CN121283200A - 低损耗的电源供应器 - Google Patents

Abstract

一种低损耗的电源供应器，包括：一桥式整流器、一升压电感器、一功率切换器、一第一输出级电路、一切换电路、一变压器、一谐振电容器、一第二输出级电路，以及一侦测及控制电路。功率切换器可根据一第一驱动电位来选择性地将升压电感器耦接至一控制节点。谐振电容器可提供一电容电位。第二输出级电路包括一感测电阻器，而一输出电流可流经感测电阻器，使得一感测电位差会跨越过感测电阻器。侦测及控制电路可产生第一驱动电位，并可根据电容电位和感测电位差来决定控制节点处的一可调电位。

Description

低损耗的电源供应器

技术领域

本发明是关于一种电源供应器，特别是关于一种低损耗的电源供应器。

背景技术

电源供应器为笔记型电脑领域中不可或缺的元件。然而，若电源供应器的非理想损耗过大，则很容易造成相关笔记型电脑的整体操作性能下滑。有鉴于此，势必要提出一种全新的解决方案，以克服先前技术所面临的困境。

发明内容

在较佳实施例中，本发明提出一种低损耗的电源供应器，包括：一桥式整流器，根据一第一输入电位和一第二输入电位来产生一整流电位；一升压电感器，接收该整流电位；一功率切换器，根据一第一驱动电位来选择性地将该升压电感器耦接至一控制节点；一第一输出级电路，耦接至该升压电感器，并产生一中间电位；一切换电路，根据该中间电位、一第二驱动电位，以及一第三驱动电位来产生一切换电位；一变压器，包括一主线圈、一第一副线圈，以及一第二副线圈，其中该变压器内建一漏电感器和一激磁电感器，而该主线圈是经由该漏电感器接收该切换电位；一谐振电容器，耦接至该激磁电感器，并提供一电容电位；一第二输出级电路，耦接至该第一副线圈和该第二副线圈，并产生一输出电位和一输出电流，其中该第二输出级电路包括一感测电阻器，而该输出电流是流经该感测电阻器，使得一感测电位差会跨越过该感测电阻器；以及一侦测及控制电路，产生该第一驱动电位、该第二驱动电位，以及该第三驱动电位；其中该侦测及控制电路更根据该电容电位和该感测电位差来决定该控制节点处的一可调电位。

在一些实施例中，该桥式整流器包括：一第一二极管，具有一阳极和一阴极，其中该第一二极管的该阳极是耦接至一第一输入节点以接收该第一输入电位，而该第一二极管的该阴极是耦接至一第一节点以输出该整流电位；一第二二极管，具有一阳极和一阴极，其中该第二二极管的该阳极是耦接至一第二输入节点以接收该第二输入电位，而该第二二极管的该阴极是耦接至该第一节点；一第三二极管，具有一阳极和一阴极，其中该第三二极管的该阳极是耦接至一接地电位，而该第三二极管的该阴极是耦接至该第一输入节点；以及一第四二极管，具有一阳极和一阴极，其中该第四二极管的该阳极是耦接至该接地电位，而该第四二极管的该阴极是耦接至该第二输入节点；其中该升压电感器具有一第一端和一第二端，该升压电感器的该第一端是耦接至该第一节点以接收该整流电位，而该升压电感器的该第二端是耦接至一第二节点。

在一些实施例中，该功率切换器包括：一第一晶体管，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中该第一晶体管的该控制端是用于接收该第一驱动电位，该第一晶体管的该第一端是耦接至该控制节点以接收该可调电位，而该第一晶体管的该第二端是耦接至该第二节点。

在一些实施例中，该第一输出级电路包括：一第五二极管，具有一阳极和一阴极，其中该第五二极管的该阳极是耦接至该第二节点，而该第五二极管的该阴极是耦接至一第三节点以输出该中间电位；以及一第一电容器，具有一第一端和一第二端，其中该第一电容器的该第一端是耦接至该第三节点，而该第一电容器的该第二端是耦接至该接地电位。

在一些实施例中，该切换电路包括：一第二晶体管，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中该第二晶体管的该控制端是用于接收该第二驱动电位，该第二晶体管的该第一端是耦接至一第四节点以输出该切换电位，而该第二晶体管的该第二端是耦接至该第三节点以接收该中间电位；以及一第三晶体管，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中该第三晶体管的该控制端是用于接收该第三驱动电位，该第三晶体管的该第一端是耦接至该接地电位，而该第三晶体管的该第二端是耦接至该第四节点。

在一些实施例中，该漏电感器具有一第一端和一第二端，该漏电感器的该第一端是耦接至该第四节点以接收该切换电位，该漏电感器的该第二端是耦接至一第五节点，该主线圈具有一第一端和一第二端，该主线圈的该第一端是耦接至该第五节点，该主线圈的该第二端是耦接至一第六节点，该激磁电感器具有一第一端和一第二端，该激磁电感器的该第一端是耦接至该第五节点，该激磁电感器的该第二端是耦接至该第六节点，该谐振电容器具有一第一端和一第二端，该谐振电容器的该第一端是耦接至该第六节点以输出该电容电位，该谐振电容器的该第二端是耦接至该接地电位，该第一副线圈具有一第一端和一第二端，该第一副线圈的该第一端是耦接至一第七节点，该第一副线圈的该第二端是耦接至一共同节点，该第二副线圈具有一第一端和一第二端，该第二副线圈的该第一端是耦接至该共同节点，而该第二副线圈的该第二端是耦接至一第八节点。

在一些实施例中，该第二输出级电路更包括：一第六二极管，具有一阳极和一阴极，其中该第六二极管的该阳极是耦接至该第七节点，而该第六二极管的该阴极是耦接至一第九节点；一第七二极管，具有一阳极和一阴极，其中该第七二极管的该阳极是耦接至该第八节点，而该第七二极管的该阴极是耦接至该第九节点；以及一第二电容器，具有一第一端和一第二端，其中该第二电容器的该第一端是耦接至一输出节点以输出该输出电位，而该第二电容器的该第二端是耦接至该共同节点；其中该感测电阻器具有一第一端和一第二端，该感测电阻器的该第一端是耦接至该第九节点，而该感测电阻器的该第二端是耦接至该输出节点。

在一些实施例中，该侦测及控制电路包括：一微控制器，产生该第一驱动电位、该第二驱动电位、该第三驱动电位，以及一固定电位；一第一平均电路，根据该电容电位来产生一第一平均电位；一第二平均电路，根据该感测电位差来产生一平均电流；以及一参考电阻器，其中该平均电流是流经该参考电阻器，而该参考电阻器将提供一第二平均电位。

在一些实施例中，该侦测及控制电路更包括：一加法器，将该第一平均电位与该第二平均电位相加，以产生一总和电位；以及一减法器，将该固定电位减去该总和电位，以产生一差值电位。

在一些实施例中，若该差值电位低于0V，则该微控制器将会停止输出该第一驱动电位，而若该差值电位高于或等于0V，则该微控制器将会设定该控制节点处的该可调电位，使得该可调电位等同于该差值电位。

附图说明

图1是显示根据本发明一实施例所述的电源供应器的示意图。

图2是显示根据本发明一实施例所述的电源供应器的电路图。

图3是显示根据本发明一实施例所述的电源供应器的有效驱动电位差的波形图。

图4是显示根据本发明一实施例所述的电源供应器的信号波形图。

其中，附图标记说明如下：

100，200：电源供应器

110，210：桥式整流器

120，220：功率切换器

130，230：第一输出级电路

140，240：切换电路

150，250：变压器

151，251：主线圈

152，252：第一副线圈

153，253：第二副线圈

160，260：第二输出级电路

170，270：侦测及控制电路

271：微控制器

273：第一平均电路

275：第二平均电路

277：加法器

279：减法器

C1：第一电容器

C2：第二电容器

CC1：第一曲线

CC2：第二曲线

CR：谐振电容器

D1：第一二极管

D2：第二二极管

D3：第三二极管

D4：第四二极管

D5：第五二极管

D6：第六二极管

D7：第七二极管

IA：平均电流

IOUT：输出电流

LM：激磁电感器

LR：漏电感器

LU：升压电感器

M1：第一晶体管

M2：第二晶体管

M3：第三晶体管

N1：第一节点

N2：第二节点

N3：第三节点

N4：第四节点

N5：第五节点

N6：第六节点

N7：第七节点

N8：第八节点

N9：第九节点

NC：控制节点

NCM：共同节点

NIN1：第一输入节点

NIN2：第二输入节点

NOUT：输出节点

RR：参考电阻器

RS：感测电阻器

TA：初始时间点

TS：特定时间点

VA1：第一平均电位

VA2：第二平均电位

VB：差值电位

VE：中间电位

VF：固定电位

VG1：第一驱动电位

VG2：第二驱动电位

VG3：第三驱动电位

VIN1：第一输入电位

VIN2：第二输入电位

VM：总和电位

VOUT：输出电位

VP：电容电位

VR：整流电位

VSS：接地电位

VT：可调电位

VW：切换电位

ΔVD：有效驱动电位差

ΔVS：感测电位差

具体实施方式

为让本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本发明的具体实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”及“包括”一词为开放式的用语，故应解释成“包含但不仅限定于”。“大致”一词则是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，达到所述基本的技术效果。此外，“耦接”一词在本说明书中包含任何直接及间接的电性连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接至一第二装置，则代表该第一装置可直接电性连接至该第二装置，或经由其它装置或连接手段而间接地电性连接至该第二装置。

图1是显示根据本发明一实施例所述的电源供应器100的示意图。例如，电源供应器100可应用于桌上型电脑、笔记型电脑，或一体成形电脑。如图1所示，电源供应器100包括：一桥式整流器110、一升压电感器LU、一功率切换器120、一第一输出级电路130、一切换电路140、一变压器150、一谐振电容器CR、一第二输出级电路160，以及一侦测及控制电路170。必须注意的是，虽然未显示于图1中，但电源供应器100更可包括其他元件，例如：一稳压器或(且)一负反馈电路。

桥式整流器110可根据一第一输入电位VIN1和一第二输入电位VIN2来产生一整流电位VR，其中第一输入电位VIN1和第二输入电位VIN2之间可形成具有任意频率和任意振幅的一交流电压。例如，交流电压的频率可约为50Hz或60Hz，而交流电压的方均根值可约介于90V至264V之间，但亦不仅限于此。升压电感器LU可接收整流电位VR。功率切换器120可根据一第一驱动电位VG1来选择性地将升压电感器LU耦接至一控制节点NC。例如，若第一驱动电位VG1为一高逻辑位准(亦即，逻辑“1”)，则功率切换器120可将升压电感器LU耦接至控制节点NC(亦即，功率切换器120可近似于一短路路径)；反之，若第一驱动电位VG1为一低逻辑位准(亦即，逻辑“0”)，则功率切换器120不会将升压电感器LU耦接至控制节点NC(亦即，功率切换器120可近似于一断路路径)。第一输出级电路130是耦接至升压电感器LU，并可产生一中间电位VE。切换电路140可根据中间电位VE、一第二驱动电位VG2，以及一第三驱动电位VG3来产生一切换电位VW。

变压器150包括一主线圈151、一第一副线圈152，以及一第二副线圈153。变压器150更可内建一漏电感器LR和一激磁电感器LM，其中漏电感器LR、激磁电感器LM，以及主线圈151皆可位于变压器150的同一侧，而第一副线圈152和第二副线圈153则皆可位于变压器150的相对另一侧。主线圈151可经由漏电感器LR接收切换电位VW，而第一副线圈152和第二副线圈153则可回应于切换电位VW来进行操作。谐振电容器CR是耦接至激磁电感器LM，其中谐振电容器CR可提供一电容电位VP。例如，漏电感器LR、激磁电感器LM，以及谐振电容器CR三者可共同形成电源供应器100的一谐振槽(Resonant Tank)。

