開關(guān)電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型關(guān)于一種電源。更具體而言，本實用新型關(guān)于一種開關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)電源，又稱交換式電源，是一種高頻電能轉(zhuǎn)換裝置，其功能是將輸入電壓，通過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。詳言之，開關(guān)電源主要是利用電力電子技術(shù)，控制開關(guān)的開啟和關(guān)閉的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構(gòu)成。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新。目前，開關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點而被廣泛應(yīng)用到電子設(shè)備，是當今電子信息產(chǎn)業(yè)不可缺少的一種電源方式。
[0003]對于小功率(例如100瓦特以下)的電子設(shè)備而言，由于功率不高，故傳統(tǒng)的開關(guān)電源普遍只需要額外使用單一散熱元件，例如散熱片，就能有效地降低熱損耗及磁損耗。然而，對于大功率(例如100瓦特以上)的電子設(shè)備而言，例如大功率的燈具，隨著功率的提升而增加熱損耗及磁損耗，已不是額外增加單一散熱元件至傳統(tǒng)的開關(guān)電源就能輕易改善損耗的問題。
[0004]對于傳統(tǒng)的開關(guān)電源而言，當其應(yīng)用至大功率設(shè)備時，其經(jīng)常通過單一變壓器模塊進行轉(zhuǎn)換及儲能。如圖1所示，傳統(tǒng)的開關(guān)電源I可包含一整流器模塊11、一變壓器模塊13及一控制模塊13。整體而言，整流器模塊11用以將一交流電壓信號Vin轉(zhuǎn)換為一直流電壓信號VI，變壓器模塊13連接至整流器模塊11以接收直流電壓信號VI，而控制器模塊15連接至變壓器模塊13并控制變壓器模塊13以轉(zhuǎn)換直流電壓信號Vl為一輸出電壓信號Vout0
[0005]然而，傳統(tǒng)的開關(guān)電源僅包含單一個變壓器模塊13，故大功率設(shè)備所產(chǎn)生的熱能將集中在變壓器模塊13及控制模塊13內(nèi)的開關(guān)切換元件上，這將使得變壓器模塊13上的熱損耗及磁損耗據(jù)增、及/或控制模塊13內(nèi)的開關(guān)切換元件上的熱損耗據(jù)增，連帶降低了傳統(tǒng)的開關(guān)電源I的工作效率。此外，由于大功率設(shè)備所產(chǎn)生的熱能容易集中在單一個變壓器模塊13上，這使得傳統(tǒng)的開關(guān)電源I須在單一個變壓器模塊13及控制模塊13內(nèi)的開關(guān)切換元件上增加單一散熱元件，例如散熱片，始能達到散熱效果。
[0006]有鑒于此，如何針對應(yīng)用至大功率電子設(shè)備的開關(guān)電源提供一種有效的散熱技術(shù)，確實為本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的一項重大需求。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的一目的乃是針對應(yīng)用至大功率電子設(shè)備的開關(guān)電源提供一種有效的散熱技術(shù)。
[0008]為達上述目的，本實用新型提供一種開關(guān)電源。該開關(guān)電源包含一整流器模塊、數(shù)個變壓器模塊及一控制器模塊。該整流器模塊用以將一交流電壓信號轉(zhuǎn)換為一直流電壓信號。這些變壓器模塊彼此并聯(lián)連接，且用以連接至該整流器模塊以接收該直流電壓信號。該控制器模塊連接至這些變壓器模塊，且用以控制這些變壓器模塊的充放電，并由變壓器模塊內(nèi)的二極管轉(zhuǎn)換該直流電壓信號為一輸出電壓信號。
[0009]綜上所述，本實用新型提供了一種新的開關(guān)電源。不同于傳統(tǒng)的開關(guān)電源，本實用新型提供的開關(guān)電源包含了數(shù)個彼此相互并聯(lián)連接的變壓器模塊。通過如此的設(shè)計，當本實用新型提供的開關(guān)電源應(yīng)用至大功率設(shè)備時，大功率設(shè)備所產(chǎn)生的熱能可被分散到這些變壓器模塊上。因此，只要通過適當?shù)臄?shù)量選擇，本實用新型提供的開關(guān)電源所包含的每一個變壓器模塊，其所承受的熱損耗及磁損耗將可明顯減少。此外，對本實用新型提供的開關(guān)電源而言，可以不須在每一個變壓器模塊上增加單一散熱元件、例如散熱片，便可達到散熱效果。
[0010]于參閱附圖及隨后描述的實施方式后，本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者便可更了解本實用新型的目的、技術(shù)手段及所達功效。
【附圖說明】
[0011]圖1為傳統(tǒng)開關(guān)電源的一方塊圖。
[0012]圖2為根據(jù)本實用新型的一開關(guān)電源的一方塊圖。
[0013]圖3為圖2所示開關(guān)電源的一結(jié)構(gòu)例示圖。
[0014]圖4為圖2所不開關(guān)電源的另一結(jié)構(gòu)例不圖。
[0015]圖5為圖2所示開關(guān)電源的又一結(jié)構(gòu)例示圖。
[0016]圖6為圖2所示開關(guān)電源的再一結(jié)構(gòu)例示圖。
[0017]符號說明:
[0018]1:開關(guān)電源
[0019]11:整流器模塊
[0020]13:變壓器模塊
[0021]15:控制器模塊
[0022]3、3a、3b、3c、3d:開關(guān)電源
[0023]31:整流器模塊
[0024]33、33a、33b:變壓器模塊
[0025]331:變壓器
[0026]332:變壓器
[0027]333:前端電路
[0028]334:前端電路
[0029]335:后端電路
[0030]35、35a、35b:控制器模塊
[0031]351:晶體管
[0032]353:控制器
[0033]37:開關(guān)模塊
[0034]371:開關(guān)
[0035]C1、C2:電容
[0036]D1、D2: 二極管
[0037]G:接地端
[0038]I1、12:電流
[0039]Rl:電阻
[0040]Vl:直流電壓信號
[0041]Vin:交流電壓信號
[0042]Vout:輸出電壓信號
【具體實施方式】
[0043]以下將通過實施例來解釋本實用新型的內(nèi)容，惟以下實施例并非用以限制本實用新型須在如其所述的環(huán)境、應(yīng)用、結(jié)構(gòu)方能實施。換言之，以下實施例僅為了便于說明本實用新型，而非用以限制本實用新型。于附圖中，與本實用新型非直接相關(guān)的元件皆已省略而未繪示，且各元件之間的尺寸關(guān)系僅為了便于說明本實用新型，而非用以限制實施本實用新型的實際比例。
[0044]本實用新型的一實施例(簡稱「第一實施例」)為一種開關(guān)電源。圖2為該開關(guān)電源一方塊圖。如圖2所示，開關(guān)電源3可包含一整流器模塊31、數(shù)個變壓器模塊33及一控制模塊35。整流器模塊31用以將一交流電壓信號Vin轉(zhuǎn)換為一直流電壓信號VI。不同于圖1所示的開關(guān)電源1，開關(guān)電源3包含數(shù)個變壓器模塊33，且這些變壓器模塊33彼此并聯(lián)連接，并用以連接至整流器模塊31以接收直流電壓信號VI。控制器模塊35連接至這些變壓器模塊33并控制這些變壓器模塊33以轉(zhuǎn)換直流電壓信號Vl為一輸出電壓信號Vout。于其他實施例，開關(guān)電源3亦可不包含整流器模塊31，且這些變壓器模塊33不通過整流器模塊31而直接接收直流電壓信號VI。
[0045]由于這些變壓器模塊33彼此并聯(lián)連接，這使得來自整流器模塊31的電流(未繪示)將分流到這些變壓器模塊33上。如此，相對于圖1所示的單一個變壓器模塊13，流經(jīng)每一個變壓器模塊33的電流都小于流經(jīng)變壓器模塊13的電流，這使得在每一個變壓器模塊33上產(chǎn)生的熱損耗及磁損耗都小于在變壓器模塊13上產(chǎn)生的熱損耗及磁損耗。因此，當開關(guān)電源3應(yīng)用至大功率設(shè)備時，大功率設(shè)備(例如大功率燈具)所產(chǎn)生的熱能可被分散到這些變壓器模塊33上，這使得每一個變壓器模塊33相對于圖1所示的單一個變壓器模塊13，其所承受的熱損耗及磁損耗可明顯減少。此外，由于大功率燈具所產(chǎn)生的熱能可被分散到這些變壓器模塊33上，便不須在變壓器模塊33上增加單一散熱元件、例如散熱片，就可達到散熱效果。
[0046]圖3-6為圖2所示開關(guān)電源的不同結(jié)構(gòu)例示圖。圖3所示的開關(guān)電源3a與圖4所示的開關(guān)電源3b分別為一隔離式開關(guān)電源，而圖5所示的開關(guān)電源3c與圖6所示的開關(guān)電源3d分別為一非隔離式開關(guān)電源。
[0047]如圖3、4所示，隔離式開關(guān)電源3a或隔離式開關(guān)電源3b可包含一整流器模塊31、數(shù)個并聯(lián)連接的變壓器模塊33 (例如變壓器模塊33a、33b)、一控制模塊35a及一開關(guān)模塊37 (容后說明)。于隔離式開關(guān)電源3a或隔離式開關(guān)電源3b中，這些變壓器模塊33連接至整流器模塊31，而控制模塊35a可經(jīng)由開關(guān)模塊37連接至這些變壓器模塊33。
[0048]根據(jù)圖3所示的隔離式開關(guān)電源3a及圖4所示的隔離式開關(guān)電源3b，每一個變壓器模塊33可包含一變壓器331、一前端電路333及一后端電路335。變壓器331分別與前端電路333及后端電路335連接。前端電路333用以接收變壓器331的一反電動勢，而后端電路335用以整流來自變壓器331的電壓信號為輸出電壓信號Vout。舉例而言，在變壓器模塊33a或變壓器模塊33b中，變壓器331可包含一輸入側(cè)(圖3_4所示變壓器331的左側(cè))及一輸出側(cè)(圖3-4所示變壓器331的右側(cè))，前端電路333可包含一電阻R1、一電容Cl及一二極管Dl，電阻Rl與電容Cl并聯(lián)連接，并分別與變壓器331的該輸入側(cè)的一端及二極管Dl串聯(lián)連接，而二極管Dl亦與變壓器331的該輸入側(cè)的另一端串接。此外，后端電路335亦可包含一電容C2及一二極管D2，變壓器331的該輸出側(cè)的一端經(jīng)由二極管D2整流及電容C2穩(wěn)壓而連接至其另一輸出端。前端電路333及后端電路335可根據(jù)需求而增減不同的電路或元件，且非受限于圖3-4所示的實施態(tài)樣。
[0049]圖3所示的隔離式開關(guān)電源3a及圖4所示的隔離式開關(guān)電源3b之間的主要差異在于控制器模塊35a與控制器模塊35b具有不同數(shù)量的晶體管。詳言之，根據(jù)圖3所示的隔離式開關(guān)電源3a，控制器模塊35a可包含一晶體管351及一控制器353。晶體管351可以是各種類型的晶體管，例如金氧半場效晶體管(MOSFET)或雙極性晶體管(BJT)等?？刂破?53可以通過一集成電路(IC)來實現(xiàn)。晶體管351可包含一第一端點、一第二端點及一第三端點，該第一端點連接至這些變壓器模塊33a，該第二端點連接至一接地端G，該第三端點連接至控制器353。控制器353用以控制晶體管351以切換該第一端點與該第二端點之間的連接，俾這些變壓器