shù)，領(lǐng)取節(jié)能認(rèn)證后，為了降低成本，又恢復(fù)兼合唯一電源。待機(jī) 功耗仍然很大。
已有技術(shù)如果把彩電正常工作電源與待機(jī)電源分開，容易實(shí)現(xiàn)待機(jī)大于 0. 3W或2. 12W功耗，但是成本貴。現(xiàn)無廠商再引用。除平板電視外，CRT廠商 都采用正常工作電源兼待機(jī)電源。要實(shí)現(xiàn)待機(jī)低于1W，又要滿足寬電網(wǎng)波動(dòng) 穩(wěn)壓，那是技術(shù)實(shí)質(zhì)性含量很高的成分。
所述的正常工作和待機(jī)兼合為一個(gè)電源。(下文簡稱兼合待機(jī)電源)。 基本特征是指，僅采用一個(gè)開關(guān)電源變壓器， 一個(gè)開關(guān)電源調(diào)整管。如果 一個(gè)印制板電源，含兩個(gè)開關(guān)電源變壓器、兩個(gè)開關(guān)電源調(diào)整管等均不屬于 正常工作/待機(jī)兼合為一的電源范圍。已有技術(shù)正常工作和待機(jī)兼合為一個(gè)電 源。在交流電網(wǎng)265V 時(shí)，集成電路的待機(jī)功耗^2W，分立元件待機(jī)功耗^8W。
已有技術(shù)還遇到兩個(gè)未能解決的問題是
兼合待機(jī)電源在待機(jī)時(shí)間歇PRC振蕩時(shí)容易發(fā)出聲音。另外，集成純他激 式兼合待機(jī)電源從待機(jī)轉(zhuǎn)為開機(jī)瞬間過程，要停止工作片刻，所以輸出端容 易產(chǎn)生"掉電"現(xiàn)象，使CPU供電不足片刻。能否可以再降低兼合待機(jī)電源空載功耗？和如何解決兼合待機(jī)電源遇到上述問題？為此

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的更進(jìn)一步降低兼合待機(jī)電源空載功耗。和杜絕兼合待機(jī)電 源在待機(jī)處于間歇PRC振蕩時(shí)容易發(fā)出聲音。另外，對(duì)集成純他激式兼合待機(jī) 電源從待機(jī)轉(zhuǎn)為開機(jī)瞬間過程，停止工作片刻時(shí)，輸出端杜絕發(fā)生"掉電" 現(xiàn)象。
參見[圖2示例]: 一種正常工作狀態(tài)兼待機(jī)狀態(tài)功能的開關(guān)穩(wěn)壓電源。至 少包括光電耦合器必有連接的待機(jī)間控電路、待機(jī)續(xù)接電源及其相關(guān)的電路 組成。其特征是
通過微控器CPU電源指令端PR，直接同開關(guān)電源正常工作/待機(jī)切換電路 (5B)輸入端連接；
為了降低兼合待機(jī)電源在待機(jī)狀態(tài)損耗和輸出電壓，為此，正常工作狀 態(tài)或待機(jī)狀態(tài)時(shí)，開關(guān)變壓器次級(jí)輸出電壓一定要有差異，正常工作狀態(tài)比 待機(jī)狀態(tài)輸出電壓至少高一倍以上；所以，待機(jī)時(shí)要增設(shè)待機(jī)續(xù)接電源(10);
該待機(jī)續(xù)接電源(10)，可以取源于變壓器次級(jí)反極性整流輸出55V或24V左右 為佳。
微控器CPU電源指令端PR發(fā)出開機(jī)/待機(jī)(0N/0FF)令時(shí)，通過開關(guān)電源 正常工作/待機(jī)切換電路(5B )相應(yīng)同時(shí)分別自動(dòng)關(guān)斷/接通待機(jī)續(xù)接電源(10 ) 和待機(jī)間控電路(52);
待機(jī)時(shí)，由進(jìn)入間歇(BURST)模式的待機(jī)間控電路(52)，再通過光電 耦合器N3中介后反饋到開關(guān)電源熱底板穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)電路。
