專利名稱：脈寬調制轉換成直流電壓單元的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種脈寬調制轉換成直流電壓單元，藉由調整脈寬調制信號的工作周期，來控制輸出電壓的大小及其變動程度，提供在實際應用時，各種不同負載所需的電壓，以增加使用的便利性。
背景技術：
各種裝置或組件在作動時，不論其是產生信號來源或作為負載，皆需施予電力方能令其發揮應有的作用；但是，前述裝置或組件所需的電壓卻常彼此不同，請參考圖1所示的一種習知技術，當一脈寬調制信號(PWM)在工作周期(Duty Cycle)時，經由電阻R對蓄電件C充電，而在脈寬調制信號處于非工作周期時，蓄電件C放電到脈寬調制信號變為Hi(即工作周期)又開始充電；因此，該習知技術整體的輸出電壓大致是固定的。
然而，在實際應用時，前述技術往往無法依需要來提供各種不同的電壓。
發明內容
本發明的主要目的是提供一種PWM轉換成直流電壓單元，可藉由調整脈寬調制信號的工作周期，來控制輸出電壓的大小，以符合實際應用所需的電位，可增添使用便利性。
本發明的另一目的是提供一種可依需要來變換或調整所述輸出電壓的變動程度。
本發明的PWM轉換成直流電壓單元至少包括一開關部，產生導通(ON)、不導通(OFF)作用；一驅動部，連接該開關部，以驅使所述開關部產生ON或OFF作用；一第一穩壓部，連接所述開關部，產生一電壓；一橋接部，連接所述第一穩壓部，以使前述第一穩壓部保持單向傳輸；一第二穩壓部，連接該橋接部，產生一電壓；一蓄電件，連接該第二穩壓部，可充放所述第一穩壓部、第二穩壓部所所傳輸的電力。
下面結合附圖以具體實例對本發明進行詳細說明，以便進一步了解本發明的其它優點、目的、技術特征及功效。
圖1是習知的電路示意圖；圖2是本發明的一較佳實施例的電路方塊示意圖；圖3是圖2的一較佳實施例的電路示意圖；圖4是圖3的第一較佳可行實施例示意圖；圖5是圖3的第二較佳可行實施例示意圖；圖6是圖3的第三較佳可行實施例示意圖；圖7是圖3的第四較佳可行實施例示意圖；圖8是圖3的第五較佳可行實施例示意圖；圖9是圖3的第六較佳可行實施例示意圖；圖10是圖3的第七較佳可行實施例示意圖；圖11是圖3的第八較佳可行實施例示意圖；圖12是圖3的第九較佳可行實施例示意圖；圖13是本發明調整脈寬調制信號的工作周期與輸出電壓的變化率示意圖之一；圖14是本發明調整脈寬調制信號的工作周期與輸出電壓的變化率示意圖之二。
附圖標記說明1PWM轉換成直流電壓單元；10開關部；11第一開關構件；12第二開關構件；13電阻；20驅動部；21第一電阻；22第二電阻；23第三電阻；30第一穩壓部；31、32分壓電阻；33齊納二極管；40第二穩壓部；41、42分壓電阻；43齊納二極管；C蓄電件；D橋接部。
具體實施例方式
請參閱圖2所示，本發明的PWM轉換成直流電壓單元1至少包括一開關部10，可產生導通(ON)、不導通(OFF)的作用，而所述開關部10可由一第一開關構件11構成，或該第一開關構件11還更連接有一第二開關構件12(請參考圖3)，在一個可行的實施例中，前述第一開關構件11、第二開關構件12可為晶體管(Transistor)、場效應晶體管(FET)，所述第一開關構件11、第二開關構件12亦可為其它可依信號(如脈寬調制信號)的觸發與否而產生開(ON)或關(OFF)作用的等效組件，例如TRAIC、SCR(Silicon ControlledRectifier)等；上述第二開關構件12連接第一開關構件11的結構考量所使用的開關構件的輸出端若為該開關構件輸入端的反相位(例如所述第一開關構件11采用晶體管，信號由該晶體管的基極輸入而從集極輸出，則前述晶體管的集極相位將與基極相反)；此外，在所述第一開關構件11、第二開關構件12之間，可連接有一電阻13，以減少流經開關構件的電流量，亦為一種可行的模式。
一驅動部20，連接該開關部10，以驅使所述開關部10產生ON或OFF作用，在一個可行的實施例中，前述驅動部20可由一第一電阻21、一第二電阻22、一第三電阻23相互連接(請參考圖3)，或將所述第三電阻23更換為齊納二極管(未顯示于圖中)，藉由該第三電阻23或齊納二極管的分壓作用，以輸出一驅動信號來促使所述開關部10產生ON或OFF；亦即，一脈寬調制信號(PWM)可經由該第二電阻22傳輸給所述開關部10。
一第一穩壓部30，連接所述開關部10，該第一穩壓部30可為電阻與電阻串接或電阻與齊納二極管(Zener Diode)串接(請參考圖4至圖12，稍后詳述)；一橋接部D，連接所述第一穩壓部30，以使前述第一穩壓部30保持單向傳輸，該橋接部D可為二極管；一第二穩壓部40，連接該橋接部D，該第二穩壓部40可為電阻與電阻串接或電阻與齊納二極管(Zener Diode)串接(請參考圖4至圖12，稍后詳述)；一蓄電件C，連接該第二穩壓部40，可充放所述第一穩壓部30、第二穩壓部40所傳輸的電力，蓄電件C可為電容。
上述本發明的一種可行作動步驟或流程如下首先在一步驟1，當一脈寬調制信號(PWM)經由該第二電阻22進入，且脈寬調制信號(PWM)處于工作周期(Duty Cycle)時，使所述開關部10導通(ON)，導致所述第一穩壓部30無法產生分壓作用(因為分壓電阻或齊納二極管的電壓趨近0，其組合形態稍后詳述)；于步驟2，由于第一穩壓部30無法產生分壓作用而未對該橋接部D施予順向偏壓，以致該橋接部D不導通(OFF)；在步驟3中，第二穩壓部40產生分壓作用(稍后說明)，而提供一電壓輸出(即本發明PWM轉換成直流電壓單元1的輸出)，并可對該蓄電件C充電；在步驟4中，當脈寬調制信號(PWM)處于非工作周期時，使所述開關部10不導通(OFF)，導致前述第一穩壓部30形成分壓作用(在分壓電阻或齊納二極管產生電壓，其組合形態稍后詳述)；于步驟5，由于該第一穩壓部30所形成的分壓對上述橋接部D產生有順向偏壓作用，而使該橋接部D導通(ON)；在步驟6中，本發明PWM轉換成直流電壓單元1的輸出(亦即該蓄電件C的電壓)為第一穩壓部30所提供的分壓電位(稍后說明)。
請參考圖4至圖12，上述第一穩壓部30、第二穩壓部40可為電阻與電阻串接或電阻與齊納二極管(Zener Diode)串接，來產生本發明PWM轉換成直流電壓單元1的輸出電壓，在可行的實施例中，大致有以下模式1.第一穩壓部30、第二穩壓部40皆為電阻與電阻串接(請參考圖4)；亦即，第一穩壓部30為分壓電阻31連接分壓電阻32，以形成分壓作用，而第二穩壓部40為分壓電阻41連接分壓電阻42，來形成分壓作用；因此，分壓電阻32、分壓電阻42可產生分壓電位。
2.請參考圖5，第一穩壓部30為電阻與電阻串接，而第二穩壓部40為電阻與齊納二極管(Zener Diode)串接；亦即，第一穩壓部30為分壓電阻31連接分壓電阻32，以形成分壓作用，而第二穩壓部40為分壓電阻41連接齊納二極管43，來形成分壓作用；因此，分壓電阻32、齊納二極管43，可產生分壓電位。
3.請參考圖6，與前項(第2項)模式或作用大致相同；但是，第二穩壓部40的齊納二極管43與分壓電阻41的串接位置互易。
4.請參考圖7，第一穩壓部30為電阻與齊納二極管(Zener Diode)串接，而第二穩壓部40為電阻與電阻串接；亦即，第一穩壓部30為分壓電阻31連接齊納二極管33，以形成分壓作用，而第二穩壓部40為分壓電阻41連接分壓電阻42，來形成分壓作用；因此，齊納二極管33、分壓電阻42，可產生分壓電位。
5.請參考圖8，第一穩壓部30、第二穩壓部40皆為電阻與齊納二極管(Zener Diode)串接；亦即，第一穩壓部30為分壓電阻31連接齊納二極管33，以形成分壓作用，而第二穩壓部40為分壓電阻41連接齊納二極管43，來形成分壓作用；因此，齊納二極管33、齊納二極管43，可產生分壓電位。
6.請參考圖9，與前項(第5項)模式或作用大致相同；但是，第二穩壓部40的齊納二極管43與分壓電阻41的串接位置互易。
7.請參考圖10，與第4項模式或作用大致相同；但是，第一穩壓部30的齊納二極管33與分壓電阻31的串接位置互易。
8.請參考圖11，與第5項模式或作用大致相同；但是，第一穩壓部30的齊納二極管33與分壓電阻31的串接位置互易。
9.請參考圖12，與第6項模式或作用大致相同；但是，第一穩壓部30的齊納二極管33與分壓電阻31的串接位置互易(亦與第8項模式或作用大致相同；但是，第二穩壓部40的齊納二極管43與分壓電阻41的串接位置互易)。
綜上所述，當脈寬調制信號處于工作周期時，由于第二穩壓部40產生分壓作用(在分壓電阻或齊納二極管產生電壓)，可提供電壓輸出，并對蓄電件C充電；在脈寬調制信號處于非工作周期時，由于第一穩壓部30形成分壓作用(在分壓電阻或齊納二極管產生電壓)且對上述橋接部D產生有順向偏壓，而使該橋接部D導通(ON)，而由第一穩壓部30所產生的分壓來輸出；但是，該脈寬調制信號處于非工作周期的電壓輸出較其在工作周期時來得小，因此，藉由控制所述脈寬調制信號的工作周期的大小或長短并利用前述蓄電件C的充電，可調整輸出的電壓大小。
此外，并可藉由更換所述第一穩壓部30、第二穩壓部40的電阻值或齊納二極管(Zener Diode)的電壓值，以使前述控制該脈寬調制信號的工作周期來調整輸出電壓的變化率更為明顯或劇烈(請參考圖13，圖式中斜率愈高者表示藉由脈寬調制信號的工作周期來調整輸出電壓的變化率也愈大)，亦為一種可行的模式；此外，如上述使用的開關構件的輸出端若為該開關構件輸入端的反相位，則藉由脈寬調制信號的工作周期來調整輸出電壓的變化率會如圖14所示。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，并非用來限制本發明，因此依本發明的構想所作的改變，在不脫離本發明精神范圍內，對于各種變化，修飾與應用，所產生的等效作用，均應包含于本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種PWM轉換成直流電壓單元，至少包括一開關部，產生導通(ON)、不導通(OFF)作用；一驅動部，連接該開關部，以驅使所述開關部產生ON或OFF作用；一第一穩壓部，連接所述開關部，產生一電壓；一橋接部，連接所述第一穩壓部，以使前述第一穩壓部保持單向傳輸；一第二穩壓部，連接該橋接部，產生一電壓；一蓄電件，連接該第二穩壓部，可充放所述第一穩壓部、第二穩壓部所所傳輸的電力。
2.依權利要求1所述的PWM轉換成直流電壓單元，其中開關部具有至少一開關構件。
3.依權利要求2所述的PWM轉換成直流電壓單元，其中開關構件至少有二個。
4.依權利要求2或3所述的PWM轉換成直流電壓單元，其中開關構件是晶體管。
5.依權利要求2或3所述的PWM轉換成直流電壓單元，其中開關構件是場效應晶體管。
6.依權利要求2或3所述的PWM轉換成直流電壓單元，其中開關構件是TRAIC。
7.依權利要求2或3所述的PWM轉換成直流電壓單元，其中開關構件是SCR。
8.依權利要求1所述的PWM轉換成直流電壓單元，其中橋接部是二極管。
9.依權利要求1所述的PWM轉換成直流電壓單元，其中第一穩壓部為電阻與電阻串。
10.依權利要求1所述的PWM轉換成直流電壓單元，其中第一穩壓部為電阻與齊納二極管(Zener Diode)串接。
11.依權利要求1所述的PWM轉換成直流電壓單元，其中第二穩壓部為電阻與電阻串接。
12.依權利要求1所述的PWM轉換成直流電壓單元，其中第二穩壓部為電阻與齊納二極管(Zener Diode)串接。
13.依權利要求1所述的PWM轉換成直流電壓單元，其中蓄電件是電容。
14.依權利要求3所述的PWM轉換成直流電壓單元，其中開關構件相互連接，且連接有一電阻。
全文摘要
本發明公開了一種PWM轉換成直流電壓單元，至少包括一開關部，可產生導通(ON)、不導通(OFF)的作用；一驅動部，連接該開關部，以驅使所述開關部產生ON或OFF作用；一第一穩壓部，連接所述開關部，可產生一電壓；一橋接部，連接所述第一穩壓部，以使前述第一穩壓部保持單向傳輸；一第二穩壓部，連接該橋接部，可產生一電壓；蓄電件，系連接該第二穩壓部，可充放所述第一穩壓部、第二穩壓部所傳輸的電力，藉控制所輸入的PWM信號的工作周期來調整輸出。
文檔編號H02M7/04GK1674422SQ20041002978
公開日2005年9月28日 申請日期2004年3月26日 優先權日2004年3月26日
發明者林盟智, 鄭建弘 申請人:奇鋐科技股份有限公司