CN111525514B - 具有过温度保护补偿的电源转换器 - Google Patents

具有过温度保护补偿的电源转换器 Download PDF

Info

Publication number
CN111525514B
CN111525514B CN202010006339.8A CN202010006339A CN111525514B CN 111525514 B CN111525514 B CN 111525514B CN 202010006339 A CN202010006339 A CN 202010006339A CN 111525514 B CN111525514 B CN 111525514B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
voltage
control unit
over
side control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010006339.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111525514A (zh
Inventor
彭左任
王思浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chicony Power Technology Co Ltd
Original Assignee
Chicony Power Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from TW108141050A external-priority patent/TWI726482B/zh
Application filed by Chicony Power Technology Co Ltd filed Critical Chicony Power Technology Co Ltd
Publication of CN111525514A publication Critical patent/CN111525514A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111525514B publication Critical patent/CN111525514B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/1213Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for DC-DC converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H02M3/33523Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with galvanic isolation between input and output of both the power stage and the feedback loop
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/327Means for protecting converters other than automatic disconnection against abnormal temperatures

Abstract

本发明公开一种具有过温度保护补偿的电源转换器,包括:主转换单元、初级侧控制单元、次级侧控制单元、次级侦测电路及过温度调整线路。次级侧控制单元通过次级侦测电路得知次级电压变化值,且次级侧控制单元根据次级电压变化值而对应地提供电流变化值至过温度调整线路;过温度调整线路根据电流变化值而提供温控电压,使初级侧控制单元根据温控电压判断是否启动过温度保护。本发明可根据不同电压值的输入电压或不同负载的输出电流进行过温度保护点位的补偿,以动态地调整过温度保护点。

