TWM495040U - 具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置 - Google Patents

Description

具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置 【0001】

本創作係有關於一種電源供應裝置，特別是一種具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置。

【0002】

電源供應裝置提供電源給電子裝置，藉以驅動電子裝置。如果電源供應裝置係利用通用串列匯流排介面傳送電源，則電子裝置會通知電源供應裝置需求的電壓（例如5伏特或是19.5伏特）。

【0003】

電源供應裝置包含變壓器及脈波寬度調變控制器，變壓器包含初級側繞組、輔助繞組及次級側繞組；當電子裝置通知電源供應裝置需求的電壓時，脈波寬度調變控制器會改變初級側繞組的電壓，次級側繞組會感應初級側繞組的電壓而產生電壓以傳送至電子裝置；同時，輔助繞組會感應次級側繞組的電壓而產生電壓以傳送至脈波寬度調變控制器以供電予脈波寬度調變控制器。

【0004】

當需求的電壓為5伏特時，輔助繞組感應的電壓尚不會太大，脈波寬度調變控制器可直接利用輔助繞組感應的電壓；當需求的電壓為19.5伏特時，輔助繞組感應的電壓即會太大，脈波寬度調變控制器不可直接利用輔助繞組感應的電壓。在一具體實施例，當需求的電壓為5伏特時，輔助繞組感應的電壓為20伏特；當需求的電壓為19.5伏特時，輔助繞組感應的電壓為78伏特。

【0005】

當輔助繞組感應的電壓太大時，一穩壓電路即被設置以降低輔助繞組感應的電壓以保護脈波寬度調變控制器；然而，輔助繞組感應的電壓被穩壓電路降低時，電源供應裝置的能量耗損即增加了。

【0006】

為改善上述習知技術之缺點，本創作之目的在於提供一種具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置。

【0007】

為達成本創作之上述目的，本創作之具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置包含：一主轉換器；一輔助繞組切換電路，該輔助繞組切換電路電性連接至該主轉換器；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主轉換器及該輔助繞組切換電路。其中該主轉換器包含一變壓器；該變壓器包含一初級側繞組、一次級側繞組及一輔助繞組，該輔助繞組電性連接至該輔助繞組切換電路；該輔助繞組包含一第一繞組及一第二繞組，該第一繞組電性連接至該輔助繞組切換電路，該第二繞組電性連接至該輔助繞組切換電路及該第一繞組。其中該脈波寬度調變控制器改變該初級側繞組的一初級側電壓；依據該初級側電壓，該次級側繞組感應以產生一次級側電壓；依據該次級側電壓，該第一繞組感應以產生一第一電壓；依據該次級側電壓，該第二繞組感應以產生一第二電壓；該第一繞組的一匝數大於該第二繞組的一匝數，因此該第一電壓大於該第二電壓。其中當該第一電壓不大於一預設電壓時，該輔助繞組切換電路傳送該第一電壓至該脈波寬度調變控制器，藉以驅動該脈波寬度調變控制器；當該第一電壓大於該預設電壓時，該輔助繞組切換電路傳送該第二電壓至該脈波寬度調變控制器，藉以驅動該脈波寬度調變控制器。

【0008】

本創作之功效在於降低電源供應裝置的能量耗損並保護脈波寬度調變控制器。

【0031】

10‧‧‧具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置

【0032】

20‧‧‧交流電源供應裝置

【0033】

30‧‧‧電子裝置

【0034】

102‧‧‧主轉換器

【0035】

104‧‧‧輔助繞組切換電路

【0036】

106‧‧‧脈波寬度調變控制器

【0037】

108‧‧‧變壓器

【0038】

110‧‧‧初級側繞組

【0039】

112‧‧‧輔助繞組

【0040】

114‧‧‧第一繞組

【0041】

116‧‧‧第二繞組

【0042】

118‧‧‧次級側繞組

【0043】

120‧‧‧初級側濾波電路

【0044】

122‧‧‧初級側整流電路

【0045】

124‧‧‧次級側整流電路

【0046】

126‧‧‧次級側濾波電路

【0047】

128‧‧‧電磁干擾濾波器

【0048】

130‧‧‧通用串列匯流排介面

【0049】

132‧‧‧交握電路

【0050】

134‧‧‧回授電路

【0051】

10402‧‧‧金屬氧化物半導體場效應電晶體

【0052】

10404‧‧‧齊納二極體

【0053】

10406‧‧‧第一電阻

【0054】

10408‧‧‧第一電容

【0055】

10410‧‧‧第二電阻

【0056】

10412‧‧‧第二電容

【0057】

10414‧‧‧第一二極體

【0058】

10416‧‧‧第二二極體

【0059】

10418‧‧‧源極

【0060】

10420‧‧‧閘極

【0061】

10422‧‧‧汲極

【0009】

圖1為本創作之具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置方塊圖。

【0010】

圖2為本創作之輔助繞組切換電路之一實施例電路圖。

【0011】

請參考圖1，其係為本創作之具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置方塊圖。一具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置10係應用於一交流電源供應裝置20及一電子裝置30。

【0012】

該具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置10包含一主轉換器102、一輔助繞組切換電路104、一脈波寬度調變控制器106、一初級側濾波電路120、一初級側整流電路122、一次級側整流電路124、一次級側濾波電路126、一電磁干擾濾波器128、一通用串列匯流排介面130、一交握電路132及一回授電路134。

【0013】

該主轉換器102包含一變壓器108；該變壓器108包含一初級側繞組110、一輔助繞組112及一次級側繞組118。該輔助繞組112包含一第一繞組114及一第二繞組116。

【0014】

該輔助繞組切換電路104電性連接至該主轉換器102；該脈波寬度調變控制器106電性連接至該主轉換器102及該輔助繞組切換電路104；該輔助繞組112電性連接至該輔助繞組切換電路104；該第一繞組114電性連接至該輔助繞組切換電路104；該第二繞組116電性連接至該輔助繞組切換電路104及該第一繞組114。

【0015】

該初級側濾波電路120電性連接至該初級側繞組110；該初級側整流電路122電性連接至該初級側濾波電路120；該次級側整流電路124電性連接至該次級側繞組118；該次級側濾波電路126電性連接至該次級側整流電路124；該電磁干擾濾波器128電性連接至該初級側整流電路122及該交流電源供應裝置20；該通用串列匯流排介面130電性連接至該次級側濾波電路126及該電子裝置30；該交握電路132電性連接至該通用串列匯流排介面130；該回授電路134電性連接至該交握電路132、該次級側濾波電路126、該通用串列匯流排介面130及該脈波寬度調變控制器106。

【0016】

請參考圖2，其係為本創作之輔助繞組切換電路之一實施例電路圖。該輔助繞組切換電路104包含一金屬氧化物半導體場效應電晶體10402、一齊納二極體10404、一第一電阻10406、一第一電容10408、一第二電阻10410、一第二電容10412、一第一二極體10414及一第二二極體10416。

【0017】

該金屬氧化物半導體場效應電晶體10402電性連接至該脈波寬度調變控制器106；該齊納二極體10404電性連接至該金屬氧化物半導體場效應電晶體10402；該第一電阻10406電性連接至該金屬氧化物半導體場效應電晶體10402；該第一電容10408電性連接至該金屬氧化物半導體場效應電晶體10402；該第二電阻10410電性連接至該第一電容10408；該第二電容10412電性連接至該金屬氧化物半導體場效應電晶體10402；該第一二極體10414電性連接至該金屬氧化物半導體場效應電晶體10402及該第一繞組114；該第二二極體10416電性連接至該金屬氧化物半導體場效應電晶體10402、該脈波寬度調變控制器106及該第二繞組116。

【0018】

換句話說，該金屬氧化物半導體場效應電晶體10402包含一源極10418、一閘極10420及一汲極10422；該源極10418連接至該脈波寬度調變控制器106；該齊納二極體10404的陰極連接至該閘極10420，該齊納二極體10404的陽極連接至地；該第一電阻10406的一端連接至該汲極10422，該第一電阻10406的另一端連接至該閘極10420；該第一電容10408的一端連接至該汲極10422。

【0019】

該第二電阻10410的一端連接至該第一電容10408的另一端，該第二電阻10410的另一端連接至該閘極10420；該第二電容10412的一端連接至該汲極10422，該第二電容10412的另一端連接至地；該第一二極體10414的陰極連接至該汲極10422，該第一二極體10414的陽極連接至該第一繞組114的一端；該第二二極體10416的陰極連接至該源極10418，該第二二極體10416的陽極連接該第一繞組114的另一端及該第二繞組116的一端；該第二繞組116的另一端連接至地。

