TWI589106B - 開關電源及其開關控制器 - Google Patents

Description

開關電源及其開關控制器

本發明係有關開關電源領域，特別係有關一種能夠保持輸出功率實質恒定並且具有安全放電功能的開關電源及其開關控制器。

開關電源是一種常見的電源轉換電路，廣泛應用於電視、電腦等領域。開關電源將交流(AC)輸入功率轉換成直流(DC)輸出功率，並且採用脈波寬度調製(PWM)技術來控制輸出功率。在開關電源內部有多個保護功能來避免系統遭受損壞，例如過流保護(OCP)、過壓保護(OVP)、過溫保護(OTP)等。其中，過流保護採用逐週限流的方式來限制開關元件的最大電流。

圖1所示為一種傳統的開關電源100，其為返馳式(Flyback)電路，包括橋式整流器和隔離型直流/直流轉換器。隔離型直流/直流轉換器包括變壓器、光耦合器、開關控制器和控制開關(例如，金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET))。

然而，當輸入電壓從85VAC變化到265VAC時，最大輸出功率也會有較大變化，原因在於：(1)當輸入電壓處於高壓範圍時，開關電源100工作在不連續導通模式(DCM)下，開關控制器內部驅動級所引起的“關 斷延遲”會產生電感電流誤差；(2)當輸入電壓處於低壓範圍時，開關電源100工作在連續導通模式(CCM)下，CCM的功率傳輸能力比DCM的功率傳輸能力差。這兩點會導致高壓輸入時的最大輸出功率明顯大於低壓輸入時的最大輸出功率，這是用戶所不期望的。目前，通常採用責任週期(duty cycle)補償方式來使最大輸出功率在輸入電壓的整個範圍內保持不變。這種方式的缺點是：電感量對輸出功率影響較大，但電感量可能存在20%的誤差，使得用戶很難精準地調節電感量。因此，需要一種更簡單、靈活的線電壓補償方式。

此外，在開關電源中，為抑制電磁干擾(EMI)，通常需要在交流輸入的兩端之間設置一個或多個安規電容(也稱為XCap)。根據放電需求，如果拔掉AC電源，則在一秒後安規電容上的電壓必須小於37%的峰值電壓。即，安規電容上的電壓必須迅速降低到安全值，以免殘留電荷給用戶帶來不必要的危害。

圖2所示為一種傳統的電阻性放電電路示意圖200。如圖2所示，在交流輸入的兩端之間還設置一個或多個安規電阻，來實現當AC電源被拔掉時安規電容上的快速放電。然而，這種方式的缺點在於安規電阻將導致較大的額外功率耗散，這不符合綠色環保規定。

本發明要解決的技術問題在於提供一種開關電源及其開關控制器，當輸入電壓在一定範圍內變化時，能夠保持輸出功率實質恒定。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種開關電源，該開關電源包括：電力轉換器，包括由驅動信號控制的開關和變壓器，該變壓 器包括接收來自交流/直流轉換器的輸入電能的原邊繞組和為負載提供輸出電能的副邊繞組；電流監測器，耦接於該開關與地之間，用於產生指示流經該原邊繞組的電流的電流監測信號；耦接於光耦合器和該原邊繞組之間的開關控制器，用於從該光耦合器接收指示流經該負載的電流的回饋信號，並根據該回饋信號產生該驅動信號來控制該輸入電能和該輸出電能，該開關控制器還接收指示輸入電壓的線電壓信號，並產生對應於該線電壓信號的峰值電壓的補償電流，其中，由該交流/直流轉換器將交流電壓轉換為該輸入電壓以提供給該電力轉換器；以及耦接在該電流監測器與該開關控制器之間的補償電阻，該補償電流和該補償電阻使得該電流監測信號的電壓值與該輸入電壓成反比關係，當該輸入電壓增大時，該電流監測信號的電壓值相應地減小，當該輸入電壓減小時，該電流監測信號的電壓值相應地增大。

