CN103780104A - 电源供应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电源供应装置，通过其内的控制芯片来执行交流输入电源的检测，故而无须再额外地设置外部的独立检测线路，从而不但可以降低设计成本，而且还不会有额外的待机损耗产生；另外，采用控制芯片来执行交流输入电源的检测的方式可有效地降低检测偏差性，从而得以在容许的、准确的时间，即预设时间，内通知负载系统；再者，控制芯片可因应负载系统的应用需求而决定并调整产生指示信号以通知负载系统的预设时间长短，故而得以通用地应用在不同类型的具有时序控制需求的负载系统中。

Description

电源供应装置
技术领域
本发明是有关于一种电源转换技术，且特别是有关于一种可以应用在具有时序控制需求的负载系统的电源供应装置。
背景技术
在某些具有时序控制(timing control)需求的负载系统(loadsystem)，例如：显示器系统，当其电源供应装置(power supply apparatus)所接收的交流输入电源(AC input power)，例如市电，发生异常时(例如：断电、消失)，大多需通过外部的独立检测线路(detection circuit)以执行检测来通知负载系统。如此一来，一旦负载系统接获通知，就会执行正常关机流程(normal shut-down procedure)以防止系统意外停机。
然而，现行用以执行交流输入电源的检测的检测线路内所使用的元件较多，故而需要较大的硬件布局面积与较高的设计成本。另外，现行用以执行交流输入电源的检测的检测线路必须常态连接于交流输入电源，故而会增加系统的待机损失。再者，现行用以执行交流输入电源的检测的检测线路的检测偏差性较高，故而有可能无法在容许的(准确的)时间内通知负载系统，而且也无法通用地应用在不同类型的具有时序控制需求的负载系统中。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电源供应装置，可以有效地解决先前技术所述及的问题。
基于上述，本发明的一示范性实施例提供一种电源供应装置，包括：转换线路与控制芯片，其中，转换线路用以对一交流输入电源进行转换，藉以提供一直流输出电源给一负载系统；控制芯片耦接转换线路，用以控制转换线路的运作，并具有检测所述交流输入电源的功能；当控制芯片检测出所述交流输入电源发生异常时，则在一预设时间内产生一指示信号以通知负载系统。
在本发明的一示范性实施例中，控制芯片包括：控制主体与指示单元。其中，控制主体用以控制转换线路的运作，并对所述交流输入电源进行检测。指示单元耦接控制主体，用以反应于控制主体对所述交流输入电源的检测而决定是否在所述预设时间内产生所述指示信号。
在本发明的一示范性实施例中，控制主体系通过高压启动引脚(high-voltage pin，HV pin)、足压-欠压引脚(brown-in&brown-out pin)、放电功能引脚(discharge function pin)、输入电压检测引脚(Vac sense pin)或其之间的组合以检测该交流输入电源。
在本发明的一示范性实施例中，当控制主体检测出所述交流输入电源发生异常时，则控制指示单元在所述预设时间内产生所述指示信号；以及当控制主体检测出所述交流输入电源未发生异常时，则控制指示单元停止产生所述指示信号。
在本发明的一示范性实施例中，指示单元可以包括一延迟单元或一计数单元。
在本发明的一示范性实施例中，所述预设时间可以由负载系统的应用需求而决定。基此，所述预设时间为可调的。
在本发明的一示范性实施例中，转换线路可以为以脉宽调变架构为基础的转换线路。基此，以脉宽调变架构为基础的转换线路的拓扑型式至少可以包括功率因子校正电源转换拓扑、返驰式电源转换拓扑、LLC谐振电源转换拓扑、降压式电源转换拓扑、升降压式电源转换拓扑、库克(Cuk)电源转换拓扑或其之间的组合。
在本发明的一示范性实施例中，以脉宽调变架构为基础的转换线路至少可以包括：整流-滤波单元与转换单元。其中，整流-滤波单元用以接收所述交流输入电源，并对所述交流输入电源进行整流与滤波。转换单元耦接整流-滤波单元，用以反应于控制芯片的控制而对整流与滤波单元的输出进行转换，藉以产生所述直流输出电源。基此，控制主体可以耦接至整流-滤波单元的输入或输出以对所述交流输入电源进行检测。
在本发明的一示范性实施例中，负载系统可以反应于所述指示信号而执行一正常关机流程，且负载系统至少可以包括显示器系统。
基于上述，本发明所提的电源供应装置得以应用在具有时序控制需求的任一负载系统中，且主要是通过电源供应装置中的控制芯片本身来执行交流输入电源的检测，故而无须再额外地设置外部的独立检测线路(在控制芯片本身已具有检测交流输入电源的功能的条件下)，从而不但可以降低设计成本，而且还不会有额外的待机损耗产生。
另一方面，采用控制芯片本身来执行交流输入电源的检测的方式可以有效地降低检测偏差性，从而得以在容许的(准确的)时间(即，预设时间)内通知负载系统。再加上，控制芯片可以因负载系统的应用需求而决定并调整产生指示信号以通知负载系统的预设时间长短，故而得以通用地应用在不同类型的具有时序控制需求的负载系统中。
应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为例示性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。
附图说明
下面的附图是本发明的说明书的一部分，示出了本发明的示例实施例，所示附图与说明书的描述一起说明本发明的原理。
图1为本发明一示范性实施例的电源供应装置(power supplyapparatus)10的示意图；
图2A为图1的转换线路101的实施示意图；
图2B为图1的转换线路101的另一实施示意图；
图2C为图1的转换线路101的再一实施示意图；
图3为图1的控制芯片103的实施示意图；
图4A为本发明一示范性实施例的控制主体301对交流输入电源AC_IN进行检测的示意图；
图4B为本发明另一示范性实施例的控制主体301对交流输入电源AC_IN进行检测的示意图；
图4C为本发明再一示范性实施例的控制主体301对交流输入电源AC_IN进行检测的示意图；
图5A为图3中的指示单元303的实施示意图；
图5B为图3中的指示单元303的另一实施示意图。
附图标记说明：
10：电源供应装置；
20：负载系统；
101：转换线路；
103：控制芯片；
201：整流-滤波单元；
203：转换单元；
205：电磁干扰滤波器；
207：反馈单元；
301：控制主体；
303：指示单元；
401：延迟单元；
403：计数单元；
AC_IN：交流输入电源；
VOUT：直流输出电源；
VFB：反馈信号；
T：预设时间；
INS：指示信号
具体实施方式
现将详细参考本发明的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。
图1为本发明一示范性实施例的电源供应装置(power supplyapparatus)10的示意图。请参阅图1，电源供应装置10得以应用在具有时序控制需求的负载系统20中(例如：显示器系统(display system)，但并不限制于此)，且本示范性实施例的电源供应装置10可以包括：转换线路(conversion circuit)101与控制芯片(control chip)103。
转换线路101用以对交流输入电源(AC input power，例如：市电(citypower)，但并不限制于此)AC_IN进行转换(即，交直流转换(AC-to-DCconversion))，藉以提供直流输出电源(DC output power)VOUT给负载系统20。
另外，控制芯片103耦接转换线路101，用以控制转换线路101的运作，并具有检测交流输入电源AC_IN的功能。在本示范性实施例中，当控制芯片103检测出交流输入电源AC_IN发生异常(例如：断电或消失，但并不限制于此)时，则在一段预设时间(predetermined time)T内产生指示信号(indication signal)INS以通知负载系统20。如此一来，负载系统20将反应于来自控制芯片103的指示信号INS而执行正常关机流程(normal shut-down procedure)。在本示范性实施例中，控制芯片103所产生的指示信号INS可以是逻辑高电平信号(logic high-levelsignal)、逻辑低电平信号(logic low-level signal)，或是开集极信号(opencollector signal)，但并不限制于此。而且，依据实际应用/设计的需求，还可以对所产生的指示信号INS进行反向后再提供至负载系统20。
更清楚来说，转换线路101可以为以脉宽调变架构为基础(pulse-width-modulation-based，PWM-based)的转换线路。在此条件下，转换线路101的拓扑型式(topology)可以为功率因子校正电源转换拓扑(power factor correction power conversion topology，PFC powerconversion topology)、返驰式电源转换拓扑(flyback power conversiontopology)、LLC谐振电源转换拓扑(LLC resonant power conversiontopology)、降压式电源转换拓扑(buck power conversion topology)、升降压式电源转换拓扑(buck-boost power conversion topology)、库克电源转换拓扑(Cuk power conversion topology)或其之间的组合(例如：PFC+LLC power conversion topology、PFC+flyback conversion topology...等，但并不限制于此)。
于此，无论转换线路101的拓扑型式为何，其大致上都包括有：整流-滤波单元(rectification-filtering unit)201与转换单元(conversion unit)203，如图2A所示，图2A为图1的转换线路101的实施示意图。其中，整流-滤波单元201用以接收交流输入电源AC_IN，并对所接收的交流输入电源AC_IN进行整流与滤波。在本示范性实施例中，整流-滤波单元201可采用全桥整流器(full-bridge rectifier)与滤波电容(filteringcapacitor)的组合来实施，亦或可采用半桥整流器(half-bridge rectifier)与滤波电容的组合来实施，但都并不限制于此，一切视实际设计需求而论。
另外，转换单元203耦接整流-滤波单元201，用以反应于控制芯片101的控制(即，脉宽调变控制)而对整流与滤波单元201的输出进行转换(即，直交直流转换(DC-AC-DC conversion))，藉以产生并输出直流输出电源VOUT给负载系统20。
图2B为图1的转换线路101的另一实施示意图，在交流输入电源AC_IN与整流-滤波单元201之间，可以还包括如图2B所示的电磁干扰滤波器(EMI filter)205，藉以消除来自交流输入电源AC_IN的电磁干扰，或者避免电源供应装置10影响到用以供应交流输入电源AC_IN的公共电力网(public power grid network)。
图2C为图1的转换线路101的再一实施示意图，在转换单元203的输出侧，也可还包括如图2C所示的反馈单元(feedback unit)207，其可采用分压(voltage-divide)的反馈方式或者光耦合(photo-couple)的反馈方式，以提供关联于直流输出电源VOUT的反馈信号VFB给控制芯片103。如此一来，控制芯片103即可据以调整并稳定转换单元203的输出。
另一方面，控制芯片103可以包括：控制主体(control body)301与指示单元(indication unit)303，如图3所示，图3为图1的控制芯片103的实施示意图。其中，控制主体301用以控制以脉宽调变架构为基础(PWM-based)的转换线路101的运作(即，控制转换单元203的运作)，并对交流输入电源AC_IN进行检测。在本示范性实施例中，控制主体301可以耦接至整流-滤波单元201的输入(如图4A所示)或输出(如图4B所示)以对交流输入电源AC_IN进行检测，但并不限制于此。更清楚来说，若考虑转换线路101具有电磁干扰滤波器(EMI filter)205的情况下，则控制主体301也可耦接至电磁干扰滤波器205的输入(如图4C所示)以对交流输入电源AC_IN进行检测。换言之，控制主体301可以视电源供应装置10的实际硬件设计需求而耦接至整流-滤波单元201的输入或输出，亦或耦接至电磁干扰滤波器205的输入，藉以对交流输入电源AC_IN进行检测。
