TW319941B - - Google Patents

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318941 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明乃關於一切換模式電源供應，特別是供電視接 機之電源，此供應電源有一電感器及一箝位二極體與一切 換電晶體結合、電晶體之工作週隨水平掃描率而改變以調 整電源供應之輸出電壓位準。 切換調整器利用切換電晶體之開，關時間以調節加在負 荷電路上之電流。改變切換時間、而不改變導電電流位 準，切換調整器可避免串聯調整器之高功率消耗。在電視 裝置中，切換調整器可與驰返變壓器共用，該變壓器產生 水平波束偏轉信號。切換調整器與水平掃描同步操作，但 切換調整器之開啓時間或工作週期按需要而改變以耦合足 夠電源至驰返變壓器之次級繞组以調節不同供應電壓以保 持參考位準。此包括調整後B+供應電壓、其供應電流至驰 返變壓器之一繞组，其耦合至水平輸出電晶體以作水平波 束掃描。 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 上述之切換調整器可由一在回授裝置中之脈波寬度調變 器所驅動。電流供應以水平速率重覆充電一電容器以提供 鋸齒電壓用以供應至比較器一輸入。代表調整輸出電壓之 誤差電壓供應至另一比較器輸入。比較器控制電壓調整器 之切換電晶體，即當鋸齒電壓超過調整後輸出電壓時，在 每一周期將切換電晶體關閉。切換變壓器之工作週期被設 定較高以在需要時經由切換變壓器耦合更多電源，反之亦 然，以保持輸出電壓於一參考位準。 在一種切換調整器稱爲"buck"調整器，切換電晶體及一 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央揉準局員工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（2 ) 電感器串聯耦合於未調整電壓與一輸出之間，特別是一並 聯儲存電容器。當電晶體導電時，一電磁場建立在電感 中。當電晶體不導電時，在電感上感應一反電動勢。一箝 位二極管或”捕捉”二極管耦合後以使切換電電晶體及電感 器之接點處電壓低於地。反電動勢於是加上以維持在輸出 之正電壓，當切換電晶體關閉時，電感器供應電流以維持 輸出電壓。此項安排依靠切換電晶體將電感器電流關閉以 產生電感功率脈衝，亦稱爲電感性反向。 此種反向式調整器設計之困難是必須驅動切換電晶體之 閘。當切換電晶體爲一 MOSFET時，閘電壓必須參考 MOSFET源終端電壓，但源終端電壓並不是恆定不變，反 之，與輸入電壓位準及地而變化，視MOSFET之導電情況 而定。 在傳統反向調整器中，電感器及捕捉二極管均耦合至切 換電晶體之源（射極）。即電晶體爲沿電流供應路徑之上 游，而在未調整之供應電壓與電感器及捕捉二極管之接點 之中間。當電晶體關閉，電晶體之源終端及捕捉二極管之 陰極企圖變爲負電壓，因在電感器中上升之反電動勢，在 電感器之相反終端自調整之輸出電壓減除。捕捉二極體之 導電於是將電感器上游終端之電壓加以箝位。電感性脈衝 於是可被加在輸出上。 本發明簡略敘述 在一新穎之具體實例中，一電感性電源脈波，或電感性 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4C格（2丨0X297公釐） ---------1 裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂

、發明説明（ 蛵濟部中央標隼局貝工消費合作杜印製 反杬之獲得，係利用在切換 ^ . + . 伏兒日日體上游乙電感器及一耦今 碉整之供應電壓側之電感器終端之捕捉二極管。在 排中’切換電晶體必須在捕捉二極管導電時亦導電， 故感應之脈波可輕合至輸出。電源供應以不連續模式操 作。切^晶體以外之裝置必須啓動捕捉二極管之導電以 將：感K更負〈終端接地，則電感性脈波可經由電晶體 至’、荷冑有一機構將以將供應至調整器之電感器之 電流供應切斷，此係由％返變壓器之繞组將水平回掃脈波 與未=整之電壓（電壓調整器即轉合至該電恩以產生調整 、B+ %壓）相加而成。回掃脈波經由驰返變壓器耦合而加 至未調整I供應電壓會造成輸人電壓之下降。捕捉二極管 (導毛將甩壓柑位至低於地，而開始一電感性脈衝。捕捉 -極g僅在回知期間導電，而切換電晶體在回掃之前已關 閉，此時一新脈波寬度調變期間開始。 根據本發明裝置之電源供應包括：一未調整之dc電壓 源，水平偏轉電路供將一電感性之馳返脈波自馳返變壓 器之第一繞組耦合至驰返變壓器之次級繞組，第二繞组耦 。至未凋整之DC電壓；—開關具有一輸入終端，一控制 终端及一輸出終端，輸出終端則耦合至第一繞組，此開關 以可變（工作週工作以在輸出終端產生一調整之DC電 壓，一電感器及二極管具有一共同接點耦合至次級繞組， 電感器則耦合至開關之輸入終端；及改變開關之工作週之 裝置，響應一代表由調整tDC電壓而激勵之負荷之改變 之回授信號。 6- ( cns 210x297'^ r ---------『裝— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) *訂 .1-»

