[發(fā)明專利]起動電路和輸入電容器平衡電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210061724.8
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102710114A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·A·鄧尼佩斯
• 申請（專利權(quán)）人: 美國快捷半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉春元;盧江

相關(guān)申請的交叉引用和優(yōu)先權(quán)要求

本申請要求2011年1月11日提交的，序列號為61/431,723，名稱為“Startup?Circuit?and?Input?Capacitor?Balancing?Circuit(起動電路和輸入電容器平衡電路)”的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，并和2011年8月11日提交的序列號為13/207,798，名稱為“High?Voltage?Startup?Circuit(高電壓起動電路)”的美國專利申請相關(guān)，該專利申請要求2010年8月11日提交的，序列號為61/372,793，名稱為“High?Voltage?Startup?Circuit?and?High?Voltage?Input?Capacitor?Balancing?Circuit(高電壓起動電路和高電壓輸入電容器平衡電路)”的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，所有這些申請在這里結(jié)合在一起作為整體參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及起動電路和輸入電容器平衡電路。

背景技術(shù)

功率變換器對很多現(xiàn)代電子設(shè)備是必需的。除了別的性能以外，功率變換器還能調(diào)整電壓水平下降(降壓變換器和其派生物)或者調(diào)整電壓水平上升(升壓變換器和其派生物)。功率變換器也可將交流(AC)電變換為直流(DC)電，或者反之亦然。功率變換器也可用于提供處于調(diào)節(jié)水平的輸出(例如，5.0伏或5安培)。功率變換器典型地使用一個或多個開關(guān)器件例如晶體管(其被接通和關(guān)斷來將功率遞送到變換器的輸出)來實施。控制線路被提供來調(diào)節(jié)開關(guān)器件的接通和關(guān)斷，因此，這些變換器稱為“開關(guān)調(diào)節(jié)器”或“開關(guān)變換器”。這種功率變換器可并入或用于實施電源——即開關(guān)模式電源(SMPS)。該功率變換器還可包括一個或多個電容器或電感器來交替地存儲以及遞送功率。

電源及其控制器在許多應(yīng)用中使用。離線低電壓應(yīng)用在85V?AC到256V?AC的范圍內(nèi)，這對應(yīng)于例如美國、歐洲、亞洲等的標(biāo)準(zhǔn)線電壓。高電壓(HV)應(yīng)用可以是任意高于265V的電壓，諸如例如，工業(yè)電源(需要高達(dá)600V?AC輸入)，風(fēng)車的偏置電源(需要高達(dá)1000V?AC輸入)，太陽能板(需要能操作在800V到1000V?DC輸入的“串”變換器)，鎮(zhèn)流器(其能操作在從約85VAC到超過480V?AC)，工業(yè)照明應(yīng)用中的功率因數(shù)預(yù)調(diào)節(jié)器和“智能儀表”(其能操作在在大約85V到576VAC之間或在大約120V到820VDC之間的輸入上)。

用于監(jiān)測(例如用電)的儀表可能需要在1瓦到15瓦之間的電源。非智能儀表使用約1瓦的電源。“智能儀表”(其可以是具有到中心位置的通信鏈路以監(jiān)測和控制用電的儀表)典型地使用更高功率水平，例如，在傳輸期間在5瓦到7瓦之間。

智能儀表可使能電力設(shè)施與消費(fèi)者以及商業(yè)功率用戶間的雙向通信，以嘗試提高遞送效率以及控制和調(diào)節(jié)整個功率消耗的能力。這些是“智能電網(wǎng)”技術(shù)提倡的一部分。

智能儀表可包括電源，電源控制器，接收功率(例如AC源)的輸入，測量部分和通信部分。通信部分典型地包括射頻(RF)分部，其接收和/或傳送射頻信號到/從儀表閱讀器，其它儀表(例如氣或水)，或電氣設(shè)備(例如冰箱)。智能儀表應(yīng)能承受高達(dá)6000V的AC輸入瞬態(tài)。而且，智能儀表可用于或者可暴露于寬范圍的應(yīng)用(例如從85V到900V)。為此，智能儀表前端處的所有元件典型地必須為這種寬范圍定額或以特定方式布置。

智能儀表的規(guī)范允許連續(xù)傳輸，因此電源需要針對該更高功率水平而定規(guī)格(dimension)。另外，有些特別儀表具有的功率水平超過15瓦。儀表的電源可提供單個輸出：27到12V(大約)，或雙輸出：27到12V(大約)和5V/3.3V。這些電源一般使用非隔離式反激變換器，但有時也使用降壓或隔離式反激變換器來實施。

當(dāng)出現(xiàn)足夠大的輸入電壓以便驅(qū)動第一個脈沖來激發(fā)電源控制器時，所有的電源控制器都需要起動。在低電壓應(yīng)用中，控制器可簡單地連接到被整流的標(biāo)準(zhǔn)線電壓上。在其它例如超過265V的應(yīng)用中，控制器可典型地包括高電壓(HV)起動管腳或終端以及相關(guān)電路，它們被連接以接收HV功率并將HV功率變換到控制器需要的水平。

發(fā)明內(nèi)容

簡要地和一般地，本發(fā)明的實施例包括高電壓輸入電容器平衡電路，該電路也可用作高電壓起動電路，或和高電壓起動電路結(jié)合。可以在同一電源中利用兩種特性。起動和輸入電容器平衡電路可用于包括低電壓和高電壓應(yīng)用的寬范圍的應(yīng)用中。本發(fā)明的實施例還包括具有起動和輸入電容器平衡電路的電源。本發(fā)明進(jìn)一步的實施例包括結(jié)合了這種電源的系統(tǒng)(例如智能儀表)。