專利名稱：交流轉直流電壓穩(wěn)壓器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種電源轉換器，特別是指一種電壓穩(wěn)壓器。
背景技術：
請參閱圖1，其為習用電壓穩(wěn)壓器的電路圖。如圖所示，電壓穩(wěn)壓器接收一線電壓(line voltage)VAC并提供一調整電壓VZ。一整流電路10，其耦接于線電壓VAC并整流以產(chǎn)生一輸入電壓VIN。一電容11，其耦接于整流電路10而接收該輸入電壓VIN并耦接一電容15，以產(chǎn)生調整電壓VZ。一稽納二極體16，其耦接于電容15與接地端以用于調整。一電阻12，其用于對電容11放電。此種型式的電壓穩(wěn)壓器已被廣泛應用于家庭裝置，例如咖啡機、冷卻風扇以及遙控器等。然而，此種形式的電壓穩(wěn)壓器具有高功率損耗的缺點，特別是在輕負載與無負載狀態(tài)下。上述的電阻12與稽納二極體16會導致顯著的功率損耗，為了節(jié)省電源必須降低功率損耗。
因此，本發(fā)明即針對上述問題而提供一種高效率的電壓穩(wěn)壓器，以在輕負載與無負載狀態(tài)下可降低電源損耗，以有效解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種電壓穩(wěn)壓器，其可降低功率損耗而節(jié)省電源，進而提高效率。
本發(fā)明的電壓穩(wěn)壓器，其包含有一輸入電晶體，輸入電晶體耦接一電壓源以提供一供應電壓；一偵測電路，其耦接于電壓源與供應電壓，以依據(jù)電壓源的電壓準位與供應電壓的電壓準位產(chǎn)生一控制訊號與一致能訊號；一充電泵電路，其耦接于偵測電路與輸入電晶體，以依據(jù)控制訊號導通輸入電晶體；一控制電晶體，其耦接于偵測電路與輸入電晶體，以依據(jù)控制訊號截止輸入電晶體。偵測電路的控制訊號在電壓源的電壓準位高于一高輸入電壓準位及/或供應電壓的電壓準位高于一高輸出電壓準位時，截止輸入電晶體；偵測電路的致能訊號在供應電壓的電壓準位低于一低輸出電壓準位時截止電壓穩(wěn)壓器的輸出。
根據(jù)本發(fā)明所述的一種電壓穩(wěn)壓器，可以降低功率損耗，節(jié)省電源，進而提高效率。


圖1為傳統(tǒng)電壓穩(wěn)壓器的電路圖；圖2為本發(fā)明的電壓穩(wěn)壓器的一較佳實施例的電路圖；圖3為本發(fā)明的電壓穩(wěn)壓器的供應電路的一較佳實施例的電路圖；圖4為本發(fā)明的供應電路的偵測電路的一較佳實施例的電路圖；
圖5為本發(fā)明的電壓穩(wěn)壓器的另一較佳實施例的電路圖；圖6為本發(fā)明圖5的電壓穩(wěn)壓器的輸入電壓的波形圖；圖7為本發(fā)明圖5的電壓穩(wěn)壓器的供應電路的一較佳實施例的電路圖；圖8為本發(fā)明圖7的供應電路的偵測電路的一較佳實施例的電路圖；圖9為本發(fā)明的低壓降穩(wěn)壓器的一較佳實施例的電路圖。
圖號說明10 整流電路11 電容12 電阻15 電容16 稽納二極體 20 供應電路30 供應電路40 分壓電路41 電阻42 電阻50 電容55 電容60 輸入電晶體 61 充電泵電路62 第一二極體 63 第二二極體65 控制電晶體 70 電容80 反相緩沖電路100偵測電路110稽納二極體 112稽納二極體115電阻116電阻117電阻120電晶體125電晶體 129緩沖電路140電晶體稽納二極體155電阻
156電阻165電晶體170電晶體 200偵測電路210稽納二極體 212稽納二極體215電阻216電阻217電阻220電晶體225電晶體 230或閘緩沖電路240電晶體 250稽納二極體255電阻256電阻265電晶體 270電晶體300低壓降穩(wěn)壓器310運算放大器320傳輸元件325電阻351電阻352電阻DET偵測端 EN 致能端GND接地端 IN 輸入端VAC線電壓 VC供應電壓VIN輸入電壓 VO輸出電壓VREF參考電壓 VT臨界電壓VZ調整電壓 OUT第二輸出端OV 控制端 SW 第一輸出端SEN致能訊號 SOV控制訊號具體實施方式
