CN102013721A

CN102013721A - 降低逆电流的电源供应系统

Info

Publication number: CN102013721A
Application number: CN2009101701879A
Authority: CN
Inventors: 林永福; 陈志宏
Original assignee: Phihong Technology Co Ltd
Current assignee: Phihong Technology Co Ltd
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2011-04-13

Abstract

本发明提供一种降低逆电流的电源供应系统，包含一一次侧电路，用以接收交流电；一变压电路，用以变压；一二次侧整流电路，用以整流；一二次侧滤波电路，用以滤波并供应直流电给一被充电装置；一第一分压电路，用以提供一第一分压讯号；一开关电路，用以根据所述第一分压讯号对一参考电压讯号进行比较，以决定所述开关电路的导通状态；一第二分压电路，用以提供一第二分压讯号；及一控制电路，用以根据所述第二分压讯号，控制是否继续对所述被充电装置充电。其中，所述第二分压电路中还包含一整流组件及一滤波组件，用以对所述第二分压讯号的讯号源提供整流及滤波功能。

Description

降低逆电流的电源供应系统

技术领域

本发明涉及电源供应器的领域，更具体而言，是一种可降低逆电流耗损的电源供应系统。

背景技术

随着科技的发展，电源供应器的技术也跟着不断地进步。由于大部分电子装置内部组件皆是利用直流电作为驱动电源，因此必须利用电源供应器以将市电供应的交流电转换为可供电子装置利用的直流电。电源供应器依照不同的观点，可区分为各种不同的类别，比如依电路结构可分为线性式或切换式，或是依电路拓璞形式可分为返驰式、顺向式、全桥式、半桥式或推挽式等。

为了使装置具有较高的可移动性或为了预防突发性断电，目前各式电子装置大多包含一可充电式电池，然而，现有技术所使用的电源供应器并未有效地避免逆电流的问题，此中所指的逆电流(Reverse Current)，是意指当电源供应器停止对被充电装置中的可充电式电池供电时，若使用者未将电源供应器的连接器从被充电装置上加以移除，则由于被充电装置中可充电式电池的电压相对较高，会从可充电式电池逆流(回灌)至电源供应器中，造成可充电式电池的剩余电量持续降低。

因此，为了改善上述问题，本发明提供一种降低逆电流的充电系统，经由对系统中电路的改良，可以大幅降低上述逆电流问题，并且具有良好的电压稳定度。

发明内容

在本发明实施例的一观点中，提供一种降低逆电流的电源供应系统，包含：至少一一次侧电路，其耦合至至少一交流电源，用以接收所述至少一交流电源；至少一变压电路，其耦合至所述至少一一次侧电路，用以变压；至少一二次侧整流电路，其耦合至所述至少一变压电路，用以整流，其中此至少一二次侧整流电路较佳包含至少一二极管，更佳包含至少一萧特基二极管(Schottky BarrierDiode)；至少一二次侧滤波电路，其耦合至所述至少一二次侧整流电路，用以滤波，并供应直流电于至少一被充电装置；至少一第一分压电路，其耦合于所述至少一二次侧整流电路及所述至少一被充电装置间，用以提供至少一第一分压讯号；至少一开关电路，其耦合至所述至少一第一分压电路，用以根据所述至少一第一分压讯号对至少一参考电压讯号进行比较，以决定所述至少一开关电路的导通状态；至少一第二分压电路，其耦合于所述至少一变压电路及所述至少一二次侧整流电路间，用以提供至少一第二分压讯号；及至少一控制电路，其耦合至此至少一第二分压电路及所述至少一开关电路，并耦合至所述至少一一次侧电路及所述至少一变压电路间，用以在所述至少一开关电路为导通时，接收所述至少一第二分压讯号并以所述至少一第二分压讯号为基础，控制是否继续对所述至少一被充电装置充电，其中所述至少一控制电路较佳为一脉波宽度调变(Pulse Width Modulation，PWM)控制电路；其中，所述至少一第二分压电路包含至少一整流组件及至少一滤波组件，用以对所述至少一第二分压讯号的讯号源提供整流及滤波功能。其中所述至少一整流组件较佳包含一二极管，且所述至少一滤波组件较佳包含一电容。

在本发明的较佳实施例中，所述至少一一次侧电路包含至少一一次侧整流电路，其耦合至所述至少一交流电源及所述至少一变压器间，用以整流；及至少一一次侧滤波电路，其耦合至所述至少一一次侧整流电路及所述至少一变压器间，用以滤波。此外，所述至少一整流组件包含至少一二极管。

在本发明的较佳实施例中，其中在所述至少一第二分压电路及所述至少一控制电路间还包含一光耦合器，用以传递讯号，以达到隔离效果，并符合安规规定。此外，在所述至少一第二分压电路中还包含至少一指示灯号，用以指示充电情形。再者，所述电源供应系统还包含至少一尖峰抑制电路与所述至少一二次侧整流电路并联，用以抑制讯号尖峰。

