[发明专利]电源供应器及使用此电源供应器的计算机装置

说明书

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。