CN103595267A - 电源适配器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源适配器，用来将交流电压转换为直流电压以供应至负载，电源适配器包含有一次侧电路，包含有火线和中线，用来接收交流电压，以及回返输入端；二次侧电路，包含有正输出端以及负输出端，用来输出直流电压；以及保护电路，包含有第一非线性电阻，耦接于一次侧电路的回返输入端以及二次侧电路的负输出端，用来提供静电放电路径，以疏通由负载产生的静电电流。
Description
技术领域
本发明指一种电源适配器，尤指一种可提供放电路径以疏通静电电流，提升电子产品的静电耐受性的电源适配器。
背景技术
一般来说，当电子产品受到静电放电(ElectroStatic Discharge)的作用时，常会出现功能失常等不稳定的现象，若是遭遇较大的静电电流或电压，则可能导致电子产品内部的电子元件损坏。
因此，为确保电子产品对于静电放电的耐受能力以及使用安全性，一般国家皆有制定相关的测试规范以及标准测试流程。举例来说，模拟人体静电放电测试方法包含有空气放电、接触放电以及水平与垂直金属板放电。其中接触放电测试是模拟操作人员直接或间接通过手工具接触电子产品时发生放电的情况。测试时，通过静电枪的尖端对待测产品的金属部位依序施予正、负极性以及大小不同的静电电压（通常为仟伏特等级）。
除此之外，进行静电放电测试时，待测产品须连接电源适配器以模拟一般使用电子产品的情况。在此情况下，为了防止静电电流滞留在电子产品而损坏其中的电子元件，电源适配器即成为静电电流较佳的疏通路径。换句话说，电源适配器是否能提供静电电流的放电路径，直接影响了电子产品的静电耐受力。
因此，如何设计一种电源适配器，使电子产品在遭遇静电放电效应时，提供一放电路径以疏通静电电流，保护电子元件免于静电电流的破坏，并提升电子产品安全性，实为本领域的重要课题之一。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种可提供放电路径以疏通静电电流，提升电子产品的静电耐受性的电源适配器。
本发明公开一种电源适配器，用来将交流电压转换为直流电压以供应至负载，电源适配器包含有一次侧电路，包含有火线和中线，用来接收交流电压，以及回返输入端；二次侧电路，包含有正输出端以及负输出端，用来输出直流电压；以及保护电路，包含有第一非线性电阻，耦接于一次侧电路之回返输入端以及二次侧电路的负输出端，用来提供静电放电路径，以疏通由负载产生的静电电流。
附图说明
图1为本发明实施例一电源适配器的示意图；
图2为本发明实施例图1的另一保护电路的示意图；
图3为本发明实施例另一电源适配器的示意图；
图4为本发明实施例图3的另一保护电路的示意图。
其中，附图标记说明如下：
10、30 电源适配器；
11、31 一次侧电路；
12、32 二次侧电路；
13、23、33、43 保护电路；
14 反馈电路；
15 负载；
L 火线；
N 中线；
R 回返输入端；
V+ 正输出端；
V- 负输出端；
VAC 交流电压；
VDC 直流电压；
R1、R2 非线性电阻；
RY 电阻；
CY Y-电容；
C1 电容；
L1、L2 电感性元件；
IESD、IESD1、IESD2 静电电流；
EGND 地球接地；
GND ***接地。
具体实施方式
常见的电源适配器分为两种形式，其分别具有两个电源输入端以及具有两个电源输入端加上一接地端的电源适配器，以下根据上述两种电源适配器的设计不同，分为两大类说明本发明的概念。
针对具有两个电源输入端电源适配器，请参考图1，图1为本发明实施例一电源适配器10的示意图。电源适配器10较佳地是一返驰式（Flyback）电源适配器，用来将一交流电压VAC转换为一直流电压VDC，以供应至一负载15。负载15可以是任何需要输入直流电压的电子装置，举凡各种家用电器产品、个人电脑、或大型电器设备等等。
如图1所示，电源适配器10包含有一一次侧（Primary Side）电路11、一二次侧（Secondary Side）电路12、一保护电路13以及一反馈电路14。一次侧电路11包含有一火线（Hot Line）L、一中线（Neutral Line）N以及一回返输入端R。二次侧电路12包含有一正输出端V+以及一负输出端V-，用来输出直流电压VDC。火线L以及中线N用来接收交流电压VAC，一次侧电路11及二次侧电路12可搭配其内部的变压、整流电路（未绘于图中），将交流电压VAC转换为直流电压VDC。反馈电路14包含有彼此串接的电阻RY以及Y-电容CY，反馈电路14耦接于回返输入端R与负输出端V-之间，用来改善一次侧电路11及二次侧电路12间的共模干扰（Common ModeInterference），以强化电源适配器10的电磁干扰（ElectroMegnatic Interference，EMI）耐受性。保护电路13与反馈电路14相并联，用来提供一静电放电路径，疏通由负载15产生的一静电电流IESD，以降低静电电流IESD毁损负载15的机率，达到静电保护的效果。
详细来说，保护电路13包含有一非线性电阻R1，其是一种具有显著非欧姆导体性质的电子元件，非线性电阻R1的电阻值会随外部电压而改变，使非线性电阻R1的电流-电压特性曲线具有显著的非线性。在负载15正常使用电源适配器10的状况下，非线性电阻R1具有高阻抗，因此一次侧电路11及二次侧电路12间为断路（open），可防止负载15中的噪声电压电流流入一次侧电路11。然而，当负载15遭受静电放电效应而产生静电电流IESD时，非线性电阻R1的电阻值大大地降低，形成一旁路（Bypass）放电路径，而疏通静电电流IESD，因此可保护负载15中的电子元件免于静电电流IESD的破坏。除此之外，非线性电阻R1可以是一金属氧化物压敏电阻（Metal OxideVaristor，MOV）或一瞬态电压抑制器（Transient Voltage Suppressor）。
进一步地，请参考图2，图2为本发明实施例另一保护电路23的示意图。保护电路23可取代保护电路13，其相较于保护电路13另增加一电容C1，以增加保护电路23对特定频率的静电电流IESD的筛选能力，可针对特定频率的高频静电电流IESD，提供较佳的放电路径，并防止不必要的噪声电流流通至回返输入端R。
简单来说，本实施例主要在一次测电路11与二次测电路12间的反馈电路14上并联保护电路13或23，以在负载15遭受静电放电效应时，可由保护电路13或23形成放电路径，而疏通静电电流IESD，因此可保护负载15中的电子元件免于静电电流IESD的破坏。此外，保护电路23中的电容C1可针对特定频率的高频静电电流IESD，提供较佳的放电路径，并防止不必要的噪声电流流通至回返输入端R。
另一方面，针对具有两个电源输入端加上一接地端的电源适配器，请参考图3，图3为本发明实施例一电源适配器30的示意图。电源适配器30包含有一一次侧电路31、一二次侧电路32、一保护电路33以及反馈电路14。电源适配器10、30内部元件的结构相似，两者的主要差别在于，电源适配器30将回返输入端R耦接至一地球接地（Earth Ground）EGND；而电源适配器10的回返输入端R可用来输入相关于直流电压VDC的讯号至一次侧11电路中的控制晶片，据以调整一次侧11电路的运作。由于上述差异，使得两者的内部电路（即一、二次侧电路）设计有所不同，并且静电放电的标准测试流程也不同，因此须搭配不同的保护电路设计，以符合实际的使用状况及测试规范。
如图3所示，保护电路33耦接于正输出端V+、负输出端V-以及回返输入端R，其包含有非线性电阻R1、R2以及电感性元件L1。非线性电阻R1耦接于负输出端V-与电感性元件L1之间，非线性电阻R2耦接于正输出端V+与电感性元件L1之间，电感性元件L1的另一端耦接于回返输入端R（即大地接地EGND）。其中负输出端V-可等同于负载15的***接地GND，因此反馈电路14相当于耦接于大地接地EGND与***接地GND之间。
在此架构下，当施予正极性电压于负载15时，正极性的静电电流IESD1可流至负输出端V-，通过非线性电阻R1以及电感性元件L1，最后疏通至大地接地EGND。另一方面，当施予负极性电压于负载15时，负极性的静电电流IESD2可流至正输出端V+，通过非线性电阻R2以及电感性元件L1，最后疏通至大地接地EGND。如此一来，保护电路33即可针对不同极性的静电电流IEDS1、IESD2，分别提供不同的放电路径，以增进电子产品的静电放电耐受力。
