[發(fā)明專利]低耗功率的電源供應(yīng)器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 97109700.3
• 申請(qǐng)日: 1997-04-17
• 公開（公告）號(hào): CN1050018C
• 公開（公告）日: 2000-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂芳杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 明碁電腦股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/48
• 分類號(hào): H02M7/48;H02M7/517
• 代理公司: 柳沈知識(shí)產(chǎn)權(quán)律師事務(wù)所
• 代理人: 孫履平

本發(fā)明有關(guān)于一種電源供應(yīng)器，特別是有關(guān)于一種利用一隔離裝置來(lái)達(dá)到降低開關(guān)控制線路動(dòng)作電壓的一種改良型低耗功率的電源供應(yīng)器，其不論于制造成本或功率消耗上均優(yōu)于已知技術(shù)。

目前，絕大部分的電腦產(chǎn)品及其周邊裝置均采用切換式電源(switchingpower)，而切換式電源中的核心都是使用脈寬調(diào)制(pulse?width?modulation)控制集成電路(IC)來(lái)做為電源控制線路。一般此類脈寬調(diào)制控制IC都必須有足夠的電壓及電流才能啟動(dòng)，例如3842、及3844系列的IC控制器，因此都需要有所謂的啟動(dòng)電路使IC能夠正常動(dòng)作；但是在IC啟動(dòng)以后其變成改由輔助電源(啟動(dòng)后產(chǎn)生)來(lái)供應(yīng)后續(xù)操作的能量，此啟動(dòng)電路反而成為無(wú)用且消耗功率的累贅。

圖1表示一傳統(tǒng)交換式電源供應(yīng)器的線路方框圖，為簡(jiǎn)化起見在此圖中輸出電壓的回授穩(wěn)壓控制線路則省略未予圖示。如圖1所示，一整流器1，例如是橋式整流器，將交流輸入電壓予以轉(zhuǎn)換成為直流電壓；一整流電容器2用以降低直流電壓的波紋(ripple)電壓。上述直流電壓經(jīng)一啟動(dòng)電阻3充電至啟動(dòng)電容器4來(lái)啟動(dòng)電源控制線路5(在此以3842控制器為例)，電源控制線路5啟動(dòng)后將輸出一高頻脈沖信號(hào)給一控制晶體管6(在此以N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管NMOS為例)的控制極，用以使得控制晶體管6進(jìn)行快速的切換動(dòng)作。變壓器7包含第一繞組7a(或稱主要繞組)、第二繞組7b、及第三繞組7c，其中第一繞組7a耦接至NMOS晶體管6的漏極，通過由上述控制晶體管6的動(dòng)作，第二繞組7b、及第三繞組7c將分別感應(yīng)得到一高頻脈沖電壓。第二繞組7b所感應(yīng)的脈沖電壓經(jīng)一輸出二極管9整流、及一輸出電容器10降低波紋后用以作為電源供應(yīng)器的輸出，而第三繞組7c所感應(yīng)的脈沖電壓經(jīng)一輔助二極管8整流、及一上述啟動(dòng)電容器4降低波紋后提供上述電源控制線路5工作的所需。

上述電源供應(yīng)器的工作原理如下所述，當(dāng)上述電源供應(yīng)器輸入交流電壓時(shí)，交流電壓經(jīng)整流器1、及整流電容器2轉(zhuǎn)換成為直流電壓，上述直流電壓經(jīng)由啟動(dòng)電阻3而對(duì)啟動(dòng)電容器4充電，隨著A端點(diǎn)直流電壓的增加，B端點(diǎn)的電壓電平亦隨之升高。當(dāng)B端點(diǎn)的電壓到達(dá)一特定電壓時(shí)(以3842控制器為例是16V)電源控制線路5將會(huì)啟動(dòng)，而輸出一高頻脈沖信號(hào)(其中B端電壓于啟動(dòng)后將降低至介于10～16V之間)。控制晶體管6接受上述高頻信號(hào)而進(jìn)行切換動(dòng)作，以便將能量轉(zhuǎn)換至第二繞組7b、及第三繞組7c。第二繞組7b所感應(yīng)的脈沖電壓經(jīng)一輸出二極管9整流、及一輸出電容器10降低波紋后用以作為電源供應(yīng)器的輸出，用以供給其它線路(未圖示)動(dòng)作的所需。第三繞組7c所感應(yīng)的脈沖電壓經(jīng)一輔助二極管8整流、及啟動(dòng)電容器4降低波紋后，將提供上述電源控制線路5工作的所需。

由上述可知，電源供應(yīng)器在輸入交流電壓之初，電源控制線路5啟動(dòng)所需的電壓是直流電壓經(jīng)啟動(dòng)電阻對(duì)啟動(dòng)電容器4充電而提供；而控制晶體管6開始進(jìn)行其切換動(dòng)作后，電源控制線路5工作所需的電壓則是由變壓器7的第三繞組7c所提供。然而，在啟動(dòng)電阻之上一直流通一電流將造成額外功率的損耗。啟動(dòng)電阻3的功率消耗可計(jì)算如下(以電源控制線路是3842控制器為例)。

一般電腦及其周邊裝置的輸入電源規(guī)格為交流電壓90V～264V之間，當(dāng)交流輸入電壓為最低90V時(shí)，經(jīng)由整流器1、及整流電容器2得到的直流電壓約為90V×1.414＝127.6V，3842控制器所需的啟動(dòng)電流最少為1mA，因此啟動(dòng)電阻3的最大阻值為：(DC電壓-啟動(dòng)電壓)/1mA＝(127.26V-16V)/1mA＝111260；當(dāng)交流輸入電壓為最高264V時(shí)，經(jīng)由整流器1、及整流電容器2得到的直流電壓約為264V×1.414＝373.296V，因?yàn)?842控制器啟動(dòng)后只需10V以上的工作電壓，所以啟動(dòng)電阻3的功率消耗為(DC電壓-工作電壓)²/(啟動(dòng)電阻值)＝(373.296V-10V)²/111260＝1.18W。一般電腦及其周邊設(shè)備所必備的省電功能(power?saving?function)均要求在省電模式(off-mode)下的功率消耗需介于5～8W之間或更低，因此上述約1.18W的消耗亦不可以忽視。