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TWI335715B - Multiplexed dc voltage regulation output circuit - Google Patents

Multiplexed dc voltage regulation output circuit Download PDF

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TWI335715B
TWI335715B TW95134273A TW95134273A TWI335715B TW I335715 B TWI335715 B TW I335715B TW 95134273 A TW95134273 A TW 95134273A TW 95134273 A TW95134273 A TW 95134273A TW I335715 B TWI335715 B TW I335715B
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Tong Zhou
Kun Le
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Chimei Innolux Corp
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Description

1335715 _ 099年06月24日接正替换ί頁 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明係關於一種多路直流穩壓輸出電路。 【先前技術] [0002] 目前，多路直流穩壓輸出電路作為驅動電源，已被廣泛 應用於液晶顯示器、電腦主機板、筆記型電腦等各種電 子產品中。例如，一般液晶顯示器均採用五路直流穩壓 輸出電路作為驅動電源。 [0003] 請參閱圖1，係一種先前技術之多路直流穩壓輸出電路。 該多路直流穩壓輸出電路1包括一變壓器11、一電源主控 制晶片12、一反饋電路10、一第一路输出端14、一第二 路輸出端13、一第一半波整流電路15、一第二半波整流 電路16、一第一濾波電路17及一第二濾波電路18。 [0004] 該變壓器11藉由該第一半波整流電路1 5及該第一濾波電 路17為該第一路輸出端14提供電壓，並藉由該第二半波 整流電路16及該第二濾波電路18為該第二路輸出端13提 供電壓。該第一路輸出端14用於輸出低壓。該第二路輸 出端13用於輸出高壓。該反饋電路10用於將該第一路輸 出端14及第二路輸出端13之混合訊號之變化反饋至該電 源主控制晶片12。該電源主控制晶片12藉由該反饋電路 10反饋之混合訊號，調整輸出至該變壓器11之脈衝寬度 ，從而調整該變壓器11輸出。 [0005] 該反饋電路10包括一光福合器（Optical Coupler)140 、一可調式精密並聯穩壓器（Adjustable Precision Shunt Regulator)150、一第一電阻 110、一第二電阻 095134273 表單編號A0101 第4頁/共18頁 0993221724-0 1335715 - 099年06月24日修正替換頁 120及一第三電阻130。 [0006] 該光耦合器140包括一光敏三極體145及一發光二極體 141。該光敏三極體145之基極（未標示）浮接 (F loat ing)，射極（未標示）連接至該電源主控制晶片12 • ，集極（未標示）經由一限流電阻（未標示）連接至一電源（ 未標示）。