專利名稱：電源供應(yīng)裝置及其單光耦控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源供應(yīng)裝置，特別是涉及一種只需單一光耦器的電源供應(yīng)裝置及其單光耦控制電路。
背景技術(shù)：
在能源需求越來(lái)越大的今天，節(jié)約能源已經(jīng)成為大家的共識(shí)。例如在電器設(shè)備中，待機(jī)損耗即為其功率消耗的一個(gè)重要部分，因此越來(lái)越受到關(guān)注。目前世界上各個(gè)環(huán)保組織和一些政府機(jī)構(gòu)都制定了一些計(jì)劃和規(guī)范來(lái)推動(dòng)減少待機(jī)損耗。例如對(duì)筆記型電腦而言，電源的高轉(zhuǎn)換效率以及低待機(jī)耗損都是非常重要的需求。對(duì)于開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)損耗的待機(jī)損耗是最主要的部分。在傳統(tǒng)的減小開(kāi)關(guān)電源待機(jī)損耗的方案中，都是通過(guò)減小主電路的開(kāi)關(guān)損耗來(lái)達(dá)到減小待機(jī)損耗。但是例如在大功率的筆記型電腦的電源里，為了達(dá)到功率的高轉(zhuǎn)換率，主電路特性都是在滿載時(shí)達(dá)到最佳化，同時(shí)各個(gè)主開(kāi)關(guān)元件的功率等級(jí)都很高。依此，將導(dǎo)致大功率電源在待機(jī)時(shí)無(wú)法得到最佳化。并且，對(duì)于同樣的開(kāi)關(guān)次數(shù)而言，功率越大的電源其開(kāi)關(guān)損耗會(huì)越大。所以對(duì)于大功率筆記型電腦的電源來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有傳統(tǒng)的方案就變得不適用了。
近來(lái)，一種新的開(kāi)關(guān)電源待機(jī)損耗的解決方案被提出來(lái)。在這個(gè)方案里，運(yùn)用脈沖寬度調(diào)變(PWM，pulse width modulation)技術(shù)的主轉(zhuǎn)換器(main converter)與輔助轉(zhuǎn)換器(auxiliary converter)將并聯(lián)工作。請(qǐng)參閱圖1所示，是一般具有雙轉(zhuǎn)換器的電源供應(yīng)裝置方塊圖。整流器110將交流電源AC整流以輸出直流電壓。主轉(zhuǎn)換器120與輔助轉(zhuǎn)換器130則分別依照控制器122與控制器132的控制而提供負(fù)載LD所需的輸出功率。光耦合器121與光耦合器131用以分別提供控制器122與控制器132所需的負(fù)載訊號(hào)回授路徑，同時(shí)將電源與負(fù)載隔離。
在待機(jī)的時(shí)候，輸出的功率全由輔助轉(zhuǎn)換器130來(lái)提供。而在正常負(fù)載的時(shí)候，絕大部分功率由主轉(zhuǎn)換器120來(lái)提供，此時(shí)輔助轉(zhuǎn)換器130工作于限功率模式(即輸出功率總是不大于某個(gè)定值)。因此當(dāng)這一個(gè)方案被應(yīng)用在大功率的筆記型電腦的電源上時(shí)，即可同時(shí)達(dá)到高變換效率以及低待機(jī)耗損。
但是根據(jù)現(xiàn)有傳統(tǒng)的回授設(shè)計(jì)，這種并聯(lián)的結(jié)構(gòu)需要配置兩個(gè)回授電路，而每一個(gè)回授電路(主要是光耦器)會(huì)造成相當(dāng)大的待機(jī)損耗。這種待機(jī)損耗往往無(wú)法符合日趨嚴(yán)格的待機(jī)損耗標(biāo)準(zhǔn)的要求。同時(shí)在低成本的要求下，功率一大一小的兩個(gè)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)理想的功率分配是比較困難的。換句話說(shuō)，現(xiàn)有技術(shù)中至少存在著兩個(gè)問(wèn)題一是兩個(gè)轉(zhuǎn)換器的功率分配；二是增加的一路回授電路所帶來(lái)的待機(jī)損耗。
由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的電源供應(yīng)裝置在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決電源供應(yīng)裝置所存在的問(wèn)題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來(lái)謀求解決之道，但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見(jiàn)適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒(méi)有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問(wèn)題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。
