CN102177646A - 开关模式电源 - Google Patents

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Abstract

一种开关模式电源(SMPS)，其包括：第一状态转换单元，第一状态转换单元包括第二光电二级管以及介于AC电输入单元和脉冲宽度调制控制单元之间以与第二光电二级管形成光耦合器的第二光电晶体管；以及第二状态转换单元，第二转换单元包括比较器，比较器连接至主变压器的二次绕组以将输出电压和基准电压施加至倒相输入端和非倒相输入端，并将输出电压与基准电压进行比较，然后通过输出端子输出电压。

Description

开关模式电源
技术领域
本发明涉及一种开关模式电源，更具体地说，涉及一种在等待模式下降低功耗的开关模式电源。
背景技术
开关模式电源是指将一组直流电源电压转换为不止一组直流输出电压的器件。直流输出电压的值大于或小于直流供电电压的值。
开关模式电源主要用于诸如电力电子器件，尤其是移动电话和膝上型计算机的电池电力电子器件中。这些电力电子器件具有消耗较大功率的正常运行模式和消耗较小功率的等待模式。
同时，当用户未在预定时段内使用电力电子器件时，该电力电子器件自动进入等待模式。当用户再使用该电力电子器件时，该电力电子器件返回正常运行模式。
在大多数电力电子器件中，等待模式下的功耗量与正常运行模式下的功耗量相比是非常小的。近来，已逐渐加强对等待模式下的输入功率的调节，以更多地降低该等待模式下的功耗量。
一般而言，使用这样一种方法，其降低开关模式电源的输出电压以对应该调节或通过采用独立辅助功率器件来降低等待模式下的功耗量。
然而，由于需要另外的组成元件而增加产品价格，该一般方法不作为优选。此外，该一般方法可能显示出过低而不能使电力电子器件运行的输出电压。因此，存在待降低的功耗量受到限制的问题。
同时，虽然通过降低输出电压使功耗量降低，但是一般的开关模式电源处于等待模式下时，不可避免地会在开关模式电源中引起开关损耗。
另外，一般的开关模式电源改变电源开关的占空比以补偿输出级功率要求的变化，并以与供应功率量无关的固定频率运行。
因此，开关模式电源的电源开关以与正常运行模式相同的频率在等待模式下进行开/关切换操作。存在这样的限制，即此切换操作由于产生大量的功率消耗而导致等待模式下的功率损耗。
因此，基本上要求开发一种可更多地降低等待模式下功耗的开关模式电源。
发明内容
技术问题
提议用于改进一般技术的本发明的目的是提供一种开关模式电源(SMPS)，其可通过控制脉冲宽度调制控制单元的交流(AC)电供应或控制供应至反馈控制单元的输入电压的大小来降低等待模式下的功耗；该开关模式电源包括用于将由外部输入的AC电转换为直流(DC)电的整流单元、用于转换并输出在整流单元中整流的DC电的变压器、用于通过将脉冲信号施加至变压器的一次绕组来控制输出电压的脉冲宽度调制控制单元以及用于通过检测变压器的输出电压来控制脉冲宽度调制控制单元输出信号的反馈控制单元。
技术方案
在一整体方面，一种包括将由外部输入的交流(AC)电转换为直流(DC)电的整流单元、转换并输出经整流的DC电的主变压器、通过将脉冲信号施加至主变压器的一次绕组来控制输出电压的脉冲宽度调制控制单元以及通过检测主变压器的输出电压来控制脉冲宽度调制控制单元输出信号的反馈控制单元的开关模式电源(SMPS)，包括：第一开关装置，其一端连接至接收AC电的AC电输入单元，另一端连接至脉冲宽度调制控制单元并对脉冲宽度调制控制单元的交流(AC)电供应进行转换。
在另一整体方面，一种包括将由外部输入的交流(AC)电转换为直流(DC)电的整流单元、转换并输出经整流的DC电的主变压器、通过将脉冲信号施加至主变压器的一次绕组来控制输出电压的脉冲宽度调制控制单元以及通过检测主变压器的输出电压来控制脉冲宽度调制控制单元输出信号的反馈控制单元的开关模式电源(SMPS)，进一步包括：第一状态转换单元，其包括：第二光电二级管；和第二光电晶体管，其与第二光电二级管形成光耦合器并介于AC电输入单元和脉冲宽度调制控制单元之间。
在另一整体方面，一种包括将由外部输入的AC电转换为DC电的整流单元、转换并输出经整流的DC电的主变压器、通过将脉冲信号施加至主变压器的一次绕组来控制输出电压的脉冲宽度调制控制单元以及通过检测主变压器的输出电压来控制脉冲宽度调制控制单元输出信号的反馈控制单元的开关模式电源，进一步包括：第二状态转换单元，其包括比较器，该比较器连接至主变压器的二次绕组以将输出电压和基准电压施加至倒相输入端和非倒相输入端，并将输出电压与基准电压进行比较，然后通过输出端子输出电压。
在又一整体方面，一种包括将由外部输入的AC电转换为DC电的整流单元、转换并输出经整流的DC电的主变压器、通过将脉冲信号施加至主变压器的一次绕组来控制输出电压的脉冲宽度调制控制单元以及通过检测主变压器的输出电压来控制脉冲宽度调制控制单元输出信号的反馈控制单元的开关模式电源，包括：第一状态转换单元，其包括第二光电二级管以及介于AC电输入单元和脉冲宽度调制控制单元之间以与第二光电二级管形成光耦合器的第二光电晶体管；以及第二状态转换单元，其包括比较器，该比较器连接至主变压器的二次绕组以将输出电压和基准电压施加至倒相输入端和非倒相输入端，并将输出电压与基准电压进行比较，然后通过输出端输出电压。
用于控制该开关模式电源的方法可包括：接收AC电；通过从变压器、电池和大容量电容器接收功率来驱动第一状态转换单元；并且当电子器件的耗电量低于预定基准值时驱动第二状态转换单元，其中该电子器件使用转换并输出AC电的主变压器的输出电压。
有益效果
本发明的开关模式电源通过控制脉冲宽度调制控制单元的交流(AC)电供应或控制供应至反馈控制单元的输入电压的大小来降低等待模式下的功耗；该开关模式电源包括用于将由外部输入的AC电转换为直流(DC)电的整流单元、用于转换并输出在整流单元中整流的DC电的变压器、用于通过将脉冲信号施加至变压器的一次绕组来控制输出电压的脉冲宽度调制控制单元以及用于通过检测变压器的输出电压来控制脉冲宽度调制控制单元输出信号的反馈控制单元。
附图说明
结合附图，本发明的上述和其他目的、特征和优点将从下面对优选实施例的描述中变得显而易见，其中：
图1是示出依照本发明的一个实施例的包括第一状态转换单元和第二状态转换单元的开关模式电源的电路图。
图2是示出依照本发明的另一实施例的包括第一开关装置的开关模式电源的电路图。
图3是示出经整流单元平滑的电压波形的图示。
图4是示出依照本发明的又一实施例的包括电池或大容量电容器的开关模式电源的电路图。
图5是示出依照本发明的一个实施例的包括恒压变压器和定时器的第一状态转换单元的图。
图6是示出依照本发明的另一实施例的包括恒压变压器和定时器的第一状态转换单元的图。
图7是示出依照本发明的一个实施例的包括定时器电路的第一状态转换单元的电路图。
实施本发明的最佳方式
在下文中，将参照附图对本发明的实施例进行详细描述。
图1是示出依照本发明的一个实施例的包括第一状态转换单元和第二状态转换单元的开关模式电源的电路图。
如图1所示，依照本发明的一个实施例的开关模式电源包括交流(AC)电输入单元100、整流单元110、主变压器120、脉冲宽度调制控制单元130、反馈控制单元140、第一状态转换单元150和第二状态转换单元160。
即，相比基于一般技术的开关模式电源，依照本发明的一个实施例的开关模式电源主要包括AC电输入单元100、整流单元110、主变压器120、脉冲宽度调制控制单元130和反馈控制单元140，并且还包括第一状态转换单元150和第二状态转换单元160。
一般而言，需要用于将普通AC电转换为直流电压的直流(DC)电源装置来操作电气或电子设备。开关模式电源(SMPS)被主要用作DC电源装置。
根据本发明的一个实施例，如图1所示，整流单元110将由外部输入的AC电(AC_H，AC_L)转换为DC电。输入整流单元110中的AC电的范围为110至220V。
此外，主变压器120转换并输出在整流单元110中整流的DC电。脉冲宽度调制控制单元130通过将脉冲信号施加至主变压器120的一次绕组来控制输出电压。由于在整流单元110中整流的DC电为高压，因此需要对脉冲宽度调制控制单元130内的高压具有耐压特性的装置。
另外，反馈控制单元140通过检测主变压器120的输出电压来控制脉冲宽度调制控制单元130的输出信号。
图2是示出依照本发明的另一实施例的包括第一开关装置的开关模式电源的电路图。如图2所示，根据本发明的一个实施例，包括第一开关装置170，其一端连接至AC电输入单元100，另一端连接至脉冲宽度调制控制单元130以对脉冲宽度调制控制单元130的AC电供应进行转换。
依照本发明的一个实施例的第一开关装置170的另一端连接至脉冲宽度调制集成电路装置131的高压端子(HV)，该集成电路装置执行开关模式电源的各种功能。
再参考图1，依照本发明的一个实施例的整流单元110包括桥式二级管111和平滑电容器112。桥式二级管111对由外部输入的AC电进行整流。平滑电容器112将AC电转化为与如图3所示将要施加至主变压器120一次绕组的波形相同的DC电。此外，将在整流单元110中整流的DC电施加至通过预定启动电阻器R6进行脉冲宽度调制(PWM)的脉冲宽度调制控制单元130。
依照本发明的一个实施例的脉冲宽度调制控制单元130接收来自整流单元110的启动电流，形成具有预定频率和占空比的脉冲宽度调制信号，并将脉冲宽度调制信号施加至连接到主变压器120一次绕组的主开关装置132的栅极端。将能量供应转至主变压器120二次绕组的主开关装置132可以由金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)形成。虽然图1以MOSFET示出主开关装置132，但是显而易见的是可以使用其他开关装置。
优选的是，主开关装置132包括高压MOSFET，其具有耐高于650V高压的耐压特性。主开关装置132用作电源开关。
如上所述，通过预定启动电阻器R6控制从平滑电容器112施加至脉冲宽度调制控制单元130的启动电流。平滑电容器112对来自桥式二级管111的电流脉冲进行滤波，使得AC电压大致为DC电压。
通过转换连接至主变压器120一次绕组的主开关装置132将能量从主变压器120的一次绕组供应至二次绕组。根据主变压器120的一次和二次绕组比，通过预定二级管133和输出电容器134将供应至主变压器120二次绕组的能量转换为DC电压并输出至输出电压DC_OUTPUT。
依照本发明的一个实施例的反馈控制单元140通过检测来自输出电容器134的输出电压和控制由脉冲宽度调制控制单元130根据输出电压的大小产生的信号占空比来恒定保持输出电压。
依照本发明的一个实施例的反馈控制单元140包括第一光电晶体管141、第一光电二极管142和第一充电电容器143。第一光电晶体管141与第一光电二极管142形成光耦合器并根据流经第一光电二极管142的电流值产生预定大小的电流。
在第一充电电容器143中，电荷量根据流经第一光电晶体管141的电流量而变化，以改变反馈电压Vfeedback。反馈电压Vfeedback输入脉冲宽度调制控制单元130。
依照本发明的一个实施例的脉冲宽度调制控制单元130接收检测从主开关装置132的源极流至漏极电荷量的检测电压Vsense。此外，脉冲宽度调制控制单元130接收预定第二充电电容器135的充电电压VCC。
依照本发明的一个实施例的脉冲宽度调制控制单元130通过根据反馈电压Vfeedback、检测电压Vsense以及充电电压VCC产生合适的开关控制信号来控制主开关装置132的开关操作。
即，依照本发明的一个实施例的脉冲宽度调制控制单元130通过将栅电压输出至主开关装置132的栅极端来控制主开关装置132的转换，以保持正常运行模式或等待模式。
依照本发明的一个实施例的主变压器120的二次绕组通过主开关装置132的转换接收能量并产生电流脉冲。预定二级管D3和第二充电电容器135对由主变压器120的辅助绕组产生的电流脉冲进行整流和平滑，以将大量的DC电压VCC供应至脉冲宽度调制控制单元130。主变压器120的二次绕组用于外部电子器件，而主变压器120的辅助绕组用于脉冲宽度调制控制单元130。DC电压VCC起到用于向脉冲宽度调制集成电路装置131供应固定电压的电源的作用，该集成电路装置负责开关模式电源的各种功能。
通过桥式二级管111对AC电(AC_H，AC_L)进行全波整流得到的DC电压供应至主变压器120的一次绕组。施加至主变压器120一次绕组的DC电压通过主开关装置132的转换以固定的占空比产生到达主变压器120二次绕组的输出电压DC_OUTPUT。主开关装置132的占空比取决于由从脉冲宽度调制控制单元130输出的主开关装置132的栅极驱动信号。
主变压器120的二次绕组中产生的输出电压的大小应使得采用该开关模式电源的电子器件可进行正常运行或等待运行。
同时，应适当控制主开关装置132的占空比，以保持主变压器120的二次绕组产生固定的输出电压。因此，应反馈该输出电压。该反馈的输出电压用于控制主开关装置132的占空比。
如图1所示，根据本发明的一个实施例，反馈控制单元140包括第一和第二电阻144，其用于分配主变压器120的二次绕组产生的输出电压。此外，根据本发明的一个实施例，反馈控制单元140包括可变调节器145，该调节器用于以固定的大小放大由第一和第二电阻144分配的电压。由可变调节器145放大的电压施加至第一光电二极管142。
由于第一光电二极管142和第一光电晶体管141形成光耦合器，因此大小与第一光电二极管142的输出值(即，可变调节器145的输出值)对应的电流流入第一光电晶体管141。通过该电流对第一充电电容器143充电并根据第一充电电容器143的充电量确定反馈电压Vfeedback的大小。
依照本发明的一个实施例的第一状态转换单元150包括第二光电晶体管151和第二光电二级管152。第二光电晶体管151与第二光电二级管152形成光耦合器。第二光电晶体管151根据流经第二光电二级管152的电流值产生预定大小的电流。
根据本发明的一个实施例，第二光电晶体管151介于AC电输入单元100和脉冲宽度调制控制单元130之间，使得供应至脉冲宽度调制集成电路装置131高压端子(HV)的AC电根据流经第二光电二级管152的电流值而变化。
如图1所示，依照本发明的一个实施例的第一状态转换单元150包括变压器153和第二开关装置154。变压器153连接至AC电输入单元100以转换并输出AC电。第二开关装置154连接至变压器153的二次绕组以将能量从变压器153的一次绕组转至二次绕组。
根据本发明的一个实施例，第二光电二级管152的一端连接至第二开关装置154的端子，而另一端连接至变压器153的二次绕组。第二光电二级管152通过转换将要打开的第二开关装置154来接收供应至变压器153二次绕组的能量。
可基于采用射频识别(RFID)、遥控、适配器识别引脚或接触开关的方法中的任一种来实现第二开关装置154。
例如，开关模式电源可实现包括RFID读取器。该RFID读取器将具有预定频率的无线电波振荡至外部。当包括RFID标签的装置通过靠近开关模式电源而进入无线电波的区域内时，由RFID标签中的无线电波产生预定磁场。因此，RFID标签中记录的数据因该磁场与无线电波一起传输至开关模式电源的RFID读取器。在这种情况下，该开关模式电源通过运行第二光电二级管152来驱动脉冲宽度调制集成电路装置131。用户可携带包括RFID标签的装置。
此外，采用开关模式电源的电子器件可以包括该开关模式电源上的识别引脚。当该开关模式电源连接至电子器件时，该电子器件通过识别引脚来识别开关模式电源的插入。在这种情况下，该开关模式电源通过运行第二光电二级管152来驱动脉冲宽度调制集成电路装置131。
另外，用于接收来自用户的普通移动式发射机的信号的接收单元可实现安装在开关模式电源中。除此以外，开关模式电源可实现共用采用该开关模式电源的电子器件的接收单元。该开关模式电源可通过根据接收单元接收的信号运行第二光电二级管152来启动脉冲宽度调制集成电路装置131。
此外，第二开关装置154可实现为接触开关。在这种情况下，开关模式电源可通过根据接触信号运行第二光电二级管152来启动脉冲宽度调制集成电路装置131。
图4是示出依照本发明的一个实施例的包括电池或大容量电容器的开关模式电源的电路图。如图4所示，第一状态转换单元150可实现使括用于向第二光电二级管152供电的电池和大容量电容器中的任意一者。
再参考图1，依照本发明的一个实施例的第二状态转换单元160包括比较器161。比较器161连接至主变压器120的二次绕组，并且将输出电压和基准电压施加至倒相输入端和非倒相输入端。输出电压与基准电压进行比较并通过输出端子输出。
第二状态转换单元160还包括晶体管162和第三电阻163。
晶体管162连接至用于平行分配输出电压的第一和第二电阻144，并且基极引出端连接至比较器161的输出端子。
为了将第三电阻163与用于平行分配输出电压的第一和第二电阻144连接，第三电阻163的一端与晶体管162的集电极端连接，而另一端与用于分配输出电压的第一和第二电阻144和晶体管162之间的节点连接。
根据本发明的一个实施例，在比较结果中，当输出电压低于基准电压时，用于分配输出电压的第一和第二电阻144通过运行晶体管162而与第三电阻163并联连接。因此，供应至可变调节器145的输入电压的大小增加。
图5是示出依照本发明的一个实施例的包括恒压变压器和定时器的第一状态转换单元的图。图6是示出依照本发明的另一实施例的包括恒压变压器和定时器的第一状态转换单元的图。
如图5所示，根据本发明实施例的恒压变压器171和定时器172可实现连接至变压器153的二次绕组。如图6所示，恒压变压器171和定时器172可实现介于主变压器120的二次绕组与第一状态转换单元150的第二开关装置154之间。
根据本发明实施例的恒压变压器171和定时器172通过根据选定的周期驱动脉冲宽度调制集成电路装置131来定期运行开关模式电源。
根据本发明的实施例，变压器153的输出电压供应至恒压变压器171，并且接收输出电压的恒压变压器171将变压器153的输出电压转换为恒定电压并将该恒定电压供应至定时器172。
根据本发明实施例的定时器172通过采用供应在恒压变压器171中的电压来进行计时操作并传输控制信号。根据本发明的实施例，脉冲宽度调制集成电路装置131可通过由定时器172的控制信号运行第二光电二级管152来驱动。
即，当具有内置辅助电源的装置例如膝上型计算机得以连接时，虽然用户未驱动第一状态转换单元150，但是其用于在预定时间后在等待状态下自动运行开关模式电源例如适配器。
因此，当具有内置辅助电源的装置例如膝上型计算机完全耗尽辅助电源并不能自行开启电源时，其通过运行第一状态转换单元150的第二开关装置152来驱动二光电二级管152，并且第二光电二级管152通过运行第二光电晶体管151并将DC电供应至脉冲宽度调制集成电路装置131的高压端子来运行开关模式电源。
接收根据本发明实施例的开关模式电源功率的装置可对辅助电源充电。当该接收开关模式电源功率的装置关闭并且电流量降低到电流未使用的电平时，开关模式电源进入低功率模式。接着，恒压变压器171和定时器172运行以根据设定的时间段来驱动开关模式电源。
假定具有内置辅助电源的装置例如膝上型计算机由辅助电源来运行。当开关模式电源运行时，产生消耗电流并且开关模式电源保持运行直到电流量降低至该装置不运行的电平。
根据本发明的实施例，当开关模式电源通过驱动第一状态转换单元150的第二开关装置152而运行时，产生输出电压并且恒压变压器171将该输出电压转换为低压。定时器172通过接收电压、每隔一次设定时间传输输出以及将DC电供应至脉冲宽度调制集成电路装置131的高压端子来根据设定时间段驱动开关模式电源。
根据本发明的实施例，虽然开关模式电源在运行，但在恒压变压器171中转换为低压的电压开始对具有低蓄电量的装置例如大容量电容器173充电。接着，当无装置连接至开关模式电源或检测到装置不运行电平的电流时，该开关模式电源停止运行并且定时器172通过利用具有低蓄电量的装置例如大容量电容器173来运行。
根据本发明的实施例，当定时器172通过利用大容量电容器173在预定时间后传输输出时，开关模式电源如上所述地运行并且输出电压供应至恒压变压器171和定时器172，以保持相同的运行。
图7是示出依照本发明的一个实施例的包括定时器电路的第一状态转换单元的电路图。
如图7所示，根据本发明实施例的定时器电路170包括定时器电容器173、定时器电阻174和定时器晶体管175。根据本发明实施例的定时器电路170通过接收主变压器120的输出电压来驱动。即，由于定时器电路170未通过使用恒压变压器171来接收功率但接收开关模式电源的输出功率，定时器电路170在开关模式电源进入低功率等待模式后运行。
根据本发明的实施例，当开关模式电源通过运行第一状态转换单元150的第二开关装置154来运行时，产生输出电压并且其经由定时器电路170的预定二级管D6向定时器电容器173补充电流。当连接至开关模式电源的装置检测到检测到装置不运行电平的电流时，开关模式电源进入低功率状态。接着，电流在定时器电阻174中被消耗并且定时器电容器173的电压降低。降低的电压使定时器晶体管175运行，以使第二光电二级管152运行。
运行的第二光电二级管152通过运行第二光电晶体管151而将DC电供应至脉冲宽度调制集成电路装置131的高压端子并运行开关模式电源。当开关模式电源连接至DC电时，重复此操作。当连接至开关模式电源的装置运行时，开关模式电源向该装置供电。
虽然连接至开关模式电源的装置在运行，但是定时器电路170在未运行的情况下保持等待状态。通过采用定时器电容器173和定时器电阻174来控制开关模式电源中低功率等待模式的保持时间。
根据依照本发明的一个实施例的开关模式电源的控制方法，输入AC电。
根据依照本发明的一个实施例的开关模式电源的控制方法，第一状态转换单元150通过接收来自变压器153或电池和大容量电容器(SOURCE)的功率来驱动。即，第一状态转换单元150是用于启动脉冲宽度调制控制单元130的电路。
根据依照本发明的一个实施例的开关模式电源的控制方法，当电子器件的耗电量低于预定基准值时驱动第二状态转换单元160，其中该电子器件使用用于转换并输出AC电的主变压器120的电压。
第一状态转换单元150控制对脉冲宽度调制控制单元130的AC电供应。第一状态转换单元150接收第二开关装置154的输入，以运行第二光电二级管152。第二光电二级管152通过运行第二光电晶体管151将整流AC电的高压供应至脉冲宽度调制集成电路装置131的高压端子(HV)来启动脉冲宽度调制控制单元130。
第二状态转换单元160控制供应至反馈控制单元140的输入电压的大小，该反馈控制单元根据电子器件的耗电量(即，输出电流)来控制脉冲宽度调制控制单元130的输出信号。
此外，依照本发明的一个实施例的开关模式电源的控制方法可以程序命令格式实现，该程序命令格式通过各种计算机方式运行并存储在计算机可读记录介质中。计算机可读介质可单独或共同包括程序命令、数据文件、数据结构等。存储在该介质中的程序命令可以为专门为本发明设计或配置的程序命令或计算机软件领域的技术人员已知的有用程序命令。计算机可读记录介质的实例包括磁性介质(例如硬盘、软盘和磁带)、光学介质(例如CD-ROM和DVD)、磁光介质(例如软式光盘)以及专门配置来存储和执行程序命令ROM、RAM和闪存的硬件设备。该介质可以为传播介质，例如光和电线以及包括载波的波导管，载波用于传输指定程序命令和数据结构的信号。程序命令的实例包括高级语言代码，该高级语言代码可通过利用解释程序以及机器代码(例如编译器编制的代码)由计算机来运行。硬件设备可配置为以不止一个软件模抉来运行，以执行本发明的操作，并且相反的情况也以同样的方式应用。
虽然已结合特定的优选实施例和附图对若干示例性实施例进行了描述，但显而易见的是，本发明不限于以上实施例，本领域的技术人员可对说明书做出各种变化和修改。因此，应根据下文描述的权利要求书本身来理解本发明的思想，并且权利要求书的任何等效形式或等效修改均旨在落入本发明思想的范围内。

Claims (28)

1.一种包括将由外部输入的交流(AC)电转换为直流(DC)电的整流单元、转换并输出所述经整流的DC电的主变压器、通过将脉冲信号施加至所述主变压器的一次绕组来控制输出电压的脉冲宽度调制控制单元以及通过检测所述主变压器的输出电压来控制所述脉冲宽度调制控制单元输出信号的反馈控制单元的开关模式电源(SMPS)，包括：
第一开关装置，其一端连接至接收AC电的AC电输入单元，而另一端连接至所述脉冲宽度调制控制单元，以对所述脉冲宽度调制控制单元的AC电供应进行转换。
2.如权利要求1所述的开关模式电源，其中所述脉冲宽度调制控制单元包括脉冲宽度调制集成电路装置，所述集成电路装置包括高压端子，并且所述第一开关装置的另一端连接至所述脉冲宽度调制集成电路装置的高压端子。
3.一种包括将由外部输入的交流(AC)电转换为直流(DC)电的整流单元、转换并输出所述经整流的DC电的主变压器、通过将脉冲信号施加至所述主变压器的一次绕组来控制输出电压的脉冲宽度调制控制单元以及通过检测所述主变压器的输出电压来控制所述脉冲宽度调制控制单元输出信号的反馈控制单元的开关模式电源(SMPS)，进一步包括：
第一状态转换单元，其包括：
第二光电二级管；和
第二光电晶体管，其与所述第二光电二级管形成光耦合器并介于所述AC电输入单元与所述脉冲宽度调制控制单元之间。
4.如权利要求3所述的开关模式电源，其中所述第一状态转换单元进一步包括向所述第二光电二级管供电的电池和大容量电容器中的任意一者。
5.如权利要求3所述的开关模式电源，其中所述第一状态转换单元进一步包括：
变压器，其连接至所述AC电输入单元以转换并输出所述AC电；和
第二开关装置，其连接至所述变压器的二次绕组以进行从所述一次绕组至所述变压器二次绕组的能量供应。
6.如权利要求4所述开关模式电源，其中所述第一状态转换单元包括：定时器电路，其包括：
对所述主变压器充输出电压的定时器电容器；
当所述开关模式电源进入低功率状态时消耗所述定时器电容器所充电压的定时器电阻；和
通过所述定时器电阻中所消耗的电压来运行的定时器晶体管。
7.如权利要求4至5中任一项所述的开关模式电源，其中所述第一状态转换单元包括：
将所提供电压的电压电平转换为恒定电压的恒压变压器；和
通过使用所述恒压变压器中提供的电压进行计时操作并根据选定的周期传输控制信号的定时器。
8.如权利要求7所述的开关模式电源，其中所述恒压变压器将所述变压器的输出电压或所述主变压器的输出电压转换为恒定电压。
9.如权利要求7所述的开关模式电源，其中所述第一状态转换单元，进一步包括：
大容量电容器，其介于所述恒压变压器和所述定时器之间以补充所述恒压变压器中供应的电压并将所述补充电压供应至所述定时器。
10.如权利要求5所述的开关模式电源，其中所述第二开关装置采用使用射频识别(RFID)的方法、使用遥控的方法、使用适配器识别引脚的方法和使用接触开关的方法中的任意一者。
11.如权利要求5所述的开关模式电源，其中识别所述第二开关装置开关状态的方法采用电压检测方法、电流检测方法、使用单线通讯的检测方法、使用USB通讯的检测方法以及使用蓝牙通讯的检测方法中的任意一者。
12.如权利要求5所述的开关模式电源，其中所述脉冲宽度调制控制单元包括脉冲宽度调制集成电路装置，所述集成电路装置包括高压端子；
所述第二光电二级管的一端连接至所述第二开关装置的端子，而另一端连接至所述变压器的二次绕组，其通过转换所述第二开关装置接收供应至所述变压器二次绕组的能量来打开；并且
所述第二光电晶体管连接至所述脉冲宽度调制集成电路装置的高压端子。
13.一种包括将由外部输入的交流(AC)电转换为直流(DC)电的整流单元、转换并输出所述经整流的DC电的主变压器、通过将脉冲信号施加至所述主变压器的一次绕组来控制输出电压的脉冲宽度调制控制单元以及通过检测所述主变压器的输出电压来控制所述脉冲宽度调制控制单元输出信号的反馈控制单元的开关模式电源(SMPS)，进一步包括：
包括比较器的第二状态转换单元，所述比较器连接至所述主变压器的二次绕组，以将所述输出电压和基准电压施加至倒相输入端和非倒相输入端并将所述输出电压与所述基准电压进行比较，然后通过输出端子输出电压。
14.如权利要求13所述的开关模式电源，其中所述第二状态转换单元进一步包括：
晶体管，其连接至平行分配所述输出电压的第一和第二电阻并具有连接至所述比较器输出端子的基极引出端；和
第三电阻，其一端连接至所述晶体管的集电极端，而另一端连接至介于分配所述输出电压的第一和第二电阻和所述晶体管之间的节点。
15.一种包括将由外部输入的交流(AC)电转换为直流(DC)电的整流单元、转换并输出所述经整流的DC电的主变压器、通过将脉冲信号施加至所述主变压器的一次绕组来控制输出电压的脉冲宽度调制控制单元以及通过检测所述主变压器的输出电压来控制所述脉冲宽度调制控制单元输出信号的反馈控制单元的开关模式电源(SMPS)，包括：
第一状态转换单元，其包括：
第二光电二级管；和
第二光电晶体管，其介于所述AC电输入单元和所述脉冲宽度调制控制单元之间，以与所述第二光电二级管形成光耦合器，和
第二状态转换单元，其包括：
比较器，其连接至所述主变压器的二次绕组，以将所述输出电压和基准电压施加至倒相输入端和非倒相输入端并将所述输出电压与所述基准电压进行比较，然后通过输出端子输出电压。
16.如权利要求15所述的开关模式电源，其中所述第一状态转换单元包括向所述第二光电二级管供电的电池和大容量电容器中的任意一者。
17.如权利要求15所述的开关模式电源，其中所述第一状态转换单元包括：
变压器，其连接至所述AC电输入单元以转换并输出所述AC电；和
第二开关装置，其连接至所述变压器的二次绕组以进行从所述变压器的一次绕组转至所述二次绕组的能量供应。
18.如权利要求16所述的开关模式电源，其中所述第一状态转换单元包括：
定时器电路，其包括：
对所述主变压器充输出电压的定时器电容器；
当所述开关模式电源进入低功率状态时消耗所述定时器电容器所充电压的定时器电阻；和
通过所述定时器电阻中所消耗的电压来运行的定时器晶体管。
19.如权利要求16至17中任一项所述的开关模式电源，其中所述第一状态转换单元包括：
将所提供电压的电压电平转换为恒定电压的恒压变压器；和
通过使用所述恒压变压器中提供的电压进行计时操作并根据选定的周期传输控制信号的定时器。
20.如权利要求19所述的开关模式电源，其中所述恒压变压器将所述变压器的输出电压或所述主变压器的输出电压转换为恒定电压。
21.如权利要求19所述的开关模式电源，其中所述第一状态转换单元，进一步包括：
大容量电容器，其介于所述恒压变压器和所述定时器之间以补充所述恒压变压器中供应的电压并将所述补充电压供应至所述定时器。
22.如权利要求17所述的开关模式电源，其中所述第二开关装置采用使用射频识别(RFID)的方法、使用遥控的方法、使用适配器识别引脚的方法和使用接触开关的方法中的任意一者。
23.如权利要求17所述的开关模式电源，其中识别所述第二开关装置开关状态的方法采用电压检测方法、电流检测方法、使用单线通讯的检测方法、使用USB通讯的检测方法以及使用蓝牙通讯的检测方法中的任意一者。
24.如权利要求17所述的开关模式电源，其中所述脉冲宽度调制控制单元包括脉冲宽度调制集成电路装置，所述集成电路装置包括高压端子；
所述第二光电二级管的一端连接至所述第二开关装置的端子，而另一端连接至所述变压器的二次绕组，其通过转换所述第二开关装置接收供应至所述变压器二次绕组的能量来打开；并且
所述第二光电晶体管连接至所述脉冲宽度调制集成电路装置的高压端子。
25.如权利要求15所述的开关模式电源，其中所述第二状态转换单元进一步包括：
晶体管，其连接至平行分配所述输出电压的第一和第二电阻并具有连接至所述比较器输出端子的基极引出端；和
第三电阻，其一端连接至所述晶体管的集电极端，而另一端连接至介于分配所述输出电压的第一和第二电阻和所述晶体管之间的节点，以与所述第一和第二电阻并联连接。
26.一种用于控制权利要求1至25中任一项所述的开关模式电源(SMPS)的方法，包括：
接收交流(AC)电；
通过接收变压器、电池和大容量电容器的功率来驱动第一状态转换单元；以及
当电子器件的耗电量低于预定基准值时驱动第二状态转换单元，其中所述电子器件使用转换并输出所述AC电的主变压器的输出电压。
27.如权利要求26所述的方法，其中所述第一状态转换单元控制对所述脉冲宽度调制控制单元的所述AC电的供应，而
所述第二状态转换单元根据所述电子器件的输出电流来控制供应至所述反馈控制单元的输入电压的大小。
28.一种用于实现权利要求26和27中任一项所述方法的用于储存程序的计算机可读记录介质。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105515385A (zh) * 2015-12-02 2016-04-20 青岛盛嘉信息科技有限公司 一种boost变换器

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI444821B (zh) * 2010-02-10 2014-07-11 Pegatron Corp 電源裝置
DE102010003853B4 (de) * 2010-04-12 2019-02-21 Bundesdruckerei Gmbh Verfahren zum Lesen von Daten aus einem Dokument, Lesegerät, Dokument und elektronisches System
JP5785710B2 (ja) * 2010-12-14 2015-09-30 ローム株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータならびにそれを用いた電源装置および電子機器
JP2012161117A (ja) * 2011-01-28 2012-08-23 Rohm Co Ltd Ｄｃ／ｄｃコンバータならびにそれを用いた電源装置および電子機器
TWI568165B (zh) * 2014-10-09 2017-01-21 立錡科技股份有限公司 具有可程式功能的返馳式電源供應電路及其控制電路與控制方法
CN106341048B (zh) * 2016-09-12 2018-10-12 辉芒微电子（深圳）有限公司 一种恒压开关电源
US10153702B2 (en) * 2017-02-07 2018-12-11 Infineon Technologies Austria Ag Switched-mode power supply controller using a single pin for both input voltage sensing and control of power supply charging
US11588402B2 (en) * 2017-05-22 2023-02-21 Fundamental Innovation Systems International Llc Systems and methods for charging a battery
US10516373B2 (en) 2018-01-09 2019-12-24 Biamp Systems, LLC Audio power source with improved efficiency
US10404218B2 (en) 2018-01-09 2019-09-03 Biamp Systems, LLC Audio power source with improved efficiency
US10608607B2 (en) 2018-01-09 2020-03-31 Biamp Systems, LLC Audio power source with improved efficiency

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1204740C (zh) * 2000-09-22 2005-06-01 三星电子株式会社 电源和降低在电源中的功率消耗的方法