本發明還提供了一種開關控制器，用於控制電力轉換器，該電力轉換器包括由驅動信號控制的開關和變壓器，該變壓器包括接收來自交流/直流轉換器的輸入電能的原邊繞組和為負載提供輸出電能的副邊繞組。該開關控制器包括：回饋埠，用於從光耦合器接收指示流經該負載的電流的回饋信號；驅動埠，用於根據該回饋信號產生該驅動信號來控制該輸入電能和該輸出電能；線電壓監測埠，用於接收指示輸入電壓的線電壓信號，該輸入電壓由該交流/直流轉換器提供給該電力轉換器；以及電流監測埠，用於接收指示流經該原邊繞組的電流的電流監測信號，對應於該線電壓信號的峰值電壓的補償電流由該電流監測埠流出，該電流監測埠耦接於補償電阻，該補償電流和該補償電阻使得該電流監測信號的電壓值與該 輸入電壓成反比關係，當該輸入電壓增大時，該電流監測信號的電壓值相應地減小，當該輸入電壓減小時，該電流監測信號的電壓值相應地增大。

有利地，本發明的開關電源透過補償電流和補償電阻來減少輸入電壓的變化對電力轉換器的輸入功率和輸出功率的影響，從而滿足用戶的特殊應用要求。

100‧‧‧開關電源

200‧‧‧傳統的電阻性放電電路

300‧‧‧開關電源

302‧‧‧交流電源

304‧‧‧交流/直流轉換器

310‧‧‧開關控制器

320‧‧‧電力轉換器、隔離型直流/直流轉換器

321‧‧‧變壓器

322‧‧‧原邊繞組

324‧‧‧副邊繞組

326‧‧‧輔助繞組

328‧‧‧磁芯

330‧‧‧光耦合器

332‧‧‧光電電晶體

334‧‧‧LED

401‧‧‧啟動及欠壓鎖定(UVLO)電路

403‧‧‧回饋調整單元

405‧‧‧脈波寬度調製信號產生器

407‧‧‧線電壓補償單元

409‧‧‧運算放大器

601‧‧‧比較器

603_A‧‧‧計數器

603_B‧‧‧計數器

605_A‧‧‧數模轉換器

605_B‧‧‧數模轉換器

607_A‧‧‧數據選擇器

607_B‧‧‧數據選擇器

609‧‧‧抬壓單元

611‧‧‧峰值電壓檢測器

613‧‧‧電壓電流轉換器

700‧‧‧放電電路

801‧‧‧比較器

803‧‧‧濾波器

805‧‧‧計數器

807‧‧‧鎖存器

第1圖係一種傳統的開關電源。

第2圖係一種傳統的電阻性放電電路示意圖。

第3圖係根據本發明一實施例的開關電源的示意圖。

第4圖係第3圖中的開關控制器的結構示意圖。

第5圖係第3圖中的輸出功率隨輸入電壓變化的實際波形示意圖。

第6圖係第4圖中線電壓補償單元的結構示意圖。

第7圖係根據本發明一實施例的放電電路示意圖。

第8圖係產生第7圖中的放電信號的電路方塊圖。

以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。儘管本發明透過這些實施方式進行闡述和說明，但需要注意的是本發明並不僅僅只局限於這些實施方式。相反地，本發明涵蓋後附申請專利範圍所定義的發明精神和發明範圍內的所有替代物、變體和等同物。在以下對本發明的詳細描述中，為了提供一個針對本發明的完全的理解，闡明瞭大量的具體細節。 然而，本領域技術人員將理解，沒有這些具體細節，本發明同樣可以實施。 在另外的一些實例中，對於大家熟知的方案、流程、元件和電路未作詳細描述，以便於凸顯本發明的主旨。

圖3所示為根據本發明實施例的開關電源300的示意圖。開關電源300包含交流/直流轉換器304、開關控制器310、電力轉換器320和光耦合器330。交流/直流轉換器304用於將來自交流電源302的交流電壓V_AC轉換成直流輸入電壓V_IN。在圖3所示的實施例中，交流/直流轉換器304是包括二極體D1-D4和電容C1的橋式整流器。

電力轉換器320接收來自交流/直流轉換器304的直流輸入電壓V_IN，並為負載提供調節後的輸出電壓V_OUT。在圖3所示的實施例中，電力轉換器320是隔離型直流/直流轉換器，隔離型直流/直流轉換器320包括變壓器321、控制開關Q1、二極體D5和電容C2。變壓器321包括用於接收來自交流/直流轉換器304的輸入電能的原邊繞組322、用於為負載提供輸出電能的副邊繞組324和磁芯328。變壓器321還包括用於為開關控制器310提供電能的輔助繞組326。為明確說明起見，在圖3所示的實施例中示意了三個繞組。然而，變壓器321可包括不同數量的繞組。在圖3所示的實施例中，耦接於原邊繞組322的控制開關Q1位於開關控制器310的外部。在其它的實施例中，控制開關Q1也可以集成於開關控制器310的內部。

