专利名称：电源供应器及使用此电源供应器的计算机装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电源供应器，特别涉及一种由检测计算机主机所提供的外部电源以启动显示器的电源供应器。
目前，大部分的计算机产品及周边装置均采用切换式电源(switchingpower)，其利用脉冲调变(pulse width modulation)控制集成电路(IC)来做为电源控制线路。一般此类脉冲调变控制IC都必须有足够的电压及电流才得以启动，例如3842、及3844系列的IC控制器，因此需要一启动电路使IC能够正常动作。然而，启动电路仅在启动电路时使用，在IC启动以后，即改由辅助电源来供应后续操作的电力，此时该启动电路反而成为无用且消耗功率的累赘。
图1表示一传统电源供应器的线路方块图，在此图中输出电压的回授稳压控制线路则省略不予图示以精简发明。如图1所示，一整流器1，例如桥式整流器，将交流输入电压转换成为直流电压。一整流电容器2，用以降低直流电压的脉动(ripple)电压。上述直流电压通过启动电阻3充电启动电容器4而启动电源控制芯片5(在此以3842控制器为例)，当电源控制芯片5启动后，输出一高频脉冲信号至控制晶体管6(在此以N型金属氧化物半导体晶体管NMOS为例)的栅极，藉以使得控制晶体管6进行快速的切换动作。变压器7，包含第一绕组7a(或称主要绕组)、第二绕组7b、及第三绕组7c，其中第一绕组7a耦接至NMOS晶体管6的漏极，由上述控制晶体管6的动作，使得第一绕组7a的磁通量发生变化，因而第二绕组7b、及第三绕组7c分别感应得到一高频脉冲电压。第二绕组7b所感应的脉冲电压经一输出二极管9整流、及一输出电容器10降低脉动后，作为电源供应器的输出，而第三绕组7c所感应的脉冲电压经一辅助二极管8整流及启动电容器4降低脉动后提供至电源控制芯片5，而电源控制芯片5即由此电源做为其工作的驱动电压。
上述电源供应器的工作原理如下，当上述电源供应器输入交流电压时，交流电压经整流器1、及整流电容器2转换成为直流电压，而此直流电压经由启动电阻3而对启动电容器4充电，随着A端点直流电压的增加，B端点的电压电位亦随之升高。当B端点的电压到达一特定电压时(以3842控制器为例是16V)电源控制芯片5将会启动而输出一高频脉冲信号。控制晶体管6在接受上述高频信号后，进行切换动作，以便将第一绕组7a所存储的电力转换至第二绕组7b、及第三绕组7c。第二绕组7b所感应的脉冲电压经一输出二极管9整流、及一输出电容器10降低脉动后藉以作为电源供应器的输出以供其他线路(未图示)操作。第三绕组7c所感应的脉冲电压经辅助二极管8整流及启动电容器4降低脉动后，提供至电源控制芯片5使其得以操作。
由上可知，电源供应器在输入交流电压之初，启动电源控制芯片5所需的电压是由直流电压经启动电阻对启动电容器4充电而提供，而控制晶体管6开始进行其切换动作后，电源控制芯片5工作所需的电压则由变压器7的第三绕组7c所提供。然而，在启动电阻上流通电流将造成额外功率的损耗。启动电阻3的功率消耗可计算如下(以电源控制线路是3842控制器为例)。
一般计算机及其周边装置的输入电源规格为交流电压90V～264V之间，当交流输入电压为最低90V时，经由整流器1、及整流电容器2得到的直流电压约为90V×1.414＝127.6V，3842控制器所需的启动电流最少为1mA，因此启动电阻3的最大阻值为(DC电压-启动电压)/1mA＝(127.26V-16V)2/1mA＝111260Ω；当交流输入电压为最高264V时，经由整流器1、及整流电容器2得到的直流电压约为264V×1.414＝373.296V，因为3842控制器启动后只需10V以上的工作电压，所以启动电阻3的功率消耗为(DC电压-工作电压)2/(启动电阻值)＝(373.296V-10V)/111260Ω＝1.18W。一般计算机及其周边设备所必备的省电功能(power saving function)均要求在省电模式(off-mode)下的功率消耗需小于3W，而上述约1.18W的消耗常使得无法达到在DPMS的模式中，功率消耗小于3W的标准。