本發(fā)明人獨(dú)創(chuàng)"間歇再生環(huán)再間歇振蕩技術(shù)"。所述的"間歇再生環(huán)再間 歇振蕩技術(shù)"波形參見[圖5]示例OFF階段是大間歇，ON階段特別含有再間 歇(BURST PRC/P麗)模式。詳細(xì)局部波形參見[圖3]示例(BURST PRC)。
本創(chuàng)新，待機(jī)時(shí)，進(jìn)入"間歇再生環(huán)再間歇振蕩技術(shù)"方案，由間歇(BURST) 模式的待機(jī)間控電路(52)為主，再增添待機(jī)間歇開關(guān)電路(53)雙重組合。
所述的待機(jī)間歇開關(guān)電路(53):由取樣電路(2S1)、矩形波發(fā)生器(2S2)、 前置驅(qū)動(dòng)輸出電路(2S3)組成。所述的矩形波發(fā)生器(2S2):[具體實(shí)施例有電路(2S2a)、 (2S2b)、 (2S2c)、 (2S2d)、 (2S2e)等，可參見本發(fā)明人 其他專利。本說明書僅提供一個(gè)實(shí)施例(2S2a)]。可以由史密特觸發(fā)器電路 或由回滯差特性的電壓比較器等構(gòu)成?？梢杂?55時(shí)基等數(shù)字電路IC制成，或 者可以用任何(集成或分立元件)放大器，再附加正反饋網(wǎng)絡(luò)組成。必須要 附加正反饋網(wǎng)絡(luò)，才能在開關(guān)轉(zhuǎn)換過程中，可減少途經(jīng)放大區(qū)過程時(shí)間，才 能得到前沿后沿很陡的矩形波。所述的前置驅(qū)動(dòng)輸出電路(2S3):由前級(jí)矩 形波發(fā)生器(2S2)輸出矩形波脈沖，可以直接驅(qū)動(dòng)末級(jí)開關(guān)管(V53)在待 機(jī)時(shí)處于間歇開關(guān)狀態(tài)。
上述待機(jī)間歇開關(guān)電路(53)和待機(jī)間控電路(52)組合后，具有回滯 電壓差特性的電壓比較器功能，待機(jī)時(shí)，當(dāng)變壓器T次級(jí)輸出電壓升高一定程 度VH時(shí)，(比如^9V)，通過終控開關(guān)管V53 0FF，立即把原先處于(BURST PRC/P麗)間歇開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)電源強(qiáng)制截止，由于CPU穩(wěn)壓電源(11)前置電 源VCC-SY濾波電容C5SY容量應(yīng)需要求很大，大間歇截止時(shí)間很長，等到變壓 器次級(jí)輸出電壓下降到一定程度VL時(shí)，(如《6V時(shí))，再通過終控開關(guān)管V53 0N，又恢復(fù)開關(guān)電源處于較短的間歇(BURST PRC/P麗)開關(guān)狀態(tài)。由于該整 流充電回路時(shí)間常數(shù)較大，是經(jīng)過整流管U55、限流電阻R9支路后再經(jīng)過濾波 電容C5SY后，所以開關(guān)管V53導(dǎo)通期0N間，處于幾次較短的再間歇(BURST PRC/P麗)模式，使整機(jī)空載待機(jī)功耗減小，可小于O. 3W。[樣品機(jī)中大間歇 是50HZ至76HZ，每個(gè)大間歇周期中再含有2個(gè)至4個(gè)短周期間歇PRC振蕩]。開 機(jī)正常工作狀態(tài)時(shí)，待機(jī)間控電路(52)、和待機(jī)間歇開關(guān)電路(53)分別通 過串接開關(guān)二極管DSY2、 D53支路再串接待機(jī)切換電路(5B)中的開關(guān)管VH1 處于反偏截止關(guān)斷狀態(tài)。但是光電耦合器N3還通過另一電阻RNT支路，同直接 取樣的比較放大器調(diào)節(jié)電路(431)連接，進(jìn)行正常工作所需的穩(wěn)壓功能。待 機(jī)間控電路(52)突出的優(yōu)點(diǎn)是:兼有(S卩:節(jié)省)正常工作狀態(tài)中應(yīng)需的光耦中 介元件。
待機(jī)續(xù)接電源(10)整流管U55和待機(jī)間控電路(52)中整流管UN3可以 從該變壓器T次級(jí)繞組分別整流為佳。[也可以合并，但不可以公用于供電^ 0.3A以上的大電流負(fù)載]。待機(jī)續(xù)接電源(10)在待機(jī)時(shí)通過調(diào)整管A9導(dǎo)通后 轉(zhuǎn)供電給12V電源或5V-SY電源。再通過串聯(lián)放大調(diào)阻式穩(wěn)壓器AVR (11)穩(wěn)壓
9后， 一路首先作為異常關(guān)機(jī)裝置(15)電源；另一路通過限流電阻R015后作
為待機(jī)狀態(tài)必備負(fù)載電源。
為了克服兼合待機(jī)電源在待機(jī)處于間歇PRC/PWM振蕩時(shí)容易發(fā)出聲音缺 點(diǎn)。為此，本發(fā)明待機(jī)間控電路(52)中光電耦合器N3輸入端，不同往常那 樣取源于伴音功放或12V等大電流負(fù)載端，而是采用獨(dú)立整流濾波供電小功 率小電流高阻抗的負(fù)載方式，濾波電容放電時(shí)間常數(shù)很大，所以濾波電容CN3 容量可以選用較小，可以小于150UF。該濾波電容CN3容量越小，間歇PRC/P畫 振蕩時(shí)間間歇期頻率越高?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)電容CN3、電阻RSY2、 RSY22參數(shù)， 能使待機(jī)功耗既最低又沒有待機(jī)間歇發(fā)出聲音。對(duì)比發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)技術(shù)待機(jī)發(fā) 出聲音，就是光電耦合器N3輸入端供電源濾波電容容量太大，可達(dá)2200uF，導(dǎo) 致待機(jī)間歇振蕩間歇頻率很低，從而發(fā)出聲音。
由于剛開機(jī)瞬間，并沒有微處理系統(tǒng)參與，開關(guān)穩(wěn)壓電源是處于正常工 作狀態(tài)還是待機(jī)狀態(tài)？非本發(fā)明人的技術(shù)都是開機(jī)狀態(tài)，所以已有技術(shù)待機(jī) 切換電路輸入端和CPU電源指令端之間要增添一級(jí)或多級(jí)中間電路，其中要加 阻容積分抗干擾電路，用以緩沖剛開機(jī)瞬間電源各輸出端出現(xiàn)開機(jī)沖擊尖峰 電壓危害。但是，帶來CPU電源指令端PR輸出原本是前后沿很陡的矩形脈沖指 令波，卻變成帶有拋物狀的梯形波，使待機(jī)切換電路在切換過程中，途經(jīng)放 大區(qū)時(shí)間很長，特別是待機(jī)切換電路從待機(jī)到開機(jī)切換過程，滯后于CPU指令 端PI^ON/OFF切換過程，導(dǎo)致了特別是集成純他激式兼合待機(jī)電源從待機(jī)轉(zhuǎn) 為開機(jī)瞬間過程，在停止工作片刻時(shí)更延遲，所以輸出端更容易產(chǎn)生"掉電" 現(xiàn)象，使CPU供電不足片刻。為此參見[圖2]或[圖4]示例:本創(chuàng)新在每次總 開關(guān)過程中無需CPU等微處理系統(tǒng)參與， 一律強(qiáng)制為待機(jī)狀態(tài)。由于此技術(shù)恰 好同步于微處理系統(tǒng)總開關(guān)及其復(fù)位期間。而且還可用來防止微處理系統(tǒng)軟、 硬件損壞有利。其特征是把開關(guān)電源正常工作/待機(jī)切換電路(5B)輸入端 一律不允許接電阻對(duì)地，并且把輸入端串接電阻去除(或減小后為470歐)后 直接連接于CPU電源指令端PR;增添了一個(gè)通源偏置電阻R902H，該通源偏置 電阻R902H支路，取源于微控器等所需的穩(wěn)壓電源前置輸入端電源VCC-SY。即 待機(jī)續(xù)接電源(10)輸出端。CPU電源指令端PR不可與其它電路連接。因此， 不僅可以節(jié)省待機(jī)切換電路輸入端和CPU電源指令端之間的中間電路。而且待機(jī)切換電路(5B)直接同CPU電源指令端連接后，中間沒有積分電容加入，屬
