TWI835405B

TWI835405B - 電源供應電路

Info

Publication number: TWI835405B
Application number: TW111143524A
Authority: TW
Inventors: 林育政; 余德鴻; 梁家輝; 許珉豪
Original assignee: 光寶科技股份有限公司
Priority date: 2022-11-15
Filing date: 2022-11-15
Publication date: 2024-03-11

Abstract

一種電源供應電路。其中，功率因數校正電路用於根據第一電壓進行功率因數校正，以產生中繼電壓。第一儲存電容用於儲存第一電能，第一電能相關於中繼電壓。升壓轉換電路連接於功率因數校正電路，且用於根據中繼電壓產生輸出電壓。升壓轉換電路包括第一後級電感、第一後級二極體與第一後級電晶體。第二儲存電容用於儲存第二電能，第二電能相關於輸出電壓。第二儲存電容的電容值小於第一儲存電容的電容值，第一電能全部或部分轉移為第二電能。

Description

電源供應電路

本揭示關於一種電源供應電路，特別有關於一種可提升電能滯留時間的電源供應電路。

第1圖為習知技術的電源供應電路10的電路圖。如第1圖所示，電源供應電路10包括：濾波器30、功率因數校正(power factor correction，PFC)電路40、電容C_bk及直流-直流(DC-DC)轉換電路50。電源供應電路10接收輸入電壓Vin1，並將輸入電壓Vin1轉換為輸出電壓Vout。輸出電壓Vout例如為差分(differential)形式，輸出電壓Vout具有正輸出電位Vout(+)以及負輸出電位Vout(-)。

PFC電路40包括4個二極體D1~D4組成的橋式(bridge)電路、電感L_pf、電晶體Q_pf及二極體D_pf。PFC電路40用於調整輸入電壓Vin1與其對應的輸入電流(圖中未顯示)之間的相位差(phase difference)，以使得輸入電壓Vin1與其對應的輸入電流產生的電能具有較大的功率值。電能可儲存於電容C_bk，而後經由直流-直流轉換電路50產生輸出電壓Vout。習知的直流-直流轉換電路50通常以升壓轉換電路(boost converter)來實現。

優良的電源供應電路10必須具備高功率轉換效率、高功率密度(power density)與足夠的電能滯留時間(holdup time)。然而，PFC電路40的電感L_pf通常具有較大的尺寸、且用於儲存電能的電容C_bk亦具有較大的尺寸。較大的尺寸的電感L_pf及電容C_bk限制了電源供應電路10的功率密度。並且，橋式電路的二極體D1~D4的跨壓(voltage drop)亦限制了電源供應電路10的轉換效率。

因此，本技術領域之技術人員係致力於改良電源供應電路之中的PFC電路及升壓轉換電路，期能在不犧牲電能之滯留時間的前提下，能夠減小元件尺寸以降低硬體成本，並進一步提升電源供應電路的轉換效率及功率密度。

根據本揭示之一方面，提供一種電源供應電路，包括以下元件。功率因數校正電路用於根據第一電壓進行功率因數校正，以產生中繼電壓。第一儲存電容用於儲存第一電能，第一電能相關於中繼電壓。升壓轉換電路連接於功率因數校正電路，且用於根據中繼電壓產生輸出電壓。升壓轉換電路包括以下元件。第一後級電感，連接於第一儲存電容。第一後級二極體，連接於第一後級電感。第一後級電晶體，連接於第一後級電感及第一後級二極體。第二儲存電容，連接於第一後級二極體，且用於儲存第二電能，第二電能相關於輸出電壓。第二儲存電容的電容值小於第一儲存電容的電容值，第一電能全部或部分轉移為第二電能。

透過閱讀以下圖式、詳細說明以及申請專利範圍，可見本揭示之其它方面以及優點。

10,1000-1a~1000-1f:電源供應電路

1000-2a~1000-6a,1000-2b~1000-6b:電源供應電路

30:濾波器

50,100-1a,100-1b,100-1c,100-1d,100-2~100-4:升壓轉換電路

40,200-1~200-6:PFC電路

300:濾波器

Vin1:第一電壓(輸入電壓)

Vin2:第二電壓

Vin3:第三電壓

Vout:輸出電壓

Vout(+):正輸出電位

Vout(-):負輸出電位

N1,N2,N3,N4:節點

GND:接地端

L_pf,L_pf1~L_pf3:電感

L_bs1~L_bs4:電感

C_bk,C_bk1:電容

C_bs1:電容

Q_pf,Q_pf1~Q_pf8:電晶體

Q_bs1:電晶體

D1~D4,D_pf,D_pf1~D_pf6:二極體

D_bs1~D_bs3:二極體

R_ir1:電阻

Q_ir1:開關

T1:變壓器

第1圖為習知技術的電源供應電路10的電路圖。

第2A圖為本揭示第一實施例的電源供應電路1000-1a的電路圖。

第2B圖為本揭示第二實施例的電源供應電路1000-1b的電路圖。

第2C圖為本揭示第三實施例的電源供應電路1000-1c的電路圖。

第2D圖為本揭示第四實施例的電源供應電路1000-1d的電路圖。

第2E圖為本揭示第五實施例的電源供應電路1000-1e的電路圖。

第2F圖為本揭示第六實施例的電源供應電路1000-1f的電路圖。

第3A圖為本揭示第七實施例的電源供應電路1000-2a的電路圖。

第3B圖為本揭示第八實施例的電源供應電路1000-2b的電路圖。

第4A、4B圖分別為本揭示第九、十實施例的電源供應電路1000-3a、1000-3b的電路圖。

第5A、5B圖分別為本揭示第十一、十二實施例的電源供應電路1000-4a、1000-4b的電路圖。

第6A、6B圖分別為本揭示第十三、十四實施例的電源供應電路1000-5a、1000-5b的電路圖。

第7A、7B圖分別為本揭示第十五、十六實施例的電源供應電路1000-6a、1000-6b的電路圖。

第8圖為本揭示另一實施例的PFC電路200-7的電路圖。

第9圖為本揭示又一實施例的PFC電路200-8的電路圖。

第10圖為本揭示另一實施例的升壓轉換電路100-2的電路圖。

第11圖為本揭示又一實施例的升壓轉換電路100-3的電路圖。

第12圖為本揭示再一實施例的升壓轉換電路100-4的電路圖。

本說明書的技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。本揭示之各個實施例分別具有一或多個技術特徵。在可能實施的前提下，本技術領域具有通常知識者可選擇性地實施任一實施例中部分或全部的技術特徵，或者選擇性地將這些實施例中部分或全部的技術特徵加以組合。

第2A圖為本揭示第一實施例的電源供應電路1000-1a的電路圖。如第2A圖所示，電源供應電路1000-1a包括升壓轉換電路100-1a、功率因數校正(PFC)電路200-1及前級電路300。

前級電路300接收第一電壓Vin1，第一電壓Vin1是輸入電壓，其為交流(AC)電壓形式。前級電路300包括濾波器與橋式電路(bridge)(圖中未顯示)。濾波器用於濾除第一電壓Vin1之中的電磁干擾(EMI)，橋式電路用於整流第一電壓Vin1以得到第二電壓Vin2。第二電壓Vin2為直流(DC)電壓形式。

PFC電路200-1連接於前級電路300，PFC電路200-1的輸入端接收第二電壓Vin2。PFC電路200-1對於第二電壓Vin2及其對應的電流(圖中未顯示)進行功率因數的校正。PFC電路200-1包括：電感L_pf1、二極體D_pf1及電晶體Q_pf1。電感L_pf1串聯連接於二極體D_pf1，電感L_pf1的一端連接於PFC電路200-1的輸入端以接收第二電壓Vin2，電感L_pf1的另一端連接於二極體D_pf1的陽極。在本實施例中，電感L_pf1的另一端與二極體D_pf1的陽極共同連接於節點N4，且電晶體Q_pf1的汲極(drain)連接於節點N4。電晶體Q_pf1例如為NMOS電晶體，電晶體Q_pf1的源極(source)連接於接地端GND。

電容C_bk1可稱為「第一儲存電容」。電容C_bk1設置於PFC電路200-1與升壓轉換電路100-1a之間。電容C_bk1的一端連接於節點N3，電容C_bk1的另一端連接於接地端GND。在運作上，電容C_bk1用於儲存電能。當停止提供第一電壓Vin1時，儲存於電容C_bk1的電能E1可供應至後級的裝置。電容C_bk1連接於節點N3的一端的電位為第三電壓Vin3，第三電壓Vin3可稱為「中繼電壓」。PFC電路200-1根據第一電壓Vin1進行功率因數校正而產生第三電壓Vin3。儲存於電容C_bk1的電能E1如式(1)所示(其中，電容C_bk1的電容值亦以符號「C_bk1」表示)：

並且，電晶體Q_pf1可作為開關。在本實施例中，電晶體Q_pf1之開關切換速度較低，因此第三電壓Vin3可能發生的漣波(ripple)較大。可選用電容值較大的電容C_bk1來控制第三電壓Vin3的漣波。然而，選用較小尺寸的電感L_pf1以及較小尺寸的電容C_bk1有利於提升功率密度(power density)。然而，當電容C_bk1的尺寸減少(即，電容C_bk1的電容值降低)時，電源供應電路1000-1a的電能之滯留時間(holdup time)(例如，儲存於電容C_bk1的電能E1之滯留時間)亦可能隨之減少。

升壓轉換電路100-1a連接於PFC電路200-1及電容C_bk1，升壓轉換電路100-1a用於將電容C_bk1的一端之第三電壓Vin3(即，節點N3之第三電壓Vin3)轉換為輸出電壓Vout。升壓轉換電路100-1a之中的節點N1的電位為輸出電壓Vout。升壓轉換電路100-1a包括：電阻R_ir1、開關Q_ir1、電感L_bs1、二極體D_bs1及電晶體Q_bs1。

在本實施例的升壓轉換電路100-1a之中，電阻R_ir1並聯連接於開關Q_ir1，開關Q_ir1例如為NMOS電晶體(圖中未顯示)。電阻R_ir1的一端與開關Q_ir1的一端共同連接於節點N1。電阻R_ir1的另一端與開關Q_ir1的另一端共同連接於節點N3，即，電阻R_ir1的另一端與開關Q_ir1的另一端共同連接於電容C_bk1的一端。在運作上，電阻R_ir1與開關Q_ir1用於抑制PFC電路200-1可能產生的湧入電流(inrush current)。當PFC電路200-1的電流之電流值過高時，表示可能產生湧入電流，則開關Q_ir1為斷開(turned-off)的狀態以抑制湧入電流。在其它實施例中，當不設置電阻R_ir1與開關Q_ir1時，節點N3的電位相等於節點N1的電位且相等於第三電壓Vin3(即，PFC電路200-1產生的「中繼電壓」)。