有鑒于上述現(xiàn)有的電源供應(yīng)裝置存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的電源供應(yīng)裝置及其單光耦控制電路，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的電源供應(yīng)裝置，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的電源供應(yīng)裝置存在的缺陷，而提供一種新的電源供應(yīng)裝置，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其可以管理并聯(lián)的兩個(gè)轉(zhuǎn)換器的功率分配，并且降低回授電路所帶來(lái)的待機(jī)損耗，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種單光耦控制電路，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其可以較簡(jiǎn)單且低成本的電路控制電源供應(yīng)裝置的輸出功率，并且降低回授電路所帶來(lái)的待機(jī)損耗，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種電源供應(yīng)裝置，其包括一主轉(zhuǎn)換器，與一輸出負(fù)載相連接；一輔助轉(zhuǎn)換器，并聯(lián)于該主轉(zhuǎn)換器；以及一單光耦控制電路，與該輸出負(fù)載相連接，用以偵測(cè)該電源供應(yīng)裝置的工作狀態(tài)，并據(jù)以控制該主轉(zhuǎn)換器以及該輔助轉(zhuǎn)換器，其中該單光耦控制電路只具有一光耦器；其中，當(dāng)該電源供應(yīng)裝置工作于一正常工作模式時(shí)，該主轉(zhuǎn)換器與該輔助轉(zhuǎn)換器共同提供一第一輸出給該輸出負(fù)載；以及當(dāng)該電源供應(yīng)裝置工作于一待機(jī)模式時(shí)，關(guān)斷該主轉(zhuǎn)換器使之不工作，僅由該輔助轉(zhuǎn)換器提供一第二輸出給該輸出負(fù)載。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的電源供應(yīng)裝置，其更包括一整流器，該整流器耦接至該主轉(zhuǎn)換器與該輔助轉(zhuǎn)換器的輸入端。
前述的電源供應(yīng)裝置，其中所述單光耦控制電路包括一光耦電路，與該輸出負(fù)載相連接，用以偵測(cè)該電源供應(yīng)裝置的工作狀態(tài)，并據(jù)以輸出一第一回授訊號(hào)，其中該光耦電路包含該光耦器；一調(diào)節(jié)器，與該光耦電路相連接，用以調(diào)節(jié)該第一回授訊號(hào)以輸出一第二回授訊號(hào)；一第一控制器，與該光耦電路相連接，用以接收該第一回授訊號(hào)，并據(jù)以控制該主轉(zhuǎn)換器；以及一第二控制器，與該調(diào)節(jié)器相連接，用以接收該第二回授訊號(hào)，并據(jù)以控制該輔助轉(zhuǎn)換器。
前述的電源供應(yīng)裝置，其中所述主轉(zhuǎn)換器包括一功率因數(shù)校正器，用以校正該主轉(zhuǎn)換器的功率因數(shù)；以及一直流-直流轉(zhuǎn)換器，與該功率因數(shù)校正器以及該單光耦控制電路相連接。
前述的電源供應(yīng)裝置，其中所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器是為非對(duì)稱半橋轉(zhuǎn)換器(asymmetrical half bridge converter)。
前述的電源供應(yīng)裝置，其中所述的功率因數(shù)校正器是為升壓型轉(zhuǎn)換器(Boost converter)結(jié)構(gòu)。
前述的電源供應(yīng)裝置，其中所述的輔助轉(zhuǎn)換器是為飛返式轉(zhuǎn)換器(Flyback converter)。
前述的電源供應(yīng)裝置，其中所述的主轉(zhuǎn)換器以及該輔助轉(zhuǎn)換器均為脈沖寬度調(diào)變(PWM，pulse width modulation)轉(zhuǎn)換器。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種單光耦控制電路，用以偵測(cè)一電源供應(yīng)裝置的工作狀態(tài)，并據(jù)以控制該電源供應(yīng)裝置的一主轉(zhuǎn)換器以及一輔助轉(zhuǎn)換器，使得當(dāng)該電源供應(yīng)裝置工作于一正常工作模式時(shí)，使該主轉(zhuǎn)換器與輔助轉(zhuǎn)換器共同提供一第一輸出給一輸出負(fù)載，以及當(dāng)該電源供應(yīng)裝置工作于一待機(jī)模式時(shí)，關(guān)斷該主轉(zhuǎn)換器使之不工作而僅由該輔助轉(zhuǎn)換器提供一第二輸出給該輸出負(fù)載，該單光耦控制電路包括一光耦電路，其包括單一光耦器，用以偵測(cè)該電源供應(yīng)裝置的工作狀態(tài)，并據(jù)以輸出一第一回授訊號(hào)；一調(diào)節(jié)器，與該光耦電路相連接，用以接收并調(diào)節(jié)該第一回授訊號(hào)以輸出一第二回授訊號(hào)；一第一控制器，與該光耦電路相連接，用以接收該第一回授訊號(hào)，并據(jù)以控制該主轉(zhuǎn)換器；以及一第二控制器，與該調(diào)節(jié)器相連接，用以接收該第二回授訊號(hào)，并據(jù)以控制該輔助轉(zhuǎn)換器。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的單光耦控制電路，其中所述的光耦器具有一陽(yáng)極、一陰極、一集極以及一射極，該光耦電路更包括一第一電阻，該第一電阻的第一端與該輸出負(fù)載相連接；一第二電阻，該第二電阻的第一端耦接至該第一電阻的第二端，該第二電阻的第二端耦接至一第二接地線；一第三電阻，該第三電阻的第一端耦接該第一電阻的第一端，該第三電阻的第二端耦接至該光耦器的陽(yáng)極；一第四電阻，該第四電阻的第一端接收一固定電壓，該第四電阻的第二端耦接至該光耦器的集極；一第一電容，該第一電容的第一端耦接至該光耦器的陰極，該第一電容的第二端耦接至該第一電阻的第二端；一第二電容，該第二電容的第一端耦接至該光耦器的集極，該第二電容的第二端耦接至該光耦器的射極以及一第一接地線；以及一曾納二極體(Zenerdiode)，該曾納二極體的陰極耦接至該光耦器的陰極，該曾納二極體的陽(yáng)極耦接至該第二接地線；其中該光耦器的集極的訊號(hào)即為該第一回授訊號(hào)。
前述的單光耦控制電路，其中所述的調(diào)節(jié)器包括一第五電阻，該第五電阻的第一端接收該第一回授訊號(hào)；一第六電阻，該第六電阻的第一端耦接至該第一接地線；一第七電阻，該第七電阻的第一端耦接至該第六電阻的第二端；一第八電阻，該第八電阻的第一端耦接至該第七電阻的第二端；一第九電阻，該第九電阻的第一端耦接至該第八電阻的第二端，該第九電阻的第二端耦接至該第一接地線；一第一運(yùn)算放大器，該第一運(yùn)算放大器的正輸入端耦接至該第五電阻的第二端，該第一運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端耦接至該第七電阻的第一端，該第一運(yùn)算放大器的輸出端耦接至該第七電阻的第二端；以及一第二運(yùn)算放大器，該第二運(yùn)算放大器的正輸入端耦接至該第八電阻的第二端，該第二運(yùn)算放大器的輸出端耦接至該第二運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端并輸出該第二回授訊號(hào)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達(dá)到前述發(fā)明目的，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下本發(fā)明提出一種電源供應(yīng)裝置，包括單光耦控制電路、主轉(zhuǎn)換器以及輔助轉(zhuǎn)換器。主轉(zhuǎn)換器與輸出負(fù)載相連接。輔助轉(zhuǎn)換器并聯(lián)于主轉(zhuǎn)換器。單光耦控制電路與輸出負(fù)載相連接，用以偵測(cè)電源供應(yīng)裝置的工作狀態(tài)，并據(jù)以控制主轉(zhuǎn)換器以及輔助轉(zhuǎn)換器。該單光耦控制電路只具有一光耦器。其中，當(dāng)電源供應(yīng)裝置工作于正常工作模式時(shí)，主轉(zhuǎn)換器與輔助轉(zhuǎn)換器共同提供第一輸出給輸出負(fù)載；以及當(dāng)電源供應(yīng)裝置工作于待機(jī)模式時(shí)，關(guān)斷主轉(zhuǎn)換器使之不工作，僅由輔助轉(zhuǎn)換器提供第二輸出給輸出負(fù)載。
依照本發(fā)明的較佳實(shí)施例所述電源供應(yīng)裝置，上述的主轉(zhuǎn)換器以及輔助轉(zhuǎn)換器均為脈沖寬度調(diào)變(PWM，pulse width modulation)轉(zhuǎn)換器。
依照本發(fā)明的較佳實(shí)施例所述電源供應(yīng)裝置，上述的單光耦控制電路包括光耦電路、調(diào)節(jié)器、第一控制器以及第二控制器。光耦電路與該輸出負(fù)載相連接，用以偵測(cè)電源供應(yīng)裝置的工作狀態(tài)，并據(jù)以輸出第一回授訊號(hào)，其中該光耦電路包含該光耦器。調(diào)節(jié)器與光耦電路相連接，其接收并調(diào)節(jié)第一回授訊號(hào)以輸出第二回授訊號(hào)。第一控制器與光耦電路相連接，用以接收第一回授訊號(hào)，并據(jù)以控制主轉(zhuǎn)換器。第二控制器與調(diào)節(jié)器相連接，用以接收第二回授訊號(hào)，并據(jù)以控制該輔助轉(zhuǎn)換器。
依照本發(fā)明的較佳實(shí)施例所述電源供應(yīng)裝置，上述的主轉(zhuǎn)換器包括功率因數(shù)校正器(PFC，power factor corrector)以及直流-直流轉(zhuǎn)換器(DC/DCconverter)。功率因數(shù)校正器校正主轉(zhuǎn)換器的功率因數(shù)。直流-直流轉(zhuǎn)換器與該功率因數(shù)校正器以及該單光耦控制電路相連接。在實(shí)施例中，直流-直流轉(zhuǎn)換器例如以非對(duì)稱半橋轉(zhuǎn)換器(AHBC，asymmetrical half bridgeconverter)實(shí)施之，并且功率因數(shù)校正器例如以升壓型轉(zhuǎn)換器(Boostconverter)結(jié)構(gòu)實(shí)施之。另外，輔助轉(zhuǎn)換器例如以飛返式轉(zhuǎn)換器(Flybackconverter)實(shí)施之。
本發(fā)明另還提出一種單光耦控制電路，用以偵測(cè)電源供應(yīng)裝置的工作狀態(tài)，并據(jù)以控制電源供應(yīng)裝置的主轉(zhuǎn)換器以及輔助轉(zhuǎn)換器，使得當(dāng)電源供應(yīng)裝置工作于正常工作模式時(shí)，使主轉(zhuǎn)換器與輔助轉(zhuǎn)換器共同提供第一輸出給輸出負(fù)載，以及當(dāng)電源供應(yīng)裝置工作于待機(jī)模式時(shí)，關(guān)斷主轉(zhuǎn)換器使的不工作而僅由輔助轉(zhuǎn)換器提供第二輸出給輸出負(fù)載。此單光耦控制電路包括光耦電路、調(diào)節(jié)器、第一控制器以及第二控制器。光耦電路包括單一個(gè)光耦器，用以偵測(cè)電源供應(yīng)裝置的工作狀態(tài)，并據(jù)以輸出第一回授訊號(hào)。調(diào)節(jié)器與該光耦電路相連接，用以接收并調(diào)節(jié)第一回授訊號(hào)以輸出第二回授訊號(hào)。第一控制器與光耦電路相連接，用以接收第一回授訊號(hào)，并據(jù)以控制該主轉(zhuǎn)換器。第二控制器與該調(diào)節(jié)器相連接，用以接收第二回授訊號(hào)，并據(jù)以控制輔助轉(zhuǎn)換器。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明電源供應(yīng)裝置及其單光耦控制電路至少具有下列優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明因在兩路轉(zhuǎn)換器并聯(lián)工作的時(shí)候，利用單一光耦器把輸出負(fù)載的訊號(hào)回授至轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)。亦即，將光耦器輸出的回授訊號(hào)傳送至主轉(zhuǎn)換器的控制器，藉以管理主轉(zhuǎn)換器的輸出功率；另外藉由調(diào)節(jié)器調(diào)整光耦器輸出的回授訊號(hào)，藉以管理輔助轉(zhuǎn)換器的輸出功率。因此，可以藉由調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)主轉(zhuǎn)換器與輔助轉(zhuǎn)換器的功率分配的管理。再者，由于只用了一個(gè)光耦器，因而減小了待機(jī)損耗。
綜上所述，本發(fā)明特殊的電源供應(yīng)裝置，可以管理并聯(lián)的兩個(gè)轉(zhuǎn)換器的功率分配，并且降低回授電路所帶來(lái)的待機(jī)損耗。本發(fā)明的單光耦控制電路，可以較簡(jiǎn)單且低成本的電路控制電源供應(yīng)裝置的輸出功率，并且降低回授電路所帶來(lái)的待機(jī)損耗。其具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，并在同類(lèi)產(chǎn)品中未見(jiàn)有類(lèi)似的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公開(kāi)發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在電路、裝置或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的電源供應(yīng)裝置具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1是一般具有雙轉(zhuǎn)換器的電源供應(yīng)裝置的方塊圖。
圖2是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例所繪示的一種具有雙轉(zhuǎn)換器的電源供應(yīng)裝置的方塊圖。