開關控制器310耦接於變壓器321的原邊繞組322和輔助繞組326。開關控制器310可為返馳PWM控制器，用於產生PWM信號來選擇性地接通與原邊繞組322串聯的控制開關Q1，並用於透過調整PWM信號的責任週期來調整變壓器321的輸出電能。舉例且並非限制，開關控制器310的 埠包括：FB埠、GATE埠、HV埠、CS埠、VSET埠、VDD埠和GND埠。

埠FB(回饋埠)用於從光耦合器330接收指示流經負載(未示出)的輸出電流I_OUT的回饋信號SEN。舉例來說，光耦合器330包括光電電晶體332和LED 334。埠FB從光電電晶體332接收回饋信號SEN。開關控制器310根據回饋信號SEN和指示輸出電流I_OUT的目標值的參考信號在埠GATE(驅動埠)處產生驅動信號DRV(例如，PWM信號)來控制控制開關Q1的導通狀態，例如接通/斷開狀態，以控制原邊繞組322的輸入電能和流經負載的輸出電能。具體來講，在一個實施例中，當回饋信號SEN的電壓大於參考信號的電壓時，表示流經負載的輸出電流I_OUT大於其目標值，開關控制器310降低驅動信號DRV的責任週期，反之亦然。在一個實施例中，如果驅動信號DRV為第一狀態，例如邏輯高電位，則控制開關Q1接通，電流流經原邊繞組322，並且磁芯328開始儲能。如果驅動信號DRV為第二狀態，例如邏輯低電位，則控制開關Q1斷開，並且耦接於副邊繞組324的二極體D5正向偏壓以使儲存在磁芯328中的能量透過副邊繞組324釋放至電容C2和負載，從而調整流經負載的輸出電流I_OUT。

埠HV(線電壓監測埠)用於透過由電阻R1和R2組成的分壓器來接收指示直流輸入電壓V_IN的線電壓信號V_A。節點A為電阻R1和R2的耦接點。請注意，雖然在圖3中示出電阻R1和R2位於開關控制器310的外部。 在其它的實施例中，電阻R1和R2也可以集成於開關控制器310的內部，其並非本發明的限制。如下文將詳細描述的，開關控制器310將檢測該線電壓信號V_A的峰值電壓，並將對應於該峰值電壓的補償電流I_CS提供給埠CS。埠CS(電流監測埠)用於透過耦接於控制開關Q1與地之間的電流監測器R4來檢 測流經原邊繞組322的電流並且產生流經原邊繞組322的電流的電流監測信號。如圖3所示，在開關控制器310的埠CS和電流監測器R4之間還設有補償電阻R3。節點B為補償電阻R3與電流監測器R4的耦接點，節點B的電壓值為V_B。如以下描述的，結合圖4來理解，在補償電流I_CS和補償電阻R3的共同作用下，開關電源300可實現恒定不變的最大輸出功率。

埠VSET透過電阻與地相連，用於確定開關控制器310的輸入欠壓保護閾值。埠VDD耦接至交流/直流轉換器304和輔助繞組326。在一個實施例中，儲能單元(例如，電容)耦接於埠VDD和地之間。儲能單元在控制開關Q1斷開時為開關控制器310供電。埠GND與地相連。

圖4所示為圖3中的開關控制器310的結構示意圖。如圖4所示，開關控制器310包括啟動及欠壓鎖定(UVLO)電路401、回饋調整單元403、脈波寬度調製信號產生器405、線電壓補償單元407和運算放大器409。

啟動及欠壓鎖定(UVLO)電路401與埠VDD和埠VSET相連，用於根據不同的電能情況選擇性地啟動開關控制器310內部的一個或多個元件。

在一個實施例中，如果埠VDD上的電壓高於第一預設電壓，則啟動及欠壓鎖定電路401將啟動開關控制器310中所有的元件。如果埠VDD上的電壓低於第一預設電壓且高於第二預設電壓，啟動及欠壓鎖定電路401將關閉開關控制器310中部分元件以節省電能。如果埠VDD上的電壓低於第二預設電壓，啟動及欠壓鎖定電路401將關閉所有元件。在一個實施例中，第一預設電壓高於第二預設電壓。

回饋調整單元403與埠FB相連，用於根據指示流經負載的輸 出電流I_OUT的回饋信號SEN和指示輸出電流I_OUT的目標值的參考信號來控制脈波寬度調製信號產生器405的輸出(即，驅動信號DRV)，從而控制開關Q1的導通狀態，例如接通/斷開狀態。具體來講，在一個實施例中，當回饋信號SEN的電壓大於參考信號的電壓時，表示流經負載的輸出電流I_OUT大於其目標值，開關控制器310降低驅動信號DRV的責任週期，反之亦然。為不模糊本發明的重點，此處不另贅述回饋調整單元403的具體結構，它可以採用本領域技術人員所熟知的任何適當方式和結構。

線電壓補償單元407與埠HV相連，用於接收指示直流輸入電壓V_IN的線電壓信號V_A，檢測該線電壓信號V_A的峰值電壓，並將對應於該峰值電壓的補償電流I_CS提供給埠CS。補償電流I_CS可與交流電壓V_AC、直流輸入電壓V_IN和線電壓信號V_A成正比例，即隨著交流電壓V_AC從85VAC增大到265VAC，補償電流I_CS也會相應增大。

運算放大器409比較線電壓補償單元407輸出的電壓(即，節點C上的電壓V_C)與指示流經原邊繞組322的電流的目標值的參考信號SET。在穩定工作狀態下，運算放大器409的非反相輸入端與反相輸入端的信號相等，即電壓V_C與參考信號SET的電壓值相等，例如參考信號SET的電壓值為0.6V。

為便於對本發明的理解，將作出以下理想化假設：假定本發明的開關電源300的功率傳輸效率恒定不變且近似於100%，即開關電源300的輸入功率P_IN實質等於開關電源300的輸出功率P_OUT。在本發明中，“實質等於”是指輸出功率P_OUT理論上等於輸入功率P_IN，然而在實際應用中，由於電路中的功率損耗，可造成輸出功率P_OUT與輸入功率P_IN存在細微的差值。

下文將用公式推算的形式來作進一步說明。根據隔離型直流/直流轉換器320的電路特性，若輸入功率P_IN恒定不變，則要求節點B處的電壓V_B與直流輸入電壓V_IN呈反比關係。結合圖3和圖4可以推算出，節點B處的電壓值V_B為：V_B=V_SET-I_CS×r3 (1)

其中，V_SET為參考信號SET的電壓值(例如，0.6V)，r3為補償電阻R3的電阻值。由公式(1)可以看出，當交流電壓V_AC增大時(例如，從85VAC增大到265VAC)，直流輸入電壓V_IN、線電壓信號V_A和補償電流I_CS相應增大，而電壓V_B會相應地減小；當交流電壓V_AC減小時(例如，從265VAC減小到85VAC)，直流輸入電壓V_IN、線電壓信號V_A和補償電流I_CS相應減小，而電壓V_B會相應地增大。在補償電阻R3的電阻值具有適當取值情況下，可將電壓V_B與直流輸入電壓V_IN的乘積保持實質恒定不變，即輸入功率P_IN恒定不變。本領域技術人員應可理解，補償電阻R3的電阻值具有適當取值並非本發明的限制，它可根據不同變化範圍的輸入電壓而變化。本領域技術人員可透過經驗試湊法來找到不同的合適的補償電阻的電阻取值。如以上描述的，開關電源300的功率傳輸效率恒定不變並且近似於100%，即隔離型直流/直流轉換器320的輸出功率P_OUT也恒定不變。

以輸入功率P_IN的角度來看，隔離型直流/直流轉換器320的輸入功率P_IN等於輸入電壓V_IN(增大或減小)乘以流經原邊繞組322的平均輸入電流值(減小或增大)，而隔離型直流/直流轉換器320的輸出功率P_OUT等於輸入功率P_IN。因此，透過利用線電壓補償單元407和補償電阻R3可以 減少輸入電壓V_IN的變化對隔離型直流/直流轉換器320的輸入功率P_IN和輸出功率P_OUT的影響，從而滿足用戶的特殊應用要求。優選地，在補償電阻R3的電阻值具有適當取值情況下，本發明包括線電壓補償單元407和補償電阻R3的開關電源300可消除輸入電壓V_IN的變化對隔離型直流/直流轉換器320的輸入功率P_IN和輸出功率P_OUT的影響，即輸入功率P_IN和輸出功率P_OUT保持恒定不變。

圖5所示為圖3中的輸出功率P_OUT隨輸入電壓V_IN變化的實際波形示意圖。由圖5的波形可以看出，雖然直流輸入電壓V_IN從85V增大到265V，但是最大輸出功率持續穩定在135W左右。這意味著本發明的開關電源300在補償電流I_CS和補償電阻R3的共同作用下，開關電源300的輸入功率和輸出功率能夠基本不受交流電壓V_AC和直流輸入電壓V_IN的影響。

圖6所示為圖4中的線電壓補償單元407的結構示意圖。如圖6所示，線電壓補償單元407包括比較器601、計數器603_A和603_B、數模轉換器605_A和605_B、數據選擇器607_A和607_B、抬壓單元609、峰值電壓檢測器611以及電壓電流轉換器613。

比較器601的正輸入端與埠HV相連，用於接收指示直流輸入電壓V_IN的線電壓信號V_A。結合圖3來看，透過由電阻R1和R2組成的分壓器，線電壓信號V_A與直流輸入電壓V_IN成線性比例關係。比較器601的負輸入端與抬壓單元609相連。在圖6的示例中，抬壓單元609設置為將數據選擇器607_B的輸出電壓的數值抬高1V，然而這並非本發明的限制。相反地，本領域技術人員在閱讀本發明之後可容易地將輸出電壓的數值抬高適當的數值。此處，比較器601和抬壓單元609的作用在於確保當交流電壓小於預定 閾值(例如，85VAC)時(即，線電壓信號V_A小於1V)，線電壓補償單元407不對線電壓作出補償操作(即，不產生對應的補償電流)。

計數器603_A和603_B與比較器601的輸出和時鐘信號CLK相連，並且根據這兩者來選擇性地啟動。當交流電壓大於85VAC並且電壓波形處於上升階段時(即，線電壓信號V_A大於1V，也就是比較器601的正輸入端的電壓大於負輸入端的電壓)，比較器601的輸出為邏輯高電位。在時鐘信號CLK的控制下，在第一次預定時間週期(例如，0-30ms)內，計數器603_A開始計數而計數器603_B不計數。在下一次預定時間週期(例如，31-60ms)內，計數器603_B開始計數而計數器603_A不計數(計數器603_A處於保持狀態)。以此類推，計數器603_A和603_B交替計數，用於獲取對應於每個預定時間週期內的線電壓信號V_A的峰值電壓的數值。

數模轉換器605_A和605_B分別與計數器603_A和603_B相連，用於將計數器603_A和603_B的計數結果轉換成對應於每個預定時間週期內的線電壓信號V_A的峰值電壓的類比信號。數據選擇器607_A和607_B與數模轉換器605_A和605_B相連，用於從數模轉換器605_A和605_B中選擇預定時間週期(例如，0-60ms)內的峰值電壓，並將其選擇結果提供給峰值電壓檢測器611。例如，在0-30ms內，數據選擇器607_A從計數器603_A和數模轉換器605_A選擇埠HV上的線電壓信號V_A的峰值電壓；在31-60ms內，數據選擇器607_B從計數器603_B和數模轉換器605_B選擇埠HV上的線電壓信號V_A的峰值電壓。峰值電壓檢測器611與數據選擇器607_A和607_B相連，用於獲取每個預定時間週期內的線電壓信號V_A的峰值電壓。電壓電流轉換器613與峰值電壓檢測器611相連，用於將該線電壓信號V_A的峰值電壓 轉換成對應的補償電流I_CS並透過埠CS流出。補償電流I_CS的操作和功能如上該，此處不另贅述。

請注意，雖然本文中是以30ms作為預定時間週期的示例來闡述，但是本領域技術人員應理解還可根據不同的輸入電壓範圍而選擇其它預定時間週期的值，以確保能夠在預定時間週期內檢測到線電壓信號V_A的峰值電壓。此外，請注意，雖然本文中是以圖6的結構來說明線電壓補償單元407，但是本領域技術人員應理解可用不同於圖6的其它結構，例如圖6的適當變形，來實現線電壓信號V_A的峰值電壓的採樣和檢測。

