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1、(10)申请公布号 CN 102655375 A (43)申请公布日 2012.09.05 C N 1 0 2 6 5 5 3 7 5 A *CN102655375A* (21)申请号 201110132188.1 (22)申请日 2011.05.20 100107500 2011.03.04 TW H02M 3/335(2006.01) H02M 1/32(2007.01) (71)申请人亚源科技股份有限公司 地址中国台湾桃园县 (72)发明人庄乙雄 吴芝雅 (74)专利代理机构北京市浩天知识产权代理事 务所 11276 代理人刘云贵 韩龙 (54) 发明名称 一种具有变频装置的交换式电源供。
2、应器 (57) 摘要 本发明公开了一种具有变频装置的交换式电 源供应器，包含整流装置、变压装置、输出电路、开 关装置、脉冲宽度调制控制装置、反馈电路、脉冲 宽度调制控制装置以及用于调制脉冲宽度调制控 制装置的切换频率的变频调制装置。该变频调制 装置包含第一频率调制电阻，连接于该脉冲宽度 调制控制装置，第一参考电压电路及第二参考电 压电路，分别连接于该脉冲宽度调制控制装置，第 二频率调制电阻，跨接于该脉冲宽度调制控制装 置及第一旁路开关之间，第三频率调制电阻，跨接 于脉冲宽度调制控制装置及第二旁路开关之间， 其中该第一旁路开关连接于该第一参考电压电路 以及该第二旁路开关连接于该第二参考电压电 路。
3、。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/1页 2 1.一种具有变频装置的电源供应器，其特征在于，包含： 一整流装置，用以将交流电源整流成直流电源； 一变压装置，用以传输经该整流装置整流后的直流电源，从该变压装置的一次侧绕组 传输至二次侧绕组； 一输出电路，用以将该二次侧绕组的直流电源，输出至负载装置； 一开关装置，连接于该一次侧绕组； 一脉冲宽度调制控制装置，其连接于该开关装置； 一反馈电路，其一端耦接于该输出电路，另一端耦接于该脉冲宽。
4、度调制控制装置； 一变频调制装置，用于调制脉冲宽度调制控制装置的切换频率，其包含： 一第一频率调制电阻，连接于该脉冲宽度调制控制装置； 一第一参考电压电路及一第二参考电压电路，其分别连接于该脉冲宽度调制控制装 置； 一第二频率调制电阻，跨接于该脉冲宽度调制控制装置及一第一旁路开关之间； 一第三频率调制电阻，跨接于脉冲宽度调制控制装置及一第二旁路开关之间； 其中该第一旁路开关连接于该第一参考电压电路；以及 该第二旁路开关连接于该第二参考电压电路。 2.如权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，该第一参考电压电路及该第二参考 电压电路，分别用以接收该反馈电路的反馈信号，该第一参考电压电路及该第二参。
5、考电压 电路分别包含一稳压二极管连接于一稳压电容，该稳压电容并连一触发电阻。 3.如权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，该旁路开关为半导体组件。 4.一种具有变频装置的电源供应器，其特征在于，包含： 一整流装置，用以将交流电源整流成直流电源； 一变压装置，用以传输经该整流装置整流后的直流电源，从该变压装置的一次侧绕组 传输至二次侧绕组； 一输出电路，用以将该二次侧绕组的直流电源，输出至负载装置； 一开关装置，连接于该变压装置的该一次侧绕组； 一脉冲宽度调制控制装置，其连接于该开关装置； 一反馈电路，其一端耦接于该输出电路，另一端耦接于该脉冲宽度调制控制装置； 一变频调制装置，用于调制脉冲宽。
6、度调制控制装置的切换频率，其包含： 一第一参考电压电路及一第二参考电压电路； 一第一频率调制电阻、一第二频率调制电阻及一第三频率调制电阻，该些电阻串连连 接，其中该第一频率调制电阻连接脉冲宽度调制控制装置； 一第一旁路开关，连接于第一参考电压电路； 一第二旁路开关，连接于第二参考电压电路；其中 该第二频率调制电阻的两端分别连接该第一旁路开关及该第二旁路开关。 权 利 要 求 书CN 102655375 A 1/4页 3 一种具有变频装置的交换式电源供应器 技术领域 0001 本发明涉及一种电源供应装置，尤指一种具有变频装置的电源供应器。 背景技术 0002 如图1所示交换式电源供应器，整流装置。
7、11接收一输入交流电压，并整流成直流 电后输出至变压器T1的输入端。变压器T1的一次侧绕组接收整流后的直流电，并且利用 开关装置13导通时储存能量于一次侧绕组中，当开关装置13关闭时，将储存于变压器T1 的一次侧绕组传送至二次侧绕组。输出电路15设置于二次测绕组与负载之间，用以将直流 电压输出给负载。反馈电路17接收交换式电源供应器的输出，将电源供应器的输出变化经 反馈电路传送至脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)电路19，以控制开关装置 13。 0003 一般交换式电源供应器应用于轻载(Light Load)或无载(No Load)时，输出能量 较低，若以正常。
8、的切换频率工作，相对地交换式电源供应器功率消耗(如，切换损)比例变 大，导致整机效率下降。当交换式电源供应器搭配系统在峰值负载(Peak Load)应用时，会 因材料或成本的考虑，限制了输出驱动能力的设计，常导致交换式电源供应器应用于系统 峰值负载时，发生输出电压低落(Voltage Drop)的情况。例如，当交换式电源供应器供给电 源至一台打印机时，由于打印机于起动瞬间需要较大的电源功率，而此时即容易造成电源 供应器输出电压降低，而无法启动。有鉴于此，即需要发展一种能于峰值负载(peak lord) 时稳定输出功率的交换式电源供应器。 发明内容 0004 本发明主要目的在于提供一种通过可调整。
9、脉冲宽度调制控制装置(以下称PWM控 制装置)的切换频率的控制电路来解决一般传统交换式电源供应器于轻载时损耗过大的 问题，以及改善当处于峰值负载(peak lord)时，输出电压低落，造成输出功率降低的问题。 0005 为达上述目的，本发明提供一种具有变频装置的交换式电源供应器，其包含一整 流装置，用以将交流电源整流成直流电源，该整流装置可以是桥式整流器；一变压装置，用 以传输经该整流装置整流后的直流电源，从该变压装置的一次侧绕组传输至二次侧绕组； 一输出电路，包含一整流二极管及一滤波电容，用以将该二次侧绕组的直流电源，输出至负 载装置；一开关装置，连接于该一次侧绕组；一PWM控制装置，其连接。
10、于该开关装置；一反 馈电路，其一端耦接于该输出电路，另一端耦接于该PWM控制装置；一变频调制装置，用于 调制PWM控制装置的切换频率，包含一第一频率调制电阻，连接于该PWM控制装置；一第一 参考电压电路及一第二参考电压电路，分别连接于该PWM控制装置，分别包含一稳压二极 管串联一稳压电容，该稳压电容并联一触发电阻；一第二频率调制电阻，跨接于该PWM控制 装置及一第一旁路开关之间，该旁路开关可以是半导体组件；一第三频率调制电阻，跨接于 PWM控制装置及一第二旁路开关之间，其中该旁路开关可以是半导体组件；其中该第一旁 路开关连接于该第一参考电压电路；以及该第二旁路开关连接于该第二参考电压电路。 说。
11、 明 书CN 102655375 A 2/4页 4 0006 根据本发明的另一具有变频装置的交换式电源供应器的实施例，其中，用于调制 PWM控制装置的切换频率的变频调制装置，包含一第一参考电压电路及一第二参考电压电 路；一第一频率调制电阻、一第二频率调制电阻及一第三频率调制电阻，该些电阻串连连 接，其中该第一频率调制电阻连接PWM控制装置；一第一旁路开关，连接于第一参考电压电 路；一第二旁路开关，连接于第二参考电压电路；其中该第二频率调制电阻的两端分别连 接该第一旁路开关及该第二旁路开关，上述旁路开关可以是半导体组件。 附图说明 0007 图1为公知交换式电源供应器的系统方块图； 0008 图。
12、2为依据本发明的实施例的交换式电源供应器电路图； 0009 图3为依据本发明的实施例的交换式电源供应器电路图。 0010 【主要组件符号说明】 0011 整流装置 11、201、301 0012 变压器 T1 0013 开关装置 13、203、303 0014 输出电路 15、205、305 0015 反馈电路 17、207、307 0016 脉冲宽度调制控制装置 19、209、309 0017 第一频率调制电阻 Rt1 0018 第二频率调制电阻 Rt2 0019 第三频率调制电阻 Rt3 0020 第一旁路开关 Qt1 0021 第二旁路开关 Qt2 0022 稳压二极管 Z1、Z2 00。
13、23 稳压电容 Ct1、Ct2 0024 触发电阻 Rr1、Rr2 0025 频率调节输入端 RT 0026 反馈控制信号端 COMP 具体实施方式 0027 本发明为实现一种可通过调整脉冲宽度调制控制装置(以下称PWM控制装置)209 的切换频率的升频及降频，而使交换式电源供应器得以实现当负载处于轻载时能降频节 能，当负载过载输出时能升频增加功率输出以稳定负载的特点。 0028 如图2所示，为本发明的具有可变频装置的交换式电源供应器实施例的电路图。 图2中交换式电源供应器由整流装置201、变压器(变压装置)T1、输出电路205、开关装置 203、脉冲宽度调制控制装置209、反馈电路207以及。
14、变频调制装置所构成。其中该变频调制 装置分别连接反馈电路207及PWM控制装置209。 0029 图2虚线方块代表本发明提出的变频调制装置基本架构，该变频调制装置由第一 频率调制电阻Rt1、第二频率调制电阻Rt2、第三频率调制电阻Rt3、第一旁路开关Qt1、第二 说 明 书CN 102655375 A 3/4页 5 旁路开关Qt2、第一参考电压电路、第二参考电压电路所构成。其中第一参考电压电路具有 稳压二极管Z1、稳压电容Ct1及触发电阻Rr1，并且该稳压二极管Z1串联稳压电容Ct1，该 稳压电容Ct1并联触发电阻Rr1；第二参考电压电路具有稳压二极管Z2、稳压电容Ct2及触 发电阻Rr2，并。
15、且该稳压二极管Z2串联稳压电容Ct2，该稳压电容Ct2并联触发电阻Rr2。 该变频调制电路的第一频率调制电阻Rt1的一端连接于PWM控制装置209的频率调节输入 端RT，另一端接地；第二频率调制电阻Rt2的一端连接于PWM控制装置209的频率调节输入 端RT，另一端连接第一旁路开关Qt1；以及第三频率调制电阻Rt3的一端连接于PWM控制装 置209的频率调节输入端RT，另一端连接第二旁路开关Qt2。反馈电路207连接PWM控制 装置209的反馈控制信号端COMP，用以侦测反馈电路207从输出端所传来的反馈信号。第 一参考电压电路及第二参考电压电路分别通过稳压二极管Z1及Z2连接于反馈控制信号端。
16、 COMP以接收输出端输出信号。第一旁路开关Qt1连接触发电阻Rr1的一端，第二旁路开关 Qt2连接触发电阻Rr2的一端。 0030 当交换式电源供应器所连接的负载处于正常满载(Full Lord)时，由反馈电路 207反馈至PWM控制器209的反馈控制信号端COMP电位会使稳压二极管Z2崩溃，此时触 发电阻Rr2与稳压电容Ct2充电使旁路开关Qt2导通，而PWM控制装置209频率调节输入 端RT的外接等效阻抗因第二旁路开关Qt2导通而形成第一频率调节电阻Rt1与第三频率 调节电阻Rt3并联，而设定PWM控制装置209的输出切换频率为一般设定值(约60kHz 70kHz)。 0031 当交换式。
17、电源供应器所连接的负载处于轻载时，PWM控制装置209的反馈控制信 号端COMP电位低于预定值，不足以使稳压二极管Z1及Z2崩溃，因此旁路开关Qt2不会动 作，PWM控制装置209频率调节输入端RT的外接等效阻接为Rt1，由下列公式(1-1)可知， 频率调节输入端RT的外接等效阻抗越大，输出切换频率越低，切换频率下降，可减少交换 式电源供应器的功率消耗而达到节能的功效。 0032 0033 Po：Output power 0034 Lp：The inductance in the transformer primary side 0035 Ip：Primary peak current 003。
18、6 Fsw：PWM controller frequency 0037 当交换式电源供应器所连接的负载处于峰值负载(Peak Lord)时，由反馈电路 207反馈至PWM控制装置209的反馈控制信号端COMP电位会使稳压二极管Z1及Z2崩溃， 稳压电容Ct1、Ct2充电，并使切换开关Qt1、Qt2导通，而PWM控制装置209频率调节输入端 RT的外接等效阻抗因第一旁路开关Qt1及第二旁路开关Qt2导通而形成第一频率调节电阻 Rt1、第二频率调节电阻Rt2及第三频率调节电阻Rt3并联，由上述公式(1-1)可知，频率调 节输入端RT的外接等效阻抗愈小，输出切换频率愈高，当PWM控制装置的切换频率上。
19、升，则 可增加输出功率。 0038 如图3所示，为本发明的具有可变频装置的交换式电源供应器的另一实施例的电 路图。图3虚线方块代表本发明提出的变频调制控制电路基本架构，该变频调制控制电路 由第一频率调制电阻Rt1、第二频率调制电阻Rt2、第三频率调制电阻Rt3、第一旁路开关 说 明 书CN 102655375 A 4/4页 6 Qt1、第二旁路开关Qt2、第一参考电压电路、第二参考电压电路所构成。其中第一参考电压 电路具有稳压二极管Z1、稳压电容Ct1及触发电阻Rr1，并且稳压二极管Z1串联稳压电容 Ct1，该稳压电容Ct1并联触发电阻Rr1；第二参考电压电路具有稳压二极管Z2、稳压电容 Ct。
20、2及触发电阻Rr2，并且稳压二极管Z2串联稳压电容Ct2，该稳压电容Ct2并联触发电阻 Rr2。该变频调制电路的第一频率调制电阻Rt1、第二频率调制电阻Rt2及第三频率调制电 阻Rt3三者串联连接。第一频率调节电阻Rt1的一端连接于PWM控制装置309的频率调节 输入端RT。第二频率调节电阻Rt2的一端接地，第三频率调节电阻Rt3的两端分别与第一 频率调节电阻Rt1及第二频率调节电阻Rt2连接。第三频率调节电阻Rt3的一端连接第二 旁路开关Qt2，另一端连接第一旁路开关Qt1。反馈电路307连接PWM控制装置309的反馈 控制信号端COMP，用以侦测反馈电路307从输出端所传来的反馈信号。第一。
21、参考电压电路 及第二参考电压电路分别通过稳压二极管Z1及Z2连接于反馈控制信号端COMP以接收输 出端输出信号。第一旁路开关Qt1连接触发电阻Rr1的一端，第二旁路开关Qt2连接触发 电阻Rr2的一端。 0039 当交换式电源供应器所连接的负载处于正常满载(Full Lord)时，由反馈电路 307反馈至PWM控制器309的反馈控制信号端COMP电位会让稳压二极管Z1崩溃，此时触发 电阻Rr1与稳压电容Ct1持续充电并使第一旁路开关Qt1导通，而PWM控制装置209频率 调节输入端RT的外接等效阻抗因第一旁路开关Qt1导通而形成频率调节电阻Rt1与Rt3 串联，然后设定PWM控制器309的输出。
22、切换频率为一般设定值(约60KHz70KHz)。 0040 当交换式电源供应器所连接的负载处于轻载时，PWM控制装置309的反馈控制信 号端COMP电位低于设定值，不足以让稳压二极管Z1及Z2崩溃，故第一旁路开关Qt1、第二 旁路开关Qt2不会动作，PWM控制装置309频率调节输入端RT的外接等效阻抗为第一频率 调节电阻Rt1、第二频率调节电阻Rt2及第三频率调节电阻Rt3串联，由前述公式(1-1)可 知，频率调节输入端RT的外接等效阻抗愈大，输出切换频率愈低，切换频率下降可减少交 换式电源供应器上的功率消耗，进而提升效率，达到节能的功效。 0041 当交换式电源供应器所连接的负载处于峰值负载。
23、(Peak Lord)时，由反馈电路 307反馈至PWM控制装置的反馈控制信号端COMP电位会上升使稳压二极管Z1、Z2崩溃，稳 压电容Ct1、Ct2充电，并使第一旁路开关Qt1、第一旁路开关Qt2导通，而PWM控制装置309 频率调节输入端RT的外接等效阻抗因第一旁路开关Qt1、第二旁路开关Qt2导通而形成第 一频率调节电阻Rt1，由前述公式(1-1)式可知，RT的外接等效阻抗愈小，输出切换频率愈 高，当PWM控制装置309的切换频率上升，而增加输出功率，则可提升负载驱动能力。 说 明 书CN 102655375 A 1/2页 7 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102655375 A 2/2页 8 图3 说 明 书 附 图CN 102655375 A 。