為使審查員對本發(fā)明的結構特征及所達成的功效更有進一步的了解與認識，謹佐以較佳的實施例圖及配合詳細的說明，說明如后。
請參閱圖2，其為本發(fā)明的電壓穩(wěn)壓器的電路圖。如圖所示，整流電路10，其耦接于一供應電路20的一輸入端IN并接收線電壓VAC，以產(chǎn)生輸入電壓VIN并傳送至供應電路20的輸入端IN。輸入電壓VIN為一電壓源且經(jīng)由整流電路10整流。供應電路20將在一第一輸出端SW產(chǎn)生一供應電壓VC，以及在一第二輸出端OUT產(chǎn)生一輸出電壓VO。供應電路20的一接地端GND耦接至接地。一電容50，其耦接于第一輸出端SW。此外，更有一電容55耦接于第二輸出端OUT以保持能量。電壓穩(wěn)壓器可為調整電路或穩(wěn)壓器。
請參閱圖3，其為本發(fā)明電壓穩(wěn)壓器的供應電路20的一較佳實施例的電路圖。供應電路20包含有一輸入電晶體60，其耦接于輸入端IN而接收輸入電壓VIN，以提供該供應電壓VC至第一輸出端SW。一偵測電路100，其耦接于第一輸出端SW，用于偵測供應電壓VC，以依據(jù)供應電壓VC的電壓準位而在偵測電路100的一控制端OV產(chǎn)生一控制訊號SOV。
一充電泵電路61，其耦接于偵測電路100以及輸入電晶體60，以依據(jù)控制訊號SOV導通輸入電晶體60。充電泵電路61包含有一反相緩沖電路80，其耦接于偵測電路100以接收控制訊號SOV。一電容70，其耦接于反相緩沖電路80。一第二二極體63，其耦接于電容70與供應電壓VC之間，用于在輸入電晶體60截止時對電容70充電。電容70的電壓準位會被充電到同于供應電壓VC。一第一二極體62，其耦接于電容70與輸入電晶體60之間，以依據(jù)控制訊號SOV導通輸入電晶體60。
當反相緩沖電路80輸出一邏輯高準位訊號時，反相緩沖電路80的輸出電壓是同于供應電壓VC的電壓準位。所以，用于導通輸入電晶體60的電壓為供應電壓VC的電壓準位的兩倍。當供應電壓VC高于一高輸出電壓準位時，控制訊號SOV會經(jīng)由一控制電晶體65傳送至輸入電晶體60以截止輸入電晶體60?？刂齐娋w65，其耦接于偵測電路100與輸入電晶體60之間。一低壓降(Low Drop-Out，LDO)穩(wěn)壓器300，其耦接于第一輸出端SW，以依據(jù)供應電壓VC產(chǎn)生輸出電壓VO并傳送至第二輸出端OUT。此外，偵測電路100依據(jù)供應電壓VC的電壓準位，而在偵測電路100的一致能端EN產(chǎn)生一致能訊號SEN。致能訊號SEN傳送至低壓降穩(wěn)壓器300，以在供應電壓VC的電壓準位低于一低輸出電壓準位時，截止供應電路20的輸出電壓VO。
請參閱圖4，其為本發(fā)明偵測電路100的一較佳實施例的電路圖。如圖所示，稽納二極體110、112是串聯(lián)?；{二極體112更耦接于供應電路20的第一輸出端SW，以偵測供應電壓VC?；{二極體110耦接于一電阻115，電阻115更耦接于一電晶體120。電阻115用于在供應電壓VC的電壓準位高于稽納二極體110以及112的電壓時導通電晶體120。一電晶體125，其并聯(lián)于稽納二極體112。當電晶體120導通時，電晶體125將短路稽納二極體112，以達到一遲滯(hysteresis)的目的，以用于偵測供應電壓VC是否過高?；{二極體110、112的電壓決定該高輸出電壓準位。
一電晶體140，其耦接于電晶體120以及第一輸出端SW。電晶體140依據(jù)電晶體120的導通狀態(tài)而導通。一電阻116，其耦接于第一輸出端SW、電晶體125、140，進而提供一偏壓至電晶體125、140。一電阻117，其耦接于電晶體140以及一緩沖電路129，以用于在電晶體120導通時驅動緩沖電路129。緩沖電路129更耦接于供應電路20的控制電晶體65，以在供應電壓VC的電壓準位高于該高輸出電壓準位時，產(chǎn)生控制訊號SOV而截止輸入電晶體60。
