TW201517472A - 軟啓動切換電源轉換裝置 - Google Patents

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Abstract

一種軟啟動切換電源轉換裝置，包含一電壓轉換電路及一軟啟動電路，該電壓轉換電路包括一接收一整流電壓的變壓器及一第一開關，該第一開關具有一電連接該變壓器的第一端、一提供一前置信號的第二端，及一接收一控制信號的控制端，該第一開關受該控制信號控制而導通或不導通，以致該變壓器據以產生一相關於該整流電壓的感應電流，並據以輸出一回授電壓，該軟啟動電路接收該前置信號並據以產生該控制信號，且在一啟動期間中，其根據該前置信號的準位是否大於一預設值以決定是否箝制該控制信號的準位於一預設準位，以使該第一開關不導通。

Description

軟啟動切換電源轉換裝置
本發明是有關於一種電源轉換裝，特別是指一種軟啟動切換電源轉換裝置。
參閱圖1，是一種習知切換電源轉換裝置1，其接收來自一交流電源10的一交流電壓，並據以轉換出一直流輸出電壓，且習知電源轉換裝置1包含一整流電路11、一電壓轉換電路12，及一控制信號產生模組13。
該整流電路11電連接該交流電源10以接收來自該交流電源10的該交流電壓，並將該交流電壓進行整流以產生一整流電壓VRE。
該電壓轉換電路12電連接該整流電路11以接收該整流電壓VRE，及一控制信號，並根據該控制信號調整並輸出該直流輸出電壓，並產生一輸出信號、一分壓信號及一驅動電壓，且該電壓轉換電路12包括一變壓器120、串聯連接的兩個電阻器121、122、一電容器123、一開關124、一輸出單元125，及一分壓單元126。
該變壓器120電連接該整流電路11以接收該整流電壓VRE。該等電阻器121、122與該電容器123電連接於該整流電路11與地之間，且流經該等電阻器121、122 的部分電流對該電容器123進行充電，該電容器123的跨壓作為該驅動電壓。串聯連接的該開關124與該輸出單元125電連接於該變壓器與地之間，該開關124受該控制信號控制而導通或不導通，該輸出單元125根據流經該開關124的電流產生該輸出信號。該分壓單元126電連接於該變壓器與地之間，用來產生該分壓信號。
該控制信號產生模組13電連接該電壓轉換電路12以接收該分壓信號、該輸出信號，及該驅動電壓，並於該驅動電壓達到一預定啟動電壓時，根據該分壓信號、該輸出信號及該驅動電壓產生該控制信號，並輸出至該開關124。
因此，習知的切換電源轉換裝置1具有以下缺點：
1.啟動時間較長。由於該等電阻器121、122之電阻值大，導致流經該等電阻器121、122的電流小，以致當該電容器123根據流經該等電阻器121、122的部分電流來進行充電時，該電容器123需大約1~3秒的時間才可使其跨壓(即，該驅動電壓)達到該預定啟動電壓，導致該切換電源轉換裝置1的啟動時間較長。
2.需提供較多的功率。由於該等電阻器121、122之電阻值的和約為0.3M歐姆，以致流經該等電阻器121、122的電流較大，又該等電阻器121、122所耗損功率P等於其所接收的該整流電壓VRE與流經該等電阻器121、122之電流I的乘積(即，P=I*VRE)，導致該切換電源轉換裝置 1需要耗損較多的功率在該等電阻器121、122。
因此，本發明之第一目的，即在提供一種啟動時間較快的軟啟動切換電源轉換裝置。
於是本發明軟啟動切換電源轉換裝置，包含一整流電路、一電壓轉換電路及一軟啟動電路。
該整流電路接收一交流電壓，並將該交流電壓進行整流，以產生一整流電壓。
該電壓轉換電路包括一變壓器、一第一開關及一第一電阻器。
該變壓器具有一一次側繞組及一第一與第二二次側繞組，每一側繞組具有一打點端及一非打點端，該一次側繞組的該非打點端電連接該整流電路以接收來自該整流電路的該整流電壓。
該第一開關具有一電連接該一次側繞組之該打點端的第一端、一提供一前置信號的第二端，及一接收一控制信號的控制端，該第一開關受該控制信號控制而導通或不導通，且該第二二次側繞組根據該第一開關切換於導通與不導通間及一匝數比，產生一相關於該整流電壓的感應電流，且根據該感應電流輸出一回授電壓，當該第一開關導通時，該前置信號大小相關於該整流電壓。
該第一電阻器電連接於該一次側繞組與該第一開關的控制端之間。
該軟啟動電路電連接該第一開關的第二端以接 收該前置信號，並據以產生該控制信號，且在一啟動期間中，該軟啟動電路根據該前置信號的準位是否大於一預設值以決定是否箝制該控制信號的準位於一預設準位，以使該第一開關不導通，其中，該啟動期間正比於該回授電壓上升至一預定啟動電壓的時間。當該控制信號的準位不箝制於該預設準位時，該控制信號的準位變化追隨該整流電壓。
本發明之第二目的，即在提供一種啟動時間較快的軟啟動切換電源轉換裝置。
該軟啟動切換電源轉換裝置，包含一整流電路、一電壓轉換電路、一分壓電路及一軟啟動電路。
