專利名稱：電源裝置及其電源控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種電源裝置及其電源控制方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，便攜式電子產(chǎn)品已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各種領(lǐng)域之中。由于便攜式電子產(chǎn)品在使用吋，均需要直流電作為電子產(chǎn)品的電源，因而，可將一般交流市電轉(zhuǎn)換成電子產(chǎn)品所需的直流電的電源裝置用以與便攜式電子產(chǎn)品搭配使用。此外，電源裝置亦可針對便攜式電子產(chǎn)品進(jìn)行充電。然而，已知的電源裝置與交流電源電性連接后，無論電源裝置是否與負(fù)載電性連接，電源裝置皆會(huì)輸出ー額定輸出電壓。也就是說，電源裝置內(nèi)部的初級和次級將持續(xù)地產(chǎn)生功率的損耗，尤其又以初級的功率損耗更為明顯。其中，初級的損耗包含控制單元的工作損耗、開關(guān)元件的切換損耗、變壓器的磁力損耗以及緩沖電路的損耗等等。為了克服上述的問題，有業(yè)者采用一種降頻的方式降低電源裝置中的控制單元的工作頻率，以減少初級因?yàn)殚_關(guān)元件切換所造成的損耗。然而，此種方式不但造成電源裝置的設(shè)計(jì)變得較為復(fù)雜，也導(dǎo)致電源裝置的可靠度降低。因此，如何提供一種電源裝置及其電源控制方法，使其能夠因應(yīng)負(fù)載的變動(dòng)，自動(dòng)調(diào)整電源裝置的各元件的工作狀態(tài)，進(jìn)而減少功率的損耗，并提升可靠度與穩(wěn)定度，已成為
重要課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的為提供一種能夠因應(yīng)負(fù)載的變動(dòng)，自動(dòng)調(diào)整電源裝置的各元件的工作狀態(tài)，進(jìn)而減少功率的損耗，并提升可靠度與穩(wěn)定度的電源裝置及其電源控制方法。為達(dá)到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的ー種電源裝置與一負(fù)載搭配使用，包含一電源轉(zhuǎn)換電路以及ー電源管理電路。電源轉(zhuǎn)換電路與一交流電源電性連接，并接收ー輸入電壓。電源管理電路與電源轉(zhuǎn)換電路電性連接，并依據(jù)ー觸發(fā)信號輸出ー啟動(dòng)信號以啟動(dòng)電源轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生ー輸出電壓。在本發(fā)明ー實(shí)施例中，當(dāng)負(fù)載與電源管理電路電性連接，負(fù)載輸出觸發(fā)信號至電源管理電路。在本發(fā)明ー實(shí)施例中，電源轉(zhuǎn)換電路包含一整流単元、ー變壓器、一切換單元及一驅(qū)動(dòng)電路。整流単元與交流電源電性連接，且接收該輸入電壓并輸出一整流電壓；變壓器與整流単元電性連接并接收整流電壓。切換単元與變壓器電性連接。驅(qū)動(dòng)單元與切換単元及電源管理電路電性連接，并依據(jù)啟動(dòng)信號而啟動(dòng)，其中變壓器依據(jù)整流電壓輸出該輸出電壓至負(fù)載。在本發(fā)明ー實(shí)施例中，電源轉(zhuǎn)換電路還包含一功率因子校正単元及一回授控制器。功率因子校正単元與整流単元電性連接?；厥诳刂破髋c變壓器電性連接，并依據(jù)輸出電壓輸出一回授信號至驅(qū)動(dòng)單元。在本發(fā)明ー實(shí)施例中，電源管理電路包含一電源控制単元及電源切換単元。電源控制單元接收觸發(fā)信號并輸出第一控制信號。電源切換単元與電源控制単元及驅(qū)動(dòng)單元電性連接，并依據(jù)第一控制信號輸出啟動(dòng)信號至驅(qū)動(dòng)單元。在本發(fā)明ー實(shí)施例中，電源切換単元包含一信號處理元件以及ー電源切換元件。 信號處理元件接收電源控制單元輸出的第一控制信號，并產(chǎn)生一第二控制信號。電源切換元件與信號處理元件及驅(qū)動(dòng)單元電性連接，并依據(jù)第二控制信號輸出啟動(dòng)信號至驅(qū)動(dòng)單兀。在本發(fā)明ー實(shí)施例中，信號處理元件具有一隔離元件或ー無線傳輸元件。在本發(fā)明ー實(shí)施例中，隔離元件為一光耦合器、一變壓器或ー繼電器。在本發(fā)明ー實(shí)施例中，無線傳輸元件為ー射頻模塊或一無線藍(lán)牙模塊。在本發(fā)明ー實(shí)施例中，負(fù)載為ー筆記本計(jì)算機(jī)、一移動(dòng)電話、一數(shù)碼相機(jī)或ー個(gè)人
