CN103036454A - 电源供应器、电源管理装置及低电压和过温度保护的方法 - Google Patents

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吴金和
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Abstract

本发明公开了一种电源供应器、用于电源供应器的电源管理装置及用于电源管理装置的低电压保护以及过温度保护的方法。该电源供应器包含整流器、变压器及电源管理装置。该整流器是用以接收交流电压，其中该交流电压具有电压周期；该变压器是耦接至该整流器，具有电感组件耦接至开关，用以提供输出电压；及该电源管理装置是用以控制该开关使该电感组件进行储能或释能，其中该电源管理装置具有多功能端，耦接至该整流器用以侦测对应于该交流电压的正半波周期的侦测电压，该多功能端还耦接至热敏电阻，用以侦测过温度保护的信号。因此，本发明可在现有六接脚或是高压八接脚系列的集成电路上执行低电压保护与过温度保护。

Description

电源供应器、电源管理装置及低电压和过温度保护的方法
技术领域
本发明是有关于一种电源供应器、用于电源供应器的电源管理装置及用于电源管理装置的方法，尤指一种具有低电压保护以及过温度保护的电源供应器、用于电源供应器的电源管理装置及用于电源管理装置的方法。
背景技术
目前许多的电源产品应用上，需同时有低电压保护(brown-out protection)和过温度保护(over-temperature protection)的要求。但一般电源管理集成电路受限于接脚数目不足(六接脚系列或高压八接脚系列)，因此在电路规划上尚无法将低电压保护(brown-out protection)的功能和过温度保护的闩锁/自动恢复功能(latch/auto-recovery function)设计在同一个电源管理集成电路上。因此目前市场上最常看到的六接脚脉冲宽度调变集成电路不外乎只有提供闩锁/自动恢复功能(latch/auto-recovery function)的接脚而已，或另外有少数电源管理集成电路只提供低电压保护(brown-out protection)这样的单一功能。
而在现有技术中，是将低电压保护和过温度保护分开执行，但同时做低电压保护和过温度保护的侦测。当各自接脚的电压准位低于某比较准位时，会让电源管理集成电路的输出接脚不再送出脉冲信号给外部开关，此时，电源管理集成电路会关闭进入睡眠(sleep)或闩锁(latch off)模式。但缺点是电源管理集成电路必须多出一个接脚数目(相较于六接脚或高压八接脚系列的电源管理集成电路)，因此现有技术无法在六接脚或高压八接脚系列的电源管理集成电路上同时实现低电压保护和过温度保护。
发明内容
本发明的一实施例提供一种电源供应器。该电源供应器包含整流器、变压器及电源管理装置。该整流器是用以接收交流电压具有电压周期；该变压器是耦接至该整流器并具有电感组件耦接至开关，用以提供输出电压；及该电源管理装置是用以控制该开关使该电感组件进行储能或释能，其具有多功能端(multi-function pin)耦接至该整流器用以侦测对应于该交流电压的正半波周期的侦测电压，该多功能端还耦接至热敏电阻，用以侦测过温度保护信号。
本发明的还一实施例提供一种用于电源供应器的电源管理装置。该电源管理装置包含低电压侦测电路及过温度侦测电路。该低电压侦测电路是耦接于该电源供应器的多功能端，用以于电压周期为正半波周期时，比较对应于该正半波周期的电压峰值的侦测电压与第一参考电压后输出第一比较信号，该电源管理装置依据该第一比较信号执行低电压保护功能；及该过温度侦测电路是耦接于该多功能端，用以于该电压周期为负半波周期时，比较过温度保护信号与第二参考电压后输出第二比较信号，该电源管理装置依据该第二比较信号执行过温度保护功能；其中该电源供应器所接收的交流电压具有该电压周期。
本发明的还一实施例提供一种用于电源管理装置的低电压保护以及过温度保护的方法，该电源管理装置包括有多功能端同时耦接至交流电压与热敏电阻，低电压侦测电路耦接至该多功能端，以及过温度侦测电路耦接至该多功能端。该方法包含侦测该交流电压的电压周期；若该交流电压的该电压周期为正半波周期，使该低电压侦测电路侦测并比较对应于该交流电压的正半波周期的侦测电压，而使该电源管理装置执行低电压保护功能；以及若该交流电压的该电压周期为负半波周期，使该过温度侦测电路侦测并比较对应于该热敏电阻的跨压的过温度保护信号，而使该电源管理装置执行过温度保护功能。
本发明所提供的一种电源供应器、用于电源供应器的电源管理装置及用于电源管理装置的低电压保护以及过温度保护的方法，是利用该电源管理装置所包含切换电路，侦测流入该电源管理装置的多功能端的电流或流出该多功能端的参考电流，以侦测交流电压的电压周期。当该电压周期为正半波周期时，由该电源管理装置所包含的低电压侦测电路执行低电压保护；当该电压周期为负半波周期时，由该电源管理装置所包含的过温度侦测电路执行过温度保护。因此，可在现有六接脚或是高压八接脚系列的集成电路上执行该低电压保护与该过温度保护。
附图说明
图1是为本发明的一实施例说明电源供应器的示意图。
图2是为本发明的还一实施例说明用于一电源供应器的电源管理装置的示意图。
图3是为本发明的还一实施例说明用于一电源管理装置的低电压保护以及过温度保护的方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
100        电源供应器
102        整流器
104        变压器
106、206   电源管理装置
108、110   二极管
112        热敏电阻
1042       电感组件
1044       开关
1062、2062 多功能端
1064、2064 低电压侦测电路
1066、2066 过温度侦测电路
1068、2068 切换电路
C1         第一比较信号
C2         第二比较信号
Ip          电流
IREF        参考电流
VT          侦测电压
To          过温度保护信号
VREF1       第一参考电压
VREF2       第二参考电压
300-314     步骤
具体实施方式
请参照图1，图1是为本发明的一实施例说明电源供应器100的示意图。电源供应器100包含整流器102、变压器104及电源管理装置106。整流器102是用以接收交流电压AC，其中交流电压AC具有电压周期；变压器104是耦接至整流器102并具有电感组件1042耦接至开关1044，用以提供输出电压Vo；电源管理装置106是用以控制开关1044，使电感组件1042进行储能或释能，电源管理装置106具有多功能端(multi-function pin)1062，其是通过二极管108耦接至整流器102，用以接收对应于交流电压AC的电压峰值Vp，亦即交流电压AC的正半波周期的电压峰值。多功能端还通过二极管110耦接至热敏电阻112，用以接收过温度保护信号To，其中当电源管理装置106在侦测电压峰值Vp时，对应于电压峰值Vp的电流Ip是流入电源管理装置106；当交流电压AC处于负半波周期时，电源管理装置106是用以侦测过温度保护信号To，此时参考电流IREF由电源管理装置106流过热敏电阻112到地。因此，热敏电阻112根据流过的参考电流IREF，产生过温度保护信号To，其中热敏电阻112的电阻值可随着温度的变化而改变，与一般的固定电阻不同。另外，电源管理装置106包含低电压侦测电路1064、过温度侦测电路1066及切换电路1068。切换电路1068是耦接至多功能端1062，用以侦测流入多功能端1062的电流Ip或流出多功能端1062的参考电流IREF，以侦测交流电压AC的电压周期，其中低电压侦测电路1064或过温度侦测电路1066是通过切换电路1068耦接于多功能端1062。
当电压周期为正半波周期时，流入多功能端1062的电流Ip大于0A，此时切换电路1068接收电流Ip并使低电压侦测电路1064耦接至多功能端1062，且开始对电流Ip做取样的动作，取样时间约整个正半波周期的二分之一。因为在电压周期为正半波周期时，电流Ip是流入多功能端1062，所以二极管108并非必要。亦即多功能端1062亦可不需通过二极管108耦接至整流器102。而电流Ip会被限制在很小范围(例如8～40uA，但本发明并不受限于8～40uA)，以降低正半波周期时的功率损耗。另外，电流Ip的大小对应到的就是电压峰值Vp的高低，因此可以判断正半波周期时的交流电压AC的电压高低。电流Ip通过切换电路1068转换成侦测电压VT，低电压侦测电路1064比较侦测电压VT与第一参考电压VREF1，当侦测电压VT低于第一参考电压VREF1时，低电压侦测电路1064会输出第一比较信号C1，电源管理装置106依据第一比较信号C1执行低电压保护的功能，其中第一参考电压VREF1约为0.2V～0.3V。