另一方面，電感L_bs1串聯連接於二極體D_bs1。電感L_bs1的一端連接於節點N3，電感L_bs1的另一端與二極體D_bs1的陽極共同連接於節點N2，二極體D_bs1的陰極連接於節點N1。電晶體Q_bs1的汲極連接於節點N2，電晶體Q_bs1的源極連接於接地端GND。

電容C_bs1可稱為「第二儲存電容」。電容C_bs1的一端連接於升壓轉換電路100-1a的節點N1，電容C_bs1的另一端連接於接地端GND。升壓轉換電路100-1a之電感L_bs1與二極體D_bs1設置於電容C_bs1與電容C_bk1之間。電容C_bs1連接於節點N1的一端的電位為輸出電壓Vout，儲存於電容C_bs1的電能E2如式(2)所示(其中，電容C_bs1的電容值亦以符號「C_bs1」表示)：

電晶體Q_bs1可作為開關。在本實施例中，電晶體Q_bs1例如為功率電晶體，電晶體Q_bs1之開關切換速度較高，因此輸出電壓Vout可能發生的漣波較小。據此，僅選用容值較小的電容C_bs1即能夠控制輸出電壓Vout的漣波。電容C_bs1的電容值遠小於電容C_bk1的電容值，例如，電容C_bs1的電容值與電容C_bk1的電容值的比例為1：100。輸出電壓Vout大約為400V。可選用較小尺寸的電感L_bs1以及較小尺寸的電容C_bs1。可將電容C_bk1儲存的能量E1全部或部分轉移(transfer)至電容C_bs1儲存的能量E2。由於電容C_bk1儲存的能量E1可被轉移至電容C_bs1，電容C_bk1可選用較小的電容值且不影響電源供應電路1000-1a的電能之滯留時間。藉由升壓轉換電路100-1a的作用，可大幅減小電容C_bk1的尺寸(在一種示例中，可將電容C_bk1的尺寸減小為50%)。電容C_bk1的尺寸減小後，可降低電源供應電路1000-1a的硬體成本，且提升了電源供應電路1000-1a的功率密度。

在運作上，當正常提供第一電壓Vin1時，電源供應電路1000-1a操作於第一模式，第一模式可稱為「輸入電壓源公稱模式(input source nominal mode)」。另一方面，當停止提供第一電壓Vin1時，電源供應電路1000-1a操作於第二模式，第二模式可稱為「輸入電壓源失敗模式(input source failure mode)」。在第二模式之中，升壓轉換電路100-1a的電晶體Q_bs1操作於升壓模式(boost mode)，以將儲存於電容C_bk1的電能E1轉移至電容C_bs1。並且，升壓轉換電路100-1a的二極體D_bs1對於電容C_bs1的一端的輸出電壓Vout進行穩壓(regulation)，使輸出電壓Vout能夠維持為電源供應電路1000-1a操作於第一模式的輸出電壓。

第2B圖為本揭示第二實施例的電源供應電路1000-1b的電路圖。第2B圖的實施例的電源供應電路1000-1b類似於第2A圖的實施例的電源供應電路1000-1a，差異處在於：第2B圖的電源供應電路1000-1b的電容C_bk1的連接方式及升壓轉換電路100-1b的各元件的連接方式不同。

如第2B圖所示，電容C_bk1連接於節點N1與節點N3之間，且電容C_bk1的一端連接於二極體D_pf1的陰極。二極體D_pf1的陰極為PFC電路200-1的輸出端。另一方面，在升壓轉換電路100-1b之中，用於抑制湧入電流的電阻R_ir1 與開關Q_ir1連接於節點N3與接地端GND之間。用於控制電容C_bk1的能量轉移的電晶體Q_bs1連接於節點N1與節點N2之間，且電晶體Q_bs1的汲極連接於電容C_bs1。

由上，相較於第2A圖的實施例的電容C_bk1及電晶體Q_bs1都連接於接地端GND，第2B圖的實施例的電容C_bk1及電晶體Q_bs1不連接於接地端GND，而是連接於節點N1且進而連接於電容C_bs1。

第2C圖為本揭示第三實施例的電源供應電路1000-1c的電路圖。第2C圖的實施例的電源供應電路1000-1c類似於第2A圖的實施例的電源供應電路1000-1a，差異處在於：第2C圖的電源供應電路1000-1c的升壓轉換電路100-1c不包括電阻R_ir1。即，第2C圖的升壓轉換電路100-1c僅以開關Q_ir1進行湧入電流的抑制。可藉由「軟開啟控制(soft-start control)」的機制，以軟體控制升壓轉換電路100-1c進行湧入電流的抑制，則無需設置電阻R_ir1。

第2D圖為本揭示第四實施例的電源供應電路1000-1d的電路圖。第2D圖的實施例的電源供應電路1000-1d類似於第2B圖的實施例的電源供應電路1000-1b，差異處在於：第2D圖的升壓轉換電路100-1d不包括電阻R_ir1。可藉由軟開啟控制的機制進行湧入電流的抑制，無需設置電阻R_ir1。

第2E圖為本揭示第五實施例的電源供應電路1000-1e的電路圖。第2E圖的實施例類似於第2A圖的實施例，差異處在於：第2E圖的實施例利用耦合電感(coupling inductance)的機制，電感L_bs1耦合於電感L_pf1，電感L_bs1與電感L_pf1使用相同的磁核(core)。

