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TWI688197B - 電源轉換裝置 - Google Patents

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TWI688197B
TWI688197B TW108115011A TW108115011A TWI688197B TW I688197 B TWI688197 B TW I688197B TW 108115011 A TW108115011 A TW 108115011A TW 108115011 A TW108115011 A TW 108115011A TW I688197 B TWI688197 B TW I688197B
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詹子增
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宏碁股份有限公司
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Abstract

一種電源轉換裝置，其包括變壓器、功率開關、脈寬調變信號產生器、儲能元件及電源電路。變壓器的一次側繞組自外部電源接收輸入電壓。變壓器的輔助繞組提供輔助電壓。功率開關耦接一次側繞組。脈寬調變信號產生器產生脈寬調變信號以控制功率開關的啟閉。儲能元件耦接脈寬調變信號產生器的電源端。電源電路根據輔助電壓對脈寬調變信號產生器供電及對儲能元件充電。當儲能元件的電壓大於或等於臨界電壓時，電源電路根據輔助電壓儲存備援電力。當外部電源停止提供輸入電壓時，電源電路根據備援電力對脈寬調變信號產生器供電及對儲能元件充電。

Description

電源轉換裝置
本發明是有關於一種電源裝置，且特別是有關於一種可延長輸出電壓之維持時間的電源轉換裝置。
電源轉換裝置(power conversion apparatus)可將外部電源所提供之輸入電壓轉換成適合各種電子裝置使用的直流電壓。因此，電源轉換裝置被廣泛地應用在電腦、辦公室自動化設備、工業控制設備以及通訊設備等電子裝置中。
在以脈波寬度調變(pulse width modulation，PWM)控制為基礎的電源轉換裝置中，電源轉換裝置的一次側通常具有功率開關及脈寬調變控制晶片。脈寬調變控制晶片用以控制功率開關的啟閉，致使電源轉換裝置中的變壓器可將一次側所儲存的電能轉移至電源轉換裝置的二次側，並輸出直流電壓給電子裝置。另外，變壓器的輔助繞組可透過脈寬調變控制晶片的電源端提供脈寬調變控制晶片運作所需的電力，且脈寬調變控制晶片的電源端通常設有穩壓電容。
一般來說，在電源轉換裝置的電力來源斷電之後，電源轉換裝置須在一維持時間(hold-up time)內持續地輸出直流電壓給電子裝置，以降低因瞬間斷電對電子裝置所造成的影響。然而，由於脈寬調變控制晶片的穩壓電容通常很小，因此當電源轉換裝置突然被斷電時，脈寬調變控制晶片也隨之被斷電而停止控制功率開關的啟閉，致使電源轉換裝置在極短時間之內停止輸出直流電壓。因此，現有的電源轉換裝置通常具有維持時間不足的問題，進而降低電子裝置運作上的穩定性。
有鑑於此，本發明提供一種電源轉換裝置，可在電源轉換裝置被斷電時，根據電源轉換裝置所儲存的備援電力對脈寬調變信號產生器供電，以延長電源轉換裝置持續輸出電壓的維持時間。
本發明的電源轉換裝置包括變壓器、第一功率開關、脈寬調變信號產生器、儲能元件以及電源電路。變壓器具有一次側繞組以及輔助繞組。一次側繞組用以自外部電源接收輸入電壓。輔助繞組用以提供輔助電壓。第一功率開關耦接一次側繞組，且受控於脈寬調變信號。脈寬調變信號產生器耦接第一功率開關，用以產生脈寬調變信號以控制第一功率開關的啟閉。儲能元件耦接脈寬調變信號產生器的電源端。電源電路耦接輔助繞組、脈寬調變信號產生器的電源端及儲能元件，用以根據輔助電壓對脈寬調變信號產生器供電及對儲能元件充電。當儲能元件的電壓大於或等於臨界電壓時，電源電路根據輔助電壓儲存備援電力。當外部電源停止提供輸入電壓時，電源電路根據備援電力對脈寬調變信號產生器供電及對儲能元件充電。
基於上述，本發明所提出的電源轉換裝置，可在電源轉換裝置被停止供電時，根據電源轉換裝置所儲存的備援電力對脈寬調變信號產生器供電。如此一來，可在電源轉換裝置被停止供電後，延長電源轉換裝置持續輸出電壓的維持時間。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
為了使本發明的內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例做為本發明確實能夠據以實施的範例。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/步驟，係代表相同或類似部件。
圖1是依照本發明一實施例所繪示的電源轉換裝置100的電路方塊示意圖。請參照圖1，電源轉換裝置100可包括變壓器TR、功率開關Q1、脈寬調變信號產生器120、儲能元件140以及電源電路160，但本發明不限於此。在本發明的一實施例中，電源轉換裝置100還可包括輸入電容CIN以及整流電路180。
變壓器TR具有一次側繞組Np、二次側繞組Ns以及輔助繞組Na。一次側繞組Np用以自外部電源接收輸入電壓VIN。二次側繞組Ns耦接整流電路180，用以提供輸出電壓VO給負載。輔助繞組Na則用以提供輔助電壓VA。
輸入電容CIN耦接在一次側繞組Np的第一端(例如同名端(common-polarity terminal)，即打點處)與接地端GND1之間。當外部電源提供輸入電壓VIN給電源轉換裝置100時，輸入電容CIN可儲存電能。當外部電源停止提供輸入電壓VIN給電源轉換裝置100時，輸入電容CIN所儲存的電能可對二次側繞組Ns釋能。
功率開關Q1耦接在一次側繞組Np的第二端(例如異名端(opposite-polarity terminal)，即未打點處) 與接地端GND1之間，且受控於脈寬調變信號SP。脈寬調變信號產生器120耦接功率開關Q1，用以產生脈寬調變信號SP以控制功率開關Q1的啟閉，致使變壓器TR可將一次側繞組Np所儲存的電能轉移至二次側繞組Ns，並透過整流電路180提供輸出電壓VO給負載。在本發明的一實施例中，脈寬調變信號產生器120可採用微控制器(micro-controller)或特殊應用積體電路(ASIC)或可編程邏輯裝置(PLD)或場可編程閘陣列(FPGA)之類的硬體電路來實現，但不限於此。
儲能元件140耦接在脈寬調變信號產生器120的電源端PVCC與接地端GND1之間，用以穩定電源端PVCC的電壓。在本發明的一實施例中，儲能元件140可採用電容器來實現，但不限於此。
電源電路160耦接輔助繞組Na、脈寬調變信號產生器120的電源端PVCC以及儲能元件140。電源電路160可根據輔助電壓VA對脈寬調變信號產生器120供電及對儲能元件140充電。
特別的是，當儲能元件140的電壓VCC(即脈寬調變信號產生器120的電源端PVCC的電壓)被充電至大於或等於臨界電壓VT時，電源電路160可根據輔助電壓VA儲存備援電力EE。另外，當外部電源停止提供輸入電壓VIN給電源轉換裝置100時，電源電路160可根據備援電力EE對脈寬調變信號產生器120供電及對儲能元件140充電。如此一來，在外部電源停止對電源轉換裝置100供電的情況下，電源電路160所儲存的備援電力EE可延長脈寬調變信號產生器120被供電的時間，從而延長電源轉換裝置100持續提供輸出電壓VO的維持時間(hold-up time)。
在本發明的一實施例中，脈寬調變信號產生器120可透過電源端PVCC偵測儲能元件140的電壓VCC。當儲能元件140的電壓VCC大於或等於臨界電壓VT時，脈寬調變信號產生器120可輸出控制信號組CSG至電源電路160，致使電源電路160反應於控制信號組CSG而根據輔助電壓VA儲存備援電力EE。
在本發明的一實施例中，脈寬調變信號產生器120可偵測備援電力EE的電壓VS。當備援電力EE的電壓VS大於或等於臨界電壓VT時，表示電源電路160已完成儲存備援電力EE，故脈寬調變信號產生器120停止輸出控制信號組CSG至電源電路160。
在本發明的一實施例中，上述的臨界電壓VT為脈寬調變信號產生器120正常運作所需的最低電壓，但本發明不限於此。
圖2是依照本發明一實施例所繪示的電源電路160的方塊示意圖。為了便於說明，圖2還繪示了電源電路160與輔助繞組Na、脈寬調變信號產生器120以及儲能元件140的耦接關係。請合併參照圖1及圖2，電源電路160包括充電電路262以及電力備援電路264。充電電路262耦接輔助繞組Na、脈寬調變信號產生器120的電源端PVCC及儲能元件140。充電電路262可對輔助電壓VA進行整流濾波以產生第一電壓V1，且根據第一電壓V1對脈寬調變信號產生器120供電及對儲能元件140充電。
