TW201122794A - Power supply circuit capable of reducing power loss and computer device using the same - Google Patents

Description

201122794 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本案係關於一種電源供應電路，尤指一種可減 、電源損耗之電源供應電路及其適用之電腦裝置。 【先前技術】 蚯著科技的進步，各式各樣的電子產品，例如 電細裝置’已成為現代人生活中不可或缺的一部 刀’而在这些電子產品的内部設計巾最不可或缺 的即為電源供應電路。 以應用於電腦裝置之電源供應電路為例，由於 習知電源供應電路需提供適t的運作直流電壓給電 之各式電子設備，例硬碟機、光碟機及主 機板等，使該些電子設備可正常運作，因此習知電 ί供應電路會具有—主要電源電路，其係採用具有 咼電源轉換效率之諧振式、推挽式 ,^ ^ t ^ 順向式或降壓 式4電路架構來實現，用以當電腦 执（ 、 田电細裝置處於電源開 啟（power on)狀態而運作時，將 s. . .. 矸將所接收之電源轉 f成複數個不同準位之運作直流電壓，例如3 3V、 5v、m及—12"’以提供給電腦裳置内之各 子設備，使該些電子設備可正常運作。 > 一此外，當電腦裝置處於電源關閉（如财0 不運：V需要電源供應電路提供待機直流 dby DC:VGltage)給-些低耗電的待機電 201122794 路（standby circuit) ’例如主機板上之待機電路， 使電細裝置在電源關閉狀態時，仍可維持最基本的 運作，例如使電源指示燈發亮等，因&，習知電源 供應電路更會具有—輔助電源電路’其係將所接收 之電源轉換成待機直流電壓，例# 5V，以在電腦裝 置處於電源開啟或關閉狀態時’供電腦裝置之待機 電路使用。 ’ 由於習知電源供應電路之辅助電源電路僅針對 電腦裝置中—些低耗電的待機電路來提供待機直流 電壓’因此一般辅助電源電路會採用轉換效率相對 低於主要電源電路，且成本便宜之電路架構，例如 反馳式電路架構來實現，進而降低電源供應電路的 生產成本。 雖然習知電源供應電路的生產成本確實可藉由 輔助電源電路之電路架構係採用反馳 ς 減少’然而由於辅助…路的電源轉換= 差’因此當電腦裝置開始運作，且藉由習知電源供 應電路的主要電源電路以及輔助電源電路分別提供 運作直流電壓以及待機直流電壓給電腦裝置時，會 因為輔助電源電路的電源轉換效率差而具有較大的 電能損耗’然目前電子產品皆往節能以及降低耗損 =方向發展，故習知電源供應電路將無法符合實際 需求。 因此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失 6 201122794 且辅助電源電路仍可採用成本較為便宜之電路結構 來實現之可減少電源損耗之電源供應電路及其適用 之電腦裝置，實為目前迫切需要解決之問題。 L發明内容】 本案之主要目的在於提供一種可減少電源損耗 之電源供應電路及其適用之電腦裝置，俾解決習知 電源供應電路在滿足低生產成本之要求後，無法同 時提昇自身的電源轉換效率， 二 耗之缺失。 4 $而具有較大電能損 供一述目的，本案之-較廣義實施態樣為提 應電路’應用於電腦裝置中，係包含: 2 :!係具有主輪出端，且輸出運作直流 電星，辅助電源電路，並 源連接之輔助輸出端，=與電腦裝置之待機電 開關電路，係連接於主且於輸屮出f機直流電壓；以及 :，其中，當電腦裝置關閉 出广： 機電路所需之電能係由待機二=電路截止，待 腦裝置啟動時，開關電屢所提供，當電 由主輸出端及開關電作直流電壓係經 電路所需之電能。 、至待機電路，提供待機 為達上述目的，本 提供-種電腦裝置，孫：另一較廣義實施態樣為 電路，係包合：士》 、匕含：待機電路；電源供應 . 