CN101847937A

CN101847937A - 电源模块

Info

Publication number: CN101847937A
Application number: CN200910301157A
Authority: CN
Inventors: 鲁建辉
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2010-09-29
Also published as: US20100246229A1; US8072786B2

Abstract

一种电源模块包括整流滤波单元、功率因数校正单元、控制单元、电压变换单元、开关单元及指令输入端。整流滤波单元用于对从交流电源输入的交流电进行整流和滤波，以产生初级直流电。功率因数校正单元用于对该初级直流电进行功率因数校正。电压变换单元具有负载电源端和主电源端，其用于将经功率因数校正后的初级直流电变换为负载直流电和主直流电，并通过负载电源端和主电源端分别输出该负载直流电和主直流电。主直流电被提供给控制单元，控制单元用于在指令输入端接收到省电指令时控制功率因数校正单元停止工作。开关单元连接于电压变换单元和负载之间，其用于在指令输入端接收到省电指令时，切断电压变换单元的负载电源端与负载之间的电源供应。

Description

电源模块

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种电源模块。

背景技术

电源模块已被广泛应用于各种电子设备，如电视机、计算机、DVD播放机等中，其作用在于将外部220V交流电转换为直流电，以提供给负载。

电源模块通常包括整流滤波单元、功率因数校正(PFC，Power Factor Correction)单元、电压变换单元及控制单元。整流滤波单元用于对从交流电源输入的交流电进行整流和滤波，以生成初级直流电。PFC单元用于对该初级直流电进行功率因数校正，并将经功率因数校正后的初级直流电提供给电压变换单元，电压变换单元用于将经功率因数校正后的初级直流电变换为负载直流电和主直流电，该负载直流电被提供给负载，该主直流电被作为电源模块进入省电模式时的工作电压，例如给控制单元供电。电源模块进入省电模式是指通过控制单元控制电源模块中特定电子元器件停止工作，如控制PFC单元停止工作，从而降低功率消耗。

然而，电源模块在进入省电模式后仍然通过电压变换单元输出负载直流电给负载，导致负载消耗电能。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种在进入省电模式后可切断负载电源供应的电源模块。

一种电源模块，用于将交流电源输出的交流电转换为负载直流电，以提供给负载。该电源模块包括整流滤波单元、功率因数校正单元、控制单元、电压变换单元、开关单元及指令输入端。该整流滤波单元用于对从交流电源输入的交流电进行整流和滤波，以产生初级直流电。该功率因数校正单元用于对该初级直流电进行功率因数校正。该电压变换单元具有负载电源端和主电源端，其用于将经功率因数校正后的初级直流电变换为负载直流电和主直流电，并通过负载电源端和主电源端分别输出该负载直流电和主直流电。该主直流电被提供给控制单元，该控制单元用于在指令输入端接收到省电指令时控制功率因数校正单元停止工作。开关单元连接于电压变换单元和负载之间，其用于在指令输入端接收到省电指令时，切断电压变换单元的负载电源端与负载之间的电源供应。

上述电源模块在接收到省电指令，即进入省电模式时，通过开关单元切断电压变换单元与负载之间的电源供应，使负载停止工作，因而可使负载在电源模块进入省电模式后无电能消耗。

附图说明

图1为一较佳实施方式的电源模块的功能模块图。

图2为图1中电源模块的局部电路图。

具体实施方式

图1是一较佳实施方式的电源模块200的功能模块图。电源模块200用于将交流电源100输出的交流电(例如，220V交流电)变换为负载直流电(例如，15V直流电)，并将负载直流电提供给负载300。电源模块200包括整流滤波单元12、功率因数校正(PFC，Power Factor Correction)单元14、电压变换单元16、指令输入端17、开关单元18及控制单元20。

整流滤波单元12接收来自交流电源100输入的交流电，并对交流电进行整流和滤波，以生成初级直流电。例如，整流滤波单元12可以包括由二极管构成的桥式整流器和低通滤波电路，该桥式整流器对输入的交流电进行全波整流，该低通滤波电路对经整流后的交流电进行低通滤波以滤除高频信号。

PFC单元14用于对初级直流电进行功率因数校正，也即将初级直流电的电压和电流校正到基本同相位。PFC单元14将经功率因数校正后的初级直流电输出给电压变换单元16。

电压变换单元16具有负载电源端160、主电源端162及辅助电源端164。电压变换单元16接收从PFC单元14输入的初级直流电，将初级直流电变换为负载直流电、主直流电和辅助直流电，并通过其负载电源端160、主电源端162和辅助电源端164分别输出负载直流电、主直流电和辅助直流电。具体地，电压变换单元16包括一变压器，变压器具有初级线圈、第一次级线圈、第二次级线圈及第三次级线圈。第一次级线圈、第二次级线圈和第三次级线圈基于电磁感应原理，感应初级线圈中变化的电流，以分别产生负载直流电、主直流电和辅助直流电。

