用于控制开关电源电路的开关电源、电子设备和方法技术

一种开关电源设备，包括：开关元件，用于切换输入直流电力；平滑部件，用于平滑由开关元件所切换的直流电力然后输出它；方波生成部件，用于生成具有恒定占空比的方波，以控制开关元件的切换；以及控制部件，用于观察平滑部件的输出电压，以便控制生成由方波生成部件所生成的方波的周期，以使该输出电压被组织在一定范围之内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于转换直流电源的电压的开关电源设备，一种配备有该电源设备的电子设备，以及一种用于控制开关电源电路以控制电源设备的方法。
技术介绍
开关电源设备自过去以来就一直广泛地用作各种电子设备的电源电路(设备)。在相关领域典型的开关电源设备的配置中，提供有用于以高速切换输入电源的开关元件，并且输出电源是通过平滑开关元件的切换输出而获得的。用于切换该开关元件的操作的配置被安排成用于通过PWM波执行接通-切断控制。用于执行开关元件的接通-切断控制的PWM波被安排成根据比较通过平滑切换输出所获得的输出电压和输入电压之间的结果而生成。例如，它被安排成根据该比较而改变要生成的PWM波的占空比，以使该输出电压变成指定的值。在JP-A-2000-308335中，公开了一种开关电源设备的配置。
技术实现思路
顺带说明一下，由于相关领域的开关电源设备具有通过改变用于控制开关元件的PWM波的占空比而获得希望的输出电压的配置，所以就需要生成具有可变占空比的PWM波，相应地，用于控制开关元件的配置就被复杂化了，而成为问题。一直以来就需要降低待机电力，近些年来特别如此，以作为实现电子设备低功耗的一种措施，并且为了降低该设备处于待机状态时所消耗的待机电力，则需要降低开关电源设备处于待机状态的功耗。然而，事实上，为了生成具有可变占空比的PWM波，却需要某一级别的电路配置，这就引起一定量的功耗，并且限制了降低所需要的待机电力的有效性而成为了问题。尽管在上面描述的专利文献中，描述有通过临时地切断用于生成可变的PWM波的电路而降低功耗的配置，但是只要利用了该用于生成可变的PWM波的电路，那么在改进开关电源设备的功耗(转换效率)上就具有局限性。鉴于以上几点，人们就希望提供一种电路配置简单且转换效率优良的开关电源电路。根据本专利技术的实施例，在控制一种用于通过开关元件来切换输入直流电力的开关电源电路以转换电压的情况下，就采用生成具有恒定占空比的方波用以控制开关元件的切换的配置。它还被安排成用于观察通过平滑该开关元件的输出所获得的输出电压用以控制方波的生成周期，以使得该输出电压被组织在一定的范围之内。因此，通过提供一个用于生成具有恒定占空比的方波的电路，和通过依照输出电压来控制方波生成电路生成方波的周期，就能够获得在需要的电压范围之内的输出电压。根据本专利技术的实施例，通过提供用于生成具有恒定占空比的方波的电路，就能够获得具有希望的电压范围的输出，并且能够以很简单的电路配置来配置开关电源。另外，该电路配置是简单的，并且转换效率也是高的，因此，就能够实现配备有该开关电源的设备的低功耗。附图说明图1是示出根据本专利技术第一实施例的配置示例的电路图。图2是示出对配备有根据本专利技术第一实施例的开关电源的设备的电源控制的示例的配置图。图3是示出根据本专利技术第一实施例的操作控制的示例的流程图。图4A到4F是示出根据本专利技术第一实施例的可操作状态的示例的波形图。图5是示出根据本专利技术第二实施例的配置示例的电路图。图6A到6D是示出根据本专利技术第二实施例的可操作状态的示例的波形图。图7是示出根据本专利技术第三实施例的配置示例的电路图。图8是示出根据本专利技术第三实施例的操作控制的示例的流程图。具体实施例方式以下，将参考图1到4对本专利技术的第一实施例加以解释。在本实施例，它适用于电子设备所需要的电源电路(电源设备)。该电子设备配备有两个电源电路，即，用于在电源接通状态供应必须的电力的电源电路和用于在断电时给总是在待机状态下操作的电路供电的电源电路。首先，将参考图2对电子设备的电源配置加以解释。电子设备10配备有直流电力输入端11。直流电力输入端11被安排成是在预先确定的范围(诸如8伏到12伏)中的接受可变电压活动输入的低电压直流电源。