CN103199716A

CN103199716A - 辅助电源产生电路

Info

Publication number: CN103199716A
Application number: CN2012105700877A
Authority: CN
Inventors: 牛嶋昌和
Original assignee: Individual
Current assignee: Masakazu Ushijima
Priority date: 2012-01-06
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2013-07-10

Abstract

一种辅助电源产生电路，应用于一滤波电源电路，具有一第一稳压电容器以及一以一第一二极管与所述第一稳压电容器连接的第二稳压电容器，而以所述第一稳压电容器与所述第二稳压电容器形成一电容分压电路。所述第一稳压电容器与所述第一二极管之间的一第一连接点连接有一短路元件，以及一电流导通方向与所述短路元件相反的第二二极管，所述短路元件具有一控制端，并以所述控制端与一第一稽纳二极管连接，而所述第一稽纳二极管还连接有一适当阻值的第一电阻器，所述第一电阻器还连接至所述第二稳压电容器及所述第一二极管之间的一第二连接点。藉此以提供电流较小的辅助直流电力，且不受外部交流电力源变化影响，而仍可稳定输出辅助直流电力。

Description

辅助电源产生电路

技术领域

本发明涉及一种辅助电源产生电路，尤其涉及一种得以提供适用于高压侧开关、控制LED照明的集成电路或控制马达的集成电路所使用辅助直流电力的功率因子校正电路。

背景技术

现今集成电路于通电运作时，除主要工作电源之外还需搭配至少一低电压的辅助直流电力，然而为了在通电运作中取得上述辅助直流电力，一般集成电路均会在集成电路内布设一辅助电源电路，以产生辅助直流电力。

产生上述辅助直流电源的方法诸多，并对应各别电路的不同，有不同的实施方式。就例如供一控制功因校正电路(PFC)作动的集成电路的辅助直流电力，就有在扼流线圈内绕制辅助线圈的实施方式，利用扼流线圈于整流过程中的交流电源耦合出所述辅助电源电路，并请参阅图1，除上述实施例之外，也有利用一电容器C与一桥式整流电路BD连接，利用整流后的电源对所述电容器C充电，而以所述电容器C所充的电源形成所述辅助直流电力。再者，一般集成电路中需以所述辅助电源电路运作的控制用集成电路，其运作上仅需小电流的辅助直流电源，大约数毫安培(mA)。但一般辅助电源电路所产生的所述辅助直流电力通常具大电流，过大的电流除会产生不必要的耗损之外，还容易使上述控制用集成电路及其相关元件过热。此外，若当电源输入端(交流输入端)产生大幅度的变化时，上述实施方式并无法确保所述辅助直流电力的稳定。然而，虽然有专用于产生所述辅助直流电源的集成电路(IC)，但上述集成电路仍然无法产生较小电流的所述辅助直流电源，而超出安全规范。

发明内容

本发明的主要目的，在于以简易电路结构产生小电流的辅助直流电力。

为达上述目的，本发明提供一种辅助电源产生电路，应用于一具有一主工作电源输出端以及一接地端的滤波电源电路，所述辅助电源产生电路具有一与所述主工作电源输出端连接的第一稳压电容器，而所述第一稳压电容器相对所述主工作电源输出端另端连接有一第一二极管，并以所述第一二极管与一第二稳压电容器连接，所述第二稳压电容器相对所述第一二极管另端则连接所述接地端，以所述第一稳压电容器及所述第二稳压电容器形成一电容器分压电路，另一方面，所述第一稳压电容器与所述第一二极管之间的一第一连接点连接有一具有一控制端于所述控制端受导通与所述接地端形成短路的短路元件以及一电流导通方向与所述短路元件相反的第二二极管，所述短路元件以所述控制端与一第一稽纳二极管连接，而所述第一稽纳二极管相对所述短路元件另端连接有一适当阻值的第一电阻器，所述第一电阻器相对所述第一稽纳二极管另端与所述第二稳压电容器及所述第一二极管之间的一第二连接点连接。

于一实施例中，所述滤波电源电路还包含有一填谷功率因子改善电路，而所述第一稳压电容则为所述填谷功率因子改善电路所属的构件之一，并自所述填谷功率因子改善电路所具有的一第三二极管与所述主工作电源输出端连接。