进一步地，请参考图4，图4为本发明实施例一保护电路43的示意图。保护电路43可取代保护电路33，其相较于保护电路33另增加一电感性元件L2，耦接于非线性电阻R2与大地接地EGND之间，而电感性元件L1则耦接于非线性电阻R1与大地接地EGND之间。在此结构下，正极性的静电电流IESD1可通过非线性电阻R1以及电感性元件L1，疏通至大地接地EGND。负极性的静电电流IESD2可通过非线性电阻R2以及电感性元件L2，疏通至大地接地EGND。
值得注意的是，电感性元件L1、L2可以是一电感、一磁珠（Bead）或一导磁性线圈（Ferrite Core），其在保护电路33或43中的主要作用在于阻断来自大地接地EGND的噪声电流，因此当放电路径形成时，可防止噪声电流流入正输出端V+或负输出端V-，以保护负载15免于噪声电流的破坏。此外，设计者可分别选择不同特性曲线的电感性元件L1、L2，以针对不同频率的噪声电流或静电电流IESD1、IESD2，进行阻断或提供较合适的放电路径。
简单来说，本发明主要将保护电路33或43耦接于回返输入端R（地球接地EGND）与二次测电路32的正输出端V+、负输出端V-之间，当负载15遭受不同极性的静电电压时，使正极性的静电电流IESD1以及负极性的静电电流IESD2可分别经由不同的放电路径，疏通至大地接地EGND，达到静电保护的效果。此外，保护电路33、43中的电感性元件L1、L2可用来阻断来自大地接地EGND的噪声电流，防止噪声流入正输出端V+或负输出端V-，以保护负载15免于遭受噪声的破坏。
综上所述，由于电源适配器是否能提供静电电流的放电路径，直接影响了电子产品的静电耐受力，本发明针对不同规格的电源适配器，设计相应的保护电路于其中。对于不具有大地接地的电源适配器10，主要在负输出端V-与反馈输入端R串接保护电路13或23，形成放电路径而疏通静电电流。另一方面，对于具有大地接地的电源适配器30，主要将保护电路33或43耦接于地球接地EGND与正输出端V+、负输出端V-之间，因此使正极性的静电电流IESD1以及负极性的静电电流IESD2可分别经由不同的放电路径，疏通至大地接地EGND，达到静电保护的效果。如此一来，本发明可使电子产品在遭遇静电放电效应时，提供适当的放电路径以疏通静电电流，保护电子元件免于静电电流的破坏，并提升电子产品安全性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种电源适配器，用来将一交流电压转换为一直流电压以供应至一负载，该电源适配器包含有：
一一次侧电路，包含有一回返输入端、用来接收该交流电压的一火线和一中线；
一二次侧电路，包含有一正输出端以及一负输出端，用来输出该直流电压；以及
一保护电路，包含有一第一非线性电阻，耦接于该一次侧电路的该回返输入端以及该二次侧电路的该负输出端，用来提供一静电放电路径，以疏通由该负载产生的一静电电流。
2.如权利要求1所述的电源适配器，其中该保护电路另包含有一电容，串接于该第一非线性电阻与该一次侧电路的该回返输入端之间。
3.如权利要求1所述的电源适配器，其中该一次侧电路的该回返输入端耦接于一地球接地，以及该负输出端耦接于该负载的一***接地。
4.如权利要求3所述的电源适配器，其中该保护电路另包含有：
一第二非线性电阻，耦接于该二次侧电路的该正输出端；以及
一电感性元件，其一端耦接于该一次侧电路的该回返输入端，另一端耦接于该第一非线性电阻以及该第二非线性电阻。
5.如权利要求3所述的电源适配器，其中该保护电路另包含有：
一第二非线性电阻，耦接于该二次侧电路的该正输出端；
一第一电感性元件，其一端耦接于该一次侧电路的该回返输入端，另一端耦接于该第一非线性电阻；以及
一第二电感性元件，其一端耦接于该一次侧电路的该回返输入端，另一端耦接于该第二非线性电阻。
6.如权利要求5所述的电源适配器，其中该第一和第二电感性元件是一电感、一磁珠或一导磁性线圈，用来分别阻断由该回返端产生的一噪声流通至该二次侧电路的该负输出端以及该正输出端。
7.如权利要求1所述的电源适配器，其另包含有一反馈电路，包含有：
一电阻，耦接于该负输出端；以及
一Y-电容，耦接于该电阻与该回返输入端之间；
其中该保护电路并联于该反馈电路。
8.如权利要求1所述的电源适配器，其中该非线性电阻是一金属氧化物压敏电阻或一瞬态电压抑制器。
9.如权利要求1所述的电源适配器，其是一返驰式电源适配器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |