TWM537765U - 具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置 - Google Patents
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Description
本創作係有關於一種電源供應裝置，特別是一種具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置。
相關技術之電源供應裝置係偵測初級側（primary side）的大電容（bulk capacitor）的電壓高低以決定輸入電壓（通常是交流電壓）是否為正常，但此電源供應裝置之初次側的大電容的電壓高低會受到電源供應裝置之輸出的多寡（即其所連接之負載大小）影響，進而影響到電源供應裝置在偵測輸入電壓是否正常的速度；如果偵測輸入電壓是否為正常的速度不夠即時快速，將無法滿足快速得知輸入電壓是否為正常的需求。
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輸入電壓偵測功能之電源供應裝置。
為達成本創作之上述目的，本創作之具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置包含：一隔離電壓轉換器，具有一初級側及一次級側，該初級側電磁耦合至該次級側；一控制電路，電性連接至該次級側；及一隔離偵測電路。其中該隔離偵測電路包含：一光耦合器接收元件，電性連接至該控制電路；及一光耦合器發射元件，光耦合至該光耦合器接收元件且電性連接至該初級側及輸入電源供應裝置。其中當輸入電源供應裝置傳送輸入電源至該具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置時，該光耦合器發射元件偵知並以光耦合導通該光耦合器接收元件，且該控制電路偵知該光耦合器接收元件導通以得知輸入電源供應裝置傳送輸入電源至該具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置。其中當輸入電源供應裝置停止傳送輸入電源至該具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置時，該光耦合器發射元件不導通，使得該光耦合器接收元件不導通；當該控制電路偵知該光耦合器接收元件不導通超過一預設時間時，該控制電路通知負載裝置輸入電源供應裝置停止傳送輸入電源至該具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置。
本創作之功效在於當輸入電源供應裝置停止傳送輸入電源時，能快速地偵知並通知負載裝置輸入電源供應裝置停止傳送輸入電源，以使負載裝置能有更多的時間進行關機前的準備。
請參考圖1，其係為本創作之具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置之第一實施例方塊圖。本創作之具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置10（以下簡稱為電源供應裝置10）係應用於一輸入電源供應裝置20及一負載裝置30。該電源供應裝置10包含一控制電路102、一隔離偵測電路104、一橋式整流器106、一儲能電容（bulk capacitor）108、一功率因數校正電路110、一隔離電壓轉換器112、一脈波寬度調變訊號控制器114、一次級側電壓處理電路116、一電磁干擾濾波器118、一驅動電壓供應單元120、一保護啟動電路122及一電晶體開關124。該隔離偵測電路104包含一光耦合器接收元件10402、一光耦合器發射元件10404、一二極體10406及一分壓限流電路10408。該分壓限流電路10408包含一第一電阻10410及一第一電容10412。該隔離電壓轉換器112包含一初級側11202、一次級側11204及一輔助繞組11206。該輸入電源供應裝置20包含一正端24及一負端26。上述在初級側之元件彼此電連接，而在次級側之元件也彼此電連接，其中該初級側11202係電磁耦合至該次級側11204，而該光耦合器發射元件10404係光耦合至該光耦合器接收元件10402。
本創作之技術重點之一在於利用隔離元件（即上述之該光耦合器接收元件10402及該光耦合器發射元件10404所組成之光耦合器）偵測該輸入電源供應裝置20所傳送至該電源供應裝置10之一輸入電源22是否存在，並使位於次級側的該控制電路102知悉，進而達到時序控制、保護及與客戶端系統（即上述之該負載裝置30）溝通的目的。須知圖1係揭露本創作較為詳細之電路方塊圖，然達成本創作之上述偵測以知悉該輸入電源22是否存在之一種方式僅需要該控制電路102、該初級側11202、該次級側11204、該光耦合器接收元件10402及該光耦合器發射元件10404。
以下內容敘述該輸入電源供應裝置20如何透過該電源供應裝置10供電予該負載裝置30：
