电源装置 本发明涉及象例如电视接收机之类的电子设备中使用的一种电源装置。
现代电视接收机和其它电子设备中那些具有遥控器使用起来更方便的一类配给面广。这类遥控器通常有一个微处理器作为其主要元件，还包括各种操作按键、编码器、发光部分等等。遥控器由电池供电，例如根据各种操作键的操作对信号进行编码，给待控制的电子设备输出红外控制信号。电子设备收到红外控制信号时对收到的信号进行解码，并处理检测到的信息，然后根据检测到的信息输出控制各部分的控制信号，并进行预定的操作。为达到此目的，这类电子设备通常除了主电源外还有一个备用电源，因而即使主电源业的供电中断时也能给其光电探测器和控制器供电从而始终能适应遥控器发送来的控制信号。
图9示出了与一般的遥控器匹配的电子设备的电源装置。图9中，工业交流电(Ac)提供给电源输入端101a和101b。编号108表示整流电桥连同图中未示出接输出端109a和109b的滤波电容器和三端调节器一起构成主电源部分。
电源输入端101b与整流电桥108之间插接有串联连接的主开关103、扼流圈106b和开关122a，形成继电器。
当继电器开关122a接通时因用户误操作合上主开关103的情况下，输出端109a和109b产生经整流地输出，经平滑和稳压之后提供给图中未示出的主负荷电路。
另一方面，编号121表示控制系统的负荷电路。通过配备备用电源部分，即使继电器开关122a切断和主电源来的供电中断时也可以由备用电源供电给控制系统控制电路121并适应遥控器发送来的控制信号。备用电源部分由变压整流电路构成，变压整流电路则由隔离变压器111、整流电桥112、三端调节器114和两个电容器113，115组成。
主开关103合上时，隔离变压器111的次级线圈111b中就产生所要求的交流输出，此交流输出由整流电桥112全波整流。接着，全波整流后的输出经电容器113平滑，在三端调节器114的输出端就产生电压稳定在例如5伏的直流电(dc)。此输出电压分别提供给LED(发光二极管)125、光电探测器126和微计算机127，使这些LED125、光电探测器126和微处理器127起作用。
在一般电子设备的电源装置中，主电源在备用期间是有损失的，因而存在隔离变压器引起的励磁损耗和三端调节器的调节损耗。从节电的观点出发，总要求减少备用期间的这些功率损耗。
本发明提供了一种连接交流电获取稳压直流电压的电源装置，这种电源装置包括：
一个交流电压分压装置，供将所述交流电压分压成预定的电压，分压器包括一个第一电容器、一个第二电容器和一个第三电容器，第一电容器使其一端接其中一个交流电端子且具有预定的电容值，第二电容器使其一端接交流电的另一个端子且具有预定的电容值，第三电容器使其一端接第一电容器的另一端，另一端接第二电容器的另一端且具有预定的电容值；
一个整流和电压控制装置，包括一个第一整流元件、一个第二整流元件、一个第三整流元件和一个第四整流元件，第一整流元件使其负极接第三电容器的一端，具有沿反向电压方向的预定恒压特性，第二整流元件使其负极接第三电容器的另一端，正极接所述第一整流元件的正极，其反向电压方向特性与第一整流元件大致相同，第三整流元件的正极接第三电容器的一端，第四整流元件的正极第三电容器的另一端，负极则连接第三整流元件的负极；和
一个平滑装置，供对第一整流元件和第二整流元件的正极公共点与所述第三整流元件和所述第四整流元件的负极公共点之间的所述直流电压进行平滑。
在本发明中，交流线路中串联连接三个电容值预定的电容器，整流电桥与位于中心的一个电容器并联连接，其两个二极管的反向电压特性调节到预定的齐纳电压，一个平滑电容器与整流电桥连接，这样就可以将交流电压分压成预定的交流电压，同时将交流隔离开来。此外，还可以用预定的齐纳电压箝位交流电压并对其进行平滑使直流电压稳定下来，减少其波纹。
