TWI812407B - 高輸出穩定度之電源供應器 - Google Patents

Abstract

一種高輸出穩定度之電源供應器，包括：一橋式整流器、一升壓電感器、一功率切換器、一第一脈波寬度調變積體電路、一第一輸出級電路、一切換電路、一變壓器、一諧振電容器、一第二輸出級電路，以及一偵測及控制電路，其中切換電路包括一第二脈波寬度調變積體電路。偵測及控制電路可根據一溝通電位來選擇性地調整第一脈波寬度調變積體電路和第二脈波寬度調變積體電路之過電流保護特性。

Description

高輸出穩定度之電源供應器

本發明係關於一種電源供應器，特別係關於一種高輸出穩定度之電源供應器。

傳統電源供應器之栓鎖關閉(Latch-off)之保護機制存在一個缺點，亦即當故障發生時，必須要重新插拔交流電源後才能恢復正常運作，此造成整體輸出穩定度降低。另一方面，如果像電競電腦需要較大之輸出電流，又容易誘發保護機制產生誤動作，進而影響整體使用體驗。有鑑於此，勢必要提出一種全新之解決方案，以克服先前技術所面臨之困境。

在較佳實施例中，本發明提出一種高輸出穩定度之電源供應器，包括：一橋式整流器，根據一第一輸入電位和一第二輸入電位來產生一整流電位；一升壓電感器，接收該整流電位；一功率切換器，根據一第一脈波寬度調變電位來選擇性地耦接該升壓 電感器至一接地電位；一第一脈波寬度調變積體電路，產生該第一脈波寬度調變電位；一第一輸出級電路，耦接至該升壓電感器，並產生一中間電位；一切換電路，包括一第二脈波寬度調變積體電路，並根據該中間電位來產生一切換電位；一變壓器，包括一主線圈、一第一副線圈，以及一第二副線圈，其中該變壓器內建一漏電感器和一激磁電感器，而該主線圈係經由該漏電感器接收該切換電位；一諧振電容器，耦接至該激磁電感器；一第二輸出級電路，耦接至該第一副線圈和該第二副線圈，並產生一輸出電位；以及一偵測及控制電路，根據一溝通電位來選擇性地調整該第一脈波寬度調變積體電路和該第二脈波寬度調變積體電路之過電流保護特性。

為讓本發明之目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱 的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的「包含」及「包括」一詞為開放式的用語，故應解釋成「包含但不僅限定於」。「大致」一詞則是指在可接受的誤差範圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，達到所述基本之技術效果。此外，「耦接」一詞在本說明書中包含任何直接及間接的電性連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接至一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電性連接至該第二裝置，或經由其它裝置或連接手段而間接地電性連接至該第二裝置。

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器100之示意圖。例如，電源供應器100可應用於桌上型電腦、筆記型電腦，或一體成形電腦。如第1圖所示，電源供應器100包括：一橋式整流器110、一升壓電感器LU、一功率切換器120、一第一脈波寬度調變積體電路(Pulse Width Modulation Integrated Circuit，PWM IC)130、一第一輸出級電路140、一切換電路150、一變壓器170、一諧振電容器CR、一第二輸出級電路180，以及一偵測及控制電路190。必須注意的是，雖然未顯示於第1圖中，但電源供應器100更可包括其他元件，例如：一穩壓器或(且)一負回授電路。

