[發明專利]提供輸出功率限制與取決于負載的電壓調變的電源轉接器

有效

• 申請號: 200610101574.3
• 申請日: 2006-07-12
• 公開（公告）號: CN101106334A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 蔣進財
• 申請（專利權）人: 臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: H02M7/155
• 分類號: H02M7/155;G05F1/46;H02J7/02
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳晨

技術領域

本發明關于一種電源轉接器，更特別的是本發明關于一種能夠提供輸出功率限制與取決于負載的電壓調變的電源轉接器。

背景技術

圖1為一種公知的便攜式計算機(portable?computer)的電源供應系統的系統方塊圖。如圖1所示，電源轉接器(power?adapter)100設定為將交流輸入電壓轉換成輸出直流電壓，該輸出直流電壓用來提供便攜式計算機102的工作所需的電源。便攜式計算機102內部具有電池組(battery?pack)104以及直流-直流轉換器(DC-DC?converter)106，其中直流-直流轉換器106設定為將電源轉接器100所提供的直流電壓轉換成便攜式計算機102的內部構件所需要的電壓，而電池組104設定為當便攜式計算機102并未由電源轉換器100供電時，提供電源來操作便攜式計算機102。一般而言電池組104可由多個串聯連接的可充電電池(rechargeable?battery)所組成，其可設定為當便攜式計算機102由電源轉接器100供電時，通過電池充電器(battery?charger)108將一部分的電源轉接器100的輸出能量儲存于其中，并且在當便攜式計算機102未由電源轉換器100供電時，將其中所儲存的能量經由電壓線路(voltage?rail)109傳送至直流-直流轉換器106，借此使得直流-直流轉換器106能夠提供便攜式計算機102的內部構件所需要的電壓。電池充電器108設定為將電源轉接器100所提供的直流電壓降壓成適合于用來對電池組104充電的直流電壓，以對電池組104進行充電。

圖2為圖1的電源轉接器100的電路方塊圖。如圖2所示，電源轉接器100包含電源轉換單元110，其包含橋式整流器121、開關122、開關切換控制器123、變壓器124，以及整流濾波電路125。橋式整流器121接收輸入交流電壓Vin并且將輸入交流電壓Vin轉換成全波整流的直流電壓(full-waverectified?DC?voltage)。變壓器124具有初級側繞阻(primary?winding)Np與次級側繞阻(secondary?winding)Ns，其中初級側繞阻Np與開關122串聯并且設定為當開關122導通時儲存自輸入交流電壓Vin所接收的能量，并且當開關122截止時將所儲存的能量轉移至次級側繞阻Ns兩端。整流濾波電路125由整流二極管Dr11與濾波電容Cf11所組成，其設定為將次級側繞阻Ns上的能量進行整流與濾波處理以產生所想要的輸出直流電壓Vo。除此之外，電源轉接器還包含電壓限制電路126與電流限制電路127。該電壓限制電路126包含分壓器(voltage?divider)，其由電阻R11與R12所組成且耦接到電源轉換單元110的輸出端，其設定為產生一部分輸出電壓(fractional?output?voltage)。該電壓限制電路126還包含電壓限制放大器(voltage-limiting?amplifier)132，其是將分壓器(R11，R12)所提供的部分輸出電壓與第一參考電壓Vref11進行比較，并且根據比較的結果產生誤差控制信號。該誤差控制信號經由光耦合器128傳送至開關切換控制器123，以使得開關切換控制器123根據誤差控制信號來調整開關122的切換占空比(switching?duty?cycle)，從而將電源轉換單元110的輸出電壓Vo限制在一預定值上。該電流限制電路127包含電流感測電阻Rs11，其設置在電源轉換單元110的電流返回路徑(current?returnpath)上，其設定為當電源轉換單元110的輸出電流流經電流感測電阻Rs11時，在電流感測電阻Rs11兩端產生與輸出電流成正比的感測電壓(sensedvoltage)。該感測電壓耦接到跨導放大器(transconductance?amplifier)133的反相輸入端(inverting?input?terminal)，而跨導放大器133的同相輸入端(non-inverting?input?terminal)接收第二參考電壓Vref12，該第二參考電壓Vref12經由耦接到第一參考電壓Vref11的分壓器(R13，R14)而產生并且與最大電流(maximum?current)成正比。跨導放大器133將感測電壓Vs與第二參考電壓Vref12進行比較，借此判斷電源轉換單元110的輸出電流是否達到最大電流。如果電源轉換單元110的輸出電流達到最大電流，跨導放大器133會產生過電流檢測信號(overcurrent?detection?signal)。該過電流檢測信號經由光耦合器128傳送到開關切換控制器123，借以使得開關切換控制器123關閉以限制電源轉換單元110的輸出電流在該最大電流關閉來避免過電流的情形發生。