结合附图阅读下面本发明的详细说明可以清楚理解本发明的上述和其它目的，特点和优点。
图1是本发明第一实施例结构的电路图。
图2A至2E是供说明本发明第一实施例的操作过程的波形图。
图3是本发明第一实施例修改方案的电路图。
图4是本发明另一修改方案的结构电路图。
图5是本发明另一个实施例修改方案的电路图。
图6是具有图1至图6所示的任一实施例电源装置的电子设备的结构方框图。
图7是图1实施例一个修改方案的电路图。
图8是采用图7所示修改方案的交流适配器的透视图。
图9是供说明一般电源装置的电路图。
下面参阅附图说明本发明的一个实施例。图1示出了本发明此实施例的结构，图2A至2E则示出了电路各不同部分的电压波形。图1中，交流提供给电源输入端1a和1b。线路滤波器4由电容器5、一对供消除共模噪声的扼流圈6a和6b组成。
其中一个电源输入端子1a与整流电桥8之间串联插接有熔丝2和扼流圈6a。另一个输入端子1b与整流电桥8之间串联插接有主开关3、扼流圈6b和开关32a，形成一个稍后即将说明的继电器。
整流电桥8的一端接输出端9a，整流电桥8的另一端接输出端9b。整流电桥8连同一个平滑电容器、调节器和其它元件(图中未示出)一起形成主电源部分。
主开关3设在一个操作板(图中未示出)上。当继电器开关32a接通的情况下用户合上主开关3时，输出端9a和9b处就有经整流的输出产生，经过平滑和稳压之后提供给主负荷电路(图中未示出)。
另一方面，编号31表示控制系统的负荷电路。控制系统电路31包括一个由开关32a和线圈32b组成的继电器，一个供转换用的NPN晶体管34、一个LED部分35、一个光电探测器35和一个微处理器37。
这里由三个对交流电压进行分压的电容器11、12、13，两个起整流和稳压作用的二极管14、15，整流二极管16、17和平滑电容器18构成备用电源部分，即使在主电源来的供电中断时也能由备用电源供电给控制系统负荷电路31，适应遥控器发送来的控制信号。
扼流圈6a和整流电桥8的连接点与扼流圈6b和开关32a的连接点之间串联连接着三个电容器11，12，13。电容器11和13的电容值相等，电容器12的电容值预定。
二极管15的负极和整流二极管17的正极接电容器11和12的连接点。二极管14的负极和整流二极管16的正极接电容器12和13的连接点。二极管14和15的正向电压特性与整流二极管16和17的相同，但其反相电压特性与整流二极管16和17的不同，从而使其齐纳电压预定，且在加上例如6伏电压时导通。而且即使加上去的电压高于6伏，这些二极管14和15的正极都处于箝位状态，它们的电压都保持6伏。具有这些特性的这些二极管14和15连接在一起，它们的连接点形成第二接地线。此外，整流二极管16和17的负极连接在一起，备用电源从它们的连接点输出。平滑电容器18连接在备用电源输出端与第二接地线之间。
在具有上述结构的备用电源部分中，来自电源输入端1a和1b的交流供电电压分压成预定的电压，经过隔离，整流和滤波之后输出波纹较少的稳定直流电压。此备用电源部分还对电路起保护作用，输入侧产生的任何噪声和输出侧产生的各种噪声都为二极管14和15所吸收。
继电器线圈32b的一端接备用电源输出端，晶体管34的集电极接继电器线圈32b的另一端，晶体管34的发射极接第二接地线。微处理器37的控制端接晶体管34的基极，微处理器37提供控制信号。线圈32b的两端接二极管33，二极管33是供吸收线圈32b断开时产生的能量的。
此外，备用电源输出端还与LED部分35、光电探测器36和微处理器37连接。
下面更详细地说明具有上述结构的实施例的工作过程。当主开关3接通时，例如50赫的交流电压就加到电容器11，12，13的两端，如图2A中所示。若交流电压为Vac，电容器11，12，13的电容值分别为C11、C12和C13，电容器12两端的电压为V12，则下列关系式(1)在电压V12与各电容器的各电容值之间成立，且在电容器12两端得出分压成预定电压的电压V12。
