专利名称：开关变换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有开关晶体管、电感和二极管的开关变换器，并且涉 及一种具有相应变换器的电视机。这种类型的开关变换器经常被用于例如消 费电子设备中，。 电电压。
背景技术：
根据现有技术的开关变换器有例如升压变换器、降压变换器或反向变换
器(inverse converter )。在图la、 lb和lc中示意性地图示了这种类型的电^各。 图la示出具有开关晶体管Tl的降压变换器，开关晶体管Tl在发射极处连才妻 到DC电压UE1且在集电极处连接到线圈L1。此外，二极管D1连接到集电 极，二极管Dl的阳极连接到地。
在输出侧，连接到地的电容器C1连接到电感Ll,并为负载RL1提供供 电电压UA1。在这种情况下，经由反馈电路和调节电路(未示出)来控制开 关晶体管Tl的基极，例如利用PWM信号，使得输出电压UA1稳定为负载 RL1的函数。
图lb图示了升压变换器，其具有线圈L2,其在输入侧连接到DC电 压UE2;以及开关晶体管T2，其在集电极侧连接到线圈L2的输出且在发射 极侧连接到地。此外，二极管D2连接到开关晶体管T2的集电极，并在输出 侧经由电容器C2提供整流供电电压UA2,以给负载RL2供电。
图lc图示了具有开关晶体管T3、线圈L3和二极管D3的、用于产生4# 出电压UA3的反向变换器，输出电压UA3相对于输入电压UE3具有相反的 极性。
发明内容
根据本发明的开关变换器具有开关晶体管、电感和二极管，它们被布置
为降压变换器以从整流输入电压产生第一整流输出电压。开关晶体管在^r入
侧经由第二电感连接到输入电压，第二二极管在阳极侧耦接到布置在第二电 感和开关晶体管之间的接头，以产生第二输出电压。在这种情况下，第二输 出电压是比输入电压高的整流电压。
例如，开关晶体管是集成电路的一部分，或者耦接到集成驱动器电^各， 以产生调节的第一输出电压。在这种情况下，不对第二输出电压进行调节，
这是因为以第一输出电压的载荷(loading)的函数，例如利用PWM信号， 来对开关晶体管计时。然而，对于特定使用，例如在具有调谐器的电视才几或 其他的消费电子设备中，这并不是缺点。在这种情况下，第二输出电压可以 被具体地用于，产生相应调谐器所需的、用于调谐电容二极管的+40伏电压。 第一输出电压可以被具体地用于，给要求非常低的供电电压(例如3.3伏、 2.5伏或1.8伏)的集成电路供电。
变换器的输入电压。具体地，如果已经占用了为开关式电源单元的变压器 (transformer)的输出电压配备的所有连接引脚，则根据本发明的开关式电源 单元提供一种用于产生调谐器的调谐电压的经济的替代方案。
参考示意性电路图，下面将通过示例更详细地解释本发明。在附图中:
图la示出根据现有技术的降压变换器；
图lb示出根据现有技术的升压变换器；
图lc示出根据现有技术的反向变换器；以及
图2示出根据本发明的、用于产生两个输出电压的开关变换器。
具体实施例方式
图2图示具有开关晶体管T4的开关变换器，在该示例实施例中，开关晶 体管T4被集成在集成电路IC1中。例如，电路IC1是集成电路MC34064， 其可以从例如ON Semiconductors获得，且其包括用于4喿作开关晶体管T4的 控制和监控电路。具体地，也可以将MOSFET用作开关晶体管T4。
开关晶体管T4在输入侧连接到整流输入电压UE4 ，在输出侧经由二极管 D4连接到地。电感L4 (在该示例实施例中为线圈)连接到开关晶体管T4的 输出且在其另 一端连接到充电电容器C4。
二极管D4在其阳极连接到地；由此，连接电路以形成降压变换器，且 在该示例实施例中，从+ 9伏DC电压产生在充电电容器C4处的3.3伏的整 流输出电压UA4。经由反馈环路FB稳定输出电压UA4。在这种情况下，包 括关于经由电容器C4施加的输出电压UA4的信息的调节信号被反馈到集成 电路IC1的调节输入。至此，该电路作为降压变换器。
根据本发明，第二电感L5 (具体地为线圏)被布置在开关晶体管T4的 电流输入和输入电压UE4之间。电感L5的电感值小于第 一 电感L4的电感^f直， 且优选地小于30%,在图2的示例实施例中仅为10%。用于产生输出电压 UA4的降压变换器的工作没有因此而受到影响。如果开关晶体管T4导通， 则电感L5产生电压降。然而，该电压降不应大到扰乱用于产生输出电压UA4 的降压变换器的工作。
