TWI573378B - 節能型電源供應裝置 - Google Patents

Description

節能型電源供應裝置

本發明係有關於一種電源供應裝置，特別是一種節能型電源供應裝置。

電源供應裝置是一種非常常見的電子裝置；電源供應裝置係用以提供電源予負載裝置，藉以驅動負載裝置；因此，電源供應裝置非常的重要。通常，電源供應裝置係連接交流電源供應裝置以接收交流電源。

當交流電源供應裝置或負載裝置剛啟動時，容易產生突波電流(inrush current，或稱湧浪電流)；因此，電源供應裝置通常包含負溫度係數熱敏電阻(negative temperature coefficient thermistor)以抑制突波電流。當交流電源供應裝置或負載裝置剛啟動時，負溫度係數熱敏電阻的溫度低，因此阻抗很大，可以抑制突波電流的產生。電源供應裝置的橋式整流器的二極體係用以限制電流的流向，因此電源供應裝置的橋式整流器的二極體在抑制突波電流的問題上亦扮演重要角色。

當無突波電流產生之虞時，電源供應裝置的橋式整流器的二極體(甚至負溫度係數熱敏電阻)會消耗大量的能源，此問題需要被解決以節能。

為改善上述習知技術之缺點，本發明之目的在於提供一種節能型電源供應裝置。

為達成本發明之上述目的，本發明之節能型電源供應裝置包含：一橋式整流器；一二極體旁路電路，電性連接至該橋式整流器；及一控制電路，電性連接至該二極體旁路電路及該橋式整流器。其中該橋式整流器包含複數之二極體。其中在該控制電路接收一電源啟動信號之後，該控制電路控制該二極體旁路電路，使得該些二極體的一部分被旁路以節能。

再者，如上所述之節能型電源供應裝置，更包含：一負溫度係數熱敏電阻，電性連接至該二極體旁路電路及該橋式整流器。

再者，如上所述之節能型電源供應裝置，更包含：一直流轉直流轉換器，電性連接至該橋式整流器及該控制電路。

再者，如上所述之節能型電源供應裝置，更包含：一濾波電容，電性連接至該橋式整流器及該直流轉直流轉換器。

再者，如上所述之節能型電源供應裝置，其中該橋式整流器包含：一第一二極體，電性連接至該二極體旁路電路及該控制電路。

再者，如上所述之節能型電源供應裝置，其中該橋式整流器更包含：一第二二極體，電性連接至該二極體旁路電路、該控制電路及該第一二極體。

再者，如上所述之節能型電源供應裝置，其中該橋式整流器更包含：一第三二極體，電性連接至該二極體旁路電路及該第一二極體。

再者，如上所述之節能型電源供應裝置，其中該橋式整流器更包含：一第四二極體，電性連接至該二極體旁路電路、該第二二極體及該第三二極體。

再者，如上所述之節能型電源供應裝置，其中該二極體旁路電路包含：一第一開關，電性連接至該橋式整流器及該控制電路。

再者，如上所述之節能型電源供應裝置，其中該二極體旁路電路更包含：一第二開關，電性連接至該橋式整流器、該 控制電路及該第一開關。

本發明之功效在於在該控制電路接收該電源啟動信號之後(此時已無突波電流產生之虞)，該控制電路控制該二極體旁路電路，使得該橋式整流器的該些二極體的一部分被旁路以節能。

