CN101087101B - 具有能够减少电源状态显示装置的能量消耗的电源供应器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种电源供应器，其包含：一电源转换器单元，其设定为将一输入电源转换成一输出电源；一恒定电压源，其设定为提供比该电源转换器单元的输出电压低的恒定电压；以及一电源状态显示装置，其跨接于该恒定电压源与一接地端之间，并设定为由该恒定电压源的恒定电压供电以显示该电源供应器的电源供应状态。其中该电源状态显示装置由一恒定电压源，如一预备电源所提供的恒定电压或是提供给内部的控制电路的参考电压供电，或是与反馈电路或保护电路串联并移除电源状态显示装置中的串联限流电阻，以减少电源供应器在待机模式下的电源消耗，进而改善电源供应器的能源使用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源供应器，特别涉及一种具有电源状态显示装置的电源供应器。本发明提供了减少电源状态显示装置的能量消耗的技术，从而减少了在待机状态下电源供应器的整体能量消耗。
背景技术
对于一般的电源供应器而言，其可设定为在多种电源供应模式下工作，所述电源供应模式包含：正常模式(normal mode)，其代表电源供应器的输出电压达到符合规格所需的电压值；以及待机模式(standby mode)，其代表电源供应器未连接任何负载。为了符合安全规范(safety regulation)的要求，电源供应器通常都会在前面板上设置一电源状态显示装置(power statusindicator)，以便显示电源供应器目前的电源供应模式。一般来说，电源供应器的电源状态显示装置是由发光装置如发光二极管所组成的发光显示器(light indicator)来实现，该电源状态显示装置可在电源供应器的工作期间以发光的形式来显示电源供应器目前的电源供应模式。
当电源供应器在待机模式下工作时，也就是说当电源供应器在无负载的情形下工作时，电源供应器本身也会消耗电源。待机电源的消耗通常代表了能量的浪费。在着重节省能源与环境保护的现代，电源消耗的增加意味着能源消耗量的增加与环境污染的恶化。因此，减少待机电源的消耗可促进能源的有效运用并减少有害气体的排放。这也是美国以及欧洲相关组织(DOE，EPA以及European Commission)近年来一直推动的目标。为此，它们各自制定了相关的标准。例如美国DOE及EPA联合推动的“能源之星”计划(Energy Star Program)，在2005年对单输出的电源要求如下：对于输出功率范围在0～10W的电源，当工作在无负载的情况下时，最大输入功率不能超过0.5W；对于输出功率在10～250W的电源，当工作在无负载的情况下时，最大输入功率不能超过0.75W。而在此之后，此标准将变得更为严格。
图1所示为公知电源供应器的电路方块图。如图1所示，一电源供应器100包含：一交流-直流转换器单元(AC-DC converter stage)101，其用来将来自一电源线的输入交流电压Vin转换成所期望的输出直流电压Vo，以便向一负载(未示出)供电；以及一脉冲宽度调制控制器(PWM controller)102，其耦接至交流-直流转换器单元101，并设定为用来控制交流-直流转换器单元101的内部开关的切换，以将交流-直流转换器单元101的输出电压调整至一预定值。电源供应器100还包含一反馈电路(feedback circuit)103，该反馈电路103耦接于交流-直流转换器单元101的输出端与脉冲宽度调制控制器102之间，并设定为用来检测交流-直流转换器单元101的输出电压变化，并且根据输出电压的变化发出反馈控制信号给脉冲宽度调制控制器102以完成输出电压的调节。电源供应器100还包含一保护电路104，该保护电路104耦接于交流-直流转换器单元101的输出端与脉冲宽度调制控制器102之间，并设定为在交流-直流转换器单元101的输出电压或输出电流异常时，关闭该脉冲宽度调制控制器102以保护该交流-直流转换器单元101避免由于过电压(over-voltage)或是过电流(over-current)所造成的损害。
