TWI891527B - 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、一第一電感器、一第一功率切換器、一第一輸出級電路、一輔助調整電路、一切換電路、一變壓器、一諧振電容器、一放大電路、一第二輸出級電路，以及一微控制器，其中微控制器可根據一溝通電位和一選擇電位來操作於一交錯模式或一同步模式。

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；一第一電感器，接收該整流電位；一第一功率切換器，根據一第一驅動電位來選擇性地將該第一電感器耦接至一接地電位；一第一輸出級電路，耦接至該第一電感器，並產生一中間電位；一輔助調整電路，耦接至該第一電感器，並包括一第二功率切換器，其中該輔助調整電路係根據該整流電位、一第二驅動電位、一控制電位，以及一放大電位來調整該中間電位；一切換電路，根據該中間電位、一第三驅動電位，以及一第四驅動電位來產生一切換電位；一變壓器，包括一主線圈、一第一副線圈，以及一第二副線圈，其中該變壓器內建一漏電感器和一激磁電感器，而該主線圈係經由該漏電感器接收該切換電位；一諧振電容器，耦接至該激磁電感器，並提供一電容電位；一放大電路，根據該電容電位來產生該放大電位；一第二輸出級電路，耦接至該第一副線圈和該第二副線圈，並產生一輸出電位；以及一微控制器，根據一溝通電位和一選擇電位來操作於一交錯模式或一同步模式，並產生該控制電位、該第一驅動電位、該第二驅動電位、該第三驅動電位，以及該第四驅動電位。

在一些實施例中，若該微控制器操作於該交錯模式，則該第一驅動電位和該第二驅動電位將具有互補之邏輯位準，而若該微控制器操作於該同步模式，則該第一驅動電位和該第二驅動電位將具有相同之邏輯位準。

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一節點以接收該整流電位，而該第一電感器之該第二端係耦接至一第二節點。

在一些實施例中，該第一功率切換器包括：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第一驅動電位，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二節點。

在一些實施例中，該第一輸出級電路包括：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二節點，而該第五二極體之該陰極係耦接至一第三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三節點，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，該輔助調整電路更包括：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放大電位，該第二電晶體之該第一端係耦接至一第四節點，而該第二電晶體之該第二端係耦接至該第一節點以接收該整流電位；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控制電位，該第三電晶體之該第一端係耦接至一第五節點，而該第三電晶體之該第二端係耦接至該第四節點；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五節點，而該第二電感器之該第二端係耦接至一第六節點；一第三電感器，具有一第一端和一第二端，其中該第三電感器之該第一端係耦接至該第五節點，而該第三電感器之該第二端係耦接至該第六節點；一第四電感器，具有一第一端和一第二端，其中該第四電感器之該第一端係耦接至該第一節點，而該第四電感器之該第二端係耦接至該第二節點；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該第六節點，而該第六二極體之該陰極係耦接至該第三節點；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第三節點，而該第二電容器之該第二端係耦接至該接地電位；其中該第三電感器和該第四電感器係互相耦合。

在一些實施例中，該第二功率切換器包括：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第二驅動電位，該第四電晶體之該第一端係耦接至該接地電位，而該第四電晶體之該第二端係耦接至該第六節點。

在一些實施例中，該切換電路包括：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三驅動電位，該第五電晶體之該第一端係耦接至一第七節點以輸出該切換電位，而該第五電晶體之該第二端係耦接至該第三節點以接收該中間電位；以及一第六電晶體，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四驅動電位，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七節點。

在一些實施例中，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七節點以接收該切換電位，該漏電感器之該第二端係耦接至一第八節點，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八節點，該主線圈之該第二端係耦接至一第九節點，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八節點，該激磁電感器之該第二端係耦接至該第九節點，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九節點以輸出該電容電位，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節點，該第一副線圈之該第二端係耦接至一共同節點，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十一節點。

在一些實施例中，該第二輸出級電路包括：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十節點，而該第七二極體之該陰極係耦接至一輸出節點以輸出該輸出電位；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十一節點，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。

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、一第一電感器L1、一第一功率切換器120、一第一輸出級電路130、一輔助調整電路140、一切換電路150、一變壓器160、一諧振電容器CR、一放大電路170、一第二輸出級電路180，以及一微控制器(Microcontroller Unit，MCU)190。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介於90V至264V之間，但亦不僅限於此。第一電感器L1可接收整流電位VR。第一功率切換器120可根據一第一驅動電位VG1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，若第一驅動電位VG1具有高邏輯位準(亦即，邏輯「1」)，則第一功率切換器120可將第一電感器L1耦接至接地電位VSS(亦即，第一功率切換器120可近似於一短路路徑)；反之，若第一驅動電位VG1具有低邏輯位準(亦即，邏輯「0」)，則第一功率切換器120不會將第一電感器L1耦接至接地電位VSS(亦即，第一功率切換器120可近似於一斷路路徑)。第一輸出級電路130係耦接至第一電感器L1，並可產生一中間電位VE。輔助調整電路140亦耦接至第一電感器L1，並包括一第二功率切換器145，其中輔助調整電路140可根據整流電位VR、一第二驅動電位VG2、一控制電位VC，以及一放大電位VM來調整中間電位VE。

切換電路150可根據中間電位VE、一第三驅動電位VG3，以及一第四驅動電位VG4來產生一切換電位VW。變壓器160包括一主線圈161、一第一副線圈162，以及一第二副線圈163。變壓器160更可內建一漏電感器LR和一激磁電感器LM，其中漏電感器LR、激磁電感器LM，以及主線圈161皆可位於變壓器160之同一側，而第一副線圈162和第二副線圈163則皆可位於變壓器160之相對另一側。主線圈161可經由漏電感器LR接收切換電位VW，而第一副線圈162和第二副線圈163則可回應於切換電位VW來進行操作。諧振電容器CR係耦接至激磁電感器LM，其中諧振電容器CR可提供一電容電位VP。例如，漏電感器LR、激磁電感器LM，以及諧振電容器CR三者可共同形成電源供應器100之一諧振槽(Resonant Tank)。放大電路170可根據電容電位VP來產生放大電位VM。第二輸出級電路180係耦接至第一副線圈162和第二副線圈163，並可產生一輸出電位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。

微控制器190可根據一溝通電位VT和一選擇電位VL來操作於一交錯模式MD1或一同步模式MD2，並可產生控制電位VC、第一驅動電位VG1、第二驅動電位VG2、第三驅動電位VG3，以及第四驅動電位VG4。例如，若微控制器190操作於交錯模式MD1，則第一驅動電位VG1和第二驅動電位VG2兩者將可具有互補(Complementary)之邏輯位準；反之，若微控制器190操作於同步模式MD2，則第一驅動電位VG1和第二驅動電位VG2兩者將可具有相同之邏輯位準。根據實際量測結果，由於可基於來自一系統端(未顯示)之溝通電位VT和選擇電位VL來於交錯模式MD1與同步模式MD2之間進行適當切換，故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、一第一電感器L1、一第一功率切換器220、一第一輸出級電路230、一輔助調整電路240、一切換電路250、一變壓器260、一諧振電容器CR、一放大電路270、一第二輸出級電路280，以及一微控制器290。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至一系統端295。必須理解的是，系統端295為與電源供應器200互相獨立之一外部裝置，其並不屬於電源供應器200之任何一部份。

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一節點N1以接收整流電位VR，而第一電感器L1之第二端係耦接至一第二節點N2。

第一功率切換器220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第一驅動電位VG1，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二節點N2。

第一輸出級電路230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之陽極係耦接至第二節點N2，而第五二極體D5之陰極係耦接至一第三節點N3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三節點N3，而第一電容器C1之第二端係耦接至接地電位VSS。

輔助調整電路240可用於進一步調整中間電位VE。詳細而言，輔助調整電路240包括：一第二功率切換器245、一第二電晶體M2、一第三電晶體M3、一第六二極體D6、一第二電感器L2、一第三電感器L3、一第四電感器L4，以及一第二電容器C2。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一放大電位VM，第二電晶體M2之第一端係耦接至一第四節點N4，而第二電晶體M2之第二端係耦接至第一節點N1以接收整流電位VR。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一控制電位VC，第三電晶體M3之第一端係耦接至一第五節點N5，而第三電晶體M3之第二端係耦接至第四節點N4。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五節點N5，而第二電感器L2之第二端係耦接至一第六節點N6。第三電感器L3具有一第一端和一第二端，其中第三電感器L3之第一端係耦接至第五節點N5，而第三電感器L3之第二端係耦接至第六節點N6。第四電感器L4具有一第一端和一第二端，其中第四電感器L4之第一端係耦接至第一節點N1，而第四電感器L4之第二端係耦接至第二節點N2。必須注意的是，第三電感器L3和第四電感器L4兩者係互相耦合，而它們還可大致具有相同之電感值。第六二極體D6具有一陽極和一陰極，其中第六二極體D6之陽極係耦接至第六節點N6，而第六二極體D6之陰極係耦接至第三節點N3。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之第一端係耦接至第三節點N3，而第二電容器C2之第二端係耦接至接地電位VSS。

第二功率切換器245包括一第四電晶體M4。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一第二驅動電位VG2，第四電晶體M4之第一端係耦接至接地電位VSS，而第四電晶體M4之第二端係耦接至第六節點N6。

切換電路250包括一第五電晶體M5和一第六電晶體M6。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。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一第三驅動電位VG3，第五電晶體M5之第一端係耦接至一第七節點N7以輸出一切換電位VW，而第五電晶體M5之第二端係耦接至第三節點N3以接收中間電位VE。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一第四驅動電位VG4，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七節點N7。

變壓器260包括一主線圈261、一第一副線圈262，以及一第二副線圈263，其中變壓器260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260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261，以及激磁電感器LM皆可位於變壓器260之同一側(例如：一次側)，而第一副線圈262和第二副線圈263則皆可位於變壓器260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七節點N7以接收切換電位VW，而漏電感器LR之第二端係耦接至一第八節點N8。主線圈261具有一第一端和一第二端，其中主線圈261之第一端係耦接至第八節點N8，而主線圈261之第二端係耦接至一第九節點N9。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八節點N8，而激磁電感器LM之第二端係耦接至第九節點N9。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九節點N9以輸出一電容電位VP，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三者可共同形成電源供應器200之一諧振槽。第一副線圈262具有一第一端和一第二端，其中第一副線圈262之第一端係耦接至一第十節點N10，而第一副線圈262之第二端係耦接至一共同節點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。第二副線圈263具有一第一端和一第二端，其中第二副線圈263之第一端係耦接至共同節點NCM，而第二副線圈263之第二端係耦接至一第十一節點N11。

放大電路270包括一平均電路(Averaging Circuit)272和一放大器(Amplifier)274。平均電路272可計算電容電位VP之一平均值，以產生一平均電位VA。例如，平均電位VA可代表前述之電容電位VP於一段既定時間內之一平均位準，但亦不僅限於此。放大器274可將平均電位VA放大一增益倍率K，以產生一放大電位VM。例如，前述之增益倍率K可介於2至10之間。在一些實施例中，放大器274之操作方式可如下列方程式(1)所述：

…………………………………………(1)其中「VM」代表放大電位VM之位準，「K」代表增益倍率K之數值，而「VA」代表平均電位VA之位準。

第二輸出級電路280包括一第七二極體D7、一第八二極體D8，以及一第三電容器C3。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節點N10，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之陽極係耦接至第十一節點N11，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。

微控制器290可根據一溝通電位VT和一選擇電位VL來操作於一交錯模式MD1或一同步模式MD2，並可產生如前所述之控制電位VC、第一驅動電位VG1、第二驅動電位VG2、第三驅動電位VG3，以及第四驅動電位VG4。

系統端295包括一主電路板296和嵌入式控制器(Embedded Controller，EC)297，其中嵌入式控制器297可設置於主電路板296之上。大致而言，電源供應器200之輸出電位VOUT可提供電力給系統端295之主電路板296，而系統端295之嵌入式控制器297則可根據不同使用需求來產生並輸出溝通電位VT和選擇電位VL至電源供應器200之微控制器290。

