專利名稱：開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源，它使用開關(guān)元件接通或斷開流過感應(yīng)線圈的電流，由此獲得升壓的DC(直流)輸出。
設(shè)置在電視機(jī)等中的調(diào)諧電路使用了通過改變調(diào)諧電壓來改變調(diào)諧頻率的裝置。該調(diào)諧電壓通常為最大值略大于30伏的電壓。因而該調(diào)諧電壓不能由具有12伏工作電源的車載電視機(jī)中的工作電源產(chǎn)生。因此，在這種情況下提供升壓電路以便獲得略大于30伏的用于產(chǎn)生所述調(diào)諧電壓的DC電壓。圖2示出先有技術(shù)的升壓電路，它通常由已知的斬波式升壓電路配置構(gòu)成，即，按照振蕩電路53的輸出信號(hào)來執(zhí)行開關(guān)操作的晶體三極管Q7設(shè)置在感應(yīng)線圈L7的輸出側(cè)。振蕩電路53的振蕩由檢測DC輸出誤差電壓的誤差檢測電路54的輸出信號(hào)控制，從而穩(wěn)定DC輸出電壓(在下文中，該技術(shù)被稱為第一先有技術(shù))。
在未審查的日本實(shí)用新型No．Sho 62178619中提出了一種用于產(chǎn)生調(diào)諧電壓的先有技術(shù)。圖3是顯示這種技術(shù)的方框圖。將參考


這種技術(shù)。在該技術(shù)中，正電源+B通過用于電壓降落的串聯(lián)電阻R21輸入到齊納二極管D7，由此從齊納二極管D7的負(fù)極獲得產(chǎn)生調(diào)諧電壓所需的DC輸出。用于將電壓限制到預(yù)定電壓值的調(diào)諧電壓限制電路51設(shè)置在齊納二極管D7的負(fù)極和產(chǎn)生調(diào)諧電壓的脈寬調(diào)制(PWM)電路52之間。當(dāng)接收特殊頻帶時(shí)，提供給PWM電路52的DC輸出電壓被限制到預(yù)定的電壓值；而當(dāng)接收其他頻帶時(shí)，提供給PWM電路52的電壓值等于齊納二極管的負(fù)極電壓(在下文中，該技術(shù)被稱為第二先有技術(shù))。
可是，按照第一先有技術(shù)，由于需要用于檢測DC輸出誤差電壓的誤差檢測電路54以便穩(wěn)定DC輸出電壓，因而引起電路配置變復(fù)雜的問題。按照第二先有技術(shù)，使用串聯(lián)電阻R21和齊納二極管D7來穩(wěn)定供給調(diào)諧電壓限制電路51的電壓。這樣，由于需要兩個(gè)元件來穩(wěn)定電壓，因此元件的數(shù)量增加。在這種情況下，由于串聯(lián)電阻R21作為產(chǎn)生電壓降的元件用于吸收電壓變化，因而引起不能省去串聯(lián)電阻的問題。
于是，鑒于先有技術(shù)的上述問題而產(chǎn)生了本發(fā)明，權(quán)利要求1敘述的本發(fā)明的目的是提供一種開關(guān)電源，該開關(guān)電源只需使用齊納二極管而無需使用產(chǎn)生電壓降的串聯(lián)電阻就能穩(wěn)定輸出電壓，其配置是使用開關(guān)元件產(chǎn)生不穩(wěn)定電壓并且使用齊納二極管穩(wěn)定該不穩(wěn)定電壓，以及產(chǎn)生不穩(wěn)定電壓的開關(guān)電路的內(nèi)阻用作產(chǎn)生電壓降的串聯(lián)電阻、用于吸收電壓變化，從而省去誤差檢測電路。
除上述目的外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種開關(guān)電源，它能夠以將磁耦合到感應(yīng)線圈的輔助線圈的輸出輸入到開關(guān)元件來接通或斷開開關(guān)元件的方式，簡化用來接通或斷開開關(guān)元件的部件的電路配置。