此外，二极管D5在其阴极连接到电感L5，且在其阳极连接到第二充电 电容器C5 (该第二充电电容器C5连接到地)以产生第二整流输出电压UA5。 二极管D5的阴极被耦接到布置在电感L5和开关晶体管T4之间的接头A。
该电路如下起作用如果开关晶体管T4导通，则电流流过电感L5且使 得磁场被建立起来。如果开关晶体管T4截止，则经由电感L5产生感应电压， 且该感应电压经由二极管D5对电容器C5充电。因此，开关晶体管T4与电 感L5和二极管D5—起作为升压变换器起作用。因此，开关变换器同时产生 两个输出电压UA4和UA5，其中，输出电压UA5高于输入电压UE4且tT出 电压UA4低于输入电压UE4。
在这种情况下，输出电压UA5没有经过调节，且具体地依赖于运行开关 晶体管T4的占空比。由于电感L5的电感值较低，所以只能将具有较低功耗 的负载连接到输出电压UA5。因此，对于特定应用范围而言，该开关变换器 是有利的。它可以:故具体地用于电一见接收才几，例如在电视3几和录像机中，它 们要求未经调节的大约40伏的工作电压用于相应调谐器的工作。
在当今的电视调谐器中， 一般提供稳定电路以给用于调谐的电容二极管 产生+ 33伏或+ 30伏电压。因此，在大约40- 50伏范围之内的未经调节的 供电电压是足够的。具体地，如果输出电压UA4用于供应恒定负载，则可以 通过近似地选4奪线圈L5的电感来产生具有该范围的输出电压UA5。
输出电压UA4可以被有利地用于对要求3.3伏、2.5伏或更小的未经调节 的供电电压的数字电路供电。通常不利用具有足够稳定度的常规的逆向变换:
器(flyback-converter)的开关式电源电压来供应该特性的供电电压。因此， 具体地提供开关变换器作为开关式电源单元的补充，该开关式电源单元是在 电视接收机中已经提供的，并且同时为开关变换器提供输入电压UE4。
权利要求
1.一种具有开关晶体管(T4)、第一电感(L4)和第一二极管(D4)的开关变换器，被布置为降压变换器以从输入电压(UE4)产生第一整流输出电压(UA4)，其特征在于开关晶体管(T4)通过输入端经由第二电感(L5)耦接到输入电压(UE4)；以及第二二极管(D5)耦接到被布置在第二电感(L5)和开关晶体管(T4)之间的接头(A)，以产生第二整流输出电压(UA5)。
2. 如权利要求1所述开关变换器，其特征在于所述电源具有用于稳定 所述第一输出电压(UA4)的控制电路(IC1)和反馈环路(FB)。
3. 如权利要求1或2所述的开关变换器，其特征在于所述第二二才及管 (D5)在阳极侧连接到所述第二电感(L5)，以产生第二输出电压(UA5),该第二输出电压(UA5)高于所述输入电压(UE4)。
4. 如权利要求l、 2或3所述的开关变换器，其特征在于所述第二电 感(L5)的电感值小于所述第一电感(L4)的值的30%。
5. —种电视接收机，其特征在于其具有根据在前权利要求中任一项的 开关变换器。
6. 如权利要求5所述的电视接收机，其特征在于该电视接收机具有给 所述开关变换器产生所述输入电压(UE4)的开关式电源单元，且特征在于 该电视接收机具有连接到所述第二输出电压(UA5)的调谐器。
7. 如权利要求6所述的电视接收机，其特征在于所述第二输出电压 (UA5)可用作所述调谐器的调谐电压。
全文摘要
一种开关变换器包括开关晶体管(T4)、第一电感(L4)和第一二极管(D4)，连接它们形成降压变换器，以从输入电压(UE4)产生第一整流输出电压(UA4)。开关晶体管(T4)在输入侧经由第二电感(L5)连接到输入电压(UE4)；第二二极管(D5)耦接到被布置在第二电感(L5)和开关晶体管(T4)之间的接头，以产生第二整流输出电压(UA5)。在这种情况下，第二整流输出电压是未经调节的，但是可以被具体地用作电视调谐器的供电电压。
文档编号H02M3/04GK101116240SQ200680004346
公开日2008年1月30日 申请日期2006年1月24日 优先权日2005年2月9日
发明者莱因哈德·凯格尔, 让-保罗·卢维尔 申请人:汤姆森特许公司