專利名稱：可降低待機(jī)損耗的電源轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是與電源轉(zhuǎn)換的技術(shù)有關(guān)，特別是指一種可降低待機(jī)損耗的電源轉(zhuǎn)換
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背景技術(shù)：
現(xiàn)有的直流對直流轉(zhuǎn)換器(DC/DC converter)在進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換的過程中會有功率 損耗，此功率的損耗降低了轉(zhuǎn)換的效率。然而直流對直流轉(zhuǎn)換器在功率密度的要求上日益增加，為了提高其轉(zhuǎn)換效率，目 前廣泛使用的方式是在變壓器的二次側(cè)以功率金氧半場效晶體管(power M0SFET)做為同 步整流開關(guān)元件。此種方式確實可以提高重載時的效率，但是因為增加了驅(qū)動時的功率損 失，所以在無載時仍然有功率上的損耗，造成了無載時的效率較低。美國第US7，443，146號專利，即揭露了在二次側(cè)以M0SFET來進(jìn)行整流的技術(shù)，其 具有上述在無載時仍有功率上的損耗的缺失。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的主要目的在于提供一種可降低待機(jī)損耗的電源轉(zhuǎn)換器，其可降低電 源轉(zhuǎn)換器在無載模式下的功率損耗，具有節(jié)能的功效。為了達(dá)成前述目的，依據(jù)本實用新型所提供的一種可降低待機(jī)損耗的電源轉(zhuǎn)換 器，包含有一直流電源，具有一正極端以及一負(fù)極端；一第一變壓器，具有一一次側(cè)以及 一二次側(cè)；其中，該一次側(cè)的一端連接于該直流電源的正極端，且該一次側(cè)具有一第一電控 開關(guān)，具有一控制端，且連接于該一次側(cè)的另一端；一電流偵測及轉(zhuǎn)換單元，連接于該第一 電控開關(guān)以及該直流電源的負(fù)極端，偵測由該一次側(cè)經(jīng)過該第一電控開關(guān)所傳來的電源， 并轉(zhuǎn)換為一交流電壓訊號以及一直流電壓訊號，而分別借由一交流訊號端以及一直流訊號 端輸出；一功率控制器，連接于該交流信號端以及該第一電控開關(guān)的控制端；一電壓偵測 及控制單元，連接于該直流訊號端，偵測該直流訊號端的電壓，該電壓偵測及控制單元具有 一電壓輸出端；該第一變壓器的二次側(cè)具有一同步整流電路，具有一電壓控制端連接于該電壓 輸出端；兩個M0SFET (金氧半場效晶體管)，連接于該同步整流電路，這兩個M0SFET分別具 有一內(nèi)部二極管(Body Diode)；以及一振蕩回路，一端接地，另一端連接于該二次側(cè)的一 端，且該振蕩回路用以連接于一負(fù)載，該振蕩回路并且具有一回授端連接于該功率控制器。借由上述電路結(jié)構(gòu)，可由該電流偵測及轉(zhuǎn)換單元以及電壓偵測及控制單元的轉(zhuǎn)換 電路來達(dá)到降低無載時的功率損耗，進(jìn)而具有節(jié)能的功效。

圖1是本實用新型第一較佳實施例的電路示意圖。
4[0011]圖2是本實用新型第一較佳實施例的電路結(jié)構(gòu)圖。圖3是本實用新型第二較佳實施例的電路結(jié)構(gòu)圖。圖4是本實用新型第三較佳實施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
為了詳細(xì)說明本實用新型的構(gòu)造及特點(diǎn)所在，茲舉以下較佳實施例并配合圖式說 明如后，其中如圖1至圖2所示，本實用新型第一較佳實施例所提供的一種可降低待機(jī)損耗 的電源轉(zhuǎn)換器10，主要由一直流電源11、一第一變壓器、一第一電控開關(guān)仏、一電流偵 測及轉(zhuǎn)換單元26、一功率控制器31、一電壓偵測及控制單元36、一同步整流電路41、兩個 M0SFET (金氧半場效晶體管)Q2，Q3、以及一振蕩回路51所組成，其中該直流電源11，具有一正極端12以及一負(fù)極端13。該第一變壓器，具有一一次側(cè)&以及一二次側(cè)N2。其中，該一次側(cè)&的一端連接于該直流電源11的正極端12，且該一次側(cè)&具有 該第一電控開關(guān)仏、該電流偵測及轉(zhuǎn)換單元26、該功率控制器31、以及該電壓偵測及控制單 元36 該第一電控開關(guān)仏，具有一控制端G連接于該一次側(cè)&的另一端。該第一電控開 關(guān)Qi為一 M0SFET，其控制端即為柵極G，并以其漏極D連接于該一次側(cè)R，源極S則連接于 該電流偵測及轉(zhuǎn)換單元26。該電流偵測及轉(zhuǎn)換單元26，具有一第二變壓器T2以及二分壓電阻禮，Rs，第二變壓 器T2的一次側(cè)&的一端連接于該第一電控開關(guān)Q”另一端則連接于該直流電源11的負(fù)極 端13 ；該二分壓電阻禮，Rs相串聯(lián)，且以這個串聯(lián)組合來并聯(lián)于該第二變壓器1~2的二次側(cè) N2 ；該第二變壓器T2的二次側(cè)N2還具有一二極管Di、一電阻R2、以及一電容Ci相串聯(lián)。該 電流偵測及轉(zhuǎn)換單元26偵測由該第一變壓器的一次側(cè)&經(jīng)過該第一電控開關(guān)Qi所傳 來的電源，并轉(zhuǎn)換為一交流電壓訊號以及一直流電壓訊號，而分別借由一交流訊號端Va以 及一直流訊號端Vd輸出。其中，該二分壓電阻禮，Rs相連接的節(jié)點(diǎn)即為該交流訊號端Va，而 該電阻R2與該電容Q連接的節(jié)點(diǎn)即為該直流訊號端Vd。該功率控制器31，為一 PWM(脈沖寬度調(diào)變)控制IC，連接于該交流訊號端Va以 及該第一電控開關(guān)Qi的控制端G。該電壓偵測及控制單元36，具有一比較器37，該比較器37連接于該直流訊號端Vd 以及具有一參考電壓端連接于一參考電壓，該比較器37的輸出端即做為一電壓輸出端 371。該電壓偵測及控制單元36系偵測該直流訊號端Vd的電壓。該第一變壓器的二次側(cè)N2具有該同步整流電路41、該二 MOSFET Q2，Q3、以及 該振蕩回路51。該同步整流電路41，具有一電壓控制端42連接于該電壓輸出端371，且該同步整 流電路41亦連接于功率控制器31。這兩個MOSFET Q2，Q3，彼此以源極S相連接且接地，且該二 MOSFET Q2，Q3的柵極G 均連接于該同步整流電路41，該二 MOSFET Q2，Q3的漏極D則分別連接于該二次側(cè)隊的兩 端，該二 MOSFET Q2，03分別具有一內(nèi)部二極管(Body Diode)Dn。[0026]該振蕩回路51，一端接地，另一端連接于該二次側(cè)N2的一端，且該振蕩回路51用 以連接于一負(fù)載R。，該振蕩回路51并且具有一回授端FB連接于該功率控制器31。該振蕩 回路51由一電感L以及一電容C。相串聯(lián)所組成，該負(fù)載R。并聯(lián)于該電容C。，且該電感L與 該電容C。連接的節(jié)點(diǎn)即做為該回授端FB。本第一實施例的操作方式說明如下在該第一變壓器的一次側(cè)&的部份借由該功率控制器31來控制該第一電控開關(guān)Qi的導(dǎo)通，而該一次側(cè)&的電源即 進(jìn)入該電流偵測及轉(zhuǎn)換單元26的第二變壓器T2的一次側(cè)經(jīng)變壓后，于該第二變壓器 T2的二次側(cè)N2產(chǎn)生電源，經(jīng)由該交流訊號端^輸出一交流電壓訊號至該功率控制器31 ；并 經(jīng)由該二極管Di整流，而由該直流訊號端Vd輸出一直流電壓訊號至該電壓偵測及控制單元 36的該比較器37。在正常整流工作時(或重載模式時)，該直流訊號端Vd的直流電壓訊號的電壓高 于該參考電壓端的參考電壓，因此該同步整流電路41即驅(qū)動該二 MOSFET Q2，Q3進(jìn)行工 作。當(dāng)進(jìn)入無載模式時，該直流訊號端Vd的直流電壓訊號的電壓下降至低于該參考電 壓端的參考電壓時，該比較器37的電壓輸出端371的位準(zhǔn)為low，進(jìn)而將該同步整流電 路41關(guān)閉，該二 MOSFET Q2，Q3即關(guān)閉，而轉(zhuǎn)為利用其內(nèi)部二極管(Body 0丨0如)011來進(jìn)行整 流，由于此時無須再對該二 MOSFET Q2，03進(jìn)行驅(qū)動，因此沒有驅(qū)動時的能量損耗，借此可降 低無載時的功率損耗。請再參閱表一及表二。表一顯示，沒有使用本案的電流偵測及轉(zhuǎn)換單元26以 及電壓偵測及控制單元36的電路，在無載時仍然驅(qū)動了 MOSFET Q2，Q3來進(jìn)行整流，其在 36Vin(輸入電壓)時功率耗損仍然在5.904W(瓦特)。而在表二中，使用了本案的電流偵測 及轉(zhuǎn)換單元26以及電壓偵測及控制單元36的電路，在無載時，使用了 M0SFETQ2，Q3的內(nèi)部 二極管Dn來進(jìn)行整流，其在36Vin (輸入電壓)時功率耗損大幅度的降低至0. 864W (瓦特)。 由此可見耗損的能量大幅度降低了。表一
權(quán)利要求1.一種可降低待機(jī)損耗的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包含有 一直流電源，具有一正極端以及一負(fù)極端；一第一變壓器，具有一一次側(cè)以及一二次側(cè)； 其中，該一次側(cè)的一端連接于該直流電源的正極端，且該一次側(cè)具有 一第一電控開關(guān)，具有一控制端，且連接于該一次側(cè)的另一端； 一電流偵測及轉(zhuǎn)換單元，連接于該第一電控開關(guān)以及該直流電源的負(fù)極端，偵測由該 一次側(cè)經(jīng)過該第一電控開關(guān)所傳來的電源，并轉(zhuǎn)換為一交流電壓訊號以及一直流電壓訊 號，而分別借由一交流訊號端以及一直流訊號端輸出；一功率控制器，連接于該交流信號端以及該第一電控開關(guān)的控制端； 一電壓偵測及控制單元，連接于該直流訊號端，偵測該直流訊號端的電壓，該電壓偵測 及控制單元具有一電壓輸出端； 該第一變壓器的二次側(cè)具有一同步整流電路，具有一電壓控制端連接于該電壓輸出端； 兩個M0SFET，連接于該同步整流電路，這兩個M0SFET分別具有一內(nèi)部二極管；以及 一振蕩回路，一端接地，另一端連接于該二次側(cè)的一端，且該振蕩回路用以連接于一負(fù) 載，該振蕩回路并且具有一回授端連接于該功率控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降低待機(jī)損耗的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于這兩個M0SFET， 彼此以源極相連接且接地，且該二 M0SFET的柵極均連接于該同步整流電路，這兩個M0SFET 中的一個的漏極連接于該二次側(cè)的一端，這兩個M0SFET中的另一個的漏極連接于該二次 側(cè)的另一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降低待機(jī)損耗的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于該第一電控開 關(guān)為一 M0SFET，其控制端即為柵極，該柵極與漏極一起連接于該一次側(cè)的一端，源極則連接 于該電流偵測及轉(zhuǎn)換單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降低待機(jī)損耗的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于該功率控制器 為一 PWM控制IC。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降低待機(jī)損耗的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于該振蕩回路由 一電感以及一電容相串聯(lián)所組成，該負(fù)載并聯(lián)于該電容，且該電感與該電容連接的節(jié)點(diǎn)即 做為該回授端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降低待機(jī)損耗的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于該電流偵測及 轉(zhuǎn)換單元具有一第二變壓器以及兩個分壓電阻，該第二變壓器的一次側(cè)的一端連接于該第 一電控開關(guān)，另一端則連接于該直流電源的負(fù)極端；這兩個分壓電阻相串聯(lián)，且以這個串聯(lián) 組合來并聯(lián)于該第二變壓器的二次側(cè)，該二分壓電阻相連接的節(jié)點(diǎn)即做為該交流訊號端； 此外，該第二變壓器的二次側(cè)還具有一二極管、一電阻、以及一電容相串聯(lián)，該電阻與該電 容連接的節(jié)點(diǎn)即做為該直流訊號端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降低待機(jī)損耗的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于該電壓偵測及 控制單元，具有一比較器，該比較器連接于該直流訊號端以及具有一參考電壓端連接于一 參考電壓，該比較器的輸出端即做為該電壓輸出端，且該同步整流電路連接于該功率控制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降低待機(jī)損耗的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于該電壓偵測及控制單元，具有一比較器以及一光耦合開關(guān)以及一第二電控開關(guān)，該比較器連接于該直流 訊號端以及具有一參考電壓端連接于一參考電壓，該比較器的輸出端連接于該光耦合開 關(guān)；該第二電控開關(guān)具有一控制端連接于該光耦合開關(guān)，以及具有二連接端分別做為該電 壓輸出端以及接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可降低待機(jī)損耗的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于該電壓偵測及 控制單元的該第二電控開關(guān)為一晶體管。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可降低待機(jī)損耗的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于更包含有一穩(wěn) 定電容，其兩端分別連接于該電壓輸出端以及接地。
專利摘要一種可降低待機(jī)損耗的電源轉(zhuǎn)換器，主要是在一第一變壓器的一次側(cè)設(shè)置一第一電控開關(guān)、一電流偵測及轉(zhuǎn)換單元、一功率控制器、以及一電壓偵測及控制單元，另外再于二次側(cè)設(shè)置一同步整流電路、兩個MOSFET、以及一振蕩回路；而實際操作時，該電流偵測及轉(zhuǎn)換單元輸出一交流電壓訊號至該功率控制器，以及輸出一直流電壓訊號至該電壓偵測及控制單元，該電壓偵測及控制單元即與一參考電壓比較，借以在無載時將該同步整流電路關(guān)閉，而利用這兩個MOSFET的內(nèi)部二極管(body diode)來進(jìn)行整流。為此，可達(dá)到降低無載時的功率損耗，具有節(jié)能的功效。
文檔編號H02M3/325GK201781416SQ20092017884
公開日2011年3月30日 申請日期2009年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月8日
發(fā)明者劉力豪, 陳聯(lián)興 申請人:博大科技股份有限公司