10‧‧‧節能型電源供應裝置

20‧‧‧交流電源供應裝置

30‧‧‧負載裝置

102‧‧‧橋式整流器

104‧‧‧二極體旁路電路

106‧‧‧控制電路

108‧‧‧負溫度係數熱敏電阻

110‧‧‧直流轉直流轉換器

112‧‧‧濾波電容

114‧‧‧開關單元

116‧‧‧開關控制單元

118‧‧‧開關子單元

120‧‧‧第一電阻

122‧‧‧第二電阻

124‧‧‧第三電阻

202‧‧‧電源

D1‧‧‧第一二極體

D2‧‧‧第二二極體

D3‧‧‧第三二極體

D4‧‧‧第四二極體

S1‧‧‧第一開關

S2‧‧‧第二開關

圖1為本發明之節能型電源供應裝置之第一實施例方塊圖。

圖2為本發明之節能型電源供應裝置之第二實施例方塊圖。

有關本發明的詳細說明及技術內容，請參閱以下的詳細說明和附圖說明如下，而附圖與詳細說明僅作為說明之用，並非用於限制本發明。

請參考圖1，其係為本發明之節能型電源供應裝置之第一實施例方塊圖。一節能型電源供應裝置10係應用於一交流電源供應裝置20及一負載裝置30。該節能型電源供應裝置10包含一橋式整流器102、一二極體旁路電路104、一控制電路106、一負溫度係數熱敏電阻108、一直流轉直流轉換器110及一濾波電容112。該橋式整流器102包含複數之二極體；亦即，該橋式整流器102包含一第一二極體D1、一第二二極體D2、一第三二極體D3及一第四二極體D4。該二極體旁路電路104包含一第一開關S1及一第二開關S2。

該二極體旁路電路104電性連接至該橋式整流器102；該控制電路106電性連接至該二極體旁路電路104及該橋式整流器102；該負溫度係數熱敏電阻108電性連接至該二極體旁路電路104及該橋式整流器102；該直流轉直流轉換器110電性連接至該橋式整流器102及該控制電路106；該濾波電容112電性連接至該橋式整流器102及該直流轉直流轉換器110。

該第一二極體D1電性連接至該二極體旁路電路104及該控制電路106；該第二二極體D2電性連接至該二極體旁路電路104、該控制電路106及該第一二極體D1；該第三二極體D3電性連接至該二極體旁路電路104及該第一二極體D1；該第四二極體D4電性連接至該二極體旁路電路104、該第二二極體D2及該第三二極體D3。該第一開關S1電性連接至該橋式整流器102及該控制電路106；該第二開關S2電性連接至該橋式整流器102、該控制電路106及該第一開關S1。

在該控制電路106接收一電源啟動信號之後(此時已無突波電流產生之虞)，該控制電路106控制該二極體旁路電路104，使得該些二極體(即該第一二極體D1、該第二二極體D2、該第三二極體D3及該第四二極體D4)的一部分(例如該第二二極體D2或該第四二極體D4)被旁路以節能，茲詳述如後。其中，該電源啟動信號係代表該直流轉直流轉換器110要進行工作(即此時已無突波電流產生之虞)。

當該交流電源供應裝置20或該負載裝置30剛啟動時(此時容易產生突波電流)，該第一開關S1及該第二開關S2係為不導通，使得該交流電源供應裝置20所提供的一電源202係流經該負溫度係數熱敏電阻108以抑制突波電流。因為此時該負溫度係數熱敏電阻108的溫度低，因此阻抗很大，可以抑制突波電流的產生。

此時該電源202的正半週路徑為：該第一二極體D1、該直流轉直流轉換器110、該負載裝置30、該負溫度係數熱敏電阻108、該第四二極體D4及該交流電源供應裝置20。該電源202的負半週路徑為：該第三二極體D3、該直流轉直流轉換器110、該負載裝置30、該負溫度係數熱敏電阻108、該第二二極體D2及該交流電源供應裝置20。

該電源啟動信號可來自該直流轉直流轉換器110之一脈波寬度調變控制器(圖1未示)或該交流電源供應裝置20；在該控制電路106接收該電源啟動信號之後(此時已無突波電流 產生之虞)：該控制電路106在該電源202的正半週導通該第二開關S2而不導通該第一開關S1，此時路徑為：該第一二極體D1、該直流轉直流轉換器110、該負載裝置30、該第二開關S2及該交流電源供應裝置20，因此節省了該負溫度係數熱敏電阻108及該第四二極體D4的能量消耗。

該控制電路106在該電源202的負半週導通該第一開關S1而不導通該第二開關S2，此時路徑為：該第三二極體D3、該直流轉直流轉換器110、該負載裝置30、該第一開關S1及該交流電源供應裝置20，因此節省了該負溫度係數熱敏電阻108及該第二二極體D2的能量消耗。

