一种离线电压调节器及其电压转换方法技术

本发明专利技术公开了一种离线电压调节器及相应电路和电压转换方法。离线电压调节器包括：整流电路，用于将交流线电压整流并输出整流后线电压；BJT器件，具有第一端、第二端和基极端，其中第一端耦接整流后线电压；选择驱动电路，具有输入端和输出端，其中输入端耦接整流后线电压，输出端耦接BJT器件的基极端，选择驱动电路至少基于整流后线电压选择性地导通BJT器件；以及电压变换器，具有输入端和输出端，其中电压变换器的输入端耦接BJT器件的第二端，电压变换器的输出端提供直流输出电压用于为负载供电。该离线电压调节器消除了电感和大电容的需要，消除了高频电磁干扰噪声，同时具有控制简单等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种离线电压调节器及相应电路和电压转换方法。离线电压调节器包括：整流电路，用于将交流线电压整流并输出整流后线电压；BJT器件，具有第一端、第二端和基极端，其中第一端耦接整流后线电压；选择驱动电路，具有输入端和输出端，其中输入端耦接整流后线电压，输出端耦接BJT器件的基极端，选择驱动电路至少基于整流后线电压选择性地导通BJT器件；以及电压变换器，具有输入端和输出端，其中电压变换器的输入端耦接BJT器件的第二端，电压变换器的输出端提供直流输出电压用于为负载供电。该离线电压调节器消除了电感和大电容的需要，消除了高频电磁干扰噪声，同时具有控制简单等优点。【专利说明】本专利技术申请要求申请案号为13/572，564，申请日为2012年8月10日的美国专利申请的优先权。
本专利技术涉及电源供电系统，具体涉及离线电压调节器。
技术介绍
在许多应用场合需要从交流的线电压获取直流电源。通常需要的直流电压比线电压低。例如在家电领域，经常需要把频率为50赫兹、电压辐值为220伏特的交流线电压转换成输出电压为5伏特、输出电流为30毫安左右的直流电源用于为家电内置的微处理系统供电。开关式电压变换器，如图1所示的高位降压(buck)变换器经常用于将线电压转换成需要的直流电源。为了在输出节点OUT获得需要的低压直流电源，需要用到电感Li和高压电容Cl和C2等兀件，但这些兀件具有体积大和成本闻等缺点。同时，开关M的闻频开关动作会带来较大的电磁干扰噪声。因此，需要采取改进的方法来克服上述的至少部分缺点。
技术实现思路
为了解决前面描述的一个问题或者多个问题，本专利技术提出一种离线电压调节器及相应电路和电压转换方法。根据本专利技术的一个方面，一种离线电压调节器包括:整流电路，用于将交流线电压整流并输出整流后线电压；过流器件，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接整流后线电压；比较电路，将整流后线电压和阈值电压进行比较并输出比较信号；驱动电路，具有输入端、输出端、第一电源端和第二电源端，其中驱动电路的输入端耦接比较信号，驱动电路的输出端耦接过流器件的控制端；第一电容，具有第一端和第二端，其中第一电容的第一端耦接过流器件的第二端并提供中间电压，第一电容的第二端耦接参考地；第二电容，具有第一端和第二端，其中第二电容的第一端耦接驱动电路的第一电源端，第二电容的第二端耦接驱动电路的第二电源端；以及电压变换器，具有输入端和输出端，其中电压变换器的输入端I禹接中间电压，电压变换器的输出端提供直流输出电压用于为负载供电。在一个实施例中，离线电压调节器，进一步包括:第一开关，一端耦接第二电容的第二端，另一端耦接第一电容的第一端，其中第一开关在比较信号为第一状态时导通，第一开关在比较信号为第二状态时关断；以及第二开关，一端耦接第二电容的第二端，另一端耦接参考地，第二开关在比较信号为第二状态时导通，第二开关在比较信号为第一状态时关断。在一个实施例中，过流器件包括双极结晶体管(BJT)。在一个实施例中，电压变换器包括低压差线性电压变换器，低压差线性电压变换器包括晶体管、输出电容和驱动控制电路，其中:晶体管具有第一端、第二端和栅极端，其中晶体管的第一端耦接中间电压，晶体管的第二端耦接输出电容用于提供输出电压；以及驱动控制电路包括电压检测电路和放大电路，其中电压检测电路用于产生输出电压的检测信号，放大电路具有耦接检测信号的反相输入端、耦接第四阈值电压的同相输入端和耦接晶体管栅极端的输出端。在一个实施例中，离线电压调节器进一步包括:欠压保护(UVLO)比较电路用于将中间电压与第二阈值电压比较并产生UVLO信号；以及启动开关，具有弟一端、弟- 端和控制端，其中启动开关的弟一端稱接整流后线电压，启动开关的第二端耦接中间电压，启动开关的控制端耦接UVLO信号。在一个实施例中，当中间电压低于第二阈值电压时，第一电容被过流器件充电。