专利名称:电源电路的制作方法
本发明涉及一种为负载供电的电源电路，在施加输入电压的两个进线端子之间包括一个整流器、一个具有连接负载的接线端子的第一电容器、一个具有一个控制电极的第一晶体管开关，以及一个用于在已整流输入电压超过某一特定值时关断所述第一晶体管开关的第二晶体管开关。
这种电路适合用于为具有多种不同输入电压的负载供电。这种电路尤其适合用于干剃须刀，为其中的电动机供电。这使得剃须刀能够应用于不同国家的不同电网电压，而无需适配或转接。
这种电路由于美国书第4，001，668号的公布已为人知晓。该电路中，由于所述第一电容器在整流输入电压的上升边和下降边期间都重新充电到由第二晶体管开关确定的所述整流输入电压值，因而该第一电容器保持有一个恒定的平均电压。这种电路的缺点在于，它产生比较大的附加辐射。这是因为在整流输入电压的下降边期间，第一晶体管开关在由所述第二晶体管开关确定的输入电压值上导通，而在此瞬间所述第一电容器上的电压低于此值。结果，该第一电容器用比较大的电流充电，致使该电容器上的电压逐步增长到由所述第二晶体管开关所确定的整流输入电压值。
因此，提供一种在实际上不产生附加辐射的电源电路是本发明的目的。按照本文开头一节中确定的那种型式的本发明电源电路，其特征在于，所述第一晶体管开关的控制电极通过一个第二电容器耦合到一个输入端上，而通过至少一个二极管耦合到另一个输入端上。在输入电压的上升边期间，所述第二电容器的充电电流使第一晶体管开关导通，而在下降边期间，第二电容器通过所述二极管放电，致使所述第一晶体管开关保持在非导通状态。结果，第一电容器只在整流输入电压的上升边期间充电。所述第一电容器的两端电压这时跟随输入电压逐渐增长，从而防止出现附加辐射。而且，与已知电路比较，所述第二电容器减少了第一晶体管开关控制电路中的损耗。
本发明的第一实施例的特点在于，所述电路包括用于在通过负载的电流超过特定值时关断第一晶体管开关的第一保护装置。例如，万一负载短路，所述第一保护装置使第一晶体管开关关断，以便防止所述晶体管开关由于过量的电流而损坏。这种第一保护装置的特征还可，在于其包括一个令其同负载串联的电阻，并且该电阻通过至少一个第一参考电压元件耦合到第二晶体管开关的控制电极上。
本发明的第二实施例的特征在于，所述电路包括用于在通过第一电容器的电流超过特定值时关断第一晶体管开关的第二保护装置。当电源电路在整流输入电压具有高瞬时值的情况下以及在电压瞬变的情况下接通时，所述第二保护装置防止第一晶体管开关由于过量的充电电流而损坏。在另一个实施例中，这种第二保护装置的特征还可在于其包括一个令其与第一晶体管开关串联的电阻，并且该电阻通过至少一个二极管耦合到第二晶体管开关的控制电极上。
本发明的第三实施例的特征在于，所述电路包括一个用于在负载电流增加时提高上述整流输入电压值的校正装置，(该电压使第二晶体管开关就关断第一晶体管开关)。借助于所述校正装置，第一电容器所充电的电压值在负载电流增加时提高，从而保证该电容器上，因而也是负载上的平均电压提高。
在另一个实施例中，如果第二晶体管开关的控制电极通过至少一个稳压二极管和一个电阻的串联支路耦合到整流器的输出端，那么所述校正装置可以包括一个晶体管，其基极和发射极被接到一个与负载串联的电阻两端，而其集电极则接到所述第二晶体管开关的控制电极和所述整流器输出端之间串联支路中的所述稳压二极管和所述电阻之间的连接点上。还有一个实施例，其特征可以是，所述校正装置包括用于限制由所述校正电路提供的、高于某特定负载电流的校正量的限制装置。
现在参照附图，通过举例详细说明本发明的各实施例，其中图1表示按照本发明设计的电源电路的基本电路图，图2表示解释图1所示电路作用原理所需的某些电压特性曲线，图3表示本发明的第一实施例，图4表示本发明的第二实施例，以及图5表示本发明的第三实施例。
图1示出按照本发明设计的电源电路的基本电路图。在施加电网电压的两个接线端子2和3之间，所述电路包括串联连接的电阻R1，一个在本例中包括二极管D1的整流器，具有用于连接负载(在本例中负载包括一具(例如)干剃须刀的电动机)的接线端子4和5的第一电容器C1，以及在本例中包括一个单独晶体管T1的第一晶体管开关。借助电阻R2和电容器C2的串联电路，所述晶体管T1的控制电极被接到整流器D1的阳极上。电阻R2和电容器C2之间的连接点通过稳压二极管Z1接到输入端子3上。所述电路还包括在本例中包括一个晶体管T2的第二晶体管开关，T2的集电极-发射极通道同晶体管T1的基极-发射极结并联，而其控制电极则通过稳压二极管Z2和电阻R3的串联电路连接到整流器D1的阴极。
现在参照图2说明该电路的作用原理，该图示意地画出了所述电路上某些点的电压在如何变化。在图2中用虚线表示加于输入端子2和3之间的正弦电源电压Vi。在此电源电压o-t3时间间隔内的上升边期间，电容器C2充电，充电电流从输入端子2经过电阻R1、电容器C2、电阻R2和晶体管T1的基极-发射极结，流至输入端子3。晶体管T1的基极电流这时受到电阻R2以及受到稳压二极管Z1的限制，后者在降落于此电阻上的电压高于某特定值时导通，使充电电流直接流到输入端子3上。起初，在晶体管T1的集电极线路中没有电流，因为电容器C1上还有电压，整流二极管D1是截止的。在此时间间隔内电容器C1通过负载M放电。在t1瞬间，电源电压的瞬时值变得高于电容器C1上的电压Umin，于是整流二极管D1导通。结果，电容器C1被充电，充电电流从输入端子2经过电阻R1、二极管D1、电容器C1以及晶体管T1的集电极-发射极通道流到输入端子3。所述充电电流这时受到电阻R1的限制。电容器C1上的电压现在随着电源电压Vi增长而增长。在t2瞬间，当整流输入电压具有瞬时值U2时，稳定二极管Z2和晶体管T2受激励而导通，这使得晶体管T1被截止，从而电容器C1不再继续被充电，该电容器上的最大电压因此就等于电压U2。晶体管T2保持导通直到t4瞬间，当整流输入电压的瞬时值变得小于电压U2时为止。在t2-t3时间间隔内，电容器C2被充电至输入电压的峰值，充电电流流经晶体管T2的集电极-发射极通道。在t3-t6时间间隔内的电源电压下降边期间，电容器C2经过现在起普通二极管作用的稳压二极管Z1充分放电，从而防止晶体管T1被激励导通。如果在下一个上升边期间，电源电压的瞬时值超过电容器电压U1，所述晶体管T1就再次导通。这样当负载恒定时，电容器C1上电压的平均值UC1就以上述方式保持恒定。这时所述电路的运行在很宽范围内与电网电压的幅度无关。
图3表示本发明的第一实施例，同样的部件有如图1上同样的标号。该实施例中，令电阻R4同负载M串联，所述电阻R4和负载M之间的连接点经由稳压二极管Z3和电阻R5的串联电路接至晶体管T2的控制电极上。这些附加元件构成第一保护装置，在万一发生(例如)电动机短路或电动机堵住的情况下，它关断所述电源电路。当通过负载的电流大于某特定值，因而电阻R4两端电压高于某特定值时，稳压二极管Z3导通，于是晶体管T2导通，并使晶体管T1关断。这时电阻R5限制晶体管T的基极电流。在电路正常运行期间，所述保护装置有另一个优点。如果晶体管T2关断晶体管T1，后者的集电极电压升高，这种升高经由电阻R4、稳压二极管Z3和电阻R5传到晶体管T2的基极上，导致正反馈效应，从而使晶体管T1迅即被关断。
在这个实施例中，在输入端子2和3之间接有一个负效应的压敏电阻器R6，用以限制输入电压至，例如600伏。
图4表示本发明的第二实施例，其中同样的部件有如图3上同样的标号。该实施例中，把电阻R8接在晶体管T1的发射极线路中，而该晶体管T1的发射极则经过电阻R9和二极管D2的串联支路接到晶体管T2的基极上。这些元件构成第二保护装置，它在万一发生流经晶体管T1的充电电流过大的情况下，关断所述电源电路。如果所述电源电路，例如在电网电压有最大值的瞬间合闸，则晶体管T1迅即经由电容器C2导通。在此瞬间电容器C1还没有电荷，所以就有一个很大的充电电流流经晶体管T1，该电流仅受到电阻R1的限制。现在，由于电流超过某一特定值，使电阻R8上的电压高到足以使晶体管T2通过电阻R9和二极管D2被激励导通，因而晶体管T1截止而使其受到了保护。这时电阻R9限制晶体管T2的基极电流。
图5表示本发明的第三实施例，其中同样的部件有如图4上同样的标号。当电动机M的负载增加时，电容器C1的放电会增加到致使该电容器上的平均电压下降的程度。从而引起所述电动机的转速下降。为了在负载增加时保持电动机的转速尽可能为常量，电容器C1上的平均电压在负载增加时也应该增加。为此目的，所述电源电路包含一个校正电路，后者又包括一个其基极-发射极结串联电阻R10后再同电阻R4并联、其集电极经过电阻R11接到整流二极管D1的阴极的晶体管T3。稳压二极管Z2和电阻R3的串联支路被接到晶体管T3的集电极上。所述校正电路作用如下。当电动机电流增加，因而电阻R4两端的电压增加时，晶体管T3被进一步激励导通，引起电阻R11上的电压进一步增加。结果，跨接电阻R3、稳压二极管Z2和晶体管T2的基极-发射极结串联支路上的电压减小，致使该稳压二极管Z2和晶体管T2在增长着的输入电压有更高瞬时值的时候导通。于是，晶体管T1在输入电压瞬时值提高的时刻关断，从而电容器C1充电到达的电压值，在负载电流增加时提高。与电阻R11并联的稳压二极管Z4用以在负载电流超过某特定值时限制电阻R11两端的电压。这保证了电容器C1上的电压在负载电流增长时不会变得高于最大容许的电动机电压。
本发明不局限于此处所述之各实施例，对于本专业的技术人员来说，在本发明范围内含有很多的更改是可以想象到的。例如，所述第一和第二晶体管开关可以包括达林顿晶体管对或其他的复合晶体管组。可以用场效应晶体管代替双极型晶体管，在此情况下，基极、集电极和发射极应分别读作门极、源极和漏极。还有，稳压二极管Z1可以被一个或几个串联连接的二极管所代替。所述第一和第二保护装置也可以用别的方式构成，特别是，用于测量负载电流和充电电流的电流敏感电阻器可以设置在所述电路中的其他位置。再有，所述校正电路中的晶体管可以用任何其他放大电路替代。最后，要注意的是，作为可选方案，所述整流器可以包括全波整流器或桥式整流器。
权利要求
1.一种在施加输入电压的两个进线端子之间包括一个整流器、一个具有连接负载的接线端子的第一电容器、一个具有一个控制电极的第一晶体管开关、以及一个用于在已整流输入电压超过某一特定值时关断所述第一晶体管开关的第二晶体管开关的、为负载供电的电源电路，其特征在于，所述第一晶体管开关的控制电极通过一个第二电容器耦合到一个进线端子上，通过至少一个二极管耦合到另一个进线端子上。
2.如权利要求
1的电源电路，其特征在于，所述二极管是一个稳压二极管。
3.如权利要求
1或2的电源电路，其特征在于，配置有一个电阻同第二电容器的串联电路。
4.如权利要求
1、2或3的电源电路，其特征在于，所述电路包括用于在通过负载的电流超过某特定值时关断所述第一晶体管开关的第一保护装置。
5.如权利要求
4的电源电路，其特征在于，所述第一保护装置包括一个同负载串联的电阻，并且该电阻通过至少一个第一参考电压元件耦合到所述第二晶体管开关的控制电极上。
6.如权利要求
5的电源电路，其特征在于，配置有一个电阻同所述第一参考电压元件相串联的电路。
7.如权利要求
5或6的电源电路，其特征在于，所述第二参考电压元件包括一个稳压二极管。
8.如上述任一项权利要求
的电源电路，其特征在于，所述电路包括用于在通过所述第一电容器的电流超过某特定值时关断所述第一晶体管开关的第二保护装置。
9.如权利要求
8的电源电路，其特征在于，所述第二保护装置包括一个同所述第一晶体管开关串联的电阻，并且该电阻通过至少一个二极管耦合到所述第二晶体管开关的控制电极。
10.如权利要求
9的电源电路，其特征在于，配置有一个电阻同所述二极管串联的电路。
11.如上述任一项权利要求
的电源电路，其特征在于，所述电路包括一个用于在负载电流增加时提高整流输入电压值的校正装置，高于该电压所述第二晶体管开关就使所述第一晶体管开关关断。
12.如权利要求
11的电源电路，其特征在于，所述第二晶体管开关的控制电极用至少一个稳压二极管和一个电阻的串联支路耦合到所述整流器的输出端，以及在于所述校正装置包括一个晶体管，该晶体管的基极和发射极接到一个与负载串联的电阻两端，而其集电极则接到所述第二晶体管开关的控制电极和所述整流器输出端之间串联支路中的所述稳压二极管和所述电阻之间的连接点上。
13.如权利要求
11或12的电源电路，其特征在于，所述校正装置包括用于限制由所述校正电路提供的、高于某特定负载电流的校正量的限制装置。
14.如权利要求
13中附属于权利要求
12的电源电路，其特征在于，在所述晶体管的集电极和所述整流器的输出端之间设置有一个稳压二极管。
15.包含一具电动机的干剃须刀具，其特征在于，所述刀具包括如上述任一项权利要求
的电源电路，所述负载则由所述刀具的电动机构成。
专利摘要
为保持为电动机(M)供电的第一电容器(C
文档编号H02M3/156GK87103527SQ87103527
公开日1987年11月25日 申请日期1987年5月12日
发明者安德里斯·科尼利厄斯·帕斯马 申请人:菲利浦光灯制造公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan