TWI622876B - 電源供電系統 - Google Patents

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Abstract

一種電源供電系統，包括開關電源、控制電路及開關電路，控制電路包括光電耦合器及比較器，開關電源電性連接光電耦合器，光電耦合器電性連接比較器，比較器電性連接開關電路，開關電路電性連接主機板，開關電路於主機板處於正常工作狀態時斷開及於主機板處於待機狀態時導通，開關電源於開關電路斷開時藉由所述控制電路輸出供電電壓，當開關電路導通時，比較器輸出第一訊號給光電耦合器，光電耦合器於接收到第一訊號後輸出一降壓訊號給開關電源，開關電源於接收到降壓訊號後控制降低供電電壓。

Description

電源供電系統
本發明涉及一種供電系統，尤指一種電源供電系統。
習知之用電設備（例如，電腦、電視、投影機、顯示器等）於待機（standby）狀態時需要符合一定之節能要求。用電設備於待機狀況下低消耗已成為於設計過程中需要考慮之重要因素。目前，於電腦之電源設計中，沒有提供一種可以於電腦處於待機狀態時達到比較好之節能效果之供電電路。
鑒於以上，有必要提供一種於待機狀態時達到較好之節能效果之供電系統。
一種電源供電系統，包括一開關電源、一控制電路及一開關電路，所述控制電路包括一光電耦合器及一比較器，所述開關電源電性連接所述光電耦合器，所述光電耦合器電性連接所述比較器，所述比較器電性連接所述開關電路，所述開關電路電性連接一主機板，所述開關電路於所述主機板處於一正常工作狀態時斷開及於所述主機板處於一待機狀態時導通，所述開關電源於所述開關電路斷開時藉由所述控制電路輸出一供電電壓，當所述開關電路導通時，所述比較器輸出一第一訊號給所述光電耦合器，所述光電耦合器於接收到所述第一訊號後輸出一降壓訊號給所述開關電源，所述開關電源於接收到所述降壓訊號後控制降低所述供電電壓。
本發明電源供電系統中，當所述主機板處於所述待機狀態時，所述開關電路導通，從而所述比較器輸出所述第一訊號給所述光電耦合器，使所述光電耦合器輸出所述降壓訊號給所述開關電源，以使所述開關電源控制降低所述供電電壓，以滿足節能之需求。
圖1係本發明電源供電系統之一較佳實施方式之一功能模組圖。
圖2係本發明電源供電系統之一較佳實施方式之一電路圖。
請參閱圖1，本發明之一較佳實施方式，一電源供電系統，包括一開關電源10、一控制電路20及一開關電路30。所述開關電源10電性連接所述控制電路20。所述控制電路20電性連接所述開關電路30。所述開關電路30電性連接一主機板40，從而接收一來自於所述主機板40之開關訊號PS。所述控制電路20用於電性連接一負載50。
所述開關訊號PS於所述主機板40處於不同之狀態時，具有不同之電平值。具體地，於一實施例中，當所述主機板40處於一正常工作狀態時，所述開關訊號PS為一低電平之第一訊號；當所述主機板40處於一待機狀態時，所述開關訊號PS為一高電平之第二訊號。
所述主機板40之開關訊號PS用於控制所述開關電路30之導通與斷開。所述開關電路30用於控制所述控制電路20輸出之訊號。具體地，於一實施例中，當所述開關訊號PS為所述低電平之第一訊號時，所述開關電路30斷開，所述控制電路20輸出一恒定訊號給所述開關電源10，從而所述開關電源10輸出一恒定之供電電壓V1給所述負載50供電；當所述開關訊號PS為所述高電平之第二訊號時，所述開關電路30導通，所述控制電路20輸出一降壓訊號給所述開關電源10，從而所述開關電源10將所述供電電壓不斷進行降壓，從而不斷輸出一持續變化之輸出電壓V2給所述負載50供電。所述主機板40從所述正常工作狀態切換為所述待機狀態時，所述供電電壓V1等於所述輸出電壓V2，之後，所述輸出電壓V2不斷地減小，所述輸出電壓V2減小之過程中小於所述供電電壓V1，所述輸出電壓V2減小到可以滿足使用者之需求。
所述開關電源10藉由脈衝寬度控制方式（PWM）控制，並包括一交流電源11、一轉換模組12及一PWM控制模組13。所述交流電源11電性連接所述轉換模組12。所述轉換模組12電性連接所述PWM控制模組13。所述交流電源11用於提供一交流電壓。所述PWM控制模組13用於控制所述轉換模組12將所述交流電源11提供之交流電壓轉換為一直流電壓。所述控制電路20用於接收所述轉換模組12轉換之直流電壓，並用於根據所述轉換模組12轉換之直流電壓輸出所述供電電壓V1或者所述輸出電壓V2。
請參閱圖2，所述控制電路20包括一光電耦合器21、一比較器22及一穩壓器23。所述控制電路20還具有一輸出端24。所述穩壓器23用於提供一參考電壓Vr。所述輸出端24用於輸出所述供電電壓V1或者所述輸出電壓V2給所述負載50供電。
所述開關電路30包括一電晶體Q1及一二極體D1。所述電晶體Q1包括一控制端、一第一連接端及一第二連接端。於一實施例中，所述電晶體Q1為一MOS管。
所述光電耦合器21與所述輸出端24之間電性連接一第一電阻R1。所述比較器22之反向輸入端與所述輸出端24之間電性連接一第二電阻R2。所述比較器22之反向輸入端與接地之間電性連接一第三電阻R3。所述穩壓器23與所述比較器22之正向輸入端之間電性連接一第四電阻R4。所述電晶體Q1之控制端電性連接所述主機板40，從而接收所述主機板40之開關訊號PS。所述二極體D1電性連接於一節點212與所述電晶體Q1之第一連接端之間。所述電晶體Q1之第二連接端與所述比較器22之正向輸入端之間電性連接一第五電阻R5。所述穩壓器23與所述輸出端24之間電性連接一第六電阻R6。所述比較器22之輸出端電性連接所述節點212。所述第一電阻R1與所述輸出端24之間電性連接所述光電耦合器21。所述光電耦合器21電性連接所述開關電源10。
所述供電電壓V1經過所述第二電阻R2與所述第三電阻R3分壓，得到一第一電壓V3，所述第一電壓V3提供給所述比較器22之反向輸入端。所述輸出電壓V2經過所述第二電阻R2與所述第三電阻R3分壓，得到一第二電壓V4，所述第二電壓V4提供給所述比較器22之反向輸入端。所述穩壓器23提供之參考電壓Vr經過所述電阻R4與所述電阻R5分壓，得到一第三電壓V5，所述第三電壓V5提供給所述比較器22之正向輸入端。於一實施例中，所述參考電壓Vr之大小等於所述第一電壓V3之大小。
所述電源供電系統之工作原理為：
一、當所述主機板40處於所述正常工作狀態時，所述主機板40發送所述低電平之第一訊號給所述電晶體Q1，所述電晶體Q1接收到所述第一訊號後關閉，從而所述比較器22不受所述二極體D1之影響。所述比較器22之正向輸入端接收所述穩壓器23提供之參考電壓Vr。所述比較器22之反向輸入端接收所述第一電壓V3。因所述參考電壓Vr之大小等於所述第一電壓V3之大小，故所述比較器22之輸出端輸出一斷開訊號給所述光電耦合器21。所述光電耦合器21接收到所述斷開訊號後輸出所述恒定訊號給所述PWM控制模組13。所述PWM控制模組13接收到所述恒定訊號後控制所述開關電源10輸出所述恒定之供電電壓V1。所述恒定之供電電壓V1藉由所述輸出端24供電給所述負載50。
二、當所述主機板40處於所述待機狀態時，所述主機板40發送所述一高電平之第二訊號給所述電晶體Q1，所述電晶體Q1接收到所述第二訊號後導通，所述二極體D1導通。所述穩壓器23提供之參考電壓Vr經過所述電阻R4與所述電阻R5分壓後得到所述第三電壓V5，所述第三電壓V5提供給所述比較器22之正向輸入端。所述比較器22之正向輸入端接收所述第三電壓V5。所述第二電壓V4大於所述第三電壓V5，所述比較器22之輸出端輸出一第三訊號給所述光電耦合器21。所述光電耦合器21接收所述第三訊號後輸出一降壓訊號給所述PWM控制模組13。所述PWM控制模組13接收到所述降壓訊號後控制降低所述開關電源10輸出之供電電壓V1。所述比較器22之輸出端不斷輸出所述三訊號給所述光電耦合器21，所述光電耦合器21根據接收到之所述第三訊號不斷輸出所述降壓訊號給所述PWM控制模組13，從而所述PWM控制模組13根據接收到之所述降壓訊號控制不斷降低所述開關電源10輸出之輸出電壓V2，所述開關電源10輸出之輸出電壓V2持續減小，直到所述開關電源10輸出之輸出電壓V2經過分壓後得到之第二電壓V4等於所述第三電壓V5，此時，所述比較器22之正向輸入端與反向輸入端之電壓值相等，所述比較器22之輸出端輸出所述斷開訊號給所述光電耦合器21。