V12=Vac×C11/(2×C12+C11)
=Vac×C13/(2×C12+C13)其中C11=C13 (1)为便于观看起见，图2示出了电压V12的放大图。
分派到电容器12两端的电压加在二极管14的负极与二极管15的负极之间，还加在二极管16的正极与二极管17的正极之间。假设二极管14在反向电压特性的齐纳电压为D14，二极管15在反向电压特性的齐纳电压为D15，则图2C中虚线所示交流电压正半周的峰值电压箝位在D14的电压，并由整流二极管16、电容器18、二极管15和电容器12组成的线路进行整流。下一个负半周的峰值电压箝位在在D15的电压，由整流二极管17、电容器18、二极管14和电容器12组成的线路进行整流。于是得出图2D中所示的经整流的波形，而当经电容器18平滑时可以得出波纹较少的稳压直流电压。为对比起见，图2E示出了包含在平滑后的直流电压中波纹电压值，其中1表示未箝位的波纹电压，2表示箝位到预定电压的波纹电压。随着峰值之间时间间隔的缩短和放电产生的电压降的减小，大大改善了波纹状况。
当二极管14的齐纳电压D14和二极管15的齐纳电压D15相等，且二极管16和17的正向电压分别为Vfd16和Vfd17时，备用电源输出线路与第二接地线之间输出电压Vc18的值如(2)式所示。
Vc18=D14-Vfd16D15-Vfd17 (2)
实际上，电容器12两端产生的电压V12受负荷侧阻抗的影响，如下面(3)式中所示。
V12=Vae×ZC11/(Z2C12×ZL/(Z2C12+ZL))
=Vae×ZC13/(Z2C12×ZL/(Z2C12+ZL)) (3)其中ZC11为电容器11的阻抗。ZC13为电容器13的阻抗，Z2C12为两倍电容器12的阻抗，ZL为负荷侧包括整流二极管16和17在内的阻抗。由于电压因负荷侧的阻抗而如此下降，为使二极管14和15恒压运行，需要下面(4)式所示的条件。
V12≥D14，V12≥D15 (4)
电容器11，12和13的电容值通过考虑恒压运行所需要的条件、工业交流电压的电压波动和其它因素选取最佳值。举例说，为符合全世界工业交流电的要求，应该考虑输入电压的波动范围在交流85伏至交流280伏，且电容器11，12和13的电容值应选取得确保在85伏最低电压和最大负荷下分压的电压值不应低于二极管14和15的齐纳电压。这个能提供这些备用电源的电流的范围受二极管14和15反向电压特性最大容许电流的限制，且在目前使用的为普通齐纳二极管的情况下限制在10毫安，而且作为遥控器的备用电源是最佳范围。
这样，备用电源线与第二接地线之间的输出电压Vc18经平滑电容器18平滑，输出波纹较少的直流电压。此备用电源输出电压分别提供给LED35、光电探测器36和微处理器37，建立备用状态。
LED部分35由一个限流电阻器和一个LED元件制成，装在例如图中未示出的操作板上。LED部分35由来自电压转换和整流电路的输出电压点亮，告诉用户待控制的设备处于备用状态。
光电探测器36由光电二极管、解码器等制成。在电压转换和整流电流电路来的输出电压提供给光电探测器36的工作状态下，光电探测器36在收到遥控器(图中未示出)来的控制信号时将信号进行解码，产生检测信息，并将这个检测信息提供给微处理器37。
微处理器37根据光电探测器36来的检测信息监控遥控器的工作状态。因此，当控制主电源部分的指令通过遥控器输入时，控制信号从微处理器37输出。根据这个控制信号，晶体管34导通，电流流入继电器线圈32b中，开关32a接通，在输出端9a和9b产生从整流电桥8输出的经整流的全波，全波整流输出经过平滑，提供给主负荷电路，于是主负荷侧开始运行。相反，当将主电源部分从工作状态转入不工作状态的指令通过遥控器输入时，控制信号进入低电平，于是晶体管34不导通，从而继电器线圈32b中没有电流流过，开关32a断开，使交流中断，从而使主电源部分停止供电。