指令输入端17可以与一按压开关(图未示)相连接，以接收开启指令和省电指令。在本实施方式中，开启指令为高电平信号，省电指令为低电平信号。

开关单元18与指令输入端17相连。当指令输入端17接收到开启指令，即电源模块200正常工作时，开关单元18处于开启状态，以将电压变换单元16输出的负载直流电导向负载300，该负载直流电被提供给负载300作为工作电压。当指令输入端17接收到省电指令，即电源模块200进入省电模式时，开关单元18处于关闭状态，以切断电压变换单元16的负载电源端160与负载300之间的电源供应。

控制单元20分别与电压变换单元16的辅助电源端164和指令输入端17相连，其用于接收电压变换单元16的主电源端162输出的主直流电而上电工作。当指令输入端17接收到开启指令时，控制单元20根据开启指令将电压变换单元16的辅助电源端164输出的辅助直流电导向PFC单元14，该辅助直流电被提供给PFC单元14作为工作电压。当指令输入端17接收到省电指令时，控制单元20根据省电指令切断辅助电源端164与PFC单元14之间的电源供应，即辅助电源端164输出的辅助直流电停止给PFC单元14供电，因此PFC单元14停止工作。

图2是电源模块200的局部电路图。交流电源100、整流滤波单元12、PFC单元14及电压变换单元16依次串联。

开关单元18包括第一三极管Q1、MOS管M1、第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3。在本实施方式中，第一三极管Q1为NPN型三极管，MOS管M1为P沟道增强型MOS管。第一三极管Q1的基极通过第一电阻R1连接指令输入端17，集电极通过第二电阻R2连接MOS管M1的栅极，发射极接地。MOS管M1的源极连接电压变换单元16的负载电源端160，漏极连接负载300。第三电阻R3连接于MOS管的栅极和源极之间。

当指令输入端17接收开启指令，即高电平信号时，第一三极管Q1导通，第一三极管Q1的集电极被接地。第二电阻R2和第三电阻R3共同对电压转换单元16的负载电源端160输出的负载直流电进行分压，第三电阻R3两端分得的电压值为VR1，使得MOS管M1的栅源电压VGS＝-VR1＜0，MOS管M1导通，负载电源端160输出的负载直流电被提供给负载300以作为工作电压。在本实施例中，MOS管M1的栅源电压VGS＜-2V时MOS管M1导通，电压转换单元16的负载电源端160输出的负载直流电V160＝15V，第二电阻R2＝10KΩ，第三电阻R3＝20KΩ，第三电阻R3两端分得的电压值VR3＝15*20/(20+10)V＝10V，因此MOS管M1的栅源电压VGS＝-10V＜-2V，MOS管M1导通。

当指令输入端17接收省电指令，即低电平信号时，第一三极管Q1截止，第一三极管Q1的集电极和发射极之间为高阻抗，流过第一三极管Q1的集电极和发射极之间的电流很小，从而使得第三电阻R3两端的电压值VR3很低，MOS管M1的源极和栅极之间的电压值VSG＝VR3过小，达不到MOS管M1的导通条件，MOS管M1处于截止状态，电压转换单元16的负载电源端160输出的负载直流电停止给负载300供电，负载300停止工作。

控制单元20包括第二三极管Q2、滤波电容C1、第三三极管Q3、光耦芯片U1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6及第七电阻R7。第二三极管Q2的基极通过第七电阻R7连接指令输入端17，发射极接地。滤波电容C1的一端连接于第二三极管Q2的基极和第七电阻R7之间，另一端接地。光耦芯片U1的发光二极管D的阳极通过第六电阻R6连接电压变换单元16的主电源端162，发光二极管D的阴极连接第二三极管Q2的集电极。第三三极管Q3的集电极连接PFC单元14，发射极连接电压变换单元16的辅助电源端164，基极通过第五电阻R5连接光耦芯片U1的光敏三极管Q4的集电极。光耦芯片U1的光敏三极管Q4的发射极接地。第四电阻R4连接于第三三极管Q3的基极与发射极之间。在本实施方式中，第二三极管Q2为NPN型三极管，第三三极管Q3为PNP型三极管。

