CN101567569A - 交换式电源供应器及应用此交换式电源供应器的电子装置 - Google Patents

Abstract

一种交换式电源供应器，接收一交流电压，并连接到一电子装置与一电池，其主要包括下述元件。一交流转直流电路，连接交流电压，将交流电压转变为一直流电压。一直流转直流电路，连接交流转直流电路，将直流电压转换为多数个工作电压给电子装置。一电池充放电开关电路，连接交流转直流电路与电池。一检测控制电路，连接并检测交流电压，当检测交流电压异常时，检测控制电路送出一控制信号到电池充放电开关电路，使电池提供一放电电压到直流转直流电路取代直流电压。

Description

交换式电源供应器及应用此交换式电源供应器的电子装置

技术领域

本发明关于一种交换式电源供应器与其电子装置，特别是一种应用于个人电脑(PC)中的电源供应器，可对装设于个人电脑中的电池进行充放电，而提供电脑系统所需的电力。

背景技术

随着电子科技的发展与进步，集成电路设计与制造技术的成熟，使得新一代的个人电脑具备的处理效能，相较以往呈现了数倍化的发展，并且夹着其强大的运算能力，而能轻易的处理各种音效、影像、图样等数字化资料。再加上通信技术持续的开发与改进，使得个人电脑可以很便捷的通过网络，搜寻或下载各种信息，或是与其它的对象建立通信连系。凡此种种，都使得个人电脑已成为现代人工作、生活、以至于休闲、娱乐都不可或缺的工具。

众所皆知的，个人电脑内各种电子元件所需的电力，都来自于装设于电脑机壳内部的电源供应器。通过电源供应器的使用，可将外界市电所提供的交流电，转换调整成个人电脑系统所需的直流低电压，再供电给电脑中的各种电子元件使用。然而，当市电的电压突然发生不稳定或是停电的情况时，电源供应器便无法顺利工作，而会导致电脑系统当机或是造成电源中断，甚至造成重要资料的遗失或是系统设备的毁损，进而造成使用者的损失与不便。

为了避免上述情形的发生，许多使用者在购买个人电脑时，尚会额外添购一台不断电系统(UPS)，以便让个人电脑在电源断电的时候，仍有短暂电力的供应，而不会立即关机导致硬件损坏、或是没有缓冲时间备份资料的问题。

但是，对消费者而言，其显然在购置个人电脑的预算外，还需要多花一笔开销，才能享受不断电系统所提供的便利。此外，在个人电脑其摆设空间的规划上，消费者显然也需要注意多准备一个容置空间，以便放置或收纳不断电系统，对消费者来说，仍然有所不便。

此外，按照目前市面上一般的不断电系统其设计原理，将外界市电的交流电先转换为直流电，再储存于不断电系统内部的电池中，一旦外界的电力中断时，再将电池放电的直流电转换回交流电，再输出至个人电脑进行供电。然而，此种交流/直流/交流反复转换的过程，显然会耗损部份的电力，而导致能源的浪费。

并且，由于不断电系统内的电池输出电压，会经由一个直流电压转交流电压的电路，去产生一个交流电压，来提供电源供应器输入电压。但此种利用不断电系统产生交流电压的方式，尚须要考虑到所产生的交流电需与电源端交流电同步，若是在异步的状态下，直接由电源端供电转成由不断电系统端供电时，可能会造成相位急剧的变化，并导致系统端电压不稳定，而造成电脑系统当机。

发明内容

本发明提供一种交换式电源供应器，接收一交流电压，并连接到一电子装置与一电池，其主要元件如下：一交流转直流电路，连接交流电压，将交流电压转变为一直流电压。一直流转直流电路，连接交流转直流电路，将直流电压转换为多数个工作电压给电子装置。一电池充放电开关电路，连接交流转直流电路与电池。一检测控制电路，连接并检测交流电压，当检测交流电压异常时，检测控制电路送出一控制信号到电池充放电开关电路，使电池提供一放电电压到直流转直流电路取代直流电压。

