直流/直流变换器制造技术

直流／直流变换器包括一个功率输入装置，用来在某一预定输入电压下接收输入功率．变换器是电流控制的，以便在某一预定的输出电压和多个输出电流下提供输出功率．该变换器有选择地受到控制或是连续工作方式或是断续工作方式．上述连续工作方式提供较高输出电流，上述断续工作方式提供最低输出电流．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术与直流/直流变换器有关，具体地说，与具有多个输出电流(其中还包括一个很低的电流)的直流/直流变换器有关。早先的直流/直流变换器已在1982年10月19日公布的第4，355，277号美国专利中予以说明。这种早先的技术装置是脉宽调制型直流/直流变换器，它有两个或多个输出电流，同时还能高效率地工作。其输出电流由施加在该变换器的控制晶体管上的不同值的基极偏置电流来控制。当需要输出较低电流时，就要给控制晶体管提供较低的基极电流;当需要输出较高电流时，就要给控制晶体管提供较高的基极电流。该型电路最好以连续工作方式工作，即该变换器时时工作，其全部部件完全投入工作，通过控制基极偏置电流使其电流效率达到最佳值。这样在固定的工作频率的各周期内，把能量传给输出负载，而此固定的工作频率取决于斜波发生器(ramp generator)的频率。这种电路除了正常值输出以外，当需要极低输出时，其效率是很低的。例如，输出电流只需要5微安或10微安时，该直流/直流变换器消耗的有功功率要比其输出功率大得多。直流/直流变换器的一种特殊应用是用在携带式选页接收机里，那里能量效率极为重要。设计这种装置经常受到物理尺寸和重量的严格限制，并且必须由一节电池供电。鉴于电池容量有限，为了尽量延长该装置中电池的工作寿命，把电耗减小到最低值是非常重要的。在这种装置中，为了给某些电路(如微处理机译码器)供电，经常需要提供高于电池电压的工作电压。这种装置如图2所示，并在第4，355，277号美国专利中论述过，该图绘出了有两个输出电流的直流/直流变换器。由一个或非门和一个反相器组成的或门输入电路连至直流/直流变换器，以便有选择地输出较高电流。该或非门有两个输入端，一个是状态选择输入端，它可由微计算机或其它控制部件来控制，以便在直流/直流变换器正常工作时控制其工作状态。另一输入端是越限信号(Override)输入端，当直流/直流变换器的输出电压低于某一予定值时，低电压敏感器就被触发，它除了驱动与选页接收机相关联的复位逻辑电路外，还把直流/直流变换器转换到输出较高电流的工作方式下工作。由于上述直流/直流变换器有两个输出电流，其工作效率要比只有一个输出电流的直流/直流变换器的工作效率高得多，但是用于诸如选页接收机的直流/直流变换器，由于该装置大部分工作时间只需要一个极小的电流，再加上微处理机选页译码器在其设计方面的最新进展已经导致译码器在低功率状态下工作时，其功率消耗急剧下降，所以该直流/直流变换器在这种低电流输出时，在连续工作方式下工作(即低电流连续工作方式)，其效率是很低的。本专利技术包括一种既在连续工作方式下工作，提供一个或几个较高的输出电流;也能在断续工作方式下工作，提供一个或几个极低的输出电流，况且其效率也得到改进的直流/直流变换器。本专利技术的一个方面是，该直流/直流变换器包括以下几种装置，即一个功率输入装置(用来在某一予定的输入电压下接收功率)、一个电流控制装置(它与上述功率输入装置相结合、用来在某一予定的输出电压下提供输出功率)、一个控制装置(它使该变换器可选择地在连续工作方式或在断续工作方式下工作，连续工作方式提供较高的输出电流，断续工作方式提供较低的输出电流)。本专利技术的另一方面是，上述控制装置包括一个定时装置，用来在断续工作方式下依次触发(或输入脉冲)上述电流控制装置，使电流控制装置交替地在第一个予定时间间隔内触发，在第二个予定时间间隔内关断。第二个时间间隔要比第一个时间间隔长得多，从而为该电流控制装置的工作提供了很低的占空因数，还提供了一个低的输出电流。本专利技术再一个方面是，该直流/直流交换器的输出端有一个滤波电容器，在断续工作方式下，交替地开启该变换器，使其给滤波电容器充电，一直充到所要求的B++电压。再过很长一段时间以后，关断该变换器。这样就为该变换器的工作提供了低的占空因数。图1是应用直流/直流变换器的选页接收机的方框图;图2是用于选页接收机的、早先技术的直流/直流变换器系统方框图;图3是本专利技术的直流/直流变换器及其控制电路的方框图;图4是用于选页接收机的直流/直流变换器及其控制电路的方框图;图5A至5D是在直流/直流变换器各种输入情况下的波形图;图6是图3的功率控制逻辑部件(Power Control logic)的电原理图;图7是图3的功率级别控制部件(Power level control circuit)的电原理图;图8是图3的复位逻辑部件(reset logic)和低B++电压敏感器(loW B++Voltage Sensor)的电原理图;图9是直流/直流变换器方框图;图10是图9的斜波发生器的电原理图;图11是图9的差分信号放大器(error amplifier)的电原理图。图12是图9的比较器的电原理图;图13是图9的线圈驱动逻辑部件(Coil driver logic)的电原理图。