電源供應裝置製造方法

2023-07-26 22:26:31 1

電源供應裝置製造方法【專利摘要】本發明提供一種電源供應裝置，通過其內的控制晶片來執行交流輸入電源的檢測，故而無須再額外地設置外部的獨立檢測線路，從而不但可以降低設計成本，而且還不會有額外的待機損耗產生；另外，採用控制晶片來執行交流輸入電源的檢測的方式可有效地降低檢測偏差性，從而得以在容許的、準確的時間，即預設時間，內通知負載系統；再者，控制晶片可因應負載系統的應用需求而決定並調整產生指示信號以通知負載系統的預設時間長短，故而得以通用地應用在不同類型的具有時序控制需求的負載系統中。【專利說明】電源供應裝置【
技術領域：
】[0001]本發明是有關於一種電源轉換技術，且特別是有關於一種可以應用在具有時序控制需求的負載系統的電源供應裝置。【
背景技術：
】[0002]在某些具有時序控制(timingcontrol)需求的負載系統(loadsystem),例如:顯示器系統，當其電源供應裝置(powersupplyapparatus)所接收的交流輸入電源(ACinputpower)，例如市電，發生異常時(例如:斷電、消失)，大多需通過外部的獨立檢測線路(detectioncircuit)以執行檢測來通知負載系統。如此一來，一旦負載系統接獲通知，就會執行正常關機流程(normalshut-downprocedure)以防止系統意外停機。[0003]然而，現行用以執行交流輸入電源的檢測的檢測線路內所使用的元件較多，故而需要較大的硬體布局面積與較高的設計成本。另外，現行用以執行交流輸入電源的檢測的檢測線路必須常態連接於交流輸入電源，故而會增加系統的待機損失。再者，現行用以執行交流輸入電源的檢測的檢測線路的檢測偏差性較高，故而有可能無法在容許的(準確的)時間內通知負載系統，而且也無法通用地應用在不同類型的具有時序控制需求的負載系統中。【
發明內容】[0004]有鑑於此，本發明提供一種電源供應裝置，可以有效地解決先前技術所述及的問題。[0005]基於上述，本發明的一示範性實施例提供一種電源供應裝置，包括:轉換線路與控制晶片，其中，轉換線路用以對一交流輸入電源進行轉換，藉以提供一直流輸出電源給一負載系統；控制晶片耦接轉換線路，用以控制轉換線路的運作，並具有檢測所述交流輸入電源的功能；當控制晶片檢測出所述交流輸入電源發生異常時，則在一預設時間內產生一指示信號以通知負載系統。[0006]在本發明的一示範性實施例中，控制晶片包括:控制主體與指示單元。其中，控制主體用以控制轉換線路的運作，並對所述交流輸入電源進行檢測。指示單元耦接控制主體，用以反應於控制主體對所述交流輸入電源的檢測而決定是否在所述預設時間內產生所述指示信號。[0007]在本發明的一示範性實施例中，控制主體系通過高壓啟動引腳(high-voltagepin,HVpin)、足壓-欠壓引腳(brown-1n&brown-outpin)、放電功能引腳(dischargefunctionpin)、輸入電壓檢測引腳(Vacsensepin)或其之間的組合以檢測該交流輸入電源。[0008]在本發明的一示範性實施例中，當控制主體檢測出所述交流輸入電源發生異常時，則控制指示單元在所述預設時間內產生所述指示信號；以及當控制主體檢測出所述交流輸入電源未發生異常時，則控制指示單元停止產生所述指示信號。[0009]在本發明的一示範性實施例中，指示單元可以包括一延遲單元或一計數單元。[0010]在本發明的一示範性實施例中，所述預設時間可以由負載系統的應用需求而決定。基此，所述預設時間為可調的。[0011]在本發明的一示範性實施例中，轉換線路可以為以脈寬調變架構為基礎的轉換線路。基此，以脈寬調變架構為基礎的轉換線路的拓撲型式至少可以包括功率因子校正電源轉換拓撲、返馳式電源轉換拓撲、LLC諧振電源轉換拓撲、降壓式電源轉換拓撲、升降壓式電源轉換拓撲、庫克(Cuk)電源轉換拓撲或其之間的組合。[0012]在本發明的一示範性實施例中，以脈寬調變架構為基礎的轉換線路至少可以包括:整流-濾波單元與轉換單元。其中，整流-濾波單元用以接收所述交流輸入電源，並對所述交流輸入電源進行整流與濾波。轉換單元耦接整流-濾波單元，用以反應於控制晶片的控制而對整流與濾波單元的輸出進行轉換，藉以產生所述直流輸出電源。基此，控制主體可以耦接至整流-濾波單元的輸入或輸出以對所述交流輸入電源進行檢測。[0013]在本發明的一示範性實施例中，負載系統可以反應於所述指示信號而執行一正常關機流程，且負載系統至少可以包括顯示器系統。[0014]基於上述，本發明所提的電源供應裝置得以應用在具有時序控制需求的任一負載系統中，且主要是通過電源供應裝置中的控制晶片本身來執行交流輸入電源的檢測，故而無須再額外地設置外部的獨立檢測線路(在控制晶片本身已具有檢測交流輸入電源的功能的條件下)，從而不但可以降低設計成本，而且還不會有額外的待機損耗產生。[0015]另一方面，採用控制晶片本身來執行交流輸入電源的檢測的方式可以有效地降低檢測偏差性，從而得以在容許的(準確的)時間(即，預設時間)內通知負載系統。再加上，控制晶片可以因負載系統的應用需求而決定並調整產生指示信號以通知負載系統的預設時間長短，故而得以通用地應用在不同類型的具有時序控制需求的負載系統中。[0016]應了解的是，上述一般描述及以下【具體實施方式】僅為例示性及闡釋性的，其並不能限制本發明所欲主張的範圍。【專利附圖】【附圖說明】[0017]下面的附圖是本發明的說明書的一部分，示出了本發明的示例實施例，所示附圖與說明書的描述一起說明本發明的原理。[0018]圖1為本發明一示範性實施例的電源供應裝置(powersupplyapparatus)10的示意圖；[0019]圖2A為圖1的轉換線路101的實施示意圖；[0020]圖2B為圖1的轉換線路101的另一實施示意圖；[0021]圖2C為圖1的轉換線路101的再一實施示意圖；[0022]圖3為圖1的控制晶片103的實施示意圖；[0023]圖4A為本發明一示範性實施例的控制主體301對交流輸入電源AC_IN進行檢測的不意圖；[0024]圖4B為本發明另一示範性實施例的控制主體301對交流輸入電源AC_IN進行檢測的示意圖；[0025]圖4C為本發明再一示範性實施例的控制主體301對交流輸入電源AC_IN進行檢測的示意圖；[0026]圖5A為圖3中的指示單元303的實施示意圖；[0027]圖5B為圖3中的指示單元303的另一實施示意圖。[0028]附圖標記說明:[0029]10:電源供應裝置；[0030]20:負載系統；[0031]101:轉換線路；[0032]103:控制晶片；[0033]201:整流-濾波單元；[0034]203:轉換單元；[0035]205:電磁幹擾濾波器；[0036]207:反饋單元；[0037]301:控制主體；[0038]303:指示單元；[0039]401:延遲單元；[0040]403:計數單元；[0041]AC_IN:交流輸入電源；[0042]VOUT:直流輸出電源；[0043]VFB:反饋信號；[0044]T:預設時間；[0045]INS:指示信號【具體實施方式】[0046]現將詳細參考本發明的示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例的實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件代表相同或類似部分。[0047]圖1為本發明一示範性實施例的電源供應裝置(powersupplyapparatus)10的示意圖。請參閱圖1，電源供應裝置10得以應用在具有時序控制需求的負載系統20中(例如:顯示器系統(displaysystem)，但並不限制於此)，且本示範性實施例的電源供應裝置10可以包括:轉換線路(conversioncircuit)101與控制晶片(controlchip)103。[0048]轉換線路101用以對交流輸入電源(ACinputpower,例如:市電(citypower),但並不限制於此)AC_IN進行轉換(即，交直流轉換(AC-to-DCconversion))，藉以提供直流輸出電源(DCoutputpower)VOUT給負載系統20。[0049]另外，控制晶片103耦接轉換線路101，用以控制轉換線路101的運作，並具有檢測交流輸入電源AC_IN的功能。在本示範性實施例中，當控制晶片103檢測出交流輸入電源AC_IN發生異常(例如:斷電或消失，但並不限制於此)時，則在一段預設時間(predeterminedtime)T內產生指不信號(indicationsignal)INS以通知負載系統20。