专利名称：电源供应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电源供应器，尤其涉及一种具有待机模式的电源供应器。
背景技术：
当电器产品接上交流电源时，电器产品在正常工作模式(on mode)、睡眠模 式(sleep mode)、待机模式(stand-by mode)或是关机模式(off mode)下的功率损耗 必须符合相关组织所订定的规范。由于能源短缺及全球暖化的现象日趋严重， 相关的规范有越来越严格的趋势，例如，对于电器产品于待机模式下的功率损 耗(或称为待机功耗)的规范已由原本的低于1W变为低于0.5W,而且开始有低 于0.3W甚至是0.1W的市场要求出现。
图1为一种现有应用于电器产品的电源供应器的电路图。请参照图1,电源 供应器1包括保护电路11、电磁干扰(ElectroMagnetic Interference,简称EMI) 滤波器12、交流至直流转换器13、直流至直流转换器14及控制电路15,用以 接收交流电源Vac并将其转换为输出直流电源Vo以供电器产品使用。电源供应 器1还包括交流开关16,在不拔除交流电源Vac的情形下，当使用者不使用电 器产品时可手动控制交流开关16断开而不让交流电源Vac输入，以降低功率损 耗。
其中，保护电路11包括保险丝Fl及热敏电阻器NTC1，保护电源供应器l 内部电路免于雷击、涌流等因素所破坏。EMI滤波器12包括安规电容器CXI 及共模扼流线圏LF1,滤除交流电源Vac中的电磁干扰，同时防止电源供应器1 产生的电磁干扰通过电源线污染提供交流电源Vac的公共电网。交流至直流转 换器13包括桥式整流器BDl及电容器CI,交流电源Vac电压通过桥式整流器 BDl整流为脉动直流电压，再通过电容器CI滤波为电压涟波较小的直流电压 Vdc。直流至直流转换器14采用返驰式(flyback)架构，其包括变压器T1、功率 开关Q1、 二极管D3、电容器C4及由电感器L1和电容器C5构成的滤波器，在
4功率开关Q1导通时，二^f及管D3截止，变压器Tl初级绕组NP储存直流电压 Vdc输入的能量，而由电容器C4先前储存的能量通过输出直流电源Vo供电给 电器产品使用；在功率开关Q1断开时，二极管D3导通，变压器T1初级绕组 NP先前储存的能量传送到变压器Tl次级绕组NS，除了对电容器C4充电的外 还通过输出直流电源Vo供电给电器产品使用。直流至直流转换器14还包括由 电阻器R3、电容器C3及二极管D2构成的箝位元件，限制变压器T1漏电感在 功率开关Q1上所引起的电压尖刺。
直流至直流转换器14的控制电路15包括脉宽调变(Pulse Width Modulation, 简称为PWM)控制器ICl,其具有电源端VCC、接地端GND、传感端CS及输 出端OUT，电源端VCC耦接至由变压器Tl辅助绕组NA、电阻器R2、 二极管 Dl及电容器C2构成的辅助电源，电源端VCC还通过启动电阻器R1耦接至交 流至直流转换器13的输出端，接地端GND接地，传感端CS耦接至电阻器R4 并通过电阻器R4;f全测流过功率开关Ql电流大小，输出端OUT通过电阻器R5 耦接至功率开关Ql。在交流至直流转换器13的输出端上产生直流电压Vdc的 瞬间，直流电压Vdc通过启动电阻器Rl送入PWM控制器IC1电源端VCC使 PWM控制器IC1开始动作而控制功率开关Ql的切换，进而使变压器T1建立 辅助电源稳定供电给PWM控制器IC1。此后PWM控制器IC1依据从传感端CS 收到的流过功率开关Ql电流大小，调整^Mv输出端OUT输出的PWM控制信号 来回授控制功率开关Ql的切换。
图2为另一种现有应用于电器产品的电源供应器的电路图。请参照图2,电 源供应器2将图1所示电源供应器1中的交流开关16以继电器(relay)26替代， 且继电器26配置在EMI滤波器12及交流至直流转换器13之间，同时还加入另 一组交流至直流转换器23、直流至直流转换器24及控制电路25,其将交流电 源Vac转换为待机直流电源Vsb以持续供电给微控制器(Micro Controller Unit, 简称为MCU)。其中交流至直流转换器23、直流至直流转换器24及控制电路25 电路架构可以采用与交流至直流转换器13、直流至直流转换器14及控制电路 15相同的电路架构。
在电源供应器2接上交流电源Vac后，使用者可通过按压遥控器(或电器产 品控制面板)上的电源按钮送出触发信号，MCU在接收到触发信号时输出电源开 启信号ON或电源关闭信号OFF,以相对应地控制电源供应器2 (或电器产品) 正常工作或处于待机模式。在本实施例中，电源供应器2通过隔离开关0C1将
5电源开启信号ON或电源关闭信号OFF从高压侧传送到低压侧，以驱动继电器
26线圏LS1控制其开关SW1导通或断开，进而控制电源供应器2(或电器产品) 正常工作或处于待机模式，其中隔离开关OC1为光耦合器，其包括发光二极管 PD1及光晶体管PT1。
当电源供应器2接收到电源开启信号ON时，开关Q21导通，使得从直流 电压+5V、电阻器R22、 二极管D22、发光二极管PD1、开关Q21到地为通路， 发光二极管PD1因有电流流过而发光，光晶体管PT1因检测到发光二极管PD1 发出的光线而导通，进而使得从辅助电源、二极管D21、线圈LS1、光晶体管 PT1到地亦为通路，线圏LSI因电流流过产生电磁感应而控制开关SW1导通， 故电源供应器2会提供输出直流电源Vo以供电器产品使用。当电源供应器2接 收到电源关闭信号OFF时，开关Q21断开，使得从直流电压+5V、电阻器R22、 二极管D22、发光二极管PD1、开关Q21到地为断路，发光二极管PD1因没有 电流流过而不发光，光晶体管PT1因未检测到光线而断开，进而使得从辅助电 源、二极管D21、线圏LS1、光晶体管PT1到地也为断路，线圈LSI因没有电 流流过不产生电磁感应而控制开关SW1断开，因此电源供应器2不会提供输出 直流电源Vo以供电器产品使用。
但是，图1所示电源供应器1必须使用者手动控制交流开关16导通或断开， 在使用上相当地不方便，而图2所示电源供应器2在继电器26开关SW1切换 时容易产生机械动作的声响。再者，交流开关16及继电器26的开关都是采用 机械动作方式，在开关接点切离交流电源Vac时，其机械动作的方式是非常容 易产生电弧，而且交流开关16及继电器26的额定工作温度低，使得电源供应 器1和2的寿命及可靠度变低且零件价格昂贵。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种具有待机模式的电源供应器，可降低待机 功耗，却不会有前述现有电源供应器使用不便、易产生声响、易产生电弧、寿 命及可靠度低且零件价格昂贵的问题。
为了达到上述目的，本实用新型提出一种电源供应器，在接收到电源开启 信号时正常工作且在接收到电源关闭信号时处于待机模式，其包括一交流至直 流转换器、 一直流至直流转换器及一控制电路。所述交流至直流转换器具有输 入端及输出端，在所述交流至直流转换器的输入端接收一交流电源后，将交流电源转换为一直流电压并在所述交流至直流转换器的输出端输出。所述直流至 直流转换器具有输入端及输出端，所述直流至直流转换器的输入端耦接至所述 交流至直流转换器的输出端，在电源供应器正常工作时通过一功率开关的切换 将直流电压转换为至少一输出直流电源并在所述直流至直流转换器的输出端输 出，而在电源供应器处于待机模式时不动作。所述控制电路耦接至交流至所述 直流转换器的输出端及所述功率开关，所述控制电路具有一脉宽调变控制器、 一启动电阻器及一开关电路，所述启动电阻器及所述开关电路串联耦接于所述 交流至直流转换器的输出端及所述脉宽调变控制器之间，在电源供应器正常工 作时开关电路导通，使直流电压通过启动电阻器启动所述脉宽调变控制器动作， 而在电源供应器处于待机模式时开关电路断开。
与现有技术相比，本实用新型因采用在交流至直流转换器的输出端及直流 至直流转换器的控制电路之间加入开关电路，在电源供应器正常工作时使开关 电路导通，使控制电路动作而控制直流至直流转换器动作以便将直流电压转换 为至少一输出直流电源，而在电源供应器处于待机模式时使开关电路断开，使 控制电路不动作而控制直流至直流转换器不动作而不再输出，可降低待机功耗， 却不会有前述现有电源供应器使用不便、易产生声响、易产生电弧、寿命及可 靠度低且零件价格昂贵的问题。
为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举 较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1为一种现有应用于电器产品的电源供应器的电路图； 图2为另 一种现有应用于电器产品的电源供应器的电路图； 图3为本实用新型电源供应器的第一实施例的电路图； 图4至图7为本实用新型电源供应器的第二至第五实施例的电路图。 附图标记说明1~7-电源供应器；11、 31-保护电路；12、 32-电磁干扰(EMI) 滤波器；13、 23、 33-交流至直流转换器；14、 24、 34-直流至直流转换器；15、 25、 35、 45、 55、 65、 75-控制电路；16-交流开关；26、 RL2-继电器；SW1、 SW2隱 继电器的开关；LS1、 LS2-继电器的线圈；BD1、 BDll-桥式整流器；C1 C5、 C11 C15、 C21、 CXl-电容器；D1 D3、 D11 D13、 D21 D24-二极管；Fl-保险丝；IC1、 IC11-脉宽调变(PWM)控制器；Ll、 Lll-电感器；LFl-共模扼流线圏；NTCl-热敏电阻器；0C1 ~ OC3-光耦合器；PD1 ~ PD3-发光二极管；PT1、 PT2-光晶体管；PT3-光闸流体；Ql、 Qll-功率开关；Q21、 Q22、 Q23-开关； Rl-启动电阻器；R2 R5、 Rll-R15、 R21 R24-电阻器；Tl、 Tll-变压器； NP-初级绕组；NS-次级绕组；NA-辅助绕组；T2-脉冲变压器；NH-高压侧绕组； NL-低压侧绕组；ZDl-齐纳二极管；VCC-电源端；GND-接地端；CS-传感端； OUT-输出端；Vac-交流电源；Vdc-直流电压；Vsb-待机直流电源；Vo-输出直流 电源；OFF-电源关闭信号；ON-电源开启信号。
具体实施方式
图3为本实用新型电源供应器的第一实施例的电路图。请参照图3,电源供 应器3包括保护电路31、 EMI滤波器32、交流至直流转换器33、交流至直流转 换器34及控制电路35,电源供应器3在接收到电源开启信号ON时正常工作， 而在接收到电源关闭信号OFF时处于待机模式。交流至直流转换器33具有输入 端及输出端，交流至直流转换器33的输入端通过保护电路31及EMI滤波器32 接收交流电源Vac,交流至直流转换器33将交流电源Vac转换为直流电压Vdc 并在交流至直流转换器33的输出端输出。直流至直流转换器34具有输入端及 输出端，直流至直流转换器34的输入端耦接至交流至直流转换器33的输出端， 直流至直流转换器34在电源供应器3正常工作时通过功率开关Ql的切换将直 流电压Vdc转换为至少一输出直流电源Vo并在直流至直流转换器34的输出端 输出，而在电源供应器3处于待积4莫式时不动作。控制电^各35耦接至交流至直 流转换器33的输出端及功率开关Ql,控制电路35具有PWM控制器IC1、启 动电阻器Rl及开关电路，启动电阻器Rl及开关电路串联耦接于交流至直流转 换器33的输出端及PWM控制器IC1之间，在电源供应器3正常工作时开关电 路导通，使直流电压Vdc通过启动电阻器Rl启动PWM控制器IC1动作，而在 电源供应器3处于待机模式时开关电路断开。
在本实施例中，保护电路31、 EMI滤波器32、交流至直流转换器33及直 流至直流转换器34电路架构采用与图1 (或图2)所示保护电路11、 EMI滤波器 12、交流至直流转换器13及直流至直流转换器14相同的电路架构，但其实施 方式并不仅限于此。图3所示电路图中使用与图1 (或图2)所示电路图中相同的 元件符号表示为相同的元件，在此不再赘述其电路架构及功能。控制电路35包 括PWM控制器IC1,其具有电源端VCC、接地端GND、传感端CS及输出端OUT,电源端VCC通过开关电路耦接至由变压器Tl辅助绕组NA、电阻器R2、 二极管Dl及电容器C2构成的辅助电源，电源端VCC还通过开关电路及启动 电阻器Rl耦接至交流至直流转换器33的输出端，接地端GND接地，传感端 CS耦接至电阻器R4并通过电阻器R4检测流过功率开关Ql电流大小，输出端 OUT通过电阻器R5耦接至功率开关Ql。其中，开关电路包括隔离开关OC2, 隔离开关OC2为光耦合器而包括发光装置PD2及检测装置PT2，在本例中，发 光装置PD2为发光二极管，检测装置PT2为光晶体管，但并不仅限于此。发光 二极管PD2为回应电源开启信号ON而发光且为回应电源关闭信号OFF而不发 光。光晶体管PT2及启动电阻器R1串联耦接于交流至直流转换器33的输出端 及PWM控制器IC1电源端VCC之间，光晶体管PT2为回应发光二极管PD2 发光而导通且为回应发光二极管PD2不发光而断开。如图2所示一般的光耦合 器OC1其光晶体管PT1在基极开路时集电极至发射极间电压VCEO典型值35 ~ 70V,而图3所示光耦合器OC2其光晶体管PT2在基极开路时集电极至发射极 间电压VCEO必须可耐受500V高压。
当电源供应器3接收到MCU输出的电源开启信号ON而正常工作时，开关 Q21导通，使得从直流电压+5V、电阻器R22、 二极管D22、发光二极管PD2、 开关Q21到地为通路，发光二极管PD2因有电流流过而发光，光晶体管PT2因 检测到发光二极管PD2发出的光线而导通，进而使得从交流至直流转换器33的 输出端、启动电阻器R1、光晶体管PT2到PWM控制器IC1电源端VCC亦为 通路，因此在交流至直流转换器33的输出端上产生直流电压Vdc的瞬间，直流 电压Vdc可通过启动电阻器Rl送入PWM控制器IC1电源端VCC使PWM控 制器IC1开始动作而控制功率开关Ql的切换，进而使变压器Tl建立辅助电源 稳定供电给PWM控制器IC1, PWM控制器IC1启动后则会控制交流至直流转 换器34提供输出直流电源Vo以供电器产品使用。当电源供应器3接收到MCU 输出的电源关闭信号OFF而处于待机模式时，开关Q21断开，使得从直流电压 +5V、电阻器R22、 二极管D22、发光二极管PD2、开关Q21到地为断路，发光 二极管PD2因没有电流流过而不发光，光晶体管PT2因未检测到光线而断开， 进而使得从交流至直流转换器33的输出端、启动电阻器R1、光晶体管PT2到 PWM控制器IC1电源端VCC也为断路，因此在交流至直流转换器33的输出端 上产生的直流电压Vdc无法送到PWM控制器IC1电源端VCC来启动PWM控 制器IC1,交流至直流转换器34不动作而不会提供输出直流电源Vo以供电器产品使用。
图4至图7为本实用新型电源供应器的第二至第五实施例的电路图。图4 至图7所示电源供应器与图3所示电源供应器3差异仅在于控制电路的开关电 路。请参照图4，电源供应器4控制电路45的开关电路包括隔离开关0C1、开 关Q22及电阻器R23，其中电阻器R23用以建立由晶体管构成的开关Q22的工 作电压。隔离开关OC1为光耦合器而包括发光装置PD1及检测装置PTl,在本 例中，发光装置PD1为发光二极管，检测装置PT1为光晶体管，但并不仅限于 此。光耦合器OC1的光晶体管PT1为回应电源开启信号ON而导通且为回应电 源关闭信号OFF而断开。开关Q22及启动电阻器Rl串联耦接于交流至直流转 换器33的输出端及PWM控制器IC1电源端VCC之间，开关Q22为回应光耦 合器OC1的光晶体管PT1导通而导通且为回应光耦合器OC1的光晶体管PT1 断开而断开。电源供应器4因为改成以开关Q22耦接于交流至直流转换器33的 输出端及PWM控制器IC1电源端VCC之间，因此不需使用如图3所示具有高 VCEO的光晶体管PT2的光耦合器OC2,而只需使用如图2所示一般的光耦合 器OCl。
请参照图5，电源供应器5控制电路55的开关电路包括隔离开关OC3。隔 离开关OC3为光耦合器而包括发光装置PD3及检测装置PT3，在本例中，发光 装置PD3为发光二极管，检测装置PT3为光闸流体，但并不仅限于此。发光二 极管PD3为回应电源开启信号ON而发光且为回应电源关闭信号OFF而不发光。 光闸流体PT3例如是单向闸流体(thyristor)或双向闸流体(triac)，耦接于交流至直 流转换器33的输出端及PWM控制器IC1电源端VCC之间，通过检测到发光二 极管PD3发出的光线而导通或未检测到光线而断开。
请参照图6，电源供应器6控制电路65的开关电路包括继电器RL2，其中 继电器RL2包括开关SW2及线圈LS2。开关SW2耦接于交流至直流转换器33 的输出端及PWM控制器IC1电源端VCC之间。当电源供应器6接收到电源开 启信号ON时，线圈LS2因有电流流过产生电磁感应而控制开关SW2导通，即 线圏LS2为回应电源开启信号ON而控制开关SW2导通。当电源供应器6接收 到电源关闭信号OFF时，线圏LS2因没有电流流过不产生电磁感应而控制开关 SW2断开，即线圈LS2为回应电源关闭信号OFF而控制开关SW2断开。
请参照图7，电源供应器7控制电路75的开关电路包括脉冲变压器T2、由 二极管D23及电容器C21构成的整流滤波器及开关Q23。脉冲变压器T2具有
10高压侧绕组NH及低压侧绕组NL,高压侧绕组NH接收电源开启信号ON或电 源关闭信号OFF,低压侧绕组NL耦接至由二极管D23及电容器C21构成的整 流滤波器。整流滤波器输出还耦4妄齐纳二极管(zener diode) ZD1作为稳压之用， 并通过电阻器R24耦接至开关Q23以控制开关Q23导通或断开。开关Q23耦接 于交流至直流转换器33的输出端及PWM控制器IC1电源端VCC之间，为回应 整流滤波器输出而相应地导通或断开。当高压侧绕组NH接收到电源开启信号 ON时，1吏得从直流电压+5V、电阻器R22、 二极管D22、高压侧绕组NH、开 关Q21到地为通路，高压侧绕组NH将能量传送到低压侧绕组NL,低压侧绕组 NL输出脉冲信号，脉冲信号再通过整流滤波器的整流及滤波成为直流电压以控 制开关Q23导通。当高压侧绕组NH接收到电源关闭信号OFF时，使得从直流 电压+5V、电阻器R22、 二极管D22、高压侧绕组NH、开关Q21到地为断路， 高压侧绕组NH无法将能量传送到低压侧绕组NL ，低压侧绕组NL不输出信号， 因此开关Q23断开。
综上所述，本实用新型电源供应器采用在交流至直流转换器的输出端及直 流至直流转换器的控制电路之间加入开关电路，在电源供应器正常工作时使开 关电路导通，使控制电路动作而控制直流至直流转换器动作以便将直流电压转 换为至少一输出直流电源，而在电源供应器处于待机模式时使开关电路断开， 使控制电路不动作而控制直流至直流转换器不动作而不再输出，可降低待机功 耗，却不会有前述现有电源供应器使用不便、易产生声响、易产生电弧、寿命 及可靠度低且零件价格昂贵的问题。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型， 任何本领域普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许 的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者 为准。
权利要求1、一种电源供应器，其特征在于，其在接收到一电源开启信号时正常工作且在接收到一电源关闭信号时处于待机模式，所述电源供应器包括一交流至直流转换器，具有输入端及输出端，在所述交流至直流转换器的输入端接收一交流电源后，将所述交流电源转换为一直流电压并在所述交流至直流转换器的输出端输出；一直流至直流转换器，具有输入端及输出端，所述直流至直流转换器的输入端耦接至所述交流至直流转换器的输出端，在所述电源供应器正常工作时通过一功率开关的切换将所述直流电压转换为至少一输出直流电源并在所述直流至直流转换器的输出端输出，而在所述电源供应器处于待机模式时不动作；以及一控制电路，耦接至所述交流至直流转换器的输出端及所述功率开关，所述控制电路具有一脉宽调变控制器、一启动电阻器及一开关电路，所述启动电阻器及所述开关电路串联耦接于所述交流至直流转换器的输出端及所述脉宽调变控制器之间，在所述电源供应器正常工作时所述开关电路导通，使所述直流电压通过所述启动电阻器启动所述脉宽调变控制器动作以控制所述功率开关的切换，而在所述电源供应器处于待机模式时所述开关电路断开。
2、 如权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，所述开关电路包括一隔离开关，所述隔离开关为回应所述电源开启信号而导通且为回应所述电源关闭信号而断开。
3、 如权利要求2所述的电源供应器，其特征在于，所述隔离开关包括一光耦合器，所述光耦合器包括一发光装置及一检测装置，所述发光装置为回应所述电源开启信号而发光且为回应所述电源关闭信号而不发光，所述检测装置及所述启动电阻器串联耦接于所述交流至直流转换器的输出端及所述脉宽调变控制器之间，所述检测装置为回应所述发光装置发光而导通且为回应所述发光装置不发光而断开。
4、 如权利要求3所述的电源供应器，其特征在于，所述检测装置包括一光晶体管、 一光电二极管或一光闸流体。
5、 如权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，所述开关电路包括一隔离开关，所述隔离开关为回应所述电源开启信号而导通且为回应所述电源关闭信号而断开；以及一开关，所述开关及所述启动电阻器串联耦接于所述交流至直流转换器的输出端及所述脉宽调变控制器之间，所述开关为回应所述隔离开关导通而导通且为回应所述隔离开关断开而断开。
6、 如权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，所述隔离开关包括一继电器，所述继电器包括一开关及一线圈，所述开关耦接于所述交流至直流转换器的输出端及所述脉宽调变控制器之间，所述线圏为回应所述电源开启信号而控制所述开关导通且为回应所述电源关闭信号而控制所述开关断开。
7、 如权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，所述开关电路包括一脉冲变压器，具有一高压侧绕组及一低压侧绕组，在所述高压侧绕组接收所述电源开启信号时，所述低压侧绕组输出一脉冲信号，在所述高压侧绕组接收所述电源关闭信号时，所述低压侧绕组不输出信号；一整流滤波器，耦接至所述低压侧绕组，对所述低压侧绕组的输出进行整流及滤波；以及一开关，耦接于所述交流至直流转换器的输出端及所述脉宽调变控制器之间，为回应所述整流滤波器输出而相应地导通或断开。
专利摘要本实用新型提供了一种电源供应器，包括交流至直流转换器、直流至直流转换器及控制电路。交流至直流转换器将输入的交流电源转换为直流电压并在其输出端输出。直流至直流转换器在电源供应器正常工作时通过功率开关的切换将直流电压转换为输出直流电源，而在电源供应器处于待机模式时不动作。控制电路耦接至交流至直流转换器的输出端及功率开关，具有脉宽调变控制器、启动电阻器及开关电路，启动电阻器及开关电路串联耦接于交流至直流转换器的输出端及脉宽调变控制器之间，在电源供应器正常工作时开关电路导通，使直流电压通过启动电阻器启动脉宽调变控制器动作，而在电源供应器处于待机模式时开关电路断开，因此可降低待机功耗。
文档编号H02M7/04GK201414082SQ20092015063
公开日2010年2月24日 申请日期2009年5月5日 优先权日2009年5月5日
发明者唐永强 申请人:冠捷投资有限公司