TW201421887A - 交換式電源轉換電路及其所適用之電源供應器 - Google Patents
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Abstract
本案關於一種交換式電源轉換電路,其係不但為雙級式電路架構而具有功率因數校正功能,且於不需要提供電能至負載或電子產品時,例如負載或電子產品停止運作時,整體電路具有較低的電能消耗,以符合節能省電特性。此交換式電源轉換電路使用於電源供應器而提供電能至電子產品,可以在使用者未使用電子產品時,使電源供應器具有較低的電能消耗。
Description
本案係關於一種電源轉換電路,尤指一種具雙級式電路架構之交換式電源轉換電路及其所適用之電源供應器。
近年來隨著科技的進步,具有各式各樣不同功能的電子產品已逐漸被研發出來,這些具有各式各樣不同功能的電子產品不但滿足了人們的各種不同需求,更融入每個人的日常生活,使得人們生活更為便利。
這些各式各樣不同功能的電子產品係由各種電子元件所組成,而每一個電子元件所需的電源電壓不盡相同,因此,現今的供電系統提供的交流電源並不適合直接提供給電子產品使用。為了提供適當的電壓給每一個電子元件使其正常運作,這些電子產品需要藉由電源轉換電路將交流電源,例如一般的市電,轉換為適當的電壓給每一個電子元件使用。
電源轉換電路依其電路架構的不同,約可粗略地區分為線性式和交換式電源轉換電路兩種,簡單的線性式電源轉換電路是由變壓器、二極體整流器和電容濾波器所組成,其優點是電路簡單且成本低,但是因使用較大的變壓器且轉換效率低,所以無法使用在體積較小或長時間使用的電子產品中。相較於線性式電源轉換電路,交換式電源轉換電路具有較高的轉換效率及較小的體積,因此,長時間使用或小型化的電子產品大多會使用交換式電源轉換電路。
雖然,交換式電源轉換電路具有較高的轉換效率,但是,傳統交換式電源轉換電路不論是否需要提供電能至負載或電子產品,該交換式電源轉換電路仍會一直持續運作,使輸出電壓維持額定電壓值。因此,即使交換式電源轉換電路未提供電能至負載或電子產品,該交換式電源轉換電路仍會持續運作而消耗電能,造成交換式電源轉換電路於未提供電能至負載或電子產品時具有較高的電能消耗。
由上述可知,傳統交換式電源轉換電路於負載或電子產品未使用該交換式電源轉換電路所提供之電能時,例如負載或電子產品停止運作時,傳統交換式電源轉換電路仍會持續運作,造成整體電路具有較高的電能消耗,不符合節能省電特性。若使用傳統交換式電源轉換電路之電源供應器提供電能至電子產品時,即便是使用者未使用電子產品,電源供應器仍會持續運作而消耗不必要的電能。
因此,如何發展一種可改善上述習知技術缺失之交換式電源轉換電路及其所適用之電源供應器,實為相關技術領域者目前所迫切需要解決之問題。
本案之主要目的在於提供一種交換式電源轉換電路,其係不但為雙級式電路架構而具有功率因數校正功能,且於不需要提供電能至負載或電子產品時,例如負載或電子產品停止運作時,整體電路具有較低的電能消耗,以符合節能省電特性。此交換式電源轉換電路使用於電源供應器而提供電能至電子產品,可以在使用者未使用電子產品時,使電源供應器具有較低的電能消耗。
為達上述目的,本案之較佳實施態樣為提供一種交換式電源轉換電路,用以接收輸入電壓之電能而輸出輸出電壓至系統電路,係包括:第一電源電路,用以校正功率因數,並將輸入電壓轉換為匯流排電壓;第一迴授電路,連接於第一電源電路,用以因應匯流排電壓輸出第一迴授訊號;第二電源電路,連接於第一電源電路,用以轉換匯流排電壓為輸出電壓;第二迴授電路,連接於第二電源電路,用以因應輸出電壓輸出第二迴授訊號;以及控制單元,連接於第一電源電路、第二電源電路、第一迴授電路、第二迴授電路及系統電路,用以因應第一迴授訊號控制第一電源電路之運作,且因應第二迴授訊號控制第二電源電路之運作,並接收系統電路之電源狀態訊號;其中,於電源狀態訊號為關閉狀態時,控制單元依據電源狀態訊號控制第二電源電路停止運作,俾使交換式電源轉換電路停止提供電能至該系統電路。
為達上述目的,本案之較佳實施態樣另提供一種交換式電源轉換電路,用以接收輸入電壓之電能而產生輸出電壓,且輸出電壓經由輸出電源連接器傳送至電子產品之系統電路,係包括:第一電源電路,用以校正功率因數,並將輸入電壓轉換為匯流排電壓;第一迴授電路,連接於第一電源電路,用以因應匯流排電壓產生第一迴授訊號;第二電源電路,連接於第一電源電路,用以轉換匯流排電壓為輸出電壓;第二迴授電路,連接於第二電源電路,用以因應輸出電壓輸出第二迴授訊號;以及控制單元,連接於第一電源電路、第二電源電路、第一迴授電路及第二迴授電路,且具有一檢測電路,連接於第二電源電路之輸出端,用以檢測系統電路是否需要交換式電源轉換電路提供電能,並輸出對應的電源狀態檢測訊號,使控制單元因應該電源狀態檢測訊號、第一迴授訊號及第二迴授訊號而分別控制第一電源電路及第二電源電路之運作;其中,於電源狀態檢測訊號為關閉狀態時,控制單元根據該電源狀態檢測訊號控制第二電源電路間歇運作或停止運作,使輸出電壓為常態低於額定電壓值或零電壓值,俾使交換式電源轉換電路間歇或停止提供電能至系統電路。
為達上述目的,本案之較佳實施態樣又提供一種電源供應器,其係包含交換式電源轉換電路,用以接收輸入電壓之電能而輸出輸出電壓,且輸出電壓經由輸出電源連接器傳送至電子產品之系統電路,交換式電源轉換電路包括:第一電源電路,用以校正功率因數,並將輸入電壓轉換為匯流排電壓;第一迴授電路,連接於第一電源電路,用以因應匯流排電壓輸出第一迴授訊號;第二電源電路,連接於第一電源電路,用以轉換匯流排電壓為輸出電壓;第二迴授電路,連接於第二電源電路,用以因應輸出電壓輸出第二迴授訊號;以及控制單元,連接於第一電源電路、第二電源電路、第一迴授電路及第二迴授電路,用以因應第一迴授訊號、第二迴授訊號與系統電路之關閉狀態與運作狀態而分別控制第一電源電路及第二電源電路之運作;其中,於系統電路之電源狀態為關閉狀態時,該控制單元控制第二電源電路間歇運作或停止運作,使輸出電壓為常態低於額定電壓值或零電壓值,俾使交換式電源轉換電路間歇或停止提供電能至系統電路。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化,其皆不脫離本案的範圍,且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用,而非用以限制本案。
請參閱第1圖,其係為本案較佳實施例之交換式電源轉換電路之電路方塊示意圖。如第1圖所示,本案之交換式電源轉換電路1係用以接收輸入電壓Vin,例如一交流電壓,之電能而輸出額定的輸出電壓Vo,且可為但不限於為包含一第一電源電路15以及一第二電源電路11之雙級式電路架構,並可應用於電源供應器中而提供電能至一電子產品的一系統電路2,此外,交換式電源轉換電路1更包含一第一控制電路13b1、一第二控制電路16b、一第一迴授電路17b、一第二迴授電路12b、一匯流排電容Cin、一輸入整流電路14以及一啟動電路13b3。其中輸入整流電路14係連接於交換式電源轉換電路1之輸入端、第一電源電路15的輸入端及一第一共參考端COM1,用以對輸入電壓Vin整流。
第一電源電路15係具有校正功率因數功能,亦即可使交換式電源轉換電路1輸入端之一輸入電流(未圖示)之電流分佈與包絡曲線(envelope curve)相似於輸入電壓Vin之波形,且具有一第一開關電路151,該第一電源電路15係接收輸入電壓Vin之電能且藉由第一開關電路151導通或截止而輸出一匯流排電壓Vbus。匯流排電容Cin之一端係連接於第一電源電路15之輸出端15a,匯流排電容Cin之另一端則連接於第一共參考端COM1,其係用以儲能或者對匯流排電壓Vbus濾波。
第一迴授電路17b連接於第一電源電路15之輸出端15a與第一控制電路13b1,其係根據匯流排電壓Vbus而輸出第一迴授訊號VFb1。第一控制電路13b1連接於第一開關電路151的控制端與第一迴授電路17b之輸出端,且與第二電源電路11之一第一輔助電源輸出端11b、啟動電路13b3以及系統電路2連接,用以因應第一迴授訊號VFb1輸出第一脈衝寬度調變控制訊號VPWM1而控制第一開關電路151導通或截止,俾將輸入電壓Vin之能量轉換為匯流排電壓Vbus,且第一控制電路13b1亦接收系統電路2提供之電源狀態訊號Vst。
第二電源電路11係與第一電源電路15、匯流排電容Cin以及系統電路2連接,且包含一第二開關電路111,第二電源電路11用以接收匯流排電壓Vbus之電能,且藉由第二開關電路111導通或截止切換而於第二電源電路之輸出端11a與第一輔助電源輸出端11b分別輸出輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc,且第二電源電路11之第一輔助電源輸出端11b係與第一控制電路13b1以及第二控制電路16b連接。第二迴授電路12b連接於第二電源電路11之輸出端11a與第二控制電路16b,用以因應輸出電壓Vo輸出第二迴授訊號VFb2。第二控制電路16b連接於第二開關電路111的控制端、第二電源電路11之第一輔助電源輸出端11b與第二迴授電路12b的輸出端,亦與第一控制電路13b1連接,第二控制電路16b用以因應第二迴授訊號VFb2輸出第二脈衝寬度調變控制訊號VPWM2控制第二開關電路111導通或截止,俾將匯流排電壓Vbus之能量轉換為輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc。