本发明提供一种电子装置，包括：一主机板、一电池以及一交换式电源供应器。交换式电源供应器，连接该主机板与该电池，并接收一交流电压，该交换式电源供应器包括有一交流转直流电路，连接交流电压，将交流电压转变为一直流电压；一直流转直流电路，连接该交流转直流电路，将该直流电压转换为多数个工作电压给该电子装置；一电池充放电开关电路，连接该交流转直流电路与该电池；及一检测控制电路，连接并检测该交流电压，当检测该交流电压异常时，该检测控制电路送出一控制信号到该电池充放电开关电路，使该电池提供一放电电压到该直流转直流电路取代该直流电压。

附图说明

图1为本发明交换式电源供应器的功能方块图；及

图2为本发明中具有交换式电源供应器的个人电脑实体结构图。

具体实施方式

请参照图1，此图显示了本发明所提供的一交换式电源供应器11以及应用此交换式电源供应器11于一个人电脑1中的情形。交换式电源供应器11用以接收一交流电压，例如，可接收来自一市电电源10的交流电压，例如为110V或120V，此外交换式电源供应器11并连接到一电子装置(此实施例以个人电脑表示)与一电池。如图1所示，个人电脑1包括主机板12与至少一外围元件14，电池13亦装设于个人电脑1中。

在一实施例中，此交换式电源供应器11包括了一交流转直流电路100、一直流转直流电路113、一电池充放电开关电路114、以及一检测控制电路120。

交流转直流电路100，连接交流电压，并将交流电压转变为直流电压。在一实施例中，交流转直流电路100还包括了一输入整流电路110、一隔离变压器111、一整流滤波电路112、以及一脉冲宽度调变(PWM)控制电路118。其中，输入整流电路110，连接于市电电源10，将市电电源10的交流电压整流为对应的直流电压。脉冲宽度调变控制电路118，则连接于输入整流电路110，以调整脉冲工作周期。隔离变压器111，连接脉冲宽度调变控制电路118，以转换并调降对应的直流电压到较低电压的直流电压。整流滤波电路112，连接隔离变压器111，以对直流电压进行整流与滤波，使较低电压的直流电压其具有稳定一特定电压值的直流电压。在较佳实施例中，所述特定电压值的直流电压介于14至16伏特之间。

直流转直流电路113，连接所述交流转直流电路100，将直流电压转换为多数个工作电压给电子装置，例如主机板12与外围元件14。以图1中的实施例而言，此直流转直流电路113连接于整流滤波电路112，用以将直流电压转换为数个具有不同电压值的工作电压。一般而言，为符合目前电脑系统各种元件所需的操作电压，经由上述直流转直流电路113所转换的电压值，可分别为3.3伏特、5伏特、与12伏特。

电池充放电开关电路114，分别连接于交流转直流电路100与电池13，当市电电源(或交流电压)无异常时，可进行充电程序时，电池充放电开关电路114会开启充电电路并关闭放电电路，使整流滤波电路112输出的直流电压，传输至电池13进行充电。当市电电源(或交流电压)异常时，进行放电程序时，电池充放电开关电路114则会关闭充电电路并开启放电电路，使电池13输出一放电电压的电力至直流转直流电路113，再经由直流转直流电路113转换为数个工作电压，供电给主机板12与外围元件14使用。

检测控制电路120，连接于交流电压，当检测交流电压异常时，检测控制电路120送出一控制信号到电池充放电开关电路114，使电池13提供一放电电压到直流转直流电路113取代原先接收市电电源(或交流电压)转成直流电压。反之，当交流电压无异常时，检测控制电路120送出控制信号到电池充放电开关电路114，使交流转直流电路100输出的直流电压，经由电池充放电开关电路114对电池13充电。在一实施例中，上述交流电压异常是指交流电压过低。

请参照图1，在此实施例中，检测控制电路120还包括了一电源检测电路115、一电池充放电控制电路116、以及一光耦合器控制电路117。其中，电源检测电路115连接并检测市电电源10以检测交流电压是否异常。电池充放电控制电路116，则连接电池充放电开关电路114，根据电源检测电路的检测信号，送出控制信号到电池充放电开关电路114。光耦合器控制电路117，连接于电源检测电路115与电池充放电控制电路116之间，以提供电性隔离并传送电源检测电路115的检测信号。