所述光電耦合器21接收到所述斷開訊號後輸出所述恒定訊號給所述PWM控制模組13。所述PWM控制模組13接收到所述恒定訊號後控制所述開關電源10輸出一恒定之第四電壓V6。從而，所述控制電路20可以於所述主機板40為所述待機狀態時控制所述開關電源10輸出之供電電壓從V1切換到所述輸出電壓V2，然後從所述輸出電壓V2減小所述第四電壓V6。所述第四電壓V6藉由所述輸出端24供電給所述負載50。於該實施例中，所述主機板40具有一最低開機電壓，供電給所述主機板40之電壓需要達到所述最低開機電壓，所述主機板40才能進行開機。所述第四電壓V6大於所述主機板40之最低開機電壓。
於一實施例中，所述開關電源10用於提供一5V之供電電壓V1，所述5V之供電電壓V1經過所述第二電阻R2與所述第三電阻R3分壓後得到一2.5V之第一電壓V3提供給所述比較器22之反向輸入端，所述比較器22之反向輸入端接收所述2.5V之第一電壓V3。所述穩壓器23用於提供一2.5V之參考電壓Vr。當所述主機板40為所述正常工作狀態時，所述主機板40發送所述低電平之第一訊號給所述電晶體Q1。所述電晶體Q1接收到所述第一訊號後關閉，從而所述比較器22不受所述二極體D1之影響。所述比較器22之正向輸入端接收來自於所述穩壓器23提供之2.5V之參考電壓Vr。所述比較器22之正向輸入端與反向輸入端之電壓值均為2.5V，所述比較器22之輸出端輸出所述斷開訊號給所述光電耦合器21。所述光電耦合器21接收到所述斷開訊號後輸出所述恒定訊號給所述PWM控制模組13。所述PWM控制模組13接收到所述恒定訊號後控制所述開關電源10輸出所述恒定之供電電壓V1，所述5V之供電電壓V1恒定不變。當所述主機板40為所述待機狀態時，所述主機板40發送所述高電平之第二訊號給所述電晶體Q1。所述電晶體Q1接收到所述第二訊號後導通，所述二極體D1導通。所述穩壓器23提供之2.5V之參考電壓Vr經過所述電阻R4與所述電阻R5分壓後得到1.25V之第三電壓V5，所述1.25V之第三電壓V5提供給所述比較器22之正向輸入端。所述比較器22之正向輸入端接收所述1.25V之第二電壓V4。所述2.5V之第一電壓V3大於所述1.25V之第二電壓V4，所述比較器22之輸出端輸出所述第三訊號給所述光電耦合器21。所述光電耦合器21接收所述第三訊號後輸出所述降壓訊號給所述PWM控制模組13。所述PWM控制模組13接收到所述降壓訊號後控制降低所述開關電源10輸出之供電電壓V1。所述比較器22之輸出端不斷輸出所述三訊號給所述光電耦合器21，所述光電耦合器21根據接收到之所述第三訊號不斷輸出所述降壓訊號給所述PWM控制模組13，從而所述PWM控制模組13根據接收到之所述降壓訊號不斷控制降低所述開關電源10輸出之供電電壓V1，從而所述開關電源10輸出所述持續變化之輸出電壓V2，直到所述開關電源10輸出之輸出電壓V2等於2.5V，此時，所述開關電源10輸出之2.5V之輸出電壓V2經過分壓後得到1.25V之第二電壓V4，所述1.25V之第二電壓V4提供給所述比較器22之反向輸入端，所述比較器22之正向輸入端與反向輸入端之電壓值均為1.25V，則所述比較器22之輸出端輸出所述斷開訊號給所述光電耦合器21。所述光電耦合器21接收到所述斷開訊號後輸出所述恒定訊號給所述PWM控制模組13。所述PWM控制模組13接收到所述恒定訊號後控制所述開關電源10輸出恒定之第四電壓V6。此時，所述第四電壓V6為2.5V。綜上所述，當所述主機板40從所述正常工作狀態切換為所述待機狀態後，所述控制電路20可以控制所述開關電源10輸出之5V之供電電壓V1降到2.5V，以滿足節能之需求。
於另一實施例中，所述開關電源10用於提供一12V之電壓，根據上述電源供電系統之工作原理，當所述主機板40從所述正常工作狀態切換為所述待機狀態時，所述控制電路20可以控制所述開關電源10輸出之12V之供電電壓V1降到6V，以滿足節能之需求。
於其他之實施例中，使用者可以根據需求，選擇相應之電阻或者相應之穩壓器來實現對所述開關電源10之控制，從而將所述開關電源10輸出之供電電壓降到使用需求之大小，以達到節能之要求。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
開關電源：10
交流電源：11
轉換模組：12
PWM控制模組：13
控制電路：20
光電耦合器：21
節點：212
比較器：22
穩壓器：23
輸出端：24
開關電路：30
主機板：40
負載：50
無

Claims (10)

  1. 一種電源供電系統，包括一開關電源、一控制電路及一開關電路，所述控制電路包括一光電耦合器及一比較器，所述開關電源電性連接所述光電耦合器，所述光電耦合器電性連接所述比較器，所述比較器電性連接所述開關電路，所述開關電路電性連接一主機板，所述開關電路於所述主機板處於一正常工作狀態時斷開及於所述主機板處於一待機狀態時導通，所述開關電源於所述開關電路斷開時藉由所述控制電路輸出一供電電壓，當所述開關電路導通時，所述比較器輸出一第一訊號給所述光電耦合器，所述光電耦合器於接收到所述第一訊號後輸出一降壓訊號給所述開關電源，所述開關電源於接收到所述降壓訊號後控制降低所述供電電壓。
  2. 如請求項第1項所述之電源供電系統，其中所述控制電路還包括一穩壓器，所述穩壓器電性連接所述比較器，所述穩壓器於所述開關電路斷開時提供一參考電壓給所述比較器。
  3. 如請求項第2項所述之電源供電系統，其中所述供電電壓經過分壓後得到一第一電壓，所述第一電壓提供給所述比較器之反向輸入端，所述參考電壓提供給所述比較器之正向輸入端，當所述主機板處於所述正常工作狀態時，所述第一電壓等於所述參考電壓。
  4. 如請求項第3項所述之電源供電系統，其中當所述主機板處於所述待機狀態時，所述開關電源輸出之供電電壓進行降壓得到一輸出電壓，所述輸出電壓經過分壓後得到一第二電壓，所述第二電壓提供給所述比較器之反向輸入端，所述參考電壓經過分壓後得到一第三電壓，所述第三電壓提供給所述比較器之正向輸入端，所述比較器於所述第二電壓大於所述第三電壓時輸出所述第一訊號給所述光電耦合器。
  5. 如請求項第4項所述之電源供電系統，其中所述比較器用於在所述第二電壓等於所述第三電壓時輸出一斷開訊號給所述光電耦合器，所述光電耦合器於接收到所述斷開訊號後輸出一恒定訊號給所述開關電源，所述開關電源於接收到所述恒定訊號後輸出一恒定之第四電壓。
  6. 如請求項第1項所述之電源供電系統，其中所述主機板用於在處於所述正常工作狀態時發送一第二訊號給所述開關電路，所述開關電路於接收到所述第二訊號後斷開；所述主機板於處於所述待機狀態時發送一第三訊號給所述開關電路，所述開關電路於接收到所述第三訊號後導通。
  7. 如請求項第1項所述之電源供電系統，其中所述控制電路具有一輸出端，所述輸出端與所述光電耦合器之間連接一第一電阻，所述輸出端輸出所述開關電源輸出之供電電壓。
  8. 如請求項第7項所述之電源供電系統，其中所述輸出端與所述比較器之反向輸入端之間連接一第二電阻，所述接地端與所述比較器之反向輸入端之間連接一第三電阻，所述輸出端與所述比較器之正向輸入端之間連接一第四電阻。
  9. 如請求項第2項所述之電源供電系統，其中所述開關電路包括一電晶體，所述電晶體之控制端連接所述主機板，所述電晶體之第一連接端藉由一第五電阻連接所述比較器之正向輸入端，所述電晶體之第二連接端連接所述比較器之輸出端，所述電晶體於所述主機板處於所述正常工作狀態時關閉及於所述主機板處於所述待機狀態時導通，所述穩壓器提供之所述參考電壓經過分壓後得到一第三電壓，所述第三電壓提供給所述比較器之正向輸入端。
  10. 如請求項第9項所述之電源供電系統，其中所述開關電路還包括一二極體，所述二極體連接於所述電晶體之第二連接端與所述比較器之輸出端之間，所述二極體於所述電晶體導通時導通。
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