发明名称 具有主动谐波限制之交换模式电源供应器
摘要 本发明是揭示一种交换模式电源供应器其藉由步增式稳定化直流电压(uzw)以供应直流-锁给负载(LD),此交换模式电源供应器是整流电路(Dl-D4)由交流主电压(U)、充电用电感器(Ll)、受控制单位(2)控制且其交换路径是与整流器电路的各输出并联的开关(Vl)、以及再次与该开关的交换路径并联的电荷储存配置(D5,Cl,C2, D6)等所形成的。此例中,电荷储存配置(D5,Cl,C2,D6)包括有充电用二极体(D5,D6)的串联电路以及其共同结面点是连接到整流器电路之电中性导体端子(N)上的两个储存电容(C1,C2)。充电用电感器(Ll)是配置于交流主电压(U)与整流器电路之间落在高电位(L)上的导线路径内,且含有其上接有用于对充电用电感器瞬间电荷状态进行浮动式评估之信号评估单位(3)的辅助线圈(L1S)以便从其上导出用于控制单位(2)上的状态控制信号(Uli,Ust,IO)。
申请公布号 TW428361 申请公布日期 2001.04.01
申请号 TW088101201 申请日期 1999.01.27
申请人 电灯专利代理公司 发明人 雷尼托德兹克
分类号 H02M1/12 主分类号 H02M1/12
代理机构 代理人 何金涂 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种交换模式电源供应器,其藉由步增式稳定化直流电压以供应直流-馈给负载,此交换机式电源供应器是藉由整流电路由一交流主电压、充电用电感器、一开关其受控制单位控制且其交换路径是与整流器电路的各输出并联、以及一电荷储存配置其再次与该开关的交换路径并联且在馈入稳定化直流电压的目的下其端子会形成用于直流-馈给负载的供应端子等所形成,其特征为:充电用电感器(L1)是配置于交流主电压(U)与整流器电路(D1-D4)之间落在高电位(L)上的导线路径内且含有在第二侧具有端子的辅助线圈(L1s),提供有用于对充电用电感器瞬间电荷状态进行浮动式评估之信号评估单位(3),此信号评估单位一方面就像控制单位(2)一样是放在对应于整流器电路回送导线路径上之电位的参考电位(gnd)上,另一方面是连接到第二侧上的辅助线圈端子上且在将输入控制信号(Uli,Ust,Io)传送到这个控制单位的目的下也含有信号输出是连接到控制单位上所指派信号输入上。2.如申请专利范围第1项之交换模式电源供应器,其中该电荷储存配置(D5,C1,C2,D6)具有两储存电容器(C1,C2)之串联电路,其第一端点经由一共同接面点而连接至一整流电路(D1至D4)之中性导体端子(N),以及一对充电二极体(D5,D6),以加有向前-偏压的方式配置于整流器电路的直流电压输出之一与储存电容器的第二端子之间,各例中充电用二极体之一(例如D5)与储存电容器(例如C1)之间的结面点会在馈入稳定直流电压(uzw)的目的下为直流-馈给负载(LD)形成供应端子,且其中的开关是由其交换路径与一系列电阻器(Rsh)串联且配置成与整流器电路之直流电压输出呈并联连接的电源电晶体(V1)所形成。3.如申请专利范围第2项之交换模式电源供应器,其中控制单位的控制信号输入是连接到一系列电阻器(Rsh)与电源电晶体(V1)的交换路径之间的结面点上,经由这些结面点而将正比于瞬时流经电源电晶体之交换路径的电流的信号馈给到该控制单位的控制信号输入,其中是将电源电晶体的控制输入连接到控制单元的控制信号输出(Sw(out)),只要电感器电流不会超过由被整流之交流主电压(Ug)乘上形成于控制单位内的调整器电压而导出的想要数値,则经由该控制信号输出传送的控制信号(Sw)会将电源电晶体切换成开启。4.如申请专利范围第2项之交换模式电源供应器,其中当作输入网路的信号评估单位(3)含有连接到充电用电感器(L1)之辅助线圈(L1s)端子上且其落在低电位上的整流器输出是经由地线(gnd)是连接到交换模式电源供应器(1)之整流器配置(D1-D4)在低电位之输出上的另一个整流器配置(D10-D13),其中此信号评估单位另外还被提供有两个取样/保持电路(S&H1和S&H2),而取样/保持电路的信号取样输入在各例中是连接到另一个整流器配置(D10-D13)落在高电位的输出上且含有使能动作输入而可以将电源电晶体(V1)的交换控制信号(Sw(in))直接或在反相之后馈给其上,因而取样/保持电路会分别对正比于跨越交换模式电源供应器(1)上充电用电感器(L1)之电压瞬间数値的信号(Uli)、以及由中间电路电压(uzw)与已整流之交流主电压(Ug)之间差异所形成之信号瞬间数値的「空隙」进行取样及缓冲-储存,以便从其中中间电路电压(uzw)的位准推导有关充电用电感电流(i11)的资讯项目(Ust(out),Uli(out))并输出到控制单位(2)上。