TWM479563U - 可變切換頻率的電源供應裝置 - Google Patents

Description

可變切換頻率的電源供應裝置

本創作係有關於一種電源供應裝置，特別是一種可變切換頻率的電源供應裝置。

電源供應裝置是一種非常常見的電子裝置；電源供應裝置提供電源予外部之電子裝置，藉以驅動外部之電子裝置；因此，電源供應裝置非常重要。

相關技術的電源供應裝置的脈衝寬度調變控制器係以定頻方式控制連接變壓器的電晶體開關；因此，在輸入電壓為低電壓時，有效值電流與峰值電流會較大，較低耐流的功率元件不能被使用；許多電能能量變成了熱能，變壓器容易進入飽和狀態而失去電感特性。

因此，相關技術的電源供應裝置在輸入電壓為低電壓時的效率不佳。

為改善上述習知技術之缺點，本創作之目的在於提供一種可變切換頻率的電源供應裝置。

為達成本創作之上述目的，本創作之可變切換頻率的電源供應裝置包含：一主變壓器；一電壓偵測單元，該電壓偵測單元電性連接至該主變壓器；一脈衝寬度調變控制單元，該脈衝寬度調變控制單元電性連接至該電壓偵測單元；及一開關單元，該開關單元電性連接至該脈衝寬度調變控制單元及該主變壓器。其中依據該開關單元之一切換頻率，該主變壓器轉換一輸入電壓成為一輸出電壓；該電壓偵測單元偵測該輸入電壓並通知該脈衝寬度調變控制單元；依據該輸入電壓之一電壓絕對值，該脈衝寬度調變控制單元控制該開關單元之該切換頻率。

再者，如上所述之可變切換頻率的電源供應裝置，其中當該輸入電壓之該電壓絕對值增加且大於一第一臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元控制該開關單元之該切換頻率，使得該開關單元之該切換頻率成為一第一頻率；其中當該輸入電壓之該電壓絕對值增加且不大於該第一臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元控制該開關單元之該切換頻率，使得該開關單元之該切換頻率不變；其中當該輸入電壓之該電壓絕對值減少且小於一第二臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元控制該開關單元之該切換頻率，使得該開關單元之該切換頻率成為一第二頻率；其中當該輸入電壓之該電壓絕對值減少且不小於該第二臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元控制該開關單元之該切換頻率，使得該開關單元之該切換頻率不變；其中該第一臨界電壓值及該第二臨界電壓值不相同，該第一頻率及該第二頻率不相同。

再者，如上所述之可變切換頻率的電源供應裝置，係應用於一交流電源供應裝置及一負載裝置，該可變切換頻率的電源供應裝置更包含：一輸入濾波單元，該輸入濾波單元電性連接至該主變壓器；及一輸入整流單元，該輸入整流單元電性連接至該輸入濾波單元。

再者，如上所述之可變切換頻率的電源供應裝置，更包含：一輸出整流單元，該輸出整流單元電性連接至該主變壓器；及一輸出濾波單元，該輸出濾波單元電性連接至該輸出整流單元及該負載裝置。

再者，如上所述之可變切換頻率的電源供應裝置，更包含：一電壓回授單元，該電壓回授單元電性連接至該輸出濾波單元、該負載裝置及該脈衝寬度調變控制單元；一穩壓單元，該穩壓單元電性連接至該主變壓器及該脈衝寬度調變控制單元；及一電磁干擾濾波單元，該電磁干擾濾波單元電性連接至該交流電源供應裝置及該輸入整流單元。

再者，如上所述之可變切換頻率的電源供應裝置，其中該第一臨界電壓值可為例如但不限定為160伏特，該第二臨界電壓值可為例如但不限定為140伏特，該第一頻率可為例如但不限定為65KHz，該第二頻率可為例如但不限定為100KHz。

再者，如上所述之可變切換頻率的電源供應裝置，其中該電壓偵測單元可為例如但不限定為一電壓取樣電路，該交流電源供應裝置之一輸出電源可為例如但不限定為在90伏特至265伏特之間。

再者，如上所述之可變切換頻率的電源供應裝置，其中該脈衝寬度調變控制單元可為例如但不限定為一脈衝寬度調變控制器，該開關單元可為例如但不限定為一電晶體開關，該輸入濾波單元可為例如但不限定為一濾波電容，該輸入整流單元可為例如但不限定為一橋式整流器，該輸出整流單元可為例如但不限定為一二極體，該輸出濾波單元可為例如但不限定為一濾波電容，該電壓回授單元可為例如但不限定為一電壓回授電路，該穩壓單元可為例如但不限定為一穩壓電路，該電磁干擾濾波單元可為例如但不限定為一電磁干擾濾波器。

再者，如上所述之可變切換頻率的電源供應裝置，其中當該輸入電壓之該電壓絕對值大於一第三臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元控制該開關單元之該切換頻率，使得該開關單元之該切換頻率成為一第三頻率；其中當該輸入電壓之該電壓絕對值不大於該第三臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元控制該開關單元之該切換頻率，使得該開關單元之該切換頻率成為一第四頻率；其中該第三頻率及該第四頻率不相同。

再者，如上所述之可變切換頻率的電源供應裝置，其中該第三臨界電壓值可為例如但不限定為150伏特，該第三頻率可為例如但不限定為65KHz，該第四頻率可為例如但不限定為100KHz。

本創作之功效在於改善電源供應器在輸入電壓為低電壓時的效率。

10‧‧‧可變切換頻率的電源供應裝置

20‧‧‧交流電源供應裝置

22‧‧‧輸出電源

30‧‧‧負載裝置

102‧‧‧主變壓器

104‧‧‧電壓偵測單元

106‧‧‧脈衝寬度調變控制單元

108‧‧‧開關單元

110‧‧‧輸入電壓

112‧‧‧輸出電壓

114‧‧‧輸入濾波單元

116‧‧‧輸入整流單元

118‧‧‧輸出整流單元

120‧‧‧輸出濾波單元

122‧‧‧電壓回授單元

124‧‧‧穩壓單元

126‧‧‧電磁干擾濾波單元

第一圖為本創作之可變切換頻率的電源供應裝置之第一實施例方塊圖。

第二圖為本創作之可變切換頻率的電源供應裝置之第二實施例方塊圖。

請參考第一圖，其係為本創作之可變切換頻率的電源供應裝置之第一實施例方塊圖。一可變切換頻率的電源供應裝置10包含一主變壓器102、一電壓偵測單元104、一脈衝寬度調變控制單元106及一開關單元108。

該電壓偵測單元104電性連接至該主變壓器102；該脈衝寬度調變控制單元106電性連接至該電壓偵測單元104；該開關單元108電性連接至該脈衝寬度調變控制單元106及該主變壓器102。

依據該開關單元108之一切換頻率，該主變壓器102轉換一輸入電壓110成為一輸出電壓112；該電壓偵測單元104偵測該輸入電壓110並通知該脈衝寬度調變控制單元106；依據該輸入電壓110之一電壓絕對值，該脈衝寬度調變控制單元106控制該開關單元108之該切換頻率。

在一第一具體實施例，當該輸入電壓110之該電壓絕對值大於一第三臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元106控制該開關單元108之該切換頻率，使得該開關單元108之該切換頻率成為一第三頻率。

當該輸入電壓110之該電壓絕對值不大於該第三臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元106控制該開關單元108之該切換頻率，使得該開關單元108之該切換頻率成為一第四頻率。

其中，該第三頻率及該第四頻率不相同；該第三頻率小於該第四頻率。該第三臨界電壓值可為例如但不限定為150伏特；該第三頻率可為例如但不限定為65KHz；該第四頻率可為例如但不限定為100KHz。

再者，在一第二具體實施例，當該輸入電壓110之該電壓絕對值增加且大於一第一臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元106控制該開關單元108之該切換頻率，使得該開關單元108之該切換頻率成為一第一頻率。

當該輸入電壓110之該電壓絕對值增加且不大於該第一臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元106控制該開關單元108之該切換頻率，使得該開關單元108之該切換頻率不變。

當該輸入電壓110之該電壓絕對值減少且小於一第二臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元106控制該開關單元108之該切換頻率，使得該開關單元108之該切換頻率成為一第二頻率。

當該輸入電壓110之該電壓絕對值減少且不小於該第二臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元106控制該開關單元108之該切換頻率，使得該開關單元108之該切換頻率不變。

其中，該第一臨界電壓值及該第二臨界電壓值不相同；該第一臨界電壓值大於該第二臨界電壓值。該第一頻率及該第二頻率不相同；該第一頻率小於該第二頻率。該第一臨界電壓值可為例如但不限定為160伏特，該第二臨界電壓值可為例如但不限定為140伏特，該第一頻率可為例如但不限定為65KHz，該第二頻率可為例如但不限定為100KHz。

上述該第二具體實施例之流程係類似於磁滯效應；藉此，該脈衝寬度調變控制單元106可避免頻繁地改變該開關單元108之該切換頻率，因此可保護該可變切換頻率的電源供應裝置10的零件。

請參考第二圖，其係為本創作之可變切換頻率的電源供應裝置之第二實施例方塊圖。第二圖所示之元件敘述與第一圖相似者，為簡潔因素，於此不再贅述。再者，該可變切換頻率的電源供應裝置10係應用於一交流電源供應裝置20及一負載裝置30；該可變切換頻率的電源供應裝置10更包含一輸入濾波單元114、一輸入整流單元116、一輸出整流單元118、一輸出濾波單元120、一電壓回授單元122、一穩壓單元124及一電磁干擾濾波單元126。

該輸入濾波單元114電性連接至該主變壓器102；該輸入整流單元116電性連接至該輸入濾波單元114；該輸出整流單元18電性連接至該主變壓器102；該輸出濾波單元120電性連接至該輸出整流單元118及該負載裝置30；該電壓回授單元122電性連接至該輸出濾波單元120、該負載裝置30及該脈衝寬度調變控制單元106；該穩壓單元124電性連接至該主變壓器102及該脈衝寬度調變控制單元106；該電磁干擾濾波單元126電性連接至該交流電源供應裝置20及該輸入整流單元116。

該電壓偵測單元104可為例如但不限定為一電壓取樣電路；該交流電源供應裝置20之一輸出電源22可為例如但不限定為在90伏特至265伏特之間；該脈衝寬度調變控制單元106可為例如但不限定為一脈衝寬度調變控制器；該開關單元108可為例如但不限定為一電晶體開關；該輸入濾波單元114可為例如但不限定為一濾波電容；該輸入整流單元116可為例如但不限定為一橋式整流器；該輸出整流單元118可為例如但不限定為一二極體；該輸出濾波單元120可為例如但不限定為一濾波電容；該電壓回授單元122可為例如但不限定為一電壓回授電路；該穩壓單元124可為例如但不限定為一穩壓電路；該電磁干擾濾波單元126可為例如但不限定為一電磁干擾濾波器。

第二圖所示之該電壓偵測單元104係電性連接至該主變壓器102及該輸入濾波單元114，因此該電壓偵測單元104偵測該輸入電壓110以得到該輸入電壓110之該電壓絕對值；然而，該電壓偵測單元104亦可電性連接至該交流電源供應裝置20，因此該電壓偵測單元104偵測該交流電源供應裝置20之該輸出電源22以得到該輸入電壓110（該輸出電源22）之該電壓絕對值。

再者，該電壓偵測單元104亦可電性連接至該輸入整流單元116與該電磁干擾濾波單元126，或是可電性連接至該輸入整流單元116與該輸入濾波單元114。

本創作包含下列特點（優點）：

1.當該輸入電壓110（該輸出電源22）之該電壓絕對值較大時，該開關單元108之該切換頻率較低；當該輸入電壓110（該輸出電源22）之該電壓絕對值較小時，該開關單元108之該切換頻率較高。

2.當該開關單元108之該切換頻率較高時，可以降低有效值電流與峰值電流，可以使用較低耐流的功率元件，磁通量可降低，因此可將激磁電感加大以改善效率，或者在相同的激磁電感之下，該主變壓器102的圈數可降低以使用較小的鐵芯以降低體積。

3.改善電源供應器在輸入電壓為低電壓時的效率。

4.本創作適用於連續導通模式（continuous conduction mode）。

然以上所述者，僅為本創作之較佳實施例，當不能限定本創作實施之範圍，即凡依本創作申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本創作之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。綜上所述，當知本創作已具有產業利用性、新穎性與進步性，又本創作之構造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合新型專利申請要件，爰依專利法提出申請。

10‧‧‧可變切換頻率的電源供應裝置

102‧‧‧主變壓器

104‧‧‧電壓偵測單元

106‧‧‧脈衝寬度調變控制單元

108‧‧‧開關單元

110‧‧‧輸入電壓

112‧‧‧輸出電壓

Claims (10)

1. 一種可變切換頻率的電源供應裝置，包含：
   一主變壓器；
   一電壓偵測單元，該電壓偵測單元電性連接至該主變壓器；
   一脈衝寬度調變控制單元，該脈衝寬度調變控制單元電性連接至該電壓偵測單元；及
   一開關單元，該開關單元電性連接至該脈衝寬度調變控制單元及該主變壓器，
   其中依據該開關單元之一切換頻率，該主變壓器轉換一輸入電壓成為一輸出電壓；該電壓偵測單元偵測該輸入電壓並通知該脈衝寬度調變控制單元；依據該輸入電壓之一電壓絕對值，該脈衝寬度調變控制單元控制該開關單元之該切換頻率。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可變切換頻率的電源供應裝置，其中當該輸入電壓之該電壓絕對值增加且大於一第一臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元控制該開關單元之該切換頻率，使得該開關單元之該切換頻率成為一第一頻率；
   其中當該輸入電壓之該電壓絕對值增加且不大於該第一臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元控制該開關單元之該切換頻率，使得該開關單元之該切換頻率不變；
   其中當該輸入電壓之該電壓絕對值減少且小於一第二臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元控制該開關單元之該切換頻率，使得該開關單元之該切換頻率成為一第二頻率；
   其中當該輸入電壓之該電壓絕對值減少且不小於該第二臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元控制該開關單元之該切換頻率，使得該開關單元之該切換頻率不變；
   其中該第一臨界電壓值及該第二臨界電壓值不相同，該第一頻率及該第二頻率不相同。
3. 如申請專利範圍第2項所述之可變切換頻率的電源供應裝置，係應用於一交流電源供應裝置及一負載裝置，該可變切換頻率的電源供應裝置更包含：
   一輸入濾波單元，該輸入濾波單元電性連接至該主變壓器；及
   一輸入整流單元，該輸入整流單元電性連接至該輸入濾波單元。
4. 如申請專利範圍第3項所述之可變切換頻率的電源供應裝置，更包含：
   一輸出整流單元，該輸出整流單元電性連接至該主變壓器；及
   一輸出濾波單元，該輸出濾波單元電性連接至該輸出整流單元及該負載裝置。
5. 如申請專利範圍第4項所述之可變切換頻率的電源供應裝置，更包含：
   一電壓回授單元，該電壓回授單元電性連接至該輸出濾波單元、該負載裝置及該脈衝寬度調變控制單元；
   一穩壓單元，該穩壓單元電性連接至該主變壓器及該脈衝寬度調變控制單元；及
   一電磁干擾濾波單元，該電磁干擾濾波單元電性連接至該交流電源供應裝置及該輸入整流單元。
6. 如申請專利範圍第5項所述之可變切換頻率的電源供應裝置，其中該第一臨界電壓值為160伏特，該第二臨界電壓值為140伏特，該第一頻率為65KHz，該第二頻率為100KHz。
7. 如申請專利範圍第6項所述之可變切換頻率的電源供應裝置，其中該電壓偵測單元係為一電壓取樣電路，該交流電源供應裝置之一輸出電源係在90伏特至265伏特之間。
8. 如申請專利範圍第7項所述之可變切換頻率的電源供應裝置，其中該脈衝寬度調變控制單元係為一脈衝寬度調變控制器，該開關單元係為一電晶體開關，該輸入濾波單元係為一濾波電容，該輸入整流單元係為一橋式整流器，該輸出整流單元係為一二極體，該輸出濾波單元係為一濾波電容，該電壓回授單元係為一電壓回授電路，該穩壓單元係為一穩壓電路，該電磁干擾濾波單元係為一電磁干擾濾波器。
9. 如申請專利範圍第1項所述之可變切換頻率的電源供應裝置，其中當該輸入電壓之該電壓絕對值大於一第三臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元控制該開關單元之該切換頻率，使得該開關單元之該切換頻率成為一第三頻率；
   其中當該輸入電壓之該電壓絕對值不大於該第三臨界電壓值時，該脈衝寬度調變控制單元控制該開關單元之該切換頻率，使得該開關單元之該切換頻率成為一第四頻率；
   其中該第三頻率及該第四頻率不相同。
10. 如申請專利範圍第9項所述之可變切換頻率的電源供應裝置，其中該第三臨界電壓值為150伏特，該第三頻率為65KHz，該第四頻率為100KHz。