TWM564744U

TWM564744U - Power supply device with fan full speed operation switch

Info

Publication number: TWM564744U
Application number: TW107205200U
Authority: TW
Inventors: 蘇彥文; 朱金成
Original assignee: 保銳科技股份有限公司
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2018-08-01

Abstract

一種具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，包含一變壓器、一整流器、一功率開關、一主控制器、一輸出整流及濾波器、一風扇控制單元及一風扇；變壓器包含一主繞組、一次級繞組及一輔助繞組；整流器電連接於一市電市電及主繞組；功率開關電連接於主繞組；一主控制器電連接於功率開關以控制功率開關在導通狀態及截止裝置之間的切換；輸出整流及濾波器電連接於次級繞組；風扇控制單元電連接於輔助繞組並包含一切換開關；風扇電連接於風扇控制單元。當開關閉合時，風扇控制單元驅使風扇全速轉動。

Description

具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置

本創作是關於一具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，且特別是有關於一種具備風扇轉速控制功能的電源供應器。

為了讓電源供應裝置能夠順利的散熱，於其中會安裝風扇以供產生氣流來移除熱源所產生的熱能，以避免其中的電子元件長時間處於高溫環境而損壞。

過去配置在電源供應裝置中的風扇都是透過檢測電子元件或風扇週邊的環境溫度，並於環境溫度提高時，以每單位時間增加固定轉速的方式來提高轉速，然而這樣並無法即時且快速地散逸大量產生的熱能。

針對先前技術所述的問題，本創作的具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置中的風扇控制單元配置一用於強制風扇進行全速轉動的切換開關以提升解熱能力。

依據本創作提供一種具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，其接收一交流市電並產生一輸出電壓，並包含一變壓器、一整流器、一功率開關、一主控制器、一輸出整流及濾波器、一風扇控制單元及一風扇。變壓器包含相互隔離的一主繞組、一次級繞組及一輔助繞組；整流器電連接於交流市電及主繞組；功率開關電連接於主繞組；主控制器電連接於功率開關以控制功率開關在導通狀態及截止裝置之間的切換；輸出整流及濾波器電連接於次級繞組並將電磁耦合至次級繞組的電壓進行整流及濾波以產生輸出電壓；風扇控制單元包含一切換開關；切換開關配置於輔助繞組與風扇之間，風扇於切換開關閉合時接受輔助繞組提供之一輔助電壓而進行全速轉動。

依據本創作提供另一種具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，其接收一交流市電並產生一輸出電壓，並包含一變壓器、一整流器、一功率開關、一主控制器、一輸出整流及濾波器、一風扇控制單元及一風扇。變壓器包含相互隔離的一主繞組、一次級繞組及一輔助繞組；整流器電連接於交流市電及主繞組；功率開關電連接於主繞組；主控制器電連接於功率開關以控制功率開關在導通狀態及截止裝置之間的切換；輸出整流及濾波器電連接於次級繞組並將電磁耦合至次級繞組的電壓進行整流及濾波以產生輸出電壓。風扇控制單元包含一驅動器及一切換開關，驅動器電連接於輔助繞組以接受一輔助電壓，切換開關電連接於驅動器。風扇具有一內部等效電阻，其一端電連接於輔助繞組以接受輔助電壓，另一端電連接於切換開關非與驅動器相連接之一端；風扇於切換開關開啟時進行全速轉動，並於切換開關閉合時進行非全速轉速。

10、10a、10b‧‧‧具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置

101‧‧‧初級側

102‧‧‧次級側

104‧‧‧橋式整流器

106‧‧‧主控制器

108‧‧‧功率開關

110‧‧‧輸出整流及濾波器

1102‧‧‧二極體

1104‧‧‧電容器

112‧‧‧隔離反饋單元

120‧‧‧風扇

122、122a、122b‧‧‧風扇控制單元

1220‧‧‧切換開關

1222‧‧‧驅動器

1224‧‧‧第一二極體

1226‧‧‧第二二極體

FB‧‧‧反饋信號

GNDI‧‧‧輸入地端

GNDO‧‧‧輸出地端

LA‧‧‧輔助繞組

LP‧‧‧主繞組

LS‧‧‧次級繞組

OUT+、OUT-‧‧‧輸出端

Rin‧‧‧內部等效電阻

R1‧‧‧第一電阻器

R2‧‧‧第二電阻器

VAC‧‧‧交流市電

VDD‧‧‧直流電壓

VIN‧‧‧輸入電壓

VOUT‧‧‧輸出電壓

VAUX‧‧‧輔助電壓

圖1繪示依照本創作第一實施方式的具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置的電路方塊圖；圖2繪示依照本創作第二實施方式的具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置的電路方塊圖；以及圖3繪示依照本創作第三實施方式的具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置的電路方塊圖。

