TWI459695B - 電源供應電路、切換式電源供應器及其控制電路與控制方法 - Google Patents

電源供應電路、切換式電源供應器及其控制電路與控制方法 Download PDF

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Description

電源供應電路、切換式電源供應器及其控制電路與控制方法
本發明係有關一種切換式電源供應器及其控制方法，特別是指一種在切換式電源供應器進入關機程序時，根據輸入電壓，將輸出電壓下降至關機臨界值的切換式電源供應器及其控制方法。
第1A圖顯示習知電源供應電路示意圖。如第1A圖所示，電源供應電路1包含濾波電路12以及兩組同步降壓切換式電源供應器14與16，用以將輸入電壓Vin(例如為12V)，分別濾波與轉換為Vo1(例如為12V)、Vo2(例如為5V)、與Vo3(例如為3.3V)。請參閱第1B圖，顯示電源供應電路1進入關機程序時，輸入電壓Vin與輸出電壓Vo1、Vo2、及Vo3的訊號波形。所謂關機程序，也就是當輸入電壓Vin開始降低，至電壓過低鎖定臨界值Under-Voltage Lockout threshold(UVLOth)以下，於是切換式電源供應器14與16將輸出電壓如Vo2及Vo3降低至關機臨界值(一般為0V)，並停止將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vo2及Vo3。
請參閱第1B圖並對照第1A圖，於關機程序開始的時間點t0，輸入電壓Vin開始降低，當時間點t1時，輸入電壓Vin降低至電壓過低鎖定臨界值UVLOth，於是切換式電源供應器14與16開始降低輸出電壓Vo2及Vo3。如果此時輸出電壓Vo3(3.3V)供應輕載或是無載、而Vo2(5V)供應重載，則負載電流I2大於I3，因此儲存在輸出電容Co3的電荷，其放電速度將比儲存在輸出電容Co2的電荷放電速度慢，導致關機程 序中，於時間點t2之後，出現輸出電壓Vo3(正常操作時供應3.3V)大於輸出電壓Vo2(正常操作時供應5V)的情況(如圖中箭號所示意)，這個結果違反一般電源供應電路的規範。
第2A圖與第2B圖顯示另一種習知電源供應電路示意圖，用以改善前述習知技術的問題。如第2A圖所示，電源供應電路10於兩組同步降壓切換式電源供應器14與16之輸出電壓Vo2與Vo3之間，耦接二極體D1，其正向端電性連接於正常操作時供應較低電壓之輸出電壓Vo3(3.3V)，負向端電性連接於正常操作時供應較高電壓之輸出電壓Vo2(5V)。請參閱第2B圖，顯示電源供應電路10進入關機程序時，輸入電壓Vin與輸出電壓Vo1、Vo2、及Vo3的訊號波形。如第2B圖所示，於關機程序開始的時間點t0，輸入電壓Vin開始降低，當時間點t1’時，輸入電壓Vin降低至電壓過低鎖定臨界值UVLOth，切換式電源供應器14與16開始降低輸出電壓Vo2及Vo3。仍舊假設負載電流I2大於I3的情況，於時間點t2’與時間點t3’之間，由於二極體D1的作用，當輸出電壓Vo3大於輸出電壓Vo2加上二極體D1的順向電壓時，儲存在輸出電容Co3電容的電荷將會透過此二極體D1流入輸出電壓Vo2端，並且由Vo2的負載電流I2所消耗掉，直到時間點t3’時，輸出電壓Vo3降低至二極體D1的順向電壓以下；而時間點t4’以後，輸出電壓Vo3才降低至0V。相較於第1A圖所示先前技術，第2A圖所示的先前技術雖能解決其問題，但仍然有幾個缺點：
(1)增加一個二極體，製造成本增加。
(2)於時間點t2’與t4’之間，輸出電壓Vo3仍然大於輸出電壓Vo2，只是幅度較小，但仍有可能造成負載電路 上的操作錯誤。
(3)二極體D1的順向電壓要越小越好，因此選擇達到此非常小順向電壓的二極體，將會增加許多製造成本。
有鑑於此，本發明即針對上述先前技術之不足，提出一種切換式電源供應器及其控制方法，可在不使用上述特殊的二極體D1，且於三組輸出電壓(Vo1、Vo2、與Vo3)中，不論所供應的負載電路為輕載或重載，在關機程序中都可以達到輸出電壓Vo1>Vo2>Vo3的要求，以及具有單調收斂(monotonic)之輸出電壓波形的切換式電源供應器及其控制方法。
本發明目的之一在提供一種切換式電源供應器。
本發明另一目的在提供一種切換式電源供應器的控制電路與方法。
本發明又一目的在提供一種電源供應電路。
為達上述之目的，就其中一觀點言，本發明提供了一種切換式電源供應器，包含：一功率級電路，接收一輸入電壓並將其轉換為一輸出電壓；一誤差放大電路，將與該輸出電壓相關的回授訊號與一參考訊號相比較，以產生一誤差放大訊號，其中，於該切換式電源供應器經確認進入關機程序後，該參考訊號隨輸入電壓之下降而遞降；以及一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號產生電路，根據該誤差放大訊號，產生PWM訊號控制該功率級電路。
就另一觀點言，本發明也提供了一種切換式電源供應器控制方法，該切換式電源供應器用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，所述切換式電源供應器控制方法包含：將與該輸出電 壓相關的回授訊號與一參考訊號相比較，以產生一誤差放大訊號；根據該誤差放大訊號，產生PWM訊號以控制該輸入電壓和該輸出電壓間的轉換；確認該切換式電源供應器是否進入關機程序；以及經確認進入關機程序後，使該參考訊號隨輸入電壓之下降而遞降，以使該輸出電壓隨而遞降。
就又一觀點言，本發明也提供了一種電源供應電路，用以將一輸入電壓轉換為複數輸出電壓，所述電源供應電路包含：一第一電壓輸出電路，根據該輸入電壓，輸出一第一輸出電壓，其中該第一電壓輸出電路例如可為濾波電路，則該第一輸出電壓之位準與該輸入電壓實質相同；以及至少一切換式電源供應器，將該輸入電壓轉換為至少一第二輸出電壓，所述切換式電源供應器包括：一功率級電路，接收一輸入電壓並將其轉換為一輸出電壓；一誤差放大電路，將與該輸出電壓相關的回授訊號與一參考訊號相比較，以產生一誤差放大訊號，其中，於該切換式電源供應器經確認進入關機程序後，該參考訊號隨輸入電壓之下降而遞降；以及一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號產生電路，根據該誤差放大訊號，產生PWM訊號控制該功率級電路。
就又一觀點言，本發明也提供了一種切換式電源供應器之控制電路，該切換式電源供應器用以接收一輸入電壓並將其轉換為一輸出電壓，該控制電路包含：一誤差放大電路，將與該輸出電壓相關的回授訊號與一參考訊號相比較，以產生一誤差放大訊號，其中，於該切換式電源供應器經確認進入關機程序後，該參考訊號隨輸入電壓之下降而遞降；以及一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號產生電路，根據該誤差放大訊號，產生PWM訊號控制該輸入電壓和該輸出電壓 間的轉換。
在其中一種實施型態中，該切換式電源供應器或其控制電路宜更包含有一參考訊號產生電路，其根據該輸入電壓而產生第一參考訊號，該第一參考訊號隨輸入電壓下降而下降，且其中該誤差放大電路於確認進入關機程序後以該第一參考訊號作為前述參考訊號而與該回授訊號比較。其中，該誤差放大電路於正常操作時以一第二參考訊號作為前述參考訊號而與該回授訊號比較。
在一種較佳的實施型態中，該第一參考訊號與該輸入電壓之關係式為： 其中，Vref1為第一參考訊號，Vin為該輸入電壓，Vofs為一預設偏移，K為一常數或函數。
上述實施型態中，K例如宜為： 其中，Vref2係該第二參考訊號，Vthh1係一高臨界電壓，Vthl1係一低臨界電壓，當該輸入電壓降低至該高臨界電壓Vthh1時，確認進入關機程序且該誤差放大電路以該第一參考訊號作為前述參考訊號而與該回授訊號比較，當該輸入電壓降低至該低臨界電壓Vthl1時，該第一參考訊號Vref1降低至一關機臨界值。又該預設偏移Vofs可設定為該低臨界電壓Vthl1。
上述電源供應電路中，可包括多個切換式電源供應器，產多個輸出電壓，且其中，切換式電源供應器所產生之較高輸出電壓降低至關機臨界值的時間點，不晚於較低輸出電壓降低至 該關機臨界值的時間點。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
請參閱第3圖，顯示本發明第一個實施例。本實施例顯示利用本發明的一種應用架構，但本發明不限於應用在此種架構。如第3圖所示，在所舉例的應用架構中，電源供應電路20用以將輸入電壓Vin轉換為複數輸出電壓Vo1、Vo2、及Vo3，其中，輸入電壓Vin例如但不限於為12V，輸出電壓Vo1、Vo2、及Vo3例如但不限於為12V、5V、及3.3V。電源供應電路20包含濾波電路12、切換式電源供應器24、以及切換式電源供應器26。其中，濾波電路12將輸入電壓Vin濾波處理後並不降壓，轉換為輸出電壓Vo1；切換式電源供應器24與切換式電源供應器26分別將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vo2與Vo3。在以上舉例的應用架構中，輸出電壓Vo1與輸入電壓Vin的位準實質相同，而濾波電路12是用以過濾雜訊，但如不在意雜訊，則濾波電路12亦可省略。與先前技術不同的是，本實施例中切換式電源供應器24與切換式電源供應器26具有關機控制的功能，於輸入電壓Vin降低進入關機程序時，根據輸入電壓Vin，適應性地將輸出電壓Vo2與Vo3降低至關機臨界值(例如為0V)，使得切換式電源供應器26所產生之輸出電壓Vo3(3.3V)降低至關機臨界值(0V)的時間點，不晚於輸出電壓Vo1(12V)和Vo2(5V)降低至關機臨界值的時間點，而切換式電源供應器24所產生之輸出電壓Vo2(5V)降低至關機臨界值(0V)的時間點，不晚於輸出電壓Vo1(12V)降低至關機臨界值的 時間點。也就是提供較小輸出電壓之切換式電源供應器，於關機程序中，其輸出電壓降低至關機臨界值的時間，不晚於較大的輸出電壓降低至關機臨界值的時間點，以符合一般電源供應電路的規範，且不需要使用前述先前技術之特殊二極體D1，可降低製造成本。又，若僅使切換式電源供應器24與切換式電源供應器26其中之一具有關機控制的功能，也當然屬於本發明的範圍。
請參閱第4A圖，顯示切換式電源供應器24或26的一個較具體的實施例，說明切換式電源供應器24或26如何根據輸入電壓Vin，適應性地將輸出電壓Vo2或Vo3降低至關機臨界值。為便利說明，以下將以切換式電源供應器26為例。如第4A圖所示，切換式電源供應器26包含控制電路260、功率級電路268和回授電路270，其中回授電路270可視情況而省略，此情況下直接以輸出電壓Vo3作為回授訊號Vfb。控制電路260中包含參考訊號產生電路262、誤差放大電路264、和PWM訊號產生電路266。參考訊號產生電路262根據輸入電壓Vin，以產生第一參考訊號Vref1。誤差放大電路264根據回授訊號Vfb、及第一參考訊號Vref1或第二參考訊號Vref2，比較後產生誤差放大訊號輸出給PWM訊號產生電路266。PWM訊號產生電路266根據該誤差放大訊號，產生PWM訊號控制功率級電路268中的上橋與下橋開關SWU與SWL，並經由電感L，產生輸出電壓Vo3。
在正常操作中，誤差放大電路264回授訊號Vfb與第二參考訊號Vref2比較，根據迴路的反饋平衡機制，將回授訊號Vfb調節至第二參考訊號Vref2的位準，以控制輸出電壓Vo3。當電源供應電路進入關機程序時，輸入電壓Vin下降， 參考訊號產生電路262所產生的第一參考訊號Vref1也逐漸下降，當第一參考訊號Vref1低於正常操作時的參考訊號，也就是第二參考訊號Vref2時，第一參考訊號Vref1取代第二參考訊號Vref2成為誤差放大電路264的比較基準，亦即誤差放大電路264將回授訊號Vfb與第一參考訊號Vref1比較，而迴路的反饋平衡機制會將回授訊號Vfb調節至第一參考訊號Vref1的位準，從而使得輸出電壓Vo3隨輸入電壓Vin降低而適應性調整，逐漸降低至關機臨界值(例如為0V)。
詳言之，請參閱第4B圖，舉例顯示第4A圖實施例中，各訊號波形。如第4B圖所示，當電源供應電路進入關機程序，首先於時間點t0時，輸入電壓Vin開始降低，根據本發明，第一參考訊號Vref1也隨著輸入電壓Vin降低。當輸入電壓Vin降低至預設的高臨界電壓Vthh1，或是當第一參考訊號Vref1降低至第二參考訊號Vref2時，誤差放大電路264改選擇第一參考訊號Vref1取代第二參考訊號Vref2作為比較基準，而迴路的反饋平衡機制將回授訊號Vfb調節至第一參考訊號Vref1的位準，於是輸出電壓Vo3對應地下降，以於時間點t3”時，也就是輸入電壓Vin降低至低臨界電壓Vthl1時，將輸出電壓Vo3降低至0V。
第4B圖中，高臨界電壓Vthh1對應於第一參考訊號Vref1等於第二參考訊號Vref2時的輸入電壓Vin，如此安排的目的是避免輸入電壓Vin的微幅波動造成輸出電壓Vo3改變，亦即當輸入電壓Vin低於高臨界電壓Vthh1時，才確認電源供應電路進入關機程序，並以第一參考訊號Vref1取代第二參考訊號Vref2，但當輸入電壓Vin不低於高臨界電壓Vthh1時，則認為電源供應電路還在正常操作，仍以第二參考訊號Vref2作 為誤差放大電路264的比較基準。但當然，以上僅是較佳實施方式而非限制，如不設定此高臨界電壓Vthh1，而直接自t0時間點起，以第一參考訊號Vref1取代第二參考訊號Vref2，也應屬於本發明的範圍。
