TW201317730A - 電源適配器 - Google Patents
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Abstract
一種電源適配器，包括電壓處理電路、第一輸出端、第二輸出端、傳輸線、電流感測電阻、放大電路和場效應電晶體。該電壓處理電路將市電電壓轉換為另一電壓值的電壓，以透過該第一輸出端輸出，該電流感測電阻即時偵測該第一輸出端所輸出的電流，該場效應電晶體根據偵測結果調整該場效應電晶體的汲極和源極之間的等效阻抗，從而間接地調節該第一輸出端的電壓，以使得該第二輸出端的電壓不受該傳輸線的電壓變化的影響。上述該電源適配器可提供穩定的工作電壓給電子裝置。
Description
本發明涉及一種電源適配器。
電源適配器用於給電子裝置輸出一個標準工作電壓，以供電子裝置正常工作。目前，電源適配器需透過1米或1.5米，甚至更長的傳輸線連接電子裝置，由於傳輸線的阻抗，電子裝置實際收到的電壓為該電源適配器所輸出的電壓減去該傳輸線的電壓，當電子裝置的電流大小變化時，該傳輸線的電壓也變化，而習知技術的電源適配器所輸出的電壓恒定不變，如是，將導致電子裝置實際收到的電壓不穩定，影響電子裝置的工作性能。
鑒於以上內容，有必要提供一種可提供穩定電壓給電子裝置的電源適配器。
一種電源適配器，包括：
一電壓處理電路，用於將市電電壓轉換為另一電壓值的電壓；
一第一輸出端，用於輸出上述轉換後的電壓；
一電流感測電阻，連接於該電壓處理器和該第一輸出端之間，用於即時採樣該第一輸出端的電流，並將已採樣的電流轉換為採樣電壓；
一放大電路，與該電流感測電阻相連，該放大電路根據放大係數將該採樣電壓放大為一放大電壓；以及
一場效應電晶體，該場效應電晶體的閘極連接該放大電路，以接收該放大電壓，該場效應電晶體的汲極透過一第一電阻與該第一輸出端相連，該場效應電晶體的汲極還透過一第二電阻接地，該場效應電晶體的源極接地，該第一電阻與第二電阻之間的節點連接該電壓處理電路；該放大電壓使該場效應電晶體工作於可變電阻區。
上述該電源適配器透過該電流感測電阻即時偵測該第一輸出端所輸出的電流，該場效應電晶體根據偵測結果調整該場效應電晶體的汲極和源極之間的等效阻抗，從而間接地調節該第一輸出端的電壓。
請參閱圖1，本發明電源適配器用於為一電子裝置70提供穩定的工作電壓。該電源適配器的較佳實施方式包括電壓處理電路60、輸出端A、輸出端B、傳輸線50、電流感測電阻Rs、電壓放大電路85、場效應電晶體Q、電阻R1和R2。該電壓放大電路85包括集成運放U1、U2和電阻R3-R5。
該電壓處理電路60透過該電流感測電阻Rs連接該輸出端A，該傳輸線50連接於該輸出端A與B之間，該輸出端A依次透過電阻R1和電阻R2接地，該輸出端B與該電子裝置70相連。該電流感測電阻Rs的兩端分別連接該集成運放U1的同相端和反相端，該集成運放U1的輸出端透過電阻R3與該集成運放U2的同相端相連，該集成運放U2的反相端透過電阻R4接地，該集成運放U2的反相端還透過電阻R5連接該集成運放U2的輸出端，該集成運放U2的輸出端與該場效應電晶體Q的閘極相連，該場效應電晶體Q的汲極連接該電阻R1和R2之間的節點C，該場效應電晶體Q的源極接地。
該電壓處理電路60與習知技術的電源適配器的電路一樣，包括電源變壓器、整流電路和三端可調分流基準源65，用於將市電電壓轉換為另一電壓值的交流電壓或直流電壓。該三端可調分流基準源65與該節點C相連，以使得該節點C的電壓不變。
該電壓處理電路60透過該傳輸線50提供電壓給該電子裝置70，該電流感測電阻Rs即時採樣該傳輸線50的電流，並將所採樣的電流轉換為採樣電壓，再透過該集成運放U1將該採樣電壓輸入該集成運放U2的同相端，以使得該採樣電壓透過該集成運放U2被放大為一放大電壓後，輸入該場效應電晶體Q的閘極，該放大電壓大小即為該場效應電晶體Q的閘極與源極之間的壓降Vgs。可透過調整該集成運放U2的放大係數預先設定該電壓Vgs滿足以下關係式：
Vgs>Vds-Vth；
其中Vds為該場效應電晶體Q的汲極與源極之間的壓降，即為節點C的電壓，Vth為該場效應電晶體Q的開啟電壓，如是，即可使得該場效應電晶體Q工作於可變電阻區，根據場效應電晶體的特性可知，當該場效應電晶體Q工作於可變電阻區時，可透過改變該電壓Vgs大小調節該場效應電晶體Q的汲極與源極之間的等效電阻的阻值。
