TWI837644B

TWI837644B - 電源供應器

Info

Publication number: TWI837644B
Application number: TW111114386A
Authority: TW
Inventors: 詹子增
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2022-04-15
Filing date: 2022-04-15
Publication date: 2024-04-01
Also published as: TW202343954A

Abstract

一種電源供應器，包括：一電源插槽、一放電電路、一橋式整流器、一變壓器、一功率切換器、一輸出級電路、一回授電路、一控制器，以及一切換電路。電源插槽可選擇性地耦接至一電源插頭，並可產生一第一控制電位和一第二控制電位。放電電路可產生一主要供應電位。橋式整流器可接收一第一輸入電位和一第二輸入電位。變壓器包括一主線圈、一副線圈，以及一輔助線圈。輸出級電路可產生一輸出電位。回授電路可產生一輔助供應電位。切換電路可根據第一控制電位和第二控制電位來操作，使得控制器選擇性地由主要供應電位和輔助供應電位進行供電。

Description

電源供應器

本發明係關於一種電源供應器，特別係關於一種可快速重啟之電源供應器。

目前電源供應器之保護機制分為兩種，一種是栓鎖關閉(Latch-off)之設計，而另外一種為自動恢復(Auto Recovery)之設計，其中栓鎖關閉式之保護機制存在一個缺點，亦即當故障發生時，必須等待較長放電時間之後，才可再重新啟動電源供應器。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，本發明提出一種電源供應器，與一電源插頭共同作使用，並包括：一電源插槽，選擇性地耦接至該電源插頭，並產生一第一控制電位和一第二控制電位；一放電電路，耦接至該電源插槽，並產生一主要供應電位；一橋式整流器，耦接至該放電電路，並根據一第一輸入電位和一第二輸入電位來產生一整流電位；一變壓器，包括一主線圈、一副線圈，以及一輔助線圈，其中該變壓器內建一激磁電感器，而該主線圈係用於接收該整流電位；一功率切換器，根據一時脈電位來選擇性地將該主線圈耦接至一接地電位；一輸出級電路，耦接至該副線圈，並產生一輸出電位；一回授電路，耦接至該輔助線圈，並產生一輔助供應電位；一控制器，產生該時脈電位；以及一切換電路，根據該第一控制電位和該第二控制電位來操作，使得該控制器選擇性地由該主要供應電位和該輔助供應電位來進行供電。

在一些實施例中，若該電源插頭未耦接至該電源插槽，則該控制器將不再由該主要供應電位和該輔助供應電位來進行供電。

在一些實施例中，該電源插槽包括：一第一火線，選擇性地耦接至該電源插頭之一第二火線；一第一中性線，選擇性地耦接至該電源插頭之一第二中性線；一第一接地線，選擇性地耦接至該電源插頭之一第二接地線；一第一偵測器，監控該第一火線；以及一第二偵測器，監控該第一中性線；其中若該電源插頭已耦接至該電源插槽，則該第一偵測器和該第二偵測器將產生具有高邏輯位準之該第一控制電位和該第二控制電位；其中若該電源插頭未耦接至該電源插槽，則該第一偵測器和該第二偵測器將產生具有低邏輯位準之該第一控制電位和該第二控制電位。

在一些實施例中，該放電電路包括：一第一電容器，具有一第一端和一第二端，其中該第一電容器之該第一端係耦接至一第一輸入節點，而該第一電容器之該第二端係耦接至一第二輸入節點；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一輸入節點，而該第一電阻器之該第二端係耦接至一第一節點；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二節點以輸出該主要供應電位；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一節點，而該第二電阻器之該第二端係耦接至該第二輸入節點；以及一第四電阻器，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二節點，而該第四電阻器之該第二端係耦接至該接地電位。

在一些實施例中，該橋式整流器包括：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該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三節點以輸出該整流電位；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該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三節點；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。

在一些實施例中，該主線圈具有一第一端和一第二端，該主線圈之該第一端係耦接至該第三節點以接收該整流電位，該主線圈之該第二端係耦接至一第四節點，該激磁電感器具有一第一端和一第二端，該激磁電感器之該第一端係耦接至該第三節點，而該激磁電感器之該第二端係耦接至該第四節點，該副線圈具有一第一端和一第二端，該副線圈之該第一端係耦接至一第五節點，該副線圈之該第二端係耦接至一共同節點，該輔助線圈具有一第一端和一第二端，該輔助線圈之該第一端係耦接至一第六節點，而該輔助線圈之該第二端係耦接至該接地電位。

