TW201351865A - 電壓轉換電路 - Google Patents

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Abstract

一種電壓轉換電路，用於將交流電壓轉換為直流電壓。該電壓轉換電路包括用於接收該交流電壓的輸入端、第一保險絲、過壓保護單元、整流單元、濾波單元及用於輸出該直流電壓的輸出端，該輸入端、第一保險絲、過壓保護單元、整流單元、濾波單元及輸出端依次電性連接。該電壓轉換電路還包括第二保險絲，該第二保險絲連接於過壓保護單元與整流單元之間或者整流單元與濾波單元之間。

Description

電壓轉換電路
本發明涉及一種電壓轉換電路，特別涉及一種AC/DC電壓轉換電路。
目前各消費類電子產品的安全性受到消費者越來越多的關注，其中AC/DC電源模組的安全保護功能亦顯得越來越重要。在AC/DC電源模組的電壓轉換電路中，通常在構成交流電壓輸入端的火線與零線之間設置一個防雷擊元件，如壓敏電阻（Varistor），並在交流電壓輸入端與壓敏電阻之間串聯一個額定電流較大的保險絲。當交流電壓輸入端出現瞬態過電壓時，壓敏電阻在瞬態過電壓作用下阻抗迅速降低，使流過它的電流激增，從而達到對後端電壓轉換電路的保護效果。當壓敏電阻經過長期使用性能下降或損壞後，可以通過熔斷該保險絲以防止熱量在壓敏電阻上累積引發火災。
由於AC/DC電源模組的電壓轉換電路中通常設置有電解電容用於濾波，電解電容在超過壽命週期後會出現異常短路現象，而此時上述額定電流較大的保險絲不易熔斷，後端電壓轉換電路上會出現熱量累積，進而造成火災隱患。
鑒於此，有必要提供一種具有異常短路保護功能的電壓轉換電路。
一種電壓轉換電路，用於將交流電壓轉換為直流電壓。該電壓轉換電路包括用於接收該交流電壓的輸入端、第一保險絲、過壓保護單元、整流單元、濾波單元及用於輸出該直流電壓的輸出端，該輸入端、第一保險絲、過壓保護單元、整流單元、濾波單元及輸出端依次電性連接。該電壓轉換電路還包括第二保險絲，該第二保險絲連接於過壓保護單元與整流單元之間或者整流單元與濾波單元之間。
上述電壓轉換電路在濾波單元出現異常短路現象時，藉由熔斷第二保險絲，防止熱量在濾波單元中累積，進而避免了火災隱患。
請參閱圖1，一較佳實施方式的電壓轉換電路100用於將交流電壓轉換為直流電壓，該直流電壓被提供給負載200。電壓轉換電路100包括依次電性連接的輸入端10、第一保險絲F1、過壓保護單元11、第一電磁干擾抑制單元12、第二電磁干擾抑制單元13、整流單元14、第二保險絲F2、濾波單元15及輸出端16。第一保險絲F1的額定電流大於第二保險絲F2的額定電流，輸出端16用於輸出上述直流電壓。
輸入端10包括第一輸入端101及第二輸入端102，第一輸入端101及第二輸入端102用於接收外部交流電壓。在本實施方式中，上述外部交流電壓指220V交流電壓，第一輸入端101為火線，第二輸入端102為零線。
第一保險絲F1連接於第一輸入端101與過壓保護單元11之間。在過壓保護單元11經長期使用而性能下降或失效後，第一保險絲F1能夠熔斷以防止熱量在過壓保護單元11累積，從而避免火災隱患。在其他實施方式中，第一保險絲F1還可以連接於第二輸入端102與過壓保護單元11之間。
過壓保護單元11連接於第一保險絲F1與第一電磁干擾抑制單元12之間。過壓保護單元11用於抑制施加到輸入端10的瞬態過電壓，例如進行雷擊測試時施加到輸入端10的4kV或6kV的瞬間高電壓等，從而保護後端第一電磁干擾抑制單元12、第二電磁干擾抑制單元13、整流單元14、濾波單元15中的電子元件免受瞬態過電壓的損害。在本實施方式中，過壓保護單元11為防雷擊元件壓敏電阻R，壓敏電阻R的第一端111通過第一保險絲F1連接第一輸入端101，壓敏電阻R的第二端112連接第二輸入端102。當輸入端10出現瞬態過電壓時，壓敏電阻R在瞬態過電壓作用下阻抗迅速降低，使流過壓敏電阻R的電流激增，從而達到對後端電路中電子元件的保護效果。在其他實施方式中，壓敏電阻R可以替換為瞬態抑制二極體（TVS）等防雷擊元件。在其他實施方式中，壓敏電阻R可以替換為瞬態抑制二極體（TVS）等防雷擊元件。
第一電磁干擾抑制單元12連接於過壓保護單元11與第二電磁干擾抑制單元13之間，用於抑制電壓轉換電路100中的電磁干擾。在本實施方式中，第一電磁干擾抑制單元12包括第一電容C1，第一電容C1的第一端121連接壓敏電阻R的第一端111，第一電容C1的第二端122連接壓敏電阻的第二端112。
第二電磁干擾抑制單元13連接於第一電磁干擾抑制單元12與整流單元之間。第二電磁干擾抑制單元13用於抑制外部的電磁干擾訊號傳入，同時衰減自身工作時產生的電磁干擾訊號，能有效地降低電磁干擾強度。在本實施方式中，第二電磁干擾抑制單元13為共模電感L1。共模電感L1包括第三輸入埠132、第四輸入埠134、第三輸出埠136及第四輸出埠138，第三輸入埠132連接第一電容C1與第一保險絲F1相連的一端，第四輸入埠134連接第一電容C1與第二輸入端102相連的另一端，第三輸出埠136及第四輸出埠138均連接於整流單元14。在其他實施方式中，共模電感L1可以替換為差模電感。
整流單元14連接於第二電磁干擾抑制單元13與濾波單元15之間，用於將電壓轉換電路100中的交流電壓整流為脈衝直流電壓。在本實施方式中，整流單元14為整流橋D。整流橋D包括第一輸入埠142、第二輸入埠144、第一輸出埠146及第二輸出埠148。第一輸入埠142連接共模電感L1的第三輸出埠136，第二輸入埠144連接共模電感L1的第四輸出埠138。第一輸出埠146用於輸出脈衝直流電壓，第二輸出埠148接地。
濾波單元15用於將整流單元14輸出的脈衝直流電壓濾波為平穩的直流電壓。在本實施方式中，濾波單元15包括電解電容C2。電解電容C2的正極藉由第二保險絲F2連接整流橋D的第一輸出埠146；電解電容C2的負極接地，電解電容C2的負極還連接整流橋D的第二輸出埠148。在其他實施方式中，電解電容C2的正極連接整流橋D的第一輸出埠146；電解電容C2的負極接地，電解電容C2的負極還藉由第二保險絲F2連接整流橋D的第二輸出埠148。
輸出端16包括第一輸出端161及第二輸出端162，第一輸出端161連接電解電容C2的正極，第二輸出端162連接電解電容C2的負極。負載200連接於第一輸出端161與第二輸出端162之間。
在本實施方式中，第二保險絲F2串聯連接於整流橋D的第一輸出埠146與電解電容C2的正極之間。第二保險絲F2的額定電流略大於電壓轉換電路100正常工作時整流橋D的第一輸出埠146的輸出電流。當電解電容C2超過壽命週期而出現異常短路現象時，第二保險絲F2熔斷，從而防止熱量在電解電容C2等元件上累積，避免了火災隱患。
在其他的第一實施方式中，第二保險絲F2亦可連接於過壓保護單元11與第一電磁干擾抑制單元12之間。具體地，第二保險絲F2的一端連接壓敏電阻R的第一端111，另一端連接第一電容C1的第一端121；或者第二保險絲F2的一端連接壓敏電阻R的第二端112，另一端連接第一電容C1的第二端122。
在其他的第二實施方式中，第二保險絲F2亦可連接於第一電磁干擾抑制單元12與第二電磁干擾抑制單元13之間。具體地，第二保險絲F2串聯連接於第一電容C1與共模電感L1的第三輸入埠132之間或者第一電容C1與共模電感L1的第四輸入埠134之間。
在其他的第三實施方式中，第二保險絲F2亦可連接於第二電磁干擾抑制單元13與整流單元14之間。具體地，第二保險絲F2串聯連接於共模電感L1的第三輸出埠136與整流橋D的第一輸入埠142之間或者共模電感L1的第四輸出埠138與整流橋D的第二輸入埠144之間。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明的較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝的人士，在援依本案創作精神所作的等效修飾或變化，皆應包含於以下的申請專利範圍內。
100．．．電壓轉換電路
200．．．負載
10．．．輸入端
101．．．第一輸入端
102．．．第二輸入端
11．．．過壓保護單元
12．．．第一電磁干擾抑制單元
111、121．．．第一端
112、122．．．第二端
13．．．第二電磁干擾抑制單元
132．．．第三輸入埠
134．．．第四輸入埠
136．．．第三輸出埠
138．．．第四輸出埠
14．．．整流單元
142．．．第一輸入埠
144．．．第二輸入埠
146．．．第一輸出埠
148．．．第二輸出埠
15．．．濾波單元
16．．．輸出端
161．．．第一輸出端
162．．．第二輸出端
F1．．．第一保險絲
F2．．．第二保險絲
R．．．壓敏電阻
C1．．．第一電容
L1．．．共模電感
D．．．整流橋
C2．．．電解電容
圖1係一較佳實施方式的電壓轉換電路的具體電路圖。
100．．．電壓轉換電路
200．．．負載
10．．．輸入端
101．．．第一輸入端
102．．．第二輸入端
11．．．過壓保護單元
12．．．第一電磁干擾抑制單元
111、121．．．第一端
112、122．．．第二端
13．．．第二電磁干擾抑制單元
132．．．第三輸入埠
134．．．第四輸入埠
136．．．第三輸出埠
138．．．第四輸出埠
14．．．整流單元
142．．．第一輸入埠
144．．．第二輸入埠
146．．．第一輸出埠
148．．．第二輸出埠
15．．．濾波單元
16．．．輸出端
161．．．第一輸出端
162．．．第二輸出端
F1．．．第一保險絲
F2．．．第二保險絲
R．．．壓敏電阻
C1．．．第一電容
L1．．．共模電感
D．．．整流橋
C2．．．電解電容

