一种用于将ＡＣ转换成稳压ＤＣ输出电流的环境友好型电源，其利用两个串联的开关模式电源，第一个电源提供仅有适度纹波性质的中间ＤＣ输出电压，该输出被输入到第二个电源，其作为ＤＣ／ＤＣ变换器提供具有低纹波和良好调节的期望输出。二极管整流器组件没有储存／平滑电容器，或具有比现有技术电源中小得多电容的电容器。利用两个电源单元克服了所得的大整流器输出纹波，至少第一个电源单元在其输出端具有平滑电容器。在每个ＡＣ半周期期间利用了该电容器中存储能量的大部分。这种电源还提供了改善的保持时间。该电源还被构造成利用双脉冲配置而具有低的待机功耗。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电源领域，尤其是墙壁插接的AC适配器，尤其是被设计用于提供高的 墙壁插接效率和低的待机功率消耗的电源。
技术介绍
由AC市电电源供电的DC电源可能是当今使用的最常见的电源，这种电源用于为 诸如移动电话、膝上型计算机的便携式电子装置供电，或对电池充电，例如公知的墙壁充电 器或适配器或行进转换器。如果是“高效率”型的，这种电源通常使用整流器电桥，具有电 容器输出，用于储存和平滑的目的，为开关模式型的DC/DC变换器供电，一般是脉宽调制 (PWM)电源，这种电源在其输出也经过电容器平滑化，以产生调节的低压DC输出。尽管与以 前可用的线性稳压电源相比这种电源的效率更高，但近来有一种与环境关注有关的趋势要 进一步提高效率，尤其是在将它们连接到市电电源但不向负载提供电流时减少装置的待机 消耗。一直都需要这样的电源，与现有技术的电源相比，其进一步提高墙壁插接效率并 减少待机功耗。在说明书这一节和其他节中提到的出版物的每一个的公开都通过引用并入本文， 每一个都全文并入。
技术实现思路
本专利技术试图提供一种将AC电源转换成期望的稳压DC输出电流的新电源。该电 源利用两个串联的电源单元，第一个是AC/DC变换器，获取AC市电输入并提供仅具有适度 甚至不好纹波性质的中间DC输出电压，该输出被输入到第二电源单元，其作为DC/DC变换 器以提供具有低纹波和良好调节的期望输出。在整个本申请中将术语“纹波”理解为，也可 以这样主张为，指代AC市电电源的交叉点(cross-over point)导致的输出端处的电压降， 其中输入电压随着时间与零电压位置相交，从而在这个时间段内一般从备选源，例如从存 储电容器供应电流。二极管整流器电桥或其他整流组件布置与这种类型的现有技术电源不 同之处在于，其在其输出端实际未使用关联的储存/平滑电容器。如果在整流输出端处使 用电容器，其值显著小于这种现有技术电源，通常充当输入RFI滤波器的一部分，而不是具 有平滑功能。然而，整流器组件输出端处实际没有存储/平滑电容获得具有大纹波的整流 输出电流。在本专利技术的电源中利用两个串联的电源克服了这种大的所得输出纹波，利用第 一电源的输出端处的电容器实现减小这种整流器输出纹波而希望的任何平滑功能。那么， 就是第一电源输出端处的这个电容器实现了电路中的存储/平滑功能。AC/DC转换电源要 在AC电压本来会降到提供额定输出电压所需的电压之下时继续向负载供应电流，这种平 滑功能是必要的。电源单元可以是开关模式电源，这些电源具有良好的效率并容易控制，尽 管本申请中解释的电路架构一般适于使用任何种类的电源单元或电压变换器。在本申请中 使用术语变换器，并也可以这样主张，以一般地表示电压变换供电装置，无论是AC/DC还是DC/DC。使用两个串联电源模块使得能够使用仅具有最小电平调节和输出有较高纹波电 平(ripple level)的第一电源，同时然后在第二电源的输出端获得期望电平的调节和低的 纹波。这种组合使得电源中使用的任何存储电容器，无论在整流器组件的输出端还是在第 一开关模式电源模块的输出端处，都具有比现有技术电源显著小的值，由此节省空间和提 高效率。安装在这两个位置的任一个的任何这种电容都具有作为本专利技术特性的两种性质。 首先，与常规存储/平滑电容器不同(为了维持低纹波电平，允许其在每个周期或半周期仅 释放它们存储能量的小部分)，本专利技术的电源的电容器使得允许在每个AC周期或半周期期 间利用它们中存储能量的大部分。第二，与现有技术小电源中使用的常规存储/平滑电容 器(在为它们补充时，其仅在AC周期的小部分期间从市电电源汲取电流)不同，本专利技术的 电源的电容器使得在AC周期的大部分期间汲取电流。尽管有功率因数校正电路使用有源 上变频器控制来迫使存储/平滑电容器与输出电压同步地在基本整个AC周期或半周期上 从市电电源汲取电流，这样的电路一般利用大的常规存储/平滑电容器工作，使得它们在 每个周期或半周期期间不会释放它们存储能量的大部分，这与本专利技术的电容器不同。典型 的现有技术电源可以使用所存储电容器能量的大约30%，而如下文所示，本申请中描述的 电源配置典型地使用所存储电容器能量的超过80%。在针对使用本公开所述电源中的存储电容器而提到的配置中，有利的布置是，整 流器输出端仅具有最小的电容性存在(如果有的话)，一般用于RFI输入滤波器中，并让第 一开关模式电源模块的输出端处的电容器充当电源的主要存储/平滑电容器。本公开各电源的另一优点在于，第一开关模式电源输出比额定输出高的中间电 压。结果，这个第一开关模式电源供应的电流小于仅使用单一开关模式电源的现有技术单 元供应的电流，从而这样减少了电阻功耗损失，因为无需使用其泄露电流较高的高值铝电 容器而在通过组存储/平滑电容器的纹波电流中减少了功耗损失，而且在中间电流流经的 任何串联部件的损失中都是如此，如下文将要解释的那样。使用具有低输入/输出电压比 的DC/DC变换器作为第二开关模式电源允许该第二电源具有非常高的效率，使得总的电源 效率很高。使用两个串联电源模块(其中第一个输出比装置在第二电源模块的输出处需要 的更高的中间电压)实现了本公开中所述电源的另一有用配置，其中两个电源模块物理分 开。这种配置具有以下优点。可以将第一电源模块并入插入AC墙上插座中的插头中，而第 二电源模块可以是插入要供电的负载或装置中的模块。在现有技术的AC/DC墙壁充电器电 源中，一般将所有电路都并入插入墙上插座中的插头中，向负载装置输送输出功率的导线 必须要承载负载装置需要的整个额定电流。根据这种分离电源配置，因为两个模块之间的 更高电压，将墙上插座处的第一电源模块与插入负载装置中的第二电源模块连接在一起的 导线不需要承载与现有技术设计相同电平的电流。这样，这根导线可以比现有技术设计截 面更细，从而其在电阻功耗方面浪费更少能量。此外，它可以更具柔性，从而其例如可以卷 起在并入墙壁插头单元中的卷盘上。还由于通过第二开关模式电源的缓冲作用向装置供应 最终稳定电压，细连接线上的额外电压降，尽管比常规连接电缆更大，也未必会影响提供给 装置的输出电压电平。上述新颖电源架构的另一个优点在于，可以构造电源，利用双脉冲配置，使其具有非常低的待机功耗。根据这种配置，优选由低压探测器元件监测每个开关模式电源的输 出端两端的电压，一旦电压电平升高到每个电源的预定电平以上，表示缺少输出负载，将两 个电源都完全关闭，由此将全部电源的功耗降低到仅由部件泄露导致的功耗。在被监测电 压中的下降表示的负载电流需求低于每个电源的第二预定值时，唤醒两个部件电源。在未 连接负载但电压检测器因为电流泄露仍到达开启阈值时，电源给出电流脉冲，将输出电压 提高到上截止电平，再次关闭电源。这些脉冲持续时间非常短，使得总的功耗非常低。此外，如下文详细所述，因为构造和电路架构的原因，可以使本公开描述的电源的 功率因子比现有技术的单级AC/DC电源更好。用于为移动电子装置供电的这种小型AC/DC 电源一般不使用功率因子校正电路。本专利技术的电源功率因子的改善是未并入额外的有源功 率因子校正电路实现的。这种功率因子的改善也有助于资源节约。描述了另一示范性开关模式电源，其中无需使用光耦合器就实现了对变本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于将ＡＣ电源转换成ＤＣ输出的电源，所述电源包括： 整流器组件，连接至所述ＡＣ电源并且提供整流电流； 第一变换器，输入所述整流电流并且提供第一ＤＣ输出电流； 第二变换器，输入所述第一ＤＣ输出电流并且提供第二ＤＣ输出电流；以及 至少一个电容器，设置于所述第一变换器的输出端并且用于减小所述第一ＤＣ输出电流在所述输入ＡＣ电源过零期间的电压降， 其中，所述至少一个电容器的电容使得在所述ＡＣ电源的每个半周期期间释放其存储能量的较大部分。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·马诺尔，
申请(专利权)人：泰克蒂姆有限公司，
类型：发明
国别省市：IL
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