TW201014100A - Output voltage feedback device for a power supply and the power supply thereof - Google Patents

Description

201014100 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種電源供應器，尤其是一種電源供應器用之 輸出電壓回饋裝置及該電源供應器。 【先前技術】

現今，大部分電器用品設計多使用數位化電路，内部所用的 主要為直流電；由室内插座到電器用品間，仍須經過變壓轉換， 才能令電器用品獲得符合規格之電能。 再者，各電器產品轉換電能之電源供應器往往不相同，每個 家庭甚至每個消費者都常擁有十數個甚至數十個不同規格之電源 供應器〇加以，可攜式電器產品快速擴張，已遍佈於現代人生活 中：舉凡隨身聽、手機、MP3、攜帶型電玩、筆記型電腦等等， 幾乎都會用到各自的電源供應器，不僅是輸出電壓及電流規格不 一，甚至連接頭尺寸的大小形狀也各有殊異之處。 雖然電源供應器製造業者已經力求精進，致力推出可因應各 種不同規格需求的產品，不僅輸入範圍可承受伏特至Do伏 特的各種電壓，並可將此範圍區間内的輸入電壓，轉換成多種可 選擇的輸出電壓’以克服出國旅遊或洽公時，需攜帶多種不同電 源供應器的不便問題。 如圖1所示之習知電源供應 .....川叫又生个瓶上的按 鍵開關8 ’改變其本體内之電阻器電阻值，切換輸好外接電器 之電能電壓值。然而，在供電過程中，—旦誤_關8，則輪出 電舰速轉換至非職電壓，極可能導致外接電器之損壞，甚且 201014100 讓成意外事故。以目前市面常見的筆記型電腦為例，其所能承受 的電壓變化往往僅_在理想電黯的上下百分之五，若供應的 電壓由例如19伏特迅速升高至24伏特，將遠超過此容忍範圍’ 使筆記型電腦内部電路受損。 另方面’當變麼本體巾之電路元件意外損壞，即使開關確實 被切換在預定電㈣，但實際輸4之電録是^正確，仍無任何 保障，亦即’電器用品的安全必須維繫於本身的安全電路上。不 幸地，隨著產品健化義流，任何影響成权目素都將逐紐 排除電㈣品的安全電路功能日漸萎縮，即使仍保有安全電路， 也常僅僅是聊備一格。 故爾一般電源供應器如上文所述，並未設計監控輸出電壓之 電路，職dj電壓錯糾無法即柄警；至於錄設有監控裝置 者，則造额尺构偏料接受。致使電驗應^受到突然 被誤觸切換、元件損壞或輪入電壓不穩定等意外因素干擾時，輸 出至電器用品的電能電壓往往隨之驟變，使用電器用品被暴露於 不確定的使用風險下。 【發明内容】 因此本發明之-目的在提供__種如實量得電雜應器最後 輸出電能電壓值的輸出電壓回饋裝置。 本發明另—目的’在提供-種當輸出電壓錯誤時，可即時警 示甚至更進-步立刻斷路的輸出電壓回儀裝置。 本發明又-目的’在提供—種適麟多種電器規格的輸出電 壓回饋裝置。 本發明再—目的，在提供—觀使用者所選擇輸出電壓進行 6 201014100 複檢監控的電源供應器。 本發明的又另-目的，在提供一種 所選擇之輸出電塵值的電源供應器。 償’確保使用者 :树嘯-種麵觸㈣吻回館裝置， 其中該電源鶴n包含-個包括—個輸 組具有-組將輸入該輸入淳之電能由一個輸入電壓- =輸並出電壓的電能並由該輸出埠輸出之電壓轉換單變 體，並供以該電能致能-個電器設備，該輸出電壓回館 本 ;=該=::輪_電能，連接方式:能該 備並包括-條南準位導線及一條低準位導線之導線組； 及-組用以感測該高準位導線與該低準位導線間電μ、並轉換 為-組與該電能電性獨立之電訊號經該導線組之該高準位導線及 /或該低準位導線回饋傳輸至該變a本體之電廢感測回饋單元。 