專利名稱:電源電路的制作方法
本發(fā)明涉及一種為負(fù)載供電的電源電路，在施加輸入電壓的兩個進(jìn)線端子之間包括一個整流器、一個具有連接負(fù)載的接線端子的第一電容器、一個具有一個控制電極的第一晶體管開關(guān)，以及一個用于在已整流輸入電壓超過某一特定值時關(guān)斷所述第一晶體管開關(guān)的第二晶體管開關(guān)。
這種電路適合用于為具有多種不同輸入電壓的負(fù)載供電。這種電路尤其適合用于干剃須刀，為其中的電動機(jī)供電。這使得剃須刀能夠應(yīng)用于不同國家的不同電網(wǎng)電壓，而無需適配或轉(zhuǎn)接。
這種電路由于美國書第4，001，668號的公布已為人知曉。該電路中，由于所述第一電容器在整流輸入電壓的上升邊和下降邊期間都重新充電到由第二晶體管開關(guān)確定的所述整流輸入電壓值，因而該第一電容器保持有一個恒定的平均電壓。這種電路的缺點(diǎn)在于，它產(chǎn)生比較大的附加輻射。這是因為在整流輸入電壓的下降邊期間，第一晶體管開關(guān)在由所述第二晶體管開關(guān)確定的輸入電壓值上導(dǎo)通，而在此瞬間所述第一電容器上的電壓低于此值。結(jié)果，該第一電容器用比較大的電流充電，致使該電容器上的電壓逐步增長到由所述第二晶體管開關(guān)所確定的整流輸入電壓值。
因此，提供一種在實際上不產(chǎn)生附加輻射的電源電路是本發(fā)明的目的。按照本文開頭一節(jié)中確定的那種型式的本發(fā)明電源電路，其特征在于，所述第一晶體管開關(guān)的控制電極通過一個第二電容器耦合到一個輸入端上，而通過至少一個二極管耦合到另一個輸入端上。在輸入電壓的上升邊期間，所述第二電容器的充電電流使第一晶體管開關(guān)導(dǎo)通，而在下降邊期間，第二電容器通過所述二極管放電，致使所述第一晶體管開關(guān)保持在非導(dǎo)通狀態(tài)。結(jié)果，第一電容器只在整流輸入電壓的上升邊期間充電。所述第一電容器的兩端電壓這時跟隨輸入電壓逐漸增長，從而防止出現(xiàn)附加輻射。而且，與已知電路比較，所述第二電容器減少了第一晶體管開關(guān)控制電路中的損耗。
本發(fā)明的第一實施例的特點(diǎn)在于，所述電路包括用于在通過負(fù)載的電流超過特定值時關(guān)斷第一晶體管開關(guān)的第一保護(hù)裝置。例如，萬一負(fù)載短路，所述第一保護(hù)裝置使第一晶體管開關(guān)關(guān)斷，以便防止所述晶體管開關(guān)由于過量的電流而損壞。這種第一保護(hù)裝置的特征還可，在于其包括一個令其同負(fù)載串聯(lián)的電阻，并且該電阻通過至少一個第一參考電壓元件耦合到第二晶體管開關(guān)的控制電極上。
本發(fā)明的第二實施例的特征在于，所述電路包括用于在通過第一電容器的電流超過特定值時關(guān)斷第一晶體管開關(guān)的第二保護(hù)裝置。當(dāng)電源電路在整流輸入電壓具有高瞬時值的情況下以及在電壓瞬變的情況下接通時，所述第二保護(hù)裝置防止第一晶體管開關(guān)由于過量的充電電流而損壞。在另一個實施例中，這種第二保護(hù)裝置的特征還可在于其包括一個令其與第一晶體管開關(guān)串聯(lián)的電阻，并且該電阻通過至少一個二極管耦合到第二晶體管開關(guān)的控制電極上。
本發(fā)明的第三實施例的特征在于，所述電路包括一個用于在負(fù)載電流增加時提高上述整流輸入電壓值的校正裝置，(該電壓使第二晶體管開關(guān)就關(guān)斷第一晶體管開關(guān))。借助于所述校正裝置，第一電容器所充電的電壓值在負(fù)載電流增加時提高，從而保證該電容器上，因而也是負(fù)載上的平均電壓提高。
在另一個實施例中，如果第二晶體管開關(guān)的控制電極通過至少一個穩(wěn)壓二極管和一個電阻的串聯(lián)支路耦合到整流器的輸出端，那么所述校正裝置可以包括一個晶體管，其基極和發(fā)射極被接到一個與負(fù)載串聯(lián)的電阻兩端，而其集電極則接到所述第二晶體管開關(guān)的控制電極和所述整流器輸出端之間串聯(lián)支路中的所述穩(wěn)壓二極管和所述電阻之間的連接點(diǎn)上。還有一個實施例，其特征可以是，所述校正裝置包括用于限制由所述校正電路提供的、高于某特定負(fù)載電流的校正量的限制裝置。