橋式整流器110可根據一第一輸入電位VIN1和一第二輸入電位VIN2來產生一整流電位VR，其中第一輸入電位VIN1和第二輸入電位VIN2之間可形成具有任意頻率和任意振幅之一交 流電壓。例如，交流電壓之頻率可約為50Hz或60Hz，而交流電壓之方均根值可約由90V至264V，但亦不僅限於此。升壓電感器LU可接收整流電位VR。功率切換器120可根據一第一脈波寬度調變電位VM1來選擇性地將升壓電感器LU耦接至一接地電位VSS(例如：0V)。例如，若第一脈波寬度調變電位VM1為一高邏輯位準(亦即，邏輯「1」)，則功率切換器120可將升壓電感器LU耦接至接地電位VSS(亦即，功率切換器120可近似於一短路路徑)；反之，若第一脈波寬度調變電位VM1為一低邏輯位準(亦即，邏輯「0」)，則功率切換器120不會將升壓電感器LU耦接至接地電位VSS(亦即，功率切換器120可近似於一開路路徑)。第一脈波寬度調變積體電路130可用於產生第一脈波寬度調變電位VM1。第一輸出級電路140係耦接至升壓電感器LU，並可產生一中間電位VE。切換電路150包括一第二脈波寬度調變積體電路160。切換電路150可根據中間電位VE來產生一切換電位VW。變壓器170包括一主線圈171、一第一副線圈172，以及一第二副線圈173。變壓器170更可內建一漏電感器LR和一激磁電感器LM，其中漏電感器LR、激磁電感器LM，以及主線圈171皆可位於變壓器170之同一側，而第一副線圈172和第二副線圈173則皆可位於變壓器170之相對另一側。主線圈171可經由漏電感器LR接收切換電位VW，而第一副線圈172和第二副線圈173則可回應於切換電位VW來進行操作。諧振電容器CR係耦接至激磁電感器LM。第二輸出級電路180係耦接至第一副線圈172和第二副線圈173，並可產生一輸出電位VOUT。例如，輸出電位VOUT可為一直 流電位，其電位位準可介於18V至20V之間，但亦不僅限於此。偵測及控制電路190可根據一溝通電位VU來選擇性地調整第一脈波寬度調變積體電路130和第二脈波寬度調變積體電路160之過電流保護特性(Over Current Protection，OCP)。溝通電位VU可來自於任何一外部裝置。例如，溝通電位VU可由一筆記型電腦之一嵌入式控制器(Embedded Controller，EC)所產生(未顯示)，但亦不僅限於此。在此設計下，由於第一脈波寬度調變積體電路130和第二脈波寬度調變積體電路160之過電流保護特性可以動態地進行調整，故無論前述之筆記型電腦操作於何種模式，電源供應器100之輸出穩定度皆能大幅提升。

在一些實施例中，前述之筆記型電腦可操作於一預設模式或一高效能模式。例如，在預設模式中，前述之筆記型電腦可僅作簡易之文書處理，而在高效能模式中，前述之筆記型電腦可執行複雜之立體圖像運算。若溝通電位VU指示筆記型電腦操作於高效能模式，則偵測及控制電路190可將第一脈波寬度調變積體電路130和第二脈波寬度調變積體電路160之每一者之過電流保護臨界值(OCP Threshold)和過電流保護延遲時間(OCP Delay Time)皆提高一增益倍數(Gain Factor)。反之，若溝通電位VU指示筆記型電腦操作於預設模式，則偵測及控制電路190可將第一脈波寬度調變積體電路130和第二脈波寬度調變積體電路160之每一者之過電流保護臨界值和過電流保護延遲時間皆維持不變。

以下實施例將介紹電源供應器100之詳細結構及操作方式。必須理解的是，這些圖式和敘述僅為舉例，而非用於限制本發明之範圍。

第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器200之電路圖。在第2圖之實施例中，在第2圖之實施例中，電源供應器200具有一第一輸入節點NIN1、一第二輸入節點NIN2，以及一輸出節點NOUT，並包括：一橋式整流器210、一升壓電感器LU、一功率切換器220、一第一脈波寬度調變積體電路230、一第一輸出級電路240、一切換電路250、一變壓器270、一諧振電容器CR、一第二輸出級電路280，以及一偵測及控制電路290。電源供應器200之第一輸入節點NIN1和第二輸入節點NIN2可分別由一外部輸入電源處(未顯示)接收一第一輸入電位VIN1和一第二輸入電位VIN2，而電源供應器200之輸出節點NOUT則可用於輸出一輸出電位VOUT至一外部裝置，例如：一筆記型電腦(未顯示)。

橋式整流器210包括一第一二極體D1、一第二二極體D2、一第三二極體D3，以及一第四二極體D4。第一二極體D1具有一陽極和一陰極，其中第一二極體D1之陽極係耦接至第一輸入節點NIN1，而第一二極體D1之陰極係耦接至一第一節點N1以輸出一整流電位VR。第二二極體D2具有一陽極和一陰極，其中第二二極體D2之陽極係耦接至第二輸入節點NIN2，而第二二極體D2之陰極係耦接至第一節點N1。第三二極體D3具有一陽極和一陰極，其中第三二極體D3之陽極係耦接至一接地電位VSS，而第三二極體D3之 陰極係耦接至第一輸入節點NIN1。第四二極體D4具有一陽極和一陰極，其中第四二極體D4之陽極係耦接至接地電位VSS，而第四二極體D4之陰極係耦接至第二輸入節點NIN2。

