CN1129227C - 无线圈式交直流电源 - Google Patents
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Abstract
一种无线圈式交直流电源，特征是：有一交流电压输入端；一整流电路，接交流电压输入端，并将其整流输出；一充电装置，接整流电路输出端，且充电装置输出端接至负载；及一电位检测装置，连接充电装置输出端，其输出端反馈至充电装置控制端；即是将交流电压经整流后，再加以电压反馈控制处理，为所需的直流电压输出，因无变压器变压，故其制作成本降低，且有效缩小交直流电源供应器的体积。
Description
技术领域
本发明涉及一种交直流电源，特别是一种无线圈式交直流电源。
背景技术
由于现今的电子产品取向多以轻薄短小为主流，故其设计亦以尽量符合其所需求的取向为原则，且因现今电子技术的日新月异，更是可针对电子产品所需各轻巧设计提供实施的可行性；而对于大多数的电子产品，其电源的供应多需以一交直流电源供应器将插头端的交流电转换成直流电以可供其使用，尤以家电产品更是如此，另一方面在愈来愈小的集成电路运用上，亦需考虑其电源供应的可匹配性；然而，在现今的电子产品中，尚以传统的交直流电源供应装置为主，即包含有线圈式变压器及整流电路，请参阅图1，为现用交直流电源供应电路；如图所示，交流电源输入线圈变压器T1，将该交流电压变压，至电路节点a，再经过桥式全波整流，即利用二极管D1、D2、D3及D4将该交流电压整流为直流电压，至节点b，经一电容C1积体充电，最后并联一负载RL输出直流电压Vdc此，如此即可达到交直流电变换的目的。
然而，上述现用交直流电源供应电路，因需繁复的绕线线圈，如变压线圈T1，以至于其体积存在一定的限制，即不可能无限制的匹配集成电路体积日渐缩小的现今技术。
因此，如何针对上述现用交直流电源供应电路所发生的问题提出一种新颖的解决方法，不仅可有效解决其制作体积限制的问题，且可直接内建于应用电路中，以达到可一体成型的可行性，长久以来一直是使用者殷切盼望及本发明人欲行解决的困难点所在。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种电压稳定、可大幅度缩小体积，进而可直接内建于集成电路中的无线圈式交直流电源。
本发明的上述目的是由如下技术方案来实现的。
一种无线圈式交直流电源，其特征在于：
一交流电压输入端；
一整流电路，为接收该交流电压输入端的交流电压，并将其整流输出；
一充电装置，是包括有：
一控制电路，其一输入端连接该整流电路输出端，而另一输入控制端则连接电位检测装置的反馈电路；及
一充电电路，连接该控制电路的一输出端，而该充电电路的一输出端则连接至负载，其为输出直流电压至该负载；藉以，连接该整流电路输出端，且该充电装置的一输出端输出直流电压并连接至负载；及
一电位检测装置，连接该充电装置输出端，且电位检测装置输出端则反馈至该充电装置的输入控制端，以为该充电装置中的充电元件电压范围限定控制。
除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可补充如下技术内容：
其中该整流电路是半波整流电路或全波整流电路其中的一种。
其中该控制电路包括有至少一个正型晶体管元件或负型晶体管元件其中的一种。
其中该负型型晶体管元件是N-JFET型或NMOS型其中的一种。
其中该正型晶体管元件是P-JFET型或PMOS型其中的一种。
其中该充电电路包括有至少一个充电元件，该充电元件为电容。
其中该电位检测装置包含有：
一参考基准电压；及
一比较电路，其一输入端连接该参考基准电压，另一输入端则连接该充电装置的充电电路的一输出端，而该比较电路的输出端则反馈连接至该充电装置的控制电路的输入控制端，为比较该充电电路中的充电元件电位与该参考基准电压。
其中该比较电路包含有至少一个运算放大器。
其中该电位检测装置中的比较电路主要是以一运算放大器为主体，其正输入端连接该充电装置控制电路的输出端，其负输入端则连接一参考基准电压：而该运算放大器的输出端则再反馈连接至该充电装置控制电路的一输入控制端。
其中该电位检测装置包含有：
一参考基准电压；及
一比较电路，其一输入端连接该参考基准电压，另一输入端则连接该充电装置的充电电路的一输出端；及
一反馈电压控制电路，连接该比较电路的输出端，而该反馈电压控制电路则连接至该充电装置控制电路的一输入控制端，以控制该充电电路的可充放电范围。
其中该比较电路包含有至少一个运算放大器。
其中该反馈电压控制电路包含有多个晶体管元件，包括PMOS型及NMOS型晶体管元件。
其中该电位检测装置主要是以一运算放大器为主体，其正输入端连接该充电装置充电电路的输出端，其负输入端则连接一参考基准电压输入：而该运算放大器的输出端则与一对互补型晶体管元件作为反相器，其中，PMOS型晶体管元件及NMOS型晶体管元件的栅极相连接，且该PMOS型晶体管元件的源极连接回运算放大器的正输入端，NMOS型晶体管元件的源极则接地，该PMOS型与NMOS型晶体管元件的漏极再共同接至该充电装置控制电路的一输入控制端。
本发明的优点在于：
1、利用一电位检测装置及匹配的整流电路，控制其所需电源供应的电压反馈，以达到无需变压线圈及进一步提供稳定电源的目的。
2、其无变压线圈的设计，不仅可大幅度缩小交直流电源供应器的体积，进而可直接内建于所需主集成电路中。
兹为对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，仅佐以较佳的实施例及附图详细说明如后：
附图说明
图1是现用交直流电源供应电路。
图2是本发明一较佳实施例结构方框图。
图3为本发明一较佳实施例电路图。
图4为本发明另一较佳实施例的电位检测装置3a方块图。
图5为本发明另一较佳实施例电路图。
具体实施方式
首先，请参阅图2，为本发明一较佳实施例结构方块图；如图所示，其是包括有一整流电路1、一充电装置2及一电位检测装置3；该整流电路1输入端10为利用以输入交流电压，其输出端则连接一充电装置2，而充电装置2则包括有一控制电路22及连接一充电电路24，其输出21连接至负载，为直流电压的输出，亦连接至电位检测装置3，再反馈至该充电装置2的控制输入端；即交流电源由输入端10输入，经过一整流电路1的整流过程，即将该交流电源作全波或半波整流，如利用桥式全波整流电路等，再至充电装置2作充电的程序，最后则连接至负载，以一直流电压形式输出21，但其中其电压反馈的控制是为在该电位检测装置3内与一基准电压作比较，用以限制该输出直流电压的范围。
请参阅图3，为本发明一较佳实施例电路图；如图所示，负型晶体管元件Q1(N-JFET)在节点a及节点b的电位差为零伏特或大于零伏特时，该负型晶体管元件Q1导通，反之，当节点a及节点b的电位差小于-VP(JFET的截止电压)时，该负型晶体管元件Q1则断路，另，利用一运算放大器OP为一比较电路，故当其正(+)输入端电位大于负(-)输入端的基准电压Vref时，该运算放大器OP即输出一高逻辑电位讯号，使节点b的电位等于地电位，反之则输出一低逻辑电位讯号使节点a及节点b两点的电位相等；因此当输入一交流电压Vac，经过一桥式全波整流，即利用二极管D1、D2、D3及D4将该交流电压整流，至节点C，但因一时尚未充电，故节点a的电位几乎为零伏特，此时运算放大器OP的正(+)输入端电位小于负(-)输入端，于是该运算放大器OP即输出一低逻辑电位讯号至节点b，使该负型晶体管元件Q1导通，即开始利用电容C1充电；但一旦节点a的电位充电至大于运算放大器负(-)输入端的基准电压Vref时，运算放大器OP则输出一高逻辑电位讯号至节点b，使该场效应管元件Q1断路，于是节点a的电位即可在所需电位范围内保持稳定的直流电压Vdc输出至负载RL，再者，负型晶体管元件Q1除可使用复型接面场效应晶体管(N-JFET)外，亦可以负型金氧半场效应晶体管(N-MOSFET)等在零伏特时可导通的耗尽型元件(Depletion Mode Device)代替，如果改用正型的增强型元件(P-type Enhancement Mode Device)，如正型的接面场效应管元件(P-JFET)或正型金氧半场效应晶体管(P-MOSFET)等在负电压导通正电压关闭的元件，也可经由电路适当修正后达到同样效果。
请参阅图4，为本发明另一较佳实施例的电位检测装置3a方块图；如图所示，是包括有一比较电路32及一反馈电压控制电路34，即该电位检测装置3a除有一比较电路32外，还进一步连接反馈电压控制电路34，以为可提高该直流电压Vdc的稳定效率；而该反馈电压控制电路34亦可利用晶体管元件，如PMOS型晶体管元件及NMOS型晶体管元件等，如图5所示。