图1示出应用本专利技术的选页接收机的工作原理图。具体地说，电信接收机10与选信译码器12(该译码器包括一台微计算机)相接，译码器12与报信传送器(annunciation transducer)14、直流/直流变换器16、编码存储器18和保持与控制电路(Support and control circuits)20互相连接。接收机10、保持与控制电路20和直流/直流变换器16都直接连至电池22，该电池驱动这些装置工作，它是该直流/直流变换器16的电能源。该直流/直流变换器16给译码器12、报信传送器14和编码存储器18提供它们工作所需的各种功率。在工作过程中，电信接收机10把通过电信信道传来的信号复原，并把这个复原了的信号送给微计算机译码器12。译码器是否把这个复原了的信号译码要根据鉴别它是否符合这样的数据模式，即这种模式要与编码存储器18中所存储的一种或多种信号模式中的一种相符合。如果查出的模式相符，微计算机译码器12就驱动报信传送器14，并发送合适的警觉性信号通知用户收到了一个选页信号。为使电池22的消耗减到最低，微计算机译码器12可在三种状态下工作，即中功率消耗、高计算能力状态，在此状态下，译码器12能够将信号快速译码;高功率消耗状态，在此状态下，译码器将信号译码，还发出警觉性信号;低功率消耗、低计算能力状态，在此状态下，译码器只是定时，确定下次转变为高功率消耗状态的时间间隔。为了充分利用微计算机的多态工作和节能，直流/直流变换器(功率源)16有两种与微计算机的三种工作状态相对应的工作方式，即变换器16有一种高输出方式，这种方式有两个输出(或两种工作状态)，在此方式下，变换器提供译码器在其两个最高功率消耗状态下工作所需的功率;另一种低输出方式，在该方式下，变换器提供译码器在低功率消耗状态下所需的功率。于是，在低功率输出方式下，直流/直流变换器可以被调整得以最高效率提供出已经大幅度减低了的功率。但是当变换器在低输出方式下工作时，它将担负不起微处理机的高计算能力状态下所需的功率消耗。在系统正常工作期间，保持与控制电路20控制着直流/直流变换器16的工作，并依照系统的要求来转换该变换器的输出方式。直流/直流变换器的控制输入端连至保持与控制电路20，这个信号通路在微本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个直流／直流变换器包括：一个功率输入装置，用来在某一输入电压下接收输入功率；一个电流控制装置，它与上述功率输入装置相结合，用来在某一予定的输出电压下提供输出功率；其特征在于一个控制装置可以有选择地为该变换器提供两种工作方式－连续工 作方式与间断工作方式，上述连续工作方式提供第一输出电流，上述间断工作方式提供已降低的第二输出电流。

【技术特征摘要】
US 1985-1-10 690,2161.一个直流/直流变换器包括一个功率输入装置，用来在某一输入电压下接收输入功率；一个电流控制装置，它与上述功率输入装置相结合，用来在某一予定的输出电压下提供输出功率；其特征在于一个控制装置可以有选择地为该变换器提供两种工作方式-连续工作方式与间断工作方式，上述连续工作方式提供第一输出电流，上述间断工作方式提供已降低的第二输出电流。2.正如权利要求1中明确的直流/直流变换器，其中当该变换器处于上述间断工作方式时，上述控制装置按时间顺序来驱动上述电流控制装置，该电流控制装置交替地在第一个予定时间间隔内开启，在第二个予定时间间隔内关闭，以提供低的输出功率。3.正如权利要求2中所明确的直流/直流变换器，其中上述控制装置包括一个电压敏感装置，它对上述输出电压敏感，并且在上述输出电压低于第二予定值时有选择地使该变换器以上述的连续工作方式开启。4.正如权利要求2所明确的直流/直流变换器，其中上述控制装置提供一个比上述第一时间间隔长得多的第二时间间隔，借此，为上述电流控制装置的工作提供一个很低的占空因数，以便提供一个低电平的输出电流。5.正如权利要求2所明确的直流/直流变换器，其中上述控制装置包括一个偏置电流源装置，用来控制送给上述电流控制装置的电流，并且有选择地提供第三输出电流。6.正如权利要求5所明确的直流/直流变换器，其中上述第三输出电流乃是最高的输出电流，并且在上述连续工作方式下予以提供。7.正如权利要求5所明确的直流/直流变换器，其中上述控制装置包括一个电压敏感装置，它对上述输出电压敏感，以便使该变换器有选择地在上述最高输出电流情况下开动。8.正如权利要求5所明确的直流/直流变换器，其中在连续工作方式下，输出电流值取决于来自上述偏置电流源的电流值;而且断续工作方式下，输出电流值取决于第一与第二予定时间间隔的比值。9.正如权利要求2所明确的直流/直流变换器，其中上述功率控制装置在一个予定的频率下进行脉冲宽度调制，该频率具有与所提供上述输出电压相适合的时间周期。10.正如权利要求9所明确的直流/直流变换器，其中上述第一及第二予定时间间隔比上述被调制的脉冲宽度的时间间隔长得多。11.一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃特利戴维斯，迈克尔约瑟夫迪拉卡，威廉姆乔治幸格，
申请(专利权)人：莫托罗拉公司菭，
类型：发明
国别省市：US[美国]