專利名稱：二次側電源控制開關的制作方法
技術領域：
本實用新型關于一種電源控制開關，尤指一種將開關裝置設置在開關電源供應 (SMPS)控制電路二次側的電源控制開關。
背景技術：
開關電源供應(Switch-Mode Power Supply，簡稱SMPS)技術，使得電子產品的待 機消耗功率可大為下降，目前已廣泛的被應用于充電器、液晶顯示器、電源適配器、系統電 源供應、交流電源轉換器等領域中。在圖1中顯示了習知開關電源供應(SMPS)控制電路圖，主要在連接100 240V 交流電的輸入電源端上設置了一實體開關900，以控制電源開啟關閉。交流電輸入后經整流 器901及濾波電容902產生一輸入電壓Vin以提供給一變壓器904 —次側線圈，并在連接 至開關電源供應(SMPS)控制器903以控制主開關905。當電流源Icc超過開關電源供應控制器903的啟動電流時，開關電源供應控制器 903輸出開關脈沖給主開關905，使變壓器904 —次側線圈動作，使二次側線圈產生感應電 壓，經一整流器906及一濾波電容907產生輸出電壓Vout。輸出電壓Vout回授至開關電源 供應控制器903，而開關電源供應控制器903根據回饋信號調節主開關905的占空比(PWM 模式)或開關頻率(PFM模式)，使得輸出電壓Vout為一個穩定電壓值。此種一般的SMPS控制電路中，控制電源開關的實體開關900是被設置在一次側， 具有大電流及大電能消耗，當實體開關900開啟時，會有極大的瞬間電流，這將使得實體開 關900在選用上，必需要符合安全規范，而可能要作拉線及絕緣等保護，將使成本提高，有 待改善。
發明內容緣此，本實用新型的目的在于，提供一種二次側電源控制開關，其能克服現有電源 控制開關中的缺陷，使其整體消耗電能可達到毫瓦級，且可以采用低價位低電流且免除安 規需求的開關，從而簡化結構且節約成本。為實現上述目的，本實用新型公開了一種二次側電源控制開關，裝置于一開關電 源供應控制電路中，該控制電路具有一輸入電源端，經一整流器及一第一濾波電容產生一 輸入電壓及啟動電流源；一變壓器，具有一次側線圈及二次側線圈；該一次側線圈連接該 輸入電壓；該二次側線圈感應電壓經一整流回授回路及一第二濾波電容產生一輸出電壓； 一主開關連接于該變壓器的一次側線圈以控制該一次側線圈的導通與切斷；一開關電源供 應控制器控制該主開關從而依據該整流回授回路的回授信號控制該主開關的開與關；其特 征在于包括一第一金屬氧化半導體場效電晶體，連接于該主開關上并控制開關動作；一開關裝置，設置于該開關電源供應控制電路的二次側；一第一光耦合器，隔離該開關裝置于二次側；及[0011]一輔助電源，啟動該第一光耦合器；該開關裝置斷開時，該第一光耦合器不動作，使該第一金屬氧化半導體場效電晶 體導通，并將該主開關關閉，以降低消耗電源的功率至毫瓦級；該開關裝置閉合時，該光耦 合器將該第一金屬氧化半導體場效電晶體切斷，而該輸出電壓大于該輔助電源，則輸出電 壓取代該輔助電源電壓繼續關閉該第一金屬氧化半導體場效電晶體。其中，該開關裝置為一個實體開關。其中，該開關裝置進一步連接一第二金屬氧化半導體場效電晶體，并以一第二光 耦合器隔離；在該輸入電源端未連接輸入直交流電源而該開關裝置仍閉合時，該第二光耦 合器不作動，使該第二金屬氧化半導體場效電晶體斷開。其中，該開關裝置是一個以一低耗電的微控制器或一控制線路所控制的電子式開關。通過上述結構，當該開關裝置在關閉電源時，將該主開關關閉，使整體消耗電能可 達到毫瓦級；且該開關可采用低價位低電流且免除安規需求的開關，從而簡化結構且節約 成本；該開關裝置進一步用一第二金屬氧化半導體場效電晶體，并以一第二光耦合器隔離， 從而當無輸入電源而開關裝置仍閉合(close)時，第二光耦合器不作動，使第二金屬氧化 半導體場效電晶體關斷，以防止輔助電源對開關裝置放電，進一步降低電能消耗。以下，將依據圖面所示的實施例而詳加說明本實用新型的結構特點及使用功效。
圖1代表習知SMPS的基本電路圖，圖2代表本實用新型的電路圖，圖3代表本實用新型另一種實施例的電路圖，圖4代表本實用新型再一種實施例的電路圖。
具體實施方式
請參見圖2所示，本實用新型提供了一種二次側電源控制開關，主要在一開關電 源供應(SMPS)控制電路10中，設置一第一金屬氧化半導體場效電晶體20、一開關裝置30、 一第一光耦合器401及402及一輔助電源50。開關電源供應控制電路10具有一輸入電源端11以連接一交流電源，例如AC 100 240V，經整流器12及第一濾波電容13產生一輸入電壓Vin及啟動電流源Icc。變壓 器14具有一次側線圈141及二次側線圈142。一次側線圈141連接輸入電壓，二次側線圈 142感應電壓經一整流及回授回路15及第二濾波電容16產生一輸出電壓Vout。主開關17 連接于該變壓器14的一次側線圈141，以控制一次側線圈141的導通與切斷。開關電源供 應(SMPS)控制器18控制主開關17，依據整流及回授回路15的回授信號控制主開關17的 開關。而本實用新型所提供的二次側電源控制開關，主要將第一金屬氧化半導體場效電 晶體(MOSFET) 20連接于主開關17上，并控制主開關17的開關動作。而開關裝置30設置 于變壓器14的二次側。第一光耦合器401及402，由第一發光源及受光器構成，用以隔離此 開關于二次側。輔助電源50用以啟動第一光耦合器401及402，例如為一個電池，以提供一電池電壓Vcel 1，該電池電壓Vcel 1大于0. 7V加上第一光耦合器401及402的順向電壓 Vd。本實用新型在開關裝置30斷開(open)時，第一光耦合器401及402不動作，使 第一金屬氧化半導體場效電晶體20導通，并將主開關17關閉，以降低消耗電源的功率至 毫瓦級。例如電流源Icc = 30μΑ，輸入電壓Vin = 110X1.414 = 154V，則消耗功率= 0. 03X154 = 4. 6mw，故可稱為毫瓦級。本實用新型在開關裝置30閉合(close)時，由輔助電源50提供電力給第一光耦 合器401及402將第一金屬氧化半導體場效電晶體20關閉，主開關17動作而產生輸電壓 Vout，若輸出電壓Vout大于輔助電源的電壓Vcell，則輸出電壓Vout取代輔助電源電壓繼 續關閉第一金屬氧化半導體場效電晶體20，使主開關17依據回授信號控制開與關。由于本實用新型的開關裝置30可為一個實體開關，被設置在開關電源供應控制 電路10 二次側以控制電源的開啟及關閉。當開關裝置30在關閉電源時，整體消耗電能可 達到毫瓦級，而且開關裝置30可采用低價位、低電流且免除安規需求的開關，而可大幅降 低成本。參見圖3所示本實用新型的另一種實施例，開關裝置30為實體開關時，為了防止 輸入電源端11無交流電源且開關裝置30仍閉合(close)而消耗輔助電源50的狀況，在開 關裝置30進一步連接一第二金屬氧化半導體場效電晶體31，并以由第二發光體及第二受 光器構成的一第二光耦合器321及322隔離。當輸入電源端11未接輸入電源而開關裝置30仍閉合(close)時，第二光耦合器 321及322不作動，使第二金屬氧化半導體場效電晶體31關斷，以等效于開關裝置30斷開 (open)，防止輔助電源50消耗。另，請參見圖4所示本實用新型的再一實施例，其中開關裝置60也可是一個以一 低耗電的微控制器(MCU)或一控制線路61所控制的電子式開關。綜上所陳，本實用新型所提供的一種二次側電源控制開關，確實可達到關閉時低 消耗功率的功效，完全符合專利要件，爰依法提出申請。
權利要求一種二次側電源控制開關，裝置于一開關電源供應控制電路中，該控制電路具有一輸入電源端，經一整流器及一第一濾波電容產生一輸入電壓及啟動電流源；一變壓器，具有一次側線圈及二次側線圈；該一次側線圈連接該輸入電壓；該二次側線圈感應電壓經一整流回授回路及一第二濾波電容產生一輸出電壓；一主開關連接于該變壓器的一次側線圈以控制該一次側線圈的導通與切斷；一開關電源供應控制器控制該主開關從而依據該整流回授回路的回授信號控制該主開關的開與關；其特征在于包括一第一金屬氧化半導體場效電晶體，連接于該主開關上并控制開關動作；一開關裝置，設置于該開關電源供應控制電路的二次側；一第一光耦合器，隔離該開關裝置于二次側；及一輔助電源，啟動該第一光耦合器；該開關裝置斷開時，該第一光耦合器不動作，使該第一金屬氧化半導體場效電晶體導通，并將該主開關關閉，以降低消耗電源的功率至毫瓦級；該開關裝置閉合時，該光耦合器將該第一金屬氧化半導體場效電晶體切斷，而該輸出電壓大于該輔助電源，則輸出電壓取代該輔助電源電壓繼續關閉該第一金屬氧化半導體場效電晶體。
2.依據權利要求1所述的二次側電源控制開關，其特征在于，該開關裝置為一個實體 開關。
3.依據權利要求2所述的二次側電源控制開關，其特征在于，該開關裝置進一步連接 一第二金屬氧化半導體場效電晶體，并以一第二光耦合器隔離；在該輸入電源端未連接輸 入直交流電源而該開關裝置仍閉合時，該第二光耦合器不作動，使該第二金屬氧化半導體 場效電晶體斷開。
4.依據權利要求1所述的二次側電源控制開關，其特征在于，該開關裝置是一個以一 低耗電的微控制器或一控制線路所控制的電子式開關。
專利摘要一種二次側電源控制開關，在一開關電源供應控制電路的主開關上，連接一第一金屬氧化半導體場效電晶體來控制該主開關的開關動作，并以一第一光耦合器隔離一開關裝置，而可使此開關裝置被設置在二次側；同時，提供一輔助電源以啟動該第一光耦合器。該開關裝置可以是一個實體開關，也可以是低耗電的微控制器或控制線路所控制的電子式開關。藉此，當該開關裝置在關閉電源時，整體消耗電能可達到毫瓦級，而可采用低價位低電流且免除安規需求的開關。
文檔編號H02M3/28GK201663557SQ20102011298
公開日2010年12月1日 申請日期2010年2月12日 優先權日2010年2月12日
發明者杜明漢 申請人:西勝國際股份有限公司