TWI497275B - 具有低功率消耗突衝待命操作的電源供應器 - Google Patents

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Description

具有低功率消耗突衝待命操作的電源供應器
本發明關於一種電源供應器，且明確地說，關於一種具有低功率消耗突衝待命操作的電源供應器。
相關申請案交叉參考
本申請案主張2009年10月30日提申的美國臨時申請案序號第61/256,738號的權利，本文以引用的方式全面性地將其完整併入。
根據最近全世界的節能計劃(例如，能源之星、歐盟低功率指令(EC-1275-2008)、...等)，在2009年12月之後出貨的設備單元的待命功率消耗必須小於1瓦(<1W)，不久之後必須進一步降為<0.5W。習知的電源供應器有數項缺點且沒有效率。除了主要轉換器之外，習知的電源供應器還包含一分離的待命轉換器。納入一分離的待命轉換器會提高電源供應器複雜度及成本。習知的電源供應器在待命模式期間通常還會消耗1瓦以上(>1W)，因而不符最近的能源標準。
本發明關於一種電源供應器，一種電子裝置，以及一種操作具有突衝待命操作之電源供應器的方法。
於某些實施例中，一電源供應器包括：一轉換器，其具有一有作用狀態與一無作用狀態，其中，當處於該有作用狀態中時，該轉換器會將一輸入電壓轉換成一輸出電壓與一初期待命電壓；一電容，其會儲存該初期待命電壓，其中，當該轉換器處於該有作用狀態中時，該電容會被充電至一上電壓位準，並且當該轉換器處於該無作用狀態中時，該電容會以選定的放電速率被放電下降至一下電壓位準；以及一突衝控制模組，其會接收一表示該電源供應器之正常模式與待命模式中其中一者的待命致能訊號，其中，在該待命模式期間，該突衝控制模組會藉由在該初期待命電壓被充電至該上電壓位準時將該轉換器置於該無作用狀態之中以及在該初期待命電壓被放電至該下電壓位準時將該轉換器置於該有作用狀態之中的兩者之間進行雙態觸變(toggling)，以便在突衝模式中操作該轉換器。
於某些進一步實施例中，一電子裝置包括：主要裝置系統，用以接收一來源電壓與一經調節的待命電壓，其中，該主要裝置系統包含一模式控制模組，其會接收該待命電壓並且具有一用以提供一待命控制訊號的輸出，該待命控制訊號會表示該電子裝置的正常模式與待命模式中的其中一者；一轉換器，其具有一有作用狀態與一無作用狀態，其中，當處於該有作用狀態中時，該轉換器會將一輸入DC電壓轉換成該來源電壓與一初期待命電壓兩者，其中，該轉換器在該正常模式期間會保持在該有作用狀態中；一電容，其會儲存該初期待命電壓，其中，當該轉換器處於該有作用狀態中時，該電容會被充電至一上電壓位準，並且當該轉換器處於該無作用狀態中時，該電容會被放電下降至一下電壓位準；以及一突衝控制模組，其會接收該待命控制訊號，其中，在該待命模式期間，該突衝控制模組會藉由在該初期待命電壓被充電至該上電壓位準時將該轉換器置於該無作用狀態之中以及在該初期待命電壓被放電至該下電壓位準時將該轉換器置於該有作用狀態之中兩者之間進行切換以便在突衝模式中操作該轉換器。
於某些額外的實施例中，一種操作具有突衝待命操作之電源供應器的方法包括：在該電源供應器的正常模式中操作一轉換器，用以將一輸入電壓轉換成一輸出電壓與一初期待命電壓，其中，該初期待命電壓會被充電至一上電壓位準；偵測該電源供應器之待命模式的指示符；以及當處於該待命模式中時，在突衝模式中操作該轉換器。當處於該待命模式中時在突衝模式中操作該轉換器包括：當該初期待命電壓被充電至該上電壓位準時使該轉換器不作用；當該轉換器不作用時以選定的速率將該初期待命電壓放電至一下電壓位準；以及當該初期待命電壓被放電至該下電壓位準時重新啟動該轉換器，以便將該初期待命電壓重新充電至該上電壓位準。
下面提出的說明會讓熟習本技術的人士在一特殊應用的背景內及其規定下達成並使用本發明。不過，熟習本技術的人士便會明白較佳實施例的各種修正，而且本文所定義的一般性原理皆可套用至其它實施例。所以，本發明並不希望受限於本文所示與所述的特殊實施例，相反地，本發明希望和本文所揭示的原理與新穎特點相符的最廣範疇一致。「模組」及「系統」等用詞及類似用詞希望涵蓋被配置成用以施行對應模組或系統及類似物的裝置、組件、電路、軟體、韌體、...等。
圖1所示的係根據其中一實施例包含一具有低功率消耗突衝待命操作之電源供應器103的電子裝置100的簡化方塊圖。該電子裝置100包含具有一交流(Alternating Current，AC)插頭101或類似物的電源供應器103以及主要裝置系統105。該AC插頭101會被配置成用以***一AC插座之中以便接收AC線電壓，並且用以提供該AC線電壓給電源供應器103的一輸入。該電源供應器103會在正常操作模式期間將該AC線電壓轉換成一DC輸出電壓VOUT，用以提供來源電壓給該主要裝置系統105。該電源供應器103還會進一步如本文所述般地在待命操作模式中提供一待命電壓VSTDB。該主要裝置系統105會根據特殊類型的電子裝置來配置並且包含裝置、電路、組件、軟體、韌體、系統、...等(它們會被配置成用以施行該電子裝置的功能)的任何組合。該主要裝置系統105具有多種操作模式，它們包含正常或全功率操作模式以及低功率待命模式。在正常操作模式期間，會提供VOUT與VSTDB兩者。在待命模式期間，不會提供主要DC輸出電壓VOUT，但是，待命電壓VSTDB仍會保持有作用，以便提供功率給該主要裝置系統105內的待命系統。該待命系統包含一模式控制模組107，其會接收VSTDB，俾使其在正常模式與待命模式期間都會保持有作用。
該電子裝置100可以根據許多不同方法中的任何一種方法被置於待命模式中，例如：使用者輸入或控制(舉例來說，按押電源按鈕)，不作用計時器，目前的操作結束，已程式化的計時器，一或多個操作條件結束，...等。在正常操作期間，模式控制模組107會偵測或決定所希的係待命模式並且斷定一待命致能(STDB_EN)訊號，該訊號會被提供給電源供應器103的一輸入。該電源供應器103會接收STDB_EN訊號並且進入待命模式，於該模式中，VOUT會被移除。不過，倘若電子裝置100轉變回到正常操作模式之中的話，電源供應器103便會繼續提供VSTDB電壓給主要裝置系統105的模式控制模組107。該電子裝置100可以和轉變至待命操作雷同的方式根據許多不同方法中的任何一種方法轉變回到正常操作模式之中，例如：使用者輸入或控制(舉例來說，按押電源按鈕)，計時器事件，已程式化的計時器，偵測到操作模式參數，...等。
電子裝置100為任何類型消費性、商用、或是工業用裝置或產品中的其中一者，舉例來說，家電(舉例來說，冰箱、微波爐、洗碗機、洗衣機、烘乾機、烤箱咖啡機、...等)；電腦與辦公室自動化系統(舉例來說，桌上型電腦、監視器、筆記型電腦、外部磁碟機、印表機、傳真機、...等)；影音(Audio/Video，A/V)產品(舉例來說，電視、立體音響系統、iPod塢接座、媒體播放器、...等)；通訊裝置(舉例來說，機上盒、纜線數據機、有線/無線存取/通訊裝置、...等)；工業控制系統；醫療裝置與機器；...等。此產品列表並沒有竭盡的用意，因此，本發明涵蓋任何類型的消費性、商用、或是工業用電子裝置。電子裝置100裡面所併入的電子系統包含適當的電子裝置及/或子系統、組件、電路、...等，例如，記憶體裝置、控制器、微處理器、協同處理器、...等之中任何一或多者的任何組合。
根據最近全世界的節能計劃(例如，能源之星、歐盟低功率指令(EC-1275-2008)、...等)，在2009年12月之後出貨的設備單元的待命功率消耗必須小於1瓦(<1W)，不久之後必須進一步降為<0.5W。習知的電源供應器有數項缺點且沒有效率。除了主要轉換器之外，習知的電源供應器還包含一分離的待命轉換器。納入一分離的待命轉換器會提高電源供應器複雜度及成本。習知的電源供應器在待命模式期間通常還會消耗1瓦以上(>1W)，因而不符最近的能源標準。電源供應器103會被配置成具有低功率消耗突衝待命操作。在待命模式期間，該電源供應器103的主要轉換器會操作在突衝待命模式之中用以保持VSTDB電壓，從而省去該額外的待命轉換器。再者，該電源供應器103在待命模式中的消耗小於0.5W，因而符合最近的能源標準。於其中一實施例中，電子裝置100的功率消耗會下降至小於0.4W，符合該等標準的最大功率臨界值(舉例來說，0.4W<0.5W)。
電源供應器103還進一步符合數種安全規定。舉例來說，規定在AC線電壓移除之後被儲存在電源供應器103之輸入處的任何殘留電量或類似物必須被迅速放電的安全規定。舉例來說，當AC插頭101被拔出時，該電源供應器103中的任何此種殘留電量必須在一秒之內被放電，以便符合該等安全規定。要注意的係，習知的配置運用輸入電阻器來達成放電功能，其中，此等輸入電阻器會在正常操作期間消耗大量功率並且會在待命模式期間提高功率消耗。此等電阻器得被除去以便改善效率並且最小化待命功率消耗，俾使得該電源供應器會符合最近的能源標準及必要的安全標準。
圖2所示的係根據其中一實施例所施行的電源供應器103的簡化示意圖與方塊圖。該AC線電壓係以一AC差動輸入來提供，其包含線(L)訊號與中性(N)訊號，它們會被提供給一輸入模組201的個別輸入。該AC線電壓為約AC 120伏(V)的低線電壓或是約AC 220至240V的高線電壓。該輸入模組201包含用於調整AC線電壓的數個組件與裝置，例如，輸入保險絲(圖中並未顯示)、電磁干擾(ElectroMagnetic Interference，EMI)濾波器、以及下文進一步說明的差動輸入電阻器CA、CB、CC(圖7)。該輸入模組201有一對輸出，它們會被耦合至節點226與228，用以分別提供對應的VIN+與VIN-(VIN+/-)輸入電壓極性訊號，該等對應的VIN+與VIN-(VIN+/-)輸入電壓極性訊號會被提供給一全波整流器203的一對輸入。該全波整流器203的一負輸出會被耦合至一主要接地(PGND)節點；而該全波整流器203的一正輸出會被耦合至一節點204，其會產生一經整流的DC電壓VBUS。一濾波電容器C1會被耦合在節點204與PGND之間，用以濾波VBUS。該輸入模組201、該全波整流器203、以及該電容器C1會共同構成一AC/DC轉換器，用以將該AC線電壓轉換成VBUS。VBUS會被提供給一變壓器T1的第一一次線圈P1的其中一端；該一次線圈P1的另一端會被耦合至一節點206，該節點206會進一步被耦合至一電子切換器Q1的一第一電流終端。切換器Q1的另一電流終端會在一電流感測節點208處被耦合至一電流感測電阻器RS的其中一端，其中，RS的另一端會被耦合至PGND。Q1具有一控制終端，其會接收由一控制器205的GATE輸出所提供的驅動訊號DR。該電流感測節點208會產生一用以表示流過該第一一次線圈P1之電流的電壓，其中，節點208會被耦合至控制器205的一電流感測(ISEN)輸入/輸出(I/O)終端。
圖中所示的Q1雖然係一N通道金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)；不過，應該瞭解的係，亦可以使用其它類型的電子切換器來施行該切換器Q1，例如，其它類型的MOS裝置或FET裝置；具有不同極性的雷同裝置，例如，P通道裝置以及類似裝置；或是不同類型的電晶體裝置，例如，雙極接面電晶體(Bipolar Junction Transistor，BJT)以及類似的電晶體。因此，Q1通常會被稱為一具有多個電流終端(舉例來說，汲極-源極)及一控制終端(舉例來說，閘極)的切換器。圖中所示的切換器Q1係單一MOSFET裝置，不過，亦可以施行為多切換器裝置，舉例來說，熟習本技術的人士便會瞭解的：並聯耦合，以便降低切換器阻值、改善效率、以及降低功率消耗；或是串聯耦合(舉例來說，疊接裝置)，以便提高崩潰電壓；或是達靈頓配置；...等。控制器205可以任何合宜的方式或是藉由任何合宜的裝置來施行，例如，舉例來說，可向位於美國加州密爾必達市的Intersil Corporation購得的ISL6721單端式電流模式PWM控制器。圖中雖然並未顯示，不過，亦可以在該控制器205的GATE輸出及切換器Q1的控制終端之間提供一閘極驅動系統或類似系統，用以產生閘極驅動訊號DR。
變壓器T1具有一第二一次線圈P2，其具有一被耦合至PGND的第一終端以及一被耦合至二極體D1的陽極的第二終端。要注意的係，為簡化起見，圖中所示之T1的線圈具有相同的尺寸；不過，應該瞭解的係，不同的線圈通常會有不同的圈數，因此，它們的相對尺寸會以可套用的設計準則為基礎而改變。二極體D1的陰極會被耦合至一電阻器R1的其中一端，該電阻器R1的另一端會被耦合至一節點222，用以產生一供應器電壓VCC。節點222會被耦合至一電容器C2的其中一端，該電容器C2的另一端會被耦合至PGND。VCC會被提供給控制器205的電壓供應終端，該控制器205會有一被耦合至PGND的參考終端(GND)。該變壓器T1具有一第一二次線圈S1，其具有一被耦合至節點224的第一終端以及一被耦合至節點212的第二終端，該節點224會被耦合至一二極體D2的陽極。D2的陰極會被耦合至一節點210，用以產生一初期輸出電壓PVOUT；而一電容器D3則會被耦合在節點210與212之間，用以濾波PVOUT。在該簡化的圖式中所示的節點212會被耦合至一二次接地(SGND)。不過，於某些實施例中，一小輸出電流感測電阻器RIS(圖6)會被耦合在節點212與SGND之間。節點210會被耦合至一輸出切換器系統207的一輸入終端。該輸出切換器系統207具有一被耦合至一輸出節點214的輸出終端，用於產生一以SGND為基準的輸出電壓VOUT。一輸出電容器C4會被耦合在VOUT與SGND之間，用以濾波輸出電壓VOUT。VOUT會被提供給一輸出電壓感測模組209的一輸入，該輸出電壓感測模組209具有一輸出，用以提供一輸出電壓回授訊號VFB給一調節與隔離模組211的一輸入。該調節與隔離模組211的另一輸入會接收一電壓參考訊號VREF，並且會有一輸出用以提供一誤差電壓VERR給控制器205的一誤差輸入ERR。
該變壓器T1具有一第二二次線圈S2，其具有一被耦合至二極體D3之陽極的第一終端以及一被耦合至一節點218的第二終端。D3的陰極會被耦合至一節點216，其會產生一輸入待命電壓VSTDB_IN。一電容器C5會被耦合在節點216與218之間用以濾波VSTDB_IN並且用以儲存能量以便在突衝操作模式的無作用狀態期間讓VSTDB_IN保持在高位準，本文會作進一步說明。節點216與218會被耦合至一低壓差(Low DropOut，LDO)電壓調節器213的個別輸入，該低壓差電壓調節器213具有一被耦合至一節點220的第一輸出用以產生以一被耦合至SGND的參考輸出為基準的VSTDB電壓。VSTDB_IN會被提供給一突衝控制與隔離模組215的一輸入。STDB_EN訊號會被提供給該輸出切換器系統207的另一輸入以及該突衝控制與隔離模組215的一輸入。該突衝控制與隔離模組215會有一被耦合至一電阻器R2的其中一端的輸出，該電阻器R2的另一端會產生一模式訊號MD，該模式訊號MD會被提供給一下拉電阻器R3的其中一端以及控制器205的一MODE輸入。R3的另一端會被耦合至PGND。輸入模組201會進一步被耦合至一偏壓和放電系統217，該偏壓和放電系統217具有：另一輸入，用以接收VBUS；一第一輸出，其會被耦合至節點222，用以提供VCC；以及一第二輸出，其會被耦合至節點230，用以提供一電壓感測訊號VS給控制器205的一VS感測輸入。
如本文所述，電源供應器103的變壓器T1具有一次線圈與二次線圈並且因而會在輸入處的AC線電壓及輸出處的主要裝置系統105之間提供隔離作用，以便符合熟習本技術的人士所瞭解之可應用的安全標準。調節與隔離模組211及突衝控制與隔離模組215兩者皆係以隔離裝置來施行，例如，光學耦合器及類似裝置，以便達成所希的隔離效果。當受到該突衝控制與隔離模組215的控制時，MODE輸入會決定控制器205的操作模式，而該突衝控制與隔離模組215則會進一步受控於STDB_EN訊號。於其中一實施例中，該MODE輸入會被拉至高位準以便將該控制器205置於休眠模式中並且會被拉至一下電壓位準以便喚醒該控制器205重新回復到正常操作。於其中一實施例中，該STDB_EN訊號會在正常操作中被拉至高位準並且會被拉至低位準而將該電源供應器103置於待命模式中。如本文所述，該特殊的控制器205具有：一休眠模式，於該模式中其不會有作用；以及一甦醒模式，於該模式中其會有作用。替代實施例包含使用一可能有或可能沒有休眠模式但是仍舊會在有作用狀態及無作用狀態之間進行切換的控制器或是控制電路系統或是控制模組或是類似物。因此，該控制器205亦會被認定為有作用(舉例來說，甦醒模式或是類似模式)或是無作用(舉例來說，休眠模式或是類似模式)。
在電源供應器103的正常操作中，當AC插頭101被***用以接收AC線電壓時，輸入模組201會在被提供給全波整流器203之輸入的VIN+/-上產生對應的AC電壓。該全波整流器203與電容器C1會將該AC輸入電壓轉換成經整流的DC電壓VBUS。如下文的進一步說明，該AC線電壓與VBUS兩者都會被提供給偏壓和放電系統217，該偏壓和放電系統217剛開始會產生一VCC電壓，其為控制器205的供應器電壓。該控制器205的MODE輸入會被電阻器R3拉至低位準，俾使得該控制器205會甦醒以進行正常操作。該控制器205會感測VCC電壓與VS電壓的電壓位準，並且在該些電壓達到對應的最小電壓位準時初始化正常操作。該控制器205會開始操作與控制切換器Q1，以便開始將VBUS轉換成PVOUT與VSTDB_IN。於圖中所示的實施例中，該控制器205、該切換器Q1、該變壓器T1、該等輸出裝置(舉例來說，其包含D2、D3、C3、以及C5)、以及任何其它支援裝置或電路系統或類似裝置(圖中並未顯示)會共同被配置成一反馳式轉換器(flyback converter)219。圖中雖然顯示一特殊的反馳式轉換器；不過，本發明並不受限於該特殊類型的轉換器並且可等效應用於其它類型的轉換器(舉例來說，降壓式、升壓式、升降壓式、推挽式、...等)而且可等效應用於不同類型的反馳式轉換器(舉例來說，雙切換器反馳式轉換器及類似的反馳式轉換器)。該控制器205會啟動該切換器Q1，導致一次電流流過變壓器T1的一次線圈P1，從而將能量儲存在變壓器T1之中。當該控制器205關閉該切換器Q1時，儲存在變壓器T1之中的能量便會被傳輸到一次線圈P2，而二次線圈S1與S2則會正向偏壓二極體D1、D2、以及D3並且會充電電容器C2、C3、以及C5。
電容器C3會將PVOUT充電至其操作位準；而電容器C5則會將VSTDB_IN充電至其上電壓位準，本文中稱為「HI」。當開始反馳式轉換器操作時，流過第二一次線圈P2的電流會經由二極體D1及電阻器R1提供電流給電容器C2，用以將該VCC供應器電壓充電至其正常操作電壓位準。如下文的進一步說明，VCC的正常操作電壓會高於模組217的啟動調節器所產生的電壓，因此，模組217的啟動調節器會被關閉以便在正常模式與待命模式期間最小化功率損失。依此方式，偏壓和放電系統217會產生一足以開啟該控制器205的初始下電壓位準VCC，而第二一次線圈P2中的裝置則會提高VCC用以關閉該偏壓和放電系統217裡面的啟動調節器，以便最大化功率效率。
電壓調節器213會將VSTDB_IN電壓轉換成VSTDB電壓，俾使得VSTDB係該初期待命電壓VSTDB_IN的穩定且經過調節的電壓。當STDB_EN訊號最終被斷定為高位準而表示正常操作時，功率切換器207便會被開啟，而使得PVOUT會當成輸出電壓VOUT被提供給該主要裝置系統105。VOUT會經由VOUT感測模組209被感測，該VOUT感測模組209會提供VFB給調節與隔離模組211。該調節與隔離模組211會比較VFB與參考電壓VREF，以便產生會被提供給控制器205之ERR輸入的誤差電壓VERR。該控制器205會根據PWM運算以VERR為基礎來控制Q1的切換操作，用以將VOUT保持在目標高位準處。依此方式，VOUT的電壓位準便會在正常操作期間被調節至所希的位準。
圖3所示的係STDB_EN的電壓、VSTDB_IN的電壓、以及VSTDB的電壓相對於時間的關係圖，其圖解的係電源供應器103從正常操作模式變成待命模式並且返回正常操作的轉變情形。在初始時間T0處，STDB_EN會被斷定為高位準，用以表示正常操作。在時間T0處，VSTDB_IN電壓係在其上電壓位準HI處而VSTDB電壓則係在其正常操作電壓NORM處。當模式控制模組107偵測到該電子裝置100要被置於待命模式中時，其會將STDB_EN斷定為低位準，例如時間T1處所示，用以禁能該輸出切換器系統207並且起始突衝待命操作。突衝控制與隔離模組215會偵測到被斷定為低位準的STDB_EN並將MD拉至高位準，從而將該控制器205的MODE輸入拉至高位準。該控制器205會轉變成休眠模式並且停止控制該切換器Q1，俾使得該轉換器219的操作會暫時中止。因此，該轉換器219在該控制器205為甦醒的正常操作期間會有一有作用狀態，而當該控制器處於休眠模式中時該轉換器219則會有一無作用狀態。
當該轉換器219沒有作用且該電容器C5開始放電時，第二二次線圈S2會停止提供電壓。但是，該電容器C5仍會在比較長的時間週期中讓VSTDB_IN的電壓保持在其下電壓位準(本文中稱為「LO」)之上。電容器C5的尺寸會以電壓調節器213的吸取電流及從HI至LO的放電時間週期的持續長度為基礎來選擇。於其中一實施例中，放電速率會被選為一個放電週期為約300毫秒(ms)。於該放電週期期間，VSTDB_IN的電壓會因電壓調節器213而衰降，如301處所示。不過，該電壓調節器213仍會調節VSTDB的電壓，俾使其會保持穩定在其NORM位準處。當該初期待命電壓VSTDB_IN在放電時間之後最終在後續的時間T2處降至其下電壓位準LO時，該控制器205的MODE輸入便會被拉至低位準，而且該控制器205會被拉出其休眠模式返回其甦醒模式之中。在甦醒後，該控制器205會開始控制該切換器Q1且該轉換器219會變成有作用。該二次線圈S2會迅速地產生電壓而且VSTDB_IN會非常快速地在時間T3處被重新充電回到其上電壓位準。於其中一實施例中，VSTDB_IN會在非常短的時間週期(例如，約5至10ms)中被重新充電回到其上電壓位準。
一旦被重新充電之後，該控制器205的MODE輸入便會再度被拉至高位準，而使得該控制器205會以和上面所述相同的方式在放電時間週期中再度被拉回到休眠模式，而該轉換器219則會進入無作用。因此，VSTDB_IN的電壓會在該時間週期之後再度從其始於時間T3處的上電壓位準HI放電至其位於時間T4處的下電壓位準LO。操作會依此方式重複進行或是雙態觸變，俾使得VSTDB_IN會產生一鋸齒型波形，其中，其會在短時間週期中快速地充電回到其上電壓位準HI，接著又下降至其下電壓位準LO，並且在該待命操作模式期間依此方式重複進行。要明白的係，突衝控制與隔離模組215會在突衝模式中操作該轉換器219，於該模式中，其會在該電源供應器103的待命模式期間藉由在休眠模式與甦醒模式之間雙態觸變該控制器205而在有作用狀態與無作用狀態之間進行雙態觸變，如VSTDB_IN所產生的鋸齒波形所示。不論VSTDB_IN所產生的鋸齒波形為何，該電壓轉換器213都會將VSTDB保持在其經調節的NORM位準處。
在接續的時間T5處，STDB_EN訊號會再度被斷定為高位準，用以表示該電子裝置100要轉變回到正常操作模式。該突衝控制與隔離模組215會有效地隔離VSTDB_IN而且不會再將MD拉至高位準而使得電阻器R3會將MD拉至低位準。該控制器205會被喚醒或是會保持甦醒而且該轉換器219會進入有作用狀態或是保持有作用，俾使得反馳式轉換器操作會重新開始。因此，在約時間T6處，VSTDB_IN的電壓會回到其上電壓位準HI並且在正常操作期間保持在該HI位準處。VSTDB的電壓會在該電子裝置100的正常操作模式期間及整個待命模式中保持穩定在其NORM位準處。
VSTDB_IN電壓的LO位準的電壓會夠高，俾使得該電壓調節器213會在正常操作模式期間及在待命模式期間讓VSTDB的電壓保持在一恆定位準處。於其中一實施例中，舉例來說，VSTDB_IN的電壓範圍從其約9V的HI位準至其約4.5V的LO位準，而VSTDB則保持穩定在約3.3V處。如下文進一步說明的一更有效的實施例中，VSTDB_IN的電壓範圍從其約5.7V的HI位準至其約4.5V的LO位準，而VSTDB則保持穩定在約3.3V處。於任一情況中，VSTDB的電壓都會保持穩定在其NORM位準處，以便提供足夠的操作電壓給模式控制模組107，用以偵測所希的操作模式。
圖4所示的係突衝控制與隔離模組215的其中一實施例的示意圖，圖中顯示為突衝控制與隔離模組400。該突衝控制與隔離模組400包含一光學耦合器401與一電阻器R4。VSTDB_IN會被提供給該電阻器R4的其中一端，該電阻器R4的另一端會被耦合至該光學耦合器401的一第一輸入，其中，該第一輸入會在內部被耦合至一內部發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)403的陽極。LED 403的陰極會在內部被耦合至該光學耦合器401的一第二輸入，其會接收該STDB_EN電壓訊號。該光學耦合器401包含一內部NPN雙極接面電晶體(BJT)405，其具有一用以形成該光學耦合器401的一第一輸出的集極以及一用以形成該光學耦合器401的一第二輸出的射極。VCC會被耦合至該光學耦合器401的該第一輸出並且因而會被耦合至電晶體405的集極。該電晶體405的射極會形成該第二輸出，其會被耦合至該電阻器R2，該電阻器R2的另一端會產生該MD訊號。
在操作中，當STDB_EN為高位準時，該LED 403會保持關閉，而使得該電晶體405會保持關閉。電阻器R3會將MD下拉，而使得該控制器205的MODE輸入為低位準，用以表示正常操作。當STDB_EN在待命操作中被拉為低位準時，電流會從VSTDB_IN流過電阻器R4用以開啟該LED 403，其會開啟電晶體405。當電晶體405被開啟時，其會將VCC施加至由R2與R3所組成的分壓器，用以將MODE拉至高位準，從而強制該控制器205進入休眠模式之中。如先前所述，當該控制器205進入休眠模式之中時，該轉換器219會變成沒有作用而且VSTDB_IN會下降，從而降低流過該LED 403的電流並且降低流過該電晶體405的電流。當VSTDB_IN抵達其下電壓位準LO時，該電晶體405會被關閉或者MD的電壓會抵達MODE的臨界位準，用以將該控制器205拉出休眠模式返回其甦醒模式。該控制器205會開始控制該切換器Q1，俾使得VSTDB_IN會被拉高回到其上電壓位準HI，如前面所述。VSTDB_IN的該較高電壓位準會重新提供能量給該光學耦合器401，俾使得MD會再度被拉至高位準，用以強制該控制器205回到休眠模式之中。當STDB_EN保持低位準時，突衝待命模式中的操作會依此方式重複進行。當STDB_EN被拉回到高位準用以重新開始正常操作時，該光學耦合器401便會被關閉，MD會被拉回到低位準，而且該控制器205會被喚醒用以重新開始其正常操作模式。
該電壓調節器213具有一壓差電壓(Dropout Voltage，DV)，俾使得VSTDB_IN的下電壓位準為LO=DV+VSTDB，用以確保VSTDB的調節作用。該光學耦合器401有一電流轉換率(Current Transfer Ratio，CTR)指數，其代表輸出電流與輸入電流的比例。於其中一實施例中，該光學耦合器401的CTR具有非常寬的公差位準(舉例來說，其範圍從150%到300%)，這意謂著VSTDB_IN的上電壓位準HI可能會係下電壓位準LO的位準的兩倍。因此，VSTDB_IN會有非常大的電壓範圍，其範圍從LO到2倍LO甚至更大。雖然光學耦合器可以被設計成具有較低的CTR公差；不過，這會大幅提高系統的成本。於其中一實施例中，VSTDB會被調節在約3.3V處，DV為1.2V，俾使得VSTDB_IN的LO電壓位準為約4.5V。因此，上電壓位準HI會大於9V，俾使得跨越該電壓調節器213的壓差電壓會非常高或是大於5.7V。該非常高數值的VSTDB_IN會造成和該電壓調節器213相關聯的非常高的功率損失。所以，本發明希望降低VSTDB_IN電壓範圍。
圖5所示的係突衝控制與隔離模組215的另一實施例的示意圖，圖中顯示為突衝控制與隔離模組500。該突衝控制與隔離模組500包含該光學耦合器401、一PNP BJT 501、以及兩個電阻器RB與R5。於本案例中，VSTDB_IN會被提供給該電阻器R5的其中一端，該電阻器R5的另一端會被耦合至電晶體501的射極。電晶體501的基極會被耦合至RB的其中一端，RB的另一端會接收電壓VSTDB。電晶體501的集極會被耦合至該光學耦合器401的第一輸入且因而會被耦合至LED 403的陽極。STDB_IN會被提供給該光學耦合器401的第二輸入因而會被提供給LED 403的陰極。由該電晶體501所構成的該光學耦合器401的輸出實質上會以和突衝控制與隔離模組400相同的方式被耦合。
突衝控制與隔離模組500的操作和突衝控制與隔離模組400雷同，不過，在突衝待命模式期間的VSTDB_IN的電壓範圍實質上會降低而且並非取決於該光學耦合器401的CTR的非常寬的公差位準。該突衝控制與隔離模組500的啟動觸發點與使觸發點不作用係以電晶體501的操作參數為基礎而不是以該光學耦合器401的CTR為基礎。當STDB_EN為高位準時，不會有任何電流流過LED 403，因此該轉換器219會在正常操作模式中保持有作用。要注意的係，因為該電壓調節器213有非常高壓差電壓的關係，電晶體501可以保持導通。當STDB_EN被拉為低位準時，因為電晶體501為導通或是會被開啟的關係，電流會流過該LED 403，其會開啟該電晶體405，從而會將該控制器205拉到休眠模式之中並且將該轉換器拉到它的無作用狀態之中。當VSTDB_IN的電壓朝VSTDB的電壓下降時，電晶體501會關閉而且該控制器205會被喚醒，從而會建立突衝待命模式的重複循環。於本案例中，觸發點係取決於電晶體501的基極至射極PN接面電壓降以及跨越該等電阻器RB與R5的電壓降。電阻器R5的阻值遠小於電阻器R4的阻值(舉例來說，R4的~10KΩ相對於R5的~100Ω)，因此，跨越R5的電壓降會明顯下降。依此方式，VSTDB_IN的上電壓位準HI會明顯下降而且數值會更靠近下電壓位準LO。於其中一實施例中，該上電壓位準HI為約6V，所以，VSTDB_IN的範圍介於約4.5V與6V之間。因此，該電壓調節器213在正常操作期間及在待命模式期間的功率損失實質上會降低。
圖6所示的係變壓器T1的二次部分及功率切換器207的簡化示意圖，但該圖仍然非常詳細。該二次部分包含一主要輸出切換器Q5、一充電系統601、以及一切換器控制系統603。該充電系統601包含電容器C6與C7、二極體D4與D5、齊納二極體D6、以及電阻器R6與R7。該切換器控制系統603包含MOSFET切換器Q2與Q3、PNP BJT Q4、電容器C8、以及電阻器R8、R9、R10、以及R11。圖中所示的二次線圈S1會如先前所述般地被耦合在節點224與212之間。節點224會被耦合至C6的其中一端，C6的另一端會被耦合至D4的陰極以及D5的陽極。D4的陽極會被耦合至節點210而D5的陰極則會被耦合至R6的其中一端以及C7的其中一端。C7的另一端會被耦合至R7的其中一端。R6與R7的另一端會在節點605處被耦合在一起，該節點605會進一步被耦合至Q5的閘極，被耦合至D6的陰極，被耦合至Q4的射極，以及被耦合至R8的其中一端。Q5的汲極會被耦合至節點210；而它的源極則會被耦合至輸出節點214，用以產生VOUT。D6的陽極與Q4的集極同樣會被耦合至輸出節點214。R8的另一端會被耦合至R9的其中一端並且會被耦合至Q2的汲極。R9的另一端會被耦合至Q4的基極。Q2的源極會被耦合至SGND；而它的閘極則會被耦合至C8的其中一端，被耦合至R10的其中一端，以及被耦合至Q3的汲極。R10的另一端會被耦合至節點216，用以提供VSTDB_IN。Q3的源極會被耦合至SGND；而它的閘極則會接收待命致能訊號STDB_EN。STDB_EN也會被提供給R11的其中一端，R11的另一端則會被耦合至節點216。圖中所示的電流感測電阻器RIS係被耦合在節點212與SGND之間。圖中所示的切換器Q2與Q3雖然為N通道MOSFET；不過，亦可以採用其它類型的電子切換器。
在操作中，當開機啟動時，該轉換器219會變成有作用狀態，用以切換流經變壓器T1的電流。如先前所述，該轉換器219會被配置成反馳式模式，因此，當Q1導通時，二極體D2會被反向偏壓並且不導通，俾使得能量會被儲存在該變壓器T1之中。當Q1剛開始被開啟時，電流會流過電容器C3，其會正向偏壓二極體D4並且充電電容器C6。當Q1不導通時，電容器C6上的電壓會正向偏壓D5，從而會提供電量給節點605，給Q5的閘極，並且給D6的陰極。要注意的係，電阻器R7實質上小於電阻器R6，而且電容器C7剛開始會呈現短路。依此方式，Q5的閘極會在開機啟動期間經由電阻器R7被快速地充電，以便非常快速地將其開啟。一旦C7被充電之後，R7實際上會被移除，而且電流會流過較大的電阻器R6。齊納二極體D6的臨界電壓位準會在正常操作期間保持Q5會被開啟，例如，舉例來說，約15V。一旦反馳式轉換器調節在運作用以充電主要輸出電壓VOUT並且如先前所述般地藉由控制器205在正常操作期間開始調節VOUT，Q5便會在開機時快速地被開啟。圖中所示的Q5係一自我驅動式N-MOSFET輸出切換器，在習知技術中其係利用較昂貴的P-MOSFET輸出切換器來施行。在正常操作期間，該STDB_EN訊號會被拉至高位準用以開啟切換器Q3，其中，Q3會將切換器Q2的閘極拉為低位準，從而將Q2關閉。電晶體Q4的基極會透過電阻器R8與R9被拉至高位準，從而會關閉Q4，因此，Q5在正常操作期間會停留在導通狀態。
當STDB_EN訊號被拉至低位準用以起始待命操作模式時，Q3會被關閉，因此，Q2的閘極會接收電壓VSTDB_IN用以開啟Q2。當Q2被開啟時，其會將Q4的基極拉為低位準，從而會開啟Q4。當被開啟之後，Q4便會短路節點605至214，用以關閉齊納二極體D6並且將Q5的閘極拉低至其源極，以便在該待命模式期間將其關閉。依此方式，當STDB_EN訊號被拉為低位準用以進入待命模式中時，Q5會被關閉，從而會將VOUT拉低至零，以便防止會有被施加至該等主要輸出負載的任何殘餘電壓。Q5會在待命操作模式期間保持不導通。倘若及當STDB_EN後續被拉至高位準時，該過程便會反轉。因此，當STDB_EN訊號變成高位準時，Q3會開啟，Q2會關閉，Q4會關閉，而且該電壓會產生在節點605之上用以回頭將Q5開啟，俾使得VOUT會再次被PVOUT驅動至其經調節的電壓位準。
圖7所示的係根據其中一實施例的輸入模組201及偏壓和放電系統217的簡化示意圖，但該圖仍然非常詳細。該輸入模組201包含一對共模電感器L1與L2，該等三輸入差動濾波電容器CA、CB、以及CC，以及一串聯電感器L3，它們會共同構成一AC輸入系統，用以接收與濾波該AC線電壓。該線L訊號會被提供給電容器CA的其中一端並且會被提供給電感器L1的第一線圈701的其中一端。該第一線圈701的另一端會被耦合至電容器CB的其中一端並且會被耦合至電感器L2的第一線圈705的其中一端。該電感器L2的第一線圈705的另一端會被耦合至一節點702，該節點702會被耦合至L3的其中一端。L3的另一端會被耦合至節點226，其會產生VIN+電壓。節點226會被耦合至電容器CC的其中一端並且會被耦合至全波整流器203(圖2)的正輸入。中性訊號N會被提供給電容器CA的另一端並且會被提供給電感器L1的第二線圈703的其中一端。該第二線圈703的另一端會被耦合至電容器CB的另一端並且會被耦合至電感器L2的第二線圈707的其中一端。該電感器L2的第二線圈707的另一端會被耦合至節點228，其會產生VIN-電壓，該電壓會被提供給電容器CC的另一端並且會被提供給波整流器203的負輸入。應該明白的係，當該AC線電壓被施加時，該等電容器CA至CC可能會被充電至非常高的電壓位準。
該偏壓和放電系統217包含二極體D7、D8、D10、及D12，齊納二極體D9與D11，電容器C9、C10、C11、及C12，電阻器R12、R13、R14、R15、及R16，以及切換器Q6。於其中一實施例中，切換器Q6為N型MOSFET；不過，亦可以採用其它類型的電子切換器。熟習本技術的人士便會瞭解，該等電阻器與電容器中的每一者皆可以利用串聯及/或並聯的多個裝置來施行。如圖所示，D7的陽極會被耦合至節點702；而D8的陽極會被耦合至節點228，用以接收VIN-。D7與D8的陰極會在節點704處被耦合在一起，用以產生一DC電壓VBIAS，其會進一步被耦合至C9、R12、R13、以及R14中每一者的其中一端。C9的另一端會被耦合至PGND；R12的另一端會被耦合至一輸入電壓感測節點708；R13的另一端會被耦合至一節點706；而R14的另一端則會被耦合至節點222，用以提供VCC。D9的陽極會被耦合至PGND而其陰極會被耦合至節點706。Q6的汲極會被耦合至節點204，用以接收VBUS；Q6的閘極會被耦合至節點706；而Q6的源極則會被耦合至D10的陽極。D10與D11的陰極會在節點222處被耦合在一起。D11的陽極會被耦合至PGND，而C10則會被耦合在節點222與PGND之間。電阻器R15與電容器C11會被並聯耦合在節點708與PGND之間。D12的陽極會被耦合至節點230，而它的陰極則會被耦合至節點708。R16會被耦合在節點708與230之間。C12會被耦合在節點230與PGND之間。
施加帶有電量VIN+/-之AC線電壓來開機啟動時，包含二極體D7與D8的整流系統會與全波整流器203協同整流VIN+/-並且產生該DC電壓VBIAS，其會被C9進一步濾波。電容器C10會透過R14從VBIAS處開始被充電。Q6的閘極會被充電至D9的臨界電壓位準而且VBUS會上升，因此，Q6會被開啟。VCC剛開始會被充電至約等於D9之臨界電壓減去Q6之閘極至源極電壓(VGS)減去D10之電壓降的電壓處。因此，Q6的電路與裝置會構成一啟動調節器系統，用以在一開始提供VCC供應器電壓給該控制器205。於其中一實施例中，D9的臨界電壓約為13V而VCC的初始電壓約為10V。D11的臨界電壓在VCC的初始數值之上，因此，它會不導通。於其中一實施例中，D11的臨界電壓約為18V，此處的D11的作用如同一保護二極體。VCC的初始電壓足以開機啟動該控制器205，其會開啟Q1並且開始控制Q1的切換作業，以便啟動該轉換器219。如先前所述，一次線圈P2會開始提供電流用以將C2充電至VCC的操作電壓位準。VCC的操作電壓大於由偏壓和放電系統217所產生之它的初始數值。於其中一實施例中，VCC的操作電壓位準約為12V。當VCC上升到它的操作電壓位準時，Q6會被關閉，因為Q6的VGS會下降到它的臨界位準之下。R12、R13、以及R14的阻值非常高，會在該電子裝置100之正常操作模式與待命操作模式期間吸取很少的電流，而且Q6會被關閉，俾使得該偏壓和放電系統217會在正常操作期間及待命模式期間消耗微小到可以忽略的功率。
相較於R12，R15有非常小的阻值，而且R12與R15會共同構成一分壓器，用以在節點708上產生和DC電壓VBIAS之電壓位準成比例的電壓。該感測電壓會被C11濾波並且會透過R16與節點230被控制器205感測到。D12與R16會共同運作成為一計時系統，用以在啟動時延遲C12的充電，其會延遲該控制器205的開啟啟動作業。如先前所述，該控制器205會感測VCC電壓與VS電壓的電壓位準並且在該些電壓達到對應的最小電壓位準時起始正常操作。
安全規定要求在移除AC線電壓之後，該等輸入差動濾波電容器CA、CB、以及CC必須快速地被放電。舉例來說，當AC插頭101和AC電壓中斷連接時，該等電容器CA、CB、以及CC必須在一秒內被放電，以便符合安全規定。在習知的配置中，會提供多個洩流電阻器(bleeding resistor)並聯該等差動濾波電容器來實施該放電功能。不過，此等洩流電阻器會在正常操作期間消耗大量的功率並且會在待命模式期間提高功率消耗。習知的電源供應器通常包含一偏壓電路，用以提供該等VCC電壓及/或VS電壓以及類似的電壓，其中，此等習知配置為該匯流排電壓(例如，VBUS)的來源。不過，電容器C1係一相當大的大型電容器，其放電速率非常地慢，因此，習知的偏壓電路無法在所希的時間極限內放電該等輸入差動濾波電容器。
不過，該偏壓和放電系統217會實施一或多項偏壓電壓功能並且透過該等整流器D7與D8來進一步提供多條放電路徑，以便在所希的時間極限內來放電該些輸入差動電容器並且放電該等電容器C9與C10。第一條路徑會經由電阻器R12與R15到達PGND。第二條路徑會經由電阻器R13與齊納二極體D9到達PGND。第三條路徑會經由電阻器R14與齊納二極體D11到達接地。第四條路徑會經由電阻器R14與該控制器205的VCC輸入(其可以被模擬成另一電阻器)。因此，第四條路徑為到達PGND的另一條電阻性路徑。此等多條路徑會提供充分的放電能力，用以在移除該AC線電壓之後於指定的時間數額內(舉例來說，1秒內)來放電該等電容器CA、CB、以及CC。當AC線電壓被移除時，C11會經由R15快速地被放電，而C12會經由R16與R15並且經由R12與R15快速地被放電。此等電容器C11與C12兩者都會在一秒內被放電。因此，習知的洩流電阻器會被省略，從而改善效率並且最小化待命功率消耗。於其中一實施例中，R12與R13每一者皆為約2百萬歐姆(MΩ)，R14為約1MΩ，而R15則具有比較小的阻值(舉例來說，約35kΩ)。
根據其中一實施例的一種電源供應器包含：一轉換器，一電容，以及一突衝控制模組。該轉換器具有一有作用狀態與一無作用狀態，其中，當處於該有作用狀態中時，該轉換器會將一輸入電壓轉換成一輸出電壓與一初期待命電壓兩者。當該轉換器處於它的有作用狀態中時，該電容會將該初期待命電壓充電至一上電壓位準，並且當該轉換器處於它的無作用狀態中時，該電容會以選定的放電速率將該初期待命電壓放電下降至一下電壓位準。該突衝控制模組會接收一表示該電源供應器之正常模式與待命模式中其中一者的待命致能訊號。在該待命模式期間，該突衝控制模組會藉由在該初期待命電壓充電至該上電壓位準時將該轉換器置於它的無作用狀態之中以及在該初期待命電壓放電至該下電壓位準時將該轉換器置於它的有作用狀態之中兩者之間進行雙態觸變以便在突衝模式中操作該轉換器。
該電源供應器的正常模式係用於上線操作，而待命模式則係用於離線操作。該轉換器包含：一第一回授路徑，用以在該正常模式期間調節該輸出電壓；以及一第二回授路徑，用以在該待命模式期間於該等下電壓位準及上電壓位準之間調節該初期待命電壓。於其中一實施例中，兩條回授路徑會被隔離。
根據其中一實施例的一種電子裝置包含：主要裝置系統，一轉換器，一電容器，以及一突衝控制模組。該主要裝置系統會接收一來源電壓與一經調節的待命電壓。該主要裝置系統包含一模式控制模組，其會接收該待命電壓並且具有一用以提供一待命控制訊號的輸出，該待命控制訊號會表示該電子裝置的正常模式與待命模式中的其中一者。該轉換器會在它的有作用狀態中於該電子裝置的正常模式期間將一輸入DC電壓轉換成該來源電壓與一初期待命電壓。該電容會在該轉換器處於它的有作用狀態中時將該初期待命電壓充電至一上電壓位準，並且在該轉換器處於它的無作用狀態中時將該初期待命電壓放電下降至一下電壓位準。在該待命模式期間，該突衝控制模組會藉由在該初期待命電壓充電至該上電壓位準時將該轉換器置於它的無作用狀態之中以及在該初期待命電壓放電至該下電壓位準時將該轉換器置於它的有作用狀態之中兩者之間進行切換以便在突衝模式中操作該轉換器。
根據其中一實施例的一種操作具有突衝待命操作之電源供應器的方法包含在該電源供應器的正常模式中操作一轉換器，用以將一輸入電壓轉換成一輸出電壓與一初期待命電壓。該初期待命電壓會在正常操作模式期間被充電至一上電壓位準。該方法包含偵測該電源供應器之待命模式的指示符，以及當處於該待命模式中時，在突衝模式中操作該轉換器。在該突衝模式期間，該方法包含：當該初期待命電壓被充電至該上電壓位準時使該轉換器不作用；當該轉換器不作用時以選定的速率將該初期待命電壓放電至一下電壓位準；以及當該初期待命電壓被放電至該下電壓位準時重新啟動該轉換器，以便將該初期待命電壓重新充電至該上電壓位準。
雖然本文已經參考本發明的特定較佳型式非常詳細的說明過本發明；不過，本發明仍可能有並且可以採用其它型式與變化例。熟習本技術的人士便應該明白，他們能夠輕易地使用本文所揭示的概念及特定實施例為基礎來設計或是修正其它結構而達到本發明相同的目的，其並不會脫離後面申請專利範圍所定義之本發明的精神與範疇。
100．．．電子裝置
101．．．交流(AC)插頭
103．．．電源供應器
105．．．主要裝置系統
107．．．模式控制模組
201．．．輸入模組
203．．．全波整流器
204．．．節點
205．．．控制器
206．．．節點
207．．．輸出切換器系統
208．．．電流感測節點
209．．．輸出電壓感測模組
210．．．節點
211．．．調節與隔離模組
212．．．節點
213．．．電壓調節器
214．．．輸出節點
215．．．突衝控制與隔離模組
216．．．節點
217．．．偏壓和放電系統
218．．．節點
219．．．反馳式轉換器
220-230．．．節點
301．．．波形
400．．．突衝控制與隔離模組
401．．．光學耦合器
403．．．發光二極體
405．．．電晶體
500．．．突衝控制與隔離模組
501．．．電晶體
601．．．充電系統
603．．．切換器控制系統
605．．．節點
701．．．第一線圈
702．．．節點
703．．．第二線圈
704．．．節點
705．．．第一線圈
706．．．節點
707．．．第二線圈
708．．．節點
C1-C12．．．電容器
CA、CB、CC．．．電容器
D1-D12．．．二極體
L1．．．電感器
L2．．．電感器
L3．．．電感器
P1．．．第一一次線圈
P2．．．第二一次線圈
Q1-Q6．．．切換器
R1-R16．．．電阻器
RB．．．電阻器
RIS．．．電流感測電阻器
RS．．．電流感測電阻器
S1．．．第一二次線圈
S2．．．第二二次線圈
T1．．．變壓器
配合上面說明及隨附的圖式會更瞭解本發明的好處、特點、以及優點，其中：
圖1所示的係根據其中一實施例包含一具有低功率消耗突衝待命操作之電源供應器的電子裝置的簡化方塊圖；
圖2所示的係根據其中一實施例所施行的圖1的電源供應器的簡化示意圖與方塊圖；
圖3所繪製的係STDB_EN的電壓、VSTDB_IN的電壓、以及VSTDB的電壓相對於時間的關係圖，其圖解的係圖2的電源供應器從正常操作模式變成待命模式並且返回正常操作的轉變情形；
圖4所示的係圖2的突衝控制與隔離模組的其中一實施例的示意圖；
圖5所示的係圖2的突衝控制與隔離模組的另一實施例的示意圖；
圖6所示的係圖2的變壓器的二次部分及功率切換器的簡化示意圖，但該圖仍然非常詳細；以及
圖7所示的係根據其中一實施例，圖2的輸入模組及偏壓和放電系統的簡化示意圖，但該圖仍然非常詳細。
103．．．電源供應器
201．．．輸入模組
203．．．全波整流器
204．．．節點
205．．．控制器
206．．．節點
207．．．輸出切換器系統
208．．．電流感測節點
209．．．輸出電壓感測模組
210．．．節點
211．．．調節與隔離模組
212．．．節點
213．．．電壓調節器
214．．．輸出節點
215．．．突衝控制與隔離模組
216．．．節點
217．．．偏壓和放電系統
218．．．節點
219．．．反馳式轉換器
220-230．．．節點
C1-C5．．．電容器
D1-D3．．．二極體
P1．．．第一一次線圈
P2．．．第二一次線圈
Q1．．．切換器
R1-R3．．．電阻器
RS．．．電流感測電阻器
S1．．．第一二次線圈
S2．．．第二二次線圈
T1．．．變壓器

Claims (15)

  1. 一種電源供應器，其包括：一轉換器，其具有一有作用狀態與一無作用狀態，其中，在該電源供應器之正常模式期間，該轉換器處於有作用狀態，藉以將一輸入電壓轉換成一輸出電壓與一初期待命電壓；一電容，其會儲存該初期待命電壓，其中，當該轉換器處於該有作用狀態中時，該電容會被充電至一上電壓位準，並且當在該電源供應器之待命模式期間而該轉換器處於該無作用狀態中時，該電容會以選定的放電速率被放電下降至一下電壓位準；以及一突衝控制模組，其會接收一表示該電源供應器之該正常模式與該待命模式中其中一者的待命致能訊號，其中，在該待命模式期間，該突衝控制模組會藉由在該初期待命電壓被充電至該上電壓位準時將該轉換器置於該無作用狀態之中以及在該初期待命電壓被放電至該下電壓位準時將該轉換器置於該有作用狀態之中的兩者之間進行雙態觸變，以便在突衝模式中操作該轉換器。
  2. 如申請專利範圍第1項的電源供應器，其進一步包括一低壓差電壓調節器，其會將該初期待命電壓轉換成一經調節的待命電壓。
  3. 如申請專利範圍第1項的電源供應器，其中：該轉換器包括一控制器，其具有一模式輸入，用以在該有作用狀態及該無作用狀態之間切換該控制器；以及 其中，該突衝控制模組具有：一第一輸入用以接收該待命致能訊號，一第二輸入用以接收該初期待命電壓，以及一輸出用以提供一模式訊號給該控制器的該模式輸入。
  4. 如申請專利範圍第3項的電源供應器，其中，該突衝控制模組包括一光學耦合器，其具有：一第一輸入，用以接收該初期待命電壓；一第二輸入，用以接收該待命致能訊號；一第一輸出，其會被耦合至一供應器電壓；以及一第二輸出，用以提供該模式訊號給該控制器的該模式輸入。
  5. 如申請專利範圍第3項的電源供應器，其進一步包括：一調節器，其會將該初期待命電壓轉換成一經調節的待命電壓；以及其中，該突衝控制模組包括：一電阻，其具有一用以接收該初期待命電壓的第一端並且具有一第二端；一電晶體，其具有一被耦合至該電阻的該第二端的第一電流終端，一第二電流終端，以及一用以接收該經調節的待命電壓的控制終端；以及一光學耦合器，其具有一內部LED，該內部LED具有一被耦合至該電晶體之該第二電流終端的陽極以及一用以接收該待命致能訊號的陰極，而且該光學耦合器還具有一內部電晶體，該內部電晶體具有一被耦合至一供應器電壓的第一電流終端以及一用以提供該模式訊號的第二電流終端。
  6. 如申請專利範圍第1項的電源供應器，其進一步包括：該轉換器包含一輸出系統，其會在該電源供應器的正常操作模式期間產生一初期輸出電壓；以及一輸出切換器，其會受控於該待命致能訊號，其中，當該待命致能訊號表示該正常模式時，該輸出切換器會將該初期輸出電壓斷定為該輸出電壓，且其中，當該待命致能訊號表示該待命模式時，該輸出切換器會禁能該輸出電壓。
  7. 如申請專利範圍第6項的電源供應器，其中，該輸出切換器包括：一充電系統，其會被耦合至該輸出系統，該充電系統會在該正常模式期間將一閘極節點充電至該初期輸出電壓以上的一電壓位準處；一電晶體，其具有一被耦合至該閘極節點的控制終端，一用以接收該初期輸出電壓的第一電流終端，以及一被耦合至一用以產生該輸出電壓之輸出節點的第二電流終端；以及一切換器控制系統，其具有一用以接收該待命致能訊號的輸入，其中，當該待命致能訊號表示該待命模式時，該切換器控制系統會將該閘極節點短路至該輸出節點，以便關閉該電晶體。
  8. 如申請專利範圍第1項的電源供應器，其中，該轉換器具有：一第一回授路徑，用以在該正常模式期間調節該 輸出電壓；以及一第二回授路徑，用以在該待命模式期間調節該初期待命電壓。
  9. 一種電子裝置，其包括：主要裝置系統，用以在正常模式期間接收一來源電壓與一經調節的待命電壓，其中，該主要裝置系統包含一模式控制模組，其會接收該待命電壓並且具有一用以提供一待命控制訊號的輸出，該待命控制訊號會表示該電子裝置的該正常模式與待命模式中的其中一者；一轉換器，其具有一有作用狀態與一無作用狀態，其中，當處於該有作用狀態中時，該轉換器會將一輸入DC電壓轉換成該來源電壓與一初期待命電壓兩者，其中，該轉換器在該正常模式期間會保持在該有作用狀態中；一電容，其會儲存該初期待命電壓，其中，當該轉換器處於該有作用狀態中時，該電容會被充電至一上電壓位準，並且當在該待命模式期間而該轉換器處於該無作用狀態中時，該電容會被放電下降至一下電壓位準；以及一突衝控制模組，其會接收該待命控制訊號，其中，在該待命模式期間，該突衝控制模組會藉由在該初期待命電壓被充電至該上電壓位準時將該轉換器置於該無作用狀態之中以及在該初期待命電壓被放電至該下電壓位準時將該轉換器置於該有作用狀態之中的兩者之間進行切換，以便在突衝模式中操作該轉換器。
  10. 如申請專利範圍第9項的電子裝置，其中：該轉換器包括一控制器，其具有一模式輸入，用以在 該有作用狀態及該無作用狀態之間切換該控制器；以及其中，該突衝控制模組具有：一第一輸入用以接收該待命控制訊號，一第二輸入用以接收該初期待命電壓，以及一輸出用以提供一模式訊號給該控制器的該模式輸入。
  11. 如申請專利範圍第10項的電子裝置，其中，當該模式輸入處於一第一位準處時該控制器會在該有作用狀態中而當該模式輸入處於一第二位準處時該控制器會在該無作用狀態中，其中，當該待命控制訊號表示正常模式時，該突衝控制模組會將該模式訊號斷定為該第一位準，其中，當該待命控制訊號表示待命模式且該初期待命電壓位於該下電壓位準處時，該突衝控制模組會將該模式訊號斷定為該第一位準，且其中，當該待命控制訊號表示待命模式且該初期待命電壓位於該上電壓位準處時，該突衝控制模組會將該模式訊號斷定為該第二位準。
  12. 一種操作具有突衝待命操作之電源供應器的方法，其包括：在該電源供應器的正常模式中操作一轉換器，用以將一輸入電壓轉換成一輸出電壓與一初期待命電壓，其中，該初期待命電壓會被充電至一上電壓位準；偵測該電源供應器之待命模式的指示符；以及當處於該待命模式中時，在突衝模式中操作該轉換器，其包括：當該初期待命電壓被充電至該上電壓位準時使該轉換器不作用； 當該轉換器不作用時以選定的速率將該初期待命電壓放電至一下電壓位準；以及當該初期待命電壓被放電至該下電壓位準時重新啟動該轉換器，以便將該初期待命電壓重新充電至該上電壓位準。
  13. 如申請專利範圍第12項的方法，其進一步包括：將該初期待命電壓轉換成一經調節的待命電壓；以及提供該經調節的待命電壓給一模式控制模組，該模組會提供一待命控制訊號用以表示該正常模式與該待命模式中的其中一者。
  14. 如申請專利範圍第12項的方法，其進一步包括：當在該待命模式中時，於該初期待命電壓被充電至該上電壓位準時開啟一電晶體並且於該初期待命電壓被放電至該下電壓位準時關閉該電晶體；當該電晶體被開啟時，將一模式訊號斷定為一第一位準，用以使該轉換器不作用；以及當該電晶體被關閉時，將該模式訊號斷定為一第二位準，用以重新啟動該轉換器。
  15. 如申請專利範圍第12項的方法，其進一步包括，在該正常模式期間開啟一N通道裝置用以致能該輸出電壓，以及在該待命模式期間關閉該N通道裝置用以禁能該輸出電壓。
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