專利名稱：開關(guān)式電源供應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電源供應(yīng)裝置，特別是指一種開關(guān)式電源供應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
在日常的生活中，電源供應(yīng)器一般而言是用來將商業(yè)上可利用的交流電源(如來自市電插座的交流電)轉(zhuǎn)換成直流電源，以提供給電器裝置來使用。例如，使用在個人電腦中的電源供應(yīng)器的轉(zhuǎn)換技術(shù)，是基于利用開關(guān)裝置的開關(guān)操作以提供多種預(yù)定準(zhǔn)備的直流輸出電壓。這一類的電源供應(yīng)器一般稱為開關(guān)式(或稱交換式)電源供應(yīng)器。而，開關(guān)式電源供應(yīng)器的電源的含義經(jīng)常是視其排除突然的干擾或是維持電源轉(zhuǎn)換效率的能力而定?？赡芤痣娫垂?yīng)器的電源品質(zhì)的不穩(wěn)定的常見問題，主要包含電壓驟降，突波訊號等。其中，突波訊號的電壓其可為一交換式電源供應(yīng)器所預(yù)期能夠接受的電壓的數(shù)倍。若是突波訊號過大，輸出電壓將會脫離控制且開始劇烈的跳動。由電源供應(yīng)器所產(chǎn)生的不穩(wěn)定的輸出電壓，將可能損害到電源供應(yīng)器來供電之其他電子電路。因此，現(xiàn)有的開關(guān)式電源供應(yīng)器通常會在連接負(fù)載的輸出端處設(shè)置限流元件/限壓元件可透過回授單元以回授控制開關(guān)式電源供應(yīng)器的一次側(cè)，當(dāng)開關(guān)式電源供應(yīng)器出于穩(wěn)定運(yùn)動狀態(tài)下，其中開關(guān)式電源供應(yīng)裝置依據(jù)額定電流/額定電壓的數(shù)值以驅(qū)動負(fù)載， 因此，使提供給負(fù)載的輸出電流/輸出電壓即可被保持住不再上升。一般來說，當(dāng)開關(guān)式電源供應(yīng)器初始啟動以驅(qū)動負(fù)載時，因負(fù)載的特性，輸出至負(fù)載的工作電流可能會以突波方式快速爬升，使工作電流瞬間到達(dá)額度電流的數(shù)值。然而，在初始啟動的瞬間，輸出至負(fù)載的工作電壓很可能還未提升到適當(dāng)?shù)碾妷簻?zhǔn)位，便因為工作電流已達(dá)到額定電流而使工作電壓被鉗止不再上升。如此一來，因初始啟動時的限流機(jī)制， 現(xiàn)有的開關(guān)式電源供應(yīng)器便無法提供給負(fù)載穩(wěn)定且足夠的工作電壓。
實用新型內(nèi)容為解決上述問題，本實用新型提供一種提供給負(fù)載穩(wěn)定且足夠的工作電壓的開關(guān)式電源供應(yīng)裝置。本實用新型提供的開關(guān)式電源供應(yīng)裝置，耦接于一交流電源與一負(fù)載之間，所述開關(guān)式電源供應(yīng)裝置包括所述開關(guān)式電源供應(yīng)裝置包括整流單元，與所述交流電源電性連接；脈寬調(diào)變控制單元，與所述整流單元電性連接；變壓器，所述變壓器具有一次側(cè)及二次側(cè)；所述脈寬調(diào)變控制單元電性連接至所述一次側(cè)；定電流電路單元，與所述變壓器的所述二次側(cè)電性連接，其中所述定電流電路單元包含電壓放大器元件，其包含第一輸入端，及第二輸入端和輸出端；第一電阻，耦接于所述第一輸入端與所述第二輸入端之間；以及第二電阻；[0014]參考電壓電路，所述參考電壓電路串接所述第二電阻并電性連接至所述第二輸入端；回授單元，耦接于所述電壓放大器的所述輸出端與所述脈寬調(diào)變控制單元之間；及電流補(bǔ)償單元，包括串聯(lián)的第三電阻與一電容，所述電流補(bǔ)償單元與所述第二電阻并聯(lián)。本實用新型提供的開關(guān)式電源供應(yīng)裝置在初始啟動以額定電流驅(qū)動負(fù)載過程中， 初期可利用大于額定電流的初始峰值電流驅(qū)動負(fù)載，隨后則以額定定電流模式提供至負(fù)載。其通過增加簡單的電阻電容串聯(lián)元件補(bǔ)償至電流元件上，使定電流電路具有可提供暫態(tài)峰值電流的機(jī)制，有效解決初始啟動驅(qū)動負(fù)載時所需暫態(tài)峰值電流現(xiàn)象。