- - I - I 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印製 A7 __B7_五、發明説明（4 ) 在另一新穎裝置中，切換電晶體之閘驅動電路提供一得 自相加之掃描及水平掃描信號之回掃部分之閘驅動電壓。 回掃脈波將第一電容器充電，而同一掃描信號之掃描脈波 則轉移電荷至第二電容器，而提供了切換電晶體之閘驅 動。脈波寬度調變器與電流吸收開關與水平同步脈波同步 操作以重覆關閉切換電晶體以響應可變負荷回授信號。 根據本發明裝置之電源供應包括：一未調整之DC電壓 源；一開關具有輸入終端，一控制終端及一輸出終端，此 開關工作於一可變工作週以產生調整之DC電壓於輸出； 水平偏轉電路將驰返脈波自驰返變壓器之第一繞组耦合至_ 驰返變壓器之次級繞組，輸出終端耦合至第一繞組，次1一 繞组則耦合至未調整之DC電壓，及至輸入終端；第一電 容器被未調整之DC電壓及驰返脈波所充電；第二電容器 被第一電容器所充電，並供應一驅動電壓至控制終端；及 一裝置供改變開關之工作週以響應代表由調整之DC電壓 所激勵之負荷改變之回授信號。 圖説簡單説明 圖1爲部分爲方塊圖之電路圖，圖解顯示本發明之切換 電源供應調整器。 ♦ 圖2，3爲波形，有助於解釋圖1中電路之操作之波形。 較佳具體實例之詳細敘述 圖1中，自國内電源20之AC由橋整流器22加以整流並耦 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •Γ 裝 -丁 ，-'° __ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐） A7 A7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印策 B7 五、發明説明（5 ) 合至電容器C1以使其充電，以提供一 DC驅動電壓，即未 調節之B+電壓（RAw B+)，如110 V- 170 V之電壓加至驰返變 壓器之繞組W2。一切換調節器3 0經由切換電晶體Q1輕合 至繞組W2之另一終端，因而提供一 uo v之調節後B+電壓 (REG B+) ’耦合至驰返變壓器之另一初級繞組wi ^水平輸 出電晶體Q2耦合至繞組W1之另一終端，並由一水平驅動 電路28之輸出信號所驅動。在電視之操作模式中，水平輸 出電晶體Q2之工作後將加一驰返脈波至繞組wi，並激勵 一偏轉電路（DEFL) 29，該電路包括水平波束偏轉線圈，經 由一極體及串聯電容器耦合至水平輸出電晶體q2以提供一 水平掃描頻率之鋸齒波電流。驰返變壓器之次級繞組提供 所需之不同電壓以驅動操作模式負荷。 一回授乜號與由誤差放大器33之參考相比較，該放大器 包括一脈波寬度調變器（PWM)控制35及一電晶體開關q3。 脈波寬度調變器35之工作與水平同步脈波同步，因此，可 由來自驰返變壓器次級繞組W3之馳返脈波，H〇r SYNC所 控制。其他與水平同步信號同步之信號包括水平同步信號 本身亦可利用。 . 回授信號可直接由調節後DC電壓而產生，或者間接由被 調整之DC電廢所激勵之負荷而來。圖1中，實線π代表在 接點J3及接點J4間之回授路徑，以直接監視調整後tDC電 壓。虛線40代表另一回授路徑，連接在次級供應％導出之 驰返與接點J4之間，此接點可用以替連接39。導出之次級 供應36含有一次級驰返變壓器繞組W4，以供應驰返脈波以 本紙張尺度適用中國國家揉iM CNSl A⑽技7Ti〜w; (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂 經濟部中央標準局®:工消費合作社印裝 A7 __________ B7五、發明説明（6 ) --- 整流二極體臟電容器C6,此二者則激勵負荷38。 兩種情況下，驰返電壓可由電阻器似及尺9組成之分壓器 予以換算’電阻値視被監視之電壓範圍而定。誤差放太器 33足輸出由R1耦合至.電晶體^丨之閘，用以調節在每一水平 期間切換電晶體Q1保持導電之時間長度。當功率消耗增 加，電晶體Q1在週期中導電—短暫時間，因而調節了供應 電壓，包括調節之B+電壓。 驰返變壓器1繞組W2由串聯之整流器二極體仍及電感 器L1耦合至電晶體（^之源終端。電感器1^安排用以提供— 電感性脈衝。一箝位二極體或捕捉二極體D6耦合至電感器 L1之一終端以將在終端之電壓不致較一前向偏壓二極體電 位降更負之地步。 通常在一反向調整器中，在切換電晶體之漏或射極備有 一電感器，當電晶體導電時，電感器被激勵，而當電晶體 不導電時，提供一電感性脈衝，電感器自光電之電感器之 崩潰電場之反電動勢繼續提供電流至輸出。但根據本發明 之特性，電感器L1係備於電晶體Q1之源側。電感性脈衝由 驰返脈波所提供，該脈波係自繞组w丨耦合至繞組以提 供一低走向脈波，而造成捕捉二極體D6之導電。此舉使一 極體D6之陰極箝位至大約_〇.7 V，並將此電感器u之電签 加至電晶體Q1之源終端。 在驰返變壓器之繞組W2上之未調整之b+電壓與負的回择 脈波相加，並耦合至二極體〇5，提供一大於未調整之B咖 恩之電壓VI ’因爲加至繞組W1之水平信號之掃描部分與 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（2丨0><297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -ΙΛ r ,裝·

It -Γ 第85111571號專利申請案 中文説明書修正頁(86年8月）

五、發明説明（7 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 未調整之B+相加起來之故。RAW B+電壓及在繞組W2及二 極體D5之陽極之接點J1之電壓VI如圖2所示。電壓VI之脈 波之l/fH期間係自繞组W1耦合之驰返脈波而來。 在二極體D5之陰.極及D6陰極之接點J2之電壓V2可認爲是 新B+電壓。電壓V2未被電容器濾波，故電壓V2在回掃時將 降低，即造成捕捉二極體D6在負驰返脈波時導電。圖3顯 示電壓V2及電流i2與電壓VI之關係，較圖2爲擴之比例。 閘驅動電路包括一儲存電容器C2，其被齊納二極體CR1 保持在預定之最大電壓，即9. IV。電阻器R3在電視關閉時 提供閘充電，但仍耦合至主電源20，故MOSFET電晶體Q1 仍然導電。當電晶體Q1以電視之正常掃描模式導電時，誤 差放大器33之輸出起初甚高，而電晶體Q1由電容器D2經由 電阻器R3提供之電荷而導電。在所需之時間，誤差放大器 33之輸出降低，而電晶體Q1停止導電，閘電荷亦經由電阻 器R1被移去。此電路工作後提供雷荷在電容器C2上，而由 充電電容器C3在捕捉二極體D6傳導時耦合至電晶體Q1之 之閘極，並在回掃期間完畢後未調整B+電壓及回掃脈波之 結合再度上升時，電荷自電容器C3轉移至電容器C2。 當t晶體Q1關閉時，電晶體Q3經由電阻器R1及R7將閘電 荷移去。當電晶體Q3關閉時，電荷被供至電晶體Q1之閘。 在電感性脈衝期間，電容器C3經由二極體D8及電阻器R2充 電。電容器C3上之電荷在回掃期間完畢後，未調整之B+電 壓上升時經由二極體D7轉移至電容器C2。齊纳二極體CR1 調節電容器C2上之電壓至9.1 V。 1 -10 - 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 請 先 閲 •5 背 冬 I 事 項 再 寫 本 頁 319941 A7 ___B7 五、發明説明（8^ — : — ~:-—~~~ —缓衝器電路26被耦合至電晶體Qle電阻器則及電容器 C4彼此串聯於漏極終端及電流過荷電阻器R4之間，並與電 晶體Q1之源争聯。電容器C5耦合至源及漏極之間。電阻器 R5保護電晶體Q1之閘。一個電容爲22〇 ^之電容器可跨耦 合至每一二椏體07及D8以抑制射頻干擾。 本發明利用一新穎之反向轉換器裝置以提供閘驅動裝 置’其中之電感器L1爲開開Q1之上游，自驰返繞組界2之 回掃脈波操作後可起動箝位或捕捉二極體D6之導電，以產 生一電感性脈衝。本發明尚能提供一驅動電壓於電容器C2 上以供給開關Q1之控制終端，例如MOSFET之閘極，其方 式爲被充電之電容器C3，再放電以使電容器C2充電之合作 行動來達成。 經濟部中央梯準局員工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 侃Jll571號專利申請案 $ 中文申請專利範圍修正本(86年8月^—^----

   六、申請專利範圍 ' 吼年 ι_ 一種電源供應器，包括^一·一-- —未調整之DC電壓源； —水平偏轉電路供自一驰返變壓器之第一繞組電感 性核合驰返脈波至該驰返變壓器之第二繞组，該第二 繞組則耦合至該未調整之DC電歷·; 一開關有一輸入終端，一控制終端及一輸出終端， 該輸出終端耗合至第一繞組，及該開關以一可變之工 作週工作以產生一調節之DC電壓於該輸出終端； 一電感器及一個二極體將其共同接點耦合至該第二 繞组’該電感器尚耦合至該開關之輸入終端；及 供改變該開關之工作週之裝置以響應一代表由調節 後之DC電壓激勵之負荷之改變的回授信號。 2_根據申請專利範圍第！項之電源供應器，尚含： 第一電容器由未調節之DC電壓及該驰返脈波充電； 及 第二電容器由第一電容器所充電並供應一驅動電蜃 至該控制終端」該驅動電壓由該改變工作週期之裝置 .之操作而放電。 3. 、根據申請專利範圍第2項之電源供應器，其中該第二 電容器耦合至該調節之DC電壓。 4. 根據申請專利範圍第2項之電源供應器，其中該第— 電容器在回掃期間被充電，該第二電容器在回掃期間 之末時被充電。 5. 根據申請專利範圍第4項之電源供應器，其中該改變

   本紙張尺度適用中國國家棵準（CNS ) A4規格（210X297公羡 B8 C8 D8 319941 ‘申請專利範圍 工作週之裝置決定何時該驅動電壓被放電。 6·根據申請專利範圍第5項之電源供應器，其中該改變 忒工作遇之裝置包含—脈波寬度調變器，其與水平同 步脈波同步操作。 7.根據申請專利範園第2項之電源供應器，尚包括一齊 納二極體耦合至該調節之DC電壓及至該控制終端以調 節該驅動電壓。 8_根據申請專利範圍第1項之電源供應器，其中該二極 體耦合至共同接點與地之間。 9. 一種電源供應器，包括： 一未調節之DC電壓源； 一開關有一輸入終端，一控制終端及一輸出終端， 該開關以一可變之工作週操作以產生一調節之DC電壓 於該輸出終端； 一水平偏轉電路供自一驰返變壓器之第一繞組噴感 糕合一驰返脈波至驰返變壓器之第二嬈組'，該輸出終 端耗合至該第一繞组，及該第二繞組耦合至未調節之 DC電壓及至該輸入終端； •第一電容器由未調節之DC電壓及該驰返脈波所充電 » 第二電容器由第一電容器所充電及供應一驅動電壓 至該控制終端；及 改變該開關之工作週之裝置，其以重覆將該驅動電 壓放電以響應一代表由調節之DC電壓所激勵之負荷變 -2 - 本紙張尺皮適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2ΐ〇χ297公着） 請 先 W 背 A 之 注 意 事 項 再 旁 經濟部中央揉準局員工消費合作社印31 319941 ?88 _ D8 ---~~~~———-------- 六、申請專利範園 ' 化之回授信號。 瓜根據申請專利範圍第9項之電源供應器，尚包括一電 感器及二極體，其有一共同接點耦合至第二繞组，該 電感器尚耦合至該開關之輸入終端。· 11. 根據申請專利範圍第10項之電源供應器，其中該二極 體耦合至該共同接點與地之間。 12. 根據申請專利範圍第9項之電源供應器，其中第一電 容器在回掃期間被充電，該第二電容器在回掃期間末 被充電。 13. 根據申請專利範圍第12項之電源供應器，其中第二電 容器耦合至該調節之DC電壓。 14. 根據申請專利範圍第9項之電源供應器，其中該改變 工作週期之裝置包括一脈波寬度調變器，其與水平同 步脈波同步操作.。 15. 根據申請專利範圍第9項之電源供應器，尚包括一齊 纳二極體耦合至調節之DC電壓及至該控制極，以供調 節該驅動電壓？ (請先閲讀背面之注意事項再说寫本頁) 1裝. 訂 經濟部中央揉準局Κζ工消费合作社印策 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2】0Χ297公釐）