第二输出级电路160是耦接至第一副线圈152和第二副线圈153，并可产生一输出电位VOUT和一输出电流IOUT。例如，输出电位VOUT可为一直流电位，其电位位准可介于18V至22V之间，但亦不仅限于此。详细而言，第二输出级电路160包括一感测电阻器RS，而输出电流IOUT可流经感测电阻器RS，使得一感测电位差ΔVS会跨越过感测电阻器RS。侦测及控制电路170是分别耦接至功率切换器120、切换电路140、谐振电容器CR，以及第二输出级电路160，其中侦测及控制电路170可用于产生第一驱动电位VG1、第二驱动电位VG2，以及第三驱动电位VG3。必须注意的是，侦测及控制电路170更可根据电容电位VP和感测电位差ΔVS来决定控制节点NC处的一可调电位VT，从而能调整功率切换器120的不同驱动条件。根据实际量测结果，本发明所提的电源供应器100将可大幅降低其整体的损耗，特别是指功率切换器120的损耗。

以下实施例将介绍电源供应器100的详细结构及操作方式。必须理解的是，这些图式和叙述仅为举例，而非用于限制本发明的范围。

图2是显示根据本发明一实施例所述的电源供应器200的电路图。在图2的实施例中，电源供应器200具有一第一输入节点NIN1、一第二输入节点NIN2，以及一输出节点NOUT，并包括：一桥式整流器210、一升压电感器LU、一功率切换器220、一第一输出级电路230、一切换电路240、一变压器250、一谐振电容器CR、一第二输出级电路260，以及一侦测及控制电路270。电源供应器200的第一输入节点NIN1和第二输入节点NIN2可分别由一外部输入电源处(未显示)接收一第一输入电位VIN1和一第二输入电位VIN2，而电源供应器200的输出节点NOUT则可用于输出一输出电位VOUT至一系统端，例如：一笔记型电脑(未显示)。

桥式整流器210包括一第一二极管D1、一第二二极管D2、一第三二极管D3，以及一第四二极管D4。第一二极管D1具有一阳极和一阴极，其中第一二极管D1的阳极是耦接至第一输入节点NIN1，而第一二极管D1的阴极是耦接至一第一节点N1以输出一整流电位VR。第二二极管D2具有一阳极和一阴极，其中第二二极管D2的阳极是耦接至第二输入节点NIN2，而第二二极管D2的阴极是耦接至第一节点N1。第三二极管D3具有一阳极和一阴极，其中第三二极管D3的阳极是耦接至一接地电位VSS(例如：0V)，而第三二极管D3的阴极是耦接至第一输入节点NIN1。第四二极管D4具有一阳极和一阴极，其中第四二极管D4的阳极是耦接至接地电位VSS，而第四二极管D4的阴极是耦接至第二输入节点NIN2。

升压电感器LU具有一第一端和一第二端，其中升压电感器LU的第一端是耦接至第一节点N1以接收整流电位VR，而升压电感器LU的第二端是耦接至一第二节点N2。

功率切换器220包括一第一晶体管M1。例如，第一晶体管M1可为一N型金属氧化物半导体场效晶体管(N-type Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，NMOSFET)。第一晶体管M1具有一控制端(例如：一栅极)、一第一端(例如：一源极)，以及一第二端(例如：一漏极)，其中第一晶体管M1的控制端是用于接收一第一驱动电位VG1，第一晶体管M1的第一端是耦接至一控制节点NC以接收一可调电位VT，而第一晶体管M1的第二端是耦接至第二节点N2。在一些实施例中，可视为一有效驱动电位差ΔVD施加于第一晶体管M1，其中此有效驱动电位差ΔVD可如下列方程式(1)所述：

ΔVD＝VG1-VT (1)

其中“ΔVD”代表有效驱动电位差ΔVD的位准，“VG1”代表第一驱动电位VG1的位准，而“VT”代表则可调电位VT的位准。

第一输出级电路230包括一第五二极管D5和一第一电容器C1。第五二极管D5具有一阳极和一阴极，其中第五二极管D5的阳极是耦接至第二节点N2，而第五二极管D5的阴极是耦接至一第三节点N3以输出一中间电位VE。第一电容器C1具有一第一端和一第二端，其中第一电容器C1的第一端是耦接至第三节点N3，而第一电容器C1的第二端是耦接至接地电位VSS。

切换电路240包括一第二晶体管M2和一第三晶体管M3。例如，第二晶体管M2和第三晶体管M3可各自为一N型金属氧化物半导体场效晶体管。第二晶体管M2具有一控制端(例如：一栅极)、一第一端(例如：一源极)，以及一第二端(例如：一漏极)，其中第二晶体管M2的控制端是用于接收一第二驱动电位VG2，第二晶体管M2的第一端是耦接至一第四节点N4以输出一切换电位VW，而第二晶体管M2的第二端是耦接至第三节点N3以接收中间电位VE。第三晶体管M3具有一控制端(例如：一栅极)、一第一端(例如：一源极)，以及一第二端(例如：一漏极)，其中第三晶体管M3的控制端是用于接收一第三驱动电位VG3，第三晶体管M3的第一端是耦接至接地电位VSS，而第三晶体管M3的第二端是耦接至第四节点N4。

变压器250包括一主线圈251、一第一副线圈252，以及一第二副线圈253，其中变压器250更内建一漏电感器LR和一激磁电感器LM。漏电感器LR和激磁电感器LM皆可为变压器250制造时所附带产生的固有元件，其并非外部独立元件。漏电感器LR、主线圈251，以及激磁电感器LM皆可位于变压器250的同一侧(例如：一次侧)，而第一副线圈252和第二副线圈253则皆可位于变压器250的相对另一侧(例如：二次侧，其可与一次侧互相隔离开来)。漏电感器LR具有一第一端和一第二端，其中漏电感器LR的第一端是耦接至第四节点N4以接收切换电位VW，而漏电感器LR的第二端是耦接至一第五节点N5。主线圈251具有一第一端和一第二端，其中主线圈251的第一端是耦接至第五节点N5，而主线圈251的第二端是耦接至一第六节点N6。激磁电感器LM具有一第一端和一第二端，其中激磁电感器LM的第一端是耦接至第五节点N5，而激磁电感器LM的第二端是耦接至第六节点N6。谐振电容器CR具有一第一端和一第二端，其中谐振电容器CR的第一端是耦接至第六节点N6以输出一电容电位VP，而谐振电容器CR的第二端是耦接至接地电位VSS。例如，漏电感器LR、激磁电感器LM，以及谐振电容器CR三者可共同形成电源供应器200的一谐振槽。第一副线圈252具有一第一端和一第二端，其中第一副线圈252的第一端是耦接至一第七节点N7，而第一副线圈252的第二端是耦接至一共同节点NCM。例如，共同节点NCM可提供一共同电位，其可被视为另一接地电位，并可与前述的接地电位VSS相同或相异。第二副线圈253具有一第一端和一第二端，其中第二副线圈253的第一端是耦接至共同节点NCM，而第二副线圈253的第二端是耦接至一第八节点N8。

第二输出级电路260包括一第六二极管D6、一第七二极管D7、一第二电容器C2，以及一感测电阻器RS。第六二极管D6具有一阳极和一阴极，其中第六二极管D6的阳极是耦接至第七节点N7，而第六二极管D6的阴极是耦接至一第九节点N9。第七二极管D7具有一阳极和一阴极，其中第七二极管D7的阳极是耦接至第八节点N8，而第七二极管D7的阴极是耦接至第九节点N9。感测电阻器RS具有一第一端和一第二端，其中感测电阻器RS的第一端是耦接至第九节点N9，而感测电阻器RS的第二端是耦接至输出节点NOUT。例如，感测电阻器RS的电阻值可小于或等于5Ω。第二电容器C2具有一第一端和一第二端，其中第二电容器C2的第一端是耦接至输出节点NOUT，而第二电容器C2的第二端是耦接至共同节点NCM。在一些实施例中，第二输出级电路260的一输出电流IOUT可流经感测电阻器RS，使得一感测电位差ΔVS会跨越过感测电阻器RS，其可如下列方程式(2)所述：

ΔVS＝IOUT·RS (2)

其中“ΔVS”代表感测电位差ΔVS的位准，“IOUT”代表输出电流IOUT的大小，而“RS”则代表感测电阻器RS的电阻值。

侦测及控制电路270包括：一微控制器(Microcontroller Unit，MCU)271、一第一平均电路273、一第二平均电路275、一加法器277，以及一减法器279。