該發光二極體141之陽極經由該第一電阻110連 接至該第二半波整流電路16及該第二濾波電路18之間， 陰極連接至該可調式精密並聯穩壓器150之陰極。當該發 光二極體141導通時，其發射光線到該光敏三極體145之 表面，該光敏三極體145接受光線後導通，並產生電流， 該電流之大小與流過該發光二匕體i 41之電流之大小成正 比。 [0007] 該可調式精密並聯穩壓器150之陽極153接地，參考極 151分別經由該第二電阻120及第三電阻130連接至該第 二路輸出端13及第一路輸出端14。 [0008] 該多路直流穩壓輸出電路1應用之液晶顯示器接入交流電 源時，該液晶顯示器處於待機狀態'，此時該第一路輸出 端14帶輕負載，該第二路輸出端13帶空載，使該第一路 輸出端14之電壓會瞬間減小，該第二路輸出端13之電壓 不變，導致該反饋電路10之可調式精密並聯穩壓器150之 參考極151電壓減小，使該可調式精密並聯穩壓器150之 導通電流減小，亦使流過該發光二極體141之電流減小， 從而使該光敏三極體145輸出至該電源主控制晶片12之電 流減小，進而使該電源主控制晶片12增大輸出至該變壓 器11之脈衝占空比（Duty Ratio)，導致該第二路輸出端 095134273 表單編號A0101 第5頁/共18頁 0993221724-0 1335715 _ 099年06月24日梭正替換’頁 13及該第一路輸出端14之電壓增大。 [0009] 對於該第一路輸出端14而言，由於之前其電壓減小，故 現在其電壓增大可以接受。惟，對於該第二路輸出端13 而言，由於之前其電壓未變，故現在其電壓增大會導致 其電壓飄高，從而對接收該第二路輸出端13電壓之元件 造成不良影響，故該多路直流穩壓輸出電路1之可靠性較 低。 【發明内容】 [0010] 有鑑於此，提供一種可靠性較高之多路直流穩壓輪出電 路實為必需。 [0011] 一種多路直流穩壓輸出電路，其包括一高壓端、一第一 路輸出端、一變壓器、一電源主控制晶片、一反饋電路 及一控制電路。該變壓器提供二路不同電壓，該二路不 同電壓分別經過整流及濾波後被提供到該高壓端及該第 一路輸出端。該第一路輸出端用於輸出低壓。該反饋電 路用於將該高壓端及該第一路輸出端之混合訊號之變化 反饋至該電源主控制晶片。該電源主控制晶片藉由該反 饋電路反饋之混合訊號，調整輸出至該變壓器脈衝之脈 衝寬度。該控制電路用於對高壓端輸入之電壓進行控制 ，並輸出正常高壓，其包括一第一電阻、一第二電阻、 一第三電阻、一第二路輸出端、一二極體、一RC並聯電 路、一第一可調式精密並聯穩壓器及一N溝道金屬氧化物 半導體場效應電晶體。該第二路輸出端用於輸出高壓。 該第一可調式精密並聯穩壓器之參考極經由該第二電阻 連接至該第二路輸出端，亦經由該第三電阻接地，陰極 095134273
表單編號A010I 第6頁/共18頁 0993221724-0 1335715
099年〇6月24日按正替換頁I 依序經由該第一電阻、該二極體之陰極、陽極連接至該 變壓器’陽極接地》該RC並聯電路之一端連接於該二極 體及該第一電阻之間，另一端接地。該N溝道金屬氧化物 半導體場效應電晶體之閘極連接至該第一可調式精密並 聯穩壓器之陰極’源極連接至該第二路輸出端，汲極連 接至該高壓端 [0012]
相較於先前技術，該多路直流穩壓輸出電路進一步包括 該控制電路，當該向壓端及該第二路輸出端之電壓飄高 時，該控制電路之電晶體之内阻會增大，從而降低該第 二路輸出端之電壓。故，該多路直流穩壓輸出電路之可 靠性較高。 【實施方式】 [0013] 請參閱圖2，係本發明多路直流穩壓輸出電路一較佳實施 方式之電路圖。圖中僅以二路輸出為例，其它多路輸出 之原理與此相同’故不再進一步舉例。 Γ· ^ V ....