除上述目的外，本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種開關(guān)電源，它能夠通過提供τ型平滑電路來充分地減小DC輸出的波紋成分。
除上述目的外，本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種開關(guān)電源，它能夠利用用于調(diào)諧電壓發(fā)生電路的工作電源，簡化用于產(chǎn)生調(diào)諧電壓的部件的配置。
除上述目的外，本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種開關(guān)電源，當(dāng)從開關(guān)側(cè)看時(shí)，它能夠?qū)⒑纳⒐β室种频捷^低值。
為了達(dá)到上述目的，按照本發(fā)明的開關(guān)電源被應(yīng)用于這樣的開關(guān)電源它包括其一個(gè)端子連接到初級(jí)側(cè)DC電源的感應(yīng)線圈和連接到所述感應(yīng)線圈另一端子的開關(guān)元件，其中，流過感應(yīng)線圈的電流利用開關(guān)元件來接通或斷開以便獲得升壓的DC輸出，以及所述開關(guān)元件安排成進(jìn)一步包括連接到感應(yīng)線圈的所述另一端子的整流平滑電路和連接到整流平滑電路輸出端的齊納二極管，其中在感應(yīng)線圈側(cè)通過整流平滑電路看到的內(nèi)阻作為產(chǎn)生齊納二極管所需的電壓降的串聯(lián)電阻、用于吸收電壓波動(dòng)，從而穩(wěn)定DC輸出電壓。
即，當(dāng)DC輸出電壓減小時(shí)，齊納二極管減小在感應(yīng)線圈側(cè)通過整流平滑電路看過去的內(nèi)阻上產(chǎn)生的電壓降，從而防止DC輸出電壓的下降。另外，當(dāng)DC輸出電壓上升時(shí)，齊納二極管增加在所述內(nèi)阻上產(chǎn)生的電壓降，從而防止DC輸出電壓的上升。
除上述配置外，所述開關(guān)電源安排成還包含磁耦合到感應(yīng)線圈的輔助線圈，其中輔助線圈的輸出輸入到開關(guān)元件由此執(zhí)行開關(guān)元件中的開關(guān)操作。即，感應(yīng)線圈、輔助線圈和開關(guān)元件形成自激振蕩的間歇振蕩電路。
除上述配置外，所述開關(guān)電源以如下方式配置提供配備有τ型平滑電路的整流平滑電路。從而能更有效地去除波紋成分。
除上述配置外，所述開關(guān)電源以如下的方式配置所述DC輸出輸入到產(chǎn)生用于調(diào)諧電路的調(diào)諧電壓的調(diào)諧電壓發(fā)生電路。即，能夠以簡單的配置構(gòu)成作為產(chǎn)生調(diào)諧電壓的部件的組成元件的開關(guān)電源，其中誤差檢測電路和用于齊納二極管的串聯(lián)電阻被省去。
除上述的配置外，所述開關(guān)電源以如下的方式配置當(dāng)DC輸出端空載時(shí)，流過齊納二極管的電流值被設(shè)置成小于流過調(diào)諧電壓發(fā)生電路最大電流值的兩倍；并且當(dāng)流過調(diào)諧電壓發(fā)生電路的電流最大時(shí)，流過齊納二極管的電流值大于0。因而，即使預(yù)料到元件變化，也只有在DC輸出能被穩(wěn)定范圍內(nèi)的小電流流過齊納二極管。
圖1是示出調(diào)諧電壓發(fā)生裝置的電連接的電路圖，所述調(diào)諧電壓發(fā)生裝置具有按照本發(fā)明實(shí)施例的開關(guān)電源。
