专利名称：电源供应装置及提供电压的方法
技术领域：
本发明涉及一种电源供应装置及一种提供电压的方法，尤其涉及一种能够 自动调整输出电压的电源供应装置及其方法。
背景技术：
一般常见的电源供应器大多数只提供固定的输出电压，当使用者有不同的 电压需求时，就必须准备多个不同的电源供应器；或是有些电源供应器可以切 换不同的输出电压，但是输出电压的选择有限，而且每回更换不同的输出对象 时，就必须手动切换输出电压。因此，使用者在使用电源供应器时，常常会面 临诸如此类的不便状况，太多的电源供应器导致金钱的耗费与管理上的不便， 手动切换输出电压也常常造成使用上的麻烦。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种可以自动调整输出电压的电源 供应装置及方法，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明提供一种电源供应装置，具有一输出端用以连接 一负载，该电源供应装置由该输出端输出一输出电压，该电源供应装置包含有 一电流调节单元、 一电压转换单元、 一电流检测器以及一控制单元。该电流调 节单元接收一输入电压与一控制信号，并产生一输出电流，该电流调节单元根 据该控制信号而调整该输出电流值；该电压转换单元耦接于该电流调节单元， 用来将该输出电流转换为该输出电压；该电流检测器耦接于该电压转换单元与 该输出端之间，用来检测流经该负载的电流，并输出一电流检测结果；该控制 单元耦接于该电流调节单元、该电流检测器与该输出端，用来接收该电流检测 结果与该输出电压，并根据该电流检测结果与该输出电压来产生该控制信号。
而且，为实现上述目的，本发明另提供一种提供一输出电压至一负载的方 法，包含有提供一电流；将该电流转换为该输出电压；检测流经该负载的电
流，并产生一电流检测结果；以及根据该电流检测结果与该输出电压来产生--
控制信号，并以该控制信号来控制该电流的大小。
本发明另揭露一种电源供应装置，具有一输出端用以连接一负载，该电源 供应装置提供一输出电压至该输出端，该电源供应装置包含有一电流调节单 元、 一电压转换单元、 一电流检测器、 一判断电路、 一数字控制单元以及一数 字模拟转换器。该电流调节单元接收一输入电压与一控制信号，并产生一输出 电流，该电流调节单元根据该控制信号而调整该输出电流值；该电压转换单元 耦接于该电流调节单元，用来将该输出电流转换为该输出电压；该电流检测器 耦接于该电压转换单元与该输出端之间，用来检测流经该负载的电流，并输出 一电流检测结果；该判断电路耦接于该电流检测器与该输出端，用来判断该输 出电压与该电流检测结果，并输出一激活信号与一维持信号；该数字控制单元 耦接于该判断电路，用来根据该激活信号与该维持信号来产生一数字信号；该 数字模拟转换器耦接于该数字控制单元与该电流调节单元，用来将该数字信号 转换为该控制信号。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的 限定。
图1为本发明电源供应装置之l
图2为负载电流与输出电压的， 图3为本发明电源供应装置之
其中，附图标记
100、 300 :电源供应装置 120、 320 :电压转换单元
140:控制单元
350 :数字模拟转换器
一实施例示意图； 二实施例示意图。
110、 310 :电流调节单元 130、 330 :电流检测器 340:判断电路 360 :数字控制单元
具体实施例方式
在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领 域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。
本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以 元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的请求项当中所 提及的[包含]为-"开放式的用语，故应解释成[包含但不限定于]。以外，[耦 接]一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一 装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或 通过其它装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
如图1所示，图1为本发明电源供应装置的第一实施例示意图。电源供应
装置100包含有电流调节单元110、电压转换单元120、电流检测器130以及 控制单元140。电流调节单元110接收输入电压Vin以及控制单元140所输出 的控制信号Sc，受到控制信号Sc的控制，电流调节单元110调整输出电流Ib 的大小。实际操作上，控制单元140内部根据一时脉信号来产生一数字信号， 该数字信号受该时脉信号的频率控制而渐渐增加数值，时脉信号的频率愈高， 数值增加得愈快。该数字信号随后经过一数字模拟转换器的而转换成一个模拟 的电流信号，也就是该控制信号Sc，电流调节单元110根据该控制信号Sc.来 调整输出电流Ib的大小。当数字信号的数值增加时，电流调节单元110也跟 着增加输出电流Ib的值。电压转换单元120耦接于电流调节单元110，用来 将输出电流Ib转换为输出电压Vout，实作上，电压转换单元120是一个由运 算放大器以及晶体管所构成的电路。输出电压Voiit经由电流检测器130传送 至此电源供应装置100的输出端，该输出端可供连接至一个负载(未显示)， 以供应该负载所需的电压；控制单元140也同时接收输出电压Vout，以监控 该输出电压Vout的值。电流检测器130用来检测电源供应装置100输出至负 载的电流，并输出对应该负载电流的检测结果Vs，该检测结果Vs为一电压信 号。如前所述，电流调节单元110的输出电流Ib会持续增加，也就是说经电 压转换单元120转换后的输出电压Vout也会持续增加，当负载接收到的电压 增加时，其负载电流也就会随之上升，也即检测结果Vs会持续上升，当负载 得到足够的电压并工作在稳定状态时，负载电流也就会趋于稳定而不再增加。 控制单元140通过判断检测结果Vs与输出电压Vout来决定暂停增加该数字信 号的数值的时机，更明确地说，当控制单元140判断检测结果Vs已经达到稳 定状态而输出电压Vout却仍然持续增加时，此时控制单元140即立刻锁定数 字信号的数值，使得电流调节单元110不再继续增加输出电流Ib，因此即固
定输出电压Voiit的电压值。电流检测器130还有另一个功能，当未接上任何 负载前，电源供应装置100预先输出微弱的电压，接上负载后，电流检测器 130随即检测到负载电流的变化，控制单元M0此时将检测结果Vs与一临界 值作比较，若检测结果Vs大于该临界值，则表示有负载连接至电源供应装置 100，此时控制单元140便重置该数字信号的值，并重新开始输出该数字信号。 综上所述，当有负载连接上电源供应装置100时，电源供应装置100便慢慢地 提高供给至该负载的输出电压Vout，输出电压Vout的增加速率可以由控制单 元内部的时脉信号的频率来决定。提高输出电压Vout的同时，电流检测器130 检测流经负载的负载电流，当负载电流不再增加时，电源供应装置100也停止 增加输出电压Vout，并以此时的输出电压Voiit作为电源供应装置100的输出 值，以供负载维持在稳定工作状态。负载电流与输出电压Vout的关系请参阅 图2，其中Vset即为电源供应装置100的稳定输出值。
如图3所示，图3为本发明电源供应装置的第二实施例示意图。电源供应 装置300包含有电流调节单元310、电压转换单元320、电流检测器330、判 断电路340、数字模拟转换器350以及数字控制单元360。数字控制单元360 根据一时脉信号而产生一多个位的数字信号D，其屮一个较佳实施例为八位， 随着时间的增加，而慢慢依序提高该数字信号D的数值，其增加的速率与该时 脉信号的频率有关。数字模拟转换器350将该数字信号D转换为控制信号Sc， 该控制信号Sc可以是一种模拟电流信号。电流调节单元310接收一输入电压 Vin，并受该控制信号Sc的控制而调节输出电流Ib的大小，当数字信号D的 数值愈大，输出电流Ib也就愈大。接下来输出电流Ib被电压转换单元320 转换为输出电压Vout，输出电压Vout经由电流检测器330传送至此电源供应 装置300的输出端，该输出端可供连接至一个负载(未显示)，以供应该负载 所需的电压，而输出电压Vout也同时传送至判断电路340。电流检测器330 用来检测流经负载的负载电流，并将该负载电流转换为检测结果Vs，该检测 结果Vs为一电压信号，传输至判断电路340。如上所述，由于输出电流Ib会 随着数字信号D的数值增加而增加，因此输出电压Vout也会随着数字信号D 的数值增加而增加。当负载所接收到的电压愈来愈高时，其负载电流也会跟着 升高，直到负载工作于稳定状态，则负载电流就不再随着电压的增加而升高， 也就是说检测结果Vs也会趋于-个稳定的状态，负载电流与输出电压Vout
的关系如图2所示。判断电路340判断输出电压Vout与检测结果Vs，当发现 检测结果Vs不再增加而输出电压Vout却仍然持续增加时，此时判断电路340 产生一个数字的维持信号hold，以通知数字控制单元360不再继续增加数字 信号D的数值，因此输出电压Vout的电压值即可被固定，也就是图2中的Vset 。 另外，当电源供应装置300未接上任何负载之前，电源供应装置300预先输出 微弱的电压，当有负载接上时，电流检测器330随即检测到负载电流的变化， 判断电路340此时将检测结果Vs与一临界值作比较，若检测结果Vs大于该临 界值，则表示有负载连接至电源供应装置300，此时判断电路340便产生一个 数字的激活信号start，用来指示数字控制单元360重置该数字信号D，并开 始增加该数字信号D。综上所述，当有负载连接上电源供应装置300时，电源 供应装置300便自动地慢慢提高供给至该负载的输出电压Vout。提高输出电 压Vout的同时，电流检测器330检测流经负载的负载电流，当负载电流不再 增加时，电源供应装置300也停止增加输出电压Vout，并以此时的输出电压 Vset作为电源供应装置300的输出值，以供负载维持在稳定工作状态。
本发明提供了一个电源供应装置以及一个自动提供合适电压源至一负载 的方法，此装置与方法可以配合负载而自动地产生适当的电压，因此只需要一 套电源供应装置就可以适用于各种负载，而且也不需要手动切换输出电压的大 小，解决了现有技术所面临的问题。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情 况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但 这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种电源供应装置，具有一输出端用以连接一负载，该电源供应装置由该输出端输出一输出电压，其特征在于，该电源供应装置包含有一电流调节单元，其接收一输入电压与一控制信号，并产生一输出电流，该电流调节单元根据该控制信号而调整该输出电流的值；一电压转换单元，耦接于该电流调节单元，用来将该输出电流转换为该输出电压；一电流检测器，耦接于该电压转换单元与该输出端之间，用来检测流经该负载的电流，并输出一电流检测结果；以及一控制单元，耦接于该电流调节单元、该电流检测器与该输出端，用来接收该电流检测结果与该输出电压，并根据该电流检测结果与该输出电压来产生该控制信号。
2. 根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于，该电流调节单元 受该控制信号的控制而持续增加该输出电流，当该电流检测结果指示流经该负 载的电流不再增加而该输出电压仍持续增加时，该控制单元控制该电流调节单 元停止增加该输出电流，并以当时该电压转换单元所产生的输出电压作为该电 源供应装置的输出电压。
3. —种提供一输出电压至一负载的方法，其特征在于，包含有 提供一电流；将该电流转换为该输出电压；检测流经该负载的电流，并产生一电流检测结果；以及 根据该电流检测结果与该输出电压来产生一控制信号，并以该控制信号来 控制该电流的大小。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该电流的值受到该控制信 号的控制而持续增加，当该电流检测结果指示流经该负载的电流不再增加而该 输出电压仍持续增加时，该控制信号指示停止增加该输出电流，并将当时所产 生的输出电压提供至该负载。
5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包含有 产生一数字信号；将该数字信号转换为该控制信号；以及 根据该输出电压与该电流检测结果来调整该数字信号。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，产生该数字信号的步骤参 考一时脉信号而依序增加该数字信号的值。
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，调整该数字信号的步骤将 该电流检测结果与一临界值作比较，当该电流检测结果大于该临界值时，重置 并开始输出该数字信号。
8. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，调整该数字信号的步骤判断该检测结果己经达到稳定状态而该输出电压仍持续增加时，暂停增加该数字 信号的值。
9. 一种电源供应装置，具有一输出端用以连接-负载，该电源供应装置 提供一输出电压至该输出端，其特征在于，该电源供应装置包含有一电流调节单元，其接收一输入电压与一控制信号，并产生一输出电流， 该电流调节单元根据该控制信号而调整该输出电流的值；一电压转换单元，耦接于该电流调节单元，用来将该输出电流转换为该输 出电压；一电流检测器，耦接于该电压转换单元该输出端之间，用来检测流经该负 载的电流，并输出一电流检测结果；-判断电路，耦接于该电流检测器与该输出端，用来判断该输出电压与该 电流检测结果，并输出一激活信号与一维持信号；一数字控制单元，耦接于该判断电路，根据该激活信号与该维持信号来产 生一数字信号；以及一数字模拟转换器，耦接于该数字控制单元与该电流调节单元，用来将该 数字信号转换为该控制信号。
10. 根据权利要求9所述的电源供应装置，其特征在于，该电流调节单元 受该控制信号的控制而持续增加该输出电流，当该判断电路判断流经该负载的 电流不再增加而该输出电压仍持续增加时，该控制信号控制该电流调节单元停 止增加该输出电流，并以当时该电压转换单元所产生的输出电压作为该电源供 应装置的输出电压。
11. 根据权利要求9所述的电源供应装置，其特征在于，该数字控制单元 参考一时脉信号而依序增加该数字信号的值。
全文摘要
本发明公开了一种电源供应装置及提供电压的方法，该电源供应装置具有一输出端用以连接一负载，并由该输出端输出一输出电压，该电源供应装置包含有一电流调节单元、一电压转换单元、一电流检测器以及一控制单元。该电流调节单元接收一输入电压与一控制信号，并根据该控制信号而调整一输出电流的值；该电压转换单元将该输出电流转换为该输出电压；该电流检测器检测流经该负载的电流，并输出一电流检测结果；该控制单元接收该电流检测结果与该输出电压，并根据该电流检测结果与该输出电压来产生该控制信号。
文档编号G05F1/46GK101109969SQ20061009925
公开日2008年1月23日 申请日期2006年7月21日 优先权日2006年7月21日
发明者陈寿芳 申请人:晨星半导体股份有限公司