專利名稱：混合式交換電源的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種混合式交換電源的控制裝置，更具體地說是指一種混合集成式的電源控制裝置，用以控制交換式電源供應(yīng)器(SWITCHING MODE POWER SUPPY)的各項操作。
常規(guī)用于個人電腦交換式電源供應(yīng)器的控制裝置，其電路配置及功能各有不同，但市面上并無個人電腦的電源供應(yīng)電路結(jié)合混合集成控制線路來設(shè)計，其原因在于下列幾項無法克服的因素1.在直流補償及穩(wěn)定性方面，因設(shè)計能力的問題，零件通用性無法達到代替容易的地步；2.在電源認可信號(POWER GOOD SIGNAL)方面，一般設(shè)計概念為利用變壓器和二次側(cè)整流部分來作檢測，這種設(shè)計并非最理想，因在AC電源較低或電源不穩(wěn)定或供應(yīng)器負載較大時，該電源認可信號即可能消失，而影響整個電腦系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
3.一般傳統(tǒng)的設(shè)計上，在零件使用上僅只考慮傳統(tǒng)零件的單位成本及功能，而往往傳統(tǒng)零件的單位成本與混合電路的材料成本結(jié)構(gòu)不同，使得傳統(tǒng)設(shè)計可行，但卻無法一成不變地轉(zhuǎn)換成混合集成電路設(shè)計。
4.該不同層次的設(shè)計需用不同的概念，且設(shè)計能力也需提高，因混合集成電路還涉及治、模具，若一次設(shè)計不成，其投資也可能完全血本無歸。
本實用新型的目的是提供一種混合集成式電源控制裝置。該裝置主要包括有一脈寬調(diào)制PWM集成電路的控制器、驅(qū)動電路、過電壓保護電路、電源認可信號電路、過載保護電路、低電壓保護電路，其特征在于前述各電路是予以混合集成化于一控制板單體，而引出一接地端、－12V、－5V、＋5V、電源認可信號端、偏壓端、過載保護端以及連接于主線路變壓器的三個驅(qū)動輸出端，共十個連接端子來完成上述功能。
本實用新型的控制線路中，采用一在目前市面上最易取得的脈寬調(diào)制PWM集成電路TL494，在此基礎(chǔ)上對生產(chǎn)管理而言，將本實用新型與一般傳統(tǒng)零件設(shè)計的比較分析如下(一)一般傳統(tǒng)零件零 件焊 點 數(shù)(1) TL49416 PIN(2) LM33914 PIN(3) TO－92 Q1－Q412 PIN(4) IN4148 D1－D816 PIN(5) C1－C714 PIN(6) R共25 PCS50 PIN零件共46個焊點共122個(二)混合集成電路零件數(shù)1個焊點共11個因而在同一面積的印刷電路板(PCB)上零件數(shù)少了45個，焊點少了111個，故易生產(chǎn)，相對地也降低了直接成本，如此則還可增加電氣的生命周期(MTBF)及生產(chǎn)線的良品率。
一般傳統(tǒng)構(gòu)成需46次作業(yè)，IQC需檢驗40余種材料，倉儲管理發(fā)料亦同。但混合集成電路卻是一次作業(yè)，因而降低各項的間接成本。
另外，目前在市場上的電源供應(yīng)器在過電壓保護方面也有下述缺點，亦即過電壓保護開列的規(guī)格是針對＋5V而言，其開列此規(guī)格最主要的意義在于當電源有問題時，需將電源供應(yīng)器切斷，以保護系統(tǒng)不受損害，一般集成電路超過7V即有破壞之虞，故過電壓的保護設(shè)定在7V以內(nèi)，而本設(shè)計因保護延長用的非常短，故在電壓反饋有問題時，其瞬間電壓最高只升到6.8V隨即保護。一般市面上所看到的供應(yīng)器絕無一種設(shè)計達到7V以內(nèi)就保護，其原因在于二個方面(1)因要使供應(yīng)器瞬間起動，干擾不易克服，故利用保護延遲來達到可瞬間起動。