該整流電路接收一交流電壓，並將該交流電壓進行整流，以產生一整流電壓。
該電壓轉換電路包括一變壓器、一第一開關及一第一電阻器。
該變壓器具有一一次側繞組及一第一與第二二次側繞組，每一側繞組具有一打點端及一非打點端，該一次側繞組的該非打點端電連接該整流電路以接收來自該整流電路的該整流電壓。
該第一開關具有一電連接該一次側繞組之該打點端的第一端、一第二端，及一接收一控制信號的控制端，該第一開關受該控制信號控制而導通或不導通，且該第二二次側繞組根據該第一開關切換於導通與不導通間及一匝數比，產生一相關於該整流電壓的感應電流，且根據該 感應電流輸出一回授電壓。
該第一電阻器電連接於該一次側繞組與該第一開關的控制端之間。
該分壓電路電連接於該第一開關的控制端與地之間，接收該控制信號，並將該控制信號分壓產生一分壓信號。
該軟啟動電路電連接該第一開關的控制端及該分壓電路以接收來自該分壓電路的該分壓信號，並據以產生該控制信號，且在一啟動期間中，該軟啟動電路根據該分壓信號的準位調整該控制信號的準位，以使該第一開關導通或不導通，其中，該啟動期間正比於該回授電壓上升至一預定啟動電壓的時間。
20‧‧‧交流電源
200‧‧‧發光二極體模組
3‧‧‧整流電路
31~34‧‧‧二極體
4‧‧‧電壓轉換電路
40‧‧‧變壓器
401‧‧‧一次側繞組
402‧‧‧第一二次側繞組
403‧‧‧第二二次側繞組
41‧‧‧第一開關
42~45‧‧‧第一至第四電阻器
46、47‧‧‧第一與第二二極體
48、49‧‧‧第一與第二電容器
42a‧‧‧第一電阻器
42b‧‧‧第一電阻器
5‧‧‧控制信號產生模組
51‧‧‧軟啟動電路
511‧‧‧切換控制器
512‧‧‧切換開關
513‧‧‧第二開關
514‧‧‧第一電容器
515‧‧‧第二電容器
516‧‧‧第二電阻器
517‧‧‧第三電阻器
518‧‧‧調整電流源
52‧‧‧控制電路
521‧‧‧脈寬調變器
522‧‧‧驅動器
511a‧‧‧切換控制器
611‧‧‧降壓單元
612‧‧‧電流源
613‧‧‧第二開關
614‧‧‧反相器
615‧‧‧控制單元
71‧‧‧分壓電路
711‧‧‧電阻器
712‧‧‧電阻器
811‧‧‧比較器
Vre‧‧‧整流電壓
Vout‧‧‧直流輸出電壓
Vcc‧‧‧回授電壓
V1‧‧‧切換信號
V2‧‧‧工作電壓
V3‧‧‧調整信號
V4‧‧‧輸出信號
Vp‧‧‧預定啟動電壓
VT‧‧‧導通電壓
I1‧‧‧一次側電流
I2‧‧‧第一二次側電流
I3‧‧‧第二二次側電流
I4‧‧‧電流信號
Id‧‧‧調整電流
Q1‧‧‧共同接點
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一電路圖，說明一習知切換電源轉換裝置；圖2是一電路圖，說明本發明軟啟動切換電源轉換裝置之第一較佳實施例；圖3是一電路圖，說明該第一較佳實施例的一切換控制器；圖4是一時序圖，說明該第一較佳實施例的一啟動期間；圖5是一電路圖，說明本發明軟啟動切換電源轉換裝置之第二較佳實施例； 圖6是一電路圖，說明本發明軟啟動切換電源轉換裝置之第三較佳實施例；圖7是一電路圖，說明本發明軟啟動切換電源轉換裝置之第四較佳實施例；及圖8是一電路圖，說明該第四較佳實施例的一變形。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
<第一較佳實施例>
參閱圖2，本發明軟啟動切換電源轉換裝置之第一較佳實施例適用於電連接一交流電源20以接收來自該交流電源20的一交流電壓，並將該交流電壓轉換成一直流輸出電壓Vout，以供電給一作為負載的發光二極體模組200，且該軟啟動切換電源轉換裝置包含一整流電路3、一電壓轉換電路4，及一控制信號產生模組5。
該整流電路3電連接該交流電源20以接收來自該交流電源20的該交流電壓，並據以產生一整流電壓Vre。在此實施例中，該整流電路3為一包括四個二極體31~34的全橋整流器，且該整流電壓Vre是一跨於該等二極體33、34的電壓。
該電壓轉換電路4電連接該整流電路3及該發光二極體模組200之間，以接收來自該整流電路3的該整流電壓Vre，且根據該整流電壓Vre與一控制信號調整並輸出該直流輸出電壓Vout至該發光二極體模組200，並產生 一前置信號、一回授電流及一回授電壓。在此實施例中，該電壓轉換電路4包括一變壓器40、一第一開關41、一第一至第四電阻器42~45、一第一與第二二極體46、47，及一第一與第二電容器48、49。
