专利名称：自动切换电路及具有自动切换功能的电源供应电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电源电路，尤指一种可自动判别输入交流电压而自动控 制电源电路的工作模式的自动控制电源电路及具有自动切换功能的电源供应 电路。
背景技术：
请参考图5所示，为一常用手动切换的整流倍压电路，其组成元件包含-一全桥整流器，由四个二极管D1 D4组成，其两输入端连接一交流输入 电源AC;
两输出电容C1、 C2，串联在该全桥整流器的两输出端之间。
前述整流倍压电路具有两种切换模式，分别是115Vac及230Vac，根据 交流输入电源的大小，使用者采用手动方式在这两种模式之间加以适时切换。
当交流输入电源为115V时，由于欲获得一较高的输出电压故须执行倍压 处理，故将开关切换至115Vac档位以操作在一整流倍压模式下，在交流输入 电压为正半周时，输入电源经过二极管D1的整流，对电容器C1充电，该电 容器C1被充电至一峰值电压。
请参考图6，当交流输入电源在负半周时，输入电源经过二极管D4的整 流，对电容器C2充电，使电容器C2升压至峰值电压，故最后总输出电压 Vdc为电容器Cl与C2的总和值^ = 2々.L 。
另一方面，若是交流输入电源本身即为230Vac时，便不须再进行倍压处 理，由全桥整流器处理后便可直接输出。此时，使用者将该开关切换至23()Vac 档位，操作在全波桥式整流下而产生一输出电压^ = V^^。
前述电路虽然可因应不同的交流输入电源大小产生一符合需求的输出电 压，但由于该电路是采用人为手动切换作业，在使用者误插市电交流电源时， 例如交流市电为230V但却转换到115Vac的档位，轻者造成电源供应器动作 异常，重者造成电源供应器损毁及人员受伤，故在实际应用方面具有一定的危险性。 发明内容鉴于传统是根据不同交流输入电源以手动切换整流倍压电路所衍生的操 作危险问题，本发明针对该缺点提供一种解决方案，以保障使用者人身安全 与电源供应器在工作时的安全稳定。本发明的目的是提供一种电源供应电路的自动切换电路，可根据交流输 入电源的规格而自动控制电源供应电路中的一切换开关，使该电源供应电路 能提供一符合要求的输出电压。为达成前述目的，该自动切换电路至少具有一第一 比较器与一开关信号 控制单元。该比较器具有第一输入端、第二输入端及一输出端，该第一输入 端连接一参考电压，第二输入端连接一交流输入电源的一端而产生一第--输入电压，该第一比较器根据第一输入电压与参考电压而决定其输出电压；该 开关信号控制单元连接该第一比较器的输出端，根据第一比较器的输出电压 而控制电源供应电路的切换开关。前述自动切换电路可进一步包含一第二比较器，第二比较器也具有第一 输入端、第二输入端及一输出端，该第二比较器的第一输入端连接该参考电 压，第二输入端连接交流输入电源的另一端，而在第二输入端产生一第二输 入电压，该第二比较器根据第二输入电压与参考电压而决定其输出电压，以 及，第二比较器的输出端连接该开关信号控制单元。本发明的另一个目的是提供一种具自动切换功能的电源供应电路，该电 源供应电路可判断交流输入电源的规格，控制一切换开关工作在一整流倍压 模式或是一全波整流模式，在毋须人为切换模式下提供一稳定的输出电压。为达成前述目的，该电源供应电路包含有一整流倍压电路及一 自动切换 电路，其中整流倍压电路具有一全桥整流器，该全桥整流器的第一、第二输入端连接一交流输入电源; 两输出电容，串联在该全桥整流器的两输出端之间； 一切换开关，其一端连接在该全桥整流器的第一输入端，该切换开关另 一端可切换至前述两输出电容的串连节点，或切换至一空接点；以及，该自动切换电路包含-一第一比较器，具有第一输入端、第二输入端及一输出端，该第一比较 器的第一输入端连接一参考电压，第二输入端连接交流输入电源的一端而产 生一第一输入电压，该第一比较器根据第一输入电压与参考电压而决定其输 出电压；一开关信号控制单元，其一输入端连接该第一比较器的输出端，根据第 一比较器的输出电压而控制该切换开关在串连节点和空接点之间切换。
图1为本发明第一实施例的详细电路图； 图2为本发明第二实施例的详细电路图；图3为本发明第三实施例的详细电路图； 图4为本发明第四实施例的详细电路图；图5为一常用手动切换的整流倍压电路于正半周工作的电路图； 图6为一常用手动切换的整流倍压电路于负半周工作的电路图。 图中，100 整流倍压电路 21 第一比较器 23 开关信号控制单元 AC 交流输入电源 Cl、 C2 输出电容具体实施方式
请参考图1所示，为本发明第一实施例的详细电路图，在一整流倍压电 路100上连接一自动切换电路200,该整流倍压电路100包含一全桥整流器，由四颗二极管D1 D4组成，其两输入端连接一交流输入电源AC;两输出电容C1、 C2，串联在该全桥整流器的两输出端之间； 一切换开关S1，其一端连接在该全桥整流器的其中一输入端，该切换开 关S1另一端可切换至前述两输出电容C1、 C2的串连节点a，或是切换至一 空接点b，此切换开关Sl可利用一继电器或一半导体元件构成。200 自动切换电路22 第二比较器22a、 22b、 22c 比较器D1 D6 二极管R1 R5 电阻该自动切换电路200则包含一第一比较器21，具有一非反向输入端、 一反向输入端及一输出端，该 反向输入端连接一参考电压Vref，非反向输入端上连接一第一分压器，该第 一分压器由第一电阻R1、第二电阻R2串连构成以提供该非反向输入端第一 输入电压VI，该第一电阻Rl的另一端通过一整流二极管D5连接到交流输 入电源AC的一端；一第二比较器22，具有一非反向输入端、 一反向输入端及一输出端:，该 反向输入端连接参考电压Vref，非反向输入端上连接一第二分压器，该第二 分压器由第三电阻R3、第四电阻R4串连构成以提供该非反向输入端第二输 入电压V2，该第三电阻R3的另一端通过另一整流二极管D6连接到交流输 入电源AC的另一端；一开关信号控制单元23，其输入端连接前述第一比较器21与第二比较 器22的输出端，该开关信号控制单元23的输出端则是控制该整流倍压电路 100中的切换开关S1。前述电路的工作原理如下当交流电压正半周经过二极管D5整流并经过第一分压器分压后，可在第一比较器21的非反向输入端产生第一输入电压 VI;同理，当交流电压负半周经过二极管D6整流并经过第二分压器分压后， 可在第二比较器22的非反向输入端获得第二输入电压V2。第一输入电压VI 与第二输入电压V2将决定两比较器21、 22的输出为一正饱和电压或是--负 饱和电压，两比较器21、 22输出的电压信号经过该开关信号控制单元23后， 直接控制切换开关S1。(一) 、当该交流输入电源AC的电压为115Vac时，交流电压经过二极 管D5、 D6整流并分别经过第一分压器、第二分压器分压而产生第一输入电 压VI及第二输入电压V2，由于VKVref且V2<Vref，所以两比较器21、 22的输出皆为负饱和电压，此负饱和电压经过开关信号控制单元23后，将 切换开关S1切换至输出电容C1、 C2的串连节点a点，因为切换开关S1是 连接于a点，所以整流倍压电路100的电路动作为整流倍压，因此获得一倍 压后的输出电压Vdc，此输出电压Vdc约为2xv^xll5-320r 。(二) 、当该交流输入电源AC的电压为230Vac时，交流电压经过D5、D6整流并分别经过第一分压器、第二分压器分压产生第一输入电压VI及第 二输入电压V2，由于Vl〉Vref或V2〉Vref，所以第一比较器21、第二比较 器22的输出端为正饱和电压，此正饱和电压经过开关信号控制单元23后， 将前述切换开关Sl切换至空接点b点，因为切换开关Sl是切换于b点，所 以整流倍压电路100的电路动作为全波桥式整流，可获得输出电压Vdc，此 输出电压值约为VJ x 230 320K 。请参考图2所示，为本发明第二实施例，与第一实施例差异之处在于该 自动切换电路200中仅使用一比较器22a，该比较器22a的反向输入端连接一 参考电压Vref，非反向输入端上连接一分压器，该分压器由三个电阻R5、 R3、R4依序串连构成，以提供该非反向输入端一输入电压V2，其中电阻R5 的另一端通过一整流二极管D5连接到交流输入电源AC的一端，电阻R5及 R3的串连节点通过另一整流二极管D6连接至交流输入电源AC的另外一端。此第二实施例的电路动作与第一实施例相同，皆是利用比较器22a的非 反向输入端的电压与参考电压比较，进而决定比较器22a是输出正饱和电压 或是负饱和电压，再通过该开关信号控制单元23控制切换开关Sl是欲切换 至节点a或节点b。图3为本发明第三实施例的电路图，该自动切换电路200中仅使用一比 较器22b，该比较器22b的反向输入端连接一参考电压Vref，非反向输入端 上连接一分压器，该分压器由二个电阻R3、 R4串连构成，以提供该非反向 输入端一输入电压V2,其中电阻R3的另一端通过一整流二极管D6连接到 交流输入电源AC的负端。图4为本发明第四实施例的电路图，其差异点仅在于比较器22c非反向 输入端的分压电阻R3，通过一整流二极管D5连接到交流输入电源AC的正 顿。前述第三、第四实施例也是以比较器22b的非反向输入端的电压与参考 电压比较，进而决定比较器22b、 22c是输出正饱和电压或是负饱和电压，再 通过该开关信号控制单元23控制切换开关Sl是欲切换至节点a或节点b。前述各实施例中的自动切换电路200可有效应用至各式交换式电源转换 器上，包含各种逆向式(Flyback)、顺向式(Forward)及桥式等转换器上，使各转换器的输入直流电压不因交流输入电压的不同有太大的变化。综上所述，本发明可自动侦测交流输入电压为何种规格，进而自动控制 整流倍压电路中的切换开关，使该整流倍压电路能自动在一整流倍压模式或 是一全桥整流模式下提供一符合需求的输出电压，无须以人为切换避免错误 操作所引起的危险。
权利要求
1. 一种电源供应电路的自动切换电路，该电源供应电路包含一切换开关，其特征在于，该自动切换电路包含一第一比较器，具有第一输入端、第二输入端及一输出端，该第一输入端连接一参考电压，第二输入端连接一交流输入电源的一端而产生一第一输入电压，该第一比较器根据第一输入电压与参考电压决定其输出电压；一开关信号控制单元，其一输入端连接该第一比较器的输出端，根据第一比较器的输出电压而控制电源供应电路的切换开关。
2. 根据权利要求l所述的电源供应电路的自动切换电路，其特征在于， 该第一比较器的第二输入端连接一第一分压器，该第一分压器连接该交流输 入电源而分压产生该第一输入电压。
3. 根据权利要求2所述的电源供应电路的自动切换电路，其特征在于， 该第一分压器通过一二极管连接该交流输入电源，该第一分压器由多个电阻 串联构成。
4. 根据权利要求1至3任意一项所述的电源供应电路的自动切换电路，其特征在于，该第一分压器连接该交流输入电源的两端。
5. 根据权利要求1至3任意一项所述的电源供应电路的自动切换电路， 其特征在于，该自动切换电路进一步包含一第二比较器，具有第一输入端、第二输入端及一输出端，该第二比较 器的第一输入端连接该参考电压，第二输入端连接交流输入电源的另一端， 而在第二输入端产生一第二输入电压，该第二比较器根据第二输入电压与参考电压而决定其输出电压。
6. 根据权利要求5所述的电源供应电路的自动切换电路，其特征在于， 该第二比较器的第二输入端连接一第二分压器，该第二分压器连接该交流输 入电源而分压产生该第二输入电压。
7. 根据权利要求6所述的电源供应电路的自动切换电路，该第二分压器通过一二极管连接该交流输入电源，该第二分压器由多个电阻串联构成。
8. —种具有自动切换功能的电源供应电路，其特征在于，包含一整流倍压电路包含一全桥整流器，该全桥整流器的第一、第二输入端连接一交流输入电源; 两输出电容，串联在该全桥整流器的两输出端之间；一切换幵关，其一端连接在该全桥整流器的第一输入端，该切换开关另 一端可切换至前述两输出电容的串连节点，或切换至一空接点； 一自动切换电路包含一第一比较器，具有第一输入端、第二输入端及一输出端，该第一比较 器的第一输入端连接一参考电压，第二输入端连接交流输入电源的一端而产 生一第一输入电压，该第一比较器根据第一输入电压与参考电压而决定其输 出电压；一开关信号控制单元，其一输入端连接该第一比较器的输出端，根据第 一比较器的输出电压而控制该切换开关在串连节点和空接点之间切换。
9. 根据权利要求8所述的具有自动切换功能的电源供应电路，其特征在 于，该自动切换电路的第一比较器的第二输入端连接一第一分压器，该第一 分压器连接该交流输入电源而分压产生该第一输入电压。
10. 根据权利要求9所述的具有自动切换功能的电源供应电路，其特征在于，该第一分压器通过一二极管连接该交流输入电源，该第一分压器由多个 电阻串联构成。
全文摘要
本发明是一种电源供应电路的自动切换电路及具有自动切换功能的电源供应电路，该电源供应电路中具有一决定工作模式的切换开关，该自动切换电路使用至少一比较器判断一交流输入电源的规格，并根据不同的交流输入电压产生不同准位的控制信号，该信号用于控制该切换开关，在无须人为切换的情况下，该电源供应电路仍可提供一符合要求的稳定输出电压。
文档编号H02M7/06GK101232170SQ200710008269
公开日2008年7月30日 申请日期2007年1月26日 优先权日2007年1月26日
发明者庄曜全, 李万千 申请人:固纬电子实业股份有限公司