應用上述輸出電壓回饋裝置製成之電源供應器，係供致能一 個電器設備’該電源供絲包含··―個㈣本趙，包括一個輸入 痒，·-個輪出埠；-組將輸入該輸入蜂之電能由一個輸入電壓轉 換為具有-個輸出錢的電能、並由該輸出埠触之電虔轉換單 元；及一組回饋接收處理單元；及一個輸出電麼回饋裝置，包括 -組供將該變壓本體輸出痒輸出之該電能以電氣連接方式致能該 電器設備之導線組，包括—條高準位導線及—條低準位導線·及 -組用以感職高準位導線與該鱗位導線間電位差、並轉換為 組與該電心電性獨立之電訊號經該導線組之該高準位導線及/ 或該低準位導線回饋傳輸該回饋接收處理單元之電壓感測回馈單 201014100 本案藉由一種配合電器用品電源端規袼之輸出電壓回饋裝 置’持續監控電祕應n所輪出之電壓值，供應電源之導線 組，將實際輸出至電器用品之電壓值轉換為與電源可區別之電訊 號回傳至變壓本體。由此，變壓本體中之處理裝置可將該訊號與 所選擇之理想電隸比對’-旦輸出電壓值偏離理想電壓值，即 可修正補償，使輸出電壓值恢復至理想數值。 另方面，在輸出電壓回饋裝置部分，亦可進一步設置警示器 或開關，在輸出電壓值異常時即時示警或逕行斷路，從而提醒使 用者覺察電源供應n輸出之異常，或確保電品免受錯誤電壓 之損傷。且將電源供應器用之輸出電壓回饋裝置配置於電器接收 電源處，可精確判定電源供應器最後輸出電能之實際電壓值，從 而保證供電之品質；尤其，此種輸出電壓回饋裝置亦可被選購搭 配其他相容之電源供應[载較少之成本，仍有效協助消費者 避開良莠不齊之電源供應器所導致的風險。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在以下配 合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。 圖2疋本發明之第一實施例示意圖，圖中，電器設備9例示 為一台筆記型電腦，電源供應器丨則包含一個變壓本體3及一個 輸出電壓回饋裝置2;其中，此組輸出電壓回饋裝置2具有與電 器《X備9相谷的規格尺寸，並被直接插接至電器設備9接收電能 之輸入埠位置。 本例中如圖3及圖4所示，電源供應器變壓本體3 ,包括一個供 市電之輸人埠31、—組轉換電能的電壓轉換單元、一個輸 201014100 出電能的輸出琿33、及一組回饋接收處理單元34 ;電壓轉換單元32 触來自輸入槔31之市電（交流電），並進行變壓而將輸入珲31輸入 之電能轉換為-直流電；且在本例中，變壓本趙3更包含有一組變壓 選擇單兀35 ’變壓選擇單元35則包括複數電性連接至輸出埠幻的變 壓迴路35卜每-變麗迴路351分別對應不同之電路元件，以順應使 用者之選擇’導接其中—個變壓迴路351，而把輸入之電壓變壓至對 應使用者所選擇之電壓後，由輸出埠33輸出。 φ 輸出之電能流經輪出電壓回饋裝置2中的導電組22,本例中， 電麼回饋裝置2藉纟電縣咖饋單元24,即時將量得的電麽轉 換為一組電訊號，同樣經導線組22之高、低準位導線22卜223 傳送至變壓本艎3 ’並通過一内部回饋線38回傳至回饋接收處理 單元34,本例中係以—微處理器為例；此時，回饋接收處理單元 34將立㈣令内建倾聊36斷路，以聽電祕絲持續輸出異 常電壓》 ' 當然，如熟悉本技術領域者所能輕易理解，雖然上述實施例 # 係由電壓感測回饋單元24隨時將量得電壓回報至變壓本體3，但 亦可如圖4及圖5所示，本例中，電壓回饋褒置2包含一組導線 組22、-組電壓感測回饋單元24，以及一組記憶單元％ ;導線 组22又包括分別電氣連接至變壓本體輸出埠的高準位導線 及低準位導線223;記憶單元26中，則儲存有一個特定預設電壓。 由此，如果電壓回職置2賴量得之電位差與紀錄於記憶 單元26之電壓㈣絲在-個預定差㈣，將不回餘何訊號予 變縣體3 ; -旦差距達到預定門檻，則一方面由電壓感測回饋單 元24驅使本例低準位導線223處所設置的一個例如金氧半場效電 9 201014100 晶體之開關25保持斷路;並同時輸出—組異常電訊號予電源供應 器（圖未示）。再者，本發明之電麗回饋裝置2配有-例示為發光 -極體的警TFii 21 ’透過發出強烈紅光或以嶋型態提醒電器設 備9使用者’電壓回雜置2感_丨非理想範圍電能。 