專利名稱：相位同步電源控制器及電源供應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電源供應(yīng)器，且特別涉及一種適用于電源供應(yīng)器的新型電源驅(qū)動控制技術(shù)“相位同步電源控制器”，可設(shè)計加入于各類型電源供應(yīng)器，以改善現(xiàn)有設(shè)計的電源供應(yīng)器，使其可具有高功率因素、高效率、易小型化、低成本、高可靠性及較長的使用壽命上述優(yōu)點的組合，以提升能源使用效率符合更新的環(huán)保節(jié)能趨勢。
背景技術(shù)：
電源供應(yīng)器應(yīng)用的范圍相當廣，例如消費性電子產(chǎn)品、辦公設(shè)備、照明裝置、不斷電系統(tǒng)、電動機的驅(qū)動、分散式再生能源與能源新利用的電力轉(zhuǎn)換等。良好的電源供應(yīng)器除滿足國際標準規(guī)范外，還需具備高功率因素(power factor)、電路簡單零件少、制造容易干擾信號少、制作成本低廉等特性。上述功率因素簡稱功因。傳統(tǒng)的交流/直流電源供應(yīng)器通常會采用以輸入端先行升壓的方式做功因修正， 需要使用功因修正芯片并且配合使用多個功率元件來實現(xiàn)功因提升。也就是說，功因修正與電壓調(diào)控分級完成，電路復(fù)雜零件多，成本相當高，能源效率亦較低。圖1是現(xiàn)有的一種交流/直流轉(zhuǎn)換器的示意圖。交流/直流轉(zhuǎn)換器100可分成前級101與后級102。前級101為功率因數(shù)修正級，其電路架構(gòu)通常會使用升壓型轉(zhuǎn)換架構(gòu)， 并在電流與電壓控制模式下操作來進行功因修正。后級102為直流/直流降壓級，一般會使用前向式或返馳式轉(zhuǎn)換器電路架構(gòu)，利用脈寬調(diào)制控制器，在電流與電壓模式控制下操作。 交流/直流轉(zhuǎn)換器100因經(jīng)過兩次的電力轉(zhuǎn)換，其能源效率自然打折。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電源供應(yīng)器，其可具有高功率因素、高效率、結(jié)構(gòu)簡單、易小型化、高可靠性及較長的使用壽命上述優(yōu)點的組合，以提升能源使用效率符合更新的環(huán)保節(jié)能趨勢。本發(fā)明的另一目的在于提供一種相位同步電源控制器，其控制技術(shù)可利用參考輸入端的電源電壓信號為控制基礎(chǔ)，相位同步電源控制器可以用單階、兩階或多階的方式做調(diào)節(jié)控制，可提供相位同步信號給脈寬調(diào)制控制器，使脈寬調(diào)制控制器能依據(jù)相位同步信號并配合負載端的功率需求，控制電源驅(qū)動電路提供能量至負載端。在本發(fā)明的實施例中，電源供應(yīng)器可具有下列技術(shù)與功效1.高功率因素相位同步電源控制器是參考輸入端的電源電壓信號為控制基礎(chǔ)， 故可輕易得到高功率因素且無需使用功因控制芯片。2.低電流強度相位同步電源控制器可使整個電源供應(yīng)器穩(wěn)定及平均工作于低輸入電流狀態(tài)下，故可減低工作過程中可能產(chǎn)生的最大電流量的發(fā)生。3.低工作溫度因為工作過程中無瞬間最大電流量的情況發(fā)生，故主回路功率晶體管及電感元件所產(chǎn)生轉(zhuǎn)換效率的損失即降低，故工作溫度即降低。4.高效率相位同步電源控制器使整個電源供應(yīng)器得到高功率因素、低電流強度及低工作溫度狀態(tài)下，故可減低主回路功率晶體管及電感元件所產(chǎn)生的熱損失的溫升。5.改善功率因素無需使用升壓電路設(shè)計改變電路以改善功因的一般傳統(tǒng)作法是以電源輸入后經(jīng)過整流器件之后，使用功因控制芯片加上功率晶體管、高儲能電感、高壓儲能電容及快速整流二極管等元件所組成的升壓電路來實現(xiàn)。6.電路結(jié)構(gòu)簡單無需使用升壓電路設(shè)計所需采用的主要零件，如功因控制芯片、功率晶體管、高儲能電感、高壓儲能電容及快速整流二極管等元件，而相位同步電源控制器其增加的零件是非常標準、普及、小型且容易取得和低成本的。所以在本發(fā)明的實施例中，相位同步電源控制器是一個可使電源供應(yīng)器提升能源使用效率以更能符合新環(huán)保節(jié)能趨勢的電源驅(qū)動控制技術(shù)，其優(yōu)點例如下列1.可靠性高(高功因、高效率)比傳統(tǒng)方式減少使用功因控制芯片、功率晶體管、 高儲能電感、高壓儲能電容及快速整流二極管等..元件，故可靠性提高。2.產(chǎn)品壽命長(低電流強度、低工作溫度)因為工作溫度降低以及可減低工作過程中可能產(chǎn)生的最大電流量的發(fā)生，故可延長電子零件的使用壽命。3.小型化(電路結(jié)構(gòu)簡單)因為無需使用升壓電路設(shè)計所需采用的主要零件，如功因控制芯片、功率晶體管、高儲能電感、高壓儲能電容及快速整流二極管等元件，故可減少電路板使用的空間。4.低成本(低零件數(shù))相位同步電源控制器其增加的零件是非常標準、普及、小型且容易取得和低成本。5.采用容易無需更改原電源供應(yīng)器的主要架構(gòu)和零件，且直接適用于IlOV或 220V市電。本發(fā)明提出一種電源供應(yīng)器，其包括橋式整流器、二極管、電源驅(qū)動電路、第一電阻、第二電阻與脈寬調(diào)制控制器。二極管的陽極耦接橋式整流器的輸出端。電源驅(qū)動電路耦接二極管的陰極，用以產(chǎn)生驅(qū)動信號借以驅(qū)動負載。第一電阻的第一端耦接二極管的陽極。第二電阻的第一端耦接第一電阻的第二端。第二電阻的第二端耦接一電壓。脈寬調(diào)制控制器耦接電源驅(qū)動電路與第一電阻的第二端，可依據(jù)驅(qū)動信號以及第一電阻的第二端所提供的相位同步信號產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號借以控制電源驅(qū)動電路。在本發(fā)明的一實施例中，電源供應(yīng)器還包括第三至第五電阻與晶體管。第三電阻的第一端耦接第一電阻的第二端。晶體管的第一端耦接第三電阻的第二端。晶體管的第二端耦接上述電壓。第四電阻的第一端耦接第一電阻的第一端。第五電阻的第一端耦接第四電阻的第二端與第一晶體管的柵極端。第五電阻的第二端耦接上述電壓。在另一實施例中， 第二電阻為可變電阻。從另一角度來看，本發(fā)明提供一種電源供應(yīng)器，其包括橋式整流器、第一二極管、 第二二極管、電源驅(qū)動電路、第一電阻、第二電阻與脈寬調(diào)制控制器。橋式整流器的第一輸入端與第二輸入端分別耦接交流電源的第一端與第二端。第一二極管的陽極耦接橋式整流器的第一輸入端。第二二極管的陽極耦接橋式整流器的第二輸入端。電源驅(qū)動電路耦接橋式整流器的輸出端，用以產(chǎn)生驅(qū)動信號借以驅(qū)動負載。第一電阻的第一端耦接第一二極管的陰極與第二二極管的陰極。第二電阻的第一端耦接第一電阻的第二端。第二電阻的第二端耦接一電壓。脈寬調(diào)制控制器耦接電源驅(qū)動電路與第一電阻的第二端，可依據(jù)驅(qū)動信號以及第一電阻的第二端所提供的相位同步信號產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號借以控制電源驅(qū)動電路。
從又一角度來看，本發(fā)明提供一種適用于一電源供應(yīng)器的相位同步電源控制器。 電源供應(yīng)器包括橋式整流器，電源驅(qū)動電路與脈寬調(diào)制控制器。相位同步電源控制器包括二極管、第一電阻與第二電阻。二極管的陽極耦接橋式整流器的輸出端。二極管的陰極耦接電源驅(qū)動電路。電源驅(qū)動電路可用以產(chǎn)生驅(qū)動信號借以驅(qū)動負載。第一電阻的第一端耦接二極管的陽極。第二電阻的第一端耦接第一電阻的第二端與脈寬調(diào)制控制器。第二電阻的第二端耦接一電壓。脈寬調(diào)制控制器可依據(jù)上述驅(qū)動信號以及第二電阻的第一端所提供的相位同步信號產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號借以控制電源驅(qū)動電路。從再一角度來看，本發(fā)明提供一種適用于一電源供應(yīng)器的相位同步電源控制器。 電源供應(yīng)器包括橋式整流器，電源驅(qū)動電路與脈寬調(diào)制控制器。相位同步電源控制器包括第一二極管、第二二極管、第一電阻與第二電阻。第一二極管的陽極耦接橋式整流器的第一輸入端。第二二極管的陽極耦接橋式整流器的第二輸入端。橋式整流器的第一輸入端與第二輸入端分別耦接交流電源的第一端與第二端。電源驅(qū)動電路耦接橋式整流器的輸出端， 可用以產(chǎn)生驅(qū)動信號借以驅(qū)動負載。第一電阻的第一端耦接第一二極管的陰極與第二二極管的陰極。第二電阻具有第一端與第二端。第二電阻的第一端耦接第一電阻的第二端與脈寬調(diào)制控制器。第二電阻的第二端耦接一電壓。脈寬調(diào)制控制器可依據(jù)驅(qū)動信號以及第二電阻的第一端所提供的相位同步信號產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號借以控制電源驅(qū)動電路。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖作詳細說明如下。


圖1是現(xiàn)有的一種交流/直流轉(zhuǎn)換器的示意圖。圖2A是依照本發(fā)明的第一實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。圖2B是依照本發(fā)明的第一實施例的一種各端點的波形示意圖。圖3是依照本發(fā)明的第二實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。圖4A是依照本發(fā)明的第三實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。圖4B是依照本發(fā)明的第三實施例的一種各端點的波形示意圖。圖5是依照本發(fā)明的第四實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。圖6A是依照本發(fā)明的第五實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。圖6B是依照本發(fā)明的第五實施例的一種各端點的波形示意圖。圖7是依照本發(fā)明的第六實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。圖8是依照本發(fā)明的第七實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。圖9是依照本發(fā)明的第八實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示
7意圖。圖10是依照本發(fā)明的第九實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。圖11是依照本發(fā)明的第十實施例的一種非隔離式電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。圖12是依照本發(fā)明的第十一實施例的一種隔離式電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。圖13是依照本發(fā)明的第十二實施例的一種共振式電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。其中，附圖標記說明如下100:交流/直流轉(zhuǎn)換器101 前級102 后級10 17:電源供應(yīng)器20 交流電源30、31、A20 濾波保護電路40 橋式整流器50 55、A40 相位同步電源控制器
60、A50 A53 電源驅(qū)動電路70 脈寬調(diào)制控制器80、A60:負載301 保險絲302 突波吸收器303:濾波電感304:濾波電容401 404、501 503、607 二極管Rl R8:電阻604、605:電容606:電感608、Q1、Q2 晶體管609:電流感測電阻801 803 發(fā)光二極管Pl P3、CTRL、Vin, DRV、I SEN, GND, PWM 端點R2，可變電阻305 一般市售調(diào)光器AlO 交流電壓源A30 整流器A501:電源切換電路A502:頻率控制器
A70 電壓電流檢測器及保護電路A503 電感A504:整流濾波電路A503，變壓器A505 共振式電源切換電路
具體實施例方式現(xiàn)有的電源供應(yīng)器利用升壓型功因控制芯片來修正功因，不但電路設(shè)計復(fù)雜，而且電力需經(jīng)過二次轉(zhuǎn)換，其能源效率相當差。反觀，本發(fā)明的實施例提供了可適用于各類型電源供應(yīng)器的相位同步電源控制器。相位同步電源供應(yīng)器依負載端的輸出功率需求，從交流電源截取同步于輸入電壓的波形，并利用反饋控制原理于連續(xù)電流工作模式下，提供能量給負載，如此一來使其可具有高功率因素、高效率、易小型化、低成本、高可靠性及較長的使用壽命上述優(yōu)點的組合，以提升能源使用效率符合更新的環(huán)保節(jié)能趨勢。下面將參考附圖詳細闡述本發(fā)明的實施例，附圖舉例說明了本發(fā)明的示范實施例，其中相同標號指示同樣或相似的元件。圖2A是依照本發(fā)明的第一實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。請參照圖2A，電源供應(yīng)器10可接收交流電源20所提供的交流電并據(jù)以產(chǎn)生驅(qū)動信號來驅(qū)動負載80。電源供應(yīng)器10包括濾波保護電路30、橋式整流器40、相位同步電源控制器50、電源驅(qū)動電路60、脈寬調(diào)制控制器70。 濾波保護電路30具有濾波功能以及電路保護功能。在本實施例中，濾波保護電路 30包括保險絲301、突波吸收器302、濾波電感303與濾波電容304，但本發(fā)明并不限于此。 保險絲301的第一端耦接交流電源20的第一端。保險絲301的第一端耦接突波吸收器302 的第一端與濾波電感303的第一端。突波吸收器302的第二端耦接交流電源20的第二端。 濾波電容304的第一端與第二端分別耦接濾波電感303的第二端以及交流電源20的第二端。橋式整流器40可對交流電進行整流。在本實施例中，橋式整流器40包括二極管 401 404。二極管401的陽極與陰極分別耦接接地端與濾波電感303的第二端。二極管 402的陽極耦接二極管401的陰極。二極管403的陽極與陰極分別耦接接地端與交流電源 20的第二端。二極管404的陽極與陰極分別耦接二極管403的陰極與二極管402的陰極。相位同步電源控制器50可用來提供相位同步信號給脈寬調(diào)制控制器70。相位同步電源控制器50可包括二極管502、503與電阻Rl R8、晶體管Ql、Q2。二極管502的陽極耦接二極管401的陰極與二極管402的陽極。二極管503的陽極耦接二極管403的陰極與二極管404的陽極。電阻Rl的第一端耦接二極管502、503的陰極。電阻R2的第一端耦接電阻Rl的第二端以及脈寬調(diào)制控制器70。電阻R2的第二端耦接接地端。電阻R4的第一端耦接電阻 Rl的第一端。電阻R4的第二端耦接晶體管Ql的柵極與電阻R5的第一端。電阻R3的第一端與第二端分別耦接電阻Rl的第二端與晶體管Ql的第一端。電阻R5的第二端與晶體管 Ql的第二端耦接接地端。電阻R7的第一端耦接電阻Rl的第一端。電阻R7的第二端耦接晶體管Q2的柵極與電阻R8的第一端。電阻R6的第一端與第二端分別耦接電阻Rl的第二端與晶體管Q2的第一端。電阻R8的第二端與晶體管Q2的第二端耦接接地端。電阻Rl的第二端可輸出相位同步信號給脈寬調(diào)制控制器70。通過調(diào)整電阻Rl R8的阻值，可調(diào)整相位同步信號的電壓準位。更具體地說，電阻R1、R2可視為分壓電路。另外，通過設(shè)定電阻 R4的第二端的偏壓點可確定晶體管Ql的工作模式。晶體管Ql的工作會決定流經(jīng)晶體管Ql 的電流，進而通過電阻R3產(chǎn)生相應(yīng)的電壓輸入至脈寬調(diào)制控制器70的端點CTRUControl 的簡寫)。同理，通過設(shè)定電阻R7的第二端的偏壓點可確定晶體管Q2的工作模式。晶體管 Q2的工作會決定流經(jīng)晶體管Q2的電流，進而通過電阻R6產(chǎn)生相應(yīng)的電壓輸入至脈寬調(diào)制控制器70的端點CTRL。二極管502、503具有與二極管402、404相類似的功效，還可用來防止電源驅(qū)動電路60的信號干擾到相位同步信號。電源驅(qū)動電路60可用來產(chǎn)生驅(qū)動信號借以驅(qū)動負載80。在本實施例中，負載80 以多個彼此串連的發(fā)光二極管(以801 803表示)，但不限于此。在其他實施例中，負載 80也可以是不同類型的電子裝置或電器裝置。另外，負載80中各元件的連接方式，也可以依照使用情況不同而進行改變，舉例來說，多個發(fā)光二極管也可以彼此串聯(lián)及/或并聯(lián)。電源驅(qū)動電路60包括電容604、605、電感606、二極管607、晶體管608與電流感測電阻609。電容604的第一端耦接二極管402的陰極、脈寬調(diào)制控制器70、二極管607的陰極、負載80的第一端與電容605的第一端。電容604的第二端耦接接地端。電容605的第二端 耦接接地端。電感606的第一端耦接負載80的第二端。二極管607的陽極耦接電感 606的第二端。晶體管608的第一端耦接電感606的第二端與二極管607的陽極。晶體管 608的柵極端耦接脈寬調(diào)制控制器70。晶體管608的第二端耦接電流感測電阻609的第一端與脈寬調(diào)制控制器70。電流感測電阻609的第二端耦接接地端。電容604具有穩(wěn)壓的功能。晶體管608可依據(jù)脈寬調(diào)制控制器70所提供的脈寬調(diào)制信號而導(dǎo)通或截止。當晶體管608導(dǎo)通時，電感606會進行儲能；反之，當晶體管608 截止時，電感606會通過二極管607所提供的路徑釋放能量，借以對電容605進行儲能。電流感測電阻609可用來檢測電流。依據(jù)歐姆定律，流經(jīng)電流感測電阻609的電流愈大，電流感測電阻609的第一端的電壓也會愈大。換言之，脈寬調(diào)制控制器70的端點ISEN可接收電流感測電阻609的第一端的電壓，并據(jù)以判別流經(jīng)電流感測電阻609的電流大小。因此， 脈寬調(diào)制控制器70可依據(jù)電流感測電阻609的第一端所提供的電壓來控制電源驅(qū)動電路 60的工作，借以防止過電流情形。脈寬調(diào)制控制器70的端點CTRL可接收電阻Rl的第二端所提供的相位同步信號。 脈寬調(diào)制控制器70的端點Vin可接收電源驅(qū)動電路提供給負載80的驅(qū)動信號。因此脈寬調(diào)制控制器70可依據(jù)上述相位同步信號并配合負載端的輸出功率需求，利用反饋控制原理于連續(xù)電流工作模式下提供能量給負載端，詳細說明如下。由于電力消耗的瞬時功率為電壓和電流的乘積，即P = VX I。電源對負載80所做的功(W)為瞬時功率對時間進行積分所獲得的面積。也就是說，電壓與電流無法配合的情況下，瞬時功率變化會相當大，不但會造成電源不穩(wěn)定，電源對負載80所做的功也不理想。 若可讓電壓與電流互相配合不但可獲得較佳的瞬時功率，電源對負載80所做的功也可獲得大幅提升。圖2B是依照本發(fā)明的第一實施例的一種各端點的波形示意圖。請注意，圖2B所圖示的波形示意圖僅是本實施例用以說明的一種波形示意圖，實際上各端點的波形會隨著電源供應(yīng)器所采用的元件、配置關(guān)系以及負載端的不同而有所變化。二極管502、503具有與二極管402、404相類似的功效，因此端點Pl的信號可視為橋式整流器40所輸出的信號。 端點P2的信號是相位同步電源控制器50擷取交流電經(jīng)過整流后的信號。端點P3的信號為用來驅(qū)動負載80的驅(qū)動信號。值得一提的是，端點P3的信號會隨著電源驅(qū)動電路60的工作不同或是負載80的不同而有所變化。利用二極管402、404、502、503的作用，即便端點 P3的信號受到負載端各元件的影響，端點P2的信號仍可呈現(xiàn)出交流電經(jīng)過整流后的波形。另一方面，端點P3的信號雖然會受到負載端的影響而有所變化，但其相位并不會產(chǎn)生大幅度的改變。換言之，端點P3的信號的相位實質(zhì)上會同步于端點Pl的信號的相位。 另外，端點P2的信號的相位又同步于端點Pl的信號的相位。因此，端點P2的信號的相位與端點P3的信號的相位也會互相匹配。脈寬調(diào)制控制器70可依據(jù)端點P2的信號并配合端點P3的信號來控制晶體管608 的開關(guān)，進而控制端點P3的電流。端點P3的電壓與電流能相互配合而產(chǎn)生較大的功，因此可使電源供應(yīng)器10具有高功率因素、高效率、易小型化、低成本、高可靠性及較長的使用壽命上述優(yōu)點的組合，以提升能源使用效率符合更新的環(huán)保節(jié)能趨勢。值得一提的是，雖然上述實施例中已經(jīng)對電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器描繪出了一個可能的型態(tài)，但所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當知道，各廠商對于電源供應(yīng)器的設(shè)計都不一樣，因此本發(fā)明的應(yīng)用當不限制于此種可能的型態(tài)。換言之，只要是利用阻抗分壓原理從交流電源擷取相位同步信號以提供給脈寬調(diào)制控制器，并利用隔離電路(如二極管) 防止相位同步信號受到干擾，再利用相位同步信號配合負載端的電壓或及電流，來控制電源供應(yīng)器的工作，就已經(jīng)是符合了本發(fā)明的精神所在。以下再舉幾個實施例以便本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更進一步的了解本發(fā)明的精神，并實施本發(fā)明。圖2A的相位同步電源控制器50僅是一種選擇實施例，熟習本領(lǐng)域技術(shù)者可依其需求改變相位同步電源控制器的實施方式。舉例來說，圖3是依照本發(fā)明的第二實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。請合并參照圖2A與圖3，電源供應(yīng)器11 與電源供應(yīng)器10相類似，其不同之處在于圖3A中的相位同步電源控制器51以二極管501 取代圖2A中的二極管502與503。二極管501的陽極耦接二極管402、404的陰極與電阻 Rl的第一端。如此一來，也可實現(xiàn)與第一實施例相類似的功效。圖2A的相位同步電源控制器50采用了三階架構(gòu)，但本發(fā)明并不以此為限。在其他實施例中，相位同步電源控制器50也可以是單階、兩階或三階以上的架構(gòu)。舉例來說，圖 4A是依照本發(fā)明的第三實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。請合并參照圖2A與圖4A，電源供應(yīng)器12與電源供應(yīng)器10相類似，其不同之處在于圖4A中的相位同步電源控制器52采用了二階架構(gòu)。圖4B是依照本發(fā)明的第三實施例的一種各端點的波形示意圖。請合并參照圖4A與圖4B，相位同步電源控制器52采用二階架構(gòu)可改變端點P2 的信號的波形(如圖4B所示)。同理，圖3的相位同步電源控制器51采用了三階架構(gòu)，但本發(fā)明并不以此為限。在其他實施例中，相位同步電源控制器51也可以是單階、兩階或三階以上的架構(gòu)。圖5是依照本發(fā)明的第四實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。請合并參照圖 3與圖5，電源供應(yīng)器13與電源供應(yīng)器11相類似，其不同之處在于圖5中的相位同步電源控制器53采用二階架構(gòu)。同理，圖6A是依照本發(fā)明的第五實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。請合并參照圖2A與圖6A，電源供應(yīng)器14與電源供應(yīng)器10相類似，其不同之處在于圖6A中的相位同步電源控制器M采用了單階架構(gòu)。圖6B是依照本發(fā)明的第五實施例的一種各端點的波形示意圖。請合并參照圖6A與圖6B，相位同步電源控制器M采用單階架構(gòu)可改變端點P2的信號的波形(如圖6B所示)。同理，圖7是依照本發(fā)明的第六實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。請合并參照圖3與圖7，電源供應(yīng)器15與電源供應(yīng)器11相類似，其不同之處在于圖7中的相位同步電源控制器55采用單階架構(gòu)。另外，上述實施例所提供的電源供應(yīng)器與相位同步電源控制器用于驅(qū)動包括發(fā)光裝置的負載時，也可配合使用一般市售調(diào)光器來調(diào)整發(fā)光裝置的亮度。舉例來說，圖8是依照本發(fā)明的第七實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。電源供應(yīng)器16 與電源供應(yīng)器15相類似，其不同之處在于圖8中的濾波保護電路31還包括一般市售調(diào)光器305。一般市售調(diào)光器305可用以調(diào)整負載80中發(fā)光二極管801 803的亮度。值得注意的是，通過改變相位同步電源控制器的實施方式，也可實現(xiàn)與圖8中一般市售調(diào)光器305相類似的功效。舉例來說，圖9是依照本發(fā)明的第八實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。電源供應(yīng)器17與電源供應(yīng)器15相類似，其不同之處在于圖9中的電阻R2’為可變電阻。通過調(diào)整可變電阻R2’的阻值，也可調(diào)整負載80 中發(fā)光二極管801 803的亮度，具有與調(diào)光器相類似的效果。在上述第一實施例中，電源供應(yīng)器的類型僅是一種選擇實施例，本發(fā)明并不以此為限。在其他實施例中，相位同步電源控制器也可應(yīng)用于各種類型的電源供應(yīng)器。舉例來說，圖10是依照本發(fā)明的第九實施例的一種電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。 在本實施例中，電源供應(yīng)器可接收交流電壓源Aio借以產(chǎn)生驅(qū)動信號來驅(qū)動負載A60。電源供應(yīng)器包括濾波保護電路A20、整流器A30、相位同步電源控制器A40、電源驅(qū)動電路A50、電壓電流檢測器及保護電路A70。電源驅(qū)動電路A50包括電源切換電路A501與頻率控制器 A502。圖11是依照本發(fā)明的第十實施例的一種非隔離式電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。在本實施例中，電源供應(yīng)器可接收交流電壓源AlO借以產(chǎn)生驅(qū)動信號來驅(qū)動負載A60。電源供應(yīng)器包括濾波保護電路A20、整流器A30、相位同步電源控制器A40、非隔離式電源驅(qū)動電路A51、電壓電流檢測器及保護電路A70。非隔離式電源驅(qū)動電路A51包括電源切換電路A501、頻率控制器A502、電感A503與整流濾波電路A504。圖12是依照本發(fā)明的第十一實施例的一種隔離式電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。在本實施例中，電源供應(yīng)器可接收交流電壓源AlO借以產(chǎn)生驅(qū)動信號來驅(qū)動負載A60。電源供應(yīng)器包括濾波保護電路A20、整流器A30、相位同步電源控制器A40、隔離式電源驅(qū)動電路A52、電壓電流檢測器及保護電路A70。隔離式電源驅(qū)動電路A52包括電源切換電路A501、頻率控制器A502、變壓器A503，與整流濾波電路A504。圖13是依照本發(fā)明的第十二實施例的一種共振式電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器的示意圖。在本實施例中，電源供應(yīng)器可接收交流電壓源AlO借以產(chǎn)生驅(qū)動信號來驅(qū)動負載A60。電源供應(yīng)器包括濾波保護電路A20、整流器A30、相位同步電源控制器A40、共振式電源驅(qū)動電路A53、電壓電流檢測器及保護電路A70。共振式電源驅(qū)動電路A53包括共振式電源切換電路A505、頻率控制器A502與整流濾波電路A504。綜上所述，熟悉本領(lǐng)域技術(shù)者從上述所揭示的內(nèi)容應(yīng)可明白，本實施例利用相位同步電源控制器50并配合脈寬調(diào)制控制器即可使電源供應(yīng)器10具有高功率因素、高效率、 易小型化、低成本、高可靠性及較長的使用壽命上述優(yōu)點的組合，以提升能源使用效率符合更新的環(huán)保節(jié)能趨勢。本實施例還具有下列優(yōu)點及功效1.在相位同步電源控制器中配置可變電阻，可實現(xiàn)調(diào)光器的功能。2.設(shè)計有相位同步電源控制器的電源供應(yīng)器，可配置一般市售調(diào)光器即可實現(xiàn)調(diào)光的功能。3.無須采用現(xiàn)有的升壓型功因控制芯片即可實現(xiàn)提升功因的效果。4.可減低主回路功率晶體管及電感元件所產(chǎn)生的熱損失而導(dǎo)致的溫升，可有效延長各元件的壽命。5.可減低電源供應(yīng)器工作過程中可能產(chǎn)生的最大電流量的發(fā)生。由于瞬間最大電流量的情況發(fā)生，容易造成元件發(fā)熱，因此本實施例亦具有使各元件操作在低工作溫度的優(yōu)點。6.電源供應(yīng)器無須在前級進行升壓，再于后級降壓，因此能降低能源損耗。7.相位同步電源控制器采用的元件數(shù)量不但少且體積小，不但可有效降低電源供應(yīng)器的元件數(shù)量還可有效縮小電源供應(yīng)器的體積。8.無需更改電源供應(yīng)器的主要零件，相位同步電源控制器可適用于IlOV或220V 等不同電壓的市電，也可適用于各類型的電源供應(yīng)器。雖然本發(fā)明已以實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當意識到在不脫離本發(fā)明所附的權(quán)利要求所揭示的本發(fā)明的范圍和精神的情況下所作的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種相位同步電源控制器，適用于一電源供應(yīng)器，該電源供應(yīng)器包括一橋式整流器， 一電源驅(qū)動電路與一脈寬調(diào)制控制器，該相位同步電源控制器，包括一二極管，具有一陽極與一陰極，該二極管的陽極耦接該橋式整流器的一輸出端，該二極管的陰極耦接該電源驅(qū)動電路，其中該電源驅(qū)動電路用以產(chǎn)生一驅(qū)動信號借以驅(qū)動一負載；一第一電阻，具有一第一端與一第二端，該第一電阻的第一端耦接該二極管的陽極；以及一第二電阻，具有一第一端與一第二端，該第二電阻的第一端耦接該第一電阻的第二端與該脈寬調(diào)制控制器，該第二電阻的第二端耦接一第一電壓，其中該脈寬調(diào)制控制器依據(jù)該驅(qū)動信號以及該第二電阻的第一端所提供的一相位同步信號產(chǎn)生一脈寬調(diào)制信號借以控制該電源驅(qū)動電路。
2.一種相位同步電源控制器，適用于一電源供應(yīng)器，該電源供應(yīng)器包括一橋式整流器， 一電源驅(qū)動電路與一脈寬調(diào)制控制器，該相位同步電源控制器，包括一第一二極管，具有一陽極與一陰極，該第一二極管的陽極耦接該橋式整流器的一第一輸入端；一第二二極管，具有一陽極與一陰極，該第二二極管的陽極耦接該橋式整流器的一第二輸入端，其中該橋式整流器的第一輸入端與第二輸入端分別耦接一交流電源的一第一端與一第二端，該電源驅(qū)動電路耦接該橋式整流器的一輸出端，該電源驅(qū)動電路用以產(chǎn)生一驅(qū)動信號借以驅(qū)動一負載；一第一電阻，具有一第一端與一第二端，該第一電阻的第一端耦接該第一二極管的陰極與該第二二極管的陰極；以及一第二電阻，具有一第一端與一第二端，該第二電阻的第一端耦接該第一電阻的第二端與該脈寬調(diào)制控制器，該第二電阻的第二端耦接一第一電壓，其中該脈寬調(diào)制控制器依據(jù)該驅(qū)動信號以及該第二電阻的第一端所提供的一相位同步信號產(chǎn)生一脈寬調(diào)制信號借以控制該電源驅(qū)動電路。
3.一種電源供應(yīng)器，包括一橋式整流器，具有一輸出端；一第一二極管，具有一陽極與一陰極，該第一二極管的陽極稱接該橋式整流器的輸出端；一電源驅(qū)動電路，耦接該第一二極管的陰極，用以產(chǎn)生一驅(qū)動信號借以驅(qū)動一負載； 一第一電阻，具有一第一端與一第二端，該第一電阻的第一端耦接該第一二極管的陽極；一第二電阻，具有一第一端與一第二端，該第二電阻的第一端耦接該第一電阻的第二端，該第二電阻的第二端耦接一第一電壓；以及一脈寬調(diào)制控制器，耦接該電源驅(qū)動電路與該第一電阻的第二端，依據(jù)該驅(qū)動信號以及該第一電阻的第二端所提供的一相位同步信號產(chǎn)生一脈寬調(diào)制信號借以控制該電源驅(qū)動電路。
4.如權(quán)利要求3所述的電源供應(yīng)器，其特征在于，該電源供應(yīng)器還包括一第三電阻，具有一第一端與一第二端，該第三電阻的第一端耦接該第一電阻的第二端；一第一晶體管，具有一第一端、一第二端與一柵極端，該第一晶體管的第一端耦接該第三電阻的第二端，該第一晶體管的第二端耦接該第一電壓；一第四電阻，具有一第一端與一第二端，該第四電阻的第一端耦接該第一電阻的第一端；以及一第五電阻，具有一第一端與一第二端，該第五電阻的第一端耦接該第四電阻的第二端與該第一晶體管的柵極端，該第五電阻的第二端耦接該第一電壓。
5.如權(quán)利要求4所述的電源供應(yīng)器，其特征在于，該電源供應(yīng)器還包括一第六電阻，具有一第一端與一第二端，該第六電阻的第一端耦接該第一電阻的第二端；一第二晶體管，具有一第一端、一第二端與一柵極端，該第二晶體管的第一端耦接該第六電阻的第二端，該第二晶體管的第二端耦接該第一電壓；一第七電阻，具有一第一端與一第二端，該第七電阻的第一端耦接該第一電阻的第一端；以及一第八電阻，具有一第一端與一第二端，該第八電阻的第一端耦接該第七電阻的第二端與該第二晶體管的柵極端，該第八電阻的第二端耦接該第一電壓。
6.如權(quán)利要求3所述的電源供應(yīng)器，其特征在于，該第二電阻為可變電阻。
7.如權(quán)利要求3所述的電源供應(yīng)器，其特征在于，該電源驅(qū)動電路包括一第一濾波電容，具有一第一端與一第二端，該第一濾波電容的一第一端耦接該第一二極管的陰極，該第一濾波電容的第二端耦接該第一電壓；一濾波電感，具有一第一端與一第二端，該濾波電感的一第一端耦接該第一二極管的陰極；一第二濾波電容，具有一第一端與一第二端，該第二濾波電容的一第一端耦接該濾波電感的第二端，該第二濾波電容的第二端耦接該第一電壓；一第一電容，具有一第一端與一第二端，該第一電容的第一端耦接該濾波電感的第二端、該負載的一第一端與該脈寬調(diào)制控制器，第一電容的第二端耦接該第一電壓；一第二電容，具有一第一端與一第二端，該第二電容的第一端耦接該負載的第一端，第二電容的第二端耦接該第一電壓；一電感，具有一第一端與一第二端，該電感的第一端耦接該負載的一第二端； 一第二二極管，具有一陽極與一陰極，該第二二極管的陽極耦接該電感的第二端，該第二二極管的陰極耦接該第一電容的第一端；一晶體管，具有一第一端、一第二端與一柵極端，該晶體管的第一端耦接該電感的第二端，該晶體管的柵極端接收該脈寬調(diào)制信號；以及一電流感測電阻，具有一第一端與一第二端，該電流感測電阻的第一端耦接該晶體管的第二端，該電流感測電阻的第二端耦接接地端。
8.如權(quán)利要求3所述的電源供應(yīng)器，其特征在于，該橋式整流器包括一第二二極管，具有一陽極與一陰極，該第二二極管的陽極耦接該第一電壓，該第二二極管的陰極耦接一交流電源的一第一端；一第三二極管，具有一陽極與一陰極，該第三二極管的陽極耦接該第二二極管的陰極，該第三二極管的陰極耦接該第一二極管的陽極；一第四二極管，具有一陽極與一陰極，該第四二極管的陽極耦接該第一電壓，該第四二極管的陰極耦接該交流電源的一第二端；以及一第五二極管，具有一陽極與一陰極，該第五二極管的陽極耦接該第四二極管的陰極， 該第五二極管的陰極耦接該第一二極管的陽極。
9.如權(quán)利要求3所述的電源供應(yīng)器，其特征在于，該電源供應(yīng)器還包括 一濾波保護電路，耦接于一交流電源與該橋式整流器之間。
10.如權(quán)利要求9所述的電源供應(yīng)器，其特征在于，該濾波保護電路包括一保險絲，具有一第一端與一第二端，該保險絲的第一端耦接于該交流電源的一第一端；一濾波電感，具有一第一端與一第二端，該濾波電感的第一端耦接該保險絲的第二端， 該濾波電感的第二端耦接該橋式整流器的一第一輸入端；一突波吸收器，具有一第一端與一第二端，該突波吸收器的第一端耦接該保險絲的第二端，該突波吸收器的第二端耦接該交流電源的一第二端與該橋式整流器的一第二輸入端；以及一濾波電容，具有一第一端與一第二端，該濾波電容的第一端耦接該濾波電感的第二端，該濾波電容的第二端耦接該橋式整流器的一第二輸入端。
11.如權(quán)利要求3所述的電源供應(yīng)器，其特征在于，該電源供應(yīng)器還包括一調(diào)光器，耦接于一交流電源與該橋式整流器之間，用以調(diào)整該負載所包括的一發(fā)光裝置的亮度。
12.如權(quán)利要求3所述的電源供應(yīng)器，其特征在于，該負載包括多個發(fā)光二極管，所述多個發(fā)光二極管彼此串連及/或并聯(lián)。
13.一種電源供應(yīng)器，包括一橋式整流器，具有一第一輸入端、一第二輸入端與一輸出端，該橋式整流器的第一輸入端與第二輸入端分別耦接一交流電源的一第一端與一第二端；一第一二極管，具有一陽極與一陰極，該第一二極管的陽極耦接該橋式整流器的第一輸入端；一第二二極管，具有一陽極與一陰極，該第二二極管的陽極耦接該橋式整流器的第二輸入端；一電源驅(qū)動電路，耦接該橋式整流器的輸出端，用以產(chǎn)生一驅(qū)動信號借以驅(qū)動一負載；一第一電阻，具有一第一端與一第二端，該第一電阻的第一端耦接該第一二極管的陰極與該第二二極管的陰極；一第二電阻，具有一第一端與一第二端，該第二電阻的第一端耦接該第一電阻的第二端，該第二電阻的第二端耦接一第一電壓；以及一脈寬調(diào)制控制器，耦接該電源驅(qū)動電路與該第一電阻的第二端，依據(jù)該驅(qū)動信號以及該第一電阻的第二端所提供的一相位同步信號產(chǎn)生一脈寬調(diào)制信號借以控制該電源驅(qū)動電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了電源供應(yīng)器及相位同步電源控制器，其電路結(jié)構(gòu)簡單、高可靠性且低元件數(shù)目的設(shè)計下也能具有較長的使用壽命并提升能源使用效率以符合更新的環(huán)保節(jié)能趨勢。其工作原理是依負載端的輸出功率需求，從交流電源截取同步于輸入電壓的波形，并利用反饋控制原理于連續(xù)電流工作模式下，提供能量給負載。如具體電路上的驗證，只需將相位同步電源控制器設(shè)計加入于一般電源供應(yīng)器就可使新設(shè)計的電源供應(yīng)器具有高功率因素、高效率、低元件數(shù)目、低電流強度、低工作溫度及電路結(jié)構(gòu)簡單等上述優(yōu)點的組合。
文檔編號H02M5/458GK102158098SQ201010117250
公開日2011年8月17日 申請日期2010年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者劉建坤, 劉旻村 申請人:鳳敏, 劉建坤, 劉旻村