電源電路，係具有第一主輸出 201122794 =且輸出第-運作直流電壓；辅助電源電路，其 待機電路連接之輔助輸出端，且輸出待機直 ^電壓；以及開關電路，係連接於帛_ ^ ^ ^ ^ 主輸出端以 ~出端之間’·其中，當電腦裝置關閉時，開 ^電路截止，待機電路所需之電能係 壓所提供，當電腦裝置啟動時，開關電路導Π 一運作直流電壓係經由第一主銓山㈣a ea 乐主輸出端及開關電路傳 送至待機電路，提供待機電路所需之電能。 【實施方式】 &體現本案特徵與優點的—些典型實施例將在後 段的說明中詳細敘述。岸理艇 應理解的是本案能夠在不同 的1、樣上具有各種的變化’其皆不脫離本案的範 圍且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之 用’而非用以限制本案。 請參閱第―圖，其料本案較佳f施例之電源 供應電路應用於電腦裝置之電路結構示意圖。如圖 所不，本實施例之電源供應電路ι係應用於一電腦 裝置9中且與電腦裝置9之一系統單元9〇連接。其 中電腦裝置9可為但不限於個人電腦，且由一交流 電源AC，例如市電，所提供之—交流電壓L供電。 系統單元90則可為一主機板，但不以此為限，且具 有主電路91及—待機電路92。其中，當電腦裝置 9處於電源開啟狀態而開始啟動時，系統單元90係 8 201122794 藉由主電路91來運作，而當電腦裝置9處於電源關 閉狀態而關閉時，系統單元90則藉由待機電路92 來運作。此外，待機電路92更會針對電腦裝置9係 關閉或是啟動而對應地輸出低電壓準位或是為高電 壓準位的啟動訊號Vps.Qn。 電源供應電路1係包含一電磁干擾濾波及整流 電路10、一主要電源電路11、一辅助電源電路 .以及一開關電路13。其中，電磁干擾濾波及整流電 路10係與交流電源AC連接而接收交流電壓，其 係用以;慮除父流電愿Vac的電磁雜訊，並將交流電壓 Vac整流為過渡直流電壓vd。 於本實施例中，主要電源電路u可為但不限於 為一直流/直流轉換器，且更可由具有高電源轉換效 率之電路架構，例如電源轉換效率達到9〇%之諳振 式、推挽式、順向式或降壓式等電路架構所構成， •主要電源電路11係連接於電磁干擾濾波及整流電路 10以及主電路91之間，且與待機電路92連接而接 收啟動訊號vps_on，主要電源電路u係用以接收過 渡直流電壓Vd’並當啟動訊號Vpscn為高電壓準位 時，將過渡直流電壓Vd轉換成不同額定電壓值之第 運作直電壓V。】以及一第二運作直流電壓， 且主要電源電路U係具有一第一主輸出# lu以及 -第二主輸出端lib，其中，第一主輸出端lla係輸 出第-運作直流電壓V01，第二主輸出端llb係輸出 201122794 第二運作直流電壓¥。2。 ，助電源電路12係連接於電磁干擾遽波及 =遠1及待機電路92之間，且與主要電源電路 盆轉換A f古其係用以接收過渡直流電壓Vd，並將 /、轉為八有額定電壓值的待機直流電壓Vs，且待 機直机電壓Vs的電壓值實質上會等於第一運作直流 2壓v。1的電壓值’此外，輔助電源電路12係具有 φ 輔助輸出知12a，其係輸出該待機直流電壓vs。 於本實施例中，辅助電源電路12可為但不限於 為一直流/直流轉換器，且輔助電源電路12更可由 源轉換效率相對低於主要電源電路11，但成本便宜 之電路架構來構成，例如電源轉換效率達到70%之 反馳式電路。此外，辅助電源電路12更包含一變壓 器τ、_ —辅助開關電路121、一控制電路122以及一 整流元件，例如二極體DI。 • 冑壓器Τ之初級繞組Νι係與電磁干擾及整流滤 波電路10友辅助開關電路121連接，變壓器τ之次 級繞組Ν2則與二極體Di之陽極端連接，變壓器= 係用以當辅助開關電路121進行導通或截止之作動 時，將初級繞組N〗所接收之電能以電磁方式傳送至 次級繞組N2’使得次級繞組乂上產生具有相同額定 電壓值之一内電壓Vi。控制電路122係與輔助開關電 路121之控制端、待機電路92以及二極體a之陽 極端連接，其係用以控制辅助開關電路121之作動， 201122794 ===路=輸*之啟動訊號一 、 就Vps'°n控制輔助開關電路121之責任週 端俜Si調整内電壓义的電壓值。二極體Dl之陰極 舳係與辅助輸出端12a連接。

