交直流转换器的取电电路制造技术

本发明专利技术公开了一种交直流转换器的取电电路，用以将高电压的交流输入电压转换为低电压的直流输出电压，以提供一种可维持在一稳定的直流偏压范围的负载电压，包括：一整流器、一感应电路、一控制开关电路和一稳压电容；整流器的一次侧耦合连接至交流电源并在二次侧输出一直流电源，感应电路连接于整流器的二次侧，用以将交流输入电压和一预设的参考电压作比较，只允许交流输入电压低于参考电压时导通控制开关电路中的第二开关组件，进而提供一低电压的直流输出电压，并借助控制开关电路将直流输出电压维持在一个稳定的直流偏压范围，除了可以减少第二开关组件的功率损耗，电路结构简单还可实现电路积体化的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种交直流转换器的取电电路，尤其涉及一种只在交流输入电压低于一预设的参考电压时才导通开关组件，并且将直流输出电压维持在一稳定的直流偏压范围的交直流转换器的取电电路。
技术介绍
传统的交流转直流的电源转换器(AC/DC Converter)是采用隔离式分压的设计，将AC电源与整流器耦合之后，再利用外部变压器将高电压的交流电源转换为低电压的直流电源，用以提供低电压的直流电源器件使用，但是外部变压器的体积较大，无法满足小型化的需求；后来低压差稳压器(Low DropoutRegulator, LDO)这类的线性稳压器被提出来用以解决上述的问题，但是LDO在开关组件(switch)上的损耗容易造成转换效率不佳的问题。功耗的降低与转换效率的提升，是当前小型化交流转直流(AC/DC)电源供应系统最重要的两大核心课题，由本专利技术专利申请人提出而且在台湾已核准公开的00533672号无变压器式交/直流转换电路，提出了一种可以输出稳定的恒电流的无变压器式交/直流转换电路，以适用于发光组件(如发光二极管LED)这类需要一稳定的供应电流的负载器件，其中所公开的技术手段是利用电流开关电路来达到限制负载电流于一稳定范围的目的，其中的控制电路主要是依据控制电路的输出与输入的电位差决定电流开关电路的开/关(ON/OFF)动作，当电位差低于一默认值，即开启负载电流，当电位差高于一默认值，即关闭负载电流，借以达到限制负载电流的功效。另外在已核准公开的美国专利U. S. Pat. 6,169,391 Bl，其中也公开了一种无变压器式交/直流转换电路，其中公开了一种控制电路可以具备类似线性稳压器的功能用以限制直流电源的输出电压，其中的控制电路具有一感测电路(sensing circuit)用以检知交流电源的输入电压Vin，并且依据输入电压Vin的高低来控制开关组件的开/关(on/off);而其中的感测电路由二个串联的分压电阻，以及一个串联在前述分压电阻的稽纳二极管所组成，但是这样的电路设计显然较为复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以降低开关组件的功率损耗的交直流转换器的取电电路，来解决上述公知技术中存在的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种交直流转换器的取电电路，包含一整流器、 一感应电路、 一控制开关电路和一稳压电容；整流器的一次侧耦合连接至交流电源，用以将交流电源转换为直流电源，感应电路连接于整流器的二次侧，用以检测交流电源的交流输入电压，并在交流输入电压低于一预设的参考电压(Vref)时开启控制开关电路中的第二开关组件，用以提供一低电压的直流输出电压，并借助控制开关电路将直流输出电压维持在一个稳定的直流偏压范围；换而言之，依据本专利技术的较佳实施例，只允许交流输入电压低于一预设的参考电压时导通第二开关组件，反之在交流输入电压高于一预设电压时则会关闭第二开关组件，由于在第二开关组件开启(导通)的时候输入与输出的电位差小，故能达到降低第二开关组件的功率损耗的功效。本专利技术的目的之一在于提供一种电路构造精简的交直流转换器的取电电路，依据本专利技术的较佳实施例之一，包括 一整流器、 一感应电路、 一控制开关电路和一稳压电容；其中的感应电路具有一分压电路及第一开关组件，利用分压电路取得整流器的二次侧的直流电源的直流分压，再将直流分压和第一开关组件的导通电压比较，当直流分压比导通电压小，则第一开关组件关闭，并在整流器二次侧的直流电源的直流电压低于预设的参考电压时导通第二开关组件，反之在整流器的二次侧的直流电源的直流电压高于预设的参考电压时，关闭第二开关组件。本专利技术的目的之一在于提供一种可以实现积体化的交直流转换器的取电电路。依据本专利技术的较佳实施例之一，其中的第一开关组件和第二开关组件皆可利用半导体工艺技术制造，因此可以实现电路积体化的目的。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为本专利技术的交直流转换器的取电电路的一种较佳实施例电路架构；图2A为本专利技术的交直流转换器的取电电路的一种较佳实施例构造(使用桥式全波整流器)；图2B为本专利技术的交直流转换器的取电电路的一种较佳实施例构造(使用桥式半波整流器)；图3A为本专利技术的交直流转换器的取电电路的一种较佳实施例构造(使用桥式全波整流器)；图3B为本专利技术的交直流转换器的取电电路的一种较佳实施例构造(使用桥式半波整流器)；图4A为本专利技术的交直流转换器的取电电路的一种较佳实施例构造(使用桥式全波整流器)；图4B为本专利技术的交直流转换器的取电电路的一种较佳实施例构造(使用桥式半波整流器)；图5A为图4A的一种较佳实施例构造(使用桥式全波整流器)；图5B为图4B的一种较佳实施例构造(使用桥式半波整流器)；图6A为图3A的一种较佳实施例构造(使用桥式全波整流器)；图6B为图3B的一种较佳实施例构造(使用桥式半波整流器)；图7显示交流输入电压AC Vin和直流电源输出端之间的电压电流关系，以及第一开关组件和第二开关组件的动作关系。其中，附图标记10 交流电源(AC)11 直流电源器件20整流器(rectifier)30 感应电路31 分压电路40 控制开关电路41 第一稳压组件42 直流电源输出端44 第二稳压组件AC Vin 交流输入电压DC Vout 直流输出电压G 栅极(gate)S 源极(source)D 漏极(drain)Rl第一电阻R2第二电阻R3第三电阻Ql 第一开关组件(switch)la第一开关组件的控制接点lb第一开关组件的输入接点lc第一开关组件的输出接点Q2第二开关组件(switch)2a第二开关组件的控制接点2b第二开关组件的输入接点2c第二开关组件的输出接点V ref 参考电压DC直流电源具体实施例方式首先请参考图l，其中公开了本专利技术的一较佳实施例的电路架构，用以将交流电源(AC)IO的高电压的交流输入电压AC Vin转换为低电压的直流输出电压DC Vout，而从一低电压的直流电源输出端42输出能稳定在一直流偏压范围的直流输出电压DC Vout，以提供低电压的直流电源器件ll(如集成电路，小型电子产品)一种能稳定在一直流偏压范围的负载电压，其电路架构包括一整流器(rectifier)20，整流器20的一次侧耦合连接于交流电源(AC) 10，而在整流器20的二次侧输出一直流电源DC，这个整流器20可以选用桥式全波整流器或是桥式半波整流器；一感应电路30，具有一分压电路31和一第一开关组件(switch)Ql，其中分压电路31耦合于整流器20的二次侧，用以取得二次侧的直流电源的直流分压，第一开关组件Q1具有一控制接点la， 一输入接点lb和一输出接点lc，其中的输出接点lc接地，而控制接点la与分压电路31连接，用以将直流分压和第一开关组件Q1的导通电压比较，当直流分压低于导通电压，则第一开关组件Q1保持关闭；一控制开关电路40，具有一第三电阻R3、第二开关组件Q2和一第一稳压组件41 (可采用例如但不限于稽纳二极管(Zener Diode)，第二开关组件Q2具一控制接点2a， 一输入接点2b和一输出接点2c，第二开关组件Q2的输入接点2b连接前述整流器20的二次侧，控制接点2a连接前述第一开关组件Ql的输入接点lb，进而在整流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交直流转换器的取电电路，将来自一交流电源的高电压的交流输入电压转换为低电压的直流输出电压，其特征在于，该取电电路包括有：　一整流器，该整流器的一次侧耦合连接于该交流电源，而在该整流器的二次侧输出一直流电源；　一感应电路，具有 一分压电路和一第一开关组件，该第一开关组件具有一控制接点，一输入接点和一输出接点，该输出接点接地，该分压电路耦合于该整流器的二次侧用以取得该二次侧的直流电源的直流分压，并将该直流分压连接至该第一开关组件的控制接点，当该直流分压小于该第一开关组件的导通电压时该第一开关组件关闭；　一控制开关电路，具有一第三电阻、一第一稽纳二极管和一第二开关组件，该第二开关组件具有一控制接点，一输入接点和一输出接点，该第三电阻的一端连接于该整流器的二次侧，该第三电阻的另一端连接于该第一开关组 件的该输入接点和该第一稽纳二极管的阴极，该第一稽纳二极管的阳极接地，该第二开关组件的该控制接点连接该第一开关组件的该输入接点及该第一稽纳二极管的阴极，该第二开关组件的该输入接点连接该整流器的二次侧，而该第二开关组件的该输出接点连接于该直流电源输出端，并在该整流器二次侧的直流电源的直流电压低于一预设的参考电压时导通该第二开关组件，反之在该整流器的二次侧的直流电源的直流电压高于该预设的参考电压时，关闭该第二开关组件；以及　一稳压电容器，该稳压电容器的一端连接于该第二开关组件 的该输出接点，该稳压电容器的另一端接地。...

【技术特征摘要】
1、一种交直流转换器的取电电路，将来自一交流电源的高电压的交流输入电压转换为低电压的直流输出电压，其特征在于，该取电电路包括有一整流器，该整流器的一次侧耦合连接于该交流电源，而在该整流器的二次侧输出一直流电源；一感应电路，具有一分压电路和一第一开关组件，该第一开关组件具有一控制接点，一输入接点和一输出接点，该输出接点接地，该分压电路耦合于该整流器的二次侧用以取得该二次侧的直流电源的直流分压，并将该直流分压连接至该第一开关组件的控制接点，当该直流分压小于该第一开关组件的导通电压时该第一开关组件关闭；一控制开关电路，具有一第三电阻、一第一稽纳二极管和一第二开关组件，该第二开关组件具有一控制接点，一输入接点和一输出接点，该第三电阻的一端连接于该整流器的二次侧，该第三电阻的另一端连接于该第一开关组件的该输入接点和该第一稽纳二极管的阴极，该第一稽纳二极管的阳极接地，该第二开关组件的该控制接点连接该第一开关组件的该输入接点及该第一稽纳二极管的阴极，该第二开关组件的该输入接点连接该整流器的二次侧，而该第二开关组件的该输出接点连接于该直流电源输出端，并在该整流器二次侧的直流电源的直流电压低于一预设的参考电压时导通该第二开关组件，反之在该整流器的二次侧的直流电源的直流电压高于该预设的参考电压时，关闭该第二开关组件；以及一稳压电容器，该稳压电容器的一端连接于该第二开关组件的该输出接点，该稳压电容器的另一端接地。2、 根据权利要求1所述的交直流转换器的取电电路，其特征在于，该整流器可为桥式全波整流器。3、 根据权利要求1所述的交直流转换器的取电电路，其特征在于，该整流器为可桥式半波整流器。4、 根据权利要求1所述的交直流转换器的取电电路，其特征在于，该分压电路包括彼此串联的一第一电阻和一第二电阻，该第一电阻的一端连接于该整流器的二次侧，该第一电阻的另一端连接于该第二电阻和该第一开关组件的该控制接点，该第二电阻的一端连接于该第一电阻和该第一开关组件的该控制接点，该第二电阻的另一端接地。5、 根据权利要求4所述的交直流转换器的取电电路，其特征在于，该第一开关组件和该第二开关组件为N型金氧半导体场效晶体管。6、 根据权利要求1所述的交直流转换器的取电电路，其特征在于，还包括有一第二稽纳二极管，该第二稽纳二极管的阴极连接该第一开关组件的该控制接点，该第二稽纳二极管的阳极接地，用以箝制施在该第一开关组件的电压位准。7、 根据权利要求6所述的交直流转换器的取电电路，其特征在于，该第一开关组件为N型金氧半导体场效晶体管，该第二开关组件为为双极性晶体管。8、 根据权利要求1所述的交直流转换器的取电电路，其特征在于，该第一开关组件和该第二开关组件为双极性晶体管。9、 根据权利要求8所述的交直流转换器的取电电路，其特征在于，该第一开关组件与该分压电路之间还具有一第二稳压组件，用以保护该第一开关组件不会因为过大的交流输入电压而损坏。10、 根据权利要求l所述的交直流转换器的取电电路，其特征在于，该第一开关组件为双极性晶体管，该第二开关组件为为N型金氧半导体场效晶体管，该第一开关组件与该分压电路之间还具有一第二稳压组件，用以保护该第一开关组件不会因为过大的交流输入电压而损坏。11、 一种以半导体工艺制成的积体...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴富，孙槿，吴志钰，
申请(专利权)人：聚积科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]