專(zhuān)利名稱(chēng)：電源模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電源模塊。
背景技術(shù)：
電源模塊已被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備，如電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、DVD播放機(jī)等中，其作 用在于將外部220V交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源，以提供工作電壓給負(fù)載。通常電源模塊開(kāi)啟瞬間會(huì)在其輸出端產(chǎn)生一個(gè)過(guò)沖電壓。此過(guò)沖電壓會(huì)對(duì)連接于 電源模塊輸出端的負(fù)載造成損壞。針對(duì)上述問(wèn)題，傳統(tǒng)電源模塊設(shè)計(jì)時(shí)通常采用一個(gè)光耦 來(lái)構(gòu)成反饋回路。即將光耦的第一輸入端通過(guò)分壓電阻連接電源模塊的輸出端，并在光耦 的第一輸入端和第二輸入端之間串接一個(gè)取樣電阻，同時(shí)光耦的第二輸入端接地。在電源 模塊開(kāi)啟瞬間，分壓電阻和取樣電阻共同對(duì)電源模塊輸出端產(chǎn)生的過(guò)沖電壓進(jìn)行分壓。因 此，光耦根據(jù)其第一輸入端和第二輸入端之間的電壓差值，即取樣電阻兩端分得的電壓值， 在其輸出端產(chǎn)生反饋信號(hào)。該反饋信號(hào)被輸入到電源模塊中的控制單元，該控制單元根據(jù) 反饋信號(hào)控制電源模塊的輸出端輸出較低的電壓。
然而，上述反饋信號(hào)的幅值較小，從而使得反饋效果不理想，并不能有效地抑制電 源模塊在開(kāi)啟瞬間產(chǎn)生的過(guò)沖電壓。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種防止電壓過(guò)沖的電源模塊。一種電源模塊包括電壓變換單元、輸出整流濾波單元及反饋單元及放大單元。電壓 變換單元連接交流電源，并對(duì)交流電源輸出的交流電進(jìn)行變換以生成負(fù)載交流電。輸出整流 濾波單元對(duì)負(fù)載交流電進(jìn)行整流和濾波以生成負(fù)載直流電。反饋單元對(duì)負(fù)載直流電進(jìn)行取樣 以分別產(chǎn)生第一取樣電壓和第二取樣電壓，第一取樣電壓與第二取樣電壓之間的差值為反饋 電壓，并根據(jù)該反饋電壓產(chǎn)生反饋信號(hào)，電壓變換單元根據(jù)反饋信號(hào)調(diào)整負(fù)載交流電的大小。 放大單元包括電容及二極管，電容的第一端接收該負(fù)載直流電，第二端接地。二極管的陰極與 電容的第一端相連，陽(yáng)極與該反饋電壓的低電位端相連。負(fù)載直流電對(duì)電容進(jìn)行充電以產(chǎn)生 電壓值緩慢增大的第三取樣電壓，放大單元用于在第二取樣電壓和第三取樣電壓之間的差值 達(dá)到二級(jí)管的導(dǎo)通電壓時(shí)，使反饋電壓增大。反饋單元根據(jù)增大的反饋電壓產(chǎn)生增大的反饋 信號(hào)，電壓變換單元用于根據(jù)增大的反饋信號(hào)減小負(fù)載交流電的大小。上述電源模塊，通過(guò)設(shè)置一個(gè)放大單元，如此當(dāng)電源模塊開(kāi)啟瞬間其輸出的電壓 過(guò)沖時(shí)，放大單元可使反饋電壓增大，反饋單元根據(jù)增大的反饋電壓使反饋信號(hào)增大，電壓 變換單元根據(jù)增大的反饋信號(hào)減少負(fù)載交流電的大小。從而可相應(yīng)地降低負(fù)載直流電的大 小，達(dá)到防止電源模塊輸出電壓過(guò)沖的目的。


圖1為一較佳實(shí)施方式的電源模塊的功能模塊圖。