如此一來，負載系統20將反應於來自控制晶片103的指示信號INS而執行正常關機流程(normalshut-downprocedure)。在本示範性實施例中，控制晶片103所產生的指示信號INS可以是邏輯高電平信號(logichigh-levelsignal)、邏輯低電平信號(logiclow-levelsignal)，或是開集極信號(opencollectorsignal)，但並不限制於此。而且，依據實際應用/設計的需求，還可以對所產生的指示信號INS進行反向後再提供至負載系統20。[0050]更清楚來說，轉換線路101可以為以脈寬調變架構為基礎(pulse-width-modulation-based,PWM-based)的轉換線路。在此條件下，轉換線路101的拓撲型式(topology)可以為功率因子校正電源轉換拓撲(powerfactorcorrectionpowerconversiontopology,PFCpowerconversiontopology)、返馳式電源轉換拓撲(flybackpowerconversiontopology)、LLCi皆振電源轉換拓撲(LLCresonantpowerconversiontopology)、降壓式電源轉換拓撲(buckpowerconversiontopology)、升降壓式電源轉換拓撲(buck-boostpowerconversiontopology)、庫克電源轉換拓撲(Cukpowerconversiontopology)或其之間的組合(例如:PFC+LLCpowerconversiontopology、PFC+flybackconversiontopology...等，但並不限制於此)。[0051]於此，無論轉換線路101的拓撲型式為何，其大致上都包括有:整流-濾波單元(rectification-filteringunit)201與轉換單兀(conversionunit)203,如圖2A所不，圖2A為圖1的轉換線路101的實施示意圖。其中，整流-濾波單元201用以接收交流輸入電源AC_IN，並對所接收的交流輸入電源AC_IN進行整流與濾波。在本示範性實施例中，整流-濾波單元201可採用全橋整流器(full-bridgerectifier)與濾波電容(filteringcapacitor)的組合來實施,亦或可採用半橋整流器(half-bridgerectifier)與濾波電容的組合來實施，但都並不限制於此，一切視實際設計需求而論。[0052]另外，轉換單元203耦接整流-濾波單元201，用以反應於控制晶片101的控制(即，脈寬調變控制)而對整流與濾波單元201的輸出進行轉換(即，直交直流轉換(DC-AC-DCconversion))，藉以產生並輸出直流輸出電源VOUT給負載系統20。[0053]圖2B為圖1的轉換線路101的另一實施示意圖，在交流輸入電源AC_IN與整流-濾波單元201之間，可以還包括如圖2B所示的電磁幹擾濾波器(EMIfilter)205，藉以消除來自交流輸入電源AC_IN的電磁幹擾，或者避免電源供應裝置10影響到用以供應交流輸入電源AC_IN的公共電力網(publicpowergridnetwork)。[0054]圖2C為圖1的轉換線路101的再一實施示意圖，在轉換單元203的輸出側，也可還包括如圖2C所示的反饋單元(feedbackunit)207,其可採用分壓(voltage-divide)的反饋方式或者光I禹合(photo-couple)的反饋方式，以提供關聯於直流輸出電源VOUT的反饋信號VFB給控制晶片103。如此一來，控制晶片103即可據以調整並穩定轉換單元203的輸出。[0055]另一方面，控制晶片103可以包括:控制主體(controlbody)301與指示單元(indicationunit)303，如圖3所示，圖3為圖1的控制晶片103的實施示意圖。其中，控制主體301用以控制以脈寬調變架構為基礎(PWM-based)的轉換線路101的運作(即，控制轉換單元203的運作)，並對交流輸入電源AC_IN進行檢測。在本示範性實施例中，控制主體301可以耦接至整流-濾波單元201的輸入(如圖4A所示)或輸出(如圖4B所示)以對交流輸入電源AC_IN進行檢測，但並不限制於此。更清楚來說，若考慮轉換線路101具有電磁幹擾濾波器(EMIfilter)205的情況下，則控制主體301也可耦接至電磁幹擾濾波器205的輸入(如圖4C所示)以對交流輸入電源AC_IN進行檢測。換言之，控制主體301可以視電源供應裝置10的實際硬體設計需求而耦接至整流-濾波單元201的輸入或輸出，亦或耦接至電磁幹擾濾波器205的輸入，藉以對交流輸入電源AC_IN進行檢測。[0056]另外，本示範性實施例是通過控制晶片103本身來執行交流輸入電源AC_IN的檢測，在控制晶片103本身已具有檢測交流輸入電源AC_IN的功能(例如:高壓啟動引腳(high-voltagepin,HVpin)、足壓-欠壓引腳(brown-1n&brown-outpin)、放電功能引腳(dischargefunctionpin)或輸入電壓檢測引腳(Vacsensepin))的條件下，控制主體301可通過高壓啟動引腳、足壓-欠壓引腳、放電功能引腳、輸入電壓檢測引腳或其之間的組合(例如:HVpin+brown-1n&brown-outpin、HVpin+brown-1n&brown-outpin+dischargefunctionpin等)以檢測交流輸入電源AC_IN,但並不限制於此。[0057]更清楚來說，上述的高壓啟動引腳、足壓-欠壓引腳、放電功能引腳、輸入電壓檢測引腳皆為控制晶片103本身設有的引腳，且皆連接於交流輸入電源AC_IN端；其中高壓啟動引腳在控制晶片103中原本的功能為提供控制晶片103弟一次開機的啟動電源；足壓-欠壓引腳在控制晶片103中原本的功能為設定開機電壓及關機電壓；而放電功能引腳在控制晶片103中原本的功能為關機後對電容(X-cap)放電；輸入電壓檢測引腳在控制晶片103中原本的功能為檢測交流輸入電源AC_IN。因此，只要控制晶片103的任一引腳連接於交流輸入電源AC_IN端，即可利用該等引腳結合控制主體301以對交流輸入電源AC_IN進行檢測。[0058]另外，指示單元303耦接控制主體301，用以反應於控制主體301對交流輸入電源AC_IN的檢測而決定是否在預設時間T內產生指示信號INS給負載系統20。在本示範性實施例中，當控制主體301檢測出交流輸入電源AC_IN發生異常(斷電或消失，但並不限制於此)時，則控制指示單元303在預設時間T內產生指示信號INS給負載系統20。反之，當控制主體301檢測出交流輸入電源AC_IN未發生異常時(即，交流輸入電源AC_IN處於正常供應的情況下)，則控制指示單元303停止產生指示信號INS給負載系統20。[0059]於此，內嵌於控制晶片103中的指示單元303的【具體實施方式】可以採用如圖5A所示的延遲單元(delaycell)401來實施，或者採用如圖5B所示的計數單元(counterunit)403來實施，但都不限制於此，一切端視實際應用/設計需求而論。在此條件下，前述預設時間T則可以由負載系統20的應用需求(applicationrequirement)而決定(因為相異負載系統的時序控制需求不盡相同)，並且為可調的(adjustable)。[0060]更清楚來說，一旦控制主體301檢測出交流輸入電源AC_IN發生異常(斷電或消失)的話，則控制主體301可以:經由預先設定的延遲單元401的延遲時間而在預設時間T內產生指示信號INS給負載系統20;或者，經由預先設定的計數單元403的計數時間而在預設時間T內產生指示信號INS給負載系統20。[0061]當然，在其他示範性實施例中，也可外掛一個被動元件(例如:電容或電阻)在控制晶片103的某一預定引腳的方式來決定或調整前述預設時間T的長短(例如:改變外掛電阻的阻值，或改變外掛電容的容值)。因此，如何實現指示單元303的方式可視實際應用/設計需求而論，不限制於所例舉的實施方式而已。[0062]由此可知，本發明所提的電源供應裝置10得以應用在具有時序控制需求的任一負載系統20(例如:顯示器系統、電腦系統...等)中，且其主要是通過控制晶片103本身來執行交流輸入電源AC_IN的檢測，故而無須再額外地設置外部的獨立檢測線路(在控制晶片103本身已具有檢測交流輸入電源AC_IN的功能的條件下，例如:通過高壓啟動引腳(high-voltagepin,HVpin)以檢測交流輸入電源AC_IN;或者,通過足壓-欠壓引腳(brown-1n&brown-outpin)以檢測交流輸入電源AC_IN;或者，通過放電功能引腳(dischargefunctionpin)以檢測交流輸入電源AC_IN;或者,通過輸入電壓檢測引腳(Vacsensepin)以檢測交流輸入電源AC_IN，但都不限制於此)，從而不但可以降低設計成本，而且還不會有額外的待機損耗產生。[0063]另一方面，採用控制晶片103本身的高壓啟動引腳、足壓-欠壓引腳、放電功能引腳或電壓檢測引腳來執行交流輸入電源AC_IN的檢測的方式可以有效地降低檢測偏差性，從而得以在容許的(準確的)時間(即，預設時間T)內通知負載系統20。再加上，控制晶片103可以因應負載系統20的應用需求而決定並調整產生指示信號INS以通知負載系統20的預設時間T長短，故而得以通用地應用在不同類型的具有時序控制需求的負載系統中(顯示器系統、電腦系統...等)。[0064]最後應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。【權利要求】1.一種電源供應裝置，其特徵在於，包括:一轉換線路，用以對一交流輸入電源進行轉換，藉以提供一直流輸出電源給一負載系統；一控制晶片，耦接該轉換線路，用以控制該轉換線路的運作，並具有檢測該交流輸入電源的功能，其中，當該控制晶片檢測出該交流輸入電源發生異常時，則在一預設時間內產生一指示信號以通知該負載系統。2.根據權利要求1所述的電源供應裝置，其特徵在於，該控制晶片包括:一控制主體，用以控制該轉換線路的運作，並對該交流輸入電源進行檢測；以及一指示單元，耦接該控制主體，用以反應於該控制主體對該交流輸入電源的檢測而決定是否在該預設時間內產生該指示信號。3.根據權利要求2所述的電源供應裝置，其特徵在於，該控制主體通過高壓啟動引腳、足壓-欠壓引腳、放電功能引腳、輸入電壓檢測引腳或其之間的組合以檢測該交流輸入電源。4.根據權利要求2所述的電源供應裝置，其特徵在於，當該控制主體檢測出該交流輸入電源發生異常時，則控制該指示單元在該預設時間內產生該指示信號；以及當該控制主體檢測出該交流輸入電源未發生異常時，則控制該指示單元停止產生該指不信號。5.根據權利要求2所述的電源供應裝置,其特徵在於,該指示單元包括一延遲單元或一計數單元。6.根據權利要求5所述的電源供應裝置，其特徵在於，該預設時間由該負載系統的一應用需求而決定。7.根據權利要求6所述的電源供應裝置，其特徵在於，該預設時間為可調的。8.根據權利要求2所述的電源供應裝置，其特徵在於，該轉換線路為一以脈寬調變架構為基礎的轉換線路。9.根據權利要求8所述的電源供應裝置，其特徵在於，該以脈寬調變架構為基礎的轉換線路的拓撲型式至少包括一功率因子校正電源轉換拓撲、一返馳式電源轉換拓撲、一LLC諧振電源轉換拓撲、一降壓式電源轉換拓撲、一升降壓式電源轉換拓撲、一庫克電源轉換拓撲或其之間的組合。10.根據權利要求8所述的電源供應裝置，其特徵在於，該以脈寬調變架構為基礎的轉換線路至少包括:一整流-濾波單元，用以接收該交流輸入電源，並對該交流輸入電源進行整流與濾波；以及一轉換單元，耦接該整流-濾波單元，用以反應於該控制晶片的控制而對該整流與濾波單元的輸出進行轉換，藉以產生該直流輸出電源。11.根據權利要求10所述的電源供應裝置，其特徵在於，該控制主體耦接至該整流-濾波單元的輸入或輸出以對該交流輸入電源進行檢測。12.根據權利要求10所述的電源供應裝置，其特徵在於，該以脈寬調變架構為基礎的轉換線路還包括:一電磁幹擾濾波器，耦接於該交流輸入電源與該整流-濾波單元之間。13.根據權利要求12所述的電源供應裝置，其特徵在於，該控制主體耦接至該電磁幹擾濾波器的輸入以對該交流輸入電源進行檢測。14.根據權利要求10所述的電源供應裝置，其特徵在於，該以脈寬調變架構為基礎的轉換線路還包括:一反饋單元，耦接至該轉換單元的輸出，用以提供關聯於該直流輸出電源的一反饋信號給控制晶片，藉以使得該控制晶片根據該反饋信號以調整並穩定該轉換單元的輸出。15.根據權利要求1所述的電源供應裝置，其特徵在於，該負載系統反應於該指示信號而執行一正常關機流程。16.根據權利要求14所述的電源供應裝置，其特徵在於，該負載系統至少包括一顯示器系統。`【文檔編號】H02M7/02GK103780104SQ201210409169【公開日】2014年5月7日申請日期:2012年10月24日優先權日:2012年10月24日【發明者】林彥均申請人:全漢企業股份有限公司