TW201810892A - 輸入電壓斷電偵測裝置及具有輸入電壓斷電偵測裝置之電源供應器 - Google Patents

Abstract

一種輸入電壓斷電偵測裝置，包含一電壓調整單元、一時間延遲單元、一電壓箝制單元、一輔助電壓放電開關單元及一隔離通知單元；該電壓調整單元用於接收輸入電壓；該時間延遲單元利用輸入電壓產生直流電壓；在輸入電壓斷電之後，儲存於該時間延遲單元內的直流電壓經由該電壓調整單元進行放電；當直流電壓下降至一預設電壓時，該輔助電壓放電開關單元導通，使得一輔助電壓線圈傳送工作電壓至該隔離通知單元；在該隔離通知單元接收到工作電壓之後，該隔離通知單元通知電子設備輸入電壓斷電。

Description

輸入電壓斷電偵測裝置及具有輸入電壓斷電偵測裝置之電源供應器

本發明係有關於一種偵測裝置及電源供應器，特別是一種輸入電壓斷電偵測裝置及具有輸入電壓斷電偵測裝置之電源供應器。

相關技術之切換式電源供應器的輸出電壓具有保持時間（hold-up time）的設計；相關技術之輸入電壓斷電偵測裝置偵測到輸入電壓（例如市電）斷電時，相關技術之輸入電壓斷電偵測裝置會通知電子設備，使得電子設備可在保持時間結束前將資料備份儲存並做好關機準備。因此，相關技術之輸入電壓斷電偵測裝置非常的重要；然而，相關技術之輸入電壓斷電偵測裝置的缺點為功率損耗過高。

為改善上述習知技術之缺點，本發明之目的在於提供一種輸入電壓斷電偵測裝置。

為改善上述習知技術之缺點，本發明之又一目的在於提供一種具有輸入電壓斷電偵測裝置之電源供應器。

為達成本發明之上述目的，本發明之輸入電壓斷電偵測裝置包含：一電壓調整單元，該電壓調整單元用於接收輸入電壓；一時間延遲單元，該時間延遲單元電性連接至該電壓調整單元並利用輸入電壓產生直流電壓；一電壓箝制單元，該電壓箝制單元電性連接至該電壓調整單元及該時間延遲單元；一輔助電壓放電開關單元，該輔助電壓放電開關單元電性連接至該電壓調整單元、該時間延遲單元、該電壓箝制單元及一輔助電壓線圈；及一隔離通知單元，該隔離通知單元電性連接至該輔助電壓線圈、該輔助電壓放電開關單元及電子設備。其中，在輸入電壓斷電之後，儲存於該時間延遲單元內的直流電壓經由該電壓調整單元進行放電；當直流電壓下降至一預設電壓時，該輔助電壓放電開關單元導通，使得該輔助電壓線圈傳送工作電壓至該隔離通知單元；在該隔離通知單元接收到工作電壓之後，該隔離通知單元通知電子設備輸入電壓斷電。

為達成本發明之上述又一目的，本發明之具有輸入電壓斷電偵測裝置之電源供應器包含：一輸入電壓斷電偵測裝置；一輔助電壓線圈，該輔助電壓線圈電性連接至該輸入電壓斷電偵測裝置；一主轉換器，該主轉換器電性連接至該輔助電壓線圈；一脈波寬度調變控制器，該脈波寬度調變控制器電性連接至該輔助電壓線圈及該主轉換器；一初級側濾波電容，該初級側濾波電容電性連接至該主轉換器；一橋式整流器，該橋式整流器電性連接至該初級側濾波電容、該脈波寬度調變控制器及該輔助電壓線圈；一輸出端整流濾波器，該輸出端整流濾波器電性連接至該主轉換器及電子設備；及一回授電路，該回授電路電性連接至該輸出端整流濾波器、電子設備及該脈波寬度調變控制器。其中，該輸入電壓斷電偵測裝置包含：一電壓調整單元，該電壓調整單元用於接收輸入電壓；一時間延遲單元，該時間延遲單元電性連接至該電壓調整單元並利用輸入電壓產生直流電壓；一電壓箝制單元，該電壓箝制單元電性連接至該電壓調整單元及該時間延遲單元；一輔助電壓放電開關單元，該輔助電壓放電開關單元電性連接至該電壓調整單元、該時間延遲單元、該電壓箝制單元及該輔助電壓線圈；及一隔離通知單元，該隔離通知單元電性連接至該輔助電壓線圈、該輔助電壓放電開關單元及電子設備。其中，在輸入電壓斷電之後，儲存於該時間延遲單元內的直流電壓經由該電壓調整單元進行放電；當直流電壓下降至一預設電壓時，該輔助電壓放電開關單元導通，使得該輔助電壓線圈傳送工作電壓至該隔離通知單元；在該隔離通知單元接收到工作電壓之後，該隔離通知單元通知電子設備輸入電壓斷電。