該變壓器40電連接該整流電路3以接收該整流電壓Vre，且具有一一次側繞組401及一第一與第二二次側繞組402、403。該一次側繞組401具有一電連接該整流電路3以接收該整流電壓Vre的非打點端，及一打點端。該第一與第二二次側繞組402、403分別具有一打點端，及一接地的非打點端。該第一開關41具有一電連接該一次側繞組401之打點端的第一端、一提供一前置信號的第二端，及一接收該控制信號的控制端，該第一開關41受該控制信號控制而導通或不導通，當該第一開關41導通時，該前置信號大小相關於該整流電壓Vre。該第一電阻器42電連接於該一次側繞組401之打點端與該第一開關41的控制端之間。該第二電阻器43電連接於該第一開關41的第二端與地之間，且該第二電阻器43的跨壓作為該前置信號。該第一二極體46具有一電連接該第一二次側繞組402之打點端的陽極，及一陰極。該第一電容器48電連接於該第一二極體46的陰極與該第一二次側繞組402的非打點端之間。串聯連接的該第三電阻器44、該第二二極體47及該第二電容器49電連接於該第二二次側繞組403的打點端與地之間，且該第二二極體47具有一電連接該第三電阻器44的陽極，及一電連接該第二電容器49的陰極。該第四電阻器45 電連接該第二二次側繞組403的打點端。
該電壓轉換電路4操作以根據該控制信號產生分別流經該一次側繞組401與該第一及第二二次側繞組402、403的一一次側電流I1與一第一及第二二次側電流I2、I3。詳細來說，當該第一開關41受該控制信號控制而導通時，該一次側電流I1會流經該一次側繞組401，而當該第一開關41受該控制信號控制而不導通時，該第一與第二二次側繞組402、403根據該變壓器40的一匝數比及該第一開關41切換於導通與不導通間的變化而分別感應產生相關於該整流電壓Vre的感應電流(即，流經該第一及第二二次側繞組402、403的該第一及第二二次側電流I2、I3)，該第一二次側電流I2會流經該第一電容器48，以致該第一電容器48根據該第一二次側電流I2進行充電，且該第一電容器48的跨壓作為該直流輸出電壓Vout，導致該直流輸出電壓Vout相關於該第一二次側電流I2。該第二二次側電流I3的一部分電流會流經該第四電阻器45，且流經該第四電阻器45的電流作為該回授電流(即，該回授電流相關於該第二二次側電流I3)。該第二二次側電流I3的另一部分電流會流經該第三電阻器44、該第二二極體47及該第二電容器49，以致該第二電容器49根據該第二二次側電流I3的另一部分電流進行充電，且該第二電容器49的跨壓作為該回授電壓，導致該回授電壓相關於該第二二次側電流I3。
該控制信號產生模組5電連接該電壓轉換電路 4以接收來自該電壓轉換電路4的該前置信號、該回授電流及該回授電壓，並據以產生該控制信號，並輸出至該電壓轉換電路4之該第一開關41的控制端。在此實施例中，該控制信號產生模組5包括一軟啟動電路51及一控制電路52。
該軟啟動電路51電連接該第一開關41的第二端以接收該前置信號，且在一啟動期間中根據該前置信號的準位是否大於一預設值以決定是否箝制該控制信號的準位於一預設準位，以使該第一開關41不導通，且當該控制信號的準位不箝制於該預設準位時，該控制信號的準位變化追隨該整流電壓Vre，其中，該啟動期間正比於該回授電壓上升至一預定啟動電壓的時間，且該軟啟動電路51具有一切換控制器511及一切換開關512。
參閱圖2與圖3，該切換控制器511電連接該電壓轉換電路4以接收該前置信號，並據以產生一切換信號V1。在此實施例中，該切換控制器511具有一第二開關513、一第一與第二電容器514、515，及一第二與第三電阻器516、517。在此實施例中，該第二開關513的一導通電壓作為該預設值。
該第二開關513具有一電連接該電壓轉換電路4以接收該前置信號的第一端、一第二端，及一接地的控制端，該第二開關513受該前置信號控制而導通或不導通。該第一電容器514電連接於該第二開關513的第二端與控制端之間。串聯連接的該第二電容器515與該第二電阻器 516並聯連接該第一電容器514。該第三電阻器517並聯連接該第二電容器515，且該第三電阻器517的跨壓作為該切換信號V1。需注意的是，該第一與第二電容器514、515的作用在於使該切換信號V1不立即隨著該前置信號變化而是延遲一時間後再變化，以致當該切換開關512導通時，該第一開關41之控制端的電壓下降至零。
該切換開關512具有一電連接該電壓轉換電路4之該第一開關41的控制端並輸出該控制信號的第一端、一接地的第二端，及一電連接該切換控制器511之該第三電阻器517以接收該切換信號V1的控制端，該切換開關512受該切換信號V1控制而導通或不導通。
該控制電路52電連接該電壓轉換電路4以接收該前置信號、該回授電流及該回授電壓，並據以產生該控制信號，並輸出至該電壓轉換電路4之該第一開關41的控制端。在此實施例中，該控制電路52具有一脈寬調變器521及一驅動器522。
該脈寬調變器521電連接該電壓轉換電路4以接收該前置信號、該回授電流及該回授電壓，並據以產生一脈寬調變信號。該驅動器522電連接該脈寬調變器521以接收來自該脈寬調變器521的該脈寬調變信號，並據以產生該控制信號。