[0018]附圖1為本實用新型--種開關(guān)式電源供應(yīng)裝置的功能方塊圖；[0019]附圖2為本實用新型--種開關(guān)式電源供應(yīng)裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖。[0020]元件符號說明[0021]開關(guān)式電源供應(yīng)裝置100;整流電源110;脈寬調(diào)變控制單元120[0022]變壓器130 ；定電流電路單元140 ；回授單元150 ；[0023]電流補(bǔ)償單元160 ；參考電壓電路170 ；交流電源200 ；[0024]負(fù)載202 ；界面輸出端V+;接地端GND ；[0025]電壓放大器元件OP ；第一電阻R104 ；第二電阻fci;[0026]第三電阻Rb ；電容Cb ；第四電阻R102 ；[0027]電阻R101，；電阻R107 ；精密參考電壓芯片172。
具體實施方式
為了更好的理解本實用新型內(nèi)容，下面將結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)一步說明。請參見附圖1，為本實用新型的第一實施例，一種開關(guān)式電源供應(yīng)裝置100的功能方塊圖，如圖1所示，開關(guān)式電源供應(yīng)裝置100耦接于交流電源200與負(fù)載202之間，開關(guān)式電源供應(yīng)裝置100包含整流單元110、脈寬之間，開關(guān)式電源供應(yīng)裝置100包含整流單元 110、脈寬調(diào)變控制單元120、變壓器130、定電流電路單元140、回授單元150、電流補(bǔ)償單元 160以及參考電壓電路170。在此實施例中，整流單元110用以對交流電源200進(jìn)行整流，并供電給脈寬調(diào)變控制單元130.脈寬調(diào)變控制單元120。脈寬調(diào)變控制單元120依此產(chǎn)生脈寬調(diào)變調(diào)變訊號至變壓器130的一次側(cè)。接著，變壓器130的二次側(cè)便可據(jù)以產(chǎn)生電力輸出至輸出界面(在此實施例中，輸出界面包含界面輸出端V+以及接地端GND)，進(jìn)而驅(qū)動耦接于輸出界面負(fù)載 202。此外，在此實施例中，定電流電路單元140分別與輸出界面的界面輸出端V+以及接地端GND耦接，定電流電路單元140可透過參考電壓電力170偵測輸出界面上的電力輸出，并由定電流電路單元140中的電壓放大器元件進(jìn)行比較，當(dāng)電力輸出的工作電流達(dá)到定電流電路單元140預(yù)定的額定電流時，電壓放大器元件的輸出端便可產(chǎn)生控制訊號至回授單元150，并經(jīng)過回授單元150回授控制脈寬調(diào)變控制單元120。[0032]然而，在實際應(yīng)用中，當(dāng)開關(guān)式電源供應(yīng)器100初始啟動以驅(qū)動負(fù)載202時，因負(fù)載202的特性，輸出至負(fù)載202的工作電流可能會以突波方式快速爬升，使工作電流瞬間達(dá)到額定電流的數(shù)值。然而，在初始啟動的瞬間，輸出至負(fù)載202的工作電壓很可能還未提升到適當(dāng)?shù)碾妷簻?zhǔn)位，便因為工作電流已達(dá)到而定電流而使工作電壓被鉗止不再上升。