CN1908843B - 交流转直流电源电路 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种高效率的电源电路，其包含有一负临界值的一输入晶体管，输入晶体管耦接一电压源以提供一供应电压至电源电路的输出端；一输入侦测电路，其耦接于电压源，且在电压源的电压准位高于一临界电压时产生一控制讯号；一第二晶体管，耦接于输入侦测电路并依据控制讯号截止输入晶体管；一输出侦测电路，其耦接于供应电压，并在供应电压的电压准位高于一高输出电压准位时产生一第一致能讯号，第一致能讯号用于截止输入晶体管，输出侦测电路在供应电压的电压准位低于一低输出电压准位时产生一第二致能讯号，第二致能讯号用于截止电源电路的输出。

Description

交流转直流电源电路
技术领域
本发明是有关于一种电源转换器，特别是指一种电源转换器的电源电路。
背景技术
请参阅图1，其为习用电源供应器的电路图。如图所示，电源供应器用于将一线电压(line voltage)VAC转换为一调整电压VZ。一整流电路10，其耦接于线电压VAC并整流以产生一输入电压VIN。一电容11，其耦接于整流电路10而接收该输入电压VIN并耦接一电容15，以产生调整电压VZ。一稽纳二极体16，其耦接于电容15与接地端以用于调整。一电阻12，其用于对电容11放电。此种型式的电源供应器已被广泛应用于家庭装置，例如咖啡机、冷却风扇以及遥控器等。然而，此种形式的电源供应器具有高功率损耗的缺点，特别是在轻负载与无负载状态下。上述的电阻12与稽纳二极体16会产生显着的电源损耗，所以为了节省电源必须降低功率损耗。
因此，本发明即针对上述问题而提供一种高效率的电源供应器，以在轻负载与无负载状态下可降低电源损耗，以有效解决上述问题。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种电源电路，其可降低功率损耗而节省电源，进而提高效率。
本发明的电源电路，其包含有一输入电晶体，输入电晶体为一负临界装置并接收一电压源；一第一电晶体，其串联于输入电晶体以提供一供应电压至电源电路的输出端；一输入侦测电路，其耦接于电压源且依据电压源的电压准位产生一控制讯号；一第二电晶体，其耦接于输入侦测电路并依据控制讯号截止输入电晶体与第一电晶体；一输出侦测电路，其耦接于供应电压并依据供应电压的电压准位产生一第一致能讯号与一第二致能讯号；一阻抗装置，其耦接于输入电晶体与第一电晶体，以提供偏压而导通输入电晶体与第一电晶体。第一致能讯号在供应电压的电压准位高于一高输出电压准位时截止输入电晶体与第一电晶体；第二致能讯号用于在供应电压的电压准位低于一低输出电压准位时截止电源电路的输出。
本发明还公开了一种电源电路，其包含有：
一输入晶体管，具有一第一端、一第二端与一第三端，该第一端耦接一电压源以提供一供应电压；
一输入侦测电路，耦接于该电压源以依据该电压源的电压准位产生一控制讯号；
一阻抗装置，具有两端而分别连接于该输入晶体管的该第二端与该第三端，并提供一阻抗，以依据该阻抗提供偏压于该输入晶体管的该第二端与该第三端而导通该输入晶体管；
其中，当该电压源的电压准位高于一临界电压时，该控制讯号截止该输入晶体管。
根据本发明所述的电源转换器的电源电路，在轻负载与无负载状态下可以降低电源损耗，节省电源，进而提高效率。
附图说明
图1为传统电源供应器的电路图；
图2为本发明的电源供应器的一较佳实施例的电路图；
图3为本发明的电源供应器的供应电路的一较佳实施例的电路图；
图4为本发明的供应电路的输出侦测电路的一较佳实施例的电路图；
图5为本发明的电源供应器的供应电路的另一较佳实施例的电路图；
图6为本发明的电源供应器的另一较佳实施例的电路图；
图7为本发明图6的电源供应器的输入电压的波形图；
图8为本发明图6的电源供应器的供应电路的一较佳实施例的电路图；
图9为本发明图6的电源供应器的供应电路的另一较佳实施例的电路图；
图10为本发明的低压降稳压器的一较佳实施例的电路图。
图号说明：
10    整流电路    11    电容
12    电阻        15    电容
16    稽纳二极体  20    供应电路
30    供应电路    40    分压电路
41    电阻            42     电阻
50    电容            55     电容
60    输入电晶体      65     第二电晶体
70    阻抗装置        75     输入侦测电路
80    第一电晶体      100    输出侦测电路
110   稽纳二极体      112    稽纳二极体
115   电阻            116    电阻
117   电阻            120    电晶体
125   电晶体          129    电晶体
140   电晶体          150    稽纳二极体
155   电阻            156    电阻
165   电晶体          170    电晶体
300   低压降稳压器    310    运算放大器
320   传输元件        325    电阻
351   电阻            352    电阻
DET   侦测端          EN     第二致能端
GND   接地端          IN     输入端
VAC   线电压          VC     供应电压
VIN   输入电压        V0     输出电压
VREF  参考电压        VT     临界电压
VZ    调整电压        OUT    第二输出端
OV    第一致能端      SW     第一输出端
SEN   第二致能讯号    S0V    第一致能讯号
具体实施方式
为使审查员对本发明的结构特征及所达成的功效更有进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例图及配合详细的说明，说明如后。
请参阅图2，其为本发明的电源供应器的电路图。如图所示，整流电路10，其耦接于一供应电路20的一输入端IN并接收线电压VAC，以产生输入电压VIN。输入电压VIN为一电压源且经由整流电路10整流。供应电路20将在一第一输出端SW产生一供应电压VC，以及在一第二输出端OUT产生一输出电压V0。供应电路20的一接地端GND耦接至接地。一电容50，其耦接于第一输出端SW。此外，更有一电容55耦接于第二输出端OUT以保持能量。供应电路20可为电源电路、电源供应电路、电源调整电路或为电源来源电路。
请参阅图3，其为电源供应器的供应电路20的一较佳实施例的电路图。供应电路20包含有一输入电晶体60。输入电晶体60耦接于输入端IN而接收输入电压VIN，以提供该供应电压VC至第一输出端SW。输入电晶体60为一负临界装置，例如接面场效电晶体(JFET)。因此零偏压将导通输入电晶体60，此外仅可藉由一负偏压截止输入电晶体60。
一输出侦测电路100，其耦接于第一输出端SW，用于侦测供应电压VC，以依据供应电压VC的电压准位而在输出侦测电路100的一第一致能端OV产生一第一致能讯号S0V。一阻抗装置70，其耦接于输入电晶体60，以提供偏压至输入电晶体60，进而导通输入电晶体60。阻抗装置70可为电阻或为电晶体，而提供一阻抗以依據該阻抗提供偏压至输入电晶体60。第一致能讯号S0V是用于在供应电压VC的电压准位高于一高输出电压准位时截止输入电压60。一低压降(Low Drop-Out，LDO)稳压器300，其耦接于第二输出端OUT并产生该输出电压V0。此外，输出侦测电路100更依据供应电压VC的电压准位，在输出侦测电路100的一第二致能端EN产生一第二致能讯号SEN。第二致能讯号SEN传送至低压降稳压器300，以在供应电压VC的电压准位低于一低输出电压准位时，截止供应电路20的输出电压V0。
请参阅图4，其为输出侦测电路100的一较佳实施例的电路图。如图所示，稽纳二极体110、112是串联。稽纳二极体112更耦接于第一输出端SW，以侦测供应电压VC。稽纳二极体110另耦接于一电阻115，电阻115更耦接于一电晶体120。电阻115用于在供应电压VC的电压准位高于稽纳二极体110以及112的电压时导通电晶体120。一电晶体125，其并联于稽纳二极体112。当电晶体120导通时，电晶体125将短路稽纳二极体112，以达到迟滞(hysteresis)的目的，以用于侦测供应电压VC是否过高。稽纳二极体110以及112的电压决定该高输出电压准位。稽纳二极体112的电压则决定该迟滞目的的一迟滞准位。当供应电压VC的电压准位低于迟滞准位时，第一致能讯号S0V将导通输入电晶体60。
一电晶体140，其耦接于电晶体120以及第一输出端SW。电晶体140依据电晶体120的导通状态而导通。一电阻116，其耦接于第一输出端SW、电晶体125、140，进而提供一偏压至电晶体125、140。一电阻117，其耦接于电晶体140，以用于在电晶体120导通时导通一电晶体129。电晶体129更耦接于电晶体140。此外，电晶体129更耦接于输入电晶体60，以在供应电压VC的电压准位高于该高输出电压准位时，产生第一致能讯号S0V而截止输入电晶体60。
一稽纳二极体150，其亦耦接于第一输出端SW以侦测供应电压VC。一电阻155，其耦接于稽纳二极体150以及一电晶体165，一旦供应电压VC的电压准位高于该低输出电压准位时则导通电晶体165。稽纳二极体150的稽纳电压是决定该低输出电压准位。一电阻156，其耦接于第一输出端SW以及一电晶体170。电晶体170更耦接于第一输出端SW以及电晶体165。电晶体170在供应电压VC的电压准位低于低输出电压准位时产生第二致能讯号SEN。
请参阅图5，其为供应电路20的另一较佳实施例的电路图。如图所示，此实施例的一第一电晶体80是串联于输入电晶体60，以提供该供应电压VC至第一输出端SW。第一电晶体80为一正临界装置。阻抗装置70耦接于输入电晶体60以及第一电晶体80以提供偏压，进而导通输入电晶体60以及第一电晶体80。当供应电压VC的电压准位高于高输出电压准位时，第一致能讯号S0V截止输入电晶体60以及第一电晶体80。第一电晶体80是被用来对供应电路20提供保护。当供应电压VC被短路时，第一电晶体80将截止以保护输入电晶体60。
请参阅图6，其为本发明的电源供应器的另一较佳实施例的电路图。此实施例耦接于整流电路10一供应电路30的导通与截止是同步于线电压VAC。此供应电路30可为电源电路、电源供应电路、电源调整电路或电源来源电路。供应电路30仅能在输入电压VIN低于一输入临界电压时被导通，如此可降低输入电晶体60的切换损耗，以及增进供应电路30的效率。
请参阅图7，其为输入电压VIN的波形图。当输入电压VIN低于一临界电压VT时，输入电压VIN的电源可以传送至第一输出端SW。其中临界电压VT是与输入临界电压相关。供应电路30包括有一侦测端DET，其经由一分压电路40而耦接输入电压VIN。分压电路40耦接于输入电压VIN以及侦测端DET。分压电路40包括有电阻41、42。电阻41、42是相互串联。
请参阅图8，其为图6电源供应器的供应电路30的一较佳实施例的电路图。如图所示，供应电路30包含有输入电晶体60，输入电晶体60耦接于输入端IN而接收输入电压VIN，以在第一输出端SW提供该供应电压VC。上述的输入电压VIN为电压源。一输入侦测电路75，其一正输入端耦接于供应电路30的侦侧端DET，以经由分压电路40侦测输入电压VIN，并且依据输入电压VIN的电压准位产生一控制讯号。控制讯号在输入电压VIN的电压准位高于临界电压VT时截止输入电晶体60。控制讯号是经由耦接于输入侦测电路75与输入电晶体60之间的一第二电晶体65截止输入电晶体60。输入侦测电路75包括有该临界电压VT。临界电压VT与输入临界电压相关。临界电压VT耦接于输入侦测电路75的一负输入端。
