具限功率源能力的电源适配器及其控制方法技术

一种具限功率源能力的电源适配器及其控制方法，该电源适配器包含电源路径、电流检测电阻、控制单元以及保护开关。电源路径耦接于变压器与电源适配器的输出侧之间。电流检测电阻耦接电源路径。控制单元耦接电流检测电阻。保护开关耦接电源路径。控制单元判断电流检测电阻的检测电压小于第一阈值且控制单元的电平信号电压大于第二阈值时，控制保护开关不导通。通。通。

【技术实现步骤摘要】
具限功率源能力的电源适配器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种电源适配器及其控制方法，特别涉及一种具限功率源能力的电源适配器及其控制方法。

技术介绍

[0002]在信息科技设备安全标准IEC/EN/UL 60950-1-2中，针对电源供应器、电源适配器等电源类产品有制定限功率源(limited power source,LPS)的相关规范。在此安规标准里，信息科技类设备必须具备防火外壳；然而，若设备的主要回路是由LPS电源供应电力时，表示回路中的电压、电流及能量均能符合UL 60950-1-2Table 2B标准中的规定值以下，如此当危害发生时，设备便不需要具备高防火等级的外壳(fire enclosure)等，来作为降低危害的对策，也就是说可以使用UL94所规定HB燃烧等级的外壳材质。HB等级的外壳材质，除了价格低外，还具备较佳的物理特性，也同时容易符合环保的要求。此外，这样的要求(规范)也适用具有通用序列总线电力传输(USB power delivery,USB PD)功能的电源适配器。
[0003]电源适配器要达到LPS标准的要求，可以有两种方式，一种为固有型限功率源(inherently limited power source)，另一为非固有型限功率源(non-inherently limited power source)。简而言之，若要符合LPS标准的要求，属于固有型限功率源的电源供应器，其输出不得大于8A/100VA；若属于非固有型限功率源，其限电流保护装置(例如，fuse)的电流规格应不大于5A。如果不在输出端使用限电流保护装置，其输出电压小于30V的系统，输出电流在进行单一故障(single fault)测试时，若输出电压为20V，则输出电流不可超过5A，且总输出功率不可超过100VA。超过前述电流或功率限制的话，就需要启动保护机制，可以是限流、也可以是关机，通常是做栓锁(latch off)或自动恢复(auto recovery)，而且总输出功率也不可以超过100VA。
[0004]然而，随着消费性电子产品的发展与电源功率需求的增加，对具有较大输出功率能力(如90～96W)的电源适配器而言，其正常输出电流或输出功率的额定值可能与LPS标准所规定的限制值(8A or 100VA)非常接近，若欲符合LPS标准的输出功率限制规范，且为了降低成本而不于输出侧加装限电流保护装置，则可能遭遇过电流(OCP)或过功率(OPP)保护点过于接近额定输出、难以设计，或量产时因使用元件本身的误差而造成产品的保护点不一，进而使得某些产品的保护可能容易误触发的品质问题。因此，此类具有较大输出功率的电源适配器一般较难符合LPS标准的规范并取得认证。
[0005]为此，如何设计出一种具限功率源能力的电源适配器及其控制方法，通过获得与电源适配器的输出功率(输出负载)有关的节点电压作为判断与控制，以简化电路设计，并且可实现具较大输出功率的电源适配器输出功率的精准限制与保护，以符合标准的规范，乃为本公开专利技术人所研究的重要课题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种具限功率源能力的电源适配器，解决现有技术的问
题。
[0007]为实现前述的目的，本专利技术所提出的具限功率源能力的电源适配器包含电源路径、电流检测电阻、控制单元以及保护开关。电源路径耦接于变压器与电源适配器的输出侧之间。电流检测电阻耦接电源路径。控制单元耦接电流检测电阻。保护开关耦接电源路径。控制单元判断电流检测电阻的检测电压小于第一阈值且控制单元的电平信号电压大于第二阈值时，控制单元控制保护开关不导通。
[0008]在一实施例中，控制单元判断检测电压小于第一阈值且电平信号电压大于第二阈值持续超过阈值时间时，控制单元控制保护开关不导通。
[0009]在一实施例中，检测电压等于0伏特且电平信号电压大于第二阈值时，控制单元控制保护开关不导通。
[0010]在一实施例中，具限功率源能力的电源适配器还包含同步整流电路。同步整流电路耦接变压器与保护开关。电平信号电压为同步整流电路的节点电压。
[0011]在一实施例中，同步整流电路包含整流控制单元、开关以及电容。整流控制单元耦接变压器的次级侧的第一端与保护开关。开关耦接第一端、整流控制单元以及保护开关或者耦接次级侧的第二端与整流控制单元。电容耦接第一端与整流控制单元。
[0012]在一实施例中，电平信号电压为电容与第一端共接的节点电压。
[0013]在一实施例中，电平信号电压为电容与整流控制单元共接的节点电压。
[0014]在一实施例中，第二阈值为1.1伏特。
[0015]在一实施例中，阈值时间为500毫秒。
[0016]在一实施例中，电源适配器具有电力传输功能。
[0017]通过所提出的具限功率源能力的电源适配器，通过获得与电源适配器的输出功率(输出负载)有关的节点电压作为判断与控制，可简化电路设计，并且可实现具较大输出功率、接近法规限制的电源适配器输出功率的精准限制与保护，以符合LPS标准的规范。
[0018]本专利技术的另一目的在于提供一种具限功率源能力的电源适配器的控制方法，解决现有技术的问题。
[0019]为实现前述的目的，本专利技术所提出的具限功率源能力的电源适配器的控制方法，电源适配器的输出侧与变压器之间提供电源路径，电源适配器包含耦接于电源路径的电流检测电阻、控制单元以及保护开关，控制方法包含：在有载正常操作下，比较电流检测电阻的检测电压与第一阈值；比较控制单元的电平信号电压与第二阈值；以及当检测电压小于第一阈值且电平信号电压大于第二阈值时，控制保护开关不导通。
[0020]在一实施例中，在控制保护开关不导通的前还包含：判断检测电压小于第一阈值且电平信号电压大于第二阈值是否持续超过阈值时间；以及若持续超过阈值时间时，控制保护开关不导通。
[0021]在一实施例中，检测电压等于0伏特且电平信号电压大于第二阈值时，控制保护开关不导通。
[0022]在一实施例中，第二阈值为1.1伏特。
[0023]在一实施例中，阈值时间为500毫秒。
[0024]通过所提出的具限功率源能力的电源适配器的控制方法，通过获得与电源适配器的输出功率(输出负载)有关的节点电压作为判断与控制，可简化电路设计，并且可实现具
较大输出功率、接近法规限制的电源适配器输出功率的精准限制与保护，以符合LPS标准的规范。
[0025]为了能更进一步了解本专利技术为实现预定目的所采取的技术、手段及技术效果，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，相信本专利技术的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制者。
附图说明
[0026]图1：是本专利技术具限功率源能力的电源适配器的电路方框图。
[0027]图2：是本专利技术具限功率源能力的电源适配器其中一种实施例的电路图。
[0028]图3：是本专利技术具限功率源能力的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具限功率源能力的电源适配器，包含：一电源路径，耦接于一变压器与所述电源适配器的一输出侧之间；一电流检测电阻，耦接该电源路径；一控制单元，耦接该电流检测电阻；及一保护开关，耦接该电源路径；其中，该控制单元判断该电流检测电阻的一检测电压小于一第一阈值且该控制单元的一电平信号电压大于一第二阈值时，该控制单元控制该保护开关不导通。2.如权利要求1所述的具限功率源能力的电源适配器，其中，该控制单元判断该检测电压小于该第一阈值且该电平信号电压大于该第二阈值持续超过一阈值时间时，该控制单元控制该保护开关不导通。3.如权利要求1所述的具限功率源能力的电源适配器，其中，该检测电压等于0伏特且该电平信号电压大于该第二阈值时，该控制单元控制该保护开关不导通。4.如权利要求1所述的具限功率源能力的电源适配器，还包含：一同步整流电路，耦接该变压器与该保护开关；其中，该电平信号电压为该同步整流电路的一节点电压。5.如权利要求4所述的具限功率源能力的电源适配器，其中，该同步整流电路包含：一整流控制单元，耦接该变压器的一次级侧的一第一端与该保护开关；一开关，耦接该第一端、该整流控制单元以及该保护开关或者耦接该次级侧的一第二端与该整流控制单元；及一电容，耦接该第一端与该整流控制单元。6.如权利要求5所述的具限功率源能力的电源适配器，其中，该电平信号电压为该电容与该第一端共接的该节点电压。7.如权利要求5所述的具限功率源能力的电源适配器，其中，该电平信号电压为该电容与该整流控...

【专利技术属性】
技术研发人员：林政毅，黄钰伦，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：