本发明实施例的一优点在于，可以在最经济或组件变更最小的情况下，达到降低逆电流耗损，并且仍具有高度控制讯号稳定性。

关于本发明实施例的观点及优点可从下述实施方式及附图得到更完整的说明。

附图说明

图1是显示根据本发明实施例的电源供应系统示意图；及

图2是显示根据本发明实施例的电源供应系统进一步示意图。

具体实施方式

图1显示根据本发明实施例的电源供应系统示意图。在图1中，电源供应系统1000包含一电磁干扰抑制电路1040，其耦合至一交流电源1020，用以接收来自交流电源1020的电能并抑制电磁干扰；一一次侧整流电路1060，其耦合至电磁干扰抑制电路1040，用以于一次侧进行整流；一一次侧滤波电路1080，其耦合至一次侧整流电路1060，用以于一次侧进行滤波；一变压电路1100，其耦合至一次侧滤波电路1080，用以变压；一二次侧整流电路1120，其耦合至变压电路1100，用以于二次侧进行整流；一二次侧滤波电路1140，其耦合至二次侧整流电路1120，用以于二次侧进行滤波，并将滤波后的电能(直流电)传送给被充电装置1160进行充电。其中，电源供应系统1000还包含一回授电路1180，用以从二次侧获得回授讯号并传送给控制电路1200，使控制电路1200可经由回授讯号判断被充电装置1160目前的充电状况，并进一步决定是否继续对被充电装置1160进行充电。在本发明较佳实施例中，控制电路1200可为一种脉波宽度调变(Pulse Width Modulation，PWM)控制电路，可经由适当调整输出电压来达成稳压控制。

本发明的一特征即在于，对上述回授电路1180的接点位置进行改良，其回授电路1180的部分接点是连接于变压电路1100及二次侧整流电路1120间，使当电源供应系统1000决定不再继续对被充电装置1160进行充电时，由于二次侧整流电路1120的单向导通性质，由被充电装置1160的电池产生的逆电流(Reverse Current)并无法回流造成耗损。关于本发明的更详细实施方式将说明如下。

图2显示根据本发明实施例的电源供应系统1000的更细部示意图。其中变压电路1100可包含两组线圈，位于图式中较下方的线圈耦合至控制电路1200，以对其提供一经过降压的电能。其中二次侧整流电路1120可包含一二极管1121，且较佳为包含一萧特基二极管(又称肖特基巴利二极管，Schottky BarrierDiode)，除了可提供整流的功能外，还可防止电流逆流。在二次侧整流电路1120邻近处还耦合一尖峰抑制电路1122，用以抑制讯号尖峰。在回授电路1180中包含由电阻1181及电阻1182所组成的第一分压电路L1，经由此第一分压电路L1可从二次侧的直流输出端得到一经过降压的电压，即在标示为a的接点处所获得的「电压a」，借由将此电压a与一稳压开关1183内部的参考电压进行比较，当电压a大于参考电压时，将使稳压开关1183导通，使由电阻1186及电阻1187所组成的第二分压电路L2可进一步控制光耦合器1184中的发光二极管的发光强度，利用在标示为b的接点处所获得的「电压b」，以将分压讯号传至控制电路1200，进而控制电源供应系统1000是否继续对被控制装置1160进行供电(充电)。其中，举例而言，稳压开关1183可为「TL431」组件，其内部参考电压可为2.5伏特，经由调整第一分压电路L1中电阻1181及1182的比例以获得匹配于参考电压的适当电压，但其也可利用其它相似组件加以实施。此外，在回授电路1180中还包含显示灯号1185(比如一发光二极管)，用以显示目前充电情形。

本发明的一特征在于，当电源供应系统1000停止对被充电装置1160充电时，从被充电装置1160反灌的电流(逆电流)虽然可能经过第一分压电路L1使稳压开关1183导通，但是由于此时反灌的电流并无法穿过单向导通的二次侧整流电路1120，因此逆电流并无法到达由电阻1186及电阻1187所组成的第二分压电路L2、光耦合器1184及控制电路1200等，因此能有效降低逆电流的耗损。在本发明的较佳实施例中，逆电流的耗损是小于一毫安(mA)。相较之下，在现有技术中逆电流的耗损可达到三毫安以上，与本发明差距甚大。

由于由电阻1186及电阻1187所组成的第二分压电路L2是接在二次侧整流电路1120及二次侧滤波电路1140前，因此所得的电压波形相对不稳定，若直接将此撷取的讯号送至光耦合器1184并进而提供予控制电路1200，则将使电源供应系统1000表现得不稳定。因此，本发明的另一特征在于，除了能够降低逆电流的耗损，还对回授电路1180加以改良以提升稳定性。举例而言，在图2中，在由电阻1186及电阻1187所组成的第二分压电路L2前端还包含二极管1188及电容1189，以提供整流及滤波功能，使控制讯号稳定性提升。其中，本领域的技术人员应可领会，由于第二分压电路L2对于讯号电压稳定性的要求与被充电装置1160对于电压稳定性的要求并不相同，因此，在本发明实施例中，针对第二分压电路L2增加整流及滤波组件(二极管1188及电容1189)，可以在最经济或组件变更最小的情况下，达到降低逆电流耗损，并且仍具有高度控制讯号稳定性。