然而，公知技术可以降低启动电阻的功率消耗，但是无法配合省电IC动作，而进行快速再启动(restart)。现今的电源供应器常需要配合省电IC(power saving IC)在其DPMS模式下操作，一般是由省电IC控制切断一些暂不使用线路的电源，例如荧光屏的水平、及垂直扫描信号，但是电源供应器又必须能够继续供应省电IC所需的约+5V电压、及约数10mA电流的输出。为了满足此项要求，若让电源供应器持续动作，仅将其他输出切断而留下+5V输出给省电IC(如此水平、垂直信号恢复时才能自动回复)则无法达到功率消耗需低于3W的规格要求。如此一来，并无法确实达到省电的效果，显示需要改进上述电路结构以确实达到省电的目的。
由此，本发明主要目的是为提供一种电源供应器，其根据主机在一般模式下所输出的电源信号而运作。当主机进入DPMS模式时，会中断输出至显示器的电源信号，而此时显示器的电源供应器即随之停止操作，达到确实节省电力的目的，并可以简化电路的复杂度以及降低制造成本。
为获致上述的目的，本发明提出一种电源供应器，适用于根据由外部输入的一第一信号而控制上述电源供应器的一输出电源，包括一整流装置，用以提供一直流电源；一电源变压器，用以接收上述直流电源，并输出上述输出电源及一第二信号；一电源控制电路，用以根据上述第二信号而控制上述电源变压器的输出电源的大小；及一开关装置，当检测到上述第一信号时，则导通，从而提供上述第二信号至上述电源控制电路。
另外，本发明的另一目的，在于提供一种计算机装置，包括一主机，用以提供一第一信号；及一显示器，具有一电源供应器，根据上述第一信号而输出一输出电源以供上述显示器使用，其中上述电源供应器包括一整流装置，用以提供一直流电源；一电源变压器，用以接收上述直流电源，并输出上述输出电源及一第二信号；一电源控制电路，用以根据上述第二信号而控制上述电源变压器的输出电源的大小；及一开关装置，当检测到上述第一信号时，则导通，从而提供上述第二信号至上述电源控制电路。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图，作详细说明。
图1是显示一传统电源供应器的线路方块图。
图2是显示根据本发明实施例电源供应器的线路方块图。
图3是显示根据本发明实施例中计算机主机及显示器的外观图。
参照图2，图2表示根据本发明实施例的电路方块图。为简化起见，在图2中输出电压的回授稳压控制线路则省略不予图示，其中与公知传统技术相同的元件以相同的符号标示。
如图2所示，整流装置11，包括一桥式整流器1及一电容器2，用以将外部提供的交流电源整流为直流电源。电源变压器7，包括第一绕组7a、第二绕组7b及第三绕组7c。电源控制电路12，包括电源控制芯片5及控制晶体管6，在此以上述控制晶体管6为一NMOS晶体管，而上述电源控制芯片5可为集成电路型号3842及3844系列中的一集成电路为例。电源控制芯片5输出切换信号以开关切换控制晶体管6，藉以使电源变压器7第一绕组7a的电流发生变化而分别在第二绕组7b及第三绕组7c产生感应电压以分别产生输出电源。开关装置13，在此为一继电器，用以检测计算机主机(未图示)所提供的电源信号Vin，此电源信号Vin是由如图3所示的主机31，经由序列传输线传送至显示器32内部的电源供应器。当开关装置13检测到上述电源信号Vin时，则导通，从而提供第三绕组7c所产生的电压至电源控制电路12。此处是以开关装置13检测到上述电源信号Vin存在时则导通为例，当然反之，若以开关装置13检测不到上述电源信号Vin存在时则导通亦为可行，在此不再赘述。再者，在本实施例中，上述开关装置13是根据主机31所提供的电源信号Vin而改变其导通或关闭的状态，本发明的开关装置13能够检测任何由主机31所发出的信号而改变其导通或关闭的状态。电源变压器7的第三绕组7c及开关装置13之间，具有一保护二极管8，其正极是耦接至电源变压器7的第三绕组7c，而负极是耦接至开关装置13。启动电路14，由多个电阻3及电容4所组成。
上述电源供应器的工作原理如下所述，在此预设计算机主机31是操作在一般模式，因此其提供一电源信号Vin至显示器32以导通开关装置13。当显示器32内部的电源供应器接收交流电压时，交流电压经整流器1、及整流电容器2转换成为直流电压，而上述直流电压经由启动电路14提供至电源控制芯片5，将会启动电源控制芯片5以提供一高频脉冲信号至控制晶体管6。控制晶体管6接受上述高频信号而进行切换动作，藉以将能量转换至第二绕组7b、及第三绕组7c。第二绕组7b所感应的脉冲电压经一输出二极管9整流、及一输出电容器10降低脉动后藉以作为电源供应器的输出，以供给其他线路(未图示)动作所需。
当主机31操作在省电模式(DPMS)时，此时计算机主机不再提供电源信号Vin，因此开关装置13关闭而导致电源控制芯片5因为无法接收到驱动电源而停止动作，因为电源控制芯片5的失能，造成控制开关6无法切换操作而导致电源变压器7无法产生感应电压，而外部交流电源也因为此电源供应器缺乏电流通路而无法输入至此电源供应器。因此不再有电力消耗。
通过上述电路的设计，当主机31操作在省电模式(DPMS)时，电源供应器即停止操作。不仅如此，其内部其他的电路元件也不再消耗电力，解决了传统技术的缺点。
本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求范围所界定的为准。
权利要求
1.一种电源供应器，适用于根据由外部输入的一第一信号而控制上述电源供应器的一输出电源，该供应器包括一整流装置，用以提供一直流电源；一电源变压器，用以接收所述直流电源，并输出所述输出电源及一第二信号；一电源控制电路，用以根据所述第二信号而控制所述电源变压器的输出电源；及一开关装置，该开关装置是依据所述第一信号的状态，将所述第二信号关闭或导通至所述电源控制电路。
2.如权利要求1所述的电源供应器，其中所述第一信号为电源信号。
3.如权利要求2所述的电源供应器，其中所述电源控制电路包括一电源控制芯片，耦接于所述开关装置；及一控制晶体管，耦接于所述电源控制芯片及电源变压器之间，用以根据所述电源控制芯片所输出的切换信号而开关切换以控制所述电源变压器的输出电压大小。
4.如权利要求3所述的电源供应器，其中所述控制晶体管为一NMOS晶体管。
5.如权利要求3所述的电源供应器，其中所述电源控制芯片可为集成电路型号3842、及3844系列中的一集成电路。
6.如权利要求3所述的电源供应器，其中所述电源变压器包括一第一绕组、一第二绕组及第三绕组，其中所述直流电源是施加在所述第一绕组及控制晶体管上，并通过所述控制晶体管的切换动作使得所述第二绕组及第三绕组分别产生所述输出电源及第二信号。
7.如权利要求6所述的电源供应器，还包括一保护二极管，所述保护二极管的正极耦接至所述电源变压器的第三绕组，而负极耦接至所述开关装置。
8.如权利要求7所述的电源供应器，其中所述整流装置包括一桥式整流器及一电容器。
9.如权利要求7所述的电源供应器，其中所述开关装置为一继电器。
10.如权利要求7所述的电源供应器，还包括一启动电路，由接受所述直流电源的多个电阻及受所述直流电源充电的电容所组成。
11.一种计算机装置，包括一主机，用以提供一第一信号；及一显示器，具有一电源供应器，根据所述第一信号而输出一输出电源以供所述显示器使用，其中所述电源供应器包括一整流装置，用以提供一直流电源；一电源变压器，用以接收所述直流电源，并输出所述输出电源及一第二信号；一电源控制电路，用以根据所述第二信号而控制所述电源变压器的输出电源的大小；及一开关装置，该开关装置是依据所述第一信号的状态，将所述第二信号关闭或导通至所述电源控制电路。