圖2是示出先有技術(shù)的電氣配置的方框圖。
圖3是示出先有技術(shù)的電氣配置的方框圖。
將參考

本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
圖1是示出調(diào)諧電壓發(fā)生裝置的電連接的電路圖，其中的調(diào)諧電壓發(fā)生裝置具有按照本發(fā)明實(shí)施例的開關(guān)電源，其配置主要分為開關(guān)電源1、調(diào)諧電壓發(fā)生電路2、控制部分3和調(diào)諧電路4。
圖中，開關(guān)電源1是使用按照本發(fā)明的配置的開關(guān)電源，它在沒有使用誤差檢測電路的情況下產(chǎn)生電壓略大于30伏的穩(wěn)定DC輸出22，后者是調(diào)諧電壓發(fā)生電路2產(chǎn)生調(diào)諧電壓時(shí)所需要的。調(diào)諧電壓發(fā)生電路2是這樣一種部件它被供于從開關(guān)電源1輸出的DC輸出22，然后產(chǎn)生其電壓隨控制部分3的輸出而定的調(diào)諧電壓23，并且向調(diào)諧電路4輸出該調(diào)諧電壓。
控制部分3是用于控制由調(diào)諧電路4接收的信道的一種部件，它控制由調(diào)諧電壓發(fā)生電路2產(chǎn)生的調(diào)諧電壓23的電壓。另外，該控制部分控制由調(diào)諧電路4產(chǎn)生的本地振蕩信號(hào)的頻率。調(diào)諧電路4是這樣一種單元它放大其頻率由調(diào)諧電壓23設(shè)置的信號(hào)，并且利用其頻率與控制部分3的輸出頻率一致的本地振蕩信號(hào)來轉(zhuǎn)換所述放大信號(hào)的頻率。還有，調(diào)諧電路向圖中未示出的中頻信號(hào)放大電路輸出通過頻率轉(zhuǎn)換得到的中頻信號(hào)。
下面將詳細(xì)說明調(diào)諧電壓發(fā)生電路2。電壓略超過30伏的DC輸出22通過電阻R4加到晶體三極管Q2的集電極。晶體三極管Q2的集電極通過電阻R5連接到積分電路8。控制部分3的輸出端通過電阻R7連接到晶體三極管Q2的基極。晶體三極管Q2的發(fā)射極接地。這樣，由晶體三極管Q2、電阻R4和R5組成的部件7作為按照如下方式工作的開關(guān)電路向積分電路8輸出DC輸出22的時(shí)間間隔與停止向積分電路8輸出DC輸出22的時(shí)間間隔之間的比值隨控制部分3的輸出而改變。以由電阻R6和電容C5與C4組成的τ型平滑電路的形式構(gòu)成積分電路8。該積分電路對從開關(guān)電路7輸出的脈沖形電壓進(jìn)行積分，由此產(chǎn)生作為設(shè)置調(diào)諧電路4的調(diào)諧頻率的信號(hào)的調(diào)諧電壓23。
調(diào)諧電壓發(fā)生電路2按照上述方式配置。因而，為了降低調(diào)諧電壓23而使晶體三極管Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)間間隔的比率變得越大，調(diào)諧電路電壓發(fā)生電路2的耗散電流就變得越大。相反，為了提高調(diào)諧電壓23而使晶體三極管Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)間比率變得越小，調(diào)諧電路電壓發(fā)生電路2的耗散電流就變得越小。在調(diào)諧電路4接通的狀態(tài)下，如此變化的耗散電流值最小為數(shù)百μA而最大約為1．5mA。
