電源轉換器的前級電路的製作方法
2023-05-06 15:22:51
專利名稱：電源轉換器的前級電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電源轉換器的前級電路，特別是涉及一種具有電源接線偵錯
功能的前級電路。
背景技術：
—般來說，電源轉換器系用以輸出一穩定的電源至一負載裝置，而上述電源轉換 器包含一前級電路及一後級電路；該前級電路系連接至交流電源並輸出至該後級電路，並 經由後級電路將交流電源轉換為穩定電源提供至負載裝置。然而，若該電源轉換器的電源 接線與交流電源有不正確的連接時，例如電源接線與交流電源極性反接、電源接線沒有接 地或電源接線沒有接地時浮壓過大等情況下，會導致電源轉換器的前級電路產生有噪聲、 諧波、突波或電壓上下起伏過大的現象，進而造成電源轉換器的後級電路的輸出電源不穩 定，且不穩定的輸出電源會進一步損壞負載裝置。故若該電源轉換器能有一具有電源接線 偵錯電路功能的前級電路，以確保該電源轉換器只有在與交流電源正確連接下，後級電路 才可正確輸出電源，以防止因電源接線與交流電源不正確連接所造成後級電路輸出電源不 穩定的缺點。
發明內容有鑑上述電源轉換器因為電源接線與交流電源不正確連接而損壞電源接收裝置， 本實用新型提供一種改良的電源轉換器的前級電路，能確保該電源接線只有在與交流電源 正確連接時，後級電路才會輸出電源。 欲達上述目的所使用的主要技術手段系令電源轉換器的前級電路包含有 —電源接線偵錯電路，系包含有一第一電源接線端、一第二電源接線端及一接地
端，其中所述第一電源接線端及所述第二電源接線端系供與一交流電源連接，而所述接地
端系供一接地連接並偵測所述第一電源接線端、所述第二電源接線端與接地端是否正確與
交流電源及接地連接，並輸出偵測訊號； —電源開關，系連接至所述電源接線偵錯電路的第一電源接線端或第二接線端； —交流轉直流電路，系將交流電源轉換成一第二直流電源後穩定輸出至所述電源 開關； —控制單元，系透過一隔離電路與所述電源接線偵錯電路連接，以取得所述電源 接線偵錯電路的偵測訊號電源開關控制所述電源開關的啟閉。 當電源接線偵錯電路的電源接線與交流電源正確連接時，所述控制單元會從電源 接線偵錯電路取得偵測訊號，以控制電源開關會導通交流電源迴路，故交流電源能輸出至 後級電路，進而輸出電源。而當電源接線偵錯電路的電源接線與交流電源不正確連接時，所 述控制單元會從電源接線偵錯電路取得偵測訊號，以控制電源開關會中斷交流電源迴路， 故交流電源無法輸出至後級電路，進而不會輸出電源。
圖1是本實用新型的詳細電路圖。[0011]附圖標記說明10.電源轉換器20.電源接線偵錯電路21.偏壓電阻22.第二限流電阻23.第一整流電路231.順向二極體232.第三限流電阻24.第一電子開關25.穩壓二極體30.電源開關31.激磁線圈32.切換開關40.交流轉直流電路41.輸入電容42.第二整流電路43.齊納二極體50.控制單元51.第四限流電阻52.第五限流電阻53.第二電子開關54.充電電容60.隔離電路61.發光二極體62.光敏電晶體
具體實施方式以下配合附圖及本實用新型的較佳實施例，進一步闡述本實用新型達成預定發明 目的所採取的技術手段。 如圖1所示，系本實用新型的第一較佳實施例的電路圖，其包含有 —電源接線偵錯電路20，系包含有一第一 電源接線端L、 一第二電源接線端N及一 接地端G，其中該第一電源接線端L及該第二電源接線端N系供與一交流電源連接，而該接 地端G系供一接地連接並偵測該第一 電源接線端L、該第二電源接線端N與接地端G是否正 確與交流電源及接地連接，並輸出偵測訊號； —電源開關30，系連接至該電源接線偵錯電路20的第一 電源接線端L或第二接線 端N ;於本實施例中，該電源開關30系一繼電器；該繼電器系進一步包含一激磁線圈31及 一切換開關32 ; —交流轉直流電路40，系將交流電源轉換成一第二直流電源後並穩定輸出至該繼 電器的激磁線圈31 ;本實施例中，該交流轉直流電路包含有一輸入電容41、一第二整流電 路42及一齊納二極體43 ;其中該第二整流電路42系一全波橋式整流電路；該輸入電容41 系連接至該第一電源接線端L，以取得交流電源；該第二整流電路42系連接至該輸入電容 41與第二電源接線端N之間，將交流電源並轉換一第二直流電源；該齊納二極體43，系連接 在該第二整流電路42的輸出端之間，以穩定輸出該第二直流電源； —控制單元50，系透過一隔離電路60與該電源接線偵錯電路20連接，以取得該電 源接線偵錯電路20的偵測訊號控制該電源開關30的啟閉。 上述隔離電路60，系一光耦合器；該光耦合器包含一發光二極體61及一光敏晶體 管62 ;其中該發光二極體61包含一第一端及第二端；該光敏電晶體62包含一第一端及第
■~ 丄山一順。
本實施例中，上述電源接線偵錯電路20包含有[0032] —偏壓電阻21，系連接在該第一電源接線端L與該接地端G之間；該偏壓電阻21 系由複數個電阻R107，R15所構成； —第一整流電路23，系連接至該第一電源接線端L，將交流電源轉換為一第一直 流電源；於本實施例中，該第一整流電路23包含有一順向二極體231及一第三限流電阻 232 ;其中該順向二極體231包含一陽極及一陰極，該陽極連接至該第一電源接線端L ;而該 第三限流電阻232，其一端連接至該順向二極體231之陰極； —穩壓二極體25，系連接在該第一整流電路23的第三限流電阻232的另一端與該 隔離電路60的發光二極體61的第一端之間； —第一電子開關24，系透過該第一整流電路23串接在該第一電源接線端L與該 第二電源接線端N之間，且透過該穩壓二極體25與該隔離電路60的發光二極體61的第一 端及第二端並聯，該第一電子開關24的啟閉會控制該光耦合器的發光二極體61的導通與 否，以反應第一及第二接線端L， N與接地端G是否正的連接正確狀態予該控制單元50 ;於 本實施例中，該第一電子開關24系一 NPN電晶體；該NPN電晶體包含有一射極、一基極及一 集極；該射極連接至第二電源接線端N ;該集極連接至該第一整流電路23的第三限流電阻 232 ;及 —第二限流電阻22，系連接在該第一電子開關24的基極與該接地端G之間，以控 制該第一電子開關24的啟閉；該第二限流電阻22系由複數個電阻R18， R16所構成。 本實施例中，上述控制單元50包含有 —第四限流電阻51，系連接在該交流轉直流電路40與該隔離電路60的光敏晶體 管62之間； —第二電子開關53，系透過該電源開關30串接至該第二直流電源迴路上，用以控 制該第二直流電源的電源迴路通斷；於本實施例中，該第二電子開關53系一 NPN電晶體； 該NPN電晶體包含有一射極、一基極及一集極；該集極系連接至該電源開關30的激磁線圈
31 ; —第五限流電阻52，系連接在該第二電子開關53的基極與該隔離電路60的光敏 電晶體62之間；及 —充電電容54，系與該光耦合器的光敏電晶體62串接，並透過第五限流電阻52連 接至該第二電子開關53的控制端，以控制該第二電子開關53啟閉。 上述交流轉直流電路40主要系由於該輸入電容41具有瞬時導通的特性，使得該 第二整流電路42的四顆二極體D19， D25， D21， D24在一個正弦波形下，不會一直導通，而構 成一非消耗式的電容降壓電路，以提供穩定的第二直流電源至繼電器的磁激線圈31。 上述電源轉換器的前級電路，當該電源接線偵錯電路20的電源接線與該交流電 源正確連接時，由於該電源接線偵錯電路20的第二電源接線端N與該接地端G之間沒有電 位差，因此不會導通該第一電子開關24基射極間的順嚮導通電位，如此一來，交流電源將 會經由該第一整流電路23整流為一第一直流電源後，進而導通該穩壓二極體25並驅動該 隔離電路60的發光二極體，又，當該隔離電路60的發光二極體61被驅動時，發光二極體 61會發光以導通該隔離電路60的光敏電晶體62，因此會使得該第二直流電源會經由控制 單元50的第四限流電阻51流經該光敏電晶體62對充電電容54充電，並等待該充電電容 54充電至能夠導通該第二電子開關53的基射極的順嚮導通電位時，會進一步流經該第五限流電阻52來導通該第二電子開關53，此時，由於該電源開關30與該第二電子開關53串 接於該第二直流電源，故當第二電子開關53導通時，該第二直流電源、該電源開關30及該 第二電子開關53會形成一個迴路，該第二直流電源會流經該電源開關30的激磁線圈31 ，進 而控制該電源開關30的切換開關32導通該交流電源的迴路，即該交流電源可輸出至電源 轉換器的後級，進而輸出電源。 上述為當該電源接線偵錯電路的電源接線與該交流電源正確連接的詳細電路動 作原理，並將當該電源接線偵錯電路的電源接線與該交流電源不正確連接的電路動作原理 詳述如下 當該交流電源與該電源接線偵錯電路的第一 電源接線端L及第二電源接線端N極 性反接時，由於該第二電源接線端N與該接地端G之間會有電壓差，令該第一電子開關24 導通，如此一來，該交流電源經由該第一整流電路23整流成第一直流電源後，大部份的第 一直流電源會流經該第一電子開關24至第二電源接線端N，因此該第一直流電源無法導通 該穩壓二極體25，而該隔離電路60亦不會被驅動，故第二直流電源無法流經該隔離電路60 的光敏電晶體62對充電電容54充電，使得該第二電子開關53亦不會被導通，因此，該第二 直流電源、該電源開關30及該第二電子開關53不會形成迴路，所以該第二直流電源不會流 經該電源開關30的激磁線圈31，進而控制該電源開關30的切換開關32中斷交流電源的回 路，即該交流電源無法輸出至電源轉換器的後級，進而不會輸出電源。 當該電源接線偵錯電路20的接地端G沒有接地時，由於該第一電源接線端L透過 該偏壓電阻21連接至該接地端G，並給予一偏壓至該接地端G，令該第一電子開關24導通， 如此一來，該交流電源經由該第一整流電路23整流成第一直流電源後，大部份的第一直流 電源會流經該第一電子開關24至第二電源接線端N，因此該第一直流電源無法導通該穩壓 二極體25，而該隔離電路60亦不會被驅動，故第二直流電源無法流經該隔離電路60的光敏 電晶體62對充電電容54充電，使得該第二電子開關53亦不會被導通，因此，該第二直流電 源、該電源開關30及該第二電子開關53不會形成迴路，所以該第二直流電源不會流經該電 源開關30的激磁線圈31，進而控制該電源開關30的切換開關32中斷交流電源的迴路，即 該交流電源無法輸出至電源轉換器的後級，進而不會輸出電源。 當該電源接線偵錯電路的接地端G沒有接地而浮壓過大時，本實施例中的過大浮 壓的範圍界定系浮壓超過30V以上的情況，而導通該第一電子開關24，如此一來，該交流電 源經由該第一整流電路23整流成第一直流電源後，大部份的第一直流電源會流經該第一 電子開關24至第二電源接線端N，因此該第一直流電源無法導通該穩壓二極體25，而該隔 離電路60亦不會被驅動，故第二直流電源無法流經該隔離電路60的光敏電晶體62對充電 電容54充電，使得該第二電子開關53亦不會被導通，因此，該第二直流電源、該電源開關30 及該第二電子開關53不會形成迴路，所以該第二直流電源不會流經該電源開關30的激磁 線圈31，進而控制該電源開關30的切換開關32中斷交流電源的迴路，即該交流電源無法輸 出至電源轉換器的後級，進而不會輸出電源。 由上述說明可知，當電源接線偵錯電路的電源接線與交流電源正確連接時，該控 制單元會從電源接線偵錯電路取得偵測訊號，以控制電源開關會導通交流電源迴路，故交 流電源能輸出至後級電路，進而輸出電源。而當電源接線偵錯電路的電源接線與交流電源 不正確連接時，該控制單元會從電源接線偵錯電路取得偵測訊號，以控制電源開關會中斷交流電源迴路，故交流電源無法輸出至後級電路，進而不會輸出電源。 以上所述僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作做任何形式上 的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而並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的範圍內，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 仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。
權利要求一種電源轉換器的前級電路，其特徵在於包含有一電源接線偵錯電路，系包含有一第一電源接線端、一第二電源接線端及一接地端；所述第一電源接線端及所述第二電源接線端系供與一交流電源連接，而所述接地端系供一接地連接並偵測所述第一電源接線端、所述第二電源接線端與接地端是否正確與交流電源及接地連接，並輸出偵測訊號；一電源開關，系連接至所述電源接線偵錯電路的第一電源接線端或第二電源接線端；一交流轉直流電路，系將交流電源轉換成一第二直流電源後穩定輸出至所述電源開關；一控制單元，系透過一隔離電路與所述電源接線偵錯電路連接，以取得所述電源接線偵錯電路的偵測訊號控制所述電源開關的啟閉。
2. 根據權利要求1所述的一種電源轉換器的前級電路，其特徵在於所述隔離電路系 一光耦合器，所述光耦合器包含一發光二極體及一光敏電晶體；其中所述發光二極體包含 一第一端及第二端；所述光敏電晶體包含一第一端及第二端，而所述電源接線偵錯電路系 包含有一偏壓電阻，系連接在所述第一電源接線端與所述接地端之間；一第一整流電路，系連接至所述第一電源接線端，將交流電源轉換為一第一直流電源；一穩壓二極體，系連接在所述第一整流電路與所述隔離電路的發光二極體的第一端之間；一第一電子開關，系透過所述第一整流電路串接在所述第一電源接線端與所述第二電 源接線端之間，且透過所述穩壓二極體與所述隔離電路的發光二極體的第一端及第二端並 聯，進而透過所述第一電子開關的啟閉以控制所述光耦合器的發光二極體的導通與否；及一第二限流電阻，系連接至所述第一電子開關的控制端與接地端之間，以控制所述第 一電子開關的啟閉。
3. 根據權利要求2所述的一種電源轉換器的前級電路，其特徵在於所述控制單元包 含有一第四限流電阻，系連接在所述交流轉直流電路與所述隔離電路的光敏電晶體的第一 端之間；一第二電子開關，系透過所述電源開關串接至所述第二直流電源迴路上，用以控制所 述第二直流電源的電源迴路通斷；一第五限流電阻，系連接在所述第二電子開關的控制端與所述隔離電路的光敏電晶體 的第二端之間；及一充電電容，系與所述光耦合器的光敏電晶體串接，並透過第五限流電阻連接至所述 第二電子開關的控制端，以控制所述第二電子開關啟閉。
4. 根據權利要求3所述的一種電源轉換器的前級電路，其特徵在於所述交流轉直流 電路進一步包含有一輸入電容，系連接至所述第一電源接線端，以取得交流電源；一第二整流電路，系連接在所述輸入電容與第二電源接線端之間，將交流電源並轉換 一第二直流電源；及一齊納二極體，系連接在所述第二整流電路的輸出端之間，以穩定輸出該第二直流電源。
5. 根據權利要求4所述的一種電源轉換器的前級電路，其特徵在於所述第二整流電路系一全波橋式整流電路。
6. 根據權利要求5所述的一種電源轉換器的前級電路，其特徵在於所述第一整流電路進一步包含一順向二極體及一第三限流電阻；所述順向二極體包含一陽極及一陰極，所述陽極連接至所述第一電源接線端；所述第三限流電阻，其連接至所述順向二極體之陰極與所述穩壓二極體之間。
7. 根據權利要求6所述的一種電源轉換器的前級電路，其特徵在於所述第一電子開關為一 NPN電晶體；所述NPN電晶體包含有一射極、一基極及一集極；所述基極透過所述第二限流電阻連接至接地端；所述射極連接至第二電源接線端；所述集極連接至所述第一整流電路的第三限流電阻。
8. 根據權利要求7所述的一種電源轉換器的前級電路，其特徵在於所述第二電子開關為一 NPN電晶體；所述NPN電晶體包含有一射極、一基極及一集極；所述基極與所述射極透過所述第五限流電阻與所述充電電容並聯；所述集極連接至所述電源開關。
9. 根據權利要求8所述的一種電源轉換器的前級電路，其特徵在於所述電源開關為一繼電器；所述繼電器包含一激磁線圈及一切換開關；所述激磁線圈連接在所述第二直流電源與所述第二電子開關的集級之間；所述切換開關係連接至所述電源接線偵錯電路的第一電源接線端或第二接線端。
專利摘要本實用新型系關於一種電源轉換器的前級電路，主要包含有一電源接線偵錯電路、一電源開關、一控制單元；其中該電源接線偵錯電路連接一交流電源；該控制單元連接至該電源接線偵錯電路；該電源開關連接至電源迴路上；該控制單元透過電源開關以控制該交流電源的電源迴路通斷；當電源接線偵錯電路的電源接線與交流電源正確連接時，該控制單元會控制電源開關會導通交流電源迴路，故交流電源能輸出至後級電路。而當電源接線偵錯電路的電源接線與交流電源不正確連接時，該控制單元會控制電源開關中斷交流電源迴路，故交流電源無法輸出至後級電路。
文檔編號H02M1/32GK201438670SQ20092015644
公開日2010年4月14日 申請日期2009年6月9日 優先權日2009年6月9日
發明者徐元良, 蕭志偉, 黃瀚暘 申請人:碩天科技股份有限公司