TW202138959A - 消除過電流保護誤動作之電源供應器 - Google Patents

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Abstract

一種消除過電流保護誤動作之電源供應器,包括:一第一變壓器、一功率切換器、一輸出級電路、一偵測電路、一回授補償電路、一脈衝寬度調變積體電路、一第二變壓器,以及一控制電路。第一變壓器係根據一輸入電位來產生一感應電位。輸出級電路係根據感應電位來產生一輸出電流。偵測電路可監控輸出電流,並根據輸出電流來產生一偵測電位。回授補償電路包括一線性光耦合器和一穩壓器。回授補償電路可產生一耦合電流。第二變壓器係根據耦合電流來產生一控制電位。控制電路係根據偵測電位和控制電位來選擇性地致能或禁能線性光耦合器和穩壓器。

Description

消除過電流保護誤動作之電源供應器
本發明係關於一種電源供應器,特別係關於一種可消除過電流保護誤動作之電源供應器。
傳統電源供應器通常包括回授補償電路和過電流保護之偵測電路,然而,當輸出電流過大並觸發過電流保護機制時,回授補償電路往往意外參與並引發誤動作,故會造成輸出電位之波形上下振盪。有鑑於此,勢必要提出一種全新之解決方案,以克服先前技術所面臨之困境。
在較佳實施例中,本發明提出一種消除過電流保護誤動作之電源供應器,包括:一第一變壓器,包括一第一主線圈和一第一副線圈,其中該第一主線圈係用於接收一輸入電位,而該第一副線圈係用於產生一感應電位;一功率切換器,選擇性地將該第一主線圈耦接至一接地電位;一輸出級電路,根據該感應電位來產生一輸出電流;一偵測電路,監控該輸出電流,並根據該輸出電流來產生一偵測電位;一回授補償電路,耦接至該輸出級電路,並產生一回授電位和一耦合電流,其中該回授補償電路包括一線性光耦合器和一穩壓器;一脈衝寬度調變積體電路,根據該回授電位來產生一脈衝寬度調變電位;一第二變壓器,包括一第二主線圈和一第二副線圈,其中該第二主線圈係用於接收該耦合電流,而該第二副線圈係用於產生一控制電位;以及一控制電路,根據該偵測電位和該控制電位來選擇性地致能或禁能該線性光耦合器和該穩壓器。
為讓本發明之目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉出本發明之具體實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。本領域技術人員應可理解,硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式,而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的「包含」及「包括」一詞為開放式的用語,故應解釋成「包含但不僅限定於」。「大致」一詞則是指在可接受的誤差範圍內,本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題,達到所述基本之技術效果。此外,「耦接」一詞在本說明書中包含任何直接及間接的電性連接手段。因此,若文中描述一第一裝置耦接至一第二裝置,則代表該第一裝置可直接電性連接至該第二裝置,或經由其它裝置或連接手段而間接地電性連接至該第二裝置。
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器100之示意圖。例如,電源供應器100可應用於桌上型電腦、筆記型電腦,或一體成形電腦。如第1圖所示,電源供應器100包括:一第一變壓器110、一功率切換器120、一輸出級電路130、一偵測電路140、一回授補償電路150、一脈衝寬度調變積體電路160、一第二變壓器170,以及一控制電路180。必須注意的是,雖然未顯示於第1圖中,但電源供應器100更可包括其他元件,例如:一穩壓器或(且)一負回授電路。
第一變壓器110包括一第一主線圈111和一第一副線圈112,其中第一主線圈111可位於第一變壓器110之一側,而第一副線圈112則可位於第一變壓器110之相對另一側。第一主線圈111可接收一輸入電位VIN,而作為對於輸入電位VIN之回應,第一副線圈112可產生一感應電位VS。輸入電位VIN可來自一外部輸入電源,其中輸入電位VIN可具有任意頻率和任意振幅。例如,輸入電位VIN之頻率可約為50Hz或60Hz,而輸入電位VIN之方均根值可約為110V或220V,但亦不僅限於此。功率切換器120係選擇性地將第一主線圈111耦接至一接地電位VSS(例如:0V)。輸出級電路130可根據感應電位VS來產生一輸出電流IOUT。偵測電路140可監控輸出電流IOUT,並根據輸出電流IOUT來產生一偵測電位VD。在一些實施例中,輸出級電路130更產生一輸出電位VOUT,其可再傳送至一電子裝置。回授補償電路150係耦接至輸出級電路130,並可產生一回授電位VF和一耦合電流IP,其中回授補償電路150包括一線性光耦合器152和一穩壓器154。脈衝寬度調變積體電路160係根據回授電位VF來產生一脈衝寬度調變電位VM。第二變壓器170包括一第二主線圈171和一第二副線圈172,其中第二主線圈171可位於第二變壓器170之一側,而第二副線圈172則可位於第二變壓器170之相對另一側。第二主線圈171可接收耦合電流IP,而作為對於耦合電流IP之回應,該第二副線圈172可產生一控制電位VC。控制電路180係根據偵測電位VD和控制電位VC來選擇性地致能或禁能線性光耦合器152和穩壓器154。在一些實施例中,若輸出電流IOUT尚未達到一臨界值,則控制電路180將同時致能線性光耦合器152和穩壓器154;反之,若輸出電流IOUT已達到前述臨界值,則控制電路180將同時禁能線性光耦合器152和穩壓器154。在此設計下,於過電流保護機制之執行期間,回授補償電路150之線性光耦合器152和穩壓器154都會由控制電路180所禁能,故可有效避免回授補償電路150參與過電流保護機制。因此,本發明能完全消除過電流保護誤動作,並且改善電源供應器100之輸出穩定度。
以下實施例將介紹電源供應器100之詳細結構及操作方式。必須理解的是,這些圖式和敘述僅為舉例,而非用於限制本發明之範圍。
第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器200之示意圖。在第2圖之實施例中,電源供應器200具有一輸入節點NIN和一輸出節點NOUT,並包括一第一變壓器210、一功率切換器220、一輸出級電路230、一偵測電路240、一回授補償電路250、一脈衝寬度調變積體電路260、一第二變壓器270,以及一控制電路280。電源供應器200之輸入節點NIN可由一外部輸入電源處接收一輸入電位VIN,而電源供應器200之輸出節點NOUT可輸出一輸出電位VOUT至一電子裝置。
第一變壓器210包括一第一主線圈211和一第一副線圈212,其中第一主線圈211可位於第一變壓器210之一側,而第一副線圈212則可位於第一變壓器210之相對另一側。第一主線圈211之第一端係耦接至輸入節點NIN,而第一主線圈211之第二端係耦接至一第一節點N1。在一些實施例中,功率切換器220係根據一脈衝寬度調變電位VM來選擇性地將第一節點N1耦接至一接地電位VSS(例如:0V)。例如,若脈衝寬度調變電位VM為高邏輯位準,則功率切換器220即將第一節點N1耦接至接地電位VSS(亦即,功率切換器220可近似於一短路路徑);反之,若脈衝寬度調變電位VM為低邏輯位準,則功率切換器220不會將第一節點N1耦接至接地電位VSS(亦即,功率切換器220可近似於一開路路徑)。第一副線圈212之第一端係耦接至一第二節點N2以輸出一感應電位VS,而第一副線圈212之第二端係耦接至一第三節點N3。
輸出級電路230包括一第一二極體D1和一第一電容器C1。第一二極體D1之陽極係耦接至第二節點N2以接收感應電位VS,而第一二極體D1之陰極係耦接至輸出節點NOUT。第一電容器C1之第一端係耦接至輸出節點NOUT,而第一電容器C1之第二端係耦接至一共同節點NCM以輸出一輸出電流IOUT。
偵測電路240包括一放大器242、一第一電阻器R1、一第二電阻器R2、一第二電容器C2,以及一第三電容器C3。第一電阻器R1之第一端係耦接至第三節點N3,而第一電阻器R1之第二端係耦接至共同節點NCM以接收輸出電流IOUT。第二電容器C2之第一端係耦接至第三節點N3,而第二電容器C2之第二端係耦接至共同節點NCM。放大器242之正輸入端係耦接至共同節點NCM,放大器242之負輸入端係耦接至第三節點N3,而放大器242之輸出端係耦接至一第四節點N4。第二電阻器R2之第一端係耦接至一第五節點N5以輸出一偵測電位VD,而第二電阻器R2之第二端係耦接至第四節點N4。第三電容器C3之第一端係耦接至第五節點N5,而第三電容器C3之第二端係耦接至共同節點NCM。當輸出電流IOUT流經第一電阻器R1時,放大器242先會放大第一電阻器R1之第一端和第二端之間之一電位差,然後偵測電路240再據以產生對應於輸出電流IOUT之偵測電位VD。
回授補償電路250包括一線性光耦合器252、一穩壓器254、一第三電阻器R3、一第四電阻器R4、一第五電阻器R5、一第六電阻器R6、一第四電容器C4、一第五電容器C5,以及一第六電容器C6。第三電阻器R3之第一端係耦接至輸出節點NOUT,而第三電阻器R3之第二端係耦接至一第六節點N6。在一些實施例中,線性光耦合器252係由一PC817電子元件來實施。線性光耦合器252包括一發光二極體DL和一雙載子接面電晶體Q1。發光二極體DL之陽極係耦接至第六節點N6,而發光二極體DL之陰極係耦接至一第七節點N7。雙載子接面電晶體Q1之集極係耦接至一第八節點N8以輸出一回授電位FB,而雙載子接面電晶體Q1之射極係耦接至一第九節點N9以輸出一耦合電流IP。第四電容器C4之第一端係耦接至第八節點N8,而第四電容器C4之第二端係耦接至接地電位VSS。第五電容器C5之第一端係耦接至第七節點N7,而第五電容器C5之第二端係耦接至一第十節點N10。第四電阻器R4之第一端係耦接至第七節點N7,而第四電阻器R4之第二端係耦接至一第十一節點N11。第六電容器C6之第一端係耦接至第十一節點N11,而第六電容器C6之第二端係耦接至第十節點N10。第五電阻器R5之第一端係耦接至輸出節點NOUT,而第五電阻器R5之第二端係耦接至第十節點N10。第六電阻器R6之第一端係耦接至第十節點N10,而第六電阻器R6之第二端係耦接至共同節點NCM。在一些實施例中,穩壓器254係由一TL431電子元件來實施。穩壓器254之陽極係耦接至一第十二節點N12,穩壓器254之陰極係耦接至第七節點N7,而穩壓器254之參考端係耦接至第十節點N10。
脈衝寬度調變積體電路260包括一誤差放大器262和一比較器264。誤差放大器262之正輸入端係用於接收一參考電位VR,誤差放大器262之負輸入端係耦接至第八節點N8以接收回授電位VF,而誤差放大器262之輸出端係耦接至一第十三節點N13。比較器264之正輸入端係用於接收一三角波電位VT,比較器264之負輸入端係耦接至第十三節點N13,而比較器264之輸出端係用於輸出脈衝寬度調變電位VM。輸出脈衝寬度調變電位VM可用於調整功率切換器220之工作週期。
第二變壓器270包括一第二主線圈271、一第二副線圈272,以及一第七電阻器R7,其中第二主線圈271和第七電阻器R7皆可位於第二變壓器270之同一側,而第二副線圈272則可位於第二變壓器270之相對另一側。第七電阻器R7之第一端係耦接至第九節點N9以接收耦合電流IP,第七電阻器R7之第二端係耦接至接地電位VSS。第二主線圈271之第一端係耦接至第九節點N9,第二主線圈271之第二端係耦接至接地電位VSS。第二副線圈272之第一端係耦接至一第十四節點N14以輸出一控制電位VC,而第二副線圈272之第二端係耦接至共同節點NCM。第七電阻器R7之第一端和第二端之間之一電位差係與耦合電流IP之大小成正比。因此,若耦合電流IP變大,則控制電位VC將會升高;反之,若若耦合電流IP變小,則控制電位VC將會降低。
控制電路280包括一第一電晶體M1、一第二電晶體M2、一第二二極體D2、一第八電阻器R8,以及一第九電阻器R9。第一電晶體M1和第二電晶體M2可各自為一N型金氧半場效電晶體第一電晶體M1之控制端係耦接至第十四節點N14以接收控制電位VC,第一電晶體M1之第一端係耦接至共同節點NCM,而第一電晶體M1之第二端係耦接至第十二節點N12。第二二極體D2之陽極係耦接至輸出節點NOUT,而第二二極體D2之陰極係耦接至第六節點N6。第八電阻器R8之第一端係耦接至一第十五節點N15,而第八電阻器R8之第二端係耦接至第五節點N5以接收偵測電位VD。第二電晶體M2之控制端係耦接至第十五節點N15,第二電晶體M2之第一端係耦接至第七節點N7,而第二電晶體M2之第二端係耦接至第六節點N6。第九電阻器R9之第一端係耦接至第七節點N7,而第九電阻器R9之第二端係耦接至第五節點N5。在一些實施例中,第九電阻器R9之電阻值係至少為第八電阻器R8之電阻值之2倍以上。
在一些實施例中,功率切換器220包括一第三電晶體M3。第三電晶體M3可為一N型金氧半場效電晶體。第三電晶體M3之控制端係用於接收脈衝寬度調變電位VM,第三電晶體M3之第一端係耦接至接地電位VSS,而第三電晶體M3之第二端係耦接至第一節點N1。
在一些實施例中,電源供應器200可操作於一正常模式或一保護模式,其操作原理將分別如下列所述。
在正常模式中,輸出電流IOUT尚未達到一臨界值,故偵測電路240將產生相對較低之偵測電位VD以關閉第二電晶體M2。此時,線性光耦合器252被致能,其中光電二極體DL會產生一光線,使得雙載子接面電晶體Q1會感應並輸出耦合電流IP。作為對耦合電流IP之回應,第二變壓器270會產生相對較高之控制電位VC以啟動第一電晶體M1,故穩壓器254亦被致能。
在保護模式中,輸出電流IOUT已達到前述臨界值,故偵測電路240將產生相對較高之偵測電位VD以啟動第二電晶體M2。此時,由於第二電晶體M2形成一短路路徑,線性光耦合器252會被禁能,其中光電二極體DL將無法產生任何光線,且雙載子接面電晶體Q1亦無法輸出耦合電流IP。是以,第二變壓器270會產生相對較低之控制電位VC以關閉第一電晶體M1,故穩壓器254亦被禁能。換言之,回授補償電路250將不會參與電源供應器200之過電流保護機制。另外,因為雙載子接面電晶體Q1亦無法產生回授電位VF,所以脈衝寬度調變積體電路260將停止輸出脈衝寬度調變電位VM,此將導致電源供應器200及其功率切換器220同步關閉。
第3圖係顯示傳統電源供應器之電位波形圖,其中橫軸代表時間,而縱軸代表電位位準或是電流值。若未使用第二變壓器270和控制電路280,於過電流保護機制之執行期間,傳統電源供應器之輸出電位VOUT之波形會發生上下振盪(如一第一虛線框390處所示),這是由於回授補償電路意外參與所造成之過電流保護誤動作。
第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器200之電位波形圖,其中橫軸代表時間,而縱軸代表電位位準或是電流值。根據第4圖之量測結果,若已使用第二變壓器270和控制電路280,於過電流保護機制之執行期間,回授補償電路250之線性光耦合器252和穩壓器254會暫時被禁能,故可完全消除過電流保護誤動作(如一第二虛線框490處所示)。
在一些實施例中,電源供應器200之元件參數可如下列所述。第一電阻器R1之電阻值可介於0.99mΩ至1.01mΩ之間,較佳可為1mΩ。第二電阻器R2之電阻值可介於9.9Ω至10.1Ω之間,較佳可為10Ω。第三電阻器R3之電阻值可介於9.5KΩ至10.5KΩ之間,較佳可為10KΩ。第四電阻器R4之電阻值可介於44.65KΩ至49.35KΩ之間,較佳可為47KΩ。第五電阻器R5之電阻值可介於66.31KΩ至73.29KΩ之間,較佳可為69.8KΩ。第六電阻器R6之電阻值可介於9.69KΩ至10.71KΩ之間,較佳可為10.2KΩ。第七電阻器R7之電阻值可介於14.25KΩ至15.75KΩ之間,較佳可為15KΩ。第八電阻器R8之電阻值可介於0.99KΩ至1.01KΩ之間,較佳可為1KΩ。第九電阻器R9之電阻值可介於2.48KΩ至2.53KΩ之間,較佳可為2.5KΩ。第一電容器C1之電容值可介於2850μF至3150μF之間,較佳可為3000μF。第二電容器C2之電容值可介於0.99μF至1.01μF之間,較佳可為1μF。第三電容器C3之電容值可介於0.99μF至1.01μF之間,較佳可為1μF。第四電容器C4之電容值可介於99pF至101pF之間,較佳可為100pF。第五電容器C5之電容值可介於1.49nF至1.51nF之間,較佳可為1.5nF。第六電容器C6之電容值可介於46.53nF至47.47nF之間,較佳可為47nF。第一主線圈211對第一副線圈212之匝數比值可介於5至100之間,較佳可為20。第二主線圈271對第二副線圈272之匝數比值可介於0.01至1之間,較佳可為0.1。電源供應器200之相位邊際可大於45度,而電源供應器200之增益邊際可大於-10dB。以上參數範圍係根據多次實驗結果而得出,其有助於最佳化電源供應器200之輸出穩定度。
本發明提出一種新穎之電源供應器,其包括控制電路以選擇性地致能或禁能回授補償電路。根據實際量測結果,使用前述設計之電源供應器可完全消除過電流保護誤動作。由於本發明可進一步改善電源供應器之輸出穩定度,故其很適合應用於各種各式之裝置當中。
值得注意的是,以上所述之電位、電流、電阻值、電感值、電容值,以及其餘元件參數均非為本發明之限制條件。設計者可以根據不同需要調整這些設定值。本發明之電源供應器並不僅限於第1-4圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-4圖之任何一或複數個實施例之任何一或複數項特徵。換言之,並非所有圖示之特徵均須同時實施於本發明之電源供應器當中。雖然本發明之實施例係使用金氧半場效電晶體為例,但本發明並不僅限於此,本技術領域人士可改用其他種類之電晶體,例如:接面場效電晶體,或是鰭式場效電晶體等等,而不致於影響本發明之效果。
本發明雖以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明的範圍,任何熟習此項技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可做些許的更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100,200:電源供應器 110,210:第一變壓器 111,211:第一主線圈 112,212:第一副線圈 120,220:功率切換器 130,230:輸出級電路 140,240:偵測電路 150,250:回授補償電路 152,252:線性光耦合器 154,254:穩壓器 160,260:脈衝寬度調變積體電路 170,270:第二變壓器 171,271:第二主線圈 172,272:第二副線圈 180,280:控制電路 242:放大器 262:誤差放大器 264:比較器 390:第一虛線框 490:第二虛線框 C1:第一電容器 C2:第二電容器 C3:第三電容器 C4:第四電容器 C5:第五電容器 C6:第六電容器 D1:第一二極體 D2:第二二極體 DL:發光二極體 IOUT:輸出電流 IP:耦合電流 M1:第一電晶體 M2:第二電晶體 M3:第三電晶體 N1:第一節點 N2:第二節點 N3:第三節點 N4:第四節點 N5:第五節點 N6:第六節點 N7:第七節點 N8:第八節點 N9:第九節點 N10:第十節點 N11:第十一節點 N12:第十二節點 N13:第十三節點 N14:第十四節點 N15:第十五節點 NCM:共同節點 NIN:輸入節點 NOUT:輸出節點 Q1:雙載子接面電晶體 R1:第一電阻器 R2:第二電阻器 R3:第三電阻器 R4:第四電阻器 R5:第五電阻器 R6:第六電阻器 R7:第七電阻器 R8:第八電阻器 R9:第九電阻器 VC:控制電位 VD:偵測電位 VF:回授電位 VIN:輸入電位 VM:脈衝寬度調變電位 VOUT:輸出電位 VR:參考電位 VS:感應電位 VSS:接地電位 VT:三角波電位
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器之示意圖。 第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器之示意圖。 第3圖係顯示傳統電源供應器之電位波形圖。 第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器之電位波形圖。
100:電源供應器
110:第一變壓器
111:第一主線圈
112:第一副線圈
120:功率切換器
130:輸出級電路
140:偵測電路
150:回授補償電路
152:線性光耦合器
154:穩壓器
160:脈衝寬度調變積體電路
170:第二變壓器
171:第二主線圈
172:第二副線圈
180:控制電路
IOUT:輸出電流
IP:耦合電流
VC:控制電位
VD:偵測電位
VF:回授電位
VIN:輸入電位
VM:脈衝寬度調變電位
VOUT:輸出電位
VS:感應電位
VSS:接地電位

Claims (10)

  1. 一種消除過電流保護誤動作之電源供應器,包括: 一第一變壓器,包括一第一主線圈和一第一副線圈,其中該第一主線圈係用於接收一輸入電位,而該第一副線圈係用於產生一感應電位; 一功率切換器,選擇性地將該第一主線圈耦接至一接地電位; 一輸出級電路,根據該感應電位來產生一輸出電流; 一偵測電路,監控該輸出電流,並根據該輸出電流來產生一偵測電位; 一回授補償電路,耦接至該輸出級電路,並產生一回授電位和一耦合電流,其中該回授補償電路包括一線性光耦合器和一穩壓器; 一脈衝寬度調變積體電路,根據該回授電位來產生一脈衝寬度調變電位; 一第二變壓器,包括一第二主線圈和一第二副線圈,其中該第二主線圈係用於接收該耦合電流,而該第二副線圈係用於產生一控制電位;以及 一控制電路,根據該偵測電位和該控制電位來選擇性地致能或禁能該線性光耦合器和該穩壓器。
  2. 如請求項1所述之電源供應器,其中該第一主線圈具有一第一端和一第二端,該第一主線圈之該第一端係耦接至一輸入節點以接收該輸入電位,該第一主線圈之該第二端係耦接至一第一節點,該功率切換器係根據該脈衝寬度調變電位來選擇性地將該第一節點耦接至該接地電位,該第一副線圈具有一第一端和一第二端,該第一副線圈之該第一端係耦接至一第二節點以輸出該感應電位,而該第一副線圈之該第二端係耦接至一第三節點。
  3. 如請求項2所述之電源供應器,其中該輸出級電路包括: 一第一二極體,具有一陽極和一陰極,其中該第一二極體之該陽極係耦接至該第二節點以接收該感應電位,而該第一二極體之該陰極係耦接至一輸出節點;以及 一第一電容器,具有一第一端和一第二端,其中該第一電容器之該第一端係耦接至該輸出節點,而該第一電容器之該第二端係耦接至一共同節點以輸出該輸出電流。
  4. 如請求項3所述之電源供應器,其中該偵測電路包括: 一第一電阻器,具有一第一端和一第二端,其中該第一電阻器之該第一端係耦接至該第三節點,而該第一電阻器之該第二端係耦接至該共同節點以接收該輸出電流; 一第二電容器,具有一第一端和一第二端,其中該第二電容器之該第一端係耦接至該第三節點,而該第二電容器之該第二端係耦接至該共同節點; 一放大器,具有一正輸入端、一負輸出端,以及一輸出端,其中該放大器之該正輸入端係耦接至該共同節點,該放大器之該負輸入端係耦接至該第三節點,而該放大器之該輸出端係耦接至一第四節點; 一第二電阻器,具有一第一端和一第二端,其中該第二電阻器之該第一端係耦接至一第五節點以輸出該偵測電位,而該第二電阻器之該第二端係耦接至該第四節點;以及 一第三電容器,具有一第一端和一第二端,其中該第三電容器之該第一端係耦接至該第五節點,而該第三電容器之該第二端係耦接至該共同節點。
  5. 如請求項4所述之電源供應器,其中該回授補償電路包括: 一第三電阻器,具有一第一端和一第二端,其中該第三電阻器之該第一端係耦接至該輸出節點,而該第三電阻器之該第二端係耦接至一第六節點; 其中該線性光耦合器包括一發光二極體和一雙載子接面電晶體,該發光二極體具有一陽極和一陰極,該發光二極體之該陽極係耦接至該第六節點,該發光二極體之該陰極係耦接至一第七節點,該雙載子接面電晶體具有一集極和一射極,該雙載子接面電晶體之該集極係耦接至一第八節點以輸出該回授電位,而該雙載子接面電晶體之該射極係耦接至一第九節點以輸出該耦合電流; 一第四電容器,具有一第一端和一第二端,其中該第四電容器之該第一端係耦接至該第八節點,而該第四電容器之該第二端係耦接至該接地電位; 一第五電容器,具有一第一端和一第二端,其中該第五電容器之該第一端係耦接至該第七節點,而該第五電容器之該第二端係耦接至一第十節點; 一第四電阻器,具有一第一端和一第二端,其中該第四電阻器之該第一端係耦接至該第七節點,而該第四電阻器之該第二端係耦接至一第十一節點; 一第六電容器,具有一第一端和一第二端,其中該第六電容器之該第一端係耦接至該第十一節點,而該第六電容器之該第二端係耦接至該第十節點; 一第五電阻器,具有一第一端和一第二端,其中該第五電阻器之該第一端係耦接至該輸出節點,而該第五電阻器之該第二端係耦接至該第十節點;以及 一第六電阻器,具有一第一端和一第二端,其中該第六電阻器之該第一端係耦接至該第十節點,而該第六電阻器之該第二端係耦接至該共同節點; 其中該穩壓器具有一陽極、一陰極,以及一參考端,該穩壓器之該陽極係耦接至一第十二節點,該穩壓器之該陰極係耦接至該第七節點,而該穩壓器之該參考端係耦接至該第十節點。
  6. 如請求項5所述之電源供應器,其中該脈衝寬度調變積體電路包括: 一誤差放大器,具有一正輸入端、一負輸入端,以及一輸出端,其中該誤差放大器之該正輸入端係用於接收一參考電位,該誤差放大器之該負輸入端係耦接至該第八節點以接收該回授電位,而該誤差放大器之該輸出端係耦接至一第十三節點;以及 一比較器,具有一正輸入端、一負輸入端,以及一輸出端,其中,該比較器之該正輸入端係用於接收一三角波電位,該比較器之該負輸入端係耦接至該第十三節點,而該比較器之該輸出端係用於輸出該脈衝寬度調變電位。
  7. 如請求項5所述之電源供應器,其中該第二變壓器更包括一第七電阻器,該第七電阻器具有一第一端和一第二端,該第七電阻器之該第一端係耦接至該第九節點以接收該耦合電流,該第七電阻器之該第二端係耦接至該接地電位,該第二主線圈具有一第一端和一第二端,該第二主線圈之該第一端係耦接至該第九節點,該第二主線圈之該第二端係耦接至該接地電位,該第二副線圈具有一第一端和一第二端,該第二副線圈之該第一端係耦接至一第十四節點以輸出該控制電位,而該第二副線圈之該第二端係耦接至該共同節點。
  8. 如請求項7所述之電源供應器,其中該控制電路包括: 一第一電晶體,具有一控制端、一第一端,以及一第二端,其中該第一電晶體之該控制端係耦接至該第十四節點以接收該控制電位,該第一電晶體之該第一端係耦接至該共同節點,而該第一電晶體之該第二端係耦接至該第十二節點。
  9. 如請求項8所述之電源供應器,其中該控制電路更包括: 一第二二極體,具有一陽極和一陰極,其中該第二二極體之該陽極係耦接至該輸出節點,而該第二二極體之該陰極係耦接至該第六節點; 一第八電阻器,具有一第一端和一第二端,其中該第八電阻器之該第一端係耦接至一第十五節點,而該第八電阻器之該第二端係耦接至該第五節點以接收該偵測電位; 一第二電晶體,具有一控制端、一第一端,以及一第二端,其中該第二電晶體之該控制端係耦接至該第十五節點,該第二電晶體之該第一端係耦接至該第七節點,而該第二電晶體之該第二端係耦接至該第六節點;以及 一第九電阻器,具有一第一端和一第二端,其中該第九電阻器之該第一端係耦接至該第七節點,而該第九電阻器之該第二端係耦接至該第五節點; 其中該第九電阻器之電阻值係至少為該第八電阻器之電阻值之2倍以上。
  10. 如請求項9所述之電源供應器,其中若該輸出電流尚未達到一臨界值,則該偵測電位會相對較低以關閉該第二電晶體,且該控制電位會相對較高以啟動該第一電晶體,使得該線性光耦合器和該穩壓器兩者皆被致能; 其中若該輸出電流已達到該臨界值,則該偵測電位會相對較高以啟動該第二電晶體,且該控制電位會相對較低以關閉該第一電晶體,使得該線性光耦合器和該穩壓器兩者皆被禁能。
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Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3192541B2 (ja) * 1994-01-28 2001-07-30 三菱電機株式会社 内燃機関用失火検出回路
US5995384A (en) * 1997-07-31 1999-11-30 Philips Electronics North America Corporation Functional on/off switch for switched-mode power supply circuit with burst mode operation
GB2443002A (en) 2006-10-16 2008-04-23 Converteam Ltd dc power distribution system
US8004253B2 (en) * 2007-11-08 2011-08-23 Astec International Limited Duty cycle dependent non-linear slope compensation for improved dynamic response
TWI393316B (zh) * 2009-12-22 2013-04-11 Sitronix Technology Corp Power supply short circuit protection device
KR101789799B1 (ko) * 2011-06-08 2017-10-26 페어차일드코리아반도체 주식회사 피드백 회로 및 이를 포함하는 전원 공급 장치
TWI474593B (zh) * 2012-09-06 2015-02-21 Fsp Technology Inc 具功率因數校正與脈寬調變機制的電源供應裝置及其方法
US9819274B2 (en) * 2014-11-20 2017-11-14 Microchip Technology Incorporated Start-up controller for a power converter
US10157702B2 (en) * 2014-12-07 2018-12-18 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman) Ltd. Pulse transformer
CN107667464B (zh) * 2015-06-01 2020-04-17 飞利浦照明控股有限公司 Led驱动器和驱动方法
TWI677153B (zh) * 2018-11-21 2019-11-11 群光電能科技股份有限公司 開關電路
TWI710885B (zh) * 2019-05-07 2020-11-21 宏碁股份有限公司 電源供應器

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