CN112187033B

CN112187033B - 可设计关机点的电源供应电路

Info

Publication number: CN112187033B
Application number: CN201910594981.XA
Authority: CN
Inventors: 詹子增
Original assignee: Acer Inc
Current assignee: Acer Inc
Priority date: 2019-07-03
Filing date: 2019-07-03
Publication date: 2021-12-28
Anticipated expiration: 2039-07-03
Also published as: CN112187033A

Abstract

本发明公开了一种电源供应电路，其包括变压器、脉冲宽度调变集成电路、输入电压侦测电路、侦测电压调整电路，和驱动电压供应电路。变压器于一次侧接收输入电压，并于二次侧提供输出电压。脉冲宽度调变集成电路根据第一和第二侦测电压来启动驱动电压。输入电压侦测电路设置在主变压器的一次侧，用来提供有关输入电压的第一和第二电压。侦测电压调整电路设置在主变压器的一次侧，用来根据第一和第二电压来提供第一和第二侦测电压。驱动电压供应电路用来提供脉冲宽度调变集成电路运作所需的驱动电压。因此，本发明的电源供应电路可弹性设计关机点，避免在供电不稳时提早关闭。

Description

可设计关机点的电源供应电路

技术领域

本发明涉及一种电源供应电路，尤其涉及一种可设计关机点的电源供应电路。

背景技术

计算机系统中不同组件所需的操作电压不同，因此普遍采用电源供应器(powersupply)以通过变压、整流与滤波的方式，将交流电(AC)室内电源转换为直流电(DC)以驱动不同零组件。

传统电源供应器在输入电压100V～240V能正常运作，但由于各国输入电压的标准不同，因通常会设计成在输入电压90V～264V能正常运作(多出正负10％的工作范围)。现有技术的电源供应器大部分设计成在输入电压80V时就会关闭，因此容易在市电出现不稳时提早关闭，往往需要重新插拔电源来重开机，造成与系统搭配时的不便。

发明内容

鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种可设计关机点的电源供应电路。

为达到上述目的，本发明公开一种可设计关机点的电源供应电路，其包括一主变压器、一脉冲宽度调变集成电路、一输入电压侦测电路、一侦测电压调整电路，以及一驱动电压供应电路。所述主变压器于一一次侧接收一输入电压，以及于一二次侧来提供一输出电压。所述脉冲宽度调变集成电路用来根据一第一侦测电压和一第二侦测电压来启动一驱动电压。所述输入电压侦测电路设置在所述主变压器的所述一次侧，用来提供有关所述输入电压的一第一电压和一第二电压。所述侦测电压调整电路设置在所述主变压器的所述一次侧，用来根据所述第一电压和所述第二电压来提供所述第一侦测电压和所述第二侦测电压。所述驱动电压供应电路用来提供所述脉冲宽度调变集成电路运作所需的所述驱动电压。

为达到上述目的，本发明另公开一种可设计关机点的电源供应电路，其包括一主变压器、一脉冲宽度调变集成电路、一输入电压侦测电路、一侦测电压调整电路，以及一驱动电压供应电路。所述主变压器包括一一次侧，用来接收一输入电压；以及一二次侧，用来提供一输出电压。所述脉冲宽度调变集成电路用来根据一第一侦测电压和一第二侦测电压来启动一驱动电压。所述输入电压侦测电路设置在所述主变压器的所述一次侧，其包括一输入电容，耦接于所述输入电压和一接地电位之间；一第一二极管、一第一电阻和一第二电阻，串联于所述输入电压和所述接地电位之间，用来于所述第一电阻和所述第二电阻之间提供有关所述输入电压的一第一电压；以及一第二二极管、一第三电阻和一第四电阻，串联于所述输入电压和所述接地电位之间，且并联于所述第一二极管、所述第一电阻和所述第二电阻，用来于所述第三电阻和所述第四电阻之间提供有关所述输入电压的一第二电压。所述侦测电压调整电路设置在所述主变压器的所述一次侧，用来根据所述第一电压和所述第二电压来提供所述第一侦测电压和所述第二侦测电压，其包括一第三二极管，其包括一阳极，耦接于所述第一电阻和所述第二电阻之间；以及一阴极；一第四二极管，其包括一阳极，耦接于所述第三电阻和所述第四电阻之间；以及一阴极；一第五二极管，其包括一阳极，耦接于所述脉冲宽度调变集成电路；以及一阴极；一稽纳二极管，其包括一阳极，耦接于所述接地电位；以及一阴极；一第五电阻；一第一开关，其包括一第一端，通过所述第五电阻耦接至于所述第四二极管的所述阴极；一第二端，耦接至所述接地电位；以及一控制端；一第二开关，其包括一第一端，耦接至于所述第五二极管的所述阴极；一第二端，耦接至所述接地电位；以及一控制端，耦接于所述第一开关的所述第一端和所述第五电阻之间；以及一第三开关，其包括一第一端，耦接至于所述第三二极管的所述阴极；一第二端，耦接至所述第一开关的所述控制端；以及一控制端，耦接至于所述稽纳二极管的所述阴极。所述驱动电压供应电路用来提供所述脉冲宽度调变集成电路运作所需的所述驱动电压。

