專利名稱：電源設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源設(shè)備，更具體地講，涉及一種能夠保護(hù)電路免于過(guò)電壓的電源設(shè)備。
背景技術(shù)：
圖1是傳統(tǒng)電源設(shè)備的控制框圖。以下，將描述將輸入AC功率轉(zhuǎn)換成DC功率的AC/DC轉(zhuǎn)換器作為電源設(shè)備的一個(gè)示例。
如圖1所示，AC/DC轉(zhuǎn)換器包括AC輸入部分100，用于從外部接收商業(yè)AC功率(AC110/220V)；整流器110，對(duì)來(lái)自AC輸入部分100的AC功率進(jìn)行整流；平滑部分120，平滑從整流器120輸出的整流電壓。此外，AC/DC轉(zhuǎn)換器還包括使平滑部分120的輸出電壓保持恒定的輸出電壓補(bǔ)償電路160。
輸出電壓補(bǔ)償電路160包括開關(guān)部分140，用于被打開/關(guān)閉以使平滑部分120的輸出電壓保持恒定；電壓檢測(cè)部分130，用于檢測(cè)平滑部分120的輸出電壓的電平；開關(guān)控制器150，用于根據(jù)檢測(cè)出的輸出電壓的電平控制打開/關(guān)閉開關(guān)部分140的次數(shù)，或打開時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間。
開關(guān)控制器150將由電壓檢測(cè)部分130檢測(cè)的輸出電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，并且當(dāng)輸出電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí)，通過(guò)減小打開/關(guān)閉開關(guān)部分140的次數(shù)來(lái)降低輸出電壓。相反，當(dāng)輸出電壓小于基準(zhǔn)電壓時(shí)，開關(guān)控制器150通過(guò)增大打開/關(guān)閉開關(guān)部分140的次數(shù)來(lái)提高輸出電壓。
通常，開關(guān)控制器150包含過(guò)電壓保護(hù)電路，當(dāng)輸出電壓的電平驟變時(shí)，過(guò)電壓保護(hù)電路停止開關(guān)部分140的操作，或?qū)㈤_關(guān)控制器150轉(zhuǎn)變?yōu)殚V鎖模式。
因此，通過(guò)根據(jù)輸出電壓的電平來(lái)控制開關(guān)部分140，可以保護(hù)AC/DC轉(zhuǎn)換器免于過(guò)電壓。
然而，這種傳統(tǒng)電源設(shè)備的問(wèn)題在于如果由于檢測(cè)輸出電壓的電平的電壓檢測(cè)部分130的誤操作導(dǎo)致輸出電壓的電平緩慢變化，則開關(guān)部分不能保護(hù)電源設(shè)備免于過(guò)電壓。
例如，電壓檢測(cè)單元130包括多個(gè)電阻器并通過(guò)由電阻器分壓的電壓來(lái)檢測(cè)輸出電壓。在這種情況下，如果輸出電壓超過(guò)每個(gè)電阻器的額定電壓，則可以電阻器開路。
因此，被開路的電阻器上被施加的輸出電壓比其它電阻器上被施加的電壓高，從而檢測(cè)的輸出電壓的電平變得小于基準(zhǔn)電壓的電平。因此，開關(guān)控制器150輸出信號(hào)以增大打開/關(guān)閉開關(guān)部分140的次數(shù)，從而逐漸增大輸出電壓的電平。這時(shí)，如果輸出電壓的電平變得高出大約1.2至1.5倍或者大于平滑部分120的耐壓，則平滑部分120的電解質(zhì)電容器不能承受這種過(guò)電壓，這可能導(dǎo)致電解質(zhì)電容器的爆炸。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一方面提供了一種電源設(shè)備，所述電源設(shè)備即使在輸出電壓緩慢增大及輸出電壓快速增大時(shí)也能夠保護(hù)電路。
本發(fā)明的另一方面提供了一種電源設(shè)備，所述電源設(shè)備即使當(dāng)由于檢測(cè)輸出電壓的模塊的誤操作引起過(guò)電壓時(shí)也能夠保護(hù)電路。
本發(fā)明的前述和/或其它方面通過(guò)提供一種電源設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述電源設(shè)備包括電源部分，用于供給功率；電壓檢測(cè)部分，使用至少一個(gè)電阻器檢測(cè)從所述電源部分供給的功率的電壓電平；開關(guān)轉(zhuǎn)換部分，基于由所述電壓檢測(cè)部分檢測(cè)的電壓電平來(lái)打開/關(guān)閉，以使得所述電源部分輸出具有恒定的電壓電平的功率；恒壓發(fā)生部分，用于當(dāng)從所述電源部分供給的功率的電壓電平逐漸增大時(shí)，接收施加到所述至少一個(gè)電阻器的功率，將接收的功率降低到預(yù)設(shè)的正常電壓電平，然后將降低的電壓供給到所述開關(guān)轉(zhuǎn)換部分。