因此， 本實用新型的電流補(bǔ)償單元160可在開關(guān)式電源供應(yīng)裝置100初始啟動的預(yù)定時間內(nèi)運(yùn)行，使開關(guān)式電源供應(yīng)裝置100以大于而定電流的初始峰值電流驅(qū)動負(fù)載202，關(guān)于開關(guān)式電源供應(yīng)裝置100與電流補(bǔ)償單元160的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，在下面進(jìn)行闡述。首先，請同時參見附圖2，為本實用新型實施例中一種開關(guān)式電源供應(yīng)裝置100的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，整流單元100與交流電源200電性連接。脈寬調(diào)變控制單元120與整流單元Iio電性連接。變壓器130具有一次側(cè)與二次側(cè)，脈寬調(diào)變控制單元120電性連接至變壓器130的一次側(cè)。變壓器130的二次側(cè)分別藕接至輸出界面的界面輸出端V+以及接地端GND。定電流電路單元160與變壓器130的二次側(cè)電性連接。其中，定電流電路單元160 至少包含電壓放大器元件0P、第一電阻R104以及第二電阻Ra。電壓放大器元件OP包含第一輸入端(負(fù)端)、第二輸入端(正端)以及輸出端。第一電阻R104 —端電性連接至電壓放大器元件OP的第一輸入端(負(fù)端)，第一電阻R104的另一端電性連接至輸出界面的接地端GND并經(jīng)過電阻RlOl與電阻R107藕接至電壓放大器元件OP的第二輸入端(正端)。參考電壓電路170與第二電阻Ra串接，且第二電阻Ra電性連接至電壓放大器元件OP的第二輸入端(正端)?；厥趩卧?50藕接于電壓放大器元件OP的輸出端與脈寬調(diào)變控制單元120之間。電流補(bǔ)償單元160包含串聯(lián)的第三電阻Rb與電容Cb，電流補(bǔ)償單元160與第二電阻Ra并聯(lián)。優(yōu)選的，在一般情況下，即開關(guān)式電源供應(yīng)裝置100處于穩(wěn)定運(yùn)作狀態(tài)時，電流補(bǔ)償單元160中的電容Cb視為斷路，電流補(bǔ)償單元160不運(yùn)行。此時，定電流電路單元160 中的電壓放大器元件OP根據(jù)兩輸入端的電壓準(zhǔn)位比對，產(chǎn)生控制訊號至回授單元150，并經(jīng)過回授單元150回授控制脈寬調(diào)變控制單元120.也就是說，透過適當(dāng)調(diào)整定電流電路單元140中的第一電阻R104與第二電阻Ra之阻值并配合參考電壓電路170的阻值設(shè)定，定電流電路單元140可用以使開關(guān)式電源共供應(yīng)裝置100的電力輸出具有一個最大的額定電流。另一方面，當(dāng)開關(guān)式電源供應(yīng)裝置100初始啟動的預(yù)定時間內(nèi)，電流補(bǔ)償單元160 運(yùn)行，在電流補(bǔ)償單元160中電容Cb充電的時間內(nèi)，電流補(bǔ)償單元160中第三電阻Rb與電容Cb與第二電阻Ra并聯(lián)，電壓放大器元件OP的第二輸入端(正端)的等效電阻阻值下降。 如此一來，等效于將開關(guān)式電源供應(yīng)裝置100的輸出斷流最大值暫時性的提高，在這一段時間內(nèi)，使該開關(guān)式電源供應(yīng)裝置100以大于原先額定電流的初始峰值電流驅(qū)動負(fù)載202. 其中，預(yù)定時間的長短可根據(jù)第三電阻Rb與電容Cb而定，如預(yù)定時間正比于第三電阻Rb 與電容Cb所形成的時間常數(shù)(Rb阻值與Cb電容值的乘積)。如圖2所示，參考電壓電路170是由一精密參考電壓芯片172以及第四電阻R102串聯(lián)而成。