本实用新型大致涉及电源供应器的限功率保护，尤其涉及从电源供应器的总线与变压器的次级侧的相关检测信号，来触发的限功率保护与相关的控制方法。
背景技术：
：：交流转直流的电源供应器可以将交流的市电，转换成符合输出规格的直流电源。电源供应器最基本的功能是准确的输出符合规格的电压与电流。法规也要求电源供应器需要符合许多的安全规范。举例来说，为了预防电源供应器输出过多的能量所导致的火灾，国际安规标准(internationalstandard)iec60950就有定义限功率源(limitedpowersource，lps)需求，要求符合lps的电源供应器，不论在甚么操作状况下，最大容许额定电流与功率。电源供应器的输出电流，可以通过一个电流检测电阻来产生电流检测信号。当电流检测信号反映出输出电流持续超过lps需求或是任何安规所规定的最大额定电流时，电源供应器中的一电源控制器可以终止电源转换，预防火灾或是意外的发生，达到限功率保护。但是，万一电流检测电阻不正常，譬如说因为不明原因而变成了短路电路，电流检测信号无法反映输出电流的大小，当没有其他适当的过电流或是限功率保护机制，电源供应器就很可能无法符合安全规范的要求。技术实现要素：本实用新型实施例提供一种电源供应器，将位于一初级侧的一输入电压，转换为位于一次级侧之一总线电压。该电源供应器包含有一变压器、一电流检测电阻、一总线开关、以及一电力传输控制器。该变压器具有一初级侧绕组以及一次级侧绕组，交流隔离该初级侧以及该次级侧。该电流检测电阻用以检测该电源供应器输出之一总线电流，并提供一电流检测信号。该总线开关连接在该次级侧绕组与该总线电压之间，可以切断该变压器与该总线电压之间的一电性连接。依据该电流检测信号，以及位于该次级侧的一功率检测信号，该电力传输控制器控制该总线开关的启闭。该电力传输控制器依据该总线电压，提供一功率临界值。当该电流检测信号超过一电流临界值，或是该功率检测信号超过该功率临界值时，该电力传输控制器关闭该总线开关，停止电源供应器提供电能给该总线以停止电压或电流的输出，以实现限功率保护。本实用新型实施例提供一种控制方法，适用于一电源供应器，其将位于一初级侧的一交流输入电压，转换为位于一次级侧之一总线电压。该控制方法包含有检测该电源供应器所输出之一总线电流，提供一电流检测信号；在该次级侧，提供一功率检测信号；依据该总线电压，提供一功率临界值；当该电流检测信号超过一电流临界值，或是该功率检测信号超过该功率临界值时，停止提供电能给予总线，并停止电压或电流输出，以实现限功率保护。附图说明图1显示依据本实用新型所实施的电源供应器10。图2举例显示电力传输控制器108a。图3显示适用于电源供应器10的控制方法m01。图4为依据本实用新型所实施的电源供应器20。图5举例显示电力传输控制器109a。【符号说明】10、20电源供应器28中间电源地101输入地102变压器104电源控制器106同步整流电路108、108a、109、109a电力传输控制器110工作周期检测电路112光耦合器114usb类型c连接器118、118a电流检测电阻120、120a电流检测装置123功率开关124总线开关130限流电阻132反馈电阻1062同步整流控制器1064检测电阻1068整流开关1082电流反馈回路1086、1092、1094数字模拟转换器1088、1096、1105、1107模拟数字转换器1090电压反馈回路1098微处理器1100、1101nmos晶体管1102二极管1104、1106电阻1108电容1400微处理器1402、1404、1410模拟数字转换器1406辅助电流检测电路1408跨压检测电路cb总线电源电容cc1、cc2、dp、dn连接端口cm中间电源电容cr电源电容drvsr驱动信号dtdet变动信号gnd总线地gndsr相对低电压ibus总线电流in输入电压iref参考信号isen、isen2电流检测信号iset设定电流lp初级侧绕组ls次级侧绕组m01控制方法n_ctl控制信号opto驱动电压prct功率检测信号prm初级侧s01、s02、s03、s04步骤sec次级侧sfb反馈信号vbus总线电压vcc中间电压vccsr相对高电压vsens检测信号vset设定电压具体实施方式在本说明书中，有一些相同的符号，其表示具有相同或是类似的结构、功能、原理的元件，且为本领域技术人员可以依据本说明书的教导而推知。为说明书的简洁度考虑，相同的符号的元件将不再重述。依据本实用新型的一些实施例，一电源供应器具有交流隔离的一初级侧与一次级侧，该电源供应器可以将位于该初级侧的一交流输入电压，转换为位于该次级侧的一总线电压，其为一种输出电压源。