啟動電路13b3可為但不限於與第一控制電路13b1、第二控制電路16b構成一控制單元13b,該啟動電路13b3更連接於輸入整流電路14的輸入端、系統電路2與第一控制電路13b1,用以因應電源狀態訊號Vst而使用輸入電壓Vin之電能來輸出啟動電壓VH,並傳送至第一控制電路13b1,使第一控制電路13b1可將輸入電壓Vin之電能傳送至第二電源電路11之第一輔助電源輸出端11b,使第一輔助電源輸出端11b上之第一輔助電壓Vcc提升至第一控制電路13b1之第一運作電壓以上,因此第一控制電路13b1便可因第一輔助電壓Vcc而運作,並由第一控制電路13b1輸出對應的控制訊號來驅動第二控制電路16b運作。
以下將說明第1圖所示之交換式電源轉換電路1的作動方式。請再參閱第1圖,當電源狀態訊號Vst例如為高電位的運作狀態時,即表示系統電路2需要交換式電源轉換電路1提供電能。此時,啟動電路13b3依據電源狀態訊號Vst的狀態而運作,並將輸入電壓Vin之電能轉換為非零電壓值(大於零電壓值)之啟動電壓VH至第一控制電路13b1,第一控制電路13b1再將啟動電壓VH的電能傳送至第二電源電路11之第一輔助電源輸出端11b,使第一輔助電壓Vcc的電壓值上升至第一控制電路13b1之第一運作電壓值以上,使第一控制電路13b1開始運作而控制第一電源電路15,故第一控制電路13b1將因應第一迴授訊號VFb1持續地輸出第一脈衝寬度調變控制訊號VPWM1控制第一開關電路151導通或截止,俾使第一電源電路15將輸入電壓Vin之能量轉換以匯流排電壓Vbus,並將匯流排電壓Vbus維持在額定電壓值,此時,第一控制電路13b1亦將發出一控制訊號(未圖示)至第二控制電路16b,以驅動第二控制電路16b開始運作,因此第二控制電路16b將因應第二迴授訊號VFb2輸出第二脈衝寬度調變控制訊號VPWM2控制第二開關電路111導通或截止,使第二電源電路11將匯流排電壓Vbus之能量轉換為輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc,以分別提供電能至系統電路2、第一控制電路13b1及第二控制電路16b,且第二控制電路16b亦控制第二電源電路11的輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc維持在額定電壓值。
一旦當電源狀態訊號Vst由高電位的運作狀態轉變為零電位或低電位的關閉狀態時,即表示系統電路2不需要交換式電源轉換電路1提供電能。此時,啟動電路13b3會因應為關閉狀態的電源狀態訊號Vst而停止運作,使啟動電壓VH的電壓值為零電壓值,以減少不必要的能量轉換耗損,因此即使輸入電壓Vin可以持續提供電能給啟動電路13b3,啟動電路13b3也不會使用輸入電壓Vin的電能輸出非零電壓值的啟動電壓VH,同時,第一控制電路13b1亦因關閉狀態的電源狀態訊號Vst而停止運作,並一併輸出控制訊號而驅使第二控制電路16b停止運作,如此一來,第一電源電路15及第二電源電路11將對應停止運作,接續使輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc因第二控制電路16b及第二電源電路11係停止運作而為零電壓值,故交換式電源轉換電路1停止提供電能至系統電路2。
一旦系統電路2再次需要交換式電源轉換電路1提供電能,使電源狀態訊號Vst將由零電位或低電位的關閉狀態轉變為高電位的運作狀態時,如前所述,啟動電路13b3將因應為運作狀態的電源狀態訊號Vst而再次運作,以輸出為非零電壓值之啟動電壓VH,使第一控制電路13b1將啟動電壓VH的電能傳送至第二電源電路11之第一輔助電源輸出端11b,使第一輔助電壓Vcc的電壓值上升至第一運作電壓值以上,藉此使第一控制電路13b1再次運作而控制第一電源電路15將輸入電壓Vin之能量轉換為匯流排電壓Vbus,而第一控制電路13b1亦將再發出控制訊號(未圖示)至第二控制電路16b,以驅動第二控制電路16b開始運作,使第二控制電路16b控制第二電源電路11輸出輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc至系統電路2、第一控制電路13b1及第二控制電路16b,並維持輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc在額定電壓值。
於一些實施例中,第1圖所示之控制單元13b之啟動電路13b3係可省略,例如以將該啟動電路13b3合併於第一控制電路13b1內的方式來進行省略,進而可構成如第2圖所示之交換式電源轉換電路1,因此,如第2圖所示,第一控制電路13b1不但維持於與第一開關電路151的控制端、第一迴授電路17b之輸出端、第二電源電路11之第一輔助電源輸出端11b、第二控制電路16b以及系統電路2連接,更連接於輸入整流電路14的輸入端。
因此當電源狀態訊號Vst例如為高電位的運作狀態時,即表示系統電路2需要交換式電源轉換電路1提供電能,此時,第一控制電路13b1係因應為運作狀態的電源狀態訊號Vst而將輸入電壓Vin的電能傳送至第二電源電路11之第一輔助電源輸出端11b,使第一輔助電壓Vcc的電壓值上升至第一控制電路13b1之第一運作電壓值以上,故第一控制電路13b1開始運作而控制第一電源電路15之運作,亦即第一控制電路13b1將因應第一迴授訊號VFb1持續地輸出第一脈衝寬度調變控制訊號VPWM1控制第一開關電路151導通或截止,俾使第一電源電路15將輸入電壓Vin之能量轉換以匯流排電壓Vbus,並將匯流排電壓Vbus維持在額定電壓值,此時,第一控制電路13b1亦將發出一控制訊號來驅動第二控制電路16b開始運作,因此第二控制電路16b將因應第二迴授訊號VFb2輸出第二脈衝寬度調變控制訊號VPWM2控制第二開關電路111導通或截止,使第二電源電路11將匯流排電壓Vbus之能量轉換為輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc,以分別提供電能至系統電路2、第一控制電路13b1及第二控制電路16b,且第二控制電路16b亦控制輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc維持在額定電壓值。
一旦當電源狀態訊號Vst由高電位的運作狀態轉變為零電位或低電位的關閉狀態時,即表示系統電路2不需要交換式電源轉換電路1提供電能。此時,第一控制電路13b1將因關閉狀態的電源狀態訊號Vst而停止運作,並一併輸出控制訊號而驅使第二控制電路16b停止運作,如此一來,第一電源電路15及第二電源電路11係停止運作,接續使輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc因第二控制電路16b及第二電源電路11係停止運作而為零電壓值,故交換式電源轉換電路1停止提供電能至系統電路2。
又於一些實施例中,第1圖所示之第二控制電路16b亦可整合於第一控制電路13b1內,進而可構成如第3圖所示之交換式電源轉換電路1,因此如第3圖所示,第一控制電路13b1不但連接於第一開關電路151的控制端、第一迴授電路17b之輸出端、第一輔助電源輸出端11b、啟動電路13b3以及系統電路2,更連接於第二開關電路111之控制端及第二迴授電路12b之輸出端,因此於本實施例中,第一控制電路13b1不但可因應第一迴授訊號VFb1輸出第一脈衝寬度調變控制訊號VPWM1控制第一開關電路151導通或截止,俾將輸入電壓Vin之能量轉換為匯流排電壓Vbus,更可因應第二迴授訊號VFb2輸出第二脈衝寬度調變控制訊號VPWM2控制第二開關電路111導通或截止,俾將匯流排電壓Vbus之能量轉換為輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc。
因此當電源狀態訊號Vst例如為高電位的運作狀態時,即表示系統電路2需要交換式電源轉換電路1提供電能,此時,啟動電路13b3依據電源狀態訊號Vst的狀態而運作,並將輸入電壓Vin之電能轉換為非零電壓值(大於零電壓值)之啟動電壓VH至第一控制電路13b1,第一控制電路13b1再將啟動電壓VH的電能傳送至第二電源電路11之第一輔助電源輸出端11b,使第一輔助電壓Vcc的電壓值上升至第一控制電路13b1之第一運作電壓值以上,故第一控制電路13b1開始運作並因應第一迴授訊號VFb1輸出第一脈衝寬度調變控制訊號VPWM1控制第一開關電路151導通或截止,俾使第一電源電路15將輸入電壓Vin之能量轉換為匯流排電壓Vbus,並將匯流排電壓Vbus維持在額定電壓值,同時,第一控制電路13b1亦因應第二迴授訊號VFb2輸出第二脈衝寬度調變控制訊號VPWM2控制第二開關電路111導通或截止,俾使第二電源電路11將匯流排電壓Vbus之能量轉換為輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc,並將輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc維持在額定電壓值。