于同步快速切換技術(shù)，可防止待機(jī)電源從待機(jī)轉(zhuǎn)為開機(jī)瞬間過程，因停止工作片刻時(shí)，容易產(chǎn)生"掉電"現(xiàn)象缺點(diǎn)。
由于任何電子產(chǎn)品各級(jí)整流管或串聯(lián)放大調(diào)阻式穩(wěn)壓器后面并聯(lián)很大容量濾波電容，開機(jī)沖擊電流對(duì)整流管危害很大，本發(fā)明者把任何穩(wěn)壓電源中
基準(zhǔn)穩(wěn)壓值原為固定值，改進(jìn)為從零輸出電壓值逐漸緩慢上升為穩(wěn)壓輸出值。由于僅需在基準(zhǔn)穩(wěn)壓管兩端再增并聯(lián)一個(gè)電解電容或阻容充電回路方案。
如[圖4]示例直接取樣比較放大電路(431)中電阻R32T、 C32T或增添電阻R31T電容C31T，已有技術(shù)穩(wěn)壓電源軟啟動(dòng)時(shí)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)穩(wěn)壓輸出值時(shí)間約6至8毫秒，而本創(chuàng)新卻延長為60毫秒以上，從而使流經(jīng)整流管或調(diào)整管峰值電流降低一半以上。
本創(chuàng)新突出優(yōu)點(diǎn)是
前文目的已述，不再重復(fù)。特別是本創(chuàng)新"間歇再生環(huán)再間歇振蕩技術(shù)"在世界所有采用開關(guān)電源兼待機(jī)電源彩電產(chǎn)品中，本創(chuàng)新，待機(jī)功耗在同類產(chǎn)品中，全球唯一最低。而且，增添待機(jī)間歇開關(guān)電路(53)后，間歇振蕩波形比較有規(guī)律。
現(xiàn)在新產(chǎn)品待機(jī)電源芯片出現(xiàn)，空載待機(jī)功耗可小于O. 1W，配用本發(fā)明人待機(jī)全空載切換電路(44)，能使整機(jī)待機(jī)功耗可小于O. 3W。
本創(chuàng)新技術(shù)最早運(yùn)用創(chuàng)維3T61機(jī)芯上，創(chuàng)維質(zhì)量部測量待機(jī)功耗為零。適應(yīng)交流電網(wǎng)欠壓波動(dòng)到AC70V 以上仍能穩(wěn)壓輸出和正常ON/OFF往復(fù)切換。3T61機(jī)芯電源采用電源集成塊卻是常用的STRW65系列(或其他任何系列)。許多廠商產(chǎn)品在運(yùn)用。但是其他設(shè)計(jì)的產(chǎn)品待機(jī)功耗均遠(yuǎn)大于2W以上。有的產(chǎn)品待機(jī)時(shí)采用空載連續(xù)PRC方案，待機(jī)功耗大于4W，有的產(chǎn)品待機(jī)時(shí)采用間歇PRC方案，待機(jī)功耗可小于3W,而本創(chuàng)新采用"間歇再生環(huán)再間歇振蕩技術(shù)"方案后平均待機(jī)功耗幾乎為零，最大瞬時(shí)功耗< 0. 68 W?？蓾M足用戶"待機(jī)火表不走動(dòng)"效果。證明本創(chuàng)新效果顯著。
本創(chuàng)新對(duì)已有技術(shù)傳統(tǒng)的分立元件自激變壓式開關(guān)電源電路改進(jìn)也有極好的效果。發(fā)明人曾經(jīng)對(duì)市場采用三洋80P開關(guān)電源的彩電，采用[圖2]示例中的待機(jī)切換電路(52)，正常工作時(shí)供電輸出端(+B110V或25V)，無需往常
i再串聯(lián)價(jià)貴的行或場功率切換管電路，所以成本不僅顯著下降，性能也顯著提 高。
在未增加連接控制電路(53)時(shí)，對(duì)比如下:
