TWI801219B - 電源供應器 - Google Patents

Abstract

一種電源供應器，包括：一橋式整流器、一第一電容器、一變壓器、一輸出級電路、一功率切換器、一脈波寬度調變積體電路，以及一控制電路。橋式整流器可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。變壓器包括一主線圈和一副線圈，其中主線圈可接收整流電位，而副線圈則可產生一感應電位。輸出級電路可根據感應電位來產生一輸出電位和一輸出電流。功率切換器內建一寄生電容器。控制電路可監控功率切換器和輸出級電路，其中若功率切換器為斷開狀態且輸出電流等於0，則控制電路可將功率切換器之寄生電容器完全放電。

Description

電源供應器

本發明係關於一種電源供應器，特別係關於一種可降低切換損失之電源供應器。

在傳統電源供應器中，功率切換器之非理想寄生電容往往會產生振鈴效應(Ringing Effect)，其不僅造成較大之切換損失，更導致電源供應器之整體轉換效率下降。另外，在高壓環境下，前述之切換損失還會進一步增加。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，包括：一橋式整流器，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，其中該第一輸入電位和該第二輸入電位之間之一電位差之一絕對值係大於一臨界值；一第一電容器，儲存該整流電位；一變壓器，包括一主線圈和一副線圈，其中該變壓器內建一激磁電感器，該主線圈接收該整流電位，而該副線圈則產生一感應電位；一輸出級電路，根據該感應電位來產生一輸出電位和一輸出電流；一功率切換器，根據一脈波寬度調變電位來選擇性地將該主線圈和該激磁電感器耦接至一接地電位，其中該功率切換器內建一寄生電容器；一脈波寬度調變積體電路，產生該脈波寬度調變電位；以及一控制電路，監控該功率切換器和該輸出級電路，其中若該功率切換器為斷開狀態且該輸出電流等於0，則該控制電路即能將該功率切換器之該寄生電容器完全放電。

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一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一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一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一節點；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；其中該第一電容器具有一第一端和和一第二端，該第一電容器之該第一端係耦接至該第一節點，而該第一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一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二節點，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一節點，該激磁電感器之該第二端係耦接至該第二節點，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三節點以輸出該感應電位，而該副線圈之該第二端係耦接至一共同節點。

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三節點以接收該感應電位，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；其中該輸出電流係流經該第五二極體。

在一些實施例中，該功率切換器包括：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二節點，而該第一電阻器之該第二端係耦接至一第四節點；以及一第一電晶體，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脈波寬度調變電位，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；其中該寄生電容器具有一第一端和一第二端，該寄生電容器之該第一端係耦接至該第四節點以輸出一電容電位，而該寄生電容器之該第二端係耦接至該接地電位。

在一些實施例中，該控制電路包括：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一節點，而該第六二極體之該陰極係耦接至一第五節點；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五節點，而該第二電阻器之該第二端係耦接至一第六節點；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六節點，而該第三電阻器之該第二端係耦接至該接地電位；以及一齊納二極體，具有一陽極和一陰極，其中該齊納二極體之該陽極係耦接至該接地電位，而該齊納二極體之該陰極係耦接至該第六節點。

在一些實施例中，該控制電路更包括：一第七二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第七二極體之該陽極係耦接至該第一節點，而該第七二極體之該陰極係耦接至一第七節點；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七節點，而該第四電阻器之該第二端係耦接至一第八節點以輸出一分壓電位；以及一第五電阻器，具有一第一端和一第二端，其中該第五電阻器之該第一端係耦接至該第八節點，而該第五電阻器之該第二端係耦接至該接地電位。

在一些實施例中，該控制電路更包括：一比較器，具有一正輸入端、一負輸入端，以及一輸出端，其中該比較器之該正輸入端係用於接收該分壓電位，該比較器之該負輸入端係用於接收該電容電位，而該比較器之該輸出端係用於輸出一比較電位。

在一些實施例中，該控制電路更包括：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六節點，而該第三電容器之該第二端係耦接至一第九節點；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耦接至該第九節點，該第二電晶體之該第一端係耦接至一第十節點，而該第二電晶體之該第二端係耦接至該第二節點；以及一第一電感器，具有一第一端和一第二端，其中該第一電感器之該第一端係耦接至該第十節點，而該第一電感器之該第二端係耦接至該接地電位。

在一些實施例中，該控制電路更包括：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比較電位，該第三電晶體之該第一端係耦接至一第十一節點，而該第三電晶體之該第二端係耦接至該輸出節點；一第六電阻器，具有一第一端和一第二端，其中該第六電阻器之該第一端係耦接至該第十一節點，而該第六電阻器之該第二端係耦接至一第十二節點；以及一第二電感器，具有一第一端和一第二端，其中該第二電感器之該第一端係耦接至該第十二節點，而該第二電感器之該第二端係耦接至該共同節點；其中該第二電感器係與該第一電感器互相耦合。

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包括：一橋式整流器110、一第一電容器C1、一變壓器120、一輸出級電路130、一功率切換器140、一脈波寬度調變積體電路(Pulse Width Modulation Integrated Circuit，PWM IC)150，以及一控制電路160。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。

橋式整流器110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。第一電容器C1可接收並儲存整流電位VR。變壓器120包括一主線圈121和一副線圈122，其中變壓器120可內建一激磁電感器LM。主線圈121和激磁電感器LM皆可位於變壓器120之同一側，而副線圈122則可位於變壓器120之相對另一側。主線圈121可接收整流電位VR，而作為對於整流電位VR之回應，副線圈122可產生一感應電位VS。輸出級電路130係耦接至副線圈122，並可根據感應電位VS來產生一輸出電位VOUT和一輸出電流IOUT。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。功率切換器140可根據一脈波寬度調變電位VA來選擇性地將主線圈121和激磁電感器LM耦接至一接地電位VSS(例如：0V)。例如，若脈波寬度調變電位VA為高邏輯位準(亦即，邏輯「1」)，則功率切換器140可將主線圈121和激磁電感器LM皆耦接至接地電位VSS(亦即，功率切換器140可近似於一短路路徑)；反之，若脈波寬度調變電位VA為低邏輯位準(亦即，邏輯「0」)，則功率切換器140不會將主線圈121和激磁電感器LM耦接至接地電位VSS(亦即，功率切換器140可近似於一開路路徑)。功率切換器140可內建一寄生電容器CP。必須理解的是，功率切換器140之二端之間之總寄生電容可模擬為前述之寄生電容器CP，其並非一外部獨立元件。脈波寬度調變積體電路150可產生脈波寬度調變電位VA。控制電路160可監控功率切換器140和輸出級電路130之操作狀態。若功率切換器140為斷開狀態且輸出級電路130之輸出電流IOUT等於0，則控制電路160即能將功率切換器140之寄生電容器CP完全放電。在此設計下，一旦變壓器120之激磁電感器LM與功率切換器140之寄生電容器CP之間產生振鈴效應，控制電路160即可快速地消除此一非理想特性。因此，本發明可有效減少功率切換器140之切換損失，同時大幅提高電源供應器100之轉換效率。必須注意的是，所提之電源供應器100即使應用在一高壓環境下仍不會影響其操作功效。亦即，第一輸入電位VIN1和第二輸入電位VIN2之間之一電位差之一絕對值可以大於一臨界值(例如：220V)，但亦不僅限於此。

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，並包括一橋式整流器210、一第一電容器C1、一變壓器220、一輸出級電路230、一功率切換器240、一脈波寬度調變積體電路250，以及一控制電路260。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。

橋式整流器210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一節點N1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之陰極係耦接至第一節點N1。第三二極體D3具有一陽極和一陰極，其中第三二極體D3之陽極係耦接至一接地電位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。

第一電容器C1具有一第一端和一第二端，其中該第一電容器C1之第一端係耦接至第一節點N1以接收並儲存整流電位VR，而第一電容器C1之第二端係耦接至接地電位VSS。

變壓器220包括一主線圈221和一副線圈222，其中變壓器220可內建一激磁電感器LM。激磁電感器LM可為變壓器220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221和激磁電感器LM皆可位於變壓器220之同一側(例如：一次側)，而副線圈222則可位於變壓器220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221具有一第一端和一第二端，其中主線圈221之第一端係耦接至第一節點N1以接收整流電位VR，而主線圈221之第二端係耦接至一第二節點N2。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一節點N1，而激磁電感器LM之第二端係耦接至第二節點N2。副線圈222具有一第一端和一第二端，其中副線圈222之第一端係耦接至一第三節點N3以輸出一感應電位VS，而副線圈222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。

輸出級電路230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之陽極係耦接至第三節點N3以接收感應電位VS，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C1之第二端係耦接至共同節點NCM。另外，一輸出電流IOUT可流經第五二極體D5。