另外，本示范性实施例是通过控制芯片103本身来执行交流输入电源AC_IN的检测，在控制芯片103本身已具有检测交流输入电源AC_IN的功能(例如：高压启动引脚(high-voltage pin，HV pin)、足压-欠压引脚(brown-in&brown-out pin)、放电功能引脚(discharge function pin)或输入电压检测引脚(Vac sense pin))的条件下，控制主体301可通过高压启动引脚、足压-欠压引脚、放电功能引脚、输入电压检测引脚或其之间的组合(例如：HV pin+brown-in&brown-out pin、HV pin+brown-in&brown-out pin+discharge function pin等)以检测交流输入电源AC_IN，但并不限制于此。
更清楚来说，上述的高压启动引脚、足压-欠压引脚、放电功能引脚、输入电压检测引脚皆为控制芯片103本身设有的引脚，且皆连接于交流输入电源AC_IN端；其中高压启动引脚在控制芯片103中原本的功能为提供控制芯片103第一次开机的启动电源；足压-欠压引脚在控制芯片103中原本的功能为设定开机电压及关机电压；而放电功能引脚在控制芯片103中原本的功能为关机后对电容(X-cap)放电；输入电压检测引脚在控制芯片103中原本的功能为检测交流输入电源AC_IN。因此，只要控制芯片103的任一引脚连接于交流输入电源AC_IN端，即可利用该等引脚结合控制主体301以对交流输入电源AC_IN进行检测。
另外，指示单元303耦接控制主体301，用以反应于控制主体301对交流输入电源AC_IN的检测而决定是否在预设时间T内产生指示信号INS给负载系统20。在本示范性实施例中，当控制主体301检测出交流输入电源AC_IN发生异常(断电或消失，但并不限制于此)时，则控制指示单元303在预设时间T内产生指示信号INS给负载系统20。反之，当控制主体301检测出交流输入电源AC_IN未发生异常时(即，交流输入电源AC_IN处于正常供应的情况下)，则控制指示单元303停止产生指示信号INS给负载系统20。
于此，内嵌于控制芯片103中的指示单元303的具体实施方式可以采用如图5A所示的延迟单元(delay cell)401来实施，或者采用如图5B所示的计数单元(counter unit)403来实施，但都不限制于此，一切端视实际应用/设计需求而论。在此条件下，前述预设时间T则可以由负载系统20的应用需求(application requirement)而决定(因为相异负载系统的时序控制需求不尽相同)，并且为可调的(adjustable)。
更清楚来说，一旦控制主体301检测出交流输入电源AC_IN发生异常(断电或消失)的话，则控制主体301可以：经由预先设定的延迟单元401的延迟时间而在预设时间T内产生指示信号INS给负载系统20；或者，经由预先设定的计数单元403的计数时间而在预设时间T内产生指示信号INS给负载系统20。
当然，在其他示范性实施例中，也可外挂一个被动元件(例如：电容或电阻)在控制芯片103的某一预定引脚的方式来决定或调整前述预设时间T的长短(例如：改变外挂电阻的阻值，或改变外挂电容的容值)。因此，如何实现指示单元303的方式可视实际应用/设计需求而论，不限制于所例举的实施方式而已。
由此可知，本发明所提的电源供应装置10得以应用在具有时序控制需求的任一负载系统20(例如：显示器系统、电脑系统...等)中，且其主要是通过控制芯片103本身来执行交流输入电源AC_IN的检测，故而无须再额外地设置外部的独立检测线路(在控制芯片103本身已具有检测交流输入电源AC_IN的功能的条件下，例如：通过高压启动引脚(high-voltage pin，HV pin)以检测交流输入电源AC_IN；或者，通过足压-欠压引脚(brown-in&brown-out pin)以检测交流输入电源AC_IN；或者，通过放电功能引脚(discharge function pin)以检测交流输入电源AC_IN；或者，通过输入电压检测引脚(Vac sense pin)以检测交流输入电源AC_IN，但都不限制于此)，从而不但可以降低设计成本，而且还不会有额外的待机损耗产生。
另一方面，采用控制芯片103本身的高压启动引脚、足压-欠压引脚、放电功能引脚或电压检测引脚来执行交流输入电源AC_IN的检测的方式可以有效地降低检测偏差性，从而得以在容许的(准确的)时间(即，预设时间T)内通知负载系统20。再加上，控制芯片103可以因应负载系统20的应用需求而决定并调整产生指示信号INS以通知负载系统20的预设时间T长短，故而得以通用地应用在不同类型的具有时序控制需求的负载系统中(显示器系统、电脑系统...等)。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种电源供应装置，其特征在于，包括：
一转换线路，用以对一交流输入电源进行转换，藉以提供一直流输出电源给一负载系统；
一控制芯片，耦接该转换线路，用以控制该转换线路的运作，并具有检测该交流输入电源的功能，
其中，当该控制芯片检测出该交流输入电源发生异常时，则在一预设时间内产生一指示信号以通知该负载系统。
2.根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于，该控制芯片包括：
一控制主体，用以控制该转换线路的运作，并对该交流输入电源进行检测；以及
一指示单元，耦接该控制主体，用以反应于该控制主体对该交流输入电源的检测而决定是否在该预设时间内产生该指示信号。
3.根据权利要求2所述的电源供应装置，其特征在于，该控制主体通过高压启动引脚、足压-欠压引脚、放电功能引脚、输入电压检测引脚或其之间的组合以检测该交流输入电源。
4.根据权利要求2所述的电源供应装置，其特征在于，
当该控制主体检测出该交流输入电源发生异常时，则控制该指示单元在该预设时间内产生该指示信号；以及
当该控制主体检测出该交流输入电源未发生异常时，则控制该指示单元停止产生该指示信号。
5.根据权利要求2所述的电源供应装置，其特征在于，该指示单元包括一延迟单元或一计数单元。
6.根据权利要求5所述的电源供应装置，其特征在于，该预设时间由该负载系统的一应用需求而决定。
7.根据权利要求6所述的电源供应装置，其特征在于，该预设时间为可调的。
8.根据权利要求2所述的电源供应装置，其特征在于，该转换线路为一以脉宽调变架构为基础的转换线路。
9.根据权利要求8所述的电源供应装置，其特征在于，该以脉宽调变架构为基础的转换线路的拓扑型式至少包括一功率因子校正电源转换拓扑、一返驰式电源转换拓扑、一LLC谐振电源转换拓扑、一降压式电源转换拓扑、一升降压式电源转换拓扑、一库克电源转换拓扑或其之间的组合。
10.根据权利要求8所述的电源供应装置，其特征在于，该以脉宽调变架构为基础的转换线路至少包括：
一整流-滤波单元，用以接收该交流输入电源，并对该交流输入电源进行整流与滤波；以及
一转换单元，耦接该整流-滤波单元，用以反应于该控制芯片的控制而对该整流与滤波单元的输出进行转换，藉以产生该直流输出电源。
11.根据权利要求10所述的电源供应装置，其特征在于，该控制主体耦接至该整流-滤波单元的输入或输出以对该交流输入电源进行检测。
12.根据权利要求10所述的电源供应装置，其特征在于，该以脉宽调变架构为基础的转换线路还包括：
一电磁干扰滤波器，耦接于该交流输入电源与该整流-滤波单元之间。
13.根据权利要求12所述的电源供应装置，其特征在于，该控制主体耦接至该电磁干扰滤波器的输入以对该交流输入电源进行检测。
14.根据权利要求10所述的电源供应装置，其特征在于，该以脉宽调变架构为基础的转换线路还包括：
一反馈单元，耦接至该转换单元的输出，用以提供关联于该直流输出电源的一反馈信号给控制芯片，藉以使得该控制芯片根据该反馈信号以调整并稳定该转换单元的输出。
15.根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于，该负载系统反应于该指示信号而执行一正常关机流程。
16.根据权利要求14所述的电源供应装置，其特征在于，该负载系统至少包括一显示器系统。
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