[发明专利]零损耗共地辅助兼待机电源

说明书

所属技术领域

本发明专利涉及一种零损耗(注：无功的损耗为零，不包含有功的待机低压供电需要，此需要完全可以在0.05W以下)共地辅助兼待机电源(无启动电阻)，该零损耗共地辅助兼待机电源可广泛应用于一切含有开关电源的电子设备与家用电器和电子镇流器等。 

背景技术

电子设备与家用电器等均由开关电源提供低压电源。一般采用离线反激式开关电路，将电网提供的85V～275V交流电转换为电子设备所需要的直流低电压。正常工作状态下，反激式开关电源的损耗主要包括导通损耗和开关损耗，以及控制电路的损耗。 

目前含有开关电源的电子设备与家用电器等自身功耗与待机功耗很难降低；原因有以下限制： 

1.在待机状态下，控制电路的损耗主要表现为启动电阻上的损耗，而启动电阻的损耗直接与整流后的直流母线电压和启动电阻值相关。启动电阻降压后供集成电路启动，待变换电路启动后反馈一个低压电源维持足够工作电流再形成稳定正常工作。这种广泛应用的电路结构，其启动电阻的功耗占整个开关电源的自身功耗比例相当的大。一般启动电阻的功耗接近1瓦.220v电源系统为例：设启动电阻为一百千欧姆(100k)，低压电源为15v。，那启动电阻功耗＝UxU/R＝(220x1.4-15)x(220x1.4-15)/100K＝0.949W.一般开关电源均有个启动电阻。 

另外启动电阻在正常工作或待机时仍然在继续参与低压供电并消耗与启动时相等的能量。 

为克服启动电阻降压固有的缺陷，虽然有很多新技术为降低开关电源的功耗而努力，如最新的MC44608，AP384xG芯片等。间歇式低待机功能仅降低启动电阻的功耗，至今仍无法真正去除启动电阻。 

2.启动电阻的功耗降低了，在待机状态下要维持待机电路工作(如红外遥控及解码电路)，变换电路必须工作，其功率管开关损耗、驱动损耗、变压器磁芯 损耗、输出整流管反向恢复损耗以及缓冲器损耗等开关损耗使变换电路效率远小于0.8。 

众所周知，电容降压其有功功率损耗接近零，降压电容对交流电源也有功率因数补偿与滤波作用，电容降压最理想。但有致命的缺点电容降压是不能与主电源系统输出共地。电容降压在开关电源中的实际应用为零。 

发明内容

电阻降压能与主电源系统输出共地，电阻的功耗是缺陷。电容降压时降压电容与整流桥串连工作的(图1)，整流桥一端与交流电源直通，所以交流地不能与主电源直流地输出共地。本发明内容是改变电容降压电路结构并解决与主电源系统输出共地及稳压二极管D3去除的问题。(稳压二极管D3是有功耗的) 

本发明专利所采用的技术方案是： 

(1)电容降压时采用双降压电容，两个降压电容与整流桥交流输入端分别串连工作，辅助兼待机电源要求的功率一般很小，相应的降压电容容量也小(相对于50Hz，其阻抗Xc＝1/ωc.Xc阻抗2x3.14x0.22u-2x3.14x1u之间有数十千欧姆)整流桥交流输入端通过降压电容与交流电源不再直通，这样整流桥输出就处于悬浮状态，所以能与主电源系统输出共地。电脑仿真证实(图3)可行与实际电路图2应用已验证可行。 

(2)降压电容可由EMI电源滤波电容复用完成电容降压与电源滤波。由于二个降压电容串连，同样的输出其容量将增加一倍，但耐压可降为一半，所以电路成本体积几乎没有增加。(以一个滤波电容0.22u改为二个0.47u电容为例，计算结果可获得14mA的电流，实验结果得13.8mA。这个电流足够电子设备辅助电源与家用电器待机电源之需求)。红外遥控接收加解码电路也仅需几mA以下。 

(3)电容降压的恒流源特点，LED指示灯可串连辅助兼待机电源的交流回路中不消耗辅助兼待机电源能量。 

(4)电容降压仍工作在50Hz，没有EMI干扰。 

(5)二个降压电容并连二个反相二极管D3D4，使降压电容处于半个工作 周期，结果是降压电容使用更加安全可靠，(实际电路用二个1U/250v电解电容试过也无碍，因为电流仅几mA)。 

(6)图2中C3是取代稳压二极管D3在交流回路中进行无功耗稳压。