專利名稱：電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電視(TV)接收機中的電源電路。
具有衛(wèi)星廣播接收功能或圖文電視接收功能的電視接收機中所使用的電源電路通常包含向主負(fù)載，即，電視接收機的信號接收、信號處理和顯示器電路(下文中稱為電視電路)提供大功率的主電源；以及向小功率汲取電路，如衛(wèi)星廣播接收調(diào)諧器、UHF(超高頻)／VHF(甚高頻)調(diào)諧器、圖文電視接收電路、微處理器和遠程控制接收電路，提供功率的副電源。
圖5是具有上述這種副電源的電視接收機的開關(guān)電源的電路。如圖5所示，交流電源端1與通過電源開關(guān)2將交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源的整流器電路3相連。整流電路3的一對直流輸出端4和5具有晶體管8，作為通過變壓器6的初級繞組7連接在其間的開關(guān)元件。
變壓器6具有次級繞組9、第三繞組(tertiary winding)10和第四繞組(fourthwinding)11，他們與初級繞組7磁耦合。通過由電阻12和電容13并聯(lián)電路連接在晶體管8的基極和發(fā)射極之間的第四繞組11是一個驅(qū)動繞組，它通過正反饋，以自激勵方式，使晶體管8打開或關(guān)閉。啟動電阻14連接在整流電路3的直流端4和晶體管8的基極之間。光敏晶體管16連接在晶體管8的基極和發(fā)射極之間，是一個恒壓控制元件。光敏晶體管16用作旁路，使得晶體管8的基極電流能夠通過光敏晶體管16，從而對晶體管8的輸出電壓進行恒壓控制。
次級繞組9與由第一整流二極管17和第一光滑電容18形成的第一整流一平滑電路19相連。第一平滑二極管17的輸入線與開關(guān)20相連。第一整流一平滑電路19的輸出線與作為主負(fù)載的電視電路22相連。
第三繞組10與由第二整流二極管23和第二平滑電容24形成的第二整流一平滑電路25相連。第二整流一平滑電路25的輸出線與作為副負(fù)載的衛(wèi)星調(diào)諧器27、U／V調(diào)諧器28、微處理器50和遠程控制接收電路29相連。
為了檢測輸出線26上的電壓從而在僅向副負(fù)載提供功率時進行恒壓控制，第二輸出線26與第二輸出電壓檢測和誤差放大器電路39相連，而電路39是由電壓檢測電阻41、誤差放大晶體管42和齊納二極管43形成的，作為第二參考電壓源。電阻41連接在第二輸出線26和晶體管42的基極之間。
齊納二極管43插在晶體管42的集電極和發(fā)光二極管37的陰極之間，齊納二極管的陽極與晶體管42的集電極相連，陰極與發(fā)光二極管37的陰極相連。發(fā)光二極管37的陽極通過電阻36與第二輸出線26相連。發(fā)光二極管37是通用于第一和第二輸出電壓檢測和誤差放大電路30和39的。
開關(guān)電路40是由晶體管45構(gòu)成的。晶體管45的集電極與第二誤差放大晶體管42的基極相連，而其發(fā)射極與地相連。
當(dāng)電源被提供到作為主負(fù)載的電視電路22時，微處理器50將電視電路通／斷控制信號46的高電平輸出提供到開關(guān)電路40的晶體管45的基極。從而，當(dāng)開關(guān)20處于通狀態(tài)時，輸出開關(guān)電路40的晶體管45開啟，而第二誤差放大晶體管42關(guān)斷。
在接通開關(guān)20以后，第一整流和平滑電路19的輸出線21上的電壓上升。為了檢測輸出線21上的電壓和進行恒壓控制，第一輸出線21和地之間連接有輸出電壓檢測和誤差放大電路30。電路30由輸出線21和地之間連接的電阻31和32、誤差放大晶體管33、作為參考電壓源的齊納二極管34和電阻35組成。
