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TW201537885A - 電源轉換裝置及其控制方法 - Google Patents

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TW201537885A TW103110875A TW103110875A TW201537885A TW 201537885 A TW201537885 A TW 201537885A TW 103110875 A TW103110875 A TW 103110875A TW 103110875 A TW103110875 A TW 103110875A TW 201537885 A TW201537885 A TW 201537885A
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Yung-Hsiang Shih
Chang-Hsun Chiang
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Abstract

一種電源轉換裝置及其控制方法。所述電源轉換裝置包括輸出電容、交流對直流轉換電路、以變壓器為基礎的輔助電路、突波抑制元件以及切換電路。交流對直流轉換電路用以將交流電源轉換為直流電源。輔助電路提供漏感能量。突波抑制元件提供第一傳導路徑，且切換電路提供第二傳導路徑。當切換電路反應於漏感能量而截止第二傳導路徑時，交流對直流轉換電路經由第一傳導路徑將直流電源傳導至輸出電容。當切換電路反應於漏感能量而導通第二傳導路徑時，交流對直流轉換電路改為經由第二傳導路徑將直流電源傳導至輸出電容。

Description

電源轉換裝置及其控制方法
本發明是有關於一種電源轉換技術，且特別是有關於一種可抑制突波電流的電源轉換裝置及其控制方法。
為使電子裝置(例如桌上型個人電腦、筆記型個人電腦等)能夠正常的運作，通常必須利用電源轉換裝置對交流電源進行整流(rectification)與濾波(filter)後以提供穩定的直流電源給電子裝置使用。一般的電源轉換裝置可以簡單地由全橋整流器與一個具有大容量的電容所組成。其中，全橋整流器用以對所接收的交流電源進行整流後而輸出直流訊號；另外，電容用以對直流訊號進行濾波後而提供穩定的輸出電壓給後級的電路或電子裝置使用。
在上述的電源轉換裝置的架構中，『突波電流(inrush current)』的產生是一個必須克服的問題。詳細而言，在電源轉換裝置的運作初期(initial operation)，由於具有大容量的電容尚未被充電，所以在全橋整流器剛接收到交流電源的時候，很有可能 會在電路導通的瞬間產生突波電流。一旦突波電流的能量過大就會造成嚴重的電磁干擾(electromagnetic interference,EMI)，從而使得電源轉換裝置不易符合安規的標準，或者有可能會損毀到後級的電路、電子裝置及/或電源轉換裝置的內部元件(internal component)。
有鑒於此，為能有效地抑制突波電流，現今的電源轉換裝置大多會在全橋整流器與具有大容量之電容之間串上一個具有負溫度係數(Negative Temperature Coefficient,NTC)的熱敏電阻(thermal resistor)來抑制突波電流。其中，所選用的熱敏電阻處於低溫時的等效高阻抗值需相對較高，藉以消耗突波電流的能量。然而，因應這樣的解決方案將會造成電源轉換裝置的功率損耗過大，從而降低電源轉換裝置的效能。
本發明提供一種電源轉換裝置及其控制方法，其不但可大幅地抑制突波電流的產生，還可有效地降低功率損耗。
本發明的電源轉換裝置包括輸出電容、交流對直流轉換電路、以變壓器為基礎的輔助電路、突波抑制元件以及切換電路。交流對直流轉換電路用以將交流電源轉換為直流電源。以變壓器為基礎的輔助電路提供漏感能量。突波抑制元件串接於交流對直流轉換電路與輸出電容之間以提供第一傳導路徑。切換電路跨接於突波抑制元件以提供第二傳導路徑，並且反應於漏感能量而決 定是否導通第二傳導路徑。當切換電路反應於漏感能量而截止第二傳導路徑時，交流對直流轉換電路經由第一傳導路徑將直流電源傳導至輸出電容。當切換電路反應於漏感能量而導通第二傳導路徑時，交流對直流轉換電路改為經由第二傳導路徑將直流電源傳導至輸出電容。