一稽納二極體150，其亦耦接于第一輸出端SW以偵測供應電壓VC。一電阻155，其耦接于稽納二極體150以及一電晶體165，一旦供應電壓VC的電壓準位高于該低輸出電壓準位時則導通電晶體165。稽納二極體150的稽納電壓是決定該低輸出電壓準位。一電阻156，其耦接于第一輸出端SW以及一電晶體170。電晶體170更耦接于第一輸出端SW以及電晶體165，電晶體170在供應電壓VC的電壓準位低于低輸出電壓準位時產(chǎn)生致能訊號SEN。
請參閱圖5，其為本發(fā)明的電壓穩(wěn)壓器的另一較佳實施例的電路圖。此實施例耦接于整流電路10的一供應電路30的導通與截止是同步于線電壓VAC。供應電路30僅能在輸入電壓VIN低于一高輸入電壓準位時被導通，如此可降低輸入電晶體60的切換損耗以及增進電壓穩(wěn)壓器的效率。
請參閱圖6，其為輸入電壓VIN的波形。當輸入電壓VIN低于一臨界電壓VT時，輸入電壓VIN的電源可以傳送至第一輸出端SW。臨界電壓VT與高輸入電壓準位相關。供應電路30包括有一偵測端DET，其經(jīng)由一分壓電路40而耦接于輸入電壓VIN。分壓電路40耦接于輸入電壓VIN以及偵測端DET。分壓電路40包括有電阻41、42，電阻41、42是相互串聯(lián)。電阻41、42是決定高輸入電壓準位。
請參閱圖7，其為圖5電壓穩(wěn)壓器的供應電路30的一較佳實施例的電路圖。如圖所示，供應電路30包含有輸入電晶體60，其耦接于輸入端IN而接收輸入電壓VIN，以在第一輸出端SW提供該供應電壓VC。上述的輸入電壓VIN為電壓源。一偵測電路200，其耦接于第一輸出端SW以及偵測端DET，以在控制端OV產(chǎn)生控制訊號SOV。偵測電路200是依據(jù)偵測端DET的一電壓VDET以及供應電壓VC的電壓準位產(chǎn)生控制訊號SOV。偵測端DET的電壓VDET是與輸入電壓VIN相關。充電泵電路61，其耦接于偵測電路200以及輸入電晶體60，以依據(jù)控制訊號SOV導通輸入電晶體60。
充電泵電路61，其包含有反相緩沖電路80，其耦接于偵測電路200以接收控制訊號SOV。電容70，其耦接于反相緩沖電路80。第二二極體63，其耦接于電容70與供應電壓VC之間，用于在輸入電晶體60截止時對電容70充電。電容70的電壓準位會被充到與供應電壓VC相同。第一二極體62，其耦接于電容70與輸入電晶體60之間，以依據(jù)控制訊號SOV導通輸入電晶體60。當反相緩沖電路80輸出邏輯高準位訊號時，反相緩沖電路80的輸出電壓是同于供應電壓VC的電壓準位。所以，用于導通輸入電晶體60的電壓為供應電壓VC的電壓準位的兩倍。當供應電壓VC的電壓準位高于高輸出電壓準位或者/以及輸入電壓VIN的電壓準位高于高輸入電壓準位時，控制訊號SOV會經(jīng)由控制電晶體65傳送至輸入電晶體60以截止輸入電晶體60。
低壓降穩(wěn)壓器300，其耦接于第一輸出端SW，以依據(jù)供應電壓VC產(chǎn)生輸出電壓VO，并傳送于第二輸出端OUT。此外，偵測電路200依據(jù)供應電壓VC的電壓準位，而在偵測電路200的致能端EN產(chǎn)生致能訊號SEN。致能訊號SEN傳送至低壓降穩(wěn)壓器300，以在供應電壓VC的電壓準位低于低輸出電壓準位時，截止供應電路30的輸出電壓VO。
請參閱圖8，其為本發(fā)明偵測電路200的一較佳實施例的電路圖。如圖所示，稽納二極體210、212是串聯(lián)。稽納二極體212更耦接于第一輸出端SW，以偵測供應電壓VC?；{二極體210耦接于一電阻215。電阻215更耦接于一電晶體220。電阻215用于在供應電壓VC的電壓高于稽納二極體210以及212的電壓時導通電晶體220。一電晶體225，其并聯(lián)于稽納二極體212。當電晶體220導通時，電晶體225將短路稽納二極體212，以達到遲滯(hysteresis)的目的，進而偵測供應電壓VC是否過高?；{二極體210、212的電壓決定該高輸出電壓準位。