在一些實施例中，無論電源供應器200接收到具有高邏輯位準或低邏輯位準之溝通電位VT，微控制器290皆會輸出具有高邏輯位準之控制電位VC以致能第三電晶體M3。另外，第二電晶體M2則通常已由放大電位VM所致能，這使得輔助調整電路240將可接收來自於橋式整流器210之整流電位VR之能量。必須理解的是，微控制器290可根據溝通電位VT來於交錯模式MD1和同步模式MD2之間進行切換。例如，若溝通電位VT具有低邏輯位準，則微控制器290將可切換至交錯模式MD1；反之，若溝通電位VT具有高邏輯位準，則微控制器290將可切換至同步模式MD2。基於不同操作模式，系統端295之嵌入式控制器297還可輸出對應之選擇電位VL至電源供應器200，從而指示各個驅動電位之細部操作資訊。在另一些實施例中，若電源供應器200未接收到任何溝通電位VT，則微控制器290才會輸出具有低邏輯位準之控制電位VC。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器200於交錯模式MD1下之信號波形圖，其中橫軸代表時間(s)，而縱軸代表電位位準(V)。在第3圖之實施例中，電源供應器200之微控制器290係操作於交錯模式MD1，其中第一驅動電位VG1、第二驅動電位VG2、第三驅動電位VG3，以及第四驅動電位VG4皆可根據對應於交錯模式MD1之選擇電位VL而決定。此時，第一驅動電位VG1和第二驅動電位VG2兩者可具有互補之邏輯位準。根據實際量測結果，所提之交錯模式MD1有助於抑制電源供應器200之輸出端振盪。例如，當系統端295發生螢幕閃爍或充電失敗時，系統端295將可主動地控制電源供應器200之微控制器290來進入交錯模式MD1。

第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器200於同步模式MD2下之信號波形圖，其中橫軸代表時間(s)，而縱軸代表電位位準(V)。在第4圖之實施例中，電源供應器200之微控制器290係操作於同步模式MD2，其中第一驅動電位VG1、第二驅動電位VG2、第三驅動電位VG3，以及第四驅動電位VG4皆可根據對應於同步模式MD2之選擇電位VL而決定。此時，第一驅動電位VG1和第二驅動電位VG2兩者可具有相同之邏輯位準。根據實際量測結果，所提之同步模式MD2有助於抑制電源供應器200之非常態高溫。例如，當電源供應器200自身溫度快速上升時，系統端295將可主動地控制電源供應器200之微控制器290來進入同步模式MD2。

本發明提出一種新穎之電源供應器，其具有兩種不同操作模式。根據實際量測結果，使用前述設計之電源供應器之輸出穩定度將可大幅改善，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1-4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:第一功率切換器 130,230:第一輸出級電路 140,240:輔助調整電路 145,245:第二功率切換器 150,250:切換電路 160,260:變壓器 161,261:主線圈 162,262:第一副線圈 163,263:第二副線圈 170,270:放大電路 180,280:第二輸出級電路 190,290:微控制器 272:平均電路 274:放大器 295:系統端 296:主電路板 297:嵌入式控制器 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 K:增益倍率 L1:第一電感器 L2:第二電感器 L3:第三電感器 L4:第四電感器 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 MD1:交錯模式 MD2:同步模式 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 NCM:共同節點 NIN1:第一輸入節點 NIN2:第二輸入節點 NOUT:輸出節點 VA:平均電位 VC:控制電位 VE:中間電位 VG1:第一驅動電位 VG2:第二驅動電位 VG3:第三驅動電位 VG4:第四驅動電位 VIN1:第一輸入電位 VIN2:第二輸入電位 VL:選擇電位 VM:放大電位 VOUT:輸出電位 VP:電容電位 VR:整流電位 VSS:接地電位 VT:溝通電位 VW:切換電位

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於交錯模式下之信號波形圖。 第4圖係顯示根據本發明一實施例所述之電源供應器於同步模式下之信號波形圖。

100:電源供應器

110:橋式整流器

120:第一功率切換器

130:第一輸出級電路

140:輔助調整電路

145:第二功率切換器

150:切換電路

160:變壓器

161:主線圈

162:第一副線圈

163:第二副線圈

170:放大電路

180:第二輸出級電路

190:微控制器

CR:諧振電容器

L1:第一電感器

LM:激磁電感器

LR:漏電感器

MD1:交錯模式

MD2:同步模式

VC:控制電位

VE:中間電位

VG1:第一驅動電位

VG2:第二驅動電位

VG3:第三驅動電位

VG4:第四驅動電位

VIN1:第一輸入電位

VIN2:第二輸入電位

VL:選擇電位

VM:放大電位

VOUT:輸出電位

VP:電容電位

VR:整流電位

VSS:接地電位

VT:溝通電位

VW:切換電位

Claims (7)

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； 一第一電感器，接收該整流電位； 一第一功率切換器，根據一第一驅動電位來選擇性地將該第一電感器耦接至一接地電位； 一第一輸出級電路，耦接至該第一電感器，並產生一中間電位； 一輔助調整電路，耦接至該第一電感器，並包括一第二功率切換器，其中該輔助調整電路係根據該整流電位、一第二驅動電位、一控制電位，以及一放大電位來選擇性地影響該中間電位； 一切換電路，根據該中間電位、一第三驅動電位，以及一第四驅動電位來產生一切換電位； 一變壓器，包括一主線圈、一第一副線圈，以及一第二副線圈，其中該變壓器內建一漏電感器和一激磁電感器，而該主線圈係經由該漏電感器接收該切換電位； 一諧振電容器，耦接至該激磁電感器，並提供一電容電位； 一放大電路，根據該電容電位來產生該放大電位； 一第二輸出級電路，耦接至該第一副線圈和該第二副線圈，並產生一輸出電位；以及 一微控制器，根據一溝通電位和一選擇電位來操作於一交錯模式或一同步模式，並產生該控制電位、該第一驅動電位、該第二驅動電位、該第三驅動電位，以及該第四驅動電位； 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一節點以接收該整流電位，而該第一電感器之該第二端係耦接至一第二節點； 其中該第一輸出級電路包括： 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二節點，而該第五二極體之該陰極係耦接至一第三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三節點，而該第一電容器之該第二端係耦接至該接地電位； 其中該輔助調整電路更包括： 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放大電位，該第二電晶體之該第一端係耦接至一第四節點，而該第二電晶體之該第二端係耦接至該第一節點以接收該整流電位； 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控制電位，該第三電晶體之該第一端係耦接至一第五節點，而該第三電晶體之該第二端係耦接至該第四節點； 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五節點，而該第二電感器之該第二端係耦接至一第六節點； 一第三電感器，具有一第一端和一第二端，其中該第三電感器之該第一端係耦接至該第五節點，而該第三電感器之該第二端係耦接至該第六節點； 一第四電感器，具有一第一端和一第二端，其中該第四電感器之該第一端係耦接至該第一節點，而該第四電感器之該第二端係耦接至該第二節點； 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該第六節點，而該第六二極體之該陰極係耦接至該第三節點；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第三節點，而該第二電容器之該第二端係耦接至該接地電位； 其中該第三電感器和該第四電感器係互相耦合。
2. 如請求項1所述之電源供應器，其中若該微控制器操作於該交錯模式，則該第一驅動電位和該第二驅動電位將具有互補之邏輯位準，而若該微控制器操作於該同步模式，則該第一驅動電位和該第二驅動電位將具有相同之邏輯位準。
3. 如請求項1所述之電源供應器，其中該第一功率切換器包括： 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第一驅動電位，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二節點。
4. 如請求項1所述之電源供應器，其中該第二功率切換器包括： 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第二驅動電位，該第四電晶體之該第一端係耦接至該接地電位，而該第四電晶體之該第二端係耦接至該第六節點。
5. 如請求項1所述之電源供應器，其中該切換電路包括： 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三驅動電位，該第五電晶體之該第一端係耦接至一第七節點以輸出該切換電位，而該第五電晶體之該第二端係耦接至該第三節點以接收該中間電位；以及 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四驅動電位，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七節點。
6. 如請求項5所述之電源供應器，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七節點以接收該切換電位，該漏電感器之該第二端係耦接至一第八節點，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八節點，該主線圈之該第二端係耦接至一第九節點，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八節點，該激磁電感器之該第二端係耦接至該第九節點，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九節點以輸出該電容電位，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節點，該第一副線圈之該第二端係耦接至一共同節點，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十一節點。
7. 如請求項6所述之電源供應器，其中該第二輸出級電路包括： 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十節點，而該第七二極體之該陰極係耦接至一輸出節點以輸出該輸出電位； 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十一節點，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。