TWI608691B

TWI608691B - 供電裝置與其控制方法

Info

Publication number: TWI608691B
Application number: TW105119385A
Authority: TW
Inventors: 林昆祈; 鄭仲結; 郭昆讓; 陳殿河; 林首杰
Original assignee: 台達電子工業股份有限公司
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2017-12-11
Also published as: US10630185B2; US10044275B2; TW201801455A; US20170366088A1; EP3261240B1; EP3261240A1; US20180323715A1

Description

供電裝置與其控制方法

本揭示內容係關於一種供電裝置，且特別是關於一種具有多種電壓輸出的供電裝置。

近來，隨著各種行動電子設備如智慧型手機、平板電腦等等的普及，如何滿足行動電子設備的充電需求是本領域重要的研究課題。在各種充電設備之中，通用串行匯流排介面的供電設備（USB Power Delivery）的重要性逐漸提高。

為避免對電力系統帶來負面影響，隨著功率提高，現有的供電設備須具備有功率因數的校正能力以滿足法規的相關規範。然而，在供電設備輸出功率較低時，功率因數校正電路會導致不必要的電能損耗，進而降低供電設備的轉換效率。因此，如何在滿足法規對於功率因數規範的情況下，提升供電設備的轉換效率以達到節能目標，是本領域當前的重要研究課題。

本揭示內容的一種態樣為一種供電裝置。供電裝置包含：一電源轉換電路，包含一一次側以及一二次側，該電源轉換電路用以接收一輸入電壓，並將該輸入電壓轉換為一輸出電壓；一功因校正電路，電性連接於該一次側，用以提高該供電裝置的功率因數；以及一輸出電壓控制電路，電性連接於該二次側，用以控制該輸出電壓的一電壓準位；其中當該電壓準位小於一預設準位時，該功因校正電路關閉。

在本揭示內容部分實施例中，該輸出電壓控制電路更用以根據該輸出電壓的該電壓準位輸出相應的一控制訊號，以選擇性地開啟或關閉該功因校正電路。

在本揭示內容部分實施例中，供電裝置更包含一驅動電路，該驅動電路電性連接於該功因校正電路，用以接收該控制訊號並相應地輸出一驅動訊號至該功因校正電路，該功因校正電路根據該驅動訊號開啟或關閉。

在本揭示內容部分實施例中，供電裝置更包含：一隔離電路，電性連接於該輸出電壓控制電路與該驅動電路之間；其中該輸出電壓控制電路透過該隔離電路輸出該控制訊號至該驅動電路。

在本揭示內容部分實施例中，該驅動電路包含：一開關單元，該開關單元的一第一端用以接收一禁能準位，該開關單元的一第二端用以輸出該驅動訊號至該功因校正電路，該開關單元的一控制端用以接收該控制訊號，使得該開關單元根據該控制訊號選擇性地導通或關閉。

在本揭示內容部分實施例中，該輸出電壓控制電路更用以偵測該供電裝置的一輸出電流，其中當該輸出電流大於一預設電流值時，該輸出電壓控制電路根據該輸出電壓的該電壓準位輸出相應的一控制訊號，以選擇性地開啟或關閉該功因校正電路。

在本揭示內容部分實施例中，該輸出電壓控制電路更用以於一偵測期間內偵測該輸出電流，並於一休眠期間內停止偵測該輸出電流。

本揭示內容的另一態樣為一種供電裝置。供電裝置包含：一輸出電壓控制電路，用以控制該供電裝置的一輸出電壓，以選擇性地切換該輸出電壓操作在複數個電壓準位中之一者；以及一功因校正電路，用以提高該供電裝置的功率因數；其中當該輸出電壓的該電壓準位小於一預設準位時，該輸出電壓控制電路輸出一第一禁能訊號以關閉該功因校正電路。

在本揭示內容部分實施例中，供電裝置更包含：一隔離電路，電性連接於該輸出電壓控制電路；以及一驅動電路，電性連接於該功因校正電路與該隔離電路，該驅動電路用以透過該隔離電路自該輸出電壓控制電路接收該第一禁能訊號，並相應地輸出一第二禁能訊號至該功因校正電路以關閉該功因校正電路。

在本揭示內容部分實施例中，該隔離電路包含一光耦合器，該光耦合器之一第一輸入端用以接收該第一禁能訊號，該光耦合器之一輸出端電性連接於該驅動電路。

在本揭示內容部分實施例中，該隔離電路更包含一第一電阻，該第一電阻的一第一端用以接收該輸出電壓，該第一電阻的一第二端電性連接於該光耦合器之一第二輸入端。

在本揭示內容部分實施例中，該驅動電路包含一開關單元，該開關單元的一第一端用以接收一禁能準位，該開關單元的一第二端電性連接於該功因校正電路，該開關單元的一控制端電性連接於該隔離電路。

在本揭示內容部分實施例中，當該開關單元的該控制端接收到該第一禁能訊號時，該開關單元相應導通使得該開關單元的該第二端輸出該第二禁能訊號至該功因校正電路。

在本揭示內容部分實施例中，該驅動電路更包含一第二電阻以及一第三電阻，其中該開關單元的該第二端係透過該第二電阻電性連接於該功因校正電路，該開關單元的該控制端係透過該第三電阻電性連接於該隔離電路。

在本揭示內容部分實施例中，該輸出電壓控制電路更用以偵測該供電裝置的一輸出電流，其中當該輸出電流大於一預設電流值時，該輸出電壓控制電路根據該輸出電壓的該電壓準位相應地輸出該第一禁能訊號以關閉該功因校正電路。

本揭示內容的又一態樣為一種控制方法。控制方法包含：由一輸出電壓控制電路控制一供電裝置的一輸出電壓選擇性地操作在複數個電壓準位中之一者；由一功因校正電路提高該供電裝置的功率因數；以及當該輸出電壓控制電路控制該電壓準位小於一預設準位時，關閉該功因校正電路。

在本揭示內容部分實施例中，該供電裝置更包含一隔離電路以及一驅動電路，關閉該功因校正電路的步驟包含：當該電壓準位小於該預設準位時，由該輸出電壓控制電路輸出一第一禁能訊號至該隔離電路；由該隔離電路將該第一禁能訊號傳輸至該驅動電路；以及當該驅動電路接收到該第一禁能訊號時，該驅動電路輸出一第二禁能訊號至該功因校正電路以關閉該功因校正電路。

在本揭示內容部分實施例中，關閉該功因校正電路的步驟更包含：由該輸出電壓控制電路偵測該供電裝置的一輸出電流；以及當該輸出電流大於一預設電流值時，由該輸出電壓控制電路根據該電壓準位相應地輸出該第一禁能訊號。

在本揭示內容部分實施例中，該輸出電壓控制電路係於一偵測期間內偵測該輸出電流，並於一休眠期間內停止偵測該輸出電流。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，以更好地理解本案的態樣，但所提供之實施例並非用以限制本揭露所涵蓋的範圍，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭露所涵蓋的範圍。此外，根據業界的標準及慣常做法，圖式僅以輔助說明為目的，並未依照原尺寸作圖，實際上各種特徵的尺寸可任意地增加或減少以便於說明。下述說明中相同元件將以相同之符號標示來進行說明以便於理解。

在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞（terms），除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。

此外，在本文中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指『包含但不限於』。此外，本文中所使用之『及／或』，包含相關列舉項目中一或多個項目的任意一個以及其所有組合。

於本文中，當一元件被稱為『連接』或『耦接』時，可指『電性連接』或『電性耦接』。『連接』或『耦接』亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外，雖然本文中使用『第一』、『第二』、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否則該用語並非特別指稱或暗示次序或順位，亦非用以限定本發明。

請參考第1圖。第1圖為根據本案部分實施例所繪示的供電裝置100的示意圖。如第1圖所繪示，在部分實施例中供電裝置100包含輸入端子110，功因校正電路120、電源轉換電路130、輸出電壓控制電路140、驅動電路150以及輸出端子190。在部分實施例中，供電裝置100可為通用序列匯流排（Universal Serial Bus，USB）架構下的供電/充電系統（USB Power Delivery）。換言之，供電裝置100的輸出端子190可為USB介面，例如USB Type-C介面，但本案並不以此為限。

在部分實施例中，供電裝置100可透過電源轉換電路130與輸出電壓控制電路140的協同操作，根據輸出端子190所連接的後端負載的不同種類或需求，將自輸入端子110接收的輸入電壓Vin轉換為具有相應電壓準位的輸出電壓VO。舉例來說，在部分實施例中，輸入電壓Vin可為自市電接收的交流電。供電裝置100可接收輸入電壓Vin後，選擇性地輸出5伏、9伏、15伏、20伏，或其他任意電壓準位的輸出電壓VO至負載端。換言之，供電裝置100的輸出電壓VO可於多個不同的電壓準位之間切換，以滿足不同負載的需求。

具體來說，供電裝置100所輸出的輸出電壓VO的電壓準位可由輸出電壓控制電路140進行控制。在部分實施例中，輸出電壓控制電路140可自輸出端子190接收電壓偵測訊號S_VO，並根據負載需求以及電壓偵測訊號S_VO相應輸出電壓命令CMD至驅動電路150。驅動電路150根據電壓命令CMD輸出驅動訊號PWM至電源轉換電路130以控制電源轉換電路130的操作。

在部分實施例中，電源轉換電路130根據驅動訊號PWM將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓VO。具體來說，電源轉換電路130包含一次側和二次側。電源轉換電路130的一次側用以接收輸入電壓Vin以及驅動訊號PWM。電源轉換電路130的二次側用以輸出具有相應電壓準位的輸出電壓VO。值得注意的是，電源轉換電路130可由各種隔離型高頻電源轉換器電路，如返馳式（Fly-back）轉換器或順向式（Forward）轉換器等等實現，但本案並不以此為限。本領域具有通常知識者亦可採用不同的轉換器電路以輸出具有相應電壓準位的輸出電壓VO。

如第1圖所示，在部分實施例中，功因校正電路120設置於電源轉換電路130的一次側，電性連接於輸入端子110以及電源轉換電路130之間。功因校正電路120可用以提高供電裝置100的功率因數（Power Factor，PF）。

具體而言，功率因數為負載裝置消耗的有功功率（Real Power）與視在功率（apparent power）之比值。當負載裝置功率因數過低時，系統需提供較高的電流以產生相同的功率輸出，進而導致電路系統的能量損失增加。此外，傳輸線路及相關電力設備所需的容量也隨之增加。因此，為避免負載端功率因數過低導致電力系統負擔，各國對於一定功率（如：75W）以上的裝置皆設置了功率因數的相關規範，要求裝置具備功率因數校正（Power Factor Correction，PFC）的能力。

換言之，供電裝置100可透過功因校正電路120的操作進行無功功率（Reactive Power）的補償，以提高供電裝置100的功率因數。然而，如先前段落所述，由於供電裝置100可根據負載不同調整輸出電壓與輸出功率的大小，因此當輸出功率小於法規規定（如：75W）時，不需開啟功因校正電路120。若功因校正電路120隨時保持在開啟狀態，反而會導致供電裝置100需要消耗電力供應功因校正電路120的操作，進而提高電能損失並使得供電裝置100的轉換效率（Efficiency）降低。

因此，在部分實施例中，當供電裝置100之輸出電壓VO的電壓準位小於一預設準位時，功因校正電路120便相應關閉停止操作。換言之，當輸出電壓VO的電壓準位小於預設準位時，供電裝置100判斷輸出功率低於法規規定需進行功率因數校正的功率門檻（如：75W），並關閉功因校正電路120以降低電能損耗。相對地，當輸出電壓VO的電壓準位大於預設準位時，供電裝置100判斷輸出功率已超過法規規定需進行功率因數校正的功率門檻（如：75W）。因此，功因校正電路120開啟並提供虛功補償，以提高供電裝置100的功率因數。

如此一來，供電裝置100便可在符合法規需求的情況下，根據輸出電壓VO的電壓準位選擇性地啟動或關閉功率因數校正功能，藉此在功率較低時透過關閉功因校正電路120進一步降低不必要的電能損耗，提升供電裝置100整體的轉換效率。

為進一步說明功因校正電路120根據輸出電壓VO的電壓準位啟閉的具體操作，請參考第2圖。第2圖為根據本案部分實施例所繪示的供電裝置100的示意圖。於第2圖中，與第1圖之實施例有關的相似元件係以相同的參考標號表示以便於理解。

如第2圖所示，在部分實施例中，供電裝置100更包含隔離電路162、164、驅動電路170、整流濾波電路182以及整流濾波電路184，電源轉換電路130包含變壓器T1以及切換開關Q1。

在結構上，整流濾波電路182電性連接於輸入端子110與功因校正電路120之間。整流濾波電路184電性連接於變壓器T1的二次側與輸出端子190之間，分別用以對輸入電壓Vin和輸出電壓VO進行整流濾波。

舉例來說，在部分實施例中，整流濾波電路182可包含過電流保護元件、電磁干擾濾波器（Electromagnetic Interference Filter，EMI Filter）以及整流電路。過電流保護元件（如：保險絲等）可在輸入電流因系統異常或設備故障等事故發生而超過安全上限時，斷開輸入端子110與變壓器T1之間的電流回路，以避免供電裝置100的電路元件損毀。電磁干擾濾波器可濾除輸入電壓Vin中的高頻雜訊成份。最後，濾除高頻雜訊成份後的輸入電壓Vin透過整流電路轉換為適當的電壓訊號。在部分實施例中，整流電路可由橋式整流器等整流元件實現。

如第2圖所示，在部分實施例中，電源轉換電路130的切換開關Q1的第一端電性連接於變壓器T1的一次側，切換開關Q1的第二端電性連接一次側的接地端。切換開關Q1的控制端電性連接於驅動電路150，用以接收驅動訊號PWM，使得切換開關Q1根據驅動訊號PWM選擇性地導通或關斷，以調整變壓器T1一次側的電壓訊號。舉例來說，在驅動訊號PWM為脈衝寬度調變訊號的實施例中，驅動電路150可透過調整脈衝寬度調變訊號的責任週期（Duty Cycle）控制變壓器T1一次側的電壓訊號。如此一來，驅動電路150便可以間接控制變壓器T1二次側輸出的輸出電壓VO，使得變壓器T1輸出的輸出電壓VO的電壓準位相應於驅動訊號PWM操作在5伏、9伏、15伏、20伏，或其他任意電壓準位。

換言之，負載連接至輸出端子190時，可透過輸出端子190上相應的識別腳位傳送訊息至供電裝置100中的輸出電壓控制電路140，使得輸出電壓控制電路140據以判斷電子裝置的種類或者電子裝置所需的電壓準位，並輸出相應的電壓命令CMD。電壓命令CMD可透過隔離電路162自設置於二次側的輸出電壓控制電路140傳遞至一次側的驅動電路150。在部分實施例中，隔離電路162可包含光耦合器（Optical Coupler）或其他隔離元件，以透過光傳遞訊號等等的方式實現一次側與二次側的電氣絕緣與隔離。

如此一來，一次側的驅動電路150便可根據電壓命令CMD輸出相應的驅動訊號PWM，透過調整驅動訊號PWM使其具有不同的責任週期控制切換開關Q1的導通與關斷，進而調整輸出電壓VO的電壓準位。舉例來說，驅動電路150可提高驅動訊號PWM的責任週期使得輸出電壓VO的電壓準位提高，或是降低驅動訊號PWM的責任週期使得輸出電壓VO的電壓準位降低等等。

在部份實施例中，變壓器T1輸出的輸出電壓VO可進一步透過整流濾波電路184進行整流濾波。本領域具通常知識者可理解如何由電容器、電感器等電子元件實作整流濾波電路184，於此不再贅述。

除了對輸出電壓VO進行控制以外，輸出電壓控制電路140更可偵測供電裝置的輸出電壓VO與輸出電流Iout，並根據電壓偵測訊號S_VO及/或電流偵測訊號S_IO控制功因校正電路120的開啟與關閉。

舉例來說，在部分實施例中，輸出電壓控制電路140根據輸出電壓VO的電壓準位輸出相應的控制訊號CS1以選擇性地開啟或關閉功因校正電路120。如第2圖所示，在結構上，隔離電路164電性連接於輸出電壓控制電路140與驅動電路170之間。驅動電路170設置於一次側，並電性連接於功因校正電路120。

具體而言，在部分實施例中，輸出電壓控制電路140可透過隔離電路164輸出控制訊號CS1至驅動電路170。驅動電路170透過隔離電路164接收控制訊號CS1，並相應地輸出驅動訊號DS至功因校正電路120。如此一來，功因校正電路120便可根據驅動訊號DS開啟或關閉。

為進一步說明控制訊號CS1與驅動訊號DS的詳細操作，請一併參考第3圖與第4圖。第3圖為根據本案部分實施例所繪示的輸出電壓控制電路140與隔離電路164的協同操作示意圖。第4圖為根據本案部分實施例所繪示的隔離電路164與驅動電路170的協同操作示意圖。於第3圖、第4圖中，與第2圖之實施例有關的相似元件係以相同的參考標號表示以便於理解。

如第3圖所示，在部分實施例中，隔離電路164包含光耦合器OC1以及電阻R1。在結構上，光耦合器OC1之第一輸入端電性連接於輸出電壓控制電路140。電阻R1的第一端用以接收輸出電壓VO。電阻R1的第二端電性連接於光耦合器OC1之第二輸入端。

當輸出電壓控制電路140根據電壓偵測訊號S_VO判斷輸出電壓VO的電壓準位小於預設準位（如：20伏）時，輸出電壓控制電路140輸出具有第一準位（如：低準位）的控制訊號CS1。如此一來，由於隔離電路164輸入側的兩端具有電壓差，驅動電流I1便相應產生，流經電阻R1並驅動光耦合器OC1中的發光二極體。

換言之，當輸出電壓VO的電壓準位小於預設準位（如：20伏）時，輸出電壓控制電路140便輸出第一禁能訊號。光耦合器OC1之第一輸入端接收第一禁能訊號後，便產生了驅動電流I1驅動發光二極體，將控制訊號CS1傳遞至一次側。

請參考第4圖。如第4圖所示，在部分實施例中，驅動電路170包含切換開關Q2、電阻R2、R3、R4以及電容C1。如圖所示，在部分實施例中，切換開關Q2可由雙極性接面電晶體（Bipolar Junction Transistor，BJT）實作。在各個實施例中，本領域具有通常知識者可選用npn型或pnp型的雙極性接面電晶體元件。第4圖中所繪示的驅動電路170僅為釋例之用，並非用以限制本案。

在結構上，電阻R2電性連接於切換開關Q2以及功因校正電路120之間，電阻R3電性連接於切換開關Q2以及隔離電路164之間。電阻R4與電容C1彼此並聯，電性連接於切換開關Q2的第一端與控制端之間。

切換開關Q2的第一端用以接收禁能準位VH（如：高準位）。切換開關Q2的第二端透過電阻R2電性連接至功因校正電路120。切換開關Q2的控制端透過電阻R3電性連接至隔離電路164。

當隔離電路164中的光耦合器OC1之輸入側接收第一禁能訊號使得發光二極體相應被驅動時，光耦合器OC1之輸出側的光偵測器便會同步作動並導通，產生相應的驅動電流I2將第一禁能訊號傳輸至切換開關Q2的控制端。如此一來，切換開關Q2便會相應導通禁能準位VH（如：高準位）與功因校正電路120之間的回路，使得驅動電路170自切換開關Q2的第二端透過電阻R2輸出第二禁能訊號至功因校正電路120，以關閉功因校正電路120。

換言之，透過隔離電路164將控制訊號CS1自二次側傳遞至一次側的操作，切換開關Q2的控制端可相應接收控制訊號CS1，使得切換開關Q2根據控制訊號CS1選擇性地導通或關閉。藉此，切換開關Q2的第二端便可選擇性地輸出不同準位的驅動訊號DS至功因校正電路120。當切換開關Q2開啟使得驅動電路170輸出具有第一準位（如：高準位）的驅動訊號DS時，功因校正電路120相應關閉。相對地，當切換開關Q2關閉使得驅動電路170輸出具有第二準位（如：低準位）的驅動訊號DS時，功因校正電路120相應啟動並根據自市電接收的電壓、電流相位進行虛功補償以提高功率因數。

此外，在其他實施例中，輸出電壓控制電路140亦可進一步接收如第2圖中所繪示的電流偵測訊號S_IO，以配合輸出電流Iout的大小判斷負載處於輕載或是重載，據以控制功因校正電路120的開啟與關閉。舉例來說，功因校正電路120的啟閉可延後至系統操作於重載時進行控制。於輕載時，輸出電壓控制電路140不需透過控制訊號CS1控制功因校正電路120的啟閉。請參考第5圖。第5圖為根據本案其他部分實施例所繪示的輸出電壓控制電路140與隔離電路164的協同操作示意圖。於第5圖中，與第2圖、第3圖之實施例有關的相似元件係以相同的參考標號表示以便於理解。

和第3圖所繪示的實施例相比，在第5圖所繪示的實施例中，輸出電壓控制電路140更接收電流偵測訊號S_IO以偵測供電裝置100的輸出電流Iout。當輸出電流Iout大於預設電流值時，輸出電壓控制電路140便如先前實施例中所述，根據輸出電壓VO的電壓準位輸出相應的控制訊號CS1，以選擇性地開啟或關閉功因校正電路120。由於輸出電壓控制電路140輸出控制訊號CS1的具體操作已於先前段落中詳細說明，故於此不再贅述。

相對地，當輸出電流Iout小於預設電流值時，輸出電壓控制電路140便不會透過控制訊號CS1關閉功因校正電路120。

具體來說，輸出電流Iout小於預設電流值時，供電裝置100操作在輕載或空載狀態下，即便功因校正電路120維持正常操作，亦尚未滿足進行功率因數校正的條件。因此，此時功因校正電路120在正常操作下亦不會產生因進行功率因數校正導致的額外能源消耗。相對地，此時若透過隔離電路164和驅動電路170的操作強迫關閉功因校正電路120，供電裝置100反而會因為流經隔離電路164的驅動電流I1以及切換開關Q2的驅動電流I2導致額外電能損耗，降低整體轉換效率。此外，由於操作在輕載或空載狀態下時輸出功率較低，因此驅動電流I1、I2所導致的損耗佔供電裝置100整體的輸入功率的比例會更為顯著。

因此，在部分實施例中，輸出電壓控制電路140透過偵測輸出電流Iout大小，並在輸出電流Iout大於預設電流值時藉由控制訊號CS1控制功因校正電路120的啟閉，便可避免在輕載狀態下藉由控制訊號CS1關閉功因校正電路120使得轉換效率下降的現象發生。

此外，在部分實施例中，輸出電壓控制電路140更可以設定偵測輸出電流Iout的責任週期(Duty Cycle)。舉例來說，輸出電壓控制電路140可在一偵測期間內偵測輸出電流Iout，並在一休眠期間內停止偵測輸出電流Iout。如此一來，在休眠期間內，輸出電壓控制電路140便可進入節能休眠模式，進一步降低因偵測輸出電流Iout所產生的電能損耗。舉例來說，在部分實施例中，偵測輸出電流Iout的責任週期可為約25%，每一周期內包含約1秒的偵測期間以及約3秒的休眠期間。藉此，輸出電壓控制電路140僅有約25%的時間執行電流偵測，約75%的時間可進入節能休眠模式，以提升節能效果。

值得注意的是，本領域具通常知識者可對偵測輸出電流Iout的責任週期、偵測期間及/或休眠期間的長度根據實際需求調整並修飾。換言之，以上實施例中所揭露的責任週期大小、偵測期間與休眠期間的時間長度皆僅為釋例之用，並非用以限制本案。

此外，上述各實施例中的各個元件和功能電路可以由各種類型的數位或類比電路實現，亦可分別由不同的積體電路晶片實現。各個元件亦可整合至單一的控制晶片。各個控制電路亦可由各種處理器或其他積體電路晶片實現。上述圖式中所繪示之電路僅為本案可能的實施方式之一，本揭示內容並不以此為限。

請參考第6圖。第6圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的控制方法600的流程圖。為方便及清楚說明起見，下述控制方法600是配合第1圖～第5圖所示實施例中的供電裝置100進行說明，但不以此為限，任何熟習此技藝者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可對作各種更動與潤飾。如第6圖所示，控制方法600包含操作S610、S620與S630。

首先，在操作S610中，由輸出電壓控制電路140控制供電裝置100的輸出電壓VO選擇性地操作在複數個電壓準位中之一者。

接著，在操作S620中，由功因校正電路120提高供電裝置100的功率因數。舉例來說，在部分實施例中，功因校正電路120可根據目前的輸入電流和輸入電壓的相位進行相應的虛功補償，以提高供電裝置100的功率因數。

接著，在操作S630中，當輸出電壓控制電路140控制輸出電壓VO的電壓準位小於預設準位時，關閉功因校正電路120。

為進一步說明關閉功因校正電路120的相關操作，請一併參考第7圖。第7圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的控制方法600的流程圖。相似地，第7圖中所繪示控制方法600是配合第1圖～第5圖所示實施例中的供電裝置100進行說明，但不以此為限，任何熟習此技藝者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可對作各種更動與潤飾。如第7圖所示，在部分實施例中，控制方法600中的操作S630可進一步包含操作S633、S634與S635。

首先，在操作S633中，當輸出電壓VO的電壓準位小於預設準位時，由輸出電壓控制電路140輸出第一禁能訊號至隔離電路164。接著，在操作S634中，由隔離電路164將第一禁能訊號傳輸至驅動電路170。接著，在操作S635中，當驅動電路170接收到第一禁能訊號時，驅動電路170輸出第二禁能訊號至功因校正電路120以關閉功因校正電路120。

此外，在部分實施例中，操作S630可進一步於執行操作S633前執行操作S631與操作S632。在操作S631中，由輸出電壓控制電路140偵測供電裝置100的輸出電流Iout。在操作S632中，當輸出電流Iout大於預設電流值時，執行操作S633，由輸出電壓控制電路140根據電壓準位相應地輸出第一禁能訊號。值得注意的是，在部分實施例中，操作S631係由輸出電壓控制電路140於一偵測期間內執行。輸出電壓控制電路140於非處於偵測期間內之一休眠期間內停止執行操作S631。

如此一來，控制方法600便可根據供電裝置100的操作狀態控制功因校正電路120，以在符合法規規範的條件下提高供電裝置100整體的轉換效率。所屬技術領域具有通常知識者可直接瞭解此控制方法600如何基於上述多個不同實施例中的供電裝置100以執行該等操作及功能，故不再此贅述。

此外，雖然本揭示內容中將所公開的方法示出和描述為一系列的步驟或事件，但是應當理解，所示出的這些步驟或事件的順序不應解釋為限制意義。例如，部分步驟可以以不同順序發生和／或與除了本文所示和／或所描述之步驟或事件以外的其他步驟或事件同時發生。另外，實施本文所描述的一個或多個態樣或實施例時，並非所有於此示出的步驟皆為必需。此外，本文中的一個或多個步驟亦可能在一個或多個分離的步驟和／或階段中執行。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，所屬技術領域具有通常知識者在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧供電裝置

110‧‧‧輸入端子

120‧‧‧功因校正電路

130‧‧‧電源轉換電路

140‧‧‧輸出電壓控制電路

150‧‧‧驅動電路

162、164‧‧‧隔離電路

170‧‧‧驅動電路

182、184‧‧‧整流濾波電路

190‧‧‧輸出端子

600‧‧‧控制方法

Vin‧‧‧輸入電壓

VO‧‧‧輸出電壓

Iout‧‧‧輸出電流

CMD‧‧‧電壓命令

PWM‧‧‧驅動訊號

S_VO‧‧‧電壓偵測訊號

S_IO‧‧‧電流偵測訊號

CS1‧‧‧控制訊號

DS‧‧‧驅動訊號

T1‧‧‧變壓器

Q1、Q2‧‧‧切換開關

OC1‧‧‧光耦合器

R1～R4‧‧‧電阻

C1‧‧‧電容

I1、I2‧‧‧驅動電流

VH‧‧‧禁能準位

S610～S630、S631～S635‧‧‧操作

第1圖為根據本案部分實施例所繪示的供電裝置的示意圖。第2圖為根據本案部分實施例所繪示的供電裝置的示意圖。第3圖為根據本案部分實施例所繪示的輸出電壓控制電路與隔離電路的協同操作示意圖。第4圖為根據本案部分實施例所繪示的隔離電路與驅動電路的協同操作示意圖。第5圖為根據本案其他部分實施例所繪示的輸出電壓控制電路與隔離電路的協同操作示意圖。第6圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的控制方法的流程圖。第7圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的控制方法的流程圖。

600‧‧‧控制方法

S610~S630‧‧‧操作

Claims

一種供電裝置，包含：一電源轉換電路，包含一一次側以及一二次側，該電源轉換電路用以接收一輸入電壓，並將該輸入電壓轉換為一輸出電壓；一功因校正電路，電性連接於該一次側，用以提高該供電裝置的功率因數；以及一輸出電壓控制電路，電性連接於該二次側，用以控制該輸出電壓的一電壓準位；其中當該電壓準位小於一預設準位時，該功因校正電路關閉，其中該輸出電壓控制電路更用以根據該輸出電壓的該電壓準位輸出相應的一控制訊號，以選擇性地開啟或關閉該功因校正電路。
如請求項1所述之供電裝置，更包含一驅動電路，該驅動電路電性連接於該功因校正電路，用以接收該控制訊號並相應地輸出一驅動訊號至該功因校正電路，該功因校正電路根據該驅動訊號開啟或關閉。
如請求項2所述之供電裝置，更包含：一隔離電路，電性連接於該輸出電壓控制電路與該驅動電路之間；其中該輸出電壓控制電路透過該隔離電路輸出該控制訊號至該驅動電路。
如請求項2所述之供電裝置，其中該驅動電路包含：一開關單元，該開關單元的一第一端用以接收一禁能準位，該開關單元的一第二端用以輸出該驅動訊號至該功因校正電路，該開關單元的一控制端用以接收該控制訊號，使得該開關單元根據該控制訊號選擇性地導通或關閉。
如請求項1所述之供電裝置，其中該輸出電壓控制電路更用以偵測該供電裝置的一輸出電流，其中當該輸出電流大於一預設電流值時，該輸出電壓控制電路根據該輸出電壓的該電壓準位輸出相應的一控制訊號，以選擇性地開啟或關閉該功因校正電路。
如請求項5所述之供電裝置，其中該輸出電壓控制電路更用以於一偵測期間內偵測該輸出電流，並於一休眠期間內停止偵測該輸出電流。
一種供電裝置，包含：一輸出電壓控制電路，用以控制該供電裝置的一輸出電壓，以選擇性地切換該輸出電壓操作在複數個電壓準位中之一者；以及一功因校正電路，用以提高該供電裝置的功率因數；其中當該輸出電壓的該電壓準位小於一預設準位時，該輸出電壓控制電路輸出一第一禁能訊號以關閉該功因校正電路。
如請求項7所述之供電裝置，更包含：一隔離電路，電性連接於該輸出電壓控制電路；以及一驅動電路，電性連接於該功因校正電路與該隔離電路，該驅動電路用以透過該隔離電路自該輸出電壓控制電路接收該第一禁能訊號，並相應地輸出一第二禁能訊號至該功因校正電路以關閉該功因校正電路。
如請求項8所述之供電裝置，其中該隔離電路包含一光耦合器，該光耦合器之一第一輸入端用以接收該第一禁能訊號，該光耦合器之一輸出端電性連接於該驅動電路。
如請求項9所述之供電裝置，其中該隔離電路更包含一第一電阻，該第一電阻的一第一端用以接收該輸出電壓，該第一電阻的一第二端電性連接於該光耦合器之一第二輸入端。
如請求項8所述之供電裝置，其中該驅動電路包含一開關單元，該開關單元的一第一端用以接收一禁能準位，該開關單元的一第二端電性連接於該功因校正電路，該開關單元的一控制端電性連接於該隔離電路。
如請求項11所述之供電裝置，其中當該開關單元的該控制端接收到該第一禁能訊號時，該開關單元相應導通使得該開關單元的該第二端輸出該第二禁能訊號至該功因校正電路。
如請求項11所述之供電裝置，其中該驅動電路更包含一第二電阻以及一第三電阻，其中該開關單元的該第二端係透過該第二電阻電性連接於該功因校正電路，該開關單元的該控制端係透過該第三電阻電性連接於該隔離電路。
如請求項7所述之供電裝置，其中該輸出電壓控制電路更用以偵測該供電裝置的一輸出電流，其中當該輸出電流大於一預設電流值時，該輸出電壓控制電路根據該輸出電壓的該電壓準位相應地輸出該第一禁能訊號以關閉該功因校正電路。
如請求項14所述之供電裝置，其中該輸出電壓控制電路用以於一偵測期間內偵測該輸出電流，並於一休眠期間內停止偵測該輸出電流。
一種供電裝置的控制方法，包含：由一輸出電壓控制電路控制一供電裝置的一輸出電壓選擇性地操作在複數個電壓準位中之一者；由一功因校正電路提高該供電裝置的功率因數；以及當該輸出電壓控制電路控制該電壓準位小於一預設準位時，關閉該功因校正電路。
如請求項16所述之供電裝置的控制方法，其中該供電裝置更包含一隔離電路以及一驅動電路，關閉該功因校正電路的步驟包含：當該電壓準位小於該預設準位時，由該輸出電壓控制電路輸出一第一禁能訊號至該隔離電路；由該隔離電路將該第一禁能訊號傳輸至該驅動電路；以及當該驅動電路接收到該第一禁能訊號時，該驅動電路輸出一第二禁能訊號至該功因校正電路以關閉該功因校正電路。
如請求項17所述之供電裝置的控制方法，其中關閉該功因校正電路的步驟更包含：由該輸出電壓控制電路偵測該供電裝置的一輸出電流；以及當該輸出電流大於一預設電流值時，由該輸出電壓控制電路根據該電壓準位相應地輸出該第一禁能訊號。
如請求項18所述之供電裝置的控制方法，其中該輸出電壓控制電路係於一偵測期間內偵測該輸出電流，並於一休眠期間內停止偵測該輸出電流。