专利名称：可调前沿消隐时间的电源转换装置及其过电流保护方法
技术领域：
本发明涉及一种电源转换装置，尤其涉及一种具有前沿消隐功能以抑制过电流保护机制发生误触发/启动的电源转换装置。
背景技术：
电源转换装置(power conversion apparatus)主要的用途是将电力公司所提供的高压且低稳定性的交流输入电压(AC input voltage)转换成适合各种电子装置 (electronic device)使用的低压且稳定性较佳的直流输出电压(DC output voltage)。因此，电源转换装置广泛地应用在电脑、办公室自动化设备、工业控制设备以及通讯设备等电子装置中。图1为现有电源转换装置10的示意图。请参照图1，一般而言，脉宽调制(pulse width modulation, PWM)信号产生器101会输出脉宽调制信号Vpwm以切换(即导通与关闭)功率开关(power switch) Q0如此一来，变压器(transformer) T的一次侧(primary side) P所接收到的交流输入电压Vin反应在变压器T的二次侧(secondary side) S的交流电压(由变压器T的一、二次侧P与S的线圈比所决定)就会通过二极管(diode)D的整流 (rectification)以及电容(capacitor) C的滤波(filter)而被转换成直流输出电压Vout 给电子装置LD使用。然而，为了要避免流经变压器T的一次侧的电流Ip过大(即过电流)而有可能会造成功率开关Q与/或电子装置LD的损毁/烧毁。传统上，电源转换装置10会通过过电流保护单元103来侦测位于功率开关Q与电阻Rs间的节点m上的电压Vcs (Vcs = RsXIp)。当节点m上的电压Vcs达到过电流保护单元103所内建的预设过电流保护参考电压(predetermined over current protection reference voltage)时，则过电流保护单元103将会启动过电流保护机制(over current protection mechanism)，以控制脉宽调制信号产生器101不再输出脉宽调制信号Vpwm,从而关闭功率开关Q以实现保护功率开关Q 与/或电子装置LD的目的。然而，由于功率开关Q反应于脉宽调制信号Vpwm导通的瞬间大多会有尖峰(spike) 的产生，而此举将会使得过电流保护单元103在节点m上所侦测到的电压Vcs瞬间会被提高许多，而且很有可能会达到过电流保护单元103所内建的预设过电流保护参考电压。因此，过电流保护单元103就很容易地误触发/启动过电流保护机制，以在电源转换装置10 没有真实发生过电流的情况下误将功率开关Q关闭，从而影响电源转换装置10无法如期地提供直流输出电压Vout给电子装置LD使用。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种具有前沿消隐(leading edge blanking, LEB)功能以抑制过电流保护机制发生误触发/启动的电源转换装置。本发明提供一种电源转换装置，其包括有变压器、功率开关、电阻、前沿消隐单元、脉宽调制信号产生器，以及过电流保护单元。其中，变压器具有一次侧与二次侧，且变压器的一次侧的第一端用以接收输入电压，而变压器的二次侧则用以提供输出电压给电子装置。功率开关的第一端耦接变压器的一次侧的第二端，而功率开关的控制端则用以接收脉宽调制信号。电阻耦接于功率开关的第二端与接地电位之间。前沿消隐单元耦接至电阻与功率开关的第二端间的第一节点，并且根据所述第一节点上的尖峰信号(spike signal)的上升下降沿与所述脉宽调制信号而产生可变(variable)或固定(fixed)前沿消隐信号。脉宽调制信号产生器耦接功率开关的控制端与前沿消隐单元，用以根据电子装置的负载状态而产生并调整所述脉宽调制信号。