CN106301020A

CN106301020A - 从次级侧传递指令位至初级侧的电源供应器及其控制方法

Info

Publication number: CN106301020A
Application number: CN201610085557.9A
Authority: CN
Inventors: 李敬赞; 李茂仕; 吕信宏; 李三益
Original assignee: Leadtrend Technology Corp
Current assignee: Leadtrend Technology Corp
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2016-02-15
Publication date: 2017-01-04
Anticipated expiration: 2036-02-15
Also published as: CN106301020B

Abstract

从次级侧传递指令位至初级侧的电源供应器及其控制方法。本发明的一实施例提供一种控制方法，适用于一电源供应器，其具有电流隔绝的一初级侧与一次级侧。该控制方法包含有将一输入电源，转换为一输出电源，其中该输入电源与该输出电源分别位于该初级侧与该次级侧；循序地从该次级侧，传递数个指令位至该初级侧，而相对应产生数个接收位；以及，依据该等接收位，设定该输出电源的一输出规格。

Description

从次级侧传递指令位至初级侧的电源供应器及其控制方法

技术领域

本发明大致涉及使用于电源供应器中的技术，尤其涉及电源供应器中，隔绝的初级侧与次级侧彼此之间的讯息传递技术。

背景技术

随着移动式电子装置的普及化，人们对于移动式电子装置的可用时间越来越要求。因此，移动式电子装置被要求更省电，移动式电子装置的电池电量需要增加，而移动式电子装置的充电时间则需要缩短。

缩短充电时间有许多种方法。举例来说，高通(Qualcomm)，一家手机芯片大厂，就已经提出了快充2.0版(Quick Charge 2.0)。符合快充2.0版的充电器，可以通过USB接头上的差动信号线，来接收指令，据以变更其输出电源的电压值，来对连接在USB接头上的电子装置进行充电。一般而言，输出电源的电压值越高，电子装置所需要的充电时间越短。

图1显示一已知的充电器10，其可以对连接在USB连接器12上的电子装置(未显示)进行快速充电。为了安全上的考虑，充电器10分有电流隔绝(galvanic insolated)的初级侧14P与次级侧14S。初级侧14P与次级侧14S之间没有DC的连接。初级侧14P的电路主要是以输入电源VIN与输入地GNDI来供电，而输入电源VIN与输入地GNDI则是依据交流市电V_AC-IN通过桥式整流器16，经过全波整流而产生。通过次级绕组LS的放电，次级侧14S可以产生有输出电源VOUT与输出地GNDO。

次级侧控制器18可以从USB接头12的信号线D+与D-接收指令，然后设定初级侧控制器20的控制方式，而初级侧控制器20就具以转换电能，来产生并控制输出电源VOUT。次级侧控制器18提供一脉冲宽度调制(pulse-width modulation，PWM)信号S_D来驱动光耦合器(photo coupler)26中的发射器(emitter)26E。通过光耦合器26中的接收器26R以及低通滤波器24，转译器(translator)22的接收端R上会产生一DC电平，其值会对应PWM信号S_D的工作周期(duty cycle)。依据接收端R上的DC电平，转译器22便提供相对应的设定信号S_SET，来设定初级侧控制器20。

举例来说，当信号线D+与D-上的信号是要充电器10提供输出电源VOUT的输出电压V_OUT为12V时，次级侧控制器18提供的PWM信号S_D的工作周期为50％。因此，接收端R上的DC电压为2.5V，转译器22设定初级侧控制器20来检测输出电压V_OUT并控制转换的电能，以使输出电压V_OUT大约稳定在12V。类似的，如果信号线D+与D-上的信号是要输出电源VOUT的输出电压V_OUT为20V时，PWM信号S_D的工作周期为100％，所以接收端R上的DC电压为5V，初级侧控制器20会开始控制(regulate)输出电压V_OUT，使其往20V接近。

发明内容

本发明的一实施例提供一电源供应器，其具有隔绝的一初级侧以及一次级侧。该电源供应器具有相耦合的一初级绕组以及一次级绕组，分别位于电流隔绝的一初级侧与一次级侧。初级侧控制电路设于该初级侧，控制流经该变压器的一电流，架构来使该初级绕组从一输入电源储能，以及使该次级绕组释能而建立一输出电源。次级侧控制电路设于该次级侧，被该输出电源供电。该次级侧控制电路提供一指令码，其以数个指令位所构成。该次级侧控制电路架构来循序地传递该等指令位至该初级侧控制电路，而相对应产生数个接收位于该初级侧。该等接收位可以用来设定该初级侧控制电路的一控制方式。

本发明的一实施例提供一种控制方法，适用于一电源供应器，其具有电流隔绝的一初级侧与一次级侧。该控制方法包含有将一输入电源，转换为一输出电源，其中该输入电源与该输出电源分别位于该初级侧与该次级侧；循序地从该次级侧，传递数个指令位至该初级侧，而相对应产生数个接收位；以及，依据该等接收位，设定该输出电源的一输出规格。

本发明的一实施例提供一种初级侧控制器，其为一集成电路，可适用于一电源供应器。该电源供应器具有隔绝的一初级侧以及一次级侧，该初级侧控制器位于该初级侧。该初级侧控制器包含有一脉冲宽度调制器、一多功能接脚、一快速反应检测器、以及一过温保护电路。该脉冲宽度调制器提供一脉冲宽度调制信号，控制一功率开关。该多功能接脚上具有一端电压。该快速反应检测器耦接至该脉冲宽度调制器与该多功能接脚之间。当该端电压符合一第一条件时，通过该脉冲宽度调制器，使该功率开关开启。该过温保护电路耦接至该脉冲宽度调制器与该多功能接脚之间，当该端电压符合一第二条件时，通过该脉冲宽度调制器，使该功率开关维持关闭。

附图说明

图1显示一已知的充电器。

图2为依据本发明的实施例所产生的一充电器。

图3A举例显示驱动信号S_STREAM的架构。

图3B举例显示驱动信号S_STREAM。

图4显示一对照表，用以表示指令码的架构与规则。

图5显示控制方法90与92，分别适用于一次级侧控制器与一初级侧控制器。

图6为依据本发明的实施例所产生的另一充电器。

图7显示了初级侧控制器之内部电路连接。

图8显示在次级侧14S的驱动信号S_STREAM、初级侧14P的接收端OPTO上电压V_OPTO、参考电压V_REF、以及输出电压V_OUT的信号波形。

图9显示了次级侧14S的输出电压V_OUT、驱动信号S_STREAM、初级侧14P的接收端OPTO上电压V_OPTO、脉冲宽度调制信号S_OUT以及电流检测信号V_CS的信号波形。

图10显示许多信号波形，用以说明过温保护的机制。

【符号说明】

10 充电器

12 USB连接器

14P 初级侧

14S 次级侧

16 桥式整流器

18 次级侧控制器

20 初级侧控制器

22 转译器

26 光耦合器

26E 发射器

26R 接收器

60 充电器

62 次级侧控制器

64 初级侧控制器

66、68 电阻

80 标头

80_P 标头脉冲

90、92 控制方法

102、104、106、108、110、

112、114、116、118、120、122 步骤

200 充电器

202 热敏电阻

203 次级侧控制器

204 初级侧控制器

206 补偿电容

220 误差放大器

222 采样保持器

224 脉冲宽度调制器

228 比较器

230 解码器

232 快速反应检测器

234 反弹跳电路

B1、B2、B3 数据位

B1_B、B2_B、B3_B 校正位

COMP 补偿端

CS 电流检测端

D+、D- 信号线

FB 反馈端

GNDO 输出地

GNDI 输入地

I_PULL 电流源

LA 辅助绕组

LP 主绕组

LS 次级绕组

OPTO 接收端

OUT 驱动端

R 接收端

S_D 脉冲宽度调制信号

S_{F_ON} 强迫开启信号

S_HT 比较结果

S_OTP 过温保护信号

S_OUT 脉冲宽度调制信号

S_SET 设定信号

S_STREAM 驱动信号

SW 功率开关

t_CONFIRM 时间点

t_DROP 时间点

t_HOT 时间点

t_RECON 时间点

t_SENS 时间点

T_debounce 过温度时间

V_AC-IN 交流市电

V_CS 电流检测信号

VIN 输入电源

VCC 操作电源

V_CS 电流检测信号

V_COMP 补偿电压

V_L-LIMIT 下限电压

V_OPTO 端电压

V_{OTP_REF} 参考电压

V_OUT 输出电压

VOUT 输出电源

V_QC 参考电压

V_REF 参考电压

V_REF1、V_REF2、V_REF3…V_REFn 参考电压

具体实施方式

在本说明书中，有一些相同的符号，其表示具有相同或是类似的结构、功能、原理的元件，且为本领域技术人员可以依据本说明书的教导而推知。为说明书的简洁度考虑，相同的符号的元件将不再重述。