请参阅图5，为本发明另一较佳实施例电路图；如图所示，负型晶体管元件Q1(N-JFET)在节点a及节点b的电位差为零伏特或大于零伏特时，该晶体管元件Q1导通，反之，当节点a及节点b的电位差小于-VP(JFET的截止电压)时，该晶体管元件Q1则断路，另，利用一运算放大器OP为一比较电路，故当其正(+)输入端电位大于负(-)输入端的基准电压Vref时，该运算放大器OP即输出一高逻辑电位讯号，使节点b的电位等于地电位，反之则输出一低逻辑电位讯号使节点a及节点b两点的电位相等；因此当输入一交流电压Vac，经过一桥式全波整流，即利用二极管D1、D2、D3及D4将该交流电压整流，至节点C，但因一时尚未充电，故节点a的电位几乎为零伏特，此时运算放大器OP的正(+)输入端电位小于负(-)输入端，于是该运算放大器OP即输出一低逻辑电位讯号，此时PMOS晶体管Q2导通，NMOS晶体管Q3断路，因此节点a的电位几乎与节点b的电位相等，使该负型晶体管元件Q1导通，即开始利用电容C1充电；但一旦节点a的电位充电至大于运算放大器负(-)输入端的基准电压Vref时，运算放大器OP则输出一高逻辑电位讯号，此时PMOS晶体管Q2断路，NMOS晶体管Q3导通，于是节点b的电位几乎等于地电位，而节点a及节点b的电位差为-Vref，使该负型晶体管元件Q1断路，于是节点a的电位即可在所需电压范围内保持稳定的直流电压Vdc输出至负载RL。
综上所述，本发明是有关于一种无线圈式交直流电源，其是将交流电压经整流后，再加以电压反馈控制处理，以为所需的直流电压输出，由于本发明因无需变压器作变电压的过程，故不仅可省却繁复绕线圈的制作并降低其制作成本，且可有效缩小交直流电源供应器的体积，进而直接内建于应用电路中。
Claims (13)
1、一种无线圈式交直流电源，其特征在于：
一交流电压输入端；
一整流电路，为接收该交流电压输入端的交流电压，并将其整流输出；
一充电装置，是包括有：
一控制电路，其一输入端连接该整流电路输出端，而另一输入控制端则连接电位检测装置的反馈电路；及
一充电电路，连接该控制电路的一输出端，而该充电电路的一输出端则连接至负载，其为输出直流电压至该负载；藉以，连接该整流电路输出端，且该充电装置的一输出端输出直流电压并连接至负载；及
一电位检测装置，连接该充电装置输出端，且电位检测装置输出端则反馈至该充电装置的输入控制端，以为该充电装置中的充电元件电压范围限定控制。
2、如权利要求1所述的无线圈式交直流电源，其特征在于：其中该整流电路是半波整流电路或全波整流电路其中的一种。
3、如权利要求1所述的无线圈式交直流电源，其特征在于：其中该控制电路包括有至少一个正型晶体管元件或负型晶体管元件其中的一种。
4、如权利要求3所述的无线圈式交直流电源，其特征在于：其中该负型晶体管元件是N-JFET型或NMOS型其中的一种。
5、如权利要求3所述的无线圈式交直流电源，其特征在于：其中该正型晶体管元件是P-JFET型或PMOS型其中的一种。
6、如权利要求1所述的无线圈式交直流电源，其特征在于：其中该充电电路包括有至少一个充电元件，该充电元件为电容。
7、如权利要求1所述的无线圈式交直流电源，其特征在于：其中该电位检测装置包含有：
一参考基准电压；及
一比较电路，其一输入端连接该参考基准电压，另一输入端则连接该充电装置的充电电路的一输出端，而该比较电路的输出端则反馈连接至该充电装置的控制电路的输入控制端，为比较该充电电路中的充电元件电位与该参考基准电压。
8、如权利要求7所述的无线圈式交直流电源，其特征在于：其中该比较电路包含有至少一个运算放大器。
9、如权利要求7所述的无线圈式交直流电源，其特征在于：其中该电位检测装置中的比较电路主要是以一运算放大器为主体，其正输入端连接该充电装置控制电路的输出端，其负输入端则连接一参考基准电压：而该运算放大器的输出端则再反馈连接至该充电装置控制电路的一输入控制端。
10、如权利要求1所述的无线圈式交直流电源，其特征在于：其中该电位检测装置包含有：
一参考基准电压；及
一比较电路，其一输入端连接该参考基准电压，另一输入端则连接该充电装置的充电电路的一输出端；及
一反馈电压控制电路，连接该比较电路的输出端，而该反馈电压控制电路则连接至该充电装置控制电路的一输入控制端，以控制该充电电路的可充放电范围。
11、如权利要求10所述的无线圈式交直流电源，其特征在于：其中该比较电路包含有至少一个运算放大器。
12、如权利要求10所述的无线圈式交直流电源，其特征在于：其中该反馈电压控制电路包含有多个晶体管元件，包括PMOS型及NMOS型晶体管元件。
13、如权利要求10所述的无线圈式交直流电源，其特征在于：其中该电位检测装置主要是以一运算放大器为主体，其正输入端连接该充电装置充电电路的输出端，其负输入端则连接一参考基准电压输入：而该运算放大器的输出端则与一对互补型晶体管元件作为反相器，其中，PMOS型晶体管元件及NMOS型晶体管元件的栅极相连接，且该PMOS型晶体管元件的源极连接回运算放大器的正输入端，NMOS型晶体管元件的源极则接地，该PMOS型与NMOS型晶体管元件的漏极再共同接至该充电装置控制电路的一输入控制端。
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