在一个实施例中，离线电压调节器进一步包括:过压保护比较电路，具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中反相输入端耦接中间电压，同相输入端耦接第三阈值电压；以及与门，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中与门的第一输入端耦接比较信号，与门的第二输入端耦接过压保护比较电路的输出端，与门的输出端耦接驱动电路的输入端。根据本专利技术的另一个方面，一种离线电压调节器包括:整流电路，用于将交流线电压整流并输出整流后线电压；BJT器件，具有第一端、第二端和基极端，其中第一端耦接整流后线电压；选择驱动电路，具有输入端和输出端，其中输入端耦接整流后线电压，输出端耦接BJT器件的基极端，选择驱动电路至少基于整流后线电压选择性地导通BJT器件；以及电压变换器，具有输入端和输出端，其中电压变换器的输入端耦接BJT器件的第二端，电压变换器的输出端提供直流输出电压用于为负载供电。在一个实施例中，BJT器件包括NPN晶体管，其中BJT器件的第一端为集电极，BJT器件的第二端为射电极。在一个实施例中，离线电压调节器进一步包括耦接在BJT器件第二端和参考地之间的第一电容，其中选择驱动电路进一步包括:比较电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中比较电路的第一输入端耦接整流后线电压，比较电路的第二输入端耦接阈值电压；驱动电路，具有输入端、输出端、第一电源端和第二电源端，其中驱动电路的输入端耦接比较电路的输出端，驱动电路的输出端耦接BJT器件的基极端；以及第二电容，具有第一端和第二端，其中第二电容的第一端耦接驱动电路的第一电源端，第二电容的第二端耦接驱动电路的第二电源端；其中当BJT器件关断时，第一电容为第二电容充电。在一个实施例中，选择驱动电路进一步包括:第一开关，耦接在驱动电路的第二电源端和BJT器件的第二端之间；以及第二开关，耦接在驱动电路的第二电源端和参考地之间；其中当BJT器件导通时，第一电容被充电，第一开关导通，第二开关关断；以及当BJT器件关断时，第一开关关断，第二开关导通，第一电容为第二电容充电。在一个实施例中，选择驱动电路进一步包括非门，非门具有输入端和输出端，其中非门的输入端耦接比较电路的输出端，非门的输出端耦接第二开关的控制端；以及比较电路的输出端进一步耦接第一开关的控制端。根据本专利技术的又一个方面，一种电路包括比较电路和驱动电路，电路具有电源输入端、输出驱动端、中间电压端、第一自举端和第二自举端，其中:电源输入端耦接整流后线电压和过流器件的第一端；输出驱动端耦接过流器件的控制端；中间电压端耦接过流器件的第二端和第一电容，中间电压端用于提供中间电压；第一自举端耦接第二电容的第一端；第二自举端耦接第二电容的第二端；比较电路具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接电源输入端，第二输入端耦接阈值电压，输出端提供比较信号；驱动电路具有输入端、输出端、第一电源端和第二电源端，其中驱动电路的输入端耦接比较信号，驱动电路的输出端f禹接输出驱动端，弟一电源端f禹接弟一自举端，弟_ 电源端I禹接弟_ 自举端；其中当比较信号为第一状态时，过流器件导通，第一电容充电，第二电容放电；以及当比较信号为不同于第一状态的第二状态时，过流器件关断，第一电容为第二电容充电。在一个实施例中，电路进一步包括:第一开关，耦接在第二自举端和中间电压端之间，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离线电压调节器，包括：整流电路，用于将交流线电压整流并输出整流后线电压；过流器件，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接整流后线电压；比较电路，将整流后线电压和阈值电压进行比较并输出比较信号；驱动电路，具有输入端、输出端、第一电源端和第二电源端，其中驱动电路的输入端耦接比较信号，驱动电路的输出端耦接过流器件的控制端；第一电容，具有第一端和第二端，其中第一电容的第一端耦接过流器件的第二端并提供中间电压，第一电容的第二端耦接参考地；第二电容，具有第一端和第二端，其中第二电容的第一端耦接驱动电路的第一电源端，第二电容的第二端耦接驱动电路的第二电源端；以及电压变换器，具有输入端和输出端，其中电压变换器的输入端耦接中间电压，电压变换器的输出端提供直流输出电压用于为负载供电。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：邢正人，杨先庆，罗钲，易坤，金亦青，任远程，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：