又，設定低臨界電壓Vthl1的目的在於控制t3”的時間點，使輸出電壓Vo3降低至0V的時間，早於輸入電壓Vin到達或低於電壓過低鎖定臨界值UVLOth的時間，因當輸入電壓Vin到達或低於電壓過低鎖定臨界值UVLOth時，切換式電源供應器26將停止進行控制操作，故設定Vthl1高於UVLOth，可確保輸出電壓Vo3在受控狀態下降低至0V，且也必然早於輸出電壓Vo1降低至0V的時間。但當然，以上僅是較佳實施方式而非限制，如不設定此低臨界電壓Vthl1，或將低臨界電壓Vthl1設定為低於UVLOth的任何值，也應屬於本發明的範圍。
此外，圖中顯示第二參考訊號Vref2為定值，此亦為舉例而並非限制；視不同的應用而定，第二參考訊號Vref2亦可為可變值。例如，在某些應用環境中，輸出端所連接的電路會產生訊號，回授給電源供應電路而動態改變輸出電壓，此情況下第二參考訊號Vref2即會動態地改變。
根據上述的控制機制，第一參考訊號Vref1例如但不限於設定為： 其中，Vofs為預設偏移，K為常數或函數，可視需要而設計；在第4B圖實施例中，Vofs設定為低臨界電壓Vthl1，亦即決定時間點t3”，而常數K決定Vref1的下降速率，亦即決定Vref1 與Vref2交錯的時間t1”，例如在第4B圖實施例中，K設定為： 但當然，如前所述，Vofs和K都可以設定為其他數值，例如Vofs可等於UVLOth、或為大於零之任何數值、或為零；K可以設定為任意的下降速率等。
在第3圖所舉例的應用架構中，包含兩切換式電源供應器24及26，並希望在關機程序時，達成輸出電壓Vo1>Vo2>Vo3的要求。此情況下，請參閱第4C圖，例如可在切換式電源供應器26中將Vofs設定為Vthl1、將K設定為(Vthh1-Vthl1)/Vref2，而在切換式電源供應器24中將Vofs設定為Vthl2、將K設定為(Vthh2-Vthl2)/(Vref2’)，且Vthh1>Vthh2>Vthl1>Vthl2>UVLOth，其中Vref2’為切換式電源供應器24在正常操作時，切換式電源供應器24中之誤差放大電路的比較基準。由於Vthh1、Vthh2、Vthl1、Vthl2分別決定時間點t1”、t2”、t3”、t4”，且輸出電壓Vo1必然在輸入電壓Vin低於UVLOth之後才會降為0，故如此安排可確保在關機程序時，達成輸出電壓Vo1>Vo2>Vo3的要求。
第5A與5B圖顯示功率級電路(例如為切換式電源供應器26中的功率級電路268)兩種較具體的實施例。如第5A與5B圖所示，功率級電路268例如但不限於為降壓型切換式電源供應器或升降壓型切換式電源供應器。
第6圖顯示誤差放大電路264的實施例。如圖所示，誤差放大電路264例如可具有三輸入端，並將最高的負輸入訊號與正輸入訊號相比較，換言之會將回授訊號Vfb和(參考訊號Vref1與參考訊號Vref2之絕對值較低者)相比較。除此之 外，誤差放大電路264亦可用其他方式實施，並不限於圖示的實施方式。
第7A與7B圖總結顯示本發明的概念。切換式電源供應器中，誤差放大電路(例如為切換式電源供應器26中的誤差放大電路264)將回授訊號Vfb和參考訊號Vref比較，而迴路的反饋平衡機制會將回授訊號Vfb調節至參考訊號Vref的位準，以控制輸出電壓。本發明的概念是，在確認進入關機程序後(確認的時間點可以是關機程序的起始，例如第4B圖的t0、或在一段安全區間之後，例如第4B圖的t1”)，使參考訊號Vref逐步下降，以控制輸出電壓逐步下降至0。而參考訊號Vref的下降速率和下降至0V的時間點，則可視需要來設定。至於產生第7B圖中參考訊號Vref波形的方式，前述各實施例僅是舉例而非限制，任何在確認進入關機程序後，使參考訊號Vref波形遞降的方式，都屬於本發明的概念。此外，參考訊號Vref的下降方式也不限於必須呈斜坡遞減，例如第7C圖呈步階方式下降、或其他規則或不規則下降的方式，也都屬於本發明的概念。
以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化。例如，在所示各實施例電路中，可***不影響訊號主要意義的元件，如其他開關等；又例如誤差放大器或比較器的輸入端正負可以互換，僅需對應修正電路的訊號處理方式即可。又例如，電壓過低鎖定臨界值UVLOth並非必要的限制條件，本發明亦可以應用於未設定電壓過低鎖定臨界值UVLOth之電源供應電路，例如但不限於提 供雙電源(dual power)之電源供應電路。再例如，本發明亦可以應用於僅產生單一輸出電壓的情況，而不限於必須應用於兩個或兩個以上輸出電壓的情況。凡此種種，皆可根據本發明的教示類推而得，因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。
1,10,20‧‧‧電源供應電路
12‧‧‧濾波電路
14,16,24,26‧‧‧切換式電源供應器
260‧‧‧控制電路
262‧‧‧參考訊號產生電路
264‧‧‧誤差放大電路
266‧‧‧PWM訊號產生電路
268‧‧‧功率級電路
270‧‧‧回授電路
I2,I3‧‧‧負載電流
L‧‧‧電感
SWL‧‧‧下橋開關
SWU‧‧‧上橋開關
t0,t1,t2,t1’,t2’,t3’,t4’,t1”,t2”,t3”,t4”,t5”‧‧‧時間點
UVLOth‧‧‧電壓過低鎖定臨界值
Vfb‧‧‧回授訊號
Vin‧‧‧輸入電壓
Vo1,Vo2,Vo3‧‧‧輸出電壓
Vref‧‧‧參考訊號
Vref1‧‧‧第一參考訊號
Vref2‧‧‧第二參考訊號
Vthh1,Vthh2‧‧‧高臨界電壓
Vthl1,Vthl2‧‧‧低臨界電壓
第1A圖顯示習知電源供應電路示意圖。
第1B圖舉例示出第1A圖中各訊號的波形。
第2A圖顯示另一種習知電源供應電路示意圖。
第2B圖舉例示出第2A圖中各訊號的波形。
第3圖顯示本發明的一個應用實施例。
第4A圖顯示本發明之切換式電源供應器的一個較具體的實施例。
第4B為波形圖，舉例顯示第4A圖實施例中的各訊號波形。
第4C圖為波形圖，舉例顯示切換式電源供應器24和26可經適當的設定而確保達成輸出電壓Vo1>Vo2>Vo3的要求。
第5A與5B圖顯示功率級電路的實施例。
第6圖顯示誤差放大電路的實施例。
第7A-7C圖總結顯示本發明的概念。
26‧‧‧切換式電源供應器
262‧‧‧參考訊號產生電路
264‧‧‧誤差放大電路
266‧‧‧PWM訊號產生電路
268‧‧‧功率級電路
270‧‧‧回授電路
L‧‧‧電感
SWL‧‧‧下橋開關
SWU‧‧‧上橋開關
Vfb‧‧‧回授訊號
Vin‧‧‧輸入電壓
Vo3‧‧‧輸出電壓
Vref1‧‧‧第一參考訊號
Vref2‧‧‧第二參考訊號

Claims (26)

  1. 一種切換式電源供應器，包含：一功率級電路，接收一輸入電壓並將其轉換為一輸出電壓；一誤差放大電路，將與該輸出電壓相關的回授訊號與一參考訊號相比較，以產生一誤差放大訊號，其中，於該切換式電源供應器經確認進入關機程序後，該參考訊號隨輸入電壓之下降而遞降；以及一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號產生電路，根據該誤差放大訊號，產生PWM訊號控制該功率級電路，以藉由迴路的反饋平衡機制將該回授訊號調節至對應於該參考訊號的位準，其中於關機時，因該參考訊號遞降，該迴路的反饋平衡機制使得該輸出電壓隨之遞降。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之切換式電源供應器，更包含有一參考訊號產生電路，其根據該輸入電壓而產生第一參考訊號，該第一參考訊號隨輸入電壓下降而下降，且其中該誤差放大電路於確認進入關機程序後以該第一參考訊號作為前述參考訊號而與該回授訊號比較。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之切換式電源供應器，其中該誤差放大電路於正常操作時以一第二參考訊號作為前述參考訊號而與該回授訊號比較。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之切換式電源供應器，其中該第一參考訊號與該輸入電壓之關係式為： 其中，Vref1為該第一參考訊號，Vin為該輸入電壓，Vofs為一 預設偏移，K為一常數或函數。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之切換式電源供應器，其中該誤差放大電路於正常操作時以一第二參考訊號作為前述參考訊號而與該回授訊號比較，且K為： 其中，Vref2係該第二參考訊號，Vthh1係一高臨界電壓，Vthl1係一低臨界電壓，當該輸入電壓降低至該高臨界電壓Vthh1時，確認進入關機程序且該誤差放大電路以該第一參考訊號作為前述參考訊號而與該回授訊號比較，當該輸入電壓降低至該低臨界電壓Vthl1時，該第一參考訊號Vref1降低至一關機臨界值。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之切換式電源供應器，其中該參考訊號規則或不規則遞降。
