电源转换装置制造方法
【专利摘要】一种电源转换装置，此电源供应装置包括交流电转直流电转换器、输入接口、电源转换控制单元以及重启电路。交流电转直流电转换器依据启动信号以将交流输入电压转换成直流输出电压，而提供至电子装置。输入接口通过交流输入端子接收交流输入电压。电源转换控制单元利用启动信号控制交流电转直流电转换器，且当电源转换装置未输出直流电压至电子装置时，电源转换控制单元关闭电源转换装置。当重启电路侦测到输入接口发生插入动作时，重启电路传送触发信号以启动进入关闭模式的电源转换控制单元。
【专利说明】电源转换装置
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种电源控制技术，且特别是有关于一种具有省电功能的电源转
换装置。
【背景技术】
[0002]现今消费型电子装置(例如，桌上型电脑(desktop computer)、笔记型电脑(notebook)、手机、数位相机、平板电脑)由于希望节省其重量，因此会以内藏电池或是利用外部的电源转换器来接收电力。换句话说，这些电子装置需要通过电源转换装置，例如交流电转直流电转换器(AC to DC adapter)，来提供其电源或对其内藏的电池进行充电。
[0003]对现有的电源供应系统而言，此电源转换装置为一种被动式设备。也就是说，当电源转换装置的输入端连接交流电源时，此电源转换装置被动地提供稳定的直流电源至与其相连接的电子装置。然而，一旦连接了交流电源，在没有连接电子装置或连接的电子装置关闭的情况下，现有的电源转换装置仍然会正常提供直流电源。因此，目前的电源转换装置无法依据所连接的电子装置的状态来调整输出的电源，从而造成许多无谓的电力消耗。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一电源转换装置，可通过来自电子装置的外部信号判断电子装置的状态，并据此动态开启或关闭电源转换装置，使得电源转换装置可有效地管理电力的消耗，达到省电节能的目的。
[0005]本发明提供一种电源转换装置。电源转换装置包括交流电转直流电转换器、输入接口、电源转换控制单元以及重启电路。交流电转直流电转换器耦接电子装置，并依据启动信号以将交流输入电压转换成直流输出电压而提供至电子装置。输入接口通过交流输入端子接收交流输入电压。电源转换控制单元耦接交流电转直流电转换器，并利用启动信号控制交流电转直流电转换器，其中当电源转换装置未输出直流输出电压至电子装置时关闭电源转换装置。重启电路耦接输入接口以及电源转换控制单元，其中当重启电路侦测到输入接口发生插入动作时，重启电路传送触发信号以启动进入关闭模式的电源转换控制单元。
[0006]在本发明的一实施例中，上述的电子装置包含控制器，且控制器用以输出与电子装置的状态相对应的外部信号。
[0007]在本发明的一实施例中，当上述的电子装置被开启时，电源转换控制单元依据外部信号以开启电源转换装置。
[0008]在本发明的一实施例中，上述的电源转换装置未输出直流输出电压至电子装置的情况包含电子装置被关闭或电源转换控制单元并未接收到外部信号。
[0009]在本发明的一实施例中，上述的电源转换控制单元包括逻辑电路以及计数器。逻辑电路依据外部信号输出启动信号至交流电转直流电转换器。计数器耦接重启电路及逻辑电路，用以从电源转换控制单元启动的时间开始计数，并且交流电转直流电转换器在预设期间内供应直流输出电压至电源转换装置的电源输出端，当经过预设期间后，电子装置仍被关闭或电源转换控制单元并未接收外部信号时，电源转换控制单元控制交流电转直流电转换器以停止供应直流输出电压，从而关闭电源转换装置。
[0010]在本发明的一实施例中，上述的电源转换控制单元更包括光耦合电路。光耦合电路耦接逻辑电路，用以接收并传递外部信号至该逻辑电路，以侦测电子装置的状态。
[0011]基于上述，本发明的实施例所述的电源转换装置与电子装置之间传递一外部信号，并以此外部信号做为表示电子装置本身状态的信号。据此，电源转换装置的电源转换控制单元可依据此外部信号判断电子装置的状态，并根据其电力需求动态开启或关闭电源转换装置，避免无谓的电力消耗以达到节能省电的目的。
[0012]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式做详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是依据本发明一实施例说明一种电源供应系统的方块图。
[0014]图2是依据本发明一实施例说明一种电源供应系统的信号时序图。
[0015]图3是依据本发明一实施例说明一种电源供应系统的信号时序图。
[0016]图4是依据本发明一实施例说明一种电源供应系统的信号时序图。
[0017]图5是依据本发明一实施例说明一种电源转换控制单元的示意图。
[0018]图6是依据本发明一实施例说明一种电源转换控制单元的电路图。
[0019]符号说明
[0020]100:电源供应系统
[0021]110:电源转换装置
[0022]120:电子装置
[0023]122:控制器
[0024]124:电池
[0025]130:交流电转直流电转换器
[0026]140:电源转换控制单元
[0027]142:计数器
[0028]144:逻辑电路
[0029]146:光耦合电路
[0030]150:重启电路
[0031]160:输入接口
[0032]AC_IN:交流输入电压
[0033]Cl ?C2:电容
[0034]Dl ?D2:二极体
[0035]DC_0UT:直流输出电压
[0036]DPl:发光二极体
[0037]DP2:光电二极体
[0038]GND:接地电位
[0039]Rl ?Rl 1:电阻[0040]Ql、Q5:PNP型双载子接面电晶体
[0041 ]Q2、Q4 =NMOS 场效电晶体
[0042]Q3 =NPN型双载子接面电晶体
[0043]S1:外部信号
[0044]S2:启动信号
[0045]S3:触发信号
[0046]td:预设时间
[0047]tl ?t6:时间
[0048]Sffl ?SW5:开关
[0049]Vin:驱动电压
【具体实施方式】
[0050]为了使电源供应系统避免无谓的电力消耗，本发明实施例提供一种电源转换装置。此电源转换装置与电子装置之间传递一外部信号，据此，电源转换装置便可以由外部信号得知所连接的电子装置的电力需求，进而动态开启或关闭，使电源转换装置可以提供适当符合需求的电源，达到省电的功效。
[0051]有关本发明实施例的技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式进行详细地说明。再者，凡可能之处，在图式及实施例中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。
[0052]图1是依据本发明一实施例说明一种电源供应系统100的方块图。请参照图1，电源供应系统100包括电子转换装置110以及电子装置120。于图1中，电子转换装置110包括交流电转直流电转换器130、电源转换控制单元140、重启电路150以及输入接口 160。电源转换控制单元140包括计数器142、逻辑电路144及光耦合电路146。逻辑电路144分别耦接计数器142及光耦合电路146。电子装置120包括控制器122及与其耦接的电池124。控制器122例如是嵌入式控制器(embedded controller,EC)或键盘控制器(keyboardC0ntr0ller，KBC)。电源转换控制单元140耦接交流电转直流电转换器130及电子装置120，藉以由来自电子装置120的外部信号SI判断电子装置120的状态，并据以发送启动信号S2至交流电转直流电转换器130来控制交流电转直流电转换器130，以将电子转换装置110开启或关闭。交流电转直流电转换器130则耦接电子装置120，用以依据启动信号S2将交流输入电压AC_IN转换成直流输出电压DC_0UT而提供至电子装置120。
[0053]图2是依据本发明一实施例说明一种电源供应系统的信号时序图，在图2中显示了外部信号S1、启动信号S2以及直流输出电压DC_0UT的作动，以下即配合图2举例说明图1中各项元件的作动。
[0054]请同时参照图1及图2，在本实施例中，当电源转换装置110未输出直流电压DC_OUT至电子装置120时，例如在电子装置120被关闭或电源转换控制单元140因未连接电子转换装置110等原因，并未接收到外部信号SI的情况下，电源转换控制单元140可以通过外部信号SI即时得知电子装置120的状态，并通过启动信号S2使交流电转直流电转换器130停止提供直流输出电压DC_0UT，以关闭电子转换装置110。
[0055]更具体来说，于图2中的时间t2时，电子装置120被关闭，控制器122停止使用外部信号SI (实际电位可为低电位)，并传递停止使用的外部信号SI至电源转换控制单元140，而电源转换控制单元140中的逻辑电路144亦可通过光耦合电路146侦测外部信号SI的电压电位而得知电子装置120被关闭或者未连接电子装置120。据此，于时间t2时，逻辑电路144亦停止使用启动信号S2(实际电位可为高电位)，使交流电转直流电转换器130停止提供直流输出电压DC_OUT，而关闭电子转换装置110。
[0056]另一方面，请继续参照图1及图2，当电子装置120被开启时，电源转换控制单元140亦可通过外部信号SI即时得知电子装置120的状态，并通过启动信号S2使交流电转直流电转换器130提供直流输出电压DC_0UT，以开启电子转换装置110。
[0057]更具体来说，于图2中的时间tl时，电子装置120被开启，控制器122使用外部信号SI (实际电位可为高电位)，并传递使用的外部信号SI至电源转换控制单元140，而电源转换控制单元140中的逻辑电路144亦可通过光耦合电路146侦测外部信号SI的电压电位而得知电子装置120被开启。据此，于时间tl时，逻辑电路144亦使用启动信号S2(实际电位可为低电位)，使交流电转直流电转换器130提供直流输出电压DC_0UT，而开启电子转换装置110。
[0058]在另一实施例中，图3与图4是依据本发明一实施例说明一种电源供应系统的信号时序图。在图3与图4中显示了输入接口 160、重启电路150、计数器142、外部信号S1、启动信号S2以及直流输出电压DC_0UT的作动，以下即配合图3与图4举例说明图1中各项元件的作动。
[0059]请先参照图1，图1中的输入接口 160是通过交流输入端子接收交流输入电压AC_IN。重启电路150耦接输入接口 160、交流电转直流电转换器130及电源转换控制单元140中的计数器142，用以侦测对于输入接口 160的插入动作，并且重启电路150亦将交流输入电压AC_IN输入至交流电转直流电转换器130。在另一实施例中，交流电转直流电转换器130亦可不耦接重启电路150，而直接耦接输入接口 160以接收交流输入电压AC_IN。
[0060]请同时参照图1与图3，举例来说，在电子装置120不具有电池124或者未连接电源转换装置110的情况下，于图3中时间t3时，重启电路150侦测到输入接口 160的交流输入端子被拔出。接着，于图3中时间t4时，重启电路150侦测到输入接口 160的交流输入端子被再度插入，并且将输入的交流输入电压AC_IN传送至交流电转直流电转换器130，使其开始提供直流输出电压DC_0UT以开启电子转换装置110。重启电路150亦可因侦测到输入接口 160的交流输入端子被再度插入，而在时间t4时通过触发信号S3来启动进入关闭模式的电源转换控制单元140，使计数器142于时间t4开始计数。当经过一段预设时间td(例如20秒)后，于图3中时间t5时，逻辑电路144可通过计数器142得知电源转换装置110已开启达预设时间td，此时若外部信号SI仍未使用(实际电位可为低电位)，表示电子装置120仍被关闭或未连接，则逻辑电路144可停止使用启动信号S2(实际电位可为高电位)，以控制交流电转直流电转换器130停止提供直流输出电压DC_0UT，而关闭电子转换装置110。
[0061]另一方面，请同时参照图1与图4，在电子转换装置110开启后，若在预设时间td内(时间t4到时间t5之间)，于时间t6时，电子装置120被开启，控制器122便使用外部信号SI (实际电位可为高电位)，则逻辑电路144亦可通过外部信号SI的电压电位而得知电子装置120被开启。据此，于时间t5时，即使计数器142计数以达预设时间td，逻辑电路144仍将启动信号S2维持使用(实际电位可为低电位)，使交流电转直流电转换器130持续提供直流输出电压DC_OUT。
[0062]图5是依据本发明一实施例说明一种电源转换控制单元140的示意图。请同时参照图1与图5，电源转换控制单元140包括开关SWl~SW5、电阻Rl~R3、电容Cl以及光耦合电路146，其中上述各开关、电阻及电容可构成图1中的计数器142及逻辑电路144。光耦合电路146包括发光二极体DPl及光电二极体DP2，当发光二极体DPl接受到高电位的电压而产生光源时，光电二极体DP2可通过接受光源而产生电流。请参照图5，于图5中，开关SWl的弟一端稱接驱动电压Vin。开关SW2的弟一端稱接开关SWl的控制端，而弟二端I禹接接地电位GND，控制端则耦接触发信号S3。开关SW3的第一端耦接接地电位GND，控制端耦接开关SW2的第一端与开关SWl的控制端。开关SW4的第一端耦接接地电位GND，控制端耦接开关SW3的第二端。开关SW5的第一端耦接开关SWl的第二端，控制端耦接开关SW4的第二端。电阻Rl的第一端耦接开关SWl的第二端，第二端耦接开关SW3的第二端与开关SM的控制端。电容Cl的第一端耦接电阻Rl的第二端，第二端耦接接地电位GND。电阻R2的第一端耦接开关SW5的第二端，第二端耦接光耦合电路146的光电二极体DP2并可产生启动信号S2。光耦合电路146的发光二极体DPl耦接外部信号S21。电阻R3的第一端耦接电阻R2的第二端,第二端耦接接地电位GND。
[0063]在本实施例中，开关SWl~SW5可为电晶体或其他具有开关功能的电子元件，另一方面，在本实施例中，开关SWl及开关SW5被设定为在控制端接收到低电位的信号(例如:逻辑值为O的信号)时使第一端与第二端进行导通，而开关SW2、开关SW3及开关SW4被设定为在控制端接收到高电位的信号(例如:逻辑值为I的信号)时使第一端与第二端进行导通。
[0064]以下请同时参考图1及图5对电源转换控制单元140的作动进行说明。举例来说，在电子装置120不具有电池124或者未连接电源转换装置110的情况下，当重启电路150侦测到输入接口 160发生插拔动作时，重启电路150输出高电位的触发信号S3至电源转换控制单元140中的开关SW2的控制端使其导通，藉以启动电源转换控制单元140。据此，开关SWl的控制端因开关SW2的导通而耦接接地电位GND，因而使开关SWl导通，并且使驱动电压Vin可通过电阻R2对电容Cl充电，以实现计数器142的功能。当电容Cl充电完毕后(例如经过20秒后)，开关SW4因控制端的高电位而导通，进而使开关SW5因控制端耦接接地电位GND而导通。因开关SW5的导通，启动信号S2依据驱动电压Vin跟电阻R2、R3的分压效应而停止使用(亦即，启动信号S2位于高电位)。据此，交流电转直流电转换器130可依据停止使用的启动信号S2 (高电位)而停止提供直流输出电压DC_0UT，来关闭电子转换装置110。
[0065]另一方面，请同时参考图1及图5，在电子装置120不具有电池124或者未连接电源转换装置110的情况下，在电容Cl充电完毕前，电子装置120可能因接收到交流电转直流电转换器130所提供的直流输出电压DC_0UT而开启，并产生使用的外部信号SI。依据使用的外部信号SI，光耦合电路146的发光二极体DPl可导通而发光，据以让光电二极体DP2导通，进而使启动信号S2因耦接接地电位GND而使用(低电位)。而且，即使在电容C充电完毕后，启动信号S2仍然因光电二极体DP2的导通而耦接接地电位GND，并保持使用(低电位)，交流电转直流电转换器130便可依据使用的启动信号S2 (低电位)而持续提供直流输出电压DC_0UT，从而保持开启电子转换装置110。[0066]为使本领域技术人员能更加了解本发明，以下将再举一实施例以详加说明。请参照图6，图6是依据本发明一实施例说明一种电源转换控制单元140的电路图。电源转换控制单元140包括电阻Rl?R11、电容Cl?C2、二极体Dl?D2、PNP型双载子接面电晶体QUNMOS场效电晶体Q2、NPN型双载子接面电晶体Q3、NM0S场效电晶体Q4、PNP型双载子接面电晶体Q5、发光二极体DPl以及光电二极体DP2。本实施例的部份作动方式与构件已揭示于上述实施例，故相同之处在此不予赘述。
[0067]与上述实施例不同的地方在于，于图6中将图2中的各开关以电晶体元件来实现，并且增加以下构件:二极体Dl的阳极耦接触发信号S3。电阻R4的第一端耦接二极体Dl的阴极。电阻R5的第一端耦接电阻R4的第二端。电阻R6的第一端耦接电阻R5的第二端，第二端耦接NMOS场效电晶体Q2的栅极。电阻R7的第一端耦接NMOS场效电晶体Q2的栅极，第二端耦接接地电位GND。二极体D2的阳极耦接接地电位GND，阴极耦接NMOS场效电晶体Q2的栅极。电容C2的第一端耦接二极体Dl的阴极，第二端耦接接地电位GND。电阻R8的第一端耦接PNP型双载子接面电晶体Ql的射极，第二端耦接PNP型双载子接面电晶体Ql的基极。电阻R9的第一端耦接PNP型双载子接面电晶体Ql的基极，第二端耦接NPN型双载子接面电晶体Q3的基极。电阻RlO的第一端耦接NPN型双载子接面电晶体Q3的集极，第二端耦接NMOS场效电晶体Q4的栅极。第十一电阻的第一端耦接NMOS场效电晶体Q4的漏极，第二端耦接NPN型双载子接面电晶体Q5的基极。
[0068]在实际应用上，在图6所示的电源转换控制单元140中，电容Cl的电容值可以选用10 μ F、电容C2的电容值可以选用10nF、电阻Rl的电阻值可以选用10ΜΩ、电阻R2的电阻值可以选用200ΚΩ、电阻R3的电阻值可以选用300ΚΩ、电阻R4?R6的电阻值可以选用
3.3ΜΩ、电阻R7的电阻值可以选用330kQ、电阻R8?R9的电阻值可以选用200k Ω、电阻RlO的电阻值可以选用10 Ω、电阻Rll的阻值可以选用200kQ。当然，在图3所示的电源转换控制单元140中，电容Cl?C2的电容值以及电阻Rl?Rll的电阻值皆可视实际设计及应用需求而调整。
[0069]综上所述，本发明的实施例所述的电源供应系统、电源转换装置及电子装置的电源控制方法，通过在电源转换装置与电子装置之间传递一外部信号以做为表示电子装置本身状态的信号。据此，电源转换装置中的电源转换控制单元便可依据此外部信号判断电子装置的状态，并根据其电力需求动态开启或关闭电源转换装置，而避免无谓的电力消耗以达到节能省电的目的。
[0070]虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属【技术领域】中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围以权利要求中所界定的内容为准。
【权利要求】
1.一电源转换装置，其特征在于，包括: 一交流电转直流电转换器，耦接一电子装置，依据该电子装置的一外部信号以将一交流输入电压转换成一直流输出电压而提供至该电子装置； 一输入接口，通过一交流输入端子接收该交流输入电压； 一电源转换控制单元，耦接该交流电转直流电转换器，其中当该电源转换装置未输出直流输出电压至该电子装置时关闭该电源转换装置；以及 一重启电路，耦接该输入接口以及该电源转换控制单元，其中当该重启电路侦测到该输入接口发生一插入动作时，该重启电路传送一触发信号以启动进入一关闭模式的该电源转换控制单元。
2.如权利要求1所述的电源转换装置，其特征在于，该电子装置包含一控制器且该控制器用以输出与该电子装置的状态相对应的该外部信号。
3.如权利要求2所述的电源转换装置，其特征在于，当该电子装置被开启时，该电源转换控制单元依据该外部信号以开启该电源转换装置。
4.如权利要求2所述的电源转换装置，其特征在于，该电源转换装置未输出直流输出电压至该电子装置的情况包含该电子装置被关闭或该电源转换控制单元并未接收到该外部信号。
5.如权利要求2所述的电源转换装置，其特征在于，该电源转换控制单元包括: 一逻辑电路，依据该外部信号输出一启动信号至该交流电转直流电转换器；以及 一计数器，耦接该重启电路及该逻辑电路，用以从该电源转换控制单元启动的时间开始计数，并且该交流电转直流电转换器在一预设期间内供应该直流输出电压至该电源转换装置的电源输出端， 当经过该预设期间后，该电子装置仍被关闭或该电源转换控制单元并未接收该外部信号时，该电源转换控制单元控制该交流电转直流电转换器以停止供应该直流输出电压，从而关闭该电源转换装置。
6.如权利要求5所述的电源转换装置，其特征在于，该电源转换控制单元更包括: 一光耦合电路，耦接该逻辑电路，用以接收并传递该外部信号至该逻辑电路，以侦测该电子装置的状态。
7.如权利要求6所述的电源转换装置，其特征在于，该电源转换控制单元包括: 一第一开关，其第一端稱接一驱动电压； 一第二开关，其第一端耦接该第一开关的控制端，而其第二端耦接一接地电位，而其控制端则稱接该重启电路； 一第三开关，其第一端耦接该接地电位，而其控制端耦接该第二开关的第一端与该第一开关的控制端； 一第四开关，其第一端耦接该接地电位，而其控制端耦接该第三开关的第二端； 一第五开关，其第一端耦接该第一开关的第二端，而其控制端耦接该第四开关的第二端; 一第一电阻，其第一端耦接该第一开关的第二端，而其第二端耦接该第三开关的第二端与该第四开关的控制端； 一第一电容，其第一端耦接该第 一电阻的第二端，而其第二端耦接该接地电位；一第二电阻，其第一端耦接该第五开关的第二端，而其第二端耦接该交流电转直流电转换器与该光耦合电路以产生该启动信号；以及 一第三电阻，其第一端耦接该第二电阻的第二端，而其第二端耦接该接地电位。
8.如权利要求7所述的电源转换装置，其特征在于，该电源转换控制单元更包括: 一第一二极体，其阳极耦接该重启电路； 一第四电阻，其第一端耦接该第一二极体的阴极； 一第五电阻，其第一端耦接该第四电阻的第二端； 一第六电阻，其第一端耦接该第五电阻的第二端，而其第二端耦接该第二开关的控制端; 一第七电阻，其第一端耦接该第二开关的控制端，而其第二端耦接该接地电位； 一第二二极体，其阳极耦接该接地电位，而阴极耦接该第二开关的控制端； 一第二电容，其第一端耦接该第一二极体的阴极，而其第二端耦接该接地电位； 一第八电阻，其第一端耦接该第一开关的第一端，而其第二端耦接该第一开关的控制端; 一第九电阻，其第一端耦接该第一开关的控制端，而其第二端耦接该第三开关的控制端;` 一第十电阻，其第一端耦接该第三开关的第二端，而其第二端耦接该第四开关的控制端；以及 一第十一电阻，其第一端耦接该第四开关的第二端，而其第二端耦接该第五开关的控制端。
【文档编号】H02M7/217GK103888001SQ201310698476
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2012年12月20日
【发明者】糜自强, 林医旬, 林修毅 申请人:仁宝电脑工业股份有限公司