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TWI384354B - 具有低待機功率的電源裝置 - Google Patents

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TWI384354B
TWI384354B TW97144144A TW97144144A TWI384354B TW I384354 B TWI384354 B TW I384354B TW 97144144 A TW97144144 A TW 97144144A TW 97144144 A TW97144144 A TW 97144144A TW I384354 B TWI384354 B TW I384354B
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Chih Chan Ger
Chih Chang Chang
Chia Kun Chen
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Ampower Technology Co Ltd
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Description

具有低待機功率的電源裝置
本發明是有關於一種電源裝置，特別是指一種具有低待機功率的電源裝置。
如圖1所示，為一般電源裝置100的電路架構，該電源裝置100為交換式電源供應器，通常包括一輸入單元10、一功率因數單元11、一輸出單元12及一控制信號埠13。
該輸入單元10包括一濾波器C1，及一連接於該濾波器C1並接收一輸入電源VS的第一整流電路101。
該功率因數單元11用於接收該第一整流電路101的輸出電源，並包括一輸入端111、一輸出端112、一功率因數校正電路113、一保護電路114、一電連接於該輸入端111與該功率因數校正電路113之間的第一偵測回路115、一電連接於該輸出端112與該功率因數校正電路113之間的第二偵測回路116，及一電連接於該輸出端112與該保護電路114之間的第三偵測回路117。
該第一偵測回路115用於提供該功率因數校正電路113取得該輸入端111的電壓相位變化，該第二偵測回路116用於提供該功率因數校正電路113取得該輸出端112的電壓變化，該第三偵測回路117用於提供該保護電路114取得該輸出端112的電壓變化。
該輸出單元12包括一具有一初級線圈N1及兩個次級線圈N2的輸出變壓器T1、一功率開關121、一脈波寬度調變電 路122、一第二整流電路123，及兩個電子開關124，當該保護電路114透過該第三偵測回路117偵測出該輸出端112的電壓異常時，該保護電路114會停止該功率因數校正電路113。
該輸出變壓器T1的初級線圈N1用於接收該功率因數單元11的輸出電源，該等次級線圈N2電連接於該第二整流電路123。
該功率開關121電連接於該初級線圈N1，並受控於該脈波寬度調變電路122。
該第二整流電路123採用二分別電連接於該等次級線圈N2的二極體D2，藉以形成半波整流功能。
該等電子開關124分別電連接於該等二極體D2與二輸出埠14之間，藉以提供所需的電源規格以供電到負載。
該控制信號埠13控制該等電子開關124的開關狀態，藉由該控制信號埠13的控制信號輸出，就可以選擇該等輸出埠14個別產生供電或斷電狀態。
該電源裝置100一般在使用時，如果負載要進行斷電休眠，此時就會控制該等電子開關124形成開路，呈現斷電狀態，並只有透過一待命電源埠15來提供少量的必要電源，然而，由於該第一、二、三偵測回路115、116、117仍與輸入單元10電連接，因此該電源裝置100仍然有不少耗電，而這缺點在環保要求下，將無法達到逐漸嚴苛的待機時耗電標準要求。
有鑑於此，需提供一種能夠在待機狀態下進一步節省耗電之具有低待機功率的電源裝置。