開關電路13係連接於主要電源電路11之第一主 輸出端…以及輔助電源電路12之辅助輪出端m :間即開關電路13之-第一電流傳導端131係與 第-：輸出端11a連接，開關電路13之一第二電流 專導132係與辅助輸出端j 2a連接，此外，開關 電路U更具有一控制端133,係與待機電路92及主 要電源電路11連接，且接收待機電& %所輸出之 啟動訊號νρ_η’該開關電路13係依據啟動訊號 Vps-on的電壓準位而進行導通或截止。 於上述實施例中，辅助開關電路121及開關電 路13係可分別由一金氧半導體場效電晶體（Me… Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET)所構成’但並不以此為限，亦可由雙載體 電晶體（Bipolar Junction Transistor, BJT)或是由可藉 由訊號觸發導通及截止功能之電子開關所構成。 於一些實施例中，第一運作直流電壓ν〇ι及待機 直流電塵Vs的電壓值可為5V，而第二運作直流電壓 V。2之電壓值可為3.3V、12V或-12V，但皆不以此為 限。此外，主要電源電路11之輸出端及所輸出之運 作直流電壓的個數並不侷限於如第二圖所示皆為兩 201122794 個，亦可例如僅具有一個輪 流電璧’或是例如具有三個以：：：。個運作直 三個以上之運作直流電壓。之輸以以及輸出 之二ΓΓ明第一圖所示之電源供應電路！ 電源關門再參閱第一圖，當電腦裝置9處於 ，原關閉狀癌而關閉時’待機電 麗準位之啟動訊號V—，使得主Μ更/輸出低電 便传主要電源電路11不 •便會r!關電路13截止’此時，輔助電源電路12 2會、由辅助輸出端12a傳送待機直流電壓 機電=92,以提供待機電路％運作時所需之電能，。 當電«I 2纟電源關閉狀態 匕 Γ:二 待機電路92所輸出之啟動訊號

Vps-on便會由低電壓準位轉變為高電壓準位， 要電源電路11開始運作而開關電路13導通，此 =要電源電路η便會分別經由第一主輸出端…及

第一主輸出端nb而輸出第一運作直流電壓V 二運作直流V()2至主電路91，以提供主電°路91 運作時所需之電能。 同時，控制電路122會依據啟動訊號v s 〇n 電壓準位而控制輔助間關電路121停止作ϋ是= 輔助開關電路121之責任週期變小，以將内電 的電壓值控制低於額定電壓值，即内電壓、的電壓 值會被控制低於輔助輸出電壓Vs，使得二極體&不 導通而形成閧路狀態，如此一來，補助電源電路12 12 201122794 便不會供電給待機㈣92，使得主要電源電路_ 第一主輸出端lla所輸出之第一運作直流電壓Vi 會經由開關電路13傳送至待機電路92,使待機電路 92運作時所需之電能改由直流電壓^所提供。 由上可知，藉由設置與主要電源電路u及輔助 電源電路12連接之開關電路13，並控制開關電路 13之導通或截止’便可使得系統單^⑽之待機電路 • 92於電腦裝置9處於啟動狀態時，由電源供應電路 1中具有較咼電源轉換效率之主要電源電路丨丨來供 電’而當電腦裝置9處於關閉狀態時，才改用電源 轉換效率較低之輔助電源電路12來供電，因此，本 案電源供應電路丨的電源輸出效率相較於習知電源 供應電路便可提昇，進而降低電源之損耗，同時， 因本案之輔助電源電路12仍可採用較為便宜的電路 結構來實現，故本案電源供應電路丨的生產成本亦 鲁可降低。 於其他實施例中，電源供應電路1更具有至少 了濾波電路，例如第二圖所示之第一濾波電路2〇、 第一濾波電路21以及第三濾波電路22，其中第一濾 波電路20係連接於第一主輸出端Ua以及主電路 之間，第二濾波電路21係連接於第二主輸出端lib 以及主電路91之間，第三濾波電路22係連接於辅 助輪出端12a以及待機電路92之間，第一濾波電路 2〇、第二濾波電路21以及第三濾波電路22係分別 13 201122794 用以對第一運作直流電壓ν〇ι、第二運作直流電壓 V。2以及待機直流電壓Vs濾波，且各自可由至少一 滤波電容C以及至少—、请、、*帝式τ ^ 王/ 濾波電感L所構成，但並 以此為限。 、综上所述’本案提供—種可減少電源損耗之電 源應電路及其適用之電腦裝置，藉由於主要電源電 路以及辅助電源電路之間設置開關電路，並控制開 •關電路之導通或截止，是以當電腦裝置開始運作 時’開關電路將導通，使電源供應電路中具有較高 電源轉換效率之主要電源電路會經由開關電路提： 第一運作直流電壓給待機電路，@當電腦裝置處於 關閉狀態而停止運作時，開關電路將關閉，改由電 源轉換效率較低之辅助電源電路來提待機直流電麗 、°待機電路，故本案電源供應電路的電源輸出效率 便可提昇，進而降低電源之損耗，同時，由於本案 •之辅助電源電路Μ可採用成本便宜的電路結構來實 現故本案電源供應電路的生產成本便可降低。 本案知由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般 修飾’然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。 201122794 【圖式簡單說明】 第^圖 * 甘〆 •，、係為本案較佳實施例之電源供應電路應 用於電腦裝晋> 命 ^ 置之電路結構示意圖。 第一圖：其係兔楚· _ & w a甘& 、為第—圖所示之電源供應電路之一變 化例及其應用於 、電恥裝置之電路結構示意圖。 【主要元件符號說明】 I :電源供應電路

10 :電磁干擾及整流電路 II :主要電源電路 11 a :第一主輸出端 lib :第二主輸出端 12 :輔助電源電路 121 :辅助開關電路 122 :控制電路 12a :辅助輸出端 13 .開關電路 131 :第一電流傳導端 132 :第二電流傳導端 133 :控制端 20 :第一濾波電路 21 :第二濾波電路 22 :第三濾波電路 9 :電腦裝置 15 201122794 90 :系統單元 91 :主電路 92 :待機電路 AC :交流電源 Vac :交流電壓 初級繞組 次級繞組

Vd :過渡直流電壓 VQl :第一運作直流電壓 Vq2 :第二運作直流電壓 ® Vs :待機直流電壓 Vi :内電壓 VpS-〇n :啟動訊號 T :變壓器 N!

N

Claims (1)

1. 201122794 七、申請專利範圍·· 源供應電路，應用於一 電腦裝 1.一種可減少電源損耗之電 置中’其係包含： 王要電源電路’係具有 鞠出端’且輸出 第一運作直流電壓； 一辅助電源電路，係且古絲μ， 腦梦署》獅輸出端，其係與該1 版裝置之—待機電源連接，且輸出—待機直流電壓；以及