優(yōu)選地，所述開關(guān)轉(zhuǎn)換部分包括調(diào)節(jié)功率的電壓電平的開關(guān)部分和控制所述開關(guān)部分的開關(guān)控制器，所述開關(guān)控制器將由所述電壓檢測(cè)部分檢測(cè)的電壓電平與預(yù)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)的電壓電平低于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)增大開關(guān)/關(guān)閉所述開關(guān)部分的次數(shù)，當(dāng)檢測(cè)的電壓電平高于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)減小開關(guān)/關(guān)閉所述開關(guān)部分的次數(shù)。
優(yōu)選地，所述恒壓發(fā)生部分包括與至少一個(gè)電阻器并聯(lián)連接的穩(wěn)壓二極管，所述穩(wěn)壓二極管具有與所述至少一個(gè)電阻器的電阻對(duì)應(yīng)的擊穿電壓。
優(yōu)選地，當(dāng)所述至少一個(gè)電阻器兩端的電壓大于所述擊穿電壓時(shí)，所述穩(wěn)壓二極管導(dǎo)電，從而向所述開關(guān)控制器施加功率。
優(yōu)選地，所述電壓檢測(cè)部分包括串聯(lián)連接的第一電阻器、第二電阻器、第三電阻器和第四電阻器，所述恒壓發(fā)生部分包括第一穩(wěn)壓二極管和第二穩(wěn)壓二極管，所述第一穩(wěn)壓二極管的陰極連接到所述第一電阻器的上端，所述第一穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極連接到所述第二電阻器的下端，所述第二穩(wěn)壓二極管的陰極連接到第二電阻器的上端，所述第二穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極連接到第三電阻器的下端。
優(yōu)選地，當(dāng)所述第一電阻器兩端的電壓增大并且所述第一電阻器和第二電阻器之間的電壓差大于所述第一穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓時(shí)，對(duì)所述第一穩(wěn)壓二極管施加功率。
優(yōu)選地，當(dāng)所述第三電阻器兩端的電壓增大并且所述第二電阻器和所述第三電阻器之間的電壓差大于所述第二穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓時(shí)，對(duì)所述第二穩(wěn)壓二極管施加功率。
優(yōu)選地，當(dāng)所述第二電阻器兩端的電壓增大并且所述第二電阻器和第三電阻器之間的電壓差大于所述第一穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓時(shí)，對(duì)所述第一穩(wěn)壓二極管施加功率，當(dāng)所述第二電阻器兩端的電壓增大并且所述第二電阻器和所述第三電阻器之間的電壓差大于所述第二穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓時(shí)，對(duì)所述第二穩(wěn)壓二極管施加電壓。


下面通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，本發(fā)明的以上和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚和更易于理解，其中圖1是傳統(tǒng)電源設(shè)備的控制框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電源設(shè)備的控制框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電壓檢測(cè)部分和恒壓發(fā)生部分的電路圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)施例的示例示出在附圖中。
在下面的描述中，AC/DC轉(zhuǎn)換器將作為本發(fā)明的電源設(shè)備的示例示出，相同的元件用相同的標(biāo)號(hào)表示。
如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電源設(shè)備包括電源部分10、電壓檢測(cè)部分30、開關(guān)轉(zhuǎn)換部分20和恒壓發(fā)生部分40。
電源部分10供應(yīng)從外部輸入AC功率轉(zhuǎn)換成的DC功率。電源部分10包括AC輸入部分11、整流部分13和平滑部分15。電源部分10可包括EMI(電磁干擾)濾波器，EMI濾波器防止引入到電源設(shè)備中的AC功率的輸入線的噪聲毀壞電源設(shè)備的內(nèi)部部件。
