[发明专利]开关模式电源

说明书

技术领域

本发明涉及开关模式电源设备，其具有用于提供辅助输出电压的辅助电路。

背景技术

开关模式电源是通过开关(诸如晶体管)转换电源的电压和电流特性的电路。它们的小尺寸和高能量效率使得它们适合于广泛的各种应用。例如，诸如移动电话充电器和膝上式电源的消费者电子设备通常包括开关模式电源，用于将市电电源的交流电转换为负载要求的直流电。

除转换电压之外，开关模式电源通常被配置为生成用于驱动开关或某种其他部件的低辅助电压。在US 2011/0157919A1中公开了如何生成用于控制切换电压调节器系统的集成电路的电源电压的示例。期望该电压生成是能量有效且廉价地实施。

发明内容

本发明的一般目的是提供一种改进或可替换的开关模式电源设备。具体目的包括提供廉价且能量有效的辅助电路，其为开关模式电源设备的部件或者独立电路(诸如用于发光二极管的驱动器的控制器)提供辅助电压。

本发明通过独立权利要求来限定。在从属权利要求、说明书和附图中阐述了实施例。

根据第一方面，提供了一种开关模式电源设备，包括：主电路，被配置为接收DC输入电压并提供DC输出电压；以及辅助电路，被配置为提供辅助电压。主电路包括：电感器元件，用于提供DC输出电压；切换元件，连接至电感器元件；以及控制器，被配置为在导通状态和非导通状态之间对切换元件进行切换。切换元件被配置为将脉冲直流电流馈送给地电位。辅助电路包括辅助电感器，其被连接以接收脉冲直流电流并且与电感器元件磁性隔离。因此，辅助电感器不磁性地耦合至电感器元件。

通过“脉冲直流电流”，其表示具有可变幅度的直流电流。缩写“AC”和“DC”分别代表“交流电”和“直流电”。辅助电压通常是具有基本恒定幅度的DC电压。DC输入电压通常是整流和缓冲的AC电压。

由于磁性隔离的初级电感器和辅助电感器，上述设备可以使用廉价的初级电感器(诸如鼓芯(drum core)电感器)和小辅助电感器(例如，表面安装设备电感器)来实施。辅助电路可以是简单且能量有效的。

根据设备的一个实施例，主电路和辅助电路连接至公共电位。辅助电感器例如可以连接至地电位和DC输入电压的负极性。将主电路和辅助电路连接至公共电位对于一些应用来说是有利的，因为否则需要适用电平位移器。

根据设备的有利实施例，辅助电路包括：连接至地电位的电容器以及连接至辅助电感器和电容器的二极管，其中，辅助电压是电容器两端的电压。二极管可以是廉价的低压二极管。为了限制辅助电压，齐纳二极管可以与电容器并联。为了减小辅助电路中的振荡，阻尼电阻器可以与辅助电感器并联。

根据设备的一个实施例，电感器元件是电感器。电感器元件由此可以包括单个线圈或绕组。在可替换实施例中，电感器元件是具有两个磁性耦合线圈的变压器。

根据设备的一个实施例，启动电阻器连接至控制器和DC所输入电压的正极性。这可以改进设备的启动特性。

根据设备的一个实施例，辅助电压连接至主电路。可替换地，辅助电压连接至主电路和辅助电路外的负载。

注意，本发明涉及权利要求中引用的特征的所有可能组合。

附图说明

现在将参考示出本发明实施例的附图更详细地描述本发明的该方面和其他方面。类似的参考符号贯穿附图表示类似的元件。

图1示出了开关模式电源设备的实施例的示意性电路图。

图2示出了具有变压器的开关模式电源设备的实施例的示意性电路图。

图3示出了表示操作期间在开关模式电源设备的实施例中的电流流动的示意性电路图。

具体实施方式

以下将参照附图更完整地描述本发明，其中示出了本发明的当前优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来具体化，并且不应解释为限于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了透侧和完整，并且向本领域技术人员完全地传递本发明的范围。