可減少電源損耗的電容能量放電電路及其電源供應電路的製作方法

2023-05-14 16:44:51

專利名稱：可減少電源損耗的電容能量放電電路及其電源供應電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一种放電電路，尤其一種可減少電源損耗的電容能量放電電路及其電 源供應電路。
背景技術：
利用電容來濾波及儲能的電源供應電路是各種電子設備，例如電腦、伺服器等不 可或缺的電子電路，其用以接收交流電源，例如市電，並將其轉換為驅動電子設備動作所需 要的直流電壓。請參閱圖1，其為公知電源供應電路的結構示意圖。如圖所示，公知電源供應電路 1具有一主要電路10，其連接於一交流電源AC及一負載11之間，用以將交流電源AC所輸 出的一交流電壓整流成過渡直流電壓，並依據負載11所需的工作電壓而將該過渡直流電 壓轉換為特定電平的直流電壓，以驅動負載11動作。此外，公知電源供應電路1還具有一濾波電容C1，其以並聯的方式連接於電源供應 電路1的輸入側，用以濾除交流電源AC所提供的交流電壓的高頻噪聲，以減少電源供應電 路1動作時產生電磁幹擾的情況。再者，由於電子設備的安全規範裡規定當電源供應電路1脫離交流電源AC時，濾 波電容C1所存儲的電能需要快速的放電，以減少使用者因接觸電源供應電路1而觸電的風 險。故為了符合規定，如圖1所示，公知電源供應電路1更具有一放電電阻R1，與濾波電容 C1並聯，用以形成一放電迴路，以當電源供應電路1中斷接收交流電源AC所提供的交流電 壓時，使濾波電容C1上的電壓於一個時間常數(濾波電容C1的總電容值乘上放電電阻R1的 總電阻)經放電電阻R1放電至安全規範所訂定的標準以下，藉此電源供應電路1便可符合 安全規範的相關規定。雖然公知電源供應電路1確實可符合安全規範所訂定的標準，然而由於放電電阻 R1為一直並聯連接於濾波電容C1,因此即便濾波電容C1於電源供應電路1接收交流電壓時 無需放電，放電電阻R1仍然會一直形成放電迴路，如此一來，當電源供應電路1接收交流電 壓而動作時，放電電阻R1便會因本身的阻抗特性而消耗電源供應電路1內的大量電力，使 得電源供應電路1具有不必要的電能損耗，然而目前電子類的產品都往節能及降低損耗的 方向發展，故公知電源供應電路1將無法符合實際需求。因此，如何發展一種可改善公知技術缺陷且可減少電源損耗的電容能量放電電路 及其電源供應電路，實為目前迫切需要解決的問題。

發明內容
本發明的主要目的在於提供一種可減少電源損耗的電容能量放電電路及其電源 供應電路，以解決公知電源供應電路於接收交流電壓而動作時，會因放電電阻一直構成放 電迴路而消耗電力，造成公知電源供應電路具有不必要的電能損耗的缺陷。為達上述目的，本發明的一較廣義實施方式為提供一種電源供應電路，其與交流電源及負載連接，交流電源輸出交流電壓，至少包含電源輸入端，用以接收交流電壓 』濾 波單元，與電源輸入端連接，用以濾除交流電壓的噪聲；主要電路，與濾波單元及負載連接， 用以將濾波後的交流電壓轉換成輸出直流電壓，並傳送至負載；以及電容能量放電電路，與 電源輸入端、濾波單元及共接點連接，用以檢測電源輸入端是否接收到交流電壓，當檢測結 果為否時，釋放濾波單元所存儲的電能。為達上述目的，本發明的另一較廣義實施方式為提供一種電源供應電路，其與交 流電源及負載連接，交流電源輸出交流電壓，至少包含電源輸入端，用以接收交流電壓； 濾波單元，與電源輸入端連接，用以濾除交流電壓的噪聲；主要電路，與濾波單元以及負載 連接，用以將濾波後的交流電壓轉換為輸出直流電壓，且包含整流電路，整流電路與濾波單 元連接，用以將濾波後的交流電壓整流成過渡直流電壓；以及電容能量放電電路，與電源輸 入端、整流電路及共接點連接，用以檢測電源輸入端是否接收到交流電壓，並當檢測結果為 否時，經整流電路釋放濾波單元所存儲的電能。為達上述目的，本發明的又一較廣義實施方式為提供一種電源供應電路，其與交 流電源及負載連接，交流電源輸出交流電壓，至少包含電源輸入端，用以接收交流電壓； 濾波單元，與電源輸入端連接，用以濾除交流電壓的噪聲；主要電路，與濾波電容以及負載 連接，用以將濾波後的交流電壓轉換為輸出直流電壓，且包含整流電路以及儲能單元，整流 電路系連接於濾波單元以及儲能單元之間，用以將濾波後的交流電壓整流成過渡直流電 壓；以及電容能量放電電路，與電源輸入端、濾波單元、整流電路、儲能單元及共接點連接， 用以檢測電源輸入端是否接收到交流電壓，並當檢測結果為否時，釋放濾波單元及儲能單 元所存儲的電能。