[发明专利]用于电源供应器的电流电平判断装置及其相关电源供应器

说明书

技术领域

本发明提供一种用于电源供应器的电流电平判断装置及其相关电源供应器，尤指一种根据电流感测信号的变化，调整参考电压，使得实际启动过电流保护的电压与预期启动过电流保护的电压相同，以改善传递延迟时间的问题及保护点电压差异的电流电平判断装置及其相关电源供应器。

背景技术

电源供应器是用来提供电子装置操作所需的电源，依其电路结构，通常可分为线性电源供应器(Linear Power Supply)及切换式电源供应器(Switching Power Supply)等两种。其中，切换式电源供应器具有体积小、重量轻及转换效率高的优点，使其已被广泛地运用至各领域，例如移动通讯装置、个人数字助理、计算机与接口设备、服务器以及网络设备等电子装置中。

为求电源供应器正常稳定的运作，电源供应器的控制电路中的保护机制是非常重要的部分，例如过电压、过电流、过功率等保护功能，一旦遇有过载或短路的情况发生，备有周全保护机制的电源供应器便可避免内部元件或相关设备遭受损害。

请参考图1，图1为已知交换式电源供应器10的示意图。交换式电源供应器10具有过电流保护功能，用来将输入电压信号VIN转换成适当大小的输出电压信号VOUT，其主要是由变压器100、控制单元102、比较器104、开关晶体管Q1及电流感测电阻Rs所组成，运作方式如下。首先，电流感测电阻Rs根据变压器100的一次侧电流Id的大小，产生电流感测信号VCS。接着，比较器104比较电流感测信号VCS与参考电压VREF，以输出指示信号SOC至控制单元102，使得控制单元102可据以判断是否已达过电流保护范围。例如，当电流感测信号VCS高于参考电压VREF时，比较器104可通过指示信号SOC指示过电流情形发生，则控制单元102可控制开关晶体管Q1关闭，以降低一次侧电流Id的大小。

简单来说，上述的保护机制是比较电流感测信号VCS与参考电压VREF，据以将一次侧电流Id控制在适当的范围内，以达到保护的目的。然而，当电流感测信号VCS高于参考电压VREF时，由于电路中必定存在非理想因子，使得开关晶体管Q1并非实时关闭，尚需一段时间后，控制单元102才能关闭开关晶体管Q1。亦即，自检测出过电流发生到开关晶体管Q1实际停止导通间，存在着传递延迟时间T_D，因而实际停止导通的电流大小会略高于设定值。换句话说，开始进行过电流保护时的电压(以下简称保护点电压)会较过电流发生时的电压大，且在不同输入电压VIN的情况下，保护点电压亦会不同。

详细来说，请参考图2，图2为传递延迟时间对不同输入电压的保护点电压差异的示意图。交换式电源供应器10的输入电压信号VIN与电流感测信号VCS电压值上升斜率是呈正比。亦即，当参考电压VREF的大小相同时，高输入电压V_H会产生斜率较大的电流感测信号，而低输入电压V_L则产生斜率较小的电流感测信号；其中，同一电源供应器中有相同的传递延迟时间T_D，传递延迟时间T_D与输入电压大小无关。如图2所示，当电流感测信号VCS上升至参考电压VREF的功率限制电平时，亦即电流感测信号VCS大于或等于参考电压VREF时，比较器104传送指示信号SOC至控制单元102，以将开关晶体管Q1关闭。由于电路中存在非理想因子，因此，经传递延迟时间T_D后，开关晶体管Q1始关闭，则一次侧电流Id随之切断。自检测出过电流发生至开关晶体管Q1实际停止导通的时间，输入电压会持续传递功率，使得对应于高输入电压V_H的保护点电压为V_OPPH，而对应于低输入电压V_L的保护点电压为V_OPPL。换句话说，保护点电压会高于参考电压VREF，且输入电压越高，差异状况越明显。在此情形下，当输入电压在大范围内变化，保护点会严重漂移，使得高低输入电压的输出功率的落差极大。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种用于电源供应器的电流电平判断装置及其相关电源供应器。