一旦當電源狀態訊號Vst由高電位的運作狀態轉變為零電位或低電位的關閉狀態時,即表示系統電路2不需要交換式電源轉換電路1提供電能。此時,啟動電路13b3會因應為關閉狀態的電源狀態訊號Vst使啟動電壓VH的電壓值為零電壓值,以減少不必要的能量轉換耗損,因此即使輸入電壓Vin可以持續提供電能給啟動電路13b3,啟動電路13b3也不會使用輸入電壓Vin的電能輸出非零電壓值的啟動電壓VH,同時,第一控制電路13b1亦因關閉狀態的電源狀態訊號Vst而停止運作,故第一控制電路13b1將停止控制第一電源電路15及第二電源電路11之運作,接續使輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc因第一控制電路13b1及第二電源電路11係停止運作而為零電壓值,故交換式電源轉換電路1停止提供電能至系統電路2。
於一些實施例中,第3圖所示之控制單元13b之啟動電路13b3亦可省略,例如以將該啟動電路13b3合併於第一控制電路13b1內的方式來省略,進而可構成如第4圖所示之交換式電源轉換電路1,因此,如第4圖所示,第一控制電路13b1不但維持於與第一開關電路151的控制端、第一迴授電路17b之輸出端、第二開關電路111之控制端、第二迴授電路12b之輸出端以及系統電路2連接,更連接於輸入整流電路14的輸入端,此外,如第4圖所示,本實施例之第二電源電路11並不會於如第1-3圖所示之第二電源電路11之第一輔助電源輸出端11b輸出第一輔助電壓Vcc,更甚者,本實施例之交換式電源轉換電路1內更具有一輔助電源18,係與第一控制電路13b1連接,用以持續輸出第一輔助電壓Vcc至第一控制電路13b1,使第一控制電路13b1可利用第一輔助電壓Vcc而運作。於一些實施例中,輔助電源18可為一額外設置之電源,亦或是直接引用匯流排電壓Vbus之電能所構成。
因此當電源狀態訊號Vst例如為高電位的運作狀態時,即表示系統電路2需要交換式電源轉換電路1提供電能,此時,第一控制電路13b1將因應運作狀態的電源狀態訊號Vst而接收輔助電源18所輸出之第一輔助電壓Vcc來運作,故第一控制電路13b1將因應第一迴授訊號VFb1持續地輸出第一脈衝寬度調變控制訊號VPWM1控制第一開關電路151導通或截止,俾使第一電源電路15將輸入電壓Vin之能量轉換以匯流排電壓Vbus,並將匯流排電壓Vbus維持在額定電壓值,同時,第一控制電路13b1亦因應第二迴授訊號VFb2輸出第二脈衝寬度調變控制訊號VPWM2控制第二開關電路111導通或截止,俾將匯流排電壓Vbus之能量轉換為輸出電壓Vo,並將輸出電壓Vo維持在額定電壓值。
一旦當電源狀態訊號Vst由高電位的運作狀態轉變為零電位或低電位的關閉狀態時,即表示系統電路2不需要交換式電源轉換電路1提供電能。此時,第一控制電路13b1將因關閉狀態的電源狀態訊號Vst而停止接收輔助電源18所提供之第一輔助電壓Vcc,因此第一控制電路131將停止運作,如此一來,第一控制電路13b1將停止控制第一電源電路15及第二電源電路11之運作,接續使輸出電壓Vo因第一控制電路13b1及第二電源電路11係停止運作而為零電壓值,故交換式電源轉換電路1停止提供電能至系統電路2。當然,第4圖所示之交換式電源轉換電路1利用輔助電源18所輸出之第一輔助電壓Vcc來持續供電給第一控制電路13b1,使第一控制電路13b1可依據電源狀態訊號Vst之狀態來決定是否接收第一輔助電壓Vcc之電能的技術,以及第1-3圖所示之交換式電源轉換電路1係利用第二電源電路11之第一輔助電源輸出端11b所輸出之第一輔助電壓Vcc是否達到第一控制電路13b1之第一運作電壓,以控制第一控制電路13b1是否運作的技術,彼此間係可交互應用,並不侷限於如第1-4圖所示之實施例。
請參閱第5圖並配合第1圖,第5圖係為本案另一較佳實施例之交換式電源轉換電路之電路方塊示意圖。如第5圖所示,第5圖所示之交換式電源轉換電路1之電路結構係相似於第1圖所示之交換式電源轉換電路1,唯獨本實施例中,控制單元13b係不同於第1圖,且交換式電源轉換電路1藉由輸出電源連接器1a與電子產品之系統電路2連接。
於本實施例中,控制單元13b除了包含第一控制電路13b1、第二控制電路16b與啟動電路13b3外,更包含一檢測電路13b2,其中,檢測電路13b2連接於第二電源電路11的輸出端11a、啟動電路13b3、輸出電源連接器1a及第一控制電路13b1,用以檢測系統電路2是否需要交換式電源電路1提供電能,亦即檢測輸出電源連接器1a與電子產品之系統電路2是否連接,檢測系統電路2是否需要交換式電源轉換電路1提供電能,並輸出對應的電源狀態檢測訊號Va,進而使啟動電路13b3可因應電源狀態檢測訊號Va而使用輸入電壓Vin之電能來輸出啟動電壓VH,並傳送至第一控制電路13b1,使第一控制電路13b1運作,進而使第一控制電路13b1輸出對應的控制訊號驅動第二控制電路16b開始運作,而該電源狀態檢測訊號Va亦可使第一控制電路13b1於系統電路2無需交換式電源轉換電路1提供電能時間歇或停止運作,進而控制第二控制電路16b間歇或停止運作。
於本實施例中,當使用者將輸出電源連接器1a與電子產品之系統電路2連接時,檢測電路13b2所輸出之電源狀態檢測訊號Va為零電位或低電位的運作狀態。相反地,當使用者將輸出電源連接器1a與電子產品之系統電路2分離時,檢測電路13b2所輸出電源狀態檢測訊號Va為高電位的關閉狀態。
因此當使用者將輸出電源連接器1a與電子產品之系統電路2連接時,檢測電路13b2所輸出電源狀態檢測訊號Va係為低電位的運作狀態,此時,啟動電路13b3會因為電源狀態檢測訊號Va使輸入電壓Vin的電能傳送至第一控制電路13b1,亦即啟動電壓VH為非零電壓值,第一控制電路13b1將啟動電壓VH之電能傳送至第二電源電路11之第一輔助電源輸出端11b,使第一輔助電壓Vcc的電壓值上升至第一控制電路13b1之第一運作電壓值以上,使第一控制電路13b1開始運作,並且因應第一迴授訊號VFb1持續地輸出第一脈衝寬度調變控制訊號VPWM1控制第一開關電路151導通或截止,俾將匯流排電壓Vbus維持在額定電壓值,此時,第一控制電路13b1輸出一控制訊號來驅動第二控制電路16b運作,因此第二控制電路16b因應第二迴授訊號VFb2輸出第二脈衝寬度調變控制訊號VPWM2控制第二開關電路111導通或截止,俾將輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc維持在額定電壓值。
一旦當輸出電源連接器1a與電子產品之系統電路2分離時,檢測電路13b2所輸出電源狀態檢測訊號Va為高電位的關閉狀態,此時,電源狀態檢測訊號Va會驅使啟動電路13b3間歇或停止使用輸入電壓Vin的電能來輸出啟動電壓VH,該電源狀態檢測訊號Va亦使得第一控制電路13b1間歇或停止運作,再由第一控制電路13b1驅使第二控制電路16b間歇或停止運作,故第二電源電路11所輸出之輸出電壓Vo為常態低於額定電壓值或零電壓值,交換式電源轉換電路1間歇或停止提供電能至系統電路2。
於一些實施例中,第5圖所示之中控制單元13b之啟動電路13b3係可省略,例如以將該啟動電路13b3合併於第一控制電路13b1內的方式來進行省略,進而可構成如第6圖所示之交換式電源轉換電路1,因此,如第6圖所示,第一控制電路13b1不但維持於與第一開關電路151的控制端、第一迴授電路17b之輸出端、第二電源電路11之第一輔助電源輸出端11b以及第二控制電路16b連接,更連接於輸入整流電路14的輸入端。
因此當使用者將輸出電源連接器1a與電子產品之系統電路2連接時,檢測電路13b2所輸出電源狀態檢測訊號Va係為低電位的運作狀態,此時,第一控制電路13b1係依據低電位的運作狀態之電源狀態檢測訊號Va,將輸入電壓Vin之電能傳送至第二電源電路11之第一輔助電源輸出端11b,使第一輔助電壓Vcc的電壓值上升至第一運作電壓值以上,第一控制電路13b1開始運作,並且因應第一迴授訊號VFb1持續地輸出第一脈衝寬度調變控制訊號VPWM1控制第一開關電路151導通或截止,俾將匯流排電壓Vbus維持在額定電壓值,此時,第一控制電路13b1亦輸出一控制訊號來驅動第二控制電路16b運作,因此第二控制電路16b因應第二迴授訊號VFb2持續地輸出第二脈衝寬度調變控制訊號VPWM2控制第二開關電路111導通或截止,俾將輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc維持在額定電壓值。
一旦當輸出電源連接器1a與電子產品之系統電路2分離時,檢測電路13b2所輸出電源狀態檢測訊號Va為高電位的關閉狀態,此時,電源狀態檢測訊號Va會驅使第一控制電路13b1間歇或停止運作,再由第一控制電路13b1驅使第二控制電路16b間歇或停止運作,故第二電源電路11所輸出之輸出電壓Vo及第一輔助電壓Vcc將為常態低於額定電壓值或零電壓值,交換式電源轉換電路1間歇或停止提供電能至系統電路2。
又於一些實施例中,第5圖所示之第二控制電路16b亦可整合於第一控制電路13b1內,進而可構成如第7圖所示之交換式電源轉換電路1,因此如第7圖所示,第一控制電路13b1不但連接於第一開關電路151的控制端、第一迴授電路17b之輸出端、第一輔助電源輸出端11b、檢測電路13b2及啟動電路13b3,更連接於第二開關電路111之控制端及第二迴授電路12b之輸出端,因此於本實施例中,第一控制電路13b1不但可因應第一迴授訊號VFb1輸出第一脈衝寬度調變控制訊號VPWM1控制第一開關電路151導通或截止,俾將輸入電壓Vin之能量轉換為匯流排電壓Vbus,更可因應第二迴授訊號VFb2輸出第二脈衝寬度調變控制訊號VPWM2控制第二開關電路111導通或截止,俾將匯流排電壓Vbus之能量轉換為輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc。
因此當使用者將輸出電源連接器1a與電子產品之系統電路2連接時,檢測電路13b2所輸出電源狀態檢測訊號Va係為低電位的運作狀態,此時,啟動電路13b3會因為電源狀態檢測訊號Va使輸入電壓Vin的電能傳送至第一控制電路13b1,亦即啟動電壓VH為非零電壓值,而第一控制電路13b1亦將啟動電壓VH之電能傳送至第二電源電路11之第一輔助電源輸出端11b,使第一輔助電壓Vcc的電壓值上升至第一運作電壓值以上,第一控制電路13b1開始運作,並且因應第一迴授訊號VFb1持續地輸出第一脈衝寬度調變控制訊號VPWM1控制第一開關電路151導通或截止,俾將匯流排電壓Vbus維持在額定電壓值,且第一控制電路13b1亦因應第二迴授訊號VFb2持續地輸出第二脈衝寬度調變控制訊號VPWM2控制第二開關電路111導通或截止,俾將輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc維持在額定電壓值。
一旦當輸出電源連接器1a與電子產品之系統電路2分離時,檢測電路13b2所輸出電源狀態檢測訊號Va為高電位的關閉狀態,此時,電源狀態檢測訊號Va會驅使啟動電路13b3間歇或停止使用輸入電壓Vin的電能來輸出啟動電壓VH,同時該電源狀態檢測訊號Va亦使得第一控制電路13b1間歇或停止運作,故第二電源電路11所輸出之輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc將為常態低於額定電壓值或零電壓值,交換式電源轉換電路1間歇或停止提供電能至系統電路2。
於一些實施例中,第7圖所示之控制單元13b之啟動電路13b3亦可省略,例如以將該啟動電路13b3合併於第一控制電路13b1內的方式來省略,進而可構成如第8圖所示之交換式電源轉換電路1,因此如第8圖所示,第一控制電路13b1不但維持於與第一開關電路151的控制端、第一迴授電路17b之輸出端、檢測電路13b2、第二開關電路111之控制端以及第二迴授電路12b之輸出端連接,更連接於輸入整流電路14的輸入端,此外,如第8圖所示,本實施例之第二電源電路11並不會於如第5-7圖所示之第二電源電路11係於第一輔助電源輸出端11b輸出第一輔助電壓Vcc,更甚者,本實施例之交換式電源轉換電路1內更具有一輔助電源18,係與第一控制電路13b1連接,用以持續輸出第一輔助電壓Vcc至第一控制電路13b1,使第一控制電路13b1可利用第一輔助電壓Vcc而運作。於一些實施例中,輔助電源18可為一額外設置之電源,亦或是直接引用匯流排電壓Vbus之電能所構成。
因此當使用者將輸出電源連接器1a與電子產品之系統電路2連接時,檢測電路13b2所輸出電源狀態檢測訊號Va係為低電位的運作狀態,此時,第一控制電路13b1係依據低電位的運作狀態之電源狀態檢測訊號Va而接收輔助電源18所輸出之第一輔助電壓Vcc來運作,故第一控制電路13b1因應第一迴授訊號VFb1持續地輸出第一脈衝寬度調變控制訊號VPWM1控制第一開關電路151導通或截止,俾使第一電源電路15將匯流排電壓Vbus維持在額定電壓值,且第一控制電路13b1因應第二迴授訊號VFb2持續地輸出第二脈衝寬度調變控制訊號VPWM2控制第二開關電路111導通或截止,俾將輸出電壓Vo維持在額定電壓值。
一旦當輸出電源連接器1a與電子產品之系統電路2分離時,檢測電路13b2所輸出電源狀態檢測訊號Va為高電位的關閉狀態,此時,電源狀態檢測訊號Va會驅使第一控制電路13b1間歇或停止運作,故第二電源電路11所輸出之輸出電壓Vo將為常態低於額定電壓值或零電壓值,交換式電源轉換電路1間歇或停止提供電能至系統電路2。
當然,第8圖所示之交換式電源轉換電路1利用輔助電源18所輸出之第一輔助電壓Vcc來持續供電給第一控制電路13b1,使第一控制電路13b1可依據電源狀態檢測訊號Va之狀態來決定是否接收第一輔助電壓Vcc之電能的技術,以及第5-7圖所示之交換式電源轉換電路1係利用第二電源電路11之第一輔助電源輸出端11b所輸出之第一輔助電壓Vcc是否達到第一控制電路13b1之第一運作電壓,以控制第一控制電路13b1是否運作的技術,彼此間係可交互應用,並不侷限於如第5-8圖所示之實施例。
由於第一電源電路15、第二電源電路11、第一迴授電路17b、第二迴授電路12b以及檢測電路13b2之種類眾多,以下將示範性地說明其細部的電路架構。請參閱第9圖,其係為應用於第1-8圖所示之交換式電源轉換電路的第二電源電路及第二迴授電路的細部電路結構示意圖。如第9圖所示,第二電源電路11包含第二開關電路111、第一整流濾波電路112、第二整流濾波電路113與變壓器TR,於本實施例中,變壓器TR包含初級繞組Np(primary winding)、次級繞組Ns(secondary winding)與輔助繞組Na(auxiliary winding),而第二開關電路111係由一第一開關元件Q1實現。其中,變壓器TR的初級繞組Np的一端連接於第一開關元件Q1的第一端Q1a,而第一開關元件Q1的第二端Q1b與控制端分別連接於第一共參考端COM1與控制單元13b,藉由控制單元13b(亦即,第1、2、5、6圖中之第二控制電路16b或第3、4、7、8圖中之第一控制電路13b1)輸出的第二脈衝寬度調變控制訊號VPWM2使第一開關元件Q1導通或截止,進而將輸入電壓(亦即,匯流排電壓Vbus)的電能經由變壓器TR的初級繞組Np傳送至次級繞組Ns與輔助繞組Na,再分別由第一整流濾波電路112與第二整流濾波電路113整流濾波以輸出輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc。
第一整流濾波電路112連接於變壓器TR的次級繞組Ns與電子產品的系統電路2之間,且包含第一二極體D1與第一電容C1。第一二極體D1的陽極端與變壓器TR的次級繞組Ns連接,第一二極體D1的陰極端連接於第二電源電路11之輸出端11a,第一電容C1連接於第一二極體D1的陰極端與第二共參考端COM2之間。第二整流濾波電路113連接於變壓器TR的輔助繞組Na與第一輔助電源輸出端11b之間,且包含第二二極體D2與第二電容C2。第二二極體D2的陽極端與變壓器TR的輔助繞組Na連接,第二二極體D2的陰極端連接於第一輔助電源輸出端11b,第二電容C2連接於電源電路11的第一輔助電源輸出端11b與第一共參考端COM1之間。
於本實施例中,第二迴授電路12b包含第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、三端可調穩壓元件121(3-Terminal Adjustable Regulator)與第一隔離元件122,其中,第一電阻R1之一端連接於第二電源電路11之輸出端11a,第二電阻R2連接於第一電阻R1之另一端與第二共參考端COM2之間,且第一電阻R1與第二電阻R2構成第一分壓電路,用以將輸出電壓Vo在三端可調穩壓元件121的參考端121r進行分壓,亦即於第一電阻R1及第二電阻R2之間之第一連接端分壓而輸出分壓訊號V1。
第一隔離元件122可為但不限定為光耦合隔離元件(photoelectric coupling isolation),該第一隔離元件122的輸出側連接於第二迴授電路12b之輸出端,係因應流入第一隔離元件122輸入側之一第一電流I1之電流大小輸出對應的第二迴授訊號VFb2。第一隔離元件122的輸入側與第三電阻R3串聯連接於三端可調穩壓元件121的第二端121c(cathode)與第二電源電路11之輸出端11a之間,第三電阻R3用以限制流入三端可調穩壓元件121的第二端121c或第一隔離元件122輸入側之第一電流I1之電流大小。由於第三電阻R3與第一隔離元件122的輸入側為串聯連接就可以達到限制第一電流I1之電流大小之功效,因此於一些實施例中,第三電阻R3與第一隔離元件122的輸入側串聯連接之先後位置可以交換,與第9圖所示相反(未圖示)。
三端可調穩壓元件121可選用例如國家半導體公司(National Semiconductor)型號為LM317之IC實現,但不以此為限。三端可調穩壓元件121的第一端121a(Anode)係連接於第二共同端COM2。三端可調穩壓元件121用以因應分壓訊號V1與三端可調穩壓元件121內的第一參考電壓,例如1.25伏特(V),自動地對應調整第一電流I1之電流大小,使第一隔離元件122的輸出側依據輸出電壓Vo的變化輸出第二迴授訊號VFb2
於一些實施例中,例如第10圖所示,第二電源電路11亦可為諧振式之電路結構,且包含第二開關電路111、第一整流濾波電路112、第二整流濾波電路113、一諧振電路114與變壓器TR。變壓器TR包含初級繞組Np、次級繞組Ns以及一輔助繞組Na,其中次級繞組Ns為中央抽頭結構。第二開關電路111係由一第二開關元件Q2以及一第三開關元件Q3實現,其中第二開關元件Q2以及第三開關元件Q3係串聯連接於第二電源電路11之輸入端與第一共參考端COM1之間,且其控制端係分別接收第二脈衝寬度調變訊號VPWM2而進行導通或截止之切換。
於本實施例中,諧振電路114係連接於第二開關電路111與變壓器TR之間,-且可為但不限於由一諧振電感Lr以及一諧振電容Cr所構成,其中諧振電感Lr之一端係連接於第二開關元件Q2以及第三開關元件Q3之間,諧振電感Lr之另一端係連接於初級繞組Np之一端,諧振電容Cr之一端係連接於第一共參考端COM1,諧振電容Cr之另一端係連接於初級繞組Np之另一端,當然,於一些實施例中,諧振電路114亦可由諧振電感Lr、諧振電容Cr及變壓器TR之初級繞組Np所構成。藉由控制單元13b(亦即,第1、2、5、6圖中之第二控制電路16b或第3、4、7、8圖中之第一控制電路13b1)輸出的第二脈衝寬度調變控制訊號VPWM2使第二開關元件Q2及第三開關元件Q3分別導通或截止,並藉由諧振電路114之諧振,便可將輸入電壓(亦即,匯流排電壓Vbus)的電能經由變壓器TR的初級繞組Np傳送至次級繞組Ns與輔助繞組Na,再分別由第一整流濾波電路112與第二整流濾波電路113整流濾波以輸出輸出電壓Vo與第一輔助電壓Vcc。
第一整流濾波電路112連接於變壓器TR的次級繞組Ns與電子產品的系統電路2之間,且包含第一二極體D1、第三二極體D3與第一電容C1。其中第一二極體D1的陽極端與變壓器TR的次級繞組Ns之一端連接,第一二極體D1的陰極端連接於第二電源電路11之輸出端11a,第三二極體D3之陽極端係與變壓器TR的次級繞組Ns之另一端連接,第三二極體D3的陰極端則連接於第一二極體D1之陰極端與第二電源電路之輸出端11a,第一電容C1之一端係連接於第一二極體D1之陰極端、第三二極體D3之陰極端與第二電源電路11之輸出端11a,第一電容C1之另一端係連接於次級繞組Ns之中央抽頭端及第二共參考端COM2。至於本實施例之第二整流濾波電路113之結構及連接關係相似於第9圖所示,故以相同標號代表結構與連接關係相似,於此不再贅述。需要說明的是,第二電源電路11的總類繁多,此處僅為了理解例舉了兩種實現方式,但並不能以此限制其它實現類型的。
請參閱第11A圖,其係為第1-8圖所示之第一電源電路及第一迴授電路之電路結構示意圖。如第11A圖所示,第一電源電路15係包含第一開關電路151、一第三電容C3、一第四電容C4、一第一電感L1、一第二電感L2、第四二極體D4,其中第三電容C3之一端係連接於第一電源電路15之輸入端,第三電容C3之另一端係連接於第一共參考端COM1,第一電感L1之一端係連接於第三電容C3之一端,第四電容C4之一端係與第一電感L1之另一端連接,第四電容C4之另一端係連接於第一共參考端COM1,且於本實施例中,第三電容C3、第四電容C4及第一電感L1係可構成一濾波電路。第二電感L2之一端係與第一電感L1之另一端以及第四電容C4之一端連接,第二電感L2之另一端係與第一開關電路151之一端及第四二極體D4之陽極端連接,第四二極體D4之陰極端係連接於第一電源電路15之輸出端15a,第一開關電路151之另一端係連接於第一共參考端COM1,且第一開關電路151可由一開關元件來實現。
第一迴授電路17b係包含一第四電阻R4、一第五電阻R5及一第六電阻R6,其中第四電阻R4之一端係連接於第一電源電路15的輸出端15a,第四電阻R4之另一端係連接於第五電阻R5之一端,第五電阻R5之另一端係連接於第六電阻R6之一端與第一迴授電路17b之輸出端,第六電阻R6之另一端係連接於第一共參考端COM1,且第四電阻R4、第五電阻R5及第六電阻R6構成第二分壓電路,用以將匯流排電壓Vbus進行分壓,以於第五電阻R5及第六電阻R6之間,亦即於第一迴授電路17b之輸出端輸出第一迴授訊號VFb1。
當然,第二電感L2、第一開關電路151及第四二極體D4之間的連接關係並不侷限於第11A圖所示,於一些實施例中,如第11B圖所示,第一開關電路151之一端係改連接於第一電感L1之另一端,第一開關電路151之另一端係連接於第二電感L2之一端,第二電感L2之另一端係連接於第一電源電路15之輸出端15a,第四二極體D4之陰極端係連接於第一開關電路151之另一端與第二電感L2之一端之間,第四二極體D4之陽極端係連接於第一共參考端COM1。需要說明的是,第一電源電路15的總類繁多,此處僅為了理解列舉了兩種實施方式,但並不能以此限制其他實現類型的。
請參閱第12圖,其係為第5-8圖所示之檢測電路之電路結構示意圖。如第12圖所示,檢測電路13b2包含一維持電路131、一第二隔離元件132、一連動開關133、一第七電阻R7以及一第五電容C5。其中維持電路131連接於第二電源電路11之輸出端11a、第二共參考端COM2與第二隔離元件132之輸入側,用以接收第二電源電路11輸出之電能而輸出第二輔助電壓Vb,並提供至第二隔離元件132之輸入側,且當電源連接器1a與電子產品之系統電路2分離而輸出電壓Vo的電壓值持續下降低於額定電壓值時,維持電路131可維持第二輔助電壓Vb之電壓準位於一預定值以上,以當輸出電源連接器1a與電子產品之系統電路2再次連接時,維持電路131可提供足夠電壓值之第二輔助電壓Vb至第二隔離元件132之輸入側,藉此使電源狀態檢測訊號Va對應改變為零電位或低電位的運作狀態。
於本實施例中,維持電路131包含第五二極體D5與第六電容C6,其中,第六電容C6的一端與第二共參考端COM2連接,第六電容C6的另一端與第五二極體D5的陰極端連接,而第五二極體D5的陽極端與第二電源電路11之輸出端11a連接。維持電路131之電源輸出端為第五二極體D5的陰極端,連接於第二隔離元件132之輸入側。
第二隔離元件132係可為但不限於由光耦合隔離元件所構成,第二隔離元件132的輸出側連接於檢測電路13b2之輸出端,而第二隔離元件132的輸入側係與維持電路131及第七電阻R7之一端連接,第七電阻R7之另一端係與連動開關133之一端連接而形成串聯連接,第七電阻R7係與第二隔離元件132的輸入側串聯連接,用以限制流入第二隔離元件132輸入側之第二電流I2之電流大小。由於第七電阻R7與第二隔離元件132的輸入側為串聯連接就可以達到限制第二電流I2之電流大小之功效,因此於一些實施例中,第七電阻R7與第二隔離元件132的輸入側串聯連接之先後位置可以交換,與第12圖所示相反(未圖示)。連動開關133之另一端係與第二共參考端COM2連接,連動開關133用以因應輸出電源連接器1a與系統電路2之連接關係而對應導通或截止,第五電容C5連接於檢測電路13b2之輸出端與第一共參考端COM1之間。
於本實施例中,當使用者將輸出電源連接器1a與電子產品之系統電路2連接時,此時,連動開關133係對應地切換為導通狀態,因此使流入第二隔離元件132之輸入側之第二電流I2不為零電流值,對應使電源狀態檢測訊號Va為零電位或低電位的運作狀態。相反地,當使用者將輸出電源連接器1a與電子產品之系統電路2分離時,連動開關133係對應地切換為截止狀態,導致第二電流I2為零電流值,對應使電源狀態檢測訊號Va為高電位的關閉狀態,此時維持電路131係維持第二輔助電壓Vb之電壓準位於預定值。因此當使用者將輸出電源連接器1a與電子產品之系統電路2再次連接時,維持電路131可以提供足夠電壓值之第二輔助電壓Vb至第二隔離元件132之輸入側,藉此使電源狀態檢測訊號Va對應地快速改變為零電位或低電位的運作狀態。
於上述該些實施例中,第一控制電路13b1及第二控制電路 16b可以是但不限定為脈衝寬度調變控制器(pulse width modulation controller, PWM controller)、脈衝頻率調變控制器(pulse frequency modulation controller, PFM controller)或數位訊號處理器(digital signal processor, DSP)。本案之開關元件可以是但不限定為雙載體電晶體(Bipolar Junction Transistor, BJT)或金氧半場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)。
綜上所述,本案之交換式電源轉換電路不但藉由具有雙級式電路架構而具有功率因數校正之功能,且可於不需要提供電能至負載或電子產品的系統電路時,例如負載或電子產品停止運作時,可藉由迴授電路與控制單元之啟動電路使控制單元之控制電路停止運作,進而使交換式電源轉換電路停止運作。更可利用控制單元之檢測電路依據電子產品的電源狀態輸出之電源狀態檢測訊號,使交換式電源轉換電路之輸出電壓不持續維持在額定電壓值。因此,整體電路具有較低的電能消耗,且不用將輸入電壓調整為零電壓值或中斷,本案之交換式電源轉換電路就會停止運作,以符合節能省電特性。此外,本案之交換式電源轉換電路可應用於電源供應器而提供電能至電子產品的系統電路,且可以在使用者未使用電子產品時,使電源供應器停止運作,因此不必將電源供應器由插座移除而中斷輸入電壓,即可以使電源供應器停止運作,而具有較低的電能消耗。