數(shù)字助理。為達(dá)到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的ー種電源裝置的電源控制方法，電源裝置與ー負(fù)載搭配使用，并具有一電源轉(zhuǎn)換電路及ー電源管理電路，電源控制方法包含下列步驟由電源管理電路判斷是否接收ー觸發(fā)信號；當(dāng)判斷結(jié)果為是，電源管理電路啟動(dòng)電源轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生ー輸出電壓；以及由電源轉(zhuǎn)換電路輸出該輸出電壓至ー負(fù)載。在本發(fā)明ー實(shí)施例中，電源控制方法還包含當(dāng)判斷結(jié)果為否，電源管理電路關(guān)閉該電源轉(zhuǎn)換電路。在本發(fā)明ー實(shí)施例中，電源控制方法還包含當(dāng)電源管理電路與負(fù)載電性連接，負(fù)載輸出觸發(fā)信號至電源管理電路。承上所述，因依據(jù)本發(fā)明的一種電源裝置及其電源控制方法，藉由電源管理電路判斷是否與負(fù)載連接，當(dāng)電源管理電路與負(fù)載連接，電源管理電路將依據(jù)負(fù)載所輸出的觸發(fā)信號，輸出ー啟動(dòng)信號以啟動(dòng)電源轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生ー輸出電壓；若負(fù)載未與電源管理電路連接時(shí)，則不啟動(dòng)電源轉(zhuǎn)換電路。從而實(shí)現(xiàn)能夠因應(yīng)負(fù)載的變動(dòng)，自動(dòng)調(diào)整電源裝置的各元件的工作狀態(tài)，進(jìn)而減少功率的損耗，并提升可靠度與穩(wěn)定度。


圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種電源裝置的方塊圖；圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的一種電源裝置的示意圖；圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的一種電源裝置的示意圖；以及圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的電源裝置的電源控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下將參照相關(guān)圖式，說明依據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種電源裝置及其電源控制方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。請參照圖1所示，其為依據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種電源裝置1的方塊圖。電源裝置1與ー負(fù)載L搭配使用。其中，前述的負(fù)載L可為ー筆記本計(jì)算機(jī)、一移動(dòng)電話、一數(shù)碼相機(jī)或ー個(gè)人數(shù)字助理等等便攜式電子裝置。在本實(shí)施例中，以負(fù)載L為ー筆記本計(jì)算機(jī)為例，但并非以此為限。電源裝置1包含一電源轉(zhuǎn)換電路11及ー電源管理電路12。此外，在實(shí)施上，電源裝置1為ー電源適配器(Adaptor)或ー電源充電器(Charger)。電源轉(zhuǎn)換電路11與一交流電源AC電性連接，并接收交流電源AC所產(chǎn)生的ー輸入電壓VI。電源管理電路12與電源轉(zhuǎn)換電路11電性連接，且電源管理電路12依據(jù)ー觸發(fā)信號Sl輸出ー啟動(dòng)信號S2至電源轉(zhuǎn)換電路11，以啟動(dòng)電源轉(zhuǎn)換電路11產(chǎn)生ー輸出電壓 V2。其中，前述的觸發(fā)信號Sl是當(dāng)負(fù)載L與電源管理電路12電性連接吋，負(fù)載L所輸出的信號。此外，輸出電壓V2輸出至負(fù)載L，以提供負(fù)載L操作時(shí)所需的電カ。接著，請參照圖2所示，以進(jìn)ー步說明本發(fā)明的電源裝置1。電源轉(zhuǎn)換電路11包含一整流単元111、一變壓器112、一切換單元113以及ー驅(qū)動(dòng)單元114。整流単元111與交流電源AC電性連接，并接收輸入電壓Vl而輸出一整流電壓VR。在本實(shí)施例中，整流単元111 包含一全橋式整流器，以將交流的輸入電壓Vl整流成為直流的整流電壓VR。變壓器112與整流単元111電性連接并接收整流電壓VR。切換単元113與變壓器112電性連接。驅(qū)動(dòng)單元114分別與切換単元113及電源管理電路12電性連接，且驅(qū)動(dòng)単元114依據(jù)電源管理電路12所輸出的啟動(dòng)信號S2而啟動(dòng)。 在實(shí)施上，切換単元113包含雙載流子晶體管(BJT)或場效應(yīng)晶體管(FET)的晶體管開關(guān)， 而驅(qū)動(dòng)單元114具有一脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation)電路，以輸出PWM信號至切換単元113。通過切換単元113的導(dǎo)通與截止，變壓器112將依據(jù)整流電壓VR輸出ー輸出電壓V2至負(fù)載し電源管理電路12包含一電源控制単元121及ー電源切換単元122。在本實(shí)施例中，電源切換単元122具有一信號處理元件Ul及ー電源切換元件U2。其中，電源控制単元 121與電源切換単元122的信號處理元件Ul電性連接，而電源切換元件U2與信號處理元件Ul及電源轉(zhuǎn)換電路11的整流単元111和驅(qū)動(dòng)單元114電性連接。當(dāng)電源轉(zhuǎn)換電路11 與交流電源AC電性連接，電源切換単元122的電源切換元件U2將會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，并將驅(qū)動(dòng)單元114的操作電源切換至接地端。在此同吋，驅(qū)動(dòng)單元114由于無法達(dá)到正常運(yùn)作時(shí)所需的操作電壓，因而將停止運(yùn)作。亦即，此時(shí)的電源轉(zhuǎn)換電路11并無任何的輸出，且電源轉(zhuǎn)換電路11的驅(qū)動(dòng)單元 114亦停止運(yùn)作，因此電源裝置1將不會(huì)產(chǎn)生電源轉(zhuǎn)換的損耗，而使得能量的損耗僅發(fā)生在整流単元111至電源控制単元121的回路上，進(jìn)而達(dá)到最低的能量損耗。當(dāng)電源管理電路12與負(fù)載L電性連接吋，電源控制単元121將接收由負(fù)載L所輸出的觸發(fā)信號Si，并依據(jù)觸發(fā)信號Sl而輸出第一控制信號SCl至信號處理元件U1。通過信號處理元件Ul的處理或轉(zhuǎn)換，其產(chǎn)生ー第二控制信號SC2。電源切換元件U2接收并依據(jù)信號處理元件Ul所產(chǎn)生的第二控制信號U2輸出啟動(dòng)信號S2至驅(qū)動(dòng)單元114，以使驅(qū)動(dòng)単元114的操作電源恢復(fù)至正常運(yùn)作時(shí)所需的操作電壓。由于驅(qū)動(dòng)単元114進(jìn)入正常的運(yùn)作狀態(tài)，因而電源轉(zhuǎn)換電路11的變壓器112將依據(jù)整流電壓VR而提供輸出電壓V2至負(fù)載L在實(shí)際運(yùn)用上，信號處理元件Ul具有一隔離元件或ー無線傳輸元件，以將電源輸入側(cè)與電源輸出側(cè)隔離，進(jìn)而符合安全規(guī)范的需求。其中，前述的隔離元件可為一光耦合器、一變壓器或ー繼電器，且無線傳輸元件可為ー射頻模塊或一無線藍(lán)牙模塊。值得ー提的是，在本實(shí)施例中，隔離元件是以信號處理元件Ul具有一光耦合器為例，但并非以此為限。
因而，藉由上述硬件結(jié)構(gòu)，電源裝置1的電源管理電路12依據(jù)與負(fù)載L的連接與否，決定是否啟動(dòng)電源轉(zhuǎn)換電路11正常運(yùn)作。當(dāng)電源裝置1未與負(fù)載L相連時(shí)，電源裝置 1可降低輸出功率或直接關(guān)閉(不輸出電壓)，進(jìn)而大幅降功率的損耗。此外，與已知技術(shù)相較，本發(fā)明還具有電路設(shè)計(jì)簡單與高可靠度的優(yōu)點(diǎn)。請參照圖3所示，圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的一種電源裝置2的示意圖。電源裝置2與電源裝置1的區(qū)別在干，電源裝置2的電源轉(zhuǎn)換電路21中還包含一功率因子校正單元211及一回授控制器212。在本實(shí)施例中，功率因子校正単元211與整流単元111電性連接。由于負(fù)載L并非單純的電阻性負(fù)載，因而將使得電壓與電流之間存在相位超前或滯后的狀況，而直接影響負(fù)載L對能量的消耗和存儲(chǔ)的情形。藉由功率因子校正単元211改善電壓與電流相位不同步的問題，將可提升能量的使用效率。此外，前述的功率因子校正単元211可為ー主動(dòng)式功率因子校正器或一被動(dòng)式功率因子校正器?；厥诳刂破?12與變壓器112的次級電性連接，并依據(jù)輸出電壓V2輸出一回授信號S3至驅(qū)動(dòng)單元114。在實(shí)施上，當(dāng)負(fù)載L或輸入電壓Vl產(chǎn)生變化吋，將導(dǎo)致變壓器112 所產(chǎn)生的輸出電壓V2發(fā)生變動(dòng)。此時(shí)，回授控制器212所輸出的回授信號S3將產(chǎn)生相對應(yīng)的改變，以使驅(qū)動(dòng)單元114調(diào)整切換単元113的工作周期(duty cycle)，進(jìn)而使輸出電壓 V2維持穩(wěn)定。