[發明專利]環境友好型電源

無效

• 申請號: 200980116810.0
• 申請日: 2009-03-10
• 公開（公告）號: CN102099981A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: D·馬諾爾;P·萊本斯;R·范羅伊
• 申請（專利權）人: 泰克蒂姆有限公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;夏青

技術領域

本發明涉及電源領域，尤其是墻壁插接的AC適配器，尤其是被設計用于提供高的墻壁插接效率和低的待機功率消耗的電源。?

背景技術

由AC市電電源供電的DC電源可能是當今使用的最常見的電源，這種電源用于為諸如移動電話、膝上型計算機的便攜式電子裝置供電，或對電池充電，例如公知的墻壁充電器或適配器或行進轉換器。如果是“高效率”型的，這種電源通常使用整流器電橋，具有電容器輸出，用于儲存和平滑的目的，為開關模式型的DC/DC變換器供電，一般是脈寬調制(PWM)電源，這種電源在其輸出也經過電容器平滑化，以產生調節的低壓DC輸出。盡管與以前可用的線性穩壓電源相比這種電源的效率更高，但近來有一種與環境關注有關的趨勢要進一步提高效率，尤其是在將它們連接到市電電源但不向負載提供電流時減少裝置的待機消耗。?

一直都需要這樣的電源，與現有技術的電源相比，其進一步提高墻壁插接效率并減少待機功耗。?

在說明書這一節和其他節中提到的出版物的每一個的公開都通過引用并入本文，每一個都全文并入。?

發明內容

本發明試圖提供一種將AC電源轉換成期望的穩壓DC輸出電流的新電源。該電源利用兩個串聯的電源單元，第一個是AC/DC變換器，獲取AC市電輸入并提供僅具有適度甚至不好紋波性質的中間DC輸出電壓，該輸出被輸入到第二電源單元，其作為DC/DC變換器以提供具有低紋波和良好調節的期望輸出。在整個本申請中將術語“紋波”理解為，也可以這樣主張為，指代AC市電電源的交叉點(cross-over?point)導致的輸出端處的電壓降，?其中輸入電壓隨著時間與零電壓位置相交，從而在這個時間段內一般從備選源，例如從存儲電容器供應電流。二極管整流器電橋或其他整流組件布置與這種類型的現有技術電源不同之處在于，其在其輸出端實際未使用關聯的儲存/平滑電容器。如果在整流輸出端處使用電容器，其值顯著小于這種現有技術電源，通常充當輸入RFI濾波器的一部分，而不是具有平滑功能。然而，整流器組件輸出端處實際沒有存儲/平滑電容獲得具有大紋波的整流輸出電流。在本發明的電源中利用兩個串聯的電源克服了這種大的所得輸出紋波，利用第一電源的輸出端處的電容器實現減小這種整流器輸出紋波而希望的任何平滑功能。那么，就是第一電源輸出端處的這個電容器實現了電路中的存儲/平滑功能。AC/DC轉換電源要在AC電壓本來會降到提供額定輸出電壓所需的電壓之下時繼續向負載供應電流，這種平滑功能是必要的。電源單元可以是開關模式電源，這些電源具有良好的效率并容易控制，盡管本申請中解釋的電路架構一般適于使用任何種類的電源單元或電壓變換器。在本申請中使用術語變換器，并也可以這樣主張，以一般地表示電壓變換供電裝置，無論是AC/DC還是DC/DC。?

使用兩個串聯電源模塊使得能夠使用僅具有最小電平調節和輸出有較高紋波電平(ripple?level)的第一電源，同時然后在第二電源的輸出端獲得期望電平的調節和低的紋波。這種組合使得電源中使用的任何存儲電容器，無論在整流器組件的輸出端還是在第一開關模式電源模塊的輸出端處，都具有比現有技術電源顯著小的值，由此節省空間和提高效率。安裝在這兩個位置的任一個的任何這種電容都具有作為本發明特性的兩種性質。首先，與常規存儲/平滑電容器不同(為了維持低紋波電平，允許其在每個周期或半周期僅釋放它們存儲能量的小部分)，本發明的電源的電容器使得允許在每個AC周期或半周期期間利用它們中存儲能量的大部分。第二，與現有技術小電源中使用的常規存儲/平滑電容器(在為它們補充時，其僅在AC周期的小部分期間從市電電源汲取電流)不同，本發明的電源的電容器使得在AC周期的大部分期間汲取電流。盡管有功率因數校正電路使用有源上變頻器控制來迫使存儲/平滑電容器與輸出電壓同步地在基本整個AC周期或半周期上從市電電源汲取電流，這樣的電路一般利用大的常規存儲/平滑電容器工作，使得它們在每個周期或半周期期間不會釋放它們存儲能?量的大部分，這與本發明的電容器不同。典型的現有技術電源可以使用所存儲電容器能量的大約30％，而如下文所示，本申請中描述的電源配置典型地使用所存儲電容器能量的超過80％。?

在針對使用本公開所述電源中的存儲電容器而提到的配置中，有利的布置是，整流器輸出端僅具有最小的電容性存在(如果有的話)，一般用于RFI輸入濾波器中，并讓第一開關模式電源模塊的輸出端處的電容器充當電源的主要存儲/平滑電容器。?