升壓電感器LU具有一第一端和一第二端，其中升壓電感器LU之第一端係耦接至第一節點N1以接收整流電位VR，而升壓電感器LU之第二端係耦接至一第二節點N2。

功率切換器220包括一第一電晶體M1。例如，第一電晶體M1可為一N型金氧半場效電晶體(N-type Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，NMOSFET)。第一電晶體M1具有一控制端(例如：一閘極)、一第一端(例如：一源極)，以及一第二端(例如：一汲極)，其中第一電晶體M1之控制端係用於接收一第一脈波寬度調變電位VM1，第一電晶體M1之第一端係耦接至接地電位VSS，而第一電晶體M1之第二端係耦接至第二節點N2。

第一脈波寬度調變積體電路230可產生第一脈波寬度調變電位VM1。例如，第一脈波寬度調變電位VM1於電源供應器200剛初始化時可維持於一固定電位，而在電源供應器200進入正常使用階段後則可提供週期性之時脈波形。第一脈波寬度調變積體電路230具有一第一過電流保護臨界值TH1和一第一過電流保護延遲時間TD1，其皆為過電流保護特性之設定參數。

第一輸出級電路240包括一第五二極體D5和一第一電容器C1。第五二極體D5具有一陽極和一陰極，其中第五二極體 D5之陽極係耦接至第二節點N2，而第五二極體D5之陰極係耦接至一第三節點N3以輸出一中間電位VE。第一電容器C1具有一第一端和一第二端，其中第一電容器C1之第一端係耦接至第三節點N3，而第一電容器C1之第二端係耦接至接地電位VSS。

切換電路250包括一第二脈波寬度調變積體電路260、一第二電晶體M2，以及一第三電晶體M3。第二脈波寬度調變積體電路260可產生一第二脈波寬度調變電位VM2和一第三脈波寬度調變電位VM3，其中第二脈波寬度調變電位VM2和第三脈波寬度調變電位VM3可具有互補(Complementary)之邏輯位準。第二脈波寬度調變積體電路260具有一第二過電流保護臨界值TH2和一第二過電流保護延遲時間TD2，其皆為過電流保護特性之設定參數。第二電晶體M2和第三電晶體M3可各自為一N型金氧半場效電晶體。第二電晶體M2具有一控制端(例如：一閘極)、一第一端(例如：一源極)，以及一第二端(例如：一汲極)，其中第二電晶體M2之控制端係用於接收第二脈波寬度調變電位VM2，第二電晶體M2之第一端係耦接至一第四節點N4以輸出一切換電位VW，而第二電晶體M2之第二端係耦接至第三節點N3以接收中間電位VE。第三電晶體M3具有一控制端(例如：一閘極)、一第一端(例如：一源極)，以及一第二端(例如：一汲極)，其中第三電晶體M3之控制端係用於接收第三脈波寬度調變電位VM3，第三電晶體M3之第一端係耦接至接地電位VSS，而第三電晶體M3之第二端係耦接至第四節點N4。

變壓器270包括一主線圈271、一第一副線圈272，以及一第二副線圈273，其中變壓器270更內建一漏電感器LR和一激磁電感器LM。漏電感器LR和激磁電感器LM皆可為變壓器270製造時所附帶產生之固有元件，其並非外部獨立元件。漏電感器LR、主線圈271，以及激磁電感器LM皆可位於變壓器270之同一側(例如：一次側)，而第一副線圈272和第二副線圈273則皆可位於變壓器270之相對另一側(例如：二次側，其可與一次側互相隔離開來)。漏電感器LR具有一第一端和一第二端，其中漏電感器LR之第一端係耦接至第四節點N4以接收切換電位VW，而漏電感器LR之第二端係耦接至一第五節點N5。主線圈271具有一第一端和一第二端，其中主線圈271之第一端係耦接至第五節點N5，而主線圈271之第二端係耦接至一第六節點N6。激磁電感器LM具有一第一端和一第二端，其中激磁電感器LM之第一端係耦接至第五節點N5，而激磁電感器LM之第二端係耦接至第六節點N6。諧振電容器CR具有一第一端和一第二端，其中諧振電容器CR之第一端係耦接至第六節點N6，而諧振電容器CR之第二端係耦接至接地電位VSS。例如，漏電感器LR、激磁電感器LM，以及諧振電容器CR三者可共同形成電源供應器200之一諧振槽(Resonant Tank)。第一副線圈272具有一第一端和一第二端，其中第一副線圈272之第一端係耦接至一第七節點N7，而第一副線圈272之第二端係耦接至一共同節點NCM。例如，共同節點NCM可視為另一接地電位，其可與前述之接地電位VSS相同或相異。第二副線圈273具有一第一端和一第二端，其中第二副 線圈273之第一端係耦接至共同節點NCM，而第二副線圈273之第二端係耦接至一第八節點N8。