微控制器271可产生第一驱动电位VG1、第二驱动电位VG2、第三驱动电位VG3，以及一固定电位VF。例如，例如，第一驱动电位VG1可为一脉冲宽度调制(Pulse WidthModulation，PWM)电位，其中第一驱动电位VG1于电源供应器200刚初始化时可维持于一恒定值，而在电源供应器200进入正常使用阶段后则可提供周期性的时钟波形。在一些实施例中，第二驱动电位VG2和第三驱动电位VG3两者可具有互补(Complementary)的逻辑位准。另外，固定电位VF可介于5V至8V之间，例如：6.5V，但亦不仅限于此。

第一平均电路273可计算电容电位VP的一平均值，并可根据电容电位VP来产生一第一平均电位VA1。例如，第一平均电位VA1可代表电容电位VP于一段既定时间内的一平均位准，但亦不仅限于此。

第二平均电路275可计算感测电位差ΔVS的一平均值，并可根据感测电位差ΔVS来产生一平均电流IA。然后，平均电流IA可流经一参考电阻器RR。例如，参考电阻器RR的电阻值可小于或等于5Ω。参考电阻器RR具有一第一端和一第二端，其中参考电阻器RR的第一端是用于输出一第二平均电位VA2，而参考电阻器RR的第二端是耦接至共同节点NCM。在一些实施例中，若共同节点NCM处的共同电位设为0V且参考电阻器RR的电阻值等于感测电阻器RS的电阻值，则第二平均电位VA2可代表感测电位差ΔVS于一段既定时间内的一平均位准，其中第二平均电位VA2可如下列方程式(3)、(4)所述：

VA2＝RR·IA＝ΔVS_AVG (4)

其中“IA”代表平均电流IA的大小，“ΔVS_AVG”代表感测电位差ΔVS的平均位准，“VA2”代表第二平均电位VA2的位准，“RS”代表感测电阻器RS的电阻值，而“RR”则代表参考电阻器RR的电阻值。

加法器277具有一第一输入端、一第二输入端，以及一输出端，其中加法器277的第一输入端是用于接收第一平均电位VA1，加法器277的第二输入端是用于接收第二平均电位VA2，而加法器277的输出端是用于输出一总和电位VM。详细而言，加法器277可将第一平均电位VA1与第二平均电位VA2相加，以产生总和电位VM，其可如下列方程式(5)所述：

VM＝VA1+VA2 (5)

其中“VM”代表总和电位VM的位准，“VA1”代表第一平均电位VA1的位准，而“VA2”则代表第二平均电位VA2的位准。

减法器279具有一第一输入端、一第二输入端，以及一输出端，其中减法器279的第一输入端是用于接收固定电位VF，减法器279的第二输入端是用于接收总和电位VM，而减法器279的输出端是用于输出一差值电位VB。详细而言，减法器279可将固定电位VF减去总和电位VM，以产生差值电位VB，其可如下列方程式(6)所述：

VB＝VF-VM (6)

其中“VB”代表差值电位VB的位准，“VF”代表固定电位VF的位准，而“VM”则代表总和电位VM的位准。

最后，微控制器271会确认来自减法器279的差值电位VB是否高于或等于0V(或接地电位VSS)。例如，若差值电位VB低于0V，则代表电源供应器200发生一异常事件，而微控制器271将会立即停止输出第一驱动电位VG1。反之，若差值电位VB高于或等于0V，则微控制器271将会正常地输出第一驱动电位VG1，并设定控制节点NC处的可调电位VT，使得可调电位VT恰好等同于差值电位VB。此时，关于第一晶体管M1的前述有效驱动电位差ΔVD将可如下列方程式(7)所述：

ΔVD＝VG1-VB (7)

其中“ΔVD”代表有效驱动电位差ΔVD的位准，“VG1”代表第一驱动电位VG1的位准，而“VB”代表则差值电位VB的位准。

图3是显示根据本发明一实施例所述的电源供应器200的有效驱动电位差ΔVD的波形图，其中横轴代表时间(s)，而纵轴代表电位位准(V)。如图3所示，一第一曲线CC1可代表电源供应器200操作于一重载模式时有效驱动电位差ΔVD的特性，而一第二曲线CC2则可代表电源供应器200操作于一轻载模式时有效驱动电位差ΔVD的特性。根据图3的量测结果，由于第一晶体管M1在轻载模式下其有效驱动电位差ΔVD的平均位准相对较低，故功率切换器220的导通损耗和切换损耗均能获得改善。