晶體管33的基極與晶體管31和32的分壓點相連。齊納二極管34與晶體管33的發(fā)射極相連。電阻35插在輸出線21和齊納二極管34的陰極之間。因此，允許通過與輸出線21上的電壓和齊納二極管34所提供的參考電壓之差相應(yīng)的集電極電流。這時，由于誤差放大晶體管42是關(guān)斷的，所以第二輸出電壓檢測和誤差放大電路39是不工作的。
通過電阻36連接在輸出線21和晶體管33的集電極之間的發(fā)光二極管37發(fā)出與晶體管33的集電極電流相應(yīng)的光，向在光學(xué)上與發(fā)光二極管37耦合的光敏晶體管16提供光輸入。
下面描述作為通過變壓器6執(zhí)行開關(guān)元件和能量傳送操作的晶體管8的運行。當(dāng)電源開關(guān)2接通時，通過啟動電阻14，在晶體管8中產(chǎn)生基極電流，從而晶體管8導(dǎo)通。在晶體管8導(dǎo)通以后，在第四繞組11中產(chǎn)生正反饋電壓，從而晶體管8保持導(dǎo)通。由于變壓器6的初級繞組7具有電感，所以晶體管8的集電極電流隨時間而增加。
晶體管8的集電極電流的最大值是由基極電流和電流放大倍數(shù)決定的。當(dāng)集電極電流達到與基極電流和電流放大倍數(shù)的乘積相等的值時，晶體管8進入飽和狀態(tài)，從而第四繞組11中的正反饋電壓下降。結(jié)果，晶體管8進入關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)晶體管8處于通狀態(tài)時，第一和第二整流二極管17和23保持在關(guān)斷狀態(tài)，而當(dāng)晶體管8處于關(guān)斷狀態(tài)時保持在通狀態(tài)。
在晶體管8關(guān)斷以后，晶體管6的電感中存儲的能量使得產(chǎn)生回掃(flyback)電壓。當(dāng)開關(guān)20關(guān)斷從而僅向副負(fù)載提供功率時，所產(chǎn)生的回掃電壓僅向第二平滑二極管24充電。當(dāng)開關(guān)20處于通狀態(tài)從而向作為主負(fù)載的電視電路提供功率時，第一和第二平滑電容18和24都被充電。
當(dāng)主負(fù)載即電視電路22啟動工作時，開關(guān)20和開關(guān)電路40接通，而副負(fù)載，即，衛(wèi)星調(diào)諧器27、U／V調(diào)諧器28等保持工作。這時，開關(guān)20和開關(guān)電路40由于來自微處理器50的信號而接通。這時，比副負(fù)載汲取更大功率的主負(fù)載突然與輸出線21相連。所以，在輸出線26處出現(xiàn)如圖6所示的電壓降現(xiàn)象。
本發(fā)明的目的是避免發(fā)生如上所述的現(xiàn)象，并使副電源電壓更加穩(wěn)定。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的電源電路包含變壓器，它包括與初級繞組磁耦合的次級繞組和第三繞組，以及開關(guān)元件；開關(guān)電路，它串聯(lián)與次級繞組的一端相連，用來向電視電路提供功率；以及與開關(guān)電路的另一端串聯(lián)相連的第一整流和平滑電路。
