電源供電電路以及電源供電方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種電源供電電路以及電源供電方法，尤其涉及一種能夠提高電源供電效率的電源供電電路以及電源供電方法。
【背景技術】
[0002]當前，在諸如臺式機、筆記本電腦這樣的電子設備的電源供電電路中，通常包括功率因素校正單元(Power Factor Corrector，PFC)以及對所述功率因素校正單元進行控制的控制芯片。通常，所述控制芯片有兩種類型:一種是帶有高壓啟動管腳的控制芯片，這種控制芯片通過高壓啟動管腳接收從整流橋輸出的直流高壓以啟動，然而采用直流高壓為控制芯片供電，能耗大、效率低；另一種是不帶有高壓啟動管腳的控制芯片，這種控制芯片接收直流電源的直流輸入以啟動，因此需要在電源供電電路中額外設置一個備用(standby)直流電源并且該備用直流電源對用戶的啟動操作進行響應以便在啟動時為所述控制芯片供電，由此增加了電源供電電路的設計成本。此外，如上所述，由于上述兩種類型的控制芯片各自都具有一定的缺陷，所以無論選擇那種控制芯片都具有一定的局限性。
【發明內容】
[0003]為了解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種能夠提高電源供電效率的電源供電電路以及電源供電方法。
[0004]根據本發明的一個方面，提供一種電源供電電路，應用于電子設備，包括:整流單元，配置來將外部電源輸入的交流電壓轉換為第一直流電壓，并且將所述第一直流電壓提供給功率因素校正單元，其中第一直流電壓用作控制單元的啟動電壓；開關單元，與所述整流單元和控制單元連接，配置來在導通時將所述第一直流電壓提供給控制單元；控制單元，配置來在啟動時通過所述開關單元接收所述第一直流電壓以啟動并且向功率因素校正單元提供驅動信號；功率因素校正單元，配置來接收所述第一直流電壓，并且在接收到所述驅動信號后將所述第一直流電壓轉換為第二直流電壓并且將所述第二直流電壓提供給脈寬調制單元，其中所述第二直流電壓高于所述第一直流電壓；以及脈寬調制單元，配置來將所述第二直流電壓轉換為第三直流電壓，并且將所述第三直流電壓提供給所述控制單元，其中所述第三直流電壓低于所述第一直流電壓，其中，所述開關單元配置來響應于所述第三直流電壓和來自所述控制單元的控制信號來關斷。
[0005]根據本發明的另一方面，提供一種電源供電方法，應用于電子設備，所述電子設備包括整流單元、功率因素校正單元、脈寬調制單元、開關單元和控制單元，所述電源供電方法包括:由所述整流單元將外部電源輸入的交流電壓轉換為第一直流電壓，并且將所述第一直流電壓提供給功率因素校正單元，其中第一直流電壓用作控制單元的啟動電壓；所述開關單元導通，并將所述第一直流電壓提供給控制單元；由所述控制單元在啟動時通過所述開關單元接收所述第一直流電壓以啟動并且向所述功率因素校正單元提供驅動信號；由所述功率因素校正單元接收所述第一直流電壓，并且在接收到所述驅動信號后將所述第一直流電壓轉換為第二直流電壓，并且將所述第二直流電壓提供給所述脈寬調制單元，其中所述第二直流電壓高于所述第一直流電壓；以及由所述脈寬調制單元將所述第二直流電壓轉換為第三直流電壓，并且將所述第三直流電壓提供給所述控制單元，其中所述第三直流電壓低于所述第一直流電壓，其中，所述開關單元響應于所述第三直流電壓和來自所述控制單元的控制信號來關斷。
[0006]由此可見，根據本發明的電源供電電路以及電源供電方法，通過整流單元將第一直流電壓提供給控制單元以啟動所述控制單元，并且在所述控制單元啟動后，由脈寬調制單元向所述控制單元提供第三直流電壓，以保證所述控制單元啟動之后的正常工作，由于第三直流電壓小于第一直流電壓，因此減少了電源供電電路的功率損耗，提高了效率，而且無需為所述控制單元額外提供備用直流電源，并且作為所述控制單元的控制芯片既可以帶有高壓啟動管腳也可以帶有低壓啟動管腳，從而克服了控制芯片選擇的局限性。
[0007]要理解的是，前面的一般描述和下面的詳細描述兩者都是示例性的，并且意圖在于提供要求保護的技術的進一步說明。
【附圖說明】
[0008]通過結合附圖對本發明實施例進行更詳細的描述，本發明的上述以及其它目的、特征和優勢將變得更加明顯。附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。除非明確指出，否則附圖不應視為按比例繪制。在附圖中，相同的參考標號通常代表相同部件或步驟。在附圖中:
[0009]圖1是示出根據本發明的實施例的電源供電電路的配置的框圖；
[0010]圖2是示意性示出根據本發明的實施例的電源供電電路的電路圖；以及
[0011]圖3是示出根據本發明的電源供電方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0012]為了使得本發明的目的、技術方案和優點更為明顯，下面將參照附圖詳細描述根據本發明的示例性實施例。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是本發明的全部實施例，應理解，本發明不受這里描述的示例實施例的限制。基于本發明的實施例，本領域技術人員在沒有付出創造性勞動的情況下所得到的所有其它實施例都應落入本發明的保護范圍之內。在本說明書和附圖中，將采用相同的附圖標記表示大體上相同的元素和功能，且將省略對這些元素和功能的重復性說明。此外，為了清楚和簡潔，可以省略對于本領域所熟知的功能和構造的說明。
[0013]下面參照附圖對本發明的優選實施例進行詳細說明。
[0014]圖1是示出根據本發明的實施例的電源供電電路10的配置的框圖。根據本發明的實施例的電源供電電路10可以應用于諸如服務器、臺式機、筆記本電腦、平板電腦、智能手機、個人數字助理、智能可穿戴設備等這樣的電子設備中。
[0015]如圖1中所示，電源供電電路10包括整流單元101、開關單元102、控制單元103、功率因素校正單元104以及脈寬調制單元105。
[0016]整流單元101配置來將外部電源(例如市電)輸入的交流電壓轉換為第一直流電壓，并且將所述第一直流電壓提供給功率因素校正單元104，其中第一直流電壓用作控制單元103的啟動電壓。
[0017]整流單元101可以由四個二極管構成的全橋式整流電路來實現。圖2中示出了這種全橋式整流電路R。如圖2中所示，在全橋式整流電路R的每個工作周期內，同一時間只有兩個二極管工作，通過二極管的單向導通功能，把交流電壓轉換成單向的直流電壓。雖然圖2中將整流單元101示出為全橋式整流電路，然而本發明并不限于此，整流單元101還可以由半橋式整流電路來實現，或者由兩個半橋式整流電路所組成的全橋式整流電路來實現。通常情況下，如果外部電源輸入電壓是Vac，整流單元101輸出的第一直流電壓在0.9Vac至
1.4Vac之間，即第一直流電壓為直流高壓。
[0018]開關單元102與整流單元101和控制單元103連接，并且配置來在導通時將第一直流電壓提供給控制單元103。
[0019]控制單元103配置來在啟動時通過開關單元102接收第一直流電壓以啟動并且向功率因素校正單元104提供驅動信號。控制單元103可以是諸如中央處理單元(CPU)這樣的處理芯片，也可以是嵌入式控制芯片(EC)或其它任意類型的微控制芯片。
[0020]功率因素校正單元(Power Factor Corrector，PFC) 104配置來接收第一直流電壓，并且在從控制單元103接收到驅動信號后將第一直流電壓轉換為第二直流電壓并且將第二直流電壓提供給脈寬調制單元105，其中第二直流電壓高于第一直流電壓。在電源供電電路10與市電(220V)連接的情形中，第二直流電壓優選為380V。
[0021]本發明的功率因素校正單元104可以視為一種DC-DC升壓轉換器，其能夠對輸入電流的波形進行整形，并且在對波形進行整形時將輸入電壓升壓到穩定的直流狀態(380V至400V)，從而在輸出功率一定的情況下，獲得相對較小的電流，達到節省功耗的目的。由于功率因素校正單元屬于本領域技術人員較為公知的技術，故在此不做詳細描述，圖2中示出了本發明所采用的示例性PFC電路，然而本發明并不限于此，本領域技術人員可以根據實際需要采用主動式或被動式PFC電路，并對PFC電路構成進行適當調整，只要符合本發明的原理即可。
[0022]脈寬調制單元(Pulse Width Modulat1n，PffM) 105配置來將功率因素校正單元104輸出的第二直流電壓轉換為第三直流電壓，并且將所述第三直流電壓提供給控制單元103，其中所述第三直流電壓低于所述第一直流電壓。
[0023]脈寬調制單元105還配置來將第二直流電壓轉換為第四直流電壓，并通過所述第四直流電壓為電子設備供電。
[0024]本發明的脈寬調制單元105可以視為一種DC-DC降壓電路，如圖2中所示，脈寬調制單元105通過兩個輔助繞組分別將輸入的第二直流電壓降壓為第三直流電壓和第四直流電壓。
[0025]第四直流電壓優選為±12V。然而本發明并不限于此，本領域技術人員可以根據電源供電電路10所接的實際負載和/或實際使用的電子設備情況來對輔助繞組進行調整以獲得所需的第四直流電壓。同理，本領域技術人員還可以根據控制單元103的啟動管腳情況來對輔助繞組進行調整以獲得所需的第三直流電壓，例如，如果控制單元