专利名称：电源供应器及使用其的显像装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种电源供应器及使用其的显像装置，且特别是关于一种可自动调整
驱动电源的电源供应器及使用其的显像装置。
背景技术：
随着电子产业的蓬勃发展，现代社会愈趋依赖各式各样的电子产品的服务与功能来取代过去以人力执行的事务，藉以维持良好的生产效率。 然而，对于电子产品来说，电力的有效利用才是影响其是否具有良好生产效率的重要原因，并非人力。因此，一般在规划电子产品的电源控制系统时，都会依据欲驱动负载维持安全操作所需的电子环境条件，设定供给电源的电压、电流大小、频率等参数，以此来设计电源供应器执行外部电源与负载之间的电源处理程序，使其供给负载驱动电源。
然而，电源供应器的规格一旦设定之后，其所提供的驱动电源电子特性就维持一定。为了不受负载之间特性不同的影响，通常皆会使得电源供应器所提供的驱动电源比负载的操作电压高出许多，故而在输入电源与输出电源之间造成相当程度的功率浪费。如此不但影响整体效能，亦会产生许多废热，且延伸出散热问题亟需解决。因此，如何降低电源供应系统在电源供应与电源输出之间的功率浪费，一直是众所瞩目欲解决的问题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种电源供应器及使用其的显像装置，可依据负载的电子特性而自动调整驱动电源。 本发明的另一目的在于提供一种电源供应器及使用其的显像装置，可减少电源供应器输入电源与输出电源之间的功率浪费，以提升整体的效能。 依据本发明，提供一种电源供应器，以供电能予至少一负载，其包括转换电路及电压调节电路。转换电路包括控制单元、至少一第一开关组件及转换器。控制单元耦接第一开关组件以控制第一开关组件的导通与关闭，第一开关组件接收第一电源并输出第二电源，转换器接收第二电源并输出驱动电源以驱动负载。电压调节电路包括第一比较组件及触发单元。触发单元耦接第一比较组件与控制单元，第一比较组件分别耦接至转换器及负载以接收与驱动电源相关的驱动电源相关电压及与负载相关的负载相关电压。第一比较组件比较驱动电源相关电压及负载相关电压，并根据比较结果控制触发单元是否触发控制单元以控制第一开关组件的导通与关闭，进而调整驱动电源。 依据本发明，提供一种显像装置，接收影像数据，其包括成像模块、驱动电路及电源供应器。成像模块包括至少一负载，且成像模块依据影像数据投射影像。驱动电路依据驱动电源驱动负载。电源供应器供电能予负载，且其包括转换电路及电压调节电路。转换电路包括控制单元、至少一第一开关组件及转换器。控制单元耦接第一开关组件以控制第一开关组件的导通与关闭，第一开关组件接收第一电源并输出第二电源，转换器接收第二电源并输出驱动电源。电压调节电路包括第一比较组件及触发单元，触发单元耦接第一比较组件与控制单元，第一比较组件分别耦接至转换器及负载以接收与驱动电源相关的驱动电源相关电压及与负载相关的负载相关电压。第一比较组件比较驱动电源相关电压及负载相关电压，并根据比较结果控制触发单元是否触发控制单元以控制第一开关组件的导通与关闭，进而调整驱动电源。 在前述显像装置中，成像模块可另包括至少一调光组件及投影镜头以调节并投射
影像，驱动电路较佳可驱动负载发出一光，使得光经调光组件及投影镜头处理而投射出影
像。调光组件可为液晶面板、单晶硅液晶显示面板及数字微芯片装置的任意组合。 上述负载可为任意组件产生的负载，其可指系统内的总负载或是一或多个电子组
件的负载，较佳地，其可为发光二极管、有机发光二极管及雷射二极管的任意组合。控制单
元可为任意形式的控制组件，根据第一开关组件及转换器的架构，较佳是脉宽调变(P丽)
