切换式电源供应器制造技术

本发明专利技术是有关于一种切换式电源供应器，用以提供负载稳定的电压输出，该切换式电源供应器包含整流电路、返驰式电压转换电路及非隔离式电压调整电路。整流电路接收交流信号，并将该交流信号整流后输出。返驰式电压转换电路电连接整流电路，用于将整流后的交流信号转换成直流信号。非隔离式电压调整电路电连接返驰式电压转换电路与负载之间，用以消除该直流信号的电压涟波后输出至负载。如此将不需要在返驰式电压转换电路前设置高压电容器，可大幅减少切换式电源供应器的体积及材料成本。

【技术实现步骤摘要】
切换式电源供应器
本专利技术涉及一种电源供应器，特别是指一种可以抑制输出涟波的切换式电源供应器。
技术介绍
随着时代的进步，电子产品已经广泛的应用在人类的生活中，但能源短缺的问题日益严重，使得人们越来越重视电子产品的使用效率。而大部分的电子产品均需使用交流/直流转换器，将电力系统中的交流电源转换成电子产品需要的直流电源，故需要广泛探讨及研究各种低成本且高效率的交流/直流转换器。现今的交流/直流转换大多使用二极管整流来达成，此种作法虽然便宜以及简单牢固，但由于输入电流的严重非线性失真，使得低频谐波大量增加，导致功率因数(PowerFactor)过低而增加虚功率，造成能量的耗费，同时也会造成电力系统的不稳定，影响供电的品质。参阅图1，为现今电源供应器的电路架构，其中以适配器(Adapter)900为例说明。现今的适配器900多为两级式的架构，前级为升压型(Boost)功率因数修正器910，后级为隔离型直流/直流转换器920。然而，在市电较不稳的地区(例如：东南亚地区)，升压型功率因数修正器910中的电容C会需较高的耐压，以防止输入电压的不稳定导致适配器900的电路毁坏，但是高耐压电容C(通常是电解电容)的体积过大，且由于电解电容较稀少使得成本较高。因此，如何实现低成本、高功率因数及高转换效率的电源供应器遂为本专利技术的重点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低成本、高功率因数且高转换效率的切换式电源供应器。本专利技术切换式电源供应器，用以提供负载稳定的电压输出，该切换式电源供应器包含整流电路、返驰式(Flyback)电压转换电路及非隔离式电压调整电路。整流电路接收交流信号，并将该交流信号整流后输出。返驰式电压转换电路电连接整流电路，用于将整流后的交流信号转换成直流信号。非隔离式电压调整电路电连接返驰式电压转换电路与负载之间，用以消除该直流信号的电压涟波后输出至负载。如此将不需要在返驰式电压转换电路20前设置高压电容器，可大幅减少切换式电源供应器的体积及材料成本。进一步地，返驰式电压转换电路包括变压电路、切换开关、导通元件及电容。变压电路的一次侧的一端电连接整流电路，另一端则电连接切换开关；切换开关具有电连接变压电路的一次侧的第一端、受控的控制端及接地的第二端；导通元件可位于高压侧(HighSide)且具有电连接变压电路的二次侧的一端的第一端，及电连接非隔离式电压调整电路的第二端，电容的一端电连接该导通元件的第二端，另一端则电连接变压电路的二次侧的另一端。较佳地，电容与变压电路的二次侧的连接处为接地。此外，导通元件也可位于低压侧(LowSide)，而在此情况下，电容的一端电连接变压电路的二次侧的一端，导通元件的第一端电连接电容的另一端，导通元件的第二端电连接变压电路的二次侧的另一端。导通元件可以是二极管或各种半导体开关，例如：金氧半场效晶体管(MOSFET)等。非隔离式电压调整电路可为同步整流降压型(Buck)转换器，其中包括第一开关、第二开关、储能电感及储能电容。第一开关具有电连接返驰式电压转换电路的第一端、受控的控制端及第二端；第二开关具有电连接该第一开关的第二端的第一端、受控的控制端及接地的第二端；储能电感的一端电连接第二开关的第一端，另一端电连接负载；储能电容的一端电连接负载，另一端接地。非隔离式电压调整电路也可以是升压型(Boost)转换器或是升-降压型(Buck-Boost)转换器，其架构的选择取决于返驰式电压转换电路的输出电压。本专利技术的有益效果在于：借由前级返驰式电压转换电路修正功率因数，后端的非隔离式电压调整电路消除电压涟波，可避免输入端使用高压的电解电容，且同时达到高功率因数、高转换效率且低电压涟波与低成本和体积小等优点。附图说明图1是说明现有两级式适配器的电路图；图2是说明本专利技术切换式电源供应器的较佳实施例；图3是说明本实施例的返驰式电压转换电路的电路图，其中导通元件位于高压侧(HighSide)且以二极管D为例作说明；图4是说明本实施例的返驰式电压转换电路的电路图，其中导通元件位于低压侧(LowSide)且以晶体管M为例作说明；图5是说明本实施例的非隔离式电压调整电路的电路图；图6是说明本实施例的切换式电源供应器在交流信号电压为90、115、230与264(V)，且在额定输出功率的25%、50%、75%及100%之下的转换效率的曲线图；及图7是说明本实施例的切换式电源供应器在交流信号电压为90、115、230与264(V)，且在额定输出功率的25%、50%、75%及100%之下的功率因数的曲线图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明：参阅图2，为本专利技术切换式电源供应器100的较佳实施例，该切换式电源供应器100可为适配器(Adapter)、框架开放式(OpenFrame)电源供应器等各种电源供应设备。本实施例的切换式电源供应器100包含整流电路10、电连接于整流电路10的返驰式(Flyback)电压转换电路20，以及电连接于返驰式电压转换电路20的非隔离式电压调整电路30。本专利技术切换式电源供应器100先利用单级返驰式电压转换电路20修正功率因数，再通过非隔离式电压调整电路30消除电压涟波，以提供负载RLoad稳定的电压输出。配合参阅图3，整流电路10包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3及第四二极管D4。第一二极管D1的阳极电连接交流(AC)电源的正极，第一二极管D1的阴极电连接第二二极管D2的阴极。第二二极管D2的阳极电连接交流电源的负极。第三二极管D3的阴极电连接第一二极管D1的阳极，第三二极管D3的阳极接地。第四二极管D4的阴极电连接第二二极管D2的阳极，第四二极管D4的阳极接地。返驰式电压转换电路20包括变压电路T、切换开关S、导通元件及电容CP。在实施例中，导通元件位于高压侧(HighSide)且为二极管D，但也可以为各种半导体开关，例如：金氧半场效晶体管(MOSFET)等，且电容CP可为多层陶瓷电容(MultilayerCeramicCapacitor，MLCC)、固态电容(PolymerCapacitor)，或是液态铝质电解电容等，但不论是导通元件或电容CP均不以本实施例或上述种类为限。变压电路T的一次侧的一端电连接整流电路10，另一端则电连接切换开关S。切换开关S为N型金氧半场效晶体管，其具有电连接变压电路T的一次侧的漏极(第一端)、电连接脉宽调变模块(PWM，图未示)的栅极(控制端)，及接地的源极(第二端)。二极管D的阳极(即导通元件的第一端)电连接变压电路T的二次侧的一端，其阴极(即导通元件的第二端)电连接非隔离式电压调整电路30。电容CP的一端电连接二极管D的阴极，另一端则电连接变压电路T的二次侧的另一端。而在本实施例中，电容CP与变压电路T的二次侧的连接处为接地。此外，本专利技术的导通元件也可以位于低压侧(LowSide)，如图4所示，其以晶体管M为例，但也可以为二极管D。晶体管M具有与电容CP的另一端的第一端(即导通元件的第一端)、电连接脉宽调变模块(PWM，图未示)的控制端，及变压电路T的二次侧的另一端的第二端(即导通元件的第二端)，而在此态样下，电容CP与晶体管M的连接处为接地。当然，返驰式电压转换电路20的电路设计并不限于此，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种切换式电源供应器，用以提供负载稳定的电压输出；其特征在于：该切换式电源供应器包含：整流电路，接收交流信号，并将该交流信号整流后输出；返驰式电压转换电路，电连接该整流电路，用于将该整流后的交流信号转换成直流信号；及非隔离式电压调整电路，电连接该返驰式电压转换电路与该负载之间，用以消除该直流信号的电压涟波后输出至该负载；其中，该非隔离式电压调整电路包括第一开关、第二开关、储能电感及储能电容，该第一开关具有电连接该返驰式电压转换电路的第一端、受控的控制端及第二端；该第二开关具有电连接该第一开关的第二端的第一端、受控的控制端及接地的第二端；该储能电感的一端电连接该第二开关的第一端，另一端电连接该负载；该储能电容的一端电连接该负载，另一端接地。2.如权利要求1所述的切换式电源供应器，其特征在于：该返驰式电压转换电路包括变压电路、切换开关、导通元件及电容，该变压电路的一次侧的一端电连接该整流电路，另一端则电连接该切换开关；该切换开关具有电连接该变压电路的一次侧的第一端、受控的控制端及接地的第二端；该导通元件具有电连接该变压电路的二次侧的一端的第一端，及电连接该非隔离式电压调整电路的第二端，该电容的一端电连接该导通元件的第二端，另一端则电连接该变压电路的二次侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：林建宇，赖威列，刘亚哲，罗有纲，邱煌仁，林政廷，
申请(专利权)人：光宝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：