功率切換器240包括一第一電阻器R1和一第一電晶體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二節點N2，而第一電阻器R1之第二端係耦接至一第四節點N4。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脈波寬度調變電位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。例如，若脈波寬度調變電位VA為高邏輯位準，則第一電晶體M1將可被致能，使得功率切換器240呈現導通狀態；反之，若脈波寬度調變電位VA為低邏輯位準，則第一電晶體M1將可被禁能，使得功率切換器240呈現斷開狀態。功率切換器240可內建一寄生電容器CP。必須理解的是，第一電晶體M1之第一端和第二端之間之總寄生電容可模擬為前述之寄生電容器CP，其並非一外部獨立元件。寄生電容器CP具有一第一端和一第二端，其中寄生電容器CP之第一端係耦接至第四節點N4以輸出一電容電位VC，而寄生電容器CP之第二端係耦接至接地電位VSS。

脈波寬度調變積體電路250可產生脈波寬度調變電位VA。例如，脈波寬度調變電位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。

控制電路260包括一比較器265、一第六二極體D6、一第七二極體D7、一齊納二極體(Zener Diode)DZ、一第二電晶體M2、一第三電晶體M3、一第一電感器L1、一第二電感器L2、一第三電容器C3、一第二電阻器R2、一第三電阻器R3、一第四電阻器R4、一第五電阻器R5，以及一第六電阻器R6。例如，第二電晶體M2和第三電晶體M3可各自為一N型金氧半場效電晶體。第一電感器L1和第二電感器L2兩者可互相耦合。例如，第一電感器L1和第二電感器L2可形成於同一鐵芯上(未顯示)，但亦不僅限於此。

第六二極體D6具有一陽極和一陰極，其中第六二極體D6之陽極係耦接至第一節點N1，而第六二極體D6之陰極係耦接至一第五節點N5。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五節點N5，而第二電阻器R2之第二端係耦接至一第六節點N6。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六節點N6，而第三電阻器R3之第二端係耦接至接地電位VSS。齊納二極體DZ具有一陽極和一陰極，其中齊納二極體DZ之陽極係耦接至接地電位VSS，而齊納二極體DZ之陰極係耦接至第六節點N6。

第七二極體D7具有一陽極和一陰極，其中第七二極體D7之陽極係耦接至第一節點N1，而第七二極體D7之陰極係耦接至一第七節點N7。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七節點N7，而第四電阻器R4之第二端係耦接至一第八節點N8以輸出一分壓電位VD。第五電阻器R5具有一第一端和一第二端，其中第五電阻器R5之第一端係耦接至第八節點N8，而第五電阻器R5之第二端係耦接至接地電位VSS。

比較器265可用一運算放大器(Operational Amplifier)來實施。詳細而言，比較器265具有一正輸入端、一負輸入端，以及一輸出端，其中比較器265之正輸入端係用於接收分壓電位VD，比較器265之負輸入端係用於接收電容電位VC，而比較器265之輸出端係用於輸出一比較電位VM。例如，若分壓電位VD高於或等於電容電位VC，則比較電位VM將可為高邏輯位準；反之，若分壓電位VD低於電容電位VC，則比較電位VM將可為低邏輯位準。

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六節點N6，而第三電容器C3之第二端係耦接至一第九節點N9。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之控制端係耦接至第九節點N9，第二電晶體M2之第一端係耦接至一第十節點N10，而第二電晶體M2之第二端係耦接至第二節點N2。第一電感器L1具有一第一端和一第二端，其中第一電感器L1之第一端係耦接至第十節點N10，而第一電感器L1之第二端係耦接至接地電位VSS。

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比較電位VM，第三電晶體M3之第一端係耦接至一第十一節點N11，而第三電晶體M3之第二端係耦接至輸出節點NOUT。第六電阻器R6具有一第一端和一第二端，其中第六電阻器R6之第一端係耦接至第十一節點N11，而第六電阻器R6之第二端係耦接至一第十二節點N12。第二電感器L2具有一第一端和一第二端，其中第二電感器L2之第一端係耦接至第十二節點N12，而第二電感器L2之第二端係耦接至共同節點NCM。

必須注意的是，所提之電源供應器200可應用於一高壓環境當中。例如，第一輸入電位VIN1和第二輸入電位VIN2之間之電位差之絕對值可大於一臨界值，像是200V或是220V。在高壓條件下，由於整流電位VR之電位位準夠高，故齊納二極體DZ將會發生逆向崩潰，其可視為一穩定電壓源以致能第二電晶體M2。

第3圖係顯示傳統電源供應器操作於高壓條件下之信號波形圖，其中橫軸代表時間，而縱軸代表電位位準或電流值。在傳統設計下，當功率切換器為斷開狀態且輸出電流IOUT等於0時，功率切換器之寄生電容器之電容電位VC仍然無法下降至0，此會導致較大之切換損失。