Description

具有过温度保护补偿的电源转换器
技术领域
本发明涉及一种具有过温度保护补偿的电源转换器,尤指一种设置于转换单元次级侧的具有过温度保护补偿的电源转换器。
背景技术
在电源转换器的技术领域中,电源转换器内部控制器的过温度保护(OverTemperature Protection;OTP)机制一直都是不可或缺的。但是,无论在电源转换器的输入电压为低电压或高电压,或者输出电流为轻载或满载,电源转换器必须要到达一固定温度以上,才能够触发过温度保护的阻值。因此,电源转换器在输入电压变化或输出电流变化的情况下,会造成实际触发过温度保护机制的触发点不同,如此将使得控制器延误启动过温度保护机制,进而提高了电源转换器损坏的风险。
具体而言,由于电源转换器在输入电压为低电压或高电压时,或者输出电流为轻载或满载时的转换效率不同,使得过温度保护的触发点实际上会因为输入电压的不同或输出电流的不同而有所差异。通常,在电源转换器输入电压为高电压,转换效率好,使得能量的转换所造成的热损失少。反的,在电源转换器输入电压为低电压时,转换效率较差,使得能量的转换所造成的热损失较多。因此,会造成电源转换器在上述状况的差异的下,实际触发过温度保护机制的触发点不同。
尤其在安规IEC62368以后的规范中,限制电源转换器在不正常的情况发生时,控制器塑料外壳的最高表面温度不得超过摄氏87度。因此,在上述规范,且电源转换器输入电压为高电压,或者输出电流为满载或轻载时,很容易造成电源转换器实际上已经过载了,但是过温度保护机制却并未启动。而为了避免这样的情况发生,可能必须将过温度保护机制的触发点设计在电源转换器输入电压为低电压或输出电流为轻载的触发点。但是若设计在此触发点的下,而电源转换器处于输入电压为高电压或输出电流为满载时,却是离实际上的过温度保护机制的触发点有一大段的误差,使得过温度保护机制失去意义。
因此,如何设计出一种具有过温度保护补偿的电源转换器,设置于转换单元的次级侧,且根据不同电压值的输入电压或不同负载的输出电流进行过温度保护点位的补偿,以动态地调整过温度保护点,乃为本案发明人所欲行研究的重要课题。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种具有过温度保护补偿的电源转换器,以克服现有技术的问题。
因此,本发明的具有过温度保护补偿的电源转换器,包括:主转换单元,包括初级侧与次级侧,初级侧耦接输入电压,次级侧耦接次级整流滤波电路。初级侧控制单元,耦接初级侧。次级侧控制单元,耦接初级侧控制单元。次级侦测电路,耦接次级侧。及过温度调整线路,耦接次级侧控制单元。其中,次级侧控制单元通过次级侦测电路得知次级电压变化值,且次级侧控制单元根据次级电压变化值而对应地提供电流变化值至过温度调整线路;过温度调整线路根据电流变化值而提供温控电压,使次级侧控制单元根据温控电压判断是否启动过温度保护。
于一实施例中,次级侧控制单元通过初级侧控制单元关闭主转换单元,以启动过温度保护。
于一实施例中,更包括:保护开关,耦接次级整流滤波电路。其中,次级侧控制单元通过关断保护开关,以启动过温度保护。
于一实施例中,过温度调整线路包括温控电阻,温控电阻根据环境温度而产生温控阻值,且电流变化值流过温控阻值而产生温控电压。
于一实施例中,次级侧控制单元包括比较单元,且当比较单元判断温控电压低于参考电压时,次级侧控制单元启动过温度保护。
于一实施例中,输入电压较高时,次级侧控制单元所提供的电流变化值较高,且输入电压较低时,次级侧控制单元所提供的电流变化值较低。
于一实施例中,更包括:辅助绕组,耦接次级侦测电路与主转换单元。其中,辅助绕组通过主转换单元而得到对应输入电压变化或次级整流滤波电路所提供的输出电流变化的辅助电压,且次级侦测电路根据辅助电压而提供次级电压变化值。
于一实施例中,次级侦测电路包括:电阻,耦接辅助绕组。及分压元件,耦接电阻。其中,分压元件为分压电阻或电容,且电阻与分压元件之间的节点耦接次级侧控制单元;电阻接收辅助电压,且根据辅助电压而通过节点提供次级电压变化值。
于一实施例中,次级侦测电路更包括:二极管,耦接电阻。其中,二极管限制辅助电压的极性。
于一实施例中,次级侦测电路耦接次级整流滤波电路,且根据次级整流滤波电路所提供的输出电流的变化而得知次级电压变化值。
于一实施例中,次级侦测电路包括:侦测电阻,耦接次级整流滤波电路与次级侧控制单元。其中,输出电流流经侦测电阻而产生次级电压变化值。
于一实施例中,次级侧控制单元根据负载提供的交握信号而提供次级电压变化值。
