專利名稱：同步整流直流電源供應器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種直流電源供應器，特別是涉及一種可使交流電精確同步整流 為直流電輸出的同步整流直流電源供應器。
背景技術：
隨著科技的進步，人們對于電能的依賴性也與日俱增，電力已經是現代生活中不 可或缺的一項重要資源，從而隨電子設備的日益精密，致使人們也逐漸要求電力質量的優 劣與否。由于目前大多數的電子設備都是直接或是間接以直流電源工作，因此電力公司所 提供的交流電力需要再通過一交流/直流轉換器轉換成電子設備所需的直流工作電壓。請參閱圖1，為中國臺灣公告第543274號“直流電源供應器之同步整流穩壓裝置” 發明專利案，該案所揭示的同步整流穩壓裝置主要包括有一利用一變壓器將該交流電源轉 換成交流低電壓的降壓電路21、一利用至少一個二極管將交流低電壓整流成直流電壓并借 由至少一個電容器對直流電壓作濾波處理以獲得一低漣波直流電壓的整流濾波電路22、一 用以對低漣波直流電壓進行穩壓處理以獲得一直流輸出電壓的穩壓電路23，以及一同步調 整電路24，該同步調整電路24分別與降壓電路21、整流濾波電路22及穩壓電路23相連接， 以擷取穩壓電路23的直流輸出電壓，并調整交流電源于變壓器降壓前的輸入電壓，使得低 漣波直流電壓能動態地大于該直流輸出電壓，借此降低熱耗損，以減少散熱。然而因同步調整電路24是自變壓器一次側拉取參考電壓，由于過早擷取參考電 壓，造成該參考電壓與變壓器二次側的電壓會產生相位延遲，進而影響同步整流的效果。由此可見，上述現有的同步整流穩壓裝置在結構與使用上，顯然仍存在有不便與 缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解 決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切的結構能夠 解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新型結構的同步 整流直流電源供應器，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。
發明內容本實用新型的目的在于，克服現有的同步整流穩壓裝置存在的缺陷，而提供一種 新型結構的同步整流直流電源供應器，所要解決的技術問題是在提供一種可使交流電精確 同步調整為直流電輸出，且能有效改善功率因子(power factor，以下簡稱為功因)及減少 熱耗損。本實用新型的目的及解決其技術問題是采用以下的技術方案來實現的。依據本實 用新型提出的一種同步整流直流電源供應器，用于連接一個交流電源，其中該同步整流直 流電源供應器包含有一個第一降壓電路，具有一個第一變壓器以使所輸入的交流電壓轉 換成交流低電壓；一個整流濾波電路，耦接至該第一降壓電路，用以使該交流低電壓經整流 及濾波處理為一低漣波直流電壓輸出；一個功因調整單元，具有一個耦接該整流濾波電路而用以提高該整流濾波電路所輸出的該低漣波直流電壓為一第一直流電壓的功因提升電 路，以及一個連接該功因提升電路而用以補償修正功因的功因補償電路；一個參考電壓產 生電路，與該交流電源、該第一降壓電路相連接，并能根據該交流電源所輸入的交流電壓產 生一參考電壓；一個第一同步調整電路，與該功因調整單元及該參考電壓產生電路相連接， 以同步調整該參考電壓與第一直流電壓；一個第二降壓電路，借一第二變壓器耦接至該功 因調整單元與該第一同步調整電路，以對該第一直流電壓進行降壓；及一個第二同步調整 電路，連接該第二降壓電路以同步調整該第二降壓電路所輸出的電壓。本實用新型的目的以及解決其技術問題還可以采用以下的技術措施來進一步實 現。較佳地，前述的同步整流直流電源供應器，其中所述的整流濾波電路具有至少一 個二極管及至少一個電容器，借該二極管以使該交流低電壓整流為該直流電壓，并利用該 電容器對該直流電壓進行濾波處理成該低漣波直流電壓。較佳地，前述的同步整流直流電源供應器，其中所述的整流濾波電路具有一個由 多數個二極管連接而成的橋式整流模塊、一個與該橋式整流模塊相連接的電容器，及一個 連接該電容器的濾波模塊，該整流濾波電路是通過該橋式整流模塊而耦接至該第一降壓電 路，并借該濾波模塊對該直流電壓進行濾波處理以輸出一低漣波直流電壓。較佳地，前述的同步整流直流電源供應器，其中所述的功因提升電路主要是借一 個功因修正/脈沖寬度調變控制器的控制而使該低漣波直流電壓轉成一第一直流電壓以 提升功因。較佳地，前述的同步整流直流電源供應器，其中所述的參考電壓產生電路具有一 個連接該第一變壓器一次側與該交流電源的交流切換電路，及一個連接該交流切換電路的 分壓模塊。較佳地，前述的同步整流直流電源供應器，其中所述的交流切換電路是采用一雙 向交流觸發三極管來切換該交流電源的導通周期。較佳地，前述的同步整流直流電源供應器，其中所述的分壓模塊具有二個串聯于 該第一變壓器一次側與二次側間的電阻器，該參考電壓是擷取自所述電阻器間并進一步連 接至該第一同步調整電路。較佳地，前述的同步整流直流電源供應器，其中還包括有一個負載異常偵測電路， 該負載異常偵測電路分別與該第一同步整流電路、該第二同步整流電路、該功因調整單元， 及該第二降壓電路相連接，借此于發生過電壓或過電流時，該負載異常偵測電路隨即傳遞 異常訊號至該第一同步整流電路，該第一同步整流電路隨即關閉，以使電氣回路形成不導通。較佳地，前述的同步整流直流電源供應器，其中所述的負載異常偵測電路與該第 一同步調整電路間并連設有一個光耦合驅動器，該光耦合驅動器具有一個發光二極管及一 個光耦合晶體管，該發光二極管二端分別連接一電阻器二端，進而耦接至該第二降壓電路， 借此該負載異常偵測電路測知發生過電流情形時，該過電流的異常訊號經由該光耦合驅動 器傳遞至該第一同步整流電路，該第一同步整流電路隨即關閉，以使電氣回路形成不導通; 另于該負載異常偵測電路測知發生過電壓情形時，該過電壓的異常訊號經由該第二降壓電 路耦接感知，并傳遞至該功因調整單元，進而控制該第一同步整流電路隨即關閉，以使電氣回路形成不導通。較佳地，前述的同步整流直流電源供應器，其中還包括有一與該第一同步調整電 路電性連接且設有一預設溫度值的保護電路，該保護電路感知電氣回路的溫度超過該預設 溫度值時，隨即控制該第一同步整流電路關閉。本實用新型與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術內容可知， 為達到上述目的，本實用新型提供了一種同步整流直流電源供應器，用于連接一個交流電 源，其中該同步整流直流電源供應器包含有一個第一降壓電路，具有一個第一變壓器以使 所輸入的交流電壓轉換成交流低電壓；一個整流濾波電路，耦接至該第一降壓電路，用以使 該交流低電壓經整流及濾波處理為一低漣波直流電壓輸出；一個功因調整單元，具有一個 耦接該整流濾波電路而用以提高該整流濾波電路所輸出的該低漣波直流電壓為一第一直 流電壓的功因提升電路，以及一個連接該功因提升電路而用以補償修正功因的功因補償電 路；一個參考電壓產生電路，與該交流電源、該第一降壓電路相連接，并能根據該交流電源 所輸入的交流電壓產生一參考電壓；一個第一同步調整電路，與該功因調整單元及該參考 電壓產生電路相連接，以同步調整該參考電壓與第一直流電壓；一個第二降壓電路，借一第 二變壓器耦接至該功因調整單元與該第一同步調整電路，以對該第一直流電壓進行降壓； 及一個第二同步調整電路，連接該第二降壓電路以同步調整該第二降壓電路所輸出的電 壓。借由上述技術方案，本實用新型同步整流直流電源供應器至少具有下列優點及有 益效果借由從第一變壓器的一次側與二次側間擷取一參考電壓并輸入一第一同步調整 電路，同時使所輸入的交流電壓經整流濾波電路的整流濾波處理，及功因調整單元的功因 提升與補償后，再進行二次同步調整，可使交流電壓精確同步調整為直流電壓輸出，同時能 有效改善功因，進而減少不必要的熱耗損。上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技 術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其它目的、特征 和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
圖1是電路圖，為中國臺灣公告第543274號“直流電源供應器之同步整流穩壓裝 置”發明專利案；圖2是方塊示意圖，說明本實用新型同步整流直流電源供應器一較佳實施例；圖3是電路圖一，說明本實用新型同步整流直流電源供應器一較佳實施例；及圖4是電路圖二，說明本實用新型同步整流直流電源供應器一較佳實施例。
具體實施方式
為更進一步闡述本實用新型為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下 結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型提出的同步整流直流電源供應器，其具體實施 方式、結構、特征及其功效，詳細說明如后。參閱圖2、3，是本實用新型同步整流直流電源供應器的一較佳實施例，用于連接一
6交流電源(圖未示)，該同步整流直流電源供應器包括有一第一降壓電路31、一整流濾波電 路32、一功因調整單元33、一參考電壓產生電路34、第一同步調整電路35、一第二降壓電路 36，及一第二同步調整電路37。第一降壓電路31具有一用與交流電源相連接的第一變壓器Li，以將所輸入的交 流電壓轉換成交流低電壓。整流濾波電路32具有一由多數個二極管D1連接而成的橋式整流模塊321、一與橋 式整流模塊321相連接的電容器C2，及一連接該電容器C2的濾波模塊322。該整流濾波電 路32是透過橋式整流模塊321而耦接至第一降壓電路31，借橋式整流模塊321以使第一降 壓電路31所輸出的該交流低電壓整流為直流電壓，并利用濾波模塊322對該直流電壓進行 濾波處理以輸出一低漣波直流電壓。功因調整單元33具有一耦接該整流濾波電路32而用以提高該整流濾波電路32 所輸出的低漣波直流電壓的功因提升電路331，以及一連接該功因提升電路331的功因補 償電路332。該功因提升電路331主要是借由一功因修正(PFC)/脈沖寬度調變(PWM)控制 器的控制，將該低漣波直流電壓轉成一第一直流電壓以提升功因。參考電壓產生電路34具有一連接一第一變壓器Ll 一次側與該交流電源負極端的 交流切換電路341，及一連接該交流切換電路的分壓模塊342。該交流切換電路341是采用 一雙向交流觸發三極管(TRIAC)Ml來切換該交流電源的導通周期，即調整交流電壓輸入的 導通/截止比。而分壓模塊342具有二個串聯于第一變壓器Ll 一次側與二次側間的電阻 器R1、R2，電阻器R1、R2間進一步連接一電阻器R22及一電阻器R23，電阻器R23另一端則 接至地電位且同時與二電容器C33、C15并聯，進一步連接至第一同步調整電路35。借此參 考電壓取自第一變壓器Ll 一次側與二次側間，此參考電壓并不會與第一變壓器Ll所輸出 的交流低電壓產生相位延遲情形。第一同步調整電路35與該功因調整單元33及該參考電壓產生電路34相連接，用 以同步調整該參考電壓與經功因調整后的該第一直流電壓的相位。第二降壓電路36則是借一第二變壓器Tl耦接至該功因調整單元33及第一同步 調整電路35，以對該功因調整單元33所輸出的第一直流電壓進行降壓。第二同步調整電路37連接該第二降壓電路36，以同步調整該第二降壓電路36所 輸出的電壓為直流電壓(VO)，用以供一負載所需電力。參閱圖3、4，本實用新型同步整流直流電源供應器還包括有一負載異常偵測電路 38及一保護電路39。此負載異常偵測電路38分別與第一同步調整電路35、第二同步調整 電路37、功因調整單元33，及第二降壓電路36相連接，且負載異常偵測電路38與第一同步 調整電路35間并連設有一光耦合驅動器381，光耦合驅動器381具有一發光二極管及一光 耦合晶體管，該發光二極管的二端分別連接一電阻器R45 二端，進而耦接至第二降壓電路 36，而光耦合晶體管的射極接地，集極則連接至第一同步調整電路。該電阻R45是用以限制 流經該發光二極管的電流以保護該光耦合驅動器381。該保護電路39與該第一同步調整電路35電性連接且設有一預設溫度值，當該保 護電路39感知電氣回路的溫度超過該預設溫度值時，隨即控制該第一同步整流電路35關 閉，以達到保護電氣回路的作用。參閱圖3、4，在正常使用時，交流電源(圖未示)所輸入的交流電壓先經第一降壓電路31的第一變壓器Ll轉換成交流低電壓，該交流低電壓并經整流濾波電路32的整流及 濾波處理而形成一低漣波直流電壓，同時參考電壓產生電路34并自分壓模塊342的電阻器 R1、R2間擷取參考電壓，借由功因調整單元33的功因提升電路331與功因補償電路332分 別提升與修正補償該低漣波直流電壓的功因，轉換成一第一直流電壓，利用第一同步整流 電路35同步整流該第一直流電壓與該參考電壓的相位后，第一直流電壓再輸入第二變壓 器Tl，經第二同步調整電路37同步調整輸出一可供所述負載所需的直流電壓(W)。借此 不但能有效改善功因，減少不必要的熱耗損，進而提供節省電力的功效。參閱圖3、4，當該負載異常偵測電路38感測負載側發生過電壓時，該過電壓異常 訊號隨即由第二降壓電路36的第二變壓器Tl感知，并通過接腳NA傳遞至該功因調整單元 33的功因補償電路332，進而控制該第一同步整流電路35隨即關閉，以阻斷電氣回路的導 通。另當該負載異常偵測電路38感測負載側發生過電流時，該過電流異常訊號則是通過接 腳VB、VK經由該光耦合驅動器381傳遞至該第一同步整流電路35，以控制該第一同步整流 電路35隨即關閉，以阻斷電氣回路的導通。借此能避免源自負載側的異常電壓或電流訊號 進一步傳遞至第一同步調整電路35、第二同步調整電路37及功因調整單元33，有效防止線 路燒毀以達保護的作用。如上所述，本實用新型同步整流直流電源供應器借由從第一變壓器Ll的一次側 與二次側間擷取一參考電壓并輸入一第一同步調整電路35，同時使得所輸入的交流電壓經 整流濾波電路32的整流濾波處理，及功因調整單元33的功因提升與補償后，再進行二次同 步調整，可使交流電壓精確同步調整為直流電壓輸出，同時能有效改善功因，減少不必要的 熱耗損及節省電力。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上 的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟 悉本專業的技術人員在不脫離本實用新型技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容 作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內 容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍 屬于本實用新型技術方案的范圍內。
權利要求一種同步整流直流電源供應器，用于連接一個交流電源，其特征在于該同步整流直流電源供應器包含有一個第一降壓電路，具有一個第一變壓器以使所輸入的交流電壓轉換成交流低電壓；一個整流濾波電路，耦接至該第一降壓電路，用以使該交流低電壓經整流及濾波處理為一低漣波直流電壓輸出；一個功因調整單元，具有一個耦接該整流濾波電路而用以提高該整流濾波電路所輸出的該低漣波直流電壓為一第一直流電壓的功因提升電路，以及一個連接該功因提升電路而用以補償修正功因的功因補償電路；一個參考電壓產生電路，與該交流電源、該第一降壓電路相連接，并能根據該交流電源所輸入的交流電壓產生一參考電壓；一個第一同步調整電路，與該功因調整單元及該參考電壓產生電路相連接，以同步調整該參考電壓與第一直流電壓；一個第二降壓電路，借一第二變壓器耦接至該功因調整單元與該第一同步調整電路，以對該第一直流電壓進行降壓；及一個第二同步調整電路，連接該第二降壓電路以同步調整該第二降壓電路所輸出的電壓。