狀態(tài)待機(jī)電網(wǎng)待機(jī)功耗溫度C。
改進(jìn)前各輸出電壓不變AC265V~8.6W, 9.5W66.9
改進(jìn)后25V降至6.3V時(shí) AVR4. 8V (CPU)AC265V~3. 2W， 3W [3. 7W， 3. 9W， 4. 1W]
AC220V~2.4W， 2.5W， [3W]
25V降至7V時(shí) AVR 5V (CPU)AC265V 3. 9W， 4W[4. 1W， 4. 6W]51
AC220V 3W[3.5W， 3. 7W]
該表括號(hào)"[]"是再增添另一塊機(jī)芯板作為待機(jī)假接負(fù)載試驗(yàn)時(shí)，測試
功耗數(shù)據(jù)。如果再增加待機(jī)間歇開關(guān)電路(53)后，待機(jī)功耗更進(jìn)步下降為 1. 8W左右?？朔鹘y(tǒng)技術(shù)用分立元件組成的自激式開關(guān)電源待機(jī)功耗大的偏 見。


說明書附圖共有2頁5幅。附圖來源于真實(shí)能實(shí)現(xiàn)為準(zhǔn)則，力求詳細(xì)本創(chuàng) 新相關(guān)的必備實(shí)質(zhì)性特征的具體實(shí)施例。本實(shí)施例，以在彩電整機(jī)產(chǎn)品具體 運(yùn)用的印制電路板(PCB)所對(duì)應(yīng)的原理圖，從粗漸細(xì)、采用局部放大分項(xiàng)專 門描述。說明書附圖，各元件所組合的特定功能名稱、元件位號(hào)、和元件參 數(shù)或代換范圍，附圖分別采用字體不一樣的標(biāo)記，可方便區(qū)分。特別是有多 個(gè)元件組合連接后產(chǎn)生一定功能用方框虛線加大字體的數(shù)字或加字母編號(hào)或 對(duì)映縮影方框圖，更方便對(duì)照說明書解釋。同一個(gè)發(fā)明人可以分別(或轉(zhuǎn)讓) 申請(qǐng)?jiān)S多不同的專利，整個(gè)專利群體附圖標(biāo)記是統(tǒng)一確定的，便于整體運(yùn)用 和分辨。說明書和附圖未注解的(特別是元件及其位號(hào))，按法定或通行貫例 解釋或者參照本發(fā)明人其他專利群中解釋。[電路元件、參數(shù)及其位號(hào)僅表示 該整機(jī)產(chǎn)品原理圖對(duì)映實(shí)物印刷電路板PCB中附圖位號(hào)和元件有關(guān)屬性BOM參
數(shù)，并不都是針對(duì)本說明書而標(biāo)記的，兼供本創(chuàng)新優(yōu)選實(shí)施例具體產(chǎn)品參考]。 附圖重疊的元件表示互換。"d)"、""、光線符號(hào)表示可變更或可拆端。"*" 號(hào)依實(shí)際可調(diào)試變更參數(shù)。"NC"表示可去除該元件。脈沖變壓器原初級(jí)(P)導(dǎo)通時(shí)，初次級(jí)感應(yīng)極性同名端一律用黑園點(diǎn) 表示。普通三極管和場效應(yīng) 管可相互代換。[圖l]:是[圖2]中所述的再增添的待機(jī)間歇開關(guān)電路(53)
功能方框圖；[圖2]示例:與本發(fā)明人有關(guān)的發(fā)明點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)特征圖。[圖4] 示例在整機(jī)產(chǎn)品中具體運(yùn)用實(shí)施例。也是[圖2]更詳細(xì)的具體相關(guān)電路圖。 [圖5]和[圖3]示例間歇再生環(huán)再間歇PRC振蕩技術(shù)波形圖。電網(wǎng)不相牽連的 冷底(電路)板公共端(即"地")用"丄"或加其他標(biāo)記GND、 GND2等表示， 可視同簡化丄標(biāo)記。含相同標(biāo)記，具有同一對(duì)象，僅指功能或性能作用相同。 VCC泛指任一電源高電位端，有時(shí)為了區(qū)分不同的VCC，用25V， 5V-1， 5V， VCC-SY、 20V等不同的電源標(biāo)記，可以是不同電源電壓數(shù)值，同一附圖中除VCC 和初級(jí)線圈P外，相同附圖端口標(biāo)記的，可以相連接。各圖作用詳見下文說明。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖示例詳細(xì)說明實(shí)現(xiàn)本創(chuàng)新最好方式。前文已述或結(jié)合沿用 已有技術(shù)或同理應(yīng)變更等不再重述。
附圖第2頁[圖4]示例本創(chuàng)新在電視技術(shù)中真實(shí)運(yùn)用和實(shí)現(xiàn)。對(duì)陰極射
線管CRT和液晶等平板電視通用。成本最低。全面體現(xiàn)本創(chuàng)新綜合運(yùn)用。對(duì)印
制板電路圖補(bǔ)充說明如下可增添(或去除)脈沖式關(guān)機(jī)裝置(1)、自動(dòng)切
換電網(wǎng)整流方式裝置(7)、電網(wǎng)檢控和屏顯(7A)、異常關(guān)機(jī)裝置(15)、待 機(jī)全空載切換電路(44)等專項(xiàng)電路組成。
降低待機(jī)狀態(tài)必備電源負(fù)載功耗，也是降低整機(jī)待機(jī)功耗基礎(chǔ)。本創(chuàng)新 特增添待機(jī)全空載切換電路(44)，[具體電路參見本發(fā)明人其他專利]。待機(jī) 時(shí)關(guān)斷CPU系統(tǒng)供電或截止CPU系統(tǒng)工作，僅供電給指示燈HL2和遙控接收頭。 所以本發(fā)明整機(jī)待機(jī)功耗全球最低。
待機(jī)續(xù)接電源(10)中調(diào)整管A9，可以改為晶閘管(可控硅)、場效應(yīng)管 VMOS等元件代換。隔離變壓式開關(guān)電源(6M)，可以采用反激式或推挽交流式 主體特征。還示例一個(gè)公共降壓式(BUCK)開關(guān)電源穩(wěn)壓后多路輸出5V、 12V、 20V大電流電源。
整個(gè)異常關(guān)機(jī)裝置(15)中，要有比公共端"地"(丄)更負(fù)電壓的另一 端(丄GND或丄GND2);公共端"地"(丄)與更負(fù)電壓的另一端(丄GND或丄GND2)電位差值，同該取樣檢測電阻RF1或RF2比值，就是該檢測電流值；當(dāng) 檢測電阻RF兩端電壓降，達(dá)到能觸發(fā)異常關(guān)機(jī)自鎖電路，原由正常工作的截 止區(qū)進(jìn)入放大區(qū)時(shí)，在該正反饋電路作用下，迅速使該異常關(guān)機(jī)自鎖電路進(jìn) 入飽和導(dǎo)通區(qū)，就立即關(guān)機(jī)。正常工作時(shí)檢測電阻RF兩端電壓降約-0. 3V左右。 過載是達(dá)到-O. 5V以上立即關(guān)機(jī)。本異常關(guān)機(jī)裝置(15)可以放置在熱底板， 此時(shí)，待機(jī)切換電路(5B)中控制管VH1低電位端丄要改接到丄GND或丄GND2。 仍有不自鎖的過流保護(hù)作用。電阻J941為光線。
說明書和附圖參數(shù)僅作舉例參考，運(yùn)用時(shí)任可調(diào)變參數(shù)。附圖中供任可 變更選擇的方案多，電路板具有通用性和兼容性，可按需要靈活更動(dòng)。無需 的元件可去除或短接。本創(chuàng)新方案可直接運(yùn)用到集成電路制成和實(shí)施，特別 是待機(jī)間控電路(52)、 (53)、電網(wǎng)檢控、開關(guān)管等。并且可以放置在熱底板。 功率整流管可以采用同步整流技術(shù)方案為佳，可減小整流管導(dǎo)通壓降帶來熱 損耗。本創(chuàng)新可直接或擴(kuò)展運(yùn)用其他任何電工或電子技術(shù)領(lǐng)域。特別是本創(chuàng) 新電路(52)、 (53)、 (7)、 (44)等對(duì)任何變壓式開關(guān)電源直接運(yùn)用。