第二整流平滑電路，它與第三繞組相連，用來向除電視電路以外的其他的的電路提供電源；第一輸出電壓檢測和誤差放大電路，用來獲得與從第一整流平滑電路獲得的第一輸出電壓的檢測值和第一參考電壓之差相應(yīng)的信號；第二輸出電壓檢測和誤差放大電路，用來獲得與從第二整流平滑電路獲得的第二輸出電壓的檢測值和第二參考電壓之差相應(yīng)的信號；微處理器，用來啟動開關(guān)電路，和有選擇地啟動第一和第二輸出電壓檢測和誤差放大電路；控制電路，它包括通常響應(yīng)于第一或第二輸出電壓檢測和誤差放大電路的輸出的發(fā)光元件，以及光學(xué)上與發(fā)光元件耦合用來控制開關(guān)元件從而按照光接收元件的阻抗值的變化控制第一或第二輸出電壓為常數(shù)的光接收元件；以及在開關(guān)電路接通前立即暫時使從第二整流和平滑電路獲得的輸出電壓上升的電路。


圖1是按照本發(fā)明第一個實施例的電視接收機的電源電路的方框圖。
圖2是按照本發(fā)明的第一個實施例的電視接收機的電源電路的信號和電壓的時序圖。
圖3是按照本發(fā)明的第二個實施例的電視接收機的電源電路的方框圖。
圖4是按照本發(fā)明的第二個實施例的電視接收機的電源電路中信號和電壓的時序圖。
圖5是傳統(tǒng)的電視接收機中使用的電源電路的方框圖。
圖6是傳統(tǒng)的電視接收機的電源電路中信號和電壓的時序圖。
下面參照圖1、2、3和4描述本發(fā)明的較佳實施例。圖1、2、3和4中，與圖5和圖6所示傳統(tǒng)電路中相應(yīng)的部分用相應(yīng)的標(biāo)號表示，因而其細(xì)述從略。
(實施例1)圖1描述的是按照本發(fā)明的實施例的結(jié)構(gòu)。由于用圖1中標(biāo)號1-50表示的元件與圖5中的是相同的，因而相同的描述從略。圖1中與圖5中的不同點是電阻器51，它在開關(guān)電路40將第二輸出電壓檢測和誤差放大電路39中的操作切換成第一輸出電壓檢測和誤差放大電路30中的操作之前，立即限制流入第二輸出電壓檢測和誤差放大電路39的電流；以及，開關(guān)52，當(dāng)?shù)诙敵鲭妷簷z測和誤差放大電路39工作時，保持電阻51短路。
所以，在開關(guān)電路40接通前，輸出線26上的電壓立即上升預(yù)定量，而補償了開關(guān)電路40接通時輸出線26上出現(xiàn)的電壓降落。
下面參照圖2和圖1所示的的時序圖描述其運行。
當(dāng)輸出線26向副負(fù)載(包括衛(wèi)星調(diào)諧器27、U／V調(diào)諧器28、微處理器50和遠程控制信號接收電路29)提供電源時，開關(guān)52保持導(dǎo)通而使電阻51短路。微處理器50使控制信號55處于高電平而使開關(guān)52關(guān)斷，以便在微處理器50產(chǎn)生用于啟動開關(guān)電路40的高輸出電視電路通／斷信號46的時序前，在從另一預(yù)定時間周期T1時刻起的預(yù)定時間周期T2內(nèi)，開關(guān)52保持打開。因此，在從啟動開關(guān)電路40前的時刻起的時間周期T2中，開關(guān)52保持開啟。
所以，相對于第二輸出電壓檢測和誤差放大電路39，電阻51與作為第二參考電壓源的齊納二極管43串聯(lián)相連，以限制流入發(fā)光二極管37的電流。因此，光學(xué)上與發(fā)光二極管37耦合的光敏晶體管16產(chǎn)生的晶體管8的基極電流上的負(fù)反饋量下降。結(jié)果，變壓器6的第一繞組7中存儲的能量下降。第一繞組7中存儲的能量從第三繞組10中耗散掉，從而第二輸出線26上的電壓上升。
當(dāng)開關(guān)52打開以后持續(xù)了時間T1的時候，開關(guān)電路40的晶體管45打開，而第二誤差放大晶體管42關(guān)閉。這時，開關(guān)20變成導(dǎo)通。隨后，由于通過第一整流平滑電路19來自變壓器6的次級繞組9的電源，輸出線21上的電壓上升。第一輸出電壓檢測和誤差放大電路30啟動，并且光敏晶體管16受到控制，從而將第一輸出線21上的電壓控制成是常數(shù)。當(dāng)高負(fù)載側(cè)上第一輸出線21上的電壓已經(jīng)控制成是常數(shù)時，低負(fù)載側(cè)上第二輸出線26上的電壓基本上也變成是常數(shù)。