在實施例中，其精密參考電壓芯片172的型號選用TL431.另，回授單元150可選用光耦合元件。綜上所述，本實用新型提出的開關(guān)式電源供應(yīng)裝置，其中開關(guān)式電源供應(yīng)裝載在初始啟動以額定電流驅(qū)動負(fù)載過程中，初期可利用大于額定電流的初始峰值電流驅(qū)動負(fù)載，隨后則以額定定電流模式提供至負(fù)載。其通過增加簡單的電阻電容串聯(lián)元件補(bǔ)償至定電流電路元件上，使定電流電路具有可提供暫態(tài)峰值電流的機(jī)制，有效解決初始啟動驅(qū)動負(fù)載時所需暫態(tài)峰值電流現(xiàn)象。綜上所述，實施例不過是本實用新型的優(yōu)選最佳實施方案，不可理解為對本實用新型的保護(hù)范圍限定，對于本領(lǐng)域的技術(shù)工作人員根據(jù)本實用新型所做的不超出本實用新型技術(shù)方案的調(diào)整和改動，應(yīng)該認(rèn)為落在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種開關(guān)式電源供應(yīng)裝置，耦接于一交流電源與一負(fù)載之間，其特征在于所述開關(guān)式電源供應(yīng)裝置包括整流單元，與所述交流電源電性連接； 脈寬調(diào)變控制單元，與所述整流單元電性連接；變壓器，所述變壓器具有一次側(cè)及二次側(cè)；所述脈寬調(diào)變控制單元電性連接至所述一次側(cè)；定電流電路單元，與所述變壓器的所述二次側(cè)電性連接，其中所述定電流電路單元包含電壓放大器元件，其包含第一輸入端，及第二輸入端和輸出端；第一電阻，耦接于所述第一輸入端與所述第二輸入端之間；以及第二電阻； 參考電壓電路，所述參考電壓電路串接所述第二電阻并電性連接至所述第二輸入端； 回授單元，耦接于所述電壓放大器的所述輸出端與所述脈寬調(diào)變控制單元之間； 及電流補(bǔ)償單元，包括串聯(lián)的第三電阻與一電容，所述電流補(bǔ)償單元與所述第二電阻并聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)式電源供應(yīng)裝置，其特征在于所述參考電壓電路是由一精密參考電壓芯片及第四電阻串聯(lián)而成。
3.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)式電源供應(yīng)裝置，其特征在于所述精密參考電壓芯片的型號為TL431。
4.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)式電源供應(yīng)裝置，其特征在于所述回授單元為光耦合元件。
專利摘要本實用新型提供一種開關(guān)式電源供應(yīng)裝置，包括整流單元；脈寬調(diào)變控制單元；變壓器，所述變壓器具有一次側(cè)及二次側(cè)；定電流電路單元，與所述變壓器的所述二次側(cè)電性連接，其中所述定電流電路單元包含電壓放大器元件，其包含第一輸入端，及第二輸入端和輸出端；第一電阻，耦接于所述第一輸入端與所述第二輸入端之間；以及第二電阻；參考電壓電路，所述參考電壓電路串接所述第二電阻并電性連接至所述第二輸入端；回授單元，耦接于所述電壓放大器的所述輸出端與所述脈寬調(diào)變控制單元之間；及電流補(bǔ)償單元，包括串聯(lián)的第三電阻與一電容，所述電流補(bǔ)償單元與所述第二電阻并聯(lián)。本實用新型提供的開關(guān)式電源供應(yīng)裝置可使負(fù)載穩(wěn)定且足夠的工作電壓。
文檔編號H02M3/335GK202160112SQ20112016719
公開日2012年3月7日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者彭希和 申請人:明緯(廣州)電子有限公司