第二輸出級電路280包括一第六二極體D6、一第七二極體D7，以及一第二電容器C2。第六二極體D6具有一陽極和一陰極，其中第六二極體D6之陽極係耦接至第七節點N7，而第六二極體D6之陰極係耦接至輸出節點NOUT。第七二極體D7具有一陽極和一陰極，其中第七二極體D7之陽極係耦接至第八節點N8，而第七二極體D7之陰極係耦接至輸出節點NOUT。第二電容器C2具有一第一端和一第二端，其中第二電容器C2之第一端係耦接至輸出節點NOUT，而第二電容器C2之第二端係耦接至共同節點NCM。

偵測及控制電路290包括：一第一比較器(Comparator)292、一第二比較器294、一微控制器(Microcontroller Unit，MCU)296、一第八二極體D8、一第九二極體D9、一第三電容器C3、一第四電容器C4、一第一電阻器R1、一第二電阻器R2、一第三電阻器R3、一第四電阻器R4、一第五電阻器R5，以及一第六電阻器R6。

第一電阻器R1具有一第一端和一第二端，其中第一電阻器R1之第一端係耦接至第一節點N1以接收整流電位VR，而第一電阻器R1之第二端係耦接至一第九節點N9以輸出一第一分壓電位VD1。第二電阻器R2具有一第一端和一第二端，其中第二電阻器R2之第一端係耦接至第九節點N9，而第二電阻器R2之第二端係耦接至接地電位VSS。第一脈波寬度調變積體電路230可由第一分壓 電位VD1來進行供電。詳細而言，第一分壓電位VD1可如下列方程式(1)所述：

其中「VD1」代表第一分壓電位VD1之電位位準，「VR」代表整流電位VR之電位位準，「R1」代表第一電阻器R1之電阻值，而「R2」代表第二電阻器R2之電阻值。

第一比較器292具有一正輸入端、一負輸入端，以及一輸出端，其中第一比較器292之正輸入端係用於接收第一分壓電位VD1，第一比較器292之負輸入端係用於接收一第一控制電位VC1，而第一比較器292之輸出端係耦接至一第十節點N10以輸出一第一比較電位VB1。例如，若第一分壓電位VD1高於或等於第一控制電位VC1，則第一比較器292將可輸出具有高邏輯位準之第一比較電位VB1。反之，若第一分壓電位VD1低於第一控制電位VC1，則第一比較器292將可輸出具有低邏輯位準之第一比較電位VB1。

第三電容器C3具有一第一端和一第二端，其中第三電容器C3之第一端係耦接至第十節點N10，而第三電容器C3之第二端係耦接至接地電位VSS。第八二極體D8具有一陽極和一陰極，其中第八二極體D8之陽極係耦接至第十節點N10，而第八二極體D8之陰極係耦接至一第十一節點N11。第三電阻器R3具有一第一端和一第二端，其中第三電阻器R3之第一端係耦接至第十一節點N11，而第三電阻器R3之第二端係耦接至接地電位VSS。

第四電阻器R4具有一第一端和一第二端，其中第四電阻器R4之第一端係耦接至第三節點N3以接收中間電位VE，而第四電阻器R4之第二端係耦接至一第十二節點N12以輸出一第二分壓電位VD2。第五電阻器R5具有一第一端和一第二端，其中第五電阻器R5之第一端係耦接至第十二節點N12，而第五電阻器R5之第二端係耦接至接地電位VSS。第二脈波寬度調變積體電路260可由第二分壓電位VD2來進行供電。詳細而言，第二分壓電位VD2可如下列方程式(2)所述：

