交流/直流转换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种交流/直流转换器(AC to DC converter),特别涉及一种用以降低待机功耗的交流/直流转换器。
【背景技术】
[0002]在消费性电子产品的应用上,交流/直流转换器(AC to DC converter)的应用已非常广泛，例如家电或电脑都需要使用交流/直流转换器来将交流电转换为直流电使用。然而，随着近年来环保意识的提升，与全球暖化问题，迫使节约能源成为世界各国重要政策之一。因此，现今节能为许多消费性电子产品很重要的一项产品性能指标，除了正常工作时的电能效率外，待机时的功率消耗也是一项重要数据。许多国家更是将待机时的电力消耗列入国家标准，低待机功率消耗更是许多消费性电子产品在销售上的一个重要卖点。
[0003]如图1所示，图1是现有的无待机电源设计的交流/直流转换器电路架构图。
[0004]交流/直流转换器I主要包括有全桥整流滤波电路101、一次线圈Wp、二次线圈Ws、切换开关SW、输出滤波电路103、反馈控制电路105、以及脉冲宽度调制器107。
[0005]全桥整流滤波电路101用以接收交流电(例如市电)输入，并转换成一整流输出。一次线圈Wp —端与全桥整流滤波电路101连接，用以接收全桥整流滤波电路101输出的整流后交流电，一次线圈Wp的另一端与切换开关SW连接，并且切换开关SW经由脉冲宽度调制器107来控制其开关切换(Switching)。
[0006]根据切换开关SW的开关切换，一次线圈Wp将所储存的能量藕合到二次线圈Ws，进而在二次线圈Ws两端感应生成一输出电压，并且经由输出滤波电路103输出至负载(未图示)O
[0007]反馈控制电路105测量负载上的输出电压，以生成反馈信号，并将反馈信号反馈至脉冲宽度调制器107。更详细来说，输出电压以电阻分压方式提供分压电压(未图示)，分压电压驱动电压调整器TL431，以产生正比于分压电压及电压调整器TL431内部参考电压的电压差的反馈信号。根据接收到的反馈信号，脉冲宽度调制器107输出一脉冲宽度调制信号PWM，用以控制切换开关SW的开关切换频率，进而影响交流/直流转换器I的输出电压。
[0008]简单来说，脉冲宽度调制器107根据反馈信号以控制切换开关SW的导通或截止，进而调整输出电压。因此，当要增大输出电压时(负载提高时)，脉冲宽度调制器107提高脉冲宽度调制信号的占空比(duty rat1)，而当要减小输出电压时(负载降低时)，脉冲宽度调制器107降低脉冲宽度调制信号的占空比。
[0009]更进一步，如何降低交流/直流转换器转换待机期间的功率耗损，成为目前电力电子重要的研究方向。
【发明内容】
[0010]有鉴于此，本发明实施例提供一种交流/直流转换器，其主要是以模数转换器以及逻辑电路，作为所述交流/直流转换器的控制电路，借由模数转换器将输出电压的数字化，进而避免当反馈频率降低时，以影响到反馈信号的准确度，并且同时实现自由控制待机状态下，所述交流/直流转换器的输出电压可在特定大范围内波动。
[0011]本发明实施提供一种用以降低待机功耗的交流/直流转换器。所述交流/直流转换器包括一次线圈、二次线圈、控制电路、反馈电路以及脉冲宽度调制器。一次线圈的一端用以接收输入电压，另一端则连接于切换开关。二次线圈则与一次线圈电磁藕合，用以感应生成输出的电压。其中，所述控制电路主要包括模数转换器以及逻辑电路。借由模数转换器将二次线圈所输出的电压转换为数字化信号，并且使用逻辑电路对其数字化信号进行检测，并根据数字化信号输出一控制信号至反馈电路。反馈电路并根据接收到的控制信号，输出一反馈信号至脉冲宽度调制器。脉冲宽度调制器则产生出一脉冲宽度调制信号，以控制切换开关其开关切换，其中脉冲宽度调制信号的占空比(DutyRat1)受控于反馈信号。因此，借由调整受控于反馈信号的脉冲宽度调制信号的占空比，进而间接控制交流/直流转换器的输出电压。
[0012]综上所述，上述的交流/直流转换器，通过利用模数转换器将输出电压数字化，并且借由逻辑电路对数字化后的输出电压来进行检测，可提高反馈信号的准确度，进而有效调整脉冲宽度调制信号的占空比，并且借由自由控制待机状态，以控制所述交流/直流转换器的输出电压在特定波动范围，即可大幅减少待机时的电源功耗。
[0013]为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附附图仅用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。
【附图说明】
[0014]图1是公知的无待机电源设计的交流/直流转换器的电路架构图；
[0015]图2是本发明实施例提供的交流/直流转换器的电路架构图；
[0016]图3是本发明实施例提供的交流/直流转换器在待机状态时控制电路的工作流程图。
[0017]【附图标记说明】
[0018]1、2:交流/直流转换器
[0019]101,201:全桥整流滤波电路
[0020]Wp:—次线圈
[0021]Ws: 二次线圈
[0022]Sff:切换开关
[0023]103:输出滤波电路
[0024]105:反馈控制电路
[0025]TL431:电压调整器
[0026]107,207:脉冲宽度调制器
[0027]PffM:脉冲宽度调制信号
[0028]203:控制电路
[0029]2031:模数转换器
[0030]2033:逻辑电路
[0031]2035:数模转换器
[0032]2037:待机指令设定器
[0033]205:反馈电路
[0034]2051:光发射元件
[0035]2053:光检测元件
[0036]S301?S307:步骤流程
【具体实施方式】
[0037]在下文中，将结合【附图说明】本发明的各种实施例来详细描述本发明。然而，本发明所述的概念可以许多不同形式来体现，且不应解释为仅限于本文中所阐述的示例性实施例。此外，在附图中相同参考数字可用以表示类似的元件。
[0038]本发明用以降低待机功耗的交流/直流转换器，可以广泛应用于伺服器电源、夕卜接式适配器、电池充电器以及电脑主机电源等各式需要待机电力的电子设备，本发明并不以此为限。
[0039]交流/直流转换器主要用途在于，接收一交流电压输入并对其进行转换以输出一直流电压。图2是本发明实施例提供的交流/直流转换器的电路架构图，如图2所示，交流/直流转换器2包括全桥整流滤波电路201、一次线圈Wp、二次线圈Ws、控制电路203、反馈电路205以及脉冲宽度调制器207。全桥整流滤波电路201与图1的全桥整流滤波电路101相同，用以接收交流电(例如市电)输入，并转换成一整流输出。图2中部分与图1近似的元件以相似的图号标示，因此在此不再详述其细节。
[0040]一次线圈Wp的第一端用以接收输入电压，一次线圈Wp的第二端连接于切换开关Sff ;二次线圈Ws则电磁藕合一次线圈Wp，用以感应生成输出电压，而二次线圈Ws所生成的输出电压可以经由滤波后输出供应至一负载(未图示)。
[0041]控制电路203电性连接于二次线圈Ws，用以对二次线圈Ws所生成的输出电压进行测量，以产生输出一控制信号至反馈电路205。其中，控制电路203主要包括模数转换器2031以及逻辑电路2033，模数转换器2031用以将接收到的二次线圈Ws输出电压转换成一数字信号，并且逻辑电路2033电性连接于模数转换器2031，逻辑电路2033则根据接收到的数字信号进行检测并输出一控制信号。
[0042]简单来说，二次线圈Ws的输出电压通过利用模数转换器2031将其电压数字化，并且借由逻辑电路2033对数字化后的输出电压来进行检测。因此交流/直流转换器2通过逻辑电路2033对于数字化的信号进行检测，以避免交流/直流转换器2电阻、电感等元件造成的误差问题发生，提高对于二次线圈Ws的输出电压测量的精准度。
[0043]接着，反馈电路205电性连接于控制电路203，用以接收控制信号，并且根据控制信号输出一反馈信号至脉冲宽度调制器207。
[0044]举例来说，反馈电路205 —般采用为光藕合器，但本发明并不以此为限，光电藕合器主要是以光作为媒体来传输电信号的一组装置，利用线性光藕合器可构成光藕反馈电路，并且通过调节控制输出端的电流。因此，例如在图2中反馈电路205包括有光发射元件2051以及光检测元件2053，光发射元件2051电性连接于控制电路203，而光检测元件2053则电性连接于脉冲宽度调制器207，光检测元件2053用以接收光发射元件2051所产生的光信号，并且反馈电路205所输出的反馈信号为一电流信号。简单来说，反馈电路205根据接收到的控制信号，调节输出信号的电流大小。在一实施例中，光发射元件2051可以为一发光二极管(LED),而光检测兀件2053为光电二极管及光晶体管的其中之一,本发明并不以此为限。
[0045]脉冲宽度调制器207电性连接于反馈电路205以及切换开关SW之间，脉冲宽度调制器207用以产生一脉冲宽度调制信号PffM以控制切换开关SW其开关切换，其中脉冲宽度调制信号PWM的占空比受控于反馈信号。
[0046]简单来说，借由脉冲宽度调制器207所输出的脉冲宽度调制信号PffM来控制切换开关SW导通或截断，而其中脉冲宽度调制信号PWM的占空比主要根据反馈信号而决定。由于反馈电路205根据接收到的控制信号，调节输出反馈信号的电流大小，脉冲宽度调制器207借由判断光检测元件2053的电流准位，而决定出输出脉冲宽度调制信号PWM的占空比，进而间接控制交流/直流转换器2的输出电压大小。
[0047]在本实施例中，脉冲宽度调制器207具有一个FB接脚，FB接脚用以接收反馈信号，脉冲宽度调制器207并根据FB接脚接收到的电流准位，调整输出的脉冲宽度调制信号PffM的占空比。因此，根据反馈信号的电流准位在不同的情况下，脉冲宽度调制器207输出不同占空比的脉冲宽度调制信号PWM，以控制切换开关SW其开关切换的频率，进而达到控制交流/直流转换器2稳压的目的。
[0048]切换开关SW —般为金氧半场效晶体管(MOSFET)，其漏极连接于一次线圈Wp，其栅极连接于脉冲宽度调制器207，用以接收脉冲宽度调制信号PWM。一般来说，交流/直流转换器2 —次侧所储存的能量主要根据切换开关SW的开关切换而传送至一次线圈Wp。
[0049]在实际应用上，由于反馈电路205大多采用光