TWI587621B - 可降低功率損耗的可程式電源轉換器及其中的降低功率損耗之電源傳輸電路 - Google Patents

可降低功率損耗的可程式電源轉換器及其中的降低功率損耗之電源傳輸電路 Download PDF

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Description

可降低功率損耗的可程式電源轉換器及其中的降低功率損耗之電源傳輸電路
本發明有關於一種可降低功率損耗的可程式電源轉換器及其中的降低功率損耗之電源傳輸電路，特別是指一種藉由降低功率損耗之電源傳輸電路來提供電源，以達成功率損耗降低的可程式電源轉換器。
請參考第1圖，其示出先前技術之可程式電源轉換器的方塊示意圖。如第1圖所示，先前技術之可程式電源轉換器100包含：一整流電路11、一變壓器電路15、一功率開關電路16、一反饋電路14、一一次側控制電路13與一二次側控制電路12。交流電壓Vac經由整流電路11整流後，產生輸入電壓VIN。
可程式電源轉換器100利用其中之變壓器電路15接收輸入電壓VIN，並在功率開關電路16的操作下，將輸入電壓VIN轉換為可程式輸出電壓VOUT。一次側控制電路13根據一電流感測訊號Vcs與反饋電路14所產生的一反饋訊號S3，產生一操作訊號S1，以操作功率開關電路16中的功率開關161，而將輸入電壓VIN轉換為可程式輸出電壓VOUT。其中，該反饋訊號S3相關於可程式輸出電壓VOUT的目前實際值。
變壓器電路15包括一主要繞組(primary winding)W1、一次要繞組(secondary winding)W2與一第三繞組(tertiary winding)W3。主要繞組W1位於變壓器電路15的一次側15a，用以接收輸入電壓VIN。次要繞組W2位於變壓器電路15 的二次側15b，用以於一輸出端OUT產生可程式輸出電壓VOUT。第三繞組W3位於變壓器電路15的一次側15a，用以根據可程式輸出電壓VOUT，產生對應於可程式輸出電壓VOUT的一供應電壓SBP’。此供應電壓SBP’係作為一次側控制電路13之電源。
反饋訊號二次側控制電路12與反饋電路14耦接，用以根據可程式輸出電壓VOUT，控制反饋電路14產生反饋訊號S3。二次側控制電路12接收一設定訊號S2，此設定訊號S2可調整反饋訊號S3，藉此改變可程式輸出電壓VOUT和反饋訊號S3間的比例，以改變可程式輸出電壓VOUT的目標值。
在先前技術之可程式電源轉換器100的架構中，由於供應電壓SBP’係與可程式輸出電壓VOUT成比例關係，因此，當可程式輸出電壓VOUT被設定於一相對較高之輸出電壓位準時，供應電壓SBP’亦會對應地具有一相對較高之電壓位準。如此一來，當一次側控制電路13所需之電源電壓小於具有相對較高之電壓位準的供應電壓SBP’時，將會造成不必要的功率損耗。在此情況下，功率的損耗可以下式表示：P(功率)=SBP’(供應電壓) * IDD(輸出電流)
有鑑於此，本發明提出一種可降低功率損耗的可程式電源轉換器，藉以減少功率損耗。
就其中一觀點言，本發明提供了一種可降低功率損耗的可程式電源轉換器，用以將一輸入電壓轉換為一可程式輸出電壓(programmable output voltage)，其中該可程式輸出電壓具有至少一相對較高之輸出電壓位準和一相對較低之輸出電壓位準，該可降低功率損耗的可程式電源轉換器包含：一變壓器電路，包括一主要繞組、一次要繞組與一第三繞組，其中該第三繞組具有一第一部分與一第二部分，該主要繞組用以接收該輸入電壓，該次要繞組用以於一輸 出端產生該可程式輸出電壓，該第三繞組用以根據該可程式輸出電壓，於該第三繞組之一相對較高壓位置和一相對較低壓位置分別產生一高位準偏壓和一低位準偏壓；一功率開關電路，與該主要繞組耦接，用以根據一操作訊號而導通或關閉其中一功率開關，以控制該變壓器電路，進而將該輸入電壓轉換為該可程式輸出電壓；一一次側控制電路，與該功率開關電路耦接，用以產生該操作訊號；以及一降低功率損耗之電源傳輸電路，耦接該第三繞組與該一次側控制電路的一供應電源端之間，用以根據該高位準偏壓和該低位準偏壓其中之一，產生一供應電壓作為該一次側控制電路之電源，其中當該可程式輸出電壓處於該相對較高之輸出電壓位準時，根據該低位準偏壓產生該供應電壓，又當該可程式輸出電壓處於該相對較低之輸出電壓位準時，根據該高位準偏壓進行降壓調節，以產生該供應電壓，藉以減少功率損耗。
在一種較佳的實施型態中，該降低功率損耗之電源傳輸電路包括：一調節電路，與該第三繞組的該相對較高壓位置耦接，其中，該調節電路用以根據該高位準偏壓，產生一第一調節偏壓；一第一單向導通電路，耦接於該調節電路與該一次側控制電路的該供應電源端之間；以及一第二單向導通電路，耦接於該第三繞組的該相對較低壓位置與該一次側控制電路的該供應電源端之間，其中，該第三繞組的該相對較低壓位置產生對應於該低位準偏壓的一第二調節偏壓；其中，該供應電壓由該第一調節偏壓和該第二調節偏壓中較高者決定。
在一種較佳的實施型態中，該第二單向導通電路包括一二極體，其陽極耦接於該第三繞組的該相對較低壓位置，其陰極耦接於該一次側控制電路的該供應電源端。
在一種較佳的實施型態中，該調節電路包括一低壓差線性穩壓器(Low Dropout Regulator,LDO)。
在一種較佳的實施型態中，該低壓差線性穩壓器包含：一雙極性電晶體，其電流流入端耦接於該第三繞組的該相對較高壓位置，其電流流出端耦接於該第一單向導通電路；以及一齊納二極體(Zener Diode)，其陽極耦接於地，其陰極耦接於該雙極性電晶體的一控制端。
就另一觀點言，本發明提供了一種降低功率損耗之電源傳輸電路，用以提供電源給一可程式電源轉換器中之一一次側控制電路，該可程式電源轉換器之一次側控制電路產生一操作訊號以導通或關閉一功率開關，藉此控制一變壓器電路，以將耦接於該變壓器電路一主要繞組之一輸入電壓轉換為耦接於該變壓器電路一次要繞組之一可程式輸出電壓，其中該可程式輸出電壓具有至少一相對較高之輸出電壓位準和一相對較低之輸出電壓位準，，且其中該變壓器電路包括一第三繞組，該第三繞組根據該可程式輸出電壓，於該繞組之一相對較高壓位置和一相對較低壓位置分別產生一高位準偏壓和一低位準偏壓，該降低功率損耗之電源傳輸電路包含：一調節電路，與該第三繞組的該相對較高壓位置耦接，其中，該調節電路用以根據該高位準偏壓，產生一第一調節偏壓；一第一單向導通電路，耦接於該調節電路與該一次側控制電路的一供應電源端之間；以及一第二單向導通電路，耦接於該繞組的該相對較低壓位置與該一次側控制電路的該供應電源端之間，其中，該繞組的該相對較低壓位置產生對應於該低位準偏壓的一第二調節偏壓；其中，該降低功率損耗之電源傳輸電路根據該高位準偏壓和該低位準偏壓其中之一，產生一供應電壓作為該一次側控制電路之電源，其中當該可程式輸出電壓處於該相對較高之輸出電壓位準時，根據該低位準偏壓產生該供應電壓，又當該可程式輸出電壓處於該相對較低之輸出電壓位準時，根據該高位準偏壓進行降壓調節，以產生該供應電壓，藉以減少功率損耗；其中，該供應電壓由該第一調節偏壓和該第二調節偏壓中較高者決定。
在一種較佳的實施型態中，該第二單向導通電路包括一二極體，其陽極耦接於該繞組的該相對較低壓位置，其陰極耦接於該一次側控制電路的該供應電源端。
在一種較佳的實施型態中，該調節電路包括一低壓差線性穩壓器。
在一種較佳的實施型態中，該低壓差線性穩壓器包含：一雙極性電晶體，其電流流入端耦接於該繞組的該相對較高壓位置，其電流流出端耦接於該第一單向導通電路；以及一齊納二極體，其陽極耦接於地，其陰極耦接於該雙極性電晶體的一控制端。
在一種較佳的實施型態中，該第一單向導通電路包括一二極體，其陽極耦接於該調節電路，其陰極耦接於該一次側控制電路的該供應電源端。
〔習知〕
100‧‧‧習知可程式電源轉換器
11‧‧‧習知整流電路
12‧‧‧習知二次側控制電路
13‧‧‧習知一次側控制電路
14‧‧‧習知反饋電路
15‧‧‧習知變壓器電路
15a‧‧‧習知一次側
15b‧‧‧習知二次側
16‧‧‧習知功率開關電路
161‧‧‧習知功率開關
CS‧‧‧習知電流感測端
COMP‧‧‧習知反饋端
GATE‧‧‧習知操作訊號端
GND‧‧‧習知接地電位
IDD‧‧‧習知輸出電流
S1‧‧‧習知操作訊號
S2‧‧‧習知設定訊號
S3‧‧‧習知反饋訊號
SBP’‧‧‧習知供應電壓
OUT‧‧‧習知輸出端
V2711‧‧‧齊納電壓
V2712‧‧‧順向電壓
Vac‧‧‧習知交流電源
Vcs‧‧‧習知電流感測訊號
VDD‧‧‧習知供應電源端
VIN‧‧‧習知輸入電壓
VOUT‧‧‧習知可程式輸出電壓
W1‧‧‧習知主要繞組
W2‧‧‧習知次要繞組
W3‧‧‧習知第三繞組
〔本發明〕
200‧‧‧可降低功率損耗的可程式電源轉換器
11‧‧‧整流電路
12‧‧‧二次側控制電路
13‧‧‧一次側控制電路
14‧‧‧反饋電路
25‧‧‧變壓器電路
25a‧‧‧一次側
25b‧‧‧二次側
16‧‧‧功率開關電路
161‧‧‧功率開關
27‧‧‧降低功率損耗之電源傳輸電路
271‧‧‧調節電路
2711‧‧‧雙極性電晶體
2712‧‧‧齊納二極體
272‧‧‧單向導通電路
2721‧‧‧二極體
273‧‧‧單向導通電路
2731‧‧‧二極體
A、B、C、D‧‧‧電壓位準
CS‧‧‧電流感測端
COMP‧‧‧反饋端
D3‧‧‧二極體
GATE‧‧‧操作訊號端
GND‧‧‧接地電位
HBP‧‧‧高位準偏壓
IDD‧‧‧輸出電流
LBP‧‧‧低位準偏壓
N1‧‧‧相對較高壓位置
N2‧‧‧相對較低壓位置
S1‧‧‧操作訊號
S2‧‧‧設定訊號
S3‧‧‧反饋訊號
T1~T2‧‧‧時間點
SBP‧‧‧供應電壓
OUT‧‧‧輸出端
Vac‧‧‧交流電源
Vcs‧‧‧電流感測訊號
VDD‧‧‧供應電源端
VD1‧‧‧第一調節偏壓
VD2‧‧‧第二調節偏壓
VIN‧‧‧輸入電壓
VOUT‧‧‧可程式輸出電壓
W1‧‧‧主要繞組
W2‧‧‧次要繞組
W30‧‧‧第三繞組
W31‧‧‧第一部分
W32‧‧‧第二部分
第1圖示出先前技術之可程式電源轉換器的方塊示意圖。
第2圖示出本發明一實施例之可降低功率損耗的可程式電源轉換器的方塊示意圖。
第3圖示出本發明之反饋電路14的一實施例。
第4圖示出本發明之降低功率損耗之電源傳輸電路27的一具體實施例。
第5圖示出本發明之降低功率損耗之電源傳輸電路27的一更具體實施例。
第6圖示出本發明之供應電壓係由第一調節偏壓和第二調節偏壓中較高者決定。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。本發明中的圖式 均屬示意，主要意在表示各裝置以及各元件之間之功能作用關係，至於形狀、尺寸、方向則並未依照實物比例繪製。
請同時參考第2圖及第3圖。第2圖示出本發明一實施例之可降低功率損耗的可程式電源轉換器的方塊示意圖。第3圖示出本發明之反饋電路14的一實施例。
本實施例中，可降低功率損耗的可程式電源轉換器200以隔離式交直流轉換器(isolated type AC-DC converter)為例來說明，但本發明不限於此，可降低功率損耗的可程式電源轉換器200亦可為其他型式的電源轉換器。在隔離式交直流轉換器的實施例中，可降低功率損耗的可程式電源轉換器200可將一輸入電壓VIN轉換為一可程式輸出電壓VOUT。可降低功率損耗的可程式電源轉換器200包含：一變壓器電路25、降低功率損耗之電源傳輸電路27、一功率開關電路16以及一一次側控制電路13。降低功率損耗之電源傳輸電路27例如但不限於可為獨立元件(discrete components)所組合成的電路、或製作成一積體電路、或是整合在一次側控制電路13之內。此外，可降低功率損耗的可程式電源轉換器200尚可選擇性地包含一二次側控制電路12、一反饋電路14以及一電流感測電阻Rcs。隔離式交直流轉換器為本技術者所熟悉的電路，因此除了與本案有關的部分之外，其他電路細節省略繪示，以使圖面簡潔(關於降低功率損耗之電源傳輸電路27如何減少本發明之可降低功率損耗的可程式電源轉換器200的功率損耗的細節及特徵，容後詳述)。
可降低功率損耗的可程式電源轉換器200利用其中之變壓器電路25接收輸入電壓VIN，並將其轉換為可程式輸出電壓VOUT。在一實施例中，輸入電壓VIN可藉由一交流電源Vac經由一整流電路11而產生。在一實施例中，整流電路11例如但不限於可為橋式整流電路。
在本實施例中，變壓器電路25包括一主要繞組W1、一次要繞組W2與一第三繞組W30。主要繞組W1位於變壓器電路25的一次側25a，用 以接收輸入電壓VIN。次要繞組W2位於變壓器電路25的二次側25b，用以於一輸出端OUT產生可程式輸出電壓VOUT。在本實施例中，可程式輸出電壓VOUT可被設定而至少具有一相對較高之輸出電壓位準和一相對較低之輸出電壓位準(即，可程式輸出電壓VOUT可切換於兩個以上的目標值，例如但不限於12V與5V)。
在本實施例中，第三繞組W30位於變壓器電路25的一次側25a。在一實施例中，第三繞組W30例如但不限於可為一帶中間抽頭的繞組。在帶中間抽頭的繞組的實施例中，第三繞組W30具有一第一部分W31與一第二部分W32。第一部分W31與第二部分W32彼此互相連接的節點為第三繞組W30的一相對較低壓位置N2。意即，第三繞組W30的第二部分W32之一端接地，另一端即為相對較低壓位置N2。第三繞組W30的第一部分W31之一端為相對較低壓位置N2，另一端則為第三繞組W30的一相對較高壓位置N1。在帶中間抽頭的繞組的實施例中，第三繞組W30於第三繞組W30的相對較高壓位置N1和相對較低壓位置N2分別產生一高位準偏壓HBP和一低位準偏壓LBP，且高位準偏壓HBP和低位準偏壓LBP的電壓位準相關於可程式輸出電壓VOUT的位準。
功率開關電路16與變壓器電路25的主要繞組W1耦接，用以根據一操作訊號S1而導通或關閉功率開關電路16中的功率開關161，以控制流過主要繞組W1的電流，進而藉由次要繞組W2的感應，而將輸入電壓VIN轉換為可程式輸出電壓VOUT。
一次側控制電路13用以產生操作訊號S1(自其操作訊號端GATE輸出操作訊號S1)，以控制功率開關電路16中的功率開關161的導通或關閉。在本實施例中，一次側控制電路13根據自其電流感測端CS所接收到的電流感測訊號Vcs以及自其反饋端COMP所接收到的所產生的反饋訊號S3，而產生操作訊號S1。
反饋電路14與變壓器電路25的次要繞組W2耦接，用以根據可程式輸出電壓VOUT與一設定訊號S2，產生反饋訊號S3。二次側控制電路12與反饋電路14及變壓器電路25的次要繞組W2耦接，用以根據可程式輸出電壓VOUT，產生設定訊號S2。
由於可降低功率損耗的可程式電源轉換器200在本實施例中係以隔離式交直流轉換器為例來說明，因此，在一實施例中，反饋電路14對應地可為一隔離式反饋電路，例如但不限於可為一光耦合電路，如第3圖所示，但本發明不限於此。如為其他型式的電源轉換器，則反饋電路14可為其他型式的反饋電路(例如但不限於分壓電阻)。
降低功率損耗之電源傳輸電路27耦接於變壓器電路25的第三繞組W30與一次側控制電路13的一供應電源端VDD之間。本實施例之降低功率損耗之電源傳輸電路27可根據高位準偏壓HBP和低位準偏壓LBP其中之一，產生一供應電壓SBP作為一次側控制電路13之電源。
請參考第4圖與第5圖。第4圖示出本發明之降低功率損耗之電源傳輸電路27的一具體實施例。第5圖示出本發明之降低功率損耗之電源傳輸電路27的一更具體實施例。
如第4圖所示，本實施例之降低功率損耗之電源傳輸電路27包括：一調節電路271、一單向導通電路272及一單向導通電路273。
第三繞組W30的相對較高壓位置N1與調節電路271耦接，第三繞組W30的另一端接地。在一實施例中，調節電路271例如但不限於可為一低壓差線性穩壓器(Low Dropout Regulator,LDO)。在低壓差線性穩壓器(LDO)的一個實施例中，如第5圖所示，調節電路271可包含一雙極性電晶體2712以及一齊納二極體(Zener Diode)2711。雙極性電晶體2712的電流流入端耦接於第三繞組W30的相對較高壓位置N1，且雙極性電晶體2712的電流流出端耦接於單向導通電路272。齊納二極體2711的陽極耦接於地，且齊納二極體2711的陰極耦接於雙極性 電晶體2712的一控制端。低壓差線性穩壓器還有其他多種實施方式，第5圖所示僅是舉例。
如第4圖所示，單向導通電路272耦接於調節電路271與一次側控制電路13的供應電源端VDD之間。如第5圖所示，在一實施例中，單向導通電路272例如但不限於可包括一二極體2721。二極體2721的陽極耦接於該調節電路271，二極體2721的陰極耦接於一次側控制電路13的供應電源端VDD。
如第4圖所示，單向導通電路273耦接於第三繞組W30的相對較低壓位置N2與一次側控制電路13的供應電源端VDD之間。如第5圖所示，在一實施例中，單向導通電路273例如但不限於可包括一二極體2731。二極體2731的陽極耦接於第三繞組W30的相對較低壓位置N2，二極體2731的陰極耦接於一次側控制電路13的供應電源端VDD。
調節電路271根據高位準偏壓HBP進行降壓調節，以產生一第一調節偏壓VD1。低位準偏壓LBP產生與低位準偏壓LBP對應的第二調節偏壓VD2。藉由單向導通電路272和單向導通電路273之作用，使得供應電壓由第一調節偏壓VD1和第二調節偏壓VD2中較高者決定。
關於本發明之降低功率損耗之電源傳輸電路27如何減少本發明之可降低功率損耗的可程式電源轉換器200的功率損耗，請參考第6圖的說明並同時對照第2圖、第4圖及第5圖。第6圖顯示可程式輸出電壓VOUT、第一調節偏壓VD1、第二調節偏壓VD2及供應電壓SBP之間的關係。
如第6圖所示，由於高位準偏壓HBP和低位準偏壓LBP取自第三繞組，而可程式輸出電壓VOUT取自次要繞組，因此高位準偏壓HBP和低位準偏壓LBP相關於可程式輸出電壓VOUT。如前所述，可程式輸出電壓VOUT可被設定為相對較高之輸出電壓位準或相對較低之輸出電壓位準。當可程式輸出電壓VOUT處於一相對較低之輸出電壓位準時(第6圖的左半部份)，舉例而言，當高位準偏壓HBP在第6圖所示的A點時，根據本發明，調節電路271將A點的 電壓位準(高位準偏壓HBP)進行降壓調節，而產生一第一調節偏壓VD1，如第6圖的B點所示。舉例而言，在第5圖實施例的情況下，第一調節偏壓VD1等於齊納二極體2711的齊納電壓V2711減去雙極性電晶體2712的順向電壓V2712。意即，第一調節偏壓VD1可以下式表示：VD1=V2711-V2712
由於齊納電壓V2711及順向電壓V2712皆為定值，因此，第一調節偏壓VD1為一定值。如此一來，在可程式輸出電壓VOUT處於一相對較低之輸出電壓位準的情況下(第6圖的左半部份)，不論高位準偏壓HBP的電壓位準為何，高位準偏壓HBP皆會被調節電路271進行降壓調節，以產生一固定值的電壓位準(即第一調節偏壓VD1)。
此時，供應電壓SBP等於第一調節偏壓VD1減去單向導通電路272的壓降；舉例而言，在第5圖實施例的情況下，供應電壓SBP等於第一調節偏壓VD1減去減去二極體2721的順向電壓V2721。意即，在可程式輸出電壓VOUT處於一相對較低之輸出電壓位準的情況下(第6圖的左半部份)，供應電壓SBP可以下式表示：SBP=VD1-V2721=(V2711-V2712)-V2721
此供應電壓SBP應大於或等於一次側控制電路13所需的工作電壓。
另一方面，當可程式輸出電壓VOUT處於一相對較高之輸出電壓位準時(第6圖的右半部份)，舉例而言，當低位準偏壓LBP處於第6圖所示的D點時，在此情況下，降低功率損耗之電源傳輸電路27則根據低位準偏壓LBP來產生第二調節偏壓VD2。
意即，在可程式輸出電壓VOUT處於一相對較高之輸出電壓位準的情況下(第6圖的右半部份)，供應電壓SBP可以下式表示：SBP=LBP-V2731
其中，V2731係為二極體2731的順向電壓。
在所示實施例中，第二調節偏壓VD2等於低位準偏壓LBP，但在其他實施例中，也可以使低位準偏壓LBP經過壓降後產生第二調節偏壓VD2。
如前所述，根據本發明，供應電壓SBP係由第一調節偏壓VD1和第二調節偏壓VD2中較高者決定，如第6圖中的粗實線所示。與先前技術相比，本發明可以降低功率耗損，原因如下。在先前技術中，是以第三繞組來提供一次側控制電路13電源，對應於第6圖中，以高位準偏壓HBP來提供電源。在先前技術中，不能以低位準偏壓LBP來提供電源，因為當低位準偏壓LBP過低時(例如第6圖中的C點)，一次側控制電路13將無法工作。因此，先前技術以高位準偏壓HBP來提供電源，和本發明以第6圖中的粗實線來提供電源，兩者相較，本發明之電壓較低，而功率等於電壓乘以電流，因此本發明降低了功率耗損。
以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化。凡此種種，皆可根據本發明的教示類推而得。所說明之各個實施例，並不限於單獨應用，亦可以組合應用，例如但不限於將兩實施例併用，或是以其中一個實施例的局部電路代換另一實施例的對應電路。因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。此外，本發明的任一實施型態不必須達成所有的目的或優點，因此，請求專利範圍任一項也不應以此為限。
200‧‧‧可降低功率損耗的可程式電源轉換器
11‧‧‧整流電路
12‧‧‧二次側控制電路
13‧‧‧一次側控制電路
14‧‧‧反饋電路
25‧‧‧變壓器電路
25a‧‧‧一次側
25b‧‧‧二次側
16‧‧‧功率開關電路
161‧‧‧功率開關
27‧‧‧降低功率損耗之電源傳輸電路
271‧‧‧調節電路
272‧‧‧單向導通電路
273‧‧‧單向導通電路
CS‧‧‧電流感測端
COMP‧‧‧目標控制端
D3‧‧‧二極體
GATE‧‧‧操作訊號端
GND‧‧‧接地電位
HBP‧‧‧高位準偏壓
IDD‧‧‧輸出電流
LBP‧‧‧低位準偏壓
N1‧‧‧相對較高壓位置
N2‧‧‧相對較低壓位置
S1‧‧‧操作訊號
S2‧‧‧設定訊號
S3‧‧‧反饋訊號
SBP‧‧‧供應電壓
OUT‧‧‧輸出端
Vac‧‧‧交流電源
Vcs‧‧‧電流感測訊號
VDD‧‧‧供應電源端
VD1‧‧‧第一調節偏壓
VD2‧‧‧第二調節偏壓
VIN‧‧‧輸入電壓
VOUT‧‧‧可程式輸出電壓
W1‧‧‧主要繞組
W2‧‧‧次要繞組
W30‧‧‧第三繞組
W31‧‧‧第一部分
W32‧‧‧第二部分

Claims (10)

  1. 一種可降低功率損耗的可程式電源轉換器，用以將一輸入電壓轉換為一可程式輸出電壓(programmable output voltage)，其中該可程式輸出電壓具有至少一相對較高之輸出電壓位準和一相對較低之輸出電壓位準，該可降低功率損耗的可程式電源轉換器包含：一變壓器電路，包括一主要繞組、一次要繞組與一第三繞組，該主要繞組用以接收該輸入電壓，該次要繞組用以於一輸出端產生該可程式輸出電壓，該第三繞組用以根據該可程式輸出電壓，於該第三繞組之一相對較高壓位置和一相對較低壓位置分別產生一高位準偏壓和一低位準偏壓；一功率開關電路，與該主要繞組耦接，用以根據一操作訊號而導通或關閉其中一功率開關，以控制該變壓器電路，進而將該輸入電壓轉換為該可程式輸出電壓；一一次側控制電路，與該功率開關電路耦接，用以產生該操作訊號；以及一降低功率損耗之電源傳輸電路，耦接該第三繞組與該一次側控制電路的一供應電源端之間，用以根據該高位準偏壓和該低位準偏壓其中之一，產生一供應電壓作為該一次側控制電路之電源，其中當該可程式輸出電壓處於該相對較高之輸出電壓位準時，根據該低位準偏壓產生該供應電壓，又當該可程式輸出電壓處於該相對較低之輸出電壓位準時，根據該高位準偏壓進行降壓調節，以產生該供應電壓，藉以減少功率損耗；其中該降低功率損耗之電源傳輸電路包括：一調節電路，與該第三繞組的該相對較高壓位置耦接，其中，該調節電路用以根據該高位準偏壓，產生一第一調節偏壓；一第一單向導通電路，耦接於該調節電路與該一次側控制電路的該供應電源端之間；以及 一第二單向導通電路，耦接於該第三繞組的該相對較低壓位置與該一次側控制電路的該供應電源端之間，其中，該第三繞組的該相對較低壓位置產生對應於該低位準偏壓的一第二調節偏壓；其中，該供應電壓由該第一調節偏壓和該第二調節偏壓中較高者決定。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可降低功率損耗的可程式電源轉換器，其中該第一單向導通電路包括一二極體，其陽極耦接於該調節電路，其陰極耦接於該一次側控制電路的該供應電源端。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之可降低功率損耗的可程式電源轉換器，其中該第二單向導通電路包括一二極體，其陽極耦接於該第三繞組的該相對較低壓位置，其陰極耦接於該一次側控制電路的該供應電源端。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之可降低功率損耗的可程式電源轉換器，其中該調節電路包括一低壓差線性穩壓器(Low Dropout Regulator,LDO)。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之可降低功率損耗的可程式電源轉換器，其中該低壓差線性穩壓器包含：一雙極性電晶體，其電流流入端耦接於該第三繞組的該相對較高壓位置，其電流流出端耦接於該第一單向導通電路；以及一齊納二極體(Zener Diode)，其陽極耦接於地，其陰極耦接於該雙極性電晶體的一控制端。
  6. 一種降低功率損耗之電源傳輸電路，用以提供電源給一可程式電源轉換器中之一一次側控制電路，該可程式電源轉換器之一次側控制電路產生一操作訊號以導通或關閉一功率開關，藉此控制一變壓器電路，以將耦接於該變壓器電路一主要繞組之一輸入電壓轉換為耦接於該變壓器電路一次要繞組之一可程式輸出電壓(programmable output voltage)，其中該可程式輸出電壓具有至少一相對較高之輸出電壓位準和一相對較低之輸出電壓位準，且其中該變壓器 電路包括一第三繞組，該第三繞組根據該可程式輸出電壓，於該繞組之一相對較高壓位置和一相對較低壓位置分別產生一高位準偏壓和一低位準偏壓，該降低功率損耗之電源傳輸電路包含：一調節電路，與該第三繞組的該相對較高壓位置耦接，其中，該調節電路用以根據該高位準偏壓，產生一第一調節偏壓；一第一單向導通電路，耦接於該調節電路與該一次側控制電路的一供應電源端之間；以及一第二單向導通電路，耦接於該繞組的該相對較低壓位置與該一次側控制電路的該供應電源端之間，其中，該繞組的該相對較低壓位置產生對應於該低位準偏壓的一第二調節偏壓；其中，該降低功率損耗之電源傳輸電路根據該高位準偏壓和該低位準偏壓其中之一，產生一供應電壓作為該一次側控制電路之電源，其中當該可程式輸出電壓處於該相對較高之輸出電壓位準時，根據該低位準偏壓產生該供應電壓，又當該可程式輸出電壓處於該相對較低之輸出電壓位準時，根據該高位準偏壓進行降壓調節，以產生該供應電壓，藉以減少功率損耗；其中，該供應電壓由該第一調節偏壓和該第二調節偏壓中較高者決定。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之降低功率損耗之電源傳輸電路，其中該第一單向導通電路包括一二極體，其陽極耦接於該調節電路，其陰極耦接於該一次側控制電路的該供應電源端。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之降低功率損耗之電源傳輸電路，其中該第二單向導通電路包括一二極體，其陽極耦接於該繞組的該相對較低壓位置，其陰極耦接於該一次側控制電路的該供應電源端。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之降低功率損耗之電源傳輸電路，其中該調節電路包括一低壓差線性穩壓器(Low Dropout Regulator,LDO)。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之降低功率損耗之電源傳輸電路，其中該低壓差線性穩壓器包含：一雙極性電晶體，其電流流入端耦接於該繞組的該相對較高壓位置，其電流流出端耦接於該第一單向導通電路；以及一齊納二極體(Zener Diode)，其陽極耦接於地，其陰極耦接於該雙極性電晶體的一控制端。
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