[發明專利]電源供應器及其控制方法以及其所適用的電源供電系統

有效

• 申請號: 201010538320.4
• 申請日: 2010-11-01
• 公開（公告）號: CN102468760A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 吳洪洋;辛曉妮;王彬;吳其昆
• 申請（專利權）人: 臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M3/338;H02H7/12
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 鄭小軍;馮志云

技術領域

本發明涉及一種電源供應器與電源供應器的控制方法以及電源供電系統，尤指一種高可靠度且適用于備援式電源供電系統的電源供應器與電源供應器的控制方法，而該電源供電系統使用多個電源供應器并聯供電工作。

背景技術

近年來隨著科技的進步，具有各式各樣不同功能的電子產品已逐漸被研發出來，這些具有各式各樣不同功能的電子產品不但滿足了人們的各種不同需求，更融入每個人的日常生活，使得人們生活更為便利。

這些各式各樣不同功能的電子產品由各種電子元件所組成，而每一個電子元件所需的電源電壓不盡相同，因此，現今的電力供電系統提供的交流電源(市電)并不適合直接提供給電子產品使用。為了提供適當的電壓給每一個電子元件使其正常工作，這些電子產品需要通過電源轉換電路將交流電源，例如一般的市電，轉換為適當的電壓給電子產品使用。隨著電子產品的耗電量與應用的場合不同，為了提高供電的可靠度(reliability)與達到容錯式的工作要求，備援式的電源供電系統(redundancy?power?system)會使用多個電源供應器同時并聯供電至電子產品，以防止因其中一個電源供應器故障或損毀，造成電源供電系統停止供電至電子產品而使電子產品停止工作。

請參閱圖1，其為公知電源供電系統的電路架構示意圖。如圖1所示，公知電源供電系統1包含結構相似且額定輸出電壓值相同之多個電源供應器10，通過多個電源供應器10的輸出端電性并聯連接而構成備緩式的電源供電系統1。于工作時，每一個電源供應器10會將輸入電壓Vin轉換為電子產品(圖中未標示)工作時所需電壓值的輸出電壓Vo’，例如12V(伏特)，且每一個電源供應器10共同分攤(Current?sharing)提供至電子產品(圖中未標示)的系統輸出電流Io’，即系統輸出電流Io’等于所有電源供應器10的輸出電流Io1’～Ion’的總合。

如圖1所示，公知每一電源供應器10包含電源變換器101(converter)以及輸出保護電路102，電源供應器10通過內部一開關電路(圖中未標示)導通或截止的切換動作(switching)將輸入電壓Vin轉換為內輸出電壓Vo1’后，內輸出電壓Vo1’的電能再經由輸出保護電路102傳送至電子產品(圖中未標示)。于本實施例中，輸出保護電路102由多個二極管D(diode)并聯構成具有緩沖與保護特性的或門二極管(ORing?Diode)，每一個二極管D電性連接于電源變換器101的輸出端與電源供應器10的輸出端之間，用以限制流經輸出保護電路102的輸出電流Io1’的電流方向。當其中一個電源供應器10短路或故障時，輸出保護電路102的二極管D可以防止電源供應器10發生逆向電流(reverse?current)，即防止電源供應器10的輸出電流Io1’逆向流回至電源供應器10內。例如其中一個電源供應器10短路時，輸出保護電路102可以有效防止逆向電流流入發生故障的電源供應器10，再如其中一個電源供應器10發生故障導致輸出電壓升高，輸出保護電路102可以有效防止逆向電流流入未發生故障的電源供應器10。雖然，利用二極管D組成的輸出保護電路102可以有效防止逆向電流發生，但是二極管D具有較大的導通電壓降，因此二極管D的導通損失(conduction?loss)較大，電源供應器10與電源供電系統1的整體效率較低，且工作溫度較高。

請參照圖2并配合圖1，其中圖2為另一種公知電源供電系統的結構示意圖。如圖2所示，公知電源供電系統2的電源供應器20利用多個功率晶體管M(power?transistor)取代圖1所示中的多個二極管D，以構成具有緩沖與保護特性的或門場效晶體管(Oring?FET)輸出保護電路102。由于功率晶體管M具有導通阻抗較低且導通電壓降較小的特性，因此通過多個功率晶體管M構成的輸出保護電路102，可使電源供應器20與電源供電系統2的功率損失減少、工作溫度降低以及整體效率增加。于本實施例中，控制電路203依據輸出電壓Vo’及內輸出電壓Vo1’兩者的電壓差，即導通電壓降Vt(Vt＝Vo’-Vo1’)，控制多個功率晶體管M導通或截止，當電源供應器20發生逆向電流時，控制電路203會通過導通電壓降Vt的電壓值判斷出電源供應器20發生逆向電流，并對應控制多個功率晶體管M截止。

請參照圖3并配合圖2，其中圖3為功率晶體管的狀態與導通電壓降的對應關系示意圖。如圖3所示，功率晶體管的狀態與導通電壓降的對應關系具遲滯特性(hysteresis)，其工作方式說明如下：