CN108964465A - 具自供电控制机制的电源转换器 - Google Patents

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Abstract

一种具自供电控制机制的电源转换器,其具有一输入电压供应单元、一变压器、一二次侧整流滤波电路、一第一开关、一第二开关、一二极管、一电容及一控制单元,其中,当该控制单元使该第一开关及该第二开关均导通时,该输入电压供应单元对该变压器的一主侧绕组充电;当该控制单元使该第一开关导通而使该第二开关断开时,该主侧绕组经该二极管释放能量至该电容以产生该控制单元的一供电电压;以及当该控制单元使该第一开关及该第二开关均断开时,该变压器经由一二次侧绕组释放能量给所述二次侧整流滤波电路。

Description

具自供电控制机制的电源转换器
技术领域
本发明有关于一种电源转换器,特别是有关一种具自供电控制机制的电源转换器。
背景技术
请参照图1,其绘示一现有电源转换器的方块图。如图1所示,该电源转换器具有一输入电压供应单元10、一变压器20、一二次侧整流滤波电路30、一开关40、一控制单元50、一二极管60及一电容70。
输入电压供应单元10用以提供一输入电压Vin,而其能量来源可为一交流电源或一电池模块。
变压器20具有一主侧绕组21、一二次侧绕组22及一辅助绕组23,主侧绕组21的一输入端A与该输入电压Vin耦接,主侧绕组的一输出端B与开关40耦接;二次侧绕组22的两端C、D则与二次侧整流滤波电路30耦接;以及辅助绕组23的一连接端E与二极管60耦接,而其另一连接端F则与一参考地耦接。
二次侧整流滤波电路30与二次侧绕组22的所述两端C、D耦接以提供一整流及滤波功能。
开关40,可为一双极性接面晶体管或一金氧半场效晶体管,具有一控制端、一信道输入端及一信道输出端,该控制端与一驱动电压信号VG耦接,该通道输入端与主侧绕组21的输出端B耦接,该通道输出端则与该参考地耦接。
控制单元50具有一供电输入端及一驱动电压信号输出端,该供电输入端与电容70的一端耦接以接收一供电电压VCC,所述驱动电压信号输出端则用以提供该驱动电压信号VG,其中,当该驱动电压信号VG处于一作用状态时,开关40被导通而使主侧绕组21的所述输出端B耦接至所述参考地,从而使输入电压Vin对主侧绕组21充电;当该驱动电压信号VG处于一不作用状态时,开关40被断开而使变压器20经由二次侧绕组22释放能量给二次侧整流滤波电路30。
二极管60具有一阳极及一阴极,该阳极与辅助绕组23的所述连接端E耦接,该阴极则与电容70耦接。
电容70具有一第一端及一第二端,该第一端与二极管60的所述阴极耦接,且该第二端与所述参考地耦接。
在操作时,二极管60和电容70会提供一整流及滤波的功能以将辅助绕组23所提供的能量转成所述供电电压VCC
然而,就该现有电源转换器对控制单元50的供电机制而言,其电路复杂度及成本仍有改善的空间。
为解决前述的问题,本领域亟需一新颖的具自供电控制机制的电源转换器。
发明内容
本发明的一目的在于揭露一种具自供电控制机制的电源转换器,其在一变压器的一主侧绕组充电时期和一二次侧绕组放电时期之间插入一供电电压建立时期,以使该主侧绕组可在该供电电压建立时期藉由一电流路径释放能量至一电容,从而提供一直流电压给该电源转换器的一控制单元。
本发明的另一目的在于揭露一种具自供电控制机制的电源转换器,其可在一变压器的一主侧绕组的一充电时期结束后藉由一二极管提供该主侧绕组一释能路径以在一电容上建立一直流电压,从而供电给该电源转换器的一控制单元。
为达前述目的,一种具自供电控制机制的电源转换器被提出,其具有:
一输入电压供应单元,用以提供一输入电压;
一变压器,具有一主侧绕组及一二次侧绕组,该主侧绕组的一输入端与该输入电压耦接;
一二次侧整流滤波电路,与该二次侧绕组的两端耦接;