現(xiàn)在參照附圖，通過舉例詳細(xì)說明本發(fā)明的各實施例，其中圖1表示按照本發(fā)明設(shè)計的電源電路的基本電路圖，圖2表示解釋圖1所示電路作用原理所需的某些電壓特性曲線，圖3表示本發(fā)明的第一實施例，圖4表示本發(fā)明的第二實施例，以及圖5表示本發(fā)明的第三實施例。
圖1示出按照本發(fā)明設(shè)計的電源電路的基本電路圖。在施加電網(wǎng)電壓的兩個接線端子2和3之間，所述電路包括串聯(lián)連接的電阻R1，一個在本例中包括二極管D1的整流器，具有用于連接負(fù)載(在本例中負(fù)載包括一具(例如)干剃須刀的電動機(jī))的接線端子4和5的第一電容器C1，以及在本例中包括一個單獨(dú)晶體管T1的第一晶體管開關(guān)。借助電阻R2和電容器C2的串聯(lián)電路，所述晶體管T1的控制電極被接到整流器D1的陽極上。電阻R2和電容器C2之間的連接點(diǎn)通過穩(wěn)壓二極管Z1接到輸入端子3上。所述電路還包括在本例中包括一個晶體管T2的第二晶體管開關(guān)，T2的集電極-發(fā)射極通道同晶體管T1的基極-發(fā)射極結(jié)并聯(lián)，而其控制電極則通過穩(wěn)壓二極管Z2和電阻R3的串聯(lián)電路連接到整流器D1的陰極。
現(xiàn)在參照圖2說明該電路的作用原理，該圖示意地畫出了所述電路上某些點(diǎn)的電壓在如何變化。在圖2中用虛線表示加于輸入端子2和3之間的正弦電源電壓Vi。在此電源電壓o-t3時間間隔內(nèi)的上升邊期間，電容器C2充電，充電電流從輸入端子2經(jīng)過電阻R1、電容器C2、電阻R2和晶體管T1的基極-發(fā)射極結(jié)，流至輸入端子3。晶體管T1的基極電流這時受到電阻R2以及受到穩(wěn)壓二極管Z1的限制，后者在降落于此電阻上的電壓高于某特定值時導(dǎo)通，使充電電流直接流到輸入端子3上。起初，在晶體管T1的集電極線路中沒有電流，因為電容器C1上還有電壓，整流二極管D1是截止的。在此時間間隔內(nèi)電容器C1通過負(fù)載M放電。在t1瞬間，電源電壓的瞬時值變得高于電容器C1上的電壓Umin，于是整流二極管D1導(dǎo)通。結(jié)果，電容器C1被充電，充電電流從輸入端子2經(jīng)過電阻R1、二極管D1、電容器C1以及晶體管T1的集電極-發(fā)射極通道流到輸入端子3。所述充電電流這時受到電阻R1的限制。電容器C1上的電壓現(xiàn)在隨著電源電壓Vi增長而增長。在t2瞬間，當(dāng)整流輸入電壓具有瞬時值U2時，穩(wěn)定二極管Z2和晶體管T2受激勵而導(dǎo)通，這使得晶體管T1被截止，從而電容器C1不再繼續(xù)被充電，該電容器上的最大電壓因此就等于電壓U2。晶體管T2保持導(dǎo)通直到t4瞬間，當(dāng)整流輸入電壓的瞬時值變得小于電壓U2時為止。在t2-t3時間間隔內(nèi)，電容器C2被充電至輸入電壓的峰值，充電電流流經(jīng)晶體管T2的集電極-發(fā)射極通道。在t3-t6時間間隔內(nèi)的電源電壓下降邊期間，電容器C2經(jīng)過現(xiàn)在起普通二極管作用的穩(wěn)壓二極管Z1充分放電，從而防止晶體管T1被激勵導(dǎo)通。如果在下一個上升邊期間，電源電壓的瞬時值超過電容器電壓U1，所述晶體管T1就再次導(dǎo)通。這樣當(dāng)負(fù)載恒定時，電容器C1上電壓的平均值UC1就以上述方式保持恒定。這時所述電路的運(yùn)行在很寬范圍內(nèi)與電網(wǎng)電壓的幅度無關(guān)。
