CN100399690C - 限功率变压电源 - Google Patents

Abstract

本发明有关一种限功率变压电源，其是由一电磁干扰滤波单元、一整流单元、一功率因数修正部、一变压器，分设有主输入端及次输入端、主输出端及次输出端、一脉冲控制单元，连接该变压器的次输入端、一主限功率回路及至少一次限功率回路，连接所述变压器的主输出端，将流经该限功率回路的电流予以限制；以及一输出电压控制单元，分设有一输入端及至少一输出端，其输入端连接所述主限功率回路或次限功率回路，以控制该变压器的输出，进而调整所述主次限功率回路的电压大小，达到控制输出功率的功效。

Description

限功率变压电源

技术领域

本发明涉及一种电源，特别是一种限功率变压电源。

背景技术

随着消费能力、生活水准的提高、及科技技术的进步，使电气化产品的生产成本降低、售价急速下降，例如：笔记本电脑、个人数字助理及移动通讯手机等，已然成为人们日常生活的必需品。然而，上述的产品虽然带来了便利性，及提升工作上的效率，但使用者对于有关操作上不慎或线路老旧，所可能造成的电源短路或过载等危害，大多无正确的认知与应变能力。虽然消防相关单位极力宣导，但，从历次火灾的鉴定报告中不难发现，电源引发的比率仍居高不下。专家建议最好还是养成随手关闭电源，或长期间不使用时，将该电气产品的插头拔除，以策安全。

但是，如今我们生活的现代化社会瞬息万变，资讯的即时取得愈形重要，因此，可常见使用者将上述电气产品保持在常开机(Always On)的状态，例如；电脑资讯系统、或网路相关的应用等。在上述情况中，随手关闭电源或拔除电源插头将成为不可行的使用方式。

再者，除了前述情形可能引发电路走火外，由于电气产品在使用时需要散热，以免零组件作动所累积的热量过高而损毁，所以，通常在产品上，会依需求开发散热孔、加装散热片及/或风扇等，使电气产品内部累积的热量迅速散发。然而，就一般经验法则推知，在其它条件不变时，散热孔愈大则散热效果愈佳。但，散热孔的尺寸过大，可能因异物侵入所述电气产品内，而造成电源短路或电路不正常工作，以致酿成灾害。

为避免上述危害的发生，国际上即成立具有公信力的机构以订定安全规范，例如：国际电工协会等，已提出相关安全规范或标准。在上述异物侵入所可能造成的后果方面的建议，其中即有散热孔的宽度不超出1毫米(mm)，或电源供应单元的输出功率不超出100W时，即不考虑散热孔的宽度限制等约定。

以目前电气产品的壳体大多以塑化类材料制成，例如：使携式电脑等，若采用前述第一种方法，限制散热孔的宽度小于1毫米(mm)，则以所述塑化类材料在射出成型的技术上而言，显然有所困难，就算可由提高加工精密度解决上述困难而加以产制，亦因合格率甚低而使成本大为提升，以目前资讯或家电等相关产品的售价及跌幅速度，将难为各厂家所采用。

若采用前述第二种方法，限制电源供应单元的输出功率小于100W，则又面临电脑资讯相关产品的附属配备增加，功率消耗需大于100W的问题。更重要的是，所述安全规范的制定机构，虽然多属民间组织，但是其订定的规范或标准，却为多国在对电气产品检验时，奉为圭臬或采用遵行的标准，所以，该安全规范必导入设计与制造上所必须面临的重大课题。

倘若能提出有效符合相关安全规范、不增加设计与制程上的困难度或成本，令厂家在遵循实施时，不产生太大困难，而同时使消费者的使用安全无虞，将使供需双方互蒙其利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的上述不足，而提供一种可提升安全性及符合相关安全规范或标准的限功率变压电源，且不致使产品合格率下降、或成本上升。

本发明所提供的限功率变压电源是由如下技术方案来实现的。

一种限功率变压电源，其特征是包括有：

一电磁干扰滤波单元，是作为一电源的输入端，将电源的低频杂讯消除或抑制；

一整流单元，是连接所述电磁干扰滤波单元，将经过该电磁干扰滤波单元的交流电流予以整流：

一变压器，具有至少一主输入端、至少一次输入端、至少一主输出端及至少一次输出端，其中变压器的主输入端连接整流单元，作为电力的输入；

至少一限功率回路，连接变压器的主输出端，将电流予以滤波及限流；

一输出电压控制单元，具有一输入端与至少一输出端，该输入端连接所述限功率回路，以取得电压；

一脉冲控制单元，具有至少一输入端与至少一输出端，该输入端接连所述输出电压控制单元的输出端，而该脉冲控制单元的输出端连接所述变压器的次输入端，该脉冲控制单元根据该输出电压控制单元的输出端的电力大小而变动脉冲工作周期宽度，以控制调整变压器初级端开或关的周期或频率。

所述限功率变压电源，其特征是：其中的变压器仅具有一主输入端、一次输入端、一主输出端及一次输出端。

所述限功率变压电源，其特征是：设有两次限功率回路。

所述限功率变压电源，其特征是：其中的输出电压控制单元，仅具有一输出端。

所述限功率变压电源，其特征是：其中的整流单元为至少一整流元件所构成。

所述限功率变压电源，其特征是：设有一功率因数修正部，是连接所述整流单元与变压器的主输入端之间，以调整该整流后的电流于电压的相位。

所述限功率变压电源，其特征是：其中的整流元件为桥接二极管。

本发明优点在于：

1、将上述的目的，藉限制电源各输出功率在安全值以内，令产品在使用间发生短路或过载现象时，亦不易产生火花，以保障整体安全性。

2、可使用防火等级较低的塑化材料所制成的壳体，以便利加工，且材料及产制成本得以降低。

3、解决了壳体的厚度问题(因防火等级可降低)，相对使壳体所界定的容量空间增大，更可减少使用特殊尺寸的零组件，而改采标准品，能更进一步节省成本。

至于本发明的详细构造，应用原理，作用与功效，则参照下列具体实施例并结合附图所作的说明即可得到完全的了解。

附图说明

图1是一种散热孔的结构示意图。

图2是本发明的一较佳实施例的电子电路图。

图3是图2的一较佳实施例的方块图。

具体实施方式

请参图1，为一种散热孔的结构，其中x为所述散热孔的宽度，y为散热孔的间距。依上述安全规范或操准的规定，该散热孔的宽度必须小于1毫米(mm)。然而，以电气产品的壳体大多以塑化类材料制成，例如：便携式电脑等，若采用此限制散热孔的宽度小于1毫米的结构，则如前所述，一般的射出成型技术，显然十分困难达到，就算提高精密度加以产制，亦因合格率偏低而使成本大为提升。以目前资讯或家电等的售价及跌幅迅速，此结构将不具经济效益。

请参图2并配合图3所示，为本发明的限功率变压电源的改进，主要包括有：

一电磁干扰滤波单元12，是作为一电源11的输入端，将电源11的低频杂讯消除或抑制；

一整流单元13，在一可行的实施例中，该整流单元为一桥接(或称桥式)二极管131整流单元，是连接所述电磁干扰滤波单元12，将经过该电磁干扰滤波单元12的交流电流予以整流，亦即将交流电转换为直流电；

一功率因数修正部14，是连接所述整流单元13，以调整整流后的电流和电压的相位为一致，亦即抑制谐波电流以减少虚功率的消耗；

一变压器15，具有初级与次级，所述初级具有一主输入端15A及至少一次输入端15B，其中主输入端15A连接功率因数修正部14，作为电力的输入；而所述变压器15的次级具有一主输出端15C及至少一次输出端15D；

一主限功率回路16、及至少一次限功率回路17，是连接变压器15的主输出端15C，该主限功率回路16及次限功率回路17是将电流予以滤波，并对电流加以限制；

至少一输出电压控制单元19，具有一输入端19A与一输出端19B，该输入端19B连接所述主限功率回路16(或该次限功率回路17，因为所述主限功率回路16及次限功率回路17是并联，所以电位相同)，以取得该限功率回路的电压并与一预定的参考电压比较(未在图中显示)，将比较后的结果经由所述输出端19A送出；

至少一脉冲控制单元20，具有至少一输入端20A与输出端20B，该输入端20A接连所述电压控制单元19的输出端19A，该输出端20B连接所述变压器15的次输入端15B，该脉冲控制单元20根据该电压控制单元19的输出端19A的电压而控制脉冲工作周期或宽度，藉调整变压器15的初级端开(ON)或关(OFF)的周期或频率，以控制和调整该变压器15的输出；因此，连接该变压器15的输出端的主限功率回路16及次限功率回路17经整流滤波后的电压可被有效保持于一稳定状态。

如上述控制该主限功率回路16及次限功率回路17的电流与电压的大小，而达到控制该主限功率回路16及次限功率回路17的各别输出功率于额定值，符合如国际电工协会(IEC)所订定的安全规格标准(IEC60950)---亦即，功率小于100W，则散热孔的大小即不受限制；并且，该主限功率回路16及次限功率回路17所输出功率的总合，仍可满足电气产品在实际应用时的消耗。

综合以上所述可知，本发明的限功率变压电源，确实具有发挥其应有的输出功率以供电气产品使用，且兼具有符合安全规范或标准的功能，更进一步排除了所述安全规定的散热孔的设计限制，因此，具有降低壳体的防火等级、扩大零组件的收容空间及降低成本等优点，极具实用价值，一改习用的缺点甚明，且本发明并未见公开使用，合于专利法的规定，爰依法提出申请专利。

需陈明的是，以上所述是本发明一较佳具体的实施例，若依本发明的构想所作的改变，例如求限功率回路的设计上修改或增减其元件、及增减该限功率回路的数目等，其产生的功能作用，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种限功率变压电源，其特征是包括有：

一电磁干扰滤波单元，是作为一电源的输入端，将电源的低频杂讯消除或抑制；

一整流单元，是连接所述电磁干扰滤波单元，将经过该电磁干扰滤波单元的交流电流予以整流：

一变压器，具有至少一主输入端、至少一次输入端、至少一主输出端及至少一次输出端，其中变压器的主输入端连接整流单元，作为电力的输入；

至少一限功率回路，连接变压器的主输出端，将电流予以滤波及限流：

一输出电压控制单元，具有一输入端与至少一输出端，该输入端连接所述限功率回路，以取得电压；

一脉冲控制单元，具有至少一输入端与至少一输出端，该输入端接连所述输出电压控制单元的输出端，而该脉冲控制单元的输出端连接所述变压器的次输入端，该脉冲控制单元根据该输出电压控制单元的输出端的电力大小而变动脉冲工作周期宽度，以控制调整变压器初级端开或关的周期或频率。

2.根据权利要求1所述限功率变压电源，其特征是：其中的变压器仅具有一主输入端、一次输入端、一主输出端及一次输出端。

3.根据权利要求1所述限功率变压电源，其特征是：设有两次限功率回路。

4.根据权利要求1所述限功率变压电源，其特征是：其中的输出电压控制单元，仅具有一输出端。

5.根据权利要求1所述限功率变压电源，其特征是：其中的整流单元为至少一整流元件所构成。

6.根据权利要求1所述限功率变压电源，其特征是：设有一功率因数修正部，连接所述整流单元与变压器的主输入端之间，以调整该整流后的电流于电压的相位。

7.根据权利要求6所述限功率变压电源，其特征是：其中的整流元件为桥接二极管。

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