TWI653801B

TWI653801B - 電源供應裝置

Info

Publication number: TWI653801B
Application number: TW106131265A
Authority: TW
Inventors: 詹子增
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2017-09-12
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2019-03-11
Also published as: TW201914144A

Abstract

一種電源供應裝置，包括第一電源轉換電路、第二電源轉換電路與電流調整電路。第一電源轉換電路中的第一回授電路依據第一參考電壓與第一輸出電壓產生第一回授電壓，且第一電源轉換電路響應第一回授電壓產生第一輸出電流至負載。第二電源轉換電路中的第二回授電路依據第二參考電壓與第二輸出電壓產生第二回授電壓，且第二電源轉換電路響應於第二回授電壓產生第二輸出電流至負載。電流調整電路偵測第一輸出電流與第二輸出電流，並調整第一參考電壓與第二參考電壓之其一，以平衡第一輸出電流與第二輸出電流。

Description

電源供應裝置

本發明是有關於一種電源供應裝置，且特別是有關於一種包括電源轉換電路的電源供應裝置。

近年來，筆記型電腦所需的功率日益增長，但是其內部的電源轉換電路卻因成本、品質與散熱等問題而無法單獨提升至更大的功率。因此，為了穩定地提供較大的功率，筆記型電腦中的電源供應裝置大多設有相互並聯的多個電源轉換電路。然而，相互並聯的多個電源轉換電路可能出現電流不均的問題，進而導致電源轉換電路出現溫度過高的問題，或者甚至造成電源轉換電路的燒毀。

本發明提供一種電源供應裝置，可透過電流調整電路平衡第一電源轉換電路的第一輸出電流與第二電源轉換電路的第二輸出電流。藉此，將可避免第一與第二電源轉換電路出現電流不均的問題，從而可避免第一與第二電源轉換電路出現溫度過高與燒毀的問題。

本發明的電源供應裝置，包括第一電源轉換電路、第二電源轉換電路與電流調整電路。第一電源轉換電路包括第一回授電路。第一回授電路依據第一參考電壓與第一電源轉換電路的第一輸出電壓產生第一回授電壓，且第一電源轉換電路響應第一回授電壓產生第一輸出電流至負載。第二電源轉換電路包括第二回授電路。第二回授電路依據第二參考電壓與第二電源轉換電路的第二輸出電壓產生第二回授電壓，且第二電源轉換電路響應於第二回授電壓產生第二輸出電流至負載。電流調整電路電性連接第一回授電路與第二回授電路。此外，電流調整電路偵測第一輸出電流與第二輸出電流，並依據偵測結果調整第一參考電壓與第二參考電壓之其一，以平衡第一輸出電流與第二輸出電流。

在本發明的一實施例中，當上述的第一輸出電流大於第二輸出電流時，電流調整電路控制第二回授電路以調整第二參考電壓，且第二電源轉換電路提升第二輸出電壓。當第一輸出電流小於第二輸出電流時，電流調整電路控制第一回授電路以調整第一參考電壓，且第一電源轉換電路提升第一輸出電壓。

基於上述，本發明的電源供應裝置可透過電流調整電路偵測第一電源轉換電路的第一輸出電流與第二電源轉換電路的第二輸出電流，並可依據偵測結果調整第一參考電壓與第二參考電壓之其一，以平衡第一輸出電流與第二輸出電流。藉此，將可避免第一與第二電源轉換電路出現電流不均的問題，從而可避免第一與第二電源轉換電路出現溫度過高與燒毀的問題。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本發明一實施例的電源供應裝置的示意圖。如圖1所示，電源供應裝置100包括第一電源轉換電路110、第二電源轉換電路120與電流調整電路130。第一電源轉換電路110與第二電源轉換電路120相互並聯，並可同時供應電源至負載101。電流調整電路130電性連接第一電源轉換電路110與第二電源轉換電路120，並可用以平衡第一電源轉換電路110的第一輸出電流IO1與第二電源轉換電路120的第二輸出電流IO2。

具體而言，第一電源轉換電路110包括第一回授電路111、第一電源轉換器112與第一控制器113。第一回授電路111可依據第一參考電壓VR1與第一電源轉換電路110的第一輸出電壓VO1產生第一回授電壓VF1。第一控制器113可依據第一回授電壓VF1產生第一控制訊號CT1，且第一電源轉換器112可依據第一控制訊號CT1產生第一輸出電流IO1與第一輸出電壓VO1。此外，第一控制訊號CT1可例如是脈波寬度調變(PWM)訊號，且第一控制器113可依據第一回授電壓VF1改變脈波寬度調變訊號的工作週期(duty cycle)，進而調整第一輸出電流IO1與第一輸出電壓VO1的大小。換言之，第一電源轉換電路110可響應於第一回授電壓VF1調整第一輸出電流IO1與第一輸出電壓VO1。

第二電源轉換電路120包括第二回授電路121、第二電源轉換器122與第二控制器123。第二回授電路121可依據第二參考電壓VR2與第二電源轉換電路120的第二輸出電壓VO2產生第二回授電壓VF2。第二控制器123可依據第二回授電壓VF2產生第二控制訊號CT2，且第二電源轉換器122可依據第二控制訊號CT2產生第二輸出電流IO2與第二輸出電壓VO2。此外，第二控制訊號CT2也可例如是脈波寬度調變訊號，且第二控制器123可藉由改變脈波寬度調變訊號的工作週期，來調整第二電源轉換器122的輸出。換言之，第二電源轉換電路120可響應於第二回授電壓VF2調整第二輸出電流IO2與第二輸出電壓VO2。

電流調整電路130電性連接第一回授電路111與第二回授電路121。此外，電流調整電路130可偵測第一輸出電流IO1與第二輸出電流IO2，且電流調整電路130可依據偵測結果調整第一參考電壓VR1與第二參考電壓VR2之其一，以平衡第一輸出電流IO1與第二輸出電流IO2。

舉例來說，電流調整電路130可依據偵測結果判別第一輸出電流IO1與第二輸出電流IO2的大小。當第一輸出電流IO1大於第二輸出電流IO2時，電流調整電路130可控制第二回授電路121，以調整第二參考電壓VR2。藉此，第二電源轉換電路120將可提升第二輸出電壓VO2。隨著第二輸出電壓VO2的上升，第二輸出電流IO2將相對地增加。此外，電流調整電路130可持續地控制第二回授電路121，直到第二輸出電流IO2等於第一輸出電流IO1。藉此，供應至負載101的第一輸出電流IO1與第二輸出電流IO2將可達到平衡的狀態。

另一方面，當第一輸出電流IO1小於第二輸出電流IO2時，電流調整電路130可控制第一回授電路111，以調整第一參考電壓VR1。藉此，第一電源轉換電路110將可提升第一輸出電壓VO1。隨著第一輸出電壓VO1的上升，第二輸出電流IO2將相對地增加。此外，電流調整電路130可持續地控制第一回授電路111，直到第一輸出電流IO1等於第二輸出電流IO2。藉此，供應至負載101的第一輸出電流IO1與第二輸出電流IO2將可達到平衡的狀態。

換言之，電源供應裝置100可透過電流調整電路130偵測第一與第二輸出電流IO1與IO2，並可依據電流調整電路130的偵測結果選擇性地調整第一與第二參考電壓VR1與VR2。藉此，將可致使第一與第二輸出電流IO1與IO2達到平衡的狀態，從而可避免第一與第二電源轉換電路110與120出現電流不均的問題。如此一來，將可避免第一與第二電源轉換電路110與120出現溫度過高的問題，並可避免造成第一與第二轉換電路110與120的燒毀。

請繼續參照圖1。電流調整電路130包括第一電阻R1、第二電阻R2、比較器CP1、第一二極體D1與第二二極體D2。其中，第一電阻R1電性連接在第一電源轉換電路110與負載101之間。第二電阻R2電性連接在第二電源轉換電路120與負載101之間。比較器CP1的第一輸入端電性連接第一電阻R1，且比較器的第二輸入端電性連接第二電阻R2。第一二極體D1與第二二極體D2串聯在第一回授電路111與第二回授電路121之間，且第一二極體D1與第二二極體D2之間的連接節點ND1電性連接比較器CP1的輸出端。

第一回授電路111包括第一誤差放大器EA1、第一加法器AD1與第二誤差放大器EA2。其中，第一誤差放大器EA1電性連接第一二極體D1，並接收第一輸出電壓VO1。第一加法器AD1的第一輸入端電性連接第一誤差放大器EA1的輸出端，第一加法器AD1的第二輸入端接收第一固定電壓V11，且第一加法器AD1產生第一參考電壓VR1。第二誤差放大器EA2電性連接第一加法器AD1的輸出端、第一控制器113與第一電源轉換器112，並依據第一輸出電壓VO1與第一參考電壓VR1產生第一回授電壓VF1。

第二回授電路121包括第三誤差放大器EA3、第二加法器AD2與第四誤差放大器EA4。其中，第三誤差放大器EA3電性連接第二二極體D2，並接收第二輸出電壓VO2。第二加法器AD2的第一輸入端電性連接第三誤差放大器EA3的輸出端，第二加法器AD2的第二輸入端接收第二固定電壓V12，且第二加法器AD2產生第二參考電壓VR2。第四誤差放大器EA4電性連接第二加法器AD2的輸出端、第二控制器123與第二電源轉換器122，並依據第二輸出電壓VO2與第二參考電壓VR2產生第二回授電壓VF2。

在操作上，電流調整電路130可透過第一與第二電阻R1與R2感測第一與第二輸出電流IO1與IO2。其中，第一電阻R1的電阻值等於第二電阻R2的電阻值。比較器CP1可比較第一與第二電阻R1與R2所感測到的電壓，並可依據比較結果導通第一二極體D1與第二二極體D2之其一。換言之，電流調整電路130可響應於比較器CP1的輸出訊號導通第一二極體D1與第二二極體D2之其一。

舉例來說，圖2是用以說明圖1之電源供應裝置在第一輸出電流大於第二輸出電流時的示意圖。如圖2所示，當第一輸出電流IO1大於第二輸出電流IO2時，比較器CP1的輸出訊號為高準位。此時，第二二極體D2將處於順向偏壓而被導通，進而在比較器CP1與第三誤差放大器EA3之間形成一通路。藉此，比較器CP1的輸出訊號將可傳送至第三誤差放大器EA3，進而致使第三誤差放大器EA3可產生第二誤差電壓VE2。此外，第二加法器AD2可相加第二誤差電壓VE2與第二固定電壓V12，以產生第二參考電壓VR2。

換言之，第三誤差放大器EA3可響應於第二二極體D2的導通而產生第二誤差電壓VE2，進而致使第二參考電壓VR2等於第二誤差電壓VE2與第二固定電壓V12的總和。亦即，在電流調整電路130的控制下，第二回授電路121可調整第二參考電壓VR2。此外，第二電源轉換電路120可響應於第二參考電壓VR2的改變而增加第二輸出電壓VO2，從而提升第二輸出電流IO2。

另一方面，當第一輸出電流IO1大於第二輸出電流IO2時，第一二極體D1將處於逆向偏壓而不導通，進而在比較器CP1與第一誤差放大器EA1之間形成一斷路。藉此，第一誤差放大器EA1的輸出將為0，進而致使第一加法器AD1所產生的第一參考電壓VR1相等於第一固定電壓V11。換言之，第一誤差放大器EA1可響應於第一二極體D1的不導通而停止產生第一誤差電壓，以致使第一參考電壓VR1等於第一固定電壓V11。亦即，此時的電流調整電路130將不調整第一回授電路111的第一參考電壓VR1。

圖3是用以說明圖1之電源供應裝置在第一輸出電流小於第二輸出電流時的示意圖。如圖3所示，當第一輸出電流IO1小於第二輸出電流IO2時，比較器CP1的輸出訊號為低準位。此時，第一二極體D1將處於順向偏壓而被導通，進而在比較器CP1與第一誤差放大器EA1之間形成一通路。藉此，第一誤差放大器EA1將可響應於第一二極體D1的導通而產生第一誤差電壓VE1，進而致使第一參考電壓VR1等於第一誤差電壓VE1與第一固定電壓V11的總和。換言之，電流調整電路130可調整第一回授電路111的第一參考電壓VR1，進而致使第一電源轉換電路110可響應於第一參考電壓VR1的改變而增加第一輸出電壓VO1，從而提升第一輸出電流IO1。

另一方面，當第一輸出電流IO1小於第二輸出電流IO2時，第二二極體D2將處於逆向偏壓而不導通，進而在比較器CP1與第三誤差放大器EA3之間形成一斷路。此時，第三誤差放大器EA3可響應於第二二極體D2的不導通而停止產生第二誤差電壓，以致使第二參考電壓VR2相等於第二固定電壓V12。換言之，此時的電流調整電路130將不調整第二回授電路121的第二參考電壓VR2。

綜上所述，本發明的電源供應裝置可透過電流調整電路偵測第一與第二輸出電流，並可依據電流調整電路的偵測結果選擇性地調整第一與第二回授電路中的第一與第二參考電壓。藉此，將可致使第一與第二輸出電流達到平衡的狀態，從而可避免第一與第二電源轉換電路出現電流不均的問題。此外，可避免第一與第二電源轉換電路出現溫度過高的問題，並可避免造成第一與第二轉換電路的燒毀。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧電源供應裝置

110‧‧‧第一電源轉換電路

111‧‧‧第一回授電路

EA1‧‧‧第一誤差放大器

AD1‧‧‧第一加法器

EA2‧‧‧第二誤差放大器

112‧‧‧第一電源轉換器

113‧‧‧第一控制器

120‧‧‧第二電源轉換電路

121‧‧‧第二回授電路

EA3‧‧‧第三誤差放大器

AD2‧‧‧第二加法器

EA4‧‧‧第四誤差放大器

122‧‧‧第二電源轉換器

123‧‧‧第二控制器

130‧‧‧電流調整電路

R1‧‧‧第一電阻

R2‧‧‧第二電阻

CP1‧‧‧比較器

D1‧‧‧第一二極體

D2‧‧‧第二二極體

ND1‧‧‧連接節點

101‧‧‧負載

IO1‧‧‧第一輸出電流

VO1‧‧‧第一輸出電壓

VR1‧‧‧第一參考電壓

VF1‧‧‧第一回授電壓

CT1‧‧‧第一控制訊號

V11‧‧‧第一固定電壓

IO2‧‧‧第二輸出電流

VO2‧‧‧第二輸出電壓

VR2‧‧‧第二參考電壓

VF2‧‧‧第二回授電壓

CT2‧‧‧第二控制訊號

V12‧‧‧第二固定電壓

VE1‧‧‧第一誤差電壓

VE2‧‧‧第二誤差電壓

圖1是依照本發明一實施例的電源供應裝置的示意圖。圖2是用以說明圖1之電源供應裝置在第一輸出電流大於第二輸出電流時的示意圖。圖3是用以說明圖1之電源供應裝置在第一輸出電流小於第二輸出電流時的示意圖。

Claims

一種電源供應裝置，包括：一第一電源轉換電路，包括一第一回授電路，其中該第一回授電路依據一第一參考電壓與該第一電源轉換電路的一第一輸出電壓產生一第一回授電壓，且該第一電源轉換電路響應該第一回授電壓產生一第一輸出電流至一負載；一第二電源轉換電路，包括一第二回授電路，其中該第二回授電路依據一第二參考電壓與該第二電源轉換電路的一第二輸出電壓產生一第二回授電壓，且該第二電源轉換電路響應於該第二回授電壓產生一第二輸出電流至該負載；以及一電流調整電路，電性連接該第一回授電路與該第二回授電路，且該電流調整電路偵測該第一輸出電流與該第二輸出電流，並依據偵測結果調整該第一參考電壓與該第二參考電壓之其一，以平衡該第一輸出電流與該第二輸出電流，其中當該第一輸出電流大於該第二輸出電流時，該電流調整電路控制該第二回授電路以調整該第二參考電壓，且該第二電源轉換電路提升該第二輸出電壓，當該第一輸出電流小於該第二輸出電流時，該電流調整電路控制該第一回授電路以調整該第一參考電壓，且該第一電源轉換電路提升該第一輸出電壓。
如申請專利範圍第1項所述的電源供應裝置，其中該電流調整電路包括：一第一電阻，電性連接在該第一電源轉換電路與該負載之間；一第二電阻，電性連接在該第二電源轉換電路與該負載之間；一比較器，其第一輸入端電性連接該第一電阻，且該比較器的第二輸入端電性連接該第二電阻；以及一第一二極體與一第二二極體，串聯在該第一回授電路與該第二回授電路之間，且該第一二極體與該第二二極體之間的一連接節點電性連接該比較器的輸出端，其中該電流調整電路響應於該比較器的輸出訊號導通該第一二極體與該第二二極體之其一。
如申請專利範圍第2項所述的電源供應裝置，其中該第一電阻的電阻值等於該第二電阻的電阻值。
如申請專利範圍第2項所述的電源供應裝置，其中該第一回授電路包括：一第一誤差放大器，電性連接該第一二極體，並接收該第一輸出電壓；一第一加法器，其第一輸入端電性連接該第一誤差放大器的輸出端，該第一加法器的第二輸入端接收一第一固定電壓，且該第一加法器產生該第一參考電壓；以及一第二誤差放大器，電性連接該第一加法器的輸出端，並依據該第一輸出電壓與該第一參考電壓產生該第一回授電壓。
如申請專利範圍第4項所述的電源供應裝置，其中該第一誤差放大器響應於該第一二極體的導通而產生一第一誤差電壓，以致使該第一參考電壓等於該第一誤差電壓與該第一固定電壓的總和，且該第一誤差放大器響應於該第一二極體的不導通而停止產生該第一誤差電壓，以致使該第一參考電壓等於該第一固定電壓。
如申請專利範圍第4項所述的電源供應裝置，其中該第一電源轉換電路更包括：一第一控制器，電性連接該第二誤差放大器，並依據該第一回授電壓產生一第一控制訊號；以及一第一電源轉換器，依據該第一控制訊號產生該第一輸出電流與該第一輸出電壓。
如申請專利範圍第2項所述的電源供應裝置，其中該第二回授電路包括：一第三誤差放大器，電性連接該第二二極體，並接收該第二輸出電壓；一第二加法器，其第一輸入端電性連接該第三誤差放大器的輸出端，該第二加法器的第二輸入端接收一第二固定電壓，且該第二加法器產生該第二參考電壓；以及一第四誤差放大器，電性連接該第二加法器的輸出端，並依據該第二輸出電壓與該第二參考電壓產生該第二回授電壓。
如申請專利範圍第7項所述的電源供應裝置，其中該第三誤差放大器響應於該第二二極體的導通而產生一第二誤差電壓，以致使該第二參考電壓等於該第二誤差電壓與該第二固定電壓的總和，且該第三誤差放大器響應於該第二二極體的不導通而停止產生該第二誤差電壓，以致使該第二參考電壓等於該第二固定電壓。
如申請專利範圍第7項所述的電源供應裝置，其中該第二電源轉換電路更包括：一第二控制器，電性連接該第四誤差放大器，並依據該第二回授電壓產生一第二控制訊號；以及一第二電源轉換器，依據該第二控制訊號產生該第二輸出電流與該第二輸出電壓。