下面將更詳細(xì)地說明開關(guān)電源1。5伏初級(jí)側(cè)DC電源21連接到作為主要升壓元件的感應(yīng)線圈L1的一個(gè)端子。作為開關(guān)元件的晶體三極管Q1的集電極連接到感應(yīng)線圈L1的另一個(gè)端子。磁耦合到感應(yīng)線圈L1的輔助線圈L2的一個(gè)端子連接到初級(jí)側(cè)DC電源21。輔助線圈L2的另一端子通過用于限制晶體三極管基極電流的電阻R1連接到晶體三極管Q1的基極。電阻R1與由電容C2和電阻R2形成的串聯(lián)電路并聯(lián)連接、以便提高開關(guān)速度。晶體三極管Q1的發(fā)射極接地。連接在初級(jí)側(cè)DC電源21和地之間的電容C1用于減小從感應(yīng)線圈L1側(cè)看到的初級(jí)側(cè)DC電源21的阻抗。
由二極管D1、電阻R3、電容C3和C4形成的部件6作為對響應(yīng)晶體三極管Q1開關(guān)操作而在感應(yīng)線圈L1另一端產(chǎn)生的電壓進(jìn)行整流平滑的整流平滑電路。為了提高波紋成分的去除率，整流和平滑電路6的平滑電路使用了由電阻R3和電容C3及C4形成的τ型平滑電路。電阻R3值設(shè)置為100Ω左右。
連接在整流和平滑電路6的輸出端與地電平之間的齊納二極管D2作為將從整流和平滑電路6輸出的DC輸出電壓穩(wěn)定在略大于30伏的元件。即，由于通過整流和平滑電路6看到的部件5的內(nèi)阻作為產(chǎn)生齊納二極管D2所需的用于吸收電壓波動(dòng)的電壓降的串聯(lián)電阻，由此穩(wěn)定DC輸出22的電壓。
最好在二極管D1和電阻R3之間的點(diǎn)上施加大約5伏的交流電壓。
按照上述方式配置開關(guān)電源1。調(diào)諧電壓發(fā)生電路2的耗散電流變化范圍從數(shù)百μA到1．5mA左右。這樣，當(dāng)無負(fù)載連接到DC輸出22時(shí)，流過齊納二極管D2的電流值被設(shè)置為大約兩倍(3mA)于調(diào)諧電壓發(fā)生電路2的最大耗散電流。因此，當(dāng)調(diào)諧電壓發(fā)生電路2的耗散電流從數(shù)百μA到1．5mA左右的范圍變化時(shí)，流過齊納二極管D2的電流值將在從3mA減小數(shù)百μA所獲得的值與從3mA減小1．5mA所獲得的值之間的范圍內(nèi)變化。結(jié)果，即使存在諸如感應(yīng)線圈L1、晶體三極管Q2等各元件的變化，由于流過齊納二極管D2的最小電流值變成大于0，因而DC輸出22的電壓總能得到穩(wěn)定。
如上所述，構(gòu)成τ型平滑電路的電阻R3約為100Ω，因此在電阻R3上的功率耗散小。該電阻的這種取值是為了使該電阻能作為去除波紋成分的τ型平滑電路的元件的電阻值。可是，由于流過該電阻的電流大約為3mA，其電壓降小，使得電阻R3不起用于產(chǎn)生齊納二極管D2所需的用于吸收電壓波動(dòng)的電壓降的串聯(lián)電阻的作用。
下面將說明如此配置的實(shí)施例的操作。
當(dāng)電流流過感應(yīng)線圈L1時(shí)，輔助線圈L2產(chǎn)生用于使晶體三極管Q2導(dǎo)通的電壓。這樣，由感應(yīng)線圈L1、輔助線圈L2、電阻R1、R2和電容C2形成的部件5構(gòu)成振蕩在由這些元件的值確定的頻率上的間歇振蕩電路5。因此，如果沒有齊納二極管，則通過提升初級(jí)側(cè)DC電源21的電壓而產(chǎn)生的不穩(wěn)定電壓將出現(xiàn)在整流和平滑電路6的輸出端。