圖1繪示依照本創作第一實施方式的具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置的電路方塊圖。在圖1中，具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置(以下簡稱「電源供應裝置」)10可分為電流隔離(galvanic insolated)的初級側101及次級側102；初級側101電連接於交流市電VAC，次級側102可對連接在輸出端OUT+、OUT-的電子裝置(圖中未示)提供輸出電壓Vout。

電源供應器10包含相互隔離的一主繞組LP、一次級繞組LS、一輔助繞組LA、一橋式整流器104、一主控制器106、一功率開關108、一輸出整流及濾波器110、一隔離反饋單元112、一風扇120及一風扇控制單元122。主繞組LP、次級繞組LS及輔助繞組LA配合構成一變壓器(未另標號)，主繞組LP及次級繞組LS配合用以將初級側101的電壓電磁耦合至次級側102，輔助繞組LA可用以提供電源供應器10中主控制器106及風扇控制單元122等元件操作時所需的工作電壓。在本創作中，主繞組LP及輔助繞組LA配置在初級側101，次級繞組LS配置在次級側102。

橋式整流器104、主控制器106及功率開關108配置於初級側101。橋式整流器104電連接於交流市電VAC；交流市電VAC經由橋式整流器104整流後，產生輸入電壓VIN。主繞組LP接收輸入電壓VIN。

主控制器106可控制功率開關108的導通時間來改變流經主繞組LP的電流；如此一來，變壓器可從輸入電壓VIN儲能，並從次級側102釋能以建立輸出電壓Vout。更具體言之，輸出整流濾波器110電連接該次級繞組LS，並將電磁耦合至次級繞組LS的電壓進行整流及濾波，以產生輸出電壓Vout。

輸出整流及濾波器110可包含一用於整流的二極體1102，以及一用於濾波的電容器1104。次級繞組LS的第一端可電連接於二極體1102的陽極，其第二端電連接於輸出地端GNDO；電容器1104電連接於二極體1102的陰極及輸出地端GNDO之間。電容器1104的跨壓作為輸出電壓Vout。

隔離反饋單元112電連接於二極體1102的陰極及電容器1104以接收輸出電壓Vout，並根據輸出電壓Vout產生反饋信號FB。反饋信號FB相關於連接在輸出端OUT+、OUT-的電子裝置需求的輸出電壓Vout。隔離反饋單元112可例如由配置在次級側102的發光件(圖中未示)及配置在出級側101的收光件構成，發光件及收光件配合將與輸出電壓Vout相關的反饋信號FB從次級側102電氣隔離的傳遞至初級側101，以避免初級側101及次級側102發生電氣干擾。

主控制器106電連接於輔助繞組LA及隔離反饋單元112，接收來自輔助繞組LA的輔助電壓VAUX及反饋信號FB。輔助電壓VAUX作為主控制器106的工作電壓。主控制器106根據反饋信號FB產生一控制信號輸出至功率開關108，以便控制功率開關108在導通狀態及截止裝置之間的切換，達到改變流經主繞組LP的電流的功能，進而可調整輸出電壓Vout。

風扇控制單元122電連接於輔助繞組LA及風扇120，接收輔助繞組LA上的輔助電壓VAUX並控制風扇120的轉速。輔助電壓VAUX可作為風扇控制單元122的工作電壓。在此要特別說明的是，在本實施方式中，風扇控制單元122所需工作電壓相同於主控制器106的工作電壓，且輔助繞組LA和主繞組LP的匝數比可經適當的設計而讓輔助電壓VAUX的準位相同於主控制器106及風扇控制單元122所需工作電壓的準位；然而，在實際實施時，主控制器106的工作電壓的準位可不同於風扇控制單元122的工作電壓的準位，且主控制器106和輔助繞組LA之間，或者風扇控制單元122和輔助繞組LA之間可額外配置一電壓調節器(voltage regulator)，例如直流/直流電壓轉換器，以提供升壓或降壓的功能而替主控制器106或風扇控制單元122供電。

在圖1中，風扇控制單元122包含一切換開關1220及一驅動器1222；切換開關1220的一端電連接於輔助繞組LA以接收輔助電壓VAUX，另一端電連接於風扇120。驅動器1222與切換開關1220並聯連接。

