五、發明說明（1 ) 本發明係有關於一種交換式電源，其特徵在於負荷電 力降低時，可抑制效率的降低，換言之，可抑制在低負荷 時之交換損失者β 第4圖係該種交換式電源之一習知例之電路圖。 在第4圖中，交換元件310係用以將直流輸入電壓切換 ’轉變成交流電壓，經輸出變壓器360，在該變壓器360之 二次側將安定的輪出電壓輸出。脈衝幅度變調電路320係 經以檢測輸出電壓所得到之回饋量，而可控制交換元件3 1 〇 之開閉。輸出電壓檢測電路330係用以檢測輸出狀態，在 該輸出電壓比所定電壓還高時，可將輪出電壓降低，又輸 出電壓為低時，可將輸出電壓提高，而可將訊號向變壓器 360之一次側回饋》 光電麵合器340係用以於前述回馈者，將由輸出電壓 檢測電路330所得到之訊號，向一次側之脈衝幅度變調電 路320傳送。頻率可變振盪電路350係用以回饋電流而可將 振盪頻率產生變化，即負荷電力比所定負荷還低時，使振 盪頻率降低，而負荷電力比所定負荷還高時，則使振盪頻 率提高者。變壓器360之一次側係與電源370相連接。另— 方面，變壓器360之二次侧則與整流二極體380、整流電容 器39◦以及負荷400相連接。 依前述構成之習知交換式電源，係藉使輸出電壓比所 定電壓還高或低而所變化之回饋量，可控制將交換頻率降 低或提高者。該回饋量係與一由輸出電壓決定之電晶體31〇 之閉合時間有密切關係。交換電泺之負荷電力可以下列式 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填襄本頁) Μ.--------訂---------線( 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 A7
五、發明說明（2 ) 子表示。在此’電晶體310之閉合時間以T!表示，輸入電 壓為Vi’輸出電壓為ν〇,輸出變壓器36〇之逆起電力發生 時間為乙’變壓器電感為l，振盪頻率為ρ,負荷電力為p 〇 首先’負荷電力比臨界電流還大時，即負荷電力很大 時，有一可連續流通於變壓器之電流流動，則可成立下列 式子。
ViXT| = V〇xT2 ⑴ F= 1/(T! + T2) (2) 在負射電力比該臨界電流大之狀態下’假設振邊頻率 F為一定時，脈衝幅度'及丁2係藉變壓器之繞組之輸出電 壓之峰值與輸入電壓之峰值而可變化。變壓器之輸出電壓 之峰值係與輸出電壓相等，而變壓器之輸入電壓之峰值則 與輪入電壓相等。又，變壓器之繞组本身不產生直流電壓 〇 此時，VixT^-VoxTpO，同樣地VixT^Voxi^也基 於該原理下而可成立。因此，不會因電力之變化而使脈衝 幅度產生變化，使得在頻率為一定時，脈衝幅度丁1與&只 與輸入電壓Vi及輸出電壓Vo有關，而與負荷電力卩無關。 是故，如第5A及5B圊中之比臨界電流還大之負荷時 之波形圖所示，負荷電力P與回饋量（Τι、T2)完全無關。 在此’第5 Α圖係顯示負荷大之狀態，而第5Β圖則顯示負 荷小之狀態，兩者都顯示只有電流波形變化。 另者’負荷電力比臨界電流低時，即負荷電流少，連 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公笼） 裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 切a 84 五、發明說明（3 ) 續流動在變壓器之電流沒流動時，可成立下列式子。 P=(1/2)xFxT22xVo2/L (3) P= (l/2)xFxT12xVi2/L (4)
Vi^T, = T2xVo (5) 在此’第（3)式係用以於由輸出觀察自變壓器來之輸 出電力之狀態，第（4)式係用以於由輸入觀察朝變壓器進 入之輸入電力之狀態’第（5)式係顯示輸入電壓、輪出電 壓與脈衝幅度之關係。 如此’輸出電力P係使振盪頻率F與變壓器之電感L為 —定，且’為一回饋量之電晶體之閉合時間Τι為一定時， 經第（4)式可知，與輸入電壓Vi平方成正比β 在此，藉回饋量之頻率控制係一為預定之回饋量，即 ’電晶體310之閉合時間τ,為一定時而可開始頻率控制， 因此在輸入電壓Vi為低時’以低電力開始頻率控制，而輸 入電壓Vi為高時’則以高電力開始頻率控制β將小於臨界 電流之負荷之電壓波形顯示於第6 a圊及第6Β圖。在此， 第0A圖係輸入電壓為高時而丁丨為一定之狀態，而可以大 電力開始頻率控制。第6B圖係輸入電壓為低之狀態，可 以小電力開始頻率控制。 惟’在前述習知交換式電源中仍有下列課題。 在習知交換式電源中’負荷電力P之檢測係用以檢測 回饋量而可進行者，但該回饋量係於負荷電力為一定時， 即，在第（3)式裡之p為一定之狀態下，藉輸出電壓v〇與輸 入電壓Vi而可變化。進而，負荷電力p與輸出電壓v〇 本紙張尺度適財關家標規格（細χ挪 5------ * 0 - (锖先閱讀背面之注意事項再填离本頁) 裝 ----訂---------線《 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ---____ 五、發明說明（4) 定時，即在輸出電壓Vo與脈衝幅度丁2為—定之狀態下， 藉輪入電壓Vi而可變化。 因此衍生有下列問題。用-定之回饋量以控制頻率時 ，如第（4)式所示，負荷電力P係與輸入電壓％之平方成正 比，所以使可為一定之頻率控制之開始負荷電力與輸入電 壓Vi之平方成正比而可變化，而不能進行用以理想頻率控 < 制開始電力所決定之負荷電力控制頻率。將比臨界電流小 、，且丁2為一定時，而輸入電壓Vi不同時，其電壓波形顯示於 第7A圖及第7B圖。如第7A圖所示’輪入電壓％高時，以 大的負荷電力開始頻率控制，而如第圖所示，輸入電 壓Vi低時，則以小的負荷電力開始頻率控制者。 本發明係用以解決上述課題，其構成為，藉以檢測輸 出電壓器之脈衝電壓之波形，在所定之負荷電力大幅降低 之狀態下，使交換頻率降低到預定之頻率，在降低至該預 定頻率時，可控制脈衝幅度者·» ^ 在低負荷時之負荷電力，如第（4)式所示，與輸出變 壓器有密切關係·»因此，經由變壓器之繞紐電壓之脈衝波 形可將脈衝幅度檢測出來，可將負荷電力檢測出來，若比 所定負荷低時，可以控制將交換頻率降低，而抑制在低負 荷時之效率降低者。 如此本發明係針對輸入電壓之變化，可將所定之負荷 電力安定測出，並使低於所定之負荷電力之電源效率安定 提高。又，高於所定之電力時，以原本之電源動作，可供 給一安定之輸出。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） — — 裝！ - ---訂-------I -線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 d 9 8 8^. a? __ B7 五、發明說明（5 ) 圖式簡單說明 第1圖係本發明之第1實施例之交換式電源之電路圖。 第2圖係同一電源之負荷電力檢測電路之電路圖。 第3圖係本發明之第2實施例之交換式電源之電路圖。 第4圖係習知交換式電源之電路圖。 第5A及5B圖係用以說明同一電源之動作之波形圖。 第6A及6B圖係用以說明同一電源之動作之波形圖。 第7A及7B圖係用以說明同一電源之動作之波形圖β 用以實施本發明之最佳態樣 藉圖示針對本發明之實施例如下說明》 (第1實施例） 第1围係顯示第1實施例之交換式電源之電路圖者。 在第1圊中，有一方端子接地之直流電源1之另一方端 子係連接於輸出變壓器2之補助繞組16之一方端子上β該 補助繞組16之另一方端子則連接於交換元件3之一方的輸 出端子上。而交換元件3之另一方的輸出端子則經變壓器2 之一次繞組15、整流二極體10以及整流電容器11而接地。 有一方端子接地之振盪用電容器17之另一方端子係與頻率 可變振盪電路8相連接。有一方端子接地之最低頻率決定 電阻13之另一方端子係與頻率可變振盪電路8相連接•而 頻率可變振盪電路8之輸出則與脈衝幅度變調電路9相連接 。脈衝幅度變調電路9之輸出係與交換元件Π之輸入端子 相連接。頻率可變振盪電路8與脈衝幅度變調電路9之連接 點與電源1之另一方端子間有一開始電阻12相連接。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） * ---II - - I I I I I I ^ · - I - 11--— — — — — II— — ^ { {靖先閱讀背面之注专爹項再填寫本頁) A7 _：__B7___ 五、發明說叼（6 ) II 11 11--t -裝 i J (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 補助繞組16之另一方端子係透過整流二極體4與整流 電容器5而與電源1之另一方端子相連接。整流二極體4之 負極係經負荷電阻18而與電源1之另一方端子相連接。由 定電壓二極體構成之輸出電壓檢測電路6之一方端子係與 負荷電阻18之一方端子’即電源1之另―方端子相連接。 負荷電阻18之另一方端子係透過回饋用光耦合器7之光二 極體而與輪出電壓檢測電路6之另一方端子相連接β光耦 ;·合器7之光電晶體之射極係使之接地，而集極則與脈衝幅 度變調電路9相連接。整流二極體1〇之陽極係與有一端接 地之負荷電力檢測電路19相連接。頻率可變振盪電路8與 負荷電力檢測電路19間連接有一頻率控制電阻14。 -線 如上述構成之第1實施例之交換式電源，係使構成為 在輸出變壓器2之繞组，即，—次繞組15以及補助繞組i 6 處設有脈衝幅度檢測電路者’且形成一將該脈衝幅度檢測 電路之輸出連接於頻率可變振盪電路8之構成。然後，又 k 構成為輸出變壓器2之逆起電力發生時間係比所定時間還 低時，可使該振盪電路8之振盪頻率降低。藉如此構成， 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 不需如第4圖所示之習知構成中所需之變壓器之一次側、 二次侧之絕緣’可將構成簡單化。 其次，針對動作說明之。 在第1圖中，直流電源1係用以供給輸入電力。輸出變 壓器2係用以由一次繞組1 5側朝補助繞組丨6側變換成輪出 電壓。交換元件3係用以將所輸入之直流轉換成交流。整 流二極體4係用以將交流轉換成直流。整流電容器5係 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟郃智慧財產局貝工消费合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（7 ) 將由整流二極體4轉變成脈流之直流平滑地轉換成一安定 之直流。輸出電壓檢測電路6係用以檢測輸出電壓。光辆 合器7係用以將在輪出電屋檢測電路6所檢測之誤差訊號向 一次側回饋。頻率可變振盪電路8係藉外部訊號而使振盡 頻率為可變。脈衝幅度變調電路9係用以回饋量而可控制 脈衝幅度。最低頻率決定電阻13係可限制頻率過低者，頻 率控制電阻14係可控制頻率’同時也可限制最高頻率β負 荷電力檢測電路19係藉補助繞組16之波形而可以逆起電力 時間丁2檢測負荷電力。在補助繞組16處有一與一次繞組15 相似之波形輸出。又’負荷電力檢測電路係藉一次繞組 15之脈衝波形而可將逆起電力發生時間丁2測出。逆起電力 發生時間A低於一定時間幅度時，藉該負荷條件而控制頻 率可變振盪電路8之頻率’可使振盪頻率從最高頻率降低 到最低頻率。 頻率可變振盘電路8係構成可設定一所定之動作頻率 者。該動作成頻率係由連接於頻率可變振盪電路8之振盈 用電谷器17、最低頻率決定電阻13及頻率控制電阻14而可 決定。 負荷電力低時’係可構成藉以負荷電力檢測電路19測 出之訊號將頻率降低者。以流動在頻率控制電阻14之電流 而可決定動作頻率又，可用以限制不致比以頻率控制電 阻14所決定之頻率還高。又頻率可變振盪電路8係構成， 即使頻率非常低’也可使之不致比所定之頻率還低者。即 ’負荷電力檢測電路19一作動，使頻率控制電阻14之電流 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂----1----線( 10 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（8 ) 降低’即使成為零之狀態，也可藉以最低頻率決定電阻13 限制最低頻率。 又’頻率可變振盪電路8係構成為，藉負荷電力檢測 電路19控制，即使降低到比振盪頻率所決定之頻率還低時 ’使負荷電力降低’藉頻率控制而抑制輸出電壓，並在輸 出電壓愈兩而負荷電力降低時，藉脈衝幅度控制以限制輸 出脈衝’將輸出電壓安定控制者。 .第2圖係顯示負荷電力檢測電路19之明細。 在第2圖中，有一方端子接地之電源28之另一方端子 係經負荷電阻21而可與電晶體22之集極相連接。有一方端 子接地之電容器27之另一方端子可與該集極相連接β前述 電晶體22之射極係使之接地’而基極則經積分電阻25而與 變壓器之補助繞組26之一方端子相連接。補助繞组26之另 一方端子則使之接地《二極體24之陰極與積分電容器23之 一方端子各自連接於前述電晶體22之基極。而二極體24之 k 陽極與積分電容器23之另一方端子係各自使之接地。 其次’說明具上述構成之負荷電力檢測電路之動作β 在第2圖之電路中’補助繞組26之電壓係以積分電阻25 及積分電容器23積分而可形成三角波。將該訊號作為電晶 體22之基極與射極間之電壓vbe之臨界值，檢測脈衝幅度 。在輸出電力大，補助繞組26之逆起電力大之狀態下，使 逆起電力發生時間丁2擴大’也使三角波之峰值增加，因此 電晶體22可導通而使電流在負荷電阻21流動。若逆起電力 愈大’則電晶體22之導通愈強。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（21〇 X 297公釐） 11 I!-----------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
五、發明說明（9 ) 負荷電力變小時，則使逆起電力發生時間丁2變得狹窄 ，也使三角波之峰值減少，因此電晶體22則被斷續，而使 負荷電流停止。藉該等動作，可將負荷電力以所定之值測 出。 本第1實施例係一可檢測v〇xT2之電路，在該電路之 狀態下藉Vo為一定時，也為一可測出丁2之電路。又在變 壓器之繞組位相相反時，也可測出丁广乂丨者，故依第（5)式 所示，不論用以輸出電力之檢測之補助繞組輸出之位相為 何種狀態’同樣地可進行負荷電力之檢測。 藉此，與一次繞組、二次繞組無關，在哪一個繞組’ 何種位相，也同樣可進行電力檢測。即使為一只由一次繞 組之線圈構成之交換式電源，也可進行負荷電力之檢測。 (第2實施例） 第3圖係顯示第2實施例之交換式電源之電路圖者。 本第2實施例係用以將第1實施例進而使電力減少者。 在第3圊中’對與第1圖相同之零件附上同一符號，並 省略說明。相對第1圖所增加之構成元件為起動電阻51、 起動檢測電路52以及為一開關元件之電晶體53。即，電晶 體53之集極係經開始電阻12而連接於電源1。而電晶體53 之基極則經起動電7且·51而可連接於電源1，同時與起動檢 測電路52相連接。電晶體53之射極係連接於頻率可變振盡 電路8與脈衝幅度變調電路9之連接點，同時舆二極體1〇及 電容器11之連接點相連接。起動檢測電路52係與負荷電力 檢測電路19相連接。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填鸾本頁) 裝-----I--訂-- - ---! 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 12 A7 —-：____B7 五、發明說明（10) 接著說明具上述構成之交換式電源之動作。使電源i 開始作動時，透過起動電阻5〖，使電晶體53全開。如此， 經開始電阻12由電源1而可供給電源電壓。起動後，經由 —極體10與電容器11之連接點而供給電壓，可使電路動作 繼續’因此使電晶體53全閉》此時，起動檢測電路52係用 以檢測輸出脈衝’而使電晶體53之基極電壓下降而可全閉 。又’起動檢測電路52之構成係可與負荷電力檢測電路19 ， 同樣之電路構成。如前述’本第2實施例係於起動後，斷 續流動在開始電阻12之電流，且可防止電力損失，與第1 實施例相比，更能將電力減少β 產業上之可利用性 本發明之交換式電源’其構成包含有：一交換式電路 ’用以供給所定之輸出電壓，並將輸出電壓輸出；一脈衝 幅度控制電路，用以控制交換式電路；一用以檢測負荷電 力之電路；一振盪頻率可變振盪回路者，藉此，使交換式 ι 頻率變化’而可抑制低負荷時之效率降低者。 ^1 ϋ ϋ ϋ ϋ H ^ I n i 1 - ϋ I ϋ n I I I )3OJ· n t n n I t n I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2J0 X 297公釐） A7 B7 五、發明說明（11) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 i…直流電源 2···輸出變壓器 3···交換元件 6…輸出電壓檢測電路 7…回饋用光耦合器 8…頻率可變振盪電路 9…脈衝幅度變調電路 13…最低頻率決定電阻 14…頻率控制電阻 15…變壓器一次繞組 16…變壓器補助繞組 元件標號對照 17…振盪用電容器 19…負荷電力檢測電路 51…起動電阻 52…起動檢測電路 53···開關元件 310…交換元件 320…脈衝幅度變調電路 330…輸出電壓檢測電路 340···回饋用光耦合器 350…頻率可變振盪電路 1. 360…輸出變壓器 (請先閱讀背面之注意事項再填r本頁) 訂---------線. 14 本紙張尺度適用_國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）