圖3是依照本發(fā)明另一較佳實(shí)施例所繪示的一種具有雙轉(zhuǎn)換器的電源供應(yīng)裝置的電路圖。
圖4是依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所繪示在不同輸出功率下，兩個(gè)轉(zhuǎn)換器的功率分配以及回饋的回授訊號(hào)的變化關(guān)系圖。
110、210、310整流器 120、220、320主轉(zhuǎn)換器(main converter)121、131、371光耦合器 122、132、242、244、340、350控制器130、230輔助轉(zhuǎn)換器 330輔助轉(zhuǎn)換器(auxiliary converter)240單光耦控制電路 211、311整流器所輸出功率241、370光耦電路243、360調(diào)節(jié)器247、248控制訊號(hào)341、351控制訊號(hào)321功率因數(shù)校正器 322直流-直流轉(zhuǎn)換器AC交流電源 LD負(fù)載PM主轉(zhuǎn)換器所輸出的功率 Ps輔助轉(zhuǎn)換器所輸出的功率VM、Vs回授訊號(hào) Po電源供應(yīng)裝置所輸出的總功率具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的電源供應(yīng)裝置及其單光耦控制電路其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
因?yàn)樵诟鞣N不同的脈沖寬度調(diào)變(PWM，pulse width modulation)轉(zhuǎn)換器的實(shí)際應(yīng)用中都利用了相同的負(fù)載特性，即轉(zhuǎn)換器的作用比(duty ratio)隨者負(fù)載變化以相同的趨勢(shì)變化。因此必須將輸出負(fù)載的訊號(hào)回授至控制器以調(diào)整脈沖寬度調(diào)變轉(zhuǎn)換器的作用比(輸出功率)。請(qǐng)參閱圖2所示，是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例所繪示的一種具有雙轉(zhuǎn)換器的電源供應(yīng)裝置的方塊圖，在此主轉(zhuǎn)換器220與輔助轉(zhuǎn)換器230例如皆屬于脈沖寬度調(diào)變的轉(zhuǎn)換器。
整流器210將交流電源AC整流后輸出直流的輸入功率211。主轉(zhuǎn)換器220與輔助轉(zhuǎn)換器230則各自接收并轉(zhuǎn)換輸入功率211以輸出第一功率PM以及第二功率PS。第一功率PM以及第二功率PS的總和即為負(fù)載LD所需的輸出功率Po。單光耦控制電路240依據(jù)輸出功率Po的負(fù)載狀態(tài)而分別決定第一控制訊號(hào)247以及第二控制訊號(hào)248的作用比并輸出之。主轉(zhuǎn)換器220與輔助轉(zhuǎn)換器230即分別依照第一控制訊號(hào)247以及第二控制訊號(hào)248而決定其輸出第一功率PM以及第二功率PS的大小。
上述的單光耦控制電路240，包括光耦電路241、調(diào)節(jié)器243、第一控制器242以及第二控制器244。光耦電路241中具有單一個(gè)光耦合器，用以輸出回授訊號(hào)VM?；厥谟嵦?hào)VM直接傳送至控制器242，藉以管理主轉(zhuǎn)換器220的輸出功率。另外，藉由調(diào)節(jié)器243調(diào)整光耦電路241輸出的回授訊號(hào)VM，以輸出回授訊號(hào)Vs，藉以管理輔助轉(zhuǎn)換器230的輸出功率。因此，可以藉由調(diào)節(jié)器243來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)主轉(zhuǎn)換器220與輔助轉(zhuǎn)換器230的功率分配的管理。再者，由于光耦電路241中只用了一個(gè)光耦器，因而減小了待機(jī)損耗。
而在正常負(fù)載的時(shí)候，絕大部分功率由主轉(zhuǎn)換器220來(lái)提供，此時(shí)輔助轉(zhuǎn)換器230工作于限功率模式(即輸出功率總是不大于某個(gè)定值)。在待機(jī)的時(shí)候，輸出的功率全由輔助轉(zhuǎn)換器230來(lái)提供。因此本實(shí)施例可同時(shí)達(dá)到高變換效率以及低待機(jī)耗損。
為能更清楚說(shuō)明本發(fā)明，以下將另舉一實(shí)施例。請(qǐng)參閱圖3所示，是依照本發(fā)明另一較佳實(shí)施例所繪示的一種具有雙轉(zhuǎn)換器的電源供應(yīng)裝置的電路圖。整流器310將交流電源AC整流以輸出直流的輸入功率311。主轉(zhuǎn)換器320與輔助轉(zhuǎn)換器330則分別依照單光耦控制電路所輸出具有不同作用比的第一控制訊號(hào)341以及第二控制訊號(hào)351的控制而各自決定其輸出的第一功率PM與第二功率PS，以提供負(fù)載LD所需的輸出功率Po。