上述实施到是就正向电压特性与一般整流二极管相同、反向电压特性调节到预定齐纳电压的二极管14和15进行说明的。然而，如图3中所示，可以用特性与整流二极管16和17相同的整流二极管21和22来代替二极管14和15，形成典型的整流电桥，将二极管21和22并联连接，并将齐纳二极管19和20连接成在与二极管14和15相同的反向电压下导通。这种结构需要更多的电路元件，但确保同样的效果。
此外，上述实施例是采用LED部分35作为显示备用状态的器件进行说明的。但显示部分可以采用其它类型或机械结构的显示元件予以提供。此外，虽然上述实施例采用光电二极管，解码器和其它元件制成的光电探测器36处理控制信号，但若控制信号为超声波或无线电波，则要配备与所遥控的发射器的信号传输方式相匹配的接收部分。
图4示出了本发明另一修改方案的结构。图4中，与图1中所示的上述实施例相同的元件或部分用相同的编号标出，结构相同的各部分这里不再赘述。这里所述的修改方案还在上述备用电源部分中采用了一个隔离变压器23。
隔离变压器23的初级线圈23a接电容器12的两端，电容器12是三个串联连接的电容器11，12和13中中间的一个，电容器12调节到预定的电容值，且通过线路滤波器4接入交流线路中。
至于隔离变压器23的次级线圈23b，其一端接二极管15的负极和整流二极管17的正极，其另一端接二极管14的负极和整流二极管16的正极。
在这种结构的情况下，鉴于交流为隔离变压器23所隔离，连接在电源线的三个电容器11，12和13可以只考虑其将交流分压成预定交流电压的功能进行选择，而可更自由地选择它们的电容值。
上述修改方案是采用正向电压特性与一般整流二极管相同、反向电压特性调节到预定齐纳电压的二极管14和15进行说明的，但如图5中所示，也还可以将齐纳二极管25的负极接隔离变压器初级线圈23a的一端，齐纳二极管26的负极接隔离变压器初级线圈23a的另一端，齐纳二极管25和26的正极接整流电桥8更接近主负荷的一端。在这种结构中，虽然电路元件的数目因附加连接齐纳二极管25和26而增加，但取得同样的效果。
图6示出了具有上述实施例电源装置的电子设备的结构。遥控器52发送来的电源控制信号由控制系统负荷电路53的控制部分进行解码，同时输出电源控制信号以控制与主电源部分串联连接的继电器51。于是，使交流输入50中断或供电，控制主电源的供电。此外，还可采用例如触动式开关代替遥控器给控制部分发送电源控制信号。
上面说明的一些实施例是由主电源和备用电源构成，且与备用电源供电的控制系统负荷电路配合使用，以便即使主电源来的供电中断时也能适应从遥控发送来的控制信号。但单独采用备用电源作为电源装置可以从交流提供现有容量较小的直流电压。图7示出了这种构思的实施例。图7中，与图1的那些已说明的等效的元件或部分用共同的编号标出，结构相同的部分这里就不再赘述了。在这种结构的电源电路中，从电源输入端1a和1b供来的交流电经过隔离和分压，再经过整流和平滑，从输出端19a和19b输出波纹减少了的稳压直流电。
图8中所示的交流适配器是此实施例的一个应用实例。图8中所示的外壳部分41中整体地装有在图7外虚线所划出的框内且装在印刷配线板上的电源电路20、固定在电缆42的一端输出预定直流电压的直流插头43和准备插接到交流插座的插头40。鉴于图7中内虚线4所环绕的部分与交流部分不绝缘，因而外壳部分41采用了绝缘材料。这种交流适配器由于不采用隔离变压器因而其重量和体积都减小了。
上面已参照附图说明本发明具体的最佳实施例。不言而喻，本发明并不局限于上述实施例，在不脱离本发明在所附权利要求书中所述的范围或精神实质的前提下，本技术领域的行家是可以对上述实施例进行种种更改和修改的。