图4是显示根据本发明一实施例所述的电源供应器200的信号波形图，其中横轴代表时间(s)，而纵轴代表电位位准(V)。如图4所示，电源供应器200于一初始时间点TA处可操作于重载模式。在重载模式下，第一平均电位VA1与第二平均电位VA2皆相对较高，使得减法器279的差值电位VB相对较低。因此，施加于第一晶体管M1的有效驱动电位差ΔVD可维持于一高峰值，以提升功率切换器220的驱动能力。

然后，电源供应器200于一特定时间点TS处可操作于轻载模式。亦即，电源供应器200可由重载模式逐渐切换至轻载模式。在轻载模式下，第一平均电位VA1与第二平均电位VA2皆相对较低，使得减法器279的差值电位VB相对较高。因此，施加于第一晶体管M1的有效驱动电位差ΔVD将会明显降低，从而能减少电源供应器200及其功率切换器220的整体损耗。

本发明提出一种新颖的电源供应器。根据实际量测结果，使用前述设计的电源供应器的非理想损耗将可获得有效改善，故其很适合应用于各种各式的装置当中。

值得注意的是，以上所述的电位、电流、电阻值、电感值、电容值，以及其余元件参数均非为本发明的限制条件。设计者可以根据不同需要调整这些设定值。本发明的电源供应器并不仅限于图1-图4所图示的状态。本发明可以仅包括图1-图4的任何一或多个实施例的任何一或多项特征。换言之，并非所有图示的特征均须同时实施于本发明的电源供应器当中。虽然本发明的实施例是使用金属氧化物半导体场效晶体管为例，但本发明并不仅限于此，本技术领域人士可改用其他种类的晶体管，例如：接面场效晶体管，或是鳍式场效晶体管等等，而不致于影响本发明的效果。

在本说明书以及权利要求中的序数，例如“第一”、“第二”、“第三”等等，彼此之间并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分两个具有相同名字的不同元件。

本发明虽以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种低损耗的电源供应器，包括：

一桥式整流器，根据一第一输入电位和一第二输入电位来产生一整流电位；

一升压电感器，接收该整流电位；

一功率切换器，根据一第一驱动电位来选择性地将该升压电感器耦接至一控制节点；

一第一输出级电路，耦接至该升压电感器，并产生一中间电位；

一切换电路，根据该中间电位、一第二驱动电位，以及一第三驱动电位来产生一切换电位；

一变压器，包括一主线圈、一第一副线圈，以及一第二副线圈，其中该变压器内建一漏电感器和一激磁电感器，而该主线圈是经由该漏电感器接收该切换电位；

一谐振电容器，耦接至该激磁电感器，并提供一电容电位；

一第二输出级电路，耦接至该第一副线圈和该第二副线圈，并产生一输出电位和一输出电流，其中该第二输出级电路包括一感测电阻器，而该输出电流是流经该感测电阻器，使得一感测电位差会跨越过该感测电阻器；以及

一侦测及控制电路，产生该第一驱动电位、该第二驱动电位，以及该第三驱动电位；

其中该侦测及控制电路更根据该电容电位和该感测电位差来决定该控制节点处的一可调电位。

2.如权利要求1所述的电源供应器，其中该桥式整流器包括：

一第一二极管，具有一阳极和一阴极，其中该第一二极管的该阳极是耦接至一第一输入节点以接收该第一输入电位，而该第一二极管的该阴极是耦接至一第一节点以输出该整流电位；

一第二二极管，具有一阳极和一阴极，其中该第二二极管的该阳极是耦接至一第二输入节点以接收该第二输入电位，而该第二二极管的该阴极是耦接至该第一节点；

一第三二极管，具有一阳极和一阴极，其中该第三二极管的该阳极是耦接至一接地电位，而该第三二极管的该阴极是耦接至该第一输入节点；以及

一第四二极管，具有一阳极和一阴极，其中该第四二极管的该阳极是耦接至该接地电位，而该第四二极管的该阴极是耦接至该第二输入节点；

其中该升压电感器具有一第一端和一第二端，该升压电感器的该第一端是耦接至该第一节点以接收该整流电位，而该升压电感器的该第二端是耦接至一第二节点。

3.如权利要求2所述的电源供应器，其中该功率切换器包括：

一第一晶体管，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中该第一晶体管的该控制端是用于接收该第一驱动电位，该第一晶体管的该第一端是耦接至该控制节点以接收该可调电位，而该第一晶体管的该第二端是耦接至该第二节点。

4.如权利要求2所述的电源供应器，其中该第一输出级电路包括：

一第五二极管，具有一阳极和一阴极，其中该第五二极管的该阳极是耦接至该第二节点，而该第五二极管的该阴极是耦接至一第三节点以输出该中间电位；以及

一第一电容器，具有一第一端和一第二端，其中该第一电容器的该第一端是耦接至该第三节点，而该第一电容器的该第二端是耦接至该接地电位。

5.如权利要求4所述的电源供应器，其中该切换电路包括：

一第二晶体管，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中该第二晶体管的该控制端是用于接收该第二驱动电位，该第二晶体管的该第一端是耦接至一第四节点以输出该切换电位，而该第二晶体管的该第二端是耦接至该第三节点以接收该中间电位；以及

一第三晶体管，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中该第三晶体管的该控制端是用于接收该第三驱动电位，该第三晶体管的该第一端是耦接至该接地电位，而该第三晶体管的该第二端是耦接至该第四节点。

6.如权利要求5所述的电源供应器，其中该漏电感器具有一第一端和一第二端，该漏电感器的该第一端是耦接至该第四节点以接收该切换电位，该漏电感器的该第二端是耦接至一第五节点，该主线圈具有一第一端和一第二端，该主线圈的该第一端是耦接至该第五节点，该主线圈的该第二端是耦接至一第六节点，该激磁电感器具有一第一端和一第二端，该激磁电感器的该第一端是耦接至该第五节点，该激磁电感器的该第二端是耦接至该第六节点，该谐振电容器具有一第一端和一第二端，该谐振电容器的该第一端是耦接至该第六节点以输出该电容电位，该谐振电容器的该第二端是耦接至该接地电位，该第一副线圈具有一第一端和一第二端，该第一副线圈的该第一端是耦接至一第七节点，该第一副线圈的该第二端是耦接至一共同节点，该第二副线圈具有一第一端和一第二端，该第二副线圈的该第一端是耦接至该共同节点，而该第二副线圈的该第二端是耦接至一第八节点。

7.如权利要求6所述的电源供应器，其中该第二输出级电路更包括：

一第六二极管，具有一阳极和一阴极，其中该第六二极管的该阳极是耦接至该第七节点，而该第六二极管的该阴极是耦接至一第九节点；

一第七二极管，具有一阳极和一阴极，其中该第七二极管的该阳极是耦接至该第八节点，而该第七二极管的该阴极是耦接至该第九节点；以及

一第二电容器，具有一第一端和一第二端，其中该第二电容器的该第一端是耦接至一输出节点以输出该输出电位，而该第二电容器的该第二端是耦接至该共同节点；

其中该感测电阻器具有一第一端和一第二端，该感测电阻器的该第一端是耦接至该第九节点，而该感测电阻器的该第二端是耦接至该输出节点。

8.如权利要求1所述的电源供应器，其中该侦测及控制电路包括：

一微控制器，产生该第一驱动电位、该第二驱动电位、该第三驱动电位，以及一固定电位；

一第一平均电路，根据该电容电位来产生一第一平均电位；

一第二平均电路，根据该感测电位差来产生一平均电流；以及

一参考电阻器，其中该平均电流是流经该参考电阻器，而该参考电阻器将提供一第二平均电位。

9.如权利要求8所述的电源供应器，其中该侦测及控制电路更包括：

一加法器，将该第一平均电位与该第二平均电位相加，以产生一总和电位；以及

一减法器，将该固定电位减去该总和电位，以产生一差值电位。

10.如权利要求9所述的电源供应器，其中若该差值电位低于0V，则该微控制器将会停止输出该第一驱动电位，而若该差值电位高于或等于0V，则该微控制器将会设定该控制节点处的该可调电位，使得该可调电位等同于该差值电位。