專利名稱：二次側(cè)電源控制開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于一種電源控制開關(guān)，尤指一種將開關(guān)裝置設(shè)置在開關(guān)電源供應(yīng) (SMPS)控制電路二次側(cè)的電源控制開關(guān)。
背景技術(shù)：
開關(guān)電源供應(yīng)(Switch-Mode Power Supply，簡稱SMPS)技術(shù)，使得電子產(chǎn)品的待 機(jī)消耗功率可大為下降，目前已廣泛的被應(yīng)用于充電器、液晶顯示器、電源適配器、系統(tǒng)電 源供應(yīng)、交流電源轉(zhuǎn)換器等領(lǐng)域中。在圖1中顯示了習(xí)知開關(guān)電源供應(yīng)(SMPS)控制電路圖，主要在連接100 240V 交流電的輸入電源端上設(shè)置了一實(shí)體開關(guān)900，以控制電源開啟關(guān)閉。交流電輸入后經(jīng)整流 器901及濾波電容902產(chǎn)生一輸入電壓Vin以提供給一變壓器904 —次側(cè)線圈，并在連接 至開關(guān)電源供應(yīng)(SMPS)控制器903以控制主開關(guān)905。當(dāng)電流源Icc超過開關(guān)電源供應(yīng)控制器903的啟動(dòng)電流時(shí)，開關(guān)電源供應(yīng)控制器 903輸出開關(guān)脈沖給主開關(guān)905，使變壓器904 —次側(cè)線圈動(dòng)作，使二次側(cè)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電 壓，經(jīng)一整流器906及一濾波電容907產(chǎn)生輸出電壓Vout。輸出電壓Vout回授至開關(guān)電源 供應(yīng)控制器903，而開關(guān)電源供應(yīng)控制器903根據(jù)回饋信號調(diào)節(jié)主開關(guān)905的占空比(PWM 模式)或開關(guān)頻率(PFM模式)，使得輸出電壓Vout為一個(gè)穩(wěn)定電壓值。此種一般的SMPS控制電路中，控制電源開關(guān)的實(shí)體開關(guān)900是被設(shè)置在一次側(cè)， 具有大電流及大電能消耗，當(dāng)實(shí)體開關(guān)900開啟時(shí)，會(huì)有極大的瞬間電流，這將使得實(shí)體開 關(guān)900在選用上，必需要符合安全規(guī)范，而可能要作拉線及絕緣等保護(hù)，將使成本提高，有 待改善。
發(fā)明內(nèi)容緣此，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種二次側(cè)電源控制開關(guān)，其能克服現(xiàn)有電源 控制開關(guān)中的缺陷，使其整體消耗電能可達(dá)到毫瓦級，且可以采用低價(jià)位低電流且免除安 規(guī)需求的開關(guān)，從而簡化結(jié)構(gòu)且節(jié)約成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型公開了一種二次側(cè)電源控制開關(guān)，裝置于一開關(guān)電 源供應(yīng)控制電路中，該控制電路具有一輸入電源端，經(jīng)一整流器及一第一濾波電容產(chǎn)生一 輸入電壓及啟動(dòng)電流源；一變壓器，具有一次側(cè)線圈及二次側(cè)線圈；該一次側(cè)線圈連接該 輸入電壓；該二次側(cè)線圈感應(yīng)電壓經(jīng)一整流回授回路及一第二濾波電容產(chǎn)生一輸出電壓； 一主開關(guān)連接于該變壓器的一次側(cè)線圈以控制該一次側(cè)線圈的導(dǎo)通與切斷；一開關(guān)電源供 應(yīng)控制器控制該主開關(guān)從而依據(jù)該整流回授回路的回授信號控制該主開關(guān)的開與關(guān)；其特 征在于包括一第一金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體，連接于該主開關(guān)上并控制開關(guān)動(dòng)作；一開關(guān)裝置，設(shè)置于該開關(guān)電源供應(yīng)控制電路的二次側(cè)；一第一光耦合器，隔離該開關(guān)裝置于二次側(cè)；及[0011]一輔助電源，啟動(dòng)該第一光耦合器；該開關(guān)裝置斷開時(shí)，該第一光耦合器不動(dòng)作，使該第一金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶 體導(dǎo)通，并將該主開關(guān)關(guān)閉，以降低消耗電源的功率至毫瓦級；該開關(guān)裝置閉合時(shí)，該光耦 合器將該第一金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體切斷，而該輸出電壓大于該輔助電源，則輸出電 壓取代該輔助電源電壓繼續(xù)關(guān)閉該第一金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體。其中，該開關(guān)裝置為一個(gè)實(shí)體開關(guān)。其中，該開關(guān)裝置進(jìn)一步連接一第二金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體，并以一第二光 耦合器隔離；在該輸入電源端未連接輸入直交流電源而該開關(guān)裝置仍閉合時(shí)，該第二光耦 合器不作動(dòng)，使該第二金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體斷開。其中，該開關(guān)裝置是一個(gè)以一低耗電的微控制器或一控制線路所控制的電子式開關(guān)。通過上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)該開關(guān)裝置在關(guān)閉電源時(shí)，將該主開關(guān)關(guān)閉，使整體消耗電能可 達(dá)到毫瓦級；且該開關(guān)可采用低價(jià)位低電流且免除安規(guī)需求的開關(guān)，從而簡化結(jié)構(gòu)且節(jié)約 成本；該開關(guān)裝置進(jìn)一步用一第二金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體，并以一第二光耦合器隔離， 從而當(dāng)無輸入電源而開關(guān)裝置仍閉合(close)時(shí)，第二光耦合器不作動(dòng)，使第二金屬氧化 半導(dǎo)體場效電晶體關(guān)斷，以防止輔助電源對開關(guān)裝置放電，進(jìn)一步降低電能消耗。以下，將依據(jù)圖面所示的實(shí)施例而詳加說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及使用功效。

圖1代表習(xí)知SMPS的基本電路圖，圖2代表本實(shí)用新型的電路圖，圖3代表本實(shí)用新型另一種實(shí)施例的電路圖，圖4代表本實(shí)用新型再一種實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施方式
請參見圖2所示，本實(shí)用新型提供了一種二次側(cè)電源控制開關(guān)，主要在一開關(guān)電 源供應(yīng)(SMPS)控制電路10中，設(shè)置一第一金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體20、一開關(guān)裝置30、 一第一光耦合器401及402及一輔助電源50。開關(guān)電源供應(yīng)控制電路10具有一輸入電源端11以連接一交流電源，例如AC 100 240V，經(jīng)整流器12及第一濾波電容13產(chǎn)生一輸入電壓Vin及啟動(dòng)電流源Icc。變壓 器14具有一次側(cè)線圈141及二次側(cè)線圈142。一次側(cè)線圈141連接輸入電壓，二次側(cè)線圈 142感應(yīng)電壓經(jīng)一整流及回授回路15及第二濾波電容16產(chǎn)生一輸出電壓Vout。主開關(guān)17 連接于該變壓器14的一次側(cè)線圈141，以控制一次側(cè)線圈141的導(dǎo)通與切斷。開關(guān)電源供 應(yīng)(SMPS)控制器18控制主開關(guān)17，依據(jù)整流及回授回路15的回授信號控制主開關(guān)17的 開關(guān)。而本實(shí)用新型所提供的二次側(cè)電源控制開關(guān)，主要將第一金屬氧化半導(dǎo)體場效電 晶體(MOSFET) 20連接于主開關(guān)17上，并控制主開關(guān)17的開關(guān)動(dòng)作。而開關(guān)裝置30設(shè)置 于變壓器14的二次側(cè)。第一光耦合器401及402，由第一發(fā)光源及受光器構(gòu)成，用以隔離此 開關(guān)于二次側(cè)。輔助電源50用以啟動(dòng)第一光耦合器401及402，例如為一個(gè)電池，以提供一電池電壓Vcel 1，該電池電壓Vcel 1大于0. 7V加上第一光耦合器401及402的順向電壓 Vd。本實(shí)用新型在開關(guān)裝置30斷開(open)時(shí)，第一光耦合器401及402不動(dòng)作，使 第一金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體20導(dǎo)通，并將主開關(guān)17關(guān)閉，以降低消耗電源的功率至 毫瓦級。例如電流源Icc = 30μΑ，輸入電壓Vin = 110X1.414 = 154V，則消耗功率= 0. 03X154 = 4. 6mw，故可稱為毫瓦級。本實(shí)用新型在開關(guān)裝置30閉合(close)時(shí)，由輔助電源50提供電力給第一光耦 合器401及402將第一金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體20關(guān)閉，主開關(guān)17動(dòng)作而產(chǎn)生輸電壓 Vout，若輸出電壓Vout大于輔助電源的電壓Vcell，則輸出電壓Vout取代輔助電源電壓繼 續(xù)關(guān)閉第一金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體20，使主開關(guān)17依據(jù)回授信號控制開與關(guān)。由于本實(shí)用新型的開關(guān)裝置30可為一個(gè)實(shí)體開關(guān)，被設(shè)置在開關(guān)電源供應(yīng)控制 電路10 二次側(cè)以控制電源的開啟及關(guān)閉。當(dāng)開關(guān)裝置30在關(guān)閉電源時(shí)，整體消耗電能可 達(dá)到毫瓦級，而且開關(guān)裝置30可采用低價(jià)位、低電流且免除安規(guī)需求的開關(guān)，而可大幅降 低成本。參見圖3所示本實(shí)用新型的另一種實(shí)施例，開關(guān)裝置30為實(shí)體開關(guān)時(shí)，為了防止 輸入電源端11無交流電源且開關(guān)裝置30仍閉合(close)而消耗輔助電源50的狀況，在開 關(guān)裝置30進(jìn)一步連接一第二金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體31，并以由第二發(fā)光體及第二受 光器構(gòu)成的一第二光耦合器321及322隔離。當(dāng)輸入電源端11未接輸入電源而開關(guān)裝置30仍閉合(close)時(shí)，第二光耦合器 321及322不作動(dòng)，使第二金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體31關(guān)斷，以等效于開關(guān)裝置30斷開 (open)，防止輔助電源50消耗。另，請參見圖4所示本實(shí)用新型的再一實(shí)施例，其中開關(guān)裝置60也可是一個(gè)以一 低耗電的微控制器(MCU)或一控制線路61所控制的電子式開關(guān)。綜上所陳，本實(shí)用新型所提供的一種二次側(cè)電源控制開關(guān)，確實(shí)可達(dá)到關(guān)閉時(shí)低 消耗功率的功效，完全符合專利要件，爰依法提出申請。
權(quán)利要求一種二次側(cè)電源控制開關(guān)，裝置于一開關(guān)電源供應(yīng)控制電路中，該控制電路具有一輸入電源端，經(jīng)一整流器及一第一濾波電容產(chǎn)生一輸入電壓及啟動(dòng)電流源；一變壓器，具有一次側(cè)線圈及二次側(cè)線圈；該一次側(cè)線圈連接該輸入電壓；該二次側(cè)線圈感應(yīng)電壓經(jīng)一整流回授回路及一第二濾波電容產(chǎn)生一輸出電壓；一主開關(guān)連接于該變壓器的一次側(cè)線圈以控制該一次側(cè)線圈的導(dǎo)通與切斷；一開關(guān)電源供應(yīng)控制器控制該主開關(guān)從而依據(jù)該整流回授回路的回授信號控制該主開關(guān)的開與關(guān)；其特征在于包括一第一金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體，連接于該主開關(guān)上并控制開關(guān)動(dòng)作；一開關(guān)裝置，設(shè)置于該開關(guān)電源供應(yīng)控制電路的二次側(cè)；一第一光耦合器，隔離該開關(guān)裝置于二次側(cè)；及一輔助電源，啟動(dòng)該第一光耦合器；該開關(guān)裝置斷開時(shí)，該第一光耦合器不動(dòng)作，使該第一金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體導(dǎo)通，并將該主開關(guān)關(guān)閉，以降低消耗電源的功率至毫瓦級；該開關(guān)裝置閉合時(shí)，該光耦合器將該第一金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體切斷，而該輸出電壓大于該輔助電源，則輸出電壓取代該輔助電源電壓繼續(xù)關(guān)閉該第一金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的二次側(cè)電源控制開關(guān)，其特征在于，該開關(guān)裝置為一個(gè)實(shí)體 開關(guān)。
3.依據(jù)權(quán)利要求2所述的二次側(cè)電源控制開關(guān)，其特征在于，該開關(guān)裝置進(jìn)一步連接 一第二金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體，并以一第二光耦合器隔離；在該輸入電源端未連接輸 入直交流電源而該開關(guān)裝置仍閉合時(shí)，該第二光耦合器不作動(dòng)，使該第二金屬氧化半導(dǎo)體 場效電晶體斷開。
4.依據(jù)權(quán)利要求1所述的二次側(cè)電源控制開關(guān)，其特征在于，該開關(guān)裝置是一個(gè)以一 低耗電的微控制器或一控制線路所控制的電子式開關(guān)。
專利摘要一種二次側(cè)電源控制開關(guān)，在一開關(guān)電源供應(yīng)控制電路的主開關(guān)上，連接一第一金屬氧化半導(dǎo)體場效電晶體來控制該主開關(guān)的開關(guān)動(dòng)作，并以一第一光耦合器隔離一開關(guān)裝置，而可使此開關(guān)裝置被設(shè)置在二次側(cè)；同時(shí)，提供一輔助電源以啟動(dòng)該第一光耦合器。該開關(guān)裝置可以是一個(gè)實(shí)體開關(guān)，也可以是低耗電的微控制器或控制線路所控制的電子式開關(guān)。藉此，當(dāng)該開關(guān)裝置在關(guān)閉電源時(shí)，整體消耗電能可達(dá)到毫瓦級，而可采用低價(jià)位低電流且免除安規(guī)需求的開關(guān)。
文檔編號H02M3/28GK201663557SQ20102011298
公開日2010年12月1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)明者杜明漢 申請人:西勝國際股份有限公司