相反，當(dāng)從齊納二極管D2側(cè)通過整流和平滑電路6來看電感L1側(cè)時(shí)，在間歇振蕩電路5中有一個(gè)內(nèi)阻。該內(nèi)阻的值被設(shè)置成能夠產(chǎn)生齊納二極管所需用于吸收電壓波動(dòng)(通過改變電阻R1的值能容易地改變該內(nèi)阻值)的電壓降的電阻值(例如數(shù)千Ω)。因而，即使當(dāng)調(diào)諧電壓發(fā)生電路2的耗散電流改變時(shí)，齊納二極管D2也會(huì)改變內(nèi)阻引起的電壓降(即，改變流過齊納二極管的電流)，從而將DC輸出22的電壓穩(wěn)定在略微大于30伏。
控制部分3與被接收信道頻率相一致地設(shè)置調(diào)諧電路4的本地振蕩頻率。另外，控制部分3以對應(yīng)于被接收信道頻率的速率重復(fù)地使晶體三極管Q2導(dǎo)通和截止。這樣，向調(diào)諧電壓發(fā)生電路2提供略大于30伏的穩(wěn)定的DC輸出22，作為產(chǎn)生和輸出其電壓對應(yīng)于被接收信道頻率的調(diào)諧電壓23的工作電源。因此，調(diào)諧電路4輸出通過接收所接收信道的廣播信號(hào)所得到的中頻信號(hào)。
如上所述，整流和平滑電路6中的電阻R3是一個(gè)不作為從齊納二極管D2看時(shí)的串聯(lián)電阻的元件。因此，在向不需要十分抑制波紋成分的負(fù)載提供電流的情況下，既省去電阻R3又省去電容C4是可能的。
感應(yīng)線圈L1和輔助線圈L2可以是彼此磁耦合的一對線圈。因此，感應(yīng)線圈和輔助線圈可以是分開纏繞的線圈。另外，感應(yīng)線圈和輔助線圈可以由單個(gè)線圈以如下方式構(gòu)成在線圈的某部分提供一個(gè)抽頭，從而形成從該抽頭到線圈的一個(gè)端頭的部分作為L1、而從抽頭到線圈的另一端頭的部分作為輔助線圈L2。
盡管給出的說明是關(guān)于開關(guān)電源1安排成向調(diào)諧電壓發(fā)生電路2提供DC輸出22的情況，但該開關(guān)電源也能應(yīng)用于向其它任意負(fù)載提供DC輸出的情況。
如上所述，按照本發(fā)明的開關(guān)電源應(yīng)用于如下的配置使用開關(guān)元件來接通或斷開流過感應(yīng)線圈的電流以便獲得升壓的DC輸出，并且所述開關(guān)元件安排成進(jìn)一步包括連接到感應(yīng)線圈另一端的整流平滑電路以及連接到整流平滑電路的輸出端的齊納二極管，其中在感應(yīng)線圈側(cè)通過整流平滑電路看到的內(nèi)阻作為產(chǎn)生齊納二極管所需的用于吸收電壓波動(dòng)的電壓降的串聯(lián)電阻，從而穩(wěn)定DC輸出電壓。因而，當(dāng)DC輸出電壓改變時(shí)，該變化被產(chǎn)生在由感應(yīng)線圈側(cè)通過整流平滑電路看到的內(nèi)阻上的電壓降的變化所吸收，因此有可能僅使用齊納二極管而不使用省去誤差檢測電路的配置中的串聯(lián)電阻來穩(wěn)定輸出電壓。
另外，按照本發(fā)明的開關(guān)電源還包含磁耦合到感應(yīng)線圈的輔助線圈，其中輔助線圈的輸出被輸入到開關(guān)元件，從而執(zhí)行開關(guān)元件中的開關(guān)操作。這樣，感應(yīng)線圈、輔助線圈和開關(guān)元件形成執(zhí)行自激振蕩的間歇振蕩電路。因此，簡化用以執(zhí)行開關(guān)元件的開關(guān)操作的部件的電路配置成為可能。
另外，按照本發(fā)明的開關(guān)電源按照如下方式配置所述整流平滑電路配備有τ型平滑電路。這樣，由于可以更有效地去除波紋成分，所以有效減小DC輸出的波紋成分成為可能。