US20090129133A1 (en) * 2007-11-16 2009-05-21 Smartsynch, Inc. Devices and Methods For Converting Alternating Current (AC) Power to Direct Current (DC) Power

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2876829B2 (ja) * 1991-07-19 1999-03-31 松下電器産業株式会社 電源電圧制御切換え回路
JPH1023354A (ja) * 1996-06-29 1998-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd テレビジョン受像機用電源装置
FI109248B (fi) * 1999-07-19 2002-06-14 Nokia Corp Teholähde ja tasasuuntaajan oikosulkuvirran rajoitusjärjestely
JP3578124B2 (ja) 2001-08-31 2004-10-20 ソニー株式会社 スイッチング電源装置
JP2003143843A (ja) * 2001-10-31 2003-05-16 Nichicon Corp スイッチング電源
KR100512747B1 (ko) * 2003-10-01 2005-09-07 삼성전자주식회사 디스플레이장치의 전원공급시스템 및 그 제어방법
KR101020243B1 (ko) * 2004-06-16 2011-03-07 페어차일드코리아반도체 주식회사 스위칭 모드 파워 서플라이
US7928609B2 (en) * 2006-10-03 2011-04-19 International Safety & Development, Llc Shock-proof electrical outlet
US7974110B2 (en) * 2006-11-02 2011-07-05 Ecopower Design Co., Ltd. Switching power supply unit and method for setting switching frequency
KR101370650B1 (ko) * 2007-04-25 2014-03-10 페어차일드코리아반도체 주식회사 스위치 제어 장치, 스위치 제어 방법 및 이를 이용하는컨버터 및 그 구동방법
KR101135893B1 (ko) * 2007-08-21 2012-04-13 삼성전자주식회사 전원공급장치
US20090287947A1 (en) 2008-05-13 2009-11-19 Igo, Inc. Circuit and method for ultra-low idle power
US7770039B2 (en) 2008-05-29 2010-08-03 iGo, Inc Primary side control circuit and method for ultra-low idle power operation
US7779278B2 (en) 2008-05-29 2010-08-17 Igo, Inc. Primary side control circuit and method for ultra-low idle power operation
US7865320B2 (en) * 2008-06-25 2011-01-04 Square D Company High density metering system
US8213192B2 (en) * 2009-12-30 2012-07-03 Silicon Laboratories Inc. Primary side sensing for isolated fly-back converters

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1204740C (zh) * 2000-09-22 2005-06-01 三星电子株式会社 电源和降低在电源中的功率消耗的方法
US20090129133A1 (en) * 2007-11-16 2009-05-21 Smartsynch, Inc. Devices and Methods For Converting Alternating Current (AC) Power to Direct Current (DC) Power

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105515385A (zh) * 2015-12-02 2016-04-20 青岛盛嘉信息科技有限公司 一种boost变换器

Also Published As

Publication number Publication date
EP2361457A1 (en) 2011-08-31
US8488341B2 (en) 2013-07-16
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