TWI539167B - 具有交流電源偵測電路之電源供應裝置 - Google Patents

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李淑惠
蔡耀文
陳慶國
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Description

具有交流電源偵測電路之電源供應裝置
本發明係有關於一種電源供應裝置，特別是一種具有交流電源偵測電路之電源供應裝置。
電源供應裝置是一種常見的電子裝置；電源供應裝置提供電源予負載裝置，藉以驅動負載裝置；因此，電源供應裝置非常重要。通常，電源供應裝置係接收交流電源並轉換交流電源成為輸出直流電源。
一般來說，正常的交流電源的電壓範圍為介於90伏特至264伏特，頻率範圍為介於47Hz至63Hz。如果電源供應裝置使用了不正常的交流電源(例如，交流電源的電壓少於90伏特或交流電源的頻率低於47Hz)，電源供應裝置將容易損壞。然而，目前電源供應裝置並無良好的偵測交流電源的電路，以避免使用到不正常的交流電源。
為改善上述習知技術之缺點，本發明之目的在於提供一種具有交流電源偵測電路之電源供應裝置。
為達成本發明之上述目的，本發明之具有交流電源偵測電路之電源供應裝置包含：一主電源處理電路；及一交流電源偵測電路，該交流電源偵測電路電性連接至該主電源處理電路。其中該交流電源偵測電路包含：一整流單元，該整流單元電性連接至該主電源處理電路；及一頻率處理單元，該頻率 處理單元電性連接至該主電源處理電路及該整流單元。其中該整流單元整流一交流電源以得到一整流電源；當該整流電源的一頻率大於一預設頻率時，該頻率處理單元通知該主電源處理電路，使得該主電源處理電路處理該交流電源以得到一輸出直流電源。
本發明之功效在於保護電源供應裝置，以避免不正常的輸入交流電源的傷害。
10‧‧‧具有交流電源偵測電路之電源供應裝置
20‧‧‧交流電源供應裝置
22‧‧‧火線
24‧‧‧中性線
30‧‧‧負載裝置
102‧‧‧主電源處理電路
104‧‧‧交流電源偵測電路
106‧‧‧整流單元
108‧‧‧頻率處理單元
110‧‧‧交流電源
112‧‧‧整流電源
114‧‧‧輸出直流電源
116‧‧‧輸入電源就緒信號
118‧‧‧第一二極體
120‧‧‧第二二極體
122‧‧‧高通濾波器
124‧‧‧電壓比較器
126‧‧‧反向子單元
128‧‧‧低通濾波器
130‧‧‧及閘
132‧‧‧轉換器
134‧‧‧脈波寬度調變控制器
136‧‧‧橋式整流器
138‧‧‧輔助電路
14‧‧‧電磁干擾濾波器
圖1為本發明之具有交流電源偵測電路之電源供應裝置之第一實施例方塊圖。
圖2為本發明之具有交流電源偵測電路之電源供應裝置之第二實施例方塊圖。
圖3為本發明之頻率處理單元之第一實施例方塊圖。
圖4為本發明之頻率處理單元之第二實施例方塊圖。
圖5為本發明之頻率處理單元之第三實施例方塊圖。
圖6為本發明之主電源處理電路方塊圖。
請參考圖1，其係為本發明之具有交流電源偵測電路之電源供應裝置之第一實施例方塊圖。一具有交流電源偵測電路之電源供應裝置10係應用於一交流電源供應裝置20及一負載裝置30；該具有交流電源偵測電路之電源供應裝置10包含一主電源處理電路102及一交流電源偵測電路104。該交流電源偵測電路104包含一整流單元106及一頻率處理單元108。
該主電源處理電路102電性連接至該交流電源供應裝置20及該負載裝置30；該交流電源偵測電路104電性連接至該交流電源供應裝置20及該主電源處理電路102；該整流單元106電性連接至該交流電源供應裝置20及該主電源處理電路102；該頻率處理單元108電性連接至該主電源處理電路102及該整流單元106。
該交流電源供應裝置20傳送一交流電源110至該主電源處理電路102及該整流單元106；該交流電源110係為一正弦波；該交流電源110的一電 壓範圍為介於90伏特至264伏特；該交流電源110的一頻率範圍為介於47Hz至63Hz；該整流單元106整流該交流電源110以得到一整流電源112；該整流單元106傳送該整流電源112至該頻率處理單元108；該頻率處理單元108偵測該整流電源112的一頻率。
當該整流電源112的該頻率大於一預設頻率(例如47Hz)時，該頻率處理單元108通知該主電源處理電路102，使得該主電源處理電路102處理該交流電源110以得到一輸出直流電源114；該主電源處理電路102傳送該輸出直流電源114至該負載裝置30。當該整流電源112的該頻率不大於該預設頻率時，該頻率處理單元108不通知該主電源處理電路102，使得該主電源處理電路102不處理該交流電源110；該輸出直流電源114不會被產生。
換句話說，當該整流電源112的該頻率大於該預設頻率時，該頻率處理單元108即產生一輸入電源就緒信號116(input power ready signal)；該頻率處理單元108傳送該輸入電源就緒信號116至該主電源處理電路102，使得該主電源處理電路102處理該交流電源110以得到該輸出直流電源114。當該整流電源112的該頻率不大於該預設頻率時，該頻率處理單元108不產生該輸入電源就緒信號116；因此，該主電源處理電路102不處理該交流電源110；該輸出直流電源114不會被產生。
該整流單元106的功效為：該整流單元106整流該交流電源110以得到該整流電源112，該頻率處理單元108偵測該整流電源112的該頻率將會比該頻率處理單元108直接偵測該交流電源110的一頻率更加準確；原因之一為該交流電源110的一電流方向會隨時間改變。
請參考圖2，其係為本發明之具有交流電源偵測電路之電源供應裝置之第二實施例方塊圖。圖2所示之元件敘述與圖1相似者，為簡潔因素，於此不再贅述。再者，該交流電源供應裝置包含一火線22(line wire)及一中性線24(neutral wire)。
該整流單元106包含一第一二極體118及一第二二極體120。該第一二極體118電性連接至該主電源處理電路102、該頻率處理單元108及該火線22；該第二二極體120電性連接至該主電源處理電路102、該頻率處理單元108、該中性線24及該第一二極體118。
換句話說，該第一二極體118的陽極連接至該主電源處理電路102 及該火線22；該第一二極體118的陰極連接至該頻率處理單元108；該第二二極體120的陽極連接至該主電源處理電路102及該中性線24；該第二二極體120的陰極連接至該頻率處理單元108及該第一二極體118的陰極。
該第一二極體118及該第二二極體120整流該交流電源110以得到該整流電源112；當該整流電源112的該頻率大於兩倍的該預設頻率時，該頻率處理單元108通知該主電源處理電路102，使得該主電源處理電路102處理該交流電源110以得到該輸出直流電源114。
例如，如果正常的該交流電源110的該頻率範圍為介於47Hz至63Hz，則該整流電源112的一頻率範圍為介於94Hz至126Hz，其中該第一二極體118及該第二二極體120整流該交流電源110以得到該整流電源112。如果該預設頻率為47Hz，則兩倍的該預設頻率為94Hz；因此，如果該整流電源112的該頻率大於94Hz(該交流電源110為正常)，則該頻率處理單元108即通知該主電源處理電路102，使得該主電源處理電路102處理該交流電源110以得到該輸出直流電源114。
該第一二極體118及該第二二極體120的功效與該整流單元106的功效相同；再者，兩個二極體整流該交流電源110所得到的該整流電源112的頻率將比一個二極體整流該交流電源110所得到的該整流電源112的頻率更加準確；原因之一為較密集而不中斷的該整流電源112的頻率在測量時將更加準確。
請參考圖3，其係為本發明之頻率處理單元之第一實施例方塊圖。圖3所示之該頻率處理單元108可應用於圖1~2；圖3所示之元件敘述與圖1~2相似者，為簡潔因素，於此不再贅述。
該頻率處理單元108包含一高通濾波器122及一電壓比較器124。該高通濾波器122電性連接至該主電源處理電路102；該電壓比較器124電性連接至該高通濾波器122及該整流單元106。換句話說，該高通濾波器122的一端連接至該主電源處理電路102；該電壓比較器124的一端連接至該高通濾波器122的另一端；該電壓比較器124的另一端連接至該第一二極體118的陰極及該第二二極體120的陰極。
