TWI740657B - 平衡電流之並聯式電源供應器 - Google Patents

Abstract

一種平衡電流之並聯式電源供應器，包括：一第一橋式整流器、一第一變壓器、一第一功率切換器、一第二橋式整流器、一第二變壓器、一第二功率切換器、一輸出級電路、一第一平衡電路，以及一第二平衡電路。第一變壓器包括一第一主線圈和一第一副線圈。第二變壓器包括一第二主線圈和一第二副線圈。第一平衡電路係耦接於第一主線圈和第二主線圈之間。第二平衡電路係耦接於第一副線圈和第二副線圈之間。第一平衡電路和第二平衡電路皆用於均等化通過第一副線圈之一第一輸出電流與通過第二副線圈之一第二輸出電流。

Description

平衡電流之並聯式電源供應器

本發明係關於一種並聯式電源供應器，特別係關於一種具有電流平衡功能之並聯式電源供應器。

由於電腦產品之大功率需求逐漸提升，並聯式電源供應器之發展越來越廣。然而，傳統並聯式電源供應器常常臨輸出電流不平衡之問題，此將降低整體電路之可靠度。有鑑於此，勢必要提出一種全新之解決方案，以克服先前技術所面臨之困境。

在較佳實施例中，本發明提出一種平衡電流之並聯式電源供應器，包括：一第一橋式整流器，根據一第一輸入電位和一第二輸入電位來產生一第一整流電位；一第一變壓器，包括一第一主線圈和一第一副線圈，其中該第一主線圈係用於接收該第一整流電位，而該第一副線圈係用於產生一第一感應電位；一第一功率切換器，根據一第一時脈電位來選擇性地將該第一主線圈耦接至一接地電位；一第二橋式整流器，根據一第三輸入電位和一第四輸入電位來產生一第二整流電位；一第二變壓器，包括一第二主線圈和一第二副線圈，其中該第二主線圈係用於接收該第二整流電位，而該第二副線圈係用於產生一第二感應電位；一第二功率切換器，根據一第二時脈電位來選擇性地將該第二主線圈耦接至該接地電位；一輸出級電路，根據該第一感應電位和該第二感應電位來產生一輸出電位；一第一平衡電路，耦接於該第一主線圈和該第二主線圈之間，其中該第一平衡電路包括一第一比較器和一第二比較器；以及一第二平衡電路，耦接於該第一副線圈和該第二副線圈之間，其中該第二平衡電路包括一誤差放大器；其中該第一平衡電路和該第二平衡電路皆用於均等化通過該第一副線圈之一第一輸出電流與通過該第二副線圈之一第二輸出電流。

為讓本發明之目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的「包含」及「包括」一詞為開放式的用語，故應解釋成「包含但不僅限定於」。「大致」一詞則是指在可接受的誤差範圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，達到所述基本之技術效果。此外，「耦接」一詞在本說明書中包含任何直接及間接的電性連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接至一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電性連接至該第二裝置，或經由其它裝置或連接手段而間接地電性連接至該第二裝置。

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之並聯式電源供應器100之示意圖。例如，並聯式電源供應器100可應用於桌上型電腦、筆記型電腦，或一體成形電腦。如第1圖所示，並聯式電源供應器100包括：一第一橋式整流器110、一第一變壓器120、一第一功率切換器130、一第二橋式整流器140、一第二變壓器150、一第二功率切換器160、一輸出級電路170、一第一平衡電路180，以及一第二平衡電路190。必須注意的是，雖然未顯示於第1圖中，但並聯式電源供應器100更可包括其他元件，例如：一穩壓器或(且)一負回授電路。