圖3表示本發(fā)明的第一實施例，同樣的部件有如圖1上同樣的標(biāo)號。該實施例中，令電阻R4同負(fù)載M串聯(lián)，所述電阻R4和負(fù)載M之間的連接點(diǎn)經(jīng)由穩(wěn)壓二極管Z3和電阻R5的串聯(lián)電路接至晶體管T2的控制電極上。這些附加元件構(gòu)成第一保護(hù)裝置，在萬一發(fā)生(例如)電動機(jī)短路或電動機(jī)堵住的情況下，它關(guān)斷所述電源電路。當(dāng)通過負(fù)載的電流大于某特定值，因而電阻R4兩端電壓高于某特定值時，穩(wěn)壓二極管Z3導(dǎo)通，于是晶體管T2導(dǎo)通，并使晶體管T1關(guān)斷。這時電阻R5限制晶體管T的基極電流。在電路正常運(yùn)行期間，所述保護(hù)裝置有另一個優(yōu)點(diǎn)。如果晶體管T2關(guān)斷晶體管T1，后者的集電極電壓升高，這種升高經(jīng)由電阻R4、穩(wěn)壓二極管Z3和電阻R5傳到晶體管T2的基極上，導(dǎo)致正反饋效應(yīng)，從而使晶體管T1迅即被關(guān)斷。
在這個實施例中，在輸入端子2和3之間接有一個負(fù)效應(yīng)的壓敏電阻器R6，用以限制輸入電壓至，例如600伏。
圖4表示本發(fā)明的第二實施例，其中同樣的部件有如圖3上同樣的標(biāo)號。該實施例中，把電阻R8接在晶體管T1的發(fā)射極線路中，而該晶體管T1的發(fā)射極則經(jīng)過電阻R9和二極管D2的串聯(lián)支路接到晶體管T2的基極上。這些元件構(gòu)成第二保護(hù)裝置，它在萬一發(fā)生流經(jīng)晶體管T1的充電電流過大的情況下，關(guān)斷所述電源電路。如果所述電源電路，例如在電網(wǎng)電壓有最大值的瞬間合閘，則晶體管T1迅即經(jīng)由電容器C2導(dǎo)通。在此瞬間電容器C1還沒有電荷，所以就有一個很大的充電電流流經(jīng)晶體管T1，該電流僅受到電阻R1的限制。現(xiàn)在，由于電流超過某一特定值，使電阻R8上的電壓高到足以使晶體管T2通過電阻R9和二極管D2被激勵導(dǎo)通，因而晶體管T1截止而使其受到了保護(hù)。這時電阻R9限制晶體管T2的基極電流。
圖5表示本發(fā)明的第三實施例，其中同樣的部件有如圖4上同樣的標(biāo)號。當(dāng)電動機(jī)M的負(fù)載增加時，電容器C1的放電會增加到致使該電容器上的平均電壓下降的程度。從而引起所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下降。為了在負(fù)載增加時保持電動機(jī)的轉(zhuǎn)速盡可能為常量，電容器C1上的平均電壓在負(fù)載增加時也應(yīng)該增加。為此目的，所述電源電路包含一個校正電路，后者又包括一個其基極-發(fā)射極結(jié)串聯(lián)電阻R10后再同電阻R4并聯(lián)、其集電極經(jīng)過電阻R11接到整流二極管D1的陰極的晶體管T3。穩(wěn)壓二極管Z2和電阻R3的串聯(lián)支路被接到晶體管T3的集電極上。所述校正電路作用如下。當(dāng)電動機(jī)電流增加，因而電阻R4兩端的電壓增加時，晶體管T3被進(jìn)一步激勵導(dǎo)通，引起電阻R11上的電壓進(jìn)一步增加。結(jié)果，跨接電阻R3、穩(wěn)壓二極管Z2和晶體管T2的基極-發(fā)射極結(jié)串聯(lián)支路上的電壓減小，致使該穩(wěn)壓二極管Z2和晶體管T2在增長著的輸入電壓有更高瞬時值的時候?qū)?。于是，晶體管T1在輸入電壓瞬時值提高的時刻關(guān)斷，從而電容器C1充電到達(dá)的電壓值，在負(fù)載電流增加時提高。與電阻R11并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管Z4用以在負(fù)載電流超過某特定值時限制電阻R11兩端的電壓。這保證了電容器C1上的電壓在負(fù)載電流增長時不會變得高于最大容許的電動機(jī)電壓。
本發(fā)明不局限于此處所述之各實施例，對于本專業(yè)的技術(shù)人員來說，在本發(fā)明范圍內(nèi)含有很多的更改是可以想象到的。例如，所述第一和第二晶體管開關(guān)可以包括達(dá)林頓晶體管對或其他的復(fù)合晶體管組。可以用場效應(yīng)晶體管代替雙極型晶體管，在此情況下，基極、集電極和發(fā)射極應(yīng)分別讀作門極、源極和漏極。還有，穩(wěn)壓二極管Z1可以被一個或幾個串聯(lián)連接的二極管所代替。所述第一和第二保護(hù)裝置也可以用別的方式構(gòu)成，特別是，用于測量負(fù)載電流和充電電流的電流敏感電阻器可以設(shè)置在所述電路中的其他位置。再有，所述校正電路中的晶體管可以用任何其他放大電路替代。最后，要注意的是，作為可選方案，所述整流器可以包括全波整流器或橋式整流器。
