CN203206527U - 稳定功率电源供应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种稳定功率电源供应装置，其设置于一电源与一负载之间，包括一驱动单元、一电压检测单元与一反馈控制单元。其中，该驱动单元接收一电源的电能，并输出一工作电压与一工作电流至该负载；该电压检测单元用于检测该工作电压的电压值；该反馈控制单元默认有至少三个参考电压值，相邻两参考电压值之间形成一电压区段，该反馈控制单元依据该工作电压的电压值及该工作电压的电压值所属的电压区段的斜率参数，输出一电流控制信号至该驱动单元以控制该工作电流的电流值，使供输至该负载的功率维持于一预设功率范围内。

Description

稳定功率电源供应装置

技术领域

本实用新型涉及电源供应装置，特别是一种稳定功率电源供应装置。

背景技术

稳定功率电源供应装置被用于连接需要提供恒定功率的负载(例如发光二极管芯片或充电电池)，用于提供一预设功率的电能至该负载。常用的稳定功率电源供应装置只能提供一种工作电压与工作电流的组合到负载。然而，对于相同功率但需不同的工作电压与工作电流的负载，常用的电源供应装置便无法适用。以发光二极管芯片为例，目前市面上的发光二极管芯片规格琳琅满目，对于具有相同功率的发光二极管芯片，其工作电压与工作电流的组合种类繁多，就28W的发光二极管芯片为例，其工作电压与工作电流的组合即有80V/350mA、56V/500mA、40V/700mA等组合，因此，为了驱动如此多种规格组合的发光二极管芯片，目前的方式是针对每一种发光二极管芯片开发一种电源供应装置。然而，对于发光二极管照明系统的制造商而言，每一种功率的发光二极管芯片都需制造多种电源供应装置，不但增加电源供应装置库存的压力，而且无法以量制价，导致制造成本居高不下。因此，常用的稳定功率电源供应装置的设计仍未臻完善，当有待改进之处。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种稳定功率电源供应装置，可适用于同一功率但不同工作电压与工作电流组合的负载。

为达成上述目的，本实用新型所提供的稳定功率电源供应装置设置于一电源与一负载之间，用于控制供输至该负载的功率于一默认功率范围内，包括一驱动单元、一电压检测单元与一反馈控制单元。其中，该驱动单元电性连接该电源与该负载，用于接收该电源的电能并输出一工作电压与一工作电流至该负载；一电压检测单元电性连接该驱动单元，用于检测该工作电压的电压值；该反馈控制单元电性连接该电压检测单元及该驱动单元，该反馈控制单元默认有至少三个参考电压值，相邻两参考电压值之间形成一电压区段，各该电压区段对应有一斜率参数，该反馈控制单元依据该电压检测单元所测得的工作电压的电压值及该工作电压的电压值所属的电压区段的斜率参数，输出一电流控制信号至该驱动单元以控制输出至该负载的工作电流的电流值，其中，该工作电流的电流值与该工作电压的电压值的乘积介于该预设功率范围内。

其中，当该反馈控制单元判断该工作电压的电压值高于一上限电压值时，该反馈控制单元输出一电压控制信号至该驱动单元以控制该输出至该负载的工作电压的电压值等于所述参考电压值中的最大者。

其中，该稳定功率电源供应装置包括一电流检测单元，电性连接该驱动单元与该反馈控制单元，用于检测该工作电流的电流值；当该反馈控制单元判断该工作电流的电流值高于一上限电流值时，该反馈控制单元输出该电流控制信号至该驱动单元以控制该输出至该负载的工作电流的电流值等于该上限电流值。

其中，该反馈控制单元包括相互电性连接的一比较器与一信号产生器，该比较器电性连接该电压检测单元，该信号产生器电性连接该驱动单元，该比较器默认有所述参考电压值及所述斜率参数，该比较器判断该工作电压的电压值所属的电压区段，并输出对应该工作电压的电压值所属的电压区段的斜率参数的一斜率信号，该信号产生器接收该斜率信号后，依据该斜率信号与该工作电压的电压值输出该电流控制信号。