在一些實施例中，該功率切換器包括：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四節點。

在一些實施例中，該輸出級電路包括：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該第五節點，而該第五二極體之該陰極係耦接至一輸出節點以輸出該輸出電位；以及一第二電容器，具有一第一端和一第二端，其中該第二電容器之該第一端係耦接至該輸出節點，而該第二電容器之該第二端係耦接至該共同節點。

在一些實施例中，該回授電路包括：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該第六節點，而該第六二極體之該陰極係耦接至一第七節點以輸出該輔助供應電位；以及一第三電容器，具有一第一端和一第二端，其中該第三電容器之該第一端係耦接至該第七節點，而該第三電容器之該第二端係耦接至該接地電位。

在一些實施例中，該切換電路包括：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一控制電位，該第二電晶體之該第一端係耦接至該控制器之一供應節點，而該第二電晶體之該第二端係耦接至該第二節點以接收該主要供應電位；以及一第三電晶體，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用於接收該第二控制電位，該第三電晶體之該第一端係耦接至該供應節點，而該第三電晶體之該第二端係耦接至該第七節點以接收該輔助供應電位。

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電源供應器100之示意圖。例如，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，電源供應器100可與一電源插頭300共同使用，並包括：一電源插槽110、一放電電路120、一橋式整流器130、一變壓器140、一功率切換器150、一輸出級電路160、一回授電路170、一控制器180，以及一切換電路190。必須注意的是，雖然未顯示於第1圖中，但電源供應器100更可包括其他元件，例如：一穩壓器或(且)一負回授電路。另一方面，電源插頭300為一外部元件，其並非屬於電源供應器100之任一部份。

電源插頭300可耦接至一外部輸入電源(未顯示)。電源插槽110可選擇性地耦接至電源插頭300。電源插槽110更可偵測電源插頭300之連接狀態，再據以產生一第一控制電位VC1和一第二控制電位VC2。放電電路120係耦接至電源插槽110，並可產生一主要供應電位VP1。橋式整流器130可根據一第一輸入電位VIN1和一第二輸入電位VIN2來產生一整流電位VR，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約由90V至264V，但亦不僅限於此。變壓器140包括一主線圈141、一副線圈142，以及一輔助線圈143，其中變壓器140可內建一激磁電感器LM。主線圈141、輔助線圈143，以及激磁電感器LM皆可位於變壓器140之同一側，而副線圈142則可位於變壓器140之相對另一側。主線圈141可接收整流電位VR，而作為對於整流電位VR之回應，而副線圈142和輔助線圈143可產生各自之感應電位。功率切換器150可根據一時脈電位VA來選擇性地將主線圈141耦接至一接地電位VSS(例如：0V)。例如，若時脈電位VA為高邏輯位準(亦即，邏輯「1」)，則功率切換器150可將主線圈141耦接至接地電位VSS(亦即，功率切換器150可近似於一短路路徑)；反之，若時脈電位VA為低邏輯位準(亦即，邏輯「0」)，則功率切換器150不會將主線圈141耦接至接地電位VSS(亦即，功率切換器150可近似於一開路路徑)。輸出級電路160係耦接至副線圈142，並可產生一輸出電位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。回授電路170係耦接至輔助線圈143，並可產生一輔助供應電位VP2。控制器180可產生時脈電位VA。切換電路190可根據第一控制電位VC1和第二控制電位VC2來進行操作，使得控制器180可選擇性地由主要供應電位VP1和輔助供應電位VP2來進行供電。在一些實施例中，若電源插頭300已耦接至電源插槽110，則控制器180將可由主要供應電位VP1和輔助供應電位VP2來進行供電。在另一些實施例中，若電源插頭300未耦接至電源插槽110，則控制器180將不再由主要供應電位VP1和輔助供應電位VP2來進行供電。在此設計下，即使有任何保護機制觸發(例如：過電壓保護、過電流保護，或是過溫度保護)，控制器180之一供應電位VCC也可以快速地進行放電，故電源供應器100之重新啟動時間將能大幅縮短。因此，本發明可以有效地改善電源供應器100之可靠度及穩定度。

以下實施例將介紹電源供應器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電源供應器200之示意圖。在第2圖之實施例中，電源供應器200具有一第一輸入節點NIN1、一第二輸入節點NIN2，以及一輸出節點NOUT，並包括一電源插槽210、一放電電路220、一橋式整流器230、一變壓器240、一功率切換器250、一輸出級電路260、一回授電路270、一控制器280，以及一切換電路290。電源供應器200可與一電源插頭300共同使用，其屬於一外部元件。電源供應器200之第一輸入節點NIN1和第二輸入節點NIN2可用於接收一第一輸入電位VIN1和一第二輸入電位VIN2。電源供應器200之輸出節點NOUT可用於輸出一輸出電位VOUT。