于一实施例中，所述滤波电源电路连接有一桥式整流电路，而所述辅助电源产生电路则包含一与所述桥式整流电路连接的抖动电路。更进一步地，所述抖动电路包含有一连接于所述第一稳压电容与所述主工作电源输出端之间的第四二极管，一与所述第四二极管及所述桥式整流电路连接的第五二极管，一接设于所述第四二极管与所述第五二极管之间的一第三连接端的阻抗电路。具体说明，所述阻抗电路可为一电感器以及一与所述电感器串接的电容器所构成。

通过本发明所揭电路组成，相较于现有实施方式具有以下特点：

一、产生电流值小的辅助直流电力。

二、不受外部交流电力源变化影响，仍可稳定输出。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1，现有辅助电源产生电路的电路示意图；

图2，本发明辅助电源产生电路第一实施例的电路示意图；

图3，本发明辅助电源产生电路第一实施例的涟波电压波形示意图；

图4，本发明辅助电源产生电路第二实施例的电路示意图；

图5，本发明辅助电源产生电路第三实施例的电路示意图；

图6，本发明辅助电源产生电路第四实施例的电路示意图；

图7，本发明辅助电源产生电路第五实施例的电路示意图(一)；

图8，本发明辅助电源产生电路第五实施例的电路示意图(一)；

图9，本发明辅助电源产生电路第六实施例的电路示意图；

图10，本发明辅助电源产生电路第七实施例的电路示意图(一)；

图11，本发明辅助电源产生电路第七实施例的电路示意图(二)。

具体实施方式

本发明的详细说明及技术内容，现就配合附图说明如下：

请参阅图2，本发明辅助电源产生电路，应用于一滤波电源电路中，所述滤波电源电路连接一接受外部交流电力源进行电力转换的桥式整流电路BD1，具有一输出主工作电力的主工作电源输出端PL1以及一接地端GND。所述辅助电源产生电路则具有一与所述主工作电源输出端PL1连接的第一稳压电容器C1，所述第一稳压电容器C1相对所述主工作电源输出端PL1另端连接有一第一二极管D1，且以所述第一二极管D1与一第二稳压电容器C2连接，所述第二稳压电容器C2相对所述第一二极管D1的另端则连接所述接地端GND，所述第一稳压电容器C1与所述第二稳压电容器C2形成一电容器分压电路。另一方面，所述第一稳压电容器C1与所述第一二极管D1之间的一第一连接点P1连接有一短路元件S1以及一电流导通方向与所述短路元件S1相反的第二二极管D2。所述短路元件S1具有一控制端P2，所述控制端P2受导通驱使所述短路元件S1与所述接地端GND形成短路，而所述短路元件S1可进一步选自由一硅控整流器(Silicon-Controlled Rectifier，SCR)、一晶闸管、一可编程单接晶体管(Programmable unijunction transistor，PUT)、一单接晶体管(Unijunction transistor,UJT)所组成群组的其中之一或组合。所述短路元件S1以所述控制端P2连接一第一稽纳二极管D3连接，而所述第一稽纳二极管D3相对所述短路元件S1另端连接有一适当阻值的第一电阻器R1，所述第一电阻器R1则相对所述第一稽纳二极管D3另端与所述第二稳压电容器C2及所述第一二极管D1之间的一第二连接点P3连接。

还具体说明，并请参阅图3，所述滤波电源电路进行电力转换后，经其所转换的电力仍具有一定的涟波电压，而本发明所述辅助电源产生电路即是利用所述涟波电压产生辅助电源，所述桥式整流电路BD1整流输出，于所述桥式整流电路BD1所输出波形即抵波峰时，对所述第一稳压电容C1进行充电，并经所述第一二极管D1对所述第二稳压电容C2充电，而所述第二稳压电容器C2所充电力即形成一辅助直流电力，并经一辅助工作电源输出端PL2输出所述辅助直流电力。所述第二稳压电容器C2电压逐渐上升，超过所述第一稽纳二极管D3的工作电压时，所述第一稽纳二极管D3自所述第二稳压电容器C2取得驱动电流，使所述短路元件S1导通，所述第二稳压电容器C2无法进行充电。也就是说，所述第二稳压电容器C2所充电力受所述第一稽纳二极管D3的工作电压限制，形成稳压。另外，所述第二二极管D2于所述第一稳压电容器C1放电时，供电流经所述第二二极管D2流过。此外，为避免短路元件S1导通时，所述第二稳压电容器C2的电压仍然持续升高，可进一步于所述第二稳压电容器C2与所述辅助工作电源输出端PL2之间连接一第二稽纳二极管D4，以所述第二稽纳二极管D4还进一步限制所述辅助直流电力的电压值，较佳地，所述第二稽纳二极管D4的工作电压高于所述第一稽纳二极管D3的工作电压。