输出侦测电路100，其耦接于第一输出端SW以侦测供应电压VC，进而依据供应电压VC的电压准位而在第一致能端OV产生第一致能讯号S0V。此实施例的输出侦测电路100的电路是可一图4的电路来实现。阻抗装置70耦接于输入电晶体60，以提供偏压，进而导通输入电晶体60。上述的第一致能讯号S0V是耦接于输入电晶体60，以在供应电压VC的电压准位高于该高输出电压准位时截止输入电晶体60。此外，输出侦测电路100更在第二致能端EN产生第二致能讯号SEN。第二致能讯号SEN传送至低压降稳压器300，以在供应电压VC的电压准位低于该低输出电压准位时截止供应电路30的输出电压V0。低压降稳压器300耦接于第二输出端OUT。
请参阅图9，其为图6电源供应器的供应电路30的另一较佳实施例的电路图。如图所示，供应电路30包括有输入电晶体60，其耦接于输入端IN以接收输入电压VIN。第一电晶体80，其串联于输入电晶体60以提供该供应电压VC至第一输出端SW。输入侦测电路75，其正输入端耦接于供应电路30的侦测端DET，以侦测输入电压VIN进而依据输入电压VIN的电压准位产生控制讯号。输入侦测电路75包括有临界电压VT，其耦接于输入侦测电路75的负输入端。第二电晶体65，其耦接于输入侦测电路75、输入电晶体60以及第一电晶体80，以依据控制讯号截止输入电晶体60与第一电晶体80。当输入电压VIN的电压准位高于临界电压VT时，输入电晶体60以及第一电晶体80将被截止。第一电晶体80与第二电晶体65为正临界装置。
输出侦测电路100，其耦接于供应电压VC，以依据供应电压VC的电压准位产生第一致能讯号S0V与第二致能讯号SEN。阻抗装置70，其耦接于输入电晶体60与第一电晶体80，以提供偏压，进而导通输入电晶体60与第一电晶体80。第一致能讯号S0V传送至输入电晶体60与第一电晶体80，以在供应电压VC的电压准位高于该高输出电压准位时截止输入电晶体60以及第一电晶体80。第二致能讯号SEN传送至低压降稳压器300，以导通/截止供应电路30的输出电压V0。当供应电压VC的电压准位低于低输出电压准位时，输出电压V0将被截止。
请参阅图10，其为本发明的低压降稳压器300的电路图。如图所示，其包括有一运算放大器310、一传输元件(passelement)320与电阻325、351、352。运算放大器310，其包括有一参考电压VREF。参考电压VREF耦接于运算放大器310的一负输入端。电阻352，其耦接于运算放大器310的一正输入端。第二致能讯号SEN传送至运算放大器310，以提供电源至运算放大器310让运算放大器310运作。传输元件320，其耦接于运算放大器310、第一输出端SW以及第二输出端OUT。一旦，第二致能讯号SEN禁能时，运算放大器310与传输元件320亦随之禁能。电阻351，其耦接于运算放大器310的正输入端、传输元件320以及第二输出端OUT。电阻325，其耦接于传输元件320，传输元件320可为电晶体。
以上所述，仅为本发明一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，故举凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利范围内。

Claims (17)

1.一种电源电路，其特征在于，其包含有：
一输入晶体管，耦接一电压源；
一第一晶体管，串联于该输入晶体管以提供一供应电压；
一输入侦测电路，耦接于该电压源以依据该电压源的电压准位产生一控制讯号；
一第二晶体管，耦接于该输入侦测电路、该输入晶体管与该第一晶体管，当该电压源的电压准位高于一临界电压时，该第二晶体管依据该控制讯号截止该输入晶体管与该第一晶体管；
一输出侦测电路，耦接于该供应电压以依据该供应电压的电压准位产生一第一致能讯号与一第二致能讯号；
一阻抗装置，耦接于该输入晶体管与该第一晶体管，以提供偏压而导通该输入晶体管与该第一晶体管；
其中，当该供应电压的电压准位高于一高输出电压准位时，该第一致能讯号截止该输入晶体管与该第一晶体管，该供应电压的电压准位低于一低输出电压准位时该第二致能讯号截止该电源电路的输出。
2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，该输入晶体管为一负临界装置。
3.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，该第一晶体管与该第二晶体管为正临界装置。
4.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，该输入侦测电路经由一分压电路耦接于该电压源。
5.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，该阻抗装置为一电阻或为一晶体管。
6.一种电源电路，其特征在于，其包含有：
一输入晶体管，具有一第一端、一第二端与一第三端，该第一端耦接一电压源以提供一供应电压；
一输入侦测电路，耦接于该电压源以依据该电压源的电压准位产生一控制讯号；
一阻抗装置，具有两端而分别连接于该输入晶体管的该第二端与该第三端，以提供偏压于该输入晶体管的该第二端与该第三端而导通该输入晶体管；
一输出侦测电路，耦接于该供应电压以依据该供应电压的电压准位产生一第二致能讯号；
其中，当该电压源的电压准位高于一临界电压时，该控制讯号截止该输入晶体管，该第二致能讯号用于在该供应电压的电压准位低于一低输出电压准位时截止该电源电路的输出。
7.如权利要求6所述的电源电路，其特征在于，该输入晶体管为一负临界装置。
8.如权利要求6所述的电源电路，其特征在于，该输入侦测电路经由一分压电路耦接于该电压源。
9.如权利要求6所述的电源电路，其特征在于，该输入侦测电路更耦接于一第二晶体管，该第二晶体管耦接于该输入晶体管，以依据该控制讯号截止该输入晶体管。
10.如权利要求6所述的电源电路，其特征在于，该输出侦测电路依据该供应电压的电压准位产生一第一致能讯号，当该供应电压的电压准位高于一高输出电压准位时，该第一致能讯号截止该输入晶体管。
11.一种电源电路，其特征在于，其包含有：
一输入晶体管，耦接一电压源；
一第一晶体管，串联于该输入晶体管以提供一供应电压；
一输出侦测电路，耦接于该供应电压以依据该供应电压的电压准位产生一第一致能讯号；
一阻抗装置，耦接于该输入晶体管与该第一晶体管，以提供偏压而导通该输入晶体管与该第一晶体管；
其中，当该供应电压的电压准位高于一高输出电压准位时，该第一致能讯号截止该输入晶体管与该第一晶体管，该输出侦测电路更依据该供应电压的电压准位产生一第二致能讯号，该第二致能讯号用于在该供应电压的电压准位低于一低输出电压准位时截止该电源电路的输出。
12.如权利要求11所述的电源电路，其特征在于，该输入晶体管为一负临界装置。
13.如权利要求11所述的电源电路，其特征在于，该第一晶体管为一正临界装置。
14.一种供应电路，其特征在于，其包含有：
一输入晶体管，耦接一电压源以提供一供应电压；
一输出侦测电路，耦接于该供应电压以依据该供应电压的电压准位产生一第一致能讯号；
一阻抗装置，耦接于该输入晶体管，以提供偏压而导通该输入晶体管；
其中，当该供应电压的电压准位高于一高输出电压准位时，该第一致能讯号截止该输入晶体管，该输出侦测电路更依据该供应电压的电压准位产生一第二致能讯号，该第二致能讯号用于在该供应电压的电压准位低于一低输出电压准位时截止该供应电路的输出。
15.如权利要求14所述的供应电路，其特征在于，该输入晶体管为一负临界装置。
16.一种电源电路，其特征在于，其包含有：
一输入晶体管，耦接一电压源以提供一供应电压；
一输出侦测电路，耦接于该供应电压以依据该供应电压的电压准位产生一第一致能讯号；
其中，当该供应电压的电压准位高于一高输出电压准位时，该第一致能讯号截止该输入晶体管，该输出侦测电路更依据该供应电压的电压准位产生一第二致能讯号，该第二致能讯号在该供应电压的电压准位低于一低输出电压准位时截止该电源电路的输出。
17.如权利要求16所述的电源电路，其特征在于，该第一致能讯号在该供应电压的电压准位低于一迟滞准位时导通该输入晶体管。
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