当检测交流电压异常时，电池充放电控制电路116会根据电源检测电路115所发出的检测信号，对电池充放电开关电路114发出控制信号，以控制电池13经电池充放电开关电路114放电于直流转直流电路113。反之，当电源检测电路115的检测信号，显示市电电源10的交流电压已回稳时，也就是，当所检测交流电压无异常时，电池充放电控制电路116会发出控制信号，控制电池充放电开关电路114关闭放电电路，并重新开启充电电路，以对电池13充电。

此外，所述交换式电源供应器11还包括一反馈控制电路119，连接于整流滤波电路112与脉冲宽度调变控制电路118之间，以根据整流滤波电路112所输出的直流电压，对脉冲宽度调变控制电路118进行反馈控制。

请参照图2，此图显示了将本发明的交换式电源供应器11装设于个人电脑1中的实体结构图。其中，如上所述，个人电脑1的主要构件包括了一电脑机壳15、以及装设于电脑机壳15内的主机板12、电池13、外围元件14、与交换式电源供应器11。在较佳实施例中，此电脑机壳15可以为ATX机壳或是mATX机壳。

如同前述，该交换式电源供应器11可经由电线连接外界的市电电源，以提供电脑1中各个元件所需的电力。在一实施例中，该交换式电源供应器11可以为ATX电源供应器、SFX电源供应器、或是TFX电源供应器，并且装设于电脑机壳15内侧后端的上方位置，至于主机板12则装设于交换式电源供应器11的下方位置，并藉由一电源线16连结至交换式电源供应器11，以取得所需的操作电力。

另外，在电脑机壳15内侧前端的位置，会设置数个外围元件容槽18，用以装设诸如硬盘、光驱、刻录机等外围元件14。这些外围元件14可通过电源线17连结至交换式电源供应器11，并经由交换式电源供应器11的直流转直流电路113，来取得所需的操作电力。在较佳实施例中，所述电池13可以采用铅酸电池、锂电池、燃料电池或是镍氢电池。

本发明具有相当的优点。由于本发明所揭露的交换式电源供应器，可对电脑中的电池进行充放电，因此，当市电电源不稳定或中断时，可依靠电脑中电池的储存电力，来提供电脑系统操作，让使用者能正常的结束工作，而不致于因为电力中断，导致电脑资料的流失。因此，对使用者而言，其并不需要额外添购不断电系统。

此外，由于本发明的交换式电源供应器，输出直流电压至电池进行电力储存，因此当市电电源中断时，可依靠电池来提供电力。如此一来，现有技术中由于不断电系统与电源端的交流电处于异步状态，所导致相位急剧变化以及系统端电压不稳定的问题，都可获得解决。

本发明虽以较佳实例阐明如上，然其并非用以限定本发明的精神与发明实体仅止于上述实施例尔。是以，在不脱离本发明的精神与范围内所作的修改，均应包括在权利要求书内。

Claims (19)

1、一种交换式电源供应器，接收交流电压，并连接到电子装置与电池，其特征是，包括：

交流转直流电路，连接所述交流电压，将所述交流电压转变为直流电压；

直流转直流电路，连接所述交流转直流电路，将所述直流电压转换为多数个工作电压给所述电子装置；

电池充放电开关电路，连接所述交流转直流电路与所述电池；及

检测控制电路，连接并检测所述交流电压，当检测所述交流电压异常时，所述检测控制电路送出控制信号到所述电池充放电开关电路，使所述电池提供放电电压到所述直流转直流电路取代所述直流电压。