權(quán)利要求
1.一種在施加輸入電壓的兩個進(jìn)線端子之間包括一個整流器、一個具有連接負(fù)載的接線端子的第一電容器、一個具有一個控制電極的第一晶體管開關(guān)、以及一個用于在已整流輸入電壓超過某一特定值時關(guān)斷所述第一晶體管開關(guān)的第二晶體管開關(guān)的、為負(fù)載供電的電源電路，其特征在于，所述第一晶體管開關(guān)的控制電極通過一個第二電容器耦合到一個進(jìn)線端子上，通過至少一個二極管耦合到另一個進(jìn)線端子上。
2.如權(quán)利要求
1的電源電路，其特征在于，所述二極管是一個穩(wěn)壓二極管。
3.如權(quán)利要求
1或2的電源電路，其特征在于，配置有一個電阻同第二電容器的串聯(lián)電路。
4.如權(quán)利要求
1、2或3的電源電路，其特征在于，所述電路包括用于在通過負(fù)載的電流超過某特定值時關(guān)斷所述第一晶體管開關(guān)的第一保護(hù)裝置。
5.如權(quán)利要求
4的電源電路，其特征在于，所述第一保護(hù)裝置包括一個同負(fù)載串聯(lián)的電阻，并且該電阻通過至少一個第一參考電壓元件耦合到所述第二晶體管開關(guān)的控制電極上。
6.如權(quán)利要求
5的電源電路，其特征在于，配置有一個電阻同所述第一參考電壓元件相串聯(lián)的電路。
7.如權(quán)利要求
5或6的電源電路，其特征在于，所述第二參考電壓元件包括一個穩(wěn)壓二極管。
8.如上述任一項權(quán)利要求
的電源電路，其特征在于，所述電路包括用于在通過所述第一電容器的電流超過某特定值時關(guān)斷所述第一晶體管開關(guān)的第二保護(hù)裝置。
9.如權(quán)利要求
8的電源電路，其特征在于，所述第二保護(hù)裝置包括一個同所述第一晶體管開關(guān)串聯(lián)的電阻，并且該電阻通過至少一個二極管耦合到所述第二晶體管開關(guān)的控制電極。
10.如權(quán)利要求
9的電源電路，其特征在于，配置有一個電阻同所述二極管串聯(lián)的電路。
11.如上述任一項權(quán)利要求
的電源電路，其特征在于，所述電路包括一個用于在負(fù)載電流增加時提高整流輸入電壓值的校正裝置，高于該電壓所述第二晶體管開關(guān)就使所述第一晶體管開關(guān)關(guān)斷。
12.如權(quán)利要求
11的電源電路，其特征在于，所述第二晶體管開關(guān)的控制電極用至少一個穩(wěn)壓二極管和一個電阻的串聯(lián)支路耦合到所述整流器的輸出端，以及在于所述校正裝置包括一個晶體管，該晶體管的基極和發(fā)射極接到一個與負(fù)載串聯(lián)的電阻兩端，而其集電極則接到所述第二晶體管開關(guān)的控制電極和所述整流器輸出端之間串聯(lián)支路中的所述穩(wěn)壓二極管和所述電阻之間的連接點(diǎn)上。
13.如權(quán)利要求
11或12的電源電路，其特征在于，所述校正裝置包括用于限制由所述校正電路提供的、高于某特定負(fù)載電流的校正量的限制裝置。
14.如權(quán)利要求
13中附屬于權(quán)利要求
12的電源電路，其特征在于，在所述晶體管的集電極和所述整流器的輸出端之間設(shè)置有一個穩(wěn)壓二極管。
15.包含一具電動機(jī)的干剃須刀具，其特征在于，所述刀具包括如上述任一項權(quán)利要求
的電源電路，所述負(fù)載則由所述刀具的電動機(jī)構(gòu)成。
專利摘要
為保持為電動機(jī)(M)供電的第一電容器(C
文檔編號H02M3/156GK87103527SQ87103527
公開日1987年11月25日 申請日期1987年5月12日
發(fā)明者安德里斯·科尼利厄斯·帕斯馬 申請人:菲利浦光燈制造公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan