TW525337B

TW525337B - Method to start a switching power-supply and said switching power-supply with a starting-circuit

Info

Publication number: TW525337B
Application number: TW090101259A
Authority: TW
Inventors: Martin Feldtkeller; Peter Preller
Original assignee: Infineon Technologies Ag
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2003-03-21
Also published as: WO2001054258A1; KR20020074205A; EP1254504A1; EP1254504B1; DE50100993D1; US6757183B2; DE10002325A1; US20030007367A1; KR100532518B1; WO2001054259A1

Description

525337 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

五、發明說明（1 ) 本發明涉及一種切換式電源供應器之起動方法以及具有起動電路之切換式電源供應器，其中橋式整流器之交流電壓輸入端（其上存在一種交流電壓）經由一個Y-電容器或一種由二個Y ·電容器所構成之串聯電路而互相連接，在橋式整流器之直流電壓輸出端上連接一種由第一電容和一種串聯電路（由第一變壓器之主繞組和可控制之第一開關所構成）所形成之並聯電路，橋式整流器之控制輸入端是與脈衝產生器之輸出端相連接，且一種由第一二極體和第二電容所構成之串聯電路是與變壓器之二次繞組並聯。設置一組種電池或蓄電池來啓動一種切換式電源供應器已爲人所知。但此種習知之啓動該切換式電源供應器所用之方法之缺點是：製作成本較高且電池或蓄電池之耐久性是有限的。本發明之目的是提供一種方法來啓動此切換式電源供應器且提供一種具有此種起動電路之切換式電源供應器，使得技術上只需很少之費用，製作成本低且可確保長時間之耐久性。依據本發明，上述目的以申請專利範圍第1項中之特徵藉由下述方式達成：由Y-電容器所聚集之能量傳送至第二電容且脈衝產生器依據第二電容上可測得之電壓而產生該可控制之開關用之控制脈衝。較佳是：只有當第二電容上之電壓超過第一臨限本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------tr---------ii#· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525337 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2) (threshold)値時，此脈衝產生器才產生該可控制之開關用之控制脈衝。依據本發明之實施形式，可在第二電容上測得之電壓只有當其已達到一可預定之最小値時才可施加至脈衝產生器之電源輸入端作爲電源電壓，以便接通此脈衝產生器。當第二電容上之電壓下降至小於第二臨限値（其小於第一臨限値）時，脈衝產生器不產生該控制脈衝，若脈 ► 衝產生器接通，則其接收第二電容之電流，這樣會使第二電容上之電壓下降。由於第一臨限値（其到達時會產生該控制脈衝）較第二臨限値（低於此値時不產生該控制脈衝）還大，這樣可避免：第二電容上之電壓輕微地下降而開始產生該控制脈衝時該控制脈衝之產生又立刻結束。依據本發明，其裝置是以申請專利範圍第7項之特徵以下述方式來達成：二個Y-電容之共同之連接點經由第二二極體而與第一二極體，第二電容之共同之連接點相 > 連接，一種與第二電容上之電壓有關之信號傳送至脈衝產生器之輸入端，脈衝產生器依據此信號而產生該可控制之開關所需之控制脈衝。依據本發明之實施形式，在第二電容和脈衝產生器之間連接一種配置，其具有第一臨限値偵測器及第二可控制之開關。第一臨限値偵測器係並聯於第二電容以測得此電容之電壓，此臨限値偵測器之輸出是與第二可控制之開關之控制輸入端相連接。此開關使脈衝產生器之電 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）衣--------1T---------^· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525337 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

五、發明說明（3 ) 源輸入端可與第一二極體，第二電容之共同之連接點相連接。臨限値偵測器較佳是具有一種磁滯特性，即，當第二電容上之電壓已到達第一臨限値時，第二可控制之開關被控制成導通；當第二電容上之電壓下降至第二臨限値以下時，則第二開關截止（off)，其中第二臨限値小於第一臨限値。在此種實施形式中當第二開關接通且第二電容上之電壓施加至此脈衝產生器作爲電源電壓時，此脈衝產生器接通以產生各控制脈衝，若第二開關截止，則脈衝產生器亦截止。爲了對第二電容（其在二次電路中用作整平電容）充電，則依據本發明之方法或切換式電源供應器中之設計方式，須連接至少一個電容至切換式電源供應器之橋式整流器之交流電壓輸入端且使此電容所儲存之能量經由二極體而傳送至變壓器之二次繞組上所連接之整平電容器。特別有利的是：在許多切換式電源供應器中由於安全上之原因而使用這些連接至交流電壓輸入端之Y-電容器來儲存能量。只要整平電容器充電至一預定之最小電壓，則此最小電壓即處於脈衝產生器之電源輸入端而使其接通。現在因爲脈衝產生器發送一種切換脈衝至此電源供應器之主繞組中之可控制之開關，則在二次電路中會慢慢地形成此切換式電源供應器之輸出電壓。本發明之方法之一種方式是在變壓器中設置第二二次繞組，其上連接一種由二極體和另一電容所構成之串聯本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------tT---------^· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525337 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

五、發明說明（4 ) 電路，由於此脈衝產生器以時脈驅動，則此另一電容被充電。只要此另一電容之電壓達到一預定之最小値，則整平電容上可測得之輸出電壓處於一種控制此脈波產生器用之控制單元之電源電壓處，使該控制單元接通。切換式電源供應器現在已預備操作且可供應一種已調整之電壓至負載中。本發明中此種切換式電源供應器之起動是以4個步驟達成。在第一步驟中，在橋式整流器之交流電壓輸入端儲存能量且傳送至此切換式電源供應器之二次側之電容。在第二步驟中，若傳送至此電容之能量（即，電容上之電壓）到達一可預定之第一最小値時，則脈波產生器接通。在第三步驟中，由於已接通之脈波產生器而使切換式電源供應器之輸出電壓慢慢地到達額定値。最後，若此切換式電源供應器之輸出電壓已到達一可預定之第二最小値時，則在第四步驟中使控制此脈波產生器用之控制單元接通。在起動此切換式電源供應器時因此是依序使脈波產生器及控制其所用之控制單元接通。本發明之方法及切換式電源供應器以下將依據圖式來詳述。圖式簡單說明：第1圖本發明之第一實施例。第2圖本發明之第二實施例。第3圖本發明之第三實施例。在第1圖所示之第一實施例中，橋式整流器BR (其本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

525337 A7 ____ B7 五、發明說明（5 ) 上施加一種父流電壓uw，例如，主電流電壓）之交流電壓輸入端經由三個電容C2、C3和C4所構成之串聯電路而互相連接。此二個電容C2和C4是所謂Y電容器。二極體D3並聯至電容器C3。橋式整流器BR之直流電壓輸出端經由變壓器TR1之主繞組L1和電容C5所構成之串聯電路而互相連接。橋式整流器B R之直流電壓輸出端（其上連接電容C5 )是處於主繞組側之接地電位，另一直流電壓輸出端（其上連接主繞組L 1 )經由可控制之開關T1 (較佳是場效電晶體）而與主繞組側之接地相連接。由二極體D1和電容C1 (其作爲整平電容用）所構成之串聯電路並聯至此變壓器TR 1之二次繞組L2。此二個電容C2和C3之共同之連接點經由二極體D2而與二極體D 1，電容C 1之共同之連接點相連接。電容 C 1，二次繞組L2之共同之連接點是在二次側之接地電位處。電容C 1，二極體D 1之共同之連接點經由可控制之開關T3 (例如，pnp電晶體）而與脈衝產生器PS之電源輸入端相連接，PS之另一電源輸入端處於二次側之接地電位處且PS之控制輸出端是與可控制之開關T 1之控制輸入端相連接。臨限値偵測器SD 1 (其控制輸出端是與可控制之開關T3之控制輸入端相連接）並聯至電容C1。變壓器TR1具有第二二次繞組L3，一種由二極體D4和電容C6所構成之串聯電路同樣是並聯至第二二次繞組，就像第一二次繞組一樣。臨限値偵測器SD2 (其輸出是與一可控制之開關T5之控制輸入端相連 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------tr---------^* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525337 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _____B7_ 五、發明說明（6 ) 接，T5可以是pnp電晶體）並聯至電容C6。此開關T5 使脈衝產生器PS之電源輸入端可與控制單元// P之電源輸入端相連接，# P之另一電源輸入處於二次側之接地電位處。此控制單元# P例如是一種微控制器。Μ p之控制輸出端Ρ 1是與PS之控制輸入端相連接。爲了可明確地說明本發明切換式電源供應器之第1圖中之第一實施例，則首先探討主繞組和二次繞組之能量 > 情況。交流電壓UW施加至此種由三個電容C2、C3和C4所構成之串聯電路。電容C2和C4是所謂Υ-電容，其由於安全原因須符合高的需求且其電容之和（sum)不可超過 4.7nF。此二個Y電容C2、C4共同之連接點處於二次側之接地電位，但在本發明之此實施例中此電容C 3介於此二個Y-電容C2和C4之電容値例如分別爲2nF。在廣範圍之切換式電源供應器（其適用於90至270V之主電流電壓）中，流經Y-電容C2、C4之電流不考慮電容C3 I 時在主電源頻率是5 0HZ時是

I = (C · U)/t = (2nF · 90V · V^)/20ms=13uA 在起慮中種損耗時，流經Y-電容C2、C4之電流Iy 實際上是10uA。閘極電容是InF且切換頻率是20KHZ之MOS場效電晶體之控制電流Is在閘極電壓1 0V時是：

Is = (lnF-10V)/50us = 200uA

因此，在閘極電容只有InF以及切換頻率只有20KHZ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂---------線 4Ρ· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525337 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（7 ) 時，所需之電流即成爲Y-電容上所可輸送之電流之20 倍。爲了使第一控制脈衝可由二次側傳送至主繞組側（或稱一次側），則流經Y-電容C2和C4之較小之電流Iy 須聚集成較大之能量。爲了使MOS場效電晶體（其用作可控制之開關）之控制電流Is適應於此種流經Y-電容器C2、C4之電流Iy，則切換頻率須下降至1KHZ。但 ► 切換式電源供應器之起動以此種低頻來進行是不可能的。但若聚集足夠之能量以傳送第一控制脈衝時，則藉由此種控制脈衝之傳送可使大很多倍之能量由變壓器TR1 傳送至二次側。此控制脈衝之能量Es依先前之假設是：

Es = 0.5-C-U2 = 0.5-10nF-(10V)2 = 0.5uWs 功率100W且切換頻率是20KHZ之切換式電源供應器之變壓器可儲存之能量Etr是 ^ Etr=100W/20KHZ = 5 000uWs 能量Etr對Es之比（ratio)是

Etr/Es = 5 000uWs/0.5uWs = 1000 在此控制脈衝所需之能量已儲存且此控制脈衝已發送之後可重新獲得大1 0000倍之能量。此種能量亦可經由一種磁通轉換器來傳送。流經此二個Y-電容C2和C4之交流電流由此二個二極體D 2和D 3所整流且使二次側之電容C 1充電，電容本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525337 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

A7 _____B7 五、發明說明（8 ) C 1可儲存能量以產生第一控制脈衝。若電容C1値選擇成luF且充電至電壓10V，則最大充電時間11是： tl = (Cl-U)/I = (luF-10V)/10uA=ls 但一秒之等待時間是可接受的。電容C 1中所儲存之能量EC1是 EC1=0.5-1uF-(10V)2 = 50uWs EC1對Es之比値是 ECl/Es = 50uWs/0.5uWs = 100 即使在考慮此變壓器TR1中所估計之較高之傳送損耗時仍有足夠之能量可供使用以產生且傳送第一控制脈衝-由於EU/Es= 10000非常高，則可確保此種起動之持續性。流經Y-電容C2和C4之交流電流由二極體D2和D3 所整流。以此種方式所產生之直流電流對電容C 1進行充電，此電容適合以電解質電容製成。電容C3 (其介於此二個Y-電容C2、C4之間）在Y-電容C2和二次側之接地之間形成高頻連接。此二個Y-電容C2和C4之去干擾功能因此可保持著。只要此臨限値偵測器SD 1在電容C 1上偵測至一種電壓（其到達第一臨限値或該可預定之最小値），則此偵測器SD 1使此可控制之開關T3閉合，使脈衝產生器PS 被供應以電壓而發出該切換脈衝至可控制之開關T 1，以便使開關T1斷開或閉合。藉由可控制之開關T1之週期 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） —;-------110^--------tr---------#· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525337 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

五、發明說明（9 ) 性動作，則能量由變壓器TR1之主繞組側傳送至二次側，使切換式電源供應器之輸出電壓慢慢地在電容C 1 上形成。由於能量由一次繞組L1傳送至變壓器TR1之第二二次繞組L3，則電容C6同樣被充電。只要臨限値偵測器SD2偵測到電容C6上之電壓（其大於一可預定之第二最小値），則可控制之開關T5閉合，以便供應電壓至此控制單元μ P。此控制單元// P控制此脈衝產生器。此切換式電源供應器之起動過程因此結束。臨限値偵測器較佳是具有一種磁滯特性，只有當第二電容上之電壓下降至小於第二臨限値（其小於第一臨限値）時，此臨限値偵測器使可控制之開關Τ3截止 (off)。在此開關Τ3接通時，此脈衝產生器之電壓可由第二電容C2所供應，於是在接通之後短時間之內會使第二電容上之電壓下降。由於第二臨限値（其決定各截止點）小於第一臨限値（其決定各導通點），則可防止：開關T3接通之後此電容上之電壓下降時此開關T3 又立刻關閉而使脈衝產生器之電壓供應中斷。在第1圖之實施例中，由臨限値偵測器SD 1和開關 T3所形成之配置在脈衝產生器之電源輸入端提供一種與第二電容C1上之電壓有關之信號，此信號用來供應電壓至脈衝產生器且等於電容C1上之電壓，若此電壓超過第一臨限値時。第2圖之實施例在一次側之構造是與第1圖者相同。橋式整流器BR之交流電壓輸入側（其上施加交流電 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------tT---------ii* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525337 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（Η)) 壓UW )經由三個電容C2、C3和C4所形成之串聯電路而互相連接。此二個電容C2、C4作爲去干擾用之所謂 Υ-電容。二極體D3並聯至電容C3。電容C3和二極體 D3之共同之連接點是在二次側之接地電位處。電容C5 並聯至橋式整流器BR之直流電壓輸出端，此BR之一個直流電壓輸出端位於一次側之接地處，而此BR之另一直流電壓輸出端經由變壓器TR 1之一次繞組L 1而與 ► 場效電晶體Τ1之汲極連接，此Τ1之源極處於一次側之接地電位。由二極體D 1及電容C 1所構成之串聯電路並聯至變壓器TR1之第一二次繞組L2。L2和電容C1之共同之連接點處於二次側之接地電位處。此二個電容C2、 C3之共同之連點經由二極體D2而與二極體D1和電容 C1之共同之之射極-集極-區段以及二個串聯之二極體 D5和D6而與脈衝產生器PS之電源輸入端相連接，PS 之另一電源輸入端處於二次側之接地電位。由電阻R 1、 R2所構成之分壓器並聯至電容C 1，其中央測定點是與 I 電晶體Τ2之基極相連接且經由電阻R4而與電晶體Τ3 之集極相連接。Τ3之基極經由電阻R3及電晶體Τ2之集極-射極-區段所構成之串聯電路而處於二次側之接地電位處。由二極體D4和電容C6所構成之串聯電路並聯至變壓器TR1之第二次繞組L3。L3和電容C6之共同之接點處於二次側之接地電位。由電阻R5和R6所構成之分壓器並聯至電容C6，此分壓器之中央測定點是與電晶體Τ4 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525337 Α7 _____Β7 五、發明說明（u) 之基極相連接。T4之射極處於二次側之接地電位，T4 之集極經由電阻R8而與電晶體T5之基極相連接。PS 之一個電源輸入端經由T5之射極-集極·區段而與穩壓器 S之輸入端相連接，S之輸出端是與控制單元// p，紅外線放大器IR之電源輸入端相連接。Μ P (其可爲微處理器）及紅外線IR之另一電源輸入端處於二次側之接地電位處。// Ρ之控制輸出端是與PS之控制輸入端相連 ► 接’ PS之脈波輸出端經由電阻R7和電容C7所構成之 RC元件而與變壓器TR2之一次繞組L5之一個接點相連接，L5之另一接點處於二次側之接地電位。變壓器TR2 之二次繞組L4之一個接點處於一次側之接地電位，L4 之另一接點是與MOS場效電晶體Τ 1之閘極相連接。由電阻Rl、R2所構成之分壓器以及電晶體Τ2、電阻 R3、R4形成一種臨限値偵測器SD 1，而臨限値偵測器 SD2由電阻R5、R6所形成之分壓器、電晶體Τ4、電阻 R8所構成。 t 電阻R 1和R2所構成之分壓器是高歐姆的，此分壓器因此只使流經Υ-電容C2和C4所提供之電流之一小部份導流至二次側之接地中。若電容C 1上之電壓已到達該可預定之最小値，則電晶體Τ2導通，使該切換電晶體Τ3獲得一種基極電流且因此同樣可轉換成導通狀態。由於該切換電晶體Τ3之集極上所升高之電壓經由電阻R4而回授至電晶體Τ2之基極，則此二個電晶體 Τ2、Τ3現在完全接通。爲了不影響此種回授作用，則此 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525337 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（！2) 脈波產生器首先須藉由此二個二極體D5、D6之前向電壓而保持無電流狀態。只有當電晶體T3之集極處之電壓克服此二個二極體臨限電壓時，電源電壓才供應至脈衝產生器PS且此PS經由R7和C7所構成之RC元件而發出第一接通脈衝至變壓器TR2之一次繞組L5。藉由變壓器TR2之二次繞組L4中所感應之電壓（其施加至 T1之閘極）而使此切換電晶體T1接通。此脈波產生器 > PS決定此種接通脈衝之存在期間。在接通脈衝存在期間此種由橋式整流器BR所提供之直流電壓施加至電容C5 (其較佳是電解質電容）。由於MOS電晶體T1已導通，則此電壓亦施加至變壓器TR 1之一次繞組L 1。須選取此變壓器TR 1之二次繞組L2之繞組方向，使形成一種前向轉換器。電容C 1現在經由二次繞組L2所提供之流經二極體D 1之電流又被充電。流經二極體D 1之充電電流是與橋式整流器BR上之交流電壓UW之値及變壓器TR 1之一次繞組L 1、二次繞組L2之間之耦合度有 _ 關。可設置一種電阻或一種具有自激（f r e e r u η n i n g)二極體之抗流圈來限制電流。第一二次繞組L2是以前向轉換器構成，且第二二次繞組L3是以反向轉換器構成，因爲在此種組態中在由二次繞組L3和二極體D4所構成之反向轉換器上之二次電壓較小時此電容C 1仍可立刻充電。這樣所具有之優點是：電容C1上之電壓大於脈衝產生器PS操作時所需之最小値。依據MOS場效電晶體T1所需之接通脈衝，則變壓器 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525337 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