其中，该预设功率范围为该预设功率的90％至110％之间。

其中，所述电压区段的斜率的绝对值依所述参考电压值由大到小的顺序依序减小。

其中，该工作电压为直流电压，该工作电流为直流电流。

由此，通过该稳定功率电源供应装置，可适用于具有相同功率但不同工作电压及工作电流的负载，并维持供输至负载的功率于默认功率范围内。有效改善常用的稳定功率电源供应装置只能适用单一工作电压及工作电流的负载的不便。

附图说明

图1为使用本实用新型的优选实施例的稳定功率电源供应装置的发光二极管照明系统方块图；

图2为本实用新型的优选实施例的工作电压与工作电流关系曲线图。

附图标记说明：

10           电源

20           发光二极管芯片

30           驱动单元

40           稳定功率调整模块

42           电压检测单元

44           电流检测单元

46           反馈控制单元

462          比较器

464          信号产生器

V1、V2、V3、V4  参考电压值

Vmax         上限电压值

Imax         上限电流值

S            电压区段

C            曲线

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。

图1所示者为具有本实用新型的稳定功率电源供应装置的照明系统，本实施例的负载以一发光二极管芯片20为例，该稳定功率电源供应装置包括一驱动单元30与一稳定功率调整模块40。其中：

该驱动单元30电性连接一电源10与该发光二极管芯片20，用于接收该电源10的电能并输出直流的一工作电压与一工作电流至该发光二极管芯片20；该驱动单元30可受控制地改变该工作电压的电压值与该工作电流的电流值。在实际情况中，该驱动单元30可以采用PWM、半桥式、Buck、Boost等型式的电路为基础进行设计。

该稳定功率调整模块40包括有一电压检测单元42、一电流检测单元44与一反馈控制单元46。其中：

该电压检测单元42电性连接该驱动单元30，用于检测该驱动单元30供输至该发光二极管芯片20的工作电压的电压值。该电流检测单元44电性连接该驱动单元30，用于检测该驱动单元30供输至该发光二极管芯片20的工作电流的电流值。

该反馈控制单元46包括相互电性连接的一比较器462与一信号产生器464，该比较器462电性连接该电压检测单元42与该电流检测单元44，该信号产生器464电性连接该驱动单元30。请配合图2所示，在本实施例中，该比较器462预设有四个不同的参考电压值V1、V2、V3、V4，各该参考电压值皆对应有一工作电流的电流值。在相邻两参考电压值之间形成一电压区段S，而该三个电压区段S所连接形成的三条直线接近理想的工作电压-工作电流的关系曲线C，前述的理想的工作电压-工作电流的乘积即为一预设功率。兹定义该参考电压值V1(参考电压值中的最大者)即为一上限电压值Vmax；而该参考电压值V4(参考电压值中的最小者)所对应的工作电流的电流值为一上限电流值Imax。各该电压区段S的直线具有一斜率，所述电压区段S的斜率的绝对值依所述参考电压值V1、V2、V3、V4由大到小的顺序依序减小，亦即参考电压值V1-参考电压值V2的电压区段S的斜率的绝对值为最大，而参考电压值V3-参考电压值V4的电压区段S的斜率的绝对值为最小。各该斜率则对应有一斜率参数，所述斜率参数预设于该比较器462中；而该比较器462可对应各该斜率参数输出一相对应的斜率信号。

该信号产生器464用于接收该斜率信号，并将该斜率信号与该工作电压的电压值经运算后输出一电流控制信号至该驱动单元30，该驱动单元30接收该电流控制信号后，依据该电流控制信号相应地改变输出至该发光二极管芯片20的工作电流的电流值。

当连接具有相同于该默认功率的发光二极管芯片20至该驱动单元30时，该电压检测单元42检测该驱动单元30供输至该发光二极管芯片20的工作电压的电压值。该比较器462依据该电压检测单元42所测得的工作电压的电压值判断该工作电压的电压值所属的电压区段S，并取得对应该工作电压的电压值所属的电压区段S的斜率参数，据以输出相对应的斜率信号。该信号产生器464依据该工作电压的电压值以及所接收的该斜率信号，输出相应的该电流控制信号至该驱动单元30，使该驱动单元30输出至该发光二极管芯片20的工作电流的电流值与该工作电压的电压值的乘积介于该预设功率范围内。亦即，利用该工作电压的电压值及所属电压区段S的直线的斜率运算得到该预设功率所需的工作电流的电流值。优选地，该预设功率范围为该预设功率的90％至110％(即该预设功率±10％之间)，举例而言，该预设功率为28W，则该工作电流的电流值与该工作电压的电压值的乘积为介于25.2W至30.8W之间。

此外，当该比较器462判断该工作电压的电压值高于该上限电压值Vmax时，该比较器462发送一电压限制信号至该信号产生器464，该信号产生器464收到该电压限制信号后输出一最高电压控制信号至该驱动单元30以限制输出至该发光二极管芯片20的工作电压的电压值等于该参考电压值V1。由此，可避免该驱动单元30输出的工作电压异常，而造成发光二极管芯片20损坏。

当该比较器462判断该工作电流的电流值高于该上限电流值Imax时，该比较器462发送一电流限制信号至该信号产生器464，该信号产生器464收到该电流限制信号后输出一最高电流控制信号至该驱动单元30以限制输出至该发光二极管芯片20的工作电压的电压流等于该上限电流值Imax，避免输出的工作电流异常，而造成发光二极管芯片20损坏。

在上述实施例中，以发光二极管芯片20为例作说明本实用新型的稳定功率电源供应装置，除了发光二极管芯片20之外，其它需要稳定功率操作的电子产品，例如充电电池，同样可以使用本实用新型的稳定功率电源供应装置。

本实用新型的稳定功率电源供应装置利用复数个电压区段S与工作电流的关系构成接近理想的工作电压-工作电流曲线C，即使更换不同工作电压的负载，皆可相应地改变供输至负载的工作电流，使供输至负载的功率维持在默认功率范围内，达到稳定功率的效果。有效改善常用的电源供应装置只能适用单一工作电压及工作电流的负载的不便。而当默认的电压区段S越多，所输出的该预设功率范围则越接近理想值。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种稳定功率电源供应装置，其设置于一电源与一负载之间，用于控制供输至该负载的功率于一默认功率范围内，其特征在于，包括：

一驱动单元，电性连接该电源与该负载，用于接收该电源的电能并输出一工作电压与一工作电流至该负载；

一电压检测单元，电性连接该驱动单元，用于检测该工作电压的电压值；以及

一反馈控制单元，电性连接该电压检测单元及该驱动单元，该反馈控制单元默认有至少三个参考电压值，相邻两参考电压值之间形成一电压区段，各该电压区段对应有一斜率参数，该反馈控制单元依据该电压检测单元所测得的工作电压的电压值及该工作电压的电压值所属的电压区段的斜率参数，输出一电流控制信号至该驱动单元以控制输出至该负载的工作电流的电流值，其中，该工作电流的电流值与该工作电压的电压值的乘积介于该预设功率范围内。

2.如权利要求1所述的稳定功率电源供应装置，其特征在于，当该反馈控制单元判断该工作电压的电压值高于一上限电压值时，该反馈控制单元输出一电压控制信号至该驱动单元以控制该输出至该负载的工作电压的电压值等于所述参考电压值中的最大者。

3.如权利要求2所述的稳定功率电源供应装置，其特征在于，包括一电流检测单元，电性连接该驱动单元与该反馈控制单元，用于检测该工作电流的电流值；当该反馈控制单元判断该工作电流的电流值高于一上限电流值时，该反馈控制单元输出该电流控制信号至该驱动单元以控制该输出至该负载的工作电流的电流值等于该上限电流值。

4.如权利要求1所述的稳定功率电源供应装置，其特征在于，该反馈控制单元包括相互电性连接的一比较器与一信号产生器，该比较器电性连接该电压检测单元，该信号产生器电性连接该驱动单元，该比较器默认有所述参考电压值及所述斜率参数，该比较器判断该工作电压的电压值所属的电压区段，并输出对应该工作电压的电压值所属的电压区段的斜率参数的一斜率信号，该信号产生器接收该斜率信号后，依据该斜率信号与该工作电压的电压值输出该电流控制信号。

5.如权利要求1所述的稳定功率电源供应装置，其特征在于，该默认功率范围为该预设功率的90％至110％之间。

6.如权利要求1所述的稳定功率电源供应装置，其特征在于，所述电压区段的斜率的绝对值依所述参考电压值由大到小的顺序依序减小。

7.如权利要求1所述的稳定功率电源供应装置，其特征在于，该工作电压为直流电压，该工作电流为直流电流。