其中「VD2」代表第二分壓電位VD2之電位位準，「VE」代表中間電位VE之電位位準，「R4」代表第四電阻器R4之電阻值，而「R5」代表第五電阻器R5之電阻值。

第二比較器294具有一正輸入端、一負輸入端，以及一輸出端，其中第二比較器294之正輸入端係用於接收第二分壓電位VD2，第二比較器294之負輸入端係用於接收一第二控制電位VC2，而第二比較器294之輸出端係耦接至一第十三節點N13以輸出一第二比較電位VB2。例如，若第二分壓電位VD2高於或等於第二控制電位VC2，則第二比較器294將可輸出具有高邏輯位準之第二比較電位VB2。反之，若第二分壓電位VD2低於第二控制電位VC2，則第二比較器294將可輸出具有低邏輯位準之第二比較電位VB2。

第四電容器C4具有一第一端和一第二端，其中第四電容器C4之第一端係耦接至第十三節點N13，而第四電容器C4之第二端係耦接至接地電位VSS。第九二極體D9具有一陽極和一陰極，其中第九二極體D9之陽極係耦接至第十三節點N13，而第九二極體D9之陰極係耦接至一第十四節點N14。第六電阻器R6具有一第一端和一第二端，其中第六電阻器R6之第一端係耦接至第十四節點N14，而第六電阻器R6之第二端係耦接至接地電位VSS。

微控制器296可根據一溝通電位VU來產生第一控制電位VC1、第二控制電位VC2，以及一參數調整電位VT。大致而言，第一脈波寬度調變積體電路230之過電流保護特性可根據第一控制電位VC1和參數調整電位VT而決定。另外，第二脈波寬度調變積體電路260之過電流保護特性則可根據第二控制電位VC2和參數調整電位VT而決定。

在一些實施例中，溝通電位VU係來自於一外部裝置(例如：一筆記型電腦)，而此外部裝置可操作於一預設模式或一高效能模式。藉由分析溝通電位VU，微控制器296將可取得外部裝置之操作模式之相關資訊。

若溝通電位VU指示預設模式，則微控制器296將同時輸出具有低邏輯位準之第一控制電位VC1和第二控制電位VC2。此時，因為第一比較電位VB1具有高邏輯位準，所以第一脈波寬度調變積體電路230將會維持第一過電流保護臨界值TH1和第一過電流保護延遲時間TD1於其原始設定值。另外，因為第二比較電位 VB2具有高邏輯位準，所以第二脈波寬度調變積體電路260將會維持第二過電流保護臨界值TH2和第二過電流保護延遲時間TD2於其原始設定值。

若溝通電位VU指示高效能模式，則微控制器296將同時輸出具有高邏輯位準之第一控制電位VC1和第二控制電位VC2。此時，因為第一比較電位VB1具有低邏輯位準，所以第一脈波寬度調變積體電路230將會根據參數調整電位VT來修正第一過電流保護臨界值TH1和第一過電流保護延遲時間TD1。例如，第一脈波寬度調變積體電路230可將第一過電流保護臨界值TH1和第一過電流保護延遲時間TD1皆提高一增益倍數K。在一些實施例中，第一脈波寬度調變積體電路230之過電流保護特性可根據下列方程式(3)、(4)來進行調整：TH1'=TH1．K……………………………………(3)

TD1'=TD1．K……………………………………(4)其中「TH1’」代表修正後之第一過電流保護臨界值TH1，「TH1」代表原始之第一過電流保護臨界值TH1，「TD1’」代表修正後之第一過電流保護延遲時間TD1，「TD1」代表原始之第一過電流保護延遲時間TD1，而「K」代表參數調整電位VT所指示之增益倍數K。

另外，因為第二比較電位VB2具有低邏輯位準，所以第二脈波寬度調變積體電路260將會根據參數調整電位VT來修正第二過電流保護臨界值TH2和第二過電流保護延遲時間TD2。例如，第二脈波寬度調變積體電路260可將第二過電流保護臨界值 TH2和第二過電流保護延遲時間TD2皆提高前述之增益倍數K。在一些實施例中，第二脈波寬度調變積體電路260之過電流保護特性可根據下列方程式(5)、(6)來進行調整：TH2'=TH2．K……………………………………(5)

TD2'=TD2．K……………………………………(6)

其中「TH2’」代表修正後之第二過電流保護臨界值TH2，「TH2」代表原始之第二過電流保護臨界值TH2，「TD2’」代表修正後之第二過電流保護延遲時間TD2，「TD2」代表原始之第二過電流保護延遲時間TD2，而「K」代表參數調整電位VT所指示之增益倍數K。

在本發明之設計下，於外部裝置進入高效能模式之前，其可先藉由使用溝通電位VU來通知電源供應器200。作為回應，電源供應器200將會適當調整其過電流保護特性，以避免自身意外進入栓鎖關閉(Latch-off)之狀態。因此，電源供應器200之整體輸出穩定度將能進行有效之改善。

本發明提出一種新穎之電源供應器。根據實際量測結果，使用前述設計之電源供應器之輸出穩定度將可大幅提升，故其很適合應用於各種各式之裝置當中。

值得注意的是，以上所述之電位、電流、電阻值、電感值、電容值，以及其餘元件參數均非為本發明之限制條件。設計者可以根據不同需要調整這些設定值。本發明之電源供應器並不僅限於第1-2圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-2圖之任何一或 複數個實施例之任何一或複數項特徵。換言之，並非所有圖示之特徵均須同時實施於本發明之電源供應器當中。雖然本發明之實施例係使用金氧半場效電晶體為例，但本發明並不僅限於此，本技術領域人士可改用其他種類之電晶體，例如：接面場效電晶體，或是鰭式場效電晶體等等，而不致於影響本發明之效果。

在本說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之間並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100,200:電源供應器

110,210:橋式整流器

120,220:功率切換器

130,230:第一脈波寬度調變積體電路

140,240:第一輸出級電路

150,250:切換電路

160,260:第二脈波寬度調變積體電路

170,270:變壓器

171,271:主線圈

172,272:第一副線圈

173,273:第二副線圈

180,280:第二輸出級電路

190,290:偵測及控制電路

292:第一比較器

294:第二比較器

296:微控制器

C1:第一電容器

C2:第二電容器

C3:第三電容器

C4:第四電容器

CR:諧振電容器

D1:第一二極體

D2:第二二極體

D3:第三二極體

D4:第四二極體

D5:第五二極體

D6:第六二極體

D7:第七二極體

D8:第八二極體

D9:第九二極體

K:增益倍數

LM:激磁電感器

LR:漏電感器

LU:升壓電感器

M1:第一電晶體

M2:第二電晶體

M3:第三電晶體

N1:第一節點

N2:第二節點

N3:第三節點

N4:第四節點

N5:第五節點

N6:第六節點

N7:第七節點

N8:第八節點

N9:第九節點

N10:第十節點

N11:第十一節點

N12:第十二節點

N13:第十三節點

N14:第十四節點

NCM:共同節點

NIN1:第一輸入節點

NIN2:第二輸入節點

NOUT:輸出節點

R1:第一電阻器

R2:第二電阻器

R3:第三電阻器

R4:第四電阻器

R5:第五電阻器

R6:第六電阻器

TD1:第一過電流保護延遲時間

TD2:第二過電流保護延遲時間

TH1:第一過電流保護臨界值

TH2:第二過電流保護臨界值

VB1:第一比較電位

VB2:第二比較電位

VC1:第一控制電位

VC2:第二控制電位

VD1:第一分壓電位

VD2:第二分壓電位

VE:中間電位

VIN1:第一輸入電位

VIN2:第二輸入電位

VM1:第一脈波寬度調變電位

VM2:第二脈波寬度調變電位

VM3:第三脈波寬度調變電位

VOUT:輸出電位

VR:整流電位

VSS:接地電位

VT:參數調整電位

VU:溝通電位

VW:切換電位

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器之示意圖。

第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器之電路圖。

100:電源供應器

110:橋式整流器

120:功率切換器

130:第一脈波寬度調變積體電路

140:第一輸出級電路

150:切換電路

160:第二脈波寬度調變積體電路

170:變壓器

171:主線圈

172:第一副線圈

173:第二副線圈

180:第二輸出級電路

190:偵測及控制電路

CR:諧振電容器

LM:激磁電感器

LR:漏電感器

LU:升壓電感器

VE:中間電位

VIN1:第一輸入電位

VIN2:第二輸入電位

VM1:第一脈波寬度調變電位

VOUT:輸出電位

VR:整流電位

VSS:接地電位

VU:溝通電位

VW:切換電位

Claims (10)

