[发明专利]高压启动电路

说明书

相关申请的交叉引用和优先权要求

本申请要求2010年8月11日提交的题为“High Voltage Startup Circuit and High Voltage Input Capacitor Balancing Circuit”的美国临时专利申请序列号61/372793的优先权权益，该专利申请通过引用全部结合于此。

技术领域

本发明涉及电子器件的领域，并且具体地涉及一种高压启动电路。

背景技术

功率转换器对于许多现代电子器件是必不可少的。除了其他的能力之外，功率转换器可以向下调整电压电平(降压转换器及其衍生物)或者向上调整电压电平(升压转换器及其衍生物)。功率转换器也可以从交流(AC)功率转换成直流(DC)功率，或者反之亦然。功率转换器也可以用来提供处于调节电平(例如5.0V或5安培)的输出。功率转换器典型地使用一个或多个诸如晶体管之类的开关器件来实现，所述开关器件被接通和断开以向转换器的输出输送功率。控制电路系统(circuitry)被提供来调节开关器件的接通和断开，并且因此这些转换器被称为“开关调节器”或者“开关转换器”。这样的功率转换器可以结合到电源(power supply)中或者用来实现电源，即开关模式电源(SMPS)。功率转换器也可以包括一个或多个用于交替地存储和输送能量的电容器或电感器。

电源以及用于电源的控制器用在许多应用中。离线低压应用处于85VAC-265VAC的范围内，其与例如用于美国、欧洲、亚洲等的标准线电压对应。高压(HV)应用可以是265V以上的任何应用，诸如例如工业电源(要求高达600V的AC输入)、用于风车的偏置电源(bias supply)(要求高达1000V的AC输入)、太阳能电池板(要求可以对800V至1000V的DC输入进行操作的“串式”转换器)、镇流器(其可以从近似85V的AC到超过480V的AC进行操作)、工业照明应用中的功率因数预调节器以及“智能仪表”(其可以对范围从大约85V至576V的AC或者近似120V至820V的DC的输入进行操作)。

用于监视例如电力使用的仪表可能要求范围在1W与15W之间的电源。非智能仪表使用大约1W的电源。可以是具有到中心位置的通信链接以监视和控制电力使用的仪表的“智能仪表”典型地使用例如在传输期间范围在5W与7W之间的更高的功率电平。

智能仪表实现电力公司与消费者和商业电力用户二者之间的双向通信以试图提高输送效率以及控制和调节总体功耗的能力。它们是“智能电网”技术倡议的一部分。

智能仪表可以包括电源、用于电源的控制器、用于接收功率(例如AC源)的输入、测量部分和通信部分。通信部分典型地包括向/从仪表读取器、其他仪表(例如气体或水)或者电器(例如冰箱)接收和/或发射射频(RF)信号的射频(RF)子部分。智能仪表应当能够在AC输入处耐受高达6000V的瞬态值。此外，智能仪表可以用于或者暴露于宽范围的应用(例如从85V至900V)。为此，智能仪表前端处的所有部件典型地必须额定用于该宽范围或者以特定方式设置。

智能仪表的规范允许连续的传输，因此电源需要针对该较高功率电平确定尺寸。此外，存在具有超过15W的功率电平的一些特殊仪表。用于仪表的电源可以提供单输出：27至12伏特(左右)，或者双输出：27至12V(左右)和5V/3.3V。这些电源通常使用非隔离回扫(flyback)转换器来实现，但是有时使用降压或隔离回扫转换器来实现。

所有的电源控制器需要在存在足够的输入电压以便驱动第一脉冲激励电源控制器时启动。在低电压应用中，控制器可以简单地连接到整流的标准线电压。对于诸如265V以上的那些之类的其他应用，控制器典型地可以包括高压(HV)启动管脚或端子和相关电路系统，其被连接以接收HV功率并且将HV功率转换成控制器所需的电平。

发明内容

简短且一般地说，本发明的实施例包括高压启动电路。本发明的实施例也包括高压输入电容器平衡电路。可能的是在相同的电源中使用这些发明电路中的一者或二者。启动和输入电容器平衡电路系统可以用于宽范围的应用，包括低压和高压应用。本发明的实施例也包括具有启动和输入电容器平衡电路系统的电源。本发明的另外的实施例包括结合了这样的电源的系统(诸如智能仪表)。