2.如權利要求1所述的同步整流直流電源供應器，其特征在于該整流濾波電路具有 至少一個二極管及至少一個電容器，借該二極管以使該交流低電壓整流為該直流電壓，并 利用該電容器對該直流電壓進行濾波處理成該低漣波直流電壓。
3.如權利要求2所述的同步整流直流電源供應器，其特征在于該整流濾波電路具有 一個由多數個二極管連接而成的橋式整流模塊、一個與該橋式整流模塊相連接的電容器， 及一個連接該電容器的濾波模塊，該整流濾波電路是通過該橋式整流模塊而耦接至該第一 降壓電路，并借該濾波模塊對該直流電壓進行濾波處理以輸出一低漣波直流電壓。
4.如權利要求3所述的同步整流直流電源供應器，其特征在于該功因提升電路主要 是借一個功因修正/脈沖寬度調變控制器的控制而使該低漣波直流電壓轉成一第一直流 電壓以提升功因。
5.如權利要求4所述的同步整流直流電源供應器，其特征在于該參考電壓產生電路 具有一個連接該第一變壓器一次側與該交流電源的交流切換電路，及一個連接該交流切換 電路的分壓模塊。
6.如權利要求5所述的同步整流直流電源供應器，其特征在于該交流切換電路是采 用一雙向交流觸發三極管來切換該交流電源的導通周期。
7.如權利要求6所述的同步整流直流電源供應器，其特征在于該分壓模塊具有二個 串聯于該第一變壓器一次側與二次側間的電阻器，該參考電壓是擷取自所述電阻器間并進 一步連接至該第一同步調整電路。
8.如權利要求7所述的同步整流直流電源供應器，其特征在于還包括有一個負載異 常偵測電路，該負載異常偵測電路分別與該第一同步整流電路、該第二同步整流電路、該功 因調整單元，及該第二降壓電路相連接，借此于發生過電壓或過電流時，該負載異常偵測電 路隨即傳遞異常訊號至該第一同步整流電路，該第一同步整流電路隨即關閉，以使電氣回 路形成不導通。
9.如權利要求8所述的同步整流直流電源供應器，其特征在于該負載異常偵測電路 與該第一同步調整電路間并連設有一個光耦合驅動器，該光耦合驅動器具有一個發光二極 管及一個光耦合晶體管，該發光二極管二端分別連接一電阻器二端，進而耦接至該第二降 壓電路，借此該負載異常偵測電路測知發生過電流情形時，該過電流的異常訊號經由該光 耦合驅動器傳遞至該第一同步整流電路，該第一同步整流電路隨即關閉，以使電氣回路形 成不導通；另于該負載異常偵測電路測知發生過電壓情形時，該過電壓的異常訊號經由該 第二降壓電路耦接感知，并傳遞至該功因調整單元，進而控制該第一同步整流電路隨即關 閉，以使電氣回路形成不導通。
10.如權利要求9所述的同步整流直流電源供應器，其特征在于還包括有一與該第一 同步調整電路電性連接且設有一預設溫度值的保護電路，該保護電路感知電氣回路的溫度 超過該預設溫度值時，隨即控制該第一同步整流電路關閉。
專利摘要一種同步整流直流電源供應器，包含有一可使所輸入的交流電壓轉換成交流低電壓的第一降壓電路、一耦接至第一降壓電路并使交流低電壓整流濾波為低漣波直流電壓的整流濾波電路、一提供提升與補償該低漣波直流電壓功因的功因調整單元、一連接第一降壓電路并能產生參考電壓的參考電壓產生電路、一連接功因調整單元及參考電壓產生電路以同步調整電壓相位的第一同步調整電路、一耦接至功因調整單元以再次降壓的第二降壓電路，及一連接第二降壓電路以進行二次同步調整的第二同步調整電路，借此精確同步相位整流以有效改善功因并減少熱耗損。
文檔編號H02M1/42GK201663555SQ20102000020
公開日2010年12月1日 申請日期2010年1月4日 優先權日2010年1月4日
發明者王志源 申請人:濠銘有限公司