由于輸出線21上的電壓已經(jīng)上升達到穩(wěn)定值時第二誤差放大晶體管42是關(guān)斷的，因而第二輸出線26上的電壓不會變化。
在微處理器50將電視電路通／斷信號46提供給開關(guān)電路40的晶體管45以后，微處理器50從第一輸出線21的電阻31和32的連接點檢測到信號53。如果在預(yù)定的時間內(nèi)沒有檢測到信號，則由微處理器50關(guān)斷開關(guān)2。以這樣的方式關(guān)斷直流電源以后，電源電路停止工作。所以，可以用本電源電路實現(xiàn)電視接收機的穩(wěn)定工作。
按照上述本實施例，當(dāng)?shù)谝惠敵鼍€開始工作時，不會在輸出線26上出現(xiàn)電壓下降。所以，可以進一步穩(wěn)定由副電源運行的副負(fù)載電路。
(實施例2)圖3中給出另一個實施例。由于圖3中標(biāo)號1-50所表示的元件與圖5中的是相同的，所以其相同的描述從略。圖3與圖5的區(qū)別點在于，在第二輸出線26和第一輸出線21之間有一個包括防止反向電流的二極管55的電路，從而防止反向電流二極管55的負(fù)極在由開關(guān)電路40從第二輸出電壓檢測和誤差放大電路39的工作方式切換成第一輸出電壓檢測和誤差放大電路30的工作之前，立即連接到第一輸出線21。
所以，輸出線26的功率事先被提供到輸出線21，以便減小開關(guān)20和開關(guān)電路40接通時所產(chǎn)生的電壓下降的程度。
下面參照圖4和圖3的時序圖描述其工作。開關(guān)56開啟時，輸出線26將功率提供給包括衛(wèi)星調(diào)諧器27、U／V調(diào)諧器28、微處理器50和遠程控制信號接收電路29的副負(fù)載。微處理器50使控制信號57為高電平而接通開關(guān)56，從而從微處理器50產(chǎn)生電視電路通／斷信號46的高電平輸出以啟動開關(guān)電路40的另一預(yù)定時間T1前的時刻起，在一預(yù)定時間T2中，開關(guān)56閉合。因此，在開關(guān)電路40啟動前的時間T2內(nèi)，開關(guān)57保持閉合。
因此，輸出線26的功率通過開關(guān)56和二極管55，將第一整流平滑電路19的平滑電容充電到第二輸出線26的電壓。在經(jīng)過了時間T1以后，開關(guān)電路40的晶體管45開啟，而第二誤差放大晶體管42關(guān)斷。這時，開關(guān)20變成導(dǎo)通。因此，輸出線21上的電壓由于通過第一整流平滑電路19從次級繞組9提供給它的電源而上升。第一輸出電壓檢測和誤差放大電路30被啟動，并且光敏晶體管16受控，從而第一輸出線21上的電壓受控變成是常數(shù)。
當(dāng)高負(fù)載側(cè)上第一輸出線21上的電壓已經(jīng)受控變成是常數(shù)時，低負(fù)載側(cè)上第二輸出線26上的電壓也變成基本上是常數(shù)。
由于輸出線21上的電壓已經(jīng)上升達到一穩(wěn)定值時第二誤差放大晶體管42是關(guān)斷的，所以第二輸出線26上的電壓免于上升。
另外，在開關(guān)20接通之前，平滑電容18被充電至第二輸出線26上的電壓電平。所以，當(dāng)開關(guān)20接通時，不會有大電流流入電容18。
所以，就限制了第二輸出線26上出現(xiàn)的電壓下降。
