专利名称：输出电压可变的电源转换器的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种电源转换器(power adapter)，且特别是关于一种输出电 压可变的电源转换器。
背景技术：
传统电源转换器多属于输出电压固定的装置，在不同的应用场合中需要不同的电 源转换器提供电子装置电源。例如，出差时若需要携带手机、笔记本电脑等电子装置，则同 时可能需要携带用于手机、笔记本电脑等的电源转换器，因此往往需要携带各种不同的电 源转换器而造成不便。另外，若某电子装置不再使用后，遗留下来的该电子装置的电源转换 器亦无法使用于其他产品上，而造成资源的浪费。因此，目前市面上开始出现输出电压可变 的电源转换器的产品。图1为一种现有的输出电压可变的电源转换器的示意图。请参见图1，电源转换器 1包括电源转换单元11。电源转换单元11通过交流连接器(AC connector) 12接收例如市 电提供的交流电压，并将输入的交流电压转换成直流电压，且根据指拨开关13的档位来决 定直流电压的电平，然后通过直流连接器(DCcormector) 14输出直流电压以提供电子装置 电源。在本例中，指拨开关13的档位切换到19V，即电源转换单元11将输入的交流电压转 换成19V的直流电压。这种电源转换器1由于通过外部可见的指拨开关13的档位切换来改变输出电压， 难免会遇到在正常动作下发生人为误触所导致输出电压改变的问题，如此可能造成电子装 置的损坏。另外，机械式的指拨开关13还有使用寿命及可靠度的问题。
实用新型内容本实用新型的目的就是提出一种输出电压可变的电源转换器，可避免在正常动作 下发生人为误触所导致输出电压改变的问题，以提高电源供给的稳定性。本实用新型提出一种输出电压可变的电源转换器，包括切换式电源转换单元以及 多个连接头。切换式电源转换单元用以接收外部电源并将外部电源转换成直流电压，通过 第一输出端及第二输出端输出直流电压，其中外部电源例如是提供交流电压的交流电源。 切换式电源转换单元包括第一电阻器及第二电阻器，第一电阻器两端分别耦接至第一输出 端及第三输出端，第二电阻器两端分别耦接至第二输出端及第三输出端。切换式电源转换 单元根据第三输出端上的电压调整直流电压。每个连接头都具有第一至第三输入端、第四输出端及第五输出端，且每个连接头 皆包括第三电阻器及/或第四电阻器，第一输入端耦接至第四输出端，第二输入端耦接至 第五输出端，在此“第三电阻器及/或第四电阻器”表示其为“第三电阻器”、“第四电阻器” 及“第三电阻器及第四电阻器”三者其中之一。若第三电阻器存在，则第三电阻器两端分别 耦接至第二输入端及第三输入端。若第四电阻器存在，则第四电阻器两端分别耦接至第一 输入端及第三输入端。当一连接头耦接至切换式电源转换单元时，该连接头的第一输入端耦接至第一输出端，第二输入端耦接至第二输出端，第三输入端耦接至第三输出端，通过第四输出端及第五输出端输出输出电压。当不同的连接头耦接至切换式电源转换单元时输出不同的输出电压。[0008] 在本实用新型的一实施例中，每个连接头包括第一金属管1第二金属管1绝缘管1金属尖针以及第三电阻器及／或第四电阻器，其中第一金属管1第二金属管及绝缘管为中空管柱状结构。第一金属管的一端作为第一输入端而另一端作为第四输出端。第二金属管的一端作为第二输入端而另一端作为第五输出端。绝缘管提供第一金属管及第二金属管之间的绝缘。金属尖针的一端作为第三输入端而另一端耦接至第三电阻器的一端及／或第四电阻器的一端，若第三电阻器存在，则第三电阻器的另一端通过一孔洞耦接至第二金属管，若第四电阻器存在，则第四电阻器的另一端耦接至第一金属管。[0009] 本实用新型因在不同连接头内设置不同电阻值的第三电阻器及／或第四电阻器，使得不同的连接头耦接至切换式电源转换单元时通过连接头输出不同的输出电压。与现有的采用外部可见的指拨开关的档位切换来改变输出电压的电源转换器相比之下，本实用新型采用不同的连接头替换方式来改变输出电压的电源转换器可避免在正常动作下发生人为误触所导致输出电压改变的问题，以提高电源供给的稳定性。[OO10] 为让本实用新型的上述和其他目的1特征和优点能更明显易懂，下面列举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