本發明之功效在於提供一種具有低功率損耗之輸入電壓斷電偵測裝置。

有關本發明的詳細說明及技術內容，請參閱以下的詳細說明和附圖說明如下，而附圖與詳細說明僅作為說明之用，並非用於限制本發明。

請參考圖1，其係為本發明之輸入電壓斷電偵測裝置方塊圖。一輸入電壓斷電偵測裝置10包含一電壓調整單元102、一時間延遲單元104、一電壓箝制單元106、一輔助電壓放電開關單元108、一隔離通知單元110、一輔助電壓放電電阻112及一上拉電阻126。該電壓調整單元102包含一第一分壓電阻114及一第二分壓電阻116。該輔助電壓放電開關單元108包含一第一電晶體開關118、一第二電晶體開關120、一第一電阻122及一第二電阻124。

該時間延遲單元104可為例如但本發明不限定為一電容；該電壓箝制單元106可為例如但本發明不限定為一齊納二極體；該隔離通知單元110可為例如但本發明不限定為一光耦合器。

該時間延遲單元104電性連接至該電壓調整單元102；該電壓箝制單元106電性連接至該電壓調整單元102及該時間延遲單元104；該輔助電壓放電開關單元108電性連接至該電壓調整單元102、該時間延遲單元104、該電壓箝制單元106及一電源供應器30之一輔助電壓線圈302；該隔離通知單元110電性連接至該輔助電壓線圈302、該輔助電壓放電開關單元108及一電子設備40；該輔助電壓放電電阻112電性連接至該隔離通知單元110及該輔助電壓放電開關單元108；該上拉電阻126電性連接至該隔離通知單元110、該電源供應器30及該電子設備40；該第一分壓電阻114電性連接至該時間延遲單元104、該電壓箝制單元106及該輔助電壓放電開關單元108；該第二分壓電阻116電性連接至該時間延遲單元104、該電壓箝制單元106、該輔助電壓放電開關單元108及該第一分壓電阻114；該第一電晶體開關118電性連接至該電壓調整單元102、該時間延遲單元104、該電壓箝制單元106及該輔助電壓線圈302；該第二電晶體開關120電性連接至該輔助電壓線圈302及該第一電晶體開關118；該第一電阻122電性連接至該輔助電壓線圈302、該第一電晶體開關118及該第二電晶體開關120；該第二電阻124電性連接至該第一電晶體開關118、該第二電晶體開關120及該第一電阻122。

在一輸入電壓202（例如為一交流電壓）斷電之前：

該電壓調整單元102用於接收該輸入電壓202；該第一分壓電阻114及該第二分壓電阻116對該輸入電壓202進行分壓，以在該第一分壓電阻114及該第二分壓電阻116之間的連接點得到一第一分壓208；該第一分壓電阻114及該第二分壓電阻116傳送該第一分壓208至該時間延遲單元104及該電壓箝制單元106；該時間延遲單元104儲存該第一分壓208以得到一直流電壓204；即，該時間延遲單元104利用來自該輸入電壓202之該第一分壓208產生該直流電壓204。

該時間延遲單元104及該電壓箝制單元106對該第一分壓208進行濾波穩壓以得到一穩壓電壓210；該時間延遲單元104及該電壓箝制單元106傳送該穩壓電壓210至該輔助電壓放電開關單元108之該第一電晶體開關118；當該輔助電壓放電開關單元108之該第一電晶體開關118接收到該穩壓電壓210且通過該第一電阻122接收來自該輔助電壓線圈302之電壓時，該第一電晶體開關118導通接地，使得該第二電晶體開關120不導通，使得該輔助電壓線圈302不傳送一工作電壓206至該隔離通知單元110；即，該輔助電壓放電開關單元108不導通，使得該輔助電壓線圈302不傳送該工作電壓206至該隔離通知單元110。

