TWI671984B - 電源供應裝置 - Google Patents

電源供應裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI671984B
TWI671984B TW107140364A TW107140364A TWI671984B TW I671984 B TWI671984 B TW I671984B TW 107140364 A TW107140364 A TW 107140364A TW 107140364 A TW107140364 A TW 107140364A TW I671984 B TWI671984 B TW I671984B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
current
signal
circuit
switch
coupled
Prior art date
Application number
TW107140364A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202019072A (zh
Inventor
黃文楠
陳慶國
古孝治
李菀菁
Original Assignee
群光電能科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 群光電能科技股份有限公司 filed Critical 群光電能科技股份有限公司
Priority to TW107140364A priority Critical patent/TWI671984B/zh
Priority to US16/248,792 priority patent/US10425003B1/en
Priority to CN201910043625.9A priority patent/CN111193399A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI671984B publication Critical patent/TWI671984B/zh
Publication of TW202019072A publication Critical patent/TW202019072A/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/083Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the ignition at the zero crossing of the voltage or the current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0048Circuits or arrangements for reducing losses
    • H02M1/0054Transistor switching losses
    • H02M1/0058Transistor switching losses by employing soft switching techniques, i.e. commutation of transistors when applied voltage is zero or when current flow is zero
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本發明提供一種電源供應裝置。電源供應裝置包括電源轉換器以及控制電路。控制電路耦接於電源轉換器。電源轉換器用以對輸入電源進行轉換以提供輸出電源。控制電路用以接收控制訊號並依據控制訊號以及輸出電源提供假性電流,使得假性電流的電流值與輸出電源的電流值的和大於或等於一臨界值,藉以使電源轉換器以軟切方式對輸入電源進行轉換。

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採用軟切方式的電源供應裝置。
一般而言,電源供應裝置若採用硬切(hard switching)方式進行,由於無法達成零電壓切換(zero voltage switching,ZVS)、零電流切換(zero current switching,ZCS),因此電源供應裝置在開啟與關閉時會衍生出切換損失,進而造成電源供應裝置的效率降低,甚至會因為溫度急升而使切換開關損壞。為了有效地減少電源供應裝置的切換損失,具備軟切(soft switching)方式的架構被廣泛地討論及研究。
本發明提供一種採用軟切方式的電源供應裝置。
本發明的電源供應裝置包括電源轉換器以及控制電路。電源轉換器包括變壓器、一次側轉換電路以及二次側轉換電路。一次側轉換電路耦接於變壓器的一次側。一次側轉換電路用以接收輸入電源。二次側轉換電路耦接於變壓器的二次側。電源轉換器藉由多個開關訊號控制一次側轉換電路以及二次側轉換電路,以對輸入電源進行轉換,藉以提供經轉換的輸出電源,其中些開關訊號依據控制訊號所產生。控制電路耦接於電源轉換器。控制電路用以接收控制訊號並依據控制訊號以及輸出電源提供假性電流,使得假性電流的電流值與輸出電源的電流值的和大於或等於一臨界值,藉以使電源轉換器以軟切方式對輸入電源進行轉換。