此外，在本发明的较佳实施例中，在回授电路1180中还包含稳定电路L3，其连接于第一分压电路L1及第二分压电路L2，稳定电路L3中还包含二极管1190、电容1191、电容1192、电阻1193及电阻1194等，可增加电压动态变化时的稳定性，以防止超越(Over Shoot)电压产生，且二极管1190还可防止逆电流回灌。

上述叙述为本发明的较佳实施例，其目的是用以说明本发明而非用以限定本发明于特定实施方式。此领域的技术人员应可理解，为简洁及清楚说明的目的，在上述说明及伴随图式中并未针对电源供应系统1000中所有组件详加说明，也未必显示所有已知组件，部分组件则以功能模块方式表示，这些功能模块可由广泛的方式加以实施。此外，在其中任意两组件间，未必不可包含另一组件，在实际实施本发明时，部分组件还可视需求加以增添或删除，且各项组件的数量并不一定仅为一个。本领域的技术人员在不脱离本发明的精神或范围内所作的更动或润饰，均应视为本发明所揭示精神下所完成的等效改变或设计，且应包含在下述权利要求书的保护范围内。本发明的保护范围当视后附的权利要求书及其均等物而定。

Claims

1.一种降低逆电流的电源供应系统，其特征在于，包含：

至少一一次侧电路，其耦合至至少一交流电源，用以接收所述至少一交流电源；

至少一变压电路，其耦合至所述至少一一次侧电路，用以变压；

至少一二次侧整流电路，其耦合至所述至少一变压电路，用以整流；

至少一二次侧滤波电路，其耦合至所述至少一二次侧整流电路，用以滤波，并供电于至少一被充电装置；

至少一第一分压电路，其耦合于所述至少一二次侧整流电路及所述至少一被充电装置间，用以提供至少一第一分压讯号；

至少一开关电路，其耦合至所述至少一第一分压电路，用以根据所述至少一第一分压讯号对至少一参考电压讯号进行比较，以决定所述至少一开关电路的导通状态；

至少一第二分压电路，其耦合于所述至少一变压电路及所述至少一二次侧整流电路间，用以提供至少一第二分压讯号；及

至少一控制电路，其耦合至所述至少一第二分压电路及所述至少一开关电路，并耦合至所述至少一一次侧电路及所述至少一变压电路间，用以在所述至少一开关电路为导通时，接收所述至少一第二分压讯号并以所述至少一第二分压讯号为基础，控制是否继续对所述至少一被充电装置充电；

其中，所述至少一第二分压电路包含至少一整流组件及至少一滤波组件，用以对所述至少一第二分压讯号的讯号源提供整流及滤波功能。

2.根据权利要求1所述的降低逆电流的电源供应系统，其特征在于，其中所述至少一一次侧电路还包含至少一一次侧整流电路，其耦合至所述至少一交流电源及所述至少一变压器间，用以整流；且所述至少一一次侧电路还包含至少一一次侧滤波电路，其耦合至所述至少一一次侧整流电路及所述至少一变压器间，用以滤波。

3.根据权利要求1所述的降低逆电流的电源供应系统，其特征在于，其中所述至少一整流组件包含至少一二极管。

4.根据权利要求1所述的降低逆电流的电源供应系统，其特征在于，其中所述至少一滤波组件包含至少一电容。

5.根据权利要求1所述的降低逆电流的电源供应系统，其特征在于，其中所述至少一二次侧整流电路包含至少一萧特基二极管(Schottky Barrier Diode)。

6.根据权利要求1所述的降低逆电流的电源供应系统，其特征在于，其中在所述至少一第二分压电路及所述至少一控制电路间，还包含一光耦合器，用以传递讯号。

7.根据权利要求1所述的降低逆电流的电源供应系统，其特征在于，其中在所述至少一第二分压电路中还包含至少一指示灯号，用以指示充电情形。

8.根据权利要求1所述的降低逆电流的电源供应系统，其特征在于，还包含至少一尖峰抑制电路与所述至少一二次侧整流电路并联，用以抑制讯号尖峰。

9.根据权利要求1所述的降低逆电流的电源供应系统，其特征在于，其中所述至少一控制电路包含脉波宽度调变(Pulse Width Modulation，PWM)控制电路。

10.根据权利要求1所述的降低逆电流的电源供应系统，其特征在于，其中还包含一稳定电路连接所述至少一第一分压电路及所述至少一第二分压电路，其中所述稳定电路包含至少一二极管、至少一电容、至少一电阻或以上的组合。