TWI404287B - 可減少電源損耗之電容能量洩放電路及其電源供應電路 - Google Patents

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Description

可減少電源損耗之電容能量洩放電路及其電源供應電 路
本案係關於一種洩放電路，尤指一種可減少電源損耗之電容能量洩放電路及其電源供應電路。
利用電容來濾波及儲能之電源供應電路是各種電子設備，例如電腦、伺服器等不可或缺的電子電路，其係用以接收交流電源，例如市電，並將其轉換為驅動電子設備作動所需要之直流電壓。
請參閱第一圖，其係為習知電源供應電路之結構示意圖。如圖所示，習知電源供應電路1具有一主要電路10，其係連接於一交流電源AC及一負載11之間，用以將交流電源AC所輸出之一交流電壓整流成過渡直流電壓，並依據負載11所需之工作電壓而將該過渡直流電壓轉換為特定準位之直流電壓，以驅動負載11作動。
此外，習知電源供應電路1還具有一濾波電容C1 ，其係以並聯的方式連接於電源供應電路1之輸入側，用以濾除交流電源AC所提供之交流電壓的高頻雜訊，以減少電源供應電路1作動時產生電磁干擾的情況。
再者，由於電子設備之安全規範裡規定當電源供應電路1脫離交流電源AC時，濾波電容C1 所儲存的電能需要快速的洩放，以減少使用者因接觸電源供應電路1而觸電之風險。故為了符合規定，如第一圖所示，習知電源供應 電路1更具有一洩電電阻R1 ，係與濾波電容C1 並聯，用以形成一放電回路，以當電源供應電路1中斷接收交流電源AC所提供之交流電壓時，使濾波電容C1 上的電壓於一個時間常數(濾波電容C1 之總電容值乘上洩電電阻R1 之總電阻)經洩電電阻R1 放電至安全規範所訂定的標準以下，藉此電源供應電路1便可符合安全規範的相關規定。
雖然習知電源供應電路1確實可符合安全規範所訂定的標準，然而由於洩電電阻R1 係一直並聯連接於濾波電容C1 ，因此即便濾波電容C1 於電源供應電路1接收交流電壓時無需放電，洩電電阻R1 仍然會一直形成放電回路，如此一來，當電源供應電路1接收交流電壓而作動時，洩電電阻R1 便會因本身之阻抗特性而消耗電源供應電路1內之大量電力，使得電源供應電路1具有不必要的電能損耗，然目前電子類之產品皆往節能及降低損耗之方向發展，故習知電源供應電路1將無法符合實際需求。
因此，如何發展一種可改善習知技術缺失且可減少電源損耗之電容能量洩放電路及其電源供應電路，實為目前迫切需要解決之問題。
本案之主要目的在於提供一種可減少電源損耗之電容能量洩放電路及其電源供應電路，俾解決習知電源供應電路於接收交流電壓而作動時，會因洩電電阻一直構成放電回路而消耗電力，造成習知電源供應電路具有不必要的 電能損耗之缺失。
為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種電源供應電路，其係與交流電源及負載連接，交流電源係輸出交流電壓，至少包含：電源輸入端，用以接收交流電壓；濾波單元，係與電源輸入端連接，用以濾除交流電壓之雜訊；主要電路，係與濾波單元及負載連接，用以將濾波後之交流電壓轉換成輸出直流電壓，並傳送至負載；以及電容能量洩放電路，係與電源輸入端、濾波單元及共接點連接，用以偵測電源輸入端是否接收到交流電壓，當偵測結果為否時，洩放濾波單元所儲存之電能。
為達上述目的，本案之另一較廣義實施態樣為提供一種電源供應電路，其係與交流電源及負載連接，交流電源係輸出交流電壓，至少包含：電源輸入端，用以接收交流電壓；濾波單元，係與電源輸入端連接，用以濾除交流電壓之雜訊；主要電路，係與濾波單元以及負載連接，用以將濾波後之交流電壓轉換為輸出直流電壓，且包含整流電路，整流電路係與濾波單元連接，用以將濾波後之交流電壓整流成過渡直流電壓；以及電容能量洩放電路，係與電源輸入端、整流電路及共接點連接，用以偵測電源輸入端是否接收到交流電壓，並當偵測結果為否時，經整流電路洩放濾波單元所儲存之電能。
為達上述目的，本案之又一較廣義實施態樣為提供一種電源供應電路，其係與交流電源及負載連接，交流電源係輸出交流電壓，至少包含：電源輸入端，用以接收交流 電壓；濾波單元，與電源輸入端連接，用以濾除交流電壓之雜訊；主要電路，係與濾波單元以及負載連接，用以將濾波後之交流電壓轉換為輸出直流電壓，且包含整流電路以及儲能單元，整流電路係連接於濾波單元以及儲能單元之間，用以將濾波後之交流電壓整流成過渡直流電壓；以及電容能量洩放電路，係與電源輸入端、濾波單元、整流電路、儲能單元及共接點連接，用以偵測電源輸入端是否接收到交流電壓，並當偵測結果為否時，洩放濾波單元及儲能單元所儲存之電能。