[0014] 該多路直流穩壓輸出電路2也括:#變壓、器21 ' —電源主控 制晶片22、一控制電路Μ、上反饋電路2〇、一高壓端23 、一第一路輸出端24、一第一半波整流電路25、一第二 半波整流電路27、一第一濾波電路28及一第二濾波電路 29 ° [0015] 該變壓器21藉由該第一半波整流電路25及該第一濾波電 路28為該第一路輪出端24提供電壓，並藉由該第二半波 整流電路27及該第二濾波電路29為該高壓端23提供電壓 。該第一路輸出端24用於輸出低壓。該高壓端23用於輸 095134273 入電壓至該控制電路26。該控制電路26用於調整其内部 表單編装A0101 第7頁Μ 18頁 0993221724-0 I 099年06月24日步正替換•頁 電阻’從而對高壓端23輸入之電壓進行控制，並輸出正 系呵壓°該反饋電路20用於將該高壓端23及該第一路輸 出端24之混*合訊號之變化反饋至該 電源主控制晶片22。 該電源主控制晶片22藉由該反饋電路20反饋之混合訊號 調整輸出至該變壓器21之脈衝寬度，從而調整該變壓 器21之輪出。 [0016] 該控制電路26包括一整流二極體261、一RC並聯電路262 、—第—可調式精密並聯穩壓器270、一電晶體280 ' — 第一路輸出端266、一第一電阻263、一第二電阻264及 第二電阻265。該整流二極體261用於對變壓器21輸出 之電麗進行半波整流。該RC龙.ϋ對該變壓器 21輸出之電壓進行平滑濾波。'該第二路輸;出端26&用於輸 出南壓。 [0017] 5亥第一可調式精密並聯穩壓器270可為TL431，其包括一 參考極271、一陰極272及一陽極273。該陰極272依序經 由該第一電阻263、該整流二極體26丄之陰極（未標號）、 陽極（未標號）連接至該變壓器21，該陽極273接地，該參 考極271經由該第二電阻264連接至該第二路輸出端266 ，亦經由該第三電阻265接地。 [0018] 該電晶體280係一N溝道增強型金屬氧化物半導體場效應 電晶體（N-Channel Enhancement Mode Metal-Ox-ide-Semiconductor Field-Effect Transistor » N-MOSFET)，其閘極281連接至該第一可調式精密並聯穩 壓器270之陰極272，源極282連接至該第二路輸出端266 ，汲極283連接至該高壓端23。 095134273 表單編號A0101 第8頁/共18頁 0.99322Γ72.4-0 1335.715 _____ 月24日修正雜頁 [0019] 該RC並聯電路262之一端連接於該整流二極體26l及該第 一電阻263之間，另一端接地。該整流二極體261可為鍺 '—極體、碎二極體或坤化錄二極體。 [0020] 該反饋電路20包括一光耦合器240 ' —第二可調式精密並 • 聯穩壓器25〇、一第四電阻210、一第五電阻22〇及—第 . 六電阻230 » [0021] 該光耦合器240包括一光敏三極體245及一發光二極體 241。該光敏三極體245之基極（未標示）浮接，射極（未 標示）連接至該電源主控制晶片22，集極（未標示）經由一 限流電阻（未標示）連接至7。該發光二極 體2 41之陽極經由該第四電阻21 <連接％ "該第二半波整流 1 * *- * 轟一 v* Άτ〆 1 電路27及該第二濾波電路29之間卜；窿;^連接至該第二可 調式精密並聯穩壓器250之陰極252。當該發光二極體 241導通時，其發射光線到該光敏三極體245之表面，該 光敏三極體245接受光線後導通，並產生電流，該電流之 大小與流過該锋光二極體241冬電流之大小成正比。 [0022] 該第二可調式精密並聯穩壓器250可為TL431，其陽極 253接地，參考極251分別經由該第五電阻22〇及第六電 阻230連接至該第高壓端23及第一路輸出端24。 [0023] 該多路直流穩壓輸出電路2應用之液晶顯示器接入交流電 源時，該液晶顯示器處於待機狀態，此時該第一路輸出 端24帶輕負載’該第二路輸出端266帶空載，使該第一路 輸出端24之電麼會瞬間減小，該第二路輸出端⑽之電壓 不變。