具有突波抑制電路的電源供應裝置的製作方法

2023-06-25 10:00:56

專利名稱：具有突波抑制電路的電源供應裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種突波電流抑制電路，尤其涉及一種應用於通訊網絡中的具有突波電流抑制電路的電源供應裝置。
背景技術：
隨著科技的發展，各種網絡設備，例如非對稱數字用戶環路數據機(ADSLModem)、線纜數據機(Cable Modem)、數字機頂盒(Set-top Box)應用越來越廣泛。這些網絡設備都需要電源供應裝置，用於將市電電源交流電壓(例如中國大陸地區為220V，北美地區為110V。)轉換為適於網絡設備工作的直流電壓。然，在電源供應裝置最初導通時，由於電容效應會產生不可預期的瞬間電流，即突波電流(inrush current)。突波電流瞬間最大值可造成保險絲、開關等元件的損壞，進而降低元件的使用壽命，降低網絡設備供電的穩定性。

發明內容有鑑於此，需提供一種電源供應裝置，其採用突波電流抑制電路，抑制電源供應裝置中所產生的突波電流，延長元件的使用壽命，提高網絡設備供電的穩定性。
一種電源供應裝置，用於將接收到的信號轉換為適於負載工作的直流信號。電源供應裝置包括變壓電路、整流電路以及突波電流抑制電路。變壓電路用於將接收到的信號轉換為交流信號。整流電路連接於變壓電路，用於將交流信號轉換為整流信號。突波電流抑制電路連接於整流電路，用於抑制電源供應裝置中所產生的突波電流，突波抑制電路包括分壓電阻以及濾波電容。其中，濾波電容與分壓電阻串行連接。
本發明電源供應裝置採用突波電流抑制電路，抑制電路中產生的突波電流，並把接收到的信號進行濾波處理，使之具有穩定的輸出信號輸出至負載，且電路結構簡單。

圖1為本發明電源供應裝置的模塊圖。
圖2為本發明電源供應裝置的具體電路圖。
圖3為本發明圖2電源供應裝置的波形圖。
具體實施方式圖1所示為本發明電源供應裝置1的模塊圖。電源供應裝置1包括變壓電路10、整流電路11以及突波電流抑制電路12。
變壓電路10用於接收輸入信號Vin，並將輸入信號Vin轉換為交流信號。在本實施方式中，輸入信號Vin為市電源信號。整流電路11連接於變壓電路10，用於將變壓電路10輸出的交流信號轉換為整流信號。在本實施方式中，整流信號為漣波(ripple)信號，這種漣波信號為單一方向的弦波信號。突波電流抑制電路12連接於整流電路，用於抑制電源供應裝置1中所產生的突波電流，並將接收到的整流信號進行濾波處理，輸出直流信號Vout至負載。在本實施方式中，突波電流抑制電路12不僅能抑制電路中的突波電流，也能濾掉整流信號中殘存的交流成分，輸出比較平滑的直流信號Vout至負載，維持負載正常工作。在本實施方式中，負載可以是ADSL Modem、Cable Modem、機頂盒等等。
圖2所示為本發明電源供應裝置1的具體電路圖。變壓電路10主要包括變壓器T，變壓器T包括一次側繞組與二次側繞組。一次側繞組作為電源供應裝置1的輸入端，用於接收市電電源的弦波信號。二次側繞組連接於整流電路11。在本實施方式中，變壓器T的二次側繞組的線圈匝數小於一次側繞組的線圈匝數。當一次側繞組接收市電電源的弦波信號Vin時，流通電流所產生的磁場亦會流過二次側繞組，產生低壓交流信號V1，並輸出至整流電路11。
圖2所示整流電路11為全波整流電路。整流電路11包括二極體D1、D2、D3及D4。其中，二極體D1的陰極與二極體D2的陽極共同連接至變壓器T的二次側繞組的高壓端。二極體D3的陽極與二極體D4的陰極共同連接至變壓器T的二次側繞組的低壓端。且，二極體D2的陰極與二極體D3的陰極相連，二極體D1的陽極與二極體D4的陽極相連。這樣，二極體D1、D2、D3及D4構成橋式全波整流電路。在本實施方式中，整流電路11是將變壓電路10輸出的低壓交流信號V1整流後輸出。在本發明其它實施方式中，整流電路11亦可為半波整流電路。
突波電流抑制電路12連接於整流電路11，用於抑制電源供應裝置1中所產生的突波電流。突波抑制電路12包括分壓電阻R1以及濾波電容C1，其中，濾波電容C1與分壓電阻R1串行連接於二極體D1的陽極與二極體D2的陰極之間。突波電流抑制電路12利用濾波電容C1的充、放電特性使得整流信號變成平穩的直流信號Vout，並輸出至負載。在本實施方式中，負載包括儲能電容C2，其連接於二極體D1的陽極與二極體D2的陰極之間。突波電流抑制電路12通過分壓電阻R1能增加濾波電容C1的等效阻抗，來達到突波電流抑制作用。
在本實施方式中，濾波電容C1根據公式i(t)＝V/R×e-t/RC(其中，R為突波抑制電路12的等效電阻)向負載放電。當t＝0時，即濾波電容C1對負載中的儲能電容C2進行初供電的瞬間，i(0)＝V/R。此時，若分壓電阻R1不存在，即電阻R為濾波電容C1的等效阻抗，由於等效阻抗很小，可忽略不計。故，電源供應裝置1產生的電流值i(0)無限大，這個瞬時電流i(0)即為突波電流。若分壓電阻R1存在，電阻R的阻值為分壓電阻R1的阻值與濾波電容C1等效阻抗之和，則電阻R阻值增大，使得流向負載的電流減小，達到抑制突波電流的作用。在本實施方式中，分壓電阻R1的電阻值在0至1.5歐姆之間。
圖3所示為圖2所示電源供應裝置1的波形圖。其中，V1為變壓器T的二次側繞組兩端電壓的波形圖，Vout為突波電流抑制電路12輸出端電壓的波形圖(忽略二極體D1、D2、D3、D4內阻)。其中，虛線為整流電路11的輸出端電壓的波形圖。在本實施方式中，整流電路11輸出電壓的波形為單一方向的弦波波形。
當變壓器T的二次側繞組兩端電壓V1在0至π/2時間內，整流電路11的二極體D2、D4導通，電壓V1一部分向負載提供電能，一部分對濾波電容C1進行充電。當濾波電容C1充電至π/2時，電壓Vout大於二次側繞組兩端電壓V1，因此，二極體D2、D4截止，且濾波電容C1開始向負載放電。
在π/2至t1時間內，濾波電容C1緩慢放電，因此，突波電流抑制電路12輸出端電壓Vout亦緩慢下降。當在π至t1時間內，變壓器T的二次側繞組兩端電壓V1為負半周期，且其輸出端電壓V1的絕對值小於突波電流抑制電路12輸出端電壓Vout。因此，二極體D1、D2、D3、D4均截止。
當變壓器T的二次側繞組兩端電壓V1的絕對值大於突波電流抑制電路12輸出端電壓Vout時，即在t1至3π/2時間內，整流電路11的二極體D1、D3導通，電流再次對濾波電容C1進行充電。當濾波電容C1充電至3π/2時間時，突波電流抑制電路12輸出端電壓Vout大於變壓器T的二次側繞組兩端電壓V1的絕對值。因此，二極體D1、D3截止，且濾波電容C1開始向負載放電。
在3π/2至t2時間內，濾波電容C1緩慢放電，因此，突波電流抑制電路12輸出端電壓Vout亦緩慢下降。二極體D1、D2、D3、D4均截止。直到變壓器T的二次側繞組兩端電壓V1的絕對值大於突波電流抑制電路12輸出端電壓Vout時，整流電路11的二極體D2、D4導通，電流再次對濾波電容C1進行充電。濾波電容C1如此不斷充電及放電，即可得到突波電流抑制電路12輸出端電壓Vout波形。
本發明的突波電流抑制電路12利用分壓電阻R1增加突波電流抑制電路12的等效電阻R，來達到突波電流抑制作用。且，濾波電容C1的充、放電使得整流信號變成平穩的直流信號Vout，輸出至負載。
權利要求
1.一種電源供應裝置，用於將接收到的信號轉換為適於負載工作的直流信號，其特徵在於所述電源供應裝置包括變壓電路，用於將接收到的信號轉換為交流信號；整流電路，連接於變壓電路，用於將所述交流信號轉換為整流信號；以及突波電流抑制電路，連接於整流電路，用於抑制電源供應裝置中所產生的突波電流，所述突波抑制電路包括分壓電阻；以及濾波電容，與分壓電阻串行連接。
2.如權利要求1所述的電源供應裝置，其特徵在於所述變壓電路包括變壓器，其包括一次側繞組與二次側繞組。
3.如權利要求2所述的電源供應裝置，其特徵在於所述整流電路包括第一二極體；第二二極體，其陽極與第一二極體的陰極相連，且共同連接至變壓器二次側繞組的高壓端；第三二極體，其陰極與第二二極體的陰極相連；以及第四二極體，其陰極與第三二極體的陽極相連，且共同連接至變壓器二次側繞組的低壓端，其陽極與第一二極體的陽極相連。
4.如權利要求3所述的電源供應裝置，其特徵在於所述濾波電容與分壓電阻串行連接於第一二極體的陽極與第二二極體的陰極之間。
5.如權利要求3所述的電源供應裝置，其特徵在於所述負載更包括儲能電容，其連接於第一二極體的陽極與第二二極體的陰極之間。
6.如權利要求1所述的電源供應裝置，其特徵在於所述整流電路為全波整流電路或半波整流電路。
7.如權利要求1所述的電源供應裝置，其特徵在於所述分壓電阻的電阻值介於0至1.5歐姆之間。
全文摘要
一種電源供應裝置，用於將接收到的信號轉換為適於負載工作的直流信號。電源供應裝置包括變壓電路、整流電路以及突波電流抑制電路。變壓電路用於將接收到的信號轉換為交流信號。整流電路連接於變壓電路，用於將交流信號轉換為整流信號。突波電流抑制電路連接於整流電路，用於抑制電源供裝置中所產生的突波電流，突波抑制電路包括分壓電阻以及濾波電容。其中，濾波電容與分壓電阻串行連接。本發明電源供應裝置採用突波電流抑制電路，抑制電路中產生的突波電流，並把接收到的信號進行濾波處理，使之具有穩定的輸出信號輸出至負載，且電路結構簡單。
文檔編號H02M1/14GK101043185SQ200610034748
公開日2007年9月26日 申請日期2006年3月25日 優先權日2006年3月25日
發明者王信雄, 楊舜丞, 江國維 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司