TW530447B - Power supply apparatus - Google Patents

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TW530447B
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rectifier
power supply
voltage
output
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TW088105710A
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Hiroyuki Nakahira
Akira Yamamoto
Shiro Sakiyama
Masayoshi Kinoshita
Katsuji Satomi
Original Assignee
Matsushita Electric Ind Co Ltd
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Description

530447 A7 B7 五、發明說明（1 ) 發明背景 1 ·發明領域： 本發明有關一電源供應裝置，用於將輸入電壓轉換成所 要的電壓’並且將所要的電壓供應至一負載。 2 ·相關技術之敘述： 一傳統的電源供應裝置，包括一種類型的電壓轉換電路 。該電源供應裝置採用何種類型的電壓轉換電路是根據 包括在該電源供應裝置内所使用的該系統而決定。 已知的電壓轉換電路包括一線性整流器（例，_聯整流 器）和一交換整流器。 一串聯整流器特色爲所產生的電子雜訊相當少並且輸 出電壓十分穩定。在一串聯整流器内，輸入電壓Vin和輸 出電壓Vc>ut間的差異被施加至一控制電晶體的兩端。流經 該控制電晶體的電流（亦即，該輸入電流Iu)被供應至一外 邵負載做爲一輸出電流IQUt。據此，該串聯整流器的轉換 效率Tlseries是由孩輸入電壓Vin和該輸出電壓之間的比 率來決足，而不考慮該輸出電流，如公式（丨）所示。 η =Vout*Iout/Vin*iin = V〇ut/vin(v Iout = lin)...(1) (請先閱讀背面之注意事 I--壮氏 寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一交換整流器特色爲伴隨電壓轉換的能源損耗很小並 且因而以少數的外部元件得到較高的轉換效率。其理由爲 :雖然該交換整流器的轉換效率視該輸出電流而定， 但即使當該輸入電壓vin和該輸出電壓之間的差異十 分大時，將-輸入電壓vin截斷仍可實現該輸入電壓Vin 4- 適 度 尺 張 紙 本 fwΙί 29 X 10 2 /IV 格 規 Α4 5) N (c 準 標 國 國 530447 A7 B7 五、發明說明（2 ) 的較高轉換效率。該交換整流器的轉換效率以公式 (2)表示。 nSWiuh=v0ut*i0Ut/vin*iin...(2) 在雜訊會引起嚴重問題的裝置内使用_聯整流器，例如 ，無線電裝置和衡量裝置。交換整流器使用在，例如 需要低電源消耗的系統和個人電腦内，特別是筆記型電腦 ，其中該電源供應器電路本身所產生的熱會引起問題。2 此方式，該串聯整流器和該交換整流器適於使用在不同勺 域中。 〜 在使用串聯整流器將輸入電壓Vin轉換成一輸出電壓 Vout的情況下，當該輸出電壓小於該輸入電壓時 ，该控制電晶體所造成的能源損耗相當大。結果，降低了 轉換效率T]series。然而，由於該自電流十分小，關於該輪 出電流的該轉換效率實質上爲常數。 ^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 不像_聯整流器，該交換整流器需要一複雜的電路架構 及運作，並且需要大量能源以運作該轉換電路本身。當謗 輸出電流Icut是大的時，該轉換電路的運作能源相對較小 。因而，遠轉換效率^ switch的減少是微不足道的。然而， 當該輸出電流1。以是小的時，該運作能源相對較大。因D而 ，，亥轉換政率會減少至一不可忽視的程度。 發明之簡要敘述 、如本發明之一電源供應裝置，包括—電源供應電路，用 於將輸入電壓轉換成輸出電壓並且將該輸出電壓供應至 -5 經濟部智慧財產局員工消費合作社印？衣 530447 A7 B7 五、發明說明（3) 一負載。該電源供應電路包括複數個有不同轉換效率的電 壓轉換電路，以及一用於選擇該複數個電壓轉換電路之一 ，以便改良該電源供應電路轉換效率的選擇電路。 在本發明之一具體實例中，該複數個電壓轉換電路爲三 個以上的電壓轉換電路。 在本發明之一具體實例中，該電源供應器電路尚包括一 偵測電路，用於偵測從該電源供應器電路流至該負載的輸 出電流，其中該選擇電路根據該輸出電流選擇該複數個電 壓轉換電路之一。 在本發明之一具體實例中，該複數個電壓轉換電路包括 一串聯整流器和一交換整流器。 在本發明之一具體實例中，該負載爲一半導體裝置，包 括至少一功能方塊。該半導體裝置是可在複數個運作模式 的每一個中實施的。該選擇電路接收一代表該半導體裝置 運作的運作模式之一的模式信號，並且根據該模式信號選 擇該複數個電壓轉換電路之一。 在本發明之一具體實例中，該電源供應器電路尚包括一 通路交換電路，用於交換一位於該電壓轉換電路之間，根 據該模式信號和該半導體裝置所選擇的的通路。 在本發明之一具體實例中，該複數個電壓轉換電路包括 一串聯整流器和一交換整流器。該半導體裝置包括一記憶 體和一運作電路，並且至少可在第一模式和第二模式内實 施。該通路交換電路交換該通路，以便將該選擇電路所選 擇的來自該串聯整流器的輸出電壓供應至第一模式内的 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----；---1----裝--- (請先化讀背、面之注意事寫本頁) 訂· 530447 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明說明（4 ) 記憶體。該通路交換電路交換該通路，以便將該輸出電壓 從該選擇電路所選擇的交換整流器供應至第二模式内的 該記憶體和該運作電路。 在本發明之一具體實例中，該複數個電壓轉換電路包括 第一亊聯整流器，第二•聯整流器和一交換整流器。該半 導體裝置包括一記憶體，第一運作電路和第二運作電路， 並且至少可在第一模式，第二模式和第三模式内實施。該 通路交換電路交換該通路，以便將該輸出電壓從該選擇電 .路所選擇的第一串聯整流器供應至第一模式内的該記憶 體。該通路交換電路交換該通路，以便將該輸出電歷'從該 選擇電路所選擇的第二_聯整流器供應至第二模式内的 該記憶體和該第一運作電路。該通路交換電路交換該通路 ，以便將該輸出電壓從該選擇電路所選擇的該交換整流 器供應至第三模式内的記憶體，該第一運作電路和第二運 作電路。 如本發明，提供一電源供應裝置，由於選擇複數個電壓 轉換電路之一的結果而有一改良的轉換效率。因而，可降 低該電源供應裝置的電力消耗。 尚如本發明，提供一電源供應裝置，甴於根據從該電源 供應裝置流至一負載的輸出電流選擇複數個電壓轉換電 路之一的結果，而對於至少一指定範圍的輸出電流有一改 良的轉換效率。 仍尚如本發明，提供一電源供應裝置，由於根據一代表 該半導體裝置運作模式的模式信號選擇複數個電壓轉換 (請先閱讀背面之注意事 丨裝 寫本頁) 訂-· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 530447 A7 五、發明說明（5 )