五、發明說明（13) TR1使其磁能經由第二二次繞組L3及二極體D4而發送至電容C6，其就像電容C 1 一樣最好以電解質電容構成。由仿二次繞組L3 (其以反向轉換器構成）之繞組方向是與第一二次繞組L2相反，則電容C 1現在主要是藉由脈衝產生器PS之操作電流而放電，此操作電流流經電晶體T3及二極體D5和D6。若脈衝產生器PS上之電源電壓下降至小於一種可預設之臨限値，則脈衝產生器 PS發送下一個接通脈衝至MOS電晶體T1。藉由此種措施，則電容C1上之電壓持續地保持較該預設之最小値還大。脈衝產生器PS之特定電流消耗及接通脈衝之寬度決定了頻率之大小。須選取該接通脈衝和週期大小之間之任務週期比値（duty ratio)，使變壓器TR1直至下一個接通脈衝都具有足夠之時間來去磁。由於TR1之第二二次繞組L3之反向轉換功能，則電容C6通常又被充電，直至C6上之電壓已達該可預設之最小値，此時電晶體T4轉換成導通狀態。變壓器TR 1之去磁時間隨著電容C6上之電壓上升而縮短。已導通之電晶體T4經由電阻R8使電晶體T5之基極處仿二次側之接地電位處，電晶體T5因此導通且此種在二極體D6和脈衝產生器 PS之其中一個電源輸入端之共同連接上所形成之電壓施加至穩壓器S之輸入端。該控制單元// p以及紅外線放大器IR因此都可得到一種穩定之電源電壓。只有在PS 接通之後此// P才接通，這樣所具有之優點是：在起動之第一部份之期間中此電流消耗量是很少的，該切換頻 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂---------線II (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525337 X-

JL 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 發明說明（Μ) 率因此夠低，以便有足夠之時間使變壓器TR 1去磁。若此控制單元// P只需很小之電流，則不需電阻R5、 R6、R8以及電晶體T4和T5。若以CMOS技術設置微處理器（無橫向電流）作爲控制單元（// P)，則以延遲方式釋放（release)此振盪器亦是可以的，若此振盪器不是立刻以延遲方式振盪時。控制單元// p接通，起動且控制此脈衝產生器PS。若控制單元// p由紅外線放大器IR接收一種相對應之接通命令時，則此μ P在起動之後可控制所有操作模式之切換式電源供應器。否則此切換式電源供應器例如可保持在待機（standby)狀態中。因爲TR1之第一二次繞組L2及二極體D1形成一種前向轉換器，則可形成此種待機-操作，使電容C 1上之電壓由// P所調整而和此電源供應器之輸入端上之交流電壓UW無關，由第二二次繞組L3和二極體D4所構成之反向轉換器上之電壓則大大地下降。藉由此種方式可在待機-操作中有利地提高效率。第3圖是本發明另一實施形式，其與第1圖之不同處是：脈衝產生器之選取及電壓經由電容C1而傳送至脈衝產生器PS。在前述之實施例中，PS依據第二電容C1 上之電壓而連接至第二電容C 1，以確保電壓供應及電流供應。脈衝產生器若開關T3閉合時可以只接收電流。反之，第3圖之脈衝產生器PS2具有第一輸入端E1 及第二輸入端E2，其中E1用作電源輸入端，E2用作電 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂---------線» (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525337 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

A7 _B7 五、發明說明（15) 壓偵測輸入端。二極體D 1和電容C 1之共同之節點在本實施例中直接連接至二個輸入端El、E2。依據此種施力口至電壓偵測輸入端E2之電壓，則脈衝產生器PS2可具有第一或第二狀態，其中此PS2在第一狀態時不會產生該可控制之開關T 1所用之控制脈衝且經由電壓供應輸入端E 1而接收一種較第二狀態時還小之電流。第一狀態對應於脈衝產生器之待機-狀態。在第二狀態時，此脈衝產生器PS2產生該可控制之開關T1所需之控制脈衝且經由電壓供應輸入端而接收一種較第一狀態還高之電流。第二狀態即爲脈衝產生器PS2之操作狀態。須構成此脈衝產生器，使其當電壓偵測輸入端之電壓超過第一臨界値時由第一狀態轉換成第二狀態；當電壓偵測輸入端之電壓超過第二臨界値時，此脈衝產生器由第二狀態轉換成第一狀態。第二臨限値小於第一臨限値。在本實施例中此種施加至電壓偵測輸入端E2之電壓用作信號，此脈衝PS2依據此信號而產生此開關T1用之控制脈衝。本發明之第一優點是：此切換式電源供應器中所存在之Y-電容可達成第二目的。第二優點是：其它全部之分離式組件可以較低之電壓來操作，使此種電路很適合被積體化。符號說明 BR··.橋式整流器 C1〜C7···電容 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------IT---------i^· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525337 A7 B7 五、發明說明（叫 T1〜T5…開關 L1，L2，L3，L4，L5···繞組 D1〜D6···二極體 // P…控制單元 PS,PS2··.脈衝產生器 TR1，TR2…變壓器 S D 1, S D 2…臨限値偵測器 > R1〜R8···電阻 IR…紅外線放大器 S…穩壓器陴 --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims

525337 六、申請專利範圍 … 第90 1 0 1 259號「切換式電源供應器之起動方法及具有起動電路之切換式電源供應器」專利案 (92年1月修正）六、申請專利範圍： 1. 一種切換式電源供應器之起動方法，其中橋式整流器（BR )之交流電壓（AC )輸入端（其上施加交流電壓 (UW))經由Y-電容或經由二個Y-電容（C2,C4)所構成之串聯電路而互相連接，橋式整流器（BR)之直流電壓輸出端上連接一種由第一電容（C5)及一種串聯電路（由變壓器（TR1)之一次繞組（L1)及第一可控制之開關（T1)所構成）所形成之並聯電路，此開關（T1) 之控制輸入端是與脈衝產生器（PS;PS2)之輸出端相連接，一種由第一二極體（D1 )和第二電容（C1 )所構成之串聯電路並聯至第一變壓器（TR1)之二次繞組 (L2)，其特徵爲：能量在AC輸入端由Y-電容（C2，C4)所儲存；該能量傳送至第二電容（C1)，其提供該切換式電源供應器之輸出電壓；脈波產生器（PS )依據第二電容（C1 )上之電壓切換成導通而產生脈衝以驅動該可控制之開關（T1 )，若脈波產生器（PS )導通，則第二電容（C1)上之輸出電壓增大。 2. 如申請專利範圍第1項之起動方法，其中脈衝產生器（PS ;PS2)產生各控制脈衝，若此種可在第二電容 525337 六、申請專利範圍 (ci)上測得之電壓超過第一臨限値時。 3. 如申請專利範圍第1或第2項之起動方法，其中若此種可在第二電容（C 1 )上測得之電壓未超過第二臨限値時，則此脈衝產生器（PS;PS2)不產生該控制脈衝。 4. 如申請專利範圍第1項之起動方法，其中只有當此種可在第二電容（C1 )上測得之電壓已到達第一可預設之最小値時，此電壓才施加至脈衝產生器（PS )之電源輸入端。 5. 如申請專利範圍第1 項之起動方法，其中在控制該脈衝產生器（PS )用之控制單元（// p )上在脈衝產生器 PS接通之後一可預設之期間存在著該電源電壓。 6. 如申請專利範圍第5項之起動方法，其中藉由第一變壓器（TR1)之第二二次繞組（L3)(其並聯一種由第三二極體（D4)和第三電容（C6)所形成之串聯電路）而在第三電容（C6)上產生一種電壓，此種可在第二電容（C 1 )上測得之電壓存在於控制單元（μ p )上，若第三電容（C6)上之電壓已到達第二可預定之最小値時。 7. —種具有起動電路之切換式電源供應器，其橋式整流器（BR )之交流電壓輸入端（其上施加交流電壓（UW ) )經由Y-電容或經由二個Υ-電容（C2，C4)所構成之串聯電路而互相連接，橋式整流器（BR)之直流電壓

525337 六、申請專利範圍輸出端上連接一種由第一電容（C5 )及一種串聯電路 (由變壓器（TR1 )之一次繞組（L1 )及第一可控制之開關（T1 )所構成）所形成之並聯電路，此開關（T1 )之控制輸入端是與脈衝產生器（PS;PS2)之輸出端相連接，一種由第一二極體（D1)和第二電容（C1)所構成之串聯電路並聯至第一變壓器（TR1 )之二次繞組（L2) 其特徵爲：此二個Y-電容（C2，C4)之共同之連接點經由第二二極體（D2)而與第一二極體（D1 )，第二電容（C1)之共同之連接點相連接，一種與第二電容 (C 1 )上之電壓有關之信號傳送至脈衝產生器（PS ; PS2 ) 之輸入端。 8. 如申請專利範圍第7項之切換式電源供應器，其中在第二電容（C1)上連接一種配置（其具有第一臨限値偵測器（SD1 )及第二可控制之開關（T3))，第一臨限値偵測器（SD1 )並聯至第二電容（C1 )以測得第二電容（C1 )上之電壓，SD1之輸出端是與第二可控制之開關（T3.)之控制輸入端相連接，T3使脈衝產生器 (PS)之電源輸入端可與第一二極體（D1)和第二電容 (C 1 )之共同之連接點相連接。 9. 如申請專利範圍第7或第8項之切換式電源供應器，其中第一變壓器（TR1)具有第二二次繞組（L3)，由第三二極體（D4)和第三電容（C6)所構成之串聯電路 525337 六、申請專利範圍並聯至L3，且第二臨限値偵測器（SD2 )並聯至第三電容（C6)，SD2之輸出端是與第二可控制之開關（T5) 之控制輸入端相連接，T5使脈衝產生器（PS)之電源輸入端可與控制單元（// p )之電源輸入端相連接’ // P之控制輸出端是與脈衝產生器（PS )之控制輸入端相連接。 10. 如申請專利範圍第7項之切換式電源供應器，其中在第一和第二Y-電容（C2，C4)之間連接一種由第四二極體（D3)和第四電容（C3)所構成之並聯電路。 11. 如申請專利範圍第 8項之切換式電源供應器，其中在第二可控制之開關（T3 )和脈衝產生器（PS )之電源輸入端之間連接至少一種第五二極體（D5，D6)。 12. 如申請專利範圍第7 或8項之切換式電源供應器，其中脈衝產生器（PS )之控制輸出端經由一種第五電容（C7)，第一電阻（R7)所構成之RC元件而與第二變壓器（TR2)之一次繞組（L5)相連接，TR2之二次繞組 (L4)是與第一可控制之開關（T1 )相連接。 13·如申請專利範圍第1 2項之切換式電源供應器，其中橋式整流器（BR )之一個直流電壓端，第一可控制之開關（T1 )之~個接點以及第二變壓器（TR2 )之二次繞組（L4 )之一個接點是在一次側之接地電位處；第四電容（C3)’第四二極體（D3)之共同之連接點，第二變壓器（TR2)之一次繞組（L5)之一個接點，第一變壓 525337 六、申請專利範圍器 (TR1 )之第一及第二二次繞組（L2，L3) 之一個接點是處於二次側之接地電位處。如甲三主 m 專利範圍第7 項之切換式電源供應器，其中須之BB m 取第一變壓器（TR1 )之第一二次繞組 (L2)之繞組方向 5 以形成一種前向轉換器。 15.如串三主 δ円專利範圍第 7或14項之切換式電源供應器其中第一變壓器（TR 1 )之第二二次繞組 (L3)之繞組方向是與TR1之第一二次繞組（L2)之繞組方向相反，以形成一種反向轉換器。 16.如串 5虫 δ円專利範圍第 7或8項之切換式電源供應器其中在二個Y-電容（C2，C4)之間連接一種由第四電容 (C3)和第四二極體（D3)所形成之並聯電路，其 — 個接點是在二次側之接地電位處，其另一個接點經由第二二極體（D2)而與第一二極體（D1) ，第二電容 (C1 ) 之共同之接點相連接，由第二和第三電阻 (R1， R2)所形成之第一分壓器並聯至第二電容（C1 ) ，第一變壓器（TR1 )之第一二次繞組（L2) ，第二電容 (C1 )之共同之連接點，第一變壓器（TR1) 之第二二次繞組 (L3)，第三電容（C6)之共同之連接點是在二次側之接地電位處；第一二極體（D1 )和第二電容 (C1 ) 之共同之連接點經由第二電晶體（T3 )之射極-集極- 區段，第五和第六二極體（D5，D6)所構成之串聯電路是與脈衝產生器（PS)之電源輸入端相連接，PS -5- 之另 525337 六、申請專利範圍一電源輸入端是在二次側之接地電位處，第二電晶體（T3)之基極經由第四電阻（R3)和電晶體（T2)之集極-射極-區段所構成之串聯電路而至二次側之接地電位處，電晶體（T2 )之基極是與第二、第三電阻 (R 1，R2 )所構成之分壓器之中間測定點相連接且經由第五電阻（R4)而與電晶體（T3)之集極相連接，脈衝產生器（PS)之一個電源輸入端（其上連接一個第六二極體（D6))經由電晶體（T5)之射極-基極-區段，第六電阻（R8 )和電晶體（T4 )之集極·射極-區段所構成之串聯電路而至二次側之接地電位；由第七、第八電阻（R5，R6)所構成之第二分壓器並聯至第六電容 (C6 )，其中央測定點是與電晶體（T4 )之基極相連接，電晶體（T5)之射極是與控制單兀（/ζρ)；^ —個電源輸入端相連接，ΑΡ之另一個電源輸入端是在二次側接地電位處，// Ρ之控制輸出端是與脈衝產生器（PS ) 之控制輸入端相連接，PS之脈衝輸出端經由RC元件（由第一電阻（R7 )和第五電容（C7 )所構成）和第二變壓器（TR2 )之一次繞組（L5 )所構成之串聯電路而至二次接地電位處，第二變壓器（TR2)之二次繞組 (L4)之一個接點是在一次側接地電位處，L4之另一個接點是與電晶體（Τ1 )(其作爲第一可控制之開關 )之閘極相連接。 17.如申請專利範圍第1 6項之切換式電源供應器，其中 525337 六、申請專利範圍電晶體（T5)之集極是與紅外線放大器（IR)之一個電源輸入端相連接，IR之另一個電源輸入端是在二次側之接地電位處，I R之輸出是與控制單元（μ p )相連接。 18. 如申請專利範圍第1 7項之切換式電源供應器，其中在電晶體（Τ5 )之集極以及控制單元（// ρ )，紅外線放大器（IR)之間設置一種穩壓器（S)。 19. 如申請專利範圍第 9項之切換式電源供應器，其中設有微處理器（// Ρ)作爲控制單元。 20. 如申請專利範圍第 7或8項之切換式電源供應器，其中該起動電路由第二至第六二極體 (D2，D3，D4，D5，D6)，第二至第八電阻 (以，5^2,83，1?4，1^8，1^5,6)以及第三、第四和第五電晶體（T2，T5，T4)以積體電路之形式構成。 21. 如申請專利範圍第7項之切換式電源供應器，其中脈衝產生器（PS2)具有電壓源用之第一輸入端（Ε1) ’ 其連接至第一二極體（D1)和第二電容（C1)之共同之節點。 22. 如申請專利範圍第2 1項之切換式電源供應器’其中脈衝產生器（PS2)具有電壓偵測用之第二輸入端（Ε2) ，其連接至第一二極體（D1)和第二電容（C1)之共同之節點。 23. 如申請專利範圍第21或第22項之切換式電源供應 525337 六、申請專利範圍器，其中脈衝產生器（PS2)依據此種施加至第二輸入端（E2)之信號而具有第一狀態，此時在PS2之輸出端不具有該控制脈衝；或此（PS2)具有第二狀態，此時在P S 2之輸出端有控制脈衝可供使用。