如果該輔助電壓線圈302不傳送該工作電壓206至該隔離通知單元110，該隔離通知單元110之一訊號傳送端128即不導通，使得該隔離通知單元110之一訊號接收端130不接地；如果該隔離通知單元110之該訊號接收端130不接地，該電子設備40之一訊號輸入端402可透過該上拉電阻126接收從該電源供應器30輸出至該電子設備40之一輸出電壓212；藉此，該電子設備40得知該輸入電壓202沒有斷電。

在該輸入電壓202斷電之後：

該穩壓電壓210無法再被得到；儲存於該時間延遲單元104內的該直流電壓204經由該電壓調整單元102之該第二分壓電阻116進行放電並驅動該第一電晶體開關118（此時，該輔助電壓線圈302仍有剩餘電力可供電予該第一電晶體開關118）；當該直流電壓204下降至一預設電壓時，該第一電晶體開關118不導通，使得該第二電晶體開關120導通（此時，該輔助電壓線圈302仍有剩餘電力可供電予該第二電晶體開關120），使得該輔助電壓線圈302傳送該工作電壓206至該隔離通知單元110；即，該輔助電壓放電開關單元108導通，使得該輔助電壓線圈302傳送該工作電壓206至該隔離通知單元110。當該輔助電壓放電開關單元108之該第二電晶體開關120導通時，該輔助電壓線圈302通過該隔離通知單元110對該輔助電壓放電電阻112進行放電。

在該隔離通知單元110之該訊號傳送端128接收到該工作電壓206之後，該隔離通知單元110之該訊號傳送端128被導通以導通該隔離通知單元110之該訊號接收端130接地；如果該隔離通知單元110之該訊號接收端130接地，該電子設備40之該訊號輸入端402即接地，使得該電子設備40得知該輸入電壓202斷電。藉此，該電子設備40可將資料備份儲存並做好關機準備。

請參考圖2，其係為本發明之電壓與訊號波形圖。在圖2當中，由上而下第一條曲線代表該輸入電壓202；由上而下第二條曲線代表該電子設備40之該訊號輸入端402所接收到的訊號；由上而下第三條曲線代表從該電源供應器30輸出至該電子設備40之該輸出電壓212。

在一時間點t1，該輸入電壓202斷電。在該時間點t1至一時間點t2之間，係為一通知斷電延遲時間。在該時間點t2，該電子設備40被通知該輸入電壓202斷電。在該時間點t2至一時間點t3之間，該電子設備40可將資料備份儲存並做好關機準備。在該時間點t1至該時間點t3之間，係稱為該電源供應器30之一保持時間（hold-up time）。因此，在該輸入電壓202斷電之後以及在該保持時間結束之前，扣除掉該通知斷電延遲時間，該電子設備40可將資料備份儲存並做好關機準備。

請參考圖3，其係為本發明之具有輸入電壓斷電偵測裝置之電源供應器。一具有輸入電壓斷電偵測裝置之電源供應器50包含一輸入電壓斷電偵測裝置10、一輔助電壓線圈302、一主轉換器304、一脈波寬度調變控制器306、一初級側濾波電容308、一橋式整流器310、一輸出端整流濾波器312、一回授電路314及一電磁干擾濾波器316。

該輔助電壓線圈302電性連接至該輸入電壓斷電偵測裝置10；該主轉換器304電性連接至該輔助電壓線圈302；該脈波寬度調變控制器306電性連接至該輔助電壓線圈302及該主轉換器304；該初級側濾波電容308電性連接至該主轉換器304；該橋式整流器310電性連接至該初級側濾波電容308、該脈波寬度調變控制器306及該輔助電壓線圈302；該輸出端整流濾波器312電性連接至該主轉換器304及一電子設備40；該回授電路314電性連接至該輸出端整流濾波器312、該電子設備40及該脈波寬度調變控制器306；該電磁干擾濾波器316電性連接至該輸入電壓斷電偵測裝置10、該橋式整流器310、該脈波寬度調變控制器306及該輔助電壓線圈302。該輸入電壓斷電偵測裝置10所包含之元件敘述與圖1相似者，為簡潔因素，於此不再贅述。

