电源转换装置及其过功率保护方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种电子装置，且特别是有关于一种电源转换装置及其过功率保护方法。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，电源转换装置(power convers1n apparatus)主要的用途乃是将电力公司所提供的高压且低稳定性的交流输入电压(AC input voltage)转换成适合各种电子装置(electronic device)使用的低压且稳定性较佳的直流输出电压(DC outputvoltage)。因此，电源转换装置广泛地应用在电脑、办公室自动化设备、工业控制设备以及通信设备等电子装置中。
[0003]然而，当电源转换装置的输出端发生开路或短路的情形时，将有可能会导致电源转换装置持续地输出异常的大电流，而使得电源转换装置本身或负载内部的元件温度的异常上升，从而增加电源转换装置本身或负载内部的元件损毁的风险。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种电源转换装置及其过功率保护方法，可提供有效的过功率保护，避免电源转换装置或使用电源转换装置的电子装置因电源转换装置持续地产生过大的电压或电流而受到毁损。
[0005]本发明的电源转换装置，包括变压器、功率开关、电阻、脉宽调制控制单元、除频单元、第一比较单元、第二比较单元、第一计数单元以及第二计数单元。其中变压器具有一次侧与二次侧，其中一次侧的第一端用以接收输入电压，而二次侧则用以提供输出电压给电子装置。功率开关的第一端耦接一次侧的第二端，功率开关的第二端耦接至第一节点，而功率开关的控制端接收脉宽调制信号。电阻耦接于第一节点与接地电压之间。脉宽调制控制单元，耦接功率开关的控制端，产生切换功率开关的脉宽调制信号。除频单元耦接脉宽调制控制单元，除频脉宽调制信号，以产生第一除频信号以及第二除频信号。第一比较单元的电源端耦接第一除频信号，第一比较单元比较其输入端所接收的第一节点的电压以及第一参考电压，以输出第一比较信号。第二比较单元的电源端耦接第二除频信号，第二比较单元比较其输入端所接收的第一节点的电压以及第二参考电压，以输出第一比较信号。第一计数单元耦接于第一比较单元的输出端与脉宽调制控制单元之间，依据第一比较信号计数第一节点的电压大于第一参考电压的次数，当第一节点的电压大于第一参考电压的次数大于等于第一门槛值时，禁能脉宽调制控制单元。第二计数单元耦接于第二比较单元的输出端与脉宽调制控制单元之间，依据第二比较信号计数第一节点的电压大于第二参考电压的次数，当第一节点的电压大于第二参考电压的次数大于等于第二门槛值时，禁能脉宽调制控制单元。
[0006]在本发明的一实施例中，在第一比较单元被第一除频信号使能期间，若第一节点的电压未大于第一参考电压，第一比较单元重置第一计数单元的计数值，在第一比较单元被第一除频信号使能期间，若第一节点的电压未大于第二参考电压，第二比较单元重置第一计数单元的计数值。
[0007]在本发明的一实施例中，上述的第一参考电压大于第二参考电压，第一门槛值小于第二门槛值。
[0008]在本发明的一实施例中，上述的电源转换装置，还包括第三比较单元，用以比较其输入端接收的第一节点的电压以及第三参考电压，当第一节点的电压大于第三参考电压时，禁能脉宽调制控制单元。
[0009]在本发明的一实施例中，上述的电源转换装置，还包括反馈单元以及第四比较单元。反馈单元耦接二次侧，用以接收输出电压，并据以输出反馈信号。第四比较单元耦接反馈单元，比较反馈信号的电压与第四参考电压，当反馈信号的电压高于第四参考电压时，禁能脉览调制fe制单兀。
[0010]本发明的电源转换装置的过功率保护方法，包括下列步骤。根据电子装置的负载状态而产生脉宽调制信号。依据脉宽调制信号切换电源转换装置内的功率开关，以使电源转换装置提供输出电压给电子装置。除频脉宽调制信号，以分别产生第一除频信号以及第二除频信号。在第一除频信号的高电压电平期间判断检测电压是否大于第一参考电压，其中检测电压为流经功率开关的电流反应在电阻上的电压。在第二除频信号的高电压电平期间判断检测电压是否大于第二参考电压。若检测电压大于第一参考电压，计数检测电压大于第一参考电压的次数，以得到第一计数值。若检测电压大于第二参考电压，计数检测电压大于第二参考电压的次数，以得到第二计数值。判断第一计数值是否大于等于第一门槛值以及第二计数值是否大于等于第二门槛值。若第一计数值大于等于第一门槛值或第二计数值大于等于第二门槛值，停止切换功率开关。
[0011]在本发明的一实施例中，若检测电压未大于第一参考电压，重置第一计数值，若检测电压未大于第二参考电压，重置第二计数值。
[0012]在本发明的一实施例中，上述的第一参考电压大于第二参考电压，第一门槛值小于第二门槛值。
[0013]在本发明的一实施例中，上述的电源转换装置的过功率保护方法，还包括，判断检测电压是否大于第三参考电压，若检测电压大于第三参考电压，停止切换功率开关。
[0014]在本发明的一实施例中，上述的电源转换装置的过功率保护方法，还包括下列步骤。依据输出电压产生反馈信号。判断反馈信号的电压是否大于第四参考电压，若反馈信号的电压高于第四参考电压，停止切换功率开关。
[0015]基于上述，本发明的实施例计数检测电压大于第一参考电压的次数以及检测电压大于第二参考电压的次数，以得到第一计数值与第二计数值，并于第一计数值大于等于第一门槛值或第二计数值大于等于第二门槛值时，停止切换功率开关，其中检测电压为流经功率开关的电流反应在一电阻上的电压。如此针对不同的参考电压设定不同的门槛值，可依据检测电压超过额定电压的情形进一步提早停止切换功率开关，以避免电源转换装置或使用电源转换装置的电子装置因电源转换装置持续地产生过大的电压或电流而受到毁损，而提供有效的过功率保护。
[0016]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
【附图说明】
[0017]图1示出本发明一实施例的电源转换装置的示意图；
[0018]图2示出本发明一实施例的脉宽调制信号、除频信号以及节点N1上的电压的波形不意图；
[0019]图3示出本发明另一实施例的脉宽调制信号、除频信号以及节点N1上的电压的波形示意图；
[0020]图4示出本发明另一实施例的脉宽调制信号、除频信号以及节点N1上的电压的波形示意图；
[0021]图5示出本发明另一实施例的电源转换装置的示意图；
[0022]图6示出本发明一实施例的电源转换装置的过功率保护方法流程示意图；
[0023]图7示出本发明另一实施例的电源转换装置的过功率保护方法流程示意图。
[0024]附图标记说明:
[0025]102:脉宽调制控制单元；
[0026]104、106、502、504:比较单元；
[0027]108、110:计数单元；
[0028]112:反馈单元；
[0029]114:除频单元；
[0030]T:变压器；
[0031]Q:功率开关；
[0032]Rs:电阻；
[0033]D: 二极管；
[0034]C:电容；
[0035]P: 一次侧；
[0036]S: 二次侧；
[0037]Vin:输入电压；
[0038]Vout:输出电压；
[0039]LD:电子装置；
[0040]Vfb:反馈信号；
[0041]N1:节点；
[0042]VPWM:脉宽调制信号；
[0043]除频信号；
[0044]Vcs:节点N1上的电压；
[0045]Vth 1、Vth2、Vth3、Vth4:参考电压；
[0046]Ip:电流；
[0047]Vcl、Vc2:比较信号；
[0048]S602?S622、S702?S706:电源转换装置的过功率保护方法步骤。
【具体实施方式】
[0049]图1示出本发明一实施例的电源转换装置的示意图，请参照图1。电源转换装置包括变压器T、功率开关Q、电阻Rs、脉宽调制控制单元102、比较单元104、比较单元106，计数单元108、计数单元110、反馈单元112、除频单元114、二极管D以及电容C。在本实施例中，变压器T具有一次侧(primary side) P与二次侧(secondary side) S,且变压器T的一次侧P的第一端用以接收输入电压Vin，而变压器T的二次侧S则用以提供输出电压Vout给电子装置LD。
[0050]其中，输入电压Vin为交流输入电压经由整流器整流后产生的直流输入电压，变压器τ的一次侧P所接收到的输入电压Vin反应在变压器T的二次侧S的电压后，(由变压器T的一、二次侧P与S的线圈比(turn rat1)所决定)再经由二极管D的整流(rectificat1n)以及电容C的滤波(filter),而转换成电子装置LD运作时所需的直流(DC)输出电压Vout。二极管D的阳极(a