能改善电弧现象的电源传输装置的制作方法

本发明相关于一种电源传输装置，尤指一种能改善电弧现象的usb type-c电源传输装置。

背景技术：

1、新一代通用序列总线(universal serial bus,usb)type-c规格接头可同时支援数据、音频、视频传输、正反插和高效率充电功能，加上高兼容性和高传输速率，因此广泛地应用在信息与通讯装置。

2、图1和图2为现有usb type-c规格的传输接口的示意图，其中图1显示了usb type-c插座的引脚图，而图2显示了usb type-c插头的引脚图。为了支援正反插，usb type-c插座和插头上各设有两组互相对称的引脚，分别由编号a1～a12和b1～b12表示。配置通道(configuration channel)引脚cc1/cc2用来检测正反插、检测连接状态、判断下行端(downstream facing port,dfp)及上行端(upstream facing port,ufp)、配置供电用引脚vbus和vconn、配置其它模式(alternate or accessory mode)，以及执行其它相关电源传输(power delivery,pd)沟通的运行。当依据配置通道引脚cc1/cc2判定有连接上装置时，供电端才会通过其vbus引脚供电。

3、pd协议简单来说是一种快速充电标准，现有pd系统包含一pd充电器和一pd受充装置，两者可通过usb type-c连接座来建立pd连接。

4、图3为现有pd系统中供电用引脚vbus电位和连接关系的示意图。纵轴代表电压值，横轴代表时间，v1代表pd充电器的供电用引脚vbus的电压值，而v2代表pd受充装置的供电用引脚vbus的电压值。在时间点t1之前pd充电器正常供电至pd受充装置，此时v1＝v2。假设在时间点t1时，使用者将pd充电器从pd受充装置拔除，此时pd充电器的储能元件尚能在一段时间内维持v1的电位。相较之下，pd受充装置并无输入电容，因此当pd充电器被拔除时其输入电压v2会迅速下降。依据usb type-c相关pd的规范，当pd充电器的供电用引脚vbus和pd受充装置的供电用引脚vbus之间的电压差(v1-v2)大于12v时，就有高机率会引起高压电弧(electrical arc)，造成安全性上的疑虑。因此，需要一种能改善电弧现象的电源传输装置。

技术实现思路

1、本发明提供一种能改善电弧现象的电源传输充电器，其包含一第一供电用引脚、一第一配置通道引脚、一升压型主动功率因数校正电路、一主动箝位返驰式转换电路，以及一输出电压沟通电路。该第一供电用引脚用来供电至一电源传输受充装置的一第二供电用引脚，而该第一配置通道引脚用来在耦接至该电源传输受充装置的一第二配置通道引脚时接收一下拉电压。该升压型主动功率因数校正电路用来将一市电供应的一交流电压转换成一第一脉动直流电压，其包含用来存储该第一脉动直流电压的能量的一第一输出电容和一第一功率开关。该第一功率开关的第一端耦接至该输出电容的一第一端，第二端耦接至该输出电容的一第二端，而控制端用来接收一第一控制信号。该主动箝位返驰式转换电路用来将该第一脉动直流电压转换成一第二脉动直流电压，其包含一变压器、一箝位电压电容、一第二功率开关，以及一主动箝位开关。该变压器用来将该第一脉动直流电压的能量从一初级侧感应至一次级侧以供应该第二脉动直流电压，其包含一初级侧绕组，设置在该初级侧，其包含一第一打点端和一第一非打点端；一次级侧绕组，设置在该次级侧，其包含一第二打点端和一第二非打点端；以及一放电绕组，用来提供一放电电感。该箝位电压电容的第一端耦接至该升压型主动功率因数校正电路以接收该第一脉动直流电压，而第二端耦接至该放电电感的一第一端。该第二功率开关的第一端耦接至该第一非打点端，第二端耦接至一接地电位，而控制端用来接收一第二控制信号。该主动箝位开关的第一端耦接至该第一非打点端，第二端耦接至该放电电感的该第一端，而控制端用来接收一第三控制信号。第二输出电容的第一端耦接至该第一供电用引脚，其第二端耦接一接地引脚，用来存储该第二脉动直流电压的能量。该输出电压沟通电路用来依据该第一供电用引脚的电位和该第一配置通道引脚的电位来选择性地将该放电电感的一第二端耦接至该第一配置通道引脚。

技术特征：

1.一种能改善电弧现象的电源传输装置，其包含：

2.如权利要求1所述的电源传输装置，其中当该第一供电用引脚的电位高于一参考电压且该下拉电压的值并未在一预定范围内时，该输出电压沟通电路将该放电电感的该第二端耦接至该第一配置通道引脚，以使该第二输出电容的能量依序经由该放电电感、该箝位电压电容和该第一输出电容放电至该接地电位。

3.如权利要求1所述的电源传输装置，其中该主动箝位返驰式转换电路另包含：

4.如权利要求1所述的电源传输装置，其中该主动箝位返驰式转换电路另包含：

5.如权利要求2所述的电源传输装置，其中该输出电压沟通电路包含：

6.如权利要求5所述的电源传输装置，其中：

7.如权利要求6所述的电源传输装置，其中：

8.如权利要求5所述的电源传输装置，其中该输出电压沟通电路另包含：

9.如权利要求1所述的电源传输装置，其中该升压型主动功率因数校正电路另包含：

10.如权利要求1所述的电源传输装置，其中通讯接口为一usb type-c接口。

技术总结
能改善电弧现象的电源传输装置，包含一电源传输充电器和一电源传输受充装置。电源传输充电器会检测和电源传输受充装置之间的耦接状态，并判断目前的供电是否为高电压应用。当判定电源传输充电器的供电为高电压应用时，一旦检测到电源传输充电器和电源传输受充装置彼此拔除，电源传输充电器会提供输出电容谐振快速放电路径以迅速拉低电源传输充电器的输出电压，进而改善电弧现象。

技术研发人员：詹子增,陈志强
受保护的技术使用者：宏碁股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15