圖7所示為根據本發明實施例的放電電路示意圖700。不同於圖2中傳統的電阻性放電電路200，放電電路700利用兩個二極體D6和D7和放電開關S2來代替安規電阻。放電開關S2位於開關控制器310的外部。在其它的實施例中，放電開關S2也可以集成於開關控制器310的內部。當檢測到交流電源被拔掉時，透過放電信號AC_OFF(其產生原理將在圖8中進一步詳細描述)使得放電開關S2從斷開狀態轉換成閉合狀態。此時，安規電容C_X上的殘留電荷經由二極體D6或D7而快速放電。有利地，圖7所示的放電電路以簡單、靈活的方式來滿足安全規定，使得在一秒後安規電容C_X上的電壓小於37%的峰值電壓。同時，由於省去了安規電阻，降低了額外功率耗散，從而符合綠色環保規定。

圖8所示為產生圖7中的放電信號AC_OFF的電路圖。請注意，為不模糊本發明的重點，圖8並未示出開關控制器310的每個元件，而只示出與產生放電信號AC_OFF有關的元件。實際上，圖8的結構可與圖4、圖6、和圖7的結構來適當結合。比較器801的正輸入端與埠HV相連，用於 接收指示直流輸入電壓V_IN的線電壓信號V_A。比較器801的負輸入端經由分壓器(由電阻R5和R6組成)與峰值電壓檢測器611相連。請注意，在圖8的示例中，電阻R5與R6的阻值相等，因此比較器801的負輸入端接收的是由峰值電壓檢測器611在上一個預定時間週期(例如，30ms)中檢測到的線電壓信號V_A的峰值電壓的一半(即，0.5×峰值電壓)。但是，在其它實施例中，電阻R5與R6的阻值可不同，使得比較器801的負輸入端接收的是線電壓信號V_A的峰值電壓的其它比例值，其並非本發明的限制。此外，請注意，雖然本文中是以圖8的結構來說明放電信號AC_OFF的產生原理，但是本領域技術人員應理解可用不同於圖8的其它方式，例如圖8的適當變形，來產生放電信號AC_OFF。

比較器801比較預定時間週期(例如，31-60ms)內的線電壓信號V_A的即時值與上一個預定時間週期(例如，0-30ms)內的線電壓信號V_A的峰值電壓的固定比例值(例如，0.5×峰值電壓)。當線電壓信號V_A的即時值大於該峰值電壓的固定比例值(例如，0.5×峰值電壓)時，比較器801輸出為邏輯高電位，它經由濾波器803的高頻濾波後傳輸至計數器805。 此時，計數器805被啟動，並且結合鎖存器807一起工作來判斷此時存在交流信號。因為交流電源沒有被拔掉的情況下，在預定時間週期內，線電壓信號V_A的即時值一定會大於峰值電壓的固定比例值(例如，0.5×峰值電壓)。此時，鎖存器807產生邏輯低電位的放電信號AC_OFF以保持放電開關S2斷開並且安規電容C_X不放電。

當線電壓信號V_A的即時值持續小於該峰值電壓的固定比例值(例如，0.5×峰值電壓)時，比較器801輸出也持續為邏輯低電位，計數 器805不計數。當計數器805和鎖存器807超過一段時間(例如，30ms)未檢測到轉變，可判斷不存在交流信號(即，交流電源被拔掉)。此時，鎖存器807產生邏輯高電位的放電信號AC_OFF以導通放電開關S2並且安規電容C_X上的殘留電荷經由二極體D6或D7而快速放電。

綜上所述，本發明的放電電路以簡單、靈活的方式來滿足安全規定，使得在一秒後安規電容C_X上的電壓小於37%的峰值電壓。同時，由於省去了安規電阻，降低了額外功率耗散，從而符合綠色環保規定。

此外，本發明的開關電源透過利用線電壓補償單元407和補償電阻R3來減少輸入電壓V_IN的變化對隔離型直流/直流轉換器320的輸入功率P_IN和輸出功率P_OUT的影響，從而滿足用戶的特殊應用要求。

在此使用之措辭和表達都是用於說明而非限制，使用這些措辭和表達並不將在此圖示和描述的特性之任何等同物(或部分等同物)排除在發明範圍之外，在權利要求的範圍內可能存在各種修改。其它的修改、變體和替換物也可能存在。因此，權利要求旨在涵蓋所有此類等同物。

300‧‧‧開關電源

302‧‧‧交流電源

304‧‧‧交流/直流轉換器

310‧‧‧開關控制器

320‧‧‧電力轉換器、隔離型直流/直流轉換器

321‧‧‧變壓器

322‧‧‧原邊繞組

324‧‧‧副邊繞組

326‧‧‧輔助繞組

328‧‧‧磁芯

330‧‧‧光耦合器

332‧‧‧光電電晶體

334‧‧‧LED

Claims (19)

