CN102244470A - 电源装置及电源供应方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电源装置及一种电源供应方法，该电源装置包括一开关单元、一泄放电阻、一滤波器、一整流器、一功率因数修正器、一输出电容、一整流二极管、一突波吸收元件、一主电源供应器及一待机电源供应器。其中，开关单元截止时，交流市电经由整流二极管与突波吸收元件对输出电容充电，以提供待机电源供应器产生一待机电源。开关单元导通时，交流市电经由开关单元、泄放电阻、滤波器、整流器及功率因数修正器对输出电容充电，以提供主电源供应器产生一主电源。本发明的电源装置可以有效抑制突波电流以及降低待机电力消耗，达到省电要求。

Description

电源装置及电源供应方法
技术领域
本发明涉及一种电源装置及电源供应方法，尤其涉及一种能够让电器产品在待机时，达到省电效果的电源装置及电源供应方法。
背景技术
一般来说，电器产品中通常会设置一电源装置与一负载，其中，电源装置将交流市电转换成负载所需的电源。然而，此种电源装置相当的脆弱，非常容易受到电力上的瞬间突波高压影响，产生大电流而导致后端负载的损坏。针对此一现象，目前的解决方式是采用突波吸收元件，以及保险丝来抑制瞬间的突波电压。请参考图1。图1为传统电源装置的方框示意图。
传统电源装置1可以工作在一待机供电模式与一正常供电模式。当电器产品的插头插设在市电插座瞬间，交流市电AC馈入传统电源装置1并且经由保险丝11、泄放电阻13、滤波器12、突波吸收元件10、整流器14及二极管D1在电容Co上建立一电压Vc。此时，待机电源供应器19依据此电压Vc产生一待机电源SP以提供一负载3使用，传统电源装置1即是工作在待机供电模式。前述中，在电器产品的插头插设在市电插座的瞬间，突波吸收元件10主要用来吸收并抑制瞬间所产生的突波电流。
另外，在开关S1导通与功率因数修正器16启动下，传统电源装置1即是工作在正常供电模式。此时，交流市电AC馈入传统电源装置1并且经由开关S1、保险丝11、泄放电阻13、滤波器12、开关S1、整流器14及功率因数修正器16在电容Co上建立电压Vc。此时，主电源供应器18依据此电压Vc产生一主电源MP以提供负载3使用。
再参考图1。在电器产品的插头插设在市电插座下，以及开关S1尚未导通与功率因数修正器16尚未启动时，传统电源装置1工作在待机供电模式。在待机供电模式下，传统电源装置1中的泄放电阻13与滤波器12将会产生相对极大的电力消耗，尤其是包含有电感元件与电容元件的滤波器12更在待机供电模式下产生极大的电力消耗。因此，传统电源装置1的待机电力消耗尚无法达到目前国际能源总署(IEA)所采用且为国际上各先进国家及地区推动“单一电器产品待机电力降低至0.1W”的方案。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电源装置，其可以有效抑制突波电流以及降低待机电力消耗，达到省电要求。
为实现上述目的，本发明的实施例的电源装置包括一开关单元、一泄放电阻、一滤波器、一整流器、一功率因数修正器、一输出电容、一整流二极管、一突波吸收元件、一主电源供应器及一待机电源供应器。其中，开关单元耦接一交流市电。滤波器经由泄放电阻耦接于开关单元，并于开关单元导通时，滤除交流市电的噪声。整流器耦接于滤波器，接收滤波后的交流市电，以及输出一直流电。功率因数修正器耦接于整流器，接收直流电，以及输出一修正电压。输出电容耦接于功率因数修正器，接收修正电压。整流二极管的阳极端耦接于交流市电。突波吸收元件耦接于整流二极管的阴极端与输出电容之间。主电源供应器耦接于输出电容。待机电源供应器耦接于输出电容。