为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,相信本发明的目的、特征与特点,当可由此得一深入且具体的了解,然而所附图式仅提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明具有过温度保护补偿的电源转换器第一实施例的电路方块图;
图2A为本发明初级侦测电路侦测方式第一实施例的电路方块图;
图2B为本发明初级侦测电路侦测方式第二实施例的电路方块图;
图2C为本发明初级侦测电路侦测方式第三实施例的电路方块图;
图3A为本发明初级侦测电路第一实施例的电路图;
图3B为本发明初级侦测电路第二实施例的电路图;
图4为本发明过温度调整线路与初级侧控制单元的过温度比较电路图;
图5A为本发明过温度保护方式第一实施例的电路方块图;
图5B为本发明过温度保护方式第二实施例的电路方块图;及
图6为本发明具有过温度保护补偿的电源转换器第二实施例的电路方块图。
其中,附图标记:
100、100’…电源转换器
1…初级整流滤波电路
2…主转换单元
22…功率开关
3…次级整流滤波电路
4…控制模块
42…初级侧控制单元
44、44’…次级侧控制单元
442…比较单元
46、46’…次级侦测电路
462…电阻
464…分压元件
D…二极管
Rs…侦测电阻
48、48’…过温度调整线路
482…温度补偿线路
482A…侦测电路
482A-1…电阻
482A-2…分压元件
482B…压控开关
482C…控制单元
Q1…第一开关
Q2…第二开关
X…输入端
Y…输出端
Z…控制端
482D…补偿电阻
Rc1…第一补偿电阻
Rc2…第二补偿电阻
Rt…温控电阻
5…辅助绕组
6…保护开关
200…负载
Vin…输入电压
Vo…输出电压
Vd…直流电压
Vs…次级电压
Va…辅助电压
Va…侦测电压
Vc…次级电压变化值
Vc1…电压变化值
Vt…温控电压
Vr…参考电压
Vcc…工作电压
Io…输出电流
Ic…电流变化值
If…电流固定值
Ss…切换信号
Sf…回授信号
St…过温度信号
Sc…控制信号
Sg…交握信号
Sp…保护信号
A、B…节点
具体实施方式
兹有关本发明的技术内容及详细说明,配合图式说明如下:
请参阅图1为本发明具有过温度保护补偿的电源转换器第一实施例的电路方块图。电源转换器100接收输入电压Vin,且转换输入电压Vin为输出电压Vo对负载200供电。其中,电源转换器100为可接受宽输入电压Vin的电源转换器100,其可接受的输入电压Vin范围为90V~264V。电源转换器100包括初级整流滤波电路1、主转换单元2、次级整流滤波电路3及控制模块4。主转换单元2的初级侧耦接初级整流滤波电路1,且次级侧耦接次级整流滤波电路3。控制模块4控制主转换单元2将输入电压Vin由初级整流滤波电路1、主转换单元2及次级整流滤波电路3的路径转换为输出电压Vo,且由次级整流滤波电路3提供输出电压Vo与输出电流Io至负载200。初级整流滤波电路1将输入电压Vin整流滤波为直流电压Vd,且主转换单元2通过功率开关22的切换而将直流电压Vd转换为次级电压Vs。次级整流滤波电路3将次级电压Vs整流滤波为输出电压Vo,且将输出电压Vo与负载所需的输出电流Io提供至负载200。
控制模块4包括初级侧控制单元42、次级侧控制单元44、次级侦测电路46及过温度调整线路48,且初级侧控制单元42耦接主转换单元2的功率开关22,以提供切换信号Ss控制主转换单元2将直流电压Vd转换为次级电压Vs。次级侧控制单元44耦接次级整流滤波电路3,且根据输出电压Vo而提供回授信号Sf至初级侧控制单元42,使初级侧控制单元42根据回授信号Sf而调整切换信号Ss的占空比,进而稳定输出电压Vo的电压值。其中,次级侧控制单元44与初级侧控制单元42之间可加装耦合单元(图未示,例如但不限于光耦合器),以使初级侧控制单元42与次级侧控制单元44之间信号的传输具有电气隔离的效果。次级侦测电路46耦接次级侧控制单元44,且次级侧控制单元44通过次级侦测电路46获得次级电压变化值Vc。过温度调整线路48耦接次级侧控制单元44,且次级侧控制单元44根据次级电压变化值Vc而对应地提供电流变化值Ic至过温度调整线路48。过温度调整线路48根据电流变化值Ic而提供温控电压Vt至次级侧控制单元44,使次级侧控制单元44能够根据温控电压Vt判断是否启动过温度保护。
具体而言,次级侧控制单元44所提供的电流变化值Ic的高低是随着次级电压变化值Vc高低的变动而变动,且电源转换器100具有两种可影响次级电压变化值Vc的参数(以虚线表示)。其中之一为:次级电压变化值Vc的高低是随着输入电压Vin的变动而变动。当输入电压Vin较高时,次级侦测电路46所提供的次级电压变化值Vc较高,使得次级侧控制单元44所提供该电流变化值Ic较高。当输入电压Vin较低时,次级侦测电路46所提供的次级电压变化值Vc较低,使得次级侧控制单元44所提供的电流变化值Ic较低。另一种为:次级电压变化值Vc的高低是随着输出电流Io的变动而变动(意即,随着负载200为轻载、重载或过载而变化)。当输出电流Io较高时,次级侦测电路46所提供的次级电压变化值Vc较高,使得次级侧控制单元44所提供该电流变化值Ic较高。当输出电流Io较低时,次级侦测电路46所提供的次级电压变化值Vc较低,使得次级侧控制单元44所提供的电流变化值Ic较低。值得一提,于本发明的一实施例中,上述输入电压Vin与输出电流Io的举例可以是相反的。意即,当输入电压Vin较高时,次级侦测电路46所提供的次级电压变化值Vc较高,使得次级侧控制单元44所提供该电流变化值Ic较低。以及,当输出电流Io较高时,次级侦测电路46所提供的次级电压变化值Vc较高,使得次级侧控制单元44所提供电流变化值Ic较低。依此类推,在此不再加以赘述。
过温度调整线路48根据电流变化值Ic与过温度调整线路48所在位置的环境温度而提供温控电压Vt至次级侧控制单元44。因此,次级侧控制单元44启动过温度保护的过温度保护点是随着输入电压Vin的高低而变动,或者次级侧控制单元44启动过温度保护的过温度保护点是随着输出电流Io的高低而变动。所以,通过上述补偿的方式,可避免电源转换器100在不同输入电压Vin或不同输出电流Io的条件下,因效率的差异而导致过温度保护无法正常触发,进而避免延误过温度保护的风险。
进一步而言,本发明的具有过温度保护补偿的电源转换器100由于是根据输入电压Vin或输出电流Io的高低而补偿过温度保护的过温度保护点,因此,只要可得知输入电压Vin或输出电流Io高低的侦测方式,皆可应用于本发明之中,其侦测方式将于后文有进一步地说明。
请参阅图2A为本发明次级侦测电路侦测方式第一实施例的电路方块图、图2B为本发明次级侦测电路侦测方式第二实施例的电路方块图及图2C为本发明次级侦测电路侦测方式第三实施例的电路方块图,复配合参阅图1。如图2A所示,电源转换器100更包括辅助绕组5。辅助绕组5耦接主转换单元2的变压器的次级侧,且通过电磁耦合的方式获得辅助电压Va。次级侦测电路46耦接辅助绕组5,且根据辅助电压Va而提供次级电压变化值Vc。其中,当输入电压Vin高低发生变化时,辅助绕组5所获得的辅助电压Va的电压值会随着输入电压Vin的高低而改变。因此,输入电压Vin高低的变化可通过侦测辅助绕组5上的辅助电压Va而得知。而且,当输出电流Io高低发生变化时,辅助绕组5所获得的辅助电压Va的电压的占空比(Duty Cycle)会随着输出电流Io的高低而改变。因此,输出电流Io高低的变化可通过侦测辅助绕组5上的辅助电压Va而得知。此种侦测方式可同时适用于侦测输入电压Vin的高低或输出电流Io的高低,因此次级侧控制单元44要根据何者做为来源,可根据实际电路状况所决定。
如图2B所示,次级侦测电路46耦接次级整流滤波电路3,且次级侦测电路46根据输出电流Io而提供次级电压变化值Vc。当输出电流Io提供至负载200时,输出电流Io流过次级侦测电路46。因此,输出电流Io高低的变化可通过侦测流过次级侦测电路46上的输出电流Io而得知。如图2C所示,次级侦测电路46为次级侧控制单元44内部的通讯单元,且次级侧控制单元44通过通讯单元耦接负载200。次级侧控制单元44通过通讯单元与负载200相互通讯,使得次级侧控制单元44可根据负载200所提供的交握信号Sg而得知次级电压变化值Vc。具体而言,如图2C所示的侦测方式,其负载200与次级侧控制单元44必须为具有电力输送(Power Delivery)功能的控制器。通过负载200与次级侧控制单元44相互通讯,次级侧控制单元44可通过负载200所提供的交握信号Sg得知负载200的电压、电流、温度、功率等信息,进而通过交握信号Sg得知次级电压变化值Vc。
由于次级侦测电路46至少包括上述图2A~图2C的侦测方式,因此除了图2C的侦测方式是利用通讯线耦接负载200与次级侧控制单元44之外,图2A与图2B内部的电路必须因应上述的侦测方式而有所不同。请参阅图3A为本发明初级侦测电路第一实施例的电路图、图3B为本发明初级侦测电路第二实施例的电路图。如图3A所示,且配合参阅图2A,次级侦测电路46包括电阻462与分压元件464。电阻462耦接辅助绕组5(请参阅图2A的耦接关系),且分压元件464耦接电阻462。电阻462与分压元件464之间的节点A耦接次级侧控制单元44,且电阻462接收的辅助电压Va。其中,辅助电压Va的电压值响应输入电压Vin的变化,且辅助电压Va的电压的占空比响应输出电流Io的变化辅助电压Va经过电阻462与分压元件464分压后,于节点A提供次级电压变化值Vc至次级侧控制单元44。其中,分压元件464可以为分压电阻或电容。当分压元件464为分压电阻时,元件成本较为便宜,且动态响应较佳。当分压元件464为电容时,其具有能量储存的功能,因此相较于分压电阻更能稳定次级电压变化值Vc的数值,但动态响应较差。
次级侦测电路46更可包括二极管D(以虚线表示),且二极管D耦接电阻462。二极管D用以限制辅助电压Va的极性,以避免次级电压变化值Vc产生错误极性的电压。具体而言,由于辅助电压Va可能会有负电压(由于功率开关22切换导通之故)。当为负电压时,所产生的次级电压变化值Vc的数值为负值,其有可能会造成次级侧控制单元44无法接受负电压而损坏(若次级侧控制单元44本身具有限制次级电压变化值Vc极性的功能,则不在此限)。因此,必须要使用二极管D来限制辅助电压Va的极性,以避免上述状况发生。
如图3B所示,且配合参阅图2B,次级侦测电路46’包括侦测电阻Rs。侦测电阻Rs耦接次级整流滤波电路3至负载200的路径上,且侦测电阻Rs的两端分别与次级侧控制单元44的两个不同端点连接。当输出电流Io流过侦测电阻Rs时,侦测电阻Rs两端的压降(即为次级电压变化值Vc)也会随之产生变化。因此,次级侧控制单元44可通过侦测电阻Rs两端的压降得知输出电流Io高低的变化。
请参阅图4为本发明过温度调整线路与初级侧控制单元的过温度比较电路图,复配合参阅图1~图3B。过温度调整线路48包括温控电阻Rt(例如但不限于,负温度系数电阻),且温控电阻Rt根据所在位置的环境温度而产生温控阻值。当环境温度越高时,温控阻值越小,且当环境温度越低时,温控阻值越大。当电流变化值Ic流过温控电阻Rt时,会在温控电阻Rt两端产生压降,其压降为温控电压Vt。次级侧控制单元44包括比较单元442,且比较单元442的其中一输入端接收温控电压Vt,比较单元442的另一输入端接收参考电压Vr。比较单元442比较温控电压Vt与参考电压Vr而判断是否提供过温度信号St,以使次级侧控制单元44根据是否收到过温度信号St而提供过温度保护。
具体而言,由于电流变化值Ic是随着输入电压Vin或输出电流Io的高低而有所变动,且温控阻值是随着环境温度而改变,使得温控电压Vt同时会随着输入电压Vin与环境温度而变动(或随着输出电流Io与环境温度而变动)。然后,再利用固定电压值的参考电压Vr比较温控电压Vt即可使次级侧控制单元44得知是否需启动过温度保护。其中,参考电压Vr的数值即为过温度保护的点位。
请参阅图1~图4,且以输入电压Vin为例。当输入电压Vin较高(例如但不限于,264V)时,图2A侦测方式所得到的次级电压变化值Vc的电压值较高,使得次级侧控制单元44根据较高电压值的次级电压变化值Vc而产生较高电流值的电流变化值Ic。当输入电压Vin较低(例如但不限于,90V)时,图2A侦测方式所得到的次级电压变化值Vc的电压值较低,使得次级侧控制单元44根据较低电压值的次级电压变化值Vc而产生较低电流值的电流变化值Ic。
在环境温度为定值的情况下(意即,温控阻值为定值),输入电压Vin为264V时,次级侧控制单元44所获得的温控电压Vt较输入电压Vin为90V时还来的高,使得输入电压Vin为264V时的温控电压Vt的电压值离过温度保护点位(意即,参考电压Vr)较输入电压Vin为90V时还要来的远。因此,若在环境温度变动的情况下,输入电压Vin为264V时需要较高的环境温度(相对于输入电压Vin为90V)才能触发过温度保护。值得一提,在输入电压为90V时,恰与上述输入电压为264V时相反,在此不再加以赘述。此外,次级侧控制单元44所提供的电流变化值Ic可为根据输入电压Vin线性变化而线性变化的数值(意即,电流变化值Ic的曲线正比于输入电压Vin线性变化的曲线),但也可为根据输入电压Vin线性变化而分段改变的数值(例如但不限于,改变的点位为90V、170V、264V),其可根据次级侧控制单元44所设定的分辨率而调整。上述相同的例子应用在图3B的实施例时,电流变化值Ic的变化正比于输出电流Io的高低,其相似于上述输入电压Vin高低的差异,在此不再加以赘述。
以图4的电路搭配图2A与图3A的电路为例,且次级电压变化值Vc的高低是随着输入电压Vin的变动而变动。假设电源转换器100外壳温度设定在90度时次级侧控制单元44提供过温度保护,且过温度保护的电压为0.5V(意即,参考电压为0.5V)。在此条件下,假设输入电压Vin为90V时,温控电阻Rt的温控阻值为1奥姆,且输入电压Vin为264V时,温控电阻Rt的温控阻值为2奥姆。在输入电压Vin为90V时,次级侧控制单元44根据次级电压变化值Vc得知输入电压Vin为90V,且提供500mA的电流变化值Ic至温控电阻Rt。此时,若电源转换器100外壳温度到达90度时,温控电阻Rt与电流变化值Ic所产生的温控电压Vt即为0.5V(1奥姆*500mA)。因此,次级侧控制单元44即提供过温度保护。在输入电压Vin为264V时,次级侧控制单元44根据次级电压变化值Vc得知输入电压Vin为264V,且提供250mA的电流变化值Ic至温控电阻Rt。此时,若电源转换器100外壳温度到达90度时,温控电阻Rt与电流变化值Ic所产生的温控电压Vt即为0.5V(2奥姆*250mA)。因此,次级侧控制单元44即提供过温度保护。
上述同样范例应用在次级电压变化值Vc的高低随着输出电流Io的变动而变动的情况下(意即通过辅助电压Va的电压的占空比得知负载状况),其过温度保护的计算方式相似于上述次级电压变化值Vc的高低随着输入电压Vin的变动而变动的情况。在输出电流Io为过载时(通过占空比而得知),次级侧控制单元44根据次级电压变化值Vc得知输出电流Io为过载。此时,次级侧控制单元44内部设定延迟时间。在输出电流Io为过载,且超过延迟时间后,次级侧控制单元44即将电流变化值Ic变更为200mA。由于在过载的情况,温控电阻Rt的阻值必定会小于2奥姆(因为环境温度升高,温控电阻Rt的阻值变小)。因此,温控电阻Rt与电流变化值Ic(假设过载时的温控电阻Rt为1.5奥姆)所产生的温控电压Vt必定会小于过温度保护点的0.5V(1.5奥姆*200mA)。因此,次级侧控制单元44即提供过温度保护。
在图4的电路搭配图2B与图3B的电路的情况下,其过温度保护的计算方式相似于上述次级电压变化值Vc的高低随着输出电流Io的变动而变动的情况。意即,当负载为轻载时,输出电流Io较低,使得侦测电阻Rs两端的压降(即为次级电压变化值Vc)较低。当负载为满载时,输出电流Io较高,使得侦测电阻Rs两端的压降(即为次级电压变化值Vc)较高。当负载为过载时,次级侧控制单元44内部同样会设定延迟时间。当超过延迟时间仍过载,则次级侧控制单元44即会调降电流变化值Ic。其余的计算即控制方式同于上述次级电压变化值Vc的高低随着输出电流Io的变动而变动的情况,在此不再加以赘述。
请参阅图5A为本发明过温度保护方式第一实施例的电路方块图、请参阅图5B为本发明过温度保护方式第二实施例的电路方块图,复配合参阅图1~图4。次级侧控制单元44启动过温度保护至少具有两种保护方式,其保护方式可根据电路实际状况而选择至少其中之一的保护方式进行过温度保护。如图5A所示,当次级侧控制单元44收到比较单元442所提供的过温度信号St时,次级侧控制单元44提供对应过温度信号St的保护信号Sp至初级侧控制单元42。初级侧控制单元42收到保护信号Sp后,通过关断主转换单元2的功率开关22而关闭该主转换单元2,使得主转换单元2不再工作,以提供过温度保护。如图5B所示,次级整流滤波电路3至负载200的路径上串联了保护开关6。保护开关6用以在电源转换器100发生故障时,提供故障保护之用,其在具有电力输送(Power Delivery)功能的电源转换器100中,是必须要具备的元件。因此,在电源转换器100发生过温度时,也可利用此保护开关6进行过温度的保护。当次级侧控制单元44收到比较单元442所提供的过温度信号St时,次级侧控制单元44提供对应过温度信号St的保护信号Sp至保护开关6,使次级侧控制单元44通过关断保护开关6而断路次级整流滤波电路3至负载200的路径,进而启动过温度保护。
请参阅图6为本发明具有过温度保护补偿的电源转换器第二实施例的电路方块图,复配合参阅图1~图5B。本实施例与图1的第一实施例差异在于,次级侧控制单元44’根据次级电压变化值Vc而产生电流固定值If,且提供电流固定值If至过温度调整线路48’。意即,电流固定值If不会随着输入电压Vin的电压值或输出电流Io的变动而变动。过温度调整线路48’除了具有根据所在位置的环境温度而产生温控阻值外,更具有根据输入电压Vin的电压值高低而产生阻值的变化的电阻变化值。过温度调整线路48’根据电流固定值If与电阻变化值而提供温控电压Vt至次级侧控制单元44’,使次级侧控制单元44’能够根据温控电压Vt判断是否启动过温度保护。
具体而言,过温度调整线路48’包括温度补偿线路482与温控电阻Rt,且温度补偿线路482耦接次级侧控制单元44’与温控电阻Rt。温控电阻Rt与图4的实施例相同,其根据所在位置的环境温度而产生温控阻值,且温度补偿线路482根据输入电压Vin的变化而对应地产生电阻变化值。当输入电压Vin较高时(例如但不限于,264V),温度补偿线路482所提供的电阻变化值较高,且输入电压Vin较低时(例如但不限于,264V),温度补偿线路482所提供的电阻变化值较低。当电流固定值If流过过温度调整线路48’时,会在温度补偿线路482产生第一温控电压(意即,第一温控电压即为电阻变化值与电流固定值If的乘积),且在温控电阻Rt两端产生第二温控电压。第一温控电压加上第二温控电压即为温控电压Vt。然后,次级侧控制单元44’根据温控电压Vt判断是否启动过温度保护。
值得一提,于本发明的一实施例中,温度补偿线路482不限定如图6般的耦接方式,其可耦接于次级侧控制单元44’与温控电阻Rt之间,或耦接温控电阻Rt与接地点之间。此外,于本发明的一实施例中,图6第二实施例的电源转换器100’未叙明的电路结构及控制方式同于图1,且同样适用图2A~图2C的次级电压变化值Vc的侦测方式,以及次级侦测电路46的内部结构同样适用图3A~图3B的电路结构,在此不再加以赘述。
综上所述,本发明的实施例的主要优点与功效在于,本发明的具有过温度保护补偿的电源转换器由于是根据输入电压的高低而补偿过温度保护的过温度保护点。因此,次级侧控制单元启动过温度保护的过温度保护点是随着输入电压的高低而变动。所以,通过上述补偿的方式,可避免电源转换器在不同输入电压的条件下,因效率的差异而导致过温度保护无法正常触发,进而避免延误过温度保护的风险。
惟,以上所述,仅为本发明较佳具体实施例的详细说明与图式,惟本发明的特征并不局限于此,并非用以限制本发明,本发明的所有范围应以下述的申请专利范围为准,凡合于本发明申请专利范围的精神与其类似变化的实施例,皆应包括于本发明的范畴中,任何熟悉该项技艺者在本发明的领域内,可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在以下本案的专利范围。此外,在申请专利范围和说明书中提到的特征可以分别单独地或按照任何组合方式来实施。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有过温度保护补偿的电源转换器,其特征在于,包括:
一主转换单元,包括一初级侧与一次级侧,该初级侧耦接一输入电压,该次级侧耦接一次级整流滤波电路,该电源转换器所接受的输入电压为宽范围的输入电压;
一初级侧控制单元,耦接该初级侧;
一次级侧控制单元,耦接该初级侧控制单元;
一次级侦测电路,耦接该次级侧;及
一过温度调整线路,耦接该次级侧控制单元;
其中,该次级侧控制单元通过该次级侦测电路与一负载相互通讯而根据该负载提供的一交握信号得知一次级电压变化值,且该次级侧控制单元根据该次级电压变化值而对应地提供一电流变化值至该过温度调整线路;该过温度调整线路根据该电流变化值而提供一温控电压,使该次级侧控制单元根据该温控电压判断是否启动一过温度保护。
2.根据权利要求1所述的电源转换器,其特征在于,该次级侧控制单元通过该初级侧控制单元关闭该主转换单元,以启动该过温度保护。
3.根据权利要求1所述的电源转换器,其特征在于,更包括:
一保护开关,耦接该次级整流滤波电路;
其中,该次级侧控制单元通过关断该保护开关,以启动该过温度保护。
4.根据权利要求1所述的电源转换器,其特征在于,该过温度调整线路包括一温控电阻,该温控电阻根据环境温度而产生一温控阻值,且该电流变化值流过该温控阻值而产生该温控电压。
5.根据权利要求1所述的电源转换器,其特征在于,该次级侧控制单元包括一比较单元,且当该比较单元判断该温控电压低于一参考电压时,该次级侧控制单元启动该过温度保护。
6.根据权利要求1所述的电源转换器,其特征在于,该输入电压较高时,该次级侧控制单元所提供的该电流变化值较高,且该输入电压较低时,该次级侧控制单元所提供的该电流变化值较低。
CN202010006339.8A 2019-02-01 2020-01-03 具有过温度保护补偿的电源转换器 Active CN111525514B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962800048P 2019-02-01 2019-02-01
US62/800,048 2019-02-01
TW108141050A TWI726482B (zh) 2019-02-01 2019-11-12 具有過溫度保護補償的電源轉換器
TW108141050 2019-11-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111525514A CN111525514A (zh) 2020-08-11
CN111525514B true CN111525514B (zh) 2023-02-28