过电流保护单元耦接前沿消隐单元与脉宽调制信号产生器，用以接收所述可变或固定前沿消隐信号，并在所述可变或固定前沿消隐信号的使能期间，致使脉宽调制信号产生器持续产生所述脉宽调制信号，且在所述可变或固定前沿消隐信号的禁能期间，通过持续侦测所述第一节点上的电压以决定是否启动过电流保护机制。本发明另提供一种适于电源转换装置的过电流保护方法，其包括根据电子装置的负载状态而产生脉宽调制信号，以对电源转换装置内的功率开关进行切换，从而使得电源转换装置提供输出电压给电子装置；根据功率开关导通瞬间所引发的尖峰信号的上升下降沿以及所述脉宽调制信号而产生可变或固定前沿消隐信号；以及在所述可变或固定前沿消隐信号的使能期间，持续产生所述脉宽调制信号以切换功率开关，并在所述可变或固定前沿消隐信号的禁能期间，持续侦测电源转换装置是否有发生过电流以决定是否启动过电流保护机制。本发明所提出的电源转换装置及其过电流保护方法主要是通过侦测功率开关导通瞬间所引发的尖峰信号的上升下降沿来适应性地调整前沿消隐单元所产生的前沿消隐信号的时间。一旦在尖峰信号的电压准位达到过电流保护单元所内建的预设过电流保护参考电压的情况下，则致使前沿消隐单元产生可变前沿消隐信号，而这样的好处是可以避免过长的前沿消隐信号时间会造成功率开关的烧毁。另一方面，在尖峰信号的电压准位皆未达到过电流保护单元所内建的预设过电流保护参考电压的情况下，则致使前沿消隐单元产生固定前沿消隐信号，而这样的好处是可以预防过电流保护单元不会误触发/启动过电流保护机制。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
图1为现有电源转换装置(power conversion apparatus) 10的示意图。图2为本发明一实施例的电源转换装置20的示意图。图3为本发明一实施例的前沿消隐单元(leading edge blanking unit) 201的示意图。图4为本发明一实施例的前沿消隐单元201的运作解说示意图。图5为本发明一实施例的适于电源转换装置的过电流保护方法流程图。附图标记
10、20 电源转换装置；LD:电子装置；101、203 脉宽调制信号产生器； 103、205 过电流保护单元；201:前沿消隐单元；301:比较器；303 启动控制单元；305、309 延迟单元；307、311 单击触发单元；AGl AG4 与门；0G:或门；Fl F4:D触发器；T 变压器；P 变压器的一次侧；S 变压器的二次侧；Q 功率开关；Rs:电阻；D ニ极管；C:电容；N1、N2:节点；NTl NTll 反相器；SffU Sff2 开关；Vpwm 脉宽调制信号；Vin (交流)输入电压；Vout (直流)输出电压；Vcs:节点上的电压；Ip 电流；Vlebv 可变前沿消隐信号；SGND、DGND 接地电位；A、2 比较信号；“1” 高逻辑电位；0UT-1、0UT-2 延迟信号；SC 启动信号；Si、S2 触发信号；D =D触发器的数据输入端；CK =D触发器的时脉输入端；RST =D触发器的重置端；Qo =D触发器的数据输出端；t0-t5 时间；Vlebf 固定前沿消隐信号；Vocp 预设过电流保护參考电压；S501 S505 本发明ー实施例的适于电源转换装置的过电流保护方法流程图各少W。
具体实施例方式现将详细參考本发明的实施例，在附图中说明所述实施例的实例。另外，凡可能之 处，在图式及实施方式中使用相同附图标记的元件/构件代表相同或类似部分。图2为本发明ー实施例的电源转换装置20的示意图。请參照图2，电源转 换装:k (power conversion apparatus) 20 包括有变压器(transformer) T、功率幵大 (power switch) Q、电阻、resistor) Rs、目!]沿消|稳单兀(leading edge blanking unit，LEB unit) 201、脉宽调制信号产生器(pulse width modulation signal generator,PWM signal generator) 203、过电流保护单元(over current protection unit, OCP unii:ノ 205、ニ极管 (diode)D，以及电容(capacitor)C。