整流部分13對(duì)經(jīng)AC輸入部分11輸入的AC功率進(jìn)行整流，并可以通過(guò)將AC功率的AC電壓轉(zhuǎn)換成DC電壓的整流二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。平滑部分15可以通過(guò)平滑DC電壓中的脈動(dòng)分量的電容器來(lái)實(shí)現(xiàn)。將通過(guò)平滑部分15被平滑的功率輸出到需要功率并連接到電源設(shè)備的各種模塊。
開關(guān)轉(zhuǎn)換部分20包括開關(guān)部分21和開關(guān)控制器23，開關(guān)部分21使從平滑部分15輸出的電壓電平保持恒定。
開關(guān)部分21從開關(guān)控制器23接收打開信號(hào)或關(guān)閉信號(hào)，然后被打開/關(guān)閉以調(diào)節(jié)DC功率的電壓電平。開關(guān)部分21可以通過(guò)使用MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的開關(guān)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。
開關(guān)控制器23基于由電壓檢測(cè)部分30檢測(cè)的電壓電平來(lái)控制開關(guān)部分21，這將在后面描述。開關(guān)控制器23可包括比較器(例如，誤差放大器、OP放大器等)，該比較器將檢測(cè)到的電壓與預(yù)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。開關(guān)控制器23通過(guò)根據(jù)比較器的比較結(jié)果調(diào)節(jié)打開/關(guān)閉開關(guān)部分21的次數(shù)，從而控制從平滑部分15輸出的電壓電平以使該電壓電平保持在預(yù)定的電平。
例如，在由電壓檢測(cè)部分30檢測(cè)的電壓高于基準(zhǔn)電壓的情況下，開關(guān)控制器23增加打開/關(guān)閉開關(guān)部分21的次數(shù)；在由電壓檢測(cè)部分30檢測(cè)的電壓低于基準(zhǔn)電壓的情況下，開關(guān)控制器23減少打開/關(guān)閉開關(guān)部分21的次數(shù)。
同時(shí)，開關(guān)控制器23包括過(guò)電壓保護(hù)電路，當(dāng)輸出電壓驟增時(shí)，過(guò)電壓保護(hù)電路停止提供到開關(guān)部分21的開關(guān)信號(hào)，或者將開關(guān)控制器23轉(zhuǎn)變成閂鎖模式。
以下，將參照?qǐng)D3更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電壓檢測(cè)部分30和恒壓發(fā)生部分40。在附圖中，提供電容器Cap作為平滑部分15。
連接到平滑部分15的電壓檢測(cè)部分30檢測(cè)從平滑部分15輸出的功率的電壓電平，并且包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)連接的電阻器。
具體地講，如圖3所示，電壓檢測(cè)部分30可以通過(guò)包括第一至第四電阻器R1至R4的分壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一至第四電阻器R1至R4將從平滑部分15輸出的功率的電壓電平分壓，第四電阻器兩端的電壓電平被施加到開關(guān)控制器23。
恒壓發(fā)生部分40與電壓檢測(cè)部分30的電阻器并聯(lián)連接。在由于電壓檢測(cè)部分30的電阻器的誤操作而導(dǎo)致的輸出功率的電壓電平緩慢增長(zhǎng)的情況下，恒壓發(fā)生部分40攔截電阻器的功率，將攔截的功率的電壓降低預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)電壓電平，然后將降低的電壓施加到開關(guān)控制器23。恒壓發(fā)生部分40可通過(guò)穩(wěn)壓二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)壓二極管是即使在電流由于負(fù)載的變化而變化時(shí)也能保持電壓恒定的半導(dǎo)體器件，例如齊納二極管或瞬態(tài)電壓抑制二極管(TVS-二極管)。
在這個(gè)實(shí)施例中，恒壓發(fā)生部分40包括第一穩(wěn)壓二極管Z1和第二穩(wěn)壓二極管Z2。第一穩(wěn)壓二極管Z1的陰極連接到第一電阻器R1的上端，第一穩(wěn)壓二極管Z1的陽(yáng)極連接到第二電阻器R2的下端，第二穩(wěn)壓二極管Z2的陰極連接到第二電阻器R2的上端，第二穩(wěn)壓二極管Z2的陽(yáng)極連接到第三電阻器R3的下端。
當(dāng)陽(yáng)極和陰極之間的電勢(shì)差(即，電壓)超過(guò)其擊穿電壓時(shí)，穩(wěn)壓二極管導(dǎo)電。因此，穩(wěn)壓二極管被設(shè)計(jì)為具有對(duì)應(yīng)于與穩(wěn)壓二極管并聯(lián)連接的電阻器的電阻的擊穿電壓。如果與穩(wěn)壓二極管并聯(lián)連接的電阻器兩端的電壓大于穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓，則穩(wěn)壓二極管導(dǎo)電，以攔截電阻器的功率，并將功率電壓降低至擊穿電壓，并將降低的電壓施加到開關(guān)控制器23。
因此，當(dāng)電壓檢測(cè)部分30的電阻器誤操作時(shí)，降低供應(yīng)到開關(guān)控制器23的功率的電壓電平，從而防止來(lái)自平滑部分15的輸出電壓逐漸增大。
以下，將更詳細(xì)地描述根據(jù)電壓檢測(cè)部分30的操作的功率的流動(dòng)。
當(dāng)電壓檢測(cè)部分30正常操作時(shí)，由于與穩(wěn)壓二極管Z1和Z2并聯(lián)連接的電阻器兩端的電壓低于穩(wěn)壓二極管Z1和Z2的擊穿電壓，所以來(lái)自平滑部分15的功率經(jīng)第一通路I被供給至開關(guān)控制器23。
當(dāng)?shù)谝浑娮杵鱎1由于被開路而誤操作時(shí)，第一電阻器R1和第二電阻器R2之間的電勢(shì)差變得大于使第一穩(wěn)壓二極管Z1導(dǎo)電的擊穿電壓。因此，第一穩(wěn)壓二極管Z1導(dǎo)電，從而來(lái)自平滑部分15的功率經(jīng)第二通路II被供給至開關(guān)控制器23。
當(dāng)?shù)谌娮杵鱎3由于被開路而誤操作時(shí)，第二電阻器R2和第三電阻器R3之間的電勢(shì)差變得大于使第二穩(wěn)壓二極管Z2導(dǎo)電的擊穿電壓。因此，第二穩(wěn)壓二極管Z2導(dǎo)電，從而來(lái)自平滑部分15的功率經(jīng)第三通路III被供給至開關(guān)控制器23。
當(dāng)?shù)诙娮杵鱎2由于被打開而誤操作時(shí)，第一穩(wěn)壓二極管和第二穩(wěn)壓二極管中擊穿電壓較低的一個(gè)導(dǎo)電。因此，來(lái)自平滑部分15的功率經(jīng)第二通路II或第三通路III被供給至開關(guān)控制器23。
當(dāng)?shù)谒碾娮杵鱎4由于被打開而誤操作時(shí)，施加到開關(guān)控制器23的電壓電平驟增，因此，開關(guān)控制器23的內(nèi)部保護(hù)電路工作，以停止開關(guān)信號(hào)或?qū)㈤_關(guān)控制器23轉(zhuǎn)變?yōu)殚V鎖模式。
此外，當(dāng)電壓檢測(cè)單元30的電阻器和恒壓發(fā)生部分40的穩(wěn)壓二極管短路時(shí)，施加到開關(guān)控制器23的電壓電平也驟增，因此，開關(guān)控制器23的內(nèi)部保護(hù)電路工作，以停止開關(guān)信號(hào)或?qū)㈤_關(guān)控制器23轉(zhuǎn)變?yōu)殚V鎖模式。
因此，當(dāng)輸出功率的電壓電平不管是驟增還是緩慢變化時(shí)，均能保護(hù)開關(guān)控制器23。此外，需要較少的部件和較低的成本來(lái)保護(hù)開關(guān)控制器23，而且，由于當(dāng)構(gòu)成電源設(shè)備時(shí)沒有功率損耗，所以不會(huì)提高待機(jī)功耗。
從以上描述可以看出，本發(fā)明提供了一種即使在輸出電壓的緩慢增大以及輸出電壓的快速增大的情況下也能保護(hù)電路的電源設(shè)備。
此外，本發(fā)明提供了一種即使當(dāng)由于檢測(cè)輸出電壓的電壓檢測(cè)部分的誤操作而引起過(guò)電壓時(shí)也能保護(hù)電路的電源設(shè)備。
另外，本發(fā)明提供了一種需要較少的部件和較低的成本來(lái)保護(hù)電路而且不需要增大待機(jī)功耗的電源設(shè)備。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行改變，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種電源設(shè)備，包括電源部分，用于供給功率；電壓檢測(cè)部分，使用至少一個(gè)電阻器檢測(cè)從所述電源部分供給的功率的電壓電平；開關(guān)轉(zhuǎn)換部分，基于由所述電壓檢測(cè)部分檢測(cè)的電壓電平來(lái)打開/關(guān)閉，以使得所述電源部分輸出具有恒定的電壓電平的功率；恒壓發(fā)生部分，用于當(dāng)從所述電源部分供給的功率的電壓電平逐漸增大時(shí)，接收施加到所述至少一個(gè)電阻器的功率，將接收的功率降低到預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)電壓電平，然后將降低的電壓供給到所述開關(guān)轉(zhuǎn)換部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源設(shè)備，其中，所述開關(guān)轉(zhuǎn)換部分包括調(diào)節(jié)所述功率的電壓電平的開關(guān)部分和控制所述開關(guān)部分的開關(guān)控制器，所述開關(guān)控制器將由所述電壓檢測(cè)部分檢測(cè)的電壓電平與預(yù)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)檢測(cè)的電壓電平低于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)增大開關(guān)/關(guān)閉所述開關(guān)部分的次數(shù)，當(dāng)檢測(cè)的電壓電平高于所述基準(zhǔn)電壓時(shí)減小開關(guān)/關(guān)閉所述開關(guān)部分的次數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源設(shè)備，其中，所述恒壓發(fā)生部分包括與至少一個(gè)電阻器并聯(lián)連接的穩(wěn)壓二極管，所述穩(wěn)壓二極管具有與所述至少一個(gè)電阻器的電阻對(duì)應(yīng)的擊穿電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源設(shè)備，其中，當(dāng)所述至少一個(gè)電阻器兩端的電壓大于所述擊穿電壓時(shí)，所述穩(wěn)壓二極管導(dǎo)電，從而向所述開關(guān)控制器施加功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4至任何一項(xiàng)所述的電源設(shè)備，其中，所述電壓檢測(cè)部分包括串聯(lián)連接的第一電阻器、第二電阻器、第三電阻器和第四電阻器，其中，所述恒壓發(fā)生部分包括第一穩(wěn)壓二極管和第二穩(wěn)壓二極管，所述第一穩(wěn)壓二極管的陰極連接到所述第一電阻器的上端，所述第一穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極連接到所述第二電阻器的下端，所述第二穩(wěn)壓二極管的陰極連接到第二電阻器的上端，所述第二穩(wěn)壓二極管的陽(yáng)極連接到第三電阻器的下端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源設(shè)備，其中，當(dāng)所述第一電阻器兩端的電壓增大并且所述第一電阻器和所述第二電阻器之間的電壓差大于所述第一穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓時(shí)，對(duì)所述第一穩(wěn)壓二極管施加功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源設(shè)備，其中，當(dāng)所述第三電阻器兩端的電壓增大并且所述第二電阻器和所述第三電阻器之間的電壓差大于所述第二穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓時(shí)，對(duì)所述第二穩(wěn)壓二極管施加功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源設(shè)備，其中，當(dāng)所述第二電阻器兩端的電壓增大并且所述第二電阻器和所述第三電阻器之間的電壓差大于所述第一穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓時(shí)，對(duì)所述第一穩(wěn)壓二極管施加功率，當(dāng)所述第二電阻器兩端的電壓增大并且所述第二電阻器和所述第三電阻器之間的電壓差大于所述第二穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓時(shí)，對(duì)所述第二穩(wěn)壓二極管施加電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電源設(shè)備，所述電源設(shè)備包括電源部分，供給功率；電壓檢測(cè)部分，利用至少一個(gè)電阻器來(lái)檢測(cè)從所述電源部分提供的功率的電壓電平；開關(guān)轉(zhuǎn)換部分，基于由所述電壓檢測(cè)部分檢測(cè)的電壓電平來(lái)打開/關(guān)閉，以使得所述電源部分輸出具有恒定的電壓電平的功率；恒壓發(fā)生部分，用于當(dāng)從所述電源部分供給的功率的電壓電平逐漸增大時(shí)，接收施加到所述至少一個(gè)電阻器的功率，將接收的功率降低到預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)電壓電平，然后將降低的電壓供給到所述開關(guān)轉(zhuǎn)換部分。采用這種結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)由于檢測(cè)輸出電壓的電壓檢測(cè)部分的誤操作引起過(guò)電壓時(shí)也能保護(hù)電路。
文檔編號(hào)H02H7/10GK101083436SQ200710001569
公開日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2007年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月29日
發(fā)明者李柱澤, 張吉容 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社