附图说明

图1为本发明实施例中一种电源供应电路的示意图。

图2为本发明实施例电源供应电路实作方式的示意图。

图3为本发明实施例电源供应电路运作时的状态图。

其中，附图标记说明如下：

10 脉冲宽度调变集成电路

20 输入电压侦测电路

30 侦测电压调整电路

40 驱动电压供应电路

50 负载

100 电源供应电路

V_IN 输入电压

V_OUT 输出电压

V1、V2 电压

V_SENSE1、V_SENSE2 侦测电压

V_CC 驱动电压

I_IN 输入电流

I_OUT 输出电流

GND 接地电位

P1～P3 接脚

TR1 主变压器

TR2 辅助变压器

C_IN 输入电容

C_VCC 供电电容

C_AUX 辅助电容

R1～R5 电阻

D1～D5 二极管

ZD 稽纳二极管

D_AUX 辅助二极管

Q1～Q3 开关

NP1、NS1、NP2、NS2 绕组匝数

S1～S9 状态

具体实施方式

图1为本发明实施例中一种电源供应电路100的示意图。电源供应电路100包括一主变压器TR1、一脉冲宽度调变集成电路10、一输入电压侦测电路20、一侦测电压调整电路30、以及一驱动电压供应电路40，可将一输入电压V_IN转换成一输出电压V_OUT以驱动一负载50。

图2为本发明实施例电源供应电路100实作方式的示意图。主变压器TR包括一次侧绕组(匝数NP1和一二次侧绕组(匝数NS1)。一次侧绕组耦接于输入电压V_IN，二次侧绕组耦接于负载50，流经一次侧的输入电流为I_IN，而流经二次侧的输出电流为I_OUT。在变压器TR的运作中，相关电压和电流的关系为V_IN/V_OUT＝I_OUT/I_IN＝NP1/NS1。在升压应用中，二次侧绕组的匝数NS1大于一次侧绕组的匝数NP1；在降压应用中，二次侧绕组的匝数NS1小于一次侧绕组的匝数NP1。然而，主变压器TR1中一次侧绕组的匝数NP1和二次侧绕组的匝数NS1并不限定本发明的范畴。

脉冲宽度调变集成电路10包括3个接脚P1～P3，接脚P1用来接收一侦测电压V_SENSE1，接脚P2用来接收一侦测电压V_SENSE2，而接脚P3耦接至驱动电压供应电路40以接收运作所需的驱动电压V_CC。脉冲宽度调变集成电路30可根据侦测电压V_SENSE1和V_SENSE2的值来启动驱动电压V_CC，其在运作时可调节流经主变压器TR1一次侧的输入电流为I_IN，使得电源供应电路100能在不同模式下运作。

输入电压侦测电路20设置在主变压器TR1的一次侧，其包括一输入电容C_IN、电阻R1～R4，以及二极管D1～D2。电阻R1、电阻R2和二极管D1串联于输入电压V_IN和一接地电位GND之间而形成一分压电路。电阻R3、电阻R4和二极管D2串联于输入电压V_IN和接地电位GND之间而形成一分压电路。更详细地说，电阻R1和R2之间建立的电压V1和电阻R3和R4之间建立的电压V2可反应输入电压V_IN的准位。