在该次级侧，有一电流检测电阻，用来检测一总线电流，产生一电流检测信号。在该次级侧的一电力传输控制器，依据该电流检测信号以及一功率检测信号，来进行过电流或是限功率保护。该功率检测信号在该次级侧，关联于位于该电源供应器中的一同步整流控制器、用来检测该总线电流的另一电流检测电阻、提供一反馈信号至该初级侧的一光耦合器、或是控制该总线电流的一总线开关的一通道跨压。在一些实施例中，该同步整流控制器具有二电压端以及一驱动端，该二电压端提供该同步整流控制器的一操作电压，该驱动端控制一整流开关。该功率检测信号依据该二电压端或是该驱动端而产生。因为该功率检测信号位于该次级侧，因此可以比较精准的反映该总线电流的大小，得到比较准确的过电流或是限功率保护。图1显示依据本实用新型所实施的电源供应器10，可以用来将位于初级侧prm的输入电压in(相对于初级侧prm的输入地101)，转换为位于次级侧sec的总线电压vbus(相对于次级侧sec的总线地gnd)，用来供电给连接在usb类型c(typec)连接器114上的负载。在一实施例中，输入电压in可以是市电经过整流器整流后的直流电压，而总线电压vbus，相对于次级侧sec的总线地gnd，可以介于3.3v到21v，提供usb类型c相关电压。电源供应器10具有，但不限于，变压器102、电源控制器104、同步整流电路106、总线开关124、中间电源电容cm、总线电源电容cb、电流检测装置120、限流电阻130、光耦合器(photocoupler)112、反馈电阻132、工作周期检测电路110、以及电力传输控制器(powerdeliverycontroller)108。在初级侧prm，电源控制器104通过切换功率开关123，来改变流经变压器102之初级侧绕组lp的电感电流。经过电感感应，次级侧绕组ls上产生了感应电压/电流，其经过同步整流电路106整流后，产生了中间电源地28与中间电压vcc。在图1中，同步整流电路106位于中间电压vcc与次级侧绕组ls之间，但本实用新型不限于此。在依据本实用新型所实施的一实施例中，中间电压vcc直接连接到次级侧绕组ls，而同步整流电路106位于中间电源地28与次级侧绕组ls之间。电流检测装置120包含有电流检测电阻118连接在总线地gnd与中间电源地28之间，可以用来检测从总线地gnd来的总线电流ibus，据以产生电流检测信号isen。中间电源电容cm与总线电源电容cb分别用来稳定中间电压vcc(相对于中间电源地28)与总线电压vbus(相对于总线地gnd)。中间电压vcc与总线电压vbus可以视为两个电压电源。光耦合器112与限流电阻130串接在中间电压vcc与电力传输控制器108之间。电力传输控制器108通过usb类型c连接器114的连接端口cc1、cc2、dp、dn，可以得知当下应该供应给usb类型c连接器114的总线电压vbus(相对于总线地gnd)应该为多少，或是流经电流检测电阻118的总线电流ibus的条件，并据以控制中间电压vcc以及总线开关124。举例来说，假定当下电力传输控制器108得知应该维持总线电压vbus为5v，总线电流ibus不可以超过2a，相关电压电流数值依据不同的快充协议将会有所不同。因此，电力传输控制器108检测中间电压vcc与电流检测信号isen，据以控制流经光耦合器112的电流；光耦合器112因而提供反馈信号sfb至初级侧prm的电源控制器104；依据反馈信号sfb，电源控制器104维持或是改变功率开关123的工作周期(dutycycle)，控制传输到次级侧sec的功率，进而控制中间电压vcc与总线电流ibus。举例来说，当中间电压vcc大约调控在5v，符合了usb类型c连接器114所连接的负载当下的需求时，电力传输控制器108通过控制信号n_ctl，开启总线开关124，使得总线电压vbus与中间电压vcc大约电性上的短路，对usb类型c连接器114所连接的负载开始供电。同步整流电路106包含有整流开关1068、同步整流控制器1062、电源电容cr、以及检测电阻1064。电源电容cr具有二电压端，连接至同步整流控制器1062，分别有相对高电压vccsr与相对低电压gndsr，来提供同步整流控制器1062的一操作电压。同步整流控制器1062通过检测电阻1064检测整流开关1068的一通道跨压，也就是同步整流地gndsr与中间电压vcc之间的电压差值，据以在驱动端上提供驱动信号drvsr来控制整流开关1068。同步整流控制器1062架构来实现同步整流，也就是当通道跨压大于零时，开启整流开关1068；当通道跨压小于零时，关闭整流开关1068。工作周期检测电路110电性连接在同步整流电路106与电力传输控制器108之间。工作周期检测电路110可以依据同步整流电路106之一输入端上的变动信号dtdet，来产生功率检测信号prct，而电力传输控制器108据以提供限功率保护。在一实施例中，变动信号dtdet可以是同步整流电路10中的相对高电压vccsr、相对低电压gndsr、或是驱动信号drvsr，三者其中之一。简单来说，变动信号dtdet在次级侧sec，可以随着位于初级侧prm的功率开关123的开关而变动，可以带有整流开关1068工作周期讯息。因此，工作周期检测电路110所产生的功率检测信号prct，可以关联于整流开关1068工作周期，让电力传输控制器108决定是否触发限功率保护。在图1中，工作周期检测电路110提供整流与低通滤波的功能，来产生功率检测信号prct。工作周期检测电路110包含有二极管1102、电阻1104、1106、以及电容1108。二极管1102提供整流，可以大概的检测出整流开关1068的工作周期，电阻1104、1106、以及电容1108构成一低通滤波器，产生大约稳定的功率检测信号prct，可以相关联于整流开关1068的工作周期。二极管1102与该低通滤波器串接在同步整流电路106的输入端与电力传输控制器108之间。在一定的总线电压vbus下，整流开关1068的工作周期可以大约对应到总线电流ibus。因此，功率检测信号prct可以作为另一个总线电流ibus的指标。图2举例显示电力传输控制器108a，其中包含有电流反馈回路1082、电压反馈回路1090、nmos晶体管1100、1101、数字模拟转换器(digital-to-analogconverter，dac)1086、1092、1094、模拟数字转换器(analog-to-digitalconverter，adc)1088、1096、1105、1107、与微处理器(micro-computingunit，mcu)1098。电流反馈回路1082放大电流检测信号isen与参考信号iref(从图1可知大约等于中间电源地28)之间的差，然后跟微处理器1098通过dac1086所提供的设定电流iset相比较，来控制nmos晶体管1100，其驱动光耦合器112。这个差的放大结果，也通过adc1105，传送给微处理器1098。电流反馈回路1082与微处理器1098架构来使得总线电流ibus不高于设定电流iset所对应的一相对应电流值。设定电流iset可以依据当下的总线电压vbus而设定，或是依据连接端口cc1、cc2、dp、dn所来的信号而设定。类似的，电压反馈回路1090将中间电压vcc比例分压后，产生检测信号vsens，其跟微处理器1098通过dac1092所提供的设定电压vset相比较，来控制nmos晶体管1101。电压反馈回路1090与微处理器1098架构来使得中间电压vcc不高于设定电压vset所对应的一相对应电压值。设定电压vset可依据连接端口cc1、cc2、dp、dn所来的信号而设定。微处理器1098通过adc1105可以知道当下总线电流ibus大约的电流值，通过adc1096与1107可以分别得知当下总线电压vbus与中间电压vcc的电压值。换句话说，微处理器1098可以得知当下的总线电压vbus、中间电压vcc、总线电流ibus的状态。微处理器1098也可以通过adc1088，来得知功率检测信号prct。图3显示适用于电源供应器10的控制方法m01。步骤s01中，工作周期检测电路110检测相对高电压vccsr、相对低电压gndsr、或是驱动信号drvsr，三者其中之一，据以产生功率检测信号prct。步骤s02中，电力传输控制器108a依据从adc1096所得知当下的总线电压vbus，或是通过连接端口cc1、cc2、dp、dn所得知的总线电压vbus的目标值，来提供一功率临界值。举例来说，电力传输控制器108a可以在固件(firmware)中，写入一对照表(lookuptable)，来定义总线电压vbus与功率临界值的对应关系。步骤s03中，电力传输控制器108a同时监视电流检测信号isen与功率检测信号prct。步骤s04中，一旦总线电流ibus使得电流检测信号isen超过设定电流iset的一相对应电流值，或是使得功率检测信号prct超过了步骤s02中的功率临界值，而且这样的情形维持了一段预设时间后，电力传输控制器108a就实现限电流或限功率保护，通过dac1094，强制关闭总线开关124。如果目前的当下的总线电压vbus为一输出电压值，举例来说，经过实验发现，电源供应器10的所输出的功率大约等于限功率源(limitedpowersource，lps)需求时，功率检测信号prct大约等于一测量值。因此，在电力传输控制器108a中，以固件写入一对照表，依据该输出电压值以及该测量值，来记录该总线电压vbus与该功率检测信号prct之间的关系。在正常操作时，以功率检测信号prct与电流检测信号isen来提供限功率保护，可以预防其中之一失效的情况发生时，电力传输控制器108a依然可以实现限功率保护。如果图1中的电流检测电阻118短路导致电流检测信号isen不正确地反映真实的总线电流ibus，功率检测信号prct还是可以真实的反映当下电源供应器10的所输出的功率，提供限功率保护。图4为依据本实用新型所实施的电源供应器20，可以用来将位于初级侧prm的输入电压in(相对于初级侧prm的输入地101)，转换为位于次级侧sec的总线电压vbus(相对于次级侧sec的总线地gnd)，用来供电给连接在usb类型c(typec)连接器114上的负载。图4的电源供应器20与图1的电源供应器10相同或相似之处，可以通过先前的教导而得知，不再累述。与图1的电源供应器10不同的，图4的电源供应器20没有工作周期检测电路110，但有电流检测装置120a以及电力传输控制器109。电流检测装置120a具有，但不限于，电流检测电阻118、118a，用来检测从总线地gnd来的总线电流ibus，据以提供电流检测信号isen、isen2以及参考信号iref给电力传输控制器109。电流检测信号isen、isen2可以分别为一第一电流检测信号与一第二电流检测信号。图5举例显示电力传输控制器109a，可以适用于图4的电源供应器20。图5的电力传输控制器109a与图2的电力传输控制器108a相同或是类似之处，可以通过先前的教导而得知，不再累述。与图2的电力传输控制器108a不同的，图5的电力传输控制器109a具有微处理器1400、adc1402、1404、1410、辅助电流检测电路1406、以及跨压检测电路1408。辅助电流检测电路1406放大电流检测信号isen2与电流检测信号isen之间的差，通过adc1404提供给微处理器1400。电流检测信号isen2可以作为一功率检测信号，提供给电力传输控制器109a来实现限功率保护。在一实施例中，图4的电流检测电阻118、118a大约有一样的电阻值，因此，理论上电流检测信号isen2与电流检测信号isen之间的差，跟电流检测信号isen与参考信号iref之间的差，应该相同。而电力传输控制器109a架构来在adc1404的输出(其代表了电流检测信号isen2与电流检测信号isen之间的差)，与adc1105的输出(其代表了电流检测信号isen与参考信号iref之间的差)，两者差异超过一预设值时，就触发限功率保护，持续关闭总线开关124。跨压检测电路1408放大中间电压vcc与总线电流ibus之间的差，通过adc1402提供给微处理器1400。中间电压vcc与总线电流ibus之间的差，等于总线开关124的通道跨压。微处理器1400可以依据总线电压vbus以及一对照表，来设定一功率临界值，当adc1402的输出显示通道跨压超过该功率临界值时，就触发限功率保护，持续关闭总线开关124。adc1410将光耦合器112的一端上的驱动电压opto，转为数字形式，提供给微处理器1400。当光耦合器112的输出显示驱动电压opto低于一功率临界值时，可能意味着总线电流ibus过高，微处理器1400就触发限功率保护，持续关闭总线开关124。这功率临界值可以依据总线电压vbus以及固件中所记忆的一对照表来设定。在正常操作时，图4中的电流检测信号isen、电流检测信号isen2、总线开关124的通道跨压(等于中间电压vcc与总线电流ibus之间的差)、与驱动电压opto，任何其中之一，可以作为触发限功率保护的信号。当电流检测电阻118短路导致电流检测信号isen不正确地反映真实的总线电流ibus时，电流检测信号isen2、中间电压vcc与总线电流ibus之间的差、与驱动电压opto还是可以提供限功率保护。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，凡依本实用新型权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。当前第1页12当前第1页12