电源供应装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种电源供应装置，该装置包括两组并接在一起的电源供应器，以同时供应电子产品工作时所需的电力。本发明可以在负载轻载时改变/调整每一组电源供应器的输出隔离开关元件(例如：MOSFET)的导通阻抗，以平衡两轻载设定端点(非输出隔离开关元件(MOSFET)的源漏极)的电压。一旦两轻载设定端点的电压失衡的话(即，代表即将有逆向电流流入电源供应器)，就先行关闭输出隔离开关元件(MOSFET)，从而使得在逆向电流流入电源供应器之前就启动电源隔离的功能。
【专利说明】电源供应装置
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种电源供应装置，且特别是有关于一种具有电源隔离功能以防止电流逆流的电源供应装置。
【背景技术】
[0002]在某些高档电子产品(例如服务器、工业电脑)的应用中，常将两组规格相同且具有负反馈控制功能的电源供应器(power supplier)并接在一起,用以同时供应电子产品(即，负载)工作时所需的电力(electric power)。在此条件下,每一组电源供应器的输出路径(output path)上可以配置一个输出隔离开关元件(例如:金氧半导体场效应晶体管(MOSFET))，且其受控于比较器(comparator)以在电源供应器的输出电流为顺向流向负载时为导通(turn-on),并在有逆向电流流入电源供应器时为关闭(turn-off)。如此一来,即可实现“输出电源隔离”的效果与目的。
[0003]然而，现今为达到高效率的标准/要求，常会选用具有低导通阻抗(Rds-on)的金氧半导体场效应晶体管(MOSFET)来作为输出隔离开关元件。如此一来，将会造成输出隔离开关元件上的压降非常的小，也就是:金氧半导体场效应晶体管(MOSFET)的漏源极间的压差非常的小。
[0004]再加上，用以控制输出隔离开关元件的开/关(0N/0FF)的比较器也会有偏移(offset)误差，以至于比较器有可能无法在负载轻载时正确比较出输出隔离开关元件上的压差(因为此时电源供应器的输出电流较小)，从而造成比较器无法在有逆向电流流入电源供应器时就即时关闭输出隔离开关元件(MOSFET)，且其必须等到逆向电流大到某种程度时才会关闭输出隔离开关元件(M0SFET)。如此一来，电源供应器就有可能会受到大逆向电流的影响而损毁或异常。
[0005]显然地，在高效率的标准/要求下，传统实现“输出电源隔离”的技术手段并无法有效地解决负载轻载时，逆向电流流入电源供应器的问题。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明提供一种电源供应装置，其可以有效地解决现有技术所述的问题。
[0007]本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
[0008]在此，本发明的一示范性实施例提供一种电源供应装置，其包括:第一组电源供应器。第一组电源供应器经配置以接收一直流输入电压，并据以产生一直流输出电压。而且，第一组电源供应器包括:主电源产生单元、输出隔离开关元件、电压反馈控制器，以及隔离控制线路。其中，主电源产生单元经配置以接收并转换所述直流输入电压，以产生一主电源。输出隔离开关元件经配置以反应于一正常供电需求而接收并传导所述主电源，以输出所述直流输出电压。
[0009]电压反馈控制器耦接主电源产生单元与输出隔离开关元件，且其经配置以反应于输出隔离开关元件所接收的主电源而产生一控制信号，以控制主电源产生单元，从而调节所述主电源。隔离控制线路耦接主电源产生单元与输出隔离开关元件，且其经配置以反应于一阻抗调整条件的成立而调整输出隔离开关元件的导通阻抗，并且反应于一轻载隔离条件的成立而关闭输出隔离开关元件。
[0010]在本发明一示范性实施例中，所提的电源供应装置可以还包括:第二组电源供应器，其经配置以接收所述直流输入电压，并据以产生所述直流输出电压。而且，第一组与第二组电源供应器所各别产生的直流输出电压是同时供应给一负载使用。
[0011]在本发明一示范性实施例中，输出隔离开关元件包括N型晶体管，其漏极用以接收所述主电源，而其源极则反应于所述正常供电需求而输出所述直流输出电压给负载。在此条件下，N型晶体管可采用N型金氧半导体场效应晶体管(N-type M0SFET)来实施，但并不限制于此。