  7. 一種切換式電源供應器控制方法，該切換式電源供應器用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，所述切換式電源供應器控制方法包含：將與該輸出電壓相關的回授訊號與一參考訊號相比較，以產生一誤差放大訊號；根據該誤差放大訊號，產生PWM訊號以控制該輸入電壓和該輸出電壓間的轉換，以藉由迴路的反饋平衡機制將該回授訊號調節至對應於該參考訊號的位準；確認該切換式電源供應器是否進入關機程序；以及經確認進入關機程序後，使該參考訊號隨輸入電壓之下降而遞降，以使該輸出電壓隨而遞降，其中於關機時，因該參考訊號遞降，該迴路的反饋平衡機制使得該輸出電壓隨之遞降。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之切換式電源供應器控制方法，其中該確認是否進入關機程序的步驟包括：判斷該輸入電壓是否低於一高臨界電壓。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之切換式電源供應器控制方法，更包含：於該輸入電壓降低至一預設值之前，使該參考訊號遞降至一關機臨界值。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之切換式電源供應器控制方法，其中該使參考訊號遞降的步驟包括：根據該輸入電壓而產生第一參考訊號，該第一參考訊號隨輸入電壓下降而下降；以及經確認進入關機程序後，以該第一參考訊號作為前述參考訊號而與該回授訊號比較。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之切換式電源供應器控制方法，其中該第一參考訊號與該輸入電壓之關係式為： 其中，Vref1為第一參考訊號，Vin為該輸入電壓，Vofs為一預設偏移，K為一常數或函數。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之切換式電源供應器控制方法，其中於進入關機程序前以一第二參考訊號作為前述參考訊號而與該回授訊號比較，且K為： 其中，Vref2係該第二參考訊號，Vthh1係一高臨界電壓，Vthl1係一低臨界電壓，當該輸入電壓降低至該高臨界電壓Vthh1時，確認進入關機程序且以該第一參考訊號作為前述參考訊號 而與該回授訊號比較，當該輸入電壓降低至該低臨界電壓Vthl1時，該第一參考訊號Vref1降低至一關機臨界值。
  13. 一種電源供應電路，用以將一輸入電壓轉換為複數輸出電壓，所述電源供應電路包含：一第一電壓輸出電路，根據該輸入電壓，輸出一第一輸出電壓；以及至少一切換式電源供應器，將該輸入電壓轉換為至少一第二輸出電壓，所述切換式電源供應器包括：一功率級電路，接收一輸入電壓並將其轉換為一輸出電壓；一誤差放大電路，將與該輸出電壓相關的回授訊號與一參考訊號相比較，以產生一誤差放大訊號，其中，於該切換式電源供應器經確認進入關機程序後，該參考訊號隨輸入電壓之下降而遞降；以及一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號產生電路，根據該誤差放大訊號，產生PWM訊號控制該功率級電路，以藉由迴路的反饋平衡機制將該回授訊號調節至對應於該參考訊號的位準，其中於關機時，因該參考訊號遞降，該迴路的反饋平衡機制使得該輸出電壓隨之遞降。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之電源供應電路，其中該切換式電源供應器更包含有一參考訊號產生電路，其根據該輸入電壓而產生第一參考訊號，該第一參考訊號隨輸入電壓下降而下降，且其中該誤差放大電路於確認進入關機程序後以該第一參考訊號作為前述參考訊號而與該回授訊號比較。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之電源供應電路，其中該誤 差放大電路於正常操作時以一第二參考訊號作為前述參考訊號而與該回授訊號比較。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之電源供應電路，其中該第一參考訊號與該輸入電壓之關係式為： 其中，Vref1為該第一參考訊號，Vin為該輸入電壓，Vofs為一預設偏移，K為一常數或函數。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之電源供應電路，其中該誤差放大電路於正常操作時以一第二參考訊號作為前述參考訊號而與該回授訊號比較，且K為： 其中，Vref2係該第二參考訊號，Vthh1係一高臨界電壓，Vthl1係一低臨界電壓，當該輸入電壓降低至該高臨界電壓Vthh1時，確認進入關機程序且該誤差放大電路以該第一參考訊號作為前述參考訊號而與該回授訊號比較，當該輸入電壓降低至該低臨界電壓Vthl1時，該第一參考訊號Vref1降低至一關機臨界值。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之電源供應電路，其中該參考訊號規則或不規則遞降。
  19. 如申請專利範圍第13項所述之電源供應電路，其中該至少一切換式電源供應器包括複數個切換式電源供應器，產生複數第二輸出電壓，且在關機程序中，較高第二輸出電壓降低至其關機臨界值的時間點，不晚於較低第二輸出電壓降低至其關機臨界值的時間點。
  20. 如申請專利範圍第13項所述之電源供應電路，其中該第一電壓輸出電路為濾波電路，且該第一輸出電壓之位準與該輸入電壓實質相同。
  21. 一種切換式電源供應器之控制電路，該切換式電源供應器用以接收一輸入電壓並將其轉換為一輸出電壓，該控制電路包含：一誤差放大電路，將與該輸出電壓相關的回授訊號與一參考訊號相比較，以產生一誤差放大訊號，其中，於該切換式電源供應器經確認進入關機程序後，該參考訊號遞降；以及一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號產生電路，根據該誤差放大訊號，產生PWM訊號控制該輸入電壓和該輸出電壓間的轉換，以藉由迴路的反饋平衡機制將該回授訊號調節至對應於該參考訊號的位準，其中於關機時，因該參考訊號遞降，該迴路的反饋平衡機制使得該輸出電壓隨之遞降。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之切換式電源供應器之控制電路，更包含有一參考訊號產生電路，其根據該輸入電壓而產生第一參考訊號，該第一參考訊號隨輸入電壓下降而下降，且其中該誤差放大電路於確認進入關機程序後以該第一參考訊號作為前述參考訊號而與該回授訊號比較。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之切換式電源供應器之控制電路，其中該誤差放大電路於正常操作時以一第二參考訊號作為前述參考訊號而與該回授訊號比較。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之切換式電源供應器之控制電路，其中該第一參考訊號與該輸入電壓之關係式為： 其中，Vref1為該第一參考訊號，Vin為該輸入電壓，Vofs為一預設偏移，K為一常數或函數。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之切換式電源供應器之控制電路，其中該誤差放大電路於正常操作時以一第二參考訊號作為前述參考訊號而與該回授訊號比較，且K為： 其中，Vref2係該第二參考訊號，Vthh1係一高臨界電壓，Vthl1係一低臨界電壓，當該輸入電壓降低至該高臨界電壓Vthh1時，確認進入關機程序且該誤差放大電路以該第一參考訊號作為前述參考訊號而與該回授訊號比較，當該輸入電壓降低至該低臨界電壓Vthl1時，該第一參考訊號Vref1降低至一關機臨界值。
  26. 如申請專利範圍第21項所述之切換式電源供應器之控制電路，其中該參考訊號規則或不規則遞降。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI492505B (zh) * 2014-01-20 2015-07-11 Richtek Technology Corp 電源供應器及其控制電路與控制方法
CN104539041B (zh) * 2014-12-09 2017-01-18 广东美的暖通设备有限公司 多联机空调***及其室内机后备电源装置、控制方法
DE102014225195A1 (de) 2014-12-09 2016-06-09 Robert Bosch Gmbh Gleichspannungswandlersystem, Gleichspannungsversorgungssystem, und Leiterplatte für ein Gleichspannungswandlersystem
KR102398712B1 (ko) * 2015-08-07 2022-05-17 시러스 로직 인터내셔널 세미컨덕터 리미티드 공급 입력 전류를 제한하기 위한 피크 인덕터 전류의 조정
EP3410591B1 (en) * 2017-06-01 2020-03-25 Vestel Elektronik Sanayi ve Ticaret A.S. Energy supply system and energy supply method
TWI692925B (zh) * 2018-03-28 2020-05-01 立錡科技股份有限公司 切換式電源供應電路及其控制電路與控制方法
TWI784748B (zh) 2021-10-14 2022-11-21 茂達電子股份有限公司 電源管理系統及方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3963794B2 (ja) 2002-07-09 2007-08-22 ローム株式会社 Ｄｃ／ｄｃコンバータ
TWI328149B (en) 2006-01-09 2010-08-01 System General Corp A power converter for activating a pfc circuit with feed-forward voltage compensation
TWI308996B (en) * 2006-03-22 2009-04-21 Anpec Electronics Corp Switching regulator capable of fixing frequency
JP5023731B2 (ja) 2007-02-16 2012-09-12 富士通セミコンダクター株式会社 電源回路、電源制御回路および電源制御方法
US8018694B1 (en) * 2007-02-16 2011-09-13 Fairchild Semiconductor Corporation Over-current protection for a power converter
TW200838109A (en) * 2007-03-02 2008-09-16 Richtek Techohnology Corp Soft shutdown circuit of voltage regulator and corresponding method thereof
US8049472B2 (en) * 2008-07-29 2011-11-01 Cosmic Circuits Private Limited Single inductor multiple output switching devices
TWI425755B (zh) 2010-07-21 2014-02-01 Noveltek Semiconductor Corp 可減緩電源突波的脈波寬度調變降壓轉化器及其相關方法
JP2012090387A (ja) * 2010-10-18 2012-05-10 Panasonic Corp Ｄｃ−ｄｃコンバータ
TWI439030B (zh) * 2012-04-25 2014-05-21 Anpec Electronics Corp 軟啟動電路及其驅動方法
JP6007804B2 (ja) * 2013-01-28 2016-10-12 株式会社ソシオネクスト 電源の制御回路、電源装置、電子機器及び電源の制御方法

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