電源插槽210包括一第一火線211、一第一中性線212、一第一接地線213、一第一偵測器214，以及一第二偵測器215。第一火線211可耦接至第一輸入節點NIN1。第一中性線212可耦接至第二輸入節點NIN2。第一接地線213可耦接至大地299。大地299可指地球，或指耦接至地球之任一接地路徑，其並非屬於電源供應器200之內部元件。第一偵測器214可用於監控第一火線211之連接狀態，並據以輸出一第一控制電位VC1。第二偵測器215可用於監控第一中性線212之連接狀態，並據以輸出一第二控制電位VC2。

電源插頭300包括一第二火線301、一第二中性線302，以及一第二接地線303。若電源插頭300已耦接至電源插槽210(或是電源插頭300已插入至電源插槽210當中)，則第二火線301會耦接至第一火線211，第二中性線302會耦接至第一中性線212，而第二接地線303會耦接至第一接地線213。此時，第一偵測器214和第二偵測器215將產生具有高邏輯位準之第一控制電位VC1和第二控制電位VC2。反之，若電源插頭300未耦接至電源插槽210(或是電源插頭300已由電源插槽210當中拔出來)，則第一偵測器214和第二偵測器215將產生具有低邏輯位準之第一控制電位VC1和第二控制電位VC2。必須理解的是，當電源插頭300恰耦接至電源插槽210時，其將導致電源插槽210之第一火線211和第一中性線212上之輸入阻抗發生變化。在一些實施例中，第一偵測器214和第二偵測器215可監控及偵測第一火線211和第一中性線212上之輸入阻抗，再根據此輸入阻抗來決定第一控制電位VC1和第二控制電位VC2之電位位準，但亦不僅限於此。

放電電路220包括一第一電容器C1、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。第一電容器C1具有一第一端和一第二端，其中第一電容器C1之第一端係耦接至第一輸入節點NIN1，而第一電容器C1之第二端係耦接至第二輸入節點NIN2。第一電阻器R1具有一第一端和一第二端，其中第一電阻器R1之第一端係耦接至第一輸入節點NIN1，而第一電阻器R1之第二端係耦接至一第一節點N1。第二電阻器R2具有一第一端和一第二端，其中第二電阻器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二節點N2以輸出一主要供應電位VP1。第三電阻器R3具有一第一端和一第二端，其中第三電阻器R3之第一端係耦接至第一節點N1，而第二電阻器R3之第二端係耦接至第二輸入節點NIN2。第四電阻器R4具有一第一端和一第二端，其中第四電阻器R4之第一端係耦接至第二節點N2，而第四電阻器R4之第二端係耦接至一接地電位VSS(例如：0V)。

橋式整流器230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具有一陽極和一陰極，其中第一二極體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三節點N3以輸出一整流電位VR。第二二極體D2具有一陽極和一陰極，其中第二二極體D2之陽極係耦接至第二輸入節點NIN2，而第二二極體D2之陰極係耦接至第三節點N3。第三二極體D3具有一陽極和一陰極，其中第三二極體D3之陽極係耦接至接地電位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具有一陽極和一陰極，其中第四二極體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。

變壓器240包括一主線圈241、一副線圈242，以及一輔助線圈243，其中變壓器240可內建一激磁電感器LM。激磁電感器LM可為變壓器240製造時所附帶產生之固有元件，其並非一外部獨立元件。主線圈241、輔助線圈243，以及激磁電感器LM皆可位於變壓器240之同一側(例如：一次側)，而副線圈242則可位於變壓器240之相對另一側(例如：二次側，其可與一次側互相隔離開來)。主線圈241具有一第一端和一第二端，其中主線圈241之第一端係耦接至第三節點N3以接收整流電位VR，而主線圈241之第二端係耦接至一第四節點N4。激磁電感器LM具有一第一端和一第二端，其中激磁電感器LM之第一端係耦接至第三節點N3，而激磁電感器LM之第二端係耦接至第四節點N4。副線圈242具有一第一端和一第二端，其中副線圈242之第一端係耦接至一第五節點N5，而副線圈242之第二端係耦接至一共同節點NCM。例如，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。輔助線圈243具有一第一端和一第二端，其中輔助線圈243之第一端係耦接至一第六節點N6，而輔助線圈243之第二端係耦接至接地電位VSS。