該輸入電源供應裝置20傳送該輸入電源22（係為一交流電源）至該電磁干擾濾波器118進行電磁干擾濾波的處理以得到一第一電源202；該第一電源202經過該橋式整流器106的整流處理、該功率因數校正電路110的功率因數校正的處理以及該儲能電容108的儲能穩壓處理以得到一第二電源204；該脈波寬度調變訊號控制器114控制該電晶體開關124的啟閉以使該隔離電壓轉換器112之該初級側11202將該第二電源204耦合至該隔離電壓轉換器112之該次級側11204，再經過該次級側電壓處理電路116（可為例如但不限定為包含二極體及電容等電子零件）處理以供電予該負載裝置30。
以下內容敘述該控制電路102如何得知該輸入電源22是否存在：
請參考圖3，由上而下依序為該輸入電源22之電壓波形圖、該第一電容10412之電壓波形圖及該光耦合器初級側（即該光耦合器發射元件10404）電流波形圖；並請同時參考圖1。
當該輸入電源供應裝置20傳送該輸入電源22至該電磁干擾濾波器118以得到該第一電源202時，該光耦合器發射元件10404會接收偵知該第一電源202並藉此導通，再搭配該驅動電壓供應單元120供電予該光耦合器接收元件10402即可進行光耦合導通該光耦合器接收元件10402；接著該控制電路102偵知該光耦合器接收元件10402導通即可得知該輸入電源供應裝置20係傳送該輸入電源22至該電源供應裝置10，以進行後續例如時序控制、保護及與客戶端系統溝通的目的。
換言之，由該光耦合器接收元件10402及該光耦合器發射元件10404所組成之該光耦合器大約在該交流電源的正半週的前半部導通，此時訊號的電流流向依序為：該輸入電源供應裝置20的該正端24、該電磁干擾濾波器118、該光耦合器發射元件10404、該分壓限流電路10408（即該第一電阻10410與該第一電容10412）、該儲能電容108、該橋式整流器106、該電磁干擾濾波器118及該輸入電源供應裝置20的該負端26，且藉由前述該光耦合器發射元件10404的導通以及該驅動電壓供應單元120的供電，該光耦合器接收元件10402導通。
而在該交流電源的負半週時，訊號的電流流向則依序為：該輸入電源供應裝置20的該負端26、該電磁干擾濾波器118、該橋式整流器106、該分壓限流電路10408（即該第一電容10412與該第一電阻10410）、該二極體10406、該電磁干擾濾波器118及該輸入電源供應裝置20的該正端24；此時由該光耦合器接收元件10402及該光耦合器發射元件10404所組成之該光耦合器係為不導通。
而當該輸入電源供應裝置20停止傳送該輸入電源22至該電源供應裝置10時（例如斷電時），該光耦合器發射元件10404無法接收到該第一電源202而因此不導通，使得該光耦合器接收元件10402亦不導通，此時該控制電路102會偵知此不導通狀態並開始計算該光耦合器接收元件10402不導通的時間，一旦超過一預設時間（例如30毫秒）時，即代表該輸入電源供應裝置20停止傳送該輸入電源22至該電源供應裝置10，而該控制電路102即會執行下列動作：
1. 通知該負載裝置30該輸入電源供應裝置20停止傳送該輸入電源22至該電源供應裝置10，以使該負載裝置30能有更多的時間進行關機前的準備（資料儲存或不吃載）。
2. 透過該保護啟動電路122（例如一光耦合器）使該脈波寬度調變訊號控制器114準備停止工作。
3. 透過該保護啟動電路122及該脈波寬度調變訊號控制器114使該功率因數校正電路110準備停止工作。
如前所述，在該交流電源的負半週時，由該光耦合器接收元件10402及該光耦合器發射元件10404所組成之該光耦合器亦為不導通，而為了避免該控制電路102誤判交流電源的負半週為斷電狀態，故需設定超過該預設時間。
依據本創作另一種實施方式，當該輸入電源供應裝置20停止傳送該輸入電源22至該電源供應裝置10時，該脈波寬度調變訊號控制器114亦可利用該分壓限流電路10408偵知無電壓以使該功率因數校正電路110、該隔離電壓轉換器112或該脈波寬度調變訊號控制器114準備停止工作。
再者，該輔助繞組11206，以及該次級側電壓處理電路116與該負載裝置30之間連接至該保護啟動電路122的線段，係用以供電予該保護啟動電路122，然本創作不以此為限，該保護啟動電路122亦可連接至任何能供電之電路以接收電力。類似地，該次級側電壓處理電路116與該負載裝置30之間連接至該驅動電壓供應單元120的線段係用以供電予該驅動電壓供應單元120，然本創作不以此為限，該驅動電壓供應單元120亦可連接至任何能供電之電路以接收電力。該次級側電壓處理電路116與該負載裝置30之間連接至該控制電路102的線段係用以供電予該控制電路102，然本創作不以此為限，該控制電路102亦可連接至任何能供電之電路以接收電力，惟該次級側電壓處理電路116與該負載裝置30之間連接至該控制電路102的線段亦可供該控制電路102用為過電流保護（over current protection，通常簡稱為OCP）之監控。