電力備援電路264耦接充電電路262、脈寬調變信號產生器120的電源端PVCC及儲能元件140。當儲能元件140的電壓VCC(即脈寬調變信號產生器120的電源端PVCC的電壓)被充電至大於或等於臨界電壓VT時，脈寬調變信號產生器120可輸出控制信號組CSG至電力備援電路264，致使電力備援電路264基於第一電壓V1儲存備援電力EE。此外，脈寬調變信號產生器120可偵測備援電力EE的電壓VS。當備援電力EE的電壓VS被充電至大於或等於臨界電壓VT時，表示電力備援電路264已完全充電，故脈寬調變信號產生器120停止輸出控制信號組CSG至電力備援電路264。另外，當外部電源停止提供輸入電壓VIN時，電力備援電路264可根據備援電力EE對脈寬調變信號產生器120供電及對儲能元件140充電，以延長脈寬調變信號產生器120被供電的時間。
圖3是依照本發明一實施例所繪示的電源電路160中的充電電路262以及電力備援電路264的電路架構示意圖。為了便於說明，圖3還繪示了輔助繞組Na、脈寬調變信號產生器120以及儲能元件140。請合併參照圖1及圖3。充電電路262包括二極體D21、二極體D22以及輔助電容CA1。輔助繞組Na的第一端(例如同名端)耦接接地端GND1。二極體D21的陽極端耦接輔助繞組Na的第二端(例如異名端)以接收輔助電壓VA。二極體D21的陰極端耦接第一節點N1並提供第一電壓V1。二極體D22的陽極端耦接第一節點N1。二極體D22的陰極端耦接脈寬調變信號產生器120的電源端PVCC及儲能元件140。輔助電容CA1的第一端耦接接地端GND1。輔助電容CA1的第二端耦接第一節點N1。
電力備援電路264可包括儲能電路2641以及二極體D41。儲能電路2641串接在充電電路262與該二極體D41的陽極端之間，用以儲存備援電力EE。二極體D41的陰極端耦接脈寬調變信號產生器120的電源端PVCC及儲能元件140。
於本實施例中，控制信號組CSG包括控制信號CS1。當儲能元件140的電壓VCC大於或等於臨界電壓VT時，脈寬調變信號產生器120輸出控制信號CS1至儲能電路2641，且儲能電路2641反應於控制信號CS1而根據第一電壓V1儲存電能以做為備援電力EE。脈寬調變信號產生器120可偵測儲能電路2641所儲存的電能的電壓VS1。當儲能電路2641所儲存的電能的電壓VS1大於或等於臨界電壓VT時，脈寬調變信號產生器120可停止輸出控制信號CS1至儲能電路2641，且儲能電路2641完成儲存電能。另外，當外部電源停止提供輸入電壓VIN時，儲能電路2641可透過二極體D41以備援電力EE對脈寬調變信號產生器120供電及對儲能元件140充電。
更進一步來說，儲能電路2641具有輸入端INT、控制端CT以及輸出端OT。儲能電路2641的輸入端INT耦接充電電路262以接收第一電壓V1。儲能電路2641的輸出端OT耦接二極體D41的陽極端及脈寬調變信號產生器120。儲能電路2641的控制端CT接收控制信號CS1。於本實施例中，儲能電路2641包括功率開關Q2、二極體D42以及儲能電容CA2。功率開關Q2的第一端及控制端分別做為儲能電路2641的輸入端INT及控制端CT。二極體D42的陽極端耦接功率開關Q2的第二端。儲能電容CA2的第一端與二極體D42的陰極端相耦接以做為儲能電路2641的輸出端OT。儲能電容CA2的第二端耦接接地端GND1。
以下說明圖3的充電電路262以及電力備援電路264的運作細節。請再參照圖1及圖3。當外部電源開始提供輸入電壓VIN給電源轉換裝置100時，輔助繞組Na可透過二極體D21對輔助電容CA1充電，並在第一節點N1提供第一電壓V1。此外，輔助繞組Na可透過二極體D21、D22對儲能元件140充電。
脈寬調變信號產生器120可透過電源端PVCC偵測儲能元件140的電壓VCC。當脈寬調變信號產生器120偵測到儲能元件140的電壓VCC被充電至大於或等於臨界電壓VT時，脈寬調變信號產生器120可輸出邏輯高位準的控制信號CS1以導通功率開關Q2，致使輔助繞組Na開始透過二極體D21、D42對儲能電容CA2充電以做為備援電力EE。
另外，脈寬調變信號產生器120可透過儲能電路2641的輸出端OT偵測儲能電容CA2的電壓VS1。當儲能電容CA2的電壓VS1大於或等於臨界電壓VT時，表示儲能電容CA2已被充電完畢，故脈寬調變信號產生器120可停止輸出控制信號CS1或是可輸出邏輯低位準的控制信號CS1以關斷功率開關Q2。
另一方面，當外部電源停止提供輸入電壓VIN時，輔助繞組Na將停止對脈寬調變信號產生器120供電及對儲能元件140充電，致使儲能元件140的電壓VCC下降。當儲能電容CA2的電壓VS1與儲能元件140的電壓VCC間的電壓差大於二極體D41的切入電壓(Cut-in Voltage，即是使二極體D41導通的最低電壓)時，二極體D41將被導通，致使儲能電容CA2所儲存的電能(即備援電力EE)可對脈寬調變信號產生器120供電及對儲能元件140充電，以延長脈寬調變信號產生器120被供電的時間，從而延長電源轉換裝置100持續提供輸出電壓VO的維持時間。
附帶一提的，上述範例的控制信號CS1的邏輯高低位準與功率開關Q2導通與否的關係僅只是一個範例。本領域具通常知識者皆知，控制信號CS1的邏輯高低位準與功率開關Q2導通與否的關係是可以由設計者依實際需求來進行定義的。
圖4是依照本發明另一實施例所繪示的電源電路160’中的充電電路262以及電力備援電路464的電路架構示意圖。為了便於說明，圖4還繪示了輔助繞組Na、脈寬調變信號產生器120以及儲能元件140。請合併參照圖1、圖3及圖4，圖4的充電電路262類似於圖3的充電電路262，故可參酌上述圖3的相關說明，在此不再贅述。
另外，相較於圖3的電力備援電路264具有二極體D41以及一個儲能電路2641，圖4的電力備援電路464則具有二極體D41以及兩個儲能電路4641、4642。詳細來說，儲能電路4641、4642依序串接，且串接在充電電路262與二極體D41的陽極端之間。二極體D41的陰極端耦接脈寬調變信號產生器120的電源端PVCC及儲能元件140。
於本實施例中，控制信號組CSG可包括控制信號CS1、CS2。當儲能元件140的電壓VCC大於或等於臨界電壓VT時，脈寬調變信號產生器120分別輸出控制信號CS1、CS2至儲能電路4641、4642。儲能電路4641、4642可分別反應於該控制信號CS1、CS2而根據第一電壓V1儲存電能以共同做為備援電力EE。脈寬調變信號產生器120可偵測儲能電路4641、4642中的每一者所儲存的電能的電壓VS1、VS2。當儲能電路4642所儲存的電能的電壓VS2大於或等於臨界電壓VT時，脈寬調變信號產生器120停止輸出對應的控制信號CS2至儲能電路4642，且儲能電路4642完成儲存電能。同樣地，當儲能電路4641所儲存的電能的電壓VS1大於或等於臨界電壓VT時，脈寬調變信號產生器120停止輸出對應的控制信號CS1至儲能電路4641，且儲能電路4641完成儲存電能。另外，當外部電源停止提供輸入電壓VIN時，儲能電路4641、4642可透過二極體D41以備援電力EE對脈寬調變信號產生器120供電及對儲能元件140充電。
更進一步來說，儲能電路4641、4642中的每一者具有輸入端INT、控制端CT以及輸出端OT。第一個儲能電路4641的輸入端INT耦接充電電路262以接收第一電壓V1。第一個儲能電路4641的輸出端OT耦接第二個儲能電路4642的輸入端INT及脈寬調變信號產生器120。第二個儲能電路4642的輸出端OT耦接二極體D41的陽極端及脈寬調變信號產生器120。
儲能電路4641的控制端CT接收控制信號CS1，且儲能電路4642的控制端CT接收控制信號CS2。於本實施例中，儲能電路4641包括功率開關Q21、二極體D421以及儲能電容CA21。功率開關Q21的第一端及控制端分別做為儲能電路4641的輸入端INT及控制端CT。二極體D421的陽極端耦接功率開關Q21的第二端。儲能電容CA21的第一端與二極體D421的陰極端相耦接以做為儲能電路4641的輸出端OT。儲能電容CA21的第二端耦接接地端GND1。同樣地，儲能電路4642包括功率開關Q22、二極體D422以及儲能電容CA22。功率開關Q22的第一端及控制端分別做為儲能電路4642的輸入端INT及控制端CT。二極體D422的陽極端耦接功率開關Q22的第二端。儲能電容CA22的第一端與二極體D422的陰極端相耦接以做為儲能電路4642的輸出端OT。儲能電容CA22的第二端耦接接地端GND1。
以下說明圖4的充電電路262以及電力備援電路464的運作細節。請參照圖1及圖4。當外部電源開始提供輸入電壓VIN給電源轉換裝置100時，輔助繞組Na可透過二極體D21對輔助電容CA1充電，並在第一節點N1提供第一電壓V1。此外，輔助繞組Na可透過二極體D21、D22對儲能元件140充電。
脈寬調變信號產生器120可透過電源端PVCC偵測儲能元件140的電壓VCC。當脈寬調變信號產生器120偵測到儲能元件140的電壓VCC被充電至大於或等於臨界電壓VT時，脈寬調變信號產生器120可輸出邏輯高位準的控制信號CS1、CS2以分別導通功率開關Q21、Q22，致使輔助繞組Na開始透過二極體D21、D421、D422對儲能電容CA21、CA22充電以共同做為備援電力EE。
另外，脈寬調變信號產生器120可透過儲能電路4642的輸出端OT偵測儲能電容CA22的電壓VS2。當儲能電容CA22的電壓VS2大於或等於臨界電壓VT時，表示儲能電容CA22已被充電完畢，故脈寬調變信號產生器120可停止輸出控制信號CS2或是可輸出邏輯低位準的控制信號CS2以關斷功率開關Q22。同樣地，脈寬調變信號產生器120可透過儲能電路4641的輸出端OT偵測儲能電容CA21的電壓VS1。當儲能電容CA21的電壓VS1大於或等於臨界電壓VT時，表示儲能電容CA21已被充電完畢，故脈寬調變信號產生器120可停止輸出控制信號CS1或是可輸出邏輯低位準的控制信號CS1以關斷功率開關Q21。
另一方面，當外部電源停止提供輸入電壓VIN時，輔助繞組Na將停止對脈寬調變信號產生器120供電及對儲能元件140充電，致使儲能元件140的電壓VCC下降。當儲能電容CA22的電壓VS2與儲能元件140的電壓VCC間的電壓差大於二極體D41的切入電壓時，二極體D41將被導通，致使儲能電容CA22所儲存的電能可對脈寬調變信號產生器120供電及對儲能元件140充電。另外，當儲能電容CA21的電壓VS1與儲能電容CA22的電壓VS2間的電壓差大於二極體D422的切入電壓時，脈寬調變信號產生器120可將功率開關Q22導通，致使儲能電容CA21、CA22共同對脈寬調變信號產生器120供電及對儲能元件140充電。
需說明的是，雖然圖3是以電力備援電路264具有二極體D41以及一個儲能電路2641為範例來說明，且圖4是以電力備援電路464則具有二極體D41以及兩個儲能電路4641、4642為範例來說明，但本發明並不對電力備援電路中的儲能電路的數量加以限制。在本發明的其他實施例中，電力備援電路可包括二極體以及N個儲能電路，其中N可為任意的正整數。上述N個儲能電路依序串接，且串接在充電電路與電力備援電路的二極體的陽極端之間。關於N個儲能電路的實施方式及運作細節，可參酌上述圖3及圖4的相關說明而依此類推，故在此不再贅述。
綜上所述，本發明實施例所提出的電源轉換裝置，可在電源轉換裝置被停止供電時，根據電源轉換裝置所儲存的備援電力對脈寬調變信號產生器供電，以延長電源轉換裝置持續輸出電壓的維持時間。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:電源轉換裝置 120:脈寬調變信號產生器 140:儲能元件 160、160’:電源電路 180:整流電路 262:充電電路 264、464:電力備援電路 2641、4641、4642:儲能電路 CA1:輔助電容 CA2、CA21、CA22:儲能電容 CIN:輸入電容 CS1、CS2:控制信號 CSG:控制信號組 CT:控制端 D21、D22、D41、D42、D421、D422:二極體 EE:備援電力 GND1:接地端 INT:輸入端 N1:第一節點 Na:輔助繞組 Np:一次側繞組 Ns:二次側繞組 OT:輸出端 PVCC:電源端 Q1、Q2、Q21、Q22:功率開關 SP:脈寬調變信號 TR:變壓器 V1:第一電壓 VA:輔助電壓 VCC、VS、VS1、VS2:電壓 VIN:輸入電壓 VO:輸出電壓 VT:臨界電壓
圖1是依照本發明一實施例所繪示的電源轉換裝置的電路方塊示意圖。 圖2是依照本發明一實施例所繪示的電源電路的方塊示意圖。 圖3是依照本發明一實施例所繪示的充電電路以及電力備援電路的電路架構示意圖。 圖4是依照本發明另一實施例所繪示的充電電路以及電力備援電路的電路架構示意圖。
100:電源轉換裝置
120:脈寬調變信號產生器
140:儲能元件
160:電源電路
180:整流電路
CIN:輸入電容
CSG:控制信號組
EE:備援電力
GND1:接地端
Na:輔助繞組
Np:一次側繞組
Ns:二次側繞組
PVCC:電源端
Q1:功率開關
SP:脈寬調變信號
TR:變壓器
VA:輔助電壓
VCC、VS:電壓
VIN:輸入電壓
VO:輸出電壓
VT:臨界電壓

Claims (10)

  1. 一種電源轉換裝置，包括：一變壓器，具有一一次側繞組以及一輔助繞組，其中該一次側繞組用以自一外部電源接收一輸入電壓，且該輔助繞組用以提供一輔助電壓；一第一功率開關，耦接該一次側繞組，且受控於一脈寬調變信號；一脈寬調變信號產生器，耦接該第一功率開關，用以產生該脈寬調變信號以控制該第一功率開關的啟閉；一儲能元件，耦接該脈寬調變信號產生器的一電源端；以及一電源電路，耦接該輔助繞組、該脈寬調變信號產生器的該電源端及該儲能元件，用以根據該輔助電壓對該脈寬調變信號產生器供電及對該儲能元件充電，其中當該脈寬調變信號產生器偵測該儲能元件的電壓大於或等於一臨界電壓時，該脈寬調變信號產生器使該電源電路根據該輔助電壓儲存一備援電力，其中當該外部電源停止提供該輸入電壓時，該電源電路根據該備援電力對該脈寬調變信號產生器供電及對該儲能元件充電。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電源轉換裝置，其中該脈寬調變信號產生器透過該電源端偵測該儲能元件的電壓，當該儲能元件的電壓大於或等於該臨界電壓時，該脈寬調變信號產生器 輸出一控制信號組至該電源電路，且該電源電路反應於該控制信號組而根據該輔助電壓儲存該備援電力。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的電源轉換裝置，其中該脈寬調變信號產生器更用以偵測該備援電力的電壓，當該備援電力的電壓大於或等於該臨界電壓時，該脈寬調變信號產生器停止輸出該控制信號組至該電源電路，且該電源電路完成儲存該備援電力。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的電源轉換裝置，其中該臨界電壓為該脈寬調變信號產生器正常運作所需的最低電壓。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的電源轉換裝置，其中該電源電路包括：一充電電路，耦接該輔助繞組、該脈寬調變信號產生器的該電源端及該儲能元件，用以對該輔助電壓進行整流濾波以產生一第一電壓，且根據該第一電壓對該脈寬調變信號產生器供電及對該儲能元件充電；以及一電力備援電路，耦接該充電電路、該脈寬調變信號產生器的該電源端及該儲能元件，其中當該儲能元件的電壓大於或等於該臨界電壓時，該電力備援電路根據該第一電壓儲存該備援電力，其中當該外部電源停止提供該輸入電壓時，該電力備援電路根據該備援電力對該脈寬調變信號產生器供電及對該儲能元件充電。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的電源轉換裝置，其中該輔助繞組的第一端耦接一接地端，且該充電電路包括：一第一二極體，該第一二極體的陽極端耦接該輔助繞組的第二端以接收該輔助電壓，該第一二極體的陰極端耦接一第一節點並提供該第一電壓；一輔助電容，該輔助電容的第一端耦接該接地端，且輔助電容的第二端耦接該第一節點；以及一第二二極體，該第二二極體的陽極端耦接該第一節點，該第二二極體的陰極端耦接該脈寬調變信號產生器的該電源端及該儲能元件。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的電源轉換裝置，其中該電力備援電路包括：一第一二極體，該第一二極體的陰極端耦接該脈寬調變信號產生器的該電源端及該儲能元件；以及N個儲能電路，該N個儲能電路依序串接，且串接在該充電電路與該第一二極體的陽極端之間，其中N為正整數，其中當該儲能元件的電壓大於或等於該臨界電壓時，該脈寬調變信號產生器分別輸出N個控制信號至該N個儲能電路，且該N個儲能電路分別反應於該N個控制信號而根據該第一電壓儲存電能以共同做為該備援電力，其中當該外部電源停止提供該輸入電壓時，該N個儲能電路透過該第一二極體以該備援電力對該脈寬調變信號產生器供電及 對該儲能元件充電。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的電源轉換裝置，其中：該脈寬調變信號產生器更用以偵測該N個儲能電路中的每一者所儲存的電能的電壓，當該N個儲能電路中的其中一者所儲存的該電能的電壓大於或等於該臨界電壓時，該脈寬調變信號產生器停止輸出該N個控制信號中的其中一對應者至該儲能電路，且該儲能電路完成儲存該電能。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的電源轉換裝置，其中：該N個儲能電路中的每一個儲能電路具有一輸入端、一控制端以及一輸出端，該N個儲能電路中的第一個儲能電路的該輸入端耦接該充電電路以接收該第一電壓，該N個儲能電路中的第M個儲能電路的該輸出端耦接該N個儲能電路中的第(M+1)個儲能電路的該輸入端，該N個儲能電路中的第N個儲能電路的該輸出端耦接該第一二極體的陽極端，且該N個儲能電路中的每一個儲能電路的該控制端接收該N個控制信號的其中一者，其中M為小於N的正整數。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的電源轉換裝置，其中該N個儲能電路中的每一個儲能電路包括：一第二功率開關，該第二功率開關的第一端及控制端分別做為該儲能電路的該輸入端及該控制端；一第二二極體，該第二二極體的陽極端耦接該第二功率開關的第二端；以及 一儲能電容，該儲能電容的第一端與該第二二極體的陰極端相耦接以做為該儲能電路的該輸出端，且該儲能電容的第二端耦接一接地端。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200903972A (en) * 2007-07-06 2009-01-16 Innolux Display Corp Power circuit
US20130063027A1 (en) * 2006-03-28 2013-03-14 Wireless Environment, Llc Switch sensing emergency lighting power supply
US20130099831A1 (en) * 2011-04-21 2013-04-25 Converteam Technology Ltd. Gate drive circuit and associated method
CN103683908A (zh) * 2013-12-19 2014-03-26 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 开关电源控制电路、开关电源及其控制方法
TW201701578A (zh) * 2014-03-06 2017-01-01 先進充電技術公司 用於提供電力給電子裝置之電路與電力模組，以及組裝降壓設備之方法
WO2017168776A1 (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 デンソートリム株式会社 内燃機関用負荷駆動装置および内燃機関用点火装置
US20180123383A1 (en) * 2016-02-05 2018-05-03 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. Charging system and charging method for terminal and power adapter

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5640317A (en) * 1995-06-15 1997-06-17 Supertax, Inc. High voltage start-up circuit and method therefor
JP5104892B2 (ja) * 2010-03-09 2012-12-19 オムロン株式会社 スイッチング電源
DE102012016700A1 (de) * 2012-08-24 2014-05-15 Michael Koch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Zwischenspeichern elektrischer Energie
JP7114364B2 (ja) * 2018-06-22 2022-08-08 キヤノン株式会社 電源装置及び画像形成装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130063027A1 (en) * 2006-03-28 2013-03-14 Wireless Environment, Llc Switch sensing emergency lighting power supply
TW200903972A (en) * 2007-07-06 2009-01-16 Innolux Display Corp Power circuit
US20130099831A1 (en) * 2011-04-21 2013-04-25 Converteam Technology Ltd. Gate drive circuit and associated method
CN103683908A (zh) * 2013-12-19 2014-03-26 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 开关电源控制电路、开关电源及其控制方法
TW201701578A (zh) * 2014-03-06 2017-01-01 先進充電技術公司 用於提供電力給電子裝置之電路與電力模組，以及組裝降壓設備之方法
US20180123383A1 (en) * 2016-02-05 2018-05-03 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. Charging system and charging method for terminal and power adapter
WO2017168776A1 (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 デンソートリム株式会社 内燃機関用負荷駆動装置および内燃機関用点火装置

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