(2)不知該規(guī)格的意義及測試方式。
此測試方式為模擬系統(tǒng)不正常狀況即反饋(FEED BACK)瞬間斷路，輸出電壓隨即上升，利用存儲式示波器監(jiān)視輸出電壓上升到多高時供應(yīng)器的過電壓保護線路才動作。
而一般設(shè)計，少則7.5V、8V，多則到13V、14V才保護，影響整個供應(yīng)器性能。
現(xiàn)配合附圖將本實用新型的其它功能及特征作一詳細的說明，其中

圖1是電源供應(yīng)器的功能方塊圖；圖2是本實用新型的詳細控制電路圖；圖1所示的電源供應(yīng)器的功能方塊圖中，其中交流電源經(jīng)EMI濾波器1、整流器2、交換電路3及輸出電路4而輸出一直流電壓，其控制電路包括有一觸發(fā)電路5、一驅(qū)動電路6、一過電壓保護電路7、一電源認可信號電路8、一偏壓供應(yīng)電路9、一控制器10、一過載保護電路11。
圖2所示即為本實用新型的詳細控制電路圖，其中控制器10為一脈寬調(diào)制PWM集成電路，可采用例如TL494集成電路，此控制器10的第一腳為反饋檢測腳F.B，參考反饋點為2.5伏，第二腳為設(shè)定反饋參考電壓腳由R25及R26分壓而得2.5V，其第二腳與第三腳之間一般設(shè)計時是加上電容C4與電阻R21作為交流補償，而本實用新型中更以一電阻R22進行跨接，以作為直流補償，如此可使控制器更加穩(wěn)定且更具替代性，只要目前市面上共接腳的對等集成電路皆可替代使用。第四腳為最大工作周期腳，其中設(shè)定兩功能在此腳上，一是限定工作周期，二是軟性起動(SOFT START)，由電阻R27、R28及電容C5來完成。第五腳接電容C2及第六腳接電阻R20，而電容C2與電阻R20決定整個線路的工作頻率。第七腳接地。第八腳與第十一腳輸出永不交會的輸出交替信號，而第九腳與第十腳是與第八腳與第十一腳相配合，來推動電路晶體管Q1及Q2。第十二腳為整個控制器10的偏壓，此偏壓是由C端引入第十二腳，且分別經(jīng)由電阻R3、R5接于晶體管Q2、Q1的基極端。且C端經(jīng)一二極管D5接于D端，而A、B、C三者即連接于驅(qū)動線路的變壓器。第十一腳不同步輸出，應(yīng)用在半橋式(HALF BRIDGE)推挽式(PUSH－PULL)；而若接零電位時，則用在同步輸出上。第十四腳為控制器內(nèi)部產(chǎn)生的參考電壓5V。第十五腳接高電位時，第十六腳接低電壓，則控制器內(nèi)部另一組比較器不用。上述說明即包括推動級(DRIVER)部份及控制部分。
本實用新型的過載保護電路(OVER POWER PROTECTION)說明如下首先是由電阻R13及R14的分壓提供一參考電壓，使得四個比較器的A＋、B＋、C－、及D＋各輸入端約有1.69V左右的參考電壓，其中比較器B的反相輸入端連接于主控制線路中的電流變壓器，以檢測電流變壓器的電流值，若其電流值超過正常電流時，則比較器B輸出端呈一低電位，此時使晶體管Q3的基極變成低電位，而使晶體管Q3動作，進而使得控制器10停止操作。
本實用新型的過電壓保護電路是由比較器A來完成，比較器A的正相輸入端設(shè)定為1.69V，而反相輸入端A－則由電阻R10及R11接至5V電壓的分壓而得，當5V電壓過電壓至一預(yù)定值時，則比較器A亦輸出一低電位，使晶體管Q3動作，故控制器10也停止操作。
本實用新型中的電源認可信號(POWER GOOD SIGNAL)主要由晶體管Q4及比較器C來完成，當控制器10操作時，經(jīng)由電阻R31向電容C7充電，當充電至使比較器C的正相輸入端超過1.69V時，電源認可信號即在P.G端量到由低電位(低于0.8V)瞬間升高到＋5V，通常此電源認可信號的要求是在電壓達到穩(wěn)定后的100毫秒到500毫秒間出現(xiàn)，在本實用新型的線路中是設(shè)定在250毫秒左右。
本實用新型的低電壓保護電路，是主要由比較器D來負責－5V和－12V的低電壓保護，其有雙重保護作用。當－5V電壓過低時，比較器D的反相輸入端超過1.69V時，使得晶體管Q3的基極電壓降低，使得晶體管Q3導(dǎo)通動作，經(jīng)過二極管D7使控制器10的第四腳變成高電位，而使控制器10不動作。同理當－12V輸出電壓過低時，也同樣會使控制器10不動作，以達到保護的目的。
由以上分析可知，常規(guī)產(chǎn)品及傳統(tǒng)技術(shù)已不符現(xiàn)代需求，當今臺灣產(chǎn)業(yè)外移的因素，是因人工成本太高，而本實用新型的設(shè)計，即針對此一因素而設(shè)計，可減少人工生產(chǎn)工時，以利產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)發(fā)展，也降低業(yè)者外移的意愿，且提高了產(chǎn)品的層次。同時，本實用新型開發(fā)完成并實施之后，電源供應(yīng)器也步入了結(jié)構(gòu)化設(shè)計。
權(quán)利要求1.一種混合式交換電源的控制裝置，主要包括有一脈寬調(diào)制PWM集成電路的控制器、驅(qū)動電路、過電壓保護電路、電源認可信號電路、過載保護電路、低電壓保護電路，其特征在于前述各電路是予以混合集成化于一控制板單體，而引出一接地端、-12V、-5V、+5V、電源認可信號端、偏壓端、過載保護端以及連接于主線路變壓器的三個驅(qū)動輸出端，共十個連接端子來完成上述功能。
2.如權(quán)利要求1所述的混合式交換電源的控制裝置，其特征在于過載保護電路包括有一比較器，其比較器的一輸入端連接于主線路中的電流變壓器，以檢測電流變壓器的電流值，比較器的另一輸入端則連接一參考電壓，比較器的輸出端控制一晶體管基極，在檢測出電流變壓器的電流超過一預(yù)定值時，則此晶體管禁止控制電路動作；過電壓保護電路也包括有一比較器，其一輸入端連接于參考電位，另一輸入端由兩電阻連接于＋5V電壓的分壓而得，其輸出端也控制前述晶體管的動作；電源認可信號電路包括有一比較器及晶體管，其中控制器動作時，經(jīng)由一電阻向并接于晶體管集射極間的電容充電，當充電至預(yù)定狀態(tài)時，則比較器的輸出端由低電位瞬間升高到高電位，作為電源認可信號；低電壓保護電路包括有一比較器來負責－5V和－12V的低電壓保護，于發(fā)生低電壓現(xiàn)象時禁止控制器動作。
3.如權(quán)利要求1所述的混合式交換電源的控制裝置，其特征在于控制器采用TL494集成電路或共接腳的對等集成電路，在其第三腳與第二腳間除作為交流補償?shù)碾娮?、電容串接的電路外，另還跨接一電阻作為直流補償。
專利摘要一種混合式交換電源的控制裝置，其將一電源供應(yīng)器的控制器、驅(qū)動電路、過電壓保護電路、電源認可信號電路、過載保護電路、低電壓保護電路等予以混合集成化于一控制板單體中，并引出有十個連接端，以分別連接電源供應(yīng)器的主線路及供電腦確認的電源認可信號端。
文檔編號H02H7/122GK2133083SQ9223250
公開日1993年5月12日 申請日期1992年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月1日
發(fā)明者洪存仁 申請人:洪存仁