当电压周期为负半波周期时，流入多功能端1062的电流Ip约略等于或小于零，此时切换电路1068使过温度侦测电路1066耦接至多功能端1062，而电源管理装置106内部的参考电流IREF会通过多功能端1062流经过热敏电阻112，形成过温度保护信号To，并由过温度侦测电路1066接收。过温度侦测电路1066比较过温度保护信号To与第二参考电压VREF2，当过温度保护信号To大于第二参考电压VREF2时，输出第二比较信号C2。电源管理装置106依据第二比较信号C2执行过温度保护功能，其中第二参考电压VREF2约为2.05V～1.95V。因为在电压周期为负半波周期时，参考电流IREF会通过多功能端1062流经过热敏电阻112，所以二极管110并非必要。亦即多功能端1062亦可不需通过二极管110耦接至热敏电阻112。
当电源管理装置106判断过温度保护功能后，亦即交流电压AC的负半波周期结束后，当交流电压AC的正半波周期重新开始时，切换电路1068必须重新侦测流入多功能端1062的电流Ip或流出多功能端1062的参考电流IREF，以侦测交流电压AC的电压周期。如此完成整个低电压保护和过温度保护的概念。
请参照图2，图2是为本发明的还一实施例说明用于电源供应器100的电源管理装置206的示意图。电源管理装置206包含低电压侦测电路2064、过温度侦测电路2066及切换电路2068。切换电路2068是耦接至电源管理装置206的多功能端2062，用以侦测流入多功能端2062的电流Ip或流出多功能端2062的参考电流IREF，以侦测交流电压AC的电压周期。当交流电压AC为正半波周期时(电流Ip大于零)，切换电路2068使低电压侦测电路2064耦接于多功能端2062。此时，低电压侦测电路2064比较对应于交流电压AC的电压峰值Vp的侦测电压VT与第一参考电压VREF1后输出第一比较信号C1，电源管理装置206依据第一比较信号C1执行低电压保护功能。当交流电压AC为负半波周期时(电流Ip约略等于或小于零)，切换电路2068使过温度侦测电路2066耦接于多功能端2062。此时，过温度侦测电路2066比较过温度保护信号To与第二参考电压VREF2后输出第二比较信号C2，电源管理装置206依据第二比较信号C2执行过温度保护功能。电源管理装置206的其余操作原理皆和电源管理装置106相同，在此不再赘述。
请参照图3，图3是为本发明的还一实施例说明用于电源管理装置的低电压保护以及过温度保护的方法的流程图。图3的方法是利用图1的电源供应器100说明，其中电源管理装置106的多功能端1062同时耦接至交流电压源(可提供交流电压AC)与热敏电阻112，详细步骤如下：
步骤300：开始；
步骤302：切换电路1068耦接至多功能端1062，以侦测交流电压AC的电压周期，若交流电压AC的电压周期为正半波周期，进行步骤304；若交流电压AC的电压周期为负半波周期，跳至步骤310；
步骤304：切换电路1068接收电流Ip并使低电压侦测电路1064耦接至多功能端1062；
步骤306：低电压侦测电路1064比较对应于电压峰值Vp的侦测电压VT与第一参考电压VREF1后，输出第一比较信号C1；
步骤308：电源管理装置106依据第一比较信号C1执行低电压保护功能，跳回步骤302；
步骤310：切换电路1068使过温度侦测电路1066耦接至多功能端1062，以接收过温度保护信号To；
步骤312：过温度侦测电路1066比较过温度保护信号To与第二参考电压VREF2后，输出第二比较信号C2；
步骤314：电源管理装置106依据该第二比较信号C2执行过温度保护功能，跳回步骤302。
在步骤302中，切换电路1068耦接至多功能端1062，以侦测交流电压AC的电压周期。当电流Ip大于零时，交流电压AC是处于正半波周期；当电流Ip小于或约略为零时，交流电压AC是处于负半波周期。在步骤304中，切换电路1068使低电压侦测电路1064耦接至多功能端1062，此时电流Ip通过多功能端2062流入切换电路1068，并产生侦测电压VT。在步骤306中，当侦测电压VT低于第一参考电压VREF1时，低电压侦测电路1064会输出第一比较信号C1。在步骤310中，切换电路1068使过温度侦测电路1066耦接至多功能端1062，而电源管理装置106内部的参考电流IREF会通过多功能端1062流经过热敏电阻112，形成过温度保护信号To，并由过温度侦测电路1066接收。在步骤312中，当过温度保护信号To大于第二参考电压VREF2时，输出第二比较信号C2。