基於上述,電源供應裝置依據控制訊號提供經轉換的輸出電源時,控制電路用以接收控制訊號並依據控制訊號以及輸出電源提供假性電流。這使得假性電流的電流值與輸出電源的電流值的和將大於或等於臨界值,藉以使電源轉換器以軟切(soft switching)方式對輸入電源進行轉換。
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。
一般而言,電源供應裝置若要達成零電壓切換(zero voltage switching,ZVS)、零電流切換(zero current switching,ZCS)的軟切(soft switching)方式,則是要當諧振電感上的能量大於諧振電容上的能量,即滿足下列公式方可進行軟切(soft switching)方式:
其中 l_Lr為諧振電感的電感值, c_Cr為等效寄生電容的電容值, v_Vi為轉換器輸入電壓的電壓值, i_Ip為諧振電感上的電流值。一般電源供應裝置的諧振電感的電感值是固定值,並且考量到飽和及成本,其諧振電感的電感值不會設計太大。本發明考慮到等效寄生電容及輸入電壓為固定值時,將上述公式進行調整如下:
由此可知,當諧振電流或輸出電流的電流值大於一臨界值後可以使電源供應裝置以軟切(soft switching)方式進行操作。
請參考圖1,圖1是依據本發明的第一實施例所繪示的電源供應裝置的示意圖。電源供應裝置100包括電源轉換器110以及控制電路120。電源轉換器110包括變壓器112、一次側轉換電路114以及二次側轉換電路116。一次側轉換電路114耦接於變壓器112的一次側。一次側轉換電路114包括輸入電容Ci、切換開關Q1~Q4以及諧振電感Lr。輸入電容Ci的第一端以及第二端用以接收輸入電源Vi。二次側轉換電路116包括切換開關Q5、Q6、濾波電感Lo以及濾波電容Co。二次側轉換電路116耦接於變壓器112的二次側。
電源轉換器110接收控制訊號PS_ON。控制訊號PS_ON可例如是邏輯準位的啟動訊號。電源轉換器110接收到控制訊號PS_ON時會依據控制訊號PS_ON產生多個開關訊號。電源轉換器110藉由多個開關訊號控制一次側轉換電路114的切換開關Q1~Q4以及二次側轉換電路116的切換開關Q5、Q6,以對所接收到的輸入電源Vi進行轉換,藉以經由濾波電容Co的第一端、第二端提供經轉換的輸出電源Vo。控制電路120耦接於電源轉換器110。控制電路120也用以接收控制訊號PS_ON。控制電路120會依據控制訊號PS_ON以及輸出電源Vo提供假性電流Id。因此,電源轉換器110以及控制電路120可同時接收控制訊號PS_ON。電源轉換器110於此時點產生輸出電源Vo的電流值Is,控制電路120也產生假性電流Id。這樣的結果使得假性電流Id的電流值與輸出電源Vo的電流值Is的和大於或等於臨界值。如此一來,電源轉換器110可以以軟切方式對輸入電源Vi進行轉換。
關於一次側轉換電路114,在本實施例中,切換開關Q1的第一端耦接至輸入電容Ci的第一端,切換開關Q1的第二端耦接至切換開關Q2的第一端。切換開關Q2的第二端耦接至輸入電容Ci的第二端。切換開關Q3的第一端耦接至輸入電容Ci的第一端,切換開關Q3的第二端耦接至切換開關Q4的第一端。切換開關Q4的第二端耦接至輸入電容Ci的第二端。諧振電感Lr的第一端耦接於切換開關Q1的第二端與變壓器112的初級線圈T1的第一端之間。變壓器112的初級線圈T1的第二端耦接於切換開關Q3的第二端與切換開關Q4的第一端。在一些實施例中,可依據設計需求對一次側轉換電路114加入諧振電容以及功率因數校正電路的至少一者。本發明的一次側轉換電路並不以本實施例一次側轉換電路114為限。
關於二次側轉換電路116,在本實施例中,二次側轉換電路116的切換開關Q5的第一端耦接至次級線圈T21的輸出端。切換開關Q6的第一端耦接至次級線圈T22的輸出端。切換開關Q6的第二端耦接至切換開關Q5的第二端。濾波電感Lo的第一端耦接於次級線圈T21、T22的抽頭接點。濾波電感Lo的第二端耦接於濾波電容Co的第一端。濾波電容Co的第二端耦接至接地電位。
請同時參考圖1以及圖2,圖2是依據第一實施例所繪示的控制電路的示意圖。在本實施例中,控制電路120包括假性電流提供電路122。假性電流提供電路122耦接於二次側轉換電路116。假性電流提供電路122用以依據控制訊號PS_ON與輸出電源Vo提供假性電流Id到二次側轉換電路116。假性電流提供電路122進一步包括假性電阻Rd以及開關SW。假性電阻Rd的第一端耦接於二次側轉換電路116。開關SW的第一端耦接至假性電阻Rd的第二端。開關SW的第二端耦接至參考電壓源(如接地GND)以及二次側轉換電路116。當開關SW被導通時,輸出電源Vo會藉由假性電阻Rd提供假性電流Id。
進一步來說明,在本實施例中,假性電流提供電路122的開關SW可例如是合適的電晶體開關,本實施例的開關SW是藉由雙極性接面型電晶體(bipolar junction transistor,BJT)來實現。在一些實施例中,開關SW可以是藉由金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)來實現。開關SW還具有控制端。開關SW的控制端用以接收控制訊號PS_ON,並且依據控制訊號PS_ON而被導通。當控制電路120接收到控制訊號PS_ON時開關SW被導通,因此輸出電源Vo會依據假性電阻Rd的電阻值提供假性電流Id。因此,當電源供應裝置100接收到控制訊號PS_ON時,即獲得假性電流Id。也因此,在假性電流Id的電流值與輸出電源Vo的電流值Is的和會大於或等於臨界值,藉以使電源轉換器110以軟切方式對輸入電源Vi進行轉換。
