TWI458246B - 電源轉接器 - Google Patents

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Description

電源轉接器
本發明係有關於一種電源轉接器(power adaptor)，且特別有關於一種防火花之電源轉接器。
目前，大多數的電子裝置需要連接外接電源以提供電子裝置操作時所需的電源。舉例而言，電子裝置可直接以電源插頭插接於供應市電的插座上，或可透過電源轉接器插接於市電的插座上，而得到所需的電源。
然而，在將插頭插接到插座上的過程中，金屬摩擦(插頭之接腳與插座之接點相互磨擦)以及電子裝置於接通電源時的瞬間電流過大，容易產生火花(spark)之現象。火花的產生不僅會影響電子裝置的正常運作，更可能會損壞電子裝置的內部電子元件。
因此，需要一種可防止電子裝置於連接外部電源的過程中產生火花之電源轉接器。
本發明提供一種電源轉接器。上述電源轉接器包括：一第一連接器，用以接收一交流電源；一整流器，用以根據上述交流電源而提供一直流電源；一濾波器，用以對上述直流電源進行濾波，以產生一濾波信號；一調整器，用以根據上述濾波信號而提供一輸出電壓；以及一開關單元，耦接於上述整流器以及上述濾波器之間，其中上述開關單元的切換狀態係對應於上述直流電源。
再者，本發明提供另一種電源轉接器。上述電源轉接 器包括：一第一連接器，用以接收一交流電源；一整流器，用以根據上述交流電源而提供一直流電源；一濾波器，用以對上述直流電源進行濾波，以產生一濾波信號；一調整器，用以根據上述濾波信號而提供一輸出電壓；以及一第二連接器，用以當連接於一電子裝置時，提供上述輸出電壓至上述電子裝置。上述整流器之一第一接地端係經由上述第二連接器以及上述電子裝置而耦接於上述濾波器以及上述調整器的一第二接地端。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
實施例：
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源轉接器100。電源轉接器100包括連接器110、整流器(rectifier)120、開關單元130、濾波器140、調整器(regulator)150以及連接器160。在此實施例中，連接器110為輸入連接器，用以連接插座10，而連接器160為輸出連接器，用以連接電子裝置20。當電源轉接器100插接於供應市電的插座10上時，可透過連接器110接收到交流電源SAC 。整流器120包括線圈，其可將交流電源SAC 轉換成直流電源SDC 。開關單元130的輸入端IN係耦接於整流器120，而輸出端OUT係耦接於濾波器140，其中開關單元130的切換狀態(導通/不導通)係對應於整流器120是否產生直流電源SDC 。舉例來說，當電源轉接器100未插接於插座10 時，整流器120不會產生直流電源SDC ，於是開關單元130為不導通。反之，當電源轉接器100插接於插座10時，整流器120可根據交流電源SAC 來產生直流電源SDC 。於是，相應於整流器120所提供的直流電源SDC ，開關單元130會導通。換言之，開關單元130為不導通，直到整流器120產生了直流電源SDC 才會將開關單元130導通。在第1圖中，當電源轉接器100插接於插座10的一瞬間，開關單元130為不導通，於是可避免直流電源SDC 立即被傳送至濾波器140。因此，可避免濾波器140與調整器150內的大電容所造成的瞬間短路現象。具體而言，開關單元130可延遲直流電源SDC 被傳送至濾波器140的時間，於是可避免瞬間大電流的產生，因此降低火花的出現。當開關單元130導通時，濾波器140會對直流電源SDC 進行濾波，以產生濾波信號SFilter 。調整器150會根據濾波信號SFilter 提供穩定的輸出電壓SOUT 至連接器160。在一實施例中，輸出電壓SOUT 的電壓位準不同於濾波信號SFilter 的電壓位準。在此實施例中，連接器110、整流器120、開關單元130、濾波器140、調整器150以及連接器160的各元件內部的接地端皆耦接於相同接地端GND。因此，當電源轉接器100插接於插座上時，無論連接器160是否連接於電子裝置(即負載)，調整器150都會產生輸出電壓SOUT 至連接器160。
第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之開關單元200。同時參考第1圖與第2圖，開關單元200包括電晶體M1以及電阻R1和R2。電晶體M1耦接於輸入端IN以及輸出端OUT之間。在此實施例中，電晶體M1為NMOS 電晶體。電阻R1耦接於輸入端IN以及電晶體M1的控制端之間，而電阻R2耦接於輸出端OUT以及內部接地端210之間。當整流器120提供直流電源SDC 至開關單元200時，電晶體M1的控制端可經由電阻R1接收到直流電源SDC ，於是電晶體M1會被導通，使得來自整流器120的直流電源SDC 可以被傳送到濾波器140。因此，根據本發明之實施例，可藉由開關單元200來延遲導通大電流的時間(即插接於插座10的時間早於導通大電流的時間)，來避免火花的產生。