以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)作的較佳實(shí)施例而己，并不用于限制本發(fā)明創(chuàng)作， 凡在本發(fā)明創(chuàng)作的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均 應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)作的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種正常工作兼合待機(jī)功能的節(jié)能開關(guān)電源，至少包括光電耦合器必有連接的待機(jī)間控電路、待機(jī)續(xù)接電源、正常工作/待機(jī)切換電路及其相關(guān)的電路組成。其特征是1. 通過微控器CPU電源指令端PR，直接同開關(guān)電源正常工作/待機(jī)切換電路(5B)輸入端連接；正常工作狀態(tài)或待機(jī)狀態(tài)時(shí)，開關(guān)變壓器次級(jí)輸出電壓一定要有差異，正常工作狀態(tài)比待機(jī)狀態(tài)輸出電壓至少高一倍以上；待機(jī)時(shí)要增設(shè)待機(jī)續(xù)接電源電路(10)；微控器CPU電源指令端PR發(fā)出開機(jī)/待機(jī)(ON/OFF)令時(shí)，通過開關(guān)電源正常工作/待機(jī)切換電路(5B)相應(yīng)同時(shí)分別自動(dòng)關(guān)斷/接通待機(jī)續(xù)接電源電路(10)和待機(jī)間控電路(52)；待機(jī)時(shí)，由進(jìn)入間歇(BURST)模式的待機(jī)間控電路(52)，再通過光電耦合器N3中介后反饋到開關(guān)電源熱底板穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)電路；待機(jī)時(shí)，進(jìn)入間歇再生環(huán)再間歇振蕩技術(shù)方式由間歇(BURST)模式的待機(jī)間控電路(52)為主，再增添待機(jī)間歇開關(guān)電路(53)雙重組合。
2. 待機(jī)間控電路(52)中的光電耦合器N3輸入端，采用獨(dú)立整流濾波供電小功率小電流高阻抗的負(fù)載方式，便于該濾波電容CN3容量可以選用較小，該濾波電容CN3容量越小，間歇PRC振蕩時(shí)間間歇期頻率越高；可以通過調(diào)節(jié)電容CN3、電阻RSY2、 RSY22參數(shù)，能使待機(jī)功耗既最低又沒有待機(jī)間歇發(fā)出聲音。
3. 開關(guān)電源正常工作/待機(jī)切換電路(5B)輸入端一律不允許連接電阻對(duì)地，并且把輸入端直接或串接470歐電阻后連接于CPU電源指令端PR;CPU電源指令端PR不可與其它電路連接;增添了一個(gè)通源偏置電阻R902H，該通源偏置電阻R902H支路，取源于微控器等所需的穩(wěn)壓電源前置輸入端電源VCC-SY;從而使每次總開/關(guān)機(jī)過程中強(qiáng)制使開關(guān)電源處于待機(jī)狀態(tài)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種正常工作兼合待機(jī)功能的節(jié)能開關(guān)電源，其特征是所述的待機(jī)間歇開關(guān)電路(53):由取樣電路(2S1)、矩形波發(fā)生器(2S2)、前置驅(qū)動(dòng)輸出電路(2S3)組成；所述的矩形波發(fā)生器(2S2):可以由史密特觸發(fā)器電路或由回滯差特性的電壓比較器等構(gòu)成；可以用555時(shí)基等數(shù)字電路IC制成，或者可以用任何(集成或分立元件)放大器，再附加正反饋網(wǎng)絡(luò)組成;必須要附加正反饋網(wǎng)絡(luò)，才能在開關(guān)轉(zhuǎn)換過程中，可減少途經(jīng)放大區(qū)過程時(shí)間，才能得到前沿后沿很陡的矩形波;所述的前置驅(qū)動(dòng)輸出電路(2S3):由前級(jí)矩形波發(fā)生器(2S2)輸出矩形波脈沖，可以直接驅(qū)動(dòng)末級(jí)終控開關(guān)管(V53)在待機(jī)時(shí)處于間歇開關(guān)狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種正常工作兼合待機(jī)功能的節(jié)能開關(guān)電源，其特征是待機(jī)間歇開關(guān)電路(53)和待機(jī)間控電路(52)組合后，具有回滯電壓差特性的電壓比較器功能，待機(jī)時(shí)，當(dāng)變壓器T次級(jí)輸出電壓升高一定程度VH時(shí)，通過終控開關(guān)管V53 0FF，立即把原先處于間歇(BURST PRC/PWM)開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)電源強(qiáng)制截止；由于CPU穩(wěn)壓電源(11)前置電源VCC-SY濾波電容C5SY容量應(yīng)需要求很大，大間歇截止時(shí)間很長，等到變壓器次級(jí)輸出電壓下降到一定程度VL時(shí)，再通過終控開關(guān)管V53 0N，又恢復(fù)開關(guān)電源處于較短的間歇(BURSTPRC/PWM)開關(guān)狀態(tài)；由于該整流充電回路時(shí)間常數(shù)較大，是經(jīng)過整流管U55、限流電阻R9支路后再經(jīng)過濾波電容C5SY后，所以開關(guān)管V53導(dǎo)通期0N間，處于幾次較短的再間歇(BURST PRC/P窗)模式，使整機(jī)空載待機(jī)功耗減??；開機(jī)正常工作狀態(tài)時(shí)，待機(jī)間控電路(52)、和待機(jī)間歇開關(guān)電路(53)分別通過串接開關(guān)二極管DSY2、 D53支路，再串接待機(jī)切換電路(5B)中的開關(guān)管VH1處于反偏截止關(guān)斷狀態(tài)；但是，光電耦合器N3還通過另一電阻RNT支路，同直接取樣的比較放大器調(diào)節(jié)電路(431)連接，進(jìn)行正常工作所需的穩(wěn)壓功能。
全文摘要
本發(fā)明涉及電工電子，特別是電源技術(shù)領(lǐng)域。把正常工作狀態(tài)和待機(jī)狀態(tài)的應(yīng)需電源兼合為一個(gè)開關(guān)電源。獨(dú)創(chuàng)“間歇再生環(huán)再間歇振蕩技術(shù)”，降低待機(jī)功耗，在同類產(chǎn)品中，待機(jī)功耗全球唯一最低。而且，增添待機(jī)間歇開關(guān)電路(53)后，使間歇振蕩波形比較有規(guī)律。并且消除兼合待機(jī)電源在待機(jī)間歇振蕩時(shí)容易發(fā)出聲音。待機(jī)切換電路(5B)直接同CPU電源指令端相連接，可進(jìn)行快速切換，防止待機(jī)電源從待機(jī)轉(zhuǎn)為開機(jī)瞬間過程，因停止工作片刻時(shí)，容易產(chǎn)生“掉電”現(xiàn)象缺點(diǎn)。本發(fā)明降低整體成本顯著。
文檔編號(hào)H02M7/02GK101510735SQ20081021705
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2008年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
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