CN110190744A - 电源供应装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源供应装置及其控制方法，电源供应装置包含电压转换电路以及模式切换电路。电压转换电路用以接收第一电压，并将第一电压转换为第二电压。模式切换电路用以根据第二电压提供输出电压与输出电流至负载。模式切换电路包含切换开关。切换开关用以于电源供应装置操作于定电压输出模式时维持导通或维持关断，使得输出电压的电压值相应于第二电压，并于电源供应装置操作于定电流输出模式时于导通与关断之间切换，使得模式切换电路的输出电流为一定值。

Description

电源供应装置及其控制方法

技术领域

本案是关于一种电源供应装置，且特别是关于一种可操作在不同输出模式下的电源供应装置。

背景技术

随着服务器、数据中心(Data Center)用设备相关领域的技术发展，不同类型的服务器或数据中心具有不同的供电需求，而服务器或数据中心的供电电源亦需要提供范围更宽的输出电压范围以对服务器或数据中心供电。

此外，随着环保节能的意识兴起，如何在满足服务器及数据中心的供电需求的同时提高电源供应装置的转换效率，实为本技术领域的研究目标。

发明内容

本案的一态样为一种电源供应装置。电源供应装置包含电压转换电路以及模式切换电路。电压转换电路用以接收第一电压，并将第一电压转换为第二电压。模式切换电路用以根据第二电压提供输出电压与输出电流至负载。模式切换电路包含切换开关。切换开关用以于电源供应装置操作于定电压输出模式时维持导通或维持关断，使得输出电压的电压值相应于第二电压，并于电源供应装置操作于定电流输出模式时于导通与关断之间切换，使得模式切换电路的输出电流为一定值。

在部分实施例中，电源供应装置更包含控制电路，用以根据负载的负载状态输出控制信号至切换开关，以控制切换开关导通或关断。于定电压输出模式下，控制信号维持于固定准位。

在部分实施例中，电源供应装置更包含电流检测电路，用以检测输出电流并输出电流回授信号至控制电路。于定电流输出模式下，控制电路用以根据电流回授信号相应地输出控制信号于致能准位与禁能准位之间切换，以调整控制信号的责任周期或切换频率。

在部分实施例中，当输出电流为第一电流值时，控制信号具有第一责任周期与第一切换频率，当输出电流为第二电流值时，控制信号具有第二责任周期与第二切换频率。第一电流值大于第二电流值时，第一责任周期小于第二责任周期，或者第一切换频率低于第二切换频率。

在部分实施例中，当负载的负载状态小于门坎值时，控制信号维持于固定准位，当负载的负载状态大于门坎值时，控制电路用以输出控制信号于致能准位与禁能准位之间切换。

在部分实施例中，电压转换电路包含：直流交流转换单元，用以将第一电压转换为交流电压信号；变压器单元，变压器单元的原边侧电性耦接于直流交流转换单元；以及交流直流转换单元，电性耦接于变压器单元的副边侧，用以将耦合至副边侧的交流电压信号转换为第二电压。

在部分实施例中，模式切换电路包含降压转换电路，降压转换电路包含切换开关、二极管单元、电感单元以及电容单元。切换开关的第一端电性耦接于电压转换电路，二极管单元的阴极端电性耦接于电感单元的第一端，电感单元的第二端电性耦接于电容单元的第一端，电容单元的第二端电性耦接于二极管单元的阳极端，切换开关的第二端电性耦接于二极管单元的阴极端或二极管单元的阳极端。

在部分实施例中，模式切换电路包含升压转换电路。升压转换电路包含切换开关、二极管单元、电感单元以及电容单元。电感单元的第一端电性耦接于电压转换电路，电感单元的第二端电性耦接于切换开关的第一端以及二极管单元的阳极端，二极管单元的阴极端电性耦接于电容单元的第一端，电容单元的第二端电性耦接于切换开关的第二端。

本揭示内容的另一态样为一种电源供应装置的控制方法。电源供应装置的控制方法包含：通过电压转换电路，将第一电压转换为第二电压；通过模式切换电路，根据第二电压提供输出电压与输出电流至负载；于电源供应装置操作于定电压输出模式时，控制模式切换电路中的切换开关维持导通或维持关断，使得输出电压的电压值相应于第二电压；以及于电源供应装置操作于定电流输出模式时，控制切换开关于导通与关断之间切换，使得模式切换电路输出的输出电流为定值。

在部分实施例中，电源供应装置的控制方法更包含：通过控制电路，根据负载的负载状态输出控制信号至切换开关，以控制切换开关导通或关断，其中于定电压输出模式下，控制信号维持于固定准位。

在部分实施例中，电源供应装置的控制方法更包含：通过电流检测电路，检测输出电流并输出电流回授信号至控制电路；以及于定电流输出模式下，通过控制电路根据电流回授信号相应地输出控制信号于致能准位与禁能准位之间切换，以调整控制信号的责任周期或切换频率。

在部分实施例中，当输出电流为第一电流值时，控制信号具有第一责任周期与第一切换频率，当输出电流为第二电流值时，控制信号具有第二责任周期与第二切换频率，其中第一电流值大于第二电流值时，第一责任周期小于第二责任周期，或者第一切换频率低于第二切换频率。

在部分实施例中，电源供应装置的控制方法更包含：当负载的负载状态小于门坎值时，通过控制电路输出维持于固定准位的控制信号；以及当负载的负载状态大于门坎值时，通过控制电路输出控制信号于致能准位与禁能准位之间切换。

在部分实施例中，电源供应装置的控制方法，更包含：通过电压转换电路中电性耦接于变压器单元的原边侧的直流交流转换单元，将第一电压转换为交流电压信号；以及通过电压转换电路中电性耦接于变压器单元的副边侧的交流直流转换单元，将耦合至副边侧的交流电压信号转换为第二电压。

在部分实施例中，模式切换电路包含降压转换电路，降压转换电路包含切换开关、二极管单元、电感单元以及电容单元，切换开关的第一端电性耦接于电压转换电路，二极管单元的阴极端电性耦接于电感单元的第一端，电感单元的第二端电性耦接于电容单元的第一端，电容单元的第二端电性耦接于二极管单元的阳极端，切换开关的第二端电性耦接于二极管单元的阴极端或二极管单元的阳极端。

在部分实施例中，模式切换电路包含一升压转换电路，升压转换电路包含切换开关、二极管单元、电感单元以及电容单元，电感单元的第一端电性耦接于电压转换电路，电感单元的第二端电性耦接于切换开关的第一端以及二极管单元的阳极端，二极管单元的阴极端电性耦接于电容单元的第一端，电容单元的第二端电性耦接于切换开关的第二端。

附图说明

图1为根据本揭示内容部分实施例所绘示的电源供应装置的示意图。

图2为根据本揭示内容其他部分实施例所绘示的电源供应装置的示意图。

图3为根据本揭示内容部分实施例所绘示的电压转换电路的示意图。

图4和图5分别为根据本揭示内容其他部分实施例所绘示的直流交流转换单元的示意图。

图6和图7分别为根据本揭示内容其他部分实施例所绘示的交流直流转换单元的示意图。

图8和图9分别为根据本揭示内容其他部分实施例所绘示的电压转换电路的示意图。

图10为根据本揭示内容部分实施例所绘示的电源供应装置的控制方法流程图。

其中，附图标记

100 电源供应装置

120 电压转换电路

122 直流交流转换单元

124 变压器单元

126 交流直流转换单元

140 模式切换电路

160 控制电路

180 电流检测电路

200 负载

900 控制方法

Np 原边侧

Ns 副边侧

SW1、SW2 切换开关

Q31、Q32～Q91、Q92 晶体管开关

Lr、Lm、L1～L92 电感

Cin、Cr、C1～C91 电容

D1～D81 二极管单元

V1、V2、Vo 电压

Vs 交流电压信号

Io 电流

CS 控制信号

Ifb 电流回授信号

S1～S4 操作

具体实施方式

下文举实施例配合所附图式作详细说明，以更好地理解本案的态样，但所提供的实施例并非用以限制本揭露所涵盖的范围，而结构操作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本揭露所涵盖的范围。此外，根据业界的标准及惯常做法，图式仅以辅助说明为目的，并未依照原尺寸作图，实际上各种特征的尺寸可任意地增加或减少以便于说明。下述说明中相同元件将以相同的符号标示来进行说明以便于理解。

在全篇说明书与申请专利范围所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本揭露的描述上额外的引导。

此外，在本文中所使用的用词『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均为开放性的用语，即意指『包含但不限于』。此外，本文中所使用的『及/或』，包含相关列举项目中一或多个项目的任意一个以及其所有组合。

于本文中，当一元件被称为『连接』或『耦接』时，可指『电性连接』或『电性耦接』。『连接』或『耦接』亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用『第一』、『第二』、…等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位，亦非用以限定本发明。

请参考图1。图1为根据本案部分实施例所绘示的电源供应装置100的示意图。电源供应装置100用以接收电压V1，并输出输出电压Vo以及输出电流Io至负载200。举例来说，负载200可为各种服务器、数据中心用设备等等，但本揭示内容并不以此为限。

如图1所示，在部分实施例中，电源供应装置100包含电压转换电路120、模式切换电路140、控制电路160以及电流检测电路180。在结构上，电压转换电路120的输出端电性耦接于模式切换电路140的输入端。控制电路160电性耦接于模式切换电路140以及电流检测电路180。

在操作上，电压转换电路120用以接收电压V1，并将电压V1转换为电压V2。在部分实施例中，电压V1、电压V2可为直流电，电压转换电路120可由各种直流直流转换器实现，其详细内容将于后续段落中进行说明。

模式切换电路140用以自电压转换电路120接收电压V2，并根据电压V2提供输出电压Vo与输出电流Io至负载200。具体来说，模式切换电路140中的切换开关SW1可相应于电源供应装置100操作于定电压输出模式或定电流输出模式具有不同的操作，以实现电源供应装置100的定电压输出(Constant Voltage)或者定电流输出(Constant Current)。举例来说，在部分实施例中，电源供应装置100可对后端的负载200进行充电，并相应于负载200的充电曲线调整对后端充电的输出电压Vo与输出电流Io。

在图1所示实施例中，控制电路160用以根据负载200的负载状态输出控制信号CS至模式切换电路140中的切换开关SW1，以控制切换开关SW1导通或关断。具体来说，当负载200的负载状态小于门坎值时，控制信号CS可维持于固定准位，以控制电源供应装置100操作在定电压输出模式。于定电压输出模式下，由于控制信号CS维持于固定准位，使得切换开关SW1维持导通或维持关断。

举例来说，在本实施例中，模式切换电路140为一降压转换电路(Buckconverter)。降压转换电路包含切换开关SW1、二极管单元D1、电感单元L1以及电容单元C1。在结构上，切换开关SW1的第一端电性耦接于电压转换电路120的第一输出端。切换开关SW1的第二端电性耦接于二极管单元D1的阴极端。二极管单元D1的阴极端电性耦接于电感单元L1的第一端。电感单元L1的第二端电性耦接于电容单元C1的第一端。电容单元C1的第二端电性耦接于二极管单元D1的阳极端与电压转换电路120的第二输出端。

值得注意的是，在其他部分实施例中，降压转换电路亦可采用不同架构实现。举例来说，在其他部分实施例中，二极管单元D1的阴极端电性耦接于电感单元L1的第一端以及电压转换电路120的第一输出端。电感单元L1的第二端电性耦接于电容单元C1的第一端。电容单元C1的第二端电性耦接于二极管单元D1的阳极端。切换开关SW1的第一端电性耦接于电压转换电路120的第二输出端，切换开关SW1的第二端电性耦接于二极管单元D1的阳极端。此外，在各个实施例中，降压转换电路可由多种不同架构实现，以上列举仅为示例之用，并非用以限制本案。

切换开关SW1用以于电源供应装置100操作于定电压输出模式时相应于具有致能准位(如：高准位)的控制信号CS维持导通，使得输出电压Vo的电压值相应于电压V2，并在操作过程中维持恒定。

另一方面，当负载200的负载状态大于门坎值时，控制电路160用以输出控制信号CS于致能准位(如：高准位)与禁能准位(如：低准位)之间切换，以控制电源供应装置100操作在定电流输出模式下。于电源供应装置100操作于定电流输出模式时，切换开关SW1于导通与关断之间切换，使得模式切换电路140输出的输出电流Io为定值。

具体来说，电流检测电路180可用以检测输出电流Io并输出电流回授信号Ifb至控制电路160。电流检测电路180可通过各种方式，例如电流检测电阻(Sense Resistor)、霍尔感测元件(Hall Sensor)、比流器(Current Transformer)或是其他各种电流传感器实现。

于定电流输出模式下，控制电路160用以根据电流回授信号Ifb相应地输出控制信号CS于致能准位(如：高准位)与禁能准位(如：低准位)之间切换，以调整控制信号CS的责任周期(Duty Cycle)或切换频率(switching frequency)。如此一来，模式切换电路140便可做为降压转换电路进行控制，通过脉冲宽度调变(PWM)或脉冲频率调变(PFM)控制输出电压Vo及/或输出电流Io。

举例来说，在部分实施例中，于定电流输出模式下，当输出电流Io越大时，控制信号CS的切换频率便越低，责任周期越小。当输出电流Io越小时，控制信号CS的切换频率便越高，责任周期越大。换言之，当输出电流Io为第一电流值时，控制信号CS具有第一责任周期与第一切换频率。当输出电流Io为第二电流值时，控制信号CS具有第二责任周期与第二切换频率。当第一电流值大于第二电流值时，第一责任周期小于第二责任周期，或者第一切换频率低于第二切换频率。在部分实施例中，控制电路160亦可在输出负载提高时同时降低切换频率与责任周期，以实现定电流控制。

藉此，便可通过检测输出电流Io进行回授控制，以将输出电流Io维持在适当的目标值对负载200供电，以满足后端的电力需求。

此外，在不同实施例中，控制电路160亦可基于实际需求决定电源供应装置100的输出模式。举例来说，在部分实施例中，控制电路160可根据用户的设置改变电源供应装置100的输出模式。在部分实施例中，控制电路160可将电源供应装置100的输出电压Vo、输出电流Io任一者或其组合作为门坎值，以决定输出模式并输出相应的控制信号CS。

如此一来，电源供应装置100便可通过设置前级的电压转换电路120调整电压准位，并通过设置后级的模式切换电路140，选择启用或停用定电流输出模式。

此外，由于采用了电压转换电路120与模式切换电路140的二级电路架构，相较于仅采用单级电路120而言，电源供应装置100具有更宽的输出电压范围。举例来说，在部分实施例中，电压转换电路120操作于定电压模式时，电源供应装置100输出为额定电压值(例如：约240V)。对于采用单级电路的电源供应装置100而言，当进入到定电流模式时，最低电压仅能调整至额定电压值的约75％至约90％。在一例中，最低电压仅能调整至额定电压值的约80％(例如：约200V)。相对地，在本案的实施例中，通过后级的模式切换电路140的操作，最低电压能调整至额定电压值的约7％至约15％。在一例中，最低电压可能调整至额定电压值的约10％(例如：约20V)并维持在定电流模式。藉此，通过二级电路架构，在定电流输出时，电源供应装置100可操作在相对较宽的输出电压范围，以搭配各种服务器设备或数据中心的使用需求。此外，以上具体数值及数值范围仅为示例，并非用以限制本案。

当电源供应装置100不需输出定电流时，切换开关SW1便不需进行切换。由于开关器件的切换损失降低，电源供应装置100的整体转换效率(Efficiency)便可提高，实现更为节能、环保的电路设计。

请参考图2。图2为根据本案其他部分实施例所绘示的电源供应装置100的示意图。为便于理解起见，在图2中，与图1实施例相同或相似的元件以相同元件符号标示，其操作已于先前段落详细说明者，若非必要不再于此赘述。

和图1所示实施例相比，在图2所示实施例中，模式切换电路140为一升压转换电路(Boost converter)。升压转换电路包含切换开关SW2、二极管单元D2、电感单元L2以及电容单元C2。在结构上，电感单元L2的第一端电性耦接于电压转换电路120，电感单元L2的第二端电性耦接于切换开关SW2的第一端以及二极管单元D2的阳极端。二极管单元D2的阴极端电性耦接于电容单元C2的第一端。电容单元C2的第二端电性耦接于切换开关SW2的第二端。

在模式切换电路140为升压转换电路的实施例中，切换开关SW1用以于电源供应装置100操作于定电压输出模式时相应于具有禁能准位(如：低准位)的控制信号CS维持关断，使得输出电压Vo的电压值相应于电压V2，并在操作过程中维持恒定。

另一方面，当负载200的负载状态大于门坎值时，控制电路160用以输出控制信号CS于致能准位(如：高准位)与禁能准位(如：低准位)之间切换，以控制电源供应装置100操作在定电流输出模式下。于电源供应装置100操作于定电流输出模式时，切换开关SW1于导通与关断之间切换，使得模式切换电路140输出的输出电流Io为定值。本领域中具有通常知识者当明白切换开关SW1设置于升压转换电路、降压转换电路中的相似操作，故其细节不再于此赘述。此外，本揭示内容并不以此为限，在其他实施例中，模式切换电路140亦可由升降两用转换电路或其他合适的交换式电源转换电路实现。

此外，虽然在图1与图2的实施例中，切换开关SW1、SW2由N型的金属氧化物半导体场效晶体管(N-Type Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，N-TypeMOSFET)，但本揭示内容并不以此为限。在其他部分实施例中，切换开关SW1、SW2亦可由P型的金属氧化物半导体场效晶体管(P-Type Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor，P-Type MOSFET)实现。

由于P型MOSFET的致能与禁能操作与N型MOSFET相反，因此在以P型MOSFET实现的实施例中，于定电流输出模式下，当输出电流Io越大时，控制信号CS的切换频率便越低，责任周期越大。当输出电流Io越小时，控制信号CS的切换频率便越高，责任周期越小。换言之，当输出电流Io为第一电流值时，控制信号CS具有第一责任周期与第一切换频率。当输出电流Io为第二电流值时，控制信号CS具有第二责任周期与第二切换频率。当第一电流值大于第二电流值时，第一责任周期大于第二责任周期，或者第一切换频率低于第二切换频率。在部分实施例中，控制电路160亦可在输出负载提高时同时降低切换频率并提高责任周期，以实现定电流控制。

请参考图3。图3为根据本揭示内容部分实施例所绘示的电压转换电路120的示意图。如图3所示，在部分实施例中，电压转换电路120包含直流交流转换单元122、变压器单元124以及交流直流转换单元126。在结构上，变压器单元124的原边侧Np电性耦接于直流交流转换单元122，变压器单元124的副边侧Ns电性耦接于交流直流转换单元126。

在操作上，直流交流转换单元122用以将电压V1转换为交流电压信号Vs。交流直流转换单元126用以将耦合至副边侧Ns的交流电压信号Vs转换为电压V2。如此一来，电压转换电路120便可作为定电压源输出具有目标电压准位的电压V2至模式切换电路140，并实现变压器单元124的原边侧Np与副边侧Ns之间的电性隔离。

在不同实施例中，直流交流转换单元122和交流直流转换单元126可分别由不同具体电路实现。如图3所示，在部分实施例中，直流交流转换单元122可为一半桥LLC(Half-bridge LLC)电路，包含晶体管开关Q31、Q32，谐振电容Cr、谐振电感Lr、Lm。在部分实施例中，谐振电感Lr、Lm可分别为变压器单元124的漏电感以及激磁电感。晶体管开关Q31的第一端电性耦接于输入电容Cin的第一端，晶体管开关Q31的第二端电性耦接于晶体管开关Q32的第一端以及谐振电容Cr的第一端。晶体管开关Q32的第二端电性耦接于输入电容Cin的第二端。谐振电容Cr的第二端电性耦接于谐振电感Lr的第一端。谐振电感Lr的第二端电性耦接于谐振电感Lm的第一端以及原边侧Np的第一端。谐振电感Lm的第二端电性耦接于原边侧Np的第二端以及晶体管开关Q32的第二端。

交流直流转换单元126可为一全波整流电路。如图3所示，交流直流转换单元126可包含二极管单元D31、D32、D33、D34，以及滤波电容C31、C32以及滤波电感L31。在结构上，二极管单元D31的阴极端电性耦接于二极管单元D33的阴极端、滤波电容C31的第一端、滤波电感L31的第一端。二极管单元D31的阳极端电性耦接于二极管单元D32的阴极端以及副边侧Ns的第一端。二极管单元D32的阳极端电性耦接于二极管单元D34的阳极端、滤波电容C31的第二端以及滤波电容C32的第二端。二极管单元D33的阳极端电性耦接于二极管单元D34的阴极端以及副边侧Ns的第二端。滤波电感L31的第二端电性耦接于滤波电容C32的第一端。本领域中具有通常知识者，当明白直流交流转换单元122、交流直流转换单元126如何通过其中的电路器件实现电压转换，故其操作细节不再于此赘述。

请一并参考图4和图5。图4和图5分别为根据本揭示内容其他部分实施例所绘示的直流交流转换单元122的示意图。

如图4所示，在部分实施例中，直流交流转换单元122可为一全桥LLC(Full-bridgeLLC)电路，包含晶体管开关Q41、Q42、Q43、Q44，谐振电容Cr、谐振电感Lr、Lm。晶体管开关Q41的第一端和晶体管开关Q43的第一端电性耦接于输入电容Cin的第一端。晶体管开关Q41的第二端电性耦接于晶体管开关Q42的第一端以及谐振电容Cr的第一端。晶体管开关Q42的第二端电性耦接于输入电容Cin的第二端。谐振电容Cr的第二端电性耦接于谐振电感Lr的第一端。谐振电感Lr的第二端电性耦接于谐振电感Lm的第一端以及原边侧Np的第一端。谐振电感Lm的第二端电性耦接于原边侧Np的第二端、晶体管开关Q43的第二端以及晶体管开关Q44的第一端。晶体管开关Q44的第二端电性耦接于输入电容Cin的第二端。

如图5所示，在部分实施例中，直流交流转换单元122可为一相移式全桥(PhaseShift Full-bridge)电路，包含晶体管开关Q51、Q52、Q53、Q54，谐振电感Lr、Lm。晶体管开关Q51的第一端和晶体管开关Q53的第一端电性耦接于输入电容Cin的第一端。晶体管开关Q51的第二端电性耦接于晶体管开关Q52的第一端以及谐振电感Lr的第一端。晶体管开关Q52的第二端电性耦接于输入电容Cin的第二端。谐振电感Lr的第二端电性耦接于谐振电感Lm的第一端以及原边侧Np的第一端。谐振电感Lm的第二端电性耦接于原边侧Np的第二端、晶体管开关Q53的第二端以及晶体管开关Q54的第一端。晶体管开关Q54的第二端电性耦接于输入电容Cin的第二端。

请一并参考图6和图7。图6和图7分别为根据本揭示内容其他部分实施例所绘示的交流直流转换单元126的示意图。

如图6所示，在部分实施例中，交流直流转换单元126可为一中心抽头式(CenterTapped)整流电路，其包含晶体管开关Q61、Q62、以及滤波电容C61、C62以及滤波电感L61。在结构上，晶体管开关Q61的第一端与晶体管开关Q62的第一端分别电性耦接于副边侧Ns的第一端与第二端。副边侧Ns的中心抽头端电性耦接于滤波电容C61的第一端以及滤波电感L61的第一端。滤波电感L61的第二端电性耦接于滤波电容C62的第一端。滤波电容C61的第二端与滤波电容C62的第二端电性耦接于晶体管开关Q61的第二端与晶体管开关Q62的第二端。值得注意的是，在部分实施例中，晶体管开关Q61、Q62亦可由适当的二极管单元取代以实现中心抽头式整流电路。

如图7所示，在部分实施例中，交流直流转换单元126可为倍流整流电路(Currentdoubler)，其包含晶体管开关Q71、Q72、电感L71、L72以及电容C71。在结构上，晶体管开关Q71的第一端与晶体管开关Q72的第一端分别电性耦接于副边侧Ns的第一端与第二端。电感L71的第一端电性耦接于晶体管开关Q71的第一端，电感L72的第一端电性耦接于晶体管开关Q72的第一端，电感L71的第二端与电感L72的第二端共同电性耦接于电容C71的第一端。晶体管开关Q71的第二端与晶体管开关Q72的第二端共同电性耦接于电容C71的第二端。

请一并参考图8和图9。图8和图9分别为根据本揭示内容其他部分实施例所绘示的电压转换电路120的示意图。

如图8和图9所示，在部分实施例中，电压转换电路120可由反驰式(Flyback)转换电路实现。在图8的实施例中，电压转换电路120包含输入电容Cin、电感L81、L82，晶体管开关Q81，变压器单元124，二极管单元D81以及电容C81。在结构上，电感L81的第一端电性耦接于输入电容Cin的第一端，电感L81的第二端电性耦接于变压器单元124的原边侧Np的一端以及电感L82的第一端。电感L82的第二端电性耦接于变压器单元124的原边侧Np的另一端以及晶体管开关Q81的第一端。晶体管开关Q81的第二端电性耦接于输入电容Cin的第二端。二极管单元D81的阳极端电性耦接于变压器单元124的副边侧Ns的一端。二极管单元D81的阴极端电性耦接于电容C81的第一端。电容C81的第二端电性耦接于变压器单元124的副边侧Ns的另一端。

在图9的实施例中，于变压器单元124的副边侧Ns以晶体管开关Q92取代二极管单元D81进行同步整流。晶体管开关Q92电性耦接于电容C91的第二端以及变压器单元124的副边侧Ns的另一端之间。输入电容Cin、电感L91、L92，晶体管开关Q91，变压器单元124的电性连接关系与图8实施例相似，故于此不再赘述。

本领域中具有通常知识者，当明白图4～图7中所绘示的直流交流转换单元122、交流直流转换单元126以及图8和图9中所绘示的电压转换电路120如何通过其中的电路器件实现其功能，故其操作细节不再于此赘述。在各个实施例中，本领域具通常知识者可组合图3～图5中的直流交流转换单元122任一者与图3、图6～图7中的交流直流转换单元126任一者以实现电压转换电路120。以上揭示内容仅为示例，并非用以限制本案。

请参考图10。图10为根据本揭示内容部分实施例所绘示的电源供应装置100的控制方法900流程图。为便于理解本案，控制方法900搭配图1至图9中的实施例进行说明，但并不以此为限。如图10所示，控制方法900包含操作S1、S2、S3以及S4。

在操作S1中，通过电压转换电路120，将电压V1转换为电压V2。

在操作S2中，通过模式切换电路140，根据电压V2提供输出电压Vo与输出电流Io至负载200。

在操作S3中，于电源供应装置100操作于定电压输出模式时，控制模式切换电路140中的切换开关SW1维持导通或维持关断，使得输出电压Vo的电压值相应于电压V2。

在操作S4中，于电源供应装置100操作于定电流输出模式时，控制切换开关SW1于导通与关断之间切换，使得模式切换电路140输出的输出电流Io为定值。

在部分实施例中，控制方法900更包含通过电流检测电路180，检测输出电流Io并输出电流回授信号Ifb至控制电路160，以及通过控制电路160，根据负载200的负载状态输出控制信号CS至切换开关SW1，以控制切换开关SW1导通或关断。于定电压输出模式下，控制信号CS维持于固定准位。于定电流输出模式下，通过控制电路160根据电流回授信号Ifb相应地输出控制信号CS于致能准位与禁能准位之间切换，以调整控制信号CS的责任周期或切换频率。

在部分实施例中，控制方法900更包含：当负载200的负载状态小于门坎值时，通过控制电路160输出维持于固定准位的控制信号CS，以及当负载200的负载状态大于门坎值时，通过控制电路160输出控制信号CS于致能准位与禁能准位之间切换。

所属技术领域具有通常知识者可直接了解此控制方法900如何基于上述多个不同实施例中的电源供应装置100以执行该等操作及功能，故不再此赘述。

于上述的内容中，包含示例性的步骤。然而此些步骤并不必需依序执行。在本实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行。

值得注意的是，上述各实施例中的各个元件可以由各种类型的数字或模拟电路实现，亦可分别由不同的集成电路芯片实现。各个元件亦可整合至单一的数字控制芯片。上述仅为例示，本案并不以此为限，本领域具有通常知识者可根据实际需求选择各个元件的具体实现方式。举例来说，晶体管开关Q31～Q92、切换开关SW1可为金氧半场效晶体管(MetalOxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)、双极性接面型晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)或其他适当的半导体元件。控制电路160可为微控制器(Microcontroller Unit，MCU)、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)或以其他集成电路芯片实现。

综上所述，通过各个实施例中的电源供应装置100以及控制方法900，便可选择性地控制模式切换电路140中的切换开关SW1的启闭操作，并提高电源供应装置100整体的转换效率，以实现更为节能环保的电源供应。

虽然本揭示内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭示内容，任何熟习此技艺者，在不脱离本揭示内容的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本揭示内容的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (16)

1.一种电源供应装置，其特征在于，包含：

一电压转换电路，用以接收一第一电压，并将该第一电压转换为一第二电压；以及

一模式切换电路，用以根据该第二电压提供一输出电压与一输出电流至一负载，其中该模式切换电路包含一切换开关，该切换开关用以于该电源供应装置操作于一定电压输出模式时维持导通或维持关断，使得该输出电压的电压值相应于该第二电压，并于该电源供应装置操作于一定电流输出模式时于导通与关断之间切换，使得该模式切换电路的该输出电流为一定值。

2.如权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于，更包含：

一控制电路，用以根据该负载的一负载状态输出一控制信号至该切换开关，以控制该切换开关导通或关断，其中于该定电压输出模式下，该控制信号维持于一固定准位。

3.如权利要求2所述的电源供应装置，其特征在于，更包含：

一电流检测电路，用以检测该输出电流并输出一电流回授信号至该控制电路；

其中于该定电流输出模式下，该控制电路用以根据该电流回授信号相应地输出该控制信号于一致能准位与一禁能准位之间切换，以调整该控制信号的一责任周期或一切换频率。

4.如权利要求3所述的电源供应装置，其特征在于，当该输出电流为一第一电流值时，该控制信号具有一第一责任周期与一第一切换频率，当该输出电流为一第二电流值时，该控制信号具有一第二责任周期与一第二切换频率，其中该第一电流值大于该第二电流值时，该第一责任周期小于该第二责任周期，或者该第一切换频率低于该第二切换频率。

5.如权利要求3所述的电源供应装置，其特征在于，当该负载的该负载状态小于一门坎值时，该控制信号维持于该固定准位，当该负载的该负载状态大于该门坎值时，该控制电路用以输出该控制信号于该致能准位与该禁能准位之间切换。

6.如权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于，该电压转换电路包含：

一直流交流转换单元，用以将该第一电压转换为一交流电压信号；

一变压器单元，该变压器单元的一原边侧电性耦接于该直流交流转换单元；以及

一交流直流转换单元，电性耦接于该变压器单元的一副边侧，用以将耦合至该副边侧的该交流电压信号转换为该第二电压。

7.如权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于，该模式切换电路包含一降压转换电路，该降压转换电路包含该切换开关、一二极管单元、一电感单元以及一电容单元，其中该切换开关的一第一端电性耦接于该电压转换电路，该二极管单元的一阴极端电性耦接于该电感单元的一第一端，该电感单元的一第二端电性耦接于该电容单元的一第一端，该电容单元的一第二端电性耦接于该二极管单元的一阳极端，该切换开关的一第二端电性耦接于该二极管单元的该阴极端或该二极管单元的该阳极端。

8.如权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于，该模式切换电路包含一升压转换电路，该升压转换电路包含该切换开关、一二极管单元、一电感单元以及一电容单元，其中该电感单元的一第一端电性耦接于该电压转换电路，该电感单元的一第二端电性耦接于该切换开关的一第一端以及该二极管单元的一阳极端，该二极管单元的一阴极端电性耦接于该电容单元的一第一端，该电容单元的一第二端电性耦接于该切换开关的一第二端。

9.一种电源供应装置的控制方法，其特征在于，包含：

通过一电压转换电路，将一第一电压转换为一第二电压；

通过一模式切换电路，根据该第二电压提供一输出电压与一输出电流至一负载；

于该电源供应装置操作于一定电压输出模式时，控制该模式切换电路中的一切换开关维持导通或维持关断，使得该输出电压的电压值相应于该第二电压；以及

于该电源供应装置操作于一定电流输出模式时，控制该切换开关于导通与关断之间切换，使得该模式切换电路输出的该输出电流为一定值。

10.如权利要求9所述的电源供应装置的控制方法，其特征在于，更包含：

通过一控制电路，根据该负载的一负载状态输出一控制信号至该切换开关，以控制该切换开关导通或关断，其中于该定电压输出模式下，该控制信号维持于一固定准位。

11.如权利要求10所述的电源供应装置的控制方法，其特征在于，更包含：

通过一电流检测电路，检测该输出电流并输出一电流回授信号至该控制电路；以及

于该定电流输出模式下，通过该控制电路根据该电流回授信号相应地输出该控制信号于一致能准位与一禁能准位之间切换，以调整该控制信号的一责任周期或一切换频率。

12.如权利要求11所述的电源供应装置的控制方法，其特征在于，当该输出电流为一第一电流值时，该控制信号具有一第一责任周期与一第一切换频率，当该输出电流为一第二电流值时，该控制信号具有一第二责任周期与一第二切换频率，其中该第一电流值大于该第二电流值时，该第一责任周期小于该第二责任周期，或者该第一切换频率低于该第二切换频率。

13.如权利要求11所述的电源供应装置的控制方法，其特征在于，更包含：

当该负载的该负载状态小于一门坎值时，通过该控制电路输出维持于该固定准位的该控制信号；以及

当该负载的该负载状态大于该门坎值时，通过该控制电路输出该控制信号于该致能准位与该禁能准位之间切换。

14.如权利要求9所述的电源供应装置的控制方法，其特征在于，更包含：

通过该电压转换电路中电性耦接于一变压器单元的一原边侧的一直流交流转换单元，将该第一电压转换为一交流电压信号；以及

通过该电压转换电路中电性耦接于该变压器单元的一副边侧的一交流直流转换单元，将耦合至该副边侧的该交流电压信号转换为该第二电压。

15.如权利要求9所述的电源供应装置的控制方法，其特征在于，该模式切换电路包含一降压转换电路，该降压转换电路包含该切换开关、一二极管单元、一电感单元以及一电容单元，该切换开关的一第一端电性耦接于该电压转换电路，该二极管单元的一阴极端电性耦接于该电感单元的一第一端，该电感单元的一第二端电性耦接于该电容单元的一第一端，该电容单元的一第二端电性耦接于该二极管单元的一阳极端，该切换开关的一第二端电性耦接于该二极管单元的该阴极端或该二极管单元的该阳极端。

16.如权利要求9所述的电源供应装置的控制方法，其特征在于，该模式切换电路包含一升压转换电路，该升压转换电路包含该切换开关、一二极管单元、一电感单元以及一电容单元，该电感单元的一第一端电性耦接于该电压转换电路，该电感单元的一第二端电性耦接于该切换开关的一第一端以及该二极管单元的一阳极端，该二极管单元的一阴极端电性耦接于该电容单元的一第一端，该电容单元的一第二端电性耦接于该切换开关的一第二端。