2、根据权利要求1所述的交换式电源供应器，其特征是，其中所述交流电压异常为所述交流电压过低。

3、根据权利要求1所述的交换式电源供应器，其特征是，其中所述交流电压为市电电源。

4、根据权利要求1所述的交换式电源供应器，其特征是，其中所述检测控制电路还包括：

电源检测电路，检测所述交流电压后，送出检测信号；

光耦合器控制电路，连接于所述电源检测电路传送所述电源检测电路的所述检测信号；及

电池充放电控制电路，连接于所述电池充放电开关电路与所述光耦合器控制电路，根据接受到的所述检测信号，送出所述控制信号到所述电池充放电开关电路。

5、根据权利要求1所述的交换式电源供应器，其特征是，其中所述交流转直流电路还包括：

输入整流电路；

脉冲宽度调变控制电路，连接于所述输入整流电路；

隔离变压器，连接所述脉冲宽度调变控制电路；及

整流滤波电路，连接所述隔离变压器，并输出所述直流电压至所述直流转直流电路。

6、根据权利要求4所述的交换式电源供应器，其特征是，还包括反馈控制电路，连接于所述整流滤波电路与脉冲宽度调变控制电路之间。

7、根据权利要求1所述的交换式电源供应器，其特征是，其中当所述交流电压无异常时，所述交流转直流电路的所述直流电压，经由所述电池充放电开关电路对所述电池充电。

8、一种个人电子装置，其特征是，包括：

主机板；

电池；以及

交换式电源供应器，连接所述主机板与所述电池，并接收交流电压，所述交换式电源供应器包括：

交流转直流电路，连接所述交流电压，将所述交流电压转变为直流电压；

直流转直流电路，连接所述交流转直流电路，将所述直流电压转换为多数个工作电压给所述电子装置；

电池充放电开关电路，连接所述交流转直流电路与所述电池；及

检测控制电路，连接并检测所述交流电压，当检测所述交流电压异常时，所述检测控制电路送出控制信号到所述电池充放电开关电路，使所述电池提供放电电压到所述直流转直流电路取代所述直流电压。

9、根据权利要求8所述的电子装置，其特征是，其中所述交流电压异常为所述交流电压过低。

10、根据权利要求8所述的电子装置，其特征是，其中所述交流电压为市电电源。

11、根据权利要求8所述的电子装置，其特征是，其中所述检测控制电路还包括：

电源检测电路，检测所述交流电压后，送出检测信号；

光耦合器控制电路，连接于所述电源检测电路传送所述电源检测电路的所述检测信号；及

电池充放电控制电路，连接于所述电池充放电开关电路与所述光耦合器控制电路，根据接受到的所述检测信号，送出所述控制信号到所述电池充放电开关电路。

12、根据权利要求8所述的电子装置，其特征是，其中所述交流转直流电路还包括：

输入整流电路；

脉冲宽度调变控制电路，连接于所述输入整流电路；

隔离变压器，连接所述脉冲宽度调变控制电路；及

整流滤波电路，连接所述隔离变压器，并输出所述直流电压至所述直流转直流电路。

13、根据权利要求11所述的电子装置，其特征是，还包括反馈控制电路，连接于所述整流滤波电路与脉冲宽度调变控制电路之间。

14、根据权利要求8所述的电子装置，其特征是，其中所述包括反馈控制电路，连接于所述整流滤波电路与脉冲宽度调变控制电路之间。

15、根据权利要求8所述的电子装置，其特征是，其中所述所述交流电压无异常时，所述交流转直流电路的所述直流电压，经由所述电池充放电开关电路对所述电池充电。

16、根据权利要求8所述的电子装置，其特征是，其中所述电子装置为电脑，所述电脑具机壳容置所述主机板、所述电池以及所述交换式电源供应器，所述机壳内侧具有外围元件容槽，且所述电池装设于所述外围元件容槽内。

17、根据权利要求16所述的电子装置，其特征是，还包括外围元件，装设于所述电脑机壳中，连接于所述交换式电源供应器的所述直流转直流电路，以取得电力供应。

18、根据权利要求17所述的电子装置，其特征是，其中所述外围元件可由硬盘、光驱、刻录机的组合中选取之。

19、根据权利要求8所述的电子装置，其特征是，其中电池为铅酸电池、锂电池、燃料电池或是镍氢电池。

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