一種具有低待機功率的電源裝置，用於將一輸入電源轉換為所需的電源規格輸出，該電源裝置包括輸入單元、功率因數單元、第一電子開關、輸出單元及控制信號埠。該輸入單元包括用於接收該輸入電源的第一整流電路。該功率因數單元用於接收該第一整流電路的輸出電源，並包括輸入端、輸出端、功率因數校正電路及電連接於該輸出端與該功率因數校正電路之間的第一偵測回路。該第一電子開關與該第一偵測回路串聯。該輸出單元包括具有初級線圈及次級線圈的輸出變壓器、功率開關、脈波寬度調變電路及第二整流電路，該初級線圈用於接收該功率因數單元的輸出電源，該次級線圈電連接於該第二整流電路，該功率開關電連接於該初級線圈，並受控於該脈波寬度調變電路。該控制信號埠控制該第一電子開關的開關狀態。其中，在該具有低待機功率的電源裝置處於休眠待機狀態時，該控制信號埠控制該第一電子開關斷開，從而使得該第一偵測回路形成開路。
本發明的有益效果在於：透過該第一電子開關的設置，就可以在休眠待機狀態時，不只是停止對負載供電，還能進一步使得該電源裝置本身會更加省電，藉由該控制信號埠控制該第一電子開關的機制，就可以使得該第一偵測回路形成開路，即減少了待機狀態下的不必要電力消耗，因此能進一步節省該電源裝置本身待機時的耗電，並達到通過更嚴苛的待機耗電標準，符合環保節能規 範的使用效果。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
如圖2所示，本發明具有低待機功率的電源裝置200的較佳實施例，用於將輸入電源VS轉換為所需的電源規格輸出，該電源裝置200包括輸入單元20、功率因數單元30、第一電子開關41、第二電子開關42、第三電子開關43、輸出單元50、控制信號埠61及待命電源埠62。
該輸入單元20包括濾波器C1，及連於該濾波器C1並接收該輸入電源VS的第一整流電路21，該輸入電源VS經過該濾波器C1輸入到該第一整流電路21中。
該功率因數單元30用於接收該第一整流電路21的輸出電源，並包括輸入端31、輸出端32、功率因數校正電路33、保護電路34、電連接於該輸出端32與該功率因數校正電路33之間的第一偵測回路35、電連接於該輸入端31與該功率因數校正電路33之間的第二偵測回路36及電連接於該輸出端32與該保護電路34之間的第三偵測回路37。
該第一偵測回路35具有兩個依序串聯於該輸出端32與一接地端之間的第一電阻R1、R1’，該功率因數校正電路33是從該等第一電阻R1、R1’之間取得一隨著該輸出端32之電壓變化的第一偵測信號V1。
該第二偵測回路36具有兩個依序串聯於該輸入端31與一 接地端之間的第一電阻R2、R2’，該功率因數校正電路33從該等第二電阻R2、R2’之間取得一隨著該輸入端31之電壓相位變化的第二偵測信號V1，實際製造時，該第二偵測回路36還可以內建在該功率因數校正電路33所使用的積體電路中。
該第三偵測回路37具有兩個依序串聯於該輸出端32與一接地端之間的第三電阻R3、R3’，該保護電路34從該等第三電阻R3、R3’之間取得隨著該輸出端32之電壓變化的第三偵測信號V3，由於該第三偵測回路37隨著該保護電路34而存在，因此實際製造時，如果不設計該保護電路34就不需要增加設計該第三偵測回路37。
配合圖3所示，該第一、二、三電子開關41、42、43分別與該第一、二、三偵測回路35、36、37串聯，設計時該第一、二、三電子開關41、42、43可以分別串聯於兩個電阻之間(如圖2所示)，也可以分別串聯於該輸入端31與一電阻之間及該輸出端32與電阻之間(如圖3所示)，當該第一、二、三電子開關41、42、43採用電晶體來設計時，藉由直接控制該等電晶體的閘極(例如使用MOSFET)，就可以達到控制開關狀態的功能，此外還有另一種設計方式，藉由該功率因數校正電路33的輸出電源來促使該等電晶體經常導通，再透過休眠、停止該功率因數校正電路33運作的方式來停止對該等電晶體供電，於是該第一、二、三電子開關41、42、43自然呈現開路狀態。
該輸出單元50包括具有一初級線圈N1及兩個次級線圈N2 的輸出變壓器T1、功率開關51、脈波寬度調變電路52、第二整流電路53及兩個輸出電子開關54。