一第一开关,具有一第一控制端、一第一通道输入端及一第一通道输出端,该第一控制端与一第一驱动电压信号耦接,该第一通道输入端与该主侧绕组的一输出端耦接;
一第二开关,具有一第二控制端、一第二通道输入端及一第二通道输出端,该第二控制端与一第二驱动电压信号耦接,该第二通道输入端与该第一开关的该第一通道输出端耦接,且该第二通道输出端与一参考地耦接;
一二极管,具有一阳极及一阴极,该阳极与该第一开关的该第一通道输出端耦接;
一电容,具有一第一端及一第二端,该第一端与该二极管的所述阴极耦接,且该第二端与所述参考地耦接;以及
一控制单元,具有一供电输入端及二驱动电压信号输出端,该供电输入端与该电容的所述第一端耦接以接收一供电电压,所述二驱动电压信号输出端用以提供该第一驱动电压信号及该第二驱动电压信号,其中,当该第一驱动电压信号及该第二驱动电压信号均处于一作用状态时,该第一开关及该第二开关均被导通而使该主侧绕组的所述输出端耦接至所述参考地;当该第一驱动电压信号处于所述作用状态且该第二驱动电压信号处于一不作用状态时,该第一开关被导通且该第二开关被断开而使该主侧绕组的所述输出端经该二极管耦接至该电容的所述第一端以产生所述供电电压;以及当该第一驱动电压信号及该第二驱动电压信号均处于所述不作用状态时,该第一开关及该第二开关均被断开而使该变压器经由该二次侧绕组释放能量给所述二次侧整流滤波电路。
在一实施例中,该二极管由一NPN晶体管构成,该NPN晶体管具有一集极、一基极及一射极,该基极与该集极耦接以充作该二极管的所述阳极,该射极充作该二极管的所述阴极。
在一实施例中,该二极管由一PNP晶体管构成,该PNP晶体管具有一射极、一基极及一集极,该射极充作该二极管的所述阳极,该基极与该集极耦接以充作该二极管的所述阴极。
在一实施例中,该二极管由一P型金氧半晶体管构成,该P型金氧半晶体管具有一源极、一栅极及一漏极,该源极充作该二极管的所述阳极,该栅极与该漏极耦接以充作该二极管的所述阴极。
在一实施例中,该二极管由一N型金氧半晶体管构成,该N型金氧半晶体管具有一漏极、一栅极及一源极,该栅极与该漏极耦接以充作该二极管的所述阳极,该源极充作该二极管的所述阴极。
在一实施例中,该控制单元具有一稳压电路以稳定所述供电电压的准位。
为使贵审查员能进一步了解本发明的结构、特征及其目的,兹附以图式及优选具体实施例的详细说明如后。
附图说明
图1绘示一现有电源转换器的方块图。
图2为本发明具自供电控制机制的电源转换器一优选实施例的方块图。
图3a绘示图2的一第一开关及一第二开关均被导通而使一变压器的一主侧绕组的一输出端耦接至所述参考地,从而使一输入电压对该主侧绕组充电的等效电路图。
图3b绘示图2的所述第一开关被导通且所述第二开关被断开而使该主侧绕组的所述输出端经一二极管耦接至一电容的一端以产生一供电电压的等效电路图。
图3c绘示图2的所述第一开关及所述第二开关均被断开而使该变压器经由一二次侧绕组释放能量给一二次侧整流滤波电路的等效电路图。
图4为本发明具自供电控制机制的电源转换器其另一实施例的方块图。
图5为本发明具自供电控制机制的电源转换器其另一实施例的方块图。
图6为本发明具自供电控制机制的电源转换器其另一实施例的方块图。
图7为本发明具自供电控制机制的电源转换器其又一实施例的方块图。
具体实施方式
请参照图2,其为本发明具自供电控制机制的电源转换器一优选实施例的方块图。如图2所示,该具自供电控制机制的电源转换器包括一输入电压供应单元100、一变压器110、一二次侧整流滤波电路120、一第一开关130、一第二开关140、一二极管150、一电容160及一控制单元170。
输入电压供应单元100用以提供一输入电压Vin,而其能量来源可为一交流电源或一电池模块。
变压器110具有一主侧绕组111及一二次侧绕组112,主侧绕组111的一输入端A与该输入电压Vin耦接,主侧绕组的一输出端B与第一开关130耦接;二次侧绕组112的二端C、D则与二次侧整流滤波电路120耦接。