1. 一種開關電源，包括：一電力轉換器，包括由一驅動信號控制的一開關和一變壓器，該變壓器包括接收來自一交流/直流轉換器的一輸入電能的一原邊繞組和為一負載提供一輸出電能的一副邊繞組；一電流監測器，耦接於該開關與地之間，產生指示流經該原邊繞組的一電流的一電流監測信號；一開關控制器，耦接於一光耦合器和該原邊繞組之間，從該光耦合器接收指示流經該負載的一電流的一回饋信號，並根據該回饋信號產生該驅動信號來控制該輸入電能和該輸出電能，該開關控制器還接收指示一輸入電壓的一線電壓信號，並產生對應於該線電壓信號的一峰值電壓的一補償電流，其中，由該交流/直流轉換器將一交流電壓轉換為該輸入電壓以提供給該電力轉換器；以及一補償電阻，耦接在該電流監測器與該開關控制器之間，該補償電流和該補償電阻使得該電流監測信號的一電壓值與該輸入電壓成反比關係，當該輸入電壓增大時，該電流監測信號的該電壓值相應地減小；當該輸入電壓減小時，該電流監測信號的該電壓值相應地增大。
2. 根據申請專利範圍第1項之開關電源，其中，該變壓器還包括：一輔助繞組，為該開關控制器提供一電能。
3. 根據申請專利範圍第1項之開關電源，其中，該開關控制器包括：一線電壓補償單元，根據該線電壓信號產生該補償電流，包括： 至少一個計數器，針對每個預定時間週期內的該線電壓信號的一峰值電壓的一數值進行計數；至少一個數模轉換器，分別與該至少一個計數器中對應的計數器耦接，將該至少一個計數器中的每個計數器的一計數結果轉換成對應於該每個預定時間週期內的該線電壓信號的該峰值電壓的一類比信號；至少一個數據選擇器，分別與該至少一個數模轉換器中對應的數模轉換器耦接，從該至少一個數模轉換器中選擇一預定時間週期內的一峰值電壓；一峰值電壓檢測器，耦接該至少一個數據選擇器，獲取該每個預定時間週期內的該線電壓信號的該峰值電壓；以及一電壓電流轉換器，耦接該峰值電壓檢測器，將該線電壓信號的該峰值電壓轉換成該補償電流。
4. 根據申請專利範圍第3項之開關電源，其中，該預定時間週期為30ms。
5. 根據申請專利範圍第3項之開關電源，其中，該線電壓補償單元還包括：一比較器和一抬壓單元，該比較器的一正輸入端接收該線電壓信號，該比較器的一負輸入端與該抬壓單元耦接，從該抬壓單元接收一預定閾值，當該線電壓信號小於該預定閾值時，該線電壓補償單元不產生該補償電流。
6. 根據申請專利範圍第5項之開關電源，其中，該至少一個計數器基於該比較器的一輸出以及一時鐘信號選擇性地啟動，當該線電壓信號大於該預定閾值時，該至少一個計數器交替計數。
7. 根據申請專利範圍第1項之開關電源，其中，該開關電源還包括：一安規電容、一二極體和與該安規電容相連的一放電開關，當該開關控制器檢測到為該交流/直流轉換器提供該交流電壓的一交流電源被拔掉時，該 放電開關從一斷開狀態轉換成一閉合狀態以使該安規電容上的殘留電荷經由該二極體放電。
8. 根據申請專利範圍第7項之開關電源，其中，該開關控制器還包括：一比較器，將一預定時間週期內的該線電壓信號的一即時值與一在上一個預定時間週期中檢測到的該線電壓信號的一峰值電壓的一固定比例值進行比較；一濾波器，耦接該比較器，對該比較器的一輸出進行高頻濾波；以及一計數器和一鎖存器，耦接該濾波器，判斷該交流電源是否被拔掉，其中當檢測到該交流電源被拔掉時，該鎖存器產生一放電信號來導通該放電開關。
9. 根據申請專利範圍第8項之開關電源，其中，該固定比例值為該上一個預定時間週期中檢測到的該線電壓信號的該峰值電壓的一半值。
10. 根據申請專利範圍第8項之開關電源，其中，當該線電壓信號的該即時值小於在該上一個預定時間週期中檢測到的該線電壓信號的該峰值電壓的該固定比例值時，該計數器不計數，當該計數器超過該預定時間週期未檢測到轉變時，該鎖存器產生該放電信號來導通該放電開關。