5.如申请专利范围第3项之交换模式电源供应器,其中当作输入网路的信号评估单位(3)含有连接到充电用电感器(L1)之辅助线圈(L1s)端子上且其落在低电位上的整流器输出是经由地线(gnd)是连接到交换模式电源供应器(1)之整流器配置(D1-D4)在低电位之输出上的另一个整流器配置(D10-D13),其中此信号评估单位另外还被提供有两个取样/保持电路(S&H1和S&H2),而取样/保持电路的信号取样输入在各例中是连接到另一个整流器配置(D10-D13)落在高电位的输出上且含有便能动作输入而可以将电源电晶体(V1)的交换控制信号(Sw(in))直接或在反相之后馈给其上,因而取样/保持电路会分别对正比于跨越交换模式电源供应器(1)上充电用电感器(L1)之电压瞬间数値的信号(Uli)、以及由中间电路电压(uzw)与已整流之交流主电压(Ug)之间差异所形成之信号瞬间数値的「空隙」进行取样及缓冲-储存,以使从其中中间电路电压(uzw)的位准推导有关充电用电感电流(i11)的资讯项目(Ust(out),Uli(out))并输出到控制单位(2)上。6.如申请专利范围第4项之交换模式电源供应器,其中将单稳态多重振荡器(M1和M2)的个别输出连接到取样/保持电路(S&H1和S&H2)的使能输入上,分别经由第一反相器(N1)而直接将电源电晶体(V1)的交换控制信号(Sw)馈给到此多重振荡器的各输入上。7.如申请专利范围第5项之交换模式电源供应器,其中将单稳态多重振荡器(M1和M2)的个别输出连接到取样/保持电路(S&H1和S&H2)的便能输入上,分别经由第一反相器(N1)而直接将电源电晶体(V1)的交换控制信号(Sw)馈给到此多重振荡器的各输入上。8.如申请专利范围第4项之交换模式电源供应器,其中为了产生对应于信号评估单位(3)内充电用电感器(L1)之电流(i11)的跨零脉波信号(Io),且提供比较器(COM1)一方面系由其反相用输入连接到另一个整流器配置(D10-D13)落在高电位的输出上且由其第二输入联结于第二取样/保持电路(S&H2)的输出上并于其输出上输出一个信号(p_8),此信号会依与充电用电感器(L1)内电流(i11)滑落相反的方式而提升到高电位。9.如申请专利范围第5项之交换模式电源供应器,其中为了产生对应于信号评估单位(3)内充电用电感器(L1)之电流(i11)的跨零脉波信号(Io),且提供比较器(COM1)一方面系由其反相用输入连接到另一个整流器配置(D10-D13)落在高电位的输出上且由其第二输入联结于第二取样/保持电路(S&H2)的输出上并于其输出上输出一个信号(p_8),此信号会依与充电用电感器(L1)内电流(i11)滑落相反的方式而提升到高电位。10.如申请专利范围第6项之交换模式电源供应器,其中为了产生对应于信号评估单位(3)内充电用电感器(L1)之电流(i11)的跨零脉波信号(Io),且提供比较器(COM1)一方面系由其反相用输入连接到另一个整流器配置(D10-D13)落在高电位的输出上且由其第二输入联结于第二取样/保持电路(S&H2)的输出上并于其输出上输出一个信号(p_8),此信号会依与充电用电感器(L1)内电流(i11)滑落相反的方式而提升到高电位。11.如申请专利范围第7项之交换模式电源供应器,其中为了产生对应于信号评估单位(3)内充电用电感器(L1)之电流(i11)的跨零脉波信号(Io),且提供比较器(COM1)一方面系由其反相用输入连接到另一个整流器配置(D10-D13)落在高电位的输出上且由其第二输入联结于第二取样/保持电路(S&H2)的输出上并于其输出上输出一个信号(p_8),此信号会依与充电用电感器(L1)内电流(i11)滑落相反的方式而提升到高电位。12.如申请专利范围第8项之交换模式电源供应器,其中比较器(COM1)被指派有D-型正反型(D1),其资料输入是硬性配线在逻辑位准「1」上,其时钟输入是利用第二取样/保持电路(S&H2)的致能信号(p_4)加以激发且其信号输出是连接到比较器的致能输入上,结果只有在第二取样/保持电路内的取样作业完成时才能将比较器致能。13.如申请专利范围第9项之交换模式电源供应器,其中比较器(COM1)被指派有D-型正反型(D1),其资料输入是硬性配线在逻辑位准「1」上,其时钟输入是利用第二取样/保持电路(S&H2)的致能信号(p_4)加以激发且其信号输出是连接到比较器的致能输入上,结果只有在第二取样/保持电路内的取样作业完成时才能将比较器致能。14.如申请专利范围第10项之交换模式电源供应器,其中比较器(COM1)被指派有D-型正反型(D1),其资料输入是硬性配线在逻辑位准「1」上,其时钟输入是利用第二取样/保持电路(S&H2)的致能信号(p_4)加以激发且其信号输出是连接到比较器的致能输入上,结果只有在第二取样/保持电路内的取样作业完成时才能将比较器致能。15.如申请专利范围第11项之交换模式电源供应器,其中比较器(COM1)被指派有D-型正反型(D1),其资料输入是硬性配线在逻辑位准「1」上,其时钟输入是利用第二取样/保持电路(S&H2)的致能信号(p_4)加以激发且其信号输出是连接到比较器的致能输入上,结果只有在第二取样/保持电路内的取样作业完成时才能将比较器致能。16.如申请专利范围第12项之交换模式电源供应器,其中将比较器(COM1)的输出是依暂时与充电用电感器(L1)内电流(i11)的跨零同步的方式连接到包括另一个单稳态多重振荡器(M3)及另一个反相器(N3)的串联电路,并输出同时馈给到控制单位(2)当作输入控制信号(Io(in))及重设D-型正反器(D1)之输入的跨零信号脉波(Io(out))。17.如申请专利范围第13项之交换模式电源供应器,其中将比较器(COM1)的输出是依暂时与充电用电感器(L1)内电流(i11)的跨零同步的方式连接到包括另一个单稳态多重振荡器(M3)及另一个反相器(N3)的串联电路,并输出同时馈给到控制单位(2)当作输入控制信号(Io(in))及重设D-型正反器(D1)之输入的跨零信号脉波(Io(out))。18.如申请专利范围第14项之交换模式电源供应器,其中将比较器(COM1)的输出是依暂时与充电用电感器(L1)内电流(i11)的跨零同步的方式连接到包括另一个单稳态多重振荡器(M3)及另一个反相器(N3)的串联电路,并输出同时馈给到控制单位(2)当作输入控制信号(Io(in))及重设D-型正反器(D1)之输入的跨零信号脉波(Io(out))。19.如申请专利范围第15项之交换模式电源供应器,其中将比较器(COM1)的输出是依暂时与充电用电感器(L1)内电流(i11)的跨零同步的方式连接到包括另一个单稳态多重振荡器(M3)及另一个反相器(N3)的串联电路,并输出同时馈给到控制单位(2)当作输入控制信号(Io(in))及重设D-型正反器(D1)之输入的跨零信号脉波(Io(out))。20.如申请专利范围第4-19项中任一项之交换模式电源供应器,其中信号评估单位(3)上提供有类比叠加器(ADD1),此类比叠加器的信号输入是连接到第一和第二取样/保持电路(S&H1和S&H2)的信号输出且因此产生正比于中间电路电压(uzw)的输出信号(Ust)。21.如申请专利范围第20项之交换模式电源供应器,其中积体元件(INT)是连接到类比叠加器(ADD1)的输出上,而此积体元件的输出信号(Ust(out))是当作正比于中间电路电压(uzw)的瞬间数値馈给到控制单位(2)上。图式简单说明:第一图显示的是具有主动谐波限制之交换模式电源供应器的分离结构以及指派到这种交换模式电源供应器上的控制单位,另外还有一个信号评估单位。第二图显示的是用以展现具有已调整步增转换器之交换模式电源供应器之基础功能的时程图。第三图显示的是信号评估单位的一个实施例。第四图显示的是用于解释交换模式电源供应器以及指派到控制单位上之信号评估单位之功能的一系列时程图。
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