第3圖係顯示根據本發明另一實施例所述之開關單元300。同時參考第1圖與第3圖，開關單元300包括繼電器320。繼電器320耦接於輸入端IN以及輸出端OUT之間，其中繼電器320內的電磁鐵330係耦接於輸入端IN以及電阻R3之間，而電阻R3係耦接於電磁鐵330與內部接地端310之間。當整流器120提供直流電源SDC 至開關單元300時，繼電器320內的電磁鐵330會動作，於是繼電器320內的開關會導通，使得來自整流器120的直流電源SDC 可以被傳送到濾波器140。因此，根據本發明之實施例，可藉由開關單元300來延遲導通大電流的時間(即插接於插座10的時間早於導通大電流的時間)，來避免火花的產生。
第4圖係顯示根據本發明另一實施例所述之電源轉接器400。電源轉接器400包括連接器410、整流器420、開關單元430、濾波器440、調整器450以及連接器460。同樣地，連接器410為輸入連接器，用以連接插座10，而連接器460為輸出連接器，用以連接電子裝置20。如先前所 描述，開關單元430的輸入端IN係耦接於整流器420，而輸出端OUT係耦接於濾波器440，其中開關單元430的切換狀態(導通/不導通)係對應於整流器420是否產生直流電源SDC 。值得注意的是，連接器410、整流器420與開關單元430的內部接地端係耦接於接地端GND1，而濾波器440以及調整器450的內部接地端係耦接於接地端GND2。此外，接地端GND1與GND2皆耦接於連接器460。在此實施例中，當連接器460未連接於電子裝置時，接地端GND1係電性隔離於接地端GND2，使得濾波器440以及調整器450無法正常操作(即濾波器440以及調整器450無法被供應電源)，於是無法產生輸出電壓SOUT 。因此，當電源轉接器400插接於插座10上但是未連接於電子裝置20時，可大幅降低電源轉接器400的耗電量，以達到節能。
第5圖係顯示第4圖所述之連接器460的示意圖。同時參考第4圖與第5圖，連接器460可透過端子510耦接於電子裝置，以提供電源(即輸出電壓SOUT )至電子裝置20。端子510包括絕緣主體520以及金屬片530、540與550。金屬片540與550係設置在絕緣主體520的外圈，而金屬片530係設置在絕緣主體520的內圈。金屬片530耦接於電源轉接器400之調整器450，用以提供輸出電壓SOUT 至電子裝置20。端子510上的金屬片540與550係互相隔離，且分別耦接於電源轉接器400之接地端GND1與GND2。第6圖係顯示第5圖之端子510連接至電子裝置20之簡單剖面示意圖。同時參考第4、5與6圖，當第5圖之端子510插入至電子裝置20時，電子裝置20的金屬 彈片30會同時接觸到端子510上的金屬片540與金屬片550，使得金屬片540與金屬片550會互相電性連接。因此，電源轉接器400內的接地端GND1與接地端GND2可透過電子裝置20的金屬彈片30形成相同的接地迴路，使得濾波器440以及調整器450能正常操作。於是，電源轉接器400便可透過端子510上的金屬片530來提供輸出電壓SOUT 至電子裝置20。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中包括通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧插座
20‧‧‧電子裝置
30‧‧‧金屬彈片
100、400‧‧‧電源轉接器
110、160、410、460‧‧‧連接器
120、420‧‧‧整流器
130、200、300、430‧‧‧開關單元
140、440‧‧‧濾波器
150、450‧‧‧調整器
210、310、GND、GND1、GND2‧‧‧接地端
320‧‧‧繼電器
330‧‧‧電磁鐵
510‧‧‧端子
520‧‧‧絕緣主體
530、540、550‧‧‧金屬片
IN‧‧‧輸入端
M1‧‧‧電晶體
OUT‧‧‧輸出端
R1、R2、R3‧‧‧電阻
SAC ‧‧‧交流電源
SDC ‧‧‧直流電源
SFilter ‧‧‧濾波信號
SOUT ‧‧‧輸出電壓
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源轉接器；第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之開關單元；第3圖係顯示根據本發明另一實施例所述之開關單元；第4圖係顯示根據本發明另一實施例所述之電源轉接器；第5圖係顯示第4圖所述之輸出連接器的示意圖；以及第6圖係顯示第5圖之端子連接至電子裝置之簡單剖面示意圖。
10‧‧‧插座
20‧‧‧電子裝置
100‧‧‧電源轉接器
110、160‧‧‧連接器
120‧‧‧整流器
130‧‧‧開關單元
140‧‧‧濾波器
150‧‧‧調整器
GND‧‧‧接地端
SAC ‧‧‧交流電源
SDC ‧‧‧直流電源
SFilter ‧‧‧濾波信號
SOUT ‧‧‧輸出電壓

Claims (12)

  1. 一種電源轉接器，包括：一第一連接器，用以接收一交流電源；一整流器，用以根據上述交流電源而提供一直流電源；一濾波器，用以對上述直流電源進行濾波，以產生一濾波信號；一調整器，用以根據上述濾波信號而提供一輸出電壓；一開關單元，耦接於上述整流器以及上述濾波器之間，其中上述開關單元的切換狀態係對應於上述直流電源；以及一第二連接器，其中當上述第二連接器連接於一電子裝置時，上述第二連接器提供上述輸出電壓至上述電子裝置；其中當上述第二連接器連接於上述電子裝置時，上述濾波器以及上述調整器的接地端係經由上述第二連接器以及上述電子裝置而耦接於上述整流器以及上述開關單元之接地端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電源轉接器，其中當上述整流器尚未提供上述直流電源時，上述開關單元為不導通，以及當上述整流器提供上述直流電源時，上述開關單元為導通。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電源轉接器，其中上述開關單元包括：一N型電晶體，耦接於上述整流器以及上述濾波器之間，具有一控制端；以及 一電阻，耦接於上述N型電晶體之上述控制端以及上述整流器之間；其中上述整流器經由上述電阻提供上述直流電源至上述N型電晶體之上述控制端，以導通上述N型電晶體，以及當上述N型電晶體導通時，上述整流器經由上述N型電晶體提供上述直流電源至上述濾波器。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之電源轉接器，其中上述開關單元包括：一繼電器，耦接於上述整流器以及上述濾波器之間，用以根據上述直流電源而決定是否提供上述直流電源至上述濾波器。
  5. 一種電源轉接器，包括：一第一連接器，用以接收一交流電源；一整流器，用以根據上述交流電源而提供一直流電源；一濾波器，用以對上述直流電源進行濾波，以產生一濾波信號；一調整器，用以根據上述濾波信號而提供一輸出電壓；以及一第二連接器，用以當連接於一電子裝置時，提供上述輸出電壓至上述電子裝置；其中上述整流器之一第一接地端係經由上述第二連接器以及上述電子裝置而耦接於上述濾波器以及上述調整器的一第二接地端。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之電源轉接器，其中上述第二連接器具有一第一金屬片以及隔離於上述第一金屬 片之一第二金屬片，其中上述第一金屬片係耦接於上述第一接地端，以及上述第二金屬片係耦接於上述第二接地端。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電源轉接器，其中上述電子裝置包括一第三金屬片，以及當上述第二連接器連接於上述電子裝置時，上述第二連接器的上述第一金屬片以及上述第二金屬片係透過上述電子裝置的上述第三金屬片而互相電性連接。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電源轉接器，更包括：一開關單元，耦接於上述整流器以及上述濾波器之間，其中上述開關單元的切換狀態係對應於上述直流電源。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電源轉接器，其中當上述整流器尚未提供上述直流電源時，上述開關單元為不導通，以及當上述整流器提供上述直流電源時，上述開關單元為導通。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電源轉接器，其中上述開關單元包括：一N型電晶體，耦接於上述整流器以及上述濾波器之間，具有一控制端；以及一電阻，耦接於上述N型電晶體之上述控制端以及上述整流器之間；其中上述整流器經由上述電阻提供上述直流電源至上述N型電晶體之上述控制端，以導通上述N型電晶體，以及當上述N型電晶體導通時，上述整流器經由上述N型電晶體提供上述直流電源至上述濾波器。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之電源轉接器，其中上 述開關單元包括：一繼電器，耦接於上述整流器以及上述濾波器之間，用以根據上述直流電源而決定是否提供上述直流電源至上述濾波器。
  12. 如申請專利範圍第6項所述之電源轉接器，其中當上述第二連接器未連接於上述電子裝置時，上述整流器之上述第一接地端係電性隔離於上述濾波器以及上述調整器的上述第二接地端，使得上述濾波器無法產生上述濾波信號以及上述調整器無法提供上述輸出電壓。
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