尽管采用了以下的这种配置，其中，向直流电力输入端11供应由配备有电力连接器1的AC适配器2所转换的直流电力，该电力连接器1连接到能够从其获得商用交流电力(例如，AC100伏)的电源插座，但是也可以用其他电源(诸如汽车电池)来供应直流电力输入端11。在直流电力输入端11所获得的直流电源经由开关12而供应给第一电源电路13，用以生成处于电源接通状态的电子设备所必须的各种电源电压，并且该电源电压被供应给需要该电源电压的电路。在图2所示出的实施例中，第一电源电路13被安排成具有生成三种类型的直流电力，即，9伏、6伏和3伏的配置。第一电源电路13是容量比较大(诸如几十瓦特左右)的电源电路。在本实施例中，还与第一电源电路13相互独立地提供有第二电源电路20。第二电源电路20是用于给那些总是需要供电(即使该电子设备因断电而处于待机状态也总是需要供电)的电路供电的电路，并且它具有很小的电容量(例如，0.01瓦)作为电源容量，该电源容量与第一电源电路13的电源容量相比要小很多。第二电源电路20由开关电源电路组成，并且在这里输出6伏。在这里应该注意到准确地讲，它是电压处在6.0伏到6.5伏范围的直流电源，如以下所描述的。由第二电源电路20所转换出的大约6伏的直流电力被供应给用于控制电子设备10的操作的微型计算机14、用于红外信号的光接收部件16以及待机显示光发射二极管(灯)17。用于红外信号的光接收部件16是用于接收来自遥控器(未示出)且远程控制电子设备10的操作的发射的光接收部件(接收器部件)，并且总是通过始终向其供电的第二电源电路20把光接收部件16所接收的信号供应给微型计算机14。微型计算机14被安排成具有当因断电该设备处于待机状态之时把开关12设定成切断状态而不把输入电力供应给第一电源电路13的配置。它还总是观察提供给该设备的键是否被操作和在待机状态期间光接收信号是否被从光接收部件16提供了，并且如果它们中的任何一种情况发生，那么它就把开关12设定到接通状态用以把直流电力供应给第一电源电路13，由此就使第一电源电路13给该设备中每个部件供电。电子设备10因断电而处于待机状态的同时，待机显示灯17利用来自第二电源电路20的电力发光。在本实施例中，按照图1中所示的那样来配置给这样配置的电子设备10所提供的第二电源电路20。以下，将对如图1中所示的依照本实施例的电源电路加以解释。依照本实施例的电源电路是一种通过利用开关元件22高速地接通和切断在直流电力输入端21中所获得的直流电力(在图2中所示的直流电力输入端11中所获得的直流电力)来控制输出电压的开关电源电路。例如，使用P沟道场效应管(FET)来作为开关元件22。在输入端21中所获得的直流电力不但供应给开关元件22，而且还供应给控制部件23和方波生成器30。控制部件23判断在电源电路的输出端28中所获得的电力的电压以便控制方波生成器30的振荡输出。稍后将描述振荡输出的控制状态。方波生成器30是用于振荡并输出具有恒定占空比且由重复的高电平和低电平组成的方波的生成器，并且控制部件23控制对方波生成器30的方波输出的接通和切断。由方波生成器30所输出的方波被供应给开关元件22的门，并且控制开关元件22对输入电力的切换。在开关元件22和输出端28之间配置有一个用于由开关元件22所切换的电力的平滑电路。特别地，线圈25连接在开关元件22和输出端28之间，电容器26连接在接地电位部件和输出端28与线圈25的连接点之间，另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源设备，包括：开关元件，用于切换输入直流电力；平滑部件，用于平滑由开关元件所切换的直流电力然后输出该直流电力；方波生成部件，用于生成具有恒定占空比的方波，用以控制开关元件的切换；和控制部件，用于观察平滑部件的输出电压用以控制生成由方波生成部件生成的方波的周期，以使该输出电压被组织在一定的范围之内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：长岛充幸，中村晋治，平濑昭广，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]