Claims (9)

  1. 一種電壓轉換電路，用於將交流電壓轉換為直流電壓，該電壓轉換電路包括用於接收該交流電壓的輸入端、第一保險絲、過壓保護單元、整流單元、濾波單元及用於輸出該直流電壓的輸出端，該輸入端、第一保險絲、過壓保護單元、整流單元、濾波單元及輸出端依次電性連接，其改良在於：該電壓轉換電路還包括第二保險絲，該第二保險絲連接於過壓保護單元與整流單元之間或者整流單元與濾波單元之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電壓轉換電路，其中，該第一保險絲的額定電流大於第二保險絲的額定電流。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電壓轉換電路，其中，該濾波單元包括電解電容，該電解電容的正極連接輸出端，負極接地。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電壓轉換電路，其中，該整流單元包括整流橋，該整流橋包括第一輸入埠、第二輸入埠、第一輸出埠及第二輸出埠，該第一輸入埠及第二輸入埠均連接過壓保護單元；該第一輸出埠藉由第二保險絲連接電解電容的正極，該第二輸出埠接地或者該第一輸出埠連接電解電容的正極，該第二輸出埠藉由第二保險絲接地。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電壓轉換電路，其中，該輸入端包括第一輸入端及第二輸入端，該過壓保護單元包括壓敏電阻，該壓敏電阻的一端藉由第一保險絲連接第一輸入端，該壓敏電阻的另一端連接第二輸入端；該壓敏電阻的一端還連接第一輸入埠，該壓敏電阻的另一端還連接第二輸入埠。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之電壓轉換電路，其中，該電壓轉換電路還包括第一電磁干擾抑制單元，該第二保險絲連接於過壓保護單元與第一電磁干擾抑制單元之間或者第一電磁干擾抑制單元與整流單元之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電壓轉換電路，其中，該電壓轉換電路還包括第二電磁干擾抑制單元，該第二保險絲連接於第一電磁干擾抑制單元與第二電磁干擾抑制單元之間或者第二電磁干擾抑制單元與整流單元之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電壓轉換電路，其中，該第一電磁干擾抑制單元包括第一電容，該第一電容的一端與另一端均連接過壓保護單元，該第二電磁干擾抑制單元包括共模電感，該共模電感包括第三輸入埠、第四輸入埠、第三輸出埠及第四輸出埠；該第三輸入埠藉由第二保險絲連接第一電容的一端，該第四輸入埠連接第一電容的另一端，該第三輸出埠及第四輸出埠分別連接於該整流單元。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之電壓轉換電路，其中，該第一電磁干擾抑制單元包括第一電容，該第一電容的一端與另一端均連接過壓保護單元，該第二電磁干擾抑制單元包括共模電感，該共模電感包括第三輸入埠、第四輸入埠、第三輸出埠及第四輸出埠；該第三輸入埠連接第一電容的一端，該第四輸入埠連接第一電容的另一端，該第三輸出埠藉由第二保險絲連接整流單元，該第四輸出埠連接該整流單元。
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