12.如权利要求11所述的计算机装置，其中所述第一信号为电源信号。
13.如权利要求12所述的计算机装置，其中所述电源控制电路包括一电源控制芯片，耦接于所述开关装置；及一控制晶体管，耦接于所述电源控制芯片及电源变压器之间，用以根据所述电源控制芯片所输出的切换信号而开关切换以控制所述电源变压器的输出电压大小。
14.如权利要求13所述的计算机装置，其中所述控制晶体管为一NMOS晶体管。
15.如权利要求13所述的计算机装置，其中所述电源控制芯片可为集成电路型号3842、及3844系列中的一集成电路。
16.如权利要求13所述的计算机装置，其中所述电源变压器包括一第一绕组、一第二绕组及第三绕组，其中所述直流电源是施加在所述第一绕组及控制晶体管上，并通过所述控制晶体管的切换动作使得所述第二绕组及第三绕组分别产生所述输出电源及第二信号。
17.如权利要求16所述的计算机装置，还包括一保护二极管，所述保护二极管的正极耦接至所述电源变压器的第三绕组，而负极耦接至所述开关装置。
18.如权利要求16所述的计算机装置，其中所述整流装置包括一桥式整流器及一电容器。
19.如权利要求16所述的计算机装置，其中所述开关装置为一继电器。
20.如权利要求16所述的计算机装置，还包括一启动电路，由接受所述直流电源的多个电阻及受所述直流电源充电的电容所组成。
21.一种显示器装置，连接于一可提供一第一信号的一主机，所述显示器装置包括一电源供应器，根据所述第一信号而输出一输出电源以供所述显示器使用，其中所述电源供应器包括一整流装置，用以提供一直流电源；一电源变压器，用以接收所述直流电源，并输出所述输出电源及一第二信号；一电源控制电路，用以根据所述第二信号而控制所述电源变压器的输出电源的大小；及一开关装置，该开关装置是依据所述第一信号的状态，将所述第二信号关闭或导通至所述电源控制电路。
22.如权利要求21所述的显示器装置，其中所述第一信号为电源信号。
23.如权利要求22所述的显示器装置，其中所述电源控制电路包括一电源控制芯片，耦接于所述开关装置；及一控制晶体管，耦接于所述电源控制芯片及电源变压器之间，用以根据所述电源控制芯片所输出的切换信号而开关切换以控制所述电源变压器的输出电压大小。
24.如权利要求23所述的显示器装置，其中所述控制晶体管为一NMOS晶体管。
25.如权利要求23所述的显示器装置，其中所述电源控制芯片可为集成电路型号3842、及3844系列中的一集成电路。
26.如权利要求23所述的显示器装置，其中所述电源变压器包括一第一绕组、一第二绕组及第三绕组，其中所述直流电源是施加在所述第一绕组及控制晶体管上，并通过所述控制晶体管的切换动作使得所述第二绕组及第三绕组分别产生所述输出电源及第二信号。
27.如权利要求26所述的显示器装置，还包括一保护二极管，所述保护二极管的正极耦接至所述电源变压器的第三绕组，而负极耦接至所述开关装置。
28.如权利要求26所述的显示器装置，其中所述整流装置包括一桥式整流器及一电容器。
29.如权利要求26所述的显示器装置，其中所述开关装置为一继电器。
30.如权利要求26所述的显示器装置，还包括一启动电路，由接受所述直流电源的多个电阻及受所述直流电源充电的电容所组成。
全文摘要
电源供应器,适用于根据由计算机主机所输入的第一信号控制电源供应器的电源输出,包括提供直流电源的整流装置、接收所述直流电源,并输出所述输出电源及第二信号的电源变压器、根据所述第二信号而控制所述电源变压器的输出电源的电源控制电路、及一开关装置,当检测到所述第一信号时,则导通而提供所述第二信号以驱动所述电源控制电路,继而使所述电源供应器得以正常工作,由此使电源供应器能根据计算机主机状态动作。
文档编号H02M7/537GK1344056SQ00128690
公开日2002年4月10日 申请日期2000年9月20日 优先权日2000年9月20日
发明者吴宗训, 陈专助 申请人:明碁电通股份有限公司