CN115208202A - 电源转换装置及其功能触发电路、功能触发方法 - Google Patents

电源转换装置及其功能触发电路、功能触发方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭露一种电源转换装置及其功能触发电路、功能触发方法。其中，电源转换装置包含一变压器及可耦接至变压器的一次侧的控制模块，功能触发电路耦接在该变压器的二次侧与该控制模块之间，包含一电流侦测电路、一延迟电路及一切换电路。该电流侦测电路感测该变压器的二次侧以产生延迟的一侦测讯号，该延迟电路在该变压器稳态工作前，使一初始位准高于一内部位准，以及在该变压器稳态工作后，该切换电路基于该侦测讯号选择性产生一功能触发讯号，该功能触发讯号用于使该控制模块执行一过电流保护操作。藉此，提升精准度与稳定度，也使得电源转换装置具有精准的过电流保护及低待机功耗的特性。

Description

电源转换装置及其功能触发电路、功能触发方法
技术领域
本发明涉及一种功能触发电路，更特别的是关于一种用于电源转换装置的功能触发电路及其功能触发方法与该电源转换装置。
背景技术
电子产品通常藉由电源转换装置来提供所需的电源。在安全规范日益严谨的趋势下，电子产品本身为了符合安规标准(例如：IEC 60950)，安规的各项限制条件成为电源转换装置设计时的重点之一。
举例来说，在安规标准IEC 60950里，要求电子产品必须提供具备防火性能的外壳，而当电子产品使用了符合限功率源(Limited Power Source,LPS)之电源规格的电源转换装置时，防火性能的标准就变的宽松。有关限功率源之电源规格，由于在此电源规格下的电压、电流及能量均被限制在一个规范值以下，在电子产品发生故障而致生灾害时的灾害规模就可被局限在一定程度内。也因此，在安规标准IEC 60950里的其他条件皆符合的情形下(例如：同时使用防火等级V-1以上的电路板)，使用了符合限功率源的电源转换装置，电子产品外壳之防火性能的标准得以被降低。较低防火性能的要求，可节省外壳成本外，也能使用到较环保的材质。
在限功率源的条件下(例如输出必须小于60V/8A/100W)，若输出功率发生超过限功率源条件下的功率值时，就必须让保护功能被实时启动，以让过电压或过电流等的不期望情况，被有效截止。然而，当电源转换装置额定的输出功率非常接近限功率源的边界条件时(例如额定的满载输出非常接近100W)，用来触发保护功能的相关电压值就必须精准，以避免输出功率超过限功率源条件下的功率值时，保护功能无法被致能。
但是要产生精准的电压，往往容易造成功率耗损，这反而导致电源转换装置之待机低功耗的要求难以达到。
发明内容
本发明之一目的在于使电源转换装置具有低功率耗损。
本发明之另一目的在于提升应用至电源转换装置之功能触发电路的稳定度。
本发明之再一目的在于使电源转换装置的功能触发动作可基于精准的电压侦测而被实时地正确致能。
为达上述目的及其他目的，本发明提出一种电源转换装置的功能触发电路，该电源转换装置包含一变压器及可耦接至该变压器之一次侧的一控制模块，该功能触发电路被配置为耦接在该变压器的二次侧与该控制模块之间，该功能触发电路包含：一电流侦测电路、一延迟电路及一切换电路。该电流侦测电路基于该变压器之二次侧的一电流取样位准讯号与一参考位准讯号的比较，产生一侦测讯号。该延迟电路系耦接该电流侦测电路，该延迟电路包括：一延迟器、一隔离电容及一第一比较器，该延迟器延迟该侦测讯号输入至该第一比较器之负端的时序，该第一比较器的正端具有固定的一内部位准，该隔离电容耦接在该变压器的二次侧与该第一比较器的负端之间，于该变压器稳态工作前，该隔离电容使该第一比较器的负端产生高于该内部位准的一初始位准。该切换电路系耦接该控制模块，当该第一比较器之输出端输出的一第一比较讯号为高位准时，该切换电路产生一功能触发讯号，该功能触发讯号用于使该控制模块执行一过电流保护操作。
根据本发明之一实施例，该切换电路可包括耦接在该第一比较器的负端与接地之间的一迟滞模块，该迟滞模块响应高位准的该第一比较讯号，使该第一比较器的负端接地。
根据本发明之一实施例，该迟滞模块可具有一场效晶体管，其闸极端耦接该第一比较器的输出端，汲极端耦接该第一比较器的负端，源极端耦接接地，当该第一比较讯号为高位准时，导通该场效晶体管。
根据本发明之一实施例，该切换电路可包括一隔离传讯模块及一箝位模块，该隔离传讯模块耦接该控制模块，该箝位模块耦接在该第一比较器的输出端与该隔离传讯模块之间，当该第一比较讯号的位准高于一箝位位准时，该箝位模块被导通。
根据本发明之一实施例，该箝位位准可被设定为高于该第一比较器的该内部位准。
根据本发明之一实施例，该切换电路可包括一迟滞模块、一箝位模块及一隔离传讯模块，该隔离传讯模块耦接该控制模块，该箝位模块耦接在该第一比较器的输出端与该隔离传讯模块之间，该迟滞模块耦接在该第一比较器的负端与接地之间，该迟滞模块的一控制端耦接在该第一比较器之输出端与该箝位模块之间，该迟滞模块响应高位准的该第一比较讯号，使该第一比较器的负端接地，其中，当该第一比较讯号的位准高于该箝位模块的一箝位位准时，该箝位模块被导通。
根据本发明之一实施例，该迟滞模块可具有一场效晶体管，其闸极端作为该迟滞模块的该控制端，该闸极端耦接该第一比较器的输出端，汲极端耦接该第一比较器的负端，源极端耦接接地，当该第一比较讯号为高位准时，导通该场效晶体管。
为达上述目的及其他目的，本发明另提出一种电源转换装置，包含：一变压器、一控制模块及一功能触发电路。该变压器包括一次侧及二次侧。该控制模块耦接该变压器的一次侧。该功能触发电路耦接在该变压器的二次侧与该控制模块之间，该功能触发电路用于感测该变压器的二次侧以产生延迟的一侦测讯号，并在该变压器稳态工作前，使一初始位准高于一内部位准，以及在该变压器稳态工作后，基于该侦测讯号选择性产生一功能触发讯号，该功能触发讯号用于使该控制模块执行一过电流保护操作。
根据本发明之一实施例，该功能触发电路可包括：一延迟器、一电容及一第一比较器，该电容耦接在该变压器的二次侧与该第一比较器的负端之间，于该变压器稳态工作前，该电容使该第一比较器的负端产生该初始位准。
根据本发明之一实施例，该侦测讯号被输入至该第一比较器的负端，该第一比较器的正端具有该内部位准。
根据本发明之一实施例，该延迟器用于使该侦测讯号在一峰值负载时间区段内被延迟，该峰值负载时间区段系为连接至该电源转换装置之负载所需的峰值负载时间。
根据本发明之一实施例，该功能触发电路可包括：耦接在该变压器的二次侧与该延迟器之间以产生该侦测讯号的一第二比较器，该第二比较器的正端接收经分压的一参考位准讯号，该第二比较器的负端接收该变压器之二次侧的一电流取样位准讯号。
为达上述目的及其他目的，本发明再提出一种电源转换装置的功能触发方法，包含：感测该电源转换装置之一变压器的二次侧以产生一侦测讯号；延迟该侦测讯号；在该电源转换装置尚未进入稳态工作的一启动期间，使一第一比较器的负端产生一初始位准，且该初始位准高于该第一比较器之正端的一内部位准；以及在该电源转换装置进入稳态工作的一工作期间，基于该侦测讯号选择性产生使该电源转换装置执行一保护操作的一功能触发讯号。
根据本发明之一实施例，该第一比较器的正端可具有固定的该内部位准，该初始位准高于该内部位准。
根据本发明之一实施例，该侦测讯号的延迟时间可为连接至该电源转换装置之一负载所需的峰值负载时间。
根据本发明之一实施例，在该启动期间或该工作期间，可使一迟滞现象产生在该第一比较器的输出端与负端之间。
根据本发明之一实施例，在该启动期间或该工作期间，该第一比较讯号的位准可只在大于或等于一箝位位准时被传递，以对应地产生该功能触发讯号。
根据本发明之一实施例，该箝位位准可高于该第一比较器的该内部位准。
据此，该功能触发电路以该变压器的二次侧作为电流侦测的依据，以及藉由具有精准度高之该内部位准与低损耗特性的该第一比较器，同时搭配该隔离电容，不但提高该第一比较讯号的正确性，也使得功能触发的稳定度得以被提高。
附图说明
图1为根据本发明一实施例之电源转换装置的电路方块示意图。
图2为根据本发明一实施例之电流侦测电路的电路方块示意图。
图3为根据本发明另一实施例之电源转换装置的电路方块示意图。
图4为根据本发明一实施例之切换电路与控制模块间的部分电路方块示意图。
【符号说明】
100 功能触发电路
110 电流侦测电路
111 分压电路
112 第二比较器
120 延迟电路
121 第一比较器
122 延迟器
123 隔离电容
130 切换电路
131 迟滞模块
132 箝位模块
133 隔离传讯模块
200 控制模块
210 控制器
220 检测器
300 负载
400 变压器
EN 功能触发讯号
Ifb 电流取样位准讯号
Iref 参考位准讯号
L1 隔离传讯模块的接地路径
Np 变压器的一次侧
Ns 变压器的二次侧
SC1 第一比较讯号
SD 侦测讯号
SNS 引脚
Vcc 内部电路电压
VS 输入电源
Vout 输出电压
Vref 内部位准
具体实施方式
为充分了解本发明之目的、特征及功效，兹藉由下述具体之实施例，并配合所附之图式，对本发明做一详细说明，说明如后：
于本文中，所描述之用语「一」或「一个」来描述单元、组件、装置、模块、器件、电路或讯号等。此举只是为了方便说明，并且对本发明之范畴提供一般性的意义。因此，除非很明显地另指他意，否则此种描述应理解为包括一个或至少一个，且单数也同时包括复数。
于本文中，所描述之用语「包含、包括、具有」或其他任何类似用语意系非仅限于本文所列出的此等要件而已，而是可包括未明确列出但却是所述单元、组件、装置、模块、器件、电路或讯号通常固有的其他要件。
于本文中，所描述之「第一」或「第二」等类似序数之词语，系用以区分或指关联于相同或类似的单元、组件、装置、模块、器件、电路或讯号等，且不必然隐含此等单元、组件、装置、模块、器件、电路或讯号等在空间或时间上的顺序。应了解的是，在某些情况或配置下，序数词语系可交换使用而不影响本发明之实施。
请参照图1，为根据本发明一实施例之电源转换装置的电路方块示意图。电源转换装置包含：一功能触发电路100、一控制模块200及一变压器400。
该控制模块200耦接至该变压器400的一次侧Np，该负载300耦接至该变压器400的二次侧Ns。该变压器400可基于该控制模块200的控制，将输入电源VS转换为一负载300所需的电源规格并提供至该负载300。该功能触发电路100被配置在该变压器400的二次侧Ns与该控制模块200之间。
该功能触发电路100耦接该二次侧Ns及该控制模块200。该功能触发电路100可根据该二次侧Ns的电源供应情况，反馈侦测结果予该控制模块200，以令该控制模块200执行对应的功能动作。在本发明揭露的实施例中，该功能触发电路100感测该变压器400的二次侧Ns以产生一侦测讯号SD，并基于该侦测讯号SD选择性产生一功能触发讯号EN，以使该控制模块200执行一过电流保护操作。
该控制模块200在该变压器400的该一次侧Np上本即具有过电流的侦测与保护，但是基于其判定的精准度，对于限功率源条件下之电源转换装置来说就显得不足。特别是当额定的输出功率非常接近限功率源的边界条件时，该一次侧Np上的过电流的侦测与保护的可靠度就越趋低落。在本发明的实施例中，可藉由该功能触发电路100的设置来进行改善。
该功能触发电路100包含：一电流侦测电路110、一延迟电路120及一切换电路130。该延迟电路120耦接于该电流侦测电路110与该切换电路130之间。
该电流侦测电路110基于该变压器400之该二次侧Ns的一电流取样位准讯号Ifb与一参考位准讯号Iref(可同时参照图2)的比较，产生该侦测讯号SD。该延迟电路120延迟该侦测讯号SD并依据一内部位准Vref产生一第一比较讯号SC1。该切换电路130依据该第一比较讯号SC1的位准高低产生对应的输出，于该第一比较讯号SC1为高位准时系产生该功能触发讯号EN。
该第一比较讯号SC1系作为该延迟电路120的输出，并以该第一比较讯号SC1的位准高低来作为后续之该功能触发讯号EN是否被产生的判断依据，据此，该第一比较讯号SC1能否被正确产生，系为该延迟电路120的设计关键。
该延迟电路120包括：一第一比较器121、一延迟器122及一隔离电容123。该第一比较器121的正端具有固定的该内部位准Vref。举例来说，由运算放大器组成的集成电路控制器(IC控制器)，可被运用来基于其内部的固定位准，例如2.5V，为该延迟电路120带来准确的基准讯号供比较。此外，该参考位准讯号Iref亦是由该内部位准Vref分压而得，因此，若是有精准的该内部位准Vref，就会得到同样精准的该参考位准讯号Iref。于本发明的实施例中，系藉由该第一比较器121之负端所接收讯号来与该内部位准Vref进行比较。
由于该功能触发电路100的设置，过电流的保护可变得灵敏。该延迟器122用于延迟该侦测讯号SD输入至该第一比较器121之负端的时序，以藉由输入与输出之间的时间延迟来使该侦测讯号SD在短时间内的较大波动状态被消弭。举例来说，当电源转换装置于初始运作时的瞬间功耗或是该负载300在特定功能动作下的瞬间功耗发生时，过电流保护功能并不期望在此时被触发，因此藉由该延迟器122可处理此时的瞬间较大功耗，令输入的该侦测讯号SD在经处理后不具有此波动段，进而可令该第一比较器121之负端接收经处理的该侦测讯号SD。该延迟器122例如可使用RC电路来进行慢充快放的延迟功能，并透过其内之电阻与电容的搭配来定义出延迟时间段的长短。
再举例来说，该延迟器122所界定的延迟程度可使该侦测讯号SD在一峰值负载时间区段内被延迟。该峰值负载时间区段系为该负载300所需的峰值负载时间。该峰值负载时间例如是该负载300在执行特定功能动作时，该电源转换装置须在该二次侧Ns产生瞬间较大电压或电流的时间段。该峰值负载时间的设定可令该功能触发电路100在此时间段避免产生该功能触发讯号EN而致生误触发。
对该功能触发电路100来说，虽然在该内部位准Vref的使用下，可让电压的比较结果变得准确，然而也因该内部位准Vref系为集成电路控制器的内部电压，在电路启动初期，该内部位准Vref的生成时间会比来自于集成电路控制器外部的位准(该侦测讯号SD)的生成时间来得短，尤其是对比于经延迟后的该侦测讯号SD。在无异常情况发生(无过电压或过电流)或稳态时，该侦测讯号SD的电压位准会高于该内部位准Vref，以使该第一比较器121的负端所接收的位准可高于正端所接收的该内部位准Vref，该第一比较器121输出的该第一比较讯号SC1为低位准，不会使该切换电路130产生该功能触发讯号EN。
然而，如前所述之该内部位准Vref建立得较快，一旦该内部位准Vref建立完成而该侦测讯号SD尚未建立完成(电路启动初期)，此时该第一比较器121就会因正端所接收的位准高于负端所接收的位准，进而输出高位准的该第一比较讯号SC1，导致该功能触发讯号EN的误触发。据此，本发明实施例中揭露的该功能触发电路120进一步透过该隔离电容123的设置快速建立电压位准，来使该第一比较器121的负端能在电路启动初期就能具有高于该内部位准Vref的位准。
该隔离电容123可为一般电容组件，开机时(稳态工作前)，一输出电压Vout由零爬升(存在明显变化)，因此该隔离电容123的阻抗并非无穷，其会与该第一比较器121负端的内阻形成分压，如此能快速的帮该第一比较器121的负端建立位准，避免该第一比较器121的正端位准在开机时(稳态工作前)高于负端位准，因为高于负端位准的状况会使得该第一比较器121输出高位准的该第一比较讯号SC1，进而导致该功能触发讯号EN的误触发。在稳态工作后，该隔离电容123接到没有频率变化的该输出电压Vout，该输出电压Vout会全部跨到该隔离电容123上，且因该隔离电容123对无变化的输出电压Vout其阻抗是无穷大，从而不会影响该第一比较器121的负端位准。换句话说，本发明是利用该隔离电容123的阻抗特性，让其在开机过程中快速的帮该第一比较器121的负端建立位准，进而避免误动作，而在稳态工作后，该输出电压Vout都跨在该隔离电容123上，也就不会影响该第一比较器121负端的位准，进而不影响稳态下的侦测行为。
请参照图2，为根据本发明一实施例之电流侦测电路的电路方块示意图。电流侦测电路110包括：一分压单元111及一第二比较器112。该第二比较器112的负端接收从该变压器400之二次侧Ns(请参照图1)所取得的该电流取样位准讯号Ifb。该第二比较器112的正端接收该内部位准Vref经该分压单元111分压后所形成的该参考位准讯号Iref。
据此配置，在正常负载情况下，该第二比较器112之正端所接收的位准被设定为会高于负端所接收的位准，该第二比较器112使作为输出的该侦测讯号SD具有高位准，且该侦测讯号SD的位准高于该内部位准Vref，进而可使该第一比较器121的输出为低位准，该功能触发讯号EN不会被产生。其中，低位准的该参考位准讯号Iref是利用精准的该内部位准Vref分压产生的。反之，在异常情况下(例如过电流)而须使该功能触发讯号EN被产生时，该电流取样位准讯号Ifb会具有较高的位准且高于该参考位准讯号Iref，进而使该第二比较器112的输出转为低位准并被提供至该第一比较器121的负端，该第一比较器121的输出也因此转为高位准，该功能触发讯号EN被产生。
请参照图3，为根据本发明另一实施例之电源转换装置的电路方块示意图。于图3的示例中，该切换电路130可包括一迟滞模块131、一箝位(Clamping)模块132及一隔离传讯模块133。其中，于其他的实施态样下，该迟滞模块131及该箝位模块132亦可二者皆不使用或仅使用其中一者。
该隔离传讯模块133耦接该控制模块200，其基于该第一比较器121之输出端的位准进行切换。该隔离传讯模块133例如使用一光耦合器做为切换装置，该光耦合器一端系受控于该第一比较器121的输出位准，该光耦合器另一端系作为一接地路径导通与否的开关。
举例来说，当该第一比较器121之输出端所输出的位准为高位准时(代表有发生异常)，该光耦合器被导通，进而使该接地路径形成通路；反之，当该第一比较器121之输出端所输出的位准为低位准时(代表无异常)，该光耦合器被关断，进而使该接地路径形成断路。藉由接地路径之通路状态所形成的接地路径(可被视为一功能触发讯号EN的产生)，其可对该控制模块200的内部电路产生影响(可被视为该功能触发讯号EN的接收)，进而使该控制模块200执行过电流保护操作(例如中断电源的供应)，达到保护的目的。
该箝位模块132耦接在该第一比较器121的输出端与该隔离传讯模块133之间。其中，当该第一比较讯号SC1的位准高于该箝位模块132的一箝位位准时，该箝位模块132被导通。其中该箝位位准系可进一步被设定为高于该第一比较器121的该内部位准Vref，例如将该箝位位准设定为4.3V。然而，该箝位位准的设定并不一定与该内部位准Vref有直接的关联。藉此，可透过该箝位位准的设定来建立可触发该功能触发讯号EN的门槛。另一方面，由于该第一比较讯号SC1额定的高位准实际上是大于该箝位位准，因此当真正的异常状况发生时，该功能触发讯号EN可被正常发出，不会被该箝位模块132截止。
该箝位模块132举例来说可为一稽纳二极管与一电阻单元的串联。据此，该箝位模块132可在该隔离电容123上的跨压发生建立得太快或失效时，提供第二层防护，避免该功能触发讯号EN的误触发，使该第一比较讯号SC1的位准能进一步确保可被正确判定。详细来说，若该隔离电容123的跨压建立得太快，当该隔离电容123的电压已经等于该输出电压Vout，该第一比较器121的负端就不会有来自该输出电压Vout的跨压，该第一比较器121的负端位准将无法在开机瞬时过程快速被抬至高点。另一方面，当该隔离电容123失效时，虽然该第一比较器121输出端的该第一比较讯号SC1位准会开始升高，但在其位准提高到额定的高位准前，即可被该箝位模块132截止，如此将不会触发该隔离传讯模块133而导致误动作。
该迟滞模块131耦接在该第一比较器121的负端与接地之间。该迟滞模块131用于响应高位准的该第一比较讯号SC1，使该第一比较器121的负端连接至接地。举例来说，该迟滞模块131可具有一场效晶体管，其闸极端耦接该第一比较器121的输出端，汲极端耦接该第一比较器121的负端，源极端耦接接地。据此，当该第一比较讯号SC1为高位准时，可导通该场效晶体管，进而使该第一比较器121的负端连接至接地。藉此，当该第一比较讯号SC1为高位准时，表示发生异常状况(例如过电流)，对应的功能动作(例如过电流保护操作)应被尽快启动，而透过该迟滞模块131的设置，就可将该第一比较器121之负端的电位快速下拉且维持，令高位准的该第一比较讯号SC1可以稳定输出，避免来回弹跳不稳定的情况。
据此，电源转换装置的功能触发方式是依据下述方式来进行：(1)感测该电源转换装置之一变压器的二次侧以产生一侦测讯号；(2)延迟该侦测讯号；(3)在该电源转换装置尚未进入稳态工作的一启动期间，使一第一比较器的负端产生一初始位准，且该初始位准高于该第一比较器之正端的一内部位准；以及(4)在该电源转换装置进入稳态工作的一工作期间，基于该侦测讯号选择性产生使该电源转换装置执行一保护操作的一功能触发讯号。
其中藉由前述之该迟滞模块131，即可在电源转换装置的启动期间或工作期间，使迟滞现象产生在该第一比较器121的输出端与负端之间。此外，在电源转换装置的启动期间或工作期间，该第一比较讯号SC1的位准只在大于或等于该箝位模块132的该箝位位准时被传递，以对应地产生该功能触发讯号EN，并避免误触发。
请参照图4，为根据本发明一实施例之切换电路与控制模块间的部分电路方块示意图。控制模块200可包括控制器210及检测器220。该控制器210举例来说可为恩智浦半导体公司(NXP)生产的TEA2016控制器，其具有用来检知变压器之一次侧Np之电流状况的一引脚SNS。该引脚SNS耦接有复数组并联的电容或电阻，藉由汲取自该一次侧Np的电流来形成一检测电压，供该控制器210检知是否有过电流情况发生。
由于该检测器220在该一次侧Np上之过电流侦测的精准度不高，无法满足限功率源(LPS)条件下的电源转换装置，是以，在图4的示例中，透过对该控制模块200之该检测器220的特殊控制，可令过电流的检知与过电流保护的启动被强化。藉由前述的功能触发电路100，不但具有低功耗(例如符合待机功耗需小于0.15W的条件)，更能正确检知过电流情况以及快速地产生该功能触发讯号EN，进而令该检测器220产生相应的检知结果，让该控制器210执行过电流保护操作。
基于该检测器220中其中一电容路径被以一开关元件基于一内部电路电压Vcc进行控制，因此改变该内部电路电压Vcc对该开关元件的控制状态，即可对该检测器220中并联的电容配置状态产生一调整作用。如图4所示，当该隔离传讯模块133被导通(代表有发生过电流现象)，接地路径L1即形成通路，此时该开关元件的闸极(或是控制讯号)被接地，该开关元件即被断开，进而改变该检测器220中并联的电容配置状态。据此，该调整作用举例来说，可使图4中原本并联的两组电容，调整为仅剩一组，单组电容与双组电容在该引脚SNS上形成的该检测电压值会不同，进而可令该控制器210检知到过电流情况的发生，而对应地执行过电流保护操作。