再者，為了避免零點切換的誤動作，上述在該控制電路106接收該電源啟動信號之後的流程可修改為：該控制電路106在該電源202的正半週仍然不導通該第一開關S1；該控制電路106在該電源202的正半週且該電源202的電壓絕對值大於一預設電壓值(例如5伏特或10伏特)時才導通該第二開關S2。該控制電路106在該電源202的負半週仍然不導通該第二開關S2；該控制電路106在該電源202的負半週且該電源202的電壓絕對值大於該預設電壓值時才導通該第一開關S1。如此，即可避免零點切換的誤動作。

但是，在該電源202的正半週且該電源202的電壓絕對值不大於該預設電壓值時，以及在該電源202的負半週且該電源202的電壓絕對值不大於該預設電壓值時，該控制電路106係不導通該第一開關S1及該第二開關S2；此時該電源202的正半週路徑為：該第一二極體D1、該直流轉直流轉換器110、該負載裝置30、該負溫度係數熱敏電阻108、該第四二極體D4及該交流電源供應裝置20；該電源202的負半週路徑為：該第三二極體D3、該直流轉直流轉換器110、該負載裝置30、該負溫度係數熱敏電阻108、該第二二極體D2及該交流電源供應裝置20。相較於無該預設電壓值，浪費了該負溫度係數熱敏電阻 108、該第四二極體D4及該第二二極體D2的能量消耗。該第四二極體D4及該第二二極體D2的能量消耗無法避免，但是該負溫度係數熱敏電阻108的能量消耗可以藉由下述實施例避免。

請參考圖2，其係為本發明之節能型電源供應裝置之第二實施例方塊圖；圖2所示之元件敘述與圖1相似者，為簡潔因素，於此不再贅述。該節能型電源供應裝置10更包含一開關單元114及一開關控制單元116。該開關控制單元116包含一開關子單元118、一第一電阻120、一第二電阻122及一第三電阻124。

該開關單元114可為例如但本發明不限定為一電晶體開關，例如一金氧半場效電晶體或一雙極性接面電晶體，其功耗係遠小於該負溫度係數熱敏電阻108的功耗；該開關子單元118可為例如但本發明不限定為一電晶體開關，例如一金氧半場效電晶體或一雙極性接面電晶體，其功耗係遠小於該負溫度係數熱敏電阻108的功耗。

該開關單元114電性連接至該負溫度係數熱敏電阻108；該開關控制單元116電性連接至該開關單元114及該控制電路106；該開關子單元118電性連接至該開關單元114及該控制電路106；該第一電阻120電性連接至該開關子單元118及該控制電路106；該第二電阻122電性連接至該開關子單元118及該第一電阻120；該第三電阻124電性連接至該開關子單元118及該開關單元114。

當該交流電源供應裝置20或該負載裝置30剛啟動時(此時容易產生突波電流)，該第一開關S1、該第二開關S2及該開關單元114係為不導通，使得該交流電源供應裝置20所提供的該電源202係流經該負溫度係數熱敏電阻108以抑制突波電流。因為此時該負溫度係數熱敏電阻108的溫度低，因此阻抗很大，可以抑制突波電流的產生。

在該控制電路106接收該電源啟動信號之後(此時已無 突波電流產生之虞)：該控制電路106在該電源202的正半週不導通該第一開關S1；該控制電路106在該電源202的正半週且該電源202的電壓絕對值大於該預設電壓值時導通該第二開關S2。該控制電路106在該電源202的負半週不導通該第二開關S2；該控制電路106在該電源202的負半週且該電源202的電壓絕對值大於該預設電壓值時導通該第一開關S1。如此，即可避免零點切換的誤動作。