此外，在本實(shí)施例中，信號處理元件Ul采用ー變壓器作為隔離之用。接著，以下請參照圖4的流程圖并結(jié)合圖2所示，以說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例的電源裝置1的電源控制方法，其與例如上述的電源裝置1結(jié)合使用。電源裝置的電源控制方法的步驟包含SOl S04。步驟SOl由電源管理電路12判斷是否接收ー觸發(fā)信號Si。在本實(shí)施例中，當(dāng)電源管理電路12與負(fù)載L電性連接吋，負(fù)載L輸出觸發(fā)信號Sl至電源管理電路12 ；反之，若電源管理電路12未與負(fù)載L電性連接吋，將無從接收觸發(fā)信號Si。步驟S02當(dāng)判斷結(jié)果為是，電源管理電路12啟動(dòng)電源轉(zhuǎn)換電路11產(chǎn)生ー輸出電壓V2。在本實(shí)施例中，當(dāng)電源管理電路12的電源控制単元121接收到負(fù)載L所傳送的觸發(fā)信號Sl后，將輸出第一控制信號SCl至電源切換単元122。接著，電源切換単元122將依據(jù)第一控制信號SCl輸出啟動(dòng)信號S2至電源轉(zhuǎn)換電路11的驅(qū)動(dòng)單元114，以啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元 114進(jìn)入正常的工作狀態(tài)，進(jìn)而使變壓器112產(chǎn)生輸出電壓V2。在實(shí)施上，可藉由電源切換単元122控制驅(qū)動(dòng)單元114的操作電源端。其中，當(dāng)電源切換単元122輸出啟動(dòng)信號S2時(shí)，將使驅(qū)動(dòng)單元114接收可正常運(yùn)作的操作電壓。此外， 亦可通過電源切換単元122控制驅(qū)動(dòng)單元114的二次回授信號端或致能端，以達(dá)到啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元114的效果。步驟S03由電源轉(zhuǎn)換電路11傳送輸出電壓V2至ー負(fù)載し在本實(shí)施例中，電源轉(zhuǎn)換電路11的電壓器112將傳送輸出電壓V2至負(fù)載L，以使負(fù)載L正常運(yùn)作，或?qū)ω?fù)載L進(jìn)行充電。當(dāng)步驟SOl判斷結(jié)果為否，步驟S04中，電源管理電路12關(guān)閉電源轉(zhuǎn)換電路11。 在本實(shí)施例中，若電源管理電路12未與負(fù)載L電性連接吋，亦即電源裝置1為空載的狀況下，將無從接收觸發(fā)信號Si，因而電源切換単元122將不輸出啟動(dòng)信號S2。換句話說，電源轉(zhuǎn)換電路11的驅(qū)動(dòng)單元114將處于無法正常運(yùn)作的狀態(tài)，且切換単元113及變壓器112也將停止運(yùn)作。因此，驅(qū)動(dòng)單元114、切換単元113及變壓器112將無任何電源轉(zhuǎn)換的損耗。在實(shí)施上，可藉由電源切換単元122切換驅(qū)動(dòng)單元114的操作電源與接地端連接， 或通過電源切換単元122控制驅(qū)動(dòng)單元114的二次回授信號端或致能端，以使驅(qū)動(dòng)單元114 無法正常運(yùn)作。另外，需特別注意的是，由于電源裝置2的電源控制方法與上述實(shí)施例的電源裝置1的電源控制方法相同，故在此不再贅述。綜上所述，因依據(jù)本發(fā)明的一種電源裝置及其電源控制方法，藉由電源管理電路判斷是否與負(fù)載連接，當(dāng)電源管理電路與負(fù)載連接，電源管理電路將依據(jù)負(fù)載所輸出的觸發(fā)信號，輸出ー啟動(dòng)信號以啟動(dòng)電源轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生ー輸出電壓；若負(fù)載未與電源管理電路連接時(shí)，則不啟動(dòng)電源轉(zhuǎn)換電路。從而實(shí)現(xiàn)能夠因應(yīng)負(fù)載的變動(dòng)，自動(dòng)調(diào)整電源裝置各元件的工作狀態(tài)，進(jìn)而減少功率的損耗，并提升可靠度與穩(wěn)定度。以上所述僅為舉例說明，而非為對本發(fā)明的限制。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含于本發(fā)明的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種電源裝置，與負(fù)載搭配使用，其特征是，包含 電源轉(zhuǎn)換電路，與交流電源電性連接，并接收輸入電壓；以及電源管理電路，與上述電源轉(zhuǎn)換電路電性連接，并依據(jù)觸發(fā)信號輸出啟動(dòng)信號以啟動(dòng)上述電源轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生輸出電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征是，其中當(dāng)上述負(fù)載與上述電源管理電路電性連接，上述負(fù)載輸出上述觸發(fā)信號至上述電源管理電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征是，其中上述電源轉(zhuǎn)換電路包含 整流單元，與上述交流電源電性連接，且接收上述輸入電壓并輸出整流電壓； 變壓器，與上述整流單元電性連接并接收上述整流電壓；切換單元，與上述變壓器電性連接；以及驅(qū)動(dòng)單元，與上述切換單元及上述電源管理電路電性連接，并依據(jù)上述啟動(dòng)信號而啟動(dòng)，其中上述變壓器依據(jù)上述整流電壓輸出上述輸出電壓至上述負(fù)載。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源裝置，其特征是，其中上述電源轉(zhuǎn)換電路還包含 功率因子校正單元，與上述整流單元電性連接；回授控制器，與上述變壓器電性連接，并依據(jù)上述輸出電壓輸出回授信號至上述驅(qū)動(dòng)單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源裝置，其特征是，其中上述電源管理電路包含 電源控制單元，接收上述觸發(fā)信號并輸出第一控制信號；以及電源切換單元，與上述電源控制單元及上述驅(qū)動(dòng)單元電性連接，并依據(jù)上述第一控制信號輸出上述啟動(dòng)信號至上述驅(qū)動(dòng)單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源裝置，其特征是，其中上述電源切換單元包含信號處理元件，接收上述電源控制單元輸出的上述第一控制信號，并產(chǎn)生第二控制信號；以及電源切換元件，與上述信號處理元件及上述驅(qū)動(dòng)單元電性連接，并依據(jù)上述第二控制信號輸出上述啟動(dòng)信號至上述驅(qū)動(dòng)單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源裝置，其特征是，其中上述信號處理元件具有隔離元件或無線傳輸元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源裝置，其特征是，其中上述隔離元件為光耦合器、變壓器或繼電器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電源裝置，其特征是，其中上述無線傳輸元件為射頻模塊或無線藍(lán)牙模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源裝置，其特征是，其中上述負(fù)載為筆記本計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)或個(gè)人數(shù)字助理。
11.一種電源裝置的電源控制方法，上述電源裝置與負(fù)載搭配使用，并具有電源轉(zhuǎn)換電路及電源管理電路，其特征是，上述電源控制方法包含下列步驟由上述電源管理電路判斷是否接收觸發(fā)信號；當(dāng)判斷結(jié)果為是，上述電源管理電路啟動(dòng)上述電源轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生輸出電壓；以及由上述電源轉(zhuǎn)換電路輸出上述輸出電壓至負(fù)載。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電源控制方法，其特征是，還包含 當(dāng)判斷結(jié)果為否，上述電源管理電路關(guān)閉上述電源轉(zhuǎn)換電路。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電源控制方法，其特征是，還包含當(dāng)上述電源管理電路與上述負(fù)載電性連接，上述負(fù)載輸出上述觸發(fā)信號至上述電源管理電路。
全文摘要
一種電源裝置及其電源控制方法。電源裝置與一負(fù)載搭配使用。電源裝置包含一電源轉(zhuǎn)換電路及一電源管理電路。電源轉(zhuǎn)換電路與一交流電源電性連接，并接收一輸入電壓。電源管理電路與電源轉(zhuǎn)換電路電性連接，并依據(jù)一觸發(fā)信號輸出一啟動(dòng)信號以啟動(dòng)電源轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生一輸出電壓。
文檔編號H02M7/04GK102594162SQ20111000646
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者薛俊生, 許敏輝 申請人:華碩電腦股份有限公司