本發明之功效在於提供一種具有低功率損耗之輸入電壓斷電偵測裝置。當電源供應器偵測到輸出電壓或電流異常並觸發保護後，使用者將市電斷電，輔助電源關機放電電路可將供電給初級側脈波寬度調變控制器的輔助電源電壓迅速放電至脈波寬度調變控制器的鎖死重置電壓準位（latch-reset threshold voltage），使用者不需等待時間，斷電後可立即重新送電。由於輔助電源關機放電電路中偵測市電電壓的分壓電阻阻抗很高，故本發明具有極低的功率損耗，且由於傳遞訊號的光耦合器乃由輔助電源於放電時所驅動，故傳遞市電斷電訊號的功能並不會增加輸入功率的損耗。本發明達成了同時結合輔助電源關機放電與市電斷電偵測之功能並具有極低之功率損耗。

綜上所述，當知本發明已具有產業利用性、新穎性與進步性，又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請。

10‧‧‧輸入電壓斷電偵測裝置

30‧‧‧電源供應器

40‧‧‧電子設備

50‧‧‧具有輸入電壓斷電偵測裝置之電源供應器

102‧‧‧電壓調整單元

104‧‧‧時間延遲單元

106‧‧‧電壓箝制單元

108‧‧‧輔助電壓放電開關單元

110‧‧‧隔離通知單元

112‧‧‧輔助電壓放電電阻

114‧‧‧第一分壓電阻

116‧‧‧第二分壓電阻

118‧‧‧第一電晶體開關

120‧‧‧第二電晶體開關

122‧‧‧第一電阻

124‧‧‧第二電阻

126‧‧‧上拉電阻

128‧‧‧訊號傳送端

130‧‧‧訊號接收端

202‧‧‧輸入電壓

204‧‧‧直流電壓

206‧‧‧工作電壓

208‧‧‧第一分壓

210‧‧‧穩壓電壓

212‧‧‧輸出電壓

302‧‧‧輔助電壓線圈

304‧‧‧主轉換器

306‧‧‧脈波寬度調變控制器

308‧‧‧初級側濾波電容

310‧‧‧橋式整流器

312‧‧‧輸出端整流濾波器

314‧‧‧回授電路

316‧‧‧電磁干擾濾波器

402‧‧‧訊號輸入端

t1‧‧‧時間點

t2‧‧‧時間點

t3‧‧‧時間點

圖1為本發明之輸入電壓斷電偵測裝置方塊圖。

圖2為本發明之電壓與訊號波形圖。

圖3為本發明之具有輸入電壓斷電偵測裝置之電源供應器。

Claims (8)