由並聯電路原理可知，流經該電阻R1的電流Ir1等於流經該電阻R2的電流Ir2與流經該場效應電晶體Q的汲極的電流Id之和。由於該節點C的電壓不變，則該電流Ir2也保持不變，那麼，電流Ir1將隨著該電流Id的變大而變大，或隨著該電流Id的變小而變小，則該輸出端A點的電壓也同樣隨著該電流Id的變大而變大，或隨著該電流Id的變小而變小。
當該電子裝置70的電流變大時，該傳輸線50兩端的電壓將變大，同時，該電流感測電阻Rs所採樣的電壓也變大，使得該電壓Vgs變大，繼而使得該場效應電晶體Q的汲極與源極之間的等效電阻變小，從而使得該電流Id變大，則該輸出端A的電壓變大，如是，當該輸出端A與該傳輸線50兩端的電壓變大同樣的電壓值，則可使該輸出端B的電壓保持不變，即該電子裝置70的電壓穩定不變。
當該電子裝置70的電流變小時，該傳輸線50的電壓變小，同時，該電流感測電阻Rs所採樣的電壓將變小，使得該電壓Vgs變小，繼而使得該場效應電晶體Q的汲極與源極之間的等效電阻變大，從而使得該電流Id變小，則該輸出端A的電壓變小，如是，當該輸出端A與該傳輸線50兩端的電壓變小同樣的電壓值，則可使該輸出端B的電壓保持不變，即該電子裝置70的電壓穩定不變。
上述該電源適配器的電流感測電阻Rs即時偵測該電子裝置70的電流，該場效應電晶體Q根據偵測結果調整該場效應電晶體Q的汲極和源極之間的等效阻抗，從而間接地調節該輸出端A的電壓，以使得該輸出端B的電壓不受該傳輸線50的電壓變化的影響，如是，該電源適配器即可提供穩定的工作給該電子裝置70。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
60．．．電壓處理電路
65．．．三端可調分流基準源
70．．．電子裝置
A、B．．．輸出端
Rs．．．電流感測電阻
U1、U2．．．集成運放
R1-R5．．．電阻
50．．．傳輸線
Q．．．場效應電晶體
1為本發明電源適配器的較佳實施方式的電路圖。
60．．．電壓處理電路
65．．．三端可調分流基準源
70．．．電子裝置
A、B．．．輸出端
Rs．．．電流感測電阻
U1、U2．．．集成運放
R1-R5．．．電阻
50．．．傳輸線
Q．．．場效應電晶體
Claims (5)
- 一種電源適配器，包括：
一電壓處理電路，用於將市電電壓轉換為另一電壓值的電壓；
一第一輸出端，用於輸出上述轉換後的電壓；
一電流感測電阻，連接於該電壓處理器和該第一輸出端之間，用於即時採樣該第一輸出端的電流，並將已採樣的電流轉換為採樣電壓；
一放大電路，與該電流感測電阻相連，該放大電路根據放大係數將該採樣電壓放大為一放大電壓；以及
一場效應電晶體，該場效應電晶體的閘極連接該放大電路，以接收該放大電壓，該場效應電晶體的汲極透過一第一電阻與該第一輸出端相連，該場效應電晶體的汲極還透過一第二電阻接地，該場效應電晶體的源極接地，該第一電阻與第二電阻之間的節點連接該電壓處理電路；該放大電壓使該場效應電晶體工作於可變電阻區。 - 如申請專利範圍第1項所述之電源適配器，其中該場效應電晶體工作於可變電阻區時滿足以下關係式：
Vgs>Vds - Vth；
其中Vgs為場效應電晶體的閘極與源極之間的電壓，Vds為該場效應電晶體的汲極與源極之間的電壓，Vth為該場效應電晶體的開啟電壓。 - 如申請專利範圍第1項所述之電源適配器，還包括：
一第二輸出端，用於連接一電子裝置；
一傳輸線，連接於該第一輸出端和第二輸出端之間。 - 如申請專利範圍第1項所述之電源適配器，其中該電壓處理電路包括一三端可調分流基準源，該三端可調分流基準源與該第一和電阻和該第二電阻之間的節點相連。
- 如申請專利範圍第1項所述之電源適配器，其中該電壓放大電路包括第一和第二集成運放，以及第三至第五電阻；該電流感測電阻的兩端分別連接該第一集成運放的同相端和反相端，該第一集成運放的輸出端透過第三電阻與該第二集成運放的同相端相連，該第二集成運放的反相端透過第四電阻接地，該第二集成運放的反相端還透過第五電阻連接該第二集成運放的輸出端，該第二集成運放的輸出端與該場效應電晶體的閘極相連。
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