再者，由前述可以知道，本发明主要利用涟波电压进行实施，实际上是以所述第一滤波电容C1与所述第二滤波电容C2对所述涟波电压进行分压，因此，仅需于电路布设过程中，知道连接所述主工作电源输出端PL1的一主工作负载RL1所耗费的电流，即可以知道所述涟波电压的大小。另一方面，当所述第一滤波电容C1具有涟波电压时，所述第二滤波电容C2同样经所述第一二极管D1具有另一涟波电压，也就是说，所述滤波电压的电压即为所述第一稳压电容器C1与所述第二稳压电容器C2的分压值。因此，若欲产生电压较小的所述辅助直流电力即可使所述第二稳压电容器C2的容值增加，反之，若欲产生电压较大的辅助直流电力则可使所述第二稳压电容器C2的容值减少，以获得所预期电压值的辅助直流电力。虽然所述第二稳压电容C2同样受所述滤波稳压电源电路的涟波电压影响而产生涟波，但通过本发明结构纵使所述外部交流电力源产生较大的变化，仍然可以产生稳定的辅助直流电力供作运作，而所述辅助直流电力等同于一副工作负载RL2的两端电位。

再请参阅图4，由上述可知所述短路元件S1有多种实施例，于图4实施例中所述短路元件S1进一步为一晶体管Q1，以所述晶体管Q1实施可以避免所述短路元件S1于嫁动过程中所产生的噪声以及寄生振荡所衍生的问题。并请参阅图5，所述第二二极管D2与所述接地端GND之间可进一步穿接一第二电阻器R2，以缓和所述短路元件S1于稼动过程中的电压变动，而此实施例中仅以电阻器的实施方式进行举例，但并不以此为限，也可串接一线圈产生相同功效。并请参阅图6，除上述实施例之外，所述短路元件S1也可为一场效应晶体管Q2(Field effect transistor，FET)，藉场效应晶体管结构中的逆向二极管取代所述第二二极管D2，甚至是无需额外串接电阻缓和稼动过程中的电压变化。

请参阅图7以及图8，于此实施例中，所述滤波电源电路还可以包含一填谷(Valley Fill)功率因子改善电路，而所述第一稳压电容器C1则进一步为所述填谷功率因子改善电路中所属的构件之一，并自所述填谷功率因子改善电路所具有的一第三二极管D5与所述主工作电源输出端PL1产生连接。本发明所揭电路组成，可进一步搭配所述填谷功率因子改善电路产生还为实用的辅助电源产生电路。此外，有关于所述填谷功率因子改善电路的相关实施可以从日本新型公报第1982-130542号得知。再请参阅图1，并请参阅图9，于前述现有技术中提及现有结构的实施方式，现有电路组成虽可以在交流90V~110V的电压范围内获得稳定的辅助电源产生电路，但本发明所揭电路则可以于交流25V~120V的范围内产生稳定的辅助直流电力。

请参阅图10，本发明所述辅助电源产生电路可进一步具有一抖动(Dithering)电路Di，所述抖动电路Di一般是用来改善功率因子，而本发明中所述抖动电路Di则主要是用来使所述桥式整流电路BD1所输出的电力得以持续。所述抖动电路Di的实施方式诸多，于此实施例中，所述抖动电路Di包含有一第四二极管D6、一第五二极管D7以及一阻抗电路Z，所述第四二极管D6分别与所述第一稳压电容器C1及所述主工作电源输出端PL1连接，所述第五二极管D7则与所述第四二极管D5及所述桥式整流电路BD1连接，而所述第四二极管D6与所述第五二极管D7之间具有一第三连接端P4，所述阻抗电路Z则连接所述第三连接端P4而介于所述第四二极管D6以及所述第五二极管D7之间。并请参阅图11，所述阻抗电路Z连接有一交流电源PS1，并将所述交流电流导于所述第四二极管D5与所述第五二极管D6之间，所述交流电流可进一步为一驱动变频电路的金氧半场效应晶体管的漏极电流，而于此实施例中所述阻抗电路Z为一电感器L1以及一与所述电感器L1串接的第一电容器C3所构成，但并不以此为限，也可以一升压变压器进行实施。此外，也可省略一二极管元件等。藉所述抖动电路可使流过所述桥式整流电路BD1的电流持续流动，进而可以避免本发明电路应用于一三极交流开关(TRI-ELECTRODE AC SWITCH，TRAIC)调光器时，所述三极交流开关异常关闭。还可以使所述三极交流开关产生平滑的调光效果，且即使所述三极交流开关的电压较低，本发明所述辅助电源产生电路仍可以有效产生辅助直流电源。

综上所述，本发明应用于一滤波电源电路中，具有一第一稳压电容器以及一以一第一二极管与所述第一稳压电容器连接的第二稳压电容器，而以所述第一稳压电容与所述第二稳压电容形成一电容分压电路。所述第一稳压电容器与所述第一二极管之间的一第一连接点连接有一短路元件，以及一电流导通方向与所述短路元件相反的第二二极管，所述短路元件具有一控制端，并以所述控制端与一第一稽纳二极管连接，而所述第一稽纳二极管还连接有一适当阻值的第一电阻器，所述第一电阻器还连接至所述第二稳压电容器及所述第一二极管之间的一第二连接点。藉上述结构以产生稳定输出且电流小的辅助直流电力。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种辅助电源产生电路，应用于一具有一主工作电源输出端以及一接地端的滤波电源电路，其特征在于，

具有一与所述主工作电源输出端连接的第一稳压电容器，而所述第一稳压电容器相对所述主工作电源输出端另端连接有一第一二极管，并以所述第一二极管与一第二稳压电容器连接，所述第二稳压电容器相对所述第一二极管另端则连接所述接地端，以所述第一稳压电容器及所述第二稳压电容器形成一电容器分压电路，另一方面，所述第一稳压电容器与所述第一二极管之间的一第一连接点连接有一具有一控制端于所述控制端受导通与所述接地端形成短路的短路元件以及一电流导通方向与所述短路元件相反的第二二极管，所述短路元件以所述控制端与一第一稽纳二极管连接，而所述第一稽纳二极管相对所述短路元件另端连接有一适当阻值的第一电阻器，所述第一电阻器相对所述第一稽纳二极管另端与所述第二稳压电容器及所述第一二极管之间的一第二连接点连接。

2.根据权利要求1所述辅助电源产生电路，其特征在于，所述滤波电源电路还包含有一填谷功率因子改善电路，而所述第一稳压电容器则为所述填谷功率因子改善电路所属的构件之一，并自所述填谷功率因子改善电路所具有的一第三二极管与所述主工作电源输出端连接。

3.根据权利要求1所述辅助电源产生电路，其特征在于，所述滤波电源电路连接有一桥式整流电路，而所述辅助电源产生电路则包含一与所述桥式整流电路连接的抖动电路。

4.根据权利要求3所述辅助电源产生电路，其特征在于，所述抖动电路包含有一连接于所述第一稳压电容器与所述主工作电源输出端之间的第四二极管，一与所述第四二极管及所述桥式整流电路连接的第五二极管，一接设于所述第四二极管与所述第五二极管之间的一第三连接端的阻抗电路。

5.根据权利要求4所述辅助电源产生电路，其特征在于，所述阻抗电路为一电感器以及一与所述电感器串接的电容器所构成。

6.根据权利要求2所述辅助电源产生电路，其特征在于，所述滤波电源电路连接有一桥式整流电路，而所述辅助电源产生电路则包含一与所述桥式整流电路连接的抖动电路。

7.根据权利要求6所述辅助电源产生电路，其特征在于，所述抖动电路包含有一连接于所述第一稳压电容器与所述主工作电源输出端之间的第四二极管，一与所述第四二极管及所述桥式整流电路连接的第五二极管，一接设于所述第四二极管与所述第五二极管之间的一第三连接端的阻抗电路。

8.根据权利要求7所述辅助电源产生电路，其特征在于，所述阻抗电路为一电感器以及一与所述电感器串接的电容器所构成。