在該多路直流穩壓輪出電路2中，藉由調整該變壓 095134273 表單编號Α0101 第9頁/共18頁 0993221724-0 1335715 099年06月24日修正替换•頁 器21之次級線圈（圖未示）之匝數，可使該電晶體280之閘 極281與源極282之電壓差大於開啟電壓，從而使該電晶 體280保持導通狀態。故，該高壓端23之電壓亦不變，導 致該反饋電路20之可調式精密並聯穩壓器250之參考極 251電壓減小，使該可調式精密並聯穩壓器250之導通電 流減小，亦使流過該發光二極體241之電流減小，從而使 該光敏三極體245輸出至該電源主控制晶片22之電流減小 ，進而使該電源主控制晶片22增大輸出至該變壓器21之 脈衝占空比，使該高壓端23及該第一路輸出端24之電壓 增大。由於該電晶體280保持導通狀態，故該第二路輸出 端266之電壓亦增大，從而導致其電壓.飄高。 [0024] 該第二路輸出端266之電壓飄高，使該控制電路26之第一 可調式精密並聯穩壓器270之參考極271電壓增大，從而 使該第一可調式精密並聯穩壓器270之導通電流增大。由 於該導通電流亦為流過該第一電阻2 6 3之電流，故該電晶 體280之閘極281之電壓減小，該電晶體280之閘極281及 源極282之電壓差減小，使該電晶體280之導電溝道變窄 ，内阻增大，從而使該第二路輸出端266之電壓降低。 [0025] 相較於先前技術，該多路直流穩壓輸出電路2進一步包括 該控制電路26，當該高壓端23及該第二路輸出端266之電 壓飄高時，該控制電路26之電晶體280之内阻會增大，從 而降低該第二路輸出端266之電壓。故，該多路直流穩壓 輸出電路2之可靠性較高。 [0026] 本發明之多路直流穩壓輸出電路2亦可具其他多種變更設 計，如：該多路直流穩壓輸出電路2可進一步包括一第三 095134273 表單編號A0101 第10頁/共18頁 0993221724-0 099年06月24日修正替換頁 1335715 路輸出端、一第四路輸出端及一第五路輸出端，該控制 電路26對電壓飄高之輸出端電壓進行控制；該控制電路 26之電晶體280可為N溝道耗盡型金屬氧化物半導體場效 應電晶體。 [0027] 綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，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方 式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟習 本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變 化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 ·· » * V 1 * . : . .ν' : [0028] 圖1係一種先前技術多路直流穩壓’k串電路之電路圖。 、， i . ' - · . .
[0029] 圖2係本發明多路直流穩壓輸出電'路一 佳實施方式之電 路圖^ 【主要元件符號說明】 [0030] 多路直流穩壓輸出電路：2 [0031] 電源主控制晶片.2 2 [0032] 反饋電路：20 [0033] 第一路輸出端：24 [0034] 變壓器：21 [0035] 控制電路：2 6 [0036] 高壓端：23 [0037] 第一濾波電路：28 095134273 表單編號A0101 第11頁/共18頁 0993221724-0 1335715 [0038] 第一半波整流電路：2 5 [0039] 第四電阻：21 0 [0040] 第二半波整流電路：27 [0041] 第六電阻：230 [0042] 第二濾波電路：29 [0043] 發光二極體：241 [0044] 第五電阻：220 [0045] 整流二極體：261 [0046] 光耦合器：240 [0047] 第一電阻：263 [0048] 光敏三極體：245 [0049] 第三電阻：265 [0050] 第二可調式精密並聯穩壓器 :250 [0051] 閘極：281 [0052] 參考極：251、271 [0053] 汲極：283 [0054] 陰極：252、272 [0055] 第一可調式精密並聯穩壓器 ：270 [0056] 陽極：253、273 095134273 表單編號A0101 第12頁/共18頁 099年06月24日修正替換‘頁 0993221724-0 1335715 099年06月24日梭正巷換頁 [0057] 電晶體：2 8 0 [0058] RC並聯電路：262 [0059] 源極：282 [0060] 第二電阻：264 [0061] 第二路輸出端：266 /； v m 095134273 表單編號Α0101 第13頁/共18頁 0993221724-0

Claims (1)

1335715 _ 099年06月24日梭正替換k 七、申請專利範圍： 1 . 一種多路直流穩壓輸出電路，其包括： 一高壓端； 一第一路輸出端，用於輸出低壓； 一變壓器，其提供二路不同電壓，該二路不同電壓分別經 過整流及濾波後被提供到該高壓端及該第一路輸出端； 一電源主控制晶片， 一反饋電路，其用於將該高壓端及該第一路輸出端之混合 訊號之變化反饋至該電源主控制晶；Η，該電源主控制晶片 藉由該反饋電路反饋之混合訊號，調整輸出至該變壓器脈 衝之脈衝寬度；及 一控制電路，其用於對高壓端輸入之電壓進行控制，並輸 出正常高壓，其包括： 一第一電阻； 一第二電阻； 一第三電阻； 一二極體； 一第二路輸出端，用於輸出高壓； 一第一可調式精密並聯穩壓器，其參考極經由該第二電阻 連接至該第二路輸出端，亦經由該第兰電阻接地，陰極依 序經由該第一電阻、該二極體之陰極、陽極連接至該變壓 器，陽極接地； 一RC並聯電路，其一端連接於該二極體及該第一電阻之間 ，另一端接地；及 一Ν溝道金屬氧化物半導體場效應電晶體，其閘極連接至 095134273 表單編號 Α0101 第 14 頁/共 18 頁 0993221724-0 1335715 099年06月24日修正替換頁 該第一可調式精密並聯穩壓器之陰極，源極連接至該第二 路輸出端，汲極連接至該高壓端。 2 .如申請專利範圍第1項所述之多路直流穩壓輸出電路，其 中，該二極體係一整流二極體。 3.如申請專利範圍第1項所述之多路直流穩壓輸出電路，其 中，該二極體為鍺二極體、矽二極體及砷化鎵二極體中之 •^種0 4 .如申請專利範圍第1項所述之多路直流穩壓輸出電路，其 中，該第一可調式精密並聯穩壓器係TL431。 5 .如申請專利範圍第1項所述之多路直流穩壓輸出電路，其 進一步包括一第一半波整流電:路:及一第一濾波電路，該變 壓器藉由該第一半波整流電路及該第，一濾波電路為該第一 路輸出端提供電壓。 6. 如申請專利範圍第5項所述之多路直流穩壓輸出電路，其 進一步包括一第二半波整流電路及一第二濾波電路，該變 壓器藉由該第二半波整流電路及該第二濾波電路為該高壓 端提供電壓。 7. 如申請專利範圍第6項所述之多路直流穩壓輸出電路，其 中，該反饋電路包括一光耦合器，一第二可調式精密並聯 穩壓器、一第四電阻、一第五電阻、一第六電阻、一限流 電阻及一電源，該光耦合器包括一光敏三極體及一發光二 極體，該發光二極體之陽極經由該第四電阻連接至該第二 半波整流電路及該第二濾波電路之間，該光敏三極體之基 極浮接，射極連接至該電源主控制晶片，集極經由該限流 電阻連接至該電源，該第二可調式精密並聯穩壓器包括一 陽極、一陰極及一參考極，其陽極接地，陰極連接至該光 095134273 表單編號A0101 第15頁/共18頁 0993221724-0 1335715 __ 099年06月24日修正替換‘頁 耦合器之發光二極體之陰極，參考極分別經由該第五電阻 及第六電阻連接至該高壓端及第一路輸出端。 8 .如申請專利範圍第7項所述之多路直流穩壓輸出電路，其 中，該第二可調式精密並聯穩壓器係TL431。 9.如申請專利範圍第1項所述之多路直流穩壓輸出電路，其 中，該控制電路之電晶體係N溝道增強型金屬氧化物半導 體場效應電晶體。 10 .如申請專利範圍第1項所述之多路直流穩壓輸出電路，其 中，該控制電路之電晶體係N溝道耗盡型金屬氧化物半導 體場效應電晶體。 11 .如申請專利範圍第1項所述之多路直流穩壓輸出電路，其 進一步包括一第三路輸出端、一第四路輸出端及一第五路 輸出端，該控制電路對電壓飄高之輸出端電壓進行控制。 095134273 表單編號A0101 第16頁/共18頁 0993221724-0
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