【0020】

請同時參考圖1及圖2。該電子裝置30通過該通用串列匯流排介面130、該交握電路132及該回授電路134通知該脈波寬度調變控制器106一需求的電壓（例如5伏特或是19.5伏特）；因此，該脈波寬度調變控制器106改變該初級側繞組110的一初級側電壓；其中，該主轉換器102係為一返馳式轉換器，該脈波寬度調變控制器106改變該初級側繞組110的該初級側電壓係為一習知技術，為簡潔因素，故於此不再贅述。

【0021】

依據該初級側電壓，該次級側繞組118感應以產生一次級側電壓；依據該次級側電壓，該第一繞組114感應以產生一第一電壓；依據該次級側電壓，該第二繞組116感應以產生一第二電壓；該第一繞組114的一匝數大於該第二繞組116的一匝數，因此該第一電壓大於該第二電壓。

【0022】

當該第一電壓不大於一預設電壓時，該輔助繞組切換電路104傳送該第一電壓至該脈波寬度調變控制器106，藉以驅動該脈波寬度調變控制器106；當該第一電壓大於該預設電壓時，該輔助繞組切換電路104傳送該第二電壓至該脈波寬度調變控制器106，藉以驅動該脈波寬度調變控制器106。

【0023】

其中，該齊納二極體10404的一崩潰電壓（例如18伏特）為小於該預設電壓（例如20伏特）；當該閘極10420的電壓大於該源極10418的電壓時，該金屬氧化物半導體場效應電晶體10402會導通；該第一繞組114的該匝數是該第二繞組116的該匝數的3倍。

【0024】

在一具體實施例，若該需求的電壓為5伏特，則該第一電壓為15伏特，該第二電壓為5伏特；該第一電壓（15伏特）不大於該預設電壓（20伏特），因此該輔助繞組切換電路104傳送該第一電壓至該脈波寬度調變控制器106，藉以驅動該脈波寬度調變控制器106。

【0025】

其中，該第二電壓（5伏特）被傳送至該源極10418，該第一電壓（15伏特）被傳送至該汲極10422，該金屬氧化物半導體場效應電晶體10402會導通，因此該輔助繞組切換電路104傳送該第一電壓（15伏特）至該脈波寬度調變控制器106。

【0026】

在另一具體實施例，若該需求的電壓為19.5伏特，則該第一電壓為58.5伏特，該第二電壓為19.5伏特；該第一電壓（58.5伏特）大於該預設電壓（20伏特），因此該輔助繞組切換電路104傳送該第二電壓（19.5伏特）至該脈波寬度調變控制器106，藉以驅動該脈波寬度調變控制器106。

【0027】

其中，該第二電壓（19.5伏特）被傳送至該源極10418，該第一電壓（58.5伏特）被傳送至該汲極10422，該閘極10420的電壓被限制為該齊納二極體10404的該崩潰電壓（例如18伏特），該閘極10420的電壓（18伏特）不大於該源極10418的電壓（19.5伏特），因此該金屬氧化物半導體場效應電晶體10402不會導通，因此該輔助繞組切換電路104傳送該第二電壓（19.5伏特）至該脈波寬度調變控制器106。

【0028】

再者，上述該金屬氧化物半導體場效應電晶體10402亦可以一雙極性接面電晶體取代，以達到開關（導通或不導通）的功能。

【0029】

本創作之功效在於降低電源供應裝置的能量耗損並保護脈波寬度調變控制器。本創作之電源供應裝置（包含該輔助繞組切換電路104）的能量耗損比習知的電源供應裝置（包含穩壓電路）的能量耗損為低。

【0030】

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‧‧‧具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置

20‧‧‧交流電源供應裝置

30‧‧‧電子裝置

102‧‧‧主轉換器

104‧‧‧輔助繞組切換電路

106‧‧‧脈波寬度調變控制器

108‧‧‧變壓器

110‧‧‧初級側繞組

112‧‧‧輔助繞組

114‧‧‧第一繞組

116‧‧‧第二繞組

118‧‧‧次級側繞組

120‧‧‧初級側濾波電路

122‧‧‧初級側整流電路

124‧‧‧次級側整流電路

126‧‧‧次級側濾波電路

128‧‧‧電磁干擾濾波器

130‧‧‧通用串列匯流排介面

132‧‧‧交握電路

134‧‧‧回授電路

Claims (10)

1. 【第1項】

   一種具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置，包含：
   一主轉換器；
   一輔助繞組切換電路，該輔助繞組切換電路電性連接至該主轉換器；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主轉換器及該輔助繞組切換電路，
   其中該主轉換器包含一變壓器；該變壓器包含一初級側繞組、一次級側繞組及一輔助繞組，該輔助繞組電性連接至該輔助繞組切換電路；該輔助繞組包含一第一繞組及一第二繞組，該第一繞組電性連接至該輔助繞組切換電路，該第二繞組電性連接至該輔助繞組切換電路及該第一繞組；
   其中該脈波寬度調變控制器改變該初級側繞組的一初級側電壓；依據該初級側電壓，該次級側繞組感應以產生一次級側電壓；依據該次級側電壓，該第一繞組感應以產生一第一電壓；依據該次級側電壓，該第二繞組感應以產生一第二電壓；該第一繞組的一匝數大於該第二繞組的一匝數，因此該第一電壓大於該第二電壓；
   其中當該第一電壓不大於一預設電壓時，該輔助繞組切換電路傳送該第一電壓至該脈波寬度調變控制器，藉以驅動該脈波寬度調變控制器；當該第一電壓大於該預設電壓時，該輔助繞組切換電路傳送該第二電壓至該脈波寬度調變控制器，藉以驅動該脈波寬度調變控制器。
2. 【第2項】

   如申請專利範圍第1項所述之具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置，其中該輔助繞組切換電路包含：
   一金屬氧化物半導體場效應電晶體，該金屬氧化物半導體場效應電晶體電性連接至該脈波寬度調變控制器；及
   一齊納二極體，該齊納二極體電性連接至該金屬氧化物半導體場效應電晶體。
3. 【第3項】

   如申請專利範圍第2項所述之具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置，其中該輔助繞組切換電路更包含：
   一第一電阻，該第一電阻電性連接至該金屬氧化物半導體場效應電晶體；
   一第一電容，該第一電容電性連接至該金屬氧化物半導體場效應電晶體；及
   一第二電阻，該第二電阻電性連接至該第一電容。
4. 【第4項】

   如申請專利範圍第3項所述之具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置，其中該輔助繞組切換電路更包含：
   一第二電容，該第二電容電性連接至該金屬氧化物半導體場效應電晶體；
   一第一二極體，該第一二極體電性連接至該金屬氧化物半導體場效應電晶體及該第一繞組；及
   一第二二極體，該第二二極體電性連接至該金屬氧化物半導體場效應電晶體、該脈波寬度調變控制器及該第二繞組。
5. 【第5項】

   如申請專利範圍第4項所述之具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置，更包含：
   一初級側濾波電路，該初級側濾波電路電性連接至該初級側繞組；及
   一初級側整流電路，該初級側整流電路電性連接至該初級側濾波電路。
6. 【第6項】

   如申請專利範圍第5項所述之具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置，更包含：
   一次級側整流電路，該次級側整流電路電性連接至該次級側繞組；及
   一次級側濾波電路，該次級側濾波電路電性連接至該次級側整流電路。
7. 【第7項】

   如申請專利範圍第6項所述之具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置，係應用於一交流電源供應裝置及一電子裝置，該具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置更包含：
   一電磁干擾濾波器，該電磁干擾濾波器電性連接至該初級側整流電路及該交流電源供應裝置。
8. 【第8項】

   如申請專利範圍第7項所述之具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置，更包含：
   一通用串列匯流排介面，該通用串列匯流排介面電性連接至該次級側濾波電路及該電子裝置。
9. 【第9項】

   如申請專利範圍第8項所述之具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置，更包含：
   一交握電路，該交握電路電性連接至該通用串列匯流排介面。
10. 【第10項】

    如申請專利範圍第9項所述之具有輔助繞組切換電路的電源供應裝置，更包含：
    一回授電路，該回授電路電性連接至該交握電路、該次級側濾波電路、該通用串列匯流排介面及該脈波寬度調變控制器。