電源轉換裝置及其過功率保護方法
【技術領域】
[0001]本發明是有關于一種電子裝置，且特別是有關于一種電源轉換裝置及其過功率保護方法。
【背景技術】
[0002]在現有技術中，電源轉換裝置(power convers1n apparatus)主要的用途乃是將電力公司所提供的高壓且低穩定性的交流輸入電壓(AC input voltage)轉換成適合各種電子裝置(electronic device)使用的低壓且穩定性較佳的直流輸出電壓(DC outputvoltage)。因此，電源轉換裝置廣泛地應用在電腦、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。
[0003]然而，當電源轉換裝置的輸出端發生開路或短路的情形時，將有可能會導致電源轉換裝置持續地輸出異常的大電流，而使得電源轉換裝置本身或負載內部的元件溫度的異常上升，從而增加電源轉換裝置本身或負載內部的元件損毀的風險。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種電源轉換裝置及其過功率保護方法，可提供有效的過功率保護，避免電源轉換裝置或使用電源轉換裝置的電子裝置因電源轉換裝置持續地產生過大的電壓或電流而受到毀損。
[0005]本發明的電源轉換裝置，包括變壓器、功率開關、第一電阻、第一比較單元、計數單元、第二比較單元以及脈寬調制控制單元。其中變壓器具有一次側與二次側，一次側的第一端用以接收輸入電壓，而二次側則用以提供輸出電壓給電子裝置。功率開關的第一端耦接一次側的第二端，功率開關的第二端耦接至第一節點，而功率開關的控制端接收脈寬調制信號。第一電阻耦接于第一節點與接地電壓之間。第一比較單元比較關聯于電子裝置的負載狀態的反饋信號的電壓與第一參考電壓而產生第一比較信號。計數單元耦接第一比較單元，以接收第一比較信號，當反饋信號的電壓大于第一參考電壓時，第一比較單元使能計數單元。第二比較單元耦接第一節點以及計數單元，比較第一節點的電壓與第二參考電壓而產生第二比較信號，計數單元依據第二比較信號計數第一節點的電壓大于第二參考電壓的次數。脈寬調制控制單元耦接計數單元與功率開關的控制端，當計數單元的計數值大于預設值時，停止產生切換功率開關的脈寬調制信號。
[0006]在本發明的一實施例中，其中當反饋信號的電壓未大于第一參考電壓時，第一比較單元重置計數單元的計數值。
[0007]在本發明的一實施例中，上述的電源轉換裝置，還包括反饋單元，其耦接二次側，用以接收輸出電壓，并據以輸出反饋信號。
[0008]在本發明的一實施例中，上述的功率開關包括N型晶體管。
[0009]本發明的電源轉換裝置的過功率保護方法包括下列步驟。根據電子裝置的負載狀態而產生脈寬調制信號。依據脈寬調制信號切換電源轉換裝置內的功率開關，以使電源轉換裝置提供輸出電壓給電子裝置。判斷關聯于電子裝置的負載狀態的反饋信號的電壓是否大于第一參考電壓。若反饋信號的電壓大于第一參考電壓，則開始計數流經功率開關的電流反應在電阻的檢測電壓大于第二參考電壓的次數。判斷檢測電壓大于第二參考電壓的次數是否大于預設值。若檢測電壓大于第二參考電壓的次數大于預設值，停止切換功率開關。
[0010]在本發明的一實施例中，其中若反饋信號的電壓未大于第一參考電壓，重置計數檢測電壓大于第二參考電壓的次數。
[0011 ] 在本發明的一實施例中，其中功率開關包括N型晶體管。
[0012]基于上述，本發明依據計數檢測電壓大于第二參考電壓的次數來決定是否禁能功率開關，以避免電源轉換裝置或使用電源轉換裝置的電子裝置因電源轉換裝置持續地產生過大的電壓或電流而受到毀損，進而提供有效的過功率保護，其中檢測電壓為流經功率開關的電流反應在電阻上的電壓。
[0013]為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0014]圖1示出本發明一實施例的電源轉換裝置的示意圖；
[0015]圖2示出本發明一實施例的反饋信號、脈寬調制信號以及節點N1的電壓的波形示意圖；
[0016]圖3示出本發明另一實施例的反饋信號、脈寬調制信號以及節點N1的電壓的波形示意圖；
[0017]圖4示出本發明一實施例的電源轉換裝置的過功率保護方法流程示意圖。
[0018]附圖標記說明:
[0019]102:脈寬調制控制單元；
[0020]104、106:比較單元；
[0021]108:計數單元；
[0022]110:反饋單元；
[0023]T:變壓器；
[0024]Q:功率開關；
[0025]Rs:電阻；
[0026]D: 二極管；
[0027]C:電容；
[0028]P: 一次側；
[0029]S: 二次側；
[0030]Ip: —次側的電流；
[0031]Vin:輸入電壓；
[0032]Vout:輸出電壓；
[0033]LD:電子裝置；
[0034]Vfb:反饋信號；
[0035]N1:節點；
[0036]VPWM:脈寬調制信號；
[0037]Vthl、Vth2:參考電壓；
[0038]Vcl、Vc2:比較信號；
[0039]Vcs:節點N1的電壓；
[0040]S402-S414:過功率保護方法的步驟。
【具體實施方式】
[0041]圖1示出本發明一實施例的電源轉換裝置的示意圖。請參照圖1。電源轉換裝置包括變壓器T、功率開關Q、電阻Rs、脈寬調制控制單元102、比較單元104、比較單元106，計數單元108、反饋單元110、二極管D以及電容C。在本實施例中，變壓器T具有一次側(primary side) P與二次側(secondary side) S,且變壓器T的一次側Ρ的第一端用以接收輸入電壓Vin，而變壓器T的二次側S則用以提供輸出電壓Vout給電子裝置LD。
[0042]其中，輸入電壓Vin為交流輸入電壓經由整流器整流后產生的直流輸入電壓，變壓器τ的一次側P所接收到的輸入電壓Vin反應在變壓器T的二次側S的電壓后，(由變壓器T的一、二次側P與S的線圈比(turn rat1)所決定)再經由二極管D的整流(rectificat1n)以及電容C的濾波(filter),而轉換成電子裝置LD運作時所需的直流(DC)輸出電壓Vout。二極管D的陽極(anode)耦接變壓器T的二次側S的第一端，而二極管D的陰極(cathode)則耦接至電子裝置LD。另外，電容C的第一端耦接二極管D的陰極，而電容C的第二端則耦接至變壓器T的二次側S的第二端與接地電壓。
[0043]反饋單元110耦接變壓器T的二次側S，用以接收直流輸出電壓Vout，并據以輸出關聯于電子裝置LD的負載狀態(loading status)的反饋信號Vfb。值得注意的是,只要能輸出關聯于電子裝置LD的負載狀態的反饋信號的任何電路形態都可以做為本實施例的反饋單元110，例如利用電阻分壓器搭配光耦合器的反饋電路，反饋單元110的實施態樣并不以此為限。脈寬調制控制單元102耦接功率開關Q的控制端以及節點N1，用以依據反饋單元110所輸出的反饋信號Vfb產生脈寬調制信號VPWM。功率開關Q(例如為N型晶體管)的第一端耦接變壓器T的一次側P的第二端，功率開關Q的第二端耦接至節點N1，而功率開關Q的控制端則接收脈寬調制信號VPWM。電阻Rs耦接于節點N1與接