控制器。 上述第一开关组件可为任意的电子式或机械式开关组件，较佳为电子式开关组件，如晶体管、双极性晶体管、金属-氧化层-半导体场效晶体管或其它形式的电子式开关组件。第一开关组件可具有工作周期，因此当第一比较组件判断驱动电源相关电压大于负载相关电压时，第一比较组件可致使触发单元触发控制单元以减少第一开关组件的工作周期，甚至是关闭第一开关组件的工作周期，根据需求而定。当第一比较组件判断驱动电源相关电压小于或等于负载相关电压时，第一比较组件可使触发单元失能。 上述触发单元的触发机制并无限制，较佳是包括第二开关组件与耦合器，第二开关组件耦接耦合器，触发单元分别由第二开关组件与耦合器耦接第一比较组件与控制单元。第二开关组件可为任意的电子式或机械式开关组件，较佳为电子式开关组件，如晶体管、双极性晶体管、金属-氧化层-半导体场效晶体管或其它形式的电子式开关组件。耦合器可为通过光、电、声波、力完成耦合的任意耦合器，其实施例为光耦合器，其可包括电连接第二开关组件的发光二极管及电连接控制单元的光敏晶体管。因此当触发单元被致能时，第二开关组件会导通，发光二极管发光至光敏晶体管而触发控制单元减少或关闭第一开关组件的工作周期。 上述电压调节电路亦可包括第二比较组件，其二输入端可分别耦接至负载的两端以输出负载相关电压至第一比较组件。第一比较组件与第二比较组件皆可进行电压特性的比较，其较佳为运算放大器。其次，电压调节电路亦可包括至少一个二极管或至少一电阻以得到驱动电源相关电压或负载相关电压，二极管或电阻的连接方式并无限制，举例来说其一种连接方式是电阻电连接于第一 比较组件与转换器之间，二极管电连接于第一 比较组件与负载之间，使得驱动电源相关电压是驱动电源经电阻分压后产生，负载相关电压是负载两端电压降与二极管电压降的和；另一种连接方式是使得二极管电连接于转换器与电阻之间，电阻电连接第一比较组件，而让驱动电源相关电压是驱动电源与二极管电压降的差再经电阻分压后产生。 上述转换器可为任意型态的电源转换器，如隔离转换器、自耦转换器或谐振转换器等，较佳是双电感加单电容(LLC)串联谐振转换器。转换器可包括第一绕组、第二绕组及至少一整流二极管，第一绕组分别与第一开关组件电连接及与第二绕组耦接，整流二极管电连接于第二绕组，第一开关组件输出的第二电源施加于第一绕组，使第二绕组产生第三电源，整流二极管将第三电源整流以输出驱动电源。
因此，通过电压调节电路内的第一比较组件比较与驱动电源相关的驱动电源相关电压及与负载相关的负载相关电压，根据比较结果控制触发单元是否触发控制单元以控制至少一第一开关组件的导通与关闭，进而调整驱动电源的方式，而依据负载的电子特性自动调整驱动电源，以此减少电源供应器输入电源与输出电源之间的功率浪费，以提升整体的效能。
图1是本发明第一具体实施方式
显像装置的功能方块示意图。 图2是本发明第一具体实施方式
的转换电路32和电压调节电路33的架构示意图。 图3是本发明第二具体实施方式
电源供应器的电压调节电路的架构示意图。
图4是本发明第一具体实施方式
中第一开关组件的工作周期示意图。
具体实施例方式
下面将配合附图来说明本发明的具体实施方式
，然其仅是为了说明方便而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于此处的具体实施方式
。 首先请参考图1，图1是本发明第一具体实施方式
显像装置的功能方块示意图。在本具体实施方式
中，显像装置1接收影像数据，显像装置1包括成像模块10、驱动电路20及电源供应器30。显像装置1是以投影机为例，其中成像模块10依据接收到的影像数据投射出影像，其包括至少一负载11以及至少一调光组件12及投影镜头13等可选择性配置的组件。因此，此处的负载ll可为发光二极管，如红、绿、蓝三色发光二极管的任意组合，调光组件12则可为液晶面板、单晶硅液晶显示面板及数字微芯片装置的任意组合，投影镜头13则用以调整影像的光学特性，使其是清楚投射。 驱动电路20会依据驱动电源驱动负载11发出光，使得发出的光经光通路上的调光组件12及投影镜头13进行光学处理而投射出影像。驱动电路20的架构根据负载11的数目与电子特性而定，在此无须限定为何种形式的驱动电路20。 电源供应器30可供电能予负载ll，其包括可选择性配置的整流电路31及转换电路32和电压调节电路33。整流电路31可为桥接整流电路或其它形式的整流电路，其接收交流电源(AC)并将其处理为直流电源输出至转换电路32。 另请一并参考图2，图2是本发明第一具体实施方式
的转换电路32和电压调节电路33的架构示意图。如图2所示，转换电路32包括控制单元321、第一开关组件M1，M2及转换器323。在本具体实施方式
中，控制单元321是脉宽调变(P丽)控制器，如L6599芯片，第一开关组件M1， M2分别是金属-氧化层-半导体场效晶体管(MOS FET)，转换器323则是双电感加单电容(LLC)串联谐振转换器。依据此处所应用的控制单元321的规格、负载11的电子特性及所控制的转换器323种类不同，可设计出控制单元321接脚配置的多种组合，无需限制在此处例示性举出的其一配置方式。在此，控制单元321的第15接脚是耦接至第一开关组件M1的闸极，第11接脚则是耦接至第一开关组件M2的闸极，第5接脚则是耦接至光敏晶体管Tl，下面将会详细说明控制单元321与第一开关组件M1，M2及光敏晶体管T1之间的作动关系。 第一开关组件M1， M2接收来自整流电路31的直流电源Vin并输出第二电源至转 换器323。控制单元321控制第一开关组件M1， M2的导通与关闭并以此调整驱动电源VD， 如图4所示，第一开关组件Ml ， M2在控制单元321的控制之下各具有工作周期，第一开关组 件Ml是依照工作周期HVG作动，第一开关组件M2则是依照工作周期LVG作动，二者交替地 切换导通与关闭的时间以调整驱动电源VD的特性，如电压值。 转换器323包括第一绕组Wl、第二绕组W2及整流二极管Zl至Z6，第一绕组Wl分 别与第一开关组件M1，M2电连接并与第二绕组W2耦接。透过将第一开关组件M1，M2输出 的第二电源施加于第一绕组W1上，使得第二绕组W2产生第三电源，再借着电连接于第二绕 组W2的整流二极管Zl至Z6将此第三电源进行整流处理后，驱动电源VD即输出至驱动电路 20。此处的整流二极管Zl至Z6皆为齐纳二极管，因此可稳定驱动电源VD的电压值。如前 所述，驱动电路20接收驱动电源VD后即可依此驱动负载11发出光。 电压调节电路33包括第一比较组件0P1、触发单元331、电阻R1，R2及二极管Dl， D2。第一比较组件0P1是运算放大器，其具有二输入端及一输出端，其中第一比较组件0P1 的二输入端是分别耦接至转换器323及负载11，以接收与驱动电源VD相关的驱动电源相 关电压及与负载11相关的负载相关电压。触发单元331分别耦接至第一比较组件0P1与 控制单元321，在此的触发单元331包括彼此耦接的第二开关组件Ql与耦合器3311。第二 开关组件Q1是晶体管，其基极耦接至第一比较组件0P1的输出端，射极则是耦接至耦合器 3311。耦合器3311为光耦合器，其包括电连接第二开关组件Q1的发光二极管LED2及电连 接至控制单元321第5接脚的光敏晶体管Tl，光敏晶体管Tl可检知发光二极管LED2所发 出的光。电阻Rl， R2是彼此串联地电连接于第一比较组件0P1其一输入端与转换器323之 间，使得驱动电源相关电压是驱动电源VD经电阻R1，R2分压后产生。二极管D1，D2亦是彼 此串联地电连接于第一比较组件0P1的另一输入端与负载11之间，使得负载相关电压是负 载11两端电压降(Vt)与二极管D1， D2电压降的和。举一特定例子来说，可选用的二极管 Dl， D2操作电压和是1. 1伏特，因此负载相关电压即为Vt+1. 1伏特。 当第一比较组件0P1比较与驱动电源V。相关的驱动电源相关电压及与负载11相 关的一负载相关电压时，第一比较组件0P1会根据比较结果致能触发单元331触发控制单 元321，以控制第一开关组件M1，M2的导通与关闭，进而调整驱动电源V。。依据本实施例的 架构，较佳是在第一比较组件0P1判断驱动电源相关电压大于负载相关电压时，触发单元 331会被致能。第一比较组件0P1控制触发单元331的第二开关组件Ql基极的电压，使得 第二开关组件Q1的射极与集极导通。