一電晶體240，其耦接于電晶體220。電晶體240依據(jù)電晶體220的導通狀態(tài)而導通。一電阻216，其耦接于第一輸出端SW、電晶體225、240，以提供一偏壓至電晶體225、240。一電阻217，其耦接于電晶體240以及一或閘緩沖電路230的一輸入端，以用于在電晶體220導通時驅動或閘緩沖電路230。或閘緩沖電路230的另一輸入端是耦接于偵測電路200的偵測端DET，或閘緩沖電路230的一輸出端則耦接于供應電路30的控制電晶體65，以在供應電壓VC的電壓準位高于該高輸出電壓準位及/或輸入電壓VIN的電壓準位高于該高輸入電壓準位時，產(chǎn)生控制訊號SOV以截止供應電路30的輸入電晶體60。
一稽納二極體250，其亦耦接于第一輸出端SW以偵測供應電壓VC。一電阻255，其耦接于稽納二極體250以及一電晶體265，一旦供應電壓VC的電壓準位高于該低輸出電壓準位時則導通電晶體265?；{二極體250的稽納電壓是決定該低輸出電壓準位。一電阻256，其耦接于第一輸出端SW以及一電晶體270。電晶體270更耦接于第一輸出端SW以及電晶體265，電晶體270在供應電壓VC的電壓準位低于低輸出電壓準位時產(chǎn)生致能訊號SEN。
請參閱圖9，其為本發(fā)明的低壓降穩(wěn)壓器300的電路圖。如圖所示，其包括有一運算放大器310、一傳輸元件320與電阻325、351、352。運算放大器310，其包括有一參考電壓VREF，參考電壓VREF耦接于運算放大器310的一負輸入端。電阻352，其耦接于運算放大器310的一正輸入端。致能訊號SEN傳送至運算放大器310，以提供電源至運算放大器310讓運算放大器310運作。傳輸元件320，其耦接于運算放大器310、第一輸出端SW以及第二輸出端OUT。一旦，致能訊號SEN禁能時，運算放大器310與傳輸元件320亦隨之禁能。電阻351，其耦接于運算放大器310的正輸入端、傳輸元件320以及第二輸出端OUT。電阻325，其耦接于傳輸元件320，傳輸元件320可為電晶體。
以上所述，僅為本發(fā)明一較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明實施的范圍，凡依本發(fā)明權利要求所述的形狀、構造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應包括于本發(fā)明的權利范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，其包含有一輸入電晶體，耦接一電壓源并提供一供應電壓；一偵測電路，耦接于該電壓源與該供應電壓，并依據(jù)該電壓源的電壓準位與該供應電壓的電壓準位產(chǎn)生一控制訊號與一致能訊號；一充電泵電路，耦接于該偵測電路與該輸入電晶體，并依據(jù)該控制訊號導通該輸入電晶體；一控制電晶體，耦接于該偵測電路與該輸入電晶體，并依據(jù)該控制訊號截止該輸入電晶體；其中，該致能訊號控制該電壓穩(wěn)壓器的輸出。
2.如權利要求1所述的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，該偵測電路的該控制訊號將在該電壓源的電壓準位高于一高輸入電壓準位時截止該輸入電晶體。
3.如權利要求1所述的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，該偵測電路的該控制訊號將在該供應電壓的電壓準位高于一高輸出電壓準位時截止該輸入電晶體。
4.如權利要求1所述的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，該偵測電路的該致能訊號將在該供應電壓的電壓準位低于一低輸出電壓準位時截止該電壓穩(wěn)壓器的輸出。
5.如權利要求1所述的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，該偵測電路經(jīng)由一分壓電路耦接于該電壓源。
6.如權利要求1所述的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，該充電泵電路包含有一反相緩沖電路，接收該控制訊號；一電容，耦接于該反相緩沖電路；一第一二極體，耦接于該電容與該輸入電晶體，并依據(jù)該控制訊號導通該輸入電晶體；一第二二極體，耦接于該電容與該供應電壓，并在該輸入電晶體截止時對該電容充電。