第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器200操作於高壓條件下之信號波形圖，其中橫軸代表時間，而縱軸代表電位位準或電流值。根據第4圖之量測結果，當脈波寬度調變電位VA為低邏輯位準且功率切換器240為斷開狀態時，電源供應器200將可先後操作於一第一階段T1、一第二階段T2，以及一第三階段T3，其操作原理可分述如下。

在第一階段T1之期間，輸出電流IOUT尚未下降至0。此時，副線圈222所儲存之能量會傳送回主線圈221，以將寄生電容器CP之電容電位VC維持於一較高位準。

在第二階段T2之期間，輸出電流IOUT已經下降至0，且電容電位VC高於分壓電位VD。是以，比較器265會輸出低邏輯位準之比較電位VM以禁能第三電晶體M3。此時，寄生電容器CP會與激磁電感器LM和第一電感器L1進行諧振，其中大部份之諧振能量皆儲存於第一電感器L1。

在第三階段T3之期間，輸出電流IOUT已經下降至0，且電容電位VC低於或等於分壓電位VD。是以，比較器265會輸出高邏輯位準之比較電位VM以致能第三電晶體M3。因為第二電感器L2係與第一電感器L1互相耦合，所以第一電感器L1先前所儲存之能量將會間接地傳送至第二電感器L2，再藉由第二電感器L2快速地釋放至共同節點NCM處。在此設計下，功率切換器240之寄生電容器CP可以完全放電，而寄生電容器CP之電容電位VC將可下降至0(或接地電位VSS)，使得電源供應器200之切換損失能夠大幅降低。

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270μH至330μH之間，較佳可為300μH。第一電感器L1之電感值可介於414μH至506μH之間，較佳可為460μH。第二電感器L2之電感值可介於41.4μH至50.6μH之間，較佳可為46μH。第一電容器C1之電容值可介於96μF至144μF之間，較佳可為120μF。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0.8nF至1.2nF之間，較佳可為1nF。寄生電容器CP之電容值可介於320pF至480pF之間，較佳可為400pF。第一電阻器R1之電阻值可介於17.1Ω至18.9Ω之間，較佳可為18Ω。第二電阻器R2之電阻值可介於9.45KΩ至8.55KΩ之間，較佳可為9KΩ。第三電阻器R3之電阻值可介於0.95KΩ至1.05KΩ之間，較佳可為1KΩ。第四電阻器R4之電阻值可介於10.45KΩ至11.55KΩ之間，較佳可為11KΩ。第五電阻器R5之電阻值可介於3.8KΩ至4.2KΩ之間，較佳可為4KΩ。第六電阻器R6之電阻值可介於95Ω至105Ω之間，較佳可為100Ω。主線圈221對副線圈222之匝數比值可介於1至10之間，較佳可為6。以上參數範圍係根據多次實驗結果而得出，其有助於最小化電源供應器200之切換損失，同時最大化電源供應器200之轉換效率。

本發明提出一種新穎之電源供應器，其包括控制電路以降低切換損失。根據實際量測結果，使用前述設計之電源供應器可幾乎完全消除變壓器和功率切換器之間之非理想特性，且即使在高壓環境下亦不影響其功效。由於本發明可有效改善電源供應器之轉換效率，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1-4圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-4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:橋式整流器 120,220:變壓器 121,221:主線圈 122,222:副線圈 130,230:輸出級電路 140,240:功率切換器 150,250:脈波寬度調變積體電路 160,260:控制電路 265:比較器 C1:第一電容器 C2:第二電容器 C3:第三電容器 CP:寄生電容器 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 D7:第七二極體 DZ:齊納二極體 IOUT:輸出電流 L1:第一電感器 L2:第二電感器 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 N8:第八節點 N9:第九節點 N10:第十節點 N11:第十一節點 N12:第十二節點 NCM:共同節點 NIN1:第一輸入節點 NIN2:第二輸入節點 NOUT:輸出節點 R1:第一電阻器 R2:第二電阻器 R3:第三電阻器 R4:第四電阻器 R5:第五電阻器 R6:第六電阻器 T1:第一階段 T2:第二階段 T3:第三階段 VA:脈波寬度調變電位 VC:電容電位 VD:分壓電位 VIN1:第一輸入電位 VIN2:第二輸入電位 VM:比較電位 VOUT:輸出電位 VR:整流電位 VS:感應電位 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圖係顯示傳統電源供應器操作於高壓條件下之信號波形圖。 第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器操作於高壓條件下之信號波形圖。

100:電源供應器

110:橋式整流器

120:變壓器

121:主線圈

122:副線圈

130:輸出級電路

140:功率切換器

150:脈波寬度調變積體電路

160:控制電路

C1:第一電容器

CP:寄生電容器

IOUT:輸出電流

LM:激磁電感器

VA:脈波寬度調變電位

VIN1:第一輸入電位

VIN2:第二輸入電位

VOUT:輸出電位

VR:整流電位

VS:感應電位

VSS:接地電位

Claims (10)

1. 一種電源供應器，包括： 一橋式整流器，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，其中該第一輸入電位和該第二輸入電位之間之一電位差之一絕對值係大於一臨界值； 一第一電容器，儲存該整流電位； 一變壓器，包括一主線圈和一副線圈，其中該變壓器內建一激磁電感器，該主線圈接收該整流電位，而該副線圈則產生一感應電位； 一輸出級電路，根據該感應電位來產生一輸出電位和一輸出電流； 一功率切換器，根據一脈波寬度調變電位來選擇性地將該主線圈和該激磁電感器耦接至一接地電位，其中該功率切換器內建一寄生電容器； 一脈波寬度調變積體電路，產生該脈波寬度調變電位；以及 一控制電路，監控該功率切換器和該輸出級電路，其中若該功率切換器為斷開狀態且該輸出電流等於0，則該控制電路即能將該功率切換器之該寄生電容器完全放電。
2. 如請求項1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一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一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一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一節點； 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； 其中該第一電容器具有一第一端和和一第二端，該第一電容器之該第一端係耦接至該第一節點，而該第一電容器之該第二端係耦接至該接地電位。
3. 如請求項2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一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二節點，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一節點，該激磁電感器之該第二端係耦接至該第二節點，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三節點以輸出該感應電位，而該副線圈之該第二端係耦接至一共同節點。
4. 如請求項3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三節點以接收該感應電位，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； 其中該輸出電流係流經該第五二極體。
5. 如請求項4之電源供應器，其中該功率切換器包括： 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二節點，而該第一電阻器之該第二端係耦接至一第四節點；以及 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脈波寬度調變電位，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； 其中該寄生電容器具有一第一端和一第二端，該寄生電容器之該第一端係耦接至該第四節點以輸出一電容電位，而該寄生電容器之該第二端係耦接至該接地電位。
6. 如請求項5之電源供應器，其中該控制電路包括： 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一節點，而該第六二極體之該陰極係耦接至一第五節點； 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五節點，而該第二電阻器之該第二端係耦接至一第六節點； 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六節點，而該第三電阻器之該第二端係耦接至該接地電位；以及 一齊納二極體，具有一陽極和一陰極，其中該齊納二極體之該陽極係耦接至該接地電位，而該齊納二極體之該陰極係耦接至該第六節點。
7. 如請求項6之電源供應器，其中該控制電路更包括： 一第七二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第七二極體之該陽極係耦接至該第一節點，而該第七二極體之該陰極係耦接至一第七節點； 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七節點，而該第四電阻器之該第二端係耦接至一第八節點以輸出一分壓電位；以及 一第五電阻器，具有一第一端和一第二端，其中該第五電阻器之該第一端係耦接至該第八節點，而該第五電阻器之該第二端係耦接至該接地電位。
8. 如請求項7之電源供應器，其中該控制電路更包括： 一比較器，具有一正輸入端、一負輸入端，以及一輸出端，其中該比較器之該正輸入端係用於接收該分壓電位，該比較器之該負輸入端係用於接收該電容電位，而該比較器之該輸出端係用於輸出一比較電位。
9. 如請求項8之電源供應器，其中該控制電路更包括： 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六節點，而該第三電容器之該第二端係耦接至一第九節點； 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耦接至該第九節點，該第二電晶體之該第一端係耦接至一第十節點，而該第二電晶體之該第二端係耦接至該第二節點；以及 一第一電感器，具有一第一端和一第二端，其中該第一電感器之該第一端係耦接至該第十節點，而該第一電感器之該第二端係耦接至該接地電位。
10. 如請求項9之電源供應器，其中該控制電路更包括： 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比較電位，該第三電晶體之該第一端係耦接至一第十一節點，而該第三電晶體之該第二端係耦接至該輸出節點； 一第六電阻器，具有一第一端和一第二端，其中該第六電阻器之該第一端係耦接至該第十一節點，而該第六電阻器之該第二端係耦接至一第十二節點；以及 一第二電感器，具有一第一端和一第二端，其中該第二電感器之該第一端係耦接至該第十二節點，而該第二電感器之該第二端係耦接至該共同節點； 其中該第二電感器係與該第一電感器互相耦合。