另外，如果第二輸出線26上電壓在向副負(fù)載(衛(wèi)星調(diào)諧器27、U／V調(diào)諧器28、微處理器50以及遠程控制信號接收電路29)施加電源時被設(shè)置在略高的值上，那么即使在第二輸出線26上出現(xiàn)上述某些電壓下降時，副負(fù)載也可以更穩(wěn)定地工作。
按照上述本實施例的描述，即使在將第二輸出線的控制切換到第一輸出線的控制時，輸出線26上的電壓也不會有大的電壓下降。所以由副電源運行的副負(fù)載電路可以更穩(wěn)定地工作。
本發(fā)明并非僅限于上述實施例。例如可以有下述變更(1)可以有各種方式來修改開關(guān)調(diào)節(jié)器(switching regulator)和電壓控制電路的變壓器6初級側(cè)上的電路。
例如，晶體管8可以用FET來代替，而晶體管8可以通過提供一種脈寬調(diào)制(PWM)電路以分開激勵的方式而受通／斷控制，而不是由第四繞組11來進行自激勵振蕩。
(2)通過將控制晶體管置于光敏晶體管16的位置上，可以由光敏晶體管16來控制控制晶體管的基極。
按照本發(fā)明電源電路的上述描述，當(dāng)開始將電源施加到電視電路上時，啟動與副電源相連的副負(fù)載電路時，可以提供穩(wěn)定的電源電壓，其中，電視電路是比副負(fù)載電路更大的負(fù)載，它與主電源相連。
權(quán)利要求
1．一種電源電路，其特征在于，它包含(a)變壓器，包括初級繞組和一次級繞組，以及與所述初級繞組磁耦合的第三繞組；(b)通過所述變壓器的初級繞組，連接在一直流電源電路的一端和另一端之間的開關(guān)元件；(c)通過與所述次級繞組的一端串聯(lián)相連而插在第一電路中的開關(guān)電路；(d)與所述開關(guān)電路的另一端串聯(lián)相連的第一整流平滑電路；(e)與所述第三繞組相連用來向一第二電路施加電源的第二整流平滑電路；(f)獲得與從所述第一整流平滑電路得到的第一輸出電壓檢測值和第一參考電壓之間的差值相應(yīng)的信號的第一輸出電壓檢測和誤差放大電路；(g)獲得與從所述第二整流平滑電路得到的第二輸出電壓檢測值和第二參考電壓之間的差值相應(yīng)的信號的第二輸出電壓檢測和誤差放大電路；(h)微處理器，用來啟動所述開關(guān)電路和所述第二輸出電壓檢測和誤差放大電路，從而(1)當(dāng)僅將電源提供給所述第二電路時，啟動所述第二輸出電壓檢測和誤差放大電路，(2)在接通所述開關(guān)電路以后，向所述第一電路提供電源，以及(3)當(dāng)所述開關(guān)電路接通時，停止所述第二輸出電壓檢測和誤差放大電路；(i)控制電路，它包括光發(fā)射元件以及在光學(xué)上與所述光發(fā)射元件耦合的光接收元件，所述光發(fā)射元件響應(yīng)于所述第一輸出電壓檢測和誤差放大電路和所述第二輸出電壓檢測和誤差放大電路的輸出中的至少一個，用來控制所述開關(guān)元件，從而按照所述光接收元件阻抗值的變化，將所述第一或第二輸出電壓控制成是常數(shù)；以及(j)在所述微處理器將所述開關(guān)電路變成導(dǎo)通前，通過立即限制流入所述第二輸出電壓檢測和誤差放大電路的電流而使從所述第二整流平滑電路得到的第二輸出電壓上升的電路。
2．如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于，它還包含(k)檢測所述第一輸出電壓的電壓檢測電路，其中，在所述開關(guān)電路變成導(dǎo)通以后，在預(yù)定的時間里，所述微處理器還通過所述電壓檢測電路查看(refer to)所述檢測的輸出電壓，并且如果所述檢測的輸出電壓不能達到一預(yù)定值，則關(guān)斷所述直流電源。