1. 一種高輸出穩定度之電源供應器，包括： 一橋式整流器，根據一第一輸入電位和一第二輸入電位來產生一整流電位； 一升壓電感器，接收該整流電位； 一功率切換器，根據一第一脈波寬度調變電位來選擇性地耦接該升壓電感器至一接地電位； 一第一脈波寬度調變積體電路，產生該第一脈波寬度調變電位； 一第一輸出級電路，耦接至該升壓電感器，並產生一中間電位； 一切換電路，包括一第二脈波寬度調變積體電路，並根據該中間電位來產生一切換電位； 一變壓器，包括一主線圈、一第一副線圈，以及一第二副線圈，其中該變壓器內建一漏電感器和一激磁電感器，而該主線圈係經由該漏電感器接收該切換電位； 一諧振電容器，耦接至該激磁電感器； 一第二輸出級電路，耦接至該第一副線圈和該第二副線圈，並產生一輸出電位；以及 一偵測及控制電路，根據一溝通電位來選擇性地調整該第一脈波寬度調變積體電路和該第二脈波寬度調變積體電路之過電流保護特性。
2. 如請求項1之電源供應器，其中若該溝通電位指示一高效能模式，則該偵測及控制電路會將該第一脈波寬度調變積體電路和該第二脈波寬度調變積體電路之每一者之過電流保護臨界值和過電流保護延遲時間皆提高一增益倍數。
3. 如請求項1之電源供應器，其中該橋式整流器包括： 一第一二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第一二極體之該陽極係耦接至一第一輸入節點以接收該第一輸入電位，而該第一二極體之該陰極係耦接至一第一節點以輸出該整流電位； 一第二二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第二二極體之該陽極係耦接至一第二輸入節點以接收該第二輸入電位，而該第二二極體之該陰極係耦接至該第一節點； 一第三二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第三二極體之該陽極係耦接至該接地電位，而該第三二極體之該陰極係耦接至該第一輸入節點；以及 一第四二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第四二極體之該陽極係耦接至該接地電位，而該第四二極體之該陰極係耦接至該第二輸入節點； 其中該升壓電感器具有一第一端和一第二端，其中該升壓電感器之該第一端係耦接至該第一節點以接收該整流電位，而該升壓電感器之該第二端係耦接至一第二節點。
4. 如請求項3之電源供應器，其中該功率切換器包括： 一第一電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第一電晶體之該控制端係用於接收該第一脈波寬度調變電位，該第一電晶體之該第一端係耦接至該接地電位，而該第一電晶體之該第二端係耦接至該第二節點。
5. 如請求項3之電源供應器，其中該第一輸出級電路包括： 一第五二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第五二極體之該陽極係耦接至該第二節點，而該第五二極體之該陰極係耦接至一第三節點以輸出該中間電位；以及 一第一電容器，具有一第一端和一第二端，其中該第一電容器之該第一端係耦接至該第三節點，而該第一電容器之該第二端係耦接至該接地電位。
6. 如請求項5之電源供應器，其中該切換電路更包括： 一第二電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第二電晶體之該控制端係用於接收一第二脈波寬度調變電位，該第二電晶體之該第一端係耦接至一第四節點以輸出該切換電位，而該第二電晶體之該第二端係耦接至該第三節點以接收該中間電位；以及 一第三電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第三電晶體之該控制端係用於接收一第三脈波寬度調變電位，該第三電晶體之該第一端係耦接至該接地電位，而該第三電晶體之該第二端係耦接至該第四節點； 其中該第二脈波寬度調變積體電路係用於產生該第二脈波寬度調變電位和該第三脈波寬度調變電位。