其中，开关单元截止时，交流市电经由整流二极管与突波吸收元件在输出电容上建立一待机电压，以提供待机电源供应器产生一待机电源；开关单元导通时，交流市电经由开关单元、泄放电阻、滤波器、整流器及功率因数修正器在输出电容上建立一开机电压，以提供主电源供应器产生一主电源。
本发明的实施例的电源供应方法，其步骤包括，首先，控制一开关单元截止；接着，馈入一交流市电，交流市电经由一整流二极管与一突波吸收元件在一输出电容上建立一待机电压；然后，控制开关单元导通与启动功率因数修正器；接下来，馈入交流市电，交流市电经由开关单元、一泄放电阻、一滤波器与一整流器馈入一功率因数修正器；最后，建立一开机电压在输出电容上。
本发明的有益效果在于，本发明的实施例相较于传统电源装置更具有以下优点：1.待机状态下，通过电路结构的改良，以降低待机电力消耗，达到省电的目的。2.开机时，输入电流低、开机电压建立快，达到快速开机的目的。
附图说明
图1为传统电源装置的方框示意图；
图2为本发明的一实施例的电源装置电路方框示意图；
图3A为本发明的一实施例的电源供应方法第一流程示意图；
图3B为本发明的一实施例的电源供应方法第二流程示意图；及
图3C为本发明的一实施例的电源供应方法第三流程示意图。
其中，附图标记说明如下：
现有技术：
电源装置1
交流市电AC
突波吸收元件10
保险丝11
滤波器12
泄放电阻13
整流器14
功率因数修正器16
主电源供应器18
待机电源供应器19
二极管D1
电容Co
电压Vc
待机电源SP
主电源MP
负载3
开关S1
本发明：
电源装置2
突波吸收元件20
泄放电阻21
滤波器22
整流器24
功率因数修正器26
主电源供应器28
待机电源供应器29
负载4
交流市电AC
待机电源SP
主电源MP
开关控制信号Sin
功率因数修正控制信号SPFC
开关单元S1
直流电DC
修正电压DC’
输出电容Co
整流二极管D1
具体实施方式
参考图2。图2为本发明的一实施例的电源装置电路方框示意图。电源装置2可以被安设在一电器产品(未标示)中，以提供电源给电器产品中的一负载4使用。该电器产品可以是薄型电视屏幕或其他相关的显示器，负载4可以是一LED灯驱动电路。
再参考图2。当电器产品的插头插设在插座瞬间，具有突波电流的交流市电AC将被馈入本实施例的电源装置2，电源装置2能够有效抑制突波电流，以保护后端负载4，并且，在待机时提供一待机电源SP给负载4使用。另外，电源装置2受控于一开关控制信号Sin与一功率因数修正控制信号SPFC，以提供一主电源MP给负载4使用。
复参考图2。电源装置2包括一开关单元S1、一泄放电阻21、一滤波器22、一整流器24、一功率因数修正器26、一输出电容Co、一整流二极管D1、一突波吸收元件20、一主电源供应器28及一待机电源供应器29。其中，整流二极管D1的阳极端耦接于交流市电AC。突波吸收元件20耦接于整流二极管D1的阴极端与输出电容Co之间。待机电源供应器29耦接于输出电容Co。
前述中，突波吸收元件20可以是一热敏电阻，或其他负温度系数元件(NTC)。滤波器22可以是EMI滤波器或其他能够滤除交流市电AC噪声的滤波器，例如∏型滤波器。整流器24可以是桥式整流器，或其他能够将交流市电AC转换成直流电DC的整流器。
再参考图2。当电器产品的插头插设在插座瞬间，并且，开关单元S1尚未导通的状态下，具有突波电流的交流市电AC被馈入电源装置2，此时，突波电流将会被电源装置2中的突波吸收元件20所吸收与抑制，而不至于对后端负载4产生危害。
另外，当电器产品的插头持续插设在插座上，并且开关单元S1尚未被导通时，电器产品处在待机状态。此时，交流市电AC经过整流二极管D1与突波吸收元件20对输出电容Co充电，以在输出电容Co上建立一待机电压。此时，待机电源供应器29依据输出电容Co上的待机电压以产生待机电源SP。
由前述可知，在待机状态下，交流市电AC对输出电容Co充电的路径上仅包含有整流二极管D1与突波吸收元件20等元件，并没有经过具有高电力消耗的滤波器22与功率因数修正器26等元件，因此，电源装置2在电器产品待机下，仅有些微小于0.1W的待机电力消耗。
再参考图2。当电器产品的插头持续插设在插座上，并且开关单元S1被导通以及功率因数修正器26被启动时，电器产品处在开机状态。此时，交流市电AC经过开关单元S1、泄放电阻21、滤波器22、整流器24及功率因数修正器26对输出电容Co充电，以建立一开机电压在输出电容Co上。
前述中，滤波器22经泄放电阻21耦接于开关单元S1，用以滤除交流市电AC的噪声。整流器24耦接于滤波器22，接收滤波后的交流市电AC，以及输出一直流电DC。功率因数修正器26耦接于整流器24与输出电容Co，接收直流电DC，以及输出一修正电压DC’进而对输出电容Co充电，以在输出电容Co上建立开机电压。此时，主电源供应器28依据输出电容Co上的开机电压以产生主电源MP。
再参考图2。在输出电容Co建立有待机电压情形下，如果开关单元S1受控于开关控制信号Sin而被导通，以及，功率因数修正器26受控于功率因数修正控制信号SPFC而被启动时。此时，交流市电AC会经由开关单元S1、泄放电阻21、滤波器22、整流器24及功率因数修正器26而对输出电容Co充电，使输出电容Co上的电压从待机电压提升到开机电压。由于输出电容Co早已存在有待机电压，因此，流经开关单元S1、泄放电阻21、滤波器22、整流器24及功率因数修正器26等元件的输入电流相当低，同时，输出电容Co上的开机电压建立相当快，进而能够快速的提供主电源供应器28产生主电源MP，增进电器产品的开机速度。
如此，本实施例的电源装置2相较于传统电源装置1具有以下优点：1.待机状态下，通过电路结构的改进，以降低待机电力消耗，达到省电的目的。2.开机时，输入电流低、开机电压建立快，达到快速开机的目的。
配合图2，请参考图3A。图3A为本发明的一实施例的电源供应方法第一流程示意图。本实施例的电源供应方法提供给前述电源装置2执行，借以产生待机电源SP。首先，令开关单元S1处在截止状态(S10)。接着，当电器产品的插头插设在市电插座瞬间，具有突波电流的交流市电AC被馈入电源装置2，此时，突波电流会被突波吸收元件20吸收并抑制，并且，具有突波电流的交流市电AC经由整流二极管D1与突波吸收元件20馈入输出电容Co(S12)，并在输出电容Co上建立待机电压(S14)。最后，待机电源供应器29依据待机电压以产生待机电源SP(S16)。
配合图2，请参考图3B。图3B为本发明的一实施例的电源供应方法第二流程示意图。本实施例的电源供应方法提供给前述电源装置2执行，借以产生主电源MP。首先，控制开关单元S1导通与控制功率因数修正器26启动(S11)。接着，交流市电AC经由开关单元S1、泄放电阻21、滤波器22与整流器24馈入功率因数修正器26(S13)，此时，由于输出电容Co早已存在有待机电压，因此，流经开关单元S1、泄放电阻21、滤波器22、整流器24及功率因数修正器26的输入电流相当低，而不至产生过大的电力消耗。
然后，启动后的功率因数修正器26在输出电容Co上建立开机电压(S15)，此时，由于输出电容Co早已存在有待机电压，因此，开机电压建立非常快。最后，主电源供应器28依据开机电压以产生主电源MP(S17)。
配合图2，请参考图3C。图3C为本发明的一实施例的电源供应方法第三流程示意图。本实施例的电源供应方法提供给前述电源装置2执行，借以停止产生主电源MP。首先，控制功率因数修正器26停止动作(S20)，此时，输出电容Co上仍维持有高的开机电压(S22)，利用输出电容Co上的开机电压阻挡交流市电AC经由整流二极管D1与突波吸收元件20馈入输出电容Co。接着，控制开关单元S1截止(S24)，以停止交流市电AC经由开关单元S1、泄放电阻21、滤波器22与整流器24馈入功率因数修正器26，此时，输出电容Co上的开机电压下降至待机电压。最后，主电源供应器28停止产生主电源MP(S26)。
综上所述，相较于传统电源供应方法，本实施例的电源供应方法更具有以下优点：1.待机状态下，通过电路结构的改良，以降低待机电力消耗，达到省电的目的。2.开机时，输入电流低、开机电压建立快，达到快速开机的目的。
惟，以上所述，仅为本发明最佳之一的具体实施例的详细说明与附图，本领域技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在以下本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种电源装置，其特征在于，包括：
一开关单元，耦接一交流市电；
一滤波器，经由一泄放电阻耦接于该开关单元，该滤波器并于该开关单元导通时，滤除该交流市电的噪声；
一整流器，耦接于该滤波器，该整流器接收滤波后的该交流市电，以及输出一直流电；
一功率因数修正器，耦接于该整流器，该功率因数修正器接收该直流电，以及输出一修正电压；
一输出电容，耦接于该功率因数修正器，该输出电容接收该修正电压；
一整流二极管，具有一阳极端与一阴极端，该整流二极管的阳极端耦接于该交流市电；
一突波吸收元件，耦接于该整流二极管的阴极端与该输出电容之间；
一主电源供应器，耦接于该输出电容；及
一待机电源供应器，耦接于该输出电容；
其中该开关单元截止时，该交流市电经由该整流二极管与该突波吸收元件在该输出电容上建立一待机电压，以提供该待机电源供应器产生一待机电源；该开关单元导通时，该交流市电经由该开关单元、该泄放电阻、该滤波器、该整流器及该功率因数修正器在该输出电容上建立一开机电压，以提供该主电源供应器产生一主电源。
2.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，该突波吸收元件为一热敏电阻。
3.如权利要求1所述的电源装置，其特征在于，该待机电源供应器提供该主电源至一LED灯驱动电路。
4.一种电源供应方法，其特征在于，包括步骤：
控制一开关单元截止；
馈入一交流市电，该交流市电经由一整流二极管与一突波吸收元件在一输出电容上建立一待机电压；
控制该开关单元导通；
馈入该交流市电，该交流市电经由该开关单元、一泄放电阻、一滤波器与一整流器馈入一功率因数修正器；及
控制该功率因数修正器启动，以在该输出电容上建立一开机电压。
5.如权利要求4所述的电源供应方法，其特征在于，该电源供应方法还包括步骤：利用一待机电源供应器接收该待机电压，以及产生一待机电源。
6.如权利要求5所述的电源供应方法，其特征在于，该电源供应方法还包括利用一主电源供应器接收该开机电压，以及产生一主电源的步骤。
7.如权利要求6所述的电源供应方法，其特征在于，该电源供应方法还包括步骤：
在该开关单元导通时，控制该功率因数修正器停止动作；
利用该输出电容上的该开机电压，以阻挡该交流市电经由该整流二极管与该突波吸收元件馈入该输出电容；及
控制该开关单元截止，以停止该交流市电经由该开关单元、该泄放电阻、该滤波器与该整流器馈入该功率因数修正器。
8.如权利要求7所述的电源供应方法，其特征在于，该电源供应方法还包括该主电源供应器停止产生该主电源的步骤。
9.如权利要求7所述的电源供应方法，其特征在于，该突波吸收元件为一热敏电阻。
10.如权利要求7所述的电源供应方法，其特征在于，该待机电源供应器提供该主电源至一LED灯驱动电路。
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