图1的电源供应器100还包含一电源状态显示装置105，该电源状态显示装置105设置为跨接于电源供应器100的电压输出端上。该电源状态显示装置105包含一发光二极管D以及与该发光二极管串联的限流电阻R，如图1所示。由于发光二极管D在导通状态下的压降一般约为1-2V，并且其驱动电流也比较小，一般为几个mA，因此当电源供应器100的输出电压比较高时，例如10V至20V之间时，电源状态显示装置105的主要功率消耗就产生在限流电阻R上。当电源供应器100在待机模式运行时，这个功率消耗代表了不可忽视的功率损失(power loss)。因此，限流电阻R成为导致待机电源消耗的重大因素。如何减少因为限流电阻R所引起的待机电源消耗是实现节省能源的电源供应器的重要议题。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种具有电源状态显示装置的电源供应器，其中该电源状态显示装置可显示电源供应器的电源供应状态，并减少电源供应器在待机模式下的电源消耗。
根据本发明的一较佳实施例，一电源供应器包含：一电源转换器单元，其设定为将一输入电源转换成一输出电源；以及一电源状态显示装置，其跨接于该电源转换器单元的预备电源的输出端上，并设定为由该电源转换器单元的预备电源来供电以显示该电源供应器的电源供应状态。
具体而言，本发明的电源供应器包含：一电源转换器单元，其设定为将一输入电源转换成一输出电源；一恒定电压源，其设定为提供比该电源转换器单元的输出电压低的恒定电压；以及一电源状态显示装置，其跨接于该恒定电压源与一接地端之间，并设定为由该恒定电压源的恒定电压供电以显示该电源供应器的电源供应状态。
根据本发明的电源供应器，其中该电源转换器单元为一交流-直流转换器单元。
根据本发明的电源供应器，其中该恒定电压源为一预备电源。
根据本发明的电源供应器，其中该恒定电压源给该电源供应器的控制电路提供作为电压比较基准的一参考电压。
根据本发明的电源供应器，其中该电源状态显示装置包含：一发光元件，其设定为发出光线以显示该电源供应器的电源供应状态；以及一限流电阻，其与该发光元件串联以限制流过该发光元件的电流。
根据本发明的电源供应器，其中该发光元件由一发光二极管组成。
根据本发明的另一较佳实施例，一电源供应器包含：一电源转换器单元，其设定为将一输入电源转换成一输出电源；一反馈电路，其设定为检测该输出电源的电压变化，并根据输出电源的电压变化发出反馈控制信号来调节该输出电源的电压；一保护电路，其设定为在电源转换器单元的运行发生异常时，提供保护作用给该电源转换器单元；以及一电源状态显示装置，其与该电源转换器单元的一电压输出端耦接且与该反馈电路或该保护电路串联，并设定为由流经该反馈电路或该保护电路的电流来驱动以显示该电源供应器的电源供应状态。
具体而言，本发明的电源供应器包含：一电源转换器单元，其设定为将一输入电源转换成一输出电源；一信号处理电路，其设定为根据该输出电源的电压变化或电流变化来调节该输出电源的电压或电流；以及一电源状态显示装置，其与该电源转换器单元的一电压输出端耦接且与该信号处理电路串联，并设定为由流经该信号处理电路的电流驱动以显示该电源供应器的电源供应状态。
根据本发明的电源供应器，其中该信号处理电路包含一反馈电路。
根据本发明的电源供应器，其中该信号处理电路包含一脉冲宽度调制控制器。
根据本发明的电源供应器，其中该信号处理电路包含一保护电路。
根据本发明的电源供应器，其中该电源转换器单元为一交流-直流转换器单元。
根据本发明的电源供应器，其中该电源状态显示装置包含一发光元件，该发光元件设定为发出光线以显示该电源供应器的电源供应状态。
根据本发明的电源供应器，其中该发光元件由一发光二极管组成。
根据本发明的又一较佳实施例，一电源供应器包含：一电源转换器单元，其设定为将一输入电源转换成一输出电源以及一预备电源；一反馈电路，其设定为检测该预备电源的电压变化，并根据输出电源的电压变化发出反馈控制信号来调节该预备电源的电压；一保护电路，其设定为在电源转换器单元的运行发生异常时，提供保护作用给该预备电源；以及一电源状态显示装置，其与该预备电源的输出端耦接且与该反馈电路或该保护电路串联，并设定为由流经该反馈电路或该保护电路的电流来驱动以显示该电源供应器的电源供应状态。
具体而言，本发明的电源供应器包含：一电源转换器单元，其设定为将一输入电源转换成一输出电源；一预备电源，其设定为将该输入电源的电压转换成一预备电压，且该预备电压小于该电源转换器单元的输出电压；一信号处理电路，其设定为根据该预备电压的电压变化或电流变化来调节该预备电源的预备电压或电流；以及一电源状态显示装置，其与该预备电源的输出端耦接且与该信号处理电路串联，并设定为由流经该信号处理电路的电流驱动以显示该电源供应器的电源供应状态。
本发明提供了减少电源状态显示装置的能量消耗的技术，从而减少了在待机状态下电源供应器的整体能量消耗。
本发明的优点与特征可通过下面实施例配合下列附图的详细说明，而得到更深入的了解。
附图说明
图1示出了公知电源供应器的电路方块图；
图2示出了本发明的电源供应器的一较佳实施例的电路方块图；
图3示出了本发明的电源供应器的另一较佳实施例的电路方块图；以及
图4示出了本发明的电源供应器的又一较佳实施例的电路方块图。
其中，附图标记说明如下：
电源供应器100，200，300，400
交流-直流转换器单元101，201，301，401
脉冲宽度调制控制器102，202，302，402
反馈电路103，203，303，403
保护电路104，204，304，404
电源状态显示装置105，205，305，405
发光二极管D
限流电阻R
具体实施方式
体现本发明的特征与优点的较佳实施例将在后面的说明中详细叙述。应理解的是，本发明能够在不同的形式上具有各种变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而并非用以限制本发明。
本发明的一较佳实施例在图2中示出，其显示了一电源供应器的电路方块图。电源供应器200包含一交流-直流转换器单元201、一脉冲宽度调制控制器202、一反馈电路203以及一保护电路204，这些部件与图1的电源供应器100的交流-直流转换器单元101、脉冲宽度调制控制器102、反馈电路103以及保护电路104具有相似的电路结构与操作原理，因此在此不再加以赘述。电源供应器200也包含一电源状态显示装置205，该电源状态显示装置205设置为跨接于交流-直流转换器单元201的预备电源(auxiliary power)的输出端上，并且由一发光二极管D以及与该发光二极管串联的限流电阻R组成。一般而言，交流-直流转换器单元201会提供一预备电源，该预备电源通过将输入交流电压所提供的一部分能量储存起来而产生。该预备电源可提 供比交流-直流转换器单元201的输出电压Vo低的恒定电压，并且设定为用来提供电源给电源供应器200的控制电路，如脉冲宽度调制控制器202以及驱动电路。因此，在本实施例中，电源状态显示装置205由预备电源供电，而不是由交流-直流转换器单元201的输出电压Vo供电，从而可大幅减少电源供应器200在待机模式下的电源消耗。事实上，任何提供比输出电压Vo低的恒定电压的恒定电压源都可以作为发光二极管的驱动电源，例如提供给控制电路作为电压比较基准的参考电压。在设计线路时，只要将发光二极管D与限流电阻R所组成的串联电路跨接于这个恒定电压源与接地端之间即可。
本发明的另一较佳实施例在图3中示出，其显示了一电源供应器的电路方块图。电源供应器300包含一交流-直流转换器单元301、一脉冲宽度调制控制器302、一反馈电路303以及一保护电路304，这些部件与图1的电源供应器100的交流-直流转换器单元101、脉冲宽度调制控制器102、反馈电路103以及保护电路104具有相似的电路结构与操作原理，因此在此不再加以赘述。电源供应器300也包含一电源状态显示装置305，该电源状态显示装置305设置为与电源供应器300的一电压输出端耦接且与反馈电路303以及保护电路304串联，并且由一发光二极管D组成。与图1的电源供应器相比较可知，图3的电源状态显示装置305将与发光二极管D串联的限流电阻移除，并利用流经反馈电路303与保护电路304的微小电流(约为几个mA)来驱动发光二极管D。通过移除与发光二极管D串联的限流电阻，能够进一步地减少电源供应器300在待机模式下的电源消耗。或者，发光二极管D可单独与反馈电路303或者保护电路304串联，其也可以达到相同的效果。
本发明的又一较佳实施例在图4中示出，其显示了一电源供应器的电路方块图。电源供应器400包含一交流-直流转换器单元401、一脉冲宽度调制控制器402、一预备电源反馈电路403以及一预备电源保护电路404，这些部件与图1的电源供应器100的交流-直流转换器单元101、脉冲宽度调制控制器102、反馈电路103以及保护电路104具有相似的电路结构与操作原理，因此在此不再加以赘述。电源供应器400也包含一电源状态显示装置405，该电源状态显示装置405设置为与电源供应器400的一预备电源的输出端耦接且与反馈电路403或保护电路404串联，并且由一发光二极管D组成。与 图1的电源供应器相比较可知，图4的电源状态显示装置405将与发光二极管D串联的限流电阻移除，并利用流经反馈电路403或保护电路404的微小电流来驱动发光二极管D。此外，反馈电路403与保护电路404由预备电源供电，而不是由电源供应器400的输出电压Vo供电，由此可进一步减少用于驱动发光二极管D的电流。通过移除与发光二极管D串联的限流电阻，并使电源供应器400的预备电源对电源状态显示装置405供电，能够进一步减少电源供应器400在待机模式下的电源消耗。同样，发光二极管D可单独与反馈电路403或者保护电路404串联，其也可以达到相同的效果。
综合以上所述，本发明的电源供应器具有一电源状态显示装置，该电源状态显示装置以预备电源供电、或是与反馈电路及保护电路串联并移除其中的串联限流电阻的规范来设计电路系统，以减少电源供应器在待机模式下的电源消耗，进而改善电源供应器的能源使用率。
本发明可由本领域的技术人员进行各种修改，但皆不脱离如所附的权利要求书所要保护的范围。
Claims (14)
1.一种电源供应器，包含：
一电源转换器单元，其设定为将一输入电源转换成一输出电源；
一恒定电压源，其设定为提供比该电源转换器单元的输出电压低的恒定电压；以及
一电源状态显示装置，其跨接于该恒定电压源与一接地端之间，并设定为由该恒定电压源的恒定电压供电以显示该电源供应器的电源供应状态。
2.如权利要求1所述的电源供应器，其中该电源转换器单元为一交流-直流转换器单元。
3.如权利要求1所述的电源供应器，其中该恒定电压源为一预备电源，该预备电源通过将该输入电源的电压所提供的一部分能量储存起来而产生。
4.如权利要求1所述的电源供应器，其中该恒定电压源给该电源供应器的控制电路提供作为电压比较基准的一参考电压。
5.如权利要求1所述的电源供应器，其中该电源状态显示装置包含：
一发光元件，其设定为发出光线以显示该电源供应器的电源供应状态；以及
一限流电阻，其与该发光元件串联以限制流过该发光元件的电流。
6.如权利要求5所述的电源供应器，其中该发光元件由一发光二极管组成。
7.一种电源供应器，包含：
一电源转换器单元，其设定为将一输入电源转换成一输出电源；
一信号处理电路，其设定为根据该输出电源的电压变化或电流变化来调节该输出电源的电压或电流；以及
一电源状态显示装置，其与该电源转换器单元的该输出电源的电压输出端耦接且与该信号处理电路串联，并设定为由流经该信号处理电路的电流驱动以显示该电源供应器的电源供应状态。
8.如权利要求7所述的电源供应器，其中该信号处理电路包含一反馈电路。
9.如权利要求7所述的电源供应器，其中该信号处理电路包含一脉冲宽度调制控制器。
10.如权利要求7所述的电源供应器，其中该信号处理电路包含一保护电路。
11.如权利要求7所述的电源供应器，其中该电源转换器单元为一交流-直流转换器单元。
12.如权利要求7所述的电源供应器，其中该电源状态显示装置包含一发光元件，该发光元件设定为发出光线以显示该电源供应器的电源供应状态。
13.如权利要求12所述的电源供应器，其中该发光元件由一发光二极管组成。
14.一种电源供应器，包含：
一电源转换器单元，其设定为将一输入电源转换成一输出电源；
一预备电源，其设定为将该输入电源的电压转换成一预备电压，且该预备电压小于该电源转换器单元的输出电压；
一信号处理电路，其设定为根据该预备电压的电压变化或电流变化来调节该预备电源的预备电压或电流；以及
一电源状态显示装置，其与该预备电源的输出端耦接且与该信号处理电路串联，并设定为由流经该信号处理电路的电流驱动以显示该电源供应器的电源供应状态。
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