478239 Α7 Β7 五、發明說明（1 ) 〔發明之所屬技術領域〕 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 本發明爲，關於個人電腦、電視、V T R等接續商業 用頻率電源之電子、電氣機器的電源裝置，特別是關於可 大幅度降低在待機時等之輕負載時的耗電量同時在輕負載 時或者在額定負載時亦具高效率之省能型電源裝置。 〔習知技術〕 習知之電源裝置，因設計成在額定負載時發揮最大效 率，故其在待機時等之在輕負載時有效率大幅度降低之缺 點。反之若以輕負載時爲中心進行設計時，則在額定負載 時，有輸出電壓降低，效率大幅度降低之缺點。 有鑑於如此之問題，故有嘗試將其克服之舉。例如， 於所舉第1例之平成5年11月17日公告之特公平5-8 2 1 4 6號「D C — D C變換器」中，藉由在輕負載時 以間歇性操作切換變換器之起動，而大幅度提昇輕負載時 之變換效率。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，於所舉第2例之松下電子工業（株）之1 9 9 8 年1 1月新聞公報所公開之待機電源用I P 0系列相關記 載中，主旨說明著藉由在輕負載時之切換次數的減少，可 降低切換損耗。於該習知例中，是在輕負載時將切換次數 ，即振盪次數減少以改善輕負載時之效率。 其次，所舉第3例爲日本專利特開平1 1 一 1 0 3 5 4 1。於其之第6圖中所示之事例爲，藉由間歇 性操作商業用頻率（5 0 / 6 Ο Η z )之變壓器以改善輕 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478239 A7 五、發明說明（2 ) 負載時之效率。 再者，做爲第4例，有「魔法的切換半導體開關元件 :3 . 2放大器電源之應用」，柴崎功著作，誠文堂新光社 出版，P139 ，1985年12月24日發行， 1 9 9 3年4月1 0日第九版。於此中，其開示爲，控制 插入在功率放大器初級側之T R I A C之通電角，以提高 輸出調整性和電功率效率。 於以上各公告技術中，在第1、第2例中，是以對高 頻之切換調器採間接起動來改善輕負載時之效率。於第3 例中，是藉由將商業用頻率之變壓器於輕負載時進行間歇 起動來改善效率。於第4例中，是將商業用頻率之各周期 的通電角在T R I A C進行控制以謀求改善調整和提昇效 率。 然而’在第1、第2例中，有因要處理高頻而伴隨不 必要之電磁波放射的缺點。於第3例中因是處理低頻即商 業用頻率之裝置雖不必要之放射小，但由於是間歇控制或 連續控制之二選一之不連續控制，故輸出電壓之調整不良 。因此，有在輕負載時輸出電壓會上昇，在額定負載時輸 出電壓會下降之問題。因這原故，就需要將3端子調整器 等之電壓安定化的器件追加在變壓器之次級側，而使組成 變複雜。 於第4例中因是控制各周期之通電角，故不進行間歇 起動。因此，無法改善如待機時之超輕負載時之效率。
請 先 閱 讀 背 Φ 之 注 意 事 項 ί裝 頁I w I I I I 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 478239 A7 B7 五、發明說明（3) 〔發明欲解決之課題〕 因此，本發明之目的爲，提供·一種於個人電腦、電視 、V T R等接續商業用頻率電源之電子、電氣機器的電源 裝置中，特別是在待機時等之輕負載時的耗電量可大幅度 降低同時在輕負載時或者在額定負載時亦具高效率之省能 型電源裝置。 〔解決課題之手段〕 該發明之電源裝置，係爲具備：具有接續於交流商業 用電源之初級繞組的變壓器；直列接續在該初級繞組和商 業用電源之間的雙向切換裝置；接續於前述變壓器次級繞 組之交流·直流變換電路，而被組成爲前述雙向切換裝置 之〇N /〇F F起動是因應前述交流•直流變換電路之輸 出及前述商業用電源之周期而進行間歇控制之電源裝置。 此外，該發明之電源裝置，又爲具備：具有接續於交 流商業用電源之初級繞組的變壓器；直列接續在該初級繞 組和商業用電源之間的雙向切換裝置；接續於前述變壓器 次級繞組之交流•直流變換電路；使前述雙向切換裝置之 〇N /〇F F起動，因應前述交流·直流變換電路之輸出 電壓進行控制之切換控制電路，而被組成爲使前述切換控 制電路將前述交流•直流變換電路之輸出電壓，變換成經 由模擬數字變換電路之數字信號後進行負反饋，而將前述 雙向切換裝置之〇N /〇F F起動，在前述交流•直流變 換電路之輸出電壓比指定値低時使前述雙向切換裝置強制 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6- • L---V--j ί -裝---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) tr---------奢· -J. 478239 A7 ___ B7 五、發明說明（4 ) 〇N之控制模式，包含以上模式至少以3個模式進行控制 之電源裝置。 藉由該組成，因應負載之變動，可獲得在超輕負載時 至在額定負載時之廣範圍的高電功率效率和良好之輸出電 壓之調整，同時因是處理商業用頻率，可減少於使用高頻 之切換調整器時電磁波不必要之放射。 〔發明之實施形態〕 以下，參考圖面對該發明之實施形態進行說明。 第1圖爲表示本發明之基本原理的功能塊圖。首先， 在進入實施例之前將本發明之基本原理藉由第1圖進行說 明。 於第1圖中，商業用頻變壓器1之初級繞組W 1 ，係 直列中介著雙向切換元件2，接續於例如1 0 0伏特、 5〇0赫茲之交流商業用電源◦商業用頻變壓器1之次級 繞組W 2，具有之匝數比爲例如對1 0 0伏特之電壓時可 使其下降數伏特之匝數比，藉由做爲交流·直流變換電路 之整流平滑電路4變換成直流電壓從輸出端子9輸出。 雙向切換元件2之控制輸入端子接續於間歇控制電路 3之控制輸出端子，該間歇控制電路3，係被接續成使出 現在輸出端子9之輸出電壓接收所供給輸出電壓反饋電路 5之輸出信號及相位檢測電路7之檢測信號。間歇控制電 路3是接受來自於接續在商業用電源之控制供電電路6變 換成直流控制電之供給而進行起動。以如此之第1圖之全 ---ΐ I — ίΜ.-----丨^^裝 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) ----訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -7- 478239 A7 B7 五、發明說明（5 ) 體組成本發明之電源裝置。 其次，說明第1圖之電路起動。商業用頻變壓器1， 通常是緊密結合於小型之E I型矽鋼板的磁心材，即使其 無漏磁通之產生地施以初級、次級繞組W 1、W 2者，從 所使用之商業用電源8之電壓和需要電壓之比來決定匝數 比。雙向切換元件2，係因應具體之實施例個別規格而使 用T R I A或信號源共通之直列高耐壓F E T對，或者二 級分隔橋+高耐壓F E T等，進行交流之雙向切換。其詳 細於後述之。 間歇控制電路3主要由羅輯電路組成，根據來自相位 檢測電路7之時脈信號，在與商業用電源8指定相位所同 步之時脈發出控制雙向切換元件2之〇N /〇F F信號。 整流平滑電路4是以整流元件對商業用頻變壓器1之次級 側所產生之電壓進行整流，使所生成之脈流在大容量之電 容器具有平滑之功能。輸出電壓反饋電路5，係將整流平 滑電路4和基準電壓進行比較，把相差之電壓負反饋給間 歇控制電路3，而和間歇控制電路3同時具有控制雙向切 換元件2之〇N /〇F F動作的功能。例如，當輸出電壓 下降時，對歇控制電路3之反饋量就減少，雙向切換元件 2之〇 N的時間比率就變高。反之當輸出電壓升高時，對 間歇控制電路3之反饋量就增加，雙向切換元件2之 〇F F的時間比率就變高。但是，藉由因應來自該輸出電 壓反饋電路5之負反饋量的歇控制電路3所造成之雙向切 換元件2的〇N /〇F F時脈，將會根據來自前述相位檢 II!.------·!裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8- 478239 A7 _ B7 五、發明說明（6 ) 測電路7之時脈信號，而變成於後詳述之商業用電源之指 定相位的同步者。 如此，不藉由負載之變動而保持成大致一定之輸出電 壓。特別是，當負載輕時使商業用頻變壓器1之初級側 W 1的通電時間變短，休息期間變長，而使變壓器1之銅 損、鐵損減少，而改善做爲電源系統之電力效率。 以下，對根據第1圖該發明原理所組成之實施形態進 行詳細說明，另應對於第1圖之各部的部份，附加有同樣 之參考符號。 同步〇N /〇F F系統 於第2圖中表示雙向切換元件2 a之ΟΝ/OFF是 與商業用電源8同步進行而組成，且例示有同步 〇N/ OFF系統電路。第2圖中之方塊1 a〜8 a分別 應對於第1圖之方塊1〜8。 於商業用頻變壓器1 a之次級繞組W 2中設有中點分 接頭T A P。次級繞組W 2之兩端子中介著整流平滑電路 4 a內之整流用二級管D5、D6，在連接大容量平滑電 容器C 5之一端的同時連接輸出端子9。平滑電容器C 5 之另一端，是和中點分接頭T A P同時接地。 雙向切換元件2 a爲，由2個N頻道 Μ〇S F E T Q 7、Q 8在變壓器1 a之初級組繞W 1和 商業用電源8 a之一方端之間以共通源極直列連接而成者 ，其控制極是共通連接於間歇控制電路3 a之Q輸出端子 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝 —丨丨—訂---------*^11 _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9- 478239 A7 B7 五、發明說明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 。二級管D 7、D 8爲寄生二級管，分別連接於N頻道 Μ〇S F E T Q 7、Q 8之源極、漏極之間。N頻道 M0SFETQ7、Q8之源極共通連接交點，與寄生二 級管D 7、D 8 —起連接於後述說明之供電電路6 a之負 (V e e )輸出端子。 間歇控制電路3 a由邊緣觸發型D觸發電路D F F及 D輸入端子之吸合電阻R 2所形成。該邊緣觸發型D觸發 電路D F F之正電源端子和吸合電阻R 2 —起連接於供電 控制電路6 a之正（V d d )輸出端子，而負電源端子連 接於V e e端子。邊緣觸發型D觸發電路D F F之Q輸出 端子連接於雙向切換元件2 a晶體管Q 7、Q 8之控制極 共通連接點。邊緣觸發型D觸發電路D F F之同步脈衝（ C K )輸入端子連接於後述說明之做爲相位檢測電路7 a 之輸出端子的異電路X 0 R之輸出端子。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 IV— · 輸出電壓反饋電路5 a，係做爲光-電、電-光變換 元件耦合器P C和供給有基準電壓之齊納二極管Z D 2， 及連接於該齊納二極管D 2與輸出端子9間之限流電阻 R 3 —起密封在組件內，其由連接於齊納二極管Z D 2與 接地間之發光二極管D 9及與該發光二極管D 9光學性結 合之受光晶體管Q 9所組成。受光晶體管Q 9之集電極側 在連接邊緣觸發型D觸發電路D F F之D端子的同時中介 著電阻R 2連接V d d端子，而發射極連接於V e e端子 〇 相位檢測電路7 a ，係由組成低通濾波器之電阻R 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ 1 〇 _ 478239 A7 ___ B7 五、發明說明（8 ) (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 及電容器C 4之組合電路；連接該電阻R 1和電容器C 4 之連接點之延遲元件D L ;直接連接於該電阻R 1和電容 器C 4之連接點之第1輸入以及具有連接於延遲元件D L 輸出側之第2輸入的異電路X〇R所形成。電容器C 4之 另一端連接於V e e端子，而電阻R 1之另一端中介著供 電控制電路6 a中之電容器C 1連接於商業用電源8 a之 另一端。 於此所使用之延遲元件D L並非是延遲線等，而是將 例如數十個反相器級聯而獲得所期望之延遲時間。藉此在 晶片內部可容易組成具有所期望延遲時間之延遲元件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 最後說明對間歇控制電路3 a等之控制部供給直流起 動電之供電控制電路6 a之組成。該供電控制電路6 a ， 係由直列連接之二極管D 1、D 2 ;連接於該二極管D 1 、D 2之連接點和商業用電源8 a之一方（上側）線之電 容器C 1 ;直列連接之二極管D 3、D 4 ;連接於該二極 管D 3、D 4之連接點和商業用電源8 a之另一方（下側 )線之電容器C 2 ;並列連接於直列之二極管D 1、D 2 及D 3、D 4之大容量平滑用電容器C 3 ;並列連接於該 電容器C 3之齊納二極管Z D 1所組成。 藉由二極管D 1〜D 4所得到含有脈動成份之直流電 壓使電容器C 3更具平滑性，而藉由齊納二極管Z D 1在 所限制之指定値（V d d、V e e )範圍內能安定直流輸 出。 以下，對第2圖所示之實施形態動作進行說明。該第 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478239 A7 B7 五、發明說明（9 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2圖之實施形態，係將第1圖之基本方塊具體實現成實用 電路者。首先，供電控制電路6 a ，係具有供給起動電力 予由間歇控制電路3 a和相位檢測電路7 a所組成之變壓 器1 a初級側控制部的功能。 例如假設無雙向切換元件2 a之狀況時，當商業用電 源8 a上側線流有正電流時，電流會從電容器C 1中介著 二極管D 1流入電容器C 3在V d d側充電成正電壓，在 V e e側充電爲負電壓。反之當下側線流有正電流時，電 流會從電容器C 2中介著二極管D 3流入電容器C 3，終 究在V d d側充電成正電壓，在V e e側充電爲負電壓。 如此，在電容器C 1、C 2中爲因應商業用電源8 a之 5〇Η z或著是6 Ο Η z之振幅變化而流有充放電電流，以 對電容器C 3進行充電。爲使C 3之電壓不過於大，藉由 齊納二極管Z D 1限制電壓。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 實際上，由於供電控制電路6 a並列連接變壓器1 a 之初級繞組W 1和雙向切換元件2 a之直列電路，電載充 電於電容器C 3中之路徑，會因雙向切換元件2 a之 〇N /〇F F狀態和輸入商業用電源8 a之極性而有所變 化。其狀況整理如下表所示。 - 12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478239 A7 R7 五、發明說明（1〇 ) 表1 ·<對供電控制電路6a之電容器C3進行充電之電流路徑> 雙向切換元件OFF時 (控制部之Vee經常與 商業用電源之負側成 同電位） 雙向切換元件ON時 (控制部之Vee經常與 商業用電源之下側成 同電位） 輸入電壓之 上側線—C 1 — D 1 — C 3 上側線—C1(充電）-> 上側線爲正 (充電）-> D 8 —下側線 Dl— C3(充電）—D8 — 時 \ D4— C2/ 下側線 \ Q8— D8/ 輸入電壓之 下側線—C2— D3— C3 下側線—Q8— D2-> Cl( 下側線爲正 (充電）—D 7 — 1 a —上側 放電上側線 時 線 \ D2— C1/ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) r.裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當雙向切換元件2 a爲Ο N時，因做爲控制部負電源 之V e e端子是中介著晶體管Q 8連接在商業用電源8 a 之下側線，故該V e e端子在商業用電源之極性必成爲負 側之電位。因此從表1可知電容器C 2並未流有電流，所 以C 2並不工作。 另一方面，當雙向切換元件2 a爲OF F時，因若無 電容器C 2則無充放電之電流路徑，故如第2圖所示於使 用雙向切換元件之例必須要有C 2。因此，雙向切換元件 2 a之〇N方式和〇F F方式爲混合式之條件時’則C 1 、C 2雙方之電容器是有必要做爲電抗電壓降。 ----訂---------線- -Mt ϋ - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13- 478239 A7 B7 五、發明說明（彳1) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 間歇控制電路3 a是以邊緣觸發型D觸發電路組成， 輸出Q僅在來自輸入於C K端子之相位檢測電路7 a的節 拍脈衝的上升邊進行變化。當該輸出Q上升時，雙向切換 元件2 a之晶體管Q 7、Q 8會成〇N狀態。因此，輸出 電壓反饋電路5 a之輸出變化，是在前述節拍脈衝的上升 邊之時脈傳達輸出。藉此，雙向切換元件2 a ，在整流平 滑電路4 a之輸出電壓超過特定基準電壓（大致相等於齊 納二極管Z D 2之電壓和光-電、電-光變換元件耦合器 P C內之發光二極管D 9之順向電壓的和）時，於前述時 脈使雙向切換元件2 a變成0 F F狀態。反之前述輸出電 壓降低爲未滿前述基準電壓時，還是在前述時脈使雙向切 換元件2 a變成〇N狀態。即，整流平滑電路4 a之輸出 電壓0 u t ，是被控制大致成前述基準電壓。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於此，在第2圖之實施形態中，前述節拍脈衝之上升 時脈與商業用電源輸入電壓波形之峰値爲一致之事是重要 的。那是因爲從電容器C 1和二極管D 1之連接點取得相 位檢測，使其連接點之電流相位較輸出電壓波形前進 9 0° ，其點之零交叉點事相當於輸入電壓波形之峰値位 置的關係。此爲，最好是前述電壓波形之微分値在零附近 變成商業用頻變壓器1 a之初級側〇N之時脈，而藉由變 壓器1 a對電感湧流變小。 相位檢測電路7 a中之電阻R 1、電容器C 4，是爲 了除去輸入雜波的低通濾波器。延遲元件D L由延遲電路 所組成，是決定對D觸發電路D F F之C K端子輸入節拍 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478239 A7 ______ B7 五、發明說明（12) 脈衝之脈衝寬度者。 第3圖表示該電路之時脈圖。參考該第3圖對第2圖 之實施形態進行說明。於第3圖中，波形a .是以下側線 爲基準之商業用電源8 a之電壓波形，波形b ·是以 V e e爲基準之相位檢測電路7 a之輸入電壓波形，c k 是以V e e爲基準之間歇控制電路3 a內D觸發電路 D F F的節拍輸入波形。波形〇 u t是以接地電位爲基準 之整流平滑電路4 a的輸出電壓波形，同時記有接地電位 之0和特定基準電壓V r e f。波形D是前述D觸發電路 D F F之數據輸入D的輸入波形，波形I T是流入商業用 頻變壓器1 a之電流波形。橫軸爲時間軸。最初以輕負載 時之間歇動作開始而最後是表示連續通電動作。 即，爲使來自商業用電源8 a之輸入電壓a ·爲正峰 値時之t 1時，從相位檢測電路7 a之電阻R 1、電容器 C 4的連接點直接供給予異電路X 0 R之一方輸入的電壓 是V e e，因此，異電路X〇R之輸出節拍c k會上升。 此時，由於整流平滑電路4 a之輸出〇u t較藉由齊 納二極管Z D 2和二極管D 9所設定之基準電壓V r e f 爲下降故流入發光二極管D 9之電流被削減，而因造成發 光停止的原故，使光-電、電-光變換元件耦合器P C內 之晶體管Q 9中無法流有電流，因此外加V d d電壓於D 觸發電路D F F之D端子。於該狀態因節拍c k會上升’ Q輸出會成〇N狀態，變壓器1 a之初級繞組w 1中會流 有電流I 丁。 ^Ν請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) -裝 --— 丨訂------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 478239 A7 B7 五、發明說明（13) 藉由該電流I T使整流平滑電路4 a之輸出電壓 〇u t上升。其結果，使發光二極管D 9開始發光，晶體 管Q 9中流入電流’ D端子之電位下降◦因有電源電壓之 下降，在將基準電壓V r e f僅超過指定値時電壓〇u t 一旦下降’就會降至V r e f 。於這期間中，D輸入雖會 下降至V e e ，但因Q輸出仍維持在〇N原狀，故輸出電 壓〇u t會再度上升。 在該狀態當電源波形a ·在t 2時刻變成下限之峰値 時，雖會發生下一個節拍c k，但因此時輸出電壓〇u t 會較V r e f僅高出指定値，故D輸入維持成V e e下降 之原狀，Q輸入在下限之峰點成〇F F狀態，使雙向切換 元件2 a變成〇F F狀態，對變壓器1 a並未流有電流。 未連接負載於端子9，或者是於超低負載之狀態，端子9 之電壓0 u t會因電容器5之電載徐徐放電而漸接近 V r e f。如此，使雙向切換元件2 a變成與電源8 a之 周期同步ΟΝ/OFF 。 如前述，D輸入雖是在輸出電壓0 u t未滿基準電壓 V r e f時上升成V d d，但在從t 3至t 4之較輕負載 時，因就算變成V r e f以下之狀態亦能立即恢復電壓， 故D輸入始終保持在V d d原狀，這期間，Q輸出亦變成 〇N，使變壓器1 a較頻繁地連接電源8 a。 當輸出端子9連接較大之負載時，在t 5之時刻D輸 入變成V d d，就算輸出電壓〇u t超過V r e f而上升 時，當對電容器C 5之充電停止時輸出電壓〇 u t會立即 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16- 丨 III —丨 — I — - I i I I 訂·- — — 丨· (請先閱讀背面之注音3事項再填寫本頁) 478239 A7 _ B7 五、發明說明（14 ) (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 下降，當D輸入再度上升，則電容器c 5之充電會立即再 次開始，使變壓器1 a與第3圖之t 5以下電源8 a之周 期同步連續性地連接於電源8 a。 如此，在第2圖之實施形態中，由於是將雙向切換元 件2 a之ΟΝ/OFF雙方之時脈固定在電源電壓尖峰時 脈，故不易發生由切換造成雜波，而具有較少之無用放射 妨害的特徵。特別是，在輸入電壓之尖峰時脈因其微分値 爲零的關係，如變壓器般之電感負載的狀況，電流變爲零 交點是好現象。 同步〇N非同步〇F F系統 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 於第4圖中表示其他實施形態之同步〇N非同步 〇F F系統電路圖。在第4圖中與第2圖應對部份附加有 同一參考符號，故對其之詳細說明於此省略。第4圖之電 路與第2圖電路所不同之處爲，間歇控制電路3 b之D觸 發電路D F F的D輸入是直接連接於正電源V d d，而輸 出電壓反饋電路5 a輸出和吸合電阻R 2之連接點信號是 對D觸發電路D F F之復原端子（L有源）進行輸入（以 粗線表示）。 根據前述之變更，當整流平滑電路4 a之輸出電壓 〇u t超過基準電壓V r e f時，任意之時脈，即在非同 步使D觸發電路D F F可強制復原。即，使雙向切換元件 2 a成〇F F之時脈亦變成任意。 即，〇u t > V r e f時，光—電、電一光變換元件耦 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478239 A7 B7 五、發明說明（15) 合器P C之晶體管Q 9所流入之電流會變大，當藉由電阻 R 2所造成之壓降達到復原電壓時，D觸發電路D F F就 會復原。因此，藉由適當選擇電阻R 2之値，在任意之時 脈可使雙向切換元件2 a成〇F F狀態。 另一方面，雙向切換元件2 a成ON之時脈爲，前述 復原端子是「Η」，且被限定於節拍輸入c k之上升時脈 。即，ON之時脈爲同步型，而OFF之時脈爲非同步型 (任意）° 如此，於該實施形態中，由於變壓器1 a之初級側 〇F F的時脈是任意（非同步）的關係，而使商業用頻變 壓器1 a沒有成爲必要以上之線路狀態的原故，因此從貫 驗上可確定的是於此所說明之在各實施形態中於低負載時 是具最優之效率性。 非同步0 N同步〇F F系統 其次，參考第5圖說明非同步〇N同步〇F F系統之 實施形態。該實施形態雖亦具有幾乎和第2圖實施形態相 同之電路組成，但所不同的是，間歇控制電路3 c之組成 的部份。在該間歇控制電路3 c中，D觸發電路d F F之 D輸入是直接連接於負電源端子V e e，而輸出電壓反饋 電路5 a之輸出和吸合電阻R 2之連接點信號是對D觸發 電路D F F之調節端子（Η有源）進行輸入。 根據如第5圖之組成，若整流平滑電路4 a之輸出電 壓〇u t未滿基準電壓V r e f時，輸出電壓反饋電路 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寫本頁) -I « ϋ I ϋ ϋ n ϋ 一 δ” I I i^i I I ·ϋ I I * 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18- 478239 A7 B7 五、發明說明（16) 5 a之反饋量會減少，在電阻R 2之壓降會少。「H」電 平之調節信號會從電阻R 2提供給D觸發電路D F F之調 節端子S而進行調節。變成該〇u t < V r e f之狀態是例 如以負載之大小來決定不特殊之時脈而成，即’在任意之 非同步時脈對D觸發電路D F F強制調節，使雙向切換元 件2 a變成ON。另一方面，雙向切換元件2 a變成 〇F F之時脈爲，前述調節端子是「L」，且被限定於節 拍輸入c k之上升時脈。即，〇F F之時脈爲同步型’而 〇N之時脈爲非同步型。 將該第5圖之實施形態與第4圖之同步〇N非同步 〇F F系統進行比較時，由於〇F F之時脈爲同步型的關 係，其特徵爲來自變壓器1 a之初級繞組W 1之漏感所造 成之回掃電壓的發生少，高頻雜波之發生少。 疑似同步 〇F F系統 於第6圖表示該發明之又其他之實施形態疑似同步 〇F F系統電路圖。於該實施形態中所不同的是刪除在 第2圖實施形態中所使用之相位檢測電路7 a ，及間歇控 制電路3 d之組成不同，其餘則和第2圖實施形態相同組 成。間歇控制電路3 d並未使用第2圖實施形態中所使用 之D觸發電路D F F，而由滯後緩衝器Η B和連接於其輸 出端與電源V d d間之吸合電阻R。如此，藉由使用複合 薄膜等之非常廉價之材料，且容易之步驟可形成遮罩材所 組成。無該滯後作用亦無妨，使用普通之緩衝器就可以。 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寫本頁) 裝--------訂---------線； 經濟部智慧財.產局員工消費合作社印製 -19- 478239 A7 ___ B7 五、發明說明（17) 於該實施形態中，因爲沒有設置電源8 a之相位檢測 電路，所以雙向切換元件2 a之動作爲〇n /〇F F均是 非同步型。根據第6圖所示之組成，若整流平滑電路4 a 之輸出電壓0 u t未滿基準電壓V r e f時，輸出電壓反 饋電路5 a之輸出會變成「Η」，中介.著緩衝器Η Β使雙 向切換元件2 a強制性變成〇Ν。 另一方面，若整流平滑電路4 a之輸出電壓〇u t超 過基準電壓V r e f時，輸出電壓反饋電路5 a之輸出會 變成「L」，使雙向切換元件2 a強制性變成〇F F。 於整流平滑電路4 a內通常重疊有與商業用電源8 a 之周期同步之脈動成份，使雙向切換元件2 a之〇F F時 脈爲輸出電壓〇u t之最高點，即，接近脈動尖峰點的槪 率變高。該脈動，與被外加於商業用頻變壓器1 a之初級 繞阻W 1之輸入電壓波形相似，使擬似性雙向切換元件 2 a之0 F F時脈變爲輸入電壓波形之脈動尖峰附近的槪 率高。 因此，於該實施形態中雖省略相位檢測電路7 a ，但 於整流平滑電路4 a中設定成殘留某程度之輸出脈動時， 藉由積極性地利用該脈動可使時脈擬似性地與輸入同步。 如此，於該實施形態中，雖然〇N /〇F F之時脈因 變得有些不明確而多少會犧牲掉效率，但因無需特別備有 爲取得與輸入電壓波形同步之相位檢測電路’而使電路變 得非常簡單且成本低。此外’，其特徵爲由於〇F F之時脈 大致會成爲零交點附近的槪率高，因此由變壓器1 a之初 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 tr---------者 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -20- 478239 A7 B7 五、發明說明（18) 級繞阻W 1之漏感所造成之回掃電壓的發生少，高頻雜波 發生少。 於第2圖至第6圖所示之實施形態中，雖然其中之任 一形態均使用晶體管Q 7、Q 8和二極管D 7、D 8做爲 雙向切換元件2 a之組成’但如第7圖所示，亦可使用由 4個二極管DIO、D1 1、D1 2、D1 3而成之二級 管電橋以及連接於二極管D 1 〇、D 1 1之連接交點N 1 和二極管D 1 2、D 1 3之連接交點N 2間之晶體管 Q 1 0所組成之雙向切換元件2 b。另，該晶體管Q 1〇 除圖示之f e t外，亦可使用雙級晶體管。 於第7圖之電路中，當間歇控制電路3供給「Η」控 制信號時，晶體管Q 1 0會〇Ν，使電源8 a之正半波經 二極管D 1 0、晶體管Q 1 0、二極管D D 1 3流出，而 使負半波經二極管D 1 1、晶體管Q 1 〇、二極管D 1 2 流出。 使用可控硅整流器之非同步〇N同步〇F F系統 接著，參考第8圖，對使用可控硅整流器和二極管電 橋做爲雙向切換元件之本發明又另外之實施形態之非同步 〇N同步〇F F系統進行說明。於該實施形態中，使用阻 抗元件Z 2做爲間歇控制電路3 a。做爲該阻抗元件Z 2 可使用例如僅電阻元件本身，或者可使用電容器和電阻元 件之直列電路等任意者。因此，不需要如之前所說明之各 實施形態之供電電路6及相位檢測電路7。 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寫本頁) 訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -21 - 478239 Α7 Β7 五、發明說明（19) 此外，使用由二極管D 1 0〜D 1 3所組成之二極管 電橋做爲雙向切換元件2 c和以可控硅整流器Τ Η 1來替 代晶體管Q 1 0所組成之電路。 於第8圖之實施形態中，初級繞阻W 1之下側端，雖 中介著阻抗元件Ζ 2、晶體管Q 9、二極管D D 1 3連接 於商業用電源8 a之一端，但如果整流平滑電路4 a之輸 出電壓未達基準電壓V r e f時，輸出電壓反饋電路5 a 之光-電、電-光變換元件耦合器P C內之發光二極管 D 9不會點燈，使輸出電壓反饋電路5 a之輸出成開放， 前述可控硅整流器Τ Η 1之柵流是中介著阻抗元件Z 2而 供給，使可控硅整流器Τ Η 1成〇Ν。〇Ν之時脈是在可 控硅整流器Τ Η 1之柵壓爲臨界値以上之任意時脈均可。 柵壓未達臨界値而無法Ο Ν之時脈爲，若前述阻抗元件 Ζ 2僅是電阻元件本身時則接近電源8 a之輸入電壓的零 交點，若電容器之電抗成份支配阻抗元件Z 2之阻抗時則 會錯開9 0 °而接近輸入電壓之峰値。無論如何.，因無法 〇N之時脈狹窄，故實質上在任意時脈是可Ο N。即是非 同步〇N型。 另一方面，整流平滑電路4 a之輸出電壓0 u t超過 基準電壓V r e f時，輸出電壓反饋電路5 a之輸出會成 短路狀態雖使可控硅整流器Τ Η 1之柵流變爲零，但藉由 可控硅整流器Τ Η 1之閂鎖作用，可控硅整流器電流在變 成零之前是維持Ο Ν狀態。這意味著，同步於電流之零交 點使可控硅整流器Τ Η 1成〇F F。這即是同步〇F F型 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寫本頁) 裝-----111 訂·!----1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -22- 478239 A7 _______ B7 五、發明說明（20) 。即，於本實施形態中雖無特別之相位檢測電路，但於功 能上是「非同步〇N同步OFF型」。 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 於該實施形態中，〇N狀態之可控硅整流器Τ Η 1到 〇F F爲止之過程長，因此輕負載時之效率就有些差，但 組成元件非常簡單，以低成本就可實現電源裝置。此外由 於〇F F之時脈是成爲電流之零交點，故其特徵爲由變壓 器1 a之初級繞阻W 1之漏感所造成之回掃電壓的發生少 ’高頻雜波發生少。 使用光TR I AC之非同步ON同步OFF系統 又，參考第9圖，說明做爲雙向切換元件而使用光 T R I A C之非同步〇N同步〇F F系統之實施形態。於 該實施形態中，例如與第2圖之實施形態做比較，雖不需 要供電控制電路6 a及相位檢測電路7 a以及間歇控制電 路3 a ，但其同等功能由雙向切換部9 f來達成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 艮口，將光T R I A C組件1 0 f由發光二極管D 9及 雙向切換部9 f所組成，密封於同一封裝內。該雙向切換 部9 ί乃由可接受來自發光二極管D 9之光而做配置之光 T R I A C本體Ρ Τ及內藏阻抗Ζ及零交點電路Z C所組 成。 於第9圖之電路中，其組成爲當輸出〇u t之電壓下 降而未達基準電壓V r e f時，發光二極管D 9會〇F F ，當光線滅掉時光T R I A _ C本體Ρ T會〇N。該動作和 通常之光TRIAC是相反。 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478239 A7 B7 五、發明說明（21) 第9圖電路之功能爲，於功能上大致和第8圖之「使 用可控硅整流器之非同步〇N同步〇F F系統」同等。於 本實施形態，當整流平滑電路4 a之輸出電壓〇u t未達 基準電壓V r e f時，輸出電壓反饋電路5 b之發光二極 管D9不會點燈，而光TRIAC本體PT會ON。〇N 之時脈爲施加於光T R I A C本體P T之電壓達指定値以 上之任意時脈均可。即，幾乎任意之時脈均能〇 Ν，即是 非同步〇Ν型。 另一方面，當整流平滑電路4 a之輸出電壓〇u t超 過基準電壓V r e f時，輸出電壓反饋電路5 b之發光二 極管D 9會點燈，雖光T R I A C本體P T之觸發電流會 變成零，但藉由T R I A C之閂鎖作用，使可控硅整流器 電流在保持電流往下流之前維持成〇 N狀態。這意味著， 大致同步於電流之零交點使T R I A C成〇F F。這即是 同步0 F F型。即可知，於本實施形態雖無特別之相位檢 測電路，但於功能上是「非同步〇 N同步〇F F型」。 於該實施形態的狀況亦同樣，於輕負載時之效率有些 差，但組成元件非常簡單，以低成本就可實現電源裝置。 此外，由於〇F F之時脈是成爲電流之零交點，故其特徵 爲由變壓器1 a之初級繞阻W 1之漏感所造成之回掃電壓 的發生少，高頻雜波發生少。 然而，於第2圖所示實施形態之電源系統，對於做爲 第1 0圖（a )同步型所示之輸出電壓V的安定性和連續 通電（無控制）者相較是明顯的提昇，對於電效率方面， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ 24 - (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
478239 A7 -- __B7 五、發明說明（22 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如第1 0圖（b )所示，在輕負載時及中負載時有良好的 特性，但對於額定負載時效率卻大幅下降，從輕負載至額 定負載要實現安定之電效率是困難的。即，如第1 0圖（ b )，總括而言第2圖之實施形態的同步型系統在輕負載 時之效率改善雖大，但如虛線所示在中〜高負載時效率卻 有大幅下降之傾向。 另一方面，如第6圖所示之疑似同步系統在中〜高負 載時雖幾乎無效率下降之現象，但卻有在輕負載時效率改 善效果小之問題。 以下欲說明該發明實施形態系統是如第1 0圖（b ) 之實線所示，其可防止中〜高負載時之效率下降。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1 1圖爲表示以下欲說明之實施形態的基本原理圖 之功能方塊圖。首先，在說明實施形態之前先根據第1 1 圖說明其基本原理。於第1 1圖中，商業用頻變壓器1之 初級繞阻w 1爲，直列中介著雙向切換元件2，例如連接 於1 0 0伏特、5 0赫茲之交流商業用電源8。商業用頻 變壓器1之次級繞阻W 2爲，具有例如要將1 0 0伏特電 壓下降成數伏特之匝數比，藉由整流平滑電路4變換成直 流電壓而從輸出端子9輸出。出現在該輸出端子9之輸出 電壓是由輸出電壓反饋電路5所供給，而由A / D變換電 路1 0來接受輸出電壓反饋電路5之輸出信號。 雙向切換元件2之控制輸入端子是連接於間歇控制電 路3之控制輸出端子，該間歇控制電路3是連接於A / D 變換電路1 0之輸出及連接成可接受相位檢測電路7之檢 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478239 A7 B7 五、發明說明（23) 測信號。間歇控制電路3是接受來自於商業用電源8所連 接之供電控制電路6所變換之直流控制電的供給而動作。 如此之第1 1圖整體構成了該實施形態的電源裝置。 接著，說明第1 1圖之電路動作。商業用頻變壓器1 通常是密閉結合於小型E I型矽鋼片的角材，即毫無漏磁 通地施有初級、次級繞阻W 1、W 2者，且其匝數比由使 用商業用電源8之電壓和需要輸出電壓之比來做決定。雙 向切換元件2爲，因應具體性之各實施形態的使用而採用 TR I A C或源共通之直列高耐壓F E T對，或許是如第 7圖所示之二極管橋（D 1 〇〜D 1 3 ) +高耐壓FET (Q 1 0 )等，來進行交流之雙向切換。 間歇控制電路3主要是由邏輯電路所組成，根據來自 相位檢測電路7之時脈信號，在商業用電源之指定相位所 同步之時脈作出控制雙向切換元件2成◦ N / 0 F F之信 號。整流平滑電路4是以整流元件對發生於商業用頻變壓 器1次級側之電壓進行整流’具有在大容量之電容器平滑 所產生之脈流的功能。 輸出電壓反饋電路5，具有將整流平滑電路4和基準 電壓V r e f進行比較後，而將其相差電壓經由A / D變 換電路1 0反饋至間歇控制電路3之功能。例如當輸出電 壓下降則反饋至間歇控制電路3的反饋量會減少’而使雙 向切換元件2成〇 N的時間比率變高。反之當輸出電壓變 高則反饋至間歇控制電路3的反饋量就會增加’而使雙向 切換元件2成〇F F的時間比率變高。但是’因應來自該 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) 口6 - ' (請先閲讀背面之注咅？事項再填寫本頁)
裝---I--—訂--------線I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 478239 A7 B7 五、發明說明（24) 輸出電壓反饋電路5之負反饋量而根據間歇控制電路3之 雙向切換元件2的〇N /〇F F時脈，乃是根據前述來自 相位檢測電路7之時脈信號，如於後詳述之商業用電源之 指定相位所同步者。如此般，不根據負載之變動而保持成 大致一定的輸出電壓。 目前爲此所說明之實施形態的系統，例如第2圖之同 步〇N /〇F F系統之狀況爲，反饋信號只是以「Η」或 者是「L」之2値來處理，但於以下之實施形態，則組成 爲中介著A / D變換電路1 0可檢測出4値或者是3値等 複數之電壓。輸出電壓如脫離前述之4値或者是3値兩端 之電壓幅度時，直接操作D觸發電路D F F之S E T端子 或者是R S T端子，非同步地強制〇N或者是〇F F，以 降低中〜高負載時之效率或效果性降低脈動之增加。這是 以下實施形態之重點。 即，由於在負載輕時是藉由放電來使輸出電壓變小， 故會進行如第2圖所示之同步型系統同樣的動作。即，於 輕負載時將商業用頻變壓器1之通電時間變短而休息時間 變長，使變壓器1之銅損、鐵損減少，而大幅改善做爲電 源系統之電效率。 於中〜高負載域，因藉由整流平滑電路4之大容量電 容器C 5的放電使輸出電壓之變化變大，而提高脫離前述 電壓幅度的頻率，使在非同步〇N (或者是〇F F )的槪 率變高。藉此，由於導通、非導通之時脈在中〜高負載會 移行成非同步（疑似同步）型，故可避免在第1 0圖同步 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ 27 _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
478239 A7 ____B7_ 五、發明說明（25 ) 型所見之中〜高負載時效率降低之現象。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以下，對根據藉由第1 1圖所說明之原理而組成之實 施形態進行詳細之說明，應對於第1 1圖之各部的部份， 則參考同樣之符號。 4値檢測型系統 第1 2圖表示4値檢測型系統之電路例圖。1〜1〇 之元件分別應對第1 1圖之1〜1 0的元件。於商業用頻 變壓器1之次級繞阻W 2中設置中點分接頭T A P。次級 繞阻W 2之兩端子中介著整流平滑電路4內之整流二級管 D 5、D 6在連接大容量平滑電容器C 5之一端的同時， 連接輸出端子9。平滑電容器C 5之另一端與點分接頭 T A P —起接地。 雙向切換電路2是由兩個N通道M0SFETQ7、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Q 8在變壓器1之初級繞阻W 1和商業用電源8之一端子 之間以源共通直列連接者，柵極共同連接於間歇控制電路 3之Q輸出端子而組成雙向切換。二極管D 7、D 8爲寄 生二極管，分別連接於N通道M0SFETQ7、Q8之 源、漏極間。N通道M0SFETQ7、Q8之源共通連 接交點，和寄生二極管D 7、D 8之共通連接交點同時連 接於供電電路6之負（V e e )側端子。 間歇控制電路3是由邊緣觸發型D觸發電路D F F 1 和2個輸入N A N D柵極之N ADA1及NADA2所組 成。2輸入輸入NAND柵極之輸入端子互相交叉連接著 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478239 A7 __ B7 五、發明說明（26) ’組成所謂的R S觸發電路。其N A N D柵極所剩餘之2 個輸入端子就成爲置位輸入、復位輸入。該邊緣觸發型D 觸發電路D F F 1之正側電源端子連接於供電電路6之正 (V d d )側輸出端子，負側電源端子連接於V e e )端 子。邊緣觸發型D觸發電、路D F F 1之Q輸出端子連接於 雙向切換電路2之M0SFETQ7、Q8的柵極共同連 接點。邊緣觸發型D觸發電路D F F 1之輸入端子連接於 NAND柵極（NAND)之輸出端。 輸出電壓反饋電路5，由接有基準電壓V r e f之齊 納二極管Z D 2 ;連接於該齊納二極管Z D 2和輸出端子 9間之電流限制電阻R 3 ;和做爲光-電、電-光變換元 件耦合器而整體被密封在組件內之發光二極管D 9 ;與該 發光二極管D 9光學性結合之受光晶體管Q 9所組成。受 光晶體管Q 9之集電極側在連接A / D變換電路1 0之電 阻R 2的同時，連接於其A / D變換電路1 0之4個比較 電路 C 〇 p m 1 、 C 〇 p m 2 、 C 〇 p m 3 、 C .〇 p m 4 之分別爲正輸入端子、負輸入端子、正輸入端子、負輸入 端子，而發射極側連接於V e e電源。 A / D變換電路1 0之比較電路c 〇 p m 1的輸出是 連接於邊緣觸發型D觸發電路D F F 1之S E T端子，比 較電路c 〇 p m 4的輸出是連接於邊緣觸發型D觸發電路 D F F 1之R S T端子，比較電路c 〇 p m 2的輸出是連 接於N A N D柵極N A N D 1所剩餘之輸入端子’比較電 路c ο p m 3的輸出是連接於N A N D柵極N A N D 2所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -29 - (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 478239 A7 B7 五、發明說明（27) 剩餘之輸入端子。 又，接有基準電壓之電源El、E2、E3、E4爲 直列連接，E 1之正側端子連接於V d d，E 1及E 2之 連接點連接於c 〇 p m 1之負輸入端子，E 2及E 3之連 接點連接於c 〇 p m 2之正輸入端子，E 3及E 4之連接 點連接於c 〇 p m 3之負輸入端子，E 4之負側端子連接 於c 〇 p m 4之正輸入端子。 相位檢測電路7，由組成低通濾波器之電阻R 1、電 容器C 4之組合電路；連接於該電阻R 1和電容器4之連 接點的延遲元件D L ;直接連接於該電阻R 1和電容器4 之連接點的第1輸入；具有連接於延遲元件D L之輸出側 之第2輸入的異電路X 0 R所組成。電容器C 4之另一端 連接於V e e線，電阻R 1之另一端中介著供電控制電路 6中之電容器C1連接於商業用電源8之另一端。 於最後，說明對間歇控制電路3、A / D變換電路 1〇等供給直流動作電之供電控制電路6的組成。該供電 控制電路6是由直列連接之二極管D 1、D 2 ;連接於該 二極管D 1、D 2之連接點和商業用電源8之一方（上側 )線之電容器C 1 ;直列連接之二極管D 3、D 4 ;連接 於該二極管D 3、D4之連接點和商業用電源8之另一方 (下側）線之電容器C 2 ;並列連接於直列之二極管D 1 、D2及D3、D4之大容量平滑用電容器C3 ;並列連 接於該電容器C 3之齊納二極管Z D 1所組成。 將藉由二極管D 1〜D 4而所得到含有脈動成份之直 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寫本頁) |裝--------訂---------線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -30- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 478239 A7 ____B7__ 五、發明說明（28) 流電壓經電容器C 3平滑後，而藉由齊納二極管Z D 1使 其得以被限制在指定値（V d d )之範圍內安定直流輸出 〇 又，雙向切換2，亦可如之前所述之實施形態同樣之 第7圖所示般以二極管橋和晶體管來組成。 以下，說明第1 2圖所示實施形態之動作。該第1 2 圖之實施形態爲，將第1 1圖基本方塊實現於實用電路者 。首先，使供電控制電路6具有供給動作電予由間歇控制 電路3及相位檢測電路7以及A / D變換電路1 〇所形成 之變壓器1之初級側控制部的功能。 例如，假設無雙向切換元件2的狀況，當在商業用電 源8上側線施加正電壓時，電流會從電容器C 1中介著二 極管D 1而流入電容器C 3，使V d d側充電成正電壓， V e e側爲負電壓。反之當在下側線施加正電壓時，電流 會從電容器C 2中介著二極管D 3而流入電容器C 3，終 究還是使V d d側充電成正電壓，V e e側爲負電壓。如 此般的進行，在電容器C 1、C 2內會應對商業用電源8 之5 Ο Η z或6 Ο Η z之振幅變化而流著充放電電流，使 電容器C 3進行充電。爲使c C 3之電壓不過大，而藉由 齊納二極管Z D 1來限制電壓。 實際上供電控制電路6因並列連接於變壓器1之初級 繞阻W 1和雙向切換2的直列電路，故電容器C 3內所充 電之電載的路徑會根據雙向切換2之〇Ν /〇F F狀態及 輸入商業用電源8的極性而有所變化。此詳細由於在表工 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -31 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----訂---------線； 478239 A7B7 五、發明說明（29) 已詳有說明，同樣的將其列於表2提供詳細之說明。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 【表2】 表2.<供電控制電路6之電容器C 3進行充電之電流路徑> 雙向切換OFF時 (控制部之Vee經常與 商業用電源之負側成 同電位） 雙向切換ON時 (控制部之Vee經常與 商業用電源之下側成 同電位） 輸入電壓之 上側線—Cl— Dl— C3 上側線—C1 (充電）— 上側線爲+ (充電D8->下側線 Dl— C3(充電）—D8 — 時 \ D4一 C2/ 下側線 輸入電壓之 下側線—C2— D3— C3 下側線—Q8— D2— Cl( 下側線爲+ (充電）—D7— 1 a—上側 放電）—上側線 時 線 \ D2-> C1 / 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當雙向切換元件2 a爲〇N時，因控制部之負電源 V e e線是中介著晶體管Q 8連接在商業用電源8 a之負 側線，故該V e e線在商業用電源之極性必成爲負側之電 位。因此從表2可知電容器C 2並未流入電流，所以C 2 並不工作。 另一方面，當雙向切換元件2 a爲〇F F時，因若無 電容器C 2則無充放電之電流路徑，故如第2圖所示於使 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） -32 - 478239 A7 B7 五、發明說明（30) 用雙向切換元件之例必須要有C 2。因此，雙向切換元件 2之〇N方式和〇F F方式爲混合式之條件時，則C 1、 C 2雙方之電容器是有必要做爲電抗電壓降。 間歇控制電路3 a是以附有S E T、R S T端子之邊 緣觸發型D觸發電路DFF1和2個2輸入NAND柵極 NANDI、NAND2所組成。當輸出Q在DFF1之 S E T或R S T端子成「Η」時，會與時鐘脈衝無關地分 別強制成「Η」或「L」。 另一方面，SET端子及RST端子雙方爲「L」時 ，則會變成通常之邊緣觸發型D觸發電路動作，使 D F F 1之端子D的狀態因施加於C K端子之脈衝的升起 而出現在輸出Q。當該輸出Q變成^ Η」時，雙向切換2 之晶體管Q7、Q8會成〇Ν。 (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 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478239 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（31) 【表3】 4値檢測系統之動作狀態 方式 輸出電 電阻R2兩端電壓 Comp 1 /2/ SET/RST/ 雙向SW 壓Out Er2 3/4輸出 D輸入 1 低 Er2< El H/L/H/L H/L/H 強制〇N 2 偏低 El<Er2<EUE2 L/L/H/L L/L/H 同步〇N 3 中立 El+E2<Er2<El+ L/H/H/L L/L/? 不規則 E2 + E3 磁滯領域 4 偏局 El+E2+E3<Er2< L/H/L/L L/L/L 同步〇FF E1+E2+E3+E4 5 局 El+E2+E3+E4< L/H/L/H L/H/L 弓茧制J OFF Er2 於此，以表3說明第1 2圖之4値檢測系統之動作。 於該系統中存在有5個動作方式，即方式1、方式2、方 式3、方式4、方式5。 方式1 :輸出端子0 u t 9之輸出電壓0 u t針對輸 出電壓反饋電路5之基準電壓V r e f呈相當低之狀態。 發光二極管D 9熄燈使受光晶體管Q 9熄燈，因電阻R 2 之兩端電壓E r 2大致爲零且較比較基準電壓E 1爲小， 故A / D變換電路1 〇之比較電路c 〇 m p 1輸出成「Η 」，而驅動D觸發電路DFF1之SET端子把DFF1 之輸出Q強制成「Η」而使雙向切換元件2強制成〇N。 方式2 :輸出端子9之輸出電壓〇u t接近於基準電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） - 34- I-----丨丨丨！ ------丨—訂---------線i^w. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 478239 A7 B7 五、發明說明（32 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 壓V r e f使受光晶體管稍有導通電路狀態。E r 2因在 E 1及E 1 + E 2之中間故SET、RST端子共同成「 L」並無強制性〇N、〇F F。C K端子之時鐘脈衝的上 升時脈，即在輸入商業用電源之峰値點’使D觸發電路 DFF 1端子之邏輯級「H」出現在輸出Q，而同步ON 〇 方式3 :輸出端子電壓〇 u t大致呈與基電壓 V r e f相等之狀態。E r 2因在E 1 + E 2及E 1 + E 2 + E 3之中間故無強制性〇N、〇F F。由於比較電 路c omp 2、c omp 3之輸出雙方均爲「H」，故以 N A N D柵極N A N D 1、N A N D 2所組成之R S觸發 電路維持成之前的狀態。即雙向切換維持成這之前·的Ο N 或者是0 F F狀態，而形成磁滯領域。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 方式4 :輸出端子電壓〇u t稍微超過基電壓 Vr e f 之狀態。Er 2 因在 E1+E2 + E3 及 E1 + E 2 + E 3 + E 4之中間故並無強制性〇N、〇F F。因 端子D爲「L」，故在時鐘脈衝的上升點就使輸出Q成「 L」而使雙向切換2成同步OFF。 方式5 :輸出端子電壓〇u t超過基電壓Vr e f非 常大之狀態。E r 2因大於E 1 + E 2 + E 3 + E 4故比 較電路c o m p 4輸出成爲「L」，而驅動D觸發電路 D F F 1之R S T端子把D F F 1之輸出Q強制成「L」 而使雙向切換元件2強制成〇F F。 根據上述之設定，輕負載時在方式2〜4之間做爲同 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478239 A7 ---------B7____ 五、發明說明（33) 步型系統可達成高電功率，在高負載時，主要成爲利用方 式1領域之動作形態，可防止脈動之上昇及電功率惡化。 附帶說明’在第2圖所詳述之實施形態的同步〇N同 步〇 F F系統，亦可做成利用表3方式2、3、4之系統 ’而第4圖之同步〇N非同步〇f F系統也可做成利用表 3方式2、3 、5之系統，且第5圖之非同步〇N同步 〇 F F系統可做成利用表3方式1、3、4之系統，而第 6圖之非同步（疑似同步）〇N /〇F F系統亦可做爲利 用表3方式1、3、5之系統。舉凡均包括方式3之原因 爲’假想成比較功能是具有磁滯狀況之原故。因此第1 1 圖以下之實施形態爲，使A / D變換電路1 0具有複數之 比較功能，以淸除這以前之實施形態的問題，即淸除對於 中〜額定負載之效率降低及輸出脈動增加問題，而可更進 一步使其改良發展者。 於該第1 2圖之實施例中，前述時鐘脈衝C K之上升 時脈和商業用電源輸入電壓波形之峰値爲一致之事實屬重 要。那是因爲從電容器C 1和二極管D 1之連接點來採取 將相位檢測，故該連接點之電流相位是根據輸出電壓波形 而9 0 °行進，而由於該點之零交點相當於輸入電壓波形 之蜂値位置的原故。這爲最好者之原因在於前述電壓波形 之微分値在零附近使商業用頻變壓器1之初級側成〇N的 時脈，而使對變壓器1之電感所突入電流變小的原故。 相位檢測電路7中之電阻R 1、電容器C 4是爲了除 去輸入雜波而有的低通濾波器。若無雜波之問題則可省略 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寫本頁)
ϋ s .^1 ϋ ϋ 一：口，_ 11 ·ϋ Βϋ ϋ I I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -36- 478239 A7 ___ B7 五、發明說明（34) (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) g亥低通濃波器，其並非必須之電路。延遲元件E) L是由延 遲電路所形成，其爲決定對D觸發電路C K端子輸入時之 時鐘脈衝的脈衝寬度者。該延遲元件D L亦同樣的藉由複 數反相之級聯連接，可形成所期望之延遲。 如此，於第1 2圖之實施例，輕負載時因是將雙向切 換2之Ο N時脈固定在電源電壓峰値之時脈故可維持高電 功率。特別是，在輸入電壓之峰値時脈因微分値爲零，故 如變壓器般之電感負載的狀況，成爲電流之零交點是恰恰 好。再者從中負載至額定負載，當輸出電壓之降低變大時 就會強制性使雙向切換裝置2成〇 N，故漸漸地使其從同 步型而移成非同步型系統。藉此可防止效率降低和輸出脈 動增加。 3値檢測型系統 於第1 3圖表示3値檢測型系統之電路圖。方塊3 X 、1 Ο X以外之1〜1 0爲止之方塊是和第1 2圖爲同一 組成故付予同一參考符號，而省略其之詳細說明。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1 3圖之電路和第1 2圖之電路所不同之點爲，去 除了 A / D變換電路1 Ο X之比較電路c 〇 m p 4和基準 電源E 4，而將間歇控制電路3 X之D觸發電路d F F 1 之R S T端子連接於NAND柵極NAND 2之輸出。根 據前述之變更，使動作方式減爲4個，而形成表4所示之 狀況。 -37- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478239 A7 ____Β7 五、發明說明（35 ) 【表4】
方式 輸出電 電阻R2兩端電 Compl/2/ SET/RST/ 雙向SW 壓Out 壓Er2 3輸出 D輸入 1 低 0<Er2<El H/L/H H/L/H 強制〇N 2 偏低 El<Er2/El+E2 L/L/H L/L/H 同步〇N 3 中立 El+E2<Er2<El+ L/H/H L/?/? 不規則 E2 + E3 磁滯領域 5 偏尚 El+E2+E3<Er2 L/H/L L/H/L 強制OFF 在表4省略了相當於表3之方式4的同步方式。整流 平滑電路4之輸出電壓較基準電壓V r e f偏高時，於該 3値檢測型系統之特徵並爲非進入同步0 F F方式，而變 成強制0 F F方式。於實驗上所得之結果顯示亦未必需要 同步〇F F方式，即使是3値檢測型系統於實質上仍有與 4値檢測型系統匹敵之性能，且組成變得較簡單，。 如此，該3値檢測型系統，有能以簡單組實現和4値 檢測型系統同等效果之特徵。且可防止從中負載至額定負 載所造成之效率降低及輸出脈動增加。 該3値檢測型系統的時脈圖表不於第1 4圖。在第 1 4圖中波形a ·爲以下側線爲基準之商業用電源8的電壓 波形，波形b .爲以V e e爲基準之相位檢測電路7之輸入 電壓波形，C K爲以V e e爲基準之間歇控制電路3 X內 之D觸發電路D F F 1之時鐘脈衝輸入波形，波形〇U 丁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -38 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 襄--------訂---------線j 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 478239 A7 B7 五、發明說明（36) 爲以接地電位爲基準之整流平滑電路4之輸出端子9的輸 出電壓波形，接地電位之0以粗線表示，基準電壓 V r e f以虛線表不。波形E r 2表示發生於A / D變換 電路1 Ο X中之電阻R 2下端的電壓。該部份之電源軌電 壓V d d和V e e以粗線表示，比較電路c 〇 1ΊΊ p丄、 c 〇 m p 2、c 〇 m p 3之臨界値電壓以3條虛線表示。 接著所表示的是比較電路c 〇 m p 1、c 〇 m p 2、 c o m p 3之輸出波形。波形S E T表示施加於D觸發電 路D F F 1之S E T端子的波形。波形R S T表示施加於 D觸發電路D F F 1之R S 丁端子的波形。波形D表示D 觸發電路D F F 1數據輸入D之輸入波形，波形Q表示前 述D觸發電路D F F 1之輸出Q的波形。最後所表示之 S w i t c h爲雙向切換2之線路狀況。橫軸爲時間軸， 從左往右表示負載漸漸地變大，從中可看出雙向切換2之 〇N的比率變高。 設有短路保護電路之實施形態 其電路組成表示於第1 5圖。電源系統之本體，和第 1 3圖之3値檢測型系統完全相同。所不同的有2點，其 爲追加了過電流檢測裝置1 1及輸出電壓反饋電路變更爲 5 X，整流平滑電路4之負輸出端並非接地而是連接於過 電流檢測裝置1 1之晶體管Q D 1的發射極。 輸出電流之路徑爲，從二極管D 5或D 6，經輸出端 子9、負載（未圖示）、接地端子、電阻R 6、電阻R 5 ----------- I -------^---------^ IAW. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -39- 478239 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（37) 、到達商業頻變壓器1之中點分接頭T A P。 輕負載時，由於電阻R 5之電壓下降無法達到晶體管 Q D 1之基區發射極順向電壓v F，故晶體管q d 1爲 〇F F。此時，輸出電壓反饋電路5 X之基準電壓 V r e f爲略齊納二極管Z D 2之電壓與發光二極管d 9 順向電壓的和，故可得到通常輸出電壓之輸出。 另一方面，當負載電壓增大使電阻R 5之電壓下降達 到晶體管QD 1之VF時，晶體管QD 1會ON使電阻 R 3和齊納二極管Z D 2之直列電路分流。藉此，由於使 輸出電壓反饋電路5 X之基準電壓僅是降低了發光二極管 D 9順向電壓，故以較低電壓使雙向切換2成〇F F，剛 好在電阻R 5之電壓下降變成和晶體管Q D 1之V F相等 時達到平衡。因此，輸出電流爲I L時輸出電流就變成 I L = V F / R 5之定電流輸出方式，可得到所謂的陡降 特性。 又，電阻R 6爲在輸出短路時確保已加在發光二極管 D 9電壓者。且電阻R4是爲了在晶體管QD 1成ON之 定電流方式時，限制電流流入發光二極管D 9。 A / D變換電路1 0之其他實現方法 (a ) 第1 6圖之（a )爲，在由磁滯換流器和將 Μ〇S E E T之W/ L比等調整後對輸出臨界値電壓施以 補償之換流器所組成之3値檢測系統中可適用A / D變換 電路1 0之例。 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 裝 ----訂—------- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -40- 478239 ίΐ： 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明（38) 於第1 6圖之（a ) 線V d d，而在該電阻R I N V 1 1、I N V 1 2 I N V 1 1之輸出端子是 間歇控制電路3 z之D觸 S E T。換流器I N V 1 連接於間歇控制電路3 z 的同時，連接於復位端子 換流器I N V 1 1是 設成高的換流器，而換流 器，在磁滯之高電壓側亦 壓爲低之電壓。根據這些 可等效地方檢測出3値之 E r 2爲小時，起初I N INV13之輸出爲「H S E T端子使Q輸出成^ 接著當E r 2稍微變大時 」，雖然無強制〇N，但 切換2仍舊爲〇N。彼時 爲低之低位側。I N V 1 電路3 z替代NAND柵 所謂D F F 1之輸入則否 C K輸入著時鐘脈衝之上 無任何變化。接著當E r A7 B7 中，電阻R 2之一端連接於電源 2之另一端則有2個換流器 之輸出端子共同連接著。換流器 中介著換流器I N V 1 3連接於 發電路D F F 1之置位端子 2是中介著換流器I N V 1 4在 之D觸發電路D F F 1之D端子 R S 丁。 藉由前述手法將輸入臨界値電壓 器I N V 1 2是設有磁滯之換流 設定成比I N V 1 1之臨界値電 換流器 I N V 1 1、I N V 1 2 電壓。在電阻R 2所發生之電壓 VI 1之輸出爲「L」，使 」且驅動D觸發電路D F F 1之 Η」而使雙向切換2強制〇N。 S Ε Τ端子之驅動電平變成「L 藉由D F F 1之閂鎖作用使雙向 I Ν V 1 2之臨界値是在較磁滯 2之輸出爲「L」，在間歇控制 極所設之I Ν V 1 4之輸出，即 爲「Η」，即使在時鐘脈衝端子 升，因Q輸出原本就是「Η」古夂 2稍微再變大時，就超過 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -41 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478239 A7 —B7 五、發明說明（39) I N V 1 2之臨界値使I N V 1 2之輸出爲「H」’而驅 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 動DFF1之復位端子RST成「H」，使Q輸出成「L 」而使雙向切換2強制〇F F。此時D F F 1之D輸入雖 然是中介著而變成「L」，但因Q已經是「L」故不受任 何之影響。 反之將輸出端子9之輸出電壓〇11 t以咼的狀態做開 始來進行。起初因E r 2非常的大，使I N V 1 2之輸出 爲「Η」而驅動R S T端子強制成〇 F F狀態。輸出端子 9之輸出電壓漸漸下降而使E r 2稍微變小，當達到 I N V 1 2之上位臨界値時，I N V 1 2之輸出爲「L」 ，I N V 1 4之輸出爲「Η」，在下個時鐘脈衝上升的時 脈使D F F之Q輸出變成「Η」而使雙向切換2同步〇Ν 。當E r 2再變小時，I Ν V 1 1之輸出爲「L」’ I Ν V 1 3之輸出爲「Η」，使D F F 1強制S Ε Τ，而 使雙向切換2強制〇Ν。如此，輕負載時E r 2是在 I Ν V 1 2之臨界値電壓的範圍內重覆〇N ·〇F F的頻 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 度會變高，而在高負載時之E r 2是在I Ν V 1 1臨界値 電壓和I Ν V 1 2之低位側臨界値電壓的範圍內重覆〇N •〇F F的頻度會變高。 (b ) 第1 6圖之（b )爲，藉由將電阻R 2分割 成3個電阻R 2 1、R 2 2 R、2 3，而可等效地檢測出 3値之A / D變換電路1 〇之其他的例子，將其表示成 1 Ο z z 。艮P，3個電阻R 2 1 、R 2 2 、R 2 3爲互相 直列連接，在各電阻R 2 1和R 2 2、R 2 2和R 2 3之 -42- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478239 A7 B7 五、發明說明（4〇) 連接點及R 2 3之另一端連接有換流器I N V 1、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I N V 2、I N V 3之輸入端子。換流器I N V 1之輸出 端子是中介著換流器I N V 4連接在組成間歇控制電路 3 X之NAND柵極之NAND 2的一方的輸入端子，換 流器I N V 2是直徑連接於N A N D柵極之N A N D 1的 一方輸入端子，換流器I N V 3是中介著換流器I N V 5 連接於D觸發端子DFF 1之D端子，NAND柵極之 N A N D 2之輸出端子是連接於復位端子R S T。 將R2 1〜R2 3之直列電阻整體之電壓做爲E r 2 ，首先試想以E r 2爲小（輸出端子9之輸出電壓0 u t 爲低）時之狀況。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此時，I N V 1、I N V 2、I N V 3之輸出全部是 「L」。因此INV5之輸出，即DFF1之置位輸入 S E T爲「Η」而即時驅動使Q輸出爲^ Η」，而使雙向 切換2強制〇Ν。由於連接於第1 3圖之間歇控制電路 3χ之NAND1的INV2輸出爲「L」，故DFF1 之D輸入雖然爲「Η」但仍無改D F F 1是強制成〇Ν的 狀態。 接著當E r 2稍微增加時，起初第1 6圖（b )之 A / D變換電路1 Ο z z之I Ν V 3輸出爲「Η」，而 I Ν V 5輸出爲「L」，雖解除了 D F F 1之強制S Ε Τ ，但藉由D F F 1之閂鎖作用使〇Ν狀態不爲改變。接著 E r 2再稍微增加時雖使I Ν V 2輸出變爲「Η」，但藉 由N A N D 1和N A N D 2之閂鎖效果使狀態並無改變。 -43- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478239 A7 B7 五、發明說明（41) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 虽E r 2更進一步地再稍微增加時，I N V 1輸出也 變爲「Η」而I N V 4輸出變爲「L」使N A N D 2輸出 成「Η」而驅動D F F 1之復位輸入端子R S T使Q輸出 成「Η」，而使雙向切換2強制0 F F。 反之，若將輸出端子9之輸出電壓〇u t從高的方面 來進行時，首先因Er2大而使INV1、INV2、 I N V 3之輸出全部從「Η」開始。由於I N V 4、 I NV5之輸出爲「L」故NAND2之輸出即RST端 子變成「Η」而變成了強制〇F F。 接著當將E r 2稍微變小時，起初I Ν V 1輸出爲「 L」，而I N V 4雖變成「Η」但狀態仍無改變。當再將 E r 2稍微變小時，I Ν V 2輸出即N A N D 1輸入變爲 「L」D輸入變爲「H」。這是同步ON方式。當更進一 步再將E r 2稍微變小時I N V 3輸出變爲「L」， I N V 5輸出變爲「Η」將S E T端子驅動成「Η」，而 成爲強制〇Ν。 將以上之動作重覆進行的結果，可知第1 6圖（a ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、（b )任一之A/D變換電路1 〇 z、1 〇 z z也會進 行和第1 3圖之A / D變換電路1 〇 X等效之動作。 追加相移雷路之疑似同步系統 第1 7圖所示之系統爲，藉由相移電路P S使整流平 滑電路4之輸出脈動的相位錯開而設定成最佳狀態之疑似 同步系統。連接在於此所使用之輸出電壓反饋電路5 y後 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -44 _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 478239 A7 _ B7 五、發明說明（42) 段之光A C切換2 X爲正常導通型者，於光二極管d 9熄 燈時A C切換2 X會〇N，當發光二極管d 9點燈時A C 切換2 X則會〇F F。1、4、8、9之元件，分別應對 於第1 1圖之同數値的元件。輸出電壓反饋電路5 y是由 相移電路P S和齊納二極管z 〇 2和光A C切換2 X所形 成。 於此先假設無相移電路p S之狀況。當輸出端子9之 輸出電壓0 u t較基準電壓v r e f爲低時發光二極管 D 9不點燈而光A C切換2 X會導通。在整流平滑電路4 內伴隨脈動而出現脈流電壓，當其脈動之峰値電壓超過基 準電壓V r e f時發光二極管d 9會點燈，而光A C切換 2 X會〇F F。如此使輸出端子9之輸出電壓〇^ t的平 均値會在槪略基準電壓V r e f附近成安定性。 以時間軸來考量時，使光A C切換2 X成Ο N之時脈 爲脈動之底部，相當於輸入商業用電源電壓之零交點附近 。於實驗上，可知使光A C切換2 X成〇N之時脈是在輸 入商業用電源電壓之峰値近旁時對效率提昇是具效果性。 於此’插入相移電路P S，將前述脈動波形之相位錯 開9 0度時，就可使光A C切換2 X成〇N之時脈接近輸 入商業用電源電壓之峰値近旁。於具體上，相移電路P S 因需要接直流電流故將斷路頻數採配合脈動頻數而成之 C R 2段低通濾波器等就可實現。 使光A C切換2 X成〇N之時脈雖變成輸出脈動電壓 之峰値附近，但因藉由前述相移電路P S而9 0度相移， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -45- --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 478239 Α7 Β7 五、發明說明（43 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 故變成輸入商業用電源電壓之零交點近旁的機率高。但是 ’於端子9之輸出電壓0 u t若下降較基準電壓v r e ί 爲低時因光A C切換2 x會〇 Ν，故以動作形態來講在輸 入商業用電源電壓之峰値會變成疑似性同步〇 Ν，而 〇 F F是非同步之系統。實質上這和以下所示勺2値檢測 系統（第1 8圖）是大致同等之動作。 又，上述光A C切換2 X並非僅有M〇S F Ε Τ型而 已，亦可應用正常導通型之光TR I AC。此時，〇FF 時之時脈變成電流零交點。 2値檢測型系統 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
於第1 8圖中表示2値檢測型系統之電路圖。方塊3 y、1 0 y以外之方塊因和第1 3圖之3値檢測型系統同 一方塊故於此省略對整體電路組成及詳細之說明。與3値 檢測型系統相異點爲，去除了 A / D變換電路1 〇 X之比 較電路c 〇 m p 3和基準電源3 E而簡略成第1 8圖之 A / D變換電路1 〇 y，且更去除了間歇控制電路3 X之 NAND柵極NANDI、NAND2，將比較電路 c 〇 m p 1輸出直結於D觸發電路D F F 1之S E T端子 ，比較電路c 〇 m p 2輸出直結於D觸發電路D F F 1之 R S T端子。又，該2値檢測型系統並不限定於第1 8圖 之電路，亦可利用使輸入臨界値電壓相異之2個1輸入柵 極，此時可省略機準電壓E 1、E 2。此外若於柵極僅要 設有磁滯，則輸出並不會停留在中間點而使N通路Μ〇S -46- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478239 A7 五、發明說明（44) 晶體管和P通路Μ〇S晶體管之貫通流減少，進一步降低 消費電流。 根據前述變更而使動作方式減成3個，如表5所示之 狀況。 【表5】
方式 輸出電 電阻R2兩端電 Comp 1 /2 SET/RST/ 雙向SW 壓Out 壓Er2 /3輸出 D輸入 1 低 0<Er2<El H/L H/L/H 強制〇N 2 中立 El<Er2<El+E2 L/L L/L/H 同步〇N 5 局 EUE2<Er2 L/H/ L/H/H 強芾丨J OFF (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表5相當於表3省略了不定（磁滯領域）動作之形態 。當整流平滑電路4之輸出電壓和基準電壓V r e f同程 度時，該2値檢測系統之特徵爲並不會是不定而是變成強 制〇F F。E r 2在如第1 4圖所示之E 1和E 2間是重 覆著同步〇N、非同步〇F F狀態，使應對之輸出電壓 〇u t大致固定在安定狀態。藉由將E 1 、E 2設定成最 佳狀態，於實驗上可知即使是2値檢測系統亦具有可匹敵 3値檢測系統之性能。 該2値檢測系統，其特徵爲以更簡單之組成就可實現 與3値檢測系統同等之效果，且沒有從中負載至額定負載 之效率降低或輸出脈動增加。 ----訂---------^9— · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -47- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 478239 A7 _____B7___ 五、發明說明（45 ) 又，於第1 1圖以後之實施形態中當使用於A D變換 電路1 0之電阻R 2値大時，例如即使是將各實施形態之 電源裝置單晶片化，也必須外加該電阻R 2做爲使用，而 造成小型化之障礙。因此，最好能不用大値之電阻來組成 A D變換電路1 〇。 第1 9圖爲表不該例之電路圖。第1 9圖所不之AD 變換電路1 0 I爲，舉凡電流比較型之電路，且爲可適用 於4値檢測型之電路。於圖中，4個恒流源I C 1、 IC2、IC3、IC4 是各設成 5μΑ、10μΑ、15 μ A、2 Ο μ Α。 4個恒流源I C 1、I C 2、I C 3、I C 4各自直 列連接於N通路M〇S晶體管Q 1 1、Q 1 2、Q 1 3、 Q 1 4，各自之源是共同連接於輸出電壓反饋電路5之受 光晶體管Q 9。從4個恒流源I C 1、I C 2、I C 3、 I C4和各自與通路MOS晶體管Q1 1 、Q1 2、 Q 1 3、Q 1 4之中間中介著4個換流器I N V 2 1、 INV22、INV23、INV24取出電流比較輸出 做爲供給間歇控制電路3之4値輸出。 在N通路M〇S晶體管Q1 1 、Q1 2、Q1 3、 Q 1 4柵極中，共同供給有來自組成偏壓發生電路之2個 二極管連接之N通路Μ〇S晶體管Q 1 6、Q 1 7中之晶 體管Q 1 6的漏柵極連接點所發生之偏壓。Ν通路Μ〇S 晶體管Q 1 6、Q 1 7是於電源V d d、V e e間直列連 接電流源I C 5。 冢紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -48 - --------------------訂---------線"1^— (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 478239 A7 ______________ B7 五、發明說明（46 ) 在N通路M〇S晶體管Q1 1 、Q1 2、Q1 3、 Q 1 4中分別流通著相等之電流I 。因此應對於負載之狀 態在晶體管Q 9中流通有所流電流4分之1的電流I 。例 如，當該4分之1電流I之値比根據恒流源I c 1所設定 之電流5 μ A大時’換流器u N V 2 1之輸出會從Η變成L 。因此，在晶體管Q 1 1可檢測5 μ Α之4倍的電流，即於 Q 9可檢測出至2 Ο μ A爲止之輸出電流變化。 同樣的，在晶體管Q 1 2可檢測1 Ο μ A之4倍的電流 ，即於Q 9可檢測出至4 Ο μ A爲止之輸出電流變化，在晶 體管Q 1 3可檢測1 5 μ A之4倍的電流，即於Q 9可檢測 出至6 Ο μ A爲止之輸出電流變化，在晶體管q 1 4可檢測 2 Ο μ A之4倍的電流，即於Q 9可檢測出至8 Ο μ A爲止 之輸出電流變化。 如此般進行中介著4個換流器I N V 2 1、 INV22、 INV23、 INV24而取出H、L之電 流比較輸出’做爲供給間歇控制電路3之4値輸出。又， 例如若省略由連接於恒流源I C 4之晶體管Q 4和換流器 I N V 2 4所造成之比較電路時就變成3値檢測型之 A / D變換電路，而再省略與I C 3相關連之比較電路時 就可組成2値檢測型之A / D變換電路。 第2 0圖是表不如第7圖所不之由二極管橋和晶體管 Q 1 0組合而成之雙向切換2 b在〇N / 0 F F切換時減 少雜波發生之對策例。 於間歇控制電路3之Q輸出端子和晶體管Q 1 〇之柵 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 裝 ----訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -49- 478239 A7 B7 五、發明說明（47 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 極之間，連接著5 Ο K歐姆程度的電阻R 1 1。另一方面 ’在晶體管Q 1 0之栅源極間或柵漏極間連接防止雜波用 之電容器C 1 1、C 1 2。電容器C 1 1雖可使用容量小 者’但必須使用耐壓大者。另一方面，電容器c 1 2與其 相反可使用容量大耐壓小者。這些電容器C 1 1、C 1 2 是應對於切換雜波減少之目的而使用任一方或雙方。 第2 1圖表示爲了使雙向切換2之切換雜波不對間歇 控制電路3造成不良影響之雜波防止電路的例子。此因伴 隨著雙向切換2之切換而對間歇控制電路3傳達有脈衝狀 之電源電位變動，惟恐因此而造成間歇控制電路3之錯誤 動作。爲避免該狀況發生，在間歇控制電路3之V d d電 源電路中例如插入1 〇 〇 K歐姆程度之電阻R 1 5和 4700pF程度之電容器C15。再者對Vee電源電 路亦視需要，而例如插入1 Ο Ο K歐姆程度之電阻R 1 6 和4700pF程度之電容器C16。另，這些電阻 R15、R16，電容器C15、C16之値並沒有同値 之必要亦可適宜選擇。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如以上之說明，於第9圖以前的實施形態中，雖然在 使輸出電壓之模擬値負反饋時，只要單純地產生「Η」或 「L」之控制信號就可變換成數據信號，但於第1 1圖以 後之實施形態，由於是利用具有複數比較電路之多値型 A / D變換電路來進行細微控制，故可避免例如於第2圖 中之同步型系統所發生之中〜額定負載之電功率下降現象 -50- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 478239 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（48 ) 〔發明效果〕 如以上詳細敘述般根據該發明，由於對商業用頻變壓 器進行間歇控制，故特別在可獲得輕負載時之效率高之優 點的同時’因是以簡單之組成進行來自輸出之負反饋，故 可進階式地連續改變間歇動作。於原理上，可全部涵槪從 無負載時之休息期間無限大之間歇動作，至額定負載之完 全連續通電動作。因此，應對負載之變動，在從超輕負載 時至額定負載時之廣範圍除了可獲得局電功率和良好之輸 出電壓的調節外，在要使用商業用頻時，亦可獲得可減少 於高頻之切換調節器所常見之不要放射等具有種種優點之 電源裝置。 ’ 〔圖式之簡單說明〕 第1圖爲說明本發明之原理的方塊圖。 第2圖爲表示本發明之一實施形態的電路圖。 第3圖爲表示第2圖之實施形態動作的時間圖。 第4圖爲其他實施形態之電路圖。 第5圖爲另一其他實施形態之電路圖。 第6圖爲又另一其他實施形態之電路圖。 第7圖爲表示雙向切換之其他例電路圖。 第8圖爲又另一其他實施形態之電路圖。 第9圖爲又另一其他實施形態之電路圖。 第1 0圖爲表示習知和本發明之輸出電壓特性及電功 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -51 - —-----------------訂---------線 ^_w. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 478239 A7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（49 ) $特性之圖表。 第1 1圖爲說明本發明之其他實施形態之原理的方塊 _。 第1 2圖爲表示上述其他實施形態之電路圖。 第1 3圖爲表示另一其他實施形態之電路圖。 第1 4圖爲表示第1 3圖之實施形態動作的時間圖。 第1 5圖爲其他實施形態之電路圖。 第1 6圖爲表示A/D變換電路之其他實現方法圖。 第1 7圖爲另一其他實施形態之電路圖。 第1 8圖爲又另一其他實施形態之電路圖。 第1 9圖爲A / D變換電路之另一其他實施形態之電 路圖。 - 第2 0圖爲表示於雙向切換元件之雜波防止對策例之 電路圖。 第2 1圖爲表示對間歇控制電路採取起因於雙向切換 元件之〇N /〇F F動作之雜波防止對策例圖。 〔.符號之說明〕 1 · · •商業用頻變壓器 2 · · •雙向切換元件 2 X · · •光A C切換 3 · · ·間歇控制電路 4 · · •整流平滑電路 5 · · •輸出電壓反饋電路 ------------—------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -52- 478239 A7 B7 五、發明說明（) 6 . ••供電控制電路 7 · ••相位檢測電路 8 · • •商業用電源 9 · • •輸出端子 10· · · A / D變換電路 -----------^裝 --------訂--------- (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 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -53-