[0012]在本发明一示范性实施例中，隔离控制线路包括:电流取样单元、电压比较器，以及阻抗调整单元。其中，电流取样单元耦接于主电源产生单元与输出隔离开关元件之间，且其经配置以对相应于第一组电源供应器的输出电流进行取样，以获得一电流取样电压。电压比较器耦接电流取样单元，且其经配置以对所述电流取样电压与一预设参考电压进行比较，以获得并输出一比较结果。阻抗调整单元耦接电压比较器与输出隔离开关元件，且其经配置以反应于所述比较结果而决定是否对输出隔离开关元件的导通阻抗进行调整。
[0013]在本发明一示范性实施例中，当所述电流取样电压低于所述预设参考电压时，则电压比较器获得并输出代表所述阻抗调整条件的成立的比较结果，以致能(使能)阻抗调整单元，从而使得阻抗调整单元对输出隔离开关元件的导通阻抗进行调整。另外，当所述电流取样电压高于所述预设参考电压时，则电压比较器获得并输出代表所述阻抗调整条件的不成立的比较结果，以停用(不使能)阻抗调整单元，从而使得阻抗调整单元不对输出隔离开关元件的导通阻抗进行调整。
[0014]在本发明一示范性实施例中，电流取样单元包括:取样电阻与电流取样放大器。其中，取样电阻的第一端用以接收来自主电源产生单元的主电源，而取样电阻的第二端则耦接至N型晶体管的漏极。电流取样放大器的正输入端耦接取样电阻的第一端，电流取样放大器的负输入端耦接取样电阻的第二端，而电流取样放大器的输出端则用以输出所述电流取样电压。
[0015]在本发明一示范性实施例中，电压比较器的负输入端用以接收所述电流取样电压，电压比较器的正输入端用以接收所述预设参考电压，而电压比较器的输出端则用以输出所述比较结果。
[0016]在本发明一示范性实施例中，阻抗调整单元包括:阻抗调整放大器与准位保持线路。其中，阻抗调整放大器经配置以在所述阻抗调整条件成立的情况下，反应于一保持准位而调整输出隔离开关元件的导通阻抗，直至N型晶体管的源极电压等于所述保持准位为止。准位保持线路经配置以反应于所述主电源而提供所述保持准位给阻抗调整放大器。
[0017]在本发明一示范性实施例中，阻抗调整放大器的正输入端用以接收来自准位保持线路的保持准位，阻抗调整放大器的负输入端耦接N型晶体管的源极与电压比较器的输出端，而阻抗调整放大器的输出端则耦接至N型晶体管的栅极。
[0018]在本发明一示范性实施例中，阻抗调整单元可以还包括:限流电阻，其耦接于阻抗调整放大器的负输入端与N型晶体管的源极之间。
[0019]在本发明一示范性实施例中，准位保持线路包括:第一分压电阻、第二分压电阻，以及保持电容。其中，第一分压电阻的第一端耦接取样电阻的第二端与N型晶体管的漏极，而第一分压电阻的第二端则用以产生并提供所述保持准位给阻抗调整放大器的正输入端。第二分压电阻的第一端耦接第一分压电阻的第二端，而第二分压电阻的第二端则耦接至一接地电位。保持电容与第二分压电阻并接。
[0020]在本发明一示范性实施例中，阻抗调整放大器更经配置以在所述阻抗调整条件成立的情况下，反应于所述保持准位与N型晶体管的源极电压的比较而决定是否关闭输出隔离开关元件。在此条件下，当N型晶体管的源极电压高于所述保持准位时，则代表所述轻载隔离条件成立，以使得阻抗调整放大器关闭输出隔离开关元件。
[0021]在本发明一示范性实施例中，隔离控制线路可以还包括:隔离放大器，其经配置以在所述阻抗调整条件不成立的情况下，反应于一重载隔离条件的成立而关闭输出隔离开关元件。其中，隔离放大器的正输入端耦接N型晶体管的漏极，隔离放大器的负输入端耦接N型晶体管的源极，而隔离放大器的输出端则耦接N型晶体管的栅极。在此条件下，当N型晶体管的源极电压高于其漏极电压时，则代表所述重载隔离条件成立，以使得隔离放大器关闭输出隔离开关元件。
[0022]在本发明一示范性实施例中，第二组电源供应器的电路结构可以相同或相异于第一组电源供应器的电路结构。
[0023]在本发明一示范性实施例中，主电源产生单元可以为直流转直流转换器，且此直流转直流转换器可采用隔离型或非隔离型的升压型与/或降压型转换器来实施。
[0024]基于上述，本发明可以在负载轻载时改变/调整每一组电源供应器的输出隔离开关元件(N型晶体管)的导通阻抗(Rds-on)，以平衡两轻载设定端点(非输出隔离开关元件(N型晶体管)的源漏极)的电压(即，输出隔离开关元件(N型晶体管)的源极电压与所述保持准位)。一旦两轻载设定端点的电压失衡的话(即，代表即将有来自外部的逆向电流流入电源供应器)，则阻抗调整放大器就会先行关闭输出隔离开关元件(N型晶体管)，从而使得在逆向电流流入电源供应器之前就启动电源隔离的功能，从而有效地解决先前技术所述及的问题。