综合上述，本发明实施例中揭露的功能触发电路可令电源转换装置在功能作动的触发机制上，有提升精准度与稳定度的优点，使得电源转换装置可符合安规标准IEC 60950下之限功率源(LPS)的电源规格，同时具有精准的过电流保护及低待机功耗的特性。
本发明在上文中已以较佳实施例揭露，然本领域普通技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明之范围。应注意的是，举凡与该实施例等效之变化与置换，均应设为涵盖于本发明之范畴内。因此，本发明之保护范围当以申请专利范围所界定者为准。

Claims (19)

1.一种电源转换装置的功能触发电路，其特征在于，该电源转换装置包含一变压器及可耦接至该变压器之一次侧的一控制模块，该功能触发电路被配置为耦接在该变压器的二次侧与该控制模块之间，该功能触发电路包含：
一电流侦测电路，基于该变压器之二次侧的一电流取样位准讯号与一参考位准讯号的比较，产生一侦测讯号；
一延迟电路，系耦接该电流侦测电路，该延迟电路包括：一延迟器、一隔离电容及一第一比较器，该延迟器延迟该侦测讯号输入至该第一比较器之负端的时序，该第一比较器的正端具有固定的一内部位准，该隔离电容耦接在该变压器的二次侧与该第一比较器的负端之间，于该变压器稳态工作前，该隔离电容使该第一比较器的负端产生高于该内部位准的一初始位准；及
一切换电路，系耦接该控制模块，当该第一比较器之输出端输出的一第一比较讯号为高位准时，该切换电路产生一功能触发讯号，该功能触发讯号用于使该控制模块执行一过电流保护操作。
2.如权利要求1所述的功能触发电路，其特征在于，该切换电路包括耦接在该第一比较器的负端与接地之间的一迟滞模块，该迟滞模块响应高位准的该第一比较讯号，使该第一比较器的负端接地。
3.如权利要求2所述的功能触发电路，其特征在于，该迟滞模块具有一场效晶体管，其闸极端耦接该第一比较器的输出端，汲极端耦接该第一比较器的负端，源极端耦接接地，当该第一比较讯号为高位准时，导通该场效晶体管。
4.如权利要求1所述的功能触发电路，其特征在于，该切换电路包括一隔离传讯模块及一箝位模块，该隔离传讯模块耦接该控制模块，该箝位模块耦接在该第一比较器的输出端与该隔离传讯模块之间，当该第一比较讯号的位准高于一箝位位准时，该箝位模块被导通。
5.如权利要求4所述的功能触发电路，其特征在于，该箝位位准高于该第一比较器的该内部位准。
6.如权利要求1所述的功能触发电路，其特征在于，该切换电路包括一迟滞模块、一箝位模块及一隔离传讯模块，该隔离传讯模块耦接该控制模块，该箝位模块耦接在该第一比较器的输出端与该隔离传讯模块之间，该迟滞模块耦接在该第一比较器的负端与接地之间，该迟滞模块的一控制端耦接在该第一比较器之输出端与该箝位模块之间，该迟滞模块响应高位准的该第一比较讯号，使该第一比较器的负端接地，其中，当该第一比较讯号的位准高于该箝位模块的一箝位位准时，该箝位模块被导通。
7.如权利要求6所述的功能触发电路，其特征在于，该迟滞模块具有一场效晶体管，其闸极端作为该迟滞模块的该控制端，该闸极端耦接该第一比较器的输出端，汲极端耦接该第一比较器的负端，源极端耦接接地，当该第一比较讯号为高位准时，导通该场效晶体管。
8.如权利要求6所述的功能触发电路，其特征在于，该箝位位准高于该第一比较器的该内部位准。
9.一种电源转换装置，其特征在于，包括：
一变压器，包括一次侧及二次侧；
一控制模块，耦接该变压器的一次侧；及
一功能触发电路，耦接在该变压器的二次侧与该控制模块之间，该功能触发电路用于感测该变压器的二次侧以产生延迟的一侦测讯号，并在该变压器稳态工作前，使一初始位准高于一内部位准，以及在该变压器稳态工作后，基于该侦测讯号选择性产生一功能触发讯号，该功能触发讯号用于使该控制模块执行一过电流保护操作。
10.如权利要求9所述的电源转换装置，其特征在于，该功能触发电路包括：一延迟器、一电容及一第一比较器，该电容耦接在该变压器的二次侧与该第一比较器的负端之间，于该变压器稳态工作前，该电容使该第一比较器的负端产生该初始位准。
11.如权利要求10所述的电源转换装置，其特征在于，该侦测讯号被输入至该第一比较器的负端，该第一比较器的正端具有该内部位准。
12.如权利要求10所述的电源转换装置，其特征在于，该延迟器用于使该侦测讯号在一峰值负载时间区段内被延迟，该峰值负载时间区段系为连接至该电源转换装置之负载所需的峰值负载时间。
13.如权利要求10所述的电源转换装置，其特征在于，该功能触发电路包括：耦接在该变压器的二次侧与该延迟器之间以产生该侦测讯号的一第二比较器，该第二比较器的正端接收经分压的一参考位准讯号，该第二比较器的负端接收该变压器之二次侧的一电流取样位准讯号。
14.一种电源转换装置的功能触发方法，其特征在于，包括：
感测该电源转换装置之一变压器的二次侧以产生一侦测讯号；
延迟该侦测讯号；
在该电源转换装置尚未进入稳态工作的一启动期间，使一第一比较器的负端产生一初始位准，且该初始位准高于该第一比较器之正端的一内部位准；以及
在该电源转换装置进入稳态工作的一工作期间，基于该侦测讯号选择性产生使该电源转换装置执行一保护操作的一功能触发讯号。
15.如权利要求14所述的功能触发方法，其特征在于，该第一比较器的正端具有固定的该内部位准，该初始位准高于该内部位准。
16.如权利要求14所述的功能触发方法，其特征在于，该侦测讯号的延迟时间系为连接至该电源转换装置之一负载所需的峰值负载时间。
17.如权利要求14所述的功能触发方法，其特征在于，在该启动期间或该工作期间，使一迟滞现象产生在该第一比较器的输出端与负端之间。
18.如权利要求14所述的功能触发方法，其特征在于，在该启动期间或该工作期间，该第一比较讯号的位准只在大于或等于一箝位位准时被传递，以对应地产生该功能触发讯号。
19.如权利要求18所述的功能触发方法，其特征在于，该箝位位准高于该第一比较器的该内部位准。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100590955C (zh) * 2006-07-12 2010-02-17 台达电子工业股份有限公司 提供输出功率限制与取决于负载的电压调变的电源转接器
JP5149686B2 (ja) * 2008-04-24 2013-02-20 パナソニック株式会社 電力変換装置及びそれを用いた放電灯点灯装置、並びに車両用前照灯装置
TWI443946B (zh) * 2010-07-29 2014-07-01 Tpv Electronics Fujian Co Ltd 過功率保護補償電路及返馳式電源
CN103916015B (zh) * 2013-01-08 2018-07-03 产晶积体电路股份有限公司 双模电源切换控制装置
TWI596881B (zh) * 2014-08-13 2017-08-21 通嘉科技股份有限公司 應用於電源轉換器的控制電路的振盪器及其控制方法
US10170974B1 (en) * 2017-07-28 2019-01-01 Apple Inc. Variable frequency and burst mode operation of primary resonant flyback converters

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