本發明的另一較廣義實施方式為提供一種電容能量放電電路，應用於電源供應電 路中，其中電源供應電路的電源輸入端與交流電源連接，且具有濾波單元，電容能量釋放電 路包含開關電路，具有第一電流傳導端及第二電流傳導端，第二電流傳導端與共接點連 接放電電路，與濾波電容及第一電流傳導端連接，用以於開關電路導通時，釋放濾波單元 所存儲的電能；以及放電迴路控制器，與電源輸入端以及開關電路的控制端連接，用以檢測 電源輸入端是否接收到交流電源所輸出的交流電壓，以控制開關電路於電源輸入端接收到 交流電壓時截止，於電源供應電路未接收到交流電壓時導通。綜上所述，本發明的可減少電源損耗的電容能量放電電路及其電源供應電路，通 過電容能量放電電路可依據電源供應電路是否接收到交流電壓，而動態的形成放電迴路來 釋放濾波電容或儲能電容所存儲的電能，所以本發明的電源供應電路不但符合安全規範所 訂定的標準，且本發明的電源供應電路可減少電源損耗，進而朝向節能、降低損耗以及提升 效能的方向發展。


圖1 其為公知電源供應電路的結構示意圖。圖2 其為本發明第一較佳實施例的電源供應電路的電路方框示意圖。圖3 其為圖2所示的電源供應電路的詳細電路結構示意圖。圖4 其為本發明第二較佳實施例的電源供應電路的詳細電路結構示意圖。圖5 其為本發明第三較佳實施例的電源供應電路的詳細電路結構示意圖。
圖6 其為本發明第四較佳實施例的電源供應電路的詳細電路結構示意圖(上述附圖中的附圖標記說明如下1、2、5、6 電源供應電路10、20:主要電路11 負載2a 電源輸入端21、51、61 電容能量放電電路21a 檢測端21b、61a 第一放電端21c,61b 第二放電端51a:放電端61c 第三放電端200:整流電路200a:正輸出端201 轉換電路210、510:放電電路211 開關電路212 放電迴路控制器213:驅動電路214、714 交流電源檢測電路211a:第一電流傳導端211b:第二電流傳導端214a:第一輸出端214b 第二輸出端213a 第一輸入端213b 第二輸入端610:第一放電電路611 第二放電電路C」 C2:濾波電容C3第一分壓電容
C4第二分壓電容
C5第三分壓電容
C6脈衝電容
C7儲能電容
D1 D2 第一' 第二放電二極
D3第一整流二二極體
D4第二整流二二極體
D5壓差二極1f
AC交流電源
8
Vac 交流電壓
Vil。過渡直流電壓
Vn第一檢測信號
Vp第二檢測信號
V0輸出直流電壓
Vaux 輔助電源
Ri>R2>R9 放電電阻
R2』第一放電電阻
R9，第二放電電阻
R3第一穩壓電阻
R4第二穩壓電阻
R5第一限流電阻
R6第二限流電阻
R7第三穩壓電阻
R8第四穩壓電阻
B1:NPN雙極結型晶·
B2:PNP雙極結型晶·
COM 共接點
P控制端
具體實施例方式體現本發明特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的 是本發明能夠在不同的方式上具有各種的變化，其都不脫離本發明的範圍，且其中的說明 及附圖在本質上當作說明之用，而非用以限制本發明。請參閱圖2，其為本發明第一較佳實施例的電源供應電路的電路方框示意圖。如 圖所示，本實施例的電源供應電路2與一交流電源AC以及一負載11電連接，其中交流電源 AC輸出一交流電壓Va。，電源供應電路2主要用來將交流電壓Va。進行整流並轉換成一輸出 直流電壓V。，以提供負載11動作所需的電源。電源供應電路2主要包含一電源輸入端2a， 一濾波單元、一主要電路20以及一電容能量放電電路21。在本實施例中，濾波單元可為但不限於一濾波電容C2,其與交流電源AC連接，用以 接收並濾除交流電壓Va。的高頻噪聲，以減少電源供應電路2動作時所產生的電磁幹擾。主 要電路20則設置於濾波電容C2以及負載11之間，用以將經濾波電容C2濾波後的交流電壓 Vac整流，並轉換成輸出直流電壓V。，以提供給負載11。在本實施例中，電容能量放電電路21可包含一檢測端2la、第一放電端2Ib以及第 二放電端21c，其中檢測端21a可與電源供應電路2的電源輸入端加連接，而第一放電端 21b及第二放電端21c則分別連接於濾波電容C2的正輸入端及負輸入端，此外，電容能量放 電電路21更與共接點COM連接，電容能量放電電路21主要通過檢測端21a來檢測電源供 應電路2的電源輸入端加是否接收到交流電壓Va。，並當檢測的結果為否時，則於濾波電容 C2以及共接點COM之間形成一放電迴路，以將濾波電容C2內部所存儲的電能，經第一放電端21b及第二放電端21c放電至該放電迴路。由上可知，由於本實施例的電容能量放電電路21隻有在檢測到電源供應電路2的 電源輸入端加未接收到交流電壓Va。時，才會形成放電迴路，以將濾波電容C2內部所存儲的 電能經放電迴路快速放電，以符合安全規範所訂定的標準。反之，當電源供應電路2接收到 交流電壓Va。而正常動作時，濾波電容C2內部將正常充電，而此時電容能量放電電路21並 不會構成放電迴路，如此一來，將不會消耗電源供應電路2由交流電源AC所接收的電源，所 以本發明的電源供應電路2可通過電容能量放電電路21動態形成放電迴路的動作模式而 減少電能損耗，進而朝向節能、降低損耗以及提升效能的方向發展。請參閱圖3並配合圖2，其中圖3為圖2所示的電源供應電路的詳細電路結構示意 圖。如圖所示，主要電路20包含一整流電路200以及一轉換電路201。其中，整流電路200 可為但不限於由橋式整流器所構成，整流電路200與濾波電容C2以並聯的方式連接，用以 將經濾波電容C2濾波後的交流電壓Va。整流成一過渡直流電壓Vim，而轉換電路201則連接 於整流電路200以及負載11之間，主要用來接收過渡直流電壓Vim，並依據負載11所需的 工作電壓而將過渡直流電壓Vim轉換為輸出直流電壓V。，以驅動負載11動作。電容能量放電電路21則包含一放電電路210、開關電路211以及放電迴路控制器 212。其中開關電路211可為但不限於由一結型場效應電晶體(Junction Field Effect Transistor, JFET)所構成，而更佳者可由成本較為便宜，且電路實現較為容易的一金屬 氧化物半導體場效應電晶體(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, M0SFET)所構成，此外，開關電路211更可為但不限於選用N型的電晶體，且可串接於放電 電路210以及共接點COM之間，故開關電路211的第一電流傳導端211a及第二電流傳導端 211b可分別與放電電路210以及共接點COM連接。其中，放電電路210包含第一放電端21b及第二放電端21c，分別與濾波電容C2的 兩端連接，即分別與濾波電容C2的正輸入端及負輸入端連接，放電電路210用以當開關電 路211導通時，釋放濾波電容(2所存儲的電能。在本實施例中，放電電路210可為但不限於 包含一第一放電二極體D1、第二放電二極體D2以及放電電阻&，其中第一放電二極體D1的 陽極端系經第一放電端21b而與濾波電容C2的正輸入端連接，第二放電二極體D2的陽極端 則經由第二放電端21c連接於濾波電容C2的負輸入端，第一放電二極體D1的陰極端及第二 放電二極體D2的陰極端則與放電電阻&的一端連接，而放電電阻&的另一端則與開關電 路211的第一電流傳導端211a連接，其中，第一放電二極體D1及第二放電二極體D2用以整 流，放電電阻&則用以當開關電路211導通時，利用本身的阻抗特性而消耗濾波電容C2所 存儲的電能。放電迴路控制器212可由驅動電路213以及交流電源檢測電路214所組成，其中 交流電源檢測電路214包含檢測端21a、第一輸出端21 及第二輸出端214b。檢測端21a 與電源供應電路2的電源輸入端加連接，而第一輸出端21 以及第二輸出端214b則分別 與驅動電路213的第一輸入端213a以及第二輸入端21 連接，交流電源檢測電路214主 要用來檢測電源供應電路2的電源輸入端加是否接收到交流電壓Va。，以依據檢測結果而 於第一輸出端21 輸出為負值的第一檢測信號Vn，於第二輸出端214b輸出為正值的第二 檢測信號Vp。在本實施例中，交流電源檢測電路214可由一第一分壓電容C3、一第二分壓電容C4、一第三分壓電容C5、第一整流二極體D3以及第二整流二極體D4所組成。其中，第一分壓 電容C3的一端與檢測端21a連接，並經由檢測端21a而與電源供應電路2的電源輸入端加 連接，而第一分壓電容仏的另一端與第一整流二極體D3的陰極端以及第二整流二極體D4的 陽極端連接，第一整流二極體D3的陽極端與第二分壓電容C4以及第一輸出端21 連接，而 第二整流二極體D4的陰極端則與第三分壓電容C5以及第二輸出端214b連接，至於第二分 壓電容C4以及第三分壓電容C5則更與共接點COM連接。當電源供應電路2的電源輸入端加接收到交流電壓Va。，且於正半周循環期間時， 交流電壓va。會經第一分壓電容C3及第二整流二極體D4而對第三分壓電容C5充電，使得第 三分壓電容C5產生為正值的第二檢測信號Vp，而於負半周循環期間，交流電壓Va。則會經由 第一分壓電容C3及第一整流二極體D3而對第二分壓電容C4充電，使得第二分壓電容C4產 生為負值的第一檢測信號Vn。在其他實施例中，交流電源檢測電路214更可為但不限於包含一第一穩壓電阻民 以及一第二穩壓電阻R4，其中第一穩壓電阻R3與第二分壓電容C4並聯連接，用以穩定第二 分壓電容C4上的第一檢測信號Vn的電壓電平，而第二穩壓電阻&與第三分壓電容C5並聯 連接，用以穩定第三分壓電容C5上的第二檢測信號Vp的電壓電平。請再參閱圖3，驅動電路213除了通過第一輸入端213a以及第二輸入端213b分 別與交流電源檢測電路214的第一輸出端21 及第二輸出端214b連接外，更與開關電路 211的控制端P及共接點COM連接，驅動電路213用以依據第一檢測信號Vn而控制開關電 路211的動作，藉此，當驅動電路213依據第一檢測信號Vn的電壓電平穩定在一負值而得知 電源供應電路2的電源輸入端加接收到交流電壓Va。時，驅動電路213便會控制開關電路 211截止，反之，當驅動電路213依據第一檢測信號Vn的電壓電平開始由負值朝零提升而得 知電源供應電2的電源輸入端加並未接收到交流電壓Va。時，驅動電路213便會將交流電 源檢測電路214輸出的第二檢測信號Vp傳送至開關電路211的控制端P，以控制開開電路 211導通。在本實施例中，驅動電路213主要包含一脈衝電容C6、一壓差二極體D5、一 NPN雙 極結型電晶體B1、一 PNP雙極結型電晶體化、一第一限流電阻&以及一第二限流電阻&。脈 衝電容C6與交流電源檢測電路214的第一輸出端21 連接而接收第一檢測信號Vn，且與 第一限流電阻R5及壓差二極體D5的陰極端連接，脈衝電容C6用以於電源供應電路2的電 源輸入端加未接收到交流電壓Va。時，將第一檢測信號VnR換為一正脈衝信號。壓差二極體D5的陽極端與NPN雙極結型電晶體B1的發射極及共接點COM連接。 第一限流電阻&與NPN雙極結型電晶體B1的基極連接，第一限流電阻&用以限制流入NPN 雙極結型電晶體B1的基極的電流量。NPN雙極結型電晶體B1的發射極與共接點COM連接， 而集電極則與第二限流電阻&連接。第二限流電阻&更與PNP雙極結型電晶體化的基極 連接，主要用來限制流入PNP雙極結型電晶體化的基極的電流量。PNP雙極結型電晶體化 的發射極與第二輸入端21 連接，並經由第二輸入端21 與交流電源檢測電路214的第 二輸出端214b連接，以接收第二檢測信號\，而集電極則與開關電路211的控制端P連接。在一些實施例中，驅動電路213更可為但不限於包含一第三穩壓電阻R7以及第四 穩壓電阻&，其中第三穩壓電阻R7的兩端分別與PNP雙極結型電晶體化的發射極以及基極 連接，主要用來穩定PNP雙極結型電晶體化的動作狀態。而第四穩壓電阻&的兩端則分別與PNP雙極結型電晶體化的集電極以及開關電路211的控制端P連接，主要用來穩定開關 電路211的動作狀態。以下將約略說明圖3所示的電源供應電路2的電容能量放電電路21的動作方式。 請再參閱圖2及圖3。如圖2至圖3所示，當電源供應電路2的電源輸入端加接收到交流 電壓Va。時，濾波電容C2便會因交流電壓Va。的充電而開始存儲電能，而主要電路20將提供 一輸出直流電壓V。至負載11，此外，於交流電壓Va。的正半周期循環期間，交流電壓Va。提供 的正向脈衝電流將經由第一分壓電容C3、第二整流二極體D4而對第三分壓電容C5充電，使 第三分壓電容C5產生為正值的第二檢測信號Vp，而於交流電壓Va。的負半周期循環期間，交 流電壓Va。提供的負向脈衝電流將經第一分壓電容C3、第一整流二極體D3而對第二分壓電 容C4充電，使第二分壓電容C4產生為負值的第一檢測信號\。此時，電壓電平穩定於一負值的第一檢測信號Vn會經脈衝電容(；及第一限流電阻 R5而驅使NPN雙極結型電晶體B1截止，同時，由於NPN雙極結型電晶體B1截止，因此PNP雙 極結型電晶體4的發射極與基極間的電壓便會小於PNP雙極結型電晶體化的導通電壓，故 PNP雙極結型電晶體化便跟著截止，如此一來，開關電路211便無法導通而呈現截止狀態， 導致放電電路210內的放電電阻R2無法構成迴路而形成斷路，所以於電源供應電路2接收 交流電壓Va。而動作時，電容能量放電電路21便不會消耗電源供應電路2內的大量的電力， 進而使電源供應電路2相較於公知電源供應電路，具有可減少電能損耗的優點。