在該電源202的正半週且該電源202的電壓絕對值不大於該預設電壓值時，該控制電路106係不導通該第二開關S2但該控制電路106係控制該開關控制單元116以導通該開關單元114；該開關單元114的阻抗遠小於(或小於)該負溫度係數熱敏電阻108的阻抗，因此該負溫度係數熱敏電阻108被旁路而幾乎不導通，使得此時的路徑為：該第一二極體D1、該直流轉直流轉換器110、該負載裝置30、該開關單元114、該第四二極體D4及該交流電源供應裝置20。因此相較於無該開關單元114及該開關控制單元116，節省了該負溫度係數熱敏電阻108的能量消耗。

在該電源202的負半週且該電源202的電壓絕對值不大於該預設電壓值時，該控制電路106係不導通該第一開關S1但該控制電路106係控制該開關控制單元116以導通該開關單元114；該開關單元114的阻抗遠小於(或小於)該負溫度係數熱敏電阻108的阻抗，因此該負溫度係數熱敏電阻108被旁路而幾乎不導通，使得此時的路徑為：該第三二極體D3、該直流轉直流轉換器110、該負載裝置30、該開關單元114、該第二二極體D2及該交流電源供應裝置20。因此相較於無該開關單元114及該開關控制單元116，節省了該負溫度係數熱敏電阻108的能量消耗。

本發明之主要功效在於在該控制電路106接收該電源啟動信號之後(此時已無突波電流產生之虞)，該控制電路106控 制該二極體旁路電路104，使得該橋式整流器102的該些二極體的一部分被旁路以節能；此時該負溫度係數熱敏電阻108亦被旁路以節能。再者，即便為了避免零點切換的誤動作而設定了該預設電壓值，本發明仍可在該電源202的電壓絕對值不大於該預設電壓值時旁路該負溫度係數熱敏電阻108以節能。

然以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。綜上所述，當知本發明已具有產業利用性、新穎性與進步性，又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請。

10‧‧‧節能型電源供應裝置

20‧‧‧交流電源供應裝置

30‧‧‧負載裝置

102‧‧‧橋式整流器

104‧‧‧二極體旁路電路

106‧‧‧控制電路

108‧‧‧負溫度係數熱敏電阻

110‧‧‧直流轉直流轉換器

112‧‧‧濾波電容

202‧‧‧電源

D1‧‧‧第一二極體

D2‧‧‧第二二極體

D3‧‧‧第三二極體

D4‧‧‧第四二極體

S1‧‧‧第一開關

S2‧‧‧第二開關

Claims (4)

1. 一種節能型電源供應裝置，包含：一橋式整流器；一二極體旁路電路，電性連接至該橋式整流器；及一控制電路，電性連接至該二極體旁路電路及該橋式整流器，其中該橋式整流器包含複數之二極體；其中在無突波電流產生之後，該控制電路接收一電源啟動信號，該控制電路控制該二極體旁路電路，使得該些二極體的一部分被旁路以節能；其中該橋式整流器包含：一第一二極體，電性連接至該二極體旁路電路及該控制電路；一第二二極體，電性連接至該二極體旁路電路、該控制電路及該第一二極體；一第三二極體，電性連接至該二極體旁路電路及該第一二極體；及一第四二極體，電性連接至該二極體旁路電路、該第二二極體及該第三二極體，其中該二極體旁路電路包含：一第一開關，電性連接至該橋式整流器及該控制電路；及一第二開關，電性連接至該橋式整流器、該控制電路及該第一開關，其中該控制電路在電源的正半週導通該第二開關而不導通該第一開關，此時電源路徑流過該第一二極體及該第二開關但不流過該第四二極體；該控制電路在電源負半週導通該第一開關而不導通該第二開關，此時電源路徑流過該第三二極體及該第一開關但不流過該第二二極體。
2. 如申請專利範圍第1項所述之節能型電源供應裝置，更包含：一負溫度係數熱敏電阻，電性連接至該二極體旁路電路及該橋式整流器。
3. 如申請專利範圍第2項所述之節能型電源供應裝置，更包含：一直流轉直流轉換器，電性連接至該橋式整流器及該控制電路。
4. 如申請專利範圍第3項所述之節能型電源供應裝置，更包含：一濾波電容，電性連接至該橋式整流器及該直流轉直流轉換器。