在本發明一實施例中，切換電路於電源轉換裝置的運作初期(initial operation)，反應於漏感能量截止第二傳導路徑，並且於運作初期後，反應於漏感能量導通第二傳導路徑。
在本發明一實施例中，以變壓器為基礎的輔助電路包括變壓器以及吸收電路。變壓器具有一次側繞組與二次側繞阻。一次側繞組耦接輸出電容，且二次側繞組反應於直流電源而產生輔助電源，其中變壓器具有漏電感。吸收電路用以吸收漏電感所產生的能量，並且將漏電感未被吸收部分之能量提供給切換電路以做為漏感能量。
在本發明一實施例中，吸收電路包括第一電阻、第二電阻、第一電容以及二極體。第一電阻的第一端耦接輸出電容與一次側繞組的同名端。第二電阻的第一端耦接切換電路，且其第二端耦接第一電阻的第二端。第一電容的第一端與第二端分別耦接第一電阻的第一端與第二端。二極體的陰極端耦接第一電阻、第二電阻以及第一電容的第二端，且其陽極端耦接一次側繞組的異名端。
在本發明一實施例中，突波抑制元件包括至少一個電 阻。所述電阻的第一端耦接交流對直流轉換電路，且所述電阻的第二端耦接輸出電容。
在本發明一實施例中，切換電路包括電晶體。電晶體的控制端耦接吸收電路，且其第一端與第二端分別耦接所述電阻元件的第一端與第二端，其中電晶體反應於漏感能量而導通，並且據以建立第二傳導路徑。
在本發明一實施例中，所述電阻為熱敏電阻。
在本發明一實施例中，交流對直流轉換電路包括整流電路以及功率因數校正電路。整流電路用以整流交流電源，並且據以產生直流訊號。功率因數校正電路耦接整流電路以接收直流訊號，並且經控制而調整直流訊號之電壓-電流相位關係，從而產生直流電源。
在本發明一實施例中，電源轉換裝置更包括電磁干擾濾波電路。電磁干擾濾波電路耦接於交流電源與整流電路之間，用以抑制交流電源的電磁雜訊，並且將抑制雜訊後的交流電源提供給整流電路進行整流。
本發明的電源轉換裝置的控制方法包括以下步驟：將交流電源轉換為直流電源；從以變壓器為基礎的輔助電路接收漏感能量；反應於漏感能量而決定是否導通跨接於突波抑制元件的第二傳導路徑；當第二傳導路徑被截止時，經由突波抑制元件所提供的第一傳導路徑將直流電源傳導至輸出電容；以及當第二傳導路徑被導通時，改為經由第二傳導路徑將直流電源傳導至輸出電 容。
在本發明一實施例中，反應於漏感能量而決定是否導通跨接於突波抑制元件的第二傳導路徑的步驟包括：於電源轉換裝置的運作初期，反應於漏感能量截止第二傳導路徑；以及於運作初期後，反應於漏感能量導通第二傳輸路徑。
在本發明一實施例中，將交流電源轉換為直流電源的步驟包括：整流交流電源，並據以產生直流訊號；以及調整直流訊號之電壓-電流相位關係，從而產生直流電源。
在本發明一實施例中，從以變壓器為基礎的輔助電路接收漏感能量的步驟包括：吸收漏電感所產生的能量；以及提供漏電感未被吸收部分之能量做為漏感能量。
基於上述，本發明實施例提出一種電源轉換裝置及其控制方法。所述電源轉換裝置可在運作初期經由突波抑制元件所構成的傳導路徑來輸出直流電源，以抑制開機時的突波電流，並且在所輸出之直流電源穩定後，將直流電源的傳導路徑切換至另一低阻抗之傳導路徑以降低功率消耗。其中，切換傳導路徑所需的能量是由既有之輔助電路中的漏電感所提供，因此設計者可不需設計額外的控制訊號來控制傳導路徑的切換，從而降低了電路設計的複雜度。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、200‧‧‧電源轉換裝置
110、210‧‧‧交流對直流轉換電路
120、220‧‧‧輔助電路
130、230‧‧‧突波抑制元件
140、240‧‧‧切換電路
212‧‧‧整流電路
214‧‧‧功率因數校正電路
222‧‧‧變壓器
224‧‧‧吸收電路
226‧‧‧電源轉換控制晶片
250‧‧‧電磁干擾濾波電路
AC_in、AC_in’‧‧‧交流電源
C1‧‧‧電容
Cf1、Cf2‧‧‧濾波電容
Cout‧‧‧輸出電容
D1、D2、Dp‧‧‧二極體
DC_in‧‧‧直流訊號
DC_out‧‧‧直流電源
FBR‧‧‧全橋整流器
LIE‧‧‧漏感能量
Lp‧‧‧電感
M1‧‧‧電晶體
NP‧‧‧一次側繞組
NS‧‧‧二次側繞組
P1‧‧‧第一傳導路徑
P2‧‧‧第二傳導路徑
R1、R2、R3‧‧‧電阻
S1‧‧‧控制訊號
S310~S350‧‧‧步驟
SWp‧‧‧功率開關
T1、T2‧‧‧節點
TR1、TR2‧‧‧熱敏電阻
Vout‧‧‧輸出電壓
5VSB1‧‧‧輔助電源
下面的所附圖式是本發明的說明書的一部分，繪示了本發明的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本發明的原理。
圖1為本發明一實施例的電源轉換裝置的示意圖。
圖2為本發明一實施例的電源轉換裝置的電路架構示意圖。
圖3為本發明一實施例的電源轉換裝置的控制方法的步驟流程圖。
本發明實施例提出一種電源轉換裝置及其控制方法。所述電源轉換裝置及控制方法可利用既有電路中的漏感能量來啟動抑制突波電流的保護機制，從而令電源轉換裝置可在不損耗額外功率的前提下，改善開機時的突波電流問題。由於不需設計額外的控制訊號來啟動所述保護機制，因此對於設計者而言，電路設計的困難度不會因為加入了所述保護機制而顯著提升。為了使本揭露之內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例做為本揭露確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟，係代表相同或類似部件。
圖1為本發明一實施例的電源轉換裝置的示意圖。請參照圖1，電源轉換裝置100包括交流對直流轉換電路110、以變壓器為基礎(transformer-based)的輔助電路(auxiliary circuit)120、 突波抑制元件130、切換電路140以及輸出電容Cout。
在本實施例中，交流對直流轉換電路110用以將交流電源AC_in轉換為直流電源DC_out。其中，輸出電容Cout會反應於交流對直流轉換電路110所提供的直流電源DC_out而充電，以在其兩端建立穩定的輸出電壓Vout(例如380V)提供給下一級電路或負載(未繪示)使用(例如：將輸出電壓Vout提供給以脈寬調變為基礎(PWM-based)的電源轉換線路(未繪示)進行電源轉換，從而提供負載操作所需的電力)。
輔助電路120為包含有變壓器結構且用以提供特定輔助功能的電路，例如：提供待機電源或其他電路保護功能(如過流保護、過壓保護或過載保護等)的電路。其中，輔助電路120會反應於輸出電壓Vout而啟動，並且基於其變壓器結構的漏電感而提供一漏感能量LIE予切換電路140。
突波抑制元件130串接於交流對直流轉換電路110與輸出電容Cout之間以提供第一傳導路徑P1，而切換電路140跨接於突波抑制元件130的兩端以提供第二傳導路徑P2。切換電路140受控於輔助電路120所提供的漏感能量LIE而決定第二傳導路徑P2的導通與否。舉例來說，當輔助電路120所提供的漏感能量LIE大於等於一預設值時，切換電路140會反應於漏感能量LIE而致能以導通第二傳導路徑P2；相反地，當輔助電路120所提供的漏感能量LIE小於所述預設值時，則切換電路會反應於漏感能量LIE而禁能以截止第二傳導路徑P2。其中，漏感能量LIE的大小又與 輸出電壓Vout具正比關係(亦即，漏感能量LIE會隨著輸出電壓Vout的提升而提升)。
於此值得一提的是，所述預設值可藉由調整輔助電路120及/或切換電路140的參數設定而選擇，本發明對此不加以限定。此外，突波抑制元件130例如為一般電阻、具有負溫度係數特性的熱敏電阻或其他可用以抑制突波電流的阻抗元件。切換電路140例如為以電晶體來實現的控制開關。
詳細而言，在本實施例中，交流對直流轉換電路110會根據切換電路140的禁/致能狀態而選擇性地經由第一傳導路徑P1或第二傳導路徑P2將直流電源DC_out傳導至輸出電容Cout，以對輸出電容Cout充電。舉例來說，當切換電路140反應於漏感能量LIE而截止第二傳導路徑P2時，交流對直流轉換電路110會經由第一傳導路徑P1將直流電源DC_out傳導至輸出電容Cout。當切換電路140反應於漏感能量LIE而導通第二傳導路徑P2時，交流對直流轉換電路110則會改經由等效阻抗較低的第二傳導路徑P2將直流電源DC_out傳導至輸出電容Cout。
基於上述的控制特性，本發明實施的電源轉換裝置100即可實現在運作初期利用突波抑制元件130來抑制開機瞬間的突波電流，並且在直流電源DC_out穩定後改以低阻抗傳導路徑來傳輸直流電源DC_out以降低功率消耗的控制機制。
更具體地說，以電源轉換裝置100的開機運作時序來看，在電源轉換裝置100尚未啟動的狀態下，由於輸出電容Cout尚未 被充電，故輔助電路120所提供的漏感能量LIE尚不足以致能切換電路140。換言之，第二傳導路徑P2於電源轉換裝置100尚未啟動的狀態下是預設為截止的狀態。
在電源轉換裝置100啟動後的運作初期，由於第二傳導路徑P2預設為截止的狀態，因此交流對直流轉換電路110會先經由第一傳導路徑P1將直流電源DC_out傳導至輸出電容Cout，以對輸出電容Cout進行充電，並且使得輸出電壓Vout逐漸提升。此時，輔助電路120也會反應於逐漸上升的輸出電壓Vout而使得所提供的漏感能量LIE逐漸提升(但尚未使切換電路140導通第二傳導路徑P2)。於此組態下，交流對直流轉換電路110在開機瞬間所產生的突波電流的能量會被突波抑制元件130所消耗，從而抑制突波電流的產生。
在電源轉換裝置100的運作初期後(例如正常運作階段，但並不限制於此)，交流對直流轉換電路110所輸出的直流電源DC_out趨於穩定，而輔助電路120所提供的漏感能量LIE也提升至足以令切換電路140導通第二傳導路徑P2。此時，切換電路140會反應於漏感能量LIE而導通第二傳導路徑P2，使得交流對直流轉換電路110改為經由第二傳導路徑P2將直流電源DC_out傳導至輸出電容Cout。於此狀態下，由於直流電源DC_out是經由低阻抗的第二傳導路徑P2被提供至輸出電容Cout，因此可有效地降低傳導路徑所造成的功率損耗(相較於經由第一傳導路徑P1而言)。
由上述說明可知，本發明實施例的電源轉換裝置100會在剛開機的期間(即，運作初期)先截止第二傳導路徑P2，以經由第一傳導路徑P1來傳導直流電源DC_out，再於所述期間後改以第二傳導路徑P2來傳導直流電源DC_out。其中，由於切換電路140是利用既有的以變壓器為基礎的輔助電路120所提供的漏感能量LIE來控制，因此設計者並不需要設計額外的控制訊號來控制切換電路140的運作，使得電路設計的複雜度可有效地降低。
此外，由於漏感能量LIE的大小是基於輸出電壓Vout來決定，因此受到漏感能量LIE所控制的切換電路140還可實現於熱開機狀態下直接導通第二傳導路徑P2，而不再重複先截止第二傳導路徑P2一段期間後再導通第二傳導路徑P2的控制機制。其中，此一控制機制若採用額外之控制訊號來實現，可能會使得電路設計更加複雜。
於此應注意的是，上述所稱運作初期，是指電源轉換裝置100在冷開機的狀態下(即，輸出電容Cout尚未被充電或尚未被充電完成的狀態)，從電源轉換裝置100開啟(交流電源AC_in開始提供至交流對直流轉換電路110)至切換電路140導通第二傳導路徑P2的期間。當電源轉換裝置100在熱開機的狀態下啟動時，切換電路140會直接反應於漏感能量LIE而導通第二傳導路徑P2。在一般的應用中，所述運作初期的時間長度約為數毫秒至數十毫秒。
為了更清楚的說明本發明實施例，圖2為本發明一實施 例的電源轉換裝置的電路架構示意圖。請參照圖2，電源轉換裝置200包括交流對直流轉換電路210、輔助電路220、突波抑制元件230、切換電路240以及電磁干擾濾波電路250。其中，電磁干擾濾波電路250是用以抑制交流電源AC_in的電磁雜訊，並且將抑制雜訊後的交流電源AC_in’提供給交流對直流轉換電路210以進行整流及功率因數校正的動作。
在本實施例中，交流對直流轉換電路210包括整流電路212以及功率因數校正電路214。整流電路212耦接電磁干擾濾波電路250的輸出以接收並整流交流電源AC_in’，並且據以產生直流訊號DC_in。功率因數校正電路214耦接整流電路212的輸出以接收直流訊號DC_in，並且經控制而調整直流訊號DC_in的電壓-電流相位關係，從而產生直流電源DC_out。
本實施例的整流電路212是以全橋整流器FBR及濾波電容Cf1所組成的電路架構為例，而本實施例的功率因數校正電路214是以電感Lp、功率開關SWp以及二極體Dp所組成的電路架構為例，但本發明不僅限於此。在本實施例中，全橋整流器FBR的輸入側接收交流電源AC_in’。濾波電容Cf1與全橋整流器FBR的輸出側並聯。電感Lp的第一端耦接濾波電容Cf1的第一端。二極體Dp的陽極端耦接電感Lp的第二端。功率開關SWp的第一端耦接電感Lp的第二端及二極體Dp的陽極端，功率開關SWp的第二端耦接濾波電容Cf1的第二端以及輸出電容Cout的第二端，且功率開關SWp的控制端接收由脈寬調變控制晶片(未繪示)所提 供的控制訊號S1。
輔助電路220於本實施例中是以用來產生輔助電源Vaux的電源轉換電路為例，但本發明不僅限於此。輔助電路220包括變壓器222、吸收電路224、電源轉換控制晶片226以及其他外掛電路(如電阻R3、二極體D2及濾波電容Cf2)，其中吸收電路224是利用包括電阻R1與R2、電容C1以及二極體D1的電路架構來實現。具體而言，輔助電路220所產生的輔助電源5VSB1例如為5V的待機電源，其可用以在電源轉換裝置200操作於待機狀態時，做為電源轉換裝置200的主要電源供應，藉以降低電源轉換裝置200待機時的功率消耗。電源轉換控制晶片226例如為TOPSwitch，其係用以控制輔助電路220整體的電源轉換運作。吸收電路224是用以吸收變壓器222的漏電感所產生的能量，從而避免設置在電源轉換控制晶片226的電晶體承受過大的電壓峰值。
變壓器222具有一次側繞組NP與二次側繞組NS。一次側繞組NP的同名端(common-polarity terminal，即打點端)經由電阻R3與節點T1耦接輸出電容Cout的第一端，且一次側繞組NP的異名端(opposite-polarity terminal，即未打點端)耦接於吸收電路224與電源轉換控制晶片226之間。二次側繞組NS的同名端耦接濾波電容Cf2的第二端，且二次側繞組NS的異名端耦接二極體D2的陽極端。二極體D2的陰極端則耦接濾波電容Cf2的第一端。其中，變壓器222會反應於直流電源DC_in(或輸出電壓Vout)而在其二次側繞組SP上產生輔助電源5VSB1。
吸收電路224包括電阻R1與R2、電容C1以及二極體D1。電阻R1的第一端經由電阻R3與節點T1耦接輸出電容Cout的第一端並且耦接變壓器222的一次側繞組NP的同名端。電阻R2的第一端經由節點T2耦接切換電路240，且其第二端耦接電阻R1的第二端。電容C1與電阻R1並聯。二極體D1的陰極端耦接電阻R1與R2以及電容C1的第二端，且其陽極端耦接變壓器222的一次側繞組NP的異名端以及電源轉換控制晶片226。
突波抑制元件230於本實施例中是以相互串接的熱敏電阻TR1與TR2為例(但不僅限於此，亦可為一般電阻)。熱敏電阻TR1的第一端耦接至二極體Dp的陰極端，熱敏電阻TR1的第二端與熱敏電阻TR2的第一端耦接，且熱敏電阻TR2的第二端經由節點T1耦接輸出電容Cout的第一端。於此值得一提的是，本發明實施例的突波抑制元件230之所以可以選用一般電阻(即電阻值大致上不受溫度改變所影響的電阻)，而非限定為選用熱敏電阻，實際上是因為電源轉換裝置200於正常工作時，交流對直流轉換電路210不會再經由具有突波抑制元件230的第一傳導路徑P1傳遞能量，因此不會因為選用了一般電阻而造成電源轉換裝置200的功率浪費。
切換電路240於本實施例中是以N型的電晶體M1為例(但不僅限於此，亦可為P型電晶體)。電晶體M1的控制端(閘極)經由節點T2耦接吸收電路224的電阻R2的第一端，電晶體M1的第一端(汲極)耦接二極體Dp的陰極端與熱敏電阻TR1的 第一端，且電晶體M1的第二端(源極)耦接輸出電容Cout與熱敏電阻TR2的第二端。
在本實施例中，吸收電路224除了可用以吸收變壓器222的漏電感所產生的能量，藉以避免電源轉換控制晶片226損毀外，其還可藉由電阻R2所建立的傳導路徑將部分未被吸收的能量經由節點T2傳導至切換電路240以做為漏感能量LIE。而此一漏感能量LIE會在電晶體M1的控制端建立與漏感能量LIE呈正比關係的電位，使得電晶體M1會在漏感能量LIE超過預設值時導通。換言之，吸收電路224會將變壓器222的漏電感未被吸收部分的能量提供給切換電路240以做為漏感能量LIE。基此，藉由適當的設計電晶體M1、電阻R1與R2、電容C1以及二極體D1的特性參數，即可令電晶體M1在電源轉換裝置200的運作初期之後導通，從而導通第二傳導路徑P2。
於此值得一提的是，在其他實施例中，根據設計者對電路特性的要求，切換電路240可更包括耦接於節點T1與T2之間的穩壓電容及齊納二極體，但本發明不以此為限。
圖3為本發明一實施例的電源轉換裝置的控制方法的步驟流程圖。本實施例的控制方法適用於控制如圖1與圖2所示的電源轉換裝置100與200。請參照圖3，本實施例的電源轉換裝置的控制方法包括以下步驟：將交流電源轉換為直流電源(步驟S310)；從以變壓器為基礎的輔助電路(如120、220)接收漏感能量(步驟S320)；反應於漏感能量而決定是否倒通跨接於突波抑制 元件(如130、230)的第二傳導路徑(步驟S330)；當第二傳導路徑被截止時，經由突波抑制元件所提供的第一傳導路徑將直流電源傳導至輸出電容(如Cout)(步驟S340)；以及當第二傳導路徑被導通時，改為經由第二傳導路徑將直流電源傳導至輸出電容(步驟S350)。
在本實施例中，將交流電源轉換為直流電源的步驟(步驟S310)可利用以下步驟來實現：整流交流電源，並據以產生直流訊號；以及調整直流訊號之電壓-電流相位關係，從而產生直流電源。另一方面，從以變壓器為基礎的輔助電路接收漏感能量的步驟(步驟S320)可利用以下步驟來實現：吸收變壓器(如222)的漏電感所產生的能量；以及提供漏電感未被吸收部分之能量做為漏感能量。此外，反應於漏感能量而決定是否導通跨接於突波抑制元件的第二傳導路徑的步驟(步驟S330)可利用以下步驟來實現：於電源轉換裝置的運作初期，反應於漏感能量截止第二傳導路徑；以及於運作初期後，反應於漏感能量導通第二傳輸路徑。
其中，圖3實施例所述之控制方法可根據前述圖1與圖2實施例的說明而獲得充足的支持與教示，故相似或重複之處於此不再贅述。
綜上所述，本發明實施例提出一種電源轉換裝置及其控制方法。所述電源轉換裝置可在運作初期經由突波抑制元件所構成的傳導路徑來輸出直流電源，以抑制開機時的突波電流，並且在所輸出之直流電源穩定後，將直流電源的傳導路徑切換至另一 低阻抗之傳導路徑以降低功率消耗。其中，切換傳導路徑所需的能量是由既有之輔助電路中的漏電感所提供，因此設計者可不需設計額外的控制訊號來控制傳導路徑的切換，從而降低了電路設計的複雜度。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧電源轉換裝置
110‧‧‧交流對直流轉換電路
120‧‧‧輔助電路
130‧‧‧突波抑制元件
140‧‧‧切換電路
AC_in‧‧‧交流電源
Cout‧‧‧輸出電容
DC_out‧‧‧直流電源
LIE‧‧‧漏感能量
P1‧‧‧第一傳導路徑
P2‧‧‧第二傳導路徑
Vout‧‧‧輸出電壓

Claims (13)

  1. 一種電源轉換裝置，包括：一輸出電容；一交流對直流轉換電路，用以將一交流電源轉換為一直流電源；一以變壓器為基礎的輔助電路，提供一漏感能量；一突波抑制元件，串接於該交流對直流轉換電路與該輸出電容之間以提供一第一傳導路徑；以及一切換電路，跨接於該突波抑制元件以提供一第二傳導路徑，並且反應於該漏感能量而決定是否導通該第二傳導路徑，其中，當該切換電路反應於該漏感能量而截止該第二傳導路徑時，該交流對直流轉換電路經由該第一傳導路徑將該直流電源傳導至該輸出電容，其中，當該切換電路反應於該漏感能量而導通該第二傳導路徑時，該交流對直流轉換電路改為經由該第二傳導路徑將該直流電源傳導至該輸出電容。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電源轉換裝置，其中該切換電路於該電源轉換裝置的一運作初期(initial operation)，反應於該漏感能量截止該第二傳導路徑，並且於該運作初期後，反應於該漏感能量導通該第二傳導路徑。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的電源轉換裝置，其中該以變壓器為基礎的輔助電路包括： 一變壓器，具有一一次側繞組與一二次側繞阻，該一次側繞組耦接該輸出電容，且該二次側繞組反應於該直流電源而產生一輔助電源，其中該變壓器具有一漏電感；以及一吸收電路，用以吸收該漏電感所產生的能量，並且將該漏電感未被吸收部分之能量提供給該切換電路以做為該漏感能量。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的電源轉換裝置，其中該吸收電路包括：一第一電阻，其第一端耦接該輸出電容與該一次側繞組的同名端；一第二電阻，其第一端耦接該切換電路，且其第二端耦接該第一電阻的第二端；一第一電容，其第一端與第二端分別耦接該第一電阻的第一端與第二端；以及一二極體，其陰極端耦接該第一電阻、該第二電阻以及該第一電容的第二端，且其陽極端耦接該一次側繞組的異名端。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的電源轉換裝置，其中該突波抑制元件包括：至少一電阻，其中所述電阻的第一端耦接該交流對直流轉換電路，且所述電阻的第二端耦接該輸出電容。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的電源轉換裝置，其中該切換電路包括：一電晶體，其控制端耦接該吸收電路，且其第一端與第二端 分別耦接所述電阻的第一端與第二端，其中該電晶體反應於該漏感能量而導通，並且據以建立該第二傳導路徑。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的電源轉換裝置，其中所述電阻為熱敏電阻。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的電源轉換裝置，其中該交流對直流轉換電路包括：一整流電路，用以整流該交流電源，並且據以產生一直流訊號；以及一功率因數校正電路，耦接該整流電路以接收該直流訊號，並且經控制而調整該直流訊號之電壓-電流相位關係，從而產生該直流電源。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的電源轉換裝置，更包括：一電磁干擾濾波電路，耦接於該交流電源與該整流電路之間，用以抑制該交流電源的電磁雜訊，並且將抑制雜訊後的交流電源提供給該整流電路進行整流。
  10. 一種電源轉換裝置的控制方法，包括：將一交流電源轉換為一直流電源；從一以變壓器為基礎的輔助電路接收一漏感能量；反應於該漏感能量而決定是否導通跨接於一突波抑制元件的一第二傳導路徑；當該第二傳導路徑被截止時，經由該突波抑制元件所提供的一第一傳導路徑將該直流電源傳導至一輸出電容；以及 當該第二傳導路徑被導通時，改為經由該第二傳導路徑將該直流電源傳導至該輸出電容。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的控制方法，其中反應於該漏感能量而決定是否導通跨接於該突波抑制元件的該第二傳導路徑的步驟包括：於該電源轉換裝置的一運作初期，反應於該漏感能量截止該第二傳導路徑；以及於該運作初期後，反應於該漏感能量導通該第二傳輸路徑。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的控制方法，其中將該交流電源轉換為該直流電源的步驟包括：整流該交流電源，並據以產生一直流訊號；以及調整該直流訊號之電壓-電流相位關係，從而產生該直流電源。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的控制方法，其中該以變壓器為基礎的輔助電路包括一變壓器以及一吸收電路，且該變壓器具有一漏電感，從該以變壓器為基礎的輔助電路接收該漏感能量的步驟包括：吸收該漏電感所產生的能量；以及提供該漏電感未被吸收部分之能量做為該漏感能量。
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