上述單光耦控制電路包括光耦電路370、調(diào)節(jié)器360、第一控制器340以及第二控制器350。光耦電路370中具有單一個(gè)光耦合器371，用以提供控制器340與控制器350所需的回授訊號(hào)(此回授訊號(hào)反映了當(dāng)時(shí)負(fù)載狀態(tài))，同時(shí)將電源與負(fù)載隔離。電阻R1與R3的第一端接收輸出功率Po。電阻R2的第一端耦接至電阻R1的第二端，而電阻R2的第二端耦接至第二接地線。電阻R3的第二端耦接至光耦器371的陽(yáng)極。電阻R4的第一端接收固定電壓(例如5V)，第二端則耦接至光耦器371的集極。電容C1的一端耦接至光耦器371的陰極，另一端則耦接至電阻R1的第二端。電容C2的一端耦接至光耦器371的集極，另一端則耦接至光耦器371的射極以及第一接地線。曾納二極體D1的陰極耦接至光耦器371的陰極，而曾納二極體D1的陽(yáng)極則耦接至第二接地線。其中，光耦器的集極訊號(hào)引接輸出為回授訊號(hào)VM。
回授訊號(hào)VM直接傳送至控制器340，藉以管理主轉(zhuǎn)換器320輸出的第一功率PM。另外，藉由調(diào)節(jié)器360調(diào)整光耦電路370輸出的回授訊號(hào)VM，以輸出回授訊號(hào)Vs，藉以透過(guò)控制器350管理輔助轉(zhuǎn)換器330輸出的第二功率Ps。
上述的調(diào)節(jié)器360可以參閱以下所述實(shí)施之。電阻R5的一端接收回授訊號(hào)VM，另一端耦接至運(yùn)算放大器OP1的正輸入端。電阻R6的一端耦接至第一接地線，另一端耦接至運(yùn)算放大器OP1的負(fù)輸入端以及電阻R7的第一端。電阻R7的第二端則耦接至運(yùn)算放大器OP1的輸出端以及電阻R8的第一端。電阻R8的第二端耦接至電阻R9的第一端以及運(yùn)算放大器OP2的正輸入端。電阻R9的第二端耦接至第一接地線。運(yùn)算放大器OP2的輸出端耦接至運(yùn)算放大器OP2的負(fù)輸入端并輸出回授訊號(hào)Vs?；厥谟嵦?hào)Vs將被傳送至控制器350。
上述的回授訊號(hào)Vs可依下式獲得VS=R9R8+R9(1+R7R6)VM]]>因此，可以藉由調(diào)節(jié)器243來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)主轉(zhuǎn)換器220與輔助轉(zhuǎn)換器230的功率分配的管理。
上述的主轉(zhuǎn)換器320例如包括功率因數(shù)校正器(PFC，power factorcorrector)321以及直流-直流轉(zhuǎn)換器(DC/DC converter)322。功率因數(shù)校正器321接收功率311并校正其功率因數(shù)，以輸出功率323。直流-直流轉(zhuǎn)換器322耦接至功率因數(shù)校正器321，用以接收功率323并依照控制訊號(hào)341的作用比決定輸出的第一功率PM(功率Po的部分功率)。在本實(shí)施例中，直流-直流轉(zhuǎn)換器322例如以非對(duì)稱半橋轉(zhuǎn)換器(AHBC，asymmetricalhalf bridge converter)實(shí)施之，并且功率因數(shù)校正器321例如以升壓型轉(zhuǎn)換器(Boost converter)結(jié)構(gòu)實(shí)施之。另外，輔助轉(zhuǎn)換器330例如以飛返式轉(zhuǎn)換器(Flyback converter)實(shí)施之。有關(guān)升壓型轉(zhuǎn)換器、非對(duì)稱半橋轉(zhuǎn)換器以及飛返式轉(zhuǎn)換器不在此贅述。
請(qǐng)參閱圖4所示，是依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所繪示在不同的輸出功率下，兩個(gè)轉(zhuǎn)換器的功率分配以及回饋的回授訊號(hào)的變化關(guān)系圖。圖中縱軸表示兩個(gè)轉(zhuǎn)換器所輸出功率PM、Ps的功率或回授訊號(hào)VM、Vs的電壓，橫軸表示電源供應(yīng)裝置所輸出的總功率Po，而Vmin表示欲使控制器輸出的回授訊號(hào)最小電壓。
當(dāng)輸出功率Po在0～PA期間，因?yàn)榻?jīng)由光耦器的回授訊號(hào)VM小于Vmin(導(dǎo)致控制器沒(méi)有輸出)，所以主轉(zhuǎn)換器沒(méi)有功率輸出。另外，回授訊號(hào)VM經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)器調(diào)整后得到的回授訊號(hào)Vs會(huì)大于Vmin，因此輔助轉(zhuǎn)換器將依回授訊號(hào)Vs而輸出相對(duì)應(yīng)的功率Ps。此時(shí)主轉(zhuǎn)換器不提供功率而由輔助轉(zhuǎn)換器提供所有功率，因此Po＝Ps。其中，PA會(huì)大于待機(jī)時(shí)整個(gè)電源的最大輸出功率，同時(shí)回授訊號(hào)VM與回授訊號(hào)Vs會(huì)隨著Po增大而增大。