[OO11] 图l为一种现有的输出电压可变的电源转换器的示意图。[OO12] 图2为依照本实用新型一实施例所画的输出电压可变的电源转换器的示意图。[OO13] 图3为依照本实用新型一实施例所画的输出电压可变的电源转换器的连接头的剖面示意图。[OO14] 图4为依照本实用新型一实施例所画的输出电压可变的电源转换器的电路图。[OO15] 图5为图4所示的连接头耦接至底座之后第三电阻器在不同电阻值下的输出电压的曲线图。[OO16] 图6及图7分别为图4所示的连接头的替代实施例的电路图。[OO17] [主要组件符号说明][OO18] l电源转换器11电源转换单元[OO19] 12交流连接器13指拨开关[0020] 14直流连接器2电源转换器[0021] 2l电源转换单元22123电源线[0022] 24交流连接器25底座[0023] 251~253第一至第三输出端26—28136146连接头[0024] 261~263第一至第三输入端2641265第四1第五输出端[0025] 26’直流连接器3l132第一1第二金属管[0026] 33绝缘管34金属尖针[0027] 35孔洞36137绝缘材料[0028] BDl桥式整流器Cl—C31CXl电容器[0029]Dl 二极管DZl 并联稳压器K:阴极端Li、LCl:电感器Ql 功率开关Rfl Rf4:第一至第四电阻器Vac 交流电压Vdc 直流电压(具调整性)
A:阳极端 R 参考端 OCl 光耦合器 R1、R2 电阻器 Tl 变压器
Vbus 直流电压(不具调整性) Vfb 反馈电压
DLl 发光二极管Vo、Vol、Vo2 输出电压具体实施方式
图2为依照本实用新型一实施例所画的输出电压可变的电源转换器的示意图。请 参见图2，电源转换器2包括切换式电源转换单元21、电源线22和23、交流连接器24、底座 25以及多个连接头26 28。切换式电源转换单元21通过电源线22耦接至交流连接器 24，利用交流连接器24接收例如市电提供的交流电压，再将输入的交流电压转换成直流电 压。切换式电源转换单元21通过电源线23耦接至底座25，并从连接头26 28中选择适 当的连接头插入底座25，例如根据电子装置的电源插座规格Ml及所需电源电压12V而选择 连接头26插入底座25，然后将由底座25及连接头26所组成的直流连接器26’插入电子装 置的电源插座，此时切换式电源转换单元21将通过直流连接器26’输出12V的直流电压以 提供电子装置电源。因此，本实用新型的电源转换器2采用不同的连接头替换方式来改变 输出电压，其电路原理将在后面叙述。图3为依照本实用新型一实施例所画的输出电压可变的电源转换器的连接头的 剖面示意图，在此以图2所示的连接头26为例。请参见图2及图3，连接头26的轴向剖面 图及径向剖面图分别如图3右上方及右下方所示。连接头26包括第一金属管31、第二金属 管32、绝缘管33、金属尖针34以及电阻器Rf3，其中第一金属管31、第二金属管32及绝缘 管33均为中空管柱状结构。第一金属管31的一端作为第一输入端261而另一端作为第四 输出端264，即第一输入端261耦接(或电性连接)至第四输出端264。第二金属管32的 一端作为第二输入端262而另一端作为第五输出端265，即第二输入端262耦接至第五输出 端265。绝缘管33提供第一金属管31和第二金属管32之间的绝缘。金属尖针34的一端 作为第三输入端263而另一端耦接至第三电阻器Rf3的一端，然后第三电阻器Rf3另一端 通过孔洞35耦接至第二金属管32，即第三电阻器Rf3两端分别耦接至第二输入端262 (或 第五输出端265)及第三输入端263，其中第三电阻器Rf3例如以带电阻物质或线圈构成。 第二金属管32外还包覆绝缘材料36以提供保护并可如图2所示在其上标注连接头26所 适用的电子装置的电源插座规格Ml及电源电压12V，以方便使用者选取。第一金属管31及 孔洞35内还填充绝缘材料37以固定及容置金属尖针34及电阻器Rf3。因此，连接头26具有第一输入端261、第二输入端262、第三输入端263、第四输出 端264及第五输出端265且包括第三电阻器Rf3，第一输入端261耦接至第四输出端264， 第二输入端262耦接至第五输出端265，电阻器Rf3两端分别耦接至第二输入端262及第三 输入端263。相应地，底座25具有第一输出端251、第二输出端252及第三输出端253。当连接头26耦接至底座25时，第一输入端261耦接至第一输出端251，第二输入端262耦接 至第二输出端252，第三输入端263耦接至第三输出端253，使连接头26通过底座25耦接 至切换式电源转换单元21，此时切换式电源转换单元21输出的直流电压Vdc输入连接头 26而通过连接头26的第四输出端264及第五输出端265输出输出电压Vo。虽然切换式电 源转换单元21输出的直流电压Vdc在设计时已经固定，但是通过将不同的连接头耦接至切 换式电源转换单元21而可输出不同的输出电压Vo ；在本例中，连接头26可提供12V的输 出电压Vo，连接头27和28可提供19V的输出电压Vo。图4为依照本实用新型一实施例所画的输出电压可变的电源转换器的电路图，在 此以图2所示的电源转换器2为例。请参见图2至图4，电源转换器2包括切换式电源转换 单元21、电源线22和23、交流连接器24、底座25以及多个连接头26 28，在此仅以连接 头26为例。切换式电源转换单元21通过电源线22耦接至交流连接器24以接收交流电压 Vac，再将输入的交流电压Vac转换成直流电压Vdc，然后切换式电源转换单元21通过电源 线23耦接至底座25以便通过底座25的第一输出端251及第二输出端252输出直流电压 Vdc。切换式电源转换单元21包括电磁干扰滤波器、整流电路、直流至直流转换器以及 电压反馈控制电路。电磁干扰滤波器通过电源线22耦接至交流连接器24以接收交流电压 Vac并用于抑制传导型电磁干扰；在本例中，电磁干扰滤波器包括电容器CXl及电感器LCl， 电容器CXl用于滤除差模噪声，电感器LCl用于滤除共模噪声。整流电路耦接至电磁干扰 滤波器并用于将经过电磁干扰滤波器的交流电压Vac转换成不具调整性的直流电压Vbus ； 在本例中，整流电路包括桥式整流器BDl及电容器Cl，交流电压Vac通过桥式整流器BDl整 流成脉动直流电压，再通过电容器Cl滤波为涟波较小的直流电压Vbus。直流至直流转换器耦接至整流电路并用于将直流电压Vbus转换成具调整性的直 流电压Vdc;在本例中，直流至直流转换器为反激式(flyback)直流至直流转换器，其包括 功率开关Q1、变压器Tl、二极管D1、电感器Ll及电容器C2，通过脉宽调制(Pulse Width Modulation，简称为PWM)控制器输出的PWM信号控制功率开关Ql的切换而将直流电压 Vbus转换成直流电压Vdc ；但并不以此为限，例如直流至直流转换器还可以是全桥式、半桥 式或正激式(forward)等的直流至直流转换器。电压反馈控制电路耦接至第三输出端253及直流至直流转换器并用于根据第三 输出端253上的电压(即反馈电压Vfb)调整直流电压Vdc ；在本例中，电压反馈控制电路包 括第一电阻器Rfl、第二电阻器Rf2、电阻器Rl和R3、电容器C3、光耦合器OCl及并联稳压 器DZ1。第一电阻器Rfl两端分别耦接至底座25的第一输出端251及第三输出端253，第 二电阻器Rf2两端分别耦接至底座25的第二输出端252及第三输出端253，即将直流电压 Vdc通过第一电阻器Rfl及第二电阻器Rf2分压而在第三输出端253上产生反馈电压Vfb， 再通过光耦合器OCl及并联稳压器DZl将反馈电压Vfb传回PWM控制器以控制功率开关Ql 的切换来调整直流电压Vdc。假设采用型号为TL431的具有2. 5V参考电压的齐纳并联稳压器DZ1，且第一电阻 器Rfl为100k Ω、第二电阻器Rf2为33. 3k Ω的设计，则切换式电源转换单元21输出的直 流电压Vdc在设计时已经固定为10V。这是因为当直流电压Vdc通过第一电阻器Rfl及第 二电阻器Rf2的分压(即第三输出端253上的电压或反馈电压Vfb)高于2. 5V时，并联稳压器DZl将因为参考端R电压高于2. 5V而使阳极端A及阴极端K导通，光耦合器OCl的发 光二极管DLl将因为有电流通过而发光，进而使PWM控制器控制功率开关Ql不导通以拉低 直流电压Vdc ；反之，当反馈电压Vfb低于2. 5V时，并联稳压器将因为其参考端R电压低于 2. 5V而使阳极端A及阴极端K不导通，光耦合器OCl的发光二极管DLl将因为没有电流通 过而不发光，进而使PWM控制器控制功率开关Ql导通以拉高直流电压Vdc。所以，反馈电 压Vfb相当于被稳定在2. 5V，由直流电压Vdc及反馈电压Vfb的关系式Vfb = VdcXRf2/ (Rfl+Rf2)可知直流电压Vdc则被稳定在10V。虽然直流电压Vdc在设计时已经固定为10V，但是在将连接头26耦接至底座 25之后直流电压Vdc将被改变，而且此时切换式电源转换单元21输出的直流电压Vdc 等于连接头26输出的输出电压Vo。这是因为原本直流电压Vdc及反馈电压Vfb的关 系式Vfb = VdcXRf2/(Rfl+Rf2)在将连接头26耦接至底座25之后将被改变为Vfb = VoX (Rf2 Rf3)/[Rfl+(Rf2 Rf3)]，其中(Rf2 Rf3) = (Rf2XRf3) / (Rf2+Rf3) 请参见 图5，其为图4所示的连接头26耦接至底座25之后第三电阻器Rf3在不同电阻值下的输出 电压Vo的曲线图，横坐标为第二电阻器Rf2及第三电阻器Rf3并联后的电阻值，其中第二 电阻器Rf2的电阻值已设计固定为33. 3k Ω，纵坐标为输出电压Vo。因此，可通过改变第三 电阻器Rf 3的电阻值来设计不同的连接头26，使得在将不同的连接头26耦接至底座25之 后可提供不同的输出电压Vo。图6及图7分别为图4所示的连接头26的替代实施例的电路图。请参见图3、图 6及图7，连接头36和46同样如图3所示由金属管31和32、绝缘管33及金属尖针34所组 成，因此连接头36和46与图3所示连接头26具有相同的输入端261 263及输出端264 和 265。请参见图6，连接头36内部包括第四电阻器Rf4，且第四电阻器Rf4两端分别耦 接至第一输入端261 (或第四输出端264)及第三输入端263。在将连接头36耦接至图4 所示的底座25之后所提供的输出电压Vol满足Vfb = VolXRf2/[(Rfl | Rf4)+Rf2]，其中 (Rfl I I Rf4) = (Rf IX Rf4)/(Rfl+Rf4)。因此，可通过改变第四电阻器Rf4的电阻值来设 计不同的连接头36，使得在将不同的连接头36耦接至底座25之后可提供不同的输出电压 Vol。请参见图7，连接头46内部包括第三电阻器Rf3及第四电阻器Rf4，且第三电阻 器Rf3两端分别耦接至第二输入端262 (或第五输出端265)及第三输入端263，第四电阻 器Rf4两端分别耦接至第一输入端261 (或第四输出端264)及第三输入端263。在将连接 头46耦接至图4所示的底座25之后所提供的输出电压Vo2满足Vfb = Vo2 X (Rf 2 | | Rf 3) / [(Rfl| |Rf4) + (Rf2| |Rf3)],其中(Rf2| |Rf3) = (Rf2 X Rf3)/(Rf2+Rf3), (Rfl| |Rf4)= (RflXRf4)/(Rfl+Rf4)。因此，可通过改变第三电阻器Rf3及/或第四电阻器Rf4的电阻 值来设计不同的连接头46，使得在将不同的连接头46耦接至底座25后可提供不同的输出 电压Vo2。综上所述，本实用新型因在不同连接头内设置不同电阻值的第三电阻器及/或第 四电阻器，使得不同的连接头耦接至切换式电源转换单元时通过连接头输出不同的输出电 压。与现有的采用外部可见的指拨开关的档位切换来改变输出电压的电源转换器相比之 下，本实用新型采用不同的连接头替换方式来改变输出电压的电源转换器可避免在正常动作下发生人为误触所导致输出电压改变的问题，以提高电源供给的稳定性。 虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但其并非用于限定本实用新型，本领 域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，所作的其它等效变化或修饰，均应包 括在本实用新型的保护范围内。
权利要求一种输出电压可变的电源转换器，其特征在于，包括一切换式电源转换单元，用于接收一外部电源并将该外部电源转换成一直流电压，通过一第一输出端及一第二输出端输出该直流电压，该切换式电源转换单元包括一第一电阻器及一第二电阻器，该第一电阻器两端分别耦接至该第一输出端及一第三输出端，该第二电阻器两端分别耦接至该第二输出端及该第三输出端，该切换式电源转换单元根据该第三输出端上的电压调整该直流电压；多个连接头，其中每个连接头都具有一第一至一第三输入端、一第四输出端及一第五输出端，且每个连接头都包括一第三电阻器及/或一第四电阻器，该第一输入端耦接至该第四输出端，该第二输入端耦接至该第五输出端，该第三电阻器两端分别耦接至该第二输入端及该第三输入端，该第四电阻器两端分别耦接至该第一输入端及该第三输入端，当一连接头耦接至该切换式电源转换单元时，该连接头的该第一输入端耦接至该第一输出端，该第二输入端耦接至该第二输出端，该第三输入端耦接至该第三输出端，通过该第四输出端及该第五输出端输出一输出电压，且当不同的连接头耦接至该切换式电源转换单元时输出不同的输出电压。
2.如权利要求1所述的输出电压可变的电源转换器，其特征在于，其中该外部电源包 括提供一交流电压的交流电源。
3.如权利要求2所述的输出电压可变的电源转换器，其特征在于，其中该切换式电源 转换单元包括一电磁干扰滤波器、一整流电路、一直流至直流转换器以及一电压反馈控制 电路，该电磁干扰滤波器耦接以接收该交流电压并用于抑制传导型电磁干扰，该整流电路 耦接至该电磁干扰滤波器并用于将经过该电磁干扰滤波器的该交流电压转换成一不具调 整性的直流电压，该直流至直流转换器耦接至该整流电路并用于将该不具调整性的直流电 压转换成具调整性的该直流电压，该电压反馈控制电路耦接至该第三输出端及该直流至直 流转换器并用于根据该第三输出端上的电压调整该直流电压。
4.如权利要求3所述的输出电压可变的电源转换器，其特征在于，其中该直流至直流 转换器包括一全桥式、半桥式、正激式或反激式直流至直流转换器。
5.如权利要求1所述的输出电压可变的电源转换器，其特征在于，其中每个连接头包 括一第一金属管、一第二金属管、一绝缘管、一金属尖针以及该第三电阻器及/或该第四电 阻器，该第一金属管、该第二金属管及该绝缘管为中空管柱状结构，该第一金属管的一端作 为该第一输入端而另一端作为该第四输出端，该第二金属管的一端作为该第二输入端而另 一端作为该第五输出端，该绝缘管提供该第一金属管及该第二金属管之间的绝缘，该金属 尖针的一端作为该第三输入端而另一端耦接至该第三电阻器的一端及/或该第四电阻器 的一端，该第三电阻器的另一端通过一孔洞耦接至该第二金属管，该第四电阻器的另一端 耦接至该第一金属管。
专利摘要一种电源转换器，包括切换式电源转换单元及多个连接头。电源转换单元将外部电源转换成直流电压通过第一及第二输出端输出。电源转换单元包括第一及第二电阻器，第一电阻器两端分别耦接第一及第三输出端，第二电阻器两端分别耦接第二及第三输出端。电源转换单元根据第三输出端上的电压调整直流电压。每个连接头都具有第一至第三输入端、第四及第五输出端且都包括第三及/或第四电阻器，第一及第二输入端分别耦接第四及第五输出端，第三电阻器两端分别耦接第二及第三输入端，第四电阻器两端分别耦接第一及第三输入端。当不同的连接头耦接切换式电源转换单元时通过第四及第五输出端输出不同的输出电压。由此可避免人为误触，提高电源供给稳定性。
文档编号H01R13/66GK201726322SQ20102017636
公开日2011年1月26日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者李振强, 林立韦 申请人:冠捷投资有限公司