二次侧整流滤波电路120与二次侧绕组112的所述二端C、D耦接以提供一整流及滤波功能。
第一开关130,可为一双极性接面晶体管或一金氧半场效晶体管,具有一第一控制端、一第一通道输入端及一第一通道输出端,该第一控制端与一第一驱动电压信号VG1耦接,该第一通道输入端与主侧绕组111的输出端B耦接,该第一通道输出端与第二开关140耦接。
第二开关140,可为一双极性接面晶体管或一金氧半场效晶体管,具有一第二控制端、一第二通道输入端及一第二通道输出端,该第二控制端与一第二驱动电压信号VG2耦接,该第二通道输入端与第一开关130的所述第一通道输出端耦接,且该第二通道输出端与一参考地耦接。
二极管150具有一阳极及一阴极,该阳极与第一开关130的该第一通道输出端耦接,该阴极则与电容160耦接。
电容160具有一第一端及一第二端,该第一端与二极管150的所述阴极耦接,且该第二端与所述参考地耦接。
控制单元170具有一供电输入端及二驱动电压信号输出端,该供电输入端与电容160的所述第一端耦接以接收一供电电压VCC,所述二驱动电压信号输出端用以提供该第一驱动电压信号VG1及该第二驱动电压信号VG2,其中,当该第一驱动电压信号VG1及该第二驱动电压信号VG2均处于一作用状态时,请参照图3a,第一开关130及第二开关140均被导通而使主侧绕组111的所述输出端B耦接至所述参考地,从而使输入电压Vin对主侧绕组111充电;当该第一驱动电压信号VG1处于所述作用状态且该第二驱动电压信号VG2处于一不作用状态时,请参照图3b,第一开关130被导通且第二开关140被断开而使主侧绕组111的所述输出端B经二极管150耦接至电容160的所述第一端以产生所述供电电压VCC;以及当该第一驱动电压信号VG1及该第二驱动电压信号VG2均处于所述不作用状态时,请参照图3c,第一开关130及第二开关140均被断开而使变压器110经由二次侧绕组112释放能量给二次侧整流滤波电路120。
另外,二极管150可由NPN晶体管、PNP晶体管、P型金氧半晶体管或N型金氧半晶体管构成。
请参照图4,其为本发明具自供电控制机制的电源转换器其另一实施例的方块图。如图4所示,该具自供电控制机制的电源转换器包括一输入电压供应单元100、一变压器110、一二次侧整流滤波电路120、一第一开关130、一第二开关140、一NPN晶体管151、一电容160及一控制单元170,其中,NPN晶体管151具有一集极、一基极及一射极,该基极与该集极耦接以充作一二极管的阳极,该射极充作该二极管的阴极。
请参照图5,其为本发明具自供电控制机制的电源转换器其另一实施例的方块图。如图5所示,该具自供电控制机制的电源转换器包括一输入电压供应单元100、一变压器110、一二次侧整流滤波电路120、一第一开关130、一第二开关140、一PNP晶体管152、一电容160及一控制单元170,其中,PNP晶体管152具有一射极、一基极及一集极,该射极充作一二极管的阳极,该基极与该集极耦接以充作该二极管的阴极。
请参照图6,其为本发明具自供电控制机制的电源转换器其另一实施例的方块图。如图6所示,该具自供电控制机制的电源转换器包括一输入电压供应单元100、一变压器110、一二次侧整流滤波电路120、一第一开关130、一第二开关140、一P型金氧半晶体管153、一电容160及一控制单元170,其中,P型金氧半晶体管153具有一源极、一栅极及一漏极,该源极充作一二极管的阳极,该栅极与该漏极耦接以充作该二极管的阴极。
请参照图7,其为本发明具自供电控制机制的电源转换器其又一实施例的方块图。如图7所示,该具自供电控制机制的电源转换器包括一输入电压供应单元100、一变压器110、一二次侧整流滤波电路120、一第一开关130、一第二开关140、一N型金氧半晶体管154、一电容160及一控制单元170,其中,N型金氧半晶体管154具有一漏极、一栅极及一源极,该栅极与该漏极耦接以充作一二极管的阳极,该源极充作该二极管的阴极。