當(dāng)輸出功率Po在PA～PB期間，因?yàn)榻?jīng)由光耦器的回授訊號(hào)VM已經(jīng)大于Vmin，所以該主轉(zhuǎn)換器與輔助轉(zhuǎn)換器一起工作以提供輸出功率，因此Po＝PM+Ps。其中，PM為主轉(zhuǎn)換器所輸出的功率，并且PB會(huì)遠(yuǎn)小于滿載情況下電源的輸出功率，同時(shí)回授訊號(hào)VM與回授訊號(hào)Vs會(huì)隨著Po增大而增大。
當(dāng)輸出功率Po在大于PB期間，回授訊號(hào)VM會(huì)隨著Po增大而增大。而因?yàn)檎{(diào)節(jié)器的作用，回授訊號(hào)Vs將不會(huì)隨著Po增大而改變。因此，輔助轉(zhuǎn)換器的輸出功率不再變化，而工作在限功率模式。因?yàn)镻B會(huì)遠(yuǎn)小于滿載情況下電源的輸出功率，因此當(dāng)輸出接近滿載時(shí)，可以視為Po＝PM。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的結(jié)構(gòu)及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電源供應(yīng)裝置，其特征在于其包括一主轉(zhuǎn)換器，與一輸出負(fù)載相連接；一輔助轉(zhuǎn)換器，并聯(lián)于該主轉(zhuǎn)換器；以及一單光耦控制電路，與該輸出負(fù)載相連接，用以偵測(cè)該電源供應(yīng)裝置的工作狀態(tài)，并據(jù)以控制該主轉(zhuǎn)換器以及該輔助轉(zhuǎn)換器，其中該單光耦控制電路只具有一光耦器；其中，當(dāng)該電源供應(yīng)裝置工作于一正常工作模式時(shí)，該主轉(zhuǎn)換器與該輔助轉(zhuǎn)換器共同提供一第一輸出給該輸出負(fù)載；以及當(dāng)該電源供應(yīng)裝置工作于一待機(jī)模式時(shí)，關(guān)斷該主轉(zhuǎn)換器使之不工作，僅由該輔助轉(zhuǎn)換器提供一第二輸出給該輸出負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源供應(yīng)裝置，其特征在于其更包括一整流器，該整流器耦接至該主轉(zhuǎn)換器與該輔助轉(zhuǎn)換器的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源供應(yīng)裝置，其特征在于其中所述的單光耦控制電路包括一光耦電路，與該輸出負(fù)載相連接，用以偵測(cè)該電源供應(yīng)裝置的工作狀態(tài)，并據(jù)以輸出一第一回授訊號(hào)，其中該光耦電路包含該光耦器；一調(diào)節(jié)器，與該光耦電路相連接，用以調(diào)節(jié)該第一回授訊號(hào)以輸出一第二回授訊號(hào)；一第一控制器，與該光耦電路相連接，用以接收該第一回授訊號(hào)，并據(jù)以控制該主轉(zhuǎn)換器；以及一第二控制器，與該調(diào)節(jié)器相連接，用以接收該第二回授訊號(hào)，并據(jù)以控制該輔助轉(zhuǎn)換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源供應(yīng)裝置，其特征在于其中所述的主轉(zhuǎn)換器包括一功率因數(shù)校正器，用以校正該主轉(zhuǎn)換器的功率因數(shù)；以及一直流-直流轉(zhuǎn)換器，與該功率因數(shù)校正器以及該單光耦控制電路相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源供應(yīng)裝置，其特征在于其中所述的直流-直流轉(zhuǎn)換器是為非對(duì)稱半橋轉(zhuǎn)換器(asymmetrical half bridgeconverter)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源供應(yīng)裝置，其特征在于其中所述的功率因數(shù)校正器是為升壓型轉(zhuǎn)換器(Boost converter)結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源供應(yīng)裝置，其特征在于其中所述的輔助轉(zhuǎn)換器是為飛返式轉(zhuǎn)換器(Flyback converter)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源供應(yīng)裝置，其特征在于其中所述的主轉(zhuǎn)換器以及該輔助轉(zhuǎn)換器均為脈沖寬度調(diào)變(PWM，pulse width modulation)轉(zhuǎn)換器。
