專利名稱：電源適配器的制作方法
技術領域：
本實用新型是有關于一種電源適配器，特別是指一種將交流電源轉換成直流電源的電源適配器。
背景技術：
參見圖I所示，習知一種液晶顯示器用的電源適配器(adapter)主要包含一個接受AC交流電源(市電)輸入的交流電源輸入端11 (如AC Socket)，其具有一火線(Line，簡稱U、一中性線(Neutral，簡稱N)及一與所在建筑物下方的接地點Gl連接以導接至大地的地線(Earth，簡稱E);—個對由交流電源輸入端11的火線L及中性線N輸入的交流電源進行EMI差模噪聲和共模噪聲濾波的EMI濾波電路12，以隔離電網(wǎng)的EMI噪聲與電源轉換器內部的EMI噪聲互相串擾，一個對EMI濾波電路12輸出的交流電源進行全波整流以產(chǎn)生一直流脈動電壓的橋式整流電路13，一個利用濾波電路(圖未示)對直流脈動電壓進行濾波，以產(chǎn)生具有較低電壓紋波的直流電對變壓器Tl的初級側繞組Np激磁，使轉換能量到變壓器Tl的次級側繞組Ns的初級側電路14，一個將次級側繞組Ns的感應電壓整流成一直流電并濾除其中的電壓紋波成份后，輸出一直流電壓供液晶顯示器的主機板電路以及液晶面板燈管的驅動電路使用的次級側電路15，以及一反饋電路16，其取樣該直流電壓，并最終經(jīng)由一光耦(圖未示)輸出一控制訊號控制初級側電路14中的PWM控制芯片，使變壓器Tl輸出的電壓經(jīng)次級側電路15整流濾波之后產(chǎn)生穩(wěn)定的直流電壓。其中初級側電路14的一第一接地端Pl與一第一基準電位G2連接，而次級側電路15的一第二接地端P2與一第二基準電位G3連接，且因為初級側電路14與次級側電路15之間有變壓器Tl及光耦隔離，使得第一基準電位G2與第二基準電位G3不同。然由于初級側電路14中的MOS開關電子零件(圖未示)、變壓器Tl等電子零件在工作時產(chǎn)生的di/dt和dv/dt高頻噪聲,會在電路走線(trace)之間到處相互串擾,若這些高頻噪聲不能被及時導出，可能使初級側電路14中的PWM控制芯片(圖未示)受到干擾而不能穩(wěn)定工作，以及可能通過交流輸入端11中的火線L和中性線N串擾到附近的電網(wǎng)系統(tǒng)中，最終干擾到附近電網(wǎng)的其它電氣設備而使其它設備無法正常使用。因此，習知做法通常在初級側電路14的接地端Pl與次級側電路15的接地端P2之間串接一顆耐高壓的安規(guī)Y電容CY，使將初級側電路14產(chǎn)生的高頻噪聲導到次級側電路的接地端P2，再經(jīng)由接地端P2與電源轉換器的地線E相連接，而最終電源轉換器的地線E再與接地點Gl連接而導至大地。此外，為了防止因部分共享建筑物的接地點Gl的接地阻抗較大(接地不良)或是沒有接至大地時，附近電網(wǎng)其它電子產(chǎn)品產(chǎn)生的低頻噪聲可能經(jīng)由電源轉換器的地線E通過次級側電路15的接地端P2到達液晶顯示器的主機板的接地端，最終低頻的噪聲干擾到主機板中的圖像處理電路，造成液晶顯示畫面出現(xiàn)如水紋波干擾或是網(wǎng)狀條紋干擾問題；現(xiàn)行做法通常在地線E和次級側電路15的接地端P2之間串接由一電阻Rl和一電容Cl并聯(lián)組成的高通濾波電路17，以阻擋低頻噪聲經(jīng)由接地端P2進入液晶顯示器的主機板電路。然而當建筑物電網(wǎng)被雷擊,如雷擊經(jīng)由接地點Gl及地線E向火線端L打入一高電壓時，如圖2的等效電路所示，其放電路徑為地線Edi高通濾波電路176橋式整流器13其中的一整流二極管DldEMI濾波器12中的一共模電感Lld交流輸入端11的火線L，即雷擊時從接地點Gl對火線端L打一脈沖高壓(需要說明的是圖2中的共模電感LI只畫出連接火線端L的1/2繞組，橋式整流電路中其中的一整流二極管Dl的正端經(jīng)由接地端P2與接地點G2相電連接，其負端與連接火線端L的1/2共模電感LI相電連接)，此時，因接地點Gl對火線端L雷擊的脈沖電壓或能量太大則有可能超出電阻Rl及電容Cl兩端的最大耐壓值，或是電阻Rl及電容Cl無法承受瞬間較大電流，電阻Rl及/或電容Cl就有可能炸裂，且其產(chǎn)生的導電粉塵會附著在附近的反饋電路16的電子零件，導致電源適配器I輸出不穩(wěn)定或無法輸出，使得設置在液晶顯示器中的電源適配器I在雷雨季節(jié)時，因被雷電擊中而導至R1/C1炸裂，而最終導至電源適配器I無輸出，同時增加了液晶顯示產(chǎn)品市場不良維修費用。
發(fā)明內容因此，本實用新型的目的，即在提供一種電源適配器，其讓該電源適配器初級側電路和次級側電路產(chǎn)生的高頻EMI噪聲可分別通過第一電容Cy及第二電容Cl泄放到電網(wǎng)大地中，降低了 EMI噪聲從交流輸入端的火線端L和中性端N串擾到附近的電網(wǎng)系統(tǒng)而干擾到電網(wǎng)系統(tǒng)其它電氣設備的正常使用；以及可阻隔因部分共享建筑物的接地點Gl的接地阻抗較大(接地不良)或是沒有接至大地時，附近電網(wǎng)其它電子產(chǎn)品產(chǎn)生的低頻噪聲可能經(jīng)由電源適配器的地線E通過次級側電路15的接地端P2到達液晶顯示器的主機板的接地端而造成液晶畫面干擾問題；同時避開了雷擊時能量經(jīng)過第二電容Cl而最終導至電源適配器市場不良率上升問題。為達到上述目的，本實用新型的電源適配器包括一個包含一火線、一中性線及一地線并接受一交流電源輸入的交流電源輸入端，一個變壓器，一個對該變壓器的初級側繞組激磁的初級側電路，以及一個對該變壓器的次級側繞組的感應電壓進行整流濾波以輸出一直流電壓的次級側電路，其中該初級側電路具有一第一接地端，該次級側電路具有一第二接地端；特別是，該電源適配器還包括一電耦接在該交流電源輸入端的地線與該初級側電路的第一接地端之間的第一電容，及一電耦接在該交流電源輸入端的地線與該次級側電路的第二接地端之間的第二電容。較佳地，該電源適配器還包括一與該第二電容并聯(lián)的電阻。較佳地，該第一電容是符合安規(guī)要求的Y電容。較佳地，該電源適配器還包括一個與該交流電源輸入端的火線及中性線電耦接以接受該交流電源輸入的EMI濾波電路，一個對該EMI濾波電路輸出的交流電源進行全波整流的橋式整流電路，以及一取樣該直流電壓以控制該初級側電路，使該次級側電路輸出穩(wěn)定的直流電壓的反饋電路，且該初級側電路對該橋式整流電路輸出的整流后電壓進行濾波之后提供給變壓器進行電壓能量轉換并和反饋電路一起控制該變壓器能量轉換。本實用新型的功效在于藉由在交流電源輸入端的地線與初級側電路的第一接地端PI之間串接第一電容Cy，將初級側電路中產(chǎn)生的高頻噪聲經(jīng)由地線導引至大地，并藉由在交流輸入端的地線與次級側電路的第二接地端之間設置第二電容(以及與第二電容并聯(lián)的電阻)，而阻擋因共享建筑物的接地點Gl的接地阻抗較大(接地不良)或是沒有接至大地時，附近電網(wǎng)其它電子產(chǎn)品的低頻噪聲經(jīng)由地線通過次級側電路的第二接地端串擾到達液晶顯示器的主機板的接地端，最終低頻的噪聲干擾到主機板中的圖像處理電路，造成液晶顯示畫面出現(xiàn)如水紋波干擾或是網(wǎng)狀條紋干擾問題，同時次級側電路產(chǎn)生的EMI高頻噪聲可透過第二電容泄放至地線而導引至大地；并能避免雷擊產(chǎn)生的高壓及瞬間大電流通過第二電容或電阻，使不致因遭受脈沖高壓及瞬間脈沖大電流而炸裂并導致電源適配器輸出不穩(wěn)定或無法輸出，而可以有效降低電源適配器(adapter)的市場不良率，達到本實用新型的目的。

圖I是習知電源轉換器的主要電路方塊圖；圖2是習知電源轉換器遭受雷擊時的放電路徑等效電路；圖3是本實用新型電源轉換器的一較佳實施例的主要電路方塊圖；及 圖4是本實施例的電源轉換器遭受雷擊時的放電路徑等效電路。主要組件符號說明21交流電源輸入端22 EMI濾波電路23橋式整流電路24初級側電路25次級側電路26反饋電路27高通濾波電路L火線N中性線E地線Gl接地點Tl變壓器Np初級側繞組Ns次級側繞組Pl第一接地端P2第二接地端G2第一基準電位G3第二基準電位Cy第一電容Cl第二電容Rl電阻Dl整流二極管LI共模電感。
具體實施方式
本實用新型電源適配器(adapter)是一交/直流轉換器，其可將電源適配器直流輸出插頭插入在液晶顯示器或其它需要直流電源的電子設備的輸入供電端，為液晶顯示器或其它需要直流電源的電子設備提供電能。參見圖3所示，本實用新型電源適配器的第一較佳實施例主要包括依序串接的一交流電源輸入端21、一 EMI (電磁干擾)濾波器22、一橋式整流電路23、一變壓器Tl、一設在變壓器Tl的初級側繞組Np與橋式整流電路23之間的初級側電路24、一設在變壓器Tl的次級側繞組Ns的次級側電路25，以及一反饋電路26。交流電源輸入端21是例如電源適配器的AC Socket，其包含一火線L、一中性線N及一地線E，其中火線L及中性線N接受交流電源(例如市電)輸入，地線E用以與所在建筑物下方的一接地點Gl連接以接大地。EMI濾波器22與交流電源輸入端21的火線L及中性線N電耦接，以接受該交流電源輸入，并濾除交流電源中的EMI噪聲以輸出一交流電壓。[0032]橋式整流電路23是一橋式全波整流器，用以對EMI濾波器22輸出的交流電壓進行全波整流而產(chǎn)生一直流脈動電壓。初級側電路24主要包含一濾波電路、一由MOS功率開關組成的開關電路及一驅動該開關電路導通與否的PWM控制電路。全波整流之后的直流脈動電壓經(jīng)過初級側電路24中的濾波電路(濾波電容)將直流脈動電壓轉換為具有較低電壓紋波的直流電壓，并提供給變壓器Tl的初級側繞組Np，由變壓器Tl進行電壓能量轉換，使變壓器Tl的次級側繞組Ns產(chǎn)生一感應電壓。次級側電路25是一整流濾波電路，其將該感應電壓整流成直流電壓并濾除其中的電壓紋波成份后，輸出一直流電壓給一負載端，例如上述的液晶顯示器，其中直流電壓的一部分供應液晶顯示器的液晶面板燈管的驅動電路，直流電壓的另一部分經(jīng)由液晶顯示器的主機板電路中的直流-直流轉換器轉換成例如5V電壓，做為主機板上各個電路模塊的工作電源以及作為液晶面板驅動電路中的工作電源。反饋電路26取樣次級側電路25輸出的直流電壓，并最終經(jīng)由一光耦(圖未示) 輸出一控制訊號控制初級側電路24的PWM控制電路，使改變MOS功率開關的導通時間，最終使次級側電路25得以輸出穩(wěn)定的直流電壓。且由于上述的EMI濾波電路22、橋式整流電路23、初級側電路24、次級側電路25及反饋電路26皆為習知電路且非本實用新型重點，故于此不詳述其組成及工作方式。此外，初級側電路24的一第一接地端Pl與一第一基準電位G2連接，次級側電路25的一第二接地端P2與一第二基準電位G3連接，并與液晶顯示器的主機板的接地端相耦接。且因為初級側電路24與次級側電路25之間有變壓器Tl及光耦隔離，故第一基準電位G2與第二基準電位G3不同。但由于初級側電路24中的MOS功率開關及變壓器Tl等電子零件在工作時產(chǎn)生的di/dt和dv/dt高頻噪聲會在電路走線(trace)之間到處相互串擾，若這些高頻噪聲不能被及時導出，可能使PWM控制電路受到干擾而不能穩(wěn)定地工作，以及可能通過交流輸入端21中的火線L和中性線N串擾到附近的電網(wǎng)系統(tǒng)中，最終干擾到附近電網(wǎng)的其它電氣設備而使其它設備無法正常使用。因此，為解決上述問題，本實施例電源轉換器I還包括一電耦接在交流電源輸入端21的地線E與初級側電路24的第一接地端Pl之間的第一電容CY，且在本實施例中第一電容Cy是采用一符合安規(guī)等級的耐高壓的Y電容，它可將初級側電路24中產(chǎn)生的高頻噪聲經(jīng)由地線E導引至接地點Gl而導入大地。而第一電容Cy的容值會根據(jù)EMI測試結果及安規(guī)漏電流測試結果來決定，通常在220p廣4700pF之間做選擇。此外，當建筑物下方的接地點Gl沒有做良好的接地或甚至不接地時，若還有其它抑制電磁干擾能力較弱的電子設備共享建筑物的接地點Gl時，該電子設備產(chǎn)生的低頻噪聲就很容易從接地點Gl經(jīng)由電源轉換器的地線E通過次級側電路25的第二接地端P2到達液晶顯示器的主機板的接地端而干擾液晶顯示器的顯示畫面，造成液晶顯示畫面出現(xiàn)如水紋波干擾或是網(wǎng)狀條紋干擾問題。因此，為了防止電網(wǎng)附近其它電子產(chǎn)品的低頻噪聲經(jīng)由電網(wǎng)終端用戶的電源插座或是插排地端通過地線E，而串擾液晶顯示器的電路系統(tǒng)，本實施例還包括連接在交流電源輸入端21的地線E和次級側電路25的第二接地端P2之間的一電阻Rl和一與電阻Rl并聯(lián)的第二電容Cl，該電阻Rl和第二電容C2組成一高通濾波電路27，可阻擋其它電子產(chǎn)品的低頻噪聲經(jīng)由地線E通過次級側電路25的第二接地端P2而串擾液晶顯示器的電路系統(tǒng)。其中第二電容Cl通常采用容值In廣0. 47 u F左右，耐壓50V或100V，體積小、成本低的MLCC (貼片)電容，且電阻Rl的阻值約在IflM左右。此外，當建筑物遭受雷擊，雷擊通過接地點Gl朝交流電輸入端21的地線E向火線L打入一高電壓時，如圖4的等效電路所示，其放電路徑為地線Edi第一電容CYdi橋式整流器23其中的一整流二極管DldEMI濾波器12中的一共模電感Lld交流電輸入端21的火線L，使高通濾波電路27中的電阻Rl和第二電容Cl避開雷擊放電路徑，而免于承受雷擊的瞬間強大電壓及電流，避免電阻Rl和第二電容Cl因耐壓不足或無法承受瞬間大電流而炸裂，可進一步避免電阻Rl和第二電容Cl炸裂產(chǎn)生的導電粉塵附著在附近的反饋電路26的電子零件上而導致電源適配器I輸出不穩(wěn)定或無法輸出，因此，可以有效降低電源適配器I的市場不良率。值得一提的是，高通濾波電路27中的電阻Rl亦可以被省略。綜上所述，上述實施例藉由在交流電源輸入端21的地線E與初級側電路24的第一接地端Pl之間串接第一電容(安規(guī)Y電容)CY，將初級側電路24中產(chǎn)生的高頻噪聲經(jīng)由地線E導引至接地點Gl而導入大地，并藉由在交流電源輸入端21的地線E與次級側電路25的第二接地端P2之間設置高通濾波電路27，阻擋因共享的建筑物的接地點Gl的接地阻抗較大(接地不良)或是沒有接至大地時，附近電網(wǎng)其它電子產(chǎn)品的低頻噪聲經(jīng)由地線通過次級側電路的第二接地端串擾到達液晶顯示器的主機板的接地端，而串擾液晶顯示器的顯示畫面，造成液晶顯示畫面出現(xiàn)如水紋波干擾或是網(wǎng)狀條紋干擾問題，同時次級側電路25中產(chǎn)生的高頻EMI噪聲亦可通過高通濾波電路27泄放至地線E導引至接地點Gl而導入大地。并能避免雷擊產(chǎn)生的高壓及瞬間大電流通過高通濾波電路27，使高通濾波電路27中的電阻Rl及/或電容Cl免于遭受高壓及瞬間大電流而炸裂并導致電源適配器I輸出不穩(wěn)定或無法輸出，可以有效降低電源適配器I的市場不良率，達到本實用新型的功效和目的。惟以上所述者，僅為本實用新型的較佳實施例而已，當不能以此限定本實用新型實施的范圍，即大凡依本實用新型申請專利范圍及發(fā)明說明內容所作的簡單的等效變化與 修飾，皆仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內。
權利要求1.一種電源適配器，包括一個包含一火線、一中性線及一地線并接受一交流電源輸入的交流電源輸入端，一個變壓器，一個對該變壓器的初級側繞組激磁的初級側電路，以及一個對該變壓器的次級側繞組的感應電壓進行整流濾波以輸出一直流電壓的次級側電路，其中該初級側電路具有一第一接地端，該次級側電路具有一第二接地端；其特征在于 該電源適配器還包括 一第一電容，電耦接在該交流電源輸入端的地線與該初級側電路的第一接地端之間；及 一第二電容，電耦接在該交流電源輸入端的地線與該次級側電路的第二接地端之間。
2.根據(jù)權利要求I所述的電源適配器，其特征在于還包括一與該第二電容并聯(lián)的電阻。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的電源適配器，其特征在于其中該第一電容是安規(guī)Y電容。
4.根據(jù)權利要求3所述的電源適配器，其特征在于其中該電源適配器還包括一個與該交流電源輸入端的火線及中性線電耦接以接受該交流電源輸入的EMI濾波電路，一個對該EMI濾波電路輸出的交流電源進行全波整流，以輸出一直流脈動電壓的橋式整流電路，以及一取樣該直流電壓以控制該初級側電路，使該次級側電路輸出穩(wěn)定的直流電壓的反饋電路，且該初級側電路對該橋式整流電路輸出的整流后電壓進行濾波以產(chǎn)生一具有較低電壓紋波的直流電，并提供給變壓器進行電壓能量轉換。
專利摘要本實用新型涉及一種電源適配器，包括一個包含一火線、一中性線及一地線的交流電源輸入端，一個變壓器，一個對該變壓器的初級側繞組激磁的初級側電路，以及一個將該變壓器的次級側繞組之感應電壓轉換成一直流電壓輸出的次級側電路；特別是，該電源適配器還包括一個電耦接在該交流電源輸入端的地線與該初級側電路的一第一接地端之間的第一電容，以及一個電耦接在該交流電源輸入端的地線與該次級側電路的第二接地端之間的第二電容。本實用新型可以有效降低電源適配器的市場不良率。
文檔編號H02M1/44GK202435263SQ201220060100
公開日2012年9月12日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權日2012年2月23日
發(fā)明者余祚尚, 莊錦清, 肖榮軍, 鐘長河 申請人:福建捷聯(lián)電子有限公司