3．一種電源電路，其特征在于，它包含(a)變壓器，包括初級繞組和一次級繞組，以及與所述初級繞組磁耦合的第三繞組；(b)通過所述變壓器的初級繞組，連接在一直流電源電路的一端和另一端之間的開關(guān)元件；(c)與所述次級繞組的一端串聯(lián)相連用以向一電視電路提供電源的開關(guān)電路；(d)與所述開關(guān)電路的另一端串聯(lián)相連的第一整流平滑電路；(e)與所述第三繞組相連用來向不同于所述電視電路的電路提供電源的第二整流平滑電路；(f)獲得與從所述第一整流平滑電路得到的第一輸出電壓檢測值和第一參考電壓之間的差值相應(yīng)的信號的第一輸出電壓檢測和誤差放大電路；(g)獲得與從所述第二整流平滑電路得到的第二輸出電壓檢測值和第二參考電壓之間的差值相應(yīng)的信號的第二輸出電壓檢測和誤差放大電路；(h)微處理器，用來啟動所述開關(guān)電路和所述第二輸出電壓檢測和誤差放大電路，從而(1)當(dāng)僅將電源提供給所述第二電路時，啟動所述第二輸出電壓檢測和誤差放大電路，(2)在接通所述開關(guān)電路以后，向所述第一電路提供電源，以及(3)當(dāng)所述開關(guān)電路接通時，停止所述第二輸出電壓檢測和誤差放大電路；(i)控制電路，它包括光發(fā)射元件以及在光學(xué)上與所述光發(fā)射元件耦合的光接收元件，所述光發(fā)射元件響應(yīng)于所述第一輸出電壓檢測和誤差放大電路和所述第二輸出電壓檢測和誤差放大電路的輸出中的至少一個，用來控制所述開關(guān)元件，從而按照所述光接收元件阻抗值的變化，將所述第一或第二輸出電壓控制成是常數(shù)；以及(j)在所述微處理器將所述開關(guān)電路變成導(dǎo)通前，立即將電流從所述第二輸出整流和平滑電路提供到所述第一整流平滑電路的電流提供電路。
4．如權(quán)利要求1所述的電源電路，其特征在于，使所述第二輸出電壓升高的所述電路是由一電阻與另一開關(guān)電路的并聯(lián)電路形成的，以及在所述開關(guān)電路變成導(dǎo)通前，在從第一預(yù)定時間起的第二預(yù)定時間內(nèi)，所述微處理器保持所述另一開關(guān)電路開路。
5．如權(quán)利要求2所述的電源電路，其特征在于，使所述第二輸出電壓上升的所述電路是由一電阻和另一開關(guān)電路的并聯(lián)電路形成的，以及在所述開關(guān)電路保持導(dǎo)通前，在從第一預(yù)定時間周期時刻起的第二預(yù)定時間內(nèi)，所述微處理器保持所述另一開關(guān)電路開路。
6．如權(quán)利要求3所述的電源電路，其特征在于，所述電流提供電路是由一二極管和另一開關(guān)電路的串聯(lián)電路組成的，以及在所述開關(guān)電路保持導(dǎo)通前，在從第一預(yù)定時間周期時刻起的第二預(yù)定時間內(nèi)，所述微處理器保持所述另一開關(guān)電路開路。
全文摘要
一種電源電路,它包括:變壓器、開關(guān)元件、開關(guān)電路、第一和第二整流平滑電路、第一和第二輸出電壓檢測和誤差放大電路、微處理器、控制電路和使第二輸出電壓上升的電路。這種電源電路能夠防止在輸出線上出現(xiàn)電壓下降,并使副電源電壓更加穩(wěn)定。
文檔編號H02M3/338GK1292624SQ0011999
公開日2001年4月25日 申請日期2000年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月2日
發(fā)明者阪東弘三 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社