在本实施例中，变压器T具有一次侧(primary side)P与二次侧(secondary side) S，且变压器T的一次侧P的第一端用以接收输入电压(input voltage) Vin，而变压器 T的二次侧S则用以提供输出电压(output voltage) Vout给电子装置LD。一般来说，输入电压Vin为交流(AC)输入电压。因此，变压器T的一次侧P所接 收到的交流输入电压Vin反应在变压器T的二次侧S的交流电压(由变压器T的一、二次 侧P与S的线圈比(turn ratio)所决定)必须通过ニ极管D的整流(rectification)以及电容C的滤波(filter)后，才能转换成电子装置LD运作时所需的直流(DC)输出电压 Vout。传统地，二极管D的阳极(anode)耦接变压器T的二次侧S的第一端，而二极管D的阴极(cathode)则耦接至电子装置LD。另外，电容C的第一端耦接二极管D的阴极，而电容C的第二端则耦接至变压器T的二次侧S的第二端与接地电位SGND，即安全地(safety ground)0在本实施例中，功率开关Q(例如为N型晶体管)的第一端耦接变压器T的一次侧P 的第二端，而功率开关Q的控制端则用以接收脉宽调制信号VPWM。电阻Rs耦接于功率开关Q 的第二端与接地电位DGND的间，即危险地(dangerous ground)。前沿消隐单元201耦接至电阻Rs与功率开关Q的第二端间的节点(node)Ni，并且根据节点m上的尖峰信号(spike signal，引发在功率开关Q反应于脉宽调制信号Vpwm导通的瞬间)的上升下降沿(rising and falling edges)与脉宽调制信号VPWM，而产生可变(variable)或固定(fixed)前沿消隐信号(LEB signal) Vlebv/Vlebfο脉宽调制信号产生器203耦接功率开关Q的控制端与前沿消隐单元201，用以根据电子装置LD的负载状态而产生并调整脉宽调制信号VPWM。过电流保护单元205耦接前沿消隐单元201与脉宽调制信号产生器203，用以接收前沿消隐单元201所产生的可变或固定前沿消隐信号\EBV/\EBF，并在可变或固定前沿消隐信号V_/\EBF的使能期间(enabling period/phase)，致使脉宽调制信号产生器203持续产生脉宽调制信号Vpwm，且在可变或固定前沿消隐信号\EBV/\EBF的禁能期间(disabling period/phase)，通过持续侦测节点 Nl上的电压Vcs (Vcs = RsXIp，其中Ip为流经变压器T的一次侧P的电流，而Rs为电阻Rs的电阻值)，以决定是否启动/触发(activated/triggered)过电流保护机制(0CP mechanism)0在此，请先回顾本案背景技术所揭示的内容以及参照图1，由于功率开关Q反应于脉宽调制信号Vpwm导通的瞬间大多会有尖峰(spike)的产生，而此举将会使得过电流保护单元103在节点m上所侦测到的电压Vcs瞬间会被提高许多，而且很有可能会达到过电流保护单元103所内建的预设过电流保护参考电压。因此，过电流保护单元103就很容易地误触发/启动过电流保护机制，以在电源转换装置10没有真实发生过电流的情况下误将功率开关Q关闭，从而影响电源转换装置10无法如期地提供直流输出电压Vout给电子装置 LD使用。有鉴于此，本实施例特别利用前沿消隐单元201来侦测节点m上的尖峰信号(引发在功率开关Q反应于脉宽调制信号Vpwm导通的瞬间)的上升下降沿，以适应性地调整前沿消隐单元201所产生的前沿消隐信号的时间。一旦在节点m上的尖峰信号的电压准位达到过电流保护单元205所内建的预设过电流保护参考电压(Vot，容后再详述)的情况下， 则致使前沿消隐单元201产生可变前沿消隐信号\EBV (容后再详述)。另一方面，在节点m上的尖峰信号的电压准位皆未达到过电流保护单元205所内建的预设过电流保护参考电压(U的情况下，则致使前沿消隐单元201产生固定前沿消隐信号\EBF (容后再详述)。如此一来，即可让过电流保护单元205能够准确地触发/启动过电流保护机制，以有效地避免电源转换装置20与电子装置LD的内部元件(internal components)发生烧毁。更清楚来说，图3为本发明一实施例的前沿消隐单元201的示意图。请合并参照图2与图3，前沿消隐单元201包括比较器(comparator) 301、反相器(invertor)NTl、第一与第二开关(switch) Sffl与SW2 (例如皆为N型晶体管)、启动控制单元303、第一延迟单元 (delay cell) 305、第一单击触发单元(one shot unit) 307、第二延迟单元309、第二单击触发单元 311、或门(OR gate) 0G，以及 D 触发器(D flip-flop，D-FF)Fl。在本实施例中，比较器301的负输入端(_)(亦称为反相输入端)用以接收过电流保护单元205所内建的预设过电流保护参考电压(predetermined OCP reference voltage) Vocp,比较器301的正输入端(+)(亦称为非反相输入端)耦接至节点Ni，而比较器 301的输出端则用以输出关联于在节点m上的尖峰信号(即电压Vcs)上升下降沿的比较信号A。反相器NTl耦接比较器301，用以接收并反相输出比较器301所输出的比较信号 A。换言之，反相器NTl的输入端用以接收比较信号A，而反相器NTl的输出端则用以输出与比较信号A相位差180度的比较信号2。开关SWl的第一端用以接收脉宽调制信号产生器 203所产生的脉宽调制信号Vpwm,开关SWl的第二端耦接至节点N2，而开关SWl的控制端则用以接收比较器301所输出的比较信号A。开关SW2的第一端耦接至节点N2，开关SW2的第二端耦接至接地电位DGND，而开关SW2的控制端则用以接收经反相器NTl所反相输出的比较信号2。启动控制单元303耦接至节点N2，用以根据节点N2上的信号的变化与脉宽调制信号产生器203所产生的脉宽调制信号Vpwm,而决定是否产生启动信号SC。在本实施例中， 启动控制单元303包括反相器NT2与NT3，以及D触发器F2。其中，反相器NT2的输入端耦接至节点N2。反相器NT3的输入端用以接收脉宽调制信号产生器203所产生的脉宽调制信号VPWM。D触发器F2的数据输入端D (data input terminal)耦接至高逻辑电位“ 1 ”，D 触发器F2的时脉输入端CK (clock input terminal)耦接反相器NT2的输出端，D触发器 F2的重置端RST (reset terminal)耦接反相器NT3的输出端，而D触发器F2的数据输出端 Qo (data output terminal)则用以输出启动信号SC。延迟单元305耦接启动控制单元303，用以接收并延迟处理启动控制单元303所产生的启动信号SC，以输出延迟信号0UT-1。在本实施例中，延迟单元305包括多个反相器 NT4与与门AGl。其中，反相器NT4彼此串接在一起且其个数为奇数，用以接收并延迟输出启动控制单元303所输出的启动信号SC。与门AGl的第一输入端用以接收启动控制单元 303所输出的启动信号SC，与门AGl的第二输入端用以接收通过反相器NT4所延迟输出的启动信号SC，而与门AGl的输出端则用以输出延迟信号0UT-1。单击触发单元307耦接延迟单元305，用以根据延迟单元305的输出而决定是否产生第一触发信号Si。在本实施例中，单击触发单元307包括反相器NT5 NT7、D触发器 F3与与门AG2。其中，反相器NT5的输入端耦接与门AGl的输出端。反相器NT6的输入端用以接收脉宽调制信号产生器203所产生的脉宽调制信号VPWM。D触发器F3的数据输入端 D耦接至高逻辑电位“1”，D触发器F3的时脉输入端CK耦接反相器NT5的输出端，而D触发器F3的重置端RST则耦接反相器NT6的输出端。反相器NT7的输入端耦接D触发器F3 的数据输出端Qo。与门AG2的第一输入端耦接D触发器F3的数据输出端Qo，与门AG2的第二输入端耦接反相器NT7的输出端，而与门AG2的输出端则用以输出第一触发信号Si。延迟单元309用以接收并延迟处理脉宽调制信号产生器203所产生的脉宽调制信号VPWM，以输出第二延迟信号0UT-2。在本实施例中，延迟单元309包括多个反相器NT8与与门AG3。其中，反相器NT8彼此串接在一起且其个数为奇数，用以接收并延迟输出脉宽调制信号产生器203所产生的脉宽调制信号VPWM。与门AG3的第一输入端用以接收脉宽调制信号产生器203所产生的脉宽调制信号Vpwm,与门AG3的第二输入端用以接收通过反相器NT8 所延迟输出的脉宽调制信号VPWM，而与门AG3的输出端则用以输出延迟信号0UT-2。单击触发单元311耦接延迟单元309，用以根据延迟单元309的输出而决定是否产生第二触发信号S2。在本实施例中，单击触发单元311包括反相器NT9 NT11、D触发器 F4与与门AG4。其中，反相器NT9的输入端耦接与门AG3的输出端。反相器NTlO的输入端用以接收脉宽调制信号产生器203所产生的脉宽调制信号VPWM。D触发器F4的数据输入端 D耦接至高逻辑电位“ 1 ”，D触发器F4的时脉输入端CK耦接反相器NT9的输出端，而D触发器F4的重置端RST则耦接反相器NTlO的输出端。反相器NTll的输入端耦接D触发器 F4的数据输出端Qo。与门AG4的第一输入端耦接D触发器F4的数据输出端Qo，与门AG4 的第二输入端耦接反相器NTll的输出端，而与门AG4的输出端则用以输出触发信号S2。或门OG的第一输入端用以接收单击触发单元307所输出的触发信号Si，而或门 OG的第二输入端则用以接收单击触发单元311所输出的触发信号S2。D触发器Fl的数据输入端D耦接至高逻辑电位(high logic level) “ 1”，D触发器Fl的时脉输入端CK用以接收脉宽调制信号产生器203所产生的脉宽调制信号VPWM，D触发器Fl的重置端RST耦接或门OG的输出端，而D触发器Fl的数据输出端Qo则用以输出可变或固定前沿消隐信号 Vlebv/VLEBFo在本实施例中，当比较器301所输出的比较信号A在一段预设时间(容后再详述) 内有发生使能(enable)时(即由低转高电位后再由高转低电位)，则前沿消隐单元201会产生可变前沿消隐信号\EBV。另外，当比较器301所输出的比较信号A在所述预设时间内持续保持禁能(disable)时(即持续处于低电位的状态)，则前沿消隐单元201会产生固定
前沿消隐信号\EBF。另一方面，在可变或固定前沿消隐信号v_v/\EBF的禁能期间，当节点m上的电压 Vcs达到过电流保护单元205所内建的预设过电流保护参考电压Vra时，则过电流保护单元 205会启动过电流保护机制，以使得脉宽调制信号产生器203停止产生脉宽调制信号Vpwm, 从而停止对功率开关Q的切换(即导通与关闭)来保护功率开关Q与/或电子装置LD。另外，在可变或固定前沿消隐信号V_v/\EBF的禁能期间，当节点m上的电压Vcs 未达到过电流保护单元205所内建的预设过电流保护参考电压Vot时，则过电流保护单元 205会停止启动过电流保护机制，以使得脉宽调制信号产生器203持续产生脉宽调制信号 Vpwm,从而持续对功率开关Q进行切换(即导通与关闭)，终而致使电源转换装置20持续提供直流输出电压Vout给电子装置LD使用。更清楚来说，图4为本发明一实施例的前沿消隐单元201的运作解说示意图。请合并参照图2 4，在本实施例中，假设功率开关Q反应于脉宽调制信号Vpwm导通的瞬间(例如时间tO-U)，节点m上的电压Vcs会产生尖峰。基此条件下，在时间to前，由于脉宽调制信号产生器203所产生的脉宽调制信号Vpwm为低电压准位(low voltage level)，且节点 Nl上的电压Vcs低于过电流保护单元205所内建的预设过电流保护参考电压VQCP。因此， 比较信号A会处于禁能的状态，且D触发器F2 F4皆会被重置。
在时间tO-tl时，由于脉宽调制信号产生器203所产生的脉宽调制信号Vpwm为高电压准位(high voltage level)，且节点附上的电压Vcs低于过电流保护单元205所内建的预设过电流保护参考电压Vra。因此，比较信号A仍处于禁能的状态，且此时启动控制单元303并不会输出启动信号SC，而延迟单元309所输出的延迟信号0UT-2会使能。再加上，此时D触发器Fl会被触发，从而开始输出高电压准位。在时间tl_t2时(即节点m上的尖峰信号的上升下降沿)，由于脉宽调制信号产生器203所产生的脉宽调制信号Vpwm持续为高电压准位，但节点m上的电压Vcs却高于过电流保护单元205所内建的预设过电流保护参考电压VOT。因此，比较信号A会转为处于使能的状态，且延迟单元309所输出的延迟信号0UT-2会持续使能。在时间t2_t3时，由于脉宽调制信号产生器203所产生的脉宽调制信号Vpwm持续为高电压准位，但节点W上的电压Vcs却低于过电流保护单元205所内建的预设过电流保护参考电压VOT。因此，比较信号A会转为处于禁能的状态，且此时启动控制单元303会输出启动信号SC，而延迟单元305所输出的延迟信号0UT-1便会使能(使能的时间长短是由反相器NT4的个数所决定)。在时间t3_t4时，由于脉宽调制信号产生器203所产生的脉宽调制信号Vpwm持续为高电压准位，且节点m上的电压Vcs低于过电流保护单元205所内建的预设过电流保护参考电压vra，而延迟单元305所输出的延迟信号0UT-1转为禁能。因此，单击触发单元307 便会在时间t3-t4的初期输出第一触发信号Sl至或门0G，以重置D触发器F1，从而使得D 触发器Fl转为输出低电压准位。由此可知，虽然节点m上的电压Vcs在时间tl_t2所产生的尖峰强度已达到过电流保护单元205所内建的预设过电流保护参考电压VQCP，但由于D触发器Fl会在时间t0-t3 输出已使能(enabled)的可变前沿消隐信号V_v，所以过电流保护单元205并不会启动/触发过电流保护机制，从而使得脉宽调制信号产生器203仍会持续输出脉宽调制信号Vpwm来切换功率开关Q。即过电流保护单元205并不会在电源转换装置20没有真实发生过电流的情况下触发/启动过电流保护机制以关闭功率开关Q。在此值得一提的是，由于节点m上的电压Vcs在时间t0_t2所产生的尖峰强度会随着电子装置LD的负载状态而有所改变，故而节点m上的电压Vcs在时间tl-t2的电压准位达到过电流保护单元205所内建的预设过电流保护参考电压Vot的时间长短(即时间 tl-t2的长度)也会有所变化。也亦因如此，D触发器Fl在时间t0-t3所输出的可变前沿消隐信号\EBV的使能时间(在此可讲成前沿消隐信号的时间)也会有所变化(可能会更短，或者会更长)，而这也是可变前沿消隐信号命名成『可变』的缘故。另一方面，若节点m上的电压Vcs在时间t0-t2所产生的尖峰强度(即电压Vcs 的电压准位)皆未达到过电流保护单元205所内建的预设过电流保护参考电压Vot的话， 则比较信号A会持续处于禁能的状态，而D触发器Fl会持续输出高电压准位，直至或门OG 在时间t4-t5反应于延迟单元309所输出的延迟信号0UT-2的禁能，而使得单击触发单元 311在时间t4-t5输出第二触发信号S2至或门0G，以重置D触发器F1。如此一来，D触发器Fl便会转为输出低电压准位。相似地，延迟单元309所输出的延迟信号0UT-2的使能的时间长短也是由反相器NT8的个数所决定。由此可知，纵使节点m上的电压Vcs在时间t0-t2所产生的尖峰强度皆未达到过电流保护单元205所内建的预设过电流保护参考电压Vra，但由于D触发器Fl会在时间 t0_t4(即前述的预设时间)输出已使能的固定前沿消隐信号V_F，所以过电流保护单元 205并不会启动/触发过电流保护机制，从而使得脉宽调制信号产生器203仍会持续输出脉宽调制信号Vpwm来切换功率开关Q。即过电流保护单元205并不会在电源转换装置20没有真实发生过电流的情况下触发/启动过电流保护机制以关闭功率开关Q。相似地，由于节点m上的电压Vcs在时间t0-t2所产生的尖峰强度会随着电子装置LD的负载状态而有所改变，故而若节点m上的电压Vcs在时间t0-t2的电压准位皆未达到过电流保护单元205所内建的预设过电流保护参考电压Vqcp的话，则D触发器Fl会在时间t0-t4输出使能时间恒定(constant)的固定前沿消隐信号在此可讲成前沿消隐信号的时间)，而这也是固定前沿消隐信号\EBF命名成『固定』的缘故。除此之外，假设在时间t4之后(即在可变或固定前沿消隐信号\EBV/\EBF的禁能期间，且例如为时间t5)，节点m上的电压Vcs的电压准位已达到过电流保护单元205所内建的预设过电流保护参考电压Vra的话，则此时过电流保护单元205便会启动/触发过电流保护机制，以在电源转换装置20真实发生过电流的情况下将功率开关Q关闭，从而保护功率开关Q与/或电子装置LD。基于上述实施例所揭示的内容，以下将汇整出一种适于电源转换装置的过电流保护方法给本发明领域的技术人员参详/参考。图5为本发明一实施例的适于电源转换装置的过电流保护方法流程图。请参照图 5，本实施例的适于电源转换装置的过电流保护方法包括根据电子装置的负载状态而产生脉宽调制信号，以对电源转换装置内的功率开关进行切换，从而使得电源转换装置提供输出电压给电子装置(步骤S501)；根据功率开关导通瞬间所引发的尖峰信号的上升下降沿以及脉宽调制信号而产生可变或固定前沿消隐信号(步骤S503)；以及在可变或固定前沿消隐信号的使能期间，持续产生脉宽调制信号以切换功率开关，并在可变或固定前沿消隐信号的禁能期间，持续侦测电源转换装置是否有发生过电流以决定是否启动过电流保护机制(步骤S505)。在步骤S503中，产生可变或固定前沿消隐信号的步骤包括比较预设过电流保护参考电压与尖峰信号，以产生关联于尖峰信号的上升下降沿的比较信号；以及根据比较信号的使能与否以及脉宽调制信号来决定产生可变或固定前沿消隐信号。在本实施例中，当比较信号在一预设时间内有发生使能时，则产生可变前沿消隐信号。另外，当比较信号在此预设时间内持续保持禁能时，则产生固定前沿消隐信号。另一方面，在步骤S505中，在可变或固定前沿消隐信号的禁能期间，当电源转换装置有发生过电流时，则启动过电流保护机制。相反地，在可变或固定前沿消隐信号的禁能期间，当电源转换装置未发生过电流时，则停止启动过电流保护机制。综上所述，本发明所提出的电源转换装置及其过电流保护方法主要是通过侦测功率开关导通瞬间所引发的尖峰信号的上升下降沿来适应性地调整前沿消隐单元所产生的前沿消隐信号的时间。一旦在尖峰信号的电压准位达到过电流保护单元所内建的预设过电流保护参考电压的情况下，则致使前沿消隐单元产生可变前沿消隐信号，而这样的好处是可以避免过长的前沿消隐信号时间会造成功率开关的烧毁。另一方面，在尖峰信号的电压准位皆未达到过电流保护单元所内建的预设过电流保护参考电压的情况下，则致使前沿消隐单元产生固定前沿消隐信号，而这样的好处是可以预防过电流保护单元不会误触发/启动过电流保护机制。 虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，故本发明的保护范围当以权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种电源转换装置，其特征在于，包括一变压器，具有一一次侧与一二次侧，其中该一次侧的第一端用以接收一输入电压，而该二次侧则用以提供一输出电压给一电子装置；一功率开关，其第一端耦接该一次侧的第二端，而其控制端则用以接收一脉宽调制信号；一电阻，耦接于该功率开关的第二端与一接地电位之间；一前沿消隐单元，耦接至该电阻与该功率开关的第二端间的一第一节点，并且根据该第一节点上的一尖峰信号的上升下降沿与该脉宽调制信号而产生一可变或一固定前沿消隐信号；一脉宽调制信号产生器，耦接该功率开关的控制端与该前沿消隐单元，用以根据该电子装置的负载状态而产生并调整该脉宽调制信号；以及一过电流保护单元，耦接该前沿消隐单元与该脉宽调制信号产生器，用以接收该可变或该固定前沿消隐信号，并在该可变或该固定前沿消隐信号的使能期间，致使该脉宽调制信号产生器持续产生该脉宽调制信号，且在该可变或该固定前沿消隐信号的禁能期间，通过持续侦测该第一节点上的电压以决定是否启动一过电流保护机制。