當該頻率處理單元108應用於圖1時，該高通濾波器122係用以判斷該整流電源112的該頻率是否大於該預設頻率。該電壓比較器124係用以判 斷該整流電源112的一電壓是否大於一預設電壓(例如90伏特)；當該整流電源112的該電壓大於該預設電壓時，該電壓比較器124通知該高通濾波器122，使得該高通濾波器122判斷該整流電源112的該頻率是否大於該預設頻率。
當該頻率處理單元108應用於圖2時，該高通濾波器122係用以判斷該整流電源112的該頻率是否大於兩倍的該預設頻率。該電壓比較器124係用以判斷該整流電源112的該電壓是否大於該預設電壓(例如90伏特)；當該整流電源112的該電壓大於該預設電壓時，該電壓比較器124通知該高通濾波器122，使得該高通濾波器122判斷該整流電源112的該頻率是否大於兩倍的該預設頻率。
請參考圖4，其係為本發明之頻率處理單元之第二實施例方塊圖°圖4所示之該頻率處理單元108可應用於圖1~2；圖4所示之元件敘述與圖1~2相似者，為簡潔因素，於此不再贅述。
該頻率處理單元108包含一反向子單元126、一低通濾波器128及一電壓比較器124。該反向子單元126電性連接至該主電源處理電路102；該低通濾波器128電性連接至該反向子單元126；該電壓比較器124電性連接至該低通濾波器128及該整流單元106。
換句話說，該反向子單元126的一端連接至該主電源處理電路102；該低通濾波器128的一端連接至該反向子單元126的另一端；該電壓比較器124的一端連接至該低通濾波器128的另一端；該電壓比較器124的另一端連接至該第一二極體118的陰極及該第二二極體120的陰極。
該低通濾波器128及該反向子單元126的功能與一高通濾波器相同；該反向子單元126係為一反閘。
當該頻率處理單元108應用於圖1時，該低通濾波器128及該反向子單元126係用以判斷該整流電源112的該頻率是否大於該預設頻率。該電壓比較器124係用以判斷該整流電源112的一電壓是否大於一預設電壓(例如90伏特)；當該整流電源106的該電壓大於該預設電壓時，該電壓比較器124通知該低通濾波器，使得該低通濾波器128及該反向子單元126判斷該整流電源112的該頻率是否大於該預設頻率。
當該頻率處理單元108應用於圖2時，該低通濾波器128及該反向子單元126係用以判斷該整流電源112的該頻率是否大於兩倍的該預設頻率。 該電壓比較器124係用以判斷該整流電源112的該電壓是否大於該預設電壓(例如90伏特)；當該整流電源106的該電壓大於該預設電壓時，該電壓比較器124通知該低通濾波器，使得該低通濾波器128及該反向子單元126判斷該整流電源112的該頻率是否大於兩倍的該預設頻率。
請參考圖5，其係為本發明之頻率處理單元之第三實施例方塊圖。圖5所示之該頻率處理單元108可應用於圖1~2；圖5所示之元件敘述與圖1~2相似者，為簡潔因素，於此不再贅述。
該頻率處理單元108包含一及閘130、一高通濾波器122及一電壓比較器124。該及閘130電性連接至該主電源處理電路；該高通濾波器122電性連接至該及閘130及該整流單元106；該電壓比較器124電性連接至該及閘130、該整流單元106及該高通濾波器122。
換句話說，該及閘130的輸出端連接至該主電源處理電路；該高通濾波器122的一端連接至該及閘130的第一輸入端；該高通濾波器122的另一端連接至該第一二極體118的陰極及該第二二極體120的陰極；該電壓比較器124的一端連接至該及閘130的第二輸入端；該電壓比較器124的另一端連接至該第一二極體118的陰極、該第二二極體120的陰極及該高通濾波器122的另一端。
當該頻率處理單元108應用於圖1時，該高通濾波器122係用以判斷該整流電源112的該頻率是否大於該預設頻率；該電壓比較器124係用以判斷該整流電源112的一電壓是否大於一預設電壓(例如90伏特)；藉由該及閘130，當該整流電源112的該頻率大於該預設頻率且該整流電源112的該電壓大於該預設電壓時，該及閘130通知該主電源處理電路102，使得該主電源處理電路102處理該交流電源110以得到該輸出直流電源114。
當該頻率處理單元108應用於圖2時，該高通濾波器122係用以判斷該整流電源112的該頻率是否大於兩倍的該預設頻率；該電壓比較器124係用以判斷該整流電源112的該電壓是否大於該預設電壓(例如90伏特)；藉由該及閘130，當該整流電源112的該頻率大於兩倍的該預設頻率且該整流電源112的該電壓大於該預設電壓時，該及閘130通知該主電源處理電路102，使得該主電源處理電路102處理該交流電源110以得到該輸出直流電源114。
請參考圖6，其係為本發明之主電源處理電路方塊圖。圖6所示 之該主電源處理電路102可應用於圖1~5；圖6所示之元件敘述與圖1~5相似者，為簡潔因素，於此不再贅述。該主電源處理電路102包含一轉換器132、一脈波寬度調變控制器134、一橋式整流器136、一輔助電路138(housekeeping circuit)及一電磁干擾濾波器140。
該轉換器132電性連接至該負載裝置30；該脈波寬度調變控制器134電性連接至該轉換器132及該頻率處理單元108；該橋式整流器136電性連接至該轉換器132；該輔助電路138電性連接至該轉換器132、該頻率處理單元108、該脈波寬度調變控制器134及該負載裝置30；該電磁干擾濾波器140電性連接至該橋式整流器136及該交流電源供應裝置20。
當該主電源處理電路102應用於圖1且該整流電源112的該頻率大於該預設頻率時，該頻率處理單元108通知該脈波寬度調變控制器134，使得該脈波寬度調變控制器134控制該轉換器132轉換該交流電源110成為該輸出直流電源114。
當該主電源處理電路102應用於圖2且該整流電源112的該頻率大於兩倍的該預設頻率時，該頻率處理單元108通知該脈波寬度調變控制器134，使得該脈波寬度調變控制器134控制該轉換器132轉換該交流電源110成為該輸出直流電源114。
再者，當該主電源處理電路102應用於圖3~5時，則亦應一併考量該整流電源112的該電壓是否大於該預設電壓；其敘述與圖3~5相似者，為簡潔因素，於此不再贅述。
再者，該頻率處理單元108不通知該主電源處理電路102，使得該主電源處理電路102不處理該交流電源110，該輔助電路138會傳遞一異常訊號給予該負載裝置30知悉，藉此讓該負載裝置30可調降所需要的電力，或者是可進行關機等各種不同的利用處理方式。
本發明之功效在於保護電源供應裝置，以避免不正常的輸入交流電源的傷害。
然以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。綜上所述，當知本發明已具有產業利用 性、新穎性與進步性，又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請。
10‧‧‧具有交流電源偵測電路之電源供應裝置
20‧‧‧交流電源供應裝置
30‧‧‧負載裝置
102‧‧‧主電源處理電路
104‧‧‧交流電源偵測電路
106‧‧‧整流單元
108‧‧‧頻率處理單元
110‧‧‧交流電源
112‧‧‧整流電源
114‧‧‧輸出直流電源
116‧‧‧輸入電源就緒信號

Claims (10)

  1. 一種具有交流電源偵測電路之電源供應裝置，包含：一主電源處理電路；及一交流電源偵測電路，電性連接至該主電源處理電路，其中該交流電源偵測電路包含：一整流單元，電性連接至該主電源處理電路；及一頻率處理單元，電性連接至該主電源處理電路及該整流單元，其中該整流單元整流一交流電源以得到一整流電源；當該整流電源的一頻率大於一預設頻率時，該頻率處理單元通知該主電源處理電路，使得該主電源處理電路處理該交流電源以得到一輸出直流電源。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具有交流電源偵測電路之電源供應裝置，其中當該整流電源的該頻率不大於該預設頻率時，該頻率處理單元不通知該主電源處理電路，使得該主電源處理電路不處理該交流電源；該輸出直流電源不會被產生。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之具有交流電源偵測電路之電源供應裝置，係應用於一交流電源供應裝置，該交流電源供應裝置包含一火線及一中性線；其中該整流單元包含：一第一二極體，該第一二極體電性連接至該主電源處理電路、該頻率處理單元及該火線；及一第二二極體，該第二二極體電性連接至該主電源處理電路、該頻率處理單元、該中性線及該第一二極體，其中該第一二極體及該第二二極體整流該交流電源以得到該整流電源；當該整流電源的該頻率大於兩倍的該預設頻率時，該頻率處理單元通知該主電源處理電路，使得該主電源處理電路處理該交流電源以得到該輸出直流電源。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之具有交流電源偵測電路之電源供應裝置，其中該頻率處理單元包含：一高通濾波器，該高通濾波器電性連接至該主電源處理電路， 其中該高通濾波器係用以判斷該整流電源的該頻率是否大於兩倍的該預設頻率。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之具有交流電源偵測電路之電源供應裝置，其中該頻率處理單元更包含：一電壓比較器，該電壓比較器電性連接至該高通濾波器及該整流單元，其中該電壓比較器係用以判斷該整流電源的一電壓是否大於一預設電壓；當該整流電源的該電壓大於該預設電壓時，該電壓比較器通知該高通濾波器，使得該高通濾波器判斷該整流電源的該頻率是否大於兩倍的該預設頻率。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之具有交流電源偵測電路之電源供應裝置，其中該頻率處理單元包含：一反向子單元，該反向子單元電性連接至該主電源處理電路；及一低通濾波器，該低通濾波器電性連接至該反向子單元，其中該低通濾波器及該反向子單元係用以判斷該整流電源的該頻率是否大於兩倍的該預設頻率。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之具有交流電源偵測電路之電源供應裝置，其中該頻率處理單元更包含：一電壓比較器，該電壓比較器電性連接至該低通濾波器及該整流單元，其中該電壓比較器係用以判斷該整流電源的一電壓是否大於一預設電壓；當該整流電源的該電壓大於該預設電壓時，該電壓比較器通知該低通濾波器，使得該低通濾波器及該反向子單元判斷該整流電源的該頻率是否大於兩倍的該預設頻率。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之具有交流電源偵測電路之電源供應裝置，其中該頻率處理單元包含：一及閘，該及閘電性連接至該主電源處理電路；一高通濾波器，該高通濾波器電性連接至該及閘及該整流單元；及一電壓比較器，該電壓比較器電性連接至該及閘、該整流單元及該高通濾波器，其中該高通濾波器係用以判斷該整流電源的該頻率是否大於兩倍的該預設頻率；該電壓比較器係用以判斷該整流電源的一電壓是否大於一預設電壓； 藉由該及閘，當該整流電源的該頻率大於兩倍的該預設頻率且該整流電源的該電壓大於該預設電壓時，該及閘通知該主電源處理電路，使得該主電源處理電路處理該交流電源以得到該輸出直流電源。
  9. 如申請專利範圍第3項所述之具有交流電源偵測電路之電源供應裝置，其中該主電源處理電路包含：一轉換器，該轉換器電性連接至該負載裝置；及一脈波寬度調變控制器，該脈波寬度調變控制器電性連接至該轉換器及該頻率處理單元，其中當該整流電源的該頻率大於兩倍的該預設頻率時，該頻率處理單元通知該脈波寬度調變控制器，使得該脈波寬度調變控制器控制該轉換器轉換該交流電源成為該輸出直流電源。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之具有交流電源偵測電路之電源供應裝置，其中該主電源處理電路更包含：一橋式整流器，該橋式整流器電性連接至該轉換器；一輔助電路，該輔助電路電性連接至該轉換器、該頻率處理單元、該脈波寬度調變控制器及該負載裝置；及一電磁干擾濾波器，該電磁干擾濾波器電性連接至該橋式整流器及該交流電源供應裝置。
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