另外，按照本發(fā)明的開關(guān)電源按照如下的方式配置DC輸出端被輸入到產(chǎn)生供給調(diào)諧電路的調(diào)諧電壓的調(diào)諧電壓發(fā)生電路。這樣，可以用簡單的配置提供作為產(chǎn)生調(diào)諧電壓的部件的組成元件的開關(guān)電源，其中誤差檢測電路和用于齊納二極管的串聯(lián)電阻被省去，使得簡化產(chǎn)生調(diào)諧電壓的部件的配置成為可能。
另外，按照本發(fā)明的開關(guān)電源按照如下的方式配置當(dāng)DC輸出端空載時(shí)，流過齊納二極管的電流被設(shè)置為小于流過調(diào)諧電壓發(fā)生電路最大電流值的兩倍；并且當(dāng)流過調(diào)諧電壓發(fā)生電路的電流最大時(shí)，流過齊納二極管的電流被設(shè)置為大于0。因此，即使預(yù)料到元件變化，也僅有能夠穩(wěn)定DC輸出的范圍內(nèi)的小電流流過齊納二極管，使得有可能將從開關(guān)側(cè)看到的耗散功率抑制到小的值。
權(quán)利要求
1．一種開關(guān)電源，它包括感應(yīng)線圈，其一個(gè)端子連接到初級(jí)側(cè)DC(直流)電源，開關(guān)元件，它連接到所述感應(yīng)線圈的另一個(gè)端子，整流平滑電路，它連接到所述感應(yīng)線圈的所述另一端子，以及齊納二極管，它連接到所述整流平滑電路的輸出端，其中利用所述開關(guān)元件接通或斷開流過所述感應(yīng)線圈的電流，以便獲得升壓的DC輸出，以及通過所述整流平滑電路看到的所述感應(yīng)線圈側(cè)內(nèi)阻用作串聯(lián)電阻，后者用以產(chǎn)生所述齊納二極管吸收電壓波動(dòng)以便穩(wěn)定DC輸出電壓所需的電壓降。
2．按照權(quán)利要求1的開關(guān)電源，其特征在于還包括輔助線圈，它磁耦合到所述感應(yīng)線圈，其中所述輔助線圈的輸出被輸入到所述開關(guān)元件、以便執(zhí)行所述開關(guān)元件中的開關(guān)操作。
3．按照權(quán)利要求1的開關(guān)電源，其特征在于所述整流平滑電路包括τ型平滑電路。
4．按照權(quán)利要求1的開關(guān)電源，其特征在于所述DC輸出被輸入到用于產(chǎn)生向調(diào)諧電路提供調(diào)諧電壓的調(diào)諧電壓發(fā)生電路。
5．按照權(quán)利要求4的開關(guān)電源，其特征在于當(dāng)所述DC輸出負(fù)載空載時(shí)，流過所述齊納二極管的電流值被設(shè)置為小于流過所述調(diào)諧電壓發(fā)生電路的最大電流值的兩倍，并且當(dāng)流過所述調(diào)諧電壓發(fā)生電路的電流最大時(shí)，流過所述齊納二極管的電流值被設(shè)置為大于0。
6．按照權(quán)利要求3的開關(guān)電源，其特征在于所述整流平滑電路還包含電阻。
7．按照權(quán)利要求6的開關(guān)電源，其特征在于所述電阻引起5伏左右的交流電壓。
全文摘要
開關(guān)電源包括連接到感應(yīng)線圈L1的整流平滑電路6以及連接到整流平滑電路6的輸出端的齊納二極管D2。通過整流平滑電路6看到的感應(yīng)線圈L1側(cè)的內(nèi)阻用作產(chǎn)生齊納二極管吸收電壓波動(dòng)所需的電壓降的串聯(lián)電阻,從而穩(wěn)定直流(DC)輸出22的電壓。
文檔編號(hào)H03J5/24GK1282146SQ0012227
公開日2001年1月31日 申請日期2000年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月27日
發(fā)明者樋口善男 申請人:船井電機(jī)株式會(huì)社