TWI891177B - 高輸出穩定度之電源供應器 - Google Patents

Abstract

一種高輸出穩定度之電源供應器，包括：一橋式整流器、一分壓電路、一感測電阻器、一第一電感器、一功率切換器、一輸出級電路、一微控制器、一選擇電路、一第一降壓轉換器，以及一第二降壓轉換器。分壓電路可產生一第一電位差。一第二電位差可跨越感測電阻器。微控制器可根據第一電位差和第二電位差來產生一第一控制電位和一第二控制電位。選擇電路可根據第一控制電位和第二控制電位來選擇第一降壓轉換器或第二降壓轉換器作為一工作降壓轉換器。

Description

高輸出穩定度之電源供應器

本發明係關於一種電源供應器，特別係關於一種高輸出穩定度之電源供應器。

電源供應器為筆記型電腦領域中不可或缺之元件。然而，若電源供應器之輸出穩定度不足，則很容易造成相關筆記型電腦之整體操作性能下滑。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，本發明提出一種高輸出穩定度之電源供應器，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；一分壓電路，根據該整流電位來產生一第一電位差；一感測電阻器；一第一電感器，經由該感測電阻器接收該整流電位；一功率切換器，根據一時脈電位來選擇性地將該第一電感器耦接至一接地電位；一輸出級電路，耦接至該第一電感 器，並產生一中間電位；一微控制器，產生該時脈電位，並取得跨越該感測電阻器之一第二電位差，其中該微控制器更根據該第一電位差和該第二電位差來產生一第一控制電位和一第二控制電位；一第一降壓轉換器；一第二降壓轉換器；以及一選擇電路，根據該第一控制電位和該第二控制電位來選擇該第一降壓轉換器或該第二降壓轉換器作為一工作降壓轉換器，其中該工作降壓轉換器係根據該中間電位來產生一輸出電位。

在一些實施例中，該微控制器更搜尋該第一電位差之一第一峰值和該第二電位差之一第二峰值，再計算該第一峰值和該第二峰值之間之一相位差。

在一些實施例中，若該相位差大於或等於18度，則該選擇電路將選擇該第一降壓轉換器作為該工作降壓轉換器，而若該相位差小於18度，則該選擇電路將選擇該第二降壓轉換器作為該工作降壓轉換器。

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。

在一些實施例中，該分壓電路包括：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一節點以接收該整流電位，而該第一電阻器之該第二端係耦接至一第二節點；以及一第二電阻器，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二節點，而該第二電阻器之該第二端係耦接至該接地電位；其中該第一電位差係跨越該第二電阻器；其中該感測電阻器具有一第一端和一第二端，該感測電阻器之該第一端係耦接至該第一節點以接收該整流電位，而該感測電阻器之該第二端係耦接至一第三節點；其中該第一電感器具有一第一端和一第二端，該第一電感器之該第一端係耦接至該第三節點，而該第一電感器之該第二端係耦接至一第四節點。

在一些實施例中，該功率切換器包括：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時脈電位，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。

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四節點，而該第五二極體之該陰極係耦接至一第五節點以輸出該中間電位；以及一第一電容器，具有一第一端和一第二端，其中該 第一電容器之該第一端係耦接至該第五節點，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，該選擇電路包括：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用於接收該第一控制電位，該第二電晶體之該第一端係耦接至一第六節點，而該第二電晶體之該第二端係耦接至該第五節點以接收該中間電位；以及一第三電晶體，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第二控制電位，該第三電晶體之該第一端係耦接至一第七節點，而該第三電晶體之該第二端係耦接至該第五節點以接收該中間電位。

在一些實施例中，該第一降壓轉換器包括：一第四電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第四電晶體之該控制端係用於接收該時脈電位，該第四電晶體之該第一端係耦接至一第八節點，而該第四電晶體之該第二端係耦接至該第六節點；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一共同節點，而該第六二極體之該陰極係耦接至該第八節點；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八節點，而該第二電感器之該第二端係耦接至一輸出節點；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。

在一些實施例中，該第二降壓轉換器包括：一脈波寬度調變積體電路，產生一第一驅動電位和一第二驅動電位；一第五電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第五電晶體之該控制端係用於接收該第一驅動電位，該第五電晶體之該第一端係耦接至一第九節點，而該第五電晶體之該第二端係耦接至該第七節點；一第六電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第六電晶體之該控制端係用於接收該第二驅動電位，該第六電晶體之該第一端係耦接至該接地電位，而該第六電晶體之該第二端係耦接至該第九節點；一變壓器，包括一主線圈、一第一副線圈，以及一第二副線圈，其中該變壓器更內建一漏電感器和一激磁電感器；一諧振電容器，其中該漏電感器具有一第一端和一第二端，該漏電感器之該第一端係耦接至該第九節點，該漏電感器之該第二端係耦接至一第十節點，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十節點，該主線圈之該第二端係耦接至一第十一節點，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十節點，該激磁電感器之該第二端係耦接至該第十一節點，該諧振電容器具有一第一端和一第二端，該諧振電容器之該第一端係耦接至該第十一節點，該諧振電容器之該第二端係耦接至該接地電位，該第一副線圈具有一第一端和一第二端，該第一副線圈之該第一端係耦接至一第十二節點，該第一副線圈之該第二端係耦接至該共同節點，該第二副線圈具有一第一端和一第二端，該第二副線圈之該第一端係耦接至該共同節點， 而該第二副線圈之該第二端係耦接至一第十三節點；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十二節點，而該第七二極體之該陰極係耦接至該輸出節點；一第八二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第八二極體之該陽極係耦接至該第十三節點，而該第八二極體之該陰極係耦接至該輸出節點；以及一第三電容器，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輸出節點，而該第三電容器之該第二端係耦接至該共同節點。

100,200:電源供應器

110,210:橋式整流器

120,220:分壓電路

130,230:功率切換器

140,240:輸出級電路

150,250:微控制器

160,260:選擇電路

170,270:第一降壓轉換器

180,280:第二降壓轉換器

282:脈波寬度調變積體電路

284:變壓器

285:主線圈

286:第一副線圈

287:第二副線圈

C1:第一電容器

C2:第二電容器

C3:第三電容器

CR:諧振電容器

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

D8:第八二極體

L1:第一電感器

L2:第二電感器

LM:激磁電感器

LR:漏電感器

M1:第一電晶體

M2:第二電晶體

M3:第三電晶體

M4:第四電晶體

M5:第五電晶體

M6:第六電晶體

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

N13:第十三節點

NCM:共同節點

NIN1:第一輸入節點

NIN2:第二輸入節點

NOUT:輸出節點

P1:第一峰值

P2:第二峰值

R1:第一電阻器

R2:第二電阻器

RS:感測電阻器

T1:第一時間點

T2:第二時間點

TA:週期時間長度

VA:時脈電位

VC1:第一控制電位

VC2:第一控制電位

VD1:第一驅動電位

VD2:第二驅動電位

VE:中間電位

VIN1:第一輸入電位

VIN2:第二輸入電位

VOUT:輸出電位

VR:整流電位

VSS:接地電位

△T:時間差

△V1:第一電位差

△V2:第二電位差

△θ:相位差

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電路圖。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器之信號波形圖。

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、一分壓電路120、一感測電阻器RS、一第一電感器L1、一功率切換器130、一輸出級電路140、一微控制器(Microcontroller Unit，MCU)150、一選擇電路160、一第一降壓轉換器(Buck Converter)170，以及一第二降壓轉換器180。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(Root Mean Square，RMS)可約介於90V至264V之間，但亦不僅限於此。分壓電路120可根據整流電位VR來產生一第一電位差△V1。第一電感器L1可經由感測電阻器RS接收整流電位VR。功率切換器130可根據一時脈電位VA來選擇性地將第一電感器L1耦接至一接地電位VSS(例如：0V)。例如，若時脈電位VA為一高邏輯位準(亦即，邏輯「1」)，則功率切換器130可將第一電感器L1耦接至接地電位VSS(亦即，功率切換器130可近似於一短路路徑)；反之，若時脈電位VA為一低邏輯位準(亦即，邏輯「0」)，則功率切換器130不會將第一電感器L1耦接至接地電位VSS(亦即，功率切換器130可近似於一斷路路徑)。輸出級電路140係耦接至第一電感器L1，並可產生一中間電位VE。微控制器150可產生時脈電位VA，並可取得跨越感測電阻器RS之一第二電位差△V2，其中微控制器150更可根據第一電位差△V1和第二電位差△V2來產生一第一控制電位VC1和一第二控制電位VC2。選擇電路160可根據第一控制電位VC1和第二控制電位VC2來選擇第一降壓轉換器170或第二降壓轉換器180作為一工作降壓轉換器，其中此工作降壓轉換器可根據中間電位VE來產生一輸出電位VOUT。例如，輸出電位VOUT可為一直流電位，其電位位準可介於18V至22V之間，但亦不僅限 於此。必須注意的是，第一降壓轉換器170或第二降壓轉換器180屬於不同種類之降壓轉換器。根據實際量測結果，在此種選擇式之降壓設計下，本發明所提之電源供應器100將可大幅提升其自身之輸出穩定度。

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之電路圖。在第2圖之實施例中，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、一分壓電路220、一感測電阻器RS、一第一電感器L1、一功率切換器230、一輸出級電路240、一微控制器250、一選擇電路260、一第一降壓轉換器270，以及一第二降壓轉換器280。電源供應器200之第一輸入節點NIN1和第二輸入節點NIN2可分別由一外部輸入電源處(未顯示)接收一第一輸入電位VIN1和一第二輸入電位VIN2，而電源供應器200之輸出節點NOUT則可用於輸出一輸出電位VOUT至一外部裝置，例如：一筆記型電腦(未顯示)。

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。

分壓電路220包括一第一電阻器R1和一第二電阻器R2。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一節點N1以接收整流電位VR，而第一電阻器R1之第二端係耦接至一第二節點N2。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二節點N2，而第二電阻器R2之第二端係耦接至接地電位VSS。另外，一第一電位差△V1可形成並跨越第二電阻器R2。亦即，第一電位差△V1可等同於第二電阻器R2之第一端和第二端之間之電位差。

感測電阻器RS具有一第一端和一第二端，其中感測電阻器RS之第一端係耦接至第一節點N1以接收整流電位VR，而感測電阻器RS之第二端係耦接至一第三節點N3。另外，一第二電位差△V2可形成並跨越感測電阻器RS。亦即，第二電位差△V2可等同於感測電阻器RS之第一端和第二端之間之電位差。感測電阻器RS之電阻值可遠小於第一電阻器R1和第二電阻器R2之每一者之電阻值。例如，感測電阻器RS之電阻值可小於20Ω，而第一電阻器R1和 第二電阻器R2之每一者之電阻值皆可大於或等於1MΩ，但亦不僅限於此。

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三節點N3，而第一電感器L1之第二端係耦接至一第四節點N4。

功率切換器230包括一第一電晶體M1。例如，第一電晶體M1可為一N型金氧半場效電晶體(N-type Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，NMOSFET)。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時脈電位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。

輸出級電路240包括一第五二極體D5和一第一電容器C1。第五二極體D5具有一陽極和一陰極，其中第五二極體D5之陽極係耦接至第四節點N4，而第五二極體D5之陰極係耦接至一第五節點N5以輸出一中間電位VE。第一電容器C1具有一第一端和一第二端，其中第一電容器C1之第一端係耦接至第五節點N5，而第一電容器C1之第二端係耦接至接地電位VSS。

微控制器250可產生時脈電位VA。微控制器250係耦接至分壓電路220和感測電阻器RS，以取得第一電位差△V1和第二電位差△V2之相關資訊。另外，微控制器250更可根據第一電位 差△V1和第二電位差△V2來產生一第一控制電位VC1和一第二控制電位VC2。

選擇電路260包括一第二電晶體M2和一第三電晶體M3。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之控制端係用於接收第一控制電位VC1，第二電晶體M2之第一端係耦接至一第六節點N6，而第二電晶體M2之第二端係耦接至第五節點N5以接收中間電位VE。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第二控制電位VC2，第三電晶體M3之第一端係耦接至一第七節點N7，而第三電晶體M3之第二端係耦接至第五節點N5以接收中間電位VE。

第一降壓轉換器270包括一第四電晶體M4、一第六二極體D6、一第二電感器L2，以及一第二電容器C2。例如，第四電晶體M4可為一N型金氧半場效電晶體。第四電晶體M4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)，其中第四電晶體M4之控制端係用於接收時脈電位VA，第四電晶體M4之第一端係耦接至一第八節點N8，而第四電晶體M4之第二端係耦接至第六節點N6。第六二極體D6具有一陽極和一陰極，其中第六二極體D6之陽極係耦接至一共同節點NCM，而第六二極體D6之陰極係耦接至第八節點N8。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八節點N8，而第二電感器L2之第二端係耦接至輸出節點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C2之第二端係耦接至共同節點NCM。例如，共同節點NCM可提供一共同電位，其可被視為另一接地電位，並可與前述之接地電位VSS相同或相異。

第二降壓轉換器280包括一脈波寬度調變積體電路(Pulse Width Modulation Integrated Circuit，PWM IC)282、一變壓器284、一第五電晶體M5、一第六電晶體M6、一第七二極體D7、一第八二極體D8、一諧振電容器CR，以及一第三電容器C3。例如，第五電晶體M5和第六電晶體M6可各自為一N型金氧半場效電晶體。

脈波寬度調變積體電路282可產生一第一驅動電位VD1和一第二驅動電位VD2。例如，第一驅動電位VD1和第二驅動電位VD2可以大致具有互補(Complementary)之邏輯位準。第五電晶體M5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)，其中第五電晶體M5之控制端係用於接收第一驅動電位VD1，第五電晶體M5之第一端係耦接至一第九節點N9，而第五電晶體M5之第二端係耦接至第七節點N7。第六電晶體M6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)，其中第六電晶體M6之控制端係用於 接收第二驅動電位VD2，第六電晶體M6之第一端係耦接至接地電位VSS，而第六電晶體M6之第二端係耦接至第九節點N9。

變壓器284包括一主線圈285、一第一副線圈286，以及一第二副線圈287，其中變壓器284更內建一漏電感器LR和一激磁電感器LM。漏電感器LR和激磁電感器LM皆可為變壓器284製造時所附帶產生之固有元件，其並非外部獨立元件。漏電感器LR、主線圈285，以及激磁電感器LM皆可位於變壓器284之同一側(例如：一次側)，而第一副線圈286和第二副線圈287則皆可位於變壓器284之相對另一側(例如：二次側，其可與一次側互相隔離開來)。漏電感器LR具有一第一端和一第二端，其中漏電感器LR之第一端係耦接至第九節點N9，而漏電感器LR之第二端係耦接至一第十節點N10。主線圈285具有一第一端和一第二端，其中主線圈285之第一端係耦接至第十節點N10，而主線圈285之第二端係耦接至一第十一節點N11。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十節點N10，而激磁電感器LM之第二端係耦接至第十一節點N11。諧振電容器CR具有一第一端和一第二端，其中諧振電容器CR之第一端係耦接至第十一節點N11，而諧振電容器CR之第二端係耦接至接地電位VSS。例如，漏電感器LR、激磁電感器LM，以及諧振電容器CR三者可共同形成第二降壓轉換器280之一諧振槽(Resonant Tank)。第一副線圈286具有一第一端和一第二端，其中第一副線圈286之第一端係耦接至一第十二節點N12，而第一副線圈286之第二端係耦接至共同節點NCM。第二副 線圈287具有一第一端和一第二端，其中第二副線圈287之第一端係耦接至共同節點NCM，而第二副線圈287之第二端係耦接至一第十三節點N13。

第七二極體D7具有一陽極和一陰極，其中第七二極體D7之陽極係耦接至第十二節點N12，而第七二極體D7之陰極係耦接至輸出節點NOUT。第八二極體D8具有一陽極和一陰極，其中第八二極體D8之陽極係耦接至第十三節點N13，而第八二極體D8之陰極係耦接至輸出節點NOUT。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之第一端係耦接至輸出節點NOUT，而第三電容器C3之第二端係耦接至共同節點NCM。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器200之信號波形圖，其中橫軸代表時間(s)，而縱軸代表電位位準(V)。微控制器250可針對第一電位差△V1和第二電位差△V2以一既定頻率來執行一取樣程序(Sampling Process)。例如，前述之既定頻率可約為60Hz，但亦不僅限於此。請一併參考第2、3圖。在一些實施例中，電源供應器200之操作原理可如下列所述。

必須注意的是，第一電位差△V1和第二電位差△V2皆為週期性信號，而其每一週期均具有一週期時間長度TA。第3圖僅展示第一電位差△V1和第二電位差△V2之相關週期。大致而言，微控制器250可先搜尋出第一電位差△V1之一第一峰值P1和第二電位差△V2之一第二峰值P2，再計算出第一峰值P1和第二峰值P2之間之一相位差△θ。例如，第一電位差△V1之第一峰值P1可出現於一 第一時間點T1處，而第二電位差△V2之第二峰值P2可出現於一第二時間點T2處。另外，第二時間點T2和第一時間點T1之間則可存在一時間差△T。在一些實施例中，前述之相位差△θ可根據下列方程式(1)來進行計算： 其中「△θ」代表相位差△θ，「△T」代表第二時間點T2和第一時間點T1之間之時間差△T，而「TA」代表週期時間長度TA。

詳細而言，第一電位差△V1可用於指示電源供應器200之一輸入電壓之相關資訊，而第二電位差△V2則可用於指示電源供應器200之一輸入電流之相關資訊。是以，前述之相位差△θ亦可作為電源供應器200之輸入電壓和輸入電流兩者之間之相位差。在一些實施例中，電源供應器200之一功率因數(Power Factor)可根據下列方程式(2)來進行計算：PF=cos(△θ)………………………………………(2)其中「PF」代表電源供應器200之功率因數，而「△θ」代表相位差△θ。

基於方程式(2)可知，若相位差△θ大於或等於18度，則電源供應器200之功率因數將會相對較低(例如，小於0.95)；反之，若相位差△θ小於18度，則電源供應器200之功率因數將會相對較高(例如，大於0.95)。必須理解的是，此處18度之相位差△θ係根據多次實驗結果而得出，其可作為一較佳切換基準，惟其亦可視不同需求而進行微調。

在一些實施例中，若相位差△θ大於或等於18度，則選擇電路260將選擇第一降壓轉換器270作為一工作降壓轉換器。例如，微控制器250可輸出具有高邏輯位準之第一控制電位VC1以致能(Enable)第二電晶體M2和第一降壓轉換器270，並可輸出具有低邏輯位準之第二控制電位VC2以禁能(Disable)第三電晶體M3和第二降壓轉換器280。此時，已致能之第一降壓轉換器270將可根據中間電位VE來產生輸出電位VOUT。

在另一些實施例中，若相位差△θ小於18度，則選擇電路260將選擇第二降壓轉換器280作為工作降壓轉換器。例如，微控制器250可輸出具有低邏輯位準之第一控制電位VC1以禁能第二電晶體M2和第一降壓轉換器270，並可輸出具有高邏輯位準之第二控制電位VC2以致能第三電晶體M3和第二降壓轉換器280。此時，已致能之第二降壓轉換器280將可根據中間電位VE來產生輸出電位VOUT。根據實際量測結果，此種選擇式之降壓設計有助於抑制電源供應器200之非理想失真(Distortion)，從而能有效提升電源供應器200之輸出穩定度。

本發明提出一種新穎之電源供應器。根據實際量測結果，使用前述設計之電源供應器之整體輸出穩定度將可大幅作改善，故其很適合應用於各種各式之裝置當中。

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1-3圖所圖示之狀態。本發明可以僅包括第1-3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:電源供應器 110:橋式整流器 120:分壓電路 130:功率切換器 140:輸出級電路 150:微控制器 160:選擇電路 170:第一降壓轉換器 180:第二降壓轉換器 L1:第一電感器 RS:感測電阻器 VA:時脈電位 VC1:第一控制電位 VC2:第一控制電位 VE:中間電位 VIN1:第一輸入電位 VIN2:第二輸入電位 VOUT:輸出電位 VR:整流電位 VSS:接地電位 ΔV1:第一電位差 ΔV2:第二電位差

Claims (10)

1. 一種高輸出穩定度之電源供應器，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； 一分壓電路，根據該整流電位來產生一第一電位差； 一感測電阻器； 一第一電感器，經由該感測電阻器接收該整流電位； 一功率切換器，根據一時脈電位來選擇性地將該第一電感器耦接至一接地電位； 一輸出級電路，耦接至該第一電感器，並產生一中間電位； 一微控制器，產生該時脈電位，並取得跨越該感測電阻器之一第二電位差，其中該微控制器更根據該第一電位差和該第二電位差來產生一第一控制電位和一第二控制電位； 一第一降壓轉換器； 一第二降壓轉換器；以及 一選擇電路，根據該第一控制電位和該第二控制電位來選擇該第一降壓轉換器或該第二降壓轉換器作為一工作降壓轉換器，其中該工作降壓轉換器係根據該中間電位來產生一輸出電位。
2. 如請求項1所述之電源供應器，其中該微控制器更搜尋該第一電位差之一第一峰值和該第二電位差之一第二峰值，再計算該第一峰值和該第二峰值之間之一相位差。
3. 如請求項2所述之電源供應器，其中若該相位差大於或等於18度，則該選擇電路將選擇該第一降壓轉換器作為該工作降壓轉換器，而若該相位差小於18度，則該選擇電路將選擇該第二降壓轉換器作為該工作降壓轉換器。
4. 如請求項1所述之電源供應器，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。
5. 如請求項4所述之電源供應器，其中該分壓電路包括： 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一節點以接收該整流電位，而該第一電阻器之該第二端係耦接至一第二節點；以及 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二節點，而該第二電阻器之該第二端係耦接至該接地電位； 其中該第一電位差係跨越該第二電阻器； 其中該感測電阻器具有一第一端和一第二端，該感測電阻器之該第一端係耦接至該第一節點以接收該整流電位，而該感測電阻器之該第二端係耦接至一第三節點； 其中該第一電感器具有一第一端和一第二端，該第一電感器之該第一端係耦接至該第三節點，而該第一電感器之該第二端係耦接至一第四節點。
6. 如請求項5所述之電源供應器，其中該功率切換器包括： 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時脈電位，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。
7. 如請求項5所述之電源供應器，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四節點，而該第五二極體之該陰極係耦接至一第五節點以輸出該中間電位；以及 一第一電容器，具有一第一端和一第二端，其中該第一電容器之該第一端係耦接至該第五節點，而該第一電容器之該第二端係耦接至該接地電位。
8. 如請求項7所述之電源供應器，其中該選擇電路包括： 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用於接收該第一控制電位，該第二電晶體之該第一端係耦接至一第六節點，而該第二電晶體之該第二端係耦接至該第五節點以接收該中間電位；以及 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第二控制電位，該第三電晶體之該第一端係耦接至一第七節點，而該第三電晶體之該第二端係耦接至該第五節點以接收該中間電位。
9. 如請求項8所述之電源供應器，其中該第一降壓轉換器包括： 一第四電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第四電晶體之該控制端係用於接收該時脈電位，該第四電晶體之該第一端係耦接至一第八節點，而該第四電晶體之該第二端係耦接至該第六節點； 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一共同節點，而該第六二極體之該陰極係耦接至該第八節點； 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八節點，而該第二電感器之該第二端係耦接至一輸出節點；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。
10. 如請求項9所述之電源供應器，其中該第二降壓轉換器包括： 一脈波寬度調變積體電路，產生一第一驅動電位和一第二驅動電位； 一第五電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第五電晶體之該控制端係用於接收該第一驅動電位，該第五電晶體之該第一端係耦接至一第九節點，而該第五電晶體之該第二端係耦接至該第七節點； 一第六電晶體，具有一控制端、一第一端，以及一第二端，其中該第六電晶體之該控制端係用於接收該第二驅動電位，該第六電晶體之該第一端係耦接至該接地電位，而該第六電晶體之該第二端係耦接至該第九節點； 一變壓器，包括一主線圈、一第一副線圈，以及一第二副線圈，其中該變壓器更內建一漏電感器和一激磁電感器； 一諧振電容器，其中該漏電感器具有一第一端和一第二端，該漏電感器之該第一端係耦接至該第九節點，該漏電感器之該第二端係耦接至一第十節點，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十節點，該主線圈之該第二端係耦接至一第十一節點，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十節點，該激磁電感器之該第二端係耦接至該第十一節點，該諧振電容器具有一第一端和一第二端，該諧振電容器之該第一端係耦接至該第十一節點，該諧振電容器之該第二端係耦接至該接地電位，該第一副線圈具有一第一端和一第二端，該第一副線圈之該第一端係耦接至一第十二節點，該第一副線圈之該第二端係耦接至該共同節點，該第二副線圈具有一第一端和一第二端，該第二副線圈之該第一端係耦接至該共同節點，而該第二副線圈之該第二端係耦接至一第十三節點； 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十二節點，而該第七二極體之該陰極係耦接至該輸出節點； 一第八二極體，具有一陽極和一陰極，其中該第八二極體之該陽極係耦接至該第十三節點，而該第八二極體之該陰極係耦接至該輸出節點；以及 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輸出節點，而該第三電容器之該第二端係耦接至該共同節點。