9.一種單光耦控制電路，其特征在于其用以偵測(cè)一電源供應(yīng)裝置的工作狀態(tài)，并據(jù)以控制該電源供應(yīng)裝置的一主轉(zhuǎn)換器以及一輔助轉(zhuǎn)換器，使得當(dāng)該電源供應(yīng)裝置工作于一正常工作模式時(shí)，使該主轉(zhuǎn)換器與該輔助轉(zhuǎn)換器共同提供一第一輸出給一輸出負(fù)載，以及當(dāng)該電源供應(yīng)裝置工作于一待機(jī)模式時(shí)，關(guān)斷該主轉(zhuǎn)換器使之不工作而僅由該輔助轉(zhuǎn)換器提供一第二輸出給該輸出負(fù)載，該單光耦控制電路包括一光耦電路，其包括單一光耦器，用以偵測(cè)該電源供應(yīng)裝置的工作狀態(tài)，并據(jù)以輸出一第一回授訊號(hào)；一調(diào)節(jié)器，與該光耦電路相連接，用以接收并調(diào)節(jié)該第一回授訊號(hào)以輸出一第二回授訊號(hào)；一第一控制器，與該光耦電路相連接，用以接收該第一回授訊號(hào)，并據(jù)以控制該主轉(zhuǎn)換器；以及一第二控制器，與該調(diào)節(jié)器相連接，用以接收該第二回授訊號(hào)，并據(jù)以控制該輔助轉(zhuǎn)換器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的單光耦控制電路，其特征在于其中所述的光耦器具有一陽(yáng)極、一陰極、一集極以及一射極，該光耦電路更包括一第一電阻，該第一電阻的第一端與該輸出負(fù)載相連接；一第二電阻，該第二電阻的第一端耦接至該第一電阻的第二端，該第二電阻的第二端耦接至一第二接地線；一第三電阻，該第三電阻的第一端耦接該第一電阻的第一端，該第三電阻的第二端耦接至該光耦器的陽(yáng)極；一第四電阻，該第四電阻的第一端接收一固定電壓，該第四電阻的第二端耦接至該光耦器的集極；一第一電容，該第一電容的第一端耦接至該光耦器的陰極，該第一電容的第二端耦接至該第一電阻的第二端；一第二電容，該第二電容的第一端耦接至該光耦器的集極，該第二電容的第二端耦接至該光耦器的射極以及一第一接地線；以及一曾納二極體(Zener diode)，該曾納二極體的陰極耦接至該光耦器的陰極，該曾納二極體的陽(yáng)極耦接至該第二接地線；其中該光耦器的集極的訊號(hào)即為該第一回授訊號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的單光耦控制電路，其特征在于其中所述的調(diào)節(jié)器包括一第五電阻，該第五電阻的第一端接收該第一回授訊號(hào)；一第六電阻，該第六電阻的第一端耦接至該第一接地線；一第七電阻，該第七電阻的第一端耦接至該第六電阻的第二端；一第八電阻，該第八電阻的第一端耦接至該第七電阻的第二端；一第九電阻，該第九電阻的第一端耦接至該第八電阻的第二端，該第九電阻的第二端耦接至該第一接地線；一第一運(yùn)算放大器，該第一運(yùn)算放大器的正輸入端耦接至該第五電阻的第二端，該第一運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端耦接至該第七電阻的第一端，該第一運(yùn)算放大器的輸出端耦接至該第七電阻的第二端；以及一第二運(yùn)算放大器，該第二運(yùn)算放大器的正輸入端耦接至該第八電阻的第二端，該第二運(yùn)算放大器的輸出端耦接至該第二運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端并輸出該第二回授訊號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種電源供應(yīng)裝置及其單光耦控制電路，其中電源供應(yīng)裝置包括單光耦控制電路、主轉(zhuǎn)換器以及輔助轉(zhuǎn)換器。主轉(zhuǎn)換器與輸出負(fù)載相連接。輔助轉(zhuǎn)換器并聯(lián)于主轉(zhuǎn)換器。單光耦控制電路與輸出負(fù)載相連接，用以偵測(cè)電源供應(yīng)裝置的工作狀態(tài)，并據(jù)以控制主轉(zhuǎn)換器以及輔助轉(zhuǎn)換器。該單光耦控制電路只具有單一光耦器。其中，當(dāng)電源供應(yīng)裝置工作于正常工作模式時(shí)，主轉(zhuǎn)換器與輔助轉(zhuǎn)換器共同提供第一輸出給輸出負(fù)載；以及當(dāng)電源供應(yīng)裝置工作于待機(jī)模式時(shí)，關(guān)斷主轉(zhuǎn)換器使之不工作，僅由輔助轉(zhuǎn)換器提供第二輸出給輸出負(fù)載。
文檔編號(hào)H02M7/5387GK1801012SQ200510000210
公開(kāi)日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月5日
發(fā)明者甘鴻堅(jiān), 孔慶剛, 張友軍, 應(yīng)建平 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司