此时会使得与第二开关组件Q1射极耦接的发光二极 管LED2发出光至光敏晶体管Tl，从而改变控制单元321第5脚位的电子特性，因而触发控 制单元321控制第一开关组件M1， M2的导通与关闭的工作周期使其减少，甚至是关闭第一 开关组件M1， M2，使得转换器323往下调整驱动电源VD的电压值。然而，当第一比较组件 0P1判断驱动电源相关电压小于或等于负载相关电压时，第一比较组件0P1控制第二开关 组件Q1基极电压不使第二开关组件Q1导通，故而使触发单元331失能而不会对驱动电源 VD进行调整。对上述的特例来说，当驱动电源相关电压高于Vt+1. 1伏特时，即会自动往下 调整驱动电源VD的电压值，直至驱动电源VD的电压值被调整至Vt+1. 1伏特以下。因此，电 源供应器30可针对负载11电压特性的不同，如红、绿、蓝三色发光二极管的操作电压不同，而依据负载11的电子特性自动调整驱动电源VD，以此减少电源供应器30输入电源与输 出电源之间的功率浪费，而提升整体的效能。 另请参考图3，图3是本发明第二具体实施方式
电源供应器的电压调节电路的架 构示意图。在此为了简化说明，仅描述本具体实施方式
与第一具体实施方式
相异之处，相同 之处即不再赘叙。在本具体实施方式
中，本具体实施方式
的电压调节电路33的二极管D1， D2的设置位置是电连接于转换器与电连接第一比较组件0P1的电阻R1， R2之间，因此，驱 动电源相关电压是驱动电源VD与二极管D1， D2电压降的差再经电阻R1， R2分压后产生。 若以前述特例举例而言，此处的驱动电源相关电压即为((VD-1. 1) X (R2/R1+R2))伏特。其 次，电压调节电路33另包括第二比较组件0P2，第二比较组件0P2与第一 比较组件0P1—样 皆为运算放大器。第二比较组件0P2的二输入端分别耦接至负载11的两端，而第二比较组 件0P2的输出端则是耦接至第一比较组件0P1的一输入端。因此，第二比较组件0P2通过 对负载11两端的电压值进行比较以取得负载相关电压，并将之输出至第一比较组件0P1， 由第一比较组件0P1以类似第一具体实施方式
的方式对负载相关电压与驱动电源相关电 压进行比较，以根据比较结果控制触发单元是否触发控制单元以控制第一开关组件的导通 与关闭，进而调整驱动电源VD。 是故，由上述中可以得知，本发明通过电压调节电路内的第一比较组件比较与驱 动电源相关的驱动电源相关电压及与负载相关的负载相关电压，根据比较结果控制触发 单元是否触发控制单元以控制至少一第一开关组件的导通与关闭，进而调整驱动电源的方 式，而依据负载的电子特性自动调整驱动电源，以此减少电源供应器输入电源与输出电源 之间的功率浪费，以提升整体的效能。
权利要求
一种电源供应器，以供电能予至少一负载，其特征在于包括转换电路，包括控制单元、至少一第一开关组件及转换器，该控制单元耦接该至少一第一开关组件以控制该至少一第一开关组件的导通与关闭，该至少一第一开关组件接收第一电源并输出第二电源，该转换器接收该第二电源并输出驱动电源以驱动该至少一负载；以及电压调节电路，包括第一比较组件及触发单元，该触发单元耦接该第一比较组件与该控制单元，该第一比较组件分别耦接至该转换器及该至少一负载以接收与该驱动电源相关的驱动电源相关电压及与该至少一负载相关的负载相关电压，该第一比较组件比较该驱动电源相关电压及该负载相关电压并根据比较结果控制该触发单元是否触发该控制单元以控制该至少一第一开关组件的导通与关闭，进而调整该驱动电源。
2. 根据权利要求1所述的电源供应器，其特征在于所述至少一第一开关组件具有一工作周期，当该第一比较组件判断该驱动电源相关电压大于该负载相关电压时，该第一比较组件致能该触发单元触发该控制单元以减少该至少一第一开关组件的该工作周期。
3. 根据权利要求2所述的电源供应器，其特征在于当该触发单元被致能时，该控制单元被触发以关闭该至少一第一开关组件。