[0025]另一方面，本发明在负载重载时会停止改变/调整每一组电源供应器的输出隔离开关元件(N型晶体管)的导通阻抗(Rds-on)，完全端视两重载设定端点的压差(即，输出隔离开关元件(N型晶体管)的源漏极电压)而决定是否关闭输出隔离开关元件(N型晶体管)。一旦输出隔离开关元件(N型晶体管)的源极电压高于其漏极电压的话(即，代表有来自外部的逆向电流流入电源供应器)，则隔离放大器就会立即关闭输出隔离开关元件(N型晶体管)，以启动电源隔离的功能，从而避免电源供应器受到(大)逆向电流的影响而损毁或异常。
[0026]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合附图，作详细说明如下，但是上述一般描述及以下实施方式仅为例示性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。
【专利附图】
【附图说明】[0027]下面的附图是本发明的说明书的一部分，示出了本发明的示例实施例，附图与说明书的描述一起说明本发明的原理。
[0028]图1为本发明一示范性实施例的电源供应装置的示意图；
[0029]图2为图1的第一组电源供应器的方块图；
[0030]图3为图1的第一组电源供应器的电路图。
[0031]附图标记说明:
[0032]10:电源供应装置；
[0033]20:负载；
[0034]101:第一组电源供应器；
[0035]103:第二组电源供应器；
[0036]201:主电源产生单元；
[0037]203:输出隔离开关元件；
[0038]205:电压反馈控制器；
[0039]207:隔离控制线路；
[0040]209:电流取样单元；
[0041]211:电压比较器；
[0042]213:阻抗调整单元；
[0043]215:隔离放大器；
[0044]301:电流取样放大器；
[0045]303:阻抗调整放大器；
[0046]305:准位保持线路；
[0047]MN:N型晶体管；
[0048]Sff:开关；
[0049]D: 二极管；
[0050]Co:电容；
[0051]CH:保持电容；
[0052]L:电感；
[0053]Rs:取样电阻；
[0054]RDl:第一分压电阻；
[0055]RD2:第二分压电阻；
[0056]RL:限流电阻；
[0057]Vin:直流输入电压；
[0058]Vout:直流输出电压；
[0059]VH:保持准位；
[0060]lout:输出电流；
[0061]MP:主电源；
[0062]CSV:电流取样电压；
[0063]Vref:预设参考电压；
[0064]GND:接地电位；[0065]CS:控制信号；
[0066]C_result:比较结果。
【具体实施方式】
[0067]现将详细参考本发明的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。
[0068]图1为本发明一示范性实施例的电源供应装置(power supply apparatus)的示意图。请参照图1，电源供应装置10包括两组具有负反馈控制功能的电源供应器(powersupplier)，例如:第一组电源供应器101与第二组电源供应器103。
[0069]在本示范性实施例中，第一组电源供应器101与第二组电源供应器103是并接在一起，且其分别经配置以接收直流输入电压(DC input voltage) Vin,并据以产生直流输出电压(DC output voltage)Vout给负载20使用(例如服务器、工业电脑等高档电子产品，但并不限制于此)。换言之，第一组电源供应器101与第二组电源供应器103是同时供应负载20工作时所需的电力。
[0070]图2为图1的第一组电源供应器的方块图，而图3为图1的第一组电源供应器101的电路图。请合并参照图1?图3，第一组电源供应器101包括:主电源产生单兀(main power generation unit) 201、输出隔离开关兀件(output isolationswitch-component) 203、电压反馈控制器(voltage-feedback controller) 205,以及隔离控制线路(isolation control circuit) 207。
[0071]在本示范性实施例中，主电源产生单元201可以为直流转直流转换器(DC-to-DCconverter),例如为降压型转换器(bulk converter),但并不限制于此。而且,主电源产生单元201经配置以接收并转换直流输入电压Vin,以产生主电源(main power)MP。
[0072]更清楚来说，主电源产生单元201包括开关(switch) SW、二极管(diode) D、电感(inductor)L,以及电容(capacitor)Co。其中，开关SW得以利用金氧半导体场效应晶体管(MOSFET)来实施，且其第一端用以接收直流输入电压Vin，而其控制端则用以接收来自电压反馈控制器205的控制信号CS。二极管D的阳极(anode)稱接至接地电位(groundpotential) GND,而二极管D的阴极(cathode)则稱接开关SW的第二端。电感L的第一端耦接开关SW的第二端，而电感L的第二端则用以产生并输出主电源MP。电容Co的第一端耦接电感L的第二端，而电容Co的第二端则耦接至接地电位GND。
[0073]在本示范性实施例中，也可利用金氧半导体场效应晶体管(MOSFET)的本体二极管(body diode)来实现二极管D的功效,也就是:同步整流器(synchronous rectifier,SR)。如此一来，仅需在第一组电源供应器101内多增设一个控制机制以控制同步整流器(SR)的开或关即可。当然，在本发明的其他示范性实施例中，也可采用其他隔离型或非隔离型的升压型(boost)与/或降压型(buck)转换器来实现主电源产生单元201。
[0074]甚至，主电源产生单元201的电源转换拓扑型态(power conversion topology)并不限制于采用升压式与/或降压式而已，其也可采用顺向式(forward topology)、反驰式(flyback topology)、推挽式(push-pull topology)等，一切端视实际设计/应用需求而论。
[0075]输出隔离开关元件203经配置以反应于负载20的正常供电需求(normal powersupply request)而接收并传导主电源MP,以输出直流输出电压Vout给负载20使用。在本示范性实施例中，输出隔离开关元件203可以采用N型晶体管丽来实施，例如:N型金氧半导体场效应晶体管(N-type M0SFET)，但并不限制于此。其中，N型晶体管丽的漏极(drain)用以接收主电源MP,而N型晶体管丽的源极(source)则反应于负载20的正常供电需求而输出直流输出电压Vout给负载20。
[0076]电压反馈控制器205耦接主电源产生单元201与输出隔离开关元件203 ( S卩，开关Sff的控制端与N型晶体管MN的漏极)，且其经配置以反应于输出隔离开关元件203所接收的主电源MP而产生控制信号(control signal)CS，以控制主电源产生单元201的工作，从而调节(例如提升或缩减)主电源MP。
[0077]隔离控制线路207耦接主电源产生单元201与输出隔离开关元件203，且其经配置以反应于所预先设定的阻抗调整条件(impedance adjusting condition,容后再详述)的成立而调整输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)的导通阻抗(conductive impedance,即Rds-on),并且反应于所预先设定的轻载隔离条件(light-loading condition,容后再详述)的成立而关闭(turn-off)输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)。
[0078]更清楚来说，隔离控制线路207包括:电流取样单元(current samplingunit) 209、电压比较器(voltage comparator) 211、阻抗调整单兀(impedance adjustingunit) 213,以及隔离放大器(isol ation amplifier) 215。其中，电流取样单元209 f禹接于主电源产生单元201与输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)之间，且其经配置以对相应于第一组电源供应器101的输出电流(output current) 1ut进行取样，以获得电流取样电压(current sampled voltage)CSV。
[0079]在本示范性实施例中，电流取样单元209包括:取样电阻(sampling resistor) Rs与电流取样放大器(current sampling amplifier) 301。其中，取样电阻Rs的第一端用以接收来自主电源产生单元201的主电源MP，而取样电阻Rs的第二端则耦接至N型晶体管MN的漏极。电流取样放大器301的正输入端(positive input terminal, +)稱接取样电阻Rs的第一端，电流取样放大器301的负输入端(negative input terminal,-)稱接取样电阻Rs的第二端，而电流取样放大器301的输出端(output terminal)则用以输出电流取样电压CSV。
[0080]电压比较器211耦接电流取样单元209，且其经配置以对来自电流取样单元209的电流取样电压CSV与预设参考电压(predetermined reference voltage) Vref进行比较，以获得并输出比较结果(comparison result) C_result。在本示范性实施例中，电压比较器211的负输入端(_)用以接收来自电流取样单元209的电流取样电压CSV，电压比较器211的正输入端⑴用以接收预设参考电压Vref，而电压比较器211的输出端则用以输出比较结果C_reSult。其中，预设参考电压Vref可视实际设计/应用需求而决定，且其只要对应到一个代表负载的轻载设定点(light-loading setting point)即可。
[0081]阻抗调整单元213耦接电压比较器211与输出隔离开关元件203(N型晶体管MN)，且其经配置以反应于来自电压比较器211的比较结果C_reSult而决定是否对输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)的导通阻抗(Rds-on)进行调整。
[0082]在本示范性实施例中，当电流取样电压CSV低于预设参考电压Vref时，则电压比较器211会获得并输出代表所预先设定的阻抗调整条件的成立的比较结果C_reSult (此时可视为负载20处于轻载的状态)，以致能(enable，使能)阻抗调整单元213，从而使得阻抗调整单元213对输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)的导通阻抗(Rds-on)进行调整。
[0083]反之，当电流取样电压CSV高于预设参考电压Vref时，则电压比较器211会获得并输出代表所预先设定的阻抗调整条件的不成立的比较结果C_resUlt (此时可视为负载20处于重载的状态，但并不限制于此)，以停用(disable，不使能)阻抗调整单元213，从而使得阻抗调整单元213不对输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)的导通阻抗(Rds-on)进行调整。
[0084]在本示范性实施例中，阻抗调整单元213包括:阻抗调整放大器(impedanceadjusting amplifier) 303、准位保持线路(level holding circuit) 305,以及限流电阻(current-limiting resistor) RL。其中，阻抗调整放大器303经配置以在所预先设定的阻抗调整条件成立的情况下，反应于来自准位保持线路305的保持准位(holding level) VH而调整输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)的导通阻抗(Rds-on)，直至N型晶体管MN的源极电压(Vs)等于保持准位VH为止。另外，准位保持线路305经配置以反应于来自主电源产生单元201的主电源MP而提供保持准位VH给阻抗调整放大器303。
[0085]更清楚来说，阻抗调整放大器303的正输入端(+)用以接收来自准位保持线路305的保持准位VH。阻抗调整放大器303的负输入端(_)耦接电压比较器211的输出端，并且可以通过限流电阻RL以耦接至N型晶体管MN的源极。阻抗调整放大器303的输出端耦接至N型晶体管MN的栅极(gate)。在本示范性实施例中，限流电阻RL是耦接于阻抗调整放大器303的负输入端(-)与N型晶体管MN的源极之间，但是在其他示范性实施例中，限流电阻RL为可选用的(optional)，故而阻抗调整放大器303的负输入端(-)也可直接耦接至N型晶体管MN的源极，一切端视实际设计/应用需求而决定是否要采用限流电阻RL。
[0086]另外，准位保持线路包括:第一分压电阻(voltage-dividing resistor) RD1、第二分压电阻RD2,以及保持电容(holding capacitor)CH。其中，第一分压电阻RDl的第一端耦接取样电阻Rs的第二端与N型晶体管MN的漏极，而第一分压电阻RDl的第二端则用以产生并提供保持准位VH给阻抗调整放大器303的正输入端(+)。第二分压电阻RD2的第一端耦接第一分压电阻RDl的第二端，而第二分压电阻RD2的第二端则耦接至接地电位GND。保持电容CH与第二分压电阻RD2并接。在此条件下，VH= (RD2/(RD1+RD2))*MP。
[0087]在本示范性实施例中，阻抗调整放大器303可以还经配置以在所预先设定的阻抗调整条件成立的情况下(即，负载20处于轻载的状态)，反应于来自准位保持线路305的保持准位VH与N型晶体管MN的源极电压(Vs)的比较而决定是否关闭输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)。
[0088]当N型晶体管丽的源极电压(Vs)高于来自准位保持线路305的保持准位VH时，则代表所预先设定的轻载隔离条件成立(此时可视为即将有来自第二组电源供应器103的逆向电流(reverse current)流入第一组电源供应器101),以使得阻抗调整放大器303 (先行/事先/预先)关闭输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)。换言之，就是在来自第二组电源供应器103的逆向电流流入第一组电源供应器101之前就启动电源隔离的功能(powerisolation function)。
[0089]另一方面，隔离放大器215经配置以在所预先设定的阻抗调整条件不成立的情况下(S卩，负载20处于重载的状态，但并不限制于此)，反应于所预先设定的重载隔离条件(heavy-loading condition)的成立而关闭输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)。更清楚来说，隔离放大器215的正输入端(+)耦接N型晶体管MN的漏极，隔离放大器215的负输入端(_)耦接N型晶体管丽的源极，而隔离放大器215的输出端则耦接至N型晶体管丽的栅极。
[0090]在本示范性实施例中，在所预先设定的阻抗调整条件不成立的情况下(即，负载20处于重载的状态)，当N型晶体管MN的源极电压(Vs)高于其漏极电压(Vd)时，则代表所预先设定的重载隔离条件成立(此时可视为有来自第二组电源供应器103的逆向电流流入第一组电源供应器101)，以使得隔离放大器215关闭输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)。换言之，即启动电源隔离的功能，从而避免第一组电源供应器101受到(大)逆向电流的影响而损毁或异常。
[0091]基于上述，假设负载20处于轻载状态下，且电流取样单元209所输出的电流取样电压CSV低于预设参考电压Vref。在此条件下，电压比较器211会获得并输出代表所预先设定的阻抗调整条件的成立的比较结果C_reSult，以致能(使能)阻抗调整单元213，从而使得阻抗调整单元213对N型晶体管MN的导通阻抗(Rds-on)进行调整。更清楚来说，通过阻抗调整放大器303的控制(即调整/改变施加至N型晶体管丽的栅源极电压(Vgs))，N型晶体管MN会被控制操作在饱和区(saturation region),且其导通阻抗(Rds-on)也会跟着被调整/改变。如此一来，N型晶体管MN的源极电压就会被控制在与保持准位VH相同的准位，也就是:Vs = VH。
[0092]在N型晶体管MN的源极电压被控制在与保持准位VH相同的准位的条件下，一旦N型晶体管MN的源极电压增加的话，则表示即将有来自外部(例如:第二组电源供应器103)的逆向电流流入至第一组电源供应器101。如此一来，N型晶体管丽的源极电压(Vs)将会高于保持准位VH (因保持电容CH的缘故，所以保持电压VH不会立即随着N型晶体管MN的源极电压的增加而增加)，以至于阻抗调整放大器303就会先行关闭输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)，从而使得在逆向电流流入第一组电源供应器101之前就启动电源隔离的功能，从而有效地解决先前技术所述及的问题。
[0093]另一方面，假设负载20处于非轻载状态下(例如:重载状态，但并不限制于此)，且电流取样单元209所输出的电流取样电压CSV高于预设参考电压Vref。在此条件下，电压比较器211会获得并输出代表所预先设定的阻抗调整条件的不成立的比较结果C_reSult，以停用(不使能)阻抗调整单元213，从而使得阻抗调整单元213不对N型晶体管MN的导通阻抗(Rds-on)进行调整。
[0094]与此同时，由于第一组电源供应器101在负载20处于重载状态下所供应的输出电流1ut较大，故而通过隔离放大器215对输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)的源漏极电压(Vds)的比较，即可决定是否要关闭输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)。一旦输出隔离开关元件203(N型晶体管MN)的源极电压(Vs)高于其漏极电压(Vd)的话(即，代表有来自外部的逆向电流流入至第一组电源供应器101)，隔离放大器215会就立即关闭输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)，以启动电源隔离的功能，从而避免第一组电源供应器101受到(大)逆向电流的影响而损毁或异常。
[0095]在此值得一提的是，第二组电源供应器103的电路结构在较佳情况下最好相同于第一组电源供应器101的电路结构(如图3)，但也可相异于第一组电源供应器101的电路结构，一切端视实际设计/应用需求而论。
[0096]若第二组电源供应器103的电路结构相同于第一组电源供应器101的电路结构的话，则第二组电源供应器103的实施方式可以采取图3所示的电路态样来实施，且其工作方式也全然类似于第一组电源供应器101的工作方式。
[0097]若第二组电源供应器103的电路结构相异于第一组电源供应器101的电路结构的话，则第二组电源供应器103的实施方式可以类似于图3所示的电路态样，但不包括图3中所示的电流取样放大器301、电压比较器211、阻抗调整放大器303、限流电阻RL，以及准位保持线路305。
[0098]综上所述，本发明可以在负载20轻载时改变/调整每一组电源供应器101/103的输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)的导通阻抗(Rds-on)，以平衡两轻载设定端点(非输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)的源漏极)的电压(即，输出隔离开关元件203(N型晶体管MN)的源极电压(Vs)与保持准位(VH))。一旦两轻载设定端点的电压失衡的话(即，代表即将有来自外部的逆向电流流入电源供应器)，则阻抗调整放大器303就会先行关闭输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)，从而使得在逆向电流流入电源供应器之前就启动电源隔离的功能，从而有效地解决先前技术所述及的问题。
[0099]另一方面，本发明在负载20重载时会停止改变/调整每一组电源供应器101/103的输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)的导通阻抗(Rds-on)，完全端视两重载设定端点的压差(即，输出隔离开关元件203(N型晶体管MN)的源漏极电压(Vds))而决定是否关闭输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)。一旦输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)的源极电压(Vs)高于其漏极电压(Vd)的话(即，代表有来自外部的逆向电流流入电源供应器)，则隔离放大器215就会立即关闭输出隔离开关元件203 (N型晶体管MN)，以启动电源隔离的功能，从而避免电源供应器受到(大)逆向电流的影响而损毁或异常。
[0100]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种电源供应装置，其特征在于，包括: 一第一组电源供应器,其经配置以接收一直流输入电压，并据以产生一直流输出电压，该第一组电源供应器包括: 一主电源产生单元，其经配置以接收并转换该直流输入电压，以产生一主电源； 一输出隔离开关元件，其经配置以反应于一正常供电需求而接收并传导该主电源，以输出该直流输出电压； 一电压反馈控制器，耦接该主电源产生单元与该输出隔离开关元件，且其经配置以反应于该输出隔离开关元件所接收的该主电源而产生一控制信号，以控制该主电源产生单元，从而调节该主电源；以及 一隔离控制线路，耦接该主电源产生单元与该输出隔离开关元件，且其经配置以反应于一阻抗调整条件的成立而调整该输出隔离开关元件的一导通阻抗，并且反应于一轻载隔离条件的成立而关闭该输出隔离开关元件。
2.根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于，还包括: 一第二组电源供应器，其经配置以接收该直流输入电压，并据以产生该直流输出电压，其中，该第一组与该第二组电源供应器所各别产生的该直流输出电压是同时供应给一负载使用。
3.根据权利要求2所述的电源供应装置，其特征在于，该输出隔离开关元件包括一N型晶体管，其漏极用以接收该主电源，而其源极则反应于该正常供电需求而输出该直流输出电压给该负载。
4.根据权利要求3所述的电源供应装置，其特征在于，该N型晶体管为一N型金氧半导体场效应晶体管。
5.根据权利要求3所述的电源供应装置，其特征在于，该隔离控制线路包括: 一电流取样单元，耦接于该主电源产生单元与该输出隔离开关元件之间，且其经配置以对相应于该第一组电源供应器的一输出电流进行取样，以获得一电流取样电压； 一电压比较器，耦接该电流取样单元，且其经配置以对该电流取样电压与一预设参考电压进行比较，以获得并输出一比较结果；以及 一阻抗调整单元，耦接该电压比较器与该输出隔离开关元件，且其经配置以反应于该比较结果而决定是否对该输出隔离开关元件的该导通阻抗进行调整。
6.根据权利要求5所述的电源供应装置，其特征在于: 当该电流取样电压低于该预设参考电压时，则该电压比较器获得并输出代表该阻抗调整条件的成立的该比较结果，以致能该阻抗调整单元，从而使得该阻抗调整单元对该输出隔离开关元件的该导通阻抗进行调整；以及 当该电流取样电压高于该预设参考电压时，则该电压比较器获得并输出代表该阻抗调整条件的不成立的该比较结果，以停用该阻抗调整单元，从而使得该阻抗调整单元不对该输出隔离开关元件的该导通阻抗进行调整。
7.根据权利要求6所述的电源供应装置，其特征在于，该电流取样单元包括: 一取样电阻，其第一端用以接收来自该主电源产生单元的该主电源，而其第二端则耦接至该N型晶体管的漏极；以及 一电流取样放大器，其正输入端稱接该取样电阻的第一端，其负输入端稱接该取样电阻的第二端，而其输出端则用以输出该电流取样电压。
8.根据权利要求7所述的电源供应装置，其特征在于，该电压比较器的负输入端用以接收该电流取样电压，该电压比较器的正输入端用以接收该预设参考电压，而该电压比较器的输出端则用以输出该比较结果。
9.根据权利要求8所述的电源供应装置，其特征在于，该阻抗调整单元包括: 一阻抗调整放大器，其经配置以在该阻抗调整条件成立的情况下，反应于一保持准位而调整该输出隔离开关元件的该导通阻抗，直至该N型晶体管的源极电压等于该保持准位为止；以及 一准位保持线路，其经配置以反应于该主电源而提供该保持准位给该阻抗调整放大器。
10.根据权利要求9所述的电源供应装置，其特征在于，该阻抗调整放大器的正输入端用以接收来自该准位保持线路的该保持准位，该阻抗调整放大器的负输入端耦接该N型晶体管的源极与该电压比较器的输出端，而该阻抗调整放大器的输出端则耦接至该N型晶体管的栅极。
11.根据权利要求10所述的电源供应装置，其特征在于，该阻抗调整单元还包括: 一限流电阻，耦接于该阻抗调整放大器的负输入端与该N型晶体管的源极之间。
12.根据权利要求11所述的电源供应装置，其特征在于，该准位保持线路包括: 一第一分压电阻，其第一端耦接该取样电阻的第二端与该N型晶体管的漏极，而其第二端则用以产生并提供该保持准位给该阻抗调整放大器的正输入端； 一第二分压电阻，其第一端耦接该第一分压电阻的第二端，而其第二端则耦接至一接地电位；以及 一保持电容，与该第二分压电阻并接。
13.根据权利要求9所述的电源供应装置，其特征在于，该阻抗调整放大器更经配置以在该阻抗调整条件成立的情况下，反应于该保持准位与该N型晶体管的源极电压的比较而决定是否关闭该输出隔离开关元件。
14.根据权利要求13所述的电源供应装置，其特征在于，当该N型晶体管的源极电压高于该保持准位时，则代表该轻载隔离条件成立，以使得该阻抗调整放大器关闭该输出隔离开关元件。
15.根据权利要求6所述的电源供应装置，其特征在于，该隔离控制线路更包括: 一隔离放大器，其经配置以在该阻抗调整条件不成立的情况下，反应于一重载隔离条件的成立而关闭该输出隔离开关元件。
16.根据权利要求15所述的电源供应装置，其特征在于，该隔离放大器的正输入端耦接该N型晶体管的漏极，该隔离放大器的负输入端耦接该N型晶体管的源极，而该隔离放大器的输出端则耦接该N型晶体管的栅极。
17.根据权利要求16所述的电源供应装置，其特征在于，当该N型晶体管的源极电压高于其漏极电压时，则代表该重载隔离条件成立，以使得该隔离放大器关闭该输出隔离开关元件。
18.根据权利要求15所述的电源供应装置，其特征在于，该第二组电源供应器的电路结构相同或相异于该第一组电源供应器的电路结构。
19.根据权利要求18所述的电源供应装置，其特征在于，该主电源产生单元为一直流转直流转换器。
20.根据权利要求19所述的电源供应装置，其特征在于，该直流转直流转换器包括一隔离型或非隔离型的升压型与/或降`压型转换器。
【文档编号】H02M3/158GK103516218SQ201210217783
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月28日 优先权日:2012年6月28日
【发明者】蔡志昌, 林元鸿, 锺岱谚 申请人:善元科技股份有限公司