另外,控制单元170可进一步具有一稳压电路以稳定所述供电电压VCC的准位。
藉由前述所揭露的设计,本发明具有以下的优点:
1.本发明的具自供电控制机制的电源转换器可在一变压器的一主侧绕组充电时期和一二次侧绕组放电时期之间插入一供电电压建立时期,以使该主侧绕组可在该供电电压建立时期藉由一电流路径释放能量至一电容,从而提供一直流电压给该电源转换器的一控制单元。
2.本发明的具自供电控制机制的电源转换器可在一变压器的一主侧绕组的一充电时期结束后藉由一二极管提供该主侧绕组一释能路径以在一电容上建立一直流电压,从而供电给该电源转换器的一控制单元。
本案所揭示者,为优选实施例,举凡局部的变更或修饰而源于本案的技术思想而为本领域技术人员所易于推知者,俱不脱本案的专利权范畴。

Claims (6)

1.一种具自供电控制机制的电源转换器,其具有:
一输入电压供应单元,用以提供一输入电压;
一变压器,具有一主侧绕组及一二次侧绕组,该主侧绕组的一输入端与该输入电压耦接;
一二次侧整流滤波电路,与该二次侧绕组的两端耦接;
一第一开关,具有一第一控制端、一第一通道输入端及一第一通道输出端,该第一控制端与一第一驱动电压信号耦接,该第一通道输入端与该主侧绕组的一输出端耦接;
一第二开关,具有一第二控制端、一第二通道输入端及一第二通道输出端,该第二控制端与一第二驱动电压信号耦接,该第二通道输入端与该第一开关的该第一通道输出端耦接,且该第二通道输出端与一参考地耦接;
一二极管,具有一阳极及一阴极,该阳极与该第一开关的该第一通道输出端耦接;
一电容,具有一第一端及一第二端,该第一端与该二极管的所述阴极耦接,且该第二端与所述参考地耦接;以及
一控制单元,具有一供电输入端及二驱动电压信号输出端,该供电输入端与该电容的所述第一端耦接以接收一供电电压,所述二驱动电压信号输出端用以提供该第一驱动电压信号及该第二驱动电压信号,其中,当该第一驱动电压信号及该第二驱动电压信号均处于一作用状态时,该第一开关及该第二开关均被导通而使该主侧绕组的所述输出端耦接至所述参考地;当该第一驱动电压信号处于所述作用状态且该第二驱动电压信号处于一不作用状态时,该第一开关被导通且该第二开关被断开而使该主侧绕组的所述输出端经该二极管耦接至该电容的所述第一端以产生所述供电电压;以及当该第一驱动电压信号及该第二驱动电压信号均处于所述不作用状态时,该第一开关及该第二开关均被断开而使该变压器经由该二次侧绕组释放能量给所述二次侧整流滤波电路。
2.如权利要求1所述的具自供电控制机制的电源转换器,其中该二极管由一NPN晶体管构成,该NPN晶体管具有一集极、一基极及一射极,该基极与该集极耦接以充作该二极管的所述阳极,该射极充作该二极管的所述阴极。
3.如权利要求1所述的具自供电控制机制的电源转换器,其中该二极管由一PNP晶体管构成,该PNP晶体管具有一射极、一基极及一集极,该射极充作该二极管的所述阳极,该基极与该集极耦接以充作该二极管的所述阴极。
4.如权利要求1所述的具自供电控制机制的电源转换器,其中该二极管由一P型金氧半晶体管构成,该P型金氧半晶体管具有一源极、一栅极及一漏极,该源极充作该二极管的所述阳极,该栅极与该漏极耦接以充作该二极管的所述阴极。
5.如权利要求1所述的具自供电控制机制的电源转换器,其中该二极管由一N型金氧半晶体管构成,该N型金氧半晶体管具有一漏极、一栅极及一源极,该栅极与该漏极耦接以充作该二极管的所述阳极,该源极充作该二极管的所述阴极。
6.如权利要求1所述的具自供电控制机制的电源转换器,其中该控制单元具有一稳压电路以稳定所述供电电压的准位。
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