TW202349837A - 快速放電之電源供應器 - Google Patents

Abstract

一種快速放電之電源供應器，包括：一橋式整流器、一升壓電感器、一功率切換器、一偵測及控制電路、一第一輸出級電路、一分壓電路、一切換電路、一放電電路、一變壓器、一諧振電容器，以及一第二輸出級電路。偵測及控制電路可偵測是否有任何輸入電流通過橋式整流器，並據以產生一第一脈波寬度調變電位、一第一控制電位、一第二控制電位，以及一邏輯電位。放電電路可根據第二控制電位和邏輯電位來選擇性地針對第一輸出級電路和切換電路執行放電操作。

Description

快速放電之電源供應器

本發明係關於一種電源供應器，特別係關於一種可快速放電之電源供應器。

在傳統電源供應器中，其輸出電容器通常具有較大之電容值。即使將電源供應器之一外部輸入電源移除，此輸出電容器仍可於一段維持時間內提供電力，故容易造成對應之系統發生誤判及執行錯誤之模式切換。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缺陷。

在較佳實施例中，本發明提出一種快速放電之電源供應器，包括：一橋式整流器，根據一第一輸入電位和一第二輸入電位來產生一整流電位；一升壓電感器，接收該整流電位；一功率切換器，根據一第一脈波寬度調變電位來選擇性地將該升壓電感器耦接至一接地電位；一偵測及控制電路，偵測是否有任何輸入電流通過該橋式整流器，並據以產生該第一脈波寬度調變電位、一第一控制電位、一第二控制電位，以及一邏輯電位；一第一輸出級電路，耦接至該升壓電感器，其中該第一輸出級電路係根據該第一控制電位來選擇性地產生一中間電位；一分壓電路，根據該中間電位來產生一分壓電位；一切換電路，由該分壓電位來進行供電，其中該切換電路係根據該中間電位來產生一切換電位；一放電電路，根據該第二控制電位和該邏輯電位來選擇性地針對該第一輸出級電路和該切換電路執行放電操作；一變壓器，包括一主線圈、一第一副線圈，以及一第二副線圈，其中該變壓器內建一漏電感器和一激磁電感器，而該主線圈係經由該漏電感器接收該切換電位；一諧振電容器，耦接至該激磁電感器；以及一第二輸出級電路，耦接至該第一副線圈和該第二副線圈，並產生一輸出電位。

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：一橋式整流器110、一升壓電感器LU、一功率切換器120、一偵測及控制電路130、一第一輸出級電路140、一分壓電路150、一切換電路160、一放電電路170、一變壓器180、一諧振電容器CR，以及一第二輸出級電路190。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。

橋式整流器110可根據一第一輸入電位VIN1和一第二輸入電位VIN2來產生一整流電位VR，其中第一輸入電位VIN1和第二輸入電位VIN2之間可形成具有任意頻率和任意振幅之一交流電壓。例如，交流電壓之頻率可約為50Hz或60Hz，而交流電壓之方均根值可約由90V至264V，但亦不僅限於此。升壓電感器LU可接收整流電位VR。功率切換器120可根據一第一脈波寬度調變電位VM1來選擇性地將升壓電感器LU耦接至一接地電位VSS(例如：0V)。例如，若第一脈波寬度調變電位VM1為一高邏輯位準(亦即，邏輯「1」)，則功率切換器120可將升壓電感器LU耦接至接地電位VSS(亦即，功率切換器120可近似於一短路路徑)；反之，若第一脈波寬度調變電位VM1為一低邏輯位準(亦即，邏輯「0」)，則功率切換器120不會將升壓電感器LU耦接至接地電位VSS(亦即，功率切換器120可近似於一開路路徑)。偵測及控制電路130可偵測是否有任何輸入電流IIN通過橋式整流器110，並可據以產生第一脈波寬度調變電位VM1、一第一控制電位VC1、一第二控制電位VC2，以及一邏輯電位VG。第一輸出級電路140係耦接至升壓電感器LU，其中第一輸出級電路140可根據第一控制電位VC1來選擇性地產生一中間電位VE。分壓電路150可根據中間電位VE來產生一分壓電位VD。切換電路160可由分壓電位VD來進行供電，其中切換電路160更可根據中間電位VE來產生一切換電位VW。放電電路170可根據第二控制電位VC2和邏輯電位VG來選擇性地針對第一輸出級電路140和切換電路160執行放電操作。變壓器180包括一主線圈181、一第一副線圈182，以及一第二副線圈183。變壓器180更可內建一漏電感器LR和一激磁電感器LM，其中漏電感器LR、激磁電感器LM，以及主線圈181皆可位於變壓器180之同一側，而第一副線圈182和第二副線圈183則皆可位於變壓器180之相對另一側。主線圈181可經由漏電感器LR接收切換電位VW，而第一副線圈182和第二副線圈183則可回應於切換電位VW來進行操作。諧振電容器CR係耦接至激磁電感器LM。第二輸出級電路190係耦接至第一副線圈182和第二副線圈183，並可產生一輸出電位VOUT。例如，輸出電位VOUT可為一直流電位，其電位位準可介於18V至20V之間，但亦不僅限於此。在此設計下，電源供應器100可藉由分析輸入電流IIN來判斷其外部輸入電源是否被移除，再選擇性地執行對應之快速放電操作，從而可有效提升其整體之可靠度及穩定度。

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之電路圖。在第2圖之實施例中，在第2圖之實施例中，電源供應器200具有一第一輸入節點NIN1、一第二輸入節點NIN2，以及一輸出節點NOUT，並包括：一橋式整流器210、一升壓電感器LU、一功率切換器220、一偵測及控制電路230、一第一輸出級電路240、一分壓電路250、一切換電路260、一放電電路270、一變壓器280、一諧振電容器CR，以及一第二輸出級電路290。電源供應器200之第一輸入節點NIN1和第二輸出節點NIN2可分別由一外部輸入電源處(未顯示)接收一第一輸入電位VIN1和一第二輸入電位VIN2，而電源供應器200之輸出節點NOUT則可用於輸出一輸出電位VOUT至一電子裝置(未顯示)。

橋式整流器210包括一第一二極體D1、一第二二極體D2、一第三二極體D3，以及一第四二極體D4。第一二極體D1具有一陽極和一陰極，其中第一二極體D1之陽極係耦接至第一輸入節點NIN1，而第一二極體D1之陰極係耦接至一第一節點N1以輸出一整流電位VR。第二二極體D2具有一陽極和一陰極，其中第二二極體D2之陽極係耦接至第二輸入節點NIN2，而第二二極體D2之陰極係耦接至第一節點N1。第三二極體D3具有一陽極和一陰極，其中第三二極體D3之陽極係耦接至一第二節點N2，而第三二極體D3之陰極係耦接至第一輸入節點NIN1。第四二極體D4具有一陽極和一陰極，其中第四二極體D4之陽極係耦接至一第三節點N3，而第四二極體D4之陰極係耦接至第二輸入節點NIN2。

升壓電感器LU具有一第一端和一第二端，其中升壓電感器LU之第一端係耦接至第一節點N1以接收整流電位VR，而升壓電感器LU之第二端係耦接至一第四節點N4。

功率切換器220包括一第一電晶體M1。例如，第一電晶體M1可為一N型金氧半場效電晶體(N-type Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，NMOSFET)。第一電晶體M1具有一控制端(例如：一閘極)、一第一端(例如：一源極)，以及一第二端(例如：一汲極)，其中第一電晶體M1之控制端係用於接收一第一脈波寬度調變電位VM1，第一電晶體M1之第一端係耦接至一接地電位VSS，而第一電晶體M1之第二端係耦接至第四節點N4。

偵測及控制電路230包括一第一電阻器R1、一第二電阻器R2、一第一誤差放大器(Error Amplifier，EA)232、一第二誤差放大器234、一及閘(AND Gate)236，以及一第一脈波寬度調變積體電路(Pulse Width Modulation Integrated Circuit，PWM IC)238。第一電阻器R1具有一第一端和一第二端，其中第一電阻器R1之第一端係耦接至第二節點N2以輸出一第一電位V1，而第一電阻器R1之第二端係耦接至接地電位VSS。第二電阻器R2具有一第一端和一第二端，其中第二電阻器R2之第一端係耦接至第三節點N3以輸出一第二電位V2，而第二電阻器R2之第二端係耦接至接地電位VSS。在一些實施例中，第一電阻器R1和第二電阻器R2皆具有極小之電阻值(例如：小於5歐姆)。第一誤差放大器232可比較第一電位V1與接地電位VSS，以產生一第一比較電位VB1。例如，若第一電位V1等於接地電位VSS(亦即， )，則第一誤差放大器232可產生具有高邏輯位準之第一比較電位VB1；反之，若第一電位V1不等於接地電位VSS(亦即， )，則第一誤差放大器232可產生具有低邏輯位準之第一比較電位VB1。第二誤差放大器234可比較第二電位V2與接地電位VSS，以產生一第二比較電位VB2。例如，若第二電位V2等於接地電位VSS(亦即， )，則第二誤差放大器234可產生具有高邏輯位準之第二比較電位VB2；反之，若第二電位V2不等於接地電位VSS(亦即， )，則第二誤差放大器234可產生具有低邏輯位準之第二比較電位VB2。在一些實施例中，第一誤差放大器232和第二誤差放大器234之取樣週期係至少為16.67ms，以對應於一般市電之操作頻率60Hz。及閘236具有一第一輸入端、一第二輸入端，以及一輸出端，其中及閘236之第一輸入端係用於接收第一比較電位VB1，及閘236之第二輸入端係用於接收第二比較電位VB2，而及閘236之輸出端係用於輸出一邏輯電位VG。例如，只有在第一比較電位VB1和第二比較電位VB2皆為高邏輯位準之情況下，及閘236才會產生具有高邏輯位準之邏輯電位VG；否則，及閘236皆會產生具有低邏輯位準之邏輯電位VG。第一脈波寬度調變積體電路238可根據邏輯電位VG來產生第一脈波寬度調變電位VM1、一第一控制電位VC1，以及一第二控制電位VC2，其操作原理將於後續之實施例中作詳細說明。

輸出級電路240包括一第五二極體D5、一第一電容器C1，以及一第二電晶體M2。第五二極體D5具有一陽極和一陰極，其中第五二極體D5之陽極係耦接至第四節點N4，而第五二極體D5之陰極係耦接至一第五節點N5。第一電容器C1具有一第一端和一第二端，其中第一電容器C1之第一端係耦接至第五節點N5，而第一電容器C1之第二端係耦接至接地電位VSS。第二電晶體M2可為一N型金氧半場效電晶體。第二電晶體M2具有一控制端(例如：一閘極)、一第一端(例如：一源極)，以及一第二端(例如：一汲極)，其中第二電晶體M2之控制端係用於接收第一控制電位VC1，第二電晶體M2之第一端係耦接至一第六節點N6以選擇性地輸出一中間電位VE，而第二電晶體M2之第二端係耦接至第五節點N5。

分壓電路250包括一第三電阻器R3和一第四電阻器R4。第三電阻器R3具有一第一端和一第二端，其中第三電阻器R3之第一端係耦接至第六節點N6以接收中間電位VE，而第三電阻器R3之第二端係耦接至一第七節點N7以輸出一分壓電位VD。第四電阻器R4具有一第一端和一第二端，其中第四電阻器R4之第一端係耦接至第七節點N7，而第四電阻器R4之第二端係耦接至接地電位VSS。

切換電路260包括一第二脈波寬度調變積體電路268、一第三電晶體M3，以及一第四電晶體M4。第二脈波寬度調變積體電路268可由分壓電位VD來進行供電。例如，若分壓電位VD為高邏輯位準，則第二脈波寬度調變積體電路268將可被致能，以產生一第二脈波寬度調變電位VM2和一第三脈波寬度調變電位VM3；反之，若分壓電位VD為低邏輯位準，則第二脈波寬度調變積體電路268將可被禁能，且不會產生任何脈波寬度調變電位。第二脈波寬度調變電位VM2和第三脈波寬度調變電位VM3兩者可具有互補(Complementary)之邏輯位準。第三電晶體M3和第四電晶體M4可各自為一N型金氧半場效電晶體。第三電晶體M3具有一控制端(例如：一閘極)、一第一端(例如：一源極)，以及一第二端(例如：一汲極)，其中第三電晶體M3之控制端係用於接收第二脈波寬度調變電位VM2，第三電晶體M3之第一端係耦接至一第八節點以輸出一切換電位VW，而第三電晶體M3之第二端係耦接至第六節點N6以接收中間電位VE。第四電晶體M4具有一控制端(例如：一閘極)、一第一端(例如：一源極)，以及一第二端(例如：一汲極)，其中第四電晶體M4之控制端係用於接收第三脈波寬度調變電位VM3，第四電晶體M4之第一端係耦接至接地電位VSS，而第四電晶體M4之第二端係耦接至第八節點N8。

放電電路270包括一第五電晶體M5、一第六電晶體M6、一第五電阻器R5，以及一第六電阻器R6。第五電晶體M5和第六電晶體M6可各自為一N型金氧半場效電晶體。第五電晶體M5具有一控制端(例如：一閘極)、一第一端(例如：一源極)，以及一第二端(例如：一汲極)，其中第五電晶體M5之控制端係用於接收第二控制電位VC2，第五電晶體M5之第一端係耦接至一第九節點N9，而第五電晶體M5之第二端係耦接至第五節點N5。第五電阻器R5具有一第一端和一第二端，其中第五電阻器R5之第一端係耦接至第九節點N9，而第五電阻器R5之第二端係耦接至接地電位VSS。第六電晶體M6具有一控制端(例如：一閘極)、一第一端(例如：一源極)，以及一第二端(例如：一汲極)，其中第六電晶體M6之控制端係用於接收邏輯電位VG，第六電晶體M6之第一端係耦接至一第十節點N10，而第六電晶體M6之第二端係耦接至第八節點N8。第六電阻器R6具有一第一端和一第二端，其中第六電阻器R6之第一端係耦接至第十節點N10，而第六電阻器R6之第二端係耦接至接地電位VSS。

變壓器280包括一主線圈281、一第一副線圈282，以及一第二副線圈283，其中變壓器280更內建一漏電感器LR和一激磁電感器LM。漏電感器LR和激磁電感器LM皆可為變壓器280製造時所附帶產生之固有元件，其並非外部獨立元件。漏電感器LR、主線圈281，以及激磁電感器LM皆可位於變壓器280之同一側(例如：一次側)，而第一副線圈282和第二副線圈283則皆可位於變壓器280之相對另一側(例如：二次側，其可與一次側互相隔離開來)。漏電感器LR具有一第一端和一第二端，其中漏電感器LR之第一端係耦接至第八節點N8以接收切換電位VW，而漏電感器LR之第二端係耦接至一第十一節點N11。主線圈281具有一第一端和一第二端，其中主線圈281之第一端係耦接至第十一節點N11，而主線圈281之第二端係耦接至一第十二節點N12。激磁電感器LM具有一第一端和一第二端，其中激磁電感器LM之第一端係耦接至第十一節點N11，而激磁電感器LM之第二端係耦接至第十二節點N12。諧振電容器CR具有一第一端和一第二端，其中諧振電容器CR之第一端係耦接至第十二節點N12，而諧振電容器CR之第二端係耦接至接地電位VSS。例如，漏電感器LR、激磁電感器LM，以及諧振電容器CR三者可共同形成電源供應器200之一諧振槽(Resonant Tank)。第一副線圈282具有一第一端和一第二端，其中第一副線圈282之第一端係耦接至一第十三節點N13，而第一副線圈282之第二端係耦接至一共同節點NCM。例如，共同節點NCM可視為另一接地電位，其可與前述之接地電位VSS相同或相異。第二副線圈283具有一第一端和一第二端，其中第二副線圈283之第一端係耦接至共同節點NCM，而第二副線圈283之第二端係耦接至一第十四節點N14。

第二輸出級電路290包括一第六二極體D6、一第七二極體D7，以及一第二電容器C2。第六二極體D6具有一陽極和一陰極，其中第六二極體D6之陽極係耦接至第十三節點N13，而第六二極體D6之陰極係耦接至輸出節點NOUT。第七二極體D7具有一陽極和一陰極，其中第七二極體D7之陽極係耦接至第十四節點N14，而第七二極體D7之陰極係耦接至輸出節點NOUT。第二電容器C2具有一第一端和一第二端，其中第二電容器C2之第一端係耦接至輸出節點NOUT，而第二電容器C2之第二端係耦接至共同節點NCM。

在一些實施例中，電源供應器200可操作於一正常供電模式或一斷電模式，其操作原理可分別如下列所述。

在正常供電模式下，電源供應器200係耦接至一外部輸入電源，其中不為0之一輸入電流將會進入橋式整流器210當中。例如，此輸入電流可形成通過第一電阻器R1之一第一電流I1，抑或可形成通過第二電阻器R2之一第二電流I2兩者擇一。根據歐姆定律，第一電位V1可與第一電流I1成正比關係，而第二電位V2則可與第二電流I2成正比關係。由於第一電流I1和第二電流I2之中恰有一者等於0，故第一比較電位VB1和第二比較電位VB2之一者將為低邏輯位準，而第一比較電位VB1和第二比較電位VB2之另一者將為高邏輯位準。此時，邏輯電位VG將為低邏輯位準以禁能第六電晶體M6。回應於低邏輯位準之邏輯電位VG，第一脈波寬度調變積體電路238會正常輸出第一脈波寬度調變電位VM1。另外，第一脈波寬度調變積體電路238還會輸出具有高邏輯位準之第一控制電位VC1以致能第二電晶體M2，並輸出具有低邏輯位準之第二控制電位VC2以禁能第五電晶體M5。亦即，第一輸出級電路240將會正常提供電力給第二脈波寬度調變積體電路268，但放電電路270不會針對第一輸出級電路240和切換電路260執行任何放電操作。

在斷電模式下，前述之外部輸入電源已被移除，故不會有任何輸入電流進入橋式整流器210當中。此時，通過第一電阻器R1之第一電流I1和通過第二電阻器R2之第二電流I2兩者皆等於0，且第一比較電位VB1和第二比較電位VB2兩者皆為高邏輯位準。是以，邏輯電位VG將為高邏輯位準以致能第六電晶體M6。回應於高邏輯位準之邏輯電位VG，第一脈波寬度調變積體電路238會停止輸出第一脈波寬度調變電位VM1。另外，第一脈波寬度調變積體電路238還會輸出具有低邏輯位準之第一控制電位VC1以禁能第二電晶體M2，並輸出具有高邏輯位準之第二控制電位VC2以致能第五電晶體M5。亦即，第一輸出級電路240將會停止提供電力給第二脈波寬度調變積體電路268。放電電路270將會針對第一輸出級電路240之第一電容器C1執行一快速放電操作。再者，放電電路270還會針對切換電路260之切換電位VW執行另一放電操作，使得前述之諧振槽不會再提供能量給第二輸出級電路290之第二電容器C2。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器200之輸出電位VOUT之電位波形圖，其中橫軸代表時間，而縱軸代表電位位準。根據第3圖之量測結果，若電源供應器200之外部輸入電源於一特定時間點TS處遭移除，則第二電容器C2所儲存之輸出電位VOUT將可僅具有介於8ms至15ms之間之一維持時間TH。在維持時間TH屆滿後，輸出電位VOUT即下降至低邏輯位準。相較於傳統設計之維持時間往往長達60ms或70ms，本發明所提之快速放電設計已可大幅縮短電源供應器200之輸出電位VOUT之維持時間TH。

本發明提出一種新穎之電源供應器，其可有效縮短電源供應器之輸出電位之維持時間，從而能降低模式切換錯誤之機率。根據實際量測結果，使用前述設計之電源供應器其穩定度和可靠度皆有明顯改善，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1-3圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-3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。

在本說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之間並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。

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:橋式整流器 120,220:功率切換器 130,230:偵測及控制電路 140,240:第一輸出級電路 150,250:分壓電路 160,260:切換電路 170,270:放電電路 180,280:變壓器 181,281:主線圈 182,282:第一副線圈 183,283:第二副線圈 190,290:第二輸出級電路 232:第一誤差放大器 234:第二誤差放大器 236:及閘 238:第一脈波寬度調變積體電路 268:第二脈波寬度調變積體電路 C1:第一電容器 C2:第二電容器 CR:諧振電容器 D1:第一二極體 D2:第二二極體 D3:第三二極體 D4:第四二極體 D5:第五二極體 D6:第六二極體 D7:第七二極體 I1:第一電流 I2:第二電流 IIN:輸入電流 LM:激磁電感器 LR:漏電感器 LU:升壓電感器 M1:第一電晶體 M2:第二電晶體 M3:第三電晶體 M4:第四電晶體 M5:第五電晶體 M6:第六電晶體 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 NCM:共同節點 NIN1:第一輸入節點 NIN2:第二輸入節點 NOUT:輸出節點 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 TH:維持時間 TS:特定時間點 V1:第一電位 V2:第二電位 VB1:第一比較電位 VB2:第二比較電位 VC1:第一控制電位 VC2:第二控制電位 VD:分壓電位 VE:中間電位 VG:邏輯電位 VIN1:第一輸入電位 VIN2:第二輸入電位 VM1:第一脈波寬度調變電位 VM2:第二脈波寬度調變電位 VM3:第三脈波寬度調變電位 VOUT:輸出電位 VR:整流電位 VSS:接地電位 VW:切換電位

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電路圖。 第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器之輸出電位之電位波形圖。

100:電源供應器

110:橋式整流器

120:功率切換器

130:偵測及控制電路

140:第一輸出級電路

150:分壓電路

160:切換電路

170:放電電路

180:變壓器

181:主線圈

182:第一副線圈

183:第二副線圈

190:第二輸出級電路

CR:諧振電容器

IIN:輸入電流

LM:激磁電感器

LR:漏電感器

LU:升壓電感器

VC1:第一控制電位

VC2:第二控制電位

VD:分壓電位

VE:中間電位

VG:邏輯電位

VIN1:第一輸入電位

VIN2:第二輸入電位

VM1:第一脈波寬度調變電位

VOUT:輸出電位

VR:整流電位

VSS:接地電位

VW:切換電位

Claims (10)

1. 一種快速放電之電源供應器，包括： 一橋式整流器，根據一第一輸入電位和一第二輸入電位來產生一整流電位； 一升壓電感器，接收該整流電位； 一功率切換器，根據一第一脈波寬度調變電位來選擇性地將該升壓電感器耦接至一接地電位； 一偵測及控制電路，偵測是否有任何輸入電流通過該橋式整流器，並據以產生該第一脈波寬度調變電位、一第一控制電位、一第二控制電位，以及一邏輯電位； 一第一輸出級電路，耦接至該升壓電感器，其中該第一輸出級電路係根據該第一控制電位來選擇性地產生一中間電位； 一分壓電路，根據該中間電位來產生一分壓電位； 一切換電路，由該分壓電位來進行供電，其中該切換電路係根據該中間電位來產生一切換電位； 一放電電路，根據該第二控制電位和該邏輯電位來選擇性地針對該第一輸出級電路和該切換電路執行放電操作； 一變壓器，包括一主線圈、一第一副線圈，以及一第二副線圈，其中該變壓器內建一漏電感器和一激磁電感器，而該主線圈係經由該漏電感器接收該切換電位； 一諧振電容器，耦接至該激磁電感器；以及 一第二輸出級電路，耦接至該第一副線圈和該第二副線圈，並產生一輸出電位。
2. 如請求項1之電源供應器，其中該橋式整流器包括： 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一第一輸入節點以接收該第一輸入電位，而該第一二極體之該陰極係耦接至一第一節點以輸出該整流電位； 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一第二輸入節點以接收該第二輸入電位，而該第二二極體之該陰極係耦接至該第一節點； 一第三二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第三二極體之該陽極係耦接至一第二節點，而該第三二極體之該陰極係耦接至該第一輸入節點；以及 一第四二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第四二極體之該陽極係耦接至一第三節點，而該第四二極體之該陰極係耦接至該第二輸入節點； 其中該升壓電感器具有一第一端和一第二端，其中該升壓電感器之該第一端係耦接至該第一節點以接收該整流電位，而該升壓電感器之該第二端係耦接至一第四節點。
3. 如請求項2之電源供應器，其中該功率切換器包括： 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用於接收該第一脈波寬度調變電位，該第一電晶體之該第一端係耦接至該接地電位，而該第一電晶體之該第二端係耦接至該第四節點。
4. 如請求項2之電源供應器，其中該偵測及控制電路包括： 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二節點以輸出一第一電位，而該第一電阻器之該第二端係耦接至該接地電位； 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該第三節點以輸出一第二電位，而該第二電阻器之該第二端係耦接至該接地電位； 一第一誤差放大器，比較該第一電位與該接地電位，以產生一第一比較電位； 一第二誤差放大器，比較該第二電位與該接地電位，以產生一第二比較電位； 一及閘，具有一第一輸入端、一第二輸入端，以及一輸出端，其中該及閘之該第一輸入端係用於接收該第一比較電位，該及閘之該第二輸入端係用於接收該第二比較電位，而該及閘之該輸出端係用於輸出該邏輯電位；以及 一第一脈波寬度調變積體電路，根據該邏輯電位來產生該第一脈波寬度調變電位、該第一控制電位，以及該第二控制電位。
5. 如請求項2之電源供應器，其中該第一輸出級電路包括： 一第五二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第五二極體之該陽極係耦接至該第四節點，而該第五二極體之該陰極係耦接至一第五節點； 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第五節點，而該第一電容器之該第二端係耦接至該接地電位；以及 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用於接收該第一控制電位，該第二電晶體之該第一端係耦接至一第六節點以選擇性地輸出該中間電位，而該第二電晶體之該第二端係耦接至該第五節點。
6. 如請求項5之電源供應器，其中該分壓電路包括： 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第六節點以接收該中間電位，而該第三電阻器之該第二端係耦接至一第七節點以輸出該分壓電位；以及 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該接地電位。
7. 如請求項5之電源供應器，其中該切換電路包括： 一第二脈波寬度調變積體電路，由該分壓電位來進行供電，其中該第二脈波寬度調變積體電路更產生一第二脈波寬度調變電位和一第三脈波寬度調變電位； 一第三電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第三電晶體之該控制端係用於接收該第二脈波寬度調變電位，該第三電晶體之該第一端係耦接至一第八節點以輸出該切換電位，而該第三電晶體之該第二端係耦接至該第六節點以接收該中間電位；以及 一第四電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第四電晶體之該控制端係用於接收該第三脈波寬度調變電位，該第四電晶體之該第一端係耦接至該接地電位，而該第四電晶體之該第二端係耦接至該第八節點。
8. 如請求項7之電源供應器，其中該放電電路包括： 一第五電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第五電晶體之該控制端係用於接收該第二控制電位，該第五電晶體之該第一端係耦接至一第九節點，而該第五電晶體之該第二端係耦接至該第五節點； 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第九節點，而該第五電阻器之該第二端係耦接至該接地電位； 一第六電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第六電晶體之該控制端係用於接收該邏輯電位，該第六電晶體之該第一端係耦接至一第十節點，而該第六電晶體之該第二端係耦接至該第八節點；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接地電位。
9. 如請求項8之電源供應器，其中該漏電感器具有一第一端和一第二端，該漏電感器之該第一端係耦接至該第八節點以接收該切換電位，該漏電感器之該第二端係耦接至一第十一節點，該主線圈具有一第一端和一第二端，該主線圈之該第一端係耦接至該第十一節點，該主線圈之該第二端係耦接至一第十二節點，該激磁電感器具有一第一端和一第二端，該激磁電感器之該第一端係耦接至該第十一節點，該激磁電感器之該第二端係耦接至該第十二節點，該諧振電容器具有一第一端和一第二端，該諧振電容器之該第一端係耦接至該第十二節點，該諧振電容器之該第二端係耦接至該接地電位，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十三節點，該第一副線圈之該第二端係耦接至一共同節點，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該共同節點，而該第二副線圈之該第二端係耦接至一第十四節點。
10. 如請求項9之電源供應器，其中該第二輸出級電路包括： 一第六二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第六二極體之該陽極係耦接至該第十三節點，而該第六二極體之該陰極係耦接至一輸出節點以輸出該輸出電位； 一第七二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第七二極體之該陽極係耦接至該第十四節點，而該第七二極體之該陰極係耦接至該輸出節點；以及 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輸出節點，而該第二電容器之該第二端係耦接至該共同節點。

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