在操作時，若電源供應裝置10內部的工作溫度低於一預定值時，切換開關120開啟(turn-off)，則風扇120接收驅動器1222輸出的驅動信號而轉動。驅動器1222可例如用以產生一脈衝寬度調變信號來改變風扇的轉速；一般來說，脈衝寬度調變信號的工作週期愈大，則風扇120的轉速愈快。在此要特別說明的是，驅動器1222可具備溫度監測功能，並可於電源供應裝置10內部的工作溫度低於前述預定值時，依照自身監測到的溫度值調整脈衝寬度調變信號的工作週期來改變風扇120的轉速，以替電源供應裝置10提供良好的解熱效果。

若電源供應裝置10內部的工作溫度高於或等於一預定值時，切換開關1220閉合(turn-on)，驅使風扇120進行全速轉動，藉以避免電源供應裝置10因熱蓄積而發生故障或損壞。在本創作的一個實施方式中，切換開關1220閉合(即電源供應裝置10內部的工作溫度高於或等於前述預定值)時與切換開關1220開啟(即電源供應裝置10內部的工作溫度低於前述預定值)時的風扇120可呈相同邏輯運轉狀態。在本創作的另一個實施方式中，切換開關1220閉合時與切換開關1220開啟時的風扇120可呈相反邏輯運轉狀態。

雖然前揭段落以電源供應裝置10內部的工作溫度是否達到預定值來讓切換開關1220閉合或開啟；但在實際實施時，也不排除是以電源供應裝置10的輸出電壓及/或輸出電流作為切換開關1220開啟或閉合的決定條件。

圖2繪示依照本創作第二實施方式的具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置的電路方塊圖。圖2的具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置(以下簡稱「電源供應裝置」)10a類似於前述第一實施方式中記載的電源供應裝置10，且相同的構件標示以相同的符號；兩者的差異在於本實施方式的風扇控制單元122a由一切換開關1220、一第一二極體1224及一第二二極體1226構成。

在圖2中，切換開關1220的一端電連接於輔助繞組LA以接收輔助電壓VAUX，另一端電連接於第一二極體1224的陽極；第一二極體1224的陰極電連接於風扇120。第二二極體1226的陽極電連接於一直流電壓VDD，陰極電連接於風扇120。在本實施方式中，直流電壓VDD的準位低於輔助電壓VAUX的準位，且當切換開關1220閉合(turn-on)而讓輔助電壓VAUX導通至風扇120時，可驅使風扇120全速轉動。

此外，風扇控制單元122a更包含一第一電阻器R1及第二電阻器R2，其等用以與輔助電壓VAUX配合提供直流電壓VDD。更具體言之，第一電阻器R1和第二電阻器R2串聯連接，第一電阻器R1非與第二電阻器R2相連接的一端連接至輔助電壓VAUX，第二電阻器R2非與第一電阻器R1相連接的一端電連接至輸入地端GNDI。

在操作時，當切換開關1220開啟(turn-off)時，輔助電壓AUX經第一電阻器R1及第二電阻器R2分壓後產生的直流電壓VDD通過第二二極體1226傳遞至風扇120，藉以驅使風扇120轉動。歸因於輔助電壓VAUX的準位高於直流電壓VDD的準位，故在切換開關1220開啟時的風扇120轉速低於切換開關1220閉合時的風扇120轉速。電源供應裝置10a的其它構件的功用與相關說明，實際上與電源供應裝置10相同，在此不予贅述。電源供應裝置10a至少可達到與電源供應裝置10相同的功能。

圖3繪示依照本創作第三實施方式的電源供應裝置具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置的電路方塊圖。圖3所繪式的具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置(以下簡稱「電源供應裝置」)10b類似於前述第一實施方式所繪式的電源供應裝置10，且相同的構件標示以相同的符號；兩者的差異在於本實施方式的風扇控制單元122b是與風扇120之一內部等效電阻Rin配合改變風扇120轉速。

在圖3中，風扇控制單元122b包含一切換開關1220及一驅動器1222；風扇120具有內部等效電阻器Rin。切換開關1220的一端連接於驅動器1222，另一端連接於內部等效電阻Rin；內部等效電阻Rin的另一端連接於輔助繞組LA以接收輔助電壓VAUX。驅動器1222還電連接輔助繞組LA以接受輔助電壓VAUX作為工作電壓。

在操作時，當切換開關1220開啟(turn-off)時，風扇120的內部等效電阻Rin相應地提高，促使風扇120全速轉動。相對地，當切換開關1220閉合(turn-on)時，風扇120的內部電阻Rin相應地降低，促使風扇120降低轉速。電源供應裝置10b的其它構件的功用與相關說明，實際上與電源供應裝置10相同，在此不予贅述。電源供應裝置10b至少可達到與電源供應裝置10相同的功能。

雖然本創作已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims

一種具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，接收一交流市電並產生一輸出電壓，該具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置包含：一變壓器，包含相互隔離的一主繞組、一次級繞組及一輔助繞組；一整流器，電連接於該交流市電及該主繞組；一功率開關，電連接於該主繞組；一主控制器，電連接於該功率開關以控制該功率開關在導通狀態及截止裝置之間的切換；一輸出整流及濾波器，電連接於該次級繞組並將電磁耦合至該次級繞組的電壓進行整流及濾波以產生該輸出電壓；一風扇控制單元，包含一切換開關；以及一風扇，該切換開關配置於該輔助繞組與該風扇之間，該風扇於該切換開關閉合時接受該輔助繞組提供之一輔助電壓而進行全速轉動。
如請求項第1項所述之具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，其中該風扇控制單元更包含一驅動器，與該切換開關並聯連接，當該切換開關開啟時，該風扇接受該驅動器提供之一脈衝寬度調變信號而進行非全速轉動。
如請求項第2項所述之具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，其中該主控制器及該驅動器電連接於該輔助繞組以接受該輔助電壓作為工作電壓。
如請求項第1項所述之具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，其中該風扇控制單元更包含：一第一二極體，配置於該切換開關及該風扇之間；以及一第二二極體，電連接於該風扇及一直流電壓之間，該直流電壓的準位低於該輔助繞組提供之一輔助電壓的準位，當該切換開關開啟時，該風扇接受通過該第二二極體之該直流電壓而進行非全速轉動。
如請求項第4項所述之具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，其中該第一二極體的陽極電連接於該切換開關，該第一二極體的陰極電連接於該風扇，該第二二極體的陽極電連接於該直流電壓，該第二二極體的陰極電連接於該風扇。
如請求項第4項或第5項所述之具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，其中該風扇控制單元更包含：一第一電阻器，電連接於該輔助繞組以接受該輔助電壓；以及一第二電阻器，與該第一電阻器串聯連接，其中，該第二二極體電連接於該第一電阻器及該第二電阻器之間的接點以接受該輔助電壓、該第一電阻器及該第二電阻器配合提供之該直流電壓。
如請求項第6項所述之具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，更包含一隔離反饋單元，電連接於該輸出整流及濾波器及該主控制器，以將與該輸出電壓相關的訊息反饋至該主控制器。
如請求項第7項所述之具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，其中該切換開關開啟與該切換開關閉合時的該風扇呈相反邏輯運轉。
如請求項第7項所述之具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，其中該切換開關開啟與該切換開關閉合時的該風扇呈相同邏輯運轉。
一種具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，接收一交流市電並產生一輸出電壓，該具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置包含：一變壓器，包含相互隔離的一主繞組、一次級繞組及一輔助繞組；一整流器，電連接於該交流市電及該主繞組；一功率開關，電連接於該主繞組；一主控制器，電連接於該功率開關以控制該功率開關在導通狀態及截止裝置之間的切換；一輸出整流及濾波器，電連接於該次級繞組並將電磁耦合至該次級繞組的電壓進行整流及濾波以產生該輸出電壓；一風扇控制單元，包含：一驅動器，電連接於該輔助繞組以接受一輔助電壓；以及一切換開關，電連接於該驅動器；以及一風扇，具有一內部等效電阻，該內部等效電阻的一端電連接於該輔助繞組以接受該輔助電壓，該內部等效電阻的另一端電連接於該切換開關非與該驅動器相連接之一端，其中，該風扇於該切換開關開啟時進行全速轉動，並於該切換開關閉合時進行非全速轉速。
如請求項第10項所述之風具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，其中該內部等效電阻於該切換開關開啟時提高以使該風扇進行全速轉動，並該切換開關閉合時降低以使該風扇進行非全速轉動。
如請求項第11項所述之具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，更包含一隔離反饋單元，電連接於該輸出整流及濾波器及該主控制器，以將與該輸出電壓相關的訊息反饋至該主控制器。
如請求項第12項所述之具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，其中該切換開關開啟與該切換開關閉合時的該風扇呈相反邏輯運轉。
如請求項第12項所述之具有風扇全速運轉切換開關的電源供應裝置，其中該切換開關開啟與該切換開關閉合時的該風扇呈相同邏輯運轉。