請參考圖2，其係為本創作之具輸入電壓偵測功能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，該分壓限流電路10408包含一第一電阻10410及一第二電阻10414；該第一電阻10410電性連接至該光耦合器發射元件10404、該二極體10406及該第二電阻10414。其中，圖2與圖1不同之處在於圖2的該輸入電源供應裝置20所傳送之該輸入電源22可為直流電源，藉此本創作可應用於交流電源及直流電源領域，以達應用範圍更加寬廣之目的。當如圖2應用於直流電源領域時，由於直流電源並無正負週期之分，故本創作可全時應用，此時設定需超過該預設時間的目的在於避免該控制電路102過於靈敏而誤判，惟該預設時間應較短，例如但不限定為10毫秒。
再者，圖1及圖2的轉換器電路架構為flyback，但本創作亦可應用於forward、LLC等等常見的轉換器電路架構。
本創作之功效在於當該輸入電源供應裝置20停止傳送該輸入電源22時，能快速地偵知並通知該負載裝置30該輸入電源供應裝置20停止傳送該輸入電源22，以使該負載裝置30能有更多的時間進行關機前的準備。在該輸入電源供應裝置20停止傳送該輸入電源22之後，本創作係不受因為該負載裝置30的大小而造成該儲能電容108的電壓放電速度較慢的影響，本創作係利用該光耦合器接收元件10402及該光耦合器發射元件10404偵測該輸入電源22是否存在，並利用該第一電阻10410、該第一電容10412及該第二電阻10414進行分壓以降低該隔離偵測電路104的功率損耗。
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‧‧‧具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置
20‧‧‧輸入電源供應裝置
22‧‧‧輸入電源
24‧‧‧正端
26‧‧‧負端
30‧‧‧負載裝置
102‧‧‧控制電路
104‧‧‧隔離偵測電路
106‧‧‧橋式整流器
108‧‧‧儲能電容
110‧‧‧功率因數校正電路
112‧‧‧隔離電壓轉換器
114‧‧‧脈波寬度調變訊號控制器
116‧‧‧次級側電壓處理電路
118‧‧‧電磁干擾濾波器
120‧‧‧驅動電壓供應單元
122‧‧‧保護啟動電路
124‧‧‧電晶體開關
202‧‧‧第一電源
204‧‧‧第二電源
10402‧‧‧光耦合器接收元件
10404‧‧‧光耦合器發射元件
10406‧‧‧二極體
10408‧‧‧分壓限流電路
10410‧‧‧第一電阻
10412‧‧‧第一電容
10414‧‧‧第二電阻
11202‧‧‧初級側
11204‧‧‧次級側
11206‧‧‧輔助繞組
圖1為本創作之具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置之第一實施例方塊圖。
圖2為本創作之具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置之第二實施例方塊圖。
圖3為本創作之輸入電源之電壓波形圖、第一電容之電壓波形圖與光耦合器初級側（光耦合器發射元件）電流波形圖。
10‧‧‧具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置
20‧‧‧輸入電源供應裝置
22‧‧‧輸入電源
24‧‧‧正端
26‧‧‧負端
30‧‧‧負載裝置
102‧‧‧控制電路
104‧‧‧隔離偵測電路
106‧‧‧橋式整流器
108‧‧‧儲能電容
110‧‧‧功率因數校正電路
112‧‧‧隔離電壓轉換器
114‧‧‧脈波寬度調變訊號控制器
116‧‧‧次級側電壓處理電路
118‧‧‧電磁干擾濾波器
120‧‧‧驅動電壓供應單元
122‧‧‧保護啟動電路
124‧‧‧電晶體開關
202‧‧‧第一電源
204‧‧‧第二電源
10402‧‧‧光耦合器接收元件
10404‧‧‧光耦合器發射元件
10406‧‧‧二極體
10408‧‧‧分壓限流電路
10410‧‧‧第一電阻
10412‧‧‧第一電容
11202‧‧‧初級側
11204‧‧‧次級側
11206‧‧‧輔助繞組
Claims (10)
- 一種具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置，包含： 一隔離電壓轉換器，具有一初級側及一次級側，該初級側電磁耦合至該次級側； 一控制電路，電性連接至該次級側；及 一隔離偵測電路， 其中該隔離偵測電路包含： 一光耦合器接收元件，電性連接至該控制電路；及 一光耦合器發射元件，光耦合至該光耦合器接收元件且電性連接至該初級側及輸入電源供應裝置， 其中當輸入電源供應裝置傳送輸入電源至該具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置時，該光耦合器發射元件偵知並以光耦合導通該光耦合器接收元件，且該控制電路偵知該光耦合器接收元件導通以得知輸入電源供應裝置傳送輸入電源至該具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置； 其中當輸入電源供應裝置停止傳送輸入電源至該具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置時，該光耦合器發射元件不導通，使得該光耦合器接收元件不導通；當該控制電路偵知該光耦合器接收元件不導通超過一預設時間時，該控制電路通知負載裝置輸入電源供應裝置停止傳送輸入電源至該具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置。