本案之另一較廣義實施態樣為提供一種電容能量釋放電路，係應用於電源供應電路中，其中電源供應電路之電源輸入端係與交流電源連接，且具有濾波單元，電容能量釋放電路係包含：開關電路，係具有第一電流傳導端及第二電流傳導端，第二電流傳導端係與共接點連接：洩電電路，係與濾波單元及第一電流傳導端連接，用以於開關電路導通時，洩放濾波單元所儲存之電能；以及放電回路控制器，係與電源輸入端以及開關電路之控制端連接，用以偵測電源輸入端是否接收到交流電源所輸出之交流電壓，以控制開關電路於電源輸入端接收到交流電壓時截止，於電源供應電路未接收到交流電壓時導通。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具 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。
請參閱第二圖，其係為本案第一較佳實施例之電源供應電路之電路方塊示意圖。如圖所示，本實施例之電源供應電路2係與一交流電源AC以及一負載11電連接，其中交流電源AC係輸出一交流電壓Vac ，電源供應電路2主要用來將交流電壓Vac 進行整流並轉換成一輸出直流電壓Vo ，以提供負載11作動所需之電源。電源供應電路2主要包含一電源輸入端2a，一濾波單元、一主要電路20以及一電容能量洩放電路21。
於本實施例中，濾波單元可為但不限於一濾波電容C2 ，係與交流電源AC連接，用以接收並濾除交流電壓Vac 之高頻雜訊，以減少電源供應電路2作動時所產生之電磁干擾。主要電路20則設置於濾波電容C2 以及負載11之間，用以將經濾波電容C2 濾波後之交流電壓Vac 整流，並轉換成輸出直流電壓Vo ，以提供給負載11。
於本實施例中，電容能量洩放電路21可包含一偵測端21a、第一洩電端21b以及第二洩電端21c，其中偵測端21a可與電源供應電路2之電源輸入端2a連接，而第一洩電端21b及第二洩電端21c則分別連接於濾波電容C2 之正輸入端及負輸入端，此外，電容能量洩放電路21更與共接點COM連接，電容能量洩放電路21主要藉由偵測端21a來偵測電源供應電路2之電源輸入端2a是否接收到交流電壓Vac ，並當偵測的結果為否時，則於濾波電容C2 以 及共接點COM之間形成一放電回路，以將濾波電容C2 內部所儲存的電能，經第一洩電端21b及第二洩電端21c放電至該放電回路。
由上可知，由於本實施例之電容能量洩放電路21只有在偵測到電源供應電路2之電源輸入端2a未接收到交流電壓Vac 時，才會形成放電回路，以將濾波電容C2 內部所儲存的電能經放電回路快速洩放，以符合安全規範所訂定的標準。反之，當電源供應電路2接收到交流電壓Vac 而正常作動時，濾波電容C2 內部將正常充電，而此時電容能量洩放電路21並不會構成放電回路，如此一來，將不會消耗電源供應電路2由交流電源AC所接收之電源，是以本案之電源供應電路2可藉由電容能量洩放電路21動態形成放電回路的作動模式而減少電能損耗，進而朝向節能、降低損耗以及提昇效能之方向發展。
請參閱第三圖並配合第二圖，其中第三圖係為第二圖所示之電源供應電路之細部電路結構示意圖。如圖所示，主要電路20係包含一整流電路200以及一轉換電路201。其中，整流電路200可為但不限於由橋式整流器所構成，整流電路200係與濾波電容C2 以並聯的方式連接，用以將經濾波電容C2 濾波後之交流電壓Vac 整流成一過渡直流電壓Vim ，而轉換電路201則連接於整流電路200以及負載11之間，主要用來接收過渡直流電壓Vim ，並依據負載11所需之工作電壓而將過渡直流電壓Vim 轉換為輸出直流電壓Vo ，以驅動負載11作動。
電容能量洩放電路21則包含一洩電電路210、開關電路211以及放電回路控制器212。其中開關電路211可為但不限於由一接面場效電晶體(Junction Field Effect Transistor,JFET)所構成，而更佳者可由成本較為便宜，且電路實現較為容易之一金氧半導體場效電晶體(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)所構成，此外，開關電路211更可為但不限於選用N型之電晶體，且可串接於洩電電路210以及共接點COM之間，故開關電路211之第一電流傳導端211a及第二電流傳導端211b可分別與洩電電路210以及共接點COM連接。
其中，洩電電路210係包含第一洩電端21b及第二洩電端21c，分別與濾波電容C2 之兩端連接，即分別與濾波電容C2 之正輸入端及負輸入端連接，洩電電路210係用以當開關電路211導通時，洩放濾波電容C2 所儲存的電能。於本實施例中，洩電電路210可為但不限於包含一第一洩電二極體D1 、第二洩電二極體D2 以及洩電電阻R2 ，其中第一洩電二極體D1 之陽極端係經第一洩電端21b而與濾波電容C2 之正輸入端連接，第二洩電二極體D2 之陽極端則經由第二洩電端21c連接於濾波電容C2 之負輸入端，第一洩電二極體D1 之陰極端及第二洩電二極體D2 之陰極端則與洩電電阻R2 之一端連接，而洩電電阻R2 之另一端則與開關電路211之第一電流傳導端211a連接，其中，第一洩電二極體D1 及第二洩電二極體D2 係用以整流，洩電電阻R2 則用以當開關電路211導通時，利用本身之阻抗特性 而消耗濾波電容C2 所儲存的電能。
放電回路控制器212可由驅動電路213以及交流電源偵測電路214所組成，其中交流電源偵測電路214係包含偵測端21a、第一輸出端214a及第二輸出端214b。偵測端21a係與電源供應電路2之電源輸入端2a連接，而第一輸出端214a以及第二輸出端214b則分別與驅動電路213之第一輸入端213a以及第二輸入端213b連接，交流電源偵測電路214主要用來偵測電源供應電路2之電源輸入端2a是否接收到交流電壓Vac ，以依據偵測結果而於第一輸出端214a輸出為負值之第一偵測訊號Vn ，於第二輸出端214b輸出為正值之第二偵測訊號Vp 。
於本實施例中，交流電源偵測電路214可由一第一分壓電容C3 、一第二分壓電容C4 、一第三分壓電容C5 、第一整流二極體D3 以及第二整流二極體D4 所組成。其中，第一分壓電容C3 之一端係與偵測端21a連接，並經由偵測端21a而與電源供應電路2之電源輸入端2a連接，而第一分壓電容C3 之另一端係與第一整流二極體D3 之陰極端以及第二整流二極體D4 之陽極端連接，第一整流二極體D3 之陽極端係與第二分壓電容C4 以及第一輸出端214a連接，而第二整流二極體D4 之陰極端則與第三分壓電容C5 以及第二輸出端214b連接，至於第二分壓電容C4 以及第三分壓電容C5 則更與共接點COM連接。
當電源供應電路2之電源輸入端2a接收到交流電壓Vac ，且於正半周循環期間時，交流電壓Vac 會經第一分壓 電容C3 及第二整流二極體D4 而對第三分壓電容C5 充電，使得第三分壓電容C5 產生為正值的第二偵測訊號Vp ，而於負半周循環期間，交流電壓Vac 則會經由第一分壓電容C3 及第一整流二極體D3 而對第二分壓電容C4 充電，使得第二分壓電容C4 產生為負值之第一偵測訊號Vn 。
於其他實施例中，交流電源偵測電路214更可為但不限於包含一第一穩壓電阻R3 以及一第二穩壓電阻R4 ，其中第一穩壓電阻R3 係與第二分壓電容C4 並聯連接，用以穩定第二分壓電容C4 上的第一偵測訊號Vn 之電壓準位，而第二穩壓電阻R4 係與第三分壓電容C5 並聯連接，用以穩定第三分壓電容C5 上的第二偵測訊號Vp 之電壓準位。
請再參閱第三圖，驅動電路213除了藉由第一輸入端213a以及第二輸入端213b分別與交流電源偵測電路214之第一輸出端214a及第二輸出端214b連接外，更與開關電路211之控制端P及共接點COM連接，驅動電路213係用以依據第一偵測訊號Vn 而控制開關電路211之作動，藉此，當驅動電路213依據第一偵測訊號Vn 的電壓準位係穩定在一負值而得知電源供應電路2之電源輸入端2a係接收到交流電壓Vac 時，驅動電路213便會控制開關電路211截止，反之，當驅動電路213依據第一偵測訊號Vn 的電壓準位開始由負值朝零提昇而得知電源供應電路2之電源輸入端2a並未接收到交流電壓Vac 時，驅動電路213便會將交流電源偵測電路214輸出之第二偵測訊號Vp 傳送至開關電路211之控制端P，俾控制開開電路211導 通。
於本實施例中，驅動電路213主要包含一脈衝電容C6 、一壓差二極體D5 、一NPN雙載子接面電晶體B1 、一PNP雙載子接面電晶體B2 、一第一限流電阻R5 以及一第二限流電阻R6 。脈衝電容C6 係與交流電源偵測電路214之第一輸出端214a連接而接收第一偵測訊號Vn ，且與第一限流電阻R5 及壓差二極體D5 之陰極端連接，脈衝電容C6 係用以於電源供應電路2之電源輸入端2a未接收到交流電壓Vac 時，將第一偵測訊號Vn 轉換為一正脈衝訊號。
壓差二極體D5 之陽極端係與NPN雙載子接面電晶體B1 之射極及共接點COM連接。第一限流電阻R5 係與NPN雙載子接面電晶體B1 之基極連接，第一限流電阻R5 係用以限制流入NPN雙載子接面電晶體B1 之基極的電流量。NPN雙載子接面電晶體B1 之射極係與共接點COM連接，而集極則與第二限流電阻R6 連接。第二限流電阻R6 更與PNP雙載子接面電晶體B2 之基極連接，主要用來限制流入PNP雙載子接面電晶體B2 之基極的電流量。PNP雙載子接面電晶體B2 之射極係與第二輸入端213b連接，並經由第二輸入端213b與交流電源偵測電路214之第二輸出端214b連接，以接收第二偵測訊號Vp ，而集極則與開關電路211之控制端P連接。
於一些實施例中，驅動電路213更可為但不限於包含一第三穩壓電阻R7 以及第四穩壓電阻R8 ，其中第三穩壓電阻R7 之兩端分別與PNP雙載子接面電晶體B2 之射極以 及基極連接，主要用來穩定PNP雙載子接面電晶體B2 之作動狀態。而第四穩壓電阻R8 之兩端則分別與PNP雙載子接面電晶體B2 之集極以及開關電路211之控制端P連接，主要用來穩定開關電路211之作動狀態。
以下將約略說明第三圖所示之電源供應電路2之電容能量洩放電路21之作動方式。請再參閱第二圖及第三圖。如第二至三圖所示，當電源供應電路2之電源輸入端2a接收到交流電壓Vac 時，濾波電容C2 便會因交流電壓Vac 之充電而開始儲存電能，而主要電路20將提供一輸出直流電壓Vo 至負載11，此外，於交流電壓Vac 之正半週期循環期間，交流電壓Vac 提供之正向脈衝電流將經由第一分壓電容C3 、第二整流二極體D4 而對第三分壓電容C5 充電，使第三分壓電容C5 產生為正值之第二偵測訊號Vp ，而於交流電壓Vac 之負半週期循環期間，交流電壓Vac 提供之負向脈衝電流將經第一分壓電容C3 、第一整流二極體D3 而對第二分壓電容C4 充電，使第二分壓電容C4 產生為負值之第一偵測訊號Vn 。
此時，電壓準位穩定於一負值的第一偵測訊號Vn 會經脈衝電容C6 及第一限流電阻R5 而驅使NPN雙載子接面電晶體B1 截止，同時，由於NPN雙載子接面電晶體B1 截止，因此PNP雙載子接面電晶體B2 之射極與基極間的電壓便會小於PNP雙載子接面電晶體B2 之導通電壓，故PNP雙載子接面電晶體B2 便跟著截止，如此一來，開關電路211便無法導通而呈現截止狀態，導致洩電電路210 內的洩電電阻R2 無法構成回路而形成斷路，是以於電源供應電路2接收交流電壓Vac 而作動時，電容能量洩放電路21便不會消耗電源供應電路2內之大量的電力，進而使電源供應電路2相較於習知電源供應電路，具有可減少電能損耗之優點。
反之，當電源供應電路2之電源輸入端2a未接收到交流電壓Vac 時，第二分壓電容C4 及第三分壓電容C5 便開始釋放所儲存的電能，使得第一偵測訊號Vn 之電壓準位由負值開始朝零提昇，而第二偵測訊號Vp 之電壓則由正值開始朝零下降，此時，因第一偵測訊號Vn 之電壓準位具有一變化量，將導致脈衝電容C6 對應地產生一個正脈衝訊號，並經第一限流電阻R5 傳送至NPN雙載子接面電晶體B1 之基極，驅使NPN雙載子接面電晶體B1 開始導通，同時，因為NPN雙載子接面電晶體B1 之導通，PNP雙載子接面電晶體B2 之射極與基極間的電壓便會大於PNP雙載子接面電晶體B2 之導通電壓，使得PNP雙載子接面電晶體B2 跟著導通，是以第三分壓電容C5 上之第二偵測訊號Vp 便會經PNP雙載子接面電晶體B2 傳送至開關電路211之控制端P，以驅使開關電路211導通，故洩電電路210內的洩電電阻R2 與開關電路211之間便形成一放電回路，是以濾波電容C2 所儲存的電能便可經由該放電回路快速放電，故電源供應電路2便可符合安全規範所訂定的標準。
請參閱第四圖，其係為本案第二較佳實施例之電源供 應電路之細部電路結構示意圖。如第四圖所示，本實施例之電源供應電路5的電路結構係與第三圖所示之電源供應電路2之電路結構相仿，且相同符號之元件代表結構與功能相似，故以下將不再贅述電源供應電路5之元件特徵以及內部電路之作動方式。惟，相較於第三圖所示之電容能量洩放電路21，本實施例之電容能量洩放電路51之洩電電路510僅具有一洩電端51a，且洩電端51a係與整流電路200的正輸出端200a連接，此外，洩電電路510亦與開關電路211之第一電流傳導端211a連接。因此當電源供應電路5未接收到交流電壓Vac 時，濾波電容C2 內部所儲存的電能，便會先傳送至整流電路200而被整流成直流電壓，再經由洩電端51a而傳送至電容能量洩放電路51所形成之放電回路而洩放。
由於本實施例之電源供應電路5之濾波電容C2 所儲存的電能在釋放時，會先傳送至整流電路200，並藉由整流電路200之整流而形成直流電能，是以本實施例之洩電電路510僅需具有一洩電端51a，而無需如第三圖所示之洩電電路210，因濾波電容C1 所儲存的電能在釋放時，並沒有先經過整流電路200之整流，故洩電電路210需具有第一洩電端21b以及第二洩電端21c來接收交流電能。且本實施例之電容能量洩放電路51之洩電電路510亦無需如第三圖所示之洩電電路210必須藉由第一洩電二極體D1 及第二洩電二極體D2 來進行整流，而可僅具有洩電電阻R9 。
請再參閱第四圖，於本實施例中，主要電路20更可具有一儲能單元，例如一儲能電容C7 ，其係與整流電路200並聯連接，且儲能電容C7 之正輸入端係與電容能量洩放電路51之洩電端51a連接，可用來對整流電路200所輸出之過渡直流電壓Vim 進行穩壓。
由於儲能電容C7 係與電容能量洩放電路51之洩電端51a連接，因此當本實施例之電源供應電路5之電源輸入端2a未接收到交流電壓Vac 時，電容能量洩放電路51所形成的放電回路不但可洩放濾波電容C2 所儲存的電能，更可同時洩放儲能電容C7 所儲存的電能。
請參閱第五圖，其係為本案第三較佳實施例之電源供應電路之細部電路結構示意圖。如第五圖所示，本實施例之電源供應電路6的部份電路結構係與第四圖所示之電源供應電路5之電路結構相仿，且相同符號之元件代表結構與功能相似，故以下將不再贅述電源供應電路6內部電路之作動方式。惟，相較於第四圖所示之電容能量洩放電路51，本實施例之電容能量洩放電路61具有第一洩電電路610及第二洩電電路611，其中第一洩電電路610係具有第一洩電端61a及第二洩電端61b，並可由第一洩電二極體D1 、第二洩電二極體D2 以及第一洩電電阻R2 ’所組成，其中第一洩電端61a及第二洩電端61b分別與濾波電容C2 之正輸入端及負輸入端連接，第一洩電電路610係用以當開關電路211導通時，與開關電路211形成一放電回路，以洩放濾波電容C2 所儲存的電能。而第一洩電電路610 與第三圖所示之洩電電路210結構相似，故於此不再重複描述。
而第二洩電電路611則具有第三洩電端61c及第二洩電電阻R9 ’，第三洩電端61c係與儲能電容C7 之正輸入端連接，第二洩電電阻R9 ’與第三洩電端61c及開關電路211之第一電流傳導端211a連接，第二洩電電路611係用以當開關電路211導通時，與開關電路211形成另一放電回路，以洩放儲能電容C7 所儲存的電能。
因此當本實施例之電源供應電路6未接收交流電壓Vac 時，電容能量洩放電路61內之第一洩電電路610與開關電路211所形成的放電回路會洩放第一濾波電容C2 所儲存的電能，而第二洩電電路611與開關電路211所形成的另一放電回路則洩放儲能電容C7 所儲存的電能，是以藉由第一洩電電路610及第二洩電電路611，便可使濾波電容C2 及儲能電容C7 各自藉由獨立的放電回路來放電而達到加快放電時間之功效。
請參閱第六圖，其係為本案第四較佳實施例之電源供應電路之細部電路結構示意圖。如第六圖所示，本實施例之電源供應電路7的部份電路結構係與第三圖所示之電源供應電路2之電路結構相仿，且相同符號之元件代表結構與功能相似，故以下將不再贅述電源供應電路7內部電路之作動方式。惟，相較於第二圖所示之驅動電路213，本實施例之驅動電路213之第二輸入端213b係改由與一輔助電源Vaux 相連接，因此驅動電路213之PNP雙載子接 面電晶體B2 之射極亦對應地經由第二輸入端213b而與輔助電源Vaux 連接，此外，該輔助電源Vaux 可為但不限於由電源供應電路7於接收到交流電壓Vac 時，將交流電壓Vac 的一部分能量儲存起來而產生的，其係可提供一恆定的正電壓給電源供應電路7內部的電子組件使用。
因此當電源供應電路2之電源輸入端2a未接收到交流電壓Vac ，而第一偵測信號Vn 驅使NPN雙載子接面電晶體B1 及PNP雙載子接面電晶體B2 開始導通時，輔助電源Vaux 便會經PNP雙載子接面電晶體B2 傳送至開關電路211之控制端P，以驅使開關電路211導通，如此一來，洩電電路210內的洩電電阻R2 與開關電路211之間會形成一放電回路，故濾波電容C2 所儲存的電能便可經由該放電回路快速放電，使得電源供應電路2可符合安全規範所訂定的標準。
由於本實施例之開關電路211係改由輔助電源Vaux 所驅動導通，因此本實施例之偵測電路714內並無需如第二圖所示之偵測電路214需具有第三分壓電容C5 來產生第二偵測訊號VP 以及需具有第二穩壓電阻R4 來穩定第三分壓電容C5 上的第二偵測訊號Vp 之電壓準位，亦無需具有第二輸出端214b，而可僅具有連接於第一分壓電容C3 以及共接點COM之間的第二整流二極體D4 。
綜上所述，本案提供一種可減少電源損耗之電容能量洩放電路及其電源供應電路，藉由電容能量洩放電路可依據電源供應電路是否接收到交流電壓，而動態的形成放電 回路來洩放濾波電容或儲能電容所儲存的電能，是以本案之電源供應電路不但符合安全規範所訂定的標準，且本案之電源供應電路可減少電源損耗，進而朝向節能、降低損耗以及提昇效能之方向發展。
本案得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。
1、2、5、6‧‧‧電源供應電路
10、20‧‧‧主要電路
11‧‧‧負載
2a‧‧‧電源輸入端
21、51、61‧‧‧電容能量洩放電路
21a‧‧‧偵測端
21b、61a‧‧‧第一洩電端
21c、61b‧‧‧第二洩電端
51a‧‧‧洩電端
61c‧‧‧第三洩電端
200‧‧‧整流電路
200a‧‧‧正輸出端
201‧‧‧轉換電路
210、510‧‧‧洩電電路
211‧‧‧開關電路
212‧‧‧放電回路控制器
213‧‧‧驅動電路
214、714‧‧‧交流電源偵測電路
211a‧‧‧第一電流傳導端
211b‧‧‧第二電流傳導端
214a‧‧‧第一輸出端
214b‧‧‧第二輸出端
213a‧‧‧第一輸入端
213b‧‧‧第二輸入端
610‧‧‧第一洩電電路
611‧‧‧第二洩電電路
C1 、C2 ‧‧‧濾波電容
C3 ‧‧‧第一分壓電容
C4 ‧‧‧第二分壓電容
C5 ‧‧‧第三分壓電容
C6 ‧‧‧脈衝電容
C7 ‧‧‧儲能電容
D1 ~D2 ‧‧‧第一~第二洩電二極體
D3 ‧‧‧第一整流二極體
D4 ‧‧‧第二整流二極體
D5 ‧‧‧壓差二極體
AC‧‧‧交流電源
Vac ‧‧‧交流電壓
Vim ‧‧‧過渡直流電壓
Vn ‧‧‧第一偵測訊號
Vp ‧‧‧第二偵測訊號
Vo ‧‧‧輸出直流電壓
Vaux ‧‧‧輔助電源
R1 、R2 、R9 ‧‧‧洩電電阻
R2 ’‧‧‧第一洩電電阻
R9 ’‧‧‧第二洩電電阻
R3 ‧‧‧第一穩壓電阻
R4 ‧‧‧第二穩壓電阻
R5 ‧‧‧第一限流電阻
R6 ‧‧‧第二限流電阻
R7 ‧‧‧第三穩壓電阻
R8 ‧‧‧第四穩壓電阻
B1 ‧‧‧NPN雙載子接面電晶體
B2 ‧‧‧PNP雙載子接面電晶體
COM‧‧‧共接點
P‧‧‧控制端
第一圖：其係為習知電源供應電路之結構示意圖。
第二圖：其係本案第一較佳實施例之電源供應電路之電路方塊示意圖。
第三圖：其係為第二圖所示之電源供應電路之細部電路結構示意圖。
第四圖：其係為本案第二較佳實施例之電源供應電路之細部電路結構示意圖。
第五圖：其係為本案第三較佳實施例之電源供應電路之細部電路結構示意圖。
第六圖：其係為本案第四較佳實施例之電源供應電路之細部電路結構示意圖。
2‧‧‧電源供應電路
20‧‧‧主要電路
2a‧‧‧電源輸入端
21‧‧‧電容能量洩放電路
21a‧‧‧偵測端
21b‧‧‧第一洩電端
21c‧‧‧第二洩電端
200‧‧‧整流電路
201‧‧‧轉換電路
210‧‧‧洩電電路
211‧‧‧開關電路
212‧‧‧放電回路控制器
213‧‧‧驅動電路
214‧‧‧交流電源偵測電路
211a‧‧‧第一電流傳導端
211b‧‧‧第二電流傳導端
214a‧‧‧第一輸出端
214b‧‧‧第二輸出端
213a‧‧‧第一輸入端
213b‧‧‧第二輸入端
C2 ‧‧‧濾波電容
C3 ‧‧‧第一分壓電容
C4 ‧‧‧第二分壓電容
C5 ‧‧‧第三分壓電容
C6 ‧‧‧脈衝電容
D1 ~D2 ‧‧‧第一~第二洩電二極體
D3 ‧‧‧第一整流二極體
D4 ‧‧‧第二整流二極體
D5 ‧‧‧壓差二極體
AC‧‧‧交流電源
Vac ‧‧‧交流電壓
Vim ‧‧‧過渡直流電壓
Vn ‧‧‧第一偵測訊號
Vp ‧‧‧第二偵測訊號
Vo ‧‧‧輸出直流電壓
R2 ‧‧‧洩電電阻
R3 ‧‧‧第一穩壓電阻
R4 ‧‧‧第二穩壓電阻
R5 ‧‧‧第一限流電阻
R6 ‧‧‧第二限流電阻
R7 ‧‧‧第三穩壓電阻
R8 ‧‧‧第四穩壓電阻
B1 ‧‧‧NPN雙載子接面電晶體
B2 ‧‧‧PNP雙載子接面電晶體
COM‧‧‧共接點
P‧‧‧控制端

Claims (30)

  1. 一種電源供應電路，其係與一交流電源及一負載連接，該交流電源係輸出一交流電壓，至少包含：一電源輸入端，用以接收該交流電壓；一濾波單元，係與該電源輸入端連接，用以濾除該交流電壓之雜訊；一主要電路，係與該濾波單元及該負載連接，用以將濾波後之該交流電壓轉換成一輸出直流電壓，並傳送至該負載；以及一電容能量洩放電路，係與該電源輸入端、該濾波單元及一共接點連接，用以偵測該電源輸入端是否接收到該交流電壓，當偵測結果為否時，洩放該濾波單元所儲存之電能。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路，其中該電容能量洩放電路係包含：一開關電路，係具有一第一電流傳導端及一第二電流傳導端，該第二電流傳導端係與該共接點連接：一洩電電路，係與該濾波單元及該第一電流傳導端連接，用以於該開關電路導通時，洩放該濾波單元所儲存之電能；以及一放電回路控制器，係與該電源輸入端以及該開關電路之一控制端連接，用以偵測該電源輸入端是否接收到該交流電壓，以控制該開關電路於該電源輸入端接收到該交流電壓時截止，於該電源供應電路未接收到該交流電壓時導通。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電源供應電路，其中該開關電路係為一接面場效電晶體或是一金氧半導體場效電晶體。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之電源供應電路，其中該洩電電路係包含：一第一洩電二極體，其係與該濾波單元之正輸入端連接；一第二洩電二極體，其係與該濾波單元之負輸入端連接；以及一洩電電阻，其係與該第一洩電二極體、該第二洩電二極體以及該開關電路之該第一電流傳導端連接。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之電源供應電路，其中該放電回路控制器係包含：一交流電源偵測電路，係與該電源輸入端連接，其係偵測該電源輸入端是否接收到該交流電壓，並依偵測結果輸出一第一偵測訊號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之電源供應電路，其中，當該電源輸入端係接收到該交流電壓時，該第一偵測訊號係為一負值，而當該電源輸入端未接收到該交流電壓時，該第一偵測訊號係由該負值朝零提昇。
  7. 如申請專例範圍第5項所述之電源供應電路，其中該放電回路控制器更包含：一驅動電路，係與該開關電路之該控制端、該交流電源偵測電路以及該共接點連接，其係接收該第一偵測訊號及一第二偵測訊號，並依據該第一偵測訊號而控制該開關電路之作動；其中，當該驅動電路藉由該第一偵測訊號判斷得知該電源輸入端係接收到該交流電壓時，該驅動電路係控制該開關電路截止，當該驅動電路藉由該第一偵測訊號判斷得知該電源輸入端未接收到該交流電壓時，該驅動電路係將該第二偵測訊號傳送至該開關電路之該控制端，俾控制該開開電路導通。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電源供應電路，其中該交流電源偵測電路係包含：一第一分壓電容，係與該電源輸入端連接；一第一整流二極體，係與該第一分壓電容連接；以及一第二分壓電容，係與該第一整流二極體連接；其中，當該電源輸入端接收該交流電壓，且於負半周循環期間，該交流電壓係經該第一分壓電容及該第一整流二極體對該第二分壓電容充電，使得該第二分壓電容產生該第一偵測訊號。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電源供應電路，其中該交流電源偵測電路更包含：一第二整流二極體，係與該第一分壓電容連接；以及一第三分壓電容，係與該第二整流二極體連接；其中，當該電源輸入端接收到該交流電壓，且於正半周循環期間，該交流電壓係經該第一分壓電容及該第二整流二極體對該第三分壓電容充電，使該第三分壓電容產生該第二偵測訊號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電源供應電路，其中該交流電源偵測電路更包含：一第一穩壓電阻，其係與該第二分壓電容連接，用以穩定該第一偵測訊號之電壓準位；以及一第二穩壓電阻，其係與該第三分壓電容連接，用以穩定該第二偵測訊號之電壓準位。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之電源供應電路，其中該驅動電路係包含：一脈衝電容，係與該第二分壓電容連接並接收該第一偵測訊號；一壓差二極體，其兩端係分別與該脈衝電容及該共接點連接；一第一限流電阻，係與該脈衝電容連接；一NPN雙載子接面電晶體，其基極及射極係分別連接於該第一限流電阻及該共接點；一第二限流電阻，係與該NPN雙載子接面電晶體之集極連接；以及一PNP雙載子接面電晶體，其基極、射極及集極係分別與該第二限流電阻、該第三分壓電容及該開關電路之該控制端連接；其中，於該電源輸入端接收該交流電壓時，該第一偵測訊號係經該脈衝電容及該第一限流電阻驅動該NPN雙載子接面電晶體及該PNP雙載子接面電晶體截止，俾驅使該開關電路截止，而於該電源輸入端未接收到該交流電壓時，該脈衝電容係轉換該第一偵測訊號為一正脈衝訊號，以驅動該NPN雙載子接面電晶體及該PNP雙載子接面電晶體導通，俾使該第二偵測訊號經該PNP雙載子接面電晶體驅動該開關電路導通。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電源供應電路，其中該驅動電路更包含：一第三穩壓電阻，係連接於該PNP雙載子接面電晶體之基極及射極之間，用以穩定該PNP雙載子接面電晶體之作動狀態。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之電源供應電路，其中該驅動電路更包含：一第四穩壓電阻，係連接於該PNP雙載子接面電晶體之集極及該開關電路之該控制端之間，用以穩定該開關電路之作動狀態。
  14. 如申請專利範圍第7項所述之電源供應電路，其中該第二偵測訊號係由該交流電源偵測電路所輸出，且當該電源輸入端係接收到該交流電壓時，該第二偵測訊號係為正值，而當該電源輸入端未接收到該交流電壓時，該第二偵測訊號係由該正值朝零下降。
  15. 如申請專例範圍第5項所述之電源供應電路，其中該放電回路控制器更包含：一驅動電路，係與該開關電路之該控制端、該交流電源偵測電路以及該共接點連接，其係接收該第一偵測訊號及一輔助電源，並依據該第一偵測訊號而控制該開關電路之作動；其中，當該驅動電路藉由該第一偵測訊號判斷得知該電源輸入端係接收到該交流電壓時，該驅動電路係控制該開關電路截止，當該驅動電路藉由該第一偵測訊號判斷得知該電源輸入端未接收到該交流電壓時，該驅動電路係將該輔助電源傳送至該開關電路之該控制端，俾控制該開開電路導通。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之電源供應電路，其中該輔助電源係提供一正電壓。
  17. 如申請專利範圍第2項所述之電源供應電路，其中該主要電路係包含：一整流電路，係與該濾波單元連接，用以將經該濾波單元濾波後之該交流電壓整流成一過渡直流電壓。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之電源供應電路，其中該主要電路更包含：一轉換電路，係連接於該整流電路以及該負載之間，用以接收該過渡直流電壓，並依據該負載所需之工作電壓而將該過渡直流電壓轉換為該輸出直流電壓。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之電源供應電路，其中該整流電路係為一橋式整流器。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路，其中該濾波單元為電容。
  21. 一種電源供應電路，其係與一交流電源及一負載連接，該交流電源係輸出一交流電壓，至少包含：一電源輸入端，用以接收該交流電壓；一濾波單元，係與該電源輸入端連接，用以濾除該交流電壓之雜訊；一主要電路，係與該濾波單元以及該負載連接，用以將濾波後之該交流電壓轉換為一輸出直流電壓，且包含一整流電路，該整流電路係與該濾波單元連接，用以將濾波後之該交流電壓整流成一過渡直流電壓；以及一電容能量洩放電路，係與該電源輸入端、該整流電路及一共接點連接，用以偵測該電源輸入端是否接收到該交流電壓，並當偵測結果為否時，經該整流電路洩放該濾波單元所儲存之電能。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之電源供應電路，其中該電容能量洩放電路係包含：一開關電路，係具有一第一電流傳導端及一第二電流傳導端，該第二電流傳導端係與該共接點連接：一洩電電路，係與該整流電路以及該第一電流傳導端連接，用以於該開關電路導通時，洩放該濾波單元所儲存之電能；一放電回路控制器，係與該電源輸入端以及該開關電路之一控制端連接，用以偵測該電源供應電路是否接收到該交流電壓，以控制該開關電路於該電源輸入端接收該交流電壓時截止，於該電源輸入端停止接收到該交流電壓時導通。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之電源供應電路，其中該洩電電路係包含一洩電電阻，該洩電電阻係與該整流電路以及該開關電路之該第一電流傳導端連接。
  24. 如申請專利範圍第21項所述之電源供應電路，其中該主要電路更具有一儲能單元，其係連接於該整流電路及該負載之間，並與該電容能量洩放電路連接，用以對該過渡直流電壓進行穩壓，且於該電源輸入端停止接收到該交流電壓時，藉由該電容能量洩放電路洩放本身所儲存之電能。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之電源供應電路，其中該儲能單元為電容。
  26. 如申請專利範圍第21項所述之電源供應電路，其中該濾波單元為電容。
  27. 一種電源供應電路，其係與一交流電源及一負載連接，該交流電源係輸出一交流電壓，至少包含：一電源輸入端，用以接收該交流電壓；一濾波單元，與該電源輸入端連接，用以濾除該交流電壓之雜訊；一主要電路，係與該濾波單元以及該負載連接，用以將濾波後之該交流電壓轉換為一輸出直流電壓，且包含一整流電路以及一儲能單元，該整流電路係連接於該濾波單元以及該儲能單元之間，用以將濾波後之該交流電壓整流成一過渡直流電壓；以及一電容能量洩放電路，係與該電源輸入端、該濾波單元、該整流電路、該儲能單元及一共接點連接，用以偵測該電源輸入端是否接收到該交流電壓，並當偵測結果為否時，洩放該濾波單元及該儲能單元所儲存之電能。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之電源供應電路，其中該電容能量洩放電路係包含：一開關電路，係具有一第一電流傳導端及一第二電流傳導端，該第二電流傳導端係與該共接點連接；一第一洩電電路，係與該濾波單元之兩端及該第一電流傳導端連接，用以於該開關電路導通時，洩放該濾波單元所儲存之電能；一第二洩電電路，係與該整流電路、該儲能單元之一正輸入端以及該第一電流傳導端連接，用以於該開關電路導通時，洩放該儲能單元所儲存之電能；以及一放電回路控制器，係與該電源輸入端以及該開關電路之一控制端連接，用以偵測該電源供應電路是否接收到該交流電壓，以控制該開關電路於該電源輸入端接收該交流電壓時截止，於該電源輸入端停止接收到該交流電壓時導通。
  29. 如申請專利範圍第27項所述之電源供應電路，其中該濾波單元及儲能單元皆為電容。
  30. 一種電容能量洩放電路，係應用於一電源供應電路中，其中該電源供應電路之一電源輸入端係與一交流電源連接，且具有一濾波單元，該電容能量洩放電路係包含：一開關電路，係具有一第一電流傳導端及一第二電流傳導端，該第二電流傳導端係與一共接點連接：一洩電電路，係與該濾波單元及該第一電流傳導端連接，用以於該開關電路導通時，洩放該濾波單元所儲存之電能；以及一放電回路控制器，係與該電源輸入端以及該開關電路之一控制端連接，用以偵測該電源輸入端是否接收到該交流電源所輸出之一交流電壓，以控制該開關電路於該電源輸入端接收到該交流電壓時截止，於該電源供應電路未接收到該交流電壓時導通。
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