综上所述，本发明提供的电源供应器、用于电源供应器的电源管理装置及用于电源管理装置的低电压保护以及过温度保护的方法，是利用电源管理装置所包含切换电路，侦测流入电源管理装置的多功能端的电流或流出多功能端的参考电流，以侦测交流电压的电压周期。当电压周期为正半波周期时，由电源管理装置所包含的低电压侦测电路执行低电压保护；当电压周期为负半波周期时，由电源管理装置所包含的过温度侦测电路执行过温度保护。因此，可在现有六接脚或是高压八接脚系列的集成电路上执行低电压保护与过温度保护。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (13)

1.一种电源供应器，包含：
整流器，用以接收交流电压具有电压周期；
变压器，耦接至该整流器并具有电感组件耦接至开关，用以提供输出电压；及
该电源供应器的特征在于还包括：
电源管理装置，用以控制该开关使该电感组件进行储能或释能，其具有多功能端耦接至该整流器用以接收对应于该交流电压的正半波周期的侦测电压，该多功能端还耦接至热敏电阻，用以接收过温度保护信号。
2.如权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，该多功能端是通过二极管耦接至该整流器。
3.如权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，该多功能端是通过二极管耦接至该热敏电阻。
4.如权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，该电源管理装置包含：低电压侦测电路，耦接于该多功能端，用以于该电压周期为正半波周期时，比较该侦测电压与第一参考电压后输出第一比较信号，该电源管理装置依据该第一比较信号执行低电压保护功能；及
过温度侦测电路，耦接于该多功能端，用以于该电压周期为负半波周期时，比较该过温度保护信号与第二参考电压后输出第二比较信号，该电源管理装置依据该第二比较信号执行过温度保护功能。
5.如权利要求4所述的电源供应器，其特征在于，该电源管理装置包含：切换电路，耦接至该多功能端，用以侦测流经该多功能端的电流信号，以侦测该交流电压的该电压周期。
6.如权利要求4所述的电源供应器，其特征在于，该电流信号大于零时，该切换电路使该低电压侦测电路耦接至该多功能端，以接收该电压峰值。
7.如权利要求4所述的电源供应器，其特征在于，该电流信号约略等于或小于零时，该切换电路使该过温度侦测电路耦接至该多功能端，以接收该过温度保护信号。
8.一种用于电源供应器的电源管理装置，该电源管理装置的特征在于包括：低电压侦测电路，耦接于该电源管理装置的多功能端，用以于电压周期为正半波周期时，比较对应于该正半波周期的电压峰值的侦测电压与第一参考电压后输出第一比较信号，该电源管理装置依据该第一比较信号执行低电压保护功能；及
过温度侦测电路，耦接于该多功能端，用以于该电压周期为负半波周期时，比较过温度保护信号与第二参考电压后输出第二比较信号，该电源管理装置依据该第二比较信号执行过温度保护功能；
其中该电源供应器所接收的交流电压具有该电压周期。
9.如权利要求8所述的电源供应器，其特征在于，该电源管理装置还包含：切换电路，耦接至该多功能端，用以侦测流入该多功能端的电流信号，以侦测该电压周期。
10.如权利要求8所述的电源供应器，其特征在于，该电流信号大于零时，该切换电路使该低电压侦测电路耦接至该多功能端，以接收该电压峰值。
11.如权利要求8所述的电源供应器，其特征在于，该电流信号约略等于或小于零时，该切换电路使该过温度侦测电路耦接至该多功能端，以接收该过温度保护信号。
12.一种用于电源管理装置的低电压保护以及过温度保护的方法，该电源管理装置包括有多功能端同时耦接至交流电压与热敏电阻，低电压侦测电路耦接至该多功能端，以及过温度侦测电路耦接至该多功能端，该方法包含：
侦测该交流电压的电压周期；
该方法的特征在于还包括：
若该交流电压的该电压周期为正半波周期，使该低电压侦测电路侦测并比较对应于该交流电压的正半波周期的侦测电压，而使该电源管理装置执行低电压保护功能；以及
若该交流电压的该电压周期为负半波周期，使该过温度侦测电路侦测并比较对应于该热敏电阻的跨压的过温度保护信号，而使该电源管理装置执行过温度保护功能。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该正半波周期是电流信号大于零，该负半波周期是该电流信号小于或约略为零。
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