4. 根据权利要求1所述的电源供应器，其特征在于当该第一比较组件判断该驱动电源相关电压小于或等于该负载相关电压时，该第一比较组件使该触发单元失能。
5. 根据权利要求1所述的电源供应器，其特征在于所述触发单元包括第二开关组件与耦合器，该第二开关组件耦接该耦合器，该触发单元分别由该第二开关组件与该耦合器耦接该第一比较组件与该控制单元。
6. 根据权利要求5所述的电源供应器，其特征在于所述至少一第一开关组件具有一工作周期，该耦合器为光耦合器，该光耦合器包括电连接该第二开关组件的发光二极管及电连接该控制单元的光敏晶体管，当该触发单元被致能时，该第二开关组件导通，该发光二极管发光至该光敏晶体管而触发该控制单元减少该至少一第一开关组件的该工作周期。
7. 根据权利要求6所述的电源供应器，其特征在于当该触发单元被致能时，该控制单元被触发以关闭该至少一第一开关组件。
8. 根据权利要求1所述的电源供应器，其特征在于所述电压调节电路更包括第二比较组件，该第二比较组件的二输入端分别耦接至该至少一负载的两端以输出该负载相关电压至该第一比较组件。
9. 根据权利要求8所述的电源供应器，其特征在于所述第一比较组件及该第二比较组件皆为运算放大器，该第二开关组件为晶体管。
10. 根据权利要求1所述的电源供应器，其特征在于所述电压调节电路更包括至少一二极管及至少一电阻，该至少一二极管电连接于该转换器与该至少一电阻之间，该至少一电阻并电连接该第一 比较组件，该驱动电源相关电压是该驱动电源与该至少一二极管电压降的差再经该至少一电阻分压后产生；或者所述电压调节电路更包括至少一电阻，该至少一电阻电连接于该第一比较组件与该转换器之间，该驱动电源相关电压是该驱动电源经该至少一电阻分压后产生；或者所述电压调节电路更包括至少一二极管，该至少一二极管电连接于该第一比较组件与该至少一负载之间，该负载相关电压是该至少一负载两端电压降与该至少一二极管电压降的和。
11. 根据权利要求1所述的电源供应器，其特征在于所述转换器包括第一绕组、第二 绕组及至少一整流二极管，该第一绕组分别与该至少一第一开关组件电连接及与该第二绕 组耦接，该至少一整流二极管电连接于该第二绕组，该至少一第一开关组件输出的该第二 电源施加于该第一绕组，使该第二绕组产生第三电源，该至少一整流二极管将该第三电源 整流以输出该驱动电源。
12. 根据权利要求1所述的电源供应器，其特征在于所述控制单元为脉宽调变控制 器，该至少一第一开关组件为金属_氧化层_半导体场效晶体管，该转换器为双电感加单电 容串联谐振转换器。
13. 根据权利要求1所述的电源供应器，其特征在于所述至少一负载为发光二极管。
14. 一种显像装置，接收影像数据，其特征在于所述显像装置包括 成像模块，包括至少一负载，该成像模块依据该影像数据投射影像； 驱动电路，依据驱动电源驱动该至少一负载；以及如权利要求1至12中任意一项权利要求所述的电源供应器，供电能予该至少一负载。
15. 根据权利要求14所述的显像装置，其特征在于所述成像模块更包括至少一调光 组件及投影镜头，该驱动电路驱动该至少一负载发出光线，该光线经该至少一调光组件及 该投影镜头处理而投射该影像。
16. 根据权利要求15所述的显像装置，其特征在于所述至少一调光组件为液晶面板、 单晶硅液晶显示面板及数字微芯片装置的任意组合。
17. 根据权利要求14所述的显像装置，其特征在于所述至少一负载为发光二极管、有 机发光二极管及雷射二极管的任意组合。
全文摘要
本发明提供一种电源供应器及使用其的显像装置，通过电压调节电路内的第一比较组件比较与驱动电源相关的驱动电源相关电压及与负载相关的负载相关电压，根据比较结果控制触发单元是否触发控制单元以控制至少一第一开关组件的导通与关闭，进而调整驱动电源。本发明可依据负载自动调整驱动电源以提升整体效能。
文档编号H02M3/335GK101694964SQ20091020684
公开日2010年4月14日 申请日期2009年10月14日 优先权日2009年10月14日
发明者陈启仁 申请人:苏州佳世达电通有限公司;佳世达科技股份有限公司;