1. 一種具有輸入電壓斷電偵測裝置之電源供應器，包含： 一輸入電壓斷電偵測裝置； 一輔助電壓線圈，該輔助電壓線圈電性連接至該輸入電壓斷電偵測裝置； 一主轉換器，該主轉換器電性連接至該輔助電壓線圈； 一脈波寬度調變控制器，該脈波寬度調變控制器電性連接至該輔助電壓線圈及該主轉換器； 一初級側濾波電容，該初級側濾波電容電性連接至該主轉換器； 一橋式整流器，該橋式整流器電性連接至該初級側濾波電容、該脈波寬度調變控制器及該輔助電壓線圈； 一輸出端整流濾波器，該輸出端整流濾波器電性連接至該主轉換器及電子設備；及 一回授電路，該回授電路電性連接至該輸出端整流濾波器、電子設備及該脈波寬度調變控制器， 其中，該輸入電壓斷電偵測裝置包含： 一電壓調整單元，該電壓調整單元用於接收輸入電壓； 一時間延遲單元，該時間延遲單元電性連接至該電壓調整單元並利用輸入電壓產生直流電壓； 一電壓箝制單元，該電壓箝制單元電性連接至該電壓調整單元及該時間延遲單元； 一輔助電壓放電開關單元，該輔助電壓放電開關單元電性連接至該電壓調整單元、該時間延遲單元、該電壓箝制單元及該輔助電壓線圈；及 一隔離通知單元，該隔離通知單元電性連接至該輔助電壓線圈、該輔助電壓放電開關單元及電子設備， 其中，在輸入電壓斷電之後，儲存於該時間延遲單元內的直流電壓經由該電壓調整單元進行放電；當直流電壓下降至一預設電壓時，該輔助電壓放電開關單元導通，使得該輔助電壓線圈傳送工作電壓至該隔離通知單元；在該隔離通知單元接收到工作電壓之後，該隔離通知單元通知電子設備輸入電壓斷電。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有輸入電壓斷電偵測裝置之電源供應器，其中該輸入電壓斷電偵測裝置更包含： 一輔助電壓放電電阻，該輔助電壓放電電阻電性連接至該隔離通知單元及該輔助電壓放電開關單元， 其中，當該輔助電壓放電開關單元導通時，該輔助電壓線圈通過該隔離通知單元對該輔助電壓放電電阻進行放電。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有輸入電壓斷電偵測裝置之電源供應器，其中該電壓調整單元包含： 一第一分壓電阻，該第一分壓電阻電性連接至該時間延遲單元、該電壓箝制單元及該輔助電壓放電開關單元；及 一第二分壓電阻，該第二分壓電阻電性連接至該時間延遲單元、該電壓箝制單元、該輔助電壓放電開關單元及該第一分壓電阻， 其中，該第一分壓電阻及該第二分壓電阻對該輸入電壓進行分壓，以在該第一分壓電阻及該第二分壓電阻之間的連接點得到一第一分壓；該第一分壓電阻及該第二分壓電阻傳送該第一分壓至該時間延遲單元及該電壓箝制單元；該時間延遲單元儲存該第一分壓以得到直流電壓；該時間延遲單元及該電壓箝制單元對該第一分壓進行濾波穩壓以得到穩壓電壓；該時間延遲單元及該電壓箝制單元傳送穩壓電壓至該輔助電壓放電開關單元；當該輔助電壓放電開關單元接收到穩壓電壓時，該輔助電壓放電開關單元不導通，使得該輔助電壓線圈不傳送工作電壓至該隔離通知單元； 其中，在輸入電壓斷電之後，儲存於該時間延遲單元內的直流電壓經由該第二分壓電阻進行放電。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具有輸入電壓斷電偵測裝置之電源供應器，其中該輔助電壓放電開關單元包含： 一第一電晶體開關，該第一電晶體開關電性連接至該電壓調整單元、該時間延遲單元、該電壓箝制單元及該輔助電壓線圈；及 一第二電晶體開關，該第二電晶體開關電性連接至該輔助電壓線圈及該第一電晶體開關， 其中，當該第一電晶體開關接收到穩壓電壓時，該第一電晶體開關導通接地，使得該第二電晶體開關不導通，使得該輔助電壓線圈不傳送工作電壓至該隔離通知單元；當直流電壓下降至該預設電壓時，該第一電晶體開關不導通，使得該第二電晶體開關導通，使得該輔助電壓線圈傳送工作電壓至該隔離通知單元。
5. 如申請專利範圍第4項所述之具有輸入電壓斷電偵測裝置之電源供應器，其中該輔助電壓放電開關單元更包含： 一第一電阻，該第一電阻電性連接至該輔助電壓線圈、該第一電晶體開關及該第二電晶體開關；及 一第二電阻，該第二電阻電性連接至該第一電晶體開關、該第二電晶體開關及該第一電阻。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有輸入電壓斷電偵測裝置之電源供應器，其中該隔離通知單元係為一光耦合器。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具有輸入電壓斷電偵測裝置之電源供應器，更包含： 一電磁干擾濾波器，該電磁干擾濾波器電性連接至該輸入電壓斷電偵測裝置、該橋式整流器、該脈波寬度調變控制器及該輔助電壓線圈。
8. 一種輸入電壓斷電偵測裝置，包含： 一電壓調整單元，該電壓調整單元用於接收輸入電壓； 一時間延遲單元，該時間延遲單元電性連接至該電壓調整單元並利用輸入電壓產生直流電壓； 一電壓箝制單元，該電壓箝制單元電性連接至該電壓調整單元及該時間延遲單元； 一輔助電壓放電開關單元，該輔助電壓放電開關單元電性連接至該電壓調整單元、該時間延遲單元、該電壓箝制單元及一輔助電壓線圈；及 一隔離通知單元，該隔離通知單元電性連接至該輔助電壓線圈、該輔助電壓放電開關單元及電子設備， 其中，在輸入電壓斷電之後，儲存於該時間延遲單元內的直流電壓經由該電壓調整單元進行放電；當直流電壓下降至一預設電壓時，該輔助電壓放電開關單元導通，使得該輔助電壓線圈傳送工作電壓至該隔離通知單元；在該隔離通知單元接收到工作電壓之後，該隔離通知單元通知電子設備輸入電壓斷電。