相反地,控制電路120在沒有接收到控制訊號PS_ON的情況下,開關SW被斷開,因此控制電路120不會提供假性電流Id。電源轉換器110也不會獲得多個開關訊號,因此不對輸入電源Vi進行轉換。
請同時參考圖3以及圖4,圖3是依據本發明的第二實施例所繪示的電源供應裝置的示意圖,圖4是依據第二實施例所繪示的控制電路的示意圖。圖3與圖1不同的是,圖3的控制電路320還用以接收來自於電源轉換器310的輸出電源Vo的電流值Is,並將輸出電源Vo的電流值Is作為調整假性電流Id的依據。電源供應裝置300的控制電路320包括判斷電路322以及假性電流提供電路324。判斷電路322耦接於假性電流提供電路324的開關SW的控制端。判斷電路322用以接收輸出電源Vo與控制訊號PS_ON,並依據輸出電源Vo的電流值Is與控制訊號PS_ON控制開關SW的導通或斷開。關於假性電流提供電路324的電路配置以及對應的實施內容可以由第一實施例中的假性電流提供電路122獲致足夠的教示,因此恕不在此重述。
進一步來說明,控制電路320的判斷電路322包括比較器3222以及邏輯運算電路3224。比較器3222用以接收輸出電源Vo的電流值Is,並且依據輸出電源Vo的電流值Is提供輸出電流準位判斷訊號SIs。比較器3222的反向輸入端耦接於電阻Rs,用以接收輸出電源Vo的電流值Is,並且依據輸出電源Vo的電流值Is以及電阻Rs的電阻值產生感測電壓值Vs。比較器3222的非反向輸入端用以接收預設電壓值VREF。比較器3222對感測電壓值Vs以及預設電壓值VREF進行比較,並且基於比較的結果在比較器3222的輸出端提供輸出電流準位判斷訊號SIs。也就是說,比較器3222會反應於感測電壓值Vs與預設電壓值VREF的比較結果提供輸出電流準位判斷訊號SIs。
在本實施例中,控制電路320還包括用以提供預設電壓值VREF的分壓電路326。分壓電路326具有分壓電阻R1、R2。分壓電阻R1的第一端耦接至系統電壓VCC。分壓電阻R1的第二端耦接至分壓電阻R2的第一端。分壓電阻R2的第二端耦接至參考電壓源(如接地)。分壓電路326對系統電壓VCC進行分壓後,會經由分壓電阻R1的第二端將預設電壓值VREF提供到比較器3222的非反向輸入端。
在本實施例中,當比較器3222比較出感測電壓值Vs小於預設電壓值VREF時,提供具有一第一邏輯準位的輸出電流準位判斷訊號SIs,當比較器3222比較出感測電壓值Vs大於或等於預設電壓值VREF時,提供具有第二邏輯準位的輸出電流準位判斷訊號SIs。第一邏輯準位不同於第二邏輯準位。邏輯運算電路3224包括及閘(AND gate)AG,用以對輸出電流準位判斷訊號SIs以及控制訊號PS_ON進行邏輯及(AND)運算以產生第一訊號S1,並且提供第一訊號S1到假性電流提供電路324的開關SW的控制端。
接下來說明控制電路320的操作。請同時參考圖3、圖4以及圖5,圖5是依據第二實施例所繪示的操作波形圖。首先,在時間區間P1,電源供應裝置300還沒有接收到控制訊號PS_ON(視為低電壓準位)。因此,電源轉換器310尚不會對輸入電源Vi進行轉換以提供輸出電源Vo,也不會提供輸出電源Vo的電流值Is到控制電路320,從而使比較器3222的反向輸入端接收到低電壓準位的感測電壓值Vs。此時,比較器3222基於預設電壓值VREF與感測電壓值Vs的比較結果提供高邏輯準位(即,上述的第一邏輯準位)的輸出電流準位判斷訊號SIs。接下來,邏輯運算電路3224對輸出電流準位判斷訊號SIs以及低電壓準位的控制訊號PS_ON進行邏輯及(AND)運算以產生具有低電壓準位的第一訊號S1。假性電流提供電路324的開關SW接收到低電壓準位的第一訊號S1而被斷開,因此控制電路320在時間區間P1並不會提供假性電流Id。
在時間區間P2,電源供應裝置300接收到控制訊號PS_ON。電源轉換器310對輸入電源Vi進行轉換以提供輸出電源Vo,並提供輸出電源Vo的電流值Is到控制電路320,使得比較器3222的反向輸入端開始接收到感測電壓值Vs。邏輯運算電路3224對輸出電流準位判斷訊號SIs以及控制訊號PS_ON進行邏輯及運算以產生具有高電壓準位的第一訊號S1。假性電流提供電路324的開關SW接收到高電壓準位的第一訊號S1而被導通,因此控制電路320在時間區間P2會提供假性電流Id。這使得時間區間P2的初期輸出電源Vo的電流值Is會快速提升,因此感測電壓值Vs也會快速提升。由於感測電壓值Vs還沒有大於或等於預設電壓值VREF,因此比較器3222基於預設電壓值VREF與感測電壓值Vs的比較結果仍然提供高邏輯準位(即,上述的第一邏輯準位)的輸出電流準位判斷訊號SIs。
接下來,由於上述的和會持續增加,也就是輸出電源Vo的電流值Is持續增加,這使得比較器3222所接收到的感測電壓值Vs也會持續增加。當感測電壓值Vs大於或等於預設電壓值VREF時,進入時間區間P3。
在時間區間P3,比較器3222會基於預設電壓值VREF與感測電壓值Vs的比較結果提供低邏輯準位(即,上述的第二邏輯準位)的輸出電流準位判斷訊號SIs。邏輯運算電路3224對輸出電流準位判斷訊號SIs以及控制訊號PS_ON進行邏輯及運算以產生具有低電壓準位的第一訊號S1,藉以斷開開關SW以使控制電路320在時間區間P3會停止提供假性電流Id。
在此值得一提的是,在本實施例中的判斷電路322會依據輸出電源Vo的電流值Is來判斷是否導通或斷開開關SW,藉以降低假性電流提供電路324在時間區間P3的功率消耗。
請參考圖6,圖6是依據第三實施例所繪示的控制電路的示意圖。在本實施例中,控制電路620可適用於圖3的電源轉換器310。控制電路620包括判斷電路622以及假性電流提供電路624。判斷電路622用以依據控制訊號PS_ON對輸出電源Vo的電流值Is進行運算以提供第一訊號S2,並且依據假性電壓Vd以及第一訊號S2產生第二訊號S3。判斷電路622包括運算器6222以及運算放大器6224。運算器6222依據控制訊號PS_ON而被致能。運算器6222被致能後會對輸出電源Vo的電流值Is進行運算以獲得與輸出電源Vo的電流值Is呈現負相關的第一訊號S2。運算放大器6224的非反向輸入端耦接於運算器6222以接收第一訊號S2。運算放大器6224的反向輸入端用以接收來自於假性電流提供電路624的假性電壓Vd。運算放大器6224的輸出端用以提供第二訊號S3。假性電流提供電路624包括假性電阻Rd、開關SW以及電阻Ra。假性電阻Rd的第一端耦接於二次側轉換電路316以接收輸出電源Vo。開關SW的第一端耦接至假性電阻Rd的第二端。開關SW的第二端耦接至判斷電路622。開關SW的控制端用以接收第二訊號S3。電阻Ra的第一端耦接至開關SW的第二端,電阻Ra的第二端耦接至一參考電壓源以及二次側轉換電路316,電阻Ra用以依據假性電流Id提供假性電壓Vd。
在本實施例中,第一訊號S2的電壓值與輸出電源Vo的電流值Is是呈現負斜率關係或者是呈現反比關係。也就是說,當輸出電源Vo的電流值Is降低時,運算器6222會提高第一訊號S2的電壓值。相反地,當輸出電源Vo的電流值Is增加時,運算器6222會降低第一訊號S2的電壓值。此外,運算放大器6224還依據假性電壓Vd的電壓值以及第一訊號S2決定出第二訊號S3的電壓值。運算放大器6224可以對假性電壓Vd的電壓值以及第一訊號S2進行運算以獲得假性電壓Vd的電壓值以及第一訊號S2的差,並且對所獲得的差進行增益,藉以獲得第二訊號S3的電壓值。運算放大器6224經由輸出端將基於控制訊號PS_ON、假性電壓Vd以及第一訊號S2所產生的第二訊號S3提供到假性電流提供電路624。假性電流提供電路624經由開關SW的控制端接收第二訊號S3。以開關SW為雙極性接面型電晶體為例,假性電流提供電路624依據第二訊號S3的電壓值使開關SW被控制在飽和區(saturation region)或主動區(active region),藉以調整假性電流Id的電流值。
舉例來說,當輸出電源Vo的電流值Is降低時,運算器6222會依據當前的輸出電源Vo的電流值Is提高第一訊號S2的電壓值。運算放大器6224對假性電壓Vd的電壓值以及第一訊號S2進行運算以獲得第二訊號S3的電壓值。假性電流提供電路624藉由第二訊號S3的電壓值提高假性電流Id的電流值。另舉例來說,當輸出電源Vo的電流值Is上升時,運算器6222會依據當前的輸出電源Vo的電流值Is降低第一訊號S2的電壓值。運算放大器6224對假性電壓Vd的電壓值以及第一訊號S2進行運算以獲得第二訊號S3的電壓值。假性電流提供電路624藉由第二訊號S3的電壓值降低假性電流Id的電流值。藉由本實施例,可以使輸出電源Vo的電流值Is維持在等於或者是略大於臨界值。如此一來,可以節省電源供應裝置的功率消耗。
請參考圖7,圖7是依據本發明的一實施例所繪示的電源供應方法流程圖。在步驟S710中,接收控制訊號,並依據控制訊號以及輸出電源提供假性電流。在步驟S720中,使假性電流的電流值與輸出電源的電流值的和大於或等於臨界值,藉以使電源轉換器以軟切方式對輸入電源進行轉換。步驟S710、S720的實施內容可在圖1~圖6的實施例中獲致足夠的教示,因此恕不在此重述。
綜上所述,本發明的電源供應裝置依據控制訊號提供經轉換的輸出電源時,控制電路用以接收控制訊號並依據控制訊號以及輸出電源提供假性電流。這使得假性電流的電流值與輸出電源的電流值的和將大於或等於臨界值,藉以使電源轉換器以軟切方式對輸入電源進行轉換。除此之外,電源供應裝置還能夠依據輸出電源Vo的電流值Is以決定是否提供及調整假性電流,藉以進一步地降低電源供應裝置的功率消耗。
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、300‧‧‧電源供應裝置
110、310‧‧‧電源轉換器
112、312‧‧‧變壓器
114、314‧‧‧一次側轉換電路
116、316‧‧‧二次側轉換電路
120、320、620‧‧‧控制電路
122、324、624‧‧‧假性電流提供電路
322、622‧‧‧判斷電路
3222‧‧‧比較器
3224‧‧‧邏輯運算電路
6222‧‧‧運算器
6224‧‧‧運算放大器
Ci‧‧‧輸入電容
Co‧‧‧濾波電容
GND‧‧‧接地
H、L‧‧‧準位
Id‧‧‧假性電流
Is‧‧‧電流值
Lo‧‧‧濾波電感
Lr‧‧‧諧振電感
P1、P2、P3‧‧‧時間區間
PS_ON‧‧‧控制訊號
Q1~Q6‧‧‧切換開關
R1、R2‧‧‧分壓電阻
Ra‧‧‧電阻
Rd‧‧‧假性電阻
Rs‧‧‧電阻
S1、S2‧‧‧第一訊號
S3‧‧‧第二訊號
S710、S720‧‧‧步驟
SIs‧‧‧輸出電流準位判斷訊號
SW‧‧‧開關
T1‧‧‧初級線圈
T21、T22‧‧‧次級線圈
Vd‧‧‧假性電壓
Vi‧‧‧輸入電源
Vo‧‧‧輸出電源
VREF‧‧‧預設電壓值
Vs‧‧‧感測電壓值
圖1是依據本發明的第一實施例所繪示的電源供應裝置的示意圖。 圖2是依據第一實施例所繪示的控制電路的示意圖。 圖3是依據本發明的第二實施例所繪示的電源供應裝置的示意圖。 圖4是依據第二實施例所繪示的控制電路的示意圖。 圖5是依據第二實施例所繪示的操作波形圖。 圖6是依據第三實施例所繪示的控制電路的示意圖。 圖7是依據本發明的一實施例所繪示的電源供應方法流程圖。

Claims (10)

  1. 一種電源供應裝置,包括: 一電源轉換器,包括: 一變壓器; 一一次側轉換電路,耦接於該變壓器的一次側,用以接收一輸入電源;以及 一二次側轉換電路,耦接於該變壓器的二次側, 其中該電源轉換器藉由多個開關訊號控制該一次側轉換電路以及該二次側轉換電路,以對該輸入電源進行轉換,藉以提供經轉換的一輸出電源,其中該些開關訊號依據一控制訊號所產生;以及 一控制電路,耦接於該電源轉換器,用以接收該控制訊號,並依據該控制訊號以及該輸出電源提供一假性電流,使得該假性電流的電流值與該輸出電源的電流值的和大於或等於一臨界值,藉以使該電源轉換器以軟切方式對該輸入電源進行轉換。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電源供應裝置,其中該控制電路包括: 一假性電流提供電路,耦接於該二次側轉換電路,用以依據該控制訊號與該輸出電源提供該假性電流到該二次側轉換電路。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的電源供應裝置,其中該假性電流提供電路包括: 一假性電阻,該假性電阻的第一端耦接於該二次側轉換電路;以及 一開關,該開關的第一端耦接至該假性電阻的第二端,該開關的第二端耦接至一參考電壓源以及該二次側轉換電路, 其中該開關被導通時,該輸出電源藉由該假性電阻提供該假性電流。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的電源供應裝置,其中該開關還具有控制端,該開關的控制端用以接收該控制訊號,其中該開關依據該控制訊號而被導通。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的電源供應裝置,其中該控制電路還包括: 一判斷電路,耦接於該開關的控制端,該判斷電路包括: 一比較器,用以接收該輸出電源的電流值,並依據該輸出電源的電流值提供一輸出電流準位判斷訊號;以及 一邏輯運算電路,耦接於該比較器以及該假性電流提供電路,用以依據該輸出電流準位判斷訊號以及該控制訊號控制該開關的導通或斷開。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的電源供應裝置,其中: 該比較器的反向輸入端用以接收依據該輸出電源所產生的一感測電壓值,該比較器的非反向輸入端用以接收一預設電壓值,該比較器的輸出端用以提供該輸出電流準位判斷訊號, 當該比較器比較出該感測電壓值小於該預設電壓值時,提供具有一第一邏輯準位的該輸出電流準位判斷訊號, 當該比較器比較出該感測電壓值大於或等於該預設電壓值時,提供具有一第二邏輯準位的該輸出電流準位判斷訊號, 該第一邏輯準位不同於該第二邏輯準位。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的電源供應裝置,其中: 該邏輯運算電路包括一及閘,用以對該輸出電流準位判斷訊號以及該控制訊號進行邏輯及運算以產生一第一訊號, 該邏輯運算電路依據具有該第一邏輯準位的該第一訊號導通該開關,藉以使該假性電流提供電路提供該假性電流, 該邏輯運算電路依據具有該第二邏輯準位的該第一訊號斷開該開關,藉以使該假性電流提供電路停止提供該假性電流。
  8. 如申請專利範圍第2項所述的電源供應裝置,其中該控制電路還包括: 一判斷電路,用以依據該控制訊號對該輸出電源的電流值進行運算以提供一第一訊號,並且依據一假性電壓以及該第一訊號產生一第二訊號, 其中該假性電流提供電路接收基於該控制訊號、該假性電壓以及該第一訊號所產生的該第二訊號,依據該第二訊號調整該假性電流,並依據該假性電流提供該假性電壓至該判斷電路。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的電源供應裝置,其中該假性電流提供電路包括: 一假性電阻,該假性電阻的第一端耦接於該二次側轉換電路; 一開關,該開關的第一端耦接至該假性電阻的第二端,該開關的第二端耦接至該判斷電路,該開關的控制端用以接收該第二訊號;以及 一電阻,該電阻的第一端耦接至該開關的第二端,該電阻的第二端耦接至一參考電壓源以及該二次側轉換電路,該電阻用以依據該假性電流提供該假性電壓, 其中該開關被導通時,該輸出電源經由該假性電阻提供該假性電流, 其中該假性電流提供電路依據該第二訊號所提供的該假性電流的電流值與該輸出電源的電流值的和大於或等於該臨界值。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的電源供應裝置,其中該判斷電路包括: 一運算器,依據該控制訊號而被致能,用以對該輸出電源的電流值進行運算以獲得該第一訊號,其中該第一訊號的電壓值與該輸出電源的電流值呈現負相關;以及 一運算放大器,該運算放大器的非反向輸入端用以接收該第一訊號,該運算放大器的反向輸入端用以接收該假性電壓,該運算放大器的輸出端用以提供該第二訊號。
TW107140364A 2018-11-14 2018-11-14 電源供應裝置 TWI671984B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107140364A TWI671984B (zh) 2018-11-14 2018-11-14 電源供應裝置
US16/248,792 US10425003B1 (en) 2018-11-14 2019-01-16 Power supply device
CN201910043625.9A CN111193399A (zh) 2018-11-14 2019-01-17 电源供应装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107140364A TWI671984B (zh) 2018-11-14 2018-11-14 電源供應裝置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI671984B true TWI671984B (zh) 2019-09-11
TW202019072A TW202019072A (zh) 2020-05-16

Family

ID=67988785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107140364A TWI671984B (zh) 2018-11-14 2018-11-14 電源供應裝置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10425003B1 (zh)
CN (1) CN111193399A (zh)
TW (1) TWI671984B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200941913A (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Delta Electronics Inc Synchronous rectifying circuit having burst mode controller and controlling method thereof
CN104205604A (zh) * 2012-03-27 2014-12-10 万机仪器公司 用于工业介质阻挡放电发生器应用的多功能零电压开关谐振逆变器
CN106558993A (zh) * 2015-09-30 2017-04-05 株式会社村田制作所 Dc/dc转换装置
TW201815043A (zh) * 2016-10-05 2018-04-16 龍華科技大學 一種依負載電流調變全橋控制模式之直流-直流轉換器

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5546294A (en) 1995-07-24 1996-08-13 General Electric Company Resonant converter with wide load range
JP3724135B2 (ja) 1996-10-31 2005-12-07 日立電線株式会社 異形断面条の製造方法
US6349044B1 (en) * 1999-09-09 2002-02-19 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Zero voltage zero current three level dc-dc converter
US6392902B1 (en) 2000-08-31 2002-05-21 Delta Electronics, Inc. Soft-switched full-bridge converter
JP3991003B2 (ja) * 2003-04-09 2007-10-17 松下電器産業株式会社 表示装置およびソース駆動回路
JP4597626B2 (ja) 2004-03-01 2010-12-15 株式会社ダイヘン アーク加工用電源装置及びインバータ電源装置
CN1866669B (zh) * 2006-05-16 2010-10-27 中国科学院电工研究所 超导储能用双向多电平软开关dc/dc及其电流侧移相控制方法
CN101635511B (zh) * 2009-05-26 2013-12-25 成都芯源系统有限公司 一种具有频谱整形功能的开关稳压电路及方法
US20110148379A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 Linear Technology Corporation Clean transition between ccm and dcm in valley current mode control of dc-to-dc converter
TWM382658U (en) 2010-02-23 2010-06-11 Chicony Power Tech Co Ltd Full-bridge phase-shift converter with assisted zero-voltage-switching circuit
CN102347684B (zh) * 2010-07-28 2013-11-27 立锜科技股份有限公司 降低固定导通时间电源电路输出涟波的控制电路及其方法
CN102545600A (zh) * 2010-12-13 2012-07-04 立锜科技股份有限公司 适应性调整输入的电源供应电路与电源供应方法
US9099919B2 (en) * 2011-05-09 2015-08-04 The Hong Kong University Of Science And Technology Single-inductor-multiple-output regulator with synchronized current mode hysteretic control
JP5901949B2 (ja) * 2011-11-21 2016-04-13 株式会社ダイヘン 電源装置及びアーク加工用電源装置
JP2013236428A (ja) * 2012-05-07 2013-11-21 Sanken Electric Co Ltd 直流変換装置
US9166481B1 (en) * 2013-03-14 2015-10-20 Vlt, Inc. Digital control of resonant power converters
US9450496B2 (en) * 2013-04-11 2016-09-20 Astec International Limited Multi-stage power converters and methods for varying a regulated voltage of one stage as a function of an output current of another stage
US9531285B2 (en) * 2013-08-06 2016-12-27 Chicony Power Technology Co., Ltd. PFC power system with power managed main and standby voltage outputs
TWI502866B (zh) * 2013-10-29 2015-10-01 Richtek Technology Corp Soft start switching power converter means
JP6767867B2 (ja) * 2014-02-27 2020-10-14 デンマークス テクニスク ユニヴェルジテイト 共振電力変換装置及び制御方法
CN104980025B (zh) 2014-04-02 2017-09-26 光宝电子(广州)有限公司 电源转换装置
WO2016149322A1 (en) * 2015-03-16 2016-09-22 Finsix Corporation Midpoint control and gain scheduling for power converters
US20170025969A1 (en) * 2015-07-22 2017-01-26 Texas Instruments Incorporated Synchronous rectifier phase control to improve load efficiency
CN106405261B (zh) * 2015-07-30 2018-10-26 群光电能科技股份有限公司 交流涌入电流测试器及交流涌入电流测试方法
US9941790B2 (en) * 2015-08-19 2018-04-10 Qualcomm Incorporated DC-to-DC converter
ITUB20154179A1 (it) * 2015-10-01 2017-04-01 St Microelectronics Srl Procedimento per il pilotaggio di un convertitore risonante, relativo convertitore e prodotto informatico
US9325247B1 (en) * 2015-10-02 2016-04-26 Vlt, Inc. Clamped capacitor resonant power converter
US9577530B1 (en) * 2015-11-20 2017-02-21 Navitas Semiconductor, Inc. Boost converter with zero voltage switching
TWI568166B (zh) 2015-11-26 2017-01-21 A High Efficiency LLC Resonant Converter with Secondary Side Synchronous Rectifier Blind Control
CN205375367U (zh) * 2016-01-20 2016-07-06 群光电能科技股份有限公司 具省电功能的电源供应系统
US10511321B2 (en) * 2016-02-25 2019-12-17 Ams Ag Digital-to-analog converter and method for digital-to-analog conversion
KR101796376B1 (ko) * 2016-03-24 2017-12-01 국민대학교산학협력단 Llc 컨버터를 이용하여 가변주파수로 동작하는 버스 컨버터 및 그 구동 방법
US9893634B2 (en) 2016-05-06 2018-02-13 Semiconductor Components Industries, Llc Hybrid control technique for power converters
US9906131B1 (en) 2016-08-22 2018-02-27 Ferric Inc. Zero-voltage switch-mode power converter
CN108365742B (zh) * 2017-01-26 2020-05-01 瑞鼎科技股份有限公司 偏压产生电路及其同步双模式升压直流-直流转换器
US10944317B2 (en) * 2017-01-27 2021-03-09 Murata Manufacturing Co., Ltd. 120-Hz ripple reduction with PIR controller for LLC converter
US10356861B2 (en) * 2017-04-04 2019-07-16 Osram Sylvania Inc. Constant output current LED driver
CN107248817B (zh) * 2017-06-28 2019-06-18 成都芯源系统有限公司 一种准谐振控制的开关电路及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200941913A (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Delta Electronics Inc Synchronous rectifying circuit having burst mode controller and controlling method thereof
CN104205604A (zh) * 2012-03-27 2014-12-10 万机仪器公司 用于工业介质阻挡放电发生器应用的多功能零电压开关谐振逆变器
JP2015514385A (ja) * 2012-03-27 2015-05-18 エム ケー エス インストルメンツインコーポレーテッドMks Instruments,Incorporated 工業用誘電体バリア放電発生器用途向けの多目的ゼロ電圧スイッチ共振インバータ
CN106558993A (zh) * 2015-09-30 2017-04-05 株式会社村田制作所 Dc/dc转换装置
TW201815043A (zh) * 2016-10-05 2018-04-16 龍華科技大學 一種依負載電流調變全橋控制模式之直流-直流轉換器

Also Published As

Publication number Publication date
US10425003B1 (en) 2019-09-24
TW202019072A (zh) 2020-05-16
CN111193399A (zh) 2020-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4040056B2 (ja) 出力電圧検出回路、絶縁型スイッチング電源、および半導体装置
US20080278974A1 (en) Quasi-resonant fly-back converter without auxiliary winding
JP2011062026A (ja) スイッチング電源装置及び半導体装置
US8035998B2 (en) Switching power supply
TWI459696B (zh) 功率因數修正升壓轉換器及其切換頻率調變方法
JP2014060895A (ja) 電源装置
EP3079248A1 (en) Power supply converter
TW202005240A (zh) 返馳式變換器及其控制方法
EP2442435B1 (en) AC-DC converter
TWI448064B (zh) 智能驅動電路、同步整流管驅動電路以及返馳式轉換器驅動方法
TWI671984B (zh) 電源供應裝置
JPWO2017199716A1 (ja) アクティブスナバー回路付きスイッチ回路およびdc−dcコンバータ
JP5143095B2 (ja) スイッチング電源装置
TWI760788B (zh) 具有半橋電路的轉換器
TWI577119B (zh) 電源轉換裝置及其喚醒電壓調校方法
TWI810295B (zh) 積體電路、諧振電力轉換器及用於操作電力轉換器之方法
JPH11235038A (ja) スイッチング電源装置
JP2012253900A (ja) スイッチング電源装置及びそれを用いたled照明装置
TW202207607A (zh) 返馳式電源轉換電路及其主動箝位緩衝器
JP6791744B2 (ja) スイッチング電源
JP2006333628A (ja) 電源装置とその起動方法
JP3614395B2 (ja) リンギング矯正回路
JP3906709B2 (ja) 増幅回路、ノイズ低減装置及び電力変換装置
JP2007006284A (ja) ウィーンブリッジ発振回路
JP6763724B2 (ja) 電源装置