電路之-的結果，在半導體裝置各種模式中 一已改良的轉換效率。 仙白I ，外]透過將根據該模式信號所選擇的該電壓轉換電路 和S半導組裝£〈間的通路加以交換，即不會將電力供應 至不需動力的電路。因而，可減少產生於半導體裝置= 電流漏洩。結果，τ降低該半導體裝置的電力消耗。 因而，在此所述的本發明使得提供一以複數個電壓轉換 電路的組合而達到改良的轉換效率的電源供應裝置成爲 可能。 一旦讀取並了解參考附圖的以下詳細敘述之後，對那些 熟於先前技術者而言將很清楚本發明的這些和其它優點。一 附圖之簡要敘述 圖1圖示如本發明第一範例之電源供應電路1〇〇的結構 方塊圖； ° 圖2圖717第一範例中該輸出電流I〇ut和該電壓轉換效去 η之間的關係圖； τ 圖3圖示如本發明第二範例之電源供應電路2〇〇的結構 方塊圖； 圖4圖不第二範例中該輸出電流和該電壓轉換效率 η之間的關係圖； 圖5圖示一串聯整流器2 1〇的範例架構； 圖6圖示一交換整流器22〇的範例架構； 圖7圖示第二範例中一流經電感電容濾波器230線圈L 的電流波形和一施加至該線圈L兩端的電壓波形； ； τ 裝— (請先&讀背•面之注意事寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8- 530447 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（6) 圖8圖示一電流監視器140和一選擇電路15〇的範例架 構； 圖9圖示如本發明第三範例之半導體裝置3〇〇的結構方 塊圖； 圖10圖示如本發明第四範例之電源供應裝置56〇的社 構方塊圖； ~ 圖11圖示第五範例中通路交換電路53〇的範例架構； 圖12圖示第四範例中從CPU 550輸出的通路交換信號 5 52和電力供應至此的功能方塊之間的關係； 圖13圖示如本發明第五範例之電源供應裝置66〇的結 構方塊圖； ° 圖14圖示第五範例中該輸出電流I()ut和該電壓轉換效率 η之間的關係圖·， 圖15圖示第六範例中一通路交換電路63〇的範例架構； 圖16圖示第六範例中從CPu 550輸出的通路交換信鏡 552和電力供應至此的功能方塊之間的關係； 圖17A圖示第六範例中一串聯整流器21〇a的範例架構 ;並且 圖17B圖不第六範例中一串聯整流器2丨〇b的範例架構。 具體實例之敘述 以下’將以參考附圖解説範例的方式來説明本發明。 (範例1) 圖1圖示如本發明第一範例内電源供應電路100之結構 方塊圖。 -9- (請先閱讀背面之注音？事 寫本頁) -裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4 (210 X 297 公釐） 530447 A7 B7 五、發明說明（ 一电源供應電路1 〇ft 電壓，並且將該所要：二―輸入電壓Vin轉換成-所要的 電壓L β該負載! C至一負載160做爲-輸出 X 160位於孩電源供應器電路100之外。 該電源供應電路1 〇Λ 6 I括電壓轉換電路110和120 ; — 電流監視备14 0，用β 視一從該電源供應電路1 〇〇流至 該負載16 0的輸出雷、、* 了 ⑽; —選擇電路150，用於根據 一來自該電流監視器〗40从#、a，仏_ 。40的偵測信唬選擇該電壓轉換電路 110和120之一；以乃一厶 及一參考電壓產生電路130，用於產 生一參考電壓Vfef。 該電壓轉換電路110和120以彼此不同的方式將該輸入 電壓Vin轉換至該輸出電壓。 在Θ示元圖1的範例中，該電源供應電路i⑽包括兩個 電壓轉換電路。本發明不限於此，並且該電源供應電路100 可包括三個以上的電壓轉換電路。 孩電流監視器140監視該輸出電流I〇ut，並且輸出一顯 示該輸出電流Ic>ut的電流値是大於或小於一指定電流値込 的偵測信號。 該選擇電路150輸出選擇信號151和152。將該選擇信 號151提供至該電壓轉換電路11〇，並且將該選擇信號i52 提供至該電壓轉換電路120。該選擇電路15〇，根據來自 該電流監視器140的偵測信號，決定應激發該選擇信號15 i 和1 5 2中的哪一個。 例如，當激發該選擇信號15丨時，選擇該電壓轉換電路 110，並且當激發該選擇信號152時，選擇該電壓轉換電 10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） ----Γ!τ!ιί裝 (請先Μ*讀背‘面之注意事 寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 53〇447 A7 ^' 一 - -— ____B7_____— ___ 五、發明說明（8 ) 路 120 〇 該負載160通常連接至該電壓轉換電路u〇的一輸出和 該電壓轉換電路120的一輸出。當選擇該電壓轉換電路u〇 時，將來自該電壓轉換電路11〇的一輸出供應至該負载16〇 做爲孩輸出電壓Vcut，並且來自該電壓轉換電路12〇的一 輸出被放在一高阻抗狀態。當選擇該電壓轉換電路120時 ，將來自該電壓轉換電路12〇的一輸出供應至該負 做爲該輸出電壓vQut，並且來自該電壓轉換電路11〇的一 輸出被放在一高阻抗狀態。因而，來自未被選擇到的該電 壓轉換電路的該輸出被放在一高阻抗狀態。該輸出電流 lout從該電源供應電路1〇〇流至該負載16〇。其中，根據歐 姆法則Vout=Iout*RL，該負載16〇的電阻爲RL。 該參考電壓產生電路U0可爲產生參考電壓Vref的任意 結構。例如，該參考電壓產生電路13〇可爲使用一電阻梯 以產生該參考電壓Vref的結構，，或使用一能帶寬度電路 以產生違參考電壓vref的結構。該參考電壓供廡至兮 電壓轉換電路1 10和120。 圖2圖示該輸出電流I〇ut和該電壓轉換效率η之間的關 係圖。在此，假設該輸出電壓VQUt爲常數。在圖2中，符 號心顯示該電壓轉換電路110的轉換效率，並且符號^顯 示該電壓轉換電路120的轉換效率。 在η 1 = Ή2的該電流値爲Ix。如圖2所示，當1。^〈1 ·時， ηι>τ12 ’並且當1011(>1\時’ η丨<1^2。據此，透過將該電流於 視器140和該選擇電路150設計成當Iqiu<Ix時，選$ -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -------- •II —Μ— — ^— — 1 — ^ ·11 (請先阶讀背\§之注音？事^!^寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 530447 A7 __B7 五、發明說明（9 ) 壓轉換電路110，並且當I〇ut>Ix時，選擇該電壓轉換電路 120，不管該輸出電流I〇ut的値爲何，該電源供應器電路 100皆有一最適轉換效率。 在第一範例内，根據該輸出電流lout値選擇複數個電麼 轉換電路之一，可得到一在任何輸出電流lout値皆有最高 轉換效率的電源供應電路。 (範例2) 圖3顯示如本發明第二範例内電源供應電路200的結構 方塊圖。 該電源供應電路200包括不同類型的電餐轉換電路210 和220。該電壓轉換電路210爲一串聯整流器，並且該電 壓轉換電路220爲一交換整流器。 在此説明書内，一串聯整流器被定義爲一電壓轉換電路 ，使用一種類型的可變電阻（包括一電晶體）將一輸入電壓 Vin下降以得到一所要的電壓。一交換整流器被定義爲一 電壓轉換電路，用於開啓或關閉一輸入電壓Vin被輸入至 此的交換電晶體，以產生一 AC電壓，並且將該AC電壓 平滑化，並使用一電感電容濾波器得到一所要的電壓。 在圖3中，和那些圖1中所敘述的相同元件具有相同的 參考號碼。 該電源供應器電路200包括該串聯整流器210 ;該交換 整流器220 ; —電流監視器140，用於監視從該電源供應 器電路200流至該負載160的輸出電流I〇ut ; —選擇電路 150，根據來自該電流監視器140的偵測信號選擇該串聯 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) --------------___ (請先阶讀f面之注意事寫本頁) · 53〇447 A7 '^---------B7 _ 五、發明說明（1〇 ) 整流器210和該交換整流器22〇之一；以及一參考電壓產 生電路130，用於產生一參考電壓vref。 例如，當激發一從該選擇電路150輸出的選擇信號151 時，選擇該_聯整流器210，並且輸出一來自該串聯整流 器210的輸出做爲該輸出電壓。當激發來自該選^電 路150的一選擇信號152時，選擇該交換整流器22〇，並 且、.二由 黾感谷滤波器2 j 0輸出一來自該交換整流器 -2〇的輸出做爲該輸出電壓V。^。該電感電容濾波器23〇 位於該電源供應器電路200外，且用於將來自該交換整流 器220的輸出平滑化。 圖4圖tf孩輸出電流I〇ut和該電壓轉換效率”之間的關 係圖。在圖4中，符號r|series(虛線）顯示該串聯整流器2⑺ 的轉換效率，並且符號(細的實心線）顯示該交換整 流器220的轉換效率。符號η_(粗的實心線）顯示該電源 供應電路2 0 0的轉換效率。 如圖4所示，該_聯整流器no的轉換效率^-是由該 輸入電壓vin和該輸出電壓V()ut之間的比率所決定，與該 輸出電流lout(請看公式（1))無關。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印5衣 孩叉換整流器220的轉換效率Lwitd視該輸出電流工… 而定。然*，該交換整流器220，_截斷較高效率的該 輸入電壓vin，可將該輸人電壓ν;η轉換成該輸出電麼 ’即使當該輸人電壓Vin和該輸出電壓之間的差異十 分大（請看公式⑺）。如圖4所示，該交換整液器22〇的轉 換效率nswitch特色爲在輸出電流値Ιρ時爲最大値。 -13- 53〇447 五、發明說明（11 ) 、：確’預測这輸出電流値時，該電源供應電路 可有-較高的轉換效率。應注意的是，如可從圖4中 2知的，當該輸出電hut的値十分偏離該輸出電流値 ίρ時，轉換效率較低。 二4換效率T[series和twikh最適地結合可得到該電源 U私路200的轉換效率巧―。特別是，當該輸出電壓L 的，小於指定電流値IaBf，選擇料聯整流器21〇 :並且 s这輸出電壓Iout的値等於或大於該指定電流値L時，選 擇該交換整流器220。 孩電流監視器140偵測該輸出電流1(>ut的値是在Uut<1: 的範圍内或是在IaSI()ut的範圍内，並且輸出一代表該偵測 結果的偵測信號至該選擇電路150。 圖5圖示該串聯整流器2 1〇的一範例電路架構。 該串聯整流器2 10包括一比較器2 12，一 P型金屬氧化 物半導體（PMOS)電晶體MP01，以及電阻1和R2。 孩比較器212接收一從該參考電壓產生電路13〇輸出的 參考電壓Vref以及一由該電阻和r2所區分的電|。該 比較器2 12的一輸出連接至該p型金屬氧化物半導體 (PMOS)電晶體MP01的一閘。該電阻R!和r2用於區分該 輸出電壓Vout。一利用該電阻R!將該輸出電壓V〇ut下降而 得到的電壓供應至該比較器2 12的兩個輸入之一。 該輸出電壓VQUt和該參考電壓Vref達成公式（3)所表達 的關係。 v〇ut=vrCf*{(Ri+R2)/R2}...(3) -14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----_----I------裝—— (請先閲讀背面之注寒'Λΐ?寫本頁) •ιδΊν · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 530447 A7 _B7_ 五、發明說明（12 ) 該選擇信號151充當該比較器212的致能信號。只有當 該致能信號是在HIGH位準時，該比較器212才運作。更 特別地是，當該致能信號在HIGH位準並且Vref〉ν。^時， 該比較器2 12輸出一 HIGH位準信號；並且當該致能信號 在HIGH位準並且¥“<¥。111時，該比較器212輸出一 LOW 位準信號。結果，該P型金屬氧化物半導體（PMOS)電晶體 MP01根據該輸出電壓▽_來開啓或關閉。 當該致能信號位於LOW位準時，該比較器2 12總是輸 出一 HIGH位準信號。結果，該P型金屬氧化物半導體 (PMOS)電晶體MP01被關閉。因而，從該串聯整流器210 來的該輸出被放入一高阻抗狀態。 圖示於圖5的該電路架構爲該串聯整流器2 10的範例電 路架構。該串聯整流器2 10可有一與那些圖示於圖5中該 電路架構相同功能的隨意架構。 圖6圖示該交換整流器220的範例電路架構。 該交換整流器220包括一比較器222，邏輯產物元件224 和226，以及交換電晶體MP 10和MN10。該交換電晶體 MP 10爲一 P型金屬氧化物半導體（PMOS)電晶體，並且該 交換電晶體MN10爲一 NMOS電晶體。 該比較器222充當一交換控制電路，用於控制該交換電 晶體MP 10和MN 10的開啓和關閉狀態。該比較器222接 收一從該參考電壓'產生電路13 0輸出的參考電壓V r e f以及 一輸出電壓VQUt。從該比較器222來的一輸出供應至該邏 輯產物元件224和226之一的一輸入。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----τ——：----^裝--- (請先έ讀背面之注意事寫本頁) 一5J· 530447 A7 B7_ 五、發明說明（13 ) 該選擇信號152被輸入至該邏輯產物元件224和226的 另一個輸入。該邏輯產物元件224的一輸出連接至該交換 電晶體MP 10的一閘。該邏輯產物元件226的一輸出連接 至該交換電晶體MN 10的一閘。 來自該交換電晶體MP 10和MN 10的輸出每一個皆被供 應爲經由電感電容濾波器230的該輸出電壓νσυί。該電感 電容濾波器230包括一線圈L和一電容器C。該線圈L的 一端連接至該交換電晶體ΜΡ 10和ΜΝ 10的一輸出，並且 該線圈L的另一端連接至該輸出電壓ν_。該電容器C的 一端連接至該輸出電壓Vwt，並且該電容器C的另一端接 地0 在該選擇信號152位於HIGH位準的情況下，執行以下 運作。當V0Ut>Vref時，該比較器222輸出一 HIGH位準信 號。結果，關閉該交換電晶體MP 10並且開啓該交換電晶 體MN10。當V0Ut<Vref時，該比較器222輸出一 LOW位準 信號。結果，開啓該交換電晶體MP 1 0並且關關該交換電 晶體MN 1 0。透過開啓或關閉該交換電晶體MP 1 0和MN 1 0 ，該電流從該交換電晶體MP 10流至該電感電容濾波器 230並且從該電感電容濾波器230流至該交換電晶體 MN10。 圖示於圖6中的該電路架構爲該交換整流器220的一範 例電路架構。該交換整流器220可有與那些圖示於圖6中 該電路架構相同功能的隨意架構。 圖7圖示一流經該電感電容濾波器230線圈L的電流波 -16- 本ί氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 裝 . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 530447 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（14) 形，以及一供應至該線圈L兩端的電壓波形。圖7中，tON 表示該交換電晶體MP 10開啓的時間週期，並且t〇FF表示 一該交換電晶體MP 10關閉的時間週期。 如圖7所示，流經該線圈L的電流以及供應至線圈L兩 端的該電壓透過開啓或關閉該交換電晶體MP 10來改變。 當該交換電晶體MP 1 0定期重覆開啓和關閉時，由於該交 換電晶體MP 10從該OFF狀態中被開啓的該電流値等於該 交換電晶體MP 10從ON狀態中被關閉時的該電流値，而 得到公式（4)。 Imax-Imin = (Vin-Vout)/L*tON = Vout/L*tOFF V〇ut=tON/(tON4-tOFF)*Vin...(4) 在此，Imax表示流經線圈L該電流的最大値，並且Imin 表示流經線圈L該電流的最小値。 從公式（4)中可察知：透過截斷該輸入電壓Vin將該週期 的週期比率加以改變可改變該輸出電壓VQUt。 當該交換電晶體MP 10開啓時，一能源經由該交換電晶 體MP 10累積在該線圈L内。當該交換電晶體MP 10關閉 時，該交換電晶體MN 10開啓。結果，該線圈L的能源在 該電容器C内經由該交換電晶體MN 10充電。簡言之，即 爲該交換整流器220的原理。 圖8圖示該電流監視器140和該選擇電路150的一範例 電路架構。 .該電流監視器14 0包括一電流比較器14 1。該電流比較 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱' 讀 背 面. 之 注 意 事 t 訂
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五、發明說明（15 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 态141的正號輸入接收一輸出電流。該電流比較器141 的負號輸入接收一參考電流込。當輸入至該正號輸入的電 況値等於或大於輸入至該負號輸入的電流値時，該電流比 較器141輸出一 HIGH位準信號。換句話説，當I〇ui<Ia時 ’ 1¾電流比較器141輸出一 LOW信號，並且當13<=10111時 ，輸出一 HIGH位準信號。 該選擇電路150包括反向器i50a到150c。 孩選擇電路150被建構以便將該選擇信號15 1放置到一 HIGH位準，並且當從該電流監視器ι4〇輸出一 low位準 信號時，爲了以下的理由將該選擇信號152放置到一 LOW 位準。當Iout < Ia時，7!switch < r|series(請看圖4)，並且因而 該串聯整流器2 10提供一較該交換整流器220爲高的轉換 效率。 該選擇電路150被建構以便將該選擇信號1 5 1放置到一 LOW位準，並且當從該電流監視器14〇輸出一 HIGH位準 信號時，爲了以下的理由將該選擇信號152放置到一 HIGH 心·準。^ IaSl〇ut時’ ^lseriesS^lswitch(請看圖4) ’並且因而占亥 交換整流器220提供一較該串聯整流器2 1 0爲高的轉換效 率。 如上述，該選擇信號15 1被用做一致能信號，供激發該 串聯整流器210的比較器212(圖5)。該選擇信號152輸入 至該交換整流器220的邏輯產物元件224和226(圖6)的該 輸入。 透過如上述般控制該選擇信號1 5 1和1 52的位準，當選 -18- 本紙張尺度適用^國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) (請先B3'讀背®*之注意事 裝— 寫本頁) 訂：
530447 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ------------------- 五、發明說明（16 ) 擇该串聯整流器2 1 〇時，來自該交換整流器22〇的一輸出 疋在一南阻抗狀態；並且當選擇該交換整流器22〇時，來 自泫串写外整流器2 1 〇的一輸出是在一高阻抗狀態。因而， 來自該串聯整流器2 10的輸出和來自該交換整流器22〇的 輸出免於彼此碰撞在一起。 在圖3所不的範例中，該電源供應裝置2〇〇包括兩個電 壓轉換電路。本發明不僅限於此，並且該電源供應電路2〇〇 可包括三個以上的電壓轉換電路。 (範例3) 圖9顯示如本發明第三範例之半導體裝置3〇〇的結構方 塊圖。孩半導體裝置300包括於第二範例内所述之該電源 供應電路200。該半導體裝置3〇〇形成於一單一半導體晶 片上。 該半導體裝置300尚包括一 CPU 310。來自該電源供應 電路200的輸出電壓从_供應至該cpu 3 10做爲一電源供 應電壓Vdd。如可察知的，圖9所示的該範例中，使用該 CPU 3 10做爲該電源供應電路200的一負載。 該半導體裝置300可包括其它半導體電路，例如一記憶 體和一數位信號處理器（DSP)。在圖9中，爲簡化起見僅 圖示該電源供應電路200和該CPU 3 10做爲該半導體裝置 3 0 0的元件。 如在第二範例中所述，該電源供應電路200包括該串聯 整流器210和該交換整流器220。該電源供應電路200經 由一終端322接收一輸入電壓Vin。該輸入電壓Vin供應至 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） C請先閱讀背面之注音？事項寫本頁) W裝 寫太 訂.
530447 A7 B7 五、發明說明（17) 該串聯整流器210和該交換整流器220。 該串聯整流器210將該輸入電壓Vin轉換成一所要的電 壓，並且經由一終端324輸出該所要的電壓。因而，得到 一輸出電壓VQUt。 該交換整流器220根據該輸入電壓Vin產生一 AC電壓， 並且經由一終端326將該AC電壓供應至該電感電容濾波 器230。該電感電容濾波器230包括該線圈L和該電容器 C，並且是位於該半導體裝置300之外。得到該輸出電壓 VQUt做爲來自該電感電容濾波器230的輸出。 該輸出電壓，經由一在該半導體裝置300之外的外 部線路332，從一終端328輸入至該半導體裝置300，並 且然後供應至該CPU 310的電源供應埠330。 在該電感電容電路230可整合在該半導體裝置300内的 情況下，不需在該半導體裝置300之外供應一來自該電源 供應器電路200的輸出。在此一情況下，該輸出電壓 可經由一位於該半導體裝置300内的内部線路（未顯示）供 應至該CPU 3 10的電源供應埠330。 (範例4) 圖10圖示如本發明第四範例内電源供應裝置560之結 構方塊圖。該電源供應裝置560，根據一從CPU 550輸出 的模式信號551，選擇被包括在一電源供應器電路500内 的一串聯整流器210和一交換整流器220之一。 該電源供應裝置560包括該電源供應電路500，一選擇 電路520，一通路交換電路530，以及一電感電容濾波器 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事 裝 寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 530447 A7 B7 五、發明說明（18 230 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該電源供應器電路500包括該串聯整流器2丨〇和該交換 整流器22〇。由參考電壓產生電路13〇所產生的一參考電 壓Vref供應至該串聯整流器210和該交換整流器22〇。該 _聯整 >荒器2 10和該交換整流器220的結構及運作與那些 在第一範例中所述的相同並且因而不再重覆敘述。 來自$亥串聯整流器2 1 0的輸出經由該通路交換電路 530供應至一半導體裝置51〇。—來自該交換整流器22〇 的輸出經由該電感電容濾波器23〇和該通路交換電路53〇 供應至該半導體裝置510。使用該半導體裝置51〇做爲該 電源供應裝置560的負載。 該半導體裝置510有複數個可獨立執行的功能方塊。該 複數個功能方塊之一爲，例如，一記憶體511。該複數個 功能方塊的另一個爲，例如，一運作電路5丨2。 茲CPU 550輸出一代表該半導體裝置5 1〇正運作於一運 作模式下的模式信號551。例如，_ HIGH位準的模式信 號551表示該半導體裝置51〇是在睡眠模式下。一 L〇w位 準的模式信號551表示該半導體裝置51〇是在正常模式下。 在睡眠模式期間，記憶體5 Π僅執行一内容保留運作， 用於保留儲存在記憶體511内的資訊内容，並且該運作電 路：> 12並不運作。在正常模式期間，記憶體$ 1 1和該運作 電路5 12皆運作。 建構該電源供應裝置560，以便在睡眠模式期間僅將電 力供應至記憶體511，並且在正常模式期間將電源供應至 21 - 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐 (請先阶讀背面之注意事
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530447 五、發明說明（2〇)
經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 210 ’並且當該半導體裝置51〇在正常模式時（亦即， 式k號551在-LOW位準），選擇該交換整流器: 綱551決定該選擇㈣151和152心準而: :通路交換電路530，根據一從該挪55〇輸 父換信號552交換在該電源供應器電路5〇〇和該半 = 置5 10之間的通路。 裝 特別地是，當該選擇電路52〇選擇該串聯整流器 ，該通路交換電路53G將該串聯整流Μ。的輸出電子地 ==記憶體511，並且將該串聯整流器21〇的輸 _運作電路512電子地分離。因而，在睡眠模式期間，來自 该串聯整流器210的輸出電恩ν。"僅供應至記憶體川。 =該選擇電路52〇選擇該交換整流器咖時，該通路交 換最路530將該交換整流器22〇的輸出電子地連接 體=和該運作電路512β因而，在正常模式期間 遠父換整流器220的輸出電壓V(jut供應至記憶體η〗和 運作電路5 12。 μ =11圖示該通路交換電路530的_範例架構。該通路交 電路530包括一 Ρ型金屬氧化物半導體（pM〇s)電晶體 2和一邏輯電路531，用於根據該通路交換信號552控 」邊p型金屬氧化物半導體（PM〇s)電晶體532。 建構該邏輯電路53 i以便在睡眠模式期間關閉該p型金 六虱化物半導體（PMOS)電晶體。因而，在睡眠模式期間， 1自該串聯整流器210的輸出電壓、僅供應至該記憶體 -23 (請先閱讀背面之注音？事^^寫本頁) -裝 J^T.
本國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 530447 A7 _____ 五、發明說明（22 轉換電路包含在該電源供應器電路5〇〇内。例如，在該氺 ;組表置5 1 〇包括第一功能方塊和第二功能方塊的情況下 ’該通路交換電路53〇可選擇性地將來自所選擇的電壓轉 換電路的輸出電壓Vout僅供應至 該第一功能方塊，僅供應 至该第二功能方塊，或第一和第二功能方塊兩者。 在此’ 一功能方塊被視爲一隨意的方塊，用於執行一指 疋的功能。記憶體和運作電路皆爲功能方塊的範例，炎真 寫本頁〕 本發明不僅限於特殊功能方塊例如記憶體和運作電路的 使用。 違％源供應器電路560不包括該電感電容濾波器23〇， 並且孩CPU 55〇和該半導體裝置510可成形於一單一半導 岐日卩片上。以目前的科技水準，較偏好將該電感電容濾波 器230放在该半導體晶片之外。然而，未來該電感電容濾 波器230可被併入該半導體晶片上，以便所有圖示於圖1〇 内的元件皆成形於一單一半導體晶片上。
(範例5) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1 3圖tf如本發明第五範例之電源供應裝置66〇的結 構方塊圖。孩電源供應裝置660根據從cpu 55〇輸出的模 式仏唬55 1選擇包括在電源供應器電路6〇〇内一串聯整流 器21〇a，一串聯整流器21〇b和一交換整流器22〇中二二二 該電源供應裝置660包括該電源供應電路6〇〇，一選擇 電路620，一通路交換電路630，和一電感電容濾波器23〇。 該電源供應電路600包括該串聯整流器以以和2i〇b以 及1S父換整流器220。將一由參考電壓產生電路13〇所產 -25-
530447 A7
五、發明說明（23 ) 生的參考電壓vref供應至該串聯整流器210a* 210b以及 該交換整流器220。 %串聯整流器210a和210b的結構將參考圖17A和17B 敘述如下。該交換整流器220可有_例如圖6所示的結構。 將來自該串聯整流器210a和2l〇b的輸甴經由該通路交 換電路630供應至一半導體裝置61〇。將一來自該交換整 流咨220的輸出經由該電感電容濾波器23〇和該通路交換 電路630供應至該半導體裝置61〇。該半導體裝置61〇用 來當做該電源供應裝置660的一負載。 該半導體裝置6 10有複數個可獨立執行的功能方塊。該 複數個功能方塊之一爲，例如，一記憶體6 1 1。該複數個 功能方塊的另一個爲，例如，一運作電路6 12。該運作電 路6 12包括一微控制單元（M C U) 6 13和一數位信號處理器 (DSP)614 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 遠CPU550輸出一代表該半導體裝置610運作之運作模 式的模式信號55 1。例如，”00”的該模式信號55 1代表該 半導體裝置6 10位於一睡眠模式（在此後被視爲一”第一模 式。"01"的該模式信號代表該半導體裝置610位於記憶 體611和該微控制單元（MCU)6 13運作的模式（在此後被視 爲一”第二模式”）。”10”的該模式信號551代表該半導體裝 置610位於記憶體611，該微控制單元（MCU)6 13和該數位 信號處理（DSP)6 14運作的模式（在此後被視爲一 π第三模 式"）。 例如，當使用該半導體裝置6 10作爲通訊系統的一部份 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 530447 A7 B7 五、發明說明（24 ) 時，該半導體裝置610是在等待傳送資訊的等待狀態或在 接收到該資訊之後的通訊狀態。該等待狀態符合第二模式 ，並且該通訊狀態符合第三模式。 在等待狀態中，該微控制單元（MCU)613和記憶體611 運作，但該數位信號處理（D S P ) 6 14並不運作。在等待狀態 中，該微控制單元（MCU)6 13執行一間歇運作或在一低頻 率的狀態下運作，並且因而並不消耗很多電力。該微控制 單元（MCU)613在等待狀態中的電源消耗爲，例如，5 mA。 在通訊狀態中，該微控制單元（MCU)613 ，該數位信號 處理（DSP)614和該記憶體611運作。通訊狀態較等待狀態 消耗較多電力。該微控制單元（MCU)613和該數位信號處 理（DSP)614在通訊狀態的電源消耗爲，例如，5〇〇微安培。 該半導體裝置6 10的睡眠模式符合第一模式。在睡眠模 式期間，記憶體6 11僅執行一内容保留運作，用於保留儲 存在記憶體ό 1 1内的資訊内容。透過將符合於記憶體6 i i 電流漏沒的電流提供至記憶體61 1來達成記憶體61丨的内 容保留運作。據此，透過減少記憶體6丨丨的電流漏洩來減 少記憶體611内容保留運作所需的電流量。可透過，例如 ，施加一偏壓至一基體以提高該M〇s電晶體的門檻値來 減少記憶體6 1 1的電流漏洩。由於此一運作，記憶體6 “ 内容保留運作所需的電流量可減少i 5〇 $纟培。記憶 體611可爲一由電阻，動態隨機存取記憶體（dram)，或 靜態隨機存取記憶體（SRAM)所代表的揮 架構該電源供應裝置660,以便在第—模式期;_應 _丨丨.—「丨—裝. 請先閲讀背面之注意事寫本頁) 訂·
經 濟 部 智 慧、 財 產 局 員 X 消 費 合 作 社 印 製 -27 530447 A7 B7
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（25) 電力至1己憶體6 11 ;在第二模式期間供應電力至記憶體6 11 和該微控制單元（MCU)613 ;並且在第三模式期間供應電 力至記憶體611，該微控制單元（MCU)6 13和該數位信號 處理（DSP)614。因而’根據該半導體裝置61〇的運作模式 改變該功能方塊；該要被供應電力的功能方塊是位於包含 在該半導體裝置610内的該複數個功能方塊間。以此法， 不會將電力供應至睡眠模式期間不需電力的該功能方塊 。結果，可避免電流漏洩，因而降低了該半導體裝置61〇 的電流消耗。 當該半導體裝置610在第一模式内時（亦即，該模式信號 551爲"00’·），該選擇電路620選擇該串聯整流器21〇b ;當 該半導體裝置6 1 0在第二模式内時（亦即，該模式信號5 5 j 爲01”）’該選擇電路620選擇該串聯整流器2i〇a ;並且 當該半導體裝置6 10在第三模式内時（亦即，該模式信號 55 1爲”10”），孩選擇電路620選擇該交換整流器22〇。根 據違模式#號5 5 1決定選擇信號1 5 1 a，1 5 1 b和15 2的水 準來達成此一選擇。 1¾通路交換電路630，根據從該CPU 550輸出的通路交 換仏號5 5 2，將在該電源供應器電路6 〇 〇和該半導體裝置 6 10之間的該远路交換。 特別地，當？g選擇電路620選擇該串聯整流器2丨〇b時， 該通路交換電路630將該_聯整流器21〇b的一輸出電子 地連接至記憶體6 1 1，並且從該運作電路6〗2(該微控制單 元（MCU)6 13和該數位信號處理（Dsp)6丨4)電子地分離該_ -28- 本纸張尺度_巾_國家標準（CNS)A4規格（210 X 297^^17 (請先閱讀背面之注意事
ϋ ·1 I 裝—— 寫本頁) .
530447 A7 B7 五、發明說明（26) 聯整流器21 Ob的輸出。因而，在第一模式期間，來自該 串聯整流器210b的輸出電壓v〇ut僅供應至該記憶體6U。 當孩選擇電路620選擇該串聯整流器21〇a時，該通路交 換電路630將該串聯整流器2〖0a的一輸出電子地連接至 1己憶體611和該微控制單元（MCU)613，並且從該數位信 號處理（DSP)614電子地分離該串聯整流器21〇a的輸出。 因而’在第二模式期間，來自該串聯整流器2丨ob的輸出 電壓V—供應至該記憶體61ι和該微控制單元（MCu)613。 當該選擇電路620選擇該交換整流器22〇時，該通路交 換電路630將該交換整流器22〇的一輸出電子地連接至記 憶體611 ，該微控制單元（MCu)613和該數位信號處理 (DSP)614。因而，在第三模式期間來自該交換整流器22〇 的輸出電壓VQUt供應至該記憶體611 ，該微控制單元 (MCU)613和該數位信號處理（DSp)614。 圖15圖示該通路交換電路63〇的範例架構。該通路交換 電路630包括P型金屬氧化物半導體（pM0S)電晶體632和 633，以及一根據該通路交換信號552控制該P型金屬氧 化物半導體（PMOS)電晶體632和633的邏輯電路631。 建構該邏輯電路63 1以便在第一模式期間關閉該p型金 屬氧化物半導體（PM0S)電晶體6；?2和6：33。因而，在第一 模式期間’來自该串聯整流器2 10 b的該輸出電壓v。u t僅 供應至記憶體6 1 1。 建構該邏輯電路63 1以便在第二模式期間開啓該p型金 屬氧化物半導體（PM0S)電晶體632並且關閉該p型金屬氧 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱)~' —--- ----·---^----^^裝--- (請先H之審事^^'寫本頁) 訂，
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 530447 A7 B7_ 五、發明說明（27) 化物半導體（PMOS)電晶體633。因而，在第二模式期間， 來自該串聯整流器2 10a的輸出電壓VQUt供應至記憶體6 11 和該微控制單元（MCU)613。 建構該邏輯電路63 1以便在第三模式期間開啓該P型金 屬氧化物半導體（PMOS)電晶體632和633。因而，在第三 模式期間，來自該交換整流器220的輸出電壓供應至 記憶體611，該微控制單元（MCU)6 13和該數位信號處理 (DSP)614 〇 圖16圖示來自該CPU 550的該通路交換信號552和電力 供應至此的該功能方塊之間的關係。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 --------^-----^^丨裝--- (請先阶讀背面之注拳寫本頁)
該通路交換電路63 0可讓一輸出電壓供應至該半導 體裝置610内複數個功能方塊之間的一個以上隨意功能方 塊；該輸出電壓來自該選擇電路620在複數個電壓轉換電 路内所選擇的一電壓轉換電路；該複數個電壓轉換電路包 括在該電源供應電路600内。例如，在該半導體裝置610 包括第一功能方塊，第二功能方塊和第三功能方塊的情況 下，該通路交換電路630可選擇性地將來自一所選擇電壓 轉換電路的輸出電壓Vg僅供應至第一功能方塊，僅至第 二功能方塊，僅至第三方塊，或第一，第二和第三功能方 塊的任一組合。 圖17A圖示該串聯整流器2 10a的一範例架構，並且圖 17B圖示該串聯整流器2 1 Ob的一範例架構。 該串聯整流器2 1 0a包括一個包含1 〇個平行連接P型金 屬氧化物半導體（PMOS)電晶體ΜΡ0到MP9的輸出電晶體 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) 530447 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（28 ) ：3 10a。：^ P型金屬氧化物半導體（pM〇s)電晶體Mp〇到Mp9 大小相同。 孩串聯整流器210b包括一包含一 p型金屬氧化物半導 體（PMOS)電晶體ΜΡ0的輸出電晶體31〇b。據此，來自該 串聯整流器210b輸出電流1(^的量是來自該_聯整流器 2 10a輸出電流i〇ut的量的m〇。 爲了讓該串聯整流器21〇a和2 10b彼此獲得相同的反應 特徵，在該_聯整流器21〇b内的比較器3〇〇1}需要一僅^ 在該_聯整流器210a内比較器3〇〇a驅動效率1/1〇的驅動 效率。 圖14圖示當一輸入電壓Vin(=33 v)轉換成—輸出電壓 ¥^( = 2.5 V)時所得到的該輸出電流I"和該電壓轉換效率 η之間的關係。 · 可將該串聯整流器21〇a和210b以及該交換整流器 設計成具有以下的電壓轉換特徵。該輸出電流込以的範圍 符合第-模式，其中該_聯整流器21〇b的轉换效率最高 ;並且該輸出電流1。以的範圍符合第二模式，其中核_ 2 ?流器21〇a的轉換效率最高。該輸出電範^符二 第三模式，其中該交換整流器的轉換效率22〇最合。口 在第一模式中，選擇該_聯整流器2l〇b ;二二二 中，選擇該串聯整流器210a ;並且在第二 :一旲， 仏币一梃式中，選擇 該交換整流器220。因而，在所有的第_， 弟和—一一才莫 式内選擇有最高電壓轉換效率的電壓轉換電路。 以下將敘述該輸出電流I〇ut(負載電流)的範圍有限的理 ·---,0-----裝--- (請先K1·讀背面之注音睪'JR寫本頁) .
-31 - 530447 A7 ------- B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（29) 由，在此範圍内一串聯整流器可達到一較高電壓轉換效率 。首先’將敘述當該輸出電流Iout(負載電流）過小時，轉換 效率降低的理由。然後，將敘述當該輸出電流負載電 流）過大時，轉換效率降低的理由。 (a) 當該輸出電流i〇ut(負载電流）過大時，轉換效率降低 的理由： 與一交換整流器相比，串聯整流器轉換運作所需的自電 流較小。據此，即使已減少該負載電流，實質上並未降低 轉換效率（請看圖4)。然而，隨著該串聯整流器的負載電 流接近該自電流水準，轉換效率已降至不可忽視的程度。 如圖14所示，在該負载電流相當小（例如，符合第一模式 的範圍）的範圍内，該串聯整流器2 10a的轉換效率已降低 。爲了在負载電流相當小的範圍内實現一較高轉換效率 ，需要一在較小自電流内運作的串聯整流器。將該串聯整 流器2 1 Ob設計成在該負載電流相當小的範圍内以實現一 較高轉換效率，亦即，在該串聯整流器21〇a無法獲得_ 較南轉換效率的範圍。透過將該串聯整流器2丨〇a和2 ! 〇b 結合，在第一和第二模式兩者中可實現一較高的轉換效率。 (b) 當该輸出電流i〇ut(負載電流）過大時，轉換效率 的原因·· ‘ 雖未顯示於圖14中，在負載電流相當大的範圍内（例如 ’符合第二模式的範圍），該•聯整流器2 1 Ob的轉換效率 變得低於該串聯整流器210a的轉換效率。此理由是由於 該_聯整流器210b可供應的負載電流上限受到該♦聯整 -32·
(請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 裝 訂·
530447 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（3〇 ) 流器210b W電流供應能力户斤限制，隨著該負載電流增加 ，該串聯整流器210b的轉換效率隨著該負載電流的增加 水準而降低。考慮到這些特徵，將顯示於圖PA内的該串 聯整流器210a以及顯示於圖17B内的該_聯整流器21〇1) 建構成有不同電流供應能力水準。 可將不包括該電感電容濾波器23〇，和該cpu55〇和該 半導體裝置61〇的該電源供應器電路66〇成形於一單一半 導體晶片上。以目前科技水準，較偏好將該電感電容滤波 器230放置於該半導體晶片之外。然而，未來，可將該電 感電容濾波器230併入該半導體晶片上，以便所有顯示於 圖13内的元件可成形於一單一半導體晶片上。 心在顯示於圖13的範例中，該電源供應電路6〇〇包括三個 包壓轉換電路。本發明不僅限於此，並且該電源供應電路 6〇〇可包括四個以上的電壓轉換電路。 在所有上述的範例中，不必以電源供應電路轉換效率最 佳化的方式來選擇該複數個電壓轉換電路之一。例如，本 發明範蜂包括-電源供應裝置，以所選擇的電壓轉換電路 的轉換效率高於在該複數個電壓轉換電路中至少一個非 $選擇的電壓轉換電路的轉換效率的方式來選擇複數個 電壓轉換電路之-。因而，本發明範舜包括透過選擇複數 個電壓轉換電路之-來改良轉換效率的任何類型電源供 應裝置。 ’、 如本發明’提供-電源供應裝1，由於選擇複數個電壓 轉換電路之一的結果而有一改良的轉換效率。因而，可降 -33- 本紙張尺度適(cnsmT^··⑵Q χ 297公爱「 (請先閱讀背面之注意
I!rlI 事寫I 寫本頁)
530447 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（31) 低該電源供應裝置的電力消耗。 尚如本發明，提供一電源供應裝置，由於根據從該電源 供應裝置流至一負載的輸出電流選擇複數個電壓轉換電 路I一的結果，而對於至少一指定範圍的輸出電流有一改 良的轉換效率。 仍尚如本發明，提供一電源供應裝置，由於根據一代表 孩半導體裝置運作模式的模式信號選擇複數個電壓轉換 電路之一的結果，在半導體裝置各種模式中的每一個皆有 一已改良的轉換效率。 此外，透過將根據該模式信號所選擇的該電壓轉換電路 彳Μ半導姐裝置之間的通路加以交換，即不會將電力供應 =不需動力的電路。因而，可減少產生於半導體裝置内^ 電流漏洩。結果，可降低該半導體裝置的電力消耗。 、對那些業界技術的人而言，各種其它的改良將會很明顯 並且隨時可從事而不偏離本發明之範疇和精神。據此，並 不欲將所附申請專利範圍的範疇限於前述敘述内，而是將 .申請專利範圍加以廣泛解釋。 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. A B c D
    530447 第088105710號專利申請案 中文申請專利範圍修正本(91年10月) 六、申請專利範圍 1. 一種電源供應裝置.，包括一電源供應電路，用於將一輸 入電壓轉換成輸出電壓並且將該輸出電壓供應至一負載；及 一檢測電路，檢測自該電源供應電路流至負載之輸出 電流， 其中該電源供應器電路包括： 複數個有不同轉換效率的電壓轉換電路，以及 一選擇電路，用於根據輸出電流選擇該複數個電壓轉 換電路之一，以便改良該電源供應電路的轉換效率。 2. 如申請專利範圍第1項之電源供應裝置，其中該複數個 電壓轉換電路為三個以上的電壓轉換電路。 3. 如申請專利範圍第1項之電源供應裝置，其中該複數個 電壓轉換電路包括一串聯整流器和一交換整流器。 4. 如申請專利範圍第1項之電源供應裝置，包括一電源供 應電路，用於將一輸入電壓轉換成輸出電壓並且將該輸出 電壓供應至一負載，其中： 該負載為一半導體裝置，包括至少一功能方塊， 該半導體裝置可實施於複數個運作模式中的每一個， 其中該電源供給電路包括： 複數個有不同轉換效率的電壓轉換電路，以及 該選擇電路接收一模式信號，代表該半導體裝置運作 的該運作模式之一，並且根據該模式信號選擇該複數個 電壓轉換電路之一，以提昇該電源供給電路之轉換效率。 5. 如申請專利範圍第4項之電源供應裝置，尚包括一通路 交換電路，用於將根據該模式信號所選擇的電壓轉換電 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 530447 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 路與上述半導體裝置之間的通路加以交換。 6. 如申請專利範圍第5項之電源供應裝置，其中： 該複數個電壓轉換電路，包括一串聯整流器和一交換 整流器， 該半導體裝置，包括一記憶體和一運作電路，並且至 少可在第一和第二模式中運作， 該通路交換電路，在第一模式中，將該通路加以交換， 以便將該輸出電壓從由該選擇電路所選擇的該攀聯整流 器供應至記憶體，以及 該通路交換電路，在第二模式中，將該通路加以交換， 以便將由該選擇電路所選擇的輸出電壓從該交換整流器 供應至記憶體和該運作電路。。 7. 如申請專利範圍第5項之電源供應裝置，其中： 該複數個電壓轉換電路，包括一第一事聯整流器，一 第二串聯整流器和一交換整流器， 該半導體裝置，包括一記憶體，一第一運作電路和一 第二運作電路，並且至少可實於第一模式，第二模式和 第三模式中， 該通路交換電路，在第一模式中，將該通路加以交換， 以便將該輸出電壓從該選擇電路所選擇的第一事聯整流 器供應至記憶體， 該通路交換電路，在第二模式中，將該通路加以交換， 以便將該輸出電壓從該選擇電路所選擇的第二亭聯整流 器供應至記憶體和第一運作電路，以及 該通路交換電路，在第三模式中，將該通路加以交換， -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 530447 8 8 8 8 A B c D 六、申請專利範圍 以便將該輸出電壓從該選擇電路所選擇的該交換整流器 供應至記憶體，該第一運作電路和第二運作電路。 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 530447
    第088105710號專利申請案 中文圖式修正頁(91年10月） 輸出電壓Vout ••常數
    530447 第088105710號專利申請案 中文圖式修正頁(91年10月） 200
    230 1 530447 第088105710號專利申請案 中文圖式修正頁(91年1〇月） η _聯_ η交換式 η全部
    Ια Ip 輸出電流
    L^T^O^
    530447 涵 第088105710號專利申請案 f( Η } 中文圖式修正頁(91年10月）
    整流器 Γ· / i60 600 130 210b 13 230
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