圖2為圖1中電源模塊的電壓變換單元的功能模塊圖。圖3為圖1中電源模塊的具體電路圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示是一較佳實(shí)施方式的電源模塊100的功能模塊圖。電源模塊100用于 對(duì)交流電源200輸出的交流電進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以生成負(fù)載直流電提供給負(fù)載300作為工作電壓。 電源模塊100包括電壓變換單元10、輸出整流濾波單元20、反饋單元30及放大單元40。電壓變換單元10與交流電源200相連，以對(duì)交流電源200輸出的交流電進(jìn)行變 換，從而產(chǎn)生負(fù)載交流電。輸出整流濾波單元20用于對(duì)負(fù)載交流電進(jìn)行整流和濾波，以生成負(fù)載直流電。
反饋單元30用于對(duì)負(fù)載直流電進(jìn)行取樣，以分別產(chǎn)生第一取樣電壓和第二取樣 電壓，該第一取樣電壓和第二取樣電壓之間的差值為反饋電壓。反饋單元30根據(jù)該反饋電 壓產(chǎn)生反饋信號(hào)。放大單元40用于對(duì)負(fù)載直流電進(jìn)行取樣以產(chǎn)生第三取樣電壓，第三取樣電壓從 零開(kāi)始緩慢地上升。在本實(shí)施方式中，放大單元40包括一電容值較大的電容，電容的第一 端用于接收負(fù)載直流電，電容的第二端接地，負(fù)載直流電對(duì)電容進(jìn)行充電，從而導(dǎo)致第三取 樣電壓，即電容的第一端電壓值，從零電位緩慢地上升。放大單元40還用于在第二取樣電壓和第三取樣電壓之間的差值達(dá)到預(yù)定電壓值 時(shí)，使反饋電壓值增大。在本實(shí)施方式中，該放大單元40包括二極管，當(dāng)?shù)诙与妷汉偷?三取樣電壓之間的差值達(dá)到二極管的導(dǎo)通電壓時(shí)，第二取樣電壓被拉低至和第三取樣電壓 大致相近，即第二取樣電壓和第三取樣電壓相差一個(gè)二極管的導(dǎo)通電壓，從而使反饋電壓 值增大。反饋單元30根據(jù)增大的反饋電壓產(chǎn)生增大的反饋信號(hào)，該增大的反饋信號(hào)被傳 送到電壓轉(zhuǎn)換單元10，如此電壓轉(zhuǎn)換單元10根據(jù)該增大的反饋信號(hào)降低負(fù)載交流電的幅 值大小，從而使輸出整流濾波單元20輸出幅值較小的負(fù)載直流電。圖2所示是電壓變換單元10的功能模塊圖。電壓變換單元10包括輸入整流濾波 單元12、控制單元14及開(kāi)關(guān)變壓?jiǎn)卧?6。輸入整流濾波單元12連接交流電源200，其用于對(duì)交流電源200輸出的交流電進(jìn) 行整流和濾波，以生成初級(jí)直流電。控制單元14用于接收該初級(jí)直流電以作為啟動(dòng)電壓，并產(chǎn)生脈沖電壓。開(kāi)關(guān)變壓?jiǎn)卧?6用于接收脈沖電壓，并根據(jù)該脈沖電壓將初級(jí)直流電轉(zhuǎn)化為負(fù) 載交流電。反饋單元30所產(chǎn)生的增大的反饋信號(hào)被傳送給控制單元14，從而控制單元14根 據(jù)增大的反饋信號(hào)減少脈沖電壓的占空比，即脈沖電壓的上升沿時(shí)間較短，下降沿時(shí)間較 長(zhǎng)。在本實(shí)施方式中，開(kāi)關(guān)變壓?jiǎn)卧?6包括MOS管和變壓器，該MOS管的柵極與控制單元 14相連，該MOS管的源極通過(guò)電阻接地。該變壓器的初級(jí)線圈的一端連接輸入整流濾波單 元12，另一端連接MOS管的漏極。MOS管在脈沖電壓的上升沿導(dǎo)通，在脈沖電壓的下降沿截 止。由于MOS管Ml導(dǎo)通瞬間，變壓器的初級(jí)線圈中無(wú)電流流過(guò)，而基于電感對(duì)突變的電流有 阻礙作用的特性，因此流過(guò)初級(jí)線圈的電流是緩慢地增大的。由于MOS管的導(dǎo)通時(shí)間較短，導(dǎo)致變壓器的初級(jí)線圈中流過(guò)的電流幅值較小，變壓器的次級(jí)線圈感應(yīng)變化的電流產(chǎn)生的 負(fù)載交流電的幅值也相應(yīng)地降低。輸出整流濾波電路20基于幅值降低的負(fù)載交流電減小 負(fù)載直流電的幅值大小。當(dāng)電源模塊100在剛開(kāi)啟瞬間產(chǎn)生過(guò)沖電壓時(shí)，控制單元14可通過(guò)減少脈沖電壓 的占空比，以降低電源模塊100輸出的負(fù)載直流電的幅值大小，從而可防止負(fù)載直流電幅 值過(guò)大對(duì)負(fù)載造成損壞。圖3所示是電源模塊100的具體電路圖。輸入整流濾波單元12與交流電源200 相連。控制單元14與輸入整流濾波單元12相連。開(kāi)關(guān)變壓?jiǎn)卧?6包括MOS管Ml、下拉電 阻R7及變壓器Tl。MOS管Ml的柵極連接控制單元14，MOS管Ml的源極通過(guò)下拉電阻R7 接地。變壓器Tl具有初級(jí)線圈Ll和次級(jí)線圈L2，初級(jí)線圈Ll的一端連接輸入整流濾波單 元12，另一端與MOS管Ml的漏極相連。輸出整流濾波單元20與負(fù)載300相連。反饋單元30包括第一取樣電阻R1、第二取樣電阻R2、第一分壓電阻R3、第二分壓 電阻R4、晶閘管Q1、光耦U2。第一取樣電阻Rl的一端連接輸出整流濾波單元20，另一端連 接光耦U2的第一輸入端。第二取樣電阻R2連接于光耦U2的第一輸入端和第二輸入端之 間。晶閘管Ql的陰極連接光耦U2的第二輸入端，晶閘管Ql的陽(yáng)極接地。第一分壓電阻R3 的一端連接輸出整流濾波單元20，另一端連接晶閘管Ql的門(mén)極。第二分壓電阻R4連接于 晶閘管Ql的門(mén)極和地之間。
電阻R5的一 端連接輸出整流濾波單元20，另一端連接電容Cl的第一端。電容Cl的第二端接地。二極 管Dl的陰極連接于第三分壓電阻R5和電容Cl的第一端之間，二極管Dl的陽(yáng)極連接光耦 U2的第二輸入端，電容Cl的電容值較大。在其他實(shí)施方式中，電容Cl可為電解電容，且電 解電容的電容值較大。電源模塊100的工作原理如下當(dāng)電源模塊100剛開(kāi)啟瞬間，控制單元14輸出一個(gè)占空比較大的脈沖電壓，也即 脈沖電壓的上升沿時(shí)間較長(zhǎng)，脈沖電壓的下升沿時(shí)間較短。MOS管Ml在脈沖電壓的上升沿 導(dǎo)通，故MOS管Ml的導(dǎo)通時(shí)間較長(zhǎng)。因此流過(guò)初級(jí)線圈Ll的電流(即流過(guò)MOS管Ml的漏 極和源極之間的電流id)也較大，從而使變壓器T4的次級(jí)線圈L2產(chǎn)生的負(fù)載交流電過(guò)大， 由此輸出整流濾波單元20產(chǎn)生的負(fù)載直流電過(guò)大。第一分壓電阻R3和第二分壓電阻R4 對(duì)負(fù)載直流電進(jìn)行分壓，晶閘管Ql具有一基準(zhǔn)電壓值。因?yàn)樨?fù)載直流電較大，第二分壓電阻R4分得的電壓值也較大，如此晶閘管Ql的門(mén) 極電壓值將大于基準(zhǔn)電壓值，晶閘管Ql導(dǎo)通。當(dāng)電源模塊100穩(wěn)定工作時(shí)，負(fù)載直流電將 較為穩(wěn)定，此時(shí)第二分壓電阻R4分得的電壓值將較小，使得晶閘管Ql的門(mén)極電壓值小于基 準(zhǔn)電壓值，晶閘管Ql截止，因此第二取樣電阻R2上無(wú)電流流過(guò)，光耦U2的第一輸入端和第 二輸入端之間的電壓差為零，光耦U2的輸出端不產(chǎn)生反饋信號(hào)輸入至控制單元14。晶閘管Ql導(dǎo)通時(shí)，晶閘管Ql的陽(yáng)極和陰極之間有電流流過(guò)。第一取樣電阻Rl和 第二取樣電阻R2對(duì)負(fù)載直流電進(jìn)行分壓分別產(chǎn)生第一取樣電壓Vl和第二取樣電壓V2，光 耦U2的第一輸入端的電壓值即為第一取樣電壓VI，光耦U2的第二輸入端的電壓值即為第 二取樣電壓V2。負(fù)載直流電通過(guò)第三分壓電阻R5給電容Cl充電，因?yàn)殡娙軨l的電容值較大，故第三取樣電壓V3，即電容Cl的第一端電壓值，由零電位緩慢地上升。當(dāng)?shù)诙与妷篤2與第三取樣電壓V3之間的電壓差值達(dá)到二極管Dl的導(dǎo)通電 壓Vc (硅管二極管的導(dǎo)通電壓為0. 7V，鍺管二極管的導(dǎo)通電壓為0. 2V)時(shí)，二極管Dl導(dǎo)通， 從而使得第二取樣電壓V2被拉低到與第三取樣電壓V3大致相近，即V2 = V3+Vc。因此，光 耦U2的第一輸入端和第二輸入端之間的電壓差值，即反饋電壓V4 = V1-V2 = V1-V3-VC。電源模塊100剛開(kāi)啟瞬間其輸出的負(fù)載直流電過(guò)大(電壓過(guò)沖)時(shí)，第三取樣電 壓V3 —開(kāi)始為零電位，反饋電壓V4為其最大電壓，即V4max = Vl-Vc。此后，第三取樣電壓 V3緩慢上升至與第二取樣電壓V2之間的壓差小于Vc時(shí)，二極管Dl截止，反饋電壓緩慢下 降為 V4min = V1-V2。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有設(shè)置放大單元40的電源模塊100，其光耦U2的第一輸入端 和第二輸入端之間的電壓差值，即反饋電壓V4b = V1-V2。本發(fā)明的電源模塊100剛開(kāi)啟瞬 間，其光耦U2的反饋電壓V4大于V4b。由于光耦U2的反饋電壓值增大，從而使得流過(guò)光 耦U2的第一輸入端和第二輸入端之間的電流增大，即通過(guò)光耦U2的輸出端反饋到控制單 元14的反饋信號(hào)增大。綜上所述，電源模塊100剛開(kāi)啟瞬間其輸出的負(fù)載直流電過(guò)大(電壓過(guò)沖)時(shí)，控 制單元14可根據(jù)增大的反饋信號(hào)有效地將其輸出的脈沖電壓的占空比(脈沖寬度)減少。 如此變壓器Tl的次級(jí)線圈L2感應(yīng)初級(jí)線圈Ll中的變化 電流所產(chǎn)生的負(fù)載交流電的幅值 將降低，從而使得輸出整流濾波電路20對(duì)負(fù)載交流電進(jìn)行整流和濾波所產(chǎn)生的負(fù)載直流 電壓值也降低。如此可有效地防止電源模塊100開(kāi)啟瞬間其負(fù)載直流電過(guò)大對(duì)外部電子設(shè) 備造成損壞。本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施方式僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明， 而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍之內(nèi)，對(duì)以上實(shí)施例所作的 適當(dāng)改變和變化都落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種電源模塊，用于將交流電源輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，該電源模塊包括電壓變換單元、輸出整流濾波單元及反饋單元，該電壓變換單元用于對(duì)交流電源輸出的交流電進(jìn)行變換以生成負(fù)載交流電，該輸出整流濾波單元用于對(duì)該負(fù)載交流電進(jìn)行整流和濾波以生成負(fù)載直流電，該反饋單元用于對(duì)負(fù)載直流電進(jìn)行取樣以分別產(chǎn)生第一取樣電壓和第二取樣電壓，該第一取樣電壓和第二取樣電壓之間的差值為反饋電壓，并根據(jù)該反饋電壓產(chǎn)生反饋信號(hào)，該電壓變換單元根據(jù)反饋信號(hào)調(diào)整負(fù)載交流電的大小，其特征在于該電源模塊還包括放大單元，該放大單元包括電容及二極管，該電容的第一端接收該負(fù)載直流電，第二端接地，該二極管的陰極與電容的第一端相連，陽(yáng)極與該反饋電壓的低電位端相連，該負(fù)載直流電對(duì)電容進(jìn)行充電以產(chǎn)生電壓值緩慢增大的第三取樣電壓，該放大單元用于在第二取樣電壓和第三取樣電壓之間的差值達(dá)到二級(jí)管的導(dǎo)通電壓時(shí)，使反饋電壓增大，該反饋單元根據(jù)增大的反饋電壓產(chǎn)生增大的反饋信號(hào)，該電壓變換單元用于根據(jù)增大的反饋信號(hào)減小負(fù)載交流電的大小。
2.如權(quán)利要求1所述的電源模塊，其特征在于該放大單元使反饋電壓值增大是通過(guò) 將第二取樣電壓拉低和第三取樣電壓大致相近來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
3.如權(quán)利要求1所述的電源模塊，其特征在于該反饋單元包括光耦、晶閘管、第一取 樣電阻、第二取樣電阻、第一分壓電阻及第二分壓電阻，該第一取樣電阻的一端連接輸出整 流濾波單元，另一端連接光耦的第一輸入端，該第二取樣電阻連接于光耦的第一輸入端和 第二輸入端之間，該光耦的輸出端連接電壓變換單元，該晶間管的陰極連接光耦的第二輸 入端，該晶閘管的陽(yáng)極接地，該晶閘管的門(mén)極通過(guò)第一分壓電阻連接輸出整流濾波單元，該 晶閘管的門(mén)極還通過(guò)第二分壓電阻接地。
4.如權(quán)利要求3所述的電源模塊，其特征在于該第一取樣電壓為光耦的第一輸入端 的電壓值，該第二取樣電壓為光耦的第二輸入端的電壓值。
5.如權(quán)利要求3所述的電源模塊，其特征在于該晶閘管具有一基準(zhǔn)電壓值，當(dāng)輸入該 晶閘管的門(mén)極電壓值大于基準(zhǔn)電壓值時(shí)，該晶閘管導(dǎo)通，該晶閘管的陰極和陽(yáng)極之間有電 流流過(guò)。
6.如權(quán)利要求3所述的電源模塊，其特征在于該放大單元還包括第三分壓電阻，該第 三分壓電阻的一端連接輸出整流濾波單元，另一端連接電容的第一端，該二極管的陰極連 接于電容的第一端和第三分壓電阻之間，該二極管的陽(yáng)極連接光耦的第二輸入端。
7.如權(quán)利要求6所述的電源模塊，其特征在于該電容的容值較大，該電容可為電解電容。
8.如權(quán)利要求1所述的電源模塊，其特征在于該電壓變換單元包括輸入整流濾波單 元、控制單元及開(kāi)關(guān)變壓?jiǎn)卧撦斎胝鳛V波單元連接交流電源，其用于對(duì)交流電源輸出 的交流電進(jìn)行整流和濾波，以生成初級(jí)直流電，該控制單元用于接收該初級(jí)直流電以作為 啟動(dòng)電壓，并產(chǎn)生脈沖電壓，該開(kāi)關(guān)變壓?jiǎn)卧糜诟鶕?jù)脈沖電壓將初級(jí)直流電轉(zhuǎn)化為負(fù)載 交流電。
9.如權(quán)利要求8所述的電源模塊，其特征在于該反饋單元用于將增大的反饋信號(hào)提 供給控制單元，該控制單元根據(jù)該增大的反饋信號(hào)減少脈沖信號(hào)的占空比。
全文摘要
一種電源模塊包括電壓變換單元、輸出整流濾波單元及反饋單元及具有電容的放大單元。電壓變換單元連接交流電源，并對(duì)交流電源輸出的交流電進(jìn)行變換以生成負(fù)載交流電。輸出整流濾波單元對(duì)負(fù)載交流電進(jìn)行整流和濾波以生成負(fù)載直流電。反饋單元對(duì)負(fù)載直流電進(jìn)行取樣以分別產(chǎn)生第一取樣電壓和第二取樣電壓，第一取樣電壓與第二取樣電壓之間的差值為反饋電壓，并根據(jù)該反饋電壓產(chǎn)生反饋信號(hào)。負(fù)載直流電對(duì)電容進(jìn)行充電以產(chǎn)生電壓值緩慢增大的第三取樣電壓，放大單元用于在第二取樣電壓與第三取樣電壓的差值達(dá)到二級(jí)管的導(dǎo)通電壓時(shí)，使反饋電壓增大。反饋單元根據(jù)增大的反饋電壓使反饋信號(hào)增大，電壓變換單元根據(jù)增大的反饋信號(hào)減小負(fù)載交流電的大小。
文檔編號(hào)H02M7/02GK101834533SQ200910300799
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月11日
發(fā)明者魯建輝 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司