此外，如圖6及圖7所示之本發明第二實施例，電㈣饋裝置2, 亦可選擇為可分離敝件，更包括—組插接至電器設備9,之可替 換接頭；藉此因應不同廠牌電器設備9,之各種規格尺寸接頭，亦能 ^ 順利用於本案電壓回饋裝置2,中。 再者’各種電器用品的用途不盡姻，為方便電器使用者，本 發明更提出-種具有聲音警示功能的警示器21，，若此電源供應器 1’放置於者視線不及處’輸“壓回财置2,感剩非理想範 圍電能’警示器21’仍可職用者有效提示。又如圓8所示，當 電器製者可配合在電H之電源輸人料外增加—安全開關（圖 未不)時’本案為可更進—步確保控制電器用品之安全性，除同樣量 測導線組22之尚準位導線22Γ與低準位導線223,電位差，而與 ❹ =憶單元26,内的電壓資料比對，並且當此電位差是位於一個預 定範圍内時’由該電壓朗回饋單元24，輸正常運作電訊號， 驅動開關25至-條路狀態；同時透過—端導接該電壓感測回 饋單元24、另一端導接至該電器設備(圖未示)的訊號線27，，提 示下游之電器電源運作正常，可以安全開機。 當然’除最基本之電源正常輸出、異常輪出兩種判別模式外，亦 可如® 9所示，由回饋接收處理料34”依回饋線38”所回傳的變壓 電訊號，調整其脈寬調變輸出端373，，所輪出之脈寬調變訊號的任 務週期比’輪出至例如具有—反向輸人端371，，及__非反向輸入端 201014100 372”之放大器37”的輸入端，以補償其電位偏差，使得輸出埠33” 輸出的電壓回復預定電壓。 經由上文所述得知，任何電器用品只需選擇對應的電壓回饋裝 置，直接連接組裝於其接受電源處，即可確保所接收電能的電壓係為 使用者所選；此種輸出電壓回饋裝置不僅結構簡單，不易受到多餘 元件干擾感測效用，更能被選購搭配其他相容之電源供應器，而協 助消費者改善未知電源供應器可能導致的風險。 【圖式簡單說明】 圖1是一種習用電源供應器的立體示意圖； 圖2是本發明第一實施例，具有輸出電壓回饋裝置之電源供 應器裝配於一個電器設備的側視示意圖； 圖3是本發明第一實施例，電源供應器之變壓本體的電路示 意圖； 圖4是本發明第一實施例’輸出電壓回饋裝置的電路示意圖； 圖5是本發明第一實施例’具有一 LED警示器之輸出電壓回 饋裝置的側視示意圖； 囷6是本發明第二實施例，具有可拆卸分離之輸出電壓回饋 裝置的電源供應器裝配於另一個電器設備的示意圊； 圖7是本發明第二實施例，可拆卸分離之輸出電壓回饋裝置 的侧視作動示意圖； 圖8是本發明第二實施例’具有一訊號線之輸出電壓回饋裴 置的電路示意圖；及 圖9是本發明第三實施例，利用脈寬調變（PWM)方式進行 電壓選擇之變壓本體的電路示意圖。 201014100 【主要元件符號說明】 1、r...電源供應器 3.. .變壓本體 8.. .開關 21、2Γ...警示器 24、24’…電壓感測回饋單元 26、26’..·記憶單元 31.. .輸入埠 33、33’’.··輸出埠 35.. .變壓選擇單元 37”...放大器 22卜221’…高準位導線 351.. .變壓迴路 372”...非反向輸入端 2、2’...輸出電壓回饋裝置 7.. .習知電源供應器 9、9’...電器設備 22、22’...導線組 25、25’…開關 27’...訊號線 32.. .電壓轉換單元 34、34”..回饋接收處理單元 36.. .内建保護開關 38、38’’...回饋線 223、223’…低準位導線 371”...反向輸入端 373”…脈寬調變輸出端 12

Claims (1)