該輸出變壓器T1的初級線圈N1用於接收該功率因數單元30的輸出電源，該等次級線圈N2電連接於該第二整流電路53。
該功率開關51電連接於該初級線圈N1，並受控於該脈波寬度調變電路52。
該第二整流電路53採用二分別電連接於該等次級線圈N2的二極體D2，藉以形成半波整流功能。
該等輸出電子開關54分別電連接於該等二極體D2與二輸出埠63之間，藉以控制所需的電源規格以供電到負載。
該控制信號埠61控制該第一、二、三電子開關41、42、43與該等輸出電子開關54的開關狀態，製造時該第一、二、三電子開關41、42、43與該等輸出電子開關54可以採用電晶體、閘流體、繼電器等電子元件。
該待命電源埠62接收該輸出單元50之第二整流電路53的輸出電源，並用於提供負載少量的必要電源，以維持休眠狀態的功能。
藉此，透過該第一、二、三電子開關41、42、43的設置，就可以在休眠待機狀態時，不只停止對負載供電，還能進一步使得該電源裝置200本身會更加省電，藉由該控制信號埠61控制該第一、二、三電子開關41、42、43的機制，就可以使得該第一、二、三偵測回路35、36、37 的至少一者或全部都形成開路，即減少了待機狀態下的不必要電力消耗，因此能進一步節省該電源裝置200本身待機時的耗電，並達到通過更嚴苛的待機耗電標準，符合環保節能規範的使用效果。
值得一提的是，在實際製造時，只要能夠符合待機省電要求的規範，那麼最少設置該第一、二、三電子開關41、42、43其中一個而能滿足省電要求也可以(例如只有設置該第一電子開關41)，而為了能減少更多待機時的耗電，也可以設置兩個(例如設置該第一、二電子開關41、42)或全部的電子開關41、42、43。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。
200‧‧‧電源裝置
20‧‧‧輸入單元
C1‧‧‧濾波器
21‧‧‧第一整流電路
30‧‧‧功率因數單元
31‧‧‧輸入端
32‧‧‧輸出端
33‧‧‧功率因數校正電路
34‧‧‧保護電路
35‧‧‧第一偵測回路
R1‧‧‧第一電阻
R1’‧‧‧第一電阻
V1‧‧‧第一偵測信號
36‧‧‧第二偵測回路
R2‧‧‧第二電阻
R2’‧‧‧第二電阻
V2‧‧‧第二偵測信號
37‧‧‧第三偵測回路
R3‧‧‧第三電阻
R3’‧‧‧第三電阻
V3‧‧‧第三偵測信號
41‧‧‧第一電子開關
42‧‧‧第二電子開關
43‧‧‧第三電子開關
50‧‧‧輸出單元
T1‧‧‧變壓器
N1‧‧‧初級線圈
N2‧‧‧次級線圈
51‧‧‧功率開關
52‧‧‧脈波寬度調變電路
53‧‧‧第二整流電路
D2‧‧‧二極體
54‧‧‧輸出電子開關
61‧‧‧控制信號埠
62‧‧‧待命電源埠
63‧‧‧輸出埠
VS‧‧‧輸入電源
圖1是一示意圖，說明一般電源裝置的電路架構；圖2是一示意圖，說明本發明具有低待機功率的電源裝置的較佳實施例；及圖3是一示意圖，說明上述較佳實施例中，一第一電子開關、一第二電子開關，及一第三電子開關的另一種配置狀態。
200‧‧‧電源裝置
20‧‧‧輸入單元
C1‧‧‧濾波器
21‧‧‧第一整流電路
30‧‧‧功率因數單元
31‧‧‧輸入端
32‧‧‧輸出端
33‧‧‧功率因數校正電路
34‧‧‧保護電路
35‧‧‧第一偵測回路
R1‧‧‧第一電阻
R1’‧‧‧第一電阻
V1‧‧‧第一偵測信號
36‧‧‧第二偵測回路
R2‧‧‧第二電阻
R2’‧‧‧第二電阻
V2‧‧‧第二偵測信號
37‧‧‧第三偵測回路
R3‧‧‧第三電阻
R3’‧‧‧第三電阻
V3‧‧‧第三偵測信號
41‧‧‧第一電子開關
42‧‧‧第二電子開關
43‧‧‧第三電子開關
50‧‧‧輸出單元
T1‧‧‧變壓器
N1‧‧‧初級線圈
N2‧‧‧次級線圈
51‧‧‧功率開關
52‧‧‧脈波寬度調變電路
53‧‧‧第二整流電路
D2‧‧‧二極體
54‧‧‧輸出電子開關
61‧‧‧控制信號埠
62‧‧‧待命電源埠
63‧‧‧輸出埠
VS‧‧‧輸入電源

Claims (12)

  1. 一種具有低待機功率的電源裝置，用於將輸入電源轉換為所需的電源規格輸出，該具有低待機功率的電源裝置包括：輸入單元，包括用於接收該輸入電源的第一整流電路；功率因數單元，用於接收該第一整流電路的輸出電源，並包括輸入端、輸出端、功率因數校正電路、及電連接於該輸出端與該功率因數校正電路之間的第一偵測回路；第一電子開關，與該第一偵測回路串聯；輸出單元，包括具有一初級線圈及次級線圈的輸出變壓器、功率開關、脈波寬度調變電路，及第二整流電路，該初級線圈用於接收該功率因數單元的輸出電源，該次級線圈電連接於該第二整流電路，該功率開關電連接於該初級線圈，並受控於該脈波寬度調變電路；及控制信號埠，控制該第一電子開關的開關狀態；其中，在該具有低待機功率的電源裝置處於休眠待機狀態時，該控制信號埠控制該第一電子開關斷開，從而使得該第一偵測回路形成開路。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具有低待機功率的電源裝置，其中，該輸入單元還包括濾波器，該輸入電源經過該濾波器輸入該第一整流電路。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之具有低待機功率的電源裝置，其中，該功率因數單元的第一偵測回路具有兩個依序串聯於該輸出端與接地端之間的第一電阻，該功率因數校正電路是從該等第一電阻之間取得隨著該輸出端之電壓變化 的第一偵測信號。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之具有低待機功率的電源裝置，其中，該第一電子開關串聯於該等第一電阻之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之具有低待機功率的電源裝置，還包括電連接於該輸入端與該功率因數校正電路之間的第二偵測回路，及串聯於該第二偵測回路的第二電子開關，該控制信號埠控制該第一、二電子開關的開關狀態。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之具有低待機功率的電源裝置，其中，該功率因數單元的第二偵測回路具有兩個依序串聯於該輸入端與接地端之間的第二電阻，該功率因數校正電路從該等第二電阻之間取得隨著該輸入端之電壓相位變化的第二偵測信號。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之具有低待機功率的電源裝置，其中，該第二電子開關串聯於該等第二電阻之間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之具有低待機功率的電源裝置，其中，還包括保護電路及電連接於該輸出端與該保護電路之間的第三偵測回路，及串聯於該第三偵測回路的第三電子開關，該控制信號埠控制該第一、三電子開關的開關狀態。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之具有低待機功率的電源裝置，其中，該功率因數單元的第三偵測回路具有兩個依序串聯於該輸出端與接地端之間的第三電阻，該功率因數校正電路從該等第三電阻之間取得隨著該輸出端之電壓變化的第三偵測信號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之具有低待機功率的電源裝置，其中，該第三電子開關串聯於該等第三電阻之間。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之具有低待機功率的電源裝置，其中，該輸出單元的輸出變壓器具有兩個次級線圈，該第二整流電路分別對該等次級線圈的輸出電源做整流，該電源裝置還包括待命電源埠，該待命電源埠接收該第二整流電路的其中一個輸出電源。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之具有低待機功率的電源裝置，其中，該輸出單元還包括二輸出電子開關，該等輸出電子開關分別電連接於該第二整流電路與二輸出埠之間，該控制信號埠控制該等輸出電子開關的開關狀態。
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