功率切換器250包括一第一電晶體M1。例如，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時脈電位VA，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四節點N4。

輸出級電路260包括一第五二極體D5和一第二電容器C2。第五二極體D5具有一陽極和一陰極，其中第五二極體D5之陽極係耦接至第五節點N5，而第五二極體D5之陰極係耦接至輸出節點NOUT。第二電容器C2具有一第一端和一第二端，其中第二電容器C2之第一端係耦接至輸出節點NOUT，而第二電容器C2之第二端係耦接至共同節點NCM。

回授電路270包括一第六二極體D6和一第三電容器C3。第六二極體D6具有一陽極和一陰極，其中第六二極體D6之陽極係耦接至第六節點N6，而第六二極體D6之陰極係耦接至一第七節點N7以輸出一輔助供應電位VP2。第三電容器C3具有一第一端和一第二端，其中第三電容器C3之第一端係耦接至第七節點N7，而第三電容器C3之第二端係耦接至接地電位VSS。

控制器280可由一脈波寬度調變積體電路(Pulse Width Modulation Integrated Circuit，PWM IC)來實施。控制器280可產生前述之時脈電位VA。例如，時脈電位VA於電源供應器200初始化時可維持於一固定電位，而在電源供應器200進入正常使用階段後則可提供週期性之時脈波形。控制器280係由一供應節點NS處之一供應電位VCC來進行供電。詳細而言，若供應電位VCC為高邏輯位準，則控制器280將被啟動並輸出時脈電位VA；反之，若供應電位VCC為低邏輯位準，則控制器280將被關閉並停止輸出時脈電位VA。

切換電路290包括一第二電晶體M2和一第三電晶體M3。例如，第二電晶體M2和一第三電晶體M3可各自為一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第一控制電位VC1，第二電晶體M2之第一端係耦接至供應節點NS，而第二電晶體M2之第二端係耦接至第二節點N2以接收主要供應電位VP1。第三電晶體M3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)，其中第三電晶體M3之控制端係用於接收第二控制電位VC2，第三電晶體M3之第一端係耦接至供應節點NS，而第三電晶體M3之第二端係耦接至第七節點N7以接收輔助供應電位VP2。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源插頭300之外觀圖。第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源插槽210之外觀圖。必須理解的是，第3、4圖僅供參考，但實際上電源插頭300和電源插槽210之具體結構尚可依照不同需求而進行調整。

在一些實施例中，電源供應器200可操作於一連接模式或一非連接模式，其操作原理可如下列所述。

在連接模式中，電源插頭300係與電源插槽210互相耦接。是以，第一控制電位VC1為高邏輯位準，以致能(Enable)第二電晶體M2，而第二控制電位VC2亦為高邏輯位準，以致能第三電晶體M3。此時，放電電路220可提供主要供應電位VP1給控制器280，而回授電路270則可提供輔助供應電位VP2給控制器280，使得主要供應電位VP1和輔助供應電位VP2共同形成控制器280之供應電位VCC(高邏輯位準)。

在非連接模式中，電源插頭300不再與電源插槽210互相耦接。是以，第一控制電位VC1為低邏輯位準，以禁能(Disable)第二電晶體M2，而第二控制電位VC2亦為低邏輯位準，以禁能第三電晶體M3。此時，放電電路220無法再提供主要供應電位VP1給控制器280，而回授電路270亦無法再提供輔助供應電位VP2給控制器280。必須注意的是，供應節點NS處之供應電位VCC將會快速放電至低邏輯位準，使得控制器280被關閉。另一方面，原本儲存於第一電容器C1上之能量則可經由第一電阻器R1、第二電阻器R2、第三電阻器R3，以及第四電阻器R4快速地釋放至接地電位VSS。

第5圖係顯示傳統電源供應器之控制器之供應電位VCC之波形圖，其中橫軸代表時間，而縱軸代表電位位準。如第5圖所示，在一第一時間點T1處，栓鎖關閉式之保護機制被觸發且電源插頭由傳統電源供應器之電源插槽中被拔出，故控制器之供應電位VCC開始進行放電。當控制器之供應電位VCC已下降至低邏輯位準時，在一第二時間點T2處，電源插頭可重新再插入至傳統電源供應器之電源插槽中。必須注意的是，在傳統設計下，控制器之供應電位VCC需要相對較長之一放電時間TA，例如：約10秒。

第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器200之控制器280之供應電位VCC之波形圖，其中橫軸代表時間，而縱軸代表電位位準。如第6圖所示，在一第一時間點T3處，栓鎖關閉式之保護機制被觸發且電源插頭300由電源供應器200之電源插槽210中被拔出(亦即，進入非連接模式)，故控制器280之供應電位VCC開始進行放電。當控制器280之供應電位VCC已下降至低邏輯位準時，在一第二時間點T4處，電源插頭300可重新再插入至電源供應器200之電源插槽210中(亦即，進入連接模式)。必須注意的是，在本發明之設計下，控制器280之供應電位VCC僅需要相對較短之一放電時間TB，例如：約0.2秒。換言之，本發明之電源供應器200可在保護機制被觸發後仍能快速地進行重新啟動，此將可大幅改善整體之可靠度及穩定度。

在一些實施例中，電源供應器200之元件參數可如下列所述。激磁電感器LM之電感值可介於432μH至528μH之間，較佳可為480μH。第一電容器C1之電容值可介於0.3μF至0.36μF之間，較佳可為0.33μF。第二電容器C2之電容值可介於544μF至816μF之間，較佳可為680μF。第三電容器C3之電容值可介於4.23μF至5.17μF之間，較佳可為4.7μF。第一電阻器R1之電阻值可介於1.197MΩ至1.463MΩ之間，較佳可為1.33MΩ。第二電阻器R2之電阻值可介於9KΩ至11KΩ之間，較佳可為10KΩ。第三電阻器R3之電阻值可介於1.197MΩ至1.463MΩ之間，較佳可為1.33MΩ。第四電阻器R4之電阻值可介於36Ω至44Ω之間，較佳可為40Ω。主線圈241對副線圈242之匝數比值可介於1至100之間，較佳可為20。主線圈241對輔助線圈243之匝數比值可介於1至100之間，較佳可為10。以上參數範圍係根據多次實驗結果而得出，其有助於最小化控制器280之供應電位VCC之放電時間TB，同時最大化電源供應器200自身之轉換效率。

本發明提出一種新穎之電源供應器。根據實際量測結果，使用前述設計之電源供應器可在保護機制被觸發後仍能快速地重新啟動，故其很適合應用於各種各式之電子裝置當中。

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。本發明之電源供應器並不僅限於第1-6圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-6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。

在本說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」、「第三」等等，彼此之間並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分兩個具有相同名字之不同元件。

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:電源供應器 110,210:電源插槽 120,220:放電電路 130,230:橋式整流器 140,240:變壓器 141,241:主線圈 142,242:副線圈 143,243:輔助線圈 150,250:功率切換器 160,260:輸出級電路 170,270:回授電路 180,280:控制器 190,290:切換電路 211:第一火線 212:第一中性線 213:第一接地線 214:第一偵測器 215:第二偵測器 299:大地 300:電源插頭 301:第二火線 302:第二中性線 303:第二接地線 C1:第一電容器 C2:第二電容器 C3:第三電容器 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 LM:激磁電感器 M1:第一電晶體 M2:第二電晶體 M3:第三電晶體 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 NCM:共同節點 NIN1:第一輸入節點 NIN2:第二輸入節點 NOUT:輸出節點 NS:供應節點 R1:第一電阻器 R2:第二電阻器 R3:第三電阻器 R4:第四電阻器 T1,T3:第一時間點 T2,T4:第二時間點 TA,TB:放電時間 VA:時脈電位 VC1:第一控制電位 VC2:第二控制電位 VCC:供應電位 VIN1:第一輸入電位 VIN2:第二輸入電位 VOUT:輸出電位 VP1:主要供應電位 VP2:輔助供應電位 VR:整流電位 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電源插頭之外觀圖。第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源插槽之外觀圖。第5圖係顯示傳統電源供應器之控制器之供應電位之波形圖。第6圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器之控制器之供應電位之波形圖。

100:電源供應器

110:電源插槽

120:放電電路

130:橋式整流器

140:變壓器

141:主線圈

142:副線圈

143:輔助線圈

150:功率切換器

160:輸出級電路

170:回授電路

180:控制器

190:切換電路

300:電源插頭

LM:激磁電感器

VA:時脈電位

VC1:第一控制電位

VC2:第二控制電位

VCC:供應電位

VIN1:第一輸入電位

VIN2:第二輸入電位

VOUT:輸出電位

VP1:主要供應電位

VP2:輔助供應電位

VR:整流電位

VSS:接地電位

Claims

一種電源供應器，與一電源插頭共同作使用，並包括：一電源插槽，選擇性地耦接至該電源插頭，並產生一第一控制電位和一第二控制電位；一放電電路，耦接至該電源插槽，並產生一主要供應電位；一橋式整流器，耦接至該放電電路，並根據一第一輸入電位和一第二輸入電位來產生一整流電位；一變壓器，包括一主線圈、一副線圈，以及一輔助線圈，其中該變壓器內建一激磁電感器，而該主線圈係用於接收該整流電位；一功率切換器，根據一時脈電位來選擇性地將該主線圈耦接至一接地電位；一輸出級電路，耦接至該副線圈，並產生一輸出電位；一回授電路，耦接至該輔助線圈，並產生一輔助供應電位；一控制器，產生該時脈電位；以及一切換電路，根據該第一控制電位和該第二控制電位來操作，使得該控制器選擇性地由該主要供應電位和該輔助供應電位來進行供電；其中該電源插槽包括：一第一火線，選擇性地耦接至該電源插頭之一第二火線；一第一中性線，選擇性地耦接至該電源插頭之一第二中性線；一第一接地線，選擇性地耦接至該電源插頭之一第二接地線；一第一偵測器，監控該第一火線；以及一第二偵測器，監控該第一中性線；其中該第一偵測器和該第二偵測器更監控及偵測該第一火線和該第一中性線上之輸入阻抗，再根據該輸入阻抗來決定該第一控制電位和該第二控制電位之電位位準；其中若該電源插頭已耦接至該電源插槽，則該第一偵測器和該第二偵測器將產生具有高邏輯位準之該第一控制電位和該第二控制電位；其中若該電源插頭未耦接至該電源插槽，則該第一偵測器和該第二偵測器將產生具有低邏輯位準之該第一控制電位和該第二控制電位。
如請求項1之電源供應器，其中若該電源插頭未耦接至該電源插槽，則該控制器將不再由該主要供應電位和該輔助供應電位來進行供電。
如請求項1之電源供應器，其中該放電電路包括：一第一電容器，具有一第一端和一第二端，其中該第一電容器之該第一端係耦接至一第一輸入節點，而該第一電容器之該第二端係耦接至一第二輸入節點；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一輸入節點，而該第一電阻器之該第二端係耦接至一第一節點；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二節點以輸出該主要供應電位；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一節點，而該第二電阻器之該第二端係耦接至該第二輸入節點；以及一第四電阻器，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二節點，而該第四電阻器之該第二端係耦接至該接地電位。
如請求項3之電源供應器，其中該橋式整流器包括：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該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三節點以輸出該整流電位；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該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三節點；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。
如請求項4之電源供應器，其中該主線圈具有一第一端和一第二端，該主線圈之該第一端係耦接至該第三節點以接收該整流電位，該主線圈之該第二端係耦接至一第四節點，該激磁電感器具有一第一端和一第二端，該激磁電感器之該第一端係耦接至該第三節點，而該激磁電感器之該第二端係耦接至該第四節點，該副線圈具有一第一端和一第二端，該副線圈之該第一端係耦接至一第五節點，該副線圈之該第二端係耦接至一共同節點，該輔助線圈具有一第一端和一第二端，該輔助線圈之該第一端係耦接至一第六節點，而該輔助線圈之該第二端係耦接至該接地電位。
如請求項5之電源供應器，其中該功率切換器包括：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四節點。
如請求項5之電源供應器，其中該輸出級電路包括：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該第五節點，而該第五二極體之該陰極係耦接至一輸出節點以輸出該輸出電位；以及一第二電容器，具有一第一端和一第二端，其中該第二電容器之該第一端係耦接至該輸出節點，而該第二電容器之該第二端係耦接至該共同節點。
如請求項5之電源供應器，其中該回授電路包括：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該第六節點，而該第六二極體之該陰極係耦接至一第七節點以輸出該輔助供應電位；以及一第三電容器，具有一第一端和一第二端，其中該第三電容器之該第一端係耦接至該第七節點，而該第三電容器之該第二端係耦接至該接地電位。
如請求項8之電源供應器，其中該切換電路包括：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一控制電位，該第二電晶體之該第一端係耦接至該控制器之一供應節點，而該第二電晶體之該第二端係耦接至該第二節點以接收該主要供應電位；以及一第三電晶體，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用於接收該第二控制電位，該第三電晶體之該第一端係耦接至該供應節點，而該第三電晶體之該第二端係耦接至該第七節點以接收該輔助供應電位。