本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾,然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
1...交換式電源轉換電路
1a...輸出電源連接器
11...第二電源電路
11a...第二電源電路之輸出端
11b...第一輔助電源輸出端
111...第二開關電路
112...第一整流濾波電路
113...第二整流濾波電路
114...諧振電路
12b...第二迴授電路
121...三端可調穩壓元件
121a...第一端
121c...第二端
121r...參考端
122...第一隔離元件
13b...控制單元
13b1...第一控制電路
13b2...檢測電路
131...維持電路
132...第二隔離元件
133...連動開關
13b3...啟動電路
14...輸入整流電路
15...第一電源電路
15a...第一電源電路之輸出端
151...第一開關電路
16b...第二控制電路
17b...第一迴授電路
18...輔助電源
2...系統電路
Vin...輸入電壓
Vo...輸出電壓
Vbus...匯流排電壓
VFb1...第一迴授訊號
VFb2...第二迴授訊號
VPVM1...第一脈衝寬度調變控制訊號
VPWM2...第二脈衝寬度調變控制訊號
Vcc...第一輔助電壓
Vst...電源狀態訊號
VH...啟動電壓
Va...電源狀態檢測訊號
V1...分壓訊號
Vb...第二輔助電壓
Cin...匯流排電容
TR...變壓器
Np...初級繞組
Ns...次級繞組
Na...輔助繞組
Q1...第一開關元件
Q1a...第一端
Q1b...第二端
Q2...第二開關元件
Q3...第三開關元件
D1~D4...第一二極體~第四二極體
C1~C6...第一電容~第六電容
R1~R7...第一電阻~第七電阻
I1~I2...第一電流~第二電流
Lr...諧振電感
Cr...諧振電容
L1~L2...第一電感~第二電感
COM1...第一共參考端
COM2...第二共參考端
第1圖:其係為本案較佳實施例之交換式電源轉換電路之電路方塊示意圖。
第2圖:其係為第1圖所示之交換式電源轉換電路之一變化例。
第3圖:其係為第1圖所示之交換式電源轉換電路之另一變化例。
第4圖:其係為第3圖所示之交換式電源轉換電路之一變化例。
第5圖:其係為本案另一較佳實施例之交換式電源轉換電路之電路方塊示意圖。
第6圖:其係為第5圖所示之交換式電源轉換電路之一變化例。
第7圖:其係為第5圖所示之交換式電源轉換電路之另一變化例。
第8圖:其係為第7圖所示之交換式電源轉換電路之一變化例。
第9圖:其係為應用於第1-8圖所示之交換式電源轉換電路的第二電源電路及第二迴授電路的細部電路結構示意圖。
第10圖:其係為第9圖所示之第二電源電路之一變化例。
第11A圖:其係為第1-8圖所示之第一電源電路及第一迴授電路之電路結構示意圖。
第11B圖:其係為第11圖所示之第一電源電路之一變化例。
第12圖:其係為第5-8圖所示之檢測電路之電路結構示意圖。
1...交換式電源轉換電路
1a...輸出電源連接器
11...第二電源電路
11a...第二電源電路之輸出端
11b...第一輔助電源輸出端
111...第二開關電路
12b...第二迴授電路
13b...控制單元
13b1...第一控制電路
13b2...檢測電路
13b3...啟動電路
14...輸入整流電路
15...第一電源電路
15a...第一電源電路之輸出端
151...第一開關電路
16b...第二控制電路
17b...第一迴授電路
2...系統電路
Vin...輸入電壓
Vo...輸出電壓
Vbus...匯流排電壓
VFb1...第一迴授訊號
VFb2...第二迴授訊號
VPWM1...第一脈衝寬度調變控制訊號
VPWM2...第二脈衝寬度調變控制訊號
Vcc...第一輔助電壓
VH...啟動電壓
Va...電源狀態檢測訊號
Cin...匯流排電容
I2...第二電流
COM1...第一共參考端
COM2...第二共參考端
Claims (49)
- 一種交換式電源轉換電路,用以接收一輸入電壓之電能而輸出一輸出電壓至一系統電路,係包括:
一第一電源電路,用以校正功率因數,並將該輸入電壓轉換為一匯流排電壓;
一第一迴授電路,連接於該第一電源電路,用以因應該匯流排電壓輸出一第一迴授訊號; 一第二電源電路,連接於該第一電源電路,用以轉換該匯流排電壓為該輸出電壓;
一第二迴授電路,連接於該第二電源電路,用以因應該輸出電壓輸出一第二迴授訊號;以及
一控制單元,連接於該第一電源電路、該第二電源電路、該第一迴授電路、該第二迴授電路及該系統電路,用以因應該第一迴授訊號控制該第一電源電路之運作,且因應該第二迴授訊號控制該第二電源電路之運作,並接收該系統電路之一電源狀態訊號;
其中,於該電源狀態訊號為一關閉狀態時,該控制單元依據該電源狀態訊號控制該第二電源電路停止運作,俾使該交換式電源轉換電路停止提供電能至該系統電路。 - 如申請專利範圍第1項所述之交換式電源轉換電路,其中該第一電源電路係具有一第一開關電路,該第二電源電路係具有一第二開關電路。
- 如申請專利範圍第2項所述之交換式電源轉換電路,其中該交換式電源轉換電路更具有一輔助電源,係由額外設置之一電源或是該匯流排電壓之電能所構成,用以輸出一第一輔助電壓。
- 如申請專利範圍第3項所述之交換式電源轉換電路,其中該控制單元係包含:
一第一控制電路,係連接於該第一開關電路、該第一迴授電路之輸出端、該第二開關電路、該第二迴授電路之輸出端、該輔助電源、該系統電路及該交換式電源轉換電路之輸入端,用以藉由該第一輔助電壓之電能而運作,並因應該第一迴授訊號及該第二迴授訊號而分別輸出一第一脈衝寬度調變控制訊號以及第二脈衝寬度調變控制訊號,以分別控制該第一開關電路以及該第二開關電路導通或截止,使該第一電源電路將該輸入電壓轉換為該匯流排電壓,使該第二電源電路轉換該匯流排電壓為該輸出電壓。 - 如申請專利範圍第4項所述之交換式電源轉換電路,其中當該電源狀態訊號為該關閉狀態時,該第一控制電路因應該電源狀態訊號而停止運作,使該第二電源電路停止運作,俾使該交換式電源轉換電路停止提供電能至該系統電路。
- 如申請專利範圍第4項所述之交換式電源轉換電路,其中當該電源狀態訊號為一運作狀態時,該第一控制電路係因應該電源狀態訊號而接受該第一輔助電壓,以開始運作,進而控制該第二電源電路輸出具額定電壓之該輸出電壓至該系統電路。
- 如申請專利範圍第2項所述之交換式電源轉換電路,其中該控制單元包含:
一啟動電路,連接於該系統電路及該交換式電源轉換電路之輸入端,用以因應該電源狀態訊號而將該輸入電壓轉換,以輸出一啟動電壓;以及
一第一控制電路,係連接於該第一開關電路、該第一迴授電路之輸出端、該第二電源電路之一第一輔助電源輸出端、該第二開關電路、該第二迴授電路之輸出端、該啟動電路及該系統電路,用以因應該第一迴授訊號及該第二迴授訊號而分別輸出一第一脈衝寬度調變控制訊號以及第二脈衝寬度調變控制訊號,以分別控制該第一開關電路以及該第二開關電路導通或截止,使該第一電源電路將該輸入電壓轉換為該匯流排電壓,而該第二電源電路轉換該匯流排電壓為該輸出電壓。 - 如申請專利範圍第7項所述之交換式電源轉換電路,其中當該電源狀態訊號為一運作狀態時,該啟動電路係因應該電源狀態訊號而輸出大於零電壓值之該啟動電壓至該第一控制電路,該第一控制電路將該啟動電壓之電能傳送至該第二電源電路之該第一輔助電源輸出端,使該第一輔助電源輸出端所輸出之一第一輔助電壓上升至該第一控制電路之一第一運作電壓以上,使該第一控制電路運作並控制該第二電源電路輸出具額定電壓之該輸出電壓及該第一輔助電壓至該系統電路及該第一控制電路。
- 如申請專利範圍第7項所述之交換式電源轉換電路,其中當該電源狀態訊號為該關閉狀態時,該啟動電路係因應為關閉狀態的電源狀態訊號而停止運作,以使該啟動電壓的電壓值為零電壓值。
- 如申請專利範圍第7項所述之交換式電源轉換電路,其中當該電源狀態訊號為該關閉狀態時,該第一控制電路係因該電源狀態訊號而停止運作,使該第二電源電路停止運作,俾使該交換式電源轉換電路停止提供電能至該系統電路。
- 如申請專利範圍第2項所述之交換式電源轉換電路,其中該控制單元係包含:
一第一控制電路,係連接於該第二電源電路之一第一輔助電源輸出端、該第一開關電路、該第一迴授電路之輸出端、該系統電路以及該交換式電源轉換電路之輸入端,用以因應該第一迴授訊號輸出一第一脈衝寬度調變控制訊號,以控制該第一開關電路導通或截止;以及
一第二控制電路,係連接於該第二開關電路、該第二電源電路之該第一輔助電源輸出端、該第二迴授電路之輸出端以及該第一控制電路,用以因應該第二迴授訊號輸出一第二脈衝寬度調變控制訊號,以控制該第二開關電路導通或截止。 - 如申請專利範圍第11項所述之交換式電源轉換電路,其中於該電源狀態訊號為一運作狀態時,該第一控制電路係因應該電源狀態訊號將該輸入電壓的電能傳送至該第一輔助電源輸出端,使該第一輔助電源輸出端所輸出之一第一輔助電壓上升至該第一控制電路之一第一運作電壓值以上,使該第一控制電路運作,並由該第一控制電路驅使該第二控制電路運作,進而控制該第二電源電路輸出具額定電壓之該輸出電壓及該第一輔助電壓至該系統電路、該第一控制電路及該第二控制電路。
- 如申請專利範圍第11項所述之交換式電源轉換電路,其中於該電源狀態訊號為該關閉狀態時,該第一控制電路係因應該電源狀態訊號停止運作,並由該第一控制電路驅使該第二控制電路停止運作,俾使該交換式電源轉換電路停止提供電能至該系統電路。
- 如申請專利範圍第2項所述之交換式電源轉換電路,其中該控制單元包含:
一啟動電路,連接於該系統電路及該交換式電源轉換電路之輸入端,用以因應該電源狀態訊號而將該輸入電壓電能轉換,以輸出一啟動電壓;
一第一控制電路,係連接於該第一開關電路、該第二電源電路之一第一輔助電源輸出端、該第一迴授電路之輸出端、該系統電路以及該啟動電路,用以因應該第一迴授訊號輸出一第一脈衝寬度調變控制訊號,以控制該第一開關電路導通或截止;以及
一第二控制電路,係連接於該第二開關電路、該第二電源電路之該第一輔助電源輸出端、該第二迴授電路之輸出端以及該第一控制電路,用以因應該第二迴授訊號輸出一第二脈衝寬度調變控制訊號,以控制該第二開關電路導通或截止。 - 如申請專利範圍第14項所述之交換式電源轉換電路,其中於該電源狀態訊號為一運作狀態時,該啟動電路係因應該電源狀態訊號而輸出大於零電壓值之該啟動電壓至該第一控制電路,該第一控制電路將該啟動電壓的電能傳送至該第二電源電路之該第一輔助電源輸出端,使該第一輔助電源輸出端所輸出之一第一輔助電壓上升至該第一控制電路之一第一運作電壓值以上,使該第一控制電路運作,並由該第一控制電路驅使該第二控制電路運作,進而控制該第二電源電路輸出具額定電壓之該輸出電壓及該第一輔助電壓至該系統電路、該第一控制電路及該第二控制電路。
- 如申請專利範圍第14項所述之交換式電源轉換電路,其中當該電源狀態訊號為該關閉狀態時,該第一控制電路係因應該電源狀態訊號停止運作,並由該第一控制電路驅使該第二控制電路停止運作,俾使該交換式電源轉換電路停止提供電能至該系統電路。
- 一種交換式電源轉換電路,用以接收一輸入電壓之電能而輸出一輸出電壓,且該輸出電壓經由一輸出電源連接器傳送至一電子產品之一系統電路,係包括:
一第一電源電路,用以校正功率因數,並將該輸入電壓轉換為一匯流排電壓;
一第一迴授電路,連接於該第一電源電路,用以因應該匯流排電壓輸出一第一迴授訊號;一第二電源電路,連接於該第一電源電路,用以轉換該匯流排電壓為該輸出電壓;
一第二迴授電路,連接於該第二電源電路,用以因應該輸出電壓輸出一第二迴授訊號;以及
一控制單元,連接於該第一電源電路、該第二電源電路、該第一迴授電路及該第二迴授電路,且具有一檢測電路,連接於該第二電源電路之輸出端,用以檢測該系統電路是否需要該交換式電源轉換電路提供電能,並輸出對應的一電源狀態檢測訊號,使該控制單元因應該電源狀態檢測訊號、該第一迴授訊號及該第二迴授訊號而分別控制該第一電源電路及該第二電源電路之運作;
其中,於該電源狀態檢測訊號為一關閉狀態時,該控制單元根據該電源狀態檢測訊號控制該第二電源電路間歇運作或停止運作,使該輸出電壓之電壓值為常態低於額定電壓值或零電壓值,俾使該交換式電源轉換電路間歇或停止提供電能至該系統電路。 - 如申請專利範圍第17項所述之交換式電源轉換電路,其中該第一電源電路係具有一第一開關電路,該第二電源電路係具有一第二開關電路。
- 如申請專利範圍第17項所述之交換式電源轉換電路,其中當該輸出電源連接器與該系統電路連接時,該電源狀態檢測訊號為一運作狀態;當該輸出電源連接器與該系統電路分離時,該電源狀態檢測訊號為該關閉狀態。
- 如申請專利範圍第19項所述之交換式電源轉換電路,其中該交換式電源轉換電路更具有一輔助電源,係由額外設置之一電源或是該匯流排電壓之電能所構成,用以輸出一第一輔助電壓。
- 如申請專利範圍第20項所述之交換式電源轉換電路,其中該控制單元係包含:
一第一控制電路,係連接於該第一開關電路、該第一迴授電路之輸出端、該輔助電源、該第二開關電路、該第二迴授電路之輸出端、該檢測電路及該交換式電源轉換電路之輸入端,用以因應該第一迴授訊號及該第二迴授訊號而分別輸出一第一脈衝寬度調變控制訊號以及一第二脈衝寬度調變控制訊號,以分別控制該第一開關電路以及該第二開關電路導通或截止。 - 如申請專利範圍第21項所述之交換式電源轉換電路,其中於該電源狀態檢測訊號為該運作狀態時,該第一控制電路係依據該電源狀態檢測訊號而接收該第一輔助電壓,以開始運作,進而控制該第二電源電路輸出具額定電壓之該輸出電壓至該系統電路。
- 如申請專利範圍第21項所述之交換式電源轉換電路,其中於該電源狀態檢測訊號為該關閉狀態時,該第一控制電路係依據該電源狀態檢測訊號而間歇或停止接收該第一輔助電壓,以間歇或停止運作,使該第二電源電路輸出之該輸出電壓為常態低於額定電壓值或零電壓值,使該交換式電源轉換電路間歇或停止提供電能至該系統電路。
- 如申請專利範圍第19項所述之交換式電源轉換電路,其中該控制單元包含:
一啟動電路,連接於該檢測電路及該交換式電源轉換電路之輸入端,用以因應該電源狀態檢測訊號而將該輸入電壓轉換,以輸出一啟動電壓;以及
一第一控制電路,連接於該第一開關電路、該第一迴授電路之輸出端、該第二電源電路之一第一輔助電源輸出端、該第二開關電路、該第二迴授電路之輸出端、該檢測電路及該啟動電路,用以因應該第一迴授訊號及該第二迴授訊號而分別輸出一第一脈衝寬度調變控制訊號以及第二脈衝寬度調變控制訊號,以分別控制該第一開關電路以及該第二開關電路導通或截止。 - 如申請專利範圍第24項所述之交換式電源轉換電路,其中於該電源狀態檢測訊號為該運作狀態時,該啟動電路係因應該電源狀態檢測訊號而輸出大於零電壓值之該啟動電壓至該第一控制電路,該第一控制電路將該啟動電壓之電能傳送至該第二電源電路之該第一輔助電源輸出端,使該第一輔助電源輸出端所輸出之一第一輔助電壓上升至該第一控制電路之一第一運作電壓以上,使該第一控制電路運作,並由該第一控制電路驅使該第二控制電路運作,進而控制該第二電源電路輸出具額定電壓之該輸出電壓及該第一輔助電壓至該系統電路及該第一控制電路。
- 如申請專利範圍第25項所述之交換式電源轉換電路,其中於該電源狀態檢測訊號為該關閉狀態時,該啟動電路及該第一控制電路係依據該電源狀態檢測訊號而間歇運作或停止運作,使該第二電源電路輸出之該輸出電壓與該第一輔助電壓為常態低於額定電壓值或零電壓值而該交換式電源轉換電路間歇或停止提供電能至該系統電路。
- 如申請專利範圍第19項所述之交換式電源轉換電路,其中該控制單元係包含:
一第一控制電路,係連接於該第一開關電路、該第二電源電路之一第一輔助電源輸出端、該第一迴授電路之輸出端、該交換式電源轉換電路之輸入端及該檢測電路,用以因應該第一迴授訊號輸出一第一脈衝寬度調變控制訊號,以控制該第一開關電路導通或截止;以及一第二控制電路,係連接於該第一控制電路、該第二開關電路、該第一輔助電源輸出端及該第二迴授電路之輸出端,用以因應該第二迴授訊號輸出一第二脈衝寬度調變控制訊號,以控制該第二開關電路導通或截止。 - 如申請專利範圍第27項所述之交換式電源轉換電路,其中於該電源狀態檢測訊號為該運作狀態時,該第一控制電路係依據該電源狀態檢測訊號而接收該輸入電壓之電能並將該輸入電壓之電能傳送至該第一輔助電源輸出端,以使該第一輔助電源輸出端所輸出之一第一輔助電壓上升至該第一控制電路之一第一運作電壓以上,使該第一控制電路運作,並由該第一控制電路驅使該第二控制電路運作,進而控制該第二電源電路輸出具額定電壓之該輸出電壓及該第一輔助電壓至該系統電路、該第一控制電路及該第二控制電路。
- 如申請專利範圍第28項所述之交換式電源轉換電路,其中於該電源狀態檢測訊號為該關閉狀態時,該第一控制電路係依據該電源狀態檢測訊號而間歇運作或停止運作,且由該第一控制電路驅使該第二控制電路間歇運作或停止運作,使該第二電源電路輸出之該輸出電壓與該第一輔助電壓為常態低於額定電壓值或零電壓值而該交換式電源轉換電路間歇或停止提供電能至該系統電路。
- 如申請專利範圍第19項所述之交換式電源轉換電路,其中該控制單元包含:
一啟動電路,連接於該檢測電路及該交換式電源轉換電路之輸入端,用以因應該電源狀態訊號而將該輸入電壓電能轉換,以輸出一啟動電壓;
一第一控制電路,係連接於該第一開關電路、該第一迴授電路之輸出端、該第二電源電路之一第一輔助電源輸出端、該檢測電路以及該啟動電路,用以因應該第一迴授訊號輸出一第一脈衝寬度調變控制訊號,以控制該第一開關電路導通或截止;以及
一第二控制電路,係連接於該第二電源電路之該第一輔助電源輸出端、該第二開關電路、該第二迴授電路之輸出端及該第一控制電路,用以因應該第二迴授訊號輸出一第二脈衝寬度調變控制訊號,以控制該第二開關電路導通或截止。 - 如申請專利範圍第30項所述之交換式電源轉換電路,其中於該電源狀態檢測訊號為該運作狀態時,該啟動電路係因應該電源狀態檢測訊號而輸出大於零電壓值之該啟動電壓至該第一控制電路,該第一控制電路將該啟動電壓之電能傳送至該第一輔助電源輸出端,以使該第一輔助電源輸出端所輸出之一第一輔助電壓上升至該第一控制電路之一第一運作電壓以上,使該第一控制電路運作,並由該第一控制電路驅使該第二控制電路運作,進而控制該第二電源電路輸出具額定電壓之該輸出電壓及該第一輔助電壓至該系統電路、該第一控制電路及該第二控制電路。
- 如申請專利範圍第31項所述之交換式電源轉換電路,其中於該電源狀態檢測訊號為該關閉狀態時,該啟動電路及該第一控制電路係依據該電源狀態檢測訊號而間歇運作或停止運作,且由該第一控制電路驅使該第二控制電路間歇運作或停止運作,使該第二電源電路輸出之該輸出電壓與該第一輔助電壓為常態低於額定電壓值或零電壓值而該交換式電源轉換電路間歇或停止提供電能至該系統電路。
- 如申請專利範圍第18項所述之交換式電源轉換電路,其中該第二電源電路更包含:
一變壓器,具有一初級繞組、一次級繞組與一輔助繞組,且該初級繞組連接於該第二開關電路;
一第一整流濾波電路,係連接於該變壓器的該次級繞組與該系統電路之間,用以整流濾波;以及
一第二整流濾波電路,係連接於該變壓器的該輔助繞組與該第二電源電路之一第一輔助電源輸出端之間,用以整流濾波;
其中,藉由該第二開關電路之運行,將該匯流排電壓的電能經由該變壓器的該初級繞組傳送至該次級繞組與該輔助繞組,再分別由該第一整流濾波電路與該第二整流濾波電路整流濾波輸出該輸出電壓與一第一輔助電壓。 - 如申請專利範圍第33項所述之交換式電源轉換電路,其中該第一整流濾波電路包含:
一第一二極體,該第一二極體的陽極端與該變壓器的該次級繞組之一端連接,該第一二極體的陰極端連接於該第二電源電路之輸出端;以及
一第一電容,該第一電容之一端係連接於該第二電源電路的該第二電源電路之輸出端與該第一二極體之陰極端,該第一電容之另一端係連接於該次級繞組之另一端及一第二共參考端。 - 如申請專利範圍第33項所述之交換式電源轉換電路,其中該第二整流濾波電路包含:
一第二二極體,該第二二極體的陽極端與該變壓器的該輔助繞組連接,該第二二極體的陰極端連接於該第一輔助電源輸出端;以及
一第二電容,該第二電容連接於該第一輔助電源輸出端和一第一共參考端之間。 - 如申請專利範圍第18項所述之交換式電源轉換電路,其中該第二電源電路更包含:
一變壓器,具有一初級繞組、一次級繞組及一輔助繞組,其中該次級繞組為中央抽頭架構;
一諧振電路,係連接於該第二開關電路及該變壓器之間;
一第一整流濾波電路,係連接於該變壓器的該次級繞組與該系統電路之間,用以整流濾波;以及
一第二整流濾波電路,係連接於該變壓器的該輔助繞組與該第二電源電路之一第一輔助電源輸出端之間,用以整流濾波;
其中,藉由該第二開關電路導通或截止及該諧振電路之諧振,將該匯流排電壓的電能經由該變壓器的該初級繞組傳送至該次級繞組與該輔助繞組,再分別由該第一整流濾波電路與該第二整流濾波電路整流濾波輸出該輸出電壓與一第一輔助電壓。 - 如申請專利範圍第36項所述之交換式電源轉換電路,其中該諧振電路更包含:
一諧振電感,係連接於該第二開關電路及該初級繞組之一端之間;以及
一諧振電容,係連接於該初級繞組之另一端及一第一共參考端之間。 - 如申請專利範圍第37項所述之交換式電源轉換電路,其中該變壓器之該初級繞組更與該諧振電感及該諧振電容構成該諧振電路。
- 如申請專利範圍第36項所述之交換式電源轉換電路,其中該第一整流濾波電路更包含:
一第一二極體,係連接於該次級繞組之一端及該第二電源電路之輸出端之間;
一第三二極體,係連接於該次級繞組之另一端及該第二電源電路之輸出端之間;以及
一第一電容,係連接於該次級繞組之該中央抽頭端及該第二電源電路之輸出端之間。 - 如申請專利範圍第17項所述之交換式電源轉換電路,其中該第二迴授電路包含:
一第一電阻,該第一電阻之一端係連接於該第二電源電路之輸出端;
一第二電阻,連接於該第一電阻之另一端與一第二共同參考端之間,且與該第一電阻構成一第一分壓電路,用以將該輸出電壓分壓而於該第一電阻及該第二電阻之間之一第一連接端輸出一分壓訊號;
一第一隔離元件,該第一隔離元件的輸出側連接於該第二迴授電路之輸出端,用以因應流入該第一隔離元件輸入側之一第一電流輸出對應的該第二迴授訊號;
一三端可調穩壓元件,具有一第一端、一第二端和一參考端、該第一端連接於該第二共同參考端,該參考端連接於該第一連接端,用以應因該分壓訊號與該三端可調穩壓元件內的一第一參考電壓自動地對應調整該第一電流之電流大小,使該第一隔離元件的輸出側依據該輸出電壓的變化輸出該第二迴授訊號;以及
一第三電阻,係與該第一隔離元件的輸入側串聯連接於該三端可調穩壓元件的該第二端與該第二電源電路之輸出端之間,用以限制該第一電流之電流大小。 - 如申請專利範圍第18項所述之交換式電源轉換電路,其中該第一電源電路更包含:
一第三電容,該第三電容之一端連接於該第一電源電路之輸入端,該第三電容之另一端連接於一第一共參考端;
一第一電感,該第一電感之一端連接於該第三電容之該一端;
一第四電容,該第四電容之一端連接於該第一電感之另一端,該第四電容之另一端連接於該第一共參考端;
一第二電感,該第二電感之一端連接於該第一電感之該另一端,該第二電感之另一端連接於該第一開關電路;以及
一第四二極體,該第四二極體之陽極端連接該第二電感之該另一端,該第四二極體之陰極端係連接於該第一電源電路之輸出端。 - 如申請專利範圍第18項所述之交換式電源轉換電路,其中該第一電源電路更包含:
一第三電容,該第三電容之一端連接於該第一電源電路之輸入端,該第三電容之另一端連接於一第一共參考端;
一第一電感,該第一電感之一端連接於該第三電容之該一端,該第一電感之另一端連接於該第一開關電路之一端;
一第四電容,該第四電容之一端連接於該第一電感之該另一端,該第四電容之另一端連接於該第一共參考端;
一第二電感,該第二電感之一端連接於該第一開關電路之另一端,該第二電感之另一端連接於第一電源電路之輸出端;以及
一第四二極體,該第四二極體之陰極端連接該第二電感之該一端及該第一開關電路之該另一端之間,該第四二極體之陽極端係連接於該第一共同參考端。 - 如申請專利範圍第18項所述之交換式電源轉換電路,其中該第一迴授電路更包含:
一第四電阻,該第四電阻之一端連接於該第一電源電路之輸出端;
一第五電阻,該第五電阻之一端連接於該第四電阻之另一端,該第五電阻之另一端連接於該第一迴授電路之輸出端;以及
一第六電阻,該第六電阻之一端係連接於該第五電阻之該另一端及該第一迴授電路之輸出端,該第六電阻之另一端連接於該第一共同參考端;
其中該第四電阻、該第五電阻及該第六電阻係構成一第二分壓電路,用以將該匯流排電壓分壓,以於該第五電阻及該第六電阻之間輸出該第一迴授訊號。 - 如申請專利範圍第17項所述之交換式電源轉換電路,其中該檢測電路更包含:
一第二隔離元件,該第二隔離元件之一輸出側係連接於該檢測電路之輸出端,該第二隔離元件之一輸入側係連接於一第二電源電路之輸出端;
一第七電阻,係與該第二隔離元件之該輸入側串聯連接;
一連動開關,係與該第七電阻串聯連接,用以因應該輸出電源連接器與該系統電路之連接關係而對應導通或截止;以及
一第五電容,係連接於該第二隔離元件之該輸出側及一第一共參考端之間。 - 如申請專利範圍第44項所述之交換式電源轉換電路,其中更包含一維持電路,連接於該第二電源電路之輸出端與該第二隔離元件之該輸入側之間,用以接收該第二電源電路輸出之電能而輸出一第二輔助電壓至該第二隔離元件之輸入側,且當該電源狀態檢測訊號為關閉狀態時,該維持電路係維持該第二輔助電壓之電壓準位於一預定值以上。
- 如申請專利範圍第45項所述之交換式電源轉換電路,其中該維持電路係包含:
一第五二極體,該第五二極體之陽極端係與該第二電源電路之輸出端連接;以及
一第六電容,該第六電容之一端係與一第二共參考端連接,該第六電容之另一端係與該第五二極體之陰極端及該第二隔離元件之該輸入側連接。 - 如申請專利範圍第17項所述之交換式電源轉換電路,其中當該電源狀態檢測訊號為該關閉狀態時,該控制單元根據該電源狀態檢測訊號先控制該第一電源電路間歇運作或停止運作,繼而控制該第二電源電路間歇運作或停止運作。
- 一種電源供應器,其係包含一交換式電源轉換電路,用以接收一輸入電壓之電能而輸出一輸出電壓,且該輸出電壓經由一輸出電源連接器傳送至一電子產品之一系統電路,該交換式電源轉換電路包括:
一第一電源電路,用以校正功率因數,並將該輸入電壓轉換為一匯流排電壓;
一第一迴授電路,連接於該第一電源電路,用以因應該匯流排電壓輸出一第一迴授訊號;一第二電源電路,連接於該第一電源電路,用以轉換該匯流排電壓為該輸出電壓;
一第二迴授電路,連接於該第二電源電路,用以因應該輸出電壓輸出一第二迴授訊號;以及
一控制單元,連接於該第一電源電路、該第二電源電路、該第一迴授電路及該第二迴授電路,用以因應該第一迴授訊號、該第二迴授訊號與該系統電路之一關閉狀態與一運作狀態控制而分別控制該第一電源電路及該第二電源電路之運作;
其中,於該系統電路之電源狀態為該關閉狀態時,該控制單元控制該第二電源電路間歇運作或停止運作,使該輸出電壓為常態低於額定電壓值或零電壓值,俾使該交換式電源轉換電路間歇或停止提供電能至該系統電路。 - 如申請專利範圍第48項所述之電源供應器,其中該控制單元更包含一檢測電路,連接於該第二電源電路之輸出端,用以檢測該系統電路是否需要該交換式電源轉換電路提供電能,並輸出對應的一電源狀態檢測訊號,其中該電源狀態檢測訊號係反應該系統電路為該關閉狀態或該運作狀態;
其中,該控制單元因應該電源狀態檢測訊號與該第二迴授訊號而控制該第二電源電路運作,使該匯流排電壓之能量轉換為該輸出電壓。
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