第2F圖為本揭示第六實施例的電源供應電路1000-1f的電路圖。第2F圖的實施例類似於第2B圖的實施例，差異處在於：第2F圖的實施例利用耦合電感的機制，電感L_bs1耦合於電感L_pf1。

第3A圖為本揭示第五實施例的電源供應電路1000-2a的電路圖。第3A圖的實施例類似於第2A圖的實施例，差異處在於：第3A圖的實施例的電源供應電路1000-2a的PFC電路200-2具有不同的組態。PFC電路200-2包括兩個二極體與兩個電晶體，分別為：二極體D_pf1、二極體D_pf2、電晶體Q_pf1、電晶體Q_pf2。PFC電路200-2的各元件的連接方式如下：二極體D_pf1的陰極與二極體D_pf2的陰極連接於電阻R_ir1與開關Q_ir1。二極體D_pf1的陰極與二極體D_pf2的陰極經由電阻R_ir1連接於電容C_bk1，即，二極體D_pf1的陰極與二極體D_pf2的陰極間接連接於電容C_bk1。並且，二極體D_pf1的陽極與二極體D_pf2的陽極分別連接於電晶體Q_pf1的汲極與電晶體Q_pf2的汲極。二極體D_pf1的陽極與電晶體Q_pf1的汲極連接於電感L_pf1。

第3B圖為本揭示第五實施例的電源供應電路1000-2b的電路圖。第3B圖的實施例類似於第2B圖的實施例，差異處在於：第3B圖的實施例的PFC電路200-2不同於第2B圖的實施例的PFC電路200-1，而是相同於第3A圖的實施例。另一方面，在第3B圖的電源供應電路1000-2b之中，二極體D_pf1的陰極與二極體D_pf2的陰極是直接連接於電容C_bk1。

在第3A、3B圖的實施例中，亦可藉由軟開啟控制的機制進行湧入電流的抑制，無需設置電阻R_ir1。另一方面，亦可藉由耦合電感的機制，第3A、3B圖的電感L_bs1耦合於電感L_pf1，電感L_bs1與電感L_pf1使用相同的磁核。

第4A、4B圖分別為本揭示第五實施例的電源供應電路1000-3a、1000-3b的電路圖。第4A、4B圖的實施例各自類似於第3A、3B圖的實施例，差異處在於：第4A、4B圖的電源供應電路1000-3a、1000-3b的PFC電路200-3具有不同的組態。第4A、4B圖的PFC電路200-3包括四個二極體與兩個電晶體，分別為：二極體D_pf1~D_pf4、電晶體Q_pf1及電晶體Q_pf2。PFC電路200-3的上述各元件的連接方式如下：二極體D_pf1的陽極與二極體D_pf2的陽極分別連接於電晶體Q_pf1的汲極與電晶體Q_pf2的汲極，並且，二極體D_pf1的陽極與二極體D_pf2的陽極分別連接於二極體D_pf3的陰極與二極體D_pf4的陰極。電晶體Q_pf1的源極連接於電晶體Q_pf2的源極。二極體D_pf1的陽極與電晶體Q_pf1的汲極連接於電感L_pf1。

並且，二極體D_pf1的陰極與二極體D_pf2的陰極直接或間接連接於電容C_bk1。在第4A圖的電源供應電路 1000-3a之中，二極體D_pf1的陰極與二極體D_pf2的陰極經由電阻R_ir1連接於電容C_bk1，即，二極體D_pf1的陰極與二極體D_pf2的陰極間接連接於電容C_bk1。另一方面，在第4B圖的電源供應電路1000-3b之中，二極體D_pf1的陰極與二極體D_pf2的陰極直接連接於電容C_bk1。此外，亦可藉由軟開啟控制的機制進行湧入電流的抑制，則無需設置電阻R_ir1。並且，亦可藉由耦合電感的機制，電感L_bs1耦合於電感L_pf1，電感L_bs1與電感L_pf1使用相同的磁核。

第5A、5B圖分別為本揭示第五實施例的電源供應電路1000-4a、1000-4b的電路圖。第5A、5B圖的實施例各自類似於第4A、4B圖的實施例，差異處在於：第5A、5B圖的電源供應電路1000-4a、1000-4b的PFC電路200-4具有不同的組態。PFC電路200-4包括四個電晶體Q_pf1~Q_pf4及電感L_pf1，其連接方式如下：電晶體Q_pf1的源極連接於電晶體Q_pf2的汲極，電晶體Q_pf3的源極連接於電晶體Q_pf4的汲極。電晶體Q_pf1的源極連接於電感L_pf1。在第5A圖的電源供應電路1000-4a之中，電晶體Q_pf1的汲極與電晶體Q_pf3的汲極經由電阻R_ir1連接於電容C_bk1，即，電晶體Q_pf1的汲極與電晶體Q_pf3的汲極間接連接於電容C_bk1。另一方面，在第5B圖的電源供應電路1000-4b之中，電晶體Q_pf1的汲極與電晶體Q_pf3的汲極直接連接於電容C_bk1。

第6A、6B圖分別為本揭示第五實施例的電源供應電路1000-5a、1000-5b的電路圖。第5A、5B圖的PFC電路200-4之中的電晶體Q_pf3、Q_pf4分別取代為二極體D_pf1、D_pf2而成為第6A、6B圖的PFC電路200-5。在第6A圖的電源供應電路1000-5a之中，電晶體Q_pf1的汲極與二極體D_pf1的陰極經由電阻R_ir1連接於電容C_bk1，即，電晶體Q_pf1的汲極與二極體D_pf1的陰極間接連接於電容C_bk1。另一方面，在在第6B圖的電源供應電路1000-5b之中，電晶體Q_pf1的汲極與二極體D_pf1的陰極直接連接於電容C_bk1。

第7A、7B圖分別為本揭示第五實施例的電源供應電路1000-6a、1000-6b的電路圖。第7A、7B圖的PFC電路200-6包括四個電晶體Q_pf1~Q_pf4、兩個電感L_pf1、L_pf2以及兩個二極體D_pf1、D_pf2，其連接方式如下：PFC電路200-6的第一部分之中，電晶體Q_pf2的汲極與電晶體Q_pf1的汲極連接於電感L_pf1，電晶體Q_pf1的汲極連接於二極體D_pf1的陽極。

類似的，PFC電路200-6的第二部分之中，電晶體Q_pf4的汲極與電晶體Q_pf3的汲極連接於電感L_pf2，電晶體Q_pf3的汲極連接於二極體D_pf2的陽極。

在第7A圖的電源供應電路1000-6a之中，二極體D_pf1的陰極與二極體D_pf2的陰極經由電阻R_ir1連接於電容C_bk1，即，二極體D_pf1的陰極與二極體D_pf2的陰極間接連接於電容C_bk1。另一方面，在第7B圖的電源供應電路1000-6b之中，二極體D_pf1的陰極與二極體D_pf2的陰極直接連接於電容C_bk1。

上述之第5A、5B、6A、6B、7A、7B圖的各實施之中，可藉由軟開啟控制的機制進行湧入電流的抑制，無需設置電阻R_ir1。另一方面，亦可採用耦合電感的機制：電感L_bs1耦合於電感L_pf1、電感L_bs1耦合於電感L_pf2、或電感L_pf1耦合於電感L_pf2。並且，可變更PFC電路中的二極體、電晶體或電感的數量及連接方式，而形成不同的組態的PFC電路。例如，設置8個電晶體Q_pf1~Q_pf8及3個電感L_pf1~L_pf3而形成第8圖的實施例的PFC電路200-7。在PFC電路200-7之中，電晶體Q_pf1的源極連接於電晶體Q_pf2的汲極且連接於電感L_pf1，電晶體Q_pf5的源極連接於電晶體Q_pf6的汲極且連接於電感L_pf2，電晶體Q_pf7的源極連接於電晶體Q_pf8的汲極且連接於電感L_pf3。並且，電晶體Q_pf1、Q_pf5、Q_pf7與Q_pf3各自的汲極可直接連接於電容Cbk_1或間接(經由電阻R_ir1)連接於電容Cbk_1(圖中未顯示)。

又例如，設置2個電晶體Q_pf1、Q_pf2及1個電感L_pf1與6個二極體D_pf1~D_pf6而形成第9圖的實施例的PFC電路200-8。在PFC電路200-8之中，二極體D_pf5的陽極連接於二極體D_pf6的陰極，二極體D_pf2的陽極連接於二極體D_pf4的陰極且連接於電感L_pf1。二極體D_pf1的陽極連接於二極體D_pf3的陰極且連接於電感L_pf1，並連接於電晶體Q_pf1的汲極。電晶體Q_pf1的源極連接於電晶體Q_pf2的源極。並且，二極體D_pf1、D_pf2與D_pf5各自的陰極可直接連接於電容Cbk_1或間接(經由電阻R_ir1)連接於電容Cbk_1(圖中未顯示)。

第10圖為本揭示另一實施例的升壓轉換電路100-2的電路圖。第10圖的升壓轉換電路100-2類似於第2A圖的升壓轉換電路100-1a，差異處在於：升壓轉換電路100-2更包括另一個電感L_bs2。即，升壓轉換電路100-2包括兩個電感L_bs1、L_bs2。

電感L_bs1串聯連接於電感L_bs2。電感L_bs2、電感L_bs1與電晶體Q_bs1的汲極共同連接於節點N2。電感L_bs2設置於電感L_bs1與二極體D_bs1之間。並且，利用耦合電感的機制，電感L_bs1耦合於電感L_bs2，電感L_bs1與電感L_bs2使用相同的磁核。

第11圖為本揭示又一實施例的升壓轉換電路100-3的電路圖。第11圖的升壓轉換電路100-3類似於第10圖的升壓轉換電路100-2，差異處在於：升壓轉換電路100-3的電感L_bs1、L_bs2設置為變壓器(transformer)形式的兩側線圈。例如，電感L_bs1設置為變壓器T1的第一側線圈，電感L_bs2設置為變壓器T1的第二側線圈，並且電感L_bs1與電感L_bs2使用相同的磁核。

升壓轉換電路100-3的各元件的連接方式如下。電感L_bs2的一端連接於二極體D_bs1的陽極，電感L_bs2的另一端連接於接地端GND以及電容C_bs1。另一方面，電感L_bs1的一端連接於電阻R_ir1及開關Q_ir1，電感L_bs1的另一端連接於電晶體Q_bs1的汲極。

第12圖為本揭示再一實施例的升壓轉換電路100-4的電路圖。第12圖的升壓轉換電路100-4類似於第11圖的升壓轉換電路100-3，差異處在於：升壓轉換電路100-4更包括：二極體D_bs2、二極體D_bs3、電感L_bs3及電感L_bs4。

升壓轉換電路100-4的各元件的連接方式如下。電感L_bs1設置為變壓器T1的第一側線圈，電感L_bs1連接於電晶體Q_bs1的汲極。晶體Q_bs1的源極連接於電感L_bs3，二極體D_bs3串聯連接於電感L_bs3。二極體D_bs3的陰極連接於電容C_bk1。

另一方面，電感L_bs2設置為變壓器T1的第二側線圈，電感L_bs2連接於二極體D_bs1的陽極。二極體D_bs1的陰極連接於二極體D_bs2的陰極與電感L_bs4。電感L_bs4設置於二極體D_bs1與電容C_bs1之間。二極體D_bs2的陽極與電容C_bs1共同連接於接地端GND。

第10~12圖的升壓轉換電路100-2~100-4的不同電路組態皆有益於將電容C_bk1儲存的電能E1轉移至電容C_bs1，據以保持或提升電源供應電路的電能之滯留時間。

在上述不同實施例中的電感L_pf1~L_pf3可稱為「前級電感」、二極體D_pf1~D_pf6可稱為「前級二極體」、電晶體Q_pf1~Q_pf8可稱為「前級電晶體」。另一方面，電感L_bs1~L_bs4可稱為「後級電感」、二極體D_bs1~D_bs3可稱為「後級二極體」、電晶體Q_bs1可稱為「後級電晶體」。

雖然本發明已以較佳實施例及範例詳細揭示如上，可理解的是，此些範例意指說明而非限制之意義。可預期的是，所屬技術領域中具有通常知識者可想到多種修改及組合，其多種修改及組合落在本發明之精神以及後附之申請專利範圍之範圍內。

1000-1a:電源供應電路

100-1a:升壓轉換電路

200-1:PFC電路

300:濾波器

Vin1:第一電壓

Vin2:第二電壓

Vin3:第三電壓

Vout:輸出電壓

N1,N2,N3,N4:節點

GND:接地端

L_pf1:電感

L_bs1:電感

C_bk1:電容

C_bs1:電容

Q_pf1:電晶體

Q_bs1:電晶體

D_pf1:二極體

D_bs1:二極體

R_ir1:電阻

Q_ir1:開關

Claims

一種電源供應電路，包括：一功率因數校正電路，用於根據一第一電壓進行功率因數校正，以產生一中繼電壓；一第一儲存電容，設置於該功率因數校正電路之外部、且直接或間接連接於該功率因數校正電路，且用於儲存一第一電能，該第一電能相關於該中繼電壓；一升壓轉換電路，連接於該功率因數校正電路，且用於根據該中繼電壓產生一輸出電壓，該升壓轉換電路包括：一第一後級電感，連接於該第一儲存電容；一第一後級二極體，連接於該第一後級電感；以及一第一後級電晶體，連接於該第一後級電感且連接於該第一後級二極體，以及一第二儲存電容，連接於該第一後級二極體，且用於儲存一第二電能，該第二電能相關於該輸出電壓，其中，該第二儲存電容的電容值小於該第一儲存電容的電容值，該第一電能全部或部分轉移為該第二電能，當該第一電壓停止提供時，該第一電能供應至該第二儲存電容及一後級裝置。
如請求項1之電源供應電路，其中：該第一儲存電容的一第一端連接於該第一後級電感的一第一端，該第一儲存電容的一第二端連接於一接地端；該第一後級電感的一第二端選擇性連接於該第一後級二極體的一陽極，該第一後級二極體的一陰極連接於該功率因數校正電路的一輸出端；該第一後級二極體的該陰極連接於該第二儲存電容的一第一端，該第二儲存電容的該第一端的電位相等於該輸出電壓；以及該第一後級電晶體的一汲極連接於該第一後級二極體的該陽極。
如請求項2之電源供應電路，其中該升壓轉換電路更包括：一第二後級電感，連接於該第一後級電晶體的該汲極與該第一後級二極體的該陽極之間，其中，該第一後級電感的該第二端不連接於該第一後級二極體的該陽極，該第二後級電感耦合於該第一後級電感。
如請求項2之電源供應電路，其中該升壓轉換電路更包括：一第二後級電感，連接於該第一後級二極體的該陽極與一接地端之間，其中，該第一後級電感的該第二端不連接於該第一後級二極體的該陽極，該第二後級電感耦合於該第一後級電感。
如請求項2之電源供應電路，其中該升壓轉換電路更包括：一第一開關，連接於該功率因數校正電路的該輸出端及該第一儲存電容的該第一端之間，其中，該第一開關用於抑制該功率因數校正電路產生的一湧入電流。
如請求項5之電源供應電路，其中該升壓轉換電路更包括：一第一電阻，並聯連接於該第一開關，其中，該第一儲存電容經由該第一電阻連接於該功率因數校正電路。
如請求項1之電源供應電路，其中：該第一儲存電容的一第一端連接於該第一後級電感的一第一端，該第一儲存電容的一第二端連接於該功率因數校正電路的一輸出端；該第一後級電感的一第二端連接於該第一後級二極體的一陰極，該第一後級二極體的一陽極連接於該第二儲存電容的一第一端；該第二儲存電容的一第二端連接於該第一儲存電容的該第二端，該第二儲存電容的該第二端的電位相等於該輸出電壓；以及該第一後級電晶體的一源極連接於該第一後級二極體的該陰極，該第一後級電晶體的一汲極連接於該第二儲存電容的該第二端。
如請求項7之電源供應電路，其中該升壓轉換電路更包括：一第一開關，連接於該第一儲存電容的該第一端與一接地端之間，其中，該第一開關用於抑制該功率因數校正電路產生的一湧入電流。
如請求項8之電源供應電路，其中該升壓轉換電路更包括：一第一電阻，並聯連接於該第一開關。
如請求項1之電源供應電路，其中該功率因數校正電路包括：一第一前級二極體，其陰極直接或間接連接於該第一儲存電容；一第一前級電晶體，其汲極連接於該第一前級二極體的一陽極；以及一第一前級電感，連接於該第一前級二極體的該陽極與該功率因數校正電路的一輸入端之間。
如請求項10之電源供應電路，其中該第一前級電感耦合於該第一後級電感。
如請求項10之電源供應電路，其中該功率因數校正電路更包括：一第二前級電晶體，其汲極連接於該第一前級電感且連接於該功率因數校正電路的該輸入端；一第二前級二極體，其陰極連接於該第一前級二極體的該陰極；一第三前級電晶體，其汲極連接於該第二前級二極體的一陽極；一第二前級電感，連接於該第二前級二極體的該陽極與該功率因數校正電路的該輸入端之間；以及一第四前級電晶體，其汲極連接於該第二前級電感且連接於該功率因數校正電路的該輸入端。
如請求項10之電源供應電路，其中該功率因數校正電路更包括：一第二前級二極體，其陰極連接於該第一前級二極體的該陰極，該第二前級二極體的一陽極連接於該第一前級電感；一第三前級二極體，其陰極連接於該第一前級二極體的該陽極；一第四前級二極體，其陰極連接於該第二前級二極體的該陽極；一第五前級二極體，其陰極連接於該第一前級二極體的該陰極；一第六前級二極體，其陰極連接於該第五前級二極體的一陽極；一第一前級電晶體，其汲極連接於該第一前級二極體的該陽極；以及一第二前級電晶體，其源極連接於該第一前級電晶體的一源極。
如請求項10之電源供應電路，其中該功率因數校正電路更包括：一第二前級二極體，其陰極直接或間接連接於該第一儲存電容且連接於該第一前級二極體的該陰極；以及一第二前級電晶體，其汲極連接於該第二前級二極體的一陽極。
如請求項14之電源供應電路，其中該功率因數校正電路更包括：一第三前級二極體，其陰極連接於該第一前級二極體的該陽極；以及一第四前級二極體，其陰極連接於該第二前級二極體的該陽極。
如請求項1之電源供應電路，其中該功率因數校正電路包括：一第一前級電晶體，其汲極直接或間接連接於該第一儲存電容；一第二前級電晶體，其汲極連接於該第一前級電晶體的一源極；一第一前級電感，連接於該第一前級電晶體的該源極與該功率因數校正電路的一輸入端之間；一第三前級電晶體，其汲極連接於該第一前級電晶體的該汲極；以及一第四前級電晶體，其汲極連接於該第三前級電晶體的一源極。
如請求項16之電源供應電路，其中該功率因數校正電路更包括：一第五前級電晶體，其汲極連接於該第一前級電晶體的該汲極；一第六前級電晶體，其汲極連接於該第五前級電晶體的一源極；一第二前級電感，連接於該第五前級電晶體的該源極與該功率因數校正電路的該輸入端之間；一第七前級電晶體，其汲極連接於該第一前級電晶體的該汲極；一第八前級電晶體，其汲極連接於該第七前級電晶體的一源極；以及一第三前級電感，連接於該第七前級電晶體的該源極與該功率因數校正電路的該輸入端之間。
如請求項1之電源供應電路，其中該功率因數校正電路包括：一第一前級電晶體，其汲極直接或間接連接於該第一儲存電容；一第二前級電晶體，其汲極連接於該第一前級電晶體的一源極；一第一前級電感，連接於該第一前級電晶體的該源極與該功率因數校正電路的一輸入端之間；一第一前級二極體，其陰極連接於該第一前級電晶體的該汲極；以及一第二前級二極體，其陰極連接於該第一前級二極體的一陽極。
一種電源供應電路，包括：一功率因數校正電路，用於根據一第一電壓進行功率因數校正，以產生一中繼電壓；一第一儲存電容，直接或間接連接於該功率因數校正電路，且用於儲存一第一電能，該第一電能相關於該中繼電壓；一升壓轉換電路，連接於該功率因數校正電路，且用於根據該中繼電壓產生一輸出電壓，該升壓轉換電路包括：一第一後級電感，連接於該第一儲存電容；一第一後級二極體，連接於該第一後級電感；以及一第一後級電晶體，連接於該第一後級電感且連接於該第一後級二極體，以及一第二儲存電容，連接於該第一後級二極體，且用於儲存一第二電能，該第二電能相關於該輸出電壓，其中，該第一儲存電容的一第一端連接於該第一後級電感的一第一端，該第一儲存電容的一第二端連接於一接地端，該第一後級電感的一第二端選擇性連接於該第一後級二極體的一陽極，該第一後級二極體的一陰極連接於該功率因數校正電路的一輸出端，該第一後級二極體的該陰極連接於該第二儲存電容的一第一端，該第二儲存電容的該第一端的電位相等於該輸出電壓，該第一後級電晶體的一汲極連接於該第一後級二極體的該陽極，該第二儲存電容的電容值小於該第一儲存電容的電容值，該第一電能全部或部分轉移為該第二電能。
如請求項19之電源供應電路，其中該升壓轉換電路更包括：一第二後級電感，連接於該第一後級電晶體的該汲極與該第一後級二極體的該陽極之間，其中，該第一後級電感的該第二端不連接於該第一後級二極體的該陽極，該第二後級電感耦合於該第一後級電感。
如請求項19之電源供應電路，其中該升壓轉換電路更包括：一第二後級電感，連接於該第一後級二極體的該陽極與一接地端之間，其中，該第一後級電感的該第二端不連接於該第一後級二極體的該陽極，該第二後級電感耦合於該第一後級電感。
如請求項19之電源供應電路，其中該升壓轉換電路更包括：一第一開關，連接於該功率因數校正電路的該輸出端及該第一儲存電容的該第一端之間，其中，該第一開關用於抑制該功率因數校正電路產生的一湧入電流。
如請求項22之電源供應電路，其中該升壓轉換電路更包括：一第一電阻，並聯連接於該第一開關，其中，該第一儲存電容經由該第一電阻連接於該功率因數校正電路。
如請求項19之電源供應電路，其中：該第一儲存電容的一第一端連接於該第一後級電感的一第一端，該第一儲存電容的一第二端連接於該功率因數校正電路的一輸出端；該第一後級電感的一第二端連接於該第一後級二極體的一陰極，該第一後級二極體的一陽極連接於該第二儲存電容的一第一端；該第二儲存電容的一第二端連接於該第一儲存電容的該第二端，該第二儲存電容的該第二端的電位相等於該輸出電壓；以及該第一後級電晶體的一源極連接於該第一後級二極體的該陰極，該第一後級電晶體的一汲極連接於該第二儲存電容的該第二端。
如請求項24之電源供應電路，其中該升壓轉換電路更包括：一第一開關，連接於該第一儲存電容的該第一端與一接地端之間，其中，該第一開關用於抑制該功率因數校正電路產生的一湧入電流。
如請求項25之電源供應電路，其中該升壓轉換電路更包括：一第一電阻，並聯連接於該第一開關。
如請求項19之電源供應電路，其中該功率因數校正電路包括：一第一前級二極體，其陰極直接或間接連接於該第一儲存電容；一第一前級電晶體，其汲極連接於該第一前級二極體的一陽極；以及一第一前級電感，連接於該第一前級二極體的該陽極與該功率因數校正電路的一輸入端之間。
如請求項27之電源供應電路，其中該第一前級電感耦合於該第一後級電感。
如請求項27之電源供應電路，其中該功率因數校正電路更包括：一第二前級電晶體，其汲極連接於該第一前級電感且連接於該功率因數校正電路的該輸入端；一第二前級二極體，其陰極連接於該第一前級二極體的該陰極；一第三前級電晶體，其汲極連接於該第二前級二極體的一陽極；一第二前級電感，連接於該第二前級二極體的該陽極與該功率因數校正電路的該輸入端之間；以及一第四前級電晶體，其汲極連接於該第二前級電感且連接於該功率因數校正電路的該輸入端。
如請求項27之電源供應電路，其中該功率因數校正電路更包括：一第二前級二極體，其陰極連接於該第一前級二極體的該陰極，該第二前級二極體的一陽極連接於該第一前級電感；一第三前級二極體，其陰極連接於該第一前級二極體的該陽極；一第四前級二極體，其陰極連接於該第二前級二極體的該陽極；一第五前級二極體，其陰極連接於該第一前級二極體的該陰極；一第六前級二極體，其陰極連接於該第五前級二極體的一陽極；一第一前級電晶體，其汲極連接於該第一前級二極體的該陽極；以及一第二前級電晶體，其源極連接於該第一前級電晶體的一源極。
如請求項27之電源供應電路，其中該功率因數校正電路更包括：一第二前級二極體，其陰極直接或間接連接於該第一儲存電容且連接於該第一前級二極體的該陰極；以及一第二前級電晶體，其汲極連接於該第二前級二極體的一陽極。
如請求項31之電源供應電路，其中該功率因數校正電路更包括：一第三前級二極體，其陰極連接於該第一前級二極體的該陽極；以及一第四前級二極體，其陰極連接於該第二前級二極體的該陽極。
如請求項19之電源供應電路，其中該功率因數校正電路包括：一第一前級電晶體，其汲極直接或間接連接於該第一儲存電容；一第二前級電晶體，其汲極連接於該第一前級電晶體的一源極；一第一前級電感，連接於該第一前級電晶體的該源極與該功率因數校正電路的一輸入端之間；一第三前級電晶體，其汲極連接於該第一前級電晶體的該汲極；以及一第四前級電晶體，其汲極連接於該第三前級電晶體的一源極。
如請求項33之電源供應電路，其中該功率因數校正電路更包括：一第五前級電晶體，其汲極連接於該第一前級電晶體的該汲極；一第六前級電晶體，其汲極連接於該第五前級電晶體的一源極；一第二前級電感，連接於該第五前級電晶體的該源極與該功率因數校正電路的該輸入端之間；一第七前級電晶體，其汲極連接於該第一前級電晶體的該汲極；一第八前級電晶體，其汲極連接於該第七前級電晶體的一源極；以及一第三前級電感，連接於該第七前級電晶體的該源極與該功率因數校正電路的該輸入端之間。
如請求項19之電源供應電路，其中該功率因數校正電路包括：一第一前級電晶體，其汲極直接或間接連接於該第一儲存電容；一第二前級電晶體，其汲極連接於該第一前級電晶體的一源極；一第一前級電感，連接於該第一前級電晶體的該源極與該功率因數校正電路的一輸入端之間；一第一前級二極體，其陰極連接於該第一前級電晶體的該汲極；以及一第二前級二極體，其陰極連接於該第一前級二極體的一陽極。