当指令输入端17接收开启指令，即高电平信号时，第二三极管Q2导通。光耦芯片U1的发光二极管D的阴极被接地，发光二极管D的阳极通过第六电阻R6接收电压转换单元16的主电源端162输出的主直流电，故发光二极管D的阳极和阴极之间因电流流过而发光。光耦芯片U1的光敏三极管Q4感应发光二极管D发出的光线而导通，从而光敏三极管Q4的集电极和发射极之间的阻抗很小。第四电阻R4和第五电阻R5共同对电压转换单元16的辅助电源端164输出的辅助直流电分压，第四电阻R4两端分得的电压值为VR4，使得第三三极管Q3的基极和发射极之间的电压Vbe＝-VR4＜-0.7V，第三三极管Q3导通。辅助电源端164输出的辅助直流电被提供给PFC单元14以作为工作电压。在本实施例中，电压转换单元16的辅助电源端164输出的辅助直流电V164＝3V，第四电阻R4＝20KΩ，第五电阻R5＝10KΩ，第四电阻R4两端分得的电压值VR4≈3*20/(20+10)V≈1V，因此第三三极管Q3的基极和发射极之间的电压Vbe≈-1V＜-0.7V，第三三极管Q3导通。

当指令输入端17接收省电指令，即低电平信号时，第二三极管Q2截止。第二三极管Q2的集电极和发射极之间为高阻抗，光耦芯片U1的发光二极管D因其阳极和阴极之间无电流流过而停止发光，使得光耦芯片U1的光敏三极管Q4截止，光敏三极管Q4的集电极和发射极之间为高阻抗。因而流过光耦芯片U1的光敏三极管Q4的集电极和发射极之间的电流很小，第四电阻R4两端的电压值VR4很低，即第三三极管Q3的发射极和集电极之间的电压值Veb＝VR4＜0.7V，第三三极管Q3截止，电压转换单元16的辅助电源端164输出的辅助直流电停止给PFC单元14供电，PFC单元14停止工作。

综上所述，电源模块200在其指令输入端17接收到省电指令时，即通过开关单元18切断电压变换单元16的负载电源端160与负载300之间的电源供应，使负载300停止工作，因此可使负载300在电源模块200进入省电模式后无电能消耗。另外，本发明的电源模块200在接收到省电指令时，还通过控制单元20断开电压变换单元16的辅助电源端164与PFC单元14之间的电源供应，使PFC单元14停止工作，因此可相应地节省电源模块200在省电模式下的功率消耗。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims

1.一种电源模块，用于将交流电源输出的交流电转换为负载直流电，以提供给负载，该电源模块包括整流滤波单元、功率因数校正单元、控制单元、电压变换单元及指令输入端，该整流滤波单元用于对从交流电源输入的交流电进行整流和滤波，以产生初级直流电，该功率因数校正单元用于对该初级直流电进行功率因数校正，该电压变换单元具有负载电源端和主电源端，其用于将经功率因数校正后的初级直流电变换为负载直流电和主直流电，并通过负载电源端和主电源端分别输出该负载直流电和主直流电，该主直流电被提供给控制单元，该控制单元用于在指令输入端接收到省电指令时控制功率因数校正单元停止工作，其特征在于：该电源模块还包括开关单元，该开关单元连接于电压变换单元和负载之间，其用于在指令输入端接收到省电指令时，切断电压变换单元的负载电源端与负载之间的电源供应。

2.如权利要求1所述的电源模块，其特征在于：该开关单元包括第一三极管、MOS管及电阻，该MOS管的源极连接负载电源端，漏极连接负载，该电阻连接于MOS管的源极和栅极之间，该第一三极管的集电极连接MOS管的栅极，发射极接地，基极连接指令输入端。

3.如权利要求2所述的电源模块，其特征在于：该第一三极管为NPN型三极管，该MOS管为P沟道增强型MOS管，该省电指令为低电平信号，该开启指令为高电平信号。

4.如权利要求1所述的电源模块，其特征在于：该电压变换单元还具有辅助电源端，该电压变换单元还用于将经功率因数校正后的初级直流电变换为辅助直流电，并通过辅助电源端输出辅助直流电，该控制单元分别连接指令输入端及辅助电源端，该控制单元用于在接收到来自指令输入端的开启指令时，将该辅助电源端输出的辅助直流电导向功率因数校正单元，该控制单元还用于在接收到来自指令输入端的省电指令时，切断辅助电源端与功率因数校正单元之间的电源供应。

5.如权利要求4所述的电源模块，其特征在于：该控制单元包括第二三极管、第三三极管、光耦芯片、第四电阻及第五电阻，该第二三极管的基极连接指令输入端，发射极接地，该光耦芯片的发光二极管的阳极连接主电源端，阴极连接第二三极管的集电极，该第三三极管的集电极连接功率因数校正单元，发射极连接辅助电源端，基极通过第五电阻连接光耦芯片的光敏三极管的集电极，该光耦芯片的光敏三极管的发射极接地，该第四电阻连接于第三三极管的基极与发射极之间。

6.如权利要求5所述的电源模块，其特征在于：该第二三极管为NPN型三极管，该第三三极管为PNP型三极管。

7.如权利要求5所述的电源模块，其特征在于：该控制单元还包括滤波电容，该滤波电容的一端连接于第二三极管的基极与指令输入端之间，另一端接地。