侦测电压调整电路30包括开关Q1～Q3、一电阻R5、一稽纳二极管ZD，以及二极管D3～D5。开关Q1的第一端通过电阻R5和二极管D4耦接至输入电压侦测电路20中电阻R3和R4之间，第二端耦接至接地电位GND，而控制端耦接至脉冲宽度调变集成电路10的接脚P1以接收侦测电压V_SENSE1。开关Q2的第一端通过二极管D5耦接至驱动电压供应电路40，第二端耦接至接地电位GND，而控制端耦接至开关Q1的第一端和脉冲宽度调变集成电路10的接脚P2。开关Q3的第一端通过二极管D3耦接至输入电压侦测电路20中电阻R1和R2之间，第二端耦接至开关Q1的控制端，而控制端通过稽纳二极管ZD耦接至接地电位GND。侦测电压调整电路30可根据输入电压侦测电路20所提供的电压V1和V2来提供侦测电压V_SENSE1和V_SENSE2，其运作在说明书后续内容中将有详细说明。

驱动电压供应电路40包括一供电电容C_VCC、一辅助变压器TR2、一辅助电容C_AUX，以及一辅助二极管D_AUX。辅助变压器TR2包括一次侧绕组(匝数NP2)和二次侧绕组(匝数NS2)。辅助变压器TR2的一次侧绕组耦接于主变压器TR1的二次侧，可在输出电压V_OUT有输出时对辅助电容C_AUX充电，并在供电电容C_VCC上建立脉冲宽度调变集成电路10运作所需的驱动电压V_CC。

在本发明实施例中，开关Q1～Q2可为金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)或其它具类似功能的组件，开关Q3可为双极性接面型晶体管(bipolar junction transistor,BJT)或其它具类似功能的组件。然而，开关Q1～Q3的种类并不限定本发明的范畴。

在本发明实施例中，电容C_IN的值可为120μF、辅助电容C_AUX的值可为47μF、电容C_VCC的值可为47μF、电阻R1的值可为300KΩ、电阻R2的值可为99KΩ、电阻R3的值可为200KΩ、电阻R4的值可为100KΩ，而电阻R5的值可为10KΩ。然而，上述组件的值并不限定本发明的范畴。

图3为本发明实施例电源供应电路100运作时的状态图。为了说明目的，图3显示了和本发明相关的状态S1～S9，然而电源供应电路100运作时也可能包括其它状态。

在状态S1中，电源供应电路100的电源被启动，为了说明目的，假设在电源供应电路100开机后输入电压V_IN的值为90V。

在状态S2中，输入电压V_IN会对输入电压侦测电路20中的输入电容C_IN充电，当输入电容C_IN上充至其最大电压值时，会分别在电阻R2和R4上建立电压V1和V2(例如20V)。此时正向偏压的二极管D3为导通，而稽纳二极管ZD在反向偏压下会提供一崩溃电压(例如15V)，进而导通开关Q3。在这种状况下，开关Q1因其第一端和控制端的高电位而被导通，而开关Q2因其控制端被导通的开关Q1拉至低电位而被截止。此时，侦测电压V_SENSE1为高电位，而侦测电压V_SENSE2为低电位。

在状态S3中，驱动电压供应电路40的辅助变压器TR2会对辅助电容C_AUX充电，并在电容C_VCC上建立脉冲宽度调变集成电路10运作所需的驱动电压V_CC。

在状态S4中，当脉冲宽度调变集成电路10的接脚P1接收到高电位的侦测电压V_SENSE1且接脚P2接收到低电位的V_SENSE2时，就会启动驱动电压供应电路40所提供的驱动电压V_CC以开始运作。

在状态S5中，在脉冲宽度调变集成电路10开始运作后，电源供应电路100随即开始运作，将输入电压V_IN转换成输出电压V_OUT以驱动负载50。

在状态S6中，当输入电压V_IN因特定原因下降至稽纳二极管ZD无法崩溃的值(例如下降至60V)，开关Q1会因电压V2不足而截止，而开关Q2会因其控制端的高准位而被导通。此时，侦测电压V_SENSE1为低电位，而侦测电压V_SENSE2为高电位。

在状态S7中，驱动电压V_CC会被导通的辅助开关Q2拉低至接地电位。

在状态S8中，当脉冲宽度调变集成电路10的接脚P1接收到低电位的侦测电压V_SENSE1和且接脚P2接收到高电位的V_SENSE2时，就会关闭脉冲宽度调变集成电路10。

在状态S9中，在脉冲宽度调变集成电路10被关闭后，电源供应电路100随即停止运作。

因此，本发明的电源供应电路10可弹性设计关机点。举例来说，如果想要在输入电压V_IN为60V时关闭电源供应电路10，可设计输入电压侦测电路20中的电阻值，使得电阻R2上的电压V1在输入电压V_IN为60V时会低于15V，即可达到在输入电压V_IN为60V时关闭电源供应电路10的目的。

综上所述，本发明的电源供应电路使用输入电压侦测电路来监测输入电压的值，当侦测到输入电压过低时会由侦测电压调整电路来调整侦测信号的值，使得脉冲宽度调变集成电路能关闭其驱动电压，进而关闭电源供应电路。因此，本发明的电源供应电路可弹性设计关机点，避免在供电不稳时提早关闭。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种可设计关机点的电源供应电路，其特征在于，包括：

一主变压器，其包括：

一一次侧，用来接收一输入电压；以及

一二次侧，用来提供一输出电压；

一脉冲宽度调变集成电路，用来根据一第一侦测电压和一第二侦测电压来启动一驱动电压；

一输入电压侦测电路，设置在所述主变压器的所述一次侧，用来提供有关所述输入电压的一第一电压和一第二电压；

一侦测电压调整电路，设置在所述主变压器的所述一次侧，用来根据所述第一电压和所述第二电压来提供所述第一侦测电压和所述第二侦测电压；以及

一驱动电压供应电路，用来提供所述脉冲宽度调变集成电路运作所需的所述驱动电压。

2.如权利要求1所述的电源供应电路，其特征在于，所述输入电压侦测电路包括：

一输入电容，耦接于所述输入电压和一接地电位之间；

一第一二极管、一第一电阻和一第二电阻，串联于所述输入电压和所述接地电位之间；以及

一第二二极管、一第三电阻和一第四电阻，串联于所述输入电压和所述接地电位之间，且并联于所述第一二极管、所述第一电阻和所述第二电阻。

3.如权利要求1所述的电源供应电路，其特征在于，所述侦测电压调整电路包括：

一第三二极管，其包括：

一阳极，耦接于所述输入电压侦测电路所提供的所述第一电压；以及

一阴极；

一第四二极管，其包括：

一阳极，耦接于所述输入电压侦测电路所提供的所述第二电压；以及

一阴极；

一第五二极管，其包括：

一阳极，耦接于所述驱动电压供应电路；以及

一阴极；

一稽纳二极管，其包括：

一阳极，耦接于一接地电位；以及

一阴极；

一第五电阻；

一第一开关，其包括：

一第一端，通过所述第五电阻耦接至于所述第四二极管的所述阴极；

一第二端，耦接至所述接地电位；以及

一控制端；

一第二开关，其包括：

一第一端，耦接至于所述第五二极管的所述阴极；

一第二端，耦接至所述接地电位；以及

一控制端，耦接于所述第一开关的所述第一端和所述第五电阻之间；以及

一第三开关，其包括：

一第一端，耦接至于所述第三二极管的所述阴极；

一第二端，耦接至所述第一开关的所述控制端；以及

一控制端，耦接至于所述稽纳二极管的所述阴极。

4.如权利要求1所述的电源供应电路，其特征在于，所述驱动电压供应电路包括：

一辅助二极管，其包括：

一阳极；以及

一阴极，耦接至所述脉冲宽度调变集成电路；

一供电电容，其第一端耦接至所述脉冲宽度调变集成电路，而第二端耦接至一接地电位；

一辅助电容，其第一端耦接至所述脉冲宽度调变集成电路，而第二端耦接至所述接地电位；以及

一辅助变压器，其包括：

一一次侧，耦接于所述主变压器的所述二次侧；以及

一二次侧，耦接至所述辅助二极管的所述阳极，用来根据所述输出电压来充电所述辅助电容和所述供电电容以提供所述驱动电压。

5.如权利要求1所述的电源供应电路，其特征在于：

当所述输入电压侦测电路所提供的所述第一电压和所述第二电压对应所述输入电压并未低于一预定值时，所述侦测电压调整电路提供具一第一电位的所述第一侦测电压和具一第二电位的所述第二侦测电压；

当所述输入电压侦测电路所提供的所述第一电压和所述第二电压对应所述输入电压低于所述预定值时，所述侦测电压调整电路提供具所述第二电位的所述第一侦测电压和具所述第一电位的所述第二侦测电压；且

所述第一电位相异于所述第二电位。

6.如权利要求5所述的电源供应电路，其特征在于：

当所述输入电压侦测电路所提供的所述第一电压和所述第二电压对应所述输入电压低于所述预定值时，所述侦测电压调整电路另将所述驱动电压拉低至一接地电位。

7.如权利要求5所述的电源供应电路，其特征在于：

当接收到具所述第一电位的所述第一侦测电压和具所述第二电位的所述第二侦测电压时，所述脉冲宽度调变集成电路启动所述驱动电压以开始运作；且

当接收到具所述第二电位的所述第一侦测电压和具所述第一电位的所述第二侦测电压时，所述脉冲宽度调变集成电路呈关闭。

8.一种可设计关机点的电源供应电路，其特征在于，包括：

一主变压器，其包括：

一一次侧，用来接收一输入电压；以及

一二次侧，用来提供一输出电压；

一输入电压侦测电路，设置在所述主变压器的所述一次侧，其包括：

一输入电容，耦接于所述输入电压和一接地电位之间；

一第一二极管、一第一电阻和一第二电阻，串联于所述输入电压和所述接地电位之间，用来于所述第一电阻和所述第二电阻之间提供有关所述输入电压的一第一电压；以及

一第二二极管、一第三电阻和一第四电阻，串联于所述输入电压和所述接地电位之间，且并联于所述第一二极管、所述第一电阻和所述第二电阻，用来于所述第三电阻和所述第四电阻之间提供有关所述输入电压的一第二电压；

一侦测电压调整电路，设置在所述主变压器的所述一次侧，用来根据所述第一电压和所述第二电压来提供所述第一侦测电压和所述第二侦测电压，其包括：

一第三二极管，其包括：

一阳极，耦接于所述第一电阻和所述第二电阻之间；以及

一阴极；

一第四二极管，其包括：

一阳极，耦接于所述第三电阻和所述第四电阻之间；以及

一阴极；

一第五二极管，其包括：

一阳极，耦接于所述脉冲宽度调变集成电路；以及

一阴极；

一稽纳二极管，其包括：

一阳极，耦接于所述接地电位；以及

一阴极；

一第五电阻；

一第一开关，其包括：

一第二端，耦接至所述接地电位；以及

一控制端；

一第二开关，其包括：

一第一端，耦接至于所述第五二极管的所述阴极；

一第二端，耦接至所述接地电位；以及

一第三开关，其包括：

一第一端，耦接至于所述第三二极管的所述阴极；

一第二端，耦接至所述第一开关的所述控制端；以及

一控制端，耦接至于所述稽纳二极管的所述阴极；以及

9.如权利要求8所述的电源供应电路，其特征在于，所述驱动电压供应电路包括：

一辅助二极管，其包括：

一阳极；以及

一阴极，耦接至所述脉冲宽度调变集成电路；

一辅助变压器，其包括：

一一次侧，耦接于所述主变压器的所述二次侧；以及

10.如权利要求9所述的电源供应电路，其特征在于，所述脉冲宽度调变集成电路包括：

一第一接脚，耦接于所述第一开关的所述控制端和所述第三开关的所述第二端；

一第二接脚，耦接于所述第一开关的所述第一端和所述第二开关的所述控制端；以及

一第三接脚，耦接于所述供电电容的所述第一端、所述辅助电容的所述第一端，和所述辅助二极管的所述阴极。