反之，當電源供應電路2的電源輸入端加未接收到交流電壓Vae時，第二分壓電容 C4及第三分壓電容C5便開始釋放所存儲的電能，使得第一檢測信號Vn的電壓電平由負值開 始朝零提升，而第二檢測信號Vp的電壓則由正值開始朝零下降，此時，因第一檢測信號Vn的 電壓電平具有一變化量，將導致脈衝電容C6對應地產生一個正脈衝信號，並經第一限流電 阻&傳送至NPN雙極結型電晶體B1的基極，驅使NPN雙極結型電晶體B1開始導通，同時， 因為NPN雙極結型電晶體B1的導通，PNP雙極結型電晶體化的發射極與基極間的電壓便會 大於PNP雙極結型電晶體化的導通電壓，使得PNP雙極結型電晶體化跟著導通，所以第三 分壓電容C5上的第二檢測信號Vp便會經PNP雙極結型電晶體化傳送至開關電路211的控 制端P，以驅使開關電路211導通，故放電電路210內的放電電阻&與開關電路211之間便 形成一放電迴路，所以濾波電容C2所存儲的電能便可經由該放電迴路快速放電，故電源供 應電路2便可符合安全規範所訂定的標準。請參閱圖4，其為本發明第二較佳實施例的電源供應電路的詳細電路結構示意圖。 如圖4所示，本實施例的電源供應電路5的電路結構與圖3所示的電源供應電路2的電路 結構相仿，且相同符號的元件代表結構與功能相似，故以下將不再贅述電源供應電路5的 元件特徵以及內部電路的動作方式。相較於圖3所示的電容能量放電電路21，本實施例的 電容能量放電電路51的放電電路510僅具有一放電端51a，且放電端51a與整流電路200 的正輸出端200a連接，此外，放電電路510也也與開關電路211的第一電流傳導端211a連 接。因此當電源供應電路5未接收到交流電壓Va。時，濾波電容(2內部所存儲的電能，便會 先傳送至整流電路200而被整流成直流電壓，再經由放電端51a而傳送至電容能量放電電 路51所形成的放電迴路而放電。由於本實施例的電源供應電路5的濾波電容C2所存儲的電能在釋放時，會先傳 送至整流電路200，並通過整流電路200的整流而形成直流電能，所以本實施例的放電電路510僅需具有一放電端51a，而無需如圖3所示的放電電路210，因濾波電容C1所存儲的電 能在釋放時，並沒有先經過整流電路200的整流，故放電電路210需具有第一放電端21b以 及第二放電端21c來接收交流電能。且本實施例的電容能量放電電路51的放電電路510 也無需如圖3所示的放電電路210必須通過第一放電二極體D1及第二放電二極體&來進 行整流，而可僅具有放電電阻&。請再參閱圖4，在本實施例中，主要電路20更可具有一儲能單元，例如一儲能電容 C7,其與整流電路200並聯連接，且儲能電容C7的正輸入端與電容能量放電電路51的放電 端51a連接，可用來對整流電路200所輸出的過渡直流電壓Vim進行穩壓。由於儲能電容C7與電容能量放電電路51的放電端51a連接，因此當本實施例的 電源供應電路5的電源輸入端加未接收到交流電壓Va。時，電容能量放電電路51所形成的 放電迴路不但可釋放濾波電容C2所存儲的電能，更可同時放電儲能電容C7所存儲的電能。請參閱圖5，其為本發明第三較佳實施例的電源供應電路的詳細電路結構示意圖。 如圖5所示，本實施例的電源供應電路6的部分電路結構系與圖4所示的電源供應電路5的 電路結構相仿，且相同符號的元件代表結構與功能相似，故以下將不再贅述電源供應電路6 內部電路的動作方式。相較於圖4所示的電容能量放電電路51，本實施例的電容能量放電 電路61具有第一放電電路610及第二放電電路611，其中第一放電電路610具有第一放電 端61a及第二放電端61b，並可由第一放電二極體D1、第二放電二極體D2以及第一放電電 阻R2'所組成，其中第一放電端61a及第二放電端61b分別與濾波電容(2的正輸入端及負 輸入端連接，第一放電電路610用以當開關電路211導通時，與開關電路211形成一放電回 路，以釋放濾波電容C2所存儲的電能。而第一放電電路610與圖3所示的放電電路210結 構相似，故於此不再重複描述。而第二放電電路611則具有第三放電端61c及第二放電電阻IV，第三放電端61c 與儲能電容C7的正輸入端連接，第二放電電阻IV與第三放電端61c及開關電路211的第 一電流傳導端211a連接，第二放電電路611用以當開關電路211導通時，與開關電路211 形成另一放電迴路，以放電儲能電容C7所存儲的電能。因此當本實施例的電源供應電路6未接收交流電壓Vae時，電容能量放電電路61 內的第一放電電路610與開關電路211所形成的放電迴路會放電第一濾波電容C2所存儲 的電能，而第二放電電路611與開關電路211所形成的另一放電迴路則放電儲能電容C7所 存儲的電能，所以通過第一放電電路610及第二放電電路611，便可使濾波電容(2及儲能電 容C7各自通過獨立的放電迴路來放電而達到加快放電時間的功效。請參閱圖6，其為本發明第四較佳實施例的電源供應電路的詳細電路結構示意圖。 如圖6所示，本實施例的電源供應電路7的部分電路結構與圖3所示的電源供應電路2的 電路結構相仿，且相同符號的元件代表結構與功能相似，故以下將不再贅述電源供應電路7 內部電路的動作方式。相較於圖2所示的驅動電路213，本實施例的驅動電路213的第二輸 入端21 改由與一輔助電源Vaux相連接，因此驅動電路213的PNP雙極結型電晶體化的發 射極也對應地經由第二輸入端21 而與輔助電源Vaux連接，此外，該輔助電源Vaux可為但不 限於由電源供應電路7於接收到交流電壓Va。時，將交流電壓Va。的一部分能量存儲起來而 產生的，其可提供一恆定的正電壓給電源供應電路7內部的電子組件使用。因此當電源供應電路2的電源輸入端加未接收到交流電壓Va。，而第一檢測信號
13Vn驅使NPN雙極結型電晶體B1及PNP雙極結型電晶體化開始導通時，輔助電源Vaux便會經 PNP雙極結型電晶體化傳送至開關電路211的控制端P，以驅使開關電路211導通，如此一 來，放電電路210內的放電電阻&與開關電路211之間會形成一放電迴路，故濾波電容C2 所存儲的電能便可經由該放電迴路快速放電，使得電源供應電路2可符合安全規範所訂定 的標準。由於本實施例的開關電路211改由輔助電源Vaux所驅動導通，因此本實施例的檢 測電路714內並無需如圖2所示的檢測電路214需具有第三分壓電容C5來產生第二檢測 信號Vp以及需具有第二穩壓電阻R4來穩定第三分壓電容C5上的第二檢測信號Vp的電壓電 平，也無需具有第二輸出端214b，而可僅具有連接於第一分壓電容C3以及共接點COM之間
的第二整流二極體D4。綜上所述，本發明提供一種可減少電源損耗的電容能量放電電路及其電源供應電 路，通過電容能量放電電路可依據電源供應電路是否接收到交流電壓，而動態的形成放電 迴路來釋放濾波電容或儲能電容所存儲的電能，所以本發明的電源供應電路不但符合安全 規範所訂定的標準，且本發明的電源供應電路可減少電源損耗，進而朝向節能、降低損耗以 及提升效能的方向發展。本發明得由本領域普通技術人員任施匠思而為諸般修飾，都不脫如附權利要求所 欲保護的範圍。
權利要求
1.一種電源供應電路，其與一交流電源及一負載連接，該交流電源輸出一交流電壓，至 少包含一電源輸入端，用以接收該交流電壓；一濾波單元，與該電源輸入端連接，用以濾除該交流電壓的噪聲；一主要電路，與該濾波單元及該負載連接，用以將濾波後的該交流電壓轉換成一輸出 直流電壓，並傳送至該負載；以及一電容能量放電電路，與該電源輸入端、該濾波單元及一共接點連接，用以檢測該電源 輸入端是否接收到該交流電壓，當檢測結果為否時，釋放該濾波單元所存儲的電能。
2.如權利要求1所述的電源供應電路，其中該電容能量放電電路包含一開關電路，具有一第一電流傳導端及一第二電流傳導端，該第二電流傳導端與該共 接點連接一放電電路，與該濾波單元及該第一電流傳導端連接，用以於該開關電路導通時，釋放 該濾波單元所存儲的電能；以及一放電迴路控制器，與該電源輸入端以及該開關電路的一控制端連接，用以檢測該電 源輸入端是否接收到該交流電壓，以控制該開關電路於該電源輸入端接收到該交流電壓時 截止，於該電源供應電路未接收到該交流電壓時導通。
3.如權利要求2所述的電源供應電路，其中該開關電路為一結型場效應電晶體或是一 金屬氧化物半導體場效應電晶體。
4.如權利要求2所述的電源供應電路，其中該放電電路包含一第一放電二極體，其與該濾波單元的正輸入端連接；一第二放電二極體，其與該濾波單元的負輸入端連接；以及一放電電阻，其與該第一放電二極體、該第二放電二極體以及該開關電路的該第一電 流傳導端連接。
5.如權利要求2所述的電源供應電路，其中該放電迴路控制器包含一交流電源檢測電路，與該電源輸入端連接，其檢測該電源輸入端是否接收到該交流 電壓，並依檢測結果輸出一第一檢測信號。
6.如權利要求5所述的電源供應電路，其中，當該電源輸入端接收到該交流電壓時，該 第一檢測信號為一負值，而當該電源輸入端未接收到該交流電壓時，該第一檢測信號由該 負值朝零提升。
7.如權利要求5所述的電源供應電路，其中該放電迴路控制器還包含一驅動電路，與該開關電路的該控制端、該交流電源檢測電路以及該共接點連接，其接 收該第一檢測信號及一第二檢測信號，並依據該第一檢測信號而控制該開關電路的動作；其中，當該驅動電路通過該第一檢測信號判斷得知該電源輸入端接收到該交流電壓 時，該驅動電路控制該開關電路截止，當該驅動電路通過該第一檢測信號判斷得知該電源 輸入端未接收到該交流電壓時，該驅動電路將該第二檢測信號傳送至該開關電路的該控制 端，以控制該開開電路導通。
8.如權利要求7所述的電源供應電路，其中該交流電源檢測電路包含一第一分壓電容，與該電源輸入端連接；一第一整流二極體，與該第一分壓電容連接；以及一第二分壓電容，與該第一整流二極體連接；其中，當該電源輸入端接收該交流電壓，且於負半周循環期間，該交流電壓經該第一分 壓電容及該第一整流二極體對該第二分壓電容充電，使得該第二分壓電容產生該第一檢測 信號。
9.如權利要求8所述的電源供應電路，其中該交流電源檢測電路還包含一第二整流二極體，與該第一分壓電容連接；以及一第三分壓電容，與該第二整流二極體連接；其中，當該電源輸入端接收到該交流電壓，且於正半周循環期間，該交流電壓經該第一 分壓電容及該第二整流二極體對該第三分壓電容充電，使該第三分壓電容產生該第二檢測 信號。
10.如權利要求9所述的電源供應電路，其中該交流電源檢測電路還包含一第一穩壓電阻，其與該第二分壓電容連接，用以穩定該第一檢測信號的電壓電平；以及一第二穩壓電阻，其與該第三分壓電容連接，用以穩定該第二檢測信號的電壓電平。
11.如權利要求9所述的電源供應電路，其中該驅動電路包含一脈衝電容，與該第二分壓電容連接並接收該第一檢測信號；一壓差二極體，其兩端分別與該脈衝電容及該共接點連接；一第一限流電阻，與該脈衝電容連接；一 NPN雙極結型電晶體，其基極及發射極分別連接於該第一限流電阻及該共接點；一第二限流電阻，與該NPN雙極結型電晶體的集電極連接；以及一 PNP雙極結型電晶體，其基極、發射極及集電極分別與該第二限流電阻、該第三分壓 電容及該開關電路的該控制端連接；其中，於該電源輸入端接收該交流電壓時，該第一檢測信號經該脈衝電容及該第一限 流電阻驅動該NPN雙極結型電晶體及該PNP雙極結型電晶體截止，以驅使該開關電路截止， 而於該電源輸入端未接收到該交流電壓時，該脈衝電容轉換該第一檢測信號為一正脈衝信 號，以驅動該NPN雙極結型電晶體及該PNP雙極結型電晶體導通，以使該第二檢測信號經該 PNP雙極結型電晶體驅動該開關電路導通。
12.如權利要求11所述的電源供應電路，其中該驅動電路還包含一第三穩壓電阻，連接於該PNP雙極結型電晶體的基極及發射極之間，用以穩定該PNP 雙極結型電晶體的動作狀態。
13.如權利要求11所述的電源供應電路，其中該驅動電路還包含一第四穩壓電阻，連接於該PNP雙極結型電晶體的集電極及該開關電路的該控制端之 間，用以穩定該開關電路的動作狀態。
14.如權利要求7所述的電源供應電路，其中該第二檢測信號由該交流電源檢測電路 所輸出，且當該電源輸入端接收到該交流電壓時，該第二檢測信號為正值，而當該電源輸入 端未接收到該交流電壓時，該第二檢測信號由該正值朝零下降。
15.如權利要求5所述的電源供應電路，其中該放電迴路控制器還包含一驅動電路，與該開關電路的該控制端、該交流電源檢測電路以及該共接點連接，其接 收該第一檢測信號及一輔助電源，並依據該第一檢測信號而控制該開關電路的動作；其中，當該驅動電路通過該第一檢測信號判斷得知該電源輸入端接收到該交流電壓 時，該驅動電路控制該開關電路截止，當該驅動電路通過該第一檢測信號判斷得知該電源 輸入端未接收到該交流電壓時，該驅動電路將該輔助電源傳送至該開關電路的該控制端， 以控制該開開電路導通。
16.如權利要求15所述的電源供應電路，其中該輔助電源提供一正電壓。
17.如權利要求2所述的電源供應電路，其中該主要電路包含一整流電路，與該濾波單元連接，用以將經該濾波單元濾波後的該交流電壓整流成一 過渡直流電壓。
18.如權利要求17所述的電源供應電路，其中該主要電路還包含一轉換電路，連接於該整流電路以及該負載之間，用以接收該過渡直流電壓，並依據該 負載所需的工作電壓而將該過渡直流電壓轉換為該輸出直流電壓。
19.如權利要求17所述的電源供應電路，其中該整流電路為一橋式整流器。
20.如權利要求1所述的電源供應電路，其中該濾波單元為電容。
21.一種電源供應電路，其與一交流電源及一負載連接，該交流電源輸出一交流電壓， 至少包含一電源輸入端，用以接收該交流電壓；一濾波單元，與該電源輸入端連接，用以濾除該交流電壓的噪聲；一主要電路，與該濾波單元以及該負載連接，用以將濾波後的該交流電壓轉換為一輸 出直流電壓，且包含一整流電路，該整流電路與該濾波單元連接，用以將濾波後的該交流電 壓整流成一過渡直流電壓；以及一電容能量放電電路，與該電源輸入端、該整流電路及一共接點連接，用以檢測該電源 輸入端是否接收到該交流電壓，並當檢測結果為否時，經該整流電路放電該濾波單元所存 儲的電能。
22.如權利要求21所述的電源供應電路，其中該電容能量放電電路包含一開關電路，具有一第一電流傳導端及一第二電流傳導端，該第二電流傳導端與該共 接點連接一放電電路，與該整流電路以及該第一電流傳導端連接，用以於該開關電路導通時，放 電該濾波單元所存儲的電能；一放電迴路控制器，與該電源輸入端以及該開關電路的一控制端連接，用以檢測該電 源供應電路是否接收到該交流電壓，以控制該開關電路於該電源輸入端接收該交流電壓時 截止，於該電源輸入端停止接收到該交流電壓時導通。
23.如權利要求22所述的電源供應電路，其中該放電電路包含一放電電阻，該放電電 阻與該整流電路以及該開關電路的該第一電流傳導端連接。
24.如權利要求21所述的電源供應電路，其中該主要電路更具有一儲能單元，其連接 於該整流電路及該負載之間，並與該電容能量放電電路連接，用以對該過渡直流電壓進行 穩壓，且於該電源輸入端停止接收到該交流電壓時，通過該電容能量放電電路放電本身所 存儲的電能。
25.如權利要求M所述的電源供應電路，其中該儲能單元為電容。
26.如權利要求21所述的電源供應電路，其中該濾波單元為電容。
27.一種電源供應電路，其與一交流電源及一負載連接，該交流電源輸出一交流電壓， 至少包含一電源輸入端，用以接收該交流電壓；一濾波單元，與該電源輸入端連接，用以濾除該交流電壓的噪聲；一主要電路，與該濾波單元以及該負載連接，用以將濾波後的該交流電壓轉換為一輸 出直流電壓，且包含一整流電路以及一儲能單元，該整流電路連接於該濾波單元以及該儲 能單元之間，用以將濾波後的該交流電壓整流成一過渡直流電壓；以及一電容能量放電電路，與該電源輸入端、該濾波單元、該整流電路、該儲能單元及一共 接點連接，用以檢測該電源輸入端是否接收到該交流電壓，並當檢測結果為否時，放電該濾 波單元及該儲能單元所存儲的電能。
28.如權利要求27所述的電源供應電路，其中該電容能量放電電路包含一開關電路，具有一第一電流傳導端及一第二電流傳導端，該第二電流傳導端與該共 接點連接；一第一放電電路，與該濾波單元的兩端及該第一電流傳導端連接，用以於該開關電路 導通時，放電該濾波單元所存儲的電能；一第二放電電路，與該整流電路、該儲能單元的一正輸入端以及該第一電流傳導端連 接，用以於該開關電路導通時，放電該儲能單元所存儲的電能；以及一放電迴路控制器，與該電源輸入端以及該開關電路的一控制端連接，用以檢測該電 源供應電路是否接收到該交流電壓，以控制該開關電路於該電源輸入端接收該交流電壓時 截止，於該電源輸入端停止接收到該交流電壓時導通。
29.如權利要求27所述的電源供應電路，其中該濾波單元及儲能單元都為電容。
30.一種電容能量放電電路，應用於一電源供應電路中，其中該電源供應電路的一電源 輸入端與一交流電源連接，且具有一濾波單元，該電容能量放電電路包含一開關電路，具有一第一電流傳導端及一第二電流傳導端，該第二電流傳導端與一共 接點連接；一放電電路，與該濾波單元及該第一電流傳導端連接，用以於該開關電路導通時，放電 該濾波單元所存儲的電能；以及一放電迴路控制器，與該電源輸入端以及該開關電路的一控制端連接，用以檢測該電 源輸入端是否接收到該交流電源所輸出的一交流電壓，以控制該開關電路於該電源輸入端 接收到該交流電壓時截止，於該電源供應電路未接收到該交流電壓時導通。
全文摘要
本發明公開一種可減少電源損耗的電容能量放電電路及其電源供應電路，該電源供應電路與交流電源及負載連接，交流電源輸出交流電壓，電源供應電路至少包含電源輸入端，用以接收交流電壓；濾波單元，與電源輸入端連接，用以濾除交流電壓的噪聲；主要電路，與濾波單元及負載連接，用以將濾波後的交流電壓轉換成輸出直流電壓，並傳送至負載；以及電容能量放電電路，與電源輸入端、濾波單元及共接點連接，用以檢測電源輸入端是否接收到交流電壓，當檢測結果為否時，釋放濾波單元所存儲的電能。本發明的電源供應電路不但符合安全規範所訂定的標準，且本發明的電源供應電路可減少電源損耗，進而朝向節能、降低損耗以及提升效能的方向發展。
文檔編號H02M7/04GK102075098SQ20091022560
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月25日 優先權日2009年11月25日
發明者林振德, 羅正益 申請人:臺達電子工業股份有限公司