7. 如請求項6之電源供應器，其中該漏電感器具有一第一端和一第二端，該漏電感器之該第一端係耦接至該第四節點以接收該切換電位，該漏電感器之該第二端係耦接至一第五節點，該主線圈具有一第一端和一第二端，該主線圈之該第一端係耦接至該第五節點，該主線圈之該第二端係耦接至一第六節點，該激磁電感器具有一第一端和一第二端，該激磁電感器之該第一端係耦接至該第五節點，該激磁電感器之該第二端係耦接至該第六節點，該諧振電容器具有一第一端和一第二端，該諧振電容器之該第一端係耦接至該第六節點，該諧振電容器之該第二端係耦接至該接地電位，該第一副線圈具有一第一端和一第二端，該第一副線圈之該第一端係耦接至一第七節點，該第一副線圈之該第二端係耦接至一共同節點，該第二副線圈具有一第一端和一第二端，該第二副線圈之該第一端係耦接至該共同節點，而該第二副線圈之該第二端係耦接至一第八節點。
8. 如請求項7之電源供應器，其中該第二輸出級電路包括： 一第六二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第六二極體之該陽極係耦接至該第七節點，而該第六二極體之該陰極係耦接至一輸出節點以輸出該輸出電位； 一第七二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第七二極體之該陽極係耦接至該第八節點，而該第七二極體之該陰極係耦接至該輸出節點；以及 一第二電容器，具有一第一端和一第二端，其中該第二電容器之該第一端係耦接至該輸出節點，而該第二電容器之該第二端係耦接至該共同節點。
9. 如請求項8之電源供應器，其中該偵測及控制電路包括： 一第一電阻器，具有一第一端和一第二端，其中該第一電阻器之該第一端係耦接至該第一節點以接收該整流電位，而該第一電阻器之該第二端係耦接至一第九節點以輸出一第一分壓電位； 一第二電阻器，具有一第一端和一第二端，其中該第二電阻器之該第一端係耦接至該第九節點，而該第二電阻器之該第二端係耦接至該接地電位； 一第一比較器，具有一正輸入端、一負輸入端，以及一輸出端，其中該第一比較器之該正輸入端係用於接收該第一分壓電位，該第一比較器之該負輸入端係用於接收一第一控制電位，而該第一比較器之該輸出端係耦接至一第十節點以輸出一第一比較電位； 一第三電容器，具有一第一端和一第二端，其中該第三電容器之該第一端係耦接至該第十節點，而該第三電容器之該第二端係耦接至該接地電位； 一第八二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第八二極體之該陽極係耦接至該第十節點，而該第八二極體之該陰極係耦接至一第十一節點； 一第三電阻器，具有一第一端和一第二端，其中該第三電阻器之該第一端係耦接至該第十一節點，而該第三電阻器之該第二端係耦接至該接地電位；以及 一微控制器，根據該溝通電位來產生該第一控制電位、一第二控制電位，以及一參數調整電位； 其中該第一脈波寬度調變積體電路係由該第一分壓電位來進行供電； 其中該第一脈波寬度調變積體電路之過電流保護特性係根據該第一控制電位和該參數調整電位而決定。
10. 如請求項9之電源供應器，其中該偵測及控制電路更包括： 一第四電阻器，具有一第一端和一第二端，其中該第一電阻器之該第一端係耦接至該第三節點以接收該中間電位，而該第四電阻器之該第二端係耦接至一第十二節點以輸出一第二分壓電位； 一第五電阻器，具有一第一端和一第二端，其中該第五電阻器之該第一端係耦接至該第十二節點，而該第五電阻器之該第二端係耦接至該接地電位； 一第二比較器，具有一正輸入端、一負輸入端，以及一輸出端，其中該第二比較器之該正輸入端係用於接收該第二分壓電位，該第二比較器之該負輸入端係用於接收該第二控制電位，而該第二比較器之該輸出端係耦接至一第十三節點以輸出一第二比較電位； 一第四電容器，具有一第一端和一第二端，其中該第四電容器之該第一端係耦接至該第十三節點，而該第四電容器之該第二端係耦接至該接地電位； 一第九二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第九二極體之該陽極係耦接至該第十三節點，而該第九二極體之該陰極係耦接至一第十四節點；以及 一第六電阻器，具有一第一端和一第二端，其中該第六電阻器之該第一端係耦接至該第十四節點，而該第六電阻器之該第二端係耦接至該接地電位； 其中該第二脈波寬度調變積體電路係由該第二分壓電位來進行供電； 其中該第二脈波寬度調變積體電路之過電流保護特性係根據該第二控制電位和該參數調整電位而決定。

Images