參閱圖2與圖4，參數Vd表示該第一開關41的第一端的電壓，參數Vg表示該第一開關41的控制端的電壓、參數V1表示該切換開關512的控制端的電壓(即， 該切換信號V1的電壓)，參數Vcc表示該回授電壓，參數VT表示該第一開關41的一導通電壓，參數Vp表示該預定啟動電壓。
以下說明在此第一較佳實施例中該電壓轉換電路4的操作，及該軟啟動電路51與該控制電路52的操作順序。
模式一(t0~t1)：
該第一開關41及該切換開關512不導通，導致該第一開關41的第一端的電壓Vd隨著該整流電壓Vre的上升而上升，且流經該第一電阻器42的電流對該第一開關41的一寄生電容器(圖未示)進行充電，以致該第一開關41的控制端的電壓Vg(即，該寄生電容器的跨壓)呈線性上升。
此時，由於該第一開關41不導通，且其未於導通與不導通間變化，導致該變壓器40無法藉由電磁感應而產生流經該第一與第二二次側繞組403的該第一與第二二次側電流I2、I3，以致該回授電壓Vcc等於零。
模式二(t1~t2)：
該第一開關41導通，且該切換開關512持續不導通。由於在模式一時，該第一開關41不導通且其第二端的一電壓Vs等於零，使得當該第一開關41的控制端的電壓Vg逐漸上升，且該第一開關41的控制端與第二端間的一電壓差Vgs(即，Vgs=Vg-Vs=Vg)大於等於該第一開關41的該導通電壓VT時，該第一開關41導通，導致該第一開 關41的第一端的電壓Vd下降至零，同時該第一開關41的控制端的電壓Vg持續上升。
此時，該電壓轉換電路4產生一流經該一次側繞組401的該一次側電流I1，且由於該變壓器40仍尚未感應產生該第二二次側電流I3，以致該回授電壓Vcc持續等於零。
模式三(t2~t3)：
該第一開關41不導通，且該切換開關512導通。由於在模式二時，該第一開關41導通，導致該第二電阻器43的跨壓(即，該前置信號)上升，以致在模式三時該切換控制器511根據該前置信號的準位是否大於該預設值而決定並產生該切換信號V1，使得該切換開關512受該切換信號V1控制而導通並調整其所輸出的該控制信號，同時，該第一開關41受該控制信號控制而使其控制端的電壓Vg下降至零，導致該第一開關41不導通。
此時，該第一開關41的第一端的電壓Vd隨著該整流電壓Vre的上升而上升，且由於該第一開關41由導通切換成不導通，導致該變壓器40受電磁感應而產生相關於該一次側電流I1的該第一與第二二次側電流I2、I3，該第一與第二二次側電流I2、I3大小相關於該變壓器40的匝數比，且該第一電容器48根據該第一二次側電流I2進行充電以調整該直流輸出電壓Vout，該第二電容器49根據該第二二次側電流I3的另一部分電流進行充電，導致該回授電壓Vcc上升。
模式四(t3~t4)：
模式四相似於模式一，其與模式一的差別為：此時該第二電容器49持續根據該第二二次側電流I3的另一部分電流進行充電，導致該回授電壓Vcc持續上升。
模式五(t4~t5)：
模式五相似於模式二，其與模式二的差別為：此時該變壓器40未感應產生該第二二次側電流I3，以致該回授電壓Vcc停止變化，並維持在一電壓準位。
模式六(t5~t6)：
模式六相似於模式三，故不重述。
模式七(t6~t7)：
模式七回到模式四重新開始新的一個週期，同時該回授電壓Vcc持續上升。
需注意的是，在該回授電壓Vcc小於該預定啟動電壓Vp的該啟動期間(即，圖4所示的啟動期間)，該控制信號產生模組5的該控制電路52不運作，且該控制信號產生模組5的該軟啟動電路51會根據該前置信號產生該控制信號來控制該第一開關41的導通或不導通；當該回授電壓Vcc等於該預定啟動電壓Vp之後(即圖4所示的操作期間)，該軟啟動電路51停止運作，該控制電路52會根據該前置信號、該回授電流及該回授電壓Vcc產生該控制信號來控制該第一開關41的導通或不導通。該電壓轉換電路4藉由利用該控制信號產生模組5所產生的該控制信號，於該第一與第二二次側繞組403產生該第一與第二二次側電 流I2、I3，進而根據該第一二次側電流I2調整該直流輸出電壓Vout，並根據該第二二次側電流I3的部分電流調整該回授電壓Vcc。
此外，在此實施例中，該第一開關41及該切換開關512皆為一N型金氧半場效電晶體，其中汲極、源極及閘極分別為該等開關41、512中的每一者的第一端、第二端及控制端，該第二開關513為一P型金氧半場效電晶體，其中源極、汲極及閘極分別為該第二開關513的第一端、第二端及控制端，但不限於此。
<第二較佳實施例>
參閱圖5，繪示本發明軟啟動切換電源轉換裝置的第二較佳實施例，其與該第一較佳實施例的該軟啟動切換電源轉換裝置相似，二者不同之處在於：此實施例以一第一電阻器42a及一切換控制器511a取代該第一較佳實施例中的該第一電阻器42及該切換控制器511(見圖2)，且該軟啟動電路51還包括一調整電流源518。
該第一電阻器42a電連接於該一次側繞組401之非打點端與該第一開關41的控制端之間。該調整電流源518電連接該切換開關512的第一端，且接收來自該電壓轉換電路4的該回授電壓Vcc，並據以產生一調整電流Id。該切換控制器511a更電連接該電壓轉換電路4的該第一開關41的控制端以接收該控制信號。在此實施例中，該切換控制器511a具有一降壓單元611、一電流源612、一第二開關613、一反相器614，及一控制單元615。
該降壓單元611電連接該第一開關41的控制端以接收該控制信號及該調整電流Id，並據以產生一用於偏壓的工作電壓V2。該電流源612電連接該降壓單元611以接收該工作電壓V2，並據以產生一電流信號I4。該第二開關613具有一電連接該電流源612以接收該電流信號I4的第一端、一接地的第二端，及一電連接該第一開關41的第二端以接收該前置信號的控制端，該第二開關613受該前置信號控制而導通或不導通，並於其第一端輸出一調整信號V3。該反相器614具有一電連接該降壓單元611以接收該工作電壓V2的第一端、一接地的第二端、一電連接該第二開關613的第一端以接收該調整信號V3的輸入端，及一提供一反相於該調整信號V3的輸出信號V4的輸出端。該控制單元615電連接該降壓單元611與該反相器614，接收來自該降壓單元611的該工作電壓V2，及來自該反相器614的該輸出信號V4，並據以產生該切換信號V1。
操作時，當該第一開關41導通時，該前置信號的準位上升，且當該前置信號的準位上升至大於該預設值(即，該第二開關613的一導通電壓)時，該第二開關613受控於該前置信號而導通，此時，該第二開關613的第一端所輸出的該調整信號V3為低邏輯準位的信號，以致該反相器614所輸出的該輸出信號V4為高邏輯準位的信號，該控制單元615根據該輸出信號V4輸出具有高邏輯準位的該切換信號V1，導致該切換開關512被導通，同時，該切換開關512輸出該控制信號使該第一開關41的控制端的電位下 降至零，以致該第一開關41由導通切換成不導通。當該第一開關41不導通時，該前置信號的準位下降至零，該第二開關613受該前置信號控制而由導通切換成不導通，此時，流經該第二開關613的第一端的該電流信號I4將該調整信號V3轉換為高邏輯準位的信號，以致該反相器614所輸出的該輸出信號V4為低邏輯準位的信號，該控制單元615根據該輸出信號V4輸出具有低邏輯準位的該切換信號V1，導致該切換開關512不導通，同時，該第一開關41的控制端的電位根據該調整電流Id或相關於該整流電壓Vre的變化而開始上升，以致該第一開關41由不導通切換成導通，接著重新進行前述當該第一開關41導通時的相關操作以調整該直流輸出電壓Vout及該回授電壓Vcc。
如此，該第二較佳實施例可達到與上述第一較佳實施例相同的功效。此外，當該第一電阻器42a的電阻值很大時，該第一開關41的控制端的電位上升的較慢，即該第一開關41的控制端與第二端間的該電壓差Vgs大於等於該第一開關41的該導通電壓VT所需時間較長，以致該第一開關41於導通或不導通之間的切換時間變長，然而，在此實施例中，由於該調整電流源518更可產生該調整電流Id並傳輸至該第一開關41，以致該第一開關41更可根據該調整電流Id調整其控制端的電位，藉此，當該第一電阻器42a的電阻值很大時，可避免延遲該第一開關41於導通或不導通之間的切換時間，導致該第二較佳實施例更可提升該第一開關41的切換效能。
<第三較佳實施例>
參閱圖6，繪示本發明軟啟動切換電源轉換裝置的第三較佳實施例，其與該第二較佳實施例的該軟啟動切換電源轉換裝置相似，二者不同之處在於：此實施例中，該控制信號產生模組5還包括一分壓電路71，且該切換控制器511a電連接該分壓電路71，以取代該第二較佳實施例中的該切換控制器511a電連接該電壓轉換電路4之該第一開關41的第二端(見圖5)。
該分壓電路71電連接於該電壓轉換電路4之該第一開關41的控制端與地之間，接收來自該切換開關512的該控制信號，及來自該調整電流源518的該調整電流Id，並據以產生一分壓信號。該分壓電路71包括串聯連接的二個電阻器711、712，該電阻器712的跨壓作為該分壓信號。該切換控制器511a的該第二開關613的控制端電連接該等電阻器711、712的一共同接點Q1以接收該分壓信號，該第二開關613受該分壓信號控制而導通或不導通。
需注意的是，操作時，當該整流電壓Vre由零逐漸遞增時，該控制信號的準位變化追隨該整流電壓Vre，當該控制信號的準位大於該第一開關41的導通電壓時，該第一開關41導通，且該控制信號的準位變化持續追隨該整流電壓Vre，當該控制信號上升至足以使該分壓信號的準位大於該第二開關613的導通電壓時，該第二開關613被導通，且該切換控制器511a輸出具有高邏輯準位的該切換信號V1(該切換控制器511a的操作與該第二較佳實施例相 似，故不重述)，導致該切換開關512被導通，此時，該切換開關512所輸出的該控制信號的準位下降至零(即，該第一開關41的控制端的電位下降至零)，以致該第一開關41由導通切換成不導通。由於該控制信號的準位為零，以致該分壓信號的準位小於該第二開關613的導通電壓，導致該第二開關613由導通切換成不導通，且該切換控制器511a輸出具有低邏輯準位的該切換信號V1，導致該切換開關512不導通，同時，該控制信號的準位變化追隨該整流電壓Vre，且當該控制信號的準位上升至使該第一開關41導通時，接著重新進行前述當該第一開關41導通時的相關操作以調整該直流輸出電壓Vout及該回授電壓Vcc。簡單來說，在此實施例中，該軟啟動電路51是根據該分壓信號的準位是否大於該預設值(即，該第二開關613的該導通電壓)以決定是否箝制該控制信號的準位於該預設準位(即，零準位)，以使該第一開關41不導通。
<第四較佳實施例>
參閱圖7，繪示本發明軟啟動切換電源轉換裝置的第四較佳實施例，其與該第三較佳實施例的該軟啟動切換電源轉換裝置相似，二者不同之處在於：此實施例以一比較器811取代該第三較佳實施例之該切換控制器511a中的該電流源612、該第二開關613及該反相器614(見圖6)。
該比較器811具有一電連接該第一開關41的第二端以接收該前置信號的非反相輸入端、一電連接該等電 阻器711、712的該共同接點Q1以接收該分壓信號的反相輸入端，及一輸出端，該比較器811根據該前置信號與該分壓信號，在其輸出端，產生該輸出信號V4，並將該輸出信號V4輸出至該控制單元615。
操作時，當該第一開關41導通時，該前置信號的準位大於該分壓信號，以致該比較器811根據該前置信號與該分壓信號，產生具有高邏輯準位的該輸出信號V4，該控制單元615根據該輸出信號V4產生並輸出具有高邏輯準位的該切換信號V1，導致該切換開關512被導通，同時，該切換開關512輸出該控制信號使該第一開關41的控制端的電位下降，以致該第一開關41由導通切換成不導通。當該第一開關41不導通時，該前置信號的準位小於該分壓信號，以致該比較器811所輸出該輸出信號V4為具有低邏輯準位的信號，該控制單元615根據該輸出信號V4產生並輸出具有低邏輯準位的該切換信號V1，導致該切換開關512不導通，同時，該第一開關41的控制端的電位根據該調整電流Id或相關於該整流電壓Vre的變化而開始上升，以致該第一開關41由不導通切換成導通。簡單來說，在此實施例中，該軟啟動電路51是根據該前置信號的準位是否大於該分壓信號的準位以決定是否箝制該控制信號的準位至該預設準位，以使該第一開關41不導通。
此外，該第四較佳實施例的操作程序及變化關係分別近似該第三較佳實施例，故不重述。
參閱圖8，是該第四較佳實施例的一變形，其與 該第四較佳實施例的該軟啟動切換電源轉換裝置相似，二者不同之處在於：此實施例以一第一電阻器42b取代該第四較佳實施例中的該第一電阻器42a，且該第一電阻器42b電連接於該一次側繞組401之打點端與該第一開關41的控制端之間，又該變形的操作程序與該第四較佳實施例相同，故不再重述。
綜上所述，上述實施例具有以下優點：
1.啟動時間較短。藉由將該第一開關41於導通或不導通間切換，使該電容器49得以根據流經該第三電阻器44及該二極體47的電流來進行充電，且該第三電阻器44及該二極體47的阻抗小於習知該等電阻器121、122的電阻值，導致流經該第三電阻器44及該二極體47的電流大於習知流經該等電阻器121、122的電流，以致該電容器49僅需大約0.1秒的時間即可使其跨壓(即，該回授電壓Vcc)達到該預定啟動電壓，導致該軟啟動切換電源轉換裝置的啟動時間較短。
2.需提供較少的功率。由於該等第一電阻器42、42a、42b的電阻值約為5M歐姆，以致流經該等第一電阻器42、42a、42b的電流較小，又該等第一電阻器42、42a、42b中的一者所耗損功率P等於其所接收的該整流電壓Vre與流經該等第一電阻器42、42a、42b中的一者之電流I的乘積(即，P=I*Vre)，導致該軟啟動切換電源轉換裝置需要耗損較少的功率在該等第一電阻器42、42a、42b中的一者。
3.切換時間短。由於該調整電流源518會提供該調整電流Id至該電壓轉換電路4的該第一開關41，藉此該第一開關41可避免因該等第一電阻器42a、42b的電阻值過大而延遲切換，導致該第一開關41的切換時間短。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
20‧‧‧交流電源
200‧‧‧發光二極體模組
3‧‧‧整流電路
31~34‧‧‧二極體
4‧‧‧電壓轉換電路
40‧‧‧變壓器
401‧‧‧一次側繞組
402‧‧‧第一二次側繞組
403‧‧‧第二二次側繞組
41‧‧‧第一開關
42~45‧‧‧第一至第四電阻器
46、47‧‧‧第一與第二二極體
48、49‧‧‧第一與第二電容器
5‧‧‧控制信號產生模組
51‧‧‧軟啟動電路
511‧‧‧切換控制器
512‧‧‧切換開關
52‧‧‧控制電路
521‧‧‧脈寬調變器
522‧‧‧驅動器
Vre‧‧‧整流電壓
Vout‧‧‧直流輸出電壓
I1‧‧‧一次側電流
I2‧‧‧第一二次側電流
I3‧‧‧第二二次側電流
Vcc‧‧‧回授電壓
V1‧‧‧切換信號

Claims (15)

  1. 一種軟啟動切換電源轉換裝置，包含：一整流電路，接收一交流電壓，並將該交流電壓進行整流，以產生一整流電壓；一電壓轉換電路，包括一變壓器，具有一一次側繞組及一第一與第二二次側繞組，每一側繞組具有一打點端及一非打點端，該一次側繞組的該非打點端電連接該整流電路以接收來自該整流電路的該整流電壓，一第一開關，具有一電連接該一次側繞組之該打點端的第一端、一提供一前置信號的第二端，及一接收一控制信號的控制端，該第一開關受該控制信號控制而導通或不導通，且該第二二次側繞組根據該第一開關切換於導通與不導通間及一匝數比，產生一相關於該整流電壓的感應電流，且根據該感應電流輸出一回授電壓，當該第一開關導通時，該前置信號大小相關於該整流電壓，及一第一電阻器，電連接於該一次側繞組與該第一開關的控制端之間；及一軟啟動電路，電連接該第一開關的第二端以接收該前置信號，並據以產生該控制信號，且在一啟動期間中，該軟啟動電路根據該前置信號的準位是否大於一預設值以決定是否箝制該控制信號的準位於一預設準位，以使該第一開關不導通，其中，該啟動期間正比於該 回授電壓上升至一預定啟動電壓的時間；當該控制信號的準位不箝制於該預設準位時，該控制信號的準位變化追隨該整流電壓。
  2. 如請求項1所述的軟啟動切換電源轉換裝置，其中，該電壓轉換電路還包括：一第二電阻器，電連接於該第一開關的第二端與地之間，且該第二電阻器的跨壓作為該前置信號；一第一二極體，具有一電連接該第一二次側繞組之打點端的陽極，及一陰極；一第一電容器，電連接於該第一二極體的陰極與該第一二次側繞組的非打點端之間，該第一電容器的跨壓作為一直流輸出電壓；及串聯連接的一第三電阻器、一第二二極體及一第二電容器，電連接於該第二二次側繞組的打點端與地之間，且該第二二極體具有一電連接該第三電阻器的陽極，及一電連接該第二電容器的陰極，該第二電容器的跨壓作為該回授電壓。
  3. 如請求項1所述的軟啟動切換電源轉換裝置，其中，該第一電阻器電連接該一次側繞組的打點端與該第一開關的控制端之間。
  4. 如請求項1所述的軟啟動切換電源轉換裝置，其中，該第一電阻器電連接該一次側繞組的非打點端與該第一開關的控制端之間。
  5. 如請求項1所述的軟啟動切換電源轉換裝置，其中，該 軟啟動電路包括：一切換控制器，包括一第二開關，具有一電連接該電壓轉換電路以接收該前置信號的第一端、一第二端，及一接地的控制端，該第二開關受該前置信號控制而導通或不導通，一第一電容器，電連接於該第二開關的第二端與控制端之間，串聯連接的一第二電容器與一第二電阻器，並聯連接該第一電容器，及一第三電阻器，並聯連接該第二電容器，且該第三電阻器的跨壓作為該切換信號；及一切換開關，具有一電連接該電壓轉換電路之該第一開關的控制端並輸出該控制信號的第一端、一接地的第二端，及一電連接該第三電阻器以接收該切換信號的控制端，該切換開關受該切換信號控制而導通或不導通。
  6. 如請求項1所述的軟啟動切換電源轉換裝置，其中，該軟啟動電路更電連接該電壓轉換電路的該第一開關的控制端以接收該控制信號，且該軟啟動電路包括：一切換控制器，包括一降壓單元，電連接該第一開關的控制端以接收該控制信號，及一調整電流，並據以產生一用於偏壓的工作電壓， 一電流源，電連接該降壓單元以接收該工作電壓，並據以產生一電流信號，一第二開關，具有一電連接該電流源以接收該電流信號的第一端、一接地的第二端，及一電連接該第一開關的第二端以接收該前置信號的控制端，該第二開關受該前置信號控制而導通或不導通，並於其該第一端輸出一調整信號，一反相器，具有一電連接該降壓單元以接收該工作電壓的第一端、一接地的第二端、一電連接該第二開關的第一端以接收該調整信號的輸入端，及一提供一反相於該調整信號的輸出信號的輸出端，及一控制單元，電連接該降壓單元與該反相器，接收來自該降壓單元的該工作電壓，及來自該反相器的該輸出信號，並據以產生該切換信號；及一切換開關，具有一電連接該電壓轉換電路之該第一開關的控制端並輸出該控制信號的第一端、一接地的第二端，及一電連接該控制單元以接收該切換信號的控制端，該切換開關受該切換信號控制而導通或不導通。
  7. 如請求項6所述的軟啟動切換電源轉換裝置，其中，該軟啟動電路還包括：一調整電流源，電連接該切換開關的第一端，且接收來自該電壓轉換電路的該回授電壓，並據以產生該調整電流。
  8. 一種軟啟動切換電源轉換裝置，包含：一整流電路，接收一交流電壓，並將該交流電壓進行整流，以產生一整流電壓；一電壓轉換電路，包括一變壓器，具有一一次側繞組及一第一與第二二次側繞組，每一側繞組具有一打點端及一非打點端，該一次側繞組的該非打點端電連接該整流電路以接收來自該整流電路的該整流電壓，一第一開關，具有一電連接該一次側繞組之該打點端的第一端、一第二端，及一接收一控制信號的控制端，該第一開關受該控制信號控制而導通或不導通，且該第二二次側繞組根據該第一開關切換於導通與不導通間及一匝數比，產生一相關於該整流電壓的感應電流，且根據該感應電流輸出一回授電壓，及一第一電阻器，電連接於該一次側繞組與該第一開關的控制端之間；一分壓電路，電連接於該第一開關的控制端與地之間，接收該控制信號，並將該控制信號分壓產生一分壓信號；及一軟啟動電路，電連接該第一開關的控制端及該分壓電路以接收來自該分壓電路的該分壓信號，並據以產生該控制信號，且在一啟動期間中，該軟啟動電路根據該分壓信號的準位調整該控制信號的準位，以使該第一 開關導通或不導通，其中，該啟動期間正比於該回授電壓上升至一預定啟動電壓的時間。
  9. 如請求項8所述的軟啟動切換電源轉換裝置，其中，該電壓轉換電路還包括：一第二電阻器，電連接於該第一開關的第二端與地之間，且該第二電阻器的跨壓作為一前置信號；一第一二極體，具有一電連接該第一二次側繞組之打點端的陽極，及一陰極；一第一電容器，電連接於該第一二極體的陰極與該第一二次側繞組的非打點端之間，該第一電容器的跨壓作為一直流輸出電壓；及串聯連接的一第三電阻器、一第二二極體及一第二電容器，電連接於該第二二次側繞組的打點端與地之間，且該第二二極體具有一電連接該第三電阻器的陽極，及一電連接該第二電容器的陰極，該第二電容器的跨壓作為該回授電壓。
  10. 如請求項8所述的軟啟動切換電源轉換裝置，其中，該第一電阻器電連接該一次側繞組的非打點端與該第一開關的控制端之間。
  11. 如請求項8所述的軟啟動切換電源轉換裝置，其中，該第一電阻器電連接該一次側繞組的打點端與該第一開關的控制端之間。
  12. 如請求項8所述的軟啟動切換電源轉換裝置，其中，該軟啟動電路根據該分壓信號的準位是否大於一預設值 以決定是否箝制該控制信號的準位於一預設準位，以使該第一開關不導通，且當該控制信號的準位不箝制於該預設準位時，該控制信號的準位變化追隨該整流電壓，且該軟啟動電路包括：一切換控制器，包括一降壓單元，電連接該第一開關的控制端以接收該控制信號，及該調整電流，並據以產生一用於偏壓的工作電壓，一電流源，電連接該降壓單元以接收該工作電壓，並據以產生一電流信號，一第二開關，具有一電連接該電流源以接收該電流信號的第一端、一接地的第二端，及一電連接該第一開關的第二端以接收該前置信號的控制端，該第二開關受該前置信號控制而導通或不導通，並於其該第一端輸出一調整信號，一反相器，具有一電連接該降壓單元以接收該工作電壓的第一端、一接地的第二端、一電連接該第二開關的第一端以接收該調整信號的輸入端，及一提供一反相於該調整信號的輸出信號的輸出端，及一控制單元，電連接該降壓單元與該反相器，接收來自該降壓單元的該工作電壓，及來自該反相器的該輸出信號，並據以產生該切換信號；及一切換開關，具有一電連接該電壓轉換電路之該第 一開關的控制端並輸出該控制信號的第一端、一接地的第二端，及一電連接該控制單元以接收該切換信號的控制端，該切換開關受該切換信號控制而導通或不導通。
  13. 如請求項12所述的軟啟動切換電源轉換裝置，其中，該軟啟動電路還包括：一調整電流源，電連接該切換開關的第一端，且接收來自該電壓轉換電路的該回授電壓，並據以產生該調整電流。
  14. 如請求項9所述的軟啟動切換電源轉換裝置，其中，該軟啟動電路更電連接該電壓轉換電路的該第一開關的第二端以接收該前置信號，且該軟啟動電路更根據該前置信號調整該控制信號，該軟啟動電路根據該前置信號的準位是否大於該分壓信號的準位以決定是否箝制該控制信號的準位至一預設準位，以使該第一開關不導通，且當該控制信號的準位不箝制於該預設準位時，該控制信號的準位變化追隨該整流電壓，且該軟啟動電路包括：一切換控制器，包括一降壓單元，電連接該第一開關的控制端以接收該控制信號，及該調整電流，並據以產生一用於偏壓的工作電壓，一比較器，具有一電連接該第一開關的第二端以接收該前置信號的非反相輸入端、一電連接該分壓電路以接收該分壓信號的反相輸入端，及一輸出 端，該比較器根據該前置信號與該分壓信號，在其輸出端，產生該輸出信號，及一控制單元，電連接該比較器以接收來自該比較器的該輸出信號，並據以產生該切換信號；及一切換開關，具有一電連接該電壓轉換電路之該第一開關的控制端並輸出該控制信號的第一端、一接地的第二端，及一電連接該控制單元以接收該切換信號的控制端，該切換開關受該切換信號控制而導通或不導通。
  15. 如請求項14所述的軟啟動切換電源轉換裝置，其中，該軟啟動電路還包括：一調整電流源，電連接該切換開關的第一端，且接收來自該電壓轉換電路的該回授電壓，並據以產生該調整電流。
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