第一橋式整流器110可根據一第一輸入電位VIN1和一第二輸入電位VIN2來產生一第一整流電位VR1。第一輸入電位VIN1和第二輸入電位VIN2皆可來自一外部輸入電源，其中第一輸入電位VIN1和第二輸入電位VIN2之間可形成具有任意頻率和任意振幅之一交流電壓。例如，交流電壓之頻率可約為50Hz或60Hz，而交流電壓之方均根值可由90V至264V，但亦不僅限於此。第一變壓器120包括一第一主線圈121和一第一副線圈122，其中第一主線圈121可位於第一變壓器120之一側，而第一副線圈122則可位於第一變壓器120之相對另一側。第一主線圈121可接收一第一整流電位VR1，而作為對於第一整流電位VR1之回應，第一副線圈122可產生一第一感應電位VS1。第一功率切換器130可根據一第一時脈電位VA1來選擇性地將第一主線圈121耦接至一接地電位VSS(例如：0V)。舉例而言，若第一時脈電位VA1為高邏輯位準，則第一功率切換器130即將第一主線圈121耦接至接地電位VSS(亦即，第一功率切換器130可近似於一短路路徑)；反之，若第一時脈電位VA1為低邏輯位準，則第一功率切換器130不會將第一主線圈121耦接至接地電位VSS(亦即，第一功率切換器130可近似於一開路路徑)。

第二橋式整流器140可根據一第三輸入電位VIN3和一第四輸入電位VIN4來產生一第二整流電位VR2。第三輸入電位VIN3和第四輸入電位VIN4皆可來自外部輸入電源，其中第三輸入電位VIN3和第四輸入電位VIN4之間可形成具有任意頻率和任意振幅之一交流電壓。例如，交流電壓之頻率可約為50Hz或60Hz，而交流電壓之方均根值可由90V至264V，但亦不僅限於此。第二變壓器150包括一第二主線圈151和一第二副線圈152，其中第二主線圈151可位於第二變壓器150之一側，而第二副線圈152則可位於第二變壓器150之相對另一側。第二主線圈151可接收一第二整流電位VR2，而作為對於第二整流電位VR2之回應，第二副線圈152可產生一第二感應電位VS2。第二功率切換器160可根據一第二時脈電位VA2來選擇性地將第二主線圈151耦接至接地電位VSS。舉例而言，若第二時脈電位VA2為高邏輯位準，則第二功率切換器160即將第二主線圈151耦接至接地電位VSS(亦即，第二功率切換器160可近似於一短路路徑)；反之，若第二時脈電位VA2為低邏輯位準，則第二功率切換器160不會將第二主線圈151耦接至接地電位VSS(亦即，第二功率切換器160可近似於一開路路徑)。

在一些實施例中，第三輸入電位VIN3之波形係等同於第一輸入電位VIN1之波形，第四輸入電位VIN4之波形係等同於第二輸入電位VIN2之波形，而第二時脈電位VA2之波形係等同於第一時脈電位VA1之波形，但亦不僅限於此。在另一些實施例中，前述電位亦可具有不同之波形。

輸出級電路170可根據第一感應電位VS1和第二感應電位VS2來產生一輸出電位VOUT。例如，輸出電位VOUT可為一直流電位，其電位位準可由18V至22V，但亦不僅限於此。第一平衡電路180耦接於第一主線圈121和第二主線圈151之間，其中第一平衡電路180包括一第一比較器182和一第二比較器184。第二平衡電路190係耦接於第一副線圈122和第二副線圈152之間，其中第二平衡電路190包括一誤差放大器192。第一平衡電路180和第二平衡電路190皆可用於均等化通過第一副線圈122之一第一輸出電流IOUT1與通過第二副線圈152之一第二輸出電流IOUT2。根據實際量測結果，本發明之並聯式電源供應器100可有效解決傳統設計中輸出電流不平衡之問題，從而可提升整體電路之可靠度。

以下實施例將介紹並聯式電源供應器100之詳細結構及操作方式。必須理解的是，這些圖式和敘述僅為舉例，而非用於限制本發明之範圍。

第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之並聯式電源供應器200之示意圖。在第2圖之實施例中，並聯式電源供應器200具有一第一輸入節點NIN1、一第二輸入節點NIN2、一第三輸入節點NIN3、一第四輸入節點NIN4，以及一輸出節點NOUT，並包括一第一橋式整流器210、一第一變壓器220、一第一功率切換器230、一第二橋式整流器240、一第二變壓器250、一第二功率切換器260、一輸出級電路270、一第一平衡電路280，以及一第二平衡電路290。並聯式電源供應器200之第一輸入節點NIN1、第二輸入節點NIN2、第三輸入節點NIN3，以及第四輸入節點NIN4可由一外部輸入電源處分別接收第一輸入電位VIN1、第二輸入電位VIN2、第三輸入電位VIN3，以及第四輸入電位VIN4，而並聯式電源供應器200之輸出節點NOUT可輸出一輸出電位VOUT至一電子裝置(未顯示)。

第一橋式整流器210包括一第一二極體D1、一第二二極體D2、一第三二極體D3，以及一第四二極體D4。第一二極體D1之陽極係耦接至第一輸入節點NIN1，而第一二極體D1之陰極係耦接至一第一節點N1以輸出一第一整流電位VR1。第二二極體D2之陽極係耦接至第二輸入節點NIN2，而第二二極體D2之陰極係耦接至第一節點N1。第三二極體D3之陽極係耦接至一接地電位VSS，而第三二極體D3之陰極係耦接至第一輸入節點NIN1。第四二極體D4之陽極係耦接至接地電位VSS，而第四二極體D4之陰極係耦接至第二輸入節點NIN2。

第一變壓器220包括一第一主線圈221和一第一副線圈222，其中第一變壓器220可內建一第一激磁電感器LM1。第一激磁電感器LM1可為第一變壓器220製造時所附帶產生之一固有元件，其並非一外部獨立元件。第一主線圈221和第一激磁電感器LM1皆可位於第一變壓器220之同一側，而第一副線圈222則可位於第一變壓器220之相對另一側。第一主線圈221之第一端係耦接至第一節點N1以接收第一整流電位VR1，而第一主線圈221之第二端係耦接至一第二節點N2。第一激磁電感器LM1之第一端係耦接至第一節點N1，而第一激磁電感器LM1之第二端係耦接至一第三節點N3。一第一激磁電流IM1可通過第一激磁電感器LM1。第一副線圈222之第一端係耦接至一第四節點N4以輸出一第一感應電位VS1，而第一副線圈222之第二端係耦接至一共同節點NCM。共同節點NCM可視為另一接地電位，其可與前述之接地電位VSS相同或相異。

第一功率切換器230包括一第一電晶體M1。第一電晶體M1可為一N型金氧半場效電晶體。第一電晶體M1具有一控制端(例如：一閘極)、一第一端(例如：一源極)，以及一第二端(例如：一汲極)，其中第一電晶體M1之控制端係用於接收一第一時脈電位VA1，第一電晶體M1之第一端係耦接至接地電位VSS，而第一電晶體M1之第二端係耦接至第二節點N2。

第二橋式整流器240包括一第五二極體D5、一第六二極體D6、一第七二極體D7，以及一第八二極體D8。第五二極體D5之陽極係耦接至第三輸入節點NIN3，而第五二極體D5之陰極係耦接至一第五節點N5以輸出一第二整流電位VR2。第六二極體D6之陽極係耦接至第四輸入節點NIN4，而第六二極體D6之陰極係耦接至第五節點N5。第七二極體D7之陽極係耦接至接地電位VSS，而第七二極體D7之陰極係耦接至第三輸入節點NIN3。第八二極體D8之陽極係耦接至接地電位VSS，而第八二極體D8之陰極係耦接至第四輸入節點NIN4。

第二變壓器250包括一第二主線圈251和一第二副線圈252，其中第二變壓器250可內建一第二激磁電感器LM2。第二激磁電感器LM2可為第二變壓器250製造時所附帶產生之一固有元件，其並非一外部獨立元件。第二主線圈251和第二激磁電感器LM2皆可位於第二變壓器250之同一側，而第二副線圈252則可位於第二變壓器250之相對另一側。第二主線圈251之第一端係耦接至第五節點N5以接收第二整流電位VR2，而第二主線圈251之第二端係耦接至一第六節點N6。第二激磁電感器LM2之第一端係耦接至第五節點N5，而第二激磁電感器LM2之第二端係耦接至一第七節點N7。一第二激磁電流IM2可通過第二激磁電感器LM2。第二副線圈252之第一端係耦接至一第八節點N8以輸出一第二感應電位VS2，而第二副線圈252之第二端係耦接至共同節點NCM。

第二功率切換器260包括一第二電晶體M2。第二電晶體M2可為一N型金氧半場效電晶體。第二電晶體M2具有一控制端(例如：一閘極)、一第一端(例如：一源極)，以及一第二端(例如：一汲極)，其中第二電晶體M2之控制端係用於接收一第二時脈電位VA2，第二電晶體M2之第一端係耦接至接地電位VSS，而第二電晶體M2之第二端係耦接至第六節點N6。在一些實施例中，第一時脈電位VA1和第二時脈電位VA2皆由一脈衝寬度調變積體電路(未顯示)所產生。例如，第一時脈電位VA1和第二時脈電位VA2於並聯式電源供應器200初始化時皆可維持於一固定電位，而在並聯式電源供應器200進入正常使用階段後則皆可提供週期性之時脈波形。

輸出級電路270包括一第九二極體D9、一第十二極體D10，以及一輸出電容器CO。第九二極體D9之陽極係耦接至第四節點N4以接收第一感應電位VS1，而第九二極體D9之陰極係耦接至輸出節點NOUT。一第一輸出電流IOUT1可通過第一副線圈222和第九二極體D9。第十二極體D10之陽極係耦接至第八節點N8以接收第二感應電位VS2，而第十二極體D10之陰極係耦接至輸出節點NOUT。一第二輸出電流IOUT2可通過第二副線圈252和第十二極體D10。輸出電容器CO之第一端係耦接至輸出節點NOUT，而輸出電容器CO之第二端係耦接至共同節點NCM。

第一平衡電路280包括一第一比較器282、一第二比較器284、一第三電晶體M3、一第四電晶體M4、一第一電阻器R1、一第二電阻器R2、一第三電阻器R3，以及一第四電阻器R4。第一比較器282和第二比較器284可各自由一運算放大器來實施。第三電晶體M3和第四電晶體M4可各自為一N型金氧半場效電晶體。

第一電阻器R1之第一端係耦接至第三節點N3，而第一電阻器R1之第二端係耦接至第二節點N2。第二電阻器R2之第一端係耦接至第一節點N1，而第二電阻器R2之第二端係耦接至一第九節點N9。第三電晶體M3之控制端係耦接至一第十節點N10以接收一第一控制電位VC1，第三電晶體M3之第一端係耦接至第二節點N2，而第三電晶體M3之第二端係耦接至第九節點N9。例如，若第一控制電位VC1為高邏輯位準，則第三電晶體M3將可被致能；反之，若第一控制電位VC1為低邏輯位準，則第三電晶體M3將可被禁能。

第三電阻器R3之第一端係耦接至第七節點N7，而第三電阻器R3之第二端係耦接至第六節點N6。第四電阻器R4之第一端係耦接至第五節點N5，而第四電阻器R4之第二端係耦接至一第十一節點N11。第四電晶體M4之控制端係耦接至一第十二節點N12以接收一第二控制電位VC2，第四電晶體M4之第一端係耦接至第六節點N6，而第四電晶體M4之第二端係耦接至第十一節點N11。例如，若第二控制電位VC2為高邏輯位準，則第四電晶體M4將可被致能；反之，若第二控制電位VC2為低邏輯位準，則第四電晶體M4將可被禁能。

第一比較器282之正輸入端係耦接至第三節點N3，第一比較器282之負輸入端係耦接至第七節點N7，而第一比較器282之輸出端係耦接至第十節點N10以輸出第一控制電位VC1。例如，若第三節點N3處之電位V3高於第七節點N7處之電位V7，則第一控制電位VC1將可具有高邏輯位準；反之，若第三節點N3處之電位V3低於第七節點N7處之電位V7，則第一控制電位VC1將可具有低邏輯位準。

第二比較器284之正輸入端係用於接收一參考電位VREF，第二比較器284之負輸入端係用於接收第一控制電位VC1，而第二比較器284之輸出端係耦接至第十二節點N12以輸出第二控制電位VC2。例如，若參考電位VREF高於第一控制電位VC1，則第二控制電位VC2將可具有高邏輯位準；反之，若參考電位VREF低於第一控制電位VC1，則第二控制電位VC2將可具有低邏輯位準。

第二平衡電路290包括一誤差放大器292、一第五電阻器R5，以及一第六電阻器R6。第五電阻器R5之第一端係耦接至第十節點N10，而第五電阻器R5之第二端係耦接至一第十三節點N13。第六電阻器R6之第一端係耦接至第十二節點N12，而第六電阻器R6之第二端係耦接至第十三節點N13。誤差放大器292之正輸入端係耦接至第四節點N4以接收第一感應電位VS1，誤差放大器292之負輸入端係耦接至第八節點N8以接收第二感應電位VS2，而誤差放大器292之輸出端係耦接至第十三節點N13。

在一些實施例中，並聯式電源供應器200之第一平衡電路280和第二平衡電路290皆可用於均等化第一輸出電流IOUT1和第二輸出電流IOUT2，其操作原理可如下列所述。

當第一激磁電流IM1大於第二激磁電流IM2時，第三節點N3之電位V3會高於第七節點N7之電位V7，使得第一比較器282產生具有高邏輯位準之第一控制電位VC1，而第二比較器284產生具有低邏輯位準之第二控制電位VC2。此時，第三電晶體M3被致能，而第四電晶體M4被禁能。由於致能之第三電晶體M3和第二電阻器R2另外提供一電流旁通路徑，故第一激磁電流IM1會對應地變小。最終，第一激磁電流IM1將會與第二激磁電流IM2相等，從而可均等化第一輸出電流IOUT1和第二輸出電流IOUT2。

當第二激磁電流IM2大於第一激磁電流IM1時，第七節點N7之電位V7會高於第三節點N3之電位V3，使得第一比較器282產生具有低邏輯位準之第一控制電位VC1，而第二比較器284產生具有高邏輯位準之第二控制電位VC2。此時，第三電晶體M3被禁能，而第四電晶體M4被致能。由於致能之第四電晶體M4和第四電阻器R4另外提供一電流旁通路徑，故第二激磁電流IM2會對應地變小。最終，第二激磁電流IM2將會與第一激磁電流IM1相等，從而可均等化第一輸出電流IOUT1和第二輸出電流IOUT2。

藉由比較第一感應電位VS1與第二感應電位VS2，誤差放大器292可進一步偵測並聯式電源供應器200之一輸出誤差。一旦有輸出誤差產生，誤差放大器292可根據第一感應電位VS1與第二感應電位VS2來微調第一控制電位VC1和第二控制電位VC2，以再次確保第一輸出電流IOUT1和第二輸出電流IOUT2兩者能完全相等。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之並聯式電源供應器200之第一激磁電流IM1和第二激磁電流IM2之波形圖，其中橫軸代表時間，而縱軸代表電流值。根據第3圖之量測結果，本發明之並聯式電源供應器200可保證第一激磁電流IM1和第二激磁電流IM2幾乎具有相同之振幅及相位，故能達到完美平衡第一輸出電流IOUT1與第二輸出電流IOUT2之目的。

在一些實施例中，並聯式電源供應器200之元件參數可如下列所述。輸出電容器CO之電容值可介於544μF至816μF之間，較佳可約為680μF。第一激磁電感器LM1之電感值可介於270μH至330μH之間，較佳可約為300μH。第二激磁電感器LM2之電感值可介於270μH至330μH之間，較佳可約為300μH。第一電阻器R1之電阻值可介於0.85mΩ至1.15mΩ之間，較佳可約為1mΩ。第二電阻器R2之電阻值可介於0.9KΩ至1.1KΩ之間，較佳可約為1KΩ。第三電阻器R3之電阻值可介於0.85mΩ至1.15mΩ之間，較佳可約為1mΩ。第四電阻器R4之電阻值可介於0.9KΩ至1.1KΩ之間，較佳可約為1KΩ。第一主線圈221對第一副線圈222之匝數比值可介於1至100之間，較佳可約為20。第二主線圈251對第二副線圈252之匝數比值可介於1至100之間，較佳可約為20。第一時脈電位VA1之切換頻率可約為65kHz。第二時脈電位VA2之切換頻率可約為65kHz。參考電位VREF之電位位準可約為20V。以上參數範圍係根據多次實驗結果而得出，其有助於最佳化並聯式電源供應器200之電流平衡功能。

本發明提出一種新穎之並聯式電源供應器，其包括第一平衡電路和第二平衡電路以均等化其輸出電流。根據實際量測結果，使用前述設計之並聯式電源供應器將大幅提升整體電路之可靠度，故其很適合應用於各種各式之裝置當中。

值得注意的是，以上所述之電位、電流、電阻值、電感值、電容值，以及其餘元件參數均非為本發明之限制條件。設計者可以根據不同需要調整這些設定值。本發明之並聯式電源供應器並不僅限於第1-3圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-3圖之任何一或複數個實施例之任何一或複數項特徵。換言之，並非所有圖示之特徵均須同時實施於本發明之並聯式電源供應器當中。雖然本發明之實施例係使用金氧半場效電晶體為例，但本發明並不僅限於此，本技術領域人士可改用其他種類之電晶體，例如：接面場效電晶體，或是鰭式場效電晶體等等，而不致於影響本發明之效果。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100,200:並聯式電源供應器 110,210:第一橋式整流器 120,220:第一變壓器 121,221:第一主線圈 122,222:第一副線圈 130,230:第一功率切換器 140,240:第二橋式整流器 150,250:第二變壓器 151,251:第二主線圈 152,252:第二副線圈 160,260:第二功率切換器 170,270:輸出級電路 180,280:第一平衡電路 182,282:第一比較器 184,284:第二比較器 190,290:第二平衡電路 192,292:誤差放大器 CO:輸出電容器 D1:第一二極體 D2:第二二極體 D3:第三二極體 D4:第四二極體 D5:第五二極體 D6:第六二極體 D7:第七二極體 D8:第八二極體 D9:第九二極體 D10:第十二極體 IM1:第一激磁電流 IM2:第二激磁電流 LM1:第一激磁電感器 LM2:第二激磁電感器 M1:第一電晶體 M2:第二電晶體 M3:第三電晶體 M4:第四電晶體 N1:第一節點 N2:第二節點 N3:第三節點 N4:第四節點 N5:第五節點 N6:第六節點 N7:第七節點 N8:第八節點 N9:第九節點 N10:第十節點 N11:第十一節點 N12:第十二節點 N13:第十三節點 NCM:共同節點 NIN1:第一輸入節點 NIN2:第二輸入節點 NIN3:第三輸入節點 NIN4:第四輸入節點 IOUT1:第一輸出電流 IOUT2:第二輸出電流 R1:第一電阻器 R2:第二電阻器 R3:第三電阻器 R4:第四電阻器 R5:第五電阻器 R6:第六電阻器 V3,V7:電位 VA1:第一時脈電位 VA2:第二時脈電位 VC1:第一控制電位 VC2:第二控制電位 VIN1:第一輸入電位 VIN2:第二輸入電位 VIN3:第三輸入電位 VIN4:第四輸入電位 VOUT:輸出電位 VR1:第一整流電位 VR2:第二整流電位 VREF:參考電位 VS1:第一感應電位 VS2:第二感應電位 VSS:接地電位

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之並聯式電源供應器之示意圖。 第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之並聯式電源供應器之示意圖。 第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之並聯式電源供應器之第一激磁電流和第二激磁電流之波形圖。

100:並聯式電源供應器

110:第一橋式整流器

120:第一變壓器

121:第一主線圈

122:第一副線圈

130:第一功率切換器

140:第二橋式整流器

150:第二變壓器

151:第二主線圈

152:第二副線圈

160:第二功率切換器

170:輸出級電路

180:第一平衡電路

182:第一比較器

184:第二比較器

190:第二平衡電路

192:誤差放大器

IOUT1:第一輸出電流

IOUT2:第二輸出電流

VA1:第一時脈電位

VA2:第二時脈電位

VIN1:第一輸入電位

VIN2:第二輸入電位

VIN3:第三輸入電位

VIN4:第四輸入電位

VOUT:輸出電位

VR1:第一整流電位

VR2:第二整流電位

VS1:第一感應電位

VS2:第二感應電位

VSS:接地電位

Claims (9)

1. 一種平衡電流之並聯式電源供應器，包括：一第一橋式整流器，根據一第一輸入電位和一第二輸入電位來產生一第一整流電位；一第一變壓器，包括一第一主線圈和一第一副線圈，其中該第一主線圈係用於接收該第一整流電位，而該第一副線圈係用於產生一第一感應電位；一第一功率切換器，根據一第一時脈電位來選擇性地將該第一主線圈耦接至一接地電位；一第二橋式整流器，根據一第三輸入電位和一第四輸入電位來產生一第二整流電位；一第二變壓器，包括一第二主線圈和一第二副線圈，其中該第二主線圈係用於接收該第二整流電位，而該第二副線圈係用於產生一第二感應電位；一第二功率切換器，根據一第二時脈電位來選擇性地將該第二主線圈耦接至該接地電位；一輸出級電路，根據該第一感應電位和該第二感應電位來產生一輸出電位；一第一平衡電路，耦接於該第一主線圈和該第二主線圈之間，其中該第一平衡電路包括一第一比較器和一第二比較器；以及一第二平衡電路，耦接於該第一副線圈和該第二副線圈之間，其中該第二平衡電路包括一誤差放大器； 其中該第一平衡電路和該第二平衡電路皆用於均等化通過該第一副線圈之一第一輸出電流與通過該第二副線圈之一第二輸出電流；其中該第一橋式整流器包括：一第一二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第一二極體之該陽極係耦接至一第一輸入節點以接收該第一輸入電位，而該第一二極體之該陰極係耦接至一第一節點以輸出該第一整流電位；一第二二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第二二極體之該陽極係耦接至一第二輸入節點以接收該第二輸入電位，而該第二二極體之該陰極係耦接至該第一節點；一第三二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第三二極體之該陽極係耦接至該接地電位，而該第三二極體之該陰極係耦接至該第一輸入節點；以及一第四二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第四二極體之該陽極係耦接至該接地電位，而該第四二極體之該陰極係耦接至該第二輸入節點。
2. 如請求項1所述之並聯式電源供應器，其中該第一變壓器內建一第一激磁電感器，該第一主線圈具有一第一端和一第二端，該第一主線圈之該第一端係耦接至該第一節點以接收該第一整流電位，該第一主線圈之該第二端係耦接至一第二節點，該第一激磁電感器具有一第一端和一第二端，該第一激磁電感器之該第一端係耦接至該第一節點，該第一激磁電感器之該第二端係耦接至一 第三節點，該第一副線圈具有一第一端和一第二端，該第一副線圈之該第一端係耦接至一第四節點以輸出該第一感應電位，而該第一副線圈之該第二端係耦接至一共同節點。
3. 如請求項2所述之並聯式電源供應器，其中該第一功率切換器包括：一第一電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第一電晶體之該控制端係用於接收該第一時脈電位，該第一電晶體之該第一端係耦接至該接地電位，而該第一電晶體之該第二端係耦接至該第二節點。
4. 如請求項2所述之並聯式電源供應器，其中該第二橋式整流器包括：一第五二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第五二極體之該陽極係耦接至一第三輸入節點以接收該第三輸入電位，而該第五二極體之該陰極係耦接至一第五節點以輸出該第二整流電位；一第六二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第六二極體之該陽極係耦接至一第四輸入節點以接收該第四輸入電位，而該第六二極體之該陰極係耦接至該第五節點；一第七二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第七二極體之該陽極係耦接至該接地電位，而該第七二極體之該陰極係耦接至該第三輸入節點；以及一第八二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第八二極體之該陽極係耦接至該接地電位，而該第八二極體之該陰極係耦接至該第 四輸入節點。
5. 如請求項4所述之並聯式電源供應器，其中該第二變壓器內建一第二激磁電感器，該第二主線圈具有一第一端和一第二端，該第二主線圈之該第一端係耦接至該第五節點以接收該第二整流電位，該第二主線圈之該第二端係耦接至一第六節點，該第二激磁電感器具有一第一端和一第二端，該第二激磁電感器之該第一端係耦接至該第五節點，該第二激磁電感器之該第二端係耦接至一第七節點，該第二副線圈具有一第一端和一第二端，該第二副線圈之該第一端係耦接至一第八節點以輸出該第二感應電位，而該第二副線圈之該第二端係耦接至該共同節點。
6. 如請求項5所述之並聯式電源供應器，其中該第二功率切換器包括：一第二電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第二電晶體之該控制端係用於接收該第二時脈電位，該第二電晶體之該第一端係耦接至該接地電位，而該第一電晶體之該第二端係耦接至該第六節點。
7. 如請求項5所述之並聯式電源供應器，其中該輸出級電路包括：一第九二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第九二極體之該陽極係耦接至該第四節點以接收該第一感應電位，而該第九二極體之該陰極係耦接至一輸出節點以輸出該輸出電位；一第十二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第十二極體之該 陽極係耦接至該第八節點以接收該第二感應電位，而該第十二極體之該陰極係耦接至該輸出節點；以及一輸出電容器，具有一第一端和一第二端，其中該輸出電容器之該第一端係耦接至該輸出節點，而該輸出電容器之該第二端係耦接至該共同節點。
8. 如請求項5所述之並聯式電源供應器，其中該第一平衡電路更包括：一第一電阻器，具有一第一端和一第二端，其中該第一電阻器之該第一端係耦接至該第三節點，而該第一電阻器之該第二端係耦接至該第二節點；一第二電阻器，具有一第一端和一第二端，其中該第二電阻器之該第一端係耦接至該第一節點，而該第二電阻器之該第二端係耦接至一第九節點；一第三電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第三電晶體之該控制端係耦接至一第十節點以接收一第一控制電位，該第三電晶體之該第一端係耦接至該第二節點，而該第三電晶體之該第二端係耦接至該第九節點；一第三電阻器，具有一第一端和一第二端，其中該第三電阻器之該第一端係耦接至該第七節點，而該第三電阻器之該第二端係耦接至該第六節點；一第四電阻器，具有一第一端和一第二端，其中該第四電阻器之該第一端係耦接至該第五節點，而該第四電阻器之該第二端係耦 接至一第十一節點；以及一第四電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第四電晶體之該控制端係耦接至一第十二節點以接收一第二控制電位，該第四電晶體之該第一端係耦接至該第六節點，而該第四電晶體之該第二端係耦接至該第十一節點；其中該第一比較器具有一正輸入端、一負輸入端，以及一輸出端，該第一比較器之該正輸入端係耦接至該第三節點，該第一比較器之該負輸入端係耦接至該第七節點，而該第一比較器之該輸出端係耦接至該第十節點以輸出該第一控制電位；其中該第二比較器具有一正輸入端、一負輸入端，以及一輸出端，該第二比較器之該正輸入端係用於接收一參考電位，該第二比較器之該負輸入端係用於接收該第一控制電位，而該第二比較器之該輸出端係耦接至該第十二節點以輸出該第二控制電位。
9. 如請求項8所述之並聯式電源供應器，其中該第二平衡電路更包括：一第五電阻器，具有一第一端和一第二端，其中該第五電阻器之該第一端係耦接至該第十節點，而該第五電阻器之該第二端係耦接至一第十三節點；以及一第六電阻器，具有一第一端和一第二端，其中該第六電阻器之該第一端係耦接至該第十二節點，而該第六電阻器之該第二端係耦接至該第十三節點；其中該誤差放大器具有一正輸入端、一負輸入端，以及一輸出 端，該誤差放大器之該正輸入端係耦接至該第四節點以接收該第一感應電位，該誤差放大器之該負輸入端係耦接至該第八節點以接收該第二感應電位，而該誤差放大器之該輸出端係耦接至該第十三節點。

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