[發明專利]切換式電源供應器

有效

• 申請號: 201210401121.8
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN103780093B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 林建宇;賴威列;劉亞哲;羅有綱;邱煌仁;林政廷
• 申請（專利權）人: 光寶電子（廣州）有限公司;光寶科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/42;H02M1/14
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司11019
• 代理人: 壽寧

技術領域

本發明涉及一種電源供應器，特別是指一種可以抑制輸出漣波的切換式電源供應器。

背景技術

隨著時代的進步，電子產品已經廣泛的應用在人類的生活中，但能源短缺的問題日益嚴重，使得人們越來越重視電子產品的使用效率。而大部分的電子產品均需使用交流/直流轉換器，將電力系統中的交流電源轉換成電子產品需要的直流電源，故需要廣泛探討及研究各種低成本且高效率的交流/直流轉換器。

現今的交流/直流轉換大多使用二極管整流來達成，此種作法雖然便宜以及簡單牢固，但由于輸入電流的嚴重非線性失真，使得低頻諧波大量增加，導致功率因數(Power?Factor)過低而增加虛功率，造成能量的耗費，同時也會造成電力系統的不穩定，影響供電的品質。

參閱圖1，為現今電源供應器的電路架構，其中以適配器(Adapter)900為例說明。現今的適配器900多為兩級式的架構，前級為升壓型(Boost)功率因數修正器910，后級為隔離型直流/直流轉換器920。然而，在市電較不穩的地區(例如：東南亞地區)，升壓型功率因數修正器910中的電容C會需較高的耐壓，以防止輸入電壓的不穩定導致適配器900的電路毀壞，但是高耐壓電容C(通常是電解電容)的體積過大，且由于電解電容較稀少使得成本較高。因此，如何實現低成本、高功率因數及高轉換效率的電源供應器遂為本發明的重點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低成本、高功率因數且高轉換效率的切換式電源供應器。

本發明切換式電源供應器，用以提供負載穩定的電壓輸出，該切換式電源供應器包含整流電路、返馳式(Flyback)電壓轉換電路及非隔離式電壓調整電路。整流電路接收交流信號，并將該交流信號整流后輸出。返馳式電壓轉換電路電連接整流電路，用于將整流后的交流信號轉換成直流信號。非隔離式電壓調整電路電連接返馳式電壓轉換電路與負載之間，用以消除該直流信號的電壓漣波后輸出至負載。如此將不需要在返馳式電壓轉換電路20前設置高壓電容器，可大幅減少切換式電源供應器的體積及材料成本。

進一步地，返馳式電壓轉換電路包括變壓電路、切換開關、導通元件及電容。變壓電路的一次側的一端電連接整流電路，另一端則電連接切換開關；切換開關具有電連接變壓電路的一次側的第一端、受控的控制端及接地的第二端；導通元件可位于高壓側(High?Side)且具有電連接變壓電路的二次側的一端的第一端，及電連接非隔離式電壓調整電路的第二端，電容的一端電連接該導通元件的第二端，另一端則電連接變壓電路的二次側的另一端。較佳地，電容與變壓電路的二次側的連接處為接地。

此外，導通元件也可位于低壓側(Low?Side)，而在此情況下，電容的一端電連接變壓電路的二次側的一端，導通元件的第一端電連接電容的另一端，導通元件的第二端電連接變壓電路的二次側的另一端。

導通元件可以是二極管或各種半導體開關，例如：金氧半場效晶體管(MOSFET)等。

非隔離式電壓調整電路可為同步整流降壓型(Buck)轉換器，其中包括第一開關、第二開關、儲能電感及儲能電容。第一開關具有電連接返馳式電壓轉換電路的第一端、受控的控制端及第二端；第二開關具有電連接該第一開關的第二端的第一端、受控的控制端及接地的第二端；儲能電感的一端電連接第二開關的第一端，另一端電連接負載；儲能電容的一端電連接負載，另一端接地。

非隔離式電壓調整電路也可以是升壓型(Boost)轉換器或是升-降壓型(Buck-Boost)轉換器，其架構的選擇取決于返馳式電壓轉換電路的輸出電壓。

本發明的有益效果在于：借由前級返馳式電壓轉換電路修正功率因數，后端的非隔離式電壓調整電路消除電壓漣波，可避免輸入端使用高壓的電解電容，且同時達到高功率因數、高轉換效率且低電壓漣波與低成本和體積小等優點。

附圖說明

圖1是說明現有兩級式適配器的電路圖；

圖2是說明本發明切換式電源供應器的較佳實施例；

圖3是說明本實施例的返馳式電壓轉換電路的電路圖，其中導通元件位于高壓側(High?Side)且以二極管D為例作說明；

圖4是說明本實施例的返馳式電壓轉換電路的電路圖，其中導通元件位于低壓側(Low?Side)且以晶體管M為例作說明；

圖5是說明本實施例的非隔離式電壓調整電路的電路圖；

圖6是說明本實施例的切換式電源供應器在交流信號電壓為90、115、230與264(V)，且在額定輸出功率的25%、50%、75%及100%之下的轉換效率的曲線圖；及