11. 一種開關控制器，用於控制一電力轉換器，該電力轉換器包括由一驅動信號控制的一開關和一變壓器，該變壓器包括接收來自一交流/直流轉換器的一輸入電能的一原邊繞組和為一負載提供一輸出電能的一副邊繞組，其中，該開關控制器包括：一回體埠，從光耦合器接收指示流經該負載的一電流的一回饋信號； 一驅動埠，根據該回饋信號產生該驅動信號來控制該輸入電能和該輸出電能；一線電壓監測埠，接收指示一輸入電壓的一線電壓信號，該輸入電壓由該交流/直流轉換器提供給該電力轉換器；以及一電流監測埠，接收指示流經該原邊繞組的一電流的一電流監測信號，對應於該線電壓信號的一峰值電壓的一補償電流由該電流監測埠流出，一補償電阻，耦接該電流監測埠，該補償電流和該補償電阻使得該電流監測信號的一電壓值與該輸入電壓成反比關係，當該輸入電壓增大時，該電流監測信號的該電壓值相應地減小；當該輸入電壓減小時，該電流監測信號的該電壓值相應地增大。
12. 根據申請專利範圍第11之開關控制器，其中，該開關控制器包括：一線電壓補償單元，根據該線電壓信號產生該補償電流，該線電壓補償單元包括：至少一個計數器，針對每個預定時間週期內的該線電壓信號的一峰值電壓的一數值進行計數；至少一個數模轉換器，分別與該至少一個計數器中對應的計數器耦接，將該至少一個計數器中的每個計數器的一計數結果轉換成對應於該每個預定時間週期內的該線電壓信號的該峰值電壓的一類比信號；至少一個數據選擇器，分別與該至少一個數模轉換器中對應的數模轉換器耦接，從該至少一個數模轉換器中選擇一預定時間週期內的一峰值電壓；一峰值電壓檢測器，耦接該至少一個數據選擇器，獲取該每個預定時間週期內的該線電壓信號的該峰值電壓；以及 一電壓電流轉換器，耦接該峰值電壓檢測器，將該線電壓信號的該峰值電壓轉換成該補償電流。
13. 根據申請專利範圍第12之開關控制器，其中，該預定時間週期為30ms。
14. 根據申請專利範圍第12之開關控制器，其中，該線電壓補償單元還包括：一比較器和一抬壓單元，該比較器的一正輸入端接收該線電壓信號，該比較器的一負輸入端與該抬壓單元耦接，從該抬壓單元接收一預定閾值，當該線電壓信號小於該預定閾值時，該線電壓補償單元不產生該補償電流。
15. 根據申請專利範圍第14之開關控制器，其中，該至少一個計數器基於該比較器的一輸出以及一時鐘信號選擇性地啟動，當該線電壓信號大於該預定閾值時，該至少一個計數器交替計數。
16. 根據申請專利範圍第11項之開關控制器，其中，當該開關控制器透過該線電壓監測埠檢測到為該交流/直流轉換器提供一交流電力的一交流電源被拔掉時，控制一放電開關從一斷開狀態轉換成一閉合狀態，以使與該放電開關耦接的一安規電容上的殘留電荷經由耦接於該安規電容的一二極體放電。
17. 根據申請專利範圍第16項之開關控制器，其中，該開關控制器還包括：一比較器，將一預定時間週期內的該線電壓信號的一即時值與一在上一個預定時間週期中檢測到的該線電壓信號的一峰值電壓的一固定比例值進行比較；一濾波器，耦接該比較器，對該比較器的一輸出進行高頻濾波；以及一計數器和一鎖存器，耦接該濾波器，判斷該交流電源是否被拔掉， 其中，當檢測到該交流電源被拔掉時，該鎖存器產生一放電信號來導通該放電開關。
18. 根據申請專利範圍第17項之開關控制器，其中，該固定比例值為該上一個預定時間週期中檢測到的該線電壓信號的該峰值電壓的一半值。
19. 根據申請專利範圍第17項之開關控制器，其中，當該線電壓信號的該即時值小於在該上一個預定時間週期中檢測到的該線電壓信號的該峰值電壓的該固定比例值時，該計數器不計數；當該計數器超過該預定時間週期未檢測到轉變時，該鎖存器產生該放電信號來導通該放電開關。