7.一種電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，其包含有一輸入電晶體，耦接一電壓源并提供一供應電壓；一偵測電路，耦接于該供應電壓，并依據(jù)該供應電壓的電壓準位產(chǎn)生一控制訊號；一充電泵電路，耦接于該偵測電路與該輸入電晶體，并依據(jù)該控制訊號導通該輸入電晶體；一控制電晶體，耦接于該偵測電路與該輸入電晶體，并依據(jù)該控制訊號截止該輸入電晶體。
8.如權利要求7所述的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，該偵測電路更依據(jù)該供應電壓的電壓準位產(chǎn)生一致能訊號，該致能訊號開啟/截止該電壓穩(wěn)壓器的輸出。
9.如權利要求8所述的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，該偵測電路的該致能訊號在該供應電壓的電壓準位低于一低輸出電壓準位時截止該電壓穩(wěn)壓器的輸出。
10.如權利要求7所述的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，該偵測電路的該控制訊號在該供應電壓的電壓準位高于一高輸出電壓準位時截止該輸入電晶體。
11.如權利要求7所述的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，該充電泵電路包含有一反相緩沖電路，接收該控制訊號；一電容，耦接于該反相緩沖電路；一第一二極體，耦接于該電容與該輸入電晶體，并依據(jù)該控制訊號導通該輸入電晶體；一第二二極體，耦接于該電容與該供應電壓，并在該輸入電晶體截止時對該電容充電。
12.一種電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，其包含有一輸入電晶體，耦接一電壓源并提供一供應電壓；一偵測電路，耦接于該電壓源，并依據(jù)該電壓源的電壓準位產(chǎn)生一控制訊號；一充電泵電路，耦接于該偵測電路與該輸入電晶體，并依據(jù)該控制訊號導通該輸入電晶體；一控制電晶體，耦接于該偵測電路與該輸入電晶體，并依據(jù)該控制訊號截止該輸入電晶體。
13.如權利要求12所述的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，該偵測電路的該控制訊號將在該電壓源的電壓準位高于一高輸入電壓準位時截止該輸入電晶體。
14.如權利要求12所述的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，該偵測電路經(jīng)由一分壓電路耦接于該電壓源。
15.如權利要求12所述的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，該充電泵電路包含有一反相緩沖電路，接收該控制訊號；一電容，耦接于該反相緩沖電路；一第一二極體，耦接于該電容與該輸入電晶體，并依據(jù)該控制訊號導通該輸入電晶體；一第二二極體，耦接于該電容與該供應電壓，并在該輸入電晶體截止時對該電容充電。
全文摘要
本發(fā)明是有關于一種高效率的電壓穩(wěn)壓器，其包含有一輸入電晶體，輸入電晶體耦接一電壓源以提供一供應電壓；一偵測電路，其耦接于電壓源與供應電壓，以依據(jù)電壓源的電壓準位與供應電壓的電壓準位產(chǎn)生一控制訊號與一致能訊號；一充電泵電路，其耦接于偵測電路與輸入電晶體，以依據(jù)控制訊號導通輸入電晶體；一控制電晶體，其耦接于偵測電路與輸入電晶體，以依據(jù)控制訊號截止輸入電晶體。
文檔編號H02M7/04GK1908841SQ20061010971
公開日2007年2月7日 申請日期2006年8月7日 優(yōu)先權日2006年8月7日
發(fā)明者楊大勇, 黃偉軒 申請人:崇貿(mào)科技股份有限公司