图2为依据本发明的实施例所产生的一充电器60，可作为一电源供应器。类似图1中的充电器10，充电器60具有电流隔绝(galvanic insolated)的初级侧14P与次级侧14S。主绕组LP与辅助绕组LA位于初级侧14P，次级绕组LS位于次级侧14S。藉由开关功率开关SW，初级侧控制器64控制流经变压器主绕组LP的电流。如此，变压器(包含有主绕组LP、次级绕组LS与辅助绕组LA)可以从输入电源VIN储能，并从次级侧14S释能以建立输出电源VOUT。

次级侧控制器62由输出电源VOUT与输出地GNDO供电，位于次级侧14S。初级侧控制器64由操作电源VCC与输入地GNDI供电，位于初级侧14P。

次级侧控制器62可以通过一光耦合器26(具有发射器26E以及接收器26R)，循序地传递数字的指令位至初级侧14P。依据接收端OPTO上的电压变化，初级侧控制器64可以循序地产生接收位，而进行相对应的设定。在此实施例中，光耦合器26做为信号通路，连接初级侧14P与次级侧14S两边，但是本发明并不限于此。在其他实施例中，可以以具有电流隔绝功能的元件，来作为信号通路。举例来说，一变压器或是一电容，都可以作为初级侧14P与次级侧14S两边之间的信号通路。

在图2的充电器60中，依据USB接头12的信号线D+与D-来的信号，次级侧控制器62提供指令码(command code)。指令码以数个指令位所构成，且需要符合一预设的编码规则。次级侧控制器62并提供驱动信号S_STREAM来驱动发射器26E，并使驱动信号S_STREAM带有两部分，前一部分为标头(header)，紧接的为该指令码(command code)。当初级侧控制器64发现接收端OPTO上出现一相对应的标头后，就可以知道紧接着在接收端OPTO上将出现数个接收位。举例来说，这些接收位可以设定输出电源VOUT的输出电压V_OUT的目标值。

图3A举例显示驱动信号S_STREAM的架构，前一部分为标头(header)80，紧接的为一指令码(command code)。指令码以6个指令位所构成，依序为3个数据位B1、B2、B3，以及3个校正位B1_B、B2_B、B3_B。图3B举例显示驱动信号S_STREAM，其中标头脉冲80_P代表了标头80，其标头脉冲宽度固定为6ms。标头脉冲80_P后紧接了6个脉冲，两两脉冲之间以1ms宽的间隙(space)相隔绝。每个指令位的一逻辑值决定一相对应的脉冲的一脉冲宽度。举例来说，如果一指令位的逻辑值为0，则相对应脉冲的一脉冲宽度就为1ms；如果逻辑值为1，那脉冲宽度就为3ms。在图3B中所举例的驱动信号S_STREAM，其所传的指令位，依序为(001110)。

图4显示一对照表，用以表示指令码的架构。在此实施例中，指令码需符合一编码规则，使其带有侦错功能，以避免初级侧控制器64产生错误的动作。如图所示，指令码依序包含有3个数据位B1、B2、B3，以及3个校正位B1_B、B2_B、B3_B，且每一校正位反向于一对应的数据位。举例来说，当数据位B2为0时，校正位B2_B就为1。这样的编码规则可以产生一个结果，就是指令码的码时间长度(发送完整指令码所需的时间)，大约会是一个常数，不随指令码变化而改变。如同图4中所显示的，不论数据位如何变化，每个指令码的码时间长度都大约会是18ms。

图4也显示了指令码所代表的功能。举例来说，当USB接头12的信号线D+与D-来的信号认定输出电压V_OUT的目标值为20V时，次级侧控制器62所产生的驱动信号S_STREAM，其中除了标头80之外，应带有(110001)的指令码。如图4所示，指令码为(001110)、(010101)、(011100)与(110001)时，分别表示输出电压V_OUT的目标值为5V、9V、12V与20V。至于其他的指令码，其代表的功能尚未决定，但可以随设计者喜好而决定。举例来说，在其他实施例中，指令码为(000111)时，代表使初级侧控制器64进入休眠模式，把初级侧控制器64所消耗的电能大幅降低；当指令码为(111000)时，代表唤醒初级侧控制器64，强制使初级侧控制器64开始检测输出电压V_OUT。

图5显示控制方法90与92，分别适用于充电器60中的次级侧控制器62与初级侧控制器64。

在步骤102中，次级侧控制器62检查是否控制状态需要改变。举例来说，信号线D+与D-上的信号可能表示输出电压V_OUT的目标值，需要从12V改变为20V；或是输出电压V_OUT一直达不到目前所设定的目标值，所以需要改变初级侧14P的设定。如果控制状态不需要改变，则步骤102持续进行。一旦控制状态需要改变，步骤104先送出标头80，使驱动信号S_STREAM产生6ms的标头脉冲80_P。接着，视所希望的控制状态，步骤106依序送出数据位B1、B2、B3，使驱动信号S_STREAM产生相对应的脉冲。步骤108接着依序送出校正位B1_B、B2_B、B3_B，使驱动信号S_STREAM产生相对应的脉冲，其中，校正位B1_B、B2_B、B3_B分别是数据位B1、B2、B3的反向。为了预防初级侧控制器64没有正确的收到数据位B1、B2、B3与校正位B1_B、B2_B、B3_B，步骤110检查指令码是否送出4次。步骤104～108将会被重复的执行，直到步骤110确定指令码已经送出4次为止，之后回到步骤102。

初级侧控制器64执行控制方法92。在步骤112中，初级侧控制器64检查是否因为接收端OPTO上的电压变化而产生脉冲，并检查所产生的脉冲的脉冲宽度是否大于5ms，来辨识是否收到标头80。如果步骤112的答案为否，则持续进行步骤112，直到确定收到标头80为止。步骤114接续步骤112的是，循序辨识接下来因接收端OPTO上电压变化而出现的6个脉冲，并依据这些脉冲的脉冲宽度，来产生接收位。举例来说，如果这6个脉冲的脉冲宽度，分别大约是3ms、3ms、1ms、1ms、1ms、3ms，那接收位的序列就是(110001)。步骤116中，初级侧控制器64接着检查接收位是否符合次级侧控制器62用来产生指令码的编码规则，其举例于图3A、3B与4中。举例来说，如果后三个接收位不是前三个接收位的反向，那就表示这些接收位至少有一个错误。因为不知道正确的接收位，所以控制方法92则前进到步骤112，等待下一个标头80的出现。如果后三个接收位是前三个接收位的反向，那表示接收位全部都是正确的，控制方法92前进到步骤118，依据接收位来设定初级侧控制器64的控制方式。举例来说，如果接收位的序列是(110001)，初级侧控制器64就设定在变压器(包含有主绕组LP、次级绕组LS与辅助绕组LA)释放电能时，端点FB上的期望电压，据以控制功率开关SW，以使输出电压V_OUT大约稳定在20V。

另一个实施例中，步骤114可以设定需要在标头80收到后的一固定的时间长度内，譬如说18ms内，来接收到6个脉冲。如果6个脉冲没有在固定的时间长度内，出现在接收端OPTO上，那就表示接收失败，初级侧控制器64就回到步骤112，等待下一个标头80的出现。

在图2中，指令码中的指令位是循序的通过单一光耦合器26(包含发送器26E与接收器26R)，从次级侧14S，传递到初级侧14P。相较于图1中的充电器10，图2的充电器60至少就解省了低通滤波器24，成本相对的降低。

图3A、3B与4中，指令码中的指令位需要符合一定的编码规则。因此，初级侧控制器64可以有效的避免产生错误的接收位，也就可以避免执行错误的动作。

图3A、3B与4中的指令码只有六个位的码长度，但本发明不限于此。在其他实施例中，指令码长度可以是两个位或是更多。图3A、3B与4中的编码规则也仅仅是一个例子，在其他实施例中，可以有其他种不同的编码规则。举例来说，其他实施例所用的编码规则，可以在接收位中只有错一个位的条件下，有自动校正，变为正确的功能。

尽管在图2中，初级侧控制器64是通过一接收端OPTO，来接收从次级侧14S所传递来的指令位，但本发明并不限于此。举例来说，在另一个实施例中，初级侧控制器64是从反馈端FB来接收次级侧14S所传递来的指令位。端点FB是电阻66与68之间的连接点，而电阻66与68连接于辅助绕组LA的两端之间。此时，反馈端FB可为一多功能接脚(multi-functionalpin)，其至少可执行两个功能：用来检测输出电压V_OUT，以及接收指令位。在另一个实施例中，初级侧控制器64是从驱动端OUT来接收次级侧14S所传递来的指令位，而驱动端OUT同时是初级侧控制器64驱动功率开关SW的端点。在另一个实施例中，初级侧控制器64是从电流检测端CS来接收次级侧14S所传递来的指令位，而电流检测端CS也提供代表主绕组LP的一电流的电流检测信号V_CS给初级侧控制器64。

本发明可以适用于任何的电源供应器中，而图2中的充电器60仅仅为一个例子。举例来说，在另一个实施例中，图2中的次级侧控制器62也是一同步整流控制器，其控制一整流开关(未显示)，连接于输出电源VOUT与次级绕组LS之间。

图6为依据本发明的实施例所产生的一充电器200，可作为一电源供应器。充电器200与先前的充电器相似或是相同之处，可以依据先前的教导而得知，不再重述。充电器200除了可以依照图4中的编码规则从次级侧14S传递指令码至初级侧14P之外，还额外具有两个功能：1)过温防护(over temperature protection，OTP)；以及2)快速反应(quickresponse)。而且，这些功能都可以通过检测接收端OPTO上的电压变化而实现。

作为一个例子，初级侧控制器204与次级侧控制器203都是集成电路。初级侧控制器204具有六个接脚，分别连接到接收端OPTO、驱动端OUT、操作电源VCC、电流检测端CS、反馈端FB、补偿端COMP、输入地GNDI。连接到接收端OPTO的接脚是一多功能接脚(multifunctional pin)，因为初级侧控制器204从它接收次级侧14S传递来的讯息之外，还能通过它实现过温保护以及快速反应的功能。

如同图6所示，负温度系数(negative temperature coefficient，NTC)的热敏电阻(thermistor)202连接于接收端OPTO与输入地GNDI之间，其电阻值随着充电器200的环境温度上升而减少。补偿端COMP与输入地GNDI之间，连接有补偿电容206。

图7显示了初级侧控制器204之内部电路连接。采样保持器(sample and holdcircuit)222可以在适当的时间点，对反馈端FB采样，作为输出。误差放大器220比较采样保持器222的输出与一参考电压V_REF，据以控制补偿端COMP上的补偿电压V_COMP。补偿电压V_COMP受控于采样保持器222的输出，采样保持器222的输出代表了辅助绕组LA的一反射电压，其大致对应输出电压V_OUT。脉冲宽度调制器224依据补偿电压V_COMP，调制驱动端OUT上的脉冲宽度调制信号S_OUT的脉冲宽度(pulse width)或是工作周期(duty cycle)。举例来说，补偿电压V_COMP可以决定电流检测端CS上的电流检测信号V_CS的一峰值。脉冲宽度调制器224所提供的脉冲宽度调制信号S_OUT，目标是使得输出电压V_OUT等于参考电压V_REF所对应的一个目标值。

电流源I_PULL供应给接收端OPTO电流，可以拉高端电压V_OPTO。比较器228比较端电压V_OPTO与一预设的参考电压V_QC，其比较结果提供给解码器230与快速反应检测器232。比较器236比较端电压V_OPTO与另一预设的参考电压V_{OTP_REF}，其比较结果S_HT提供给反弹跳(debounce)电路234。反弹跳电路234可以视为一过温保护电路。

解码器230可以检测比较器228的比较结果的逻辑值持续的时间长短，以及图3A、3B与4中的编码规则，来辨识是否有指令码传过来，以及指令码的实际内容。指令码中的指令位循序地被解码器230所辨识并检验。一旦解码器230认为初级侧控制器204接收到一个正确的指令码，解码器230可以提供相对应的选择信号SEL_VREF，其控制参考电压选择器226，从数个参考电压V_REF1、V_REF2、V_REF3…V_REFn中，择一输出，作为参考电压V_REF。

请参阅图6、图7与图8，其中，图8显示在次级侧14S的驱动信号S_STREAM、初级侧14P的接收端OPTO上电压V_OPTO、参考电压V_REF、以及输出电压V_OUT的信号波形。如同图8所示，驱动信号S_STREAM先送出指令码1，而电压V_OPTO大约是相对应的反相变化。当解码器230从比较器228的比较结果辨认出指令码1，就在时间点t_RECON改变了参考电压V_REF。在此实施例中，次级侧控制器203对于每个指令码，连同一个标头，会送四次，来驱动光耦合器26。而初级侧控制器204内的解码器230会辨识当下所接收到的指令码是否正确，也就是是否符合图4中的编码规则。只要当下接收到的指令码正确了，不必要等待次级侧控制器203的四次传送结束，解码器230就可以改变参考电压V_REF。随着参考电压V_REF的改变，输出电压V_OUT就慢慢地往参考电压V_REF所对应的一目标值逼近。类似的，当解码器230确认指令码2正确后，解码器230改变参考电压V_REF，输出电压V_OUT往另一新目标值逼近。

在图7中，当端电压V_OPTO掉低过了参考电压V_QC，而导致比较器228的比较结果出现上升沿(rising edge)时，快速反应检测器232可以提供强迫开启信号S_{F_ON}，至脉冲宽度调制器224的FR端。举例来说，每当端电压V_OPTO掉低过了参考电压V_QC，强迫开启信号S_{F_ON}就产生一脉冲，其可以设定脉冲宽度调制器224中的一触发器(flip flop)，使得驱动端OUT上的脉冲宽度调制信号S_OUT转变为逻辑上的“1”，开启功率开关SW。功率开关SW维持于开启状态的时间称为开启时间T_ON，功率开关SW维持于关闭状态的时间称为关闭时间T_OFF。此时，开启时间T_ON由当时的补偿电压V_COMP所决定。如果强迫开启信号S_{F_ON}的脉冲出现在开启时间T_ON内，那脉冲宽度调制器224就不受影响，这个脉冲会被忽略。如果强迫开启信号S_{F_ON}的脉冲出现在关闭时间T_OFF内，那脉冲宽度调制器224会在1)脉冲出现后，且2)最小关闭时间(minimum OFF time)T_OFF-MIN之后，就开启功率开关SW，进入下一个开启时间T_ON。最小关闭时间T_OFF-MIN指的是紧接于开启时间T_ON结束后的一小段时间，也就是关闭时间T_OFF的最短时间，也是功率开关SW至少需要持续关闭的时间。只有最小关闭时间T_OFF-MIN过去之后，下一个开启时间T_ON才可以开始。如果强迫开启信号S_{F_ON}的脉冲出现在关闭时间T_OFF内，但在最小关闭时间T_OFF-MIN后，那脉冲宽度调制器224就立刻的开启功率开关SW，进入下一个开启时间T_ON。

请参阅图9，其显示了次级侧14S的输出电压V_OUT、驱动信号S_STREAM、初级侧14P的接收端OPTO上电压V_OPTO、脉冲宽度调制信号S_OUT以及电流检测信号V_CS的信号波形。在图9中假设，一开始充电器200是处于无载状态。因此输出电压V_OUT大约是一个定值，脉冲宽度调制信号S_OUT维持在逻辑上的“0”，功率开关SW一直是关闭的。在时间点t_DROP，充电器200的负载(未显示)变重，因此输出电压V_OUT开始掉落。此时，初级侧控制器204无从得知输出电压V_OUT的掉落，因为采样保持器222必须要在次级绕组LS放电(释磁)时，才能够检测到输出电压V_OUT。在时间点t_SENS，次级侧控制器203发现了输出电压V_OUT低于一下限电压V_L-LIMIT，因此紧急的使驱动信号S_STREAM从低电位，变成高电位。经过一段时间延迟，接收端OPTO上电压V_OPTO就相对应的掉落。在电压V_OPTO掉超过参考电压V_QC时，快速反应检测器232所发出的信号，使得驱动端OUT上的脉冲宽度调制信号S_OUT转变为逻辑上的“1”。此时，因为补偿电压V_COMP还记忆着先前的无载状态，因此，开启时间T_ON将会很快就结束，很可能只是初级侧控制器204内部所限定的最小开启时间(minimum ON time)T_MIN-ON。但是，开启时间T_ON结束后，采样保持器222就可以检测到输出电压V_OUT的掉落，因此，之后的开关周期内，开启时间T_ON就可以针对当下的输出电压V_OUT而变长，转换比较多的能量，将输出电压V_OUT拉高，如同图9所示。这样的好处是可以预防轻载转换为重载时，输出电压V_OUT掉过低的情形发生。

请同时参阅图7与图10。图10显示了热敏电阻202的温度，次级侧14S的驱动信号S_STREAM、初级侧14P的接收端OPTO上电压V_OPTO、比较结果S_HT以及过温保护信号S_OTP。如同图10所示，温度渐渐上升。随着温度的上升，热敏电阻202的电阻值变低。因此，电压V_OPTO相对应于驱动信号S_STREAM为低电压时的电压值，就渐渐的降低。比较结果S_HT随着端电压V_OPTO交越参考电压V_{OPT_REF}而变化。

反弹跳电路234可以确认过温现象是否发生。如同第10图所示，尽管比较结果S_HT在时间点t_HOT前有变化，但是比较结果S_HT待在逻辑上的“1”的时间都不够久时，因此过温保护信号S_OTP就会一直维持在逻辑上的“0”。在时间点t_HOT后，比较结果S_HT为逻辑上的“1”的时间超过一定预设过温度时间T_debounce的时间点t_CONFIRM时，过温保护信号S_OTP才会变成逻辑上的“1”，确认过温现象发生。当过温保护信号S_OTP为逻辑上的“1”，脉冲宽度调制信号S_OUT就会固定为逻辑上的“0”，使功率开关SW关闭。因此，转换能量停止，不再供应能量来提高环境温度。如此达到OTP。在此实施例中，预设过温度时间T_debounce必须大于6ms，避免标头80的出现，误触发了OTP机制。在此实施例中，预设过温度时间T_debounce为12ms。

图6的充电器200中，初级侧控制器204连接到接收端OPTO的接脚，是一个多功能接脚，至少可以实现三种功能：1)接收次级侧来的指令码；2)快速反应；以及，3)过温保护。在其他实施例中，初级侧控制器的一多功能接脚可以只有这三种功能的其中两者，也可以具有超过这三种以上的功能。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种电源供应器，其具有隔绝的初级侧(primary side)以及次级侧(secondaryside)，该电源供应器包含有：

变压器，具有相耦合的初级绕组(primary winding)以及次级绕组(secondarywinding)，分别位于该初级侧与该次级侧；

初级侧控制电路，设于该初级侧，控制流经该变压器的电流，架构来使该初级绕组从输入电源储能，以及使该次级绕组释能而建立输出电源；以及

次级侧控制电路，设于该次级侧，被该输出电源供电；

其中，该次级侧控制电路提供指令码(command code)，其以数个指令位所构成，该次级侧控制电路架构来循序地(sequentially)传递所述指令位至该初级侧控制电路，而相对应产生数个接收位于该初级侧；以及

所述接收位可以用来设定该初级侧控制电路的控制方式。

2.如权利要求1所述的该电源供应器，还包含有光耦合器，作为通路，从该次级侧传递所述指令位至该初级侧。

3.如权利要求1所述的该电源供应器，其中，该指令码符合编码规则，且当所述接收位符合该编码规则时，该初级侧控制电路依据该接收位设定该控制方式。

4.如权利要求1所述的该电源供应器，其中，该指令码包含有数个数据位以及数个校正位，所述校正位反向于所述数据位。

5.如权利要求1所述的该电源供应器，其中，该次级侧控制电路架构来于一端点上，循序地提供数个脉冲(pulse)，来分别代表所述指令位。

6.如权利要求5所述的该电源供应器，其中，每个指令位的逻辑值决定相对应的脉冲的脉冲宽度。

7.如权利要求1所述的该电源供应器，其中，于发送该指令码之前，该次级侧控制电路架构来先传递标头至该初级侧控制电路。

8.如权利要求7所述的该电源供应器，其中，该次级侧控制电路架构来循序地提供数个脉冲(pulse)，来分别代表所述指令位，且于提供所述脉冲前，该次级侧控制电路提供标头脉冲。

9.如权利要求8所述的该电源供应器，其中，该标头脉冲的标头脉冲宽度，均大于每个脉冲的脉冲宽度。

10.如权利要求1所述的该电源供应器，其中，该指令码符合编码规则，其使得该指令码的码时间长度，大约为预设值，不随该指令码而改变。

11.一种控制方法，适用于电源供应器，其具有电流隔绝(galvanic insolated)的初级侧(primary side)与次级侧(secondary side)，该控制方法包含有；

将输入电源，转换为输出电源，其中该输入电源与该输出电源分别位于该初级侧与该次级侧；

循序地(sequentially)从该次级侧，传递数个指令位至该初级侧，而相对应产生数个接收位；以及

依据所述接收位，设定该输出电源的输出规格。

12.如权利要求11所述的该控制方法，其中，该电源供应器包含有光耦合器，而传递所述指令位的步骤，是通过该光耦合器。

13.如权利要求11所述的该控制方法，其中，所述指令位构成指令码，其符合编码规则，该控制方法还包含有：

检查所述接收位是否符合该编码规则；以及

当该接收位符合该编码规则时，依据所述接收位，设定该输出规格。

14.如权利要求13所述的该控制方法，其中，该编码规则可使得该指令码的码时间长度，大约为预设值，不随该指令码而改变。

15.如权利要求13所述的该控制方法，其中，该指令码包含有数个数据位以及数个校正位，该编码规则要求所述校正位反向于所述数据位。

16.如权利要求11所述的该控制方法，其中，所述指令位分别以位于该次级侧的数个脉冲来表示，每个指令位的逻辑值决定相对应的脉冲的脉冲宽度。

17.如权利要求11所述的该控制方法，还包含有：

从该次级侧，传递标头(header)至该初级侧；

其中传递所述指令位的该步骤，紧接于传递该标头的该步骤之后。

18.如权利要求17所述的该控制方法，其中，所述指令位分别以位于该次级侧的一端点上的数个脉冲来表示，每个指令位的逻辑值决定相对应的脉冲的脉冲宽度，该标头以该端点上的标头脉冲来表示，且该标头脉冲的标头脉冲宽度，均大于每个脉冲的脉冲宽度。

19.如权利要求11所述的该控制方法，还包含有：

依据所述接收位，来调控该输出电源的输出电压值。

20.如权利要求19所述的该控制方法，其中，该电源供应器还包含有变压器，该控制方法包含有：

从该初级侧，通过该变压器，检测该输出电压值。

21.一种初级侧控制器，其为集成电路，可适用于电源供应器，该电源供应器具有隔绝的初级侧以及次级侧，该初级侧控制器位于该初级侧，包含有：

脉冲宽度调制器，提供脉冲宽度调制信号，控制功率开关；

多功能接脚，该多功能接脚上具有端电压；

快速反应检测器，耦接至该脉冲宽度调制器与该多功能接脚之间，当该端电压符合第一条件时，通过该脉冲宽度调制器，使该功率开关开启；以及

过温保护电路，耦接至该脉冲宽度调制器与该多功能接脚之间，当该端电压符合第二条件时，通过该脉冲宽度调制器，使该功率开关维持关闭。

22.如权利要求21所述的该初级侧控制器，其中，当该端电压跨越参考电压，且该功率开关处于关闭状态时，该快速反应检测器于小最小关闭时间后，通过该脉冲宽度调制器，使该功率开关开启。

23.如权利要求21所述的该初级侧控制器，其中，比较该端电压与参考电压产生比较结果，且该第二条件为该比较结果持续维持在逻辑值超过预设过温度时间。

24.如权利要求21所述的该初级侧控制器，还包含有：

解码器，用以通过该多功能接脚来接收指令码，并据以决定参考电压；

其中，该指令码包含有数个指令位，循序地(sequentially)通过该多功能接脚，被该解码器所辨识；

该电源供应器使该次级侧的输出电压往目标值逼近；且

该目标值对应该参考电压。

25.如权利要求21所述的该初级侧控制器，还包含有：

参考电压选择器，耦接至该解码器的输出，从数个预设参考电压中择一，作为该参考电压。

26.一种电源供应器，具有隔绝的初级侧以及次级侧，包含有：

功率开关，位于该初级侧；

如权利要求21所述的该初级侧控制器；以及

热敏电阻，连接至该多功能接脚。

27.如权利要求26所述的该电源供应器，还包含有：

次级侧控制器，位于该次级侧；以及

光耦合器，耦接于该多功能接脚与该次级侧控制器之间；

其中，该次级侧控制器可提供指令码，该指令码包含有数个指令位，循序地通过该光耦合器以及该多功能接脚，传送到该初级侧控制器。