Family

ID=71836712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010006339.8A Active CN111525514B (zh) 2019-02-01 2020-01-03 具有过温度保护补偿的电源转换器

Country Status (2)

Country Link
US (2) US11050342B2 (zh)
CN (1) CN111525514B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111525514B (zh) * 2019-02-01 2023-02-28 群光电能科技股份有限公司 具有过温度保护补偿的电源转换器
TWI747516B (zh) 2020-09-23 2021-11-21 群光電能科技股份有限公司 電源轉換器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7149098B1 (en) * 2006-01-04 2006-12-12 System General Corporation Over-power protection apparatus with programmable over-current threshold
CN101997415A (zh) * 2009-08-13 2011-03-30 通嘉科技股份有限公司 切换式电源供应器以及过高温防护方法
CN102255510A (zh) * 2011-06-17 2011-11-23 上海奉天电子有限公司 直流变换器
TW201838282A (zh) * 2017-03-31 2018-10-16 台達電子工業股份有限公司 不斷電智能充電裝置及其操作方法
CN109217675A (zh) * 2017-07-05 2019-01-15 力林科技股份有限公司 电源转换装置及其同步整流电路

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3382434B2 (ja) 1995-09-22 2003-03-04 キヤノン株式会社 電池電源の電圧制御装置および電圧制御方法
JP2000014043A (ja) 1998-06-05 2000-01-14 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 無停電電源装置
US6285572B1 (en) 1999-04-20 2001-09-04 Sanyo Electric Co., Ltd. Method of operating a power supply system having parallel-connected inverters, and power converting system
US8310094B2 (en) 2006-01-27 2012-11-13 Sharp Kabushiki Kaisha Power supply system
TW200841554A (en) 2008-02-26 2008-10-16 Shang-Pin Sun A controller of motor and charger for the electric vehicle
US8433265B2 (en) 2009-10-14 2013-04-30 Javelin Semiconductor, Inc. Providing a temperature dependent bias for a device
CN102237808A (zh) 2010-04-21 2011-11-09 英属维京群岛商承恭科技有限公司 电源供应器及其保护方法
CN102255483A (zh) 2010-05-18 2011-11-23 日隆电子股份有限公司 隔离式电源转换器的一次侧回授系统的温度补偿电路及方法
TWI456382B (zh) 2011-10-03 2014-10-11 Leadtrend Tech Corp 電源供應器、用於電源供應器的電源管理裝置及用於電源管理裝置之低電壓保護以及過溫度保護之方法
US9197097B2 (en) 2012-09-26 2015-11-24 Energy Pass Incorporation Temperature-controlled power supply system and method
TWI525973B (zh) 2012-11-02 2016-03-11 崇貿科技股份有限公司 具有溫度控制的電力轉換器的電路及其方法
TWI533751B (zh) 2014-06-10 2016-05-11 達方電子股份有限公司 於高溫時可降低發光二極體驅動電流的電源轉換器
CN108804365A (zh) 2017-04-26 2018-11-13 上海芯龙半导体技术股份有限公司 用于通用串行总线上的实现温度开关功能的集成电路
WO2019060571A1 (en) * 2017-09-20 2019-03-28 Etagen, Inc. DC-DC CONVERTER IN A NON-PERMANENT SYSTEM
CN109525117B (zh) * 2017-09-20 2020-08-04 台达电子企业管理(上海)有限公司 反激式变换器的控制电路和控制方法
CN207388937U (zh) * 2017-09-29 2018-05-22 上海寰晟新能源科技有限公司 基于光伏供电的电动汽车充电系统
CN109995228B (zh) * 2017-12-29 2020-12-29 东南大学 原边反馈反激式电源ccm模式下的死区时间自动优化系统
CN108092498A (zh) * 2018-02-05 2018-05-29 珠海格力电器股份有限公司 过温保护装置、方法和开关电源
US10601329B2 (en) * 2018-07-04 2020-03-24 Richtek Technology Corporation Switching regulator and power switch controller circuit thereof
CN111525514B (zh) * 2019-02-01 2023-02-28 群光电能科技股份有限公司 具有过温度保护补偿的电源转换器
TWI691844B (zh) * 2019-04-19 2020-04-21 通嘉科技股份有限公司 應用於電源轉換器的主控制器和從控制器之間的收發指令方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7149098B1 (en) * 2006-01-04 2006-12-12 System General Corporation Over-power protection apparatus with programmable over-current threshold
CN101997415A (zh) * 2009-08-13 2011-03-30 通嘉科技股份有限公司 切换式电源供应器以及过高温防护方法
CN102255510A (zh) * 2011-06-17 2011-11-23 上海奉天电子有限公司 直流变换器
TW201838282A (zh) * 2017-03-31 2018-10-16 台達電子工業股份有限公司 不斷電智能充電裝置及其操作方法
CN109217675A (zh) * 2017-07-05 2019-01-15 力林科技股份有限公司 电源转换装置及其同步整流电路

Also Published As

Publication number Publication date
US11569734B2 (en) 2023-01-31
US20210281162A1 (en) 2021-09-09
US11050342B2 (en) 2021-06-29
CN111525514A (zh) 2020-08-11
US20200251983A1 (en) 2020-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7339359B2 (en) Terminal for multiple functions in a power supply
US7446512B2 (en) Resonant switching power supply device
US7295451B2 (en) Switching power supply having dual current feedback
US9627985B2 (en) Power converter output voltage clamp and supply terminal
TWI726482B (zh) 具有過溫度保護補償的電源轉換器
CN105991035A (zh) 以反驰式架构为基础的电源转换装置
TWI590574B (zh) 電源供應裝置
WO2008054653A2 (en) One cycle control pfc circuit with dynamic gain modulation
CN111525514B (zh) 具有过温度保护补偿的电源转换器
CN102859856A (zh) 电流共振电源
EP4024416A1 (en) Coil driving device
JP2004312901A (ja) スイッチング電源の過電流保護回路
KR20080086798A (ko) 고전압 전력 공급 회로용 방법 및 장치
CN111525805B (zh) 具有过温度保护补偿的电源转换器
JP2002136123A (ja) スイッチング電源
JP2003289668A (ja) 電源装置のフィードバック回路
JPH11206116A (ja) 定電圧定電流電源装置
CN112764448B (zh) 过温度补偿控制电路
WO2022208881A1 (ja) 電源回路、冷蔵庫及び空気調和機
TWI553437B (zh) 線損補償電路及具線損補償的電源電路
JP6781947B2 (ja) 電源装置
KR20050035376A (ko) 스위칭 모드 전원공급장치에서의 전원안정화 회로
TW202105112A (zh) 電壓維持電路
JP2013192329A (ja) スイッチング電源装置
US20140085942A1 (en) Shunt regulator having protection function and power supply device having the same

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant