[发明专利]带超大容量电容器的从属稳压器

说明书

本发明涉及电视设备等的电源，该电视设备配有两个电源，两电源的稳压电路耦合成彼此可以相互紧密跟踪，从而确保两电源中一个电源上的电路所驱动的信号线路等能保持在另一电源上的电路的技术要求范围内的电平上。

电视机、录像机等(这里通称为电视设备)，其电路往往在电视设备关机(即不产生光栅显示面)时必须保持通电。例如，需随时通电的电路、时钟和计时器、能通/断切换的遥控器、高级的控制或调谐功能元件、数字存储器等可能全都需要持续获得供电。一般说来，只要电视设备与供电的交流电源接通，这些元件都被供电，并可选择性地用一电池进一步限制时间。

在运行状态下，电视设备可从水平扫描期间工作的水平偏转电路和回扫变压器获得供电。备用电源是为不扫描时(即备用状态下)向备用负荷供电而设的。此外，还可以采用切换式电源，这种电源在运行状态下最好以行频工作，而且在备用状态下能随时工作。切换式电源可在运行与备用工作状态之间切换，适应各种不同的电流要求，而且在备用状态下可切断某些电压输出，即那些接到运行负荷的电压输出。

一般说来，备用电源的变压器的初级线圈不可切换地与设备的电源插头连接，次级线圈与整流器(例如全波电桥)的输入端连接。整流器的输出端连到储能或滤波电容器上，该电容器按变压器的匝数比充电到与交流电源电压相关的未稳压的电压电平。一个稳压器接到滤波电容器上，以调整那些要保持稳定供电的负荷(即备用负荷)上的电源电压。

备用负荷一般说来是一些控制电路，可包括集成电路(IC)，例如微处理器、随机存取存储器等。为不断监视启动信号以便从备用状态切换到运行状态，可设置一个遥控接收器。切换到运行状态时，可以使备用电源不起作用或阻止备用电源来的全部或部分电流。然而，许多电视设备不仅在备用状态时而且在运行状态时也使用备用电源向备用负荷供电。在这种情况下，运行状态负荷(即备用时得不到供电的负荷)由一个或多个分立的电源供电，例如由与水平偏转电路有关的切换式电源供电。

在某些应用场合，大量的数据可存入象SDRAM之类的存储器中。这些数据可由各种源产生。一天中可在几小时内收集电视节目数据好几次。为避免用户在失去交流电源后几个小时得不到数据，希望数据存入存储器的持续时间长到足以应付一般的交流线路故障。

分开供电的这些控制电路是彼此耦合的，因此向某些控制电路而不向其它控制电路提供不同的电源是会出问题的。正常运行时用的数字控制电路可以共用数据保管用的存储器，在正常运行时必须通过公用信号线彼此联络。这需要为数字和存储器而调节电压使电压大致保持相等。然而，这样做会使问题复杂化，原因在于，数字和数据存储器电源的负荷变化很大，而且数据存储器电源即使在数字电源降压到零也必须保持大致稳定。

一个电源，例如5伏的直流电源，可能只须要供应40毫安的电流。同电压的第二个电源可能须要供应多达1安的电流。为两个电源保持相等的稳定电压的现有方案的主要问题在于运行电源的稳压晶体管的基极-发射极电压的变化有200毫伏数量级。

象CMOS集成电路之类的控制电路适合用作快速切换和具有可靠的长期性能。目前广泛使用的是CMOS大规模集成电路，特别是用微处理器控制的电视设备。CMOS电路有这样一个特性，即共同连接的电路是由不同的电源供电，各电源电压的调整是个关键。IC的VDD电源与加到输入端的最高电压之间的差值超过CMOS电路的容限时会产生叫做SCR闭锁的问题，这是因为连到公用通路的第一IC的电源电压在IC的输出端会产生超过连到输入端接到第一IC输出端的第二IC的电源电压的信号所致。这个问题在例如Testin的美国专利5,036,261中讨论过。

Testin的美国专利5,036,261认识到向信号线耦合着的不同集成电路供电的两个电源电压之间变化的问题。该问题通过只配备一个稳压器来解决，未调整过的运行和备用电压在叠加接点处连接，从而得到一个公用电源电压，在运行状态下向运行和备用负荷提供同样的电压。设有一个开关器件，以在备用状态下使运行状态负荷与稳压器断开。未经稳压的运行电源电压获自水平偏转电路，它比未经稳压的备用电源电压高。未经稳压的运行电源电压通过一个在运行状态下正向偏置而在备用状态下反向偏置的二极管耦合到叠加接点处。运行电源在运行状态下实质上比备用电源强，从而使运行电源在水平偏转开始时(除供电给运行负荷外还)代为向备用负荷供电。