專利名稱：伏特－秒箝制電路電源供應器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種伏特-秒箝制電路電源供應器。
背景技術：
現(xiàn)有的電源供應器，如圖1所示，包括一輸入電源Vin、一變壓器1、一脈波寬度調變(PWM)產(chǎn)生器2、一電壓反饋控制器3以及一晶體管開關4。所述輸入電源Vin是提供所述電源供應器的一輸入電壓；所述變壓器1包括一一次側線圈，它與所述輸入電源Vin電連接，以及一二次側線圈，它提供一輸出電壓；所述電壓反饋控制器3擷取所述輸出電壓作為電壓反饋，將一信號反饋至所述脈波寬度調變產(chǎn)生器2，調變所述脈波寬度調變產(chǎn)生器2的一工作周期(duty cycle)，決定所述晶體管開關4的導通與關閉，以控制所述變壓器1的所述一次側線圈的電壓導通周期，補償所述輸入電壓的改變或所述二次側線圈因負載效應所造成所述輸出電壓的改變，以維持一固定輸出電壓。然而，現(xiàn)有的電源供應器會因為負載急速變大、通電時，使得所述工作周期(duty cycle)瞬間的導通時間過大(附注最大導通時間為100％，也即完全導通；最小為0％，也即完全關閉；一般操作設定在50％。)，而造成變壓器飽和而破壞晶體管開關，現(xiàn)有的解決方式是通過增加所述變壓器1的一次側線圈數(shù)或變大鐵心，以防止所述變壓器的飽和，但此方式會增加所述電源供應器的成本以及所述電源供應器的重量，難以符合工業(yè)上的使用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種伏特-秒箝制電源供應器，以提供穩(wěn)定的一輸出電壓并用以避免變壓器飽和，進而可保護一次側開關組件和縮小變壓器體積。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的伏特-秒箝制電路電源供應器，它與一輸入電源電連接以提供穩(wěn)定的一輸出電壓，其特點是包括一變壓器，包括一一次側線圈以及一二次側線圈，所述一次側線圈，它與所述輸入電源電連接，以及所述二次側線圈，它提供所述輸出電壓；一伏特-秒箝制電路，它電連接所述一次側線圈，控制所述一次側線圈電壓導通與關閉的切換，并限制所述一次側線圈兩端的電壓值與電壓導通時間的乘積值不大于一預定值；以及一電壓反饋控制器，它電連接所述伏特-秒箝制電路，并反饋所述輸出電壓，根據(jù)所述輸出電壓的大小，產(chǎn)生一反饋信號，所述反饋信號反饋至所述伏特-秒箝制電路，根據(jù)所述反饋信號的大小，所述伏特-秒箝制電路調變所述一次側線圈工作周期的導通時間，用以維持所述伏特-秒箝制電路電源供應器所輸出的所述輸出電壓大小。
根據(jù)上述的構想，其中所述伏特-秒箝制電路包括一鋸齒波產(chǎn)生器，它提供一鋸齒波，所述鋸齒波的一斜坡上升速率與所述輸入電壓成正比；一脈寬調變(PWM)產(chǎn)生器，它提供一脈寬調變；一二極管，其一負端電連接所述脈寬調變產(chǎn)生器的一輸出端，當所述脈寬調變?yōu)橐坏碗姕饰粫r，所述鋸齒波產(chǎn)生器輸出所述低電準位，當所述脈寬調變產(chǎn)生器提供的所述脈寬調變?yōu)橐桓唠姕饰粫r，所述鋸齒波產(chǎn)生器輸出所述鋸齒波；一比較器，其負端電連接一第一電準位，其正端電連接所述鋸齒波產(chǎn)生器的一輸出端；一晶體管開關，其基極電連接所述比較器的一輸出端，所述晶體管開關的一集電極端電連接所述所述脈寬調變產(chǎn)生器的一輸出端，且所述晶體管開關的一發(fā)射極接地；一圖騰式輸出電路(Totem pole circuit)，其一輸入端電連接所述晶體管開關的所述集電極端；以及一金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)，其一基極端電連接所述圖騰式輸出電路的一輸出端，所述金屬氧化物半導體場效應晶體管的一源極端電連接所述輸入電源的另一端電連接，且所述金屬氧化物半導體場效應晶體管的一漏極端與所述變壓器的所述一次側線圈的一端電連接。
根據(jù)上述的構想，其中所述鋸齒波產(chǎn)生器包括一電阻，所述電阻的一端電連接所述輸入電源端；以及一電容，所述電容的一端電連接所述電阻的另一端，且所述電阻與所述電容連接的一節(jié)點為所述鋸齒波產(chǎn)生器的所述輸出端，所述電容另一端接地。
根據(jù)上述的構想，其中所述電壓反饋控制器還包括一光耦合器，它利用所述光耦合器提供隔離保護，并將所述反饋信號反饋至所述伏特-秒箝制電路。
根據(jù)上述的構想，其中所述伏特-秒箝制電路包括一脈寬調變(PWM)產(chǎn)生器，它提供一脈寬調變；一峰值保持電路(peak holding circuit)，它與所述變壓器的所述二次側線圈的其中的一端電連接，用以取得一電壓值；一鋸齒波產(chǎn)生器，它提供一鋸齒波，與所述峰值保持電路電連接，且所述鋸齒波的一斜坡上升速率與所述電壓值成正比；一二極管，其一正端電連接所述鋸齒波產(chǎn)生器的一輸出端，且所述二極管的一負端與所述脈寬調變產(chǎn)生器的一輸出端電連接，當所述脈寬調變?yōu)橐坏碗姕饰粫r，所述二極管導通，且所述鋸齒波產(chǎn)生器輸出所述低電準位，以及當所述脈寬調變產(chǎn)生器提供的所述脈寬調變?yōu)橐桓唠姕饰粫r，所述二極管成斷路，且所述鋸齒波產(chǎn)生器輸出所述鋸齒波；一比較器，其一負端電連接一第一電準位，且所述比較器的一正端電連接所述鋸齒波產(chǎn)生器的一輸出端；一晶體管開關，其一基極端電連接所述比較器的一輸出端，所述晶體管開關的一發(fā)射極端接地，且所述晶體管開關的一集電極端電連接所述脈寬調變產(chǎn)生器的所述輸出端；一圖騰式輸出電路(Totem pole circuit)，其一輸入端電連接所述晶體管開關的所述集電極端；一隔離變壓器，其一二次側線圈的一端電連接所述圖騰式輸出電路的一輸出端，且所述二次側線圈的另一端接地；以及一金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)，其一基極端電連接所述隔離變壓器的一次側線圈的一端，所述金屬氧化物半導體場效應晶體管的一源極端電連接所述隔離變壓器的一次側線圈的另一端，且所述金屬氧化物半導體場效應晶體管的一漏極端與所述變壓器的所述一次側線圈的一端電連接。
根據(jù)上述的構想，其中所述峰值保持電路包括一第一二極管，其正端電連接所述變壓器的所述二次側線圈的一端電連接；以及一第一電容，其一端電連接所述第一二極管的一負端，形成一第一節(jié)點且所述第一節(jié)點為所述峰值保持電路的一輸出端，輸出所述電壓值，并且所述第一電容的另一端接地。
根據(jù)上述的構想，其中所述鋸齒波產(chǎn)生器包括一電阻，其一端電連接所述第一節(jié)點；以及一第二電容，其一端電連接所述電阻的另一端，形成一第二節(jié)點且所述第二節(jié)點為所述鋸齒波產(chǎn)生器的所述輸出端，并且所述第二電容的另一端接地。
本發(fā)明可提供一種伏特-秒箝制電路電源供應器，它利用所述伏特-秒箝制電路限制所述一次側線圈兩端的所述電壓值與所述電壓導通時間的乘積最大值，以及利用一電壓反饋控制器反饋所述輸出電壓信號至所述伏特-秒箝制電路，而所述伏特-秒箝制電路調變所述一次側線圈的所述工作周期的所述導通時間，維持所述伏特-秒箝制電路電源供應器的穩(wěn)定所述輸出電壓。
為更清楚理解本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點，下面將結合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細說明。


圖1是現(xiàn)有的電源供應器的電路方塊圖；圖2(a)是本發(fā)明第一較佳實施例的伏特-秒箝制電路電源供應器的電路方塊圖；圖2(b)是本發(fā)明第一較佳實施例的伏特-秒箝制電路電源供應器的電路示意圖；
圖3(a)是本發(fā)明第二較佳實施例的伏特-秒箝制電路電源供應器的電路方塊圖；圖3(b)是本發(fā)明第二較佳實施例的伏特-秒箝制電路電源供應器的電路示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖2(a)，它是本發(fā)明第一較佳實施例的伏特-秒箝制電路電源供應器的電路方塊圖。如圖2(a)所示，一種伏特-秒箝制電路電源供應器，它提供穩(wěn)定的一輸出電壓，包括一變壓器5、一伏特-秒箝制電路6以及一電壓反饋控制器7。所述變壓器5包括一一次側線圈51以及一二次側線圈52，所述一次側線圈51與一輸入電源Vin電連接，且所述輸入電源Vin提供一輸入電壓，以及所述二次側線圈52提供所述輸出電壓。所述伏特-秒箝制電路6，電連接所述變壓器5的所述一次側線圈51，控制所述一次側線圈51電壓導通與關閉的切換，并限制所述一次側線圈51兩端的電壓值與電壓導通時間的乘積值不大于一預定值；以及一電壓反饋控制器7，電連接所述伏特-秒箝制電路6，并反饋所述輸出電壓，根據(jù)所述輸出電壓的大小，產(chǎn)生一反饋信號，所述反饋信號反饋至所述伏特-秒箝制電路6，根據(jù)所述反饋信號的大小，所述伏特-秒箝制電路6調變所述一次側線圈51的一工作周期的導通時間，用以維持所述伏特-秒箝制電路電源供應器所輸出的所述輸出電壓大小。
請參閱圖2(b)，它為本發(fā)明第一較佳實施例的伏特-秒箝制電路電源供應器的電路示意圖。如圖2(b)所示，所述伏特-秒箝制電路6包括一鋸齒波產(chǎn)生器61、一脈寬調變(PWM)產(chǎn)生器62、一二極管63、一比較器64、一晶體管開關65、一圖騰式輸出電路(Totem pole circuit)66、以及一金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)67。所述鋸齒波產(chǎn)生器61，提供一鋸齒波，所述鋸齒波的一斜坡上升速率與所述輸入電壓成正比；所述脈寬調變(PWM)產(chǎn)生器62，提供一脈寬調變；所述二極管63，其一負端電連接所述脈寬調變產(chǎn)生器62的一輸出端，當所述脈寬調變?yōu)橐坏碗姕饰粫r，所述鋸齒波產(chǎn)生器61輸出所述低電準位，當所述脈寬調變產(chǎn)生器62提供的所述脈寬調變?yōu)橐桓唠姕饰粫r，所述鋸齒波產(chǎn)生器61輸出所述鋸齒波；所述比較器64，其負端電連接一第一電準位，其正端電連接所述鋸齒波產(chǎn)生器61的一輸出端；所述晶體管開關65，其基極電連接所述比較器64的一輸出端，所述晶體管開關65的一集電極端電連接所述所述脈寬調變產(chǎn)生器62的一輸出端，且所述晶體管開關65的一發(fā)射極接地；所述圖騰式輸出電路(Totem polecircuit)66，其一輸入端電連接所述晶體管開關65的所述集電極端；以及所述金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)67，其一基極端電連接所述圖騰式輸出電路66的一輸出端，所述金屬氧化物半導體場效應晶體管67的一源極端電連接所述輸入電源Vin的另一端電連接，且所述金屬氧化物半導體場效應晶體管67的一漏極端與所述變壓器5的所述一次側線圈51的一端電連接。
所述鋸齒波產(chǎn)生器61包括一電阻611，所述電阻611的一端是電連接所述輸入電源Vin；以及一電容612，所述電容的一端電連接所述電阻611的另一端，且所述電阻611與所述電容612連接的一節(jié)點為所述鋸齒波產(chǎn)生器61的所述輸出端，所述電容612另一端接地。
其中所述電壓反饋控制器7還包括一光耦合器71，它利用所述光耦合器71提供隔離保護，并將所述反饋信號反饋至所述伏特-秒箝制電路6。
請參閱圖3(a)，它為本發(fā)明第二較佳實施例的伏特-秒箝制電路電源供應器的電路方塊圖。如圖3(a)所示，一種伏特-秒箝制電路電源供應器，它提供穩(wěn)定的一輸出電壓，其包括一變壓器8、一伏特-秒箝制電路9以及一電壓反饋控制器10。
所述變壓器8，包括一一次側線圈81，是與一輸入電源Vin電連接，所述輸入電源Vin提供一輸入電壓，以及一二次側線圈82，它提供一輸出電壓；所述伏特-秒箝制電路9，它電連接所述變壓器8的所述一次側線圈81，控制所述一次側線圈81電壓導通與關閉的切換，并限制所述一次側線圈81兩端的電壓值與電壓導通時間的乘積最大值；以及所述電壓反饋控制器10，它反饋所述輸出電壓信號至所述伏特-秒箝制電路9，所述伏特-秒箝制電路9調變所述一次側線圈81的一工作周期的導通時間，用以維持所述伏特-秒箝制電路電源供應器所輸出的所述輸出電壓大小。
請參閱圖3(b)，它為本發(fā)明第二較佳實施例的伏特-秒箝制電路電源供應器的電路示意圖。如圖3(b)所示，所述伏特-秒箝制電路包括一脈寬調變(PWM)產(chǎn)生器91、一峰值保持電路(peak holding circuit)92、一鋸齒波產(chǎn)生器93、一二極管94、一比較器95、一晶體管開關96、一圖騰式輸出電路(Totem pole circuit)97、所述隔離變壓器98以及一金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)99。
所述脈寬調變(PWM)產(chǎn)生器91，它提供一脈寬調變；所述峰值保持電路(peakholding circuit)92，它與所述變壓器8的所述二次側線圈82的其中的一端電連接，用以取得一電壓值；所述鋸齒波產(chǎn)生器93，它提供一鋸齒波，與所述峰值保持電路92電連接，且所述鋸齒波的一斜坡上升速率與所述電壓值成正比；所述二極管94，其一正端電連接所述鋸齒波產(chǎn)生器93的一輸出端，且所述二極管94的一負端與所述脈寬調變產(chǎn)生器91的一輸出端電連接，當所述脈寬調變?yōu)橐坏碗姕饰粫r，所述二極管94導通，且所述鋸齒波產(chǎn)生器93輸出所述低電準位，以及當所述脈寬調變產(chǎn)生器91提供的所述脈寬調變?yōu)橐桓唠姕饰粫r，所述二極管94成斷路，且所述鋸齒波產(chǎn)生器93輸出所述鋸齒波；所述比較器95，其一負端電連接一第一電準位，且所述比較器95的一正端電連接所述鋸齒波產(chǎn)生器93的一輸出端；所述晶體管開關96，其一基極端電連接所述比較器95的一輸出端，所述晶體管開關96的一發(fā)射極端接地，且所述晶體管開關96的一集電極端電連接所述脈寬調變產(chǎn)生器的所述輸出端；所述圖騰式輸出電路(Totem pole circuit)97，其一輸入端電連接所述晶體管開關96的所述集電極端；所述隔離變壓器98，其一二次側線圈982的一端電連接所述圖騰式輸出電路97的一輸出端，且所述二次側線圈982的另一端接地；以及所述金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)99，其一基極端電連接所述隔離變壓器98的一次側線圈981的一端，所述金屬氧化物半導體場效應晶體管99的一源極端電連接所述隔離變壓器98的一次側線圈981的另一端，且所述金屬氧化物半導體場效應晶體管99的一漏極端與所述變壓器8的所述一次側線圈81的一端電連接。
其中，所述峰值保持電路92包括一第一二極管921，其正端電連接所述變壓器8的所述二次側線圈82的一端電連接；以及一第一電容922，其一端電連接所述第一二極管921的一負端，形成一第一節(jié)點923且所述第一節(jié)點923為所述峰值保持電路的一輸出端，輸出所述電壓值，并且所述第一電容922的另一端接地。
所述鋸齒波產(chǎn)生器93包括一電阻931，其一端電連接所述第一節(jié)點923；以及一第二電容932，其一端電連接所述電阻的另一端，形成一第二節(jié)點933且所述第二節(jié)點933為所述鋸齒波產(chǎn)生器93的所述輸出端，并且所述第二電容932的另一端接地。
然而，當負載急速變大、通電時，所述伏特-秒箝制電路電源供應器則需要使所述工作周期(duty cycle)瞬間的一導通時間加大(附注最大導通時間為100％，也即完全導通；最小為0％，也即完全關閉；一般操作設定在50％。)，因為所述伏特-秒箝制電路的功能，所述一次側線圈81兩端的電壓值與電壓導通時間的乘積限制在所述乘積最大值，而不會使所述工作周期(duty cycle)瞬間的所述導通時間過大而造成變壓器飽和，無須通過增加所述變壓器8的一次側線圈數(shù)，防止所述變壓器的飽和，可節(jié)省所述電源供應器的成本以及減輕所述電源供應器的重量，符合工業(yè)上的經(jīng)濟使用。
權利要求
1.一種伏特-秒箝制電路電源供應器，它與一輸入電源電連接以提供穩(wěn)定的一輸出電壓，其特征在于，包括一變壓器，包括一一次側線圈以及一二次側線圈，所述一次側線圈，它與所述輸入電源電連接，以及所述二次側線圈，它提供所述輸出電壓；一伏特-秒箝制電路，它電連接所述一次側線圈，控制所述一次側線圈電壓導通與關閉的切換，并限制所述一次側線圈兩端的電壓值與電壓導通時間的乘積值不大于一預定值；以及一電壓反饋控制器，它電連接所述伏特-秒箝制電路，并反饋所述輸出電壓，根據(jù)所述輸出電壓的大小，產(chǎn)生一反饋信號，所述反饋信號反饋至所述伏特-秒箝制電路，根據(jù)所述反饋信號的大小，所述伏特-秒箝制電路調變所述一次側線圈工作周期的導通時間，用以維持所述伏特-秒箝制電路電源供應器所輸出的所述輸出電壓大小。
2.如權利要求1所述的伏特-秒箝制電路電源供應器，其特征在于，所述伏特-秒箝制電路包括一鋸齒波產(chǎn)生器，它提供一鋸齒波，所述鋸齒波的一斜坡上升速率與所述輸入電壓成正比；一脈寬調變產(chǎn)生器，它提供一脈寬調變；一二極管，其一負端電連接所述脈寬調變產(chǎn)生器的一輸出端，當所述脈寬調變?yōu)橐坏碗姕饰粫r，所述鋸齒波產(chǎn)生器輸出所述低電準位，當所述脈寬調變產(chǎn)生器提供的所述脈寬調變?yōu)橐桓唠姕饰粫r，所述鋸齒波產(chǎn)生器輸出所述鋸齒波；一比較器，其負端電連接一第一電準位，其正端電連接所述鋸齒波產(chǎn)生器的一輸出端；一晶體管開關，其基極電連接所述比較器的一輸出端，所述晶體管開關的一集電極端電連接所述所述脈寬調變產(chǎn)生器的一輸出端，且所述晶體管開關的一發(fā)射極接地；一圖騰式輸出電路，其一輸入端電連接所述晶體管開關的所述集電極端；以及一金屬氧化物半導體場效應晶體管，其一基極端電連接所述圖騰式輸出電路的一輸出端，所述金屬氧化物半導體場效應晶體管的一源極端電連接所述輸入電源的另一端電連接，且所述金屬氧化物半導體場效應晶體管的一漏極端是與所述變壓器的所述一次側線圈的一端電連接。
3.如權利要求2所述的伏特-秒箝制電路電源供應器，其特征在于，所述鋸齒波產(chǎn)生器包括一電阻，所述電阻的一端電連接所述輸入電源端；以及一電容，所述電容的一端電連接所述電阻的另一端，且所述電阻與所述電容連接的一節(jié)點為所述鋸齒波產(chǎn)生器的所述輸出端，所述電容另一端接地。
4.如權利要求2所述的伏特-秒箝制電路電源供應器，其特征在于，所述電壓反饋控制器還包括一光耦合器，它利用所述光耦合器提供隔離保護，并將所述反饋信號反饋至所述伏特-秒箝制電路。
5.如權利要求1所述的伏特-秒箝制電路電源供應器，其特征在于，所述伏特-秒箝制電路包括一脈寬調變產(chǎn)生器，它提供一脈寬調變；一峰值保持電路，它與所述變壓器的所述等二次側線圈的其中的一端電連接，用以取得一電壓值；一鋸齒波產(chǎn)生器，它提供一鋸齒波，與所述峰值保持電路電連接，且所述鋸齒波的一斜坡上升速率與所述電壓值成正比；一二極管，其一正端電連接所述鋸齒波產(chǎn)生器的一輸出端，且所述二極管的一負端與所述脈寬調變產(chǎn)生器的一輸出端電連接，當所述脈寬調變?yōu)橐坏碗姕饰粫r，所述二極管導通，且所述鋸齒波產(chǎn)生器輸出所述低電準位，以及當所述脈寬調變產(chǎn)生器提供的所述脈寬調變?yōu)橐桓唠姕饰粫r，所述二極管成斷路，且所述鋸齒波產(chǎn)生器輸出所述鋸齒波；一比較器，其一負端電連接一第一電準位，且所述比較器的一正端電連接所述鋸齒波產(chǎn)生器的一輸出端；一晶體管開關，其一基極端電連接所述比較器的一輸出端，所述晶體管開關的一發(fā)射極端接地，且所述晶體管開關的一集電極端電連接所述脈寬調變產(chǎn)生器的所述輸出端；一圖騰式輸出電路，其一輸入端電連接所述晶體管開關的所述集電極端；一隔離變壓器，其一二次側線圈的一端電連接所述圖騰式輸出電路的一輸出端，且所述二次側線圈的另一端接地；以及一金屬氧化物半導體場效應晶體管，其一基極端電連接所述隔離變壓器的一次側線圈的一端，所述金屬氧化物半導體場效應晶體管的一源極端電連接所述隔離變壓器的一次側線圈的另一端，且所述金屬氧化物半導體場效應晶體管的一漏極端與所述變壓器的所述一次側線圈的一端電連接。
6.如權利要求5所述的伏特-秒箝制電路電源供應器，其特征在于，所述峰值保持電路包括一第一二極管，其正端電連接所述變壓器的所述二次側線圈的一端電連接；以及一第一電容，其一端電連接所述第一二極管的一負端，形成一第一節(jié)點且所述第一節(jié)點為所述峰值保持電路的一輸出端，輸出所述電壓值，并且所述第一電容的另一端接地。
7.如權利要求5所述的伏特-秒箝制電路電源供應器，其特征在于，所述鋸齒波產(chǎn)生器包括一電阻，其一端電連接所述第一節(jié)點；以及一第二電容，其一端電連接所述電阻的另一端，形成一第二節(jié)點且所述第二節(jié)點為所述鋸齒波產(chǎn)生器的所述輸出端，并且所述第二電容的另一端接地。
全文摘要
本發(fā)明為一種伏特－秒箝制電路電源供應器，它包括一變壓器、一伏特－秒箝制電路以及一電壓反饋控制器；變壓器包括一一次側線圈，與一輸入電源電連接，以及一二次側線圈，提供輸出電壓；伏特－秒箝制電路，控制一次側線圈電壓導通與關閉的切換，并限制一次側線圈兩端的電壓值與電壓導通時間的乘積值不大于一預定值；以及電壓反饋控制器，反饋輸出電壓和產(chǎn)生一反饋信號，根據(jù)反饋信號的大小，調變一次側線圈的一工作周期的導通時間，用以維持伏特－秒箝制電路電源供應器的輸出電壓大小。本發(fā)明可提供穩(wěn)定的輸出電壓并用以避免變壓器飽和，進而可保護一次側開關組件和縮小變壓器體積。
文檔編號G05F1/10GK1402098SQ0112557
公開日2003年3月12日 申請日期2001年8月13日 優(yōu)先權日2001年8月13日
發(fā)明者蔡桂湘 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司