1. 201014100 十、申請專利範園： 1.種電源供應器用之輸出電㈣饋裝置，其中該電祕應器包 含一個包括一個輸入埠、一個輪出埠、及-組具有-組將輸入 該輸入蜂之電能由_個輸人電壓轉換為具有—個輸出電壓的 電能並由該輸鱗輸出之電壓轉換單元的變壓本想 ，並供以該 電能致能—個電器設備，該輸出電Μ回饋裝置包含·· -組供將該㈣本體輸料輸出之該電能以電氣連接方式致 能該電器設備、並包括-條高準位導線及—條鮮位導線之 導線組；及 以感測梅__低科軸 為-組與該電能電性獨立之電訊號經該導_之卞=換 =—傳輪至w:: 2.如申請專利範圍第i項所述之輪出電如馈裝置 儲存有一個預定電位差範圍之記恃單_ 包括個 線與該低準位導線間電位差偏離:預二!=:高準位導 感測回饋單元輸㈣電_立之異常電3差範_，該電展 3·如申請專刪第2項所述之輪咐^裝置，更包含一组 ^於該導線組、並當該高準位導線與軸準㈣ = Γ該預定範圍時，由該感測回饋單元驅動至—個斷路ί ^之開關，藉此’阻斷該電能被傳輪至該電器設備。 4.如申咖刪2瓣1吻 當該高準位導線與該低準位導線間電_ 時，由該電壓感測回饋單元驅動之警示器。 預疋範圍 13 201014100 5.如申請專利範圍第4項所述之輸出電壓回饋裝置，其中該警示 器包括一顆發光二極體。 6·如申請專利範圍第卜2、3、4或5項所述之輸出電壓回饋裝置， 其中該導線組更包括一條一端導接該電壓感測回饋單元、另一 端供將該高準位導線與該低準位導線間電位差轉換之該組電 訊號傳輸至該電器設備的訊號線》 7. 如申請專利範圍第1項所述之輸出電壓回饋裝置，更包括一個 φ 儲存有一個預定電位差範圍之記憶單元，藉此，當該高準位導 線與該低準位導線間電位差位於該預定電位差範圍時，該電壓 感測回饋單元輸出該電性獨立之正常運作電訊號。 8. 如申請專利範圍第7項所述之輸出電壓回館裝置，其中該導線 組更包括一條一端導接該電壓感測回饋單元、另一端供將該高 準位導線與該低準位導線間電位差轉換之該組正常運作電訊 號傳輸至該電器設備的訊號線。 9. —種電源供應器，供致能一個電器設備，該電源供應器包含·· 春 一個變壓本體，包括 一個輸入璋； 一個輸出埠； —組將輸入該輸入埠之電能由一個輸入電壓轉換為具有一個 輸出電壓的電能、並由該輸出埠輸出之電壓轉換單元；及 一組回饋接收處理單元；及 一個輸出電壓回饋裝置，包括 -組供將該變壓本錄料輸丨之該電能以魏連接方式致 能該電器設備之導線組，包括—條高準位導線及—條低準 201014100 位導線，及 一組用以感測該ilj準位導線與該低準位導線間電位差、並轉 換為一組與該電能電性獨立之電訊號經該導線組之該高 準位導線及/或該低準位導線回馈傳輪該回饋接收處理單 元之電壓感測回饋單元。 10. 如申請專利範圍第9項所述之電源供應器，其中該輸出電壓回 饋裝置更包括一個儲存有一個預定電位差範圍之記憶單元，及 一組設置於該導線組、並當該高準位導線與該低準位導線間電 位差偏離該預定範圍時由該電壓感測回饋單元驅動至一個斷 路狀態之開關，藉此，阻斷該電能被傳輸至該電器設備^ 11. 如申請專利範圍第9項所述之電源供應器，其中該輸出電壓回 饋裝置更包括-個儲存有-個預定電位差範圍之記憶單元，及 -組設置魏導線組、被蚊為斷路狀態、並當該高準位導線 與該低準位導線間電位差位於該預定範圍時由該電壓感測回 饋單元驅動至一個通路狀態之開關。 12. 如申請專難圍第9項所述之電職應器，其巾該變縣體更 包括-組電氣連接該輸出淳、供當該回饋接收處理單元接收該 電訊號、並確認該電位差偏離-個預定電位差逹-個預定範圍 時由該回饋接收處理單元驅動至—個斷路狀態之内建保護開 關，藉此，阻斷該電能被傳輸至該電器設備。 13·如申請專利範圍第9項所述之電源供應器，其中該電壓轉換單 元更具有複數將輸人該輸人埠之電能由—個輸人電壓轉換為 彼此相異的複數輸出電堡至該輸出埠的變麼迴路，且該變麼本 體更具有-個自該等變壓迴路中選擇—者導通的變壓選擇單 15 201014100 元。 14.如申請專利範圍第9項所述之電源供應器，其中該電壓轉換單 元包括一組具有一個反相輸入端、一個非反相輸入端、及一個 回饋連接至該反相輸入端之輸出端的放大器；且該回饋接收處 理單元具有一個當確認該電位差偏離一個預定電位差達一個 預定範圍時’依照該電訊號輪出一個變化其任務週期比、以補 償該電位差偏離之補償脈寬調變訊號至該放大器之脈寬調變 輸出端。 16