   端⑼«電路，係連接於該第—主輸出端與該輔助輸出 其中’當該電《置關閉時，該開關電路截止， 機電路所需之電能係由該待機直流電壓所提供，當該電腦 裝置啟動時，該開關電路導通，該第一運作直流電壓係經 由該第-主輸出端及該開關電路傳送至該待機電路，提供 該待機電路所需之電能。 2. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路，其中該第 • 一主輸出端更與該電腦裝置之一主電路連接，且當該電腦 裝置啟動時，該第一運作直流電壓傳送至該主電路。 3. 如申請專利範圍第2項所述之電源供應電路，其中該主 要電源電路更具有一第二主輸出端，其與該主電路連接且 輪出一第二運作直流電壓。 4. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路，其中該辅 助電源電路的電源轉換效率係低於該主要電源電路。 5. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路，其中該第 一運作直流電壓的電壓值係等於該待機直流電壓的電麗 201122794 值。 6. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路，更具有一 電磁干擾濾波及整流電路，係與一交流電源、該主要電源 電路及該輔助電源電路連接，其係將該交流電源提供之一 交流電壓濾除電磁雜訊且整流。 7. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路，其中該待 機電路更輸出一啟動訊號，該啟動訊號於該電腦裝置啟動 時為高電壓準位，於該電腦裝置關閉時為低電壓準位。 8. 如申請專利範圍第7項所述之電源供應電路，其中該開 關電路之一控制端係與該待機電路連接而接收該啟動訊 號，使該開關電路收該啟動訊號驅動而進行導通或截止。 9. 如申請專利範圍第7項所述之電源供應電路，其中該辅 助電源電路係包含： 一變壓器； 一整流元件，其一端係與該輔助輸出端連接，另一端 係與該變壓器之一次級繞组連接而接收一内電壓； 一輔助開關電路，係與該變壓器之一初級繞組連接； 以及 一控制器，係與該輔助開關電路、該次級繞組及該待 機電路連接，且接收該啟動訊號； 其中，當該電腦裝置啟動而該啟動訊號為高電壓準位 時，該控制電路係控制該輔助開關電路停止作動或是控制 該輔助開關電路之責任週期變小，以將該内電壓的電壓值 控制低於該辅助輸出電壓，俾使該整流元件形成開路狀 201122794 態。 10. 如申請專利範圍第9項所述之電源供應電路，其中該開 關電路及該輔助開關電路係由一金氧半導體場效電晶體 所構成。 11. 如申請專利範圍第9項所述之電源供應電路，其中該整 流元件係為一二極體。 12. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路，其中該主 要電源電路及該輔助電源電路係分別由一直流/直流轉換 B器所構成。 13. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路，其中該主 要電源電路係由諧振式、推挽式、順向式或降壓式之電路 架構之一所構成。 14. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路，其中該輔 助電源電路係由返馳式之電路架構所構成。 15. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路，其中該電 φ 源供應電路更具有複數個濾波電路，係分別與該第一主輸 出端以及該輔助輸出端連接，以分別對該第一運作直流電 壓及該待機直流電壓進行濾波。 16. 如申請專利範圍第15項所述之電源供應電路，其中該 複數個濾波電路係分別由至少一濾波電容以及至少一濾 波電感所構成。 17. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路，其中該第 一運作直流電壓及該待機直流電壓的電壓值為5V。 18. —種可減少電源損耗之電腦裝置，係包含： 19 201122794 一待機電路；以及 一電源供應電路，係包含： 且輸出一運作 主要電源電路，係具有一主輸出端 直流電壓； 一辅助電源電路，係具有與該待機電路連接之一辅助 輸出端，且輸出一待機直流電壓；以及 『·開關電路，係連接於該主輸出端與該輔助輸出端之 • fa1 ： 其中’當該電腦裝置關閉時，該開關電路截止，該待 機電路所需之電能係由該待機直流電壓所提供，當該電腦 裝置啟動時’該開關電路導通，該運作直流電壓係經由該 主輸出端及該開關電路傳送至該待機電路，提供該待機電 路所需之電能。 19. 如申請專利範圍第18項所述之該電腦裝置，其中該電 腦裝置更具有-主電路’係與該待機電路構成—系統單 φ元，該系統單元於該電腦裝置啟動時，係藉由該主電路而 運作，而於該電腦裝置關閉時，藉由該待機電路而運作。 20. 如申明專利範圍第19項所述之電腦裝置，其中該電腦 裝置係為個人電腦，且該系統單元係為一主機板。 20