- 如申請專利範圍第1項所述之具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置，其中該隔離偵測電路更包含： 一二極體，電性連接至該光耦合器發射元件及輸入電源供應裝置。
- 如申請專利範圍第2項所述之具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置，更包含： 一分壓限流電路，電性連接至該光耦合器發射元件及該二極體。
- 如申請專利範圍第3項所述之具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置，其中該分壓限流電路包含： 一第一電阻，電性連接至該光耦合器發射元件及該二極體；及 一第一電容，電性連接至該第一電阻。
- 如申請專利範圍第3項所述之具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置，其中該分壓限流電路包含： 一第一電阻，電性連接至該光耦合器發射元件及該二極體；及 一第二電阻，電性連接至該第一電阻。
- 如申請專利範圍第1項所述之具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置，其中該預設時間為30毫秒。
- 如申請專利範圍第1項所述之具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置，更包含： 一脈波寬度調變訊號控制器，電性連接至該隔離電壓轉換器及該隔離偵測電路；及 一保護啟動電路，電性連接至該控制電路及該脈波寬度調變訊號控制器， 其中當該控制電路偵知該光耦合器接收元件不導通超過該預設時間時，該控制電路透過該保護啟動電路使該脈波寬度調變訊號控制器停止工作。
- 如申請專利範圍第7項所述之具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置，其中該保護啟動電路係為一光耦合器。
- 如申請專利範圍第1項所述之具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置，更包含： 一驅動電壓供應單元，電性連接至該光耦合器接收元件以供電予該光耦合器接收元件。
- 如申請專利範圍第1項所述之具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置，更包含： 一橋式整流器，電性連接至該隔離偵測電路及輸入電源供應裝置； 一功率因數校正電路，電性連接至該橋式整流器、該隔離偵測電路及該隔離電壓轉換器；及 一儲能電容，電性連接至該功率因數校正電路及該隔離電壓轉換器。
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| TW105217754U TWM537765U (zh) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | 具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置 |
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| TW105217754U TWM537765U (zh) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | 具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置 |
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| TWM537765U true TWM537765U (zh) | 2017-03-01 |
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|---|---|---|---|
| TW105217754U TWM537765U (zh) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | 具輸入電壓偵測功能之電源供應裝置 |
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- 2016-12-29 CN CN201621467757.2U patent/CN206313646U/zh active Active
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| CN206313646U (zh) | 2017-07-07 |
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