2.根据权利要求1所述的电源转换装置，其特征在于，其中该前沿消隐单元包括一比较器，其负输入端用以接收一预设过电流保护参考电压，其正输入端耦接该第一节点，而其输出端则用以输出关联于该尖峰信号的上升下降沿的一比较信号； 一第一反相器，耦接该比较器，用以接收并反相输出该比较信号； 一第一开关，其第一端用以接收该脉宽调制信号，其第二端耦接至一第二节点，而其控制端则用以接收该比较信号；一第二开关，其第一端耦接至该第二节点，其第二端耦接至该接地电位，而其控制端则用以接收该已反相的比较信号；一启动控制单元，耦接至该第二节点，用以根据该第二节点上的信号的变化与该脉宽调制信号，而决定是否产生一启动信号；一第一延迟单元，耦接该启动控制单元，用以接收并延迟处理该启动信号，以输出一第一延迟信号；一第一单击触发单元，耦接该第一延迟单元，用以根据该第一延迟单元的输出而决定是否产生一第一触发信号；一第二延迟单元，用以接收并延迟处理该脉宽调制信号，以输出一第二延迟信号； 一第二单击触发单元，耦接该第二延迟单元，用以根据该第二延迟单元的输出而决定是否产生一第二触发信号；一或门，其第一输入端用以接收该第一触发信号，而其第二输入端则用以接收该第二触发信号；以及一第一 D触发器，其数据输入端耦接至一高逻辑电位，其时脉输入端用以接收该脉宽调制信号，其重置端耦接该或门的输出端，而其数据输出端则用以输出该可变或该固定前沿消隐信号。
3.根据权利要求2所述的电源转换装置，其特征在于，其中该启动控制单元包括 一第二反相器，其输入端耦接至该第二节点；一第三反相器，其输入端用以接收该脉宽调制信号；以及一第二 D触发器，其数据输入端耦接至该高逻辑电位，其时脉输入端耦接该第二反相器的输出端，其重置端耦接该第三反相器的输出端，而其数据输出端则用以输出该启动信号。
4.根据权利要求3所述的电源转换装置，其特征在于，其中该第一延迟单元包括 多个且为奇数串接在一起的第四反相器，用以接收并延迟输出该启动信号；以及一第一与门，其第一输入端用以接收该启动信号，其第二输入端用以接收通过该些第四反相器所延迟输出的该启动信号，而其输出端则用以输出该第一延迟信号。
5.根据权利要求4所述的电源转换装置，其特征在于，其中该第一单击触发单元包括 一第五反相器，其输入端耦接该第一与门的输出端；一第六反相器，其输入端用以接收该脉宽调制信号；一第三D触发器，其数据输入端耦接至该高逻辑电位，其时脉输入端耦接该第五反相器的输出端，而其重置端则稱接该第六反相器的输出端；一第七反相器，其输入端耦接该第三D触发器的数据输出端；以及一第二与门，其第一输入端耦接该第三D触发器的数据输出端，其第二输入端耦接该第七反相器的输出端，而其输出端则用以输出该第一触发信号至该或门的第一输入端。
6.根据权利要求5所述的电源转换装置，其特征在于，其中该第二延迟单元包括 多个且为奇数串接在一起的第八反相器，用以接收并延迟输出该脉宽调制信号；以及一第三与门，其第一输入端用以接收该脉宽调制信号，其第二输入端用以接收通过该些第八反相器所延迟输出的该脉宽调制信号，而其输出端则用以输出该第二延迟信号。
7.根据权利要求6所述的电源转换装置，其特征在于，其中该第二单击触发单元包括 一第九反相器，其输入端耦接该第三与门的输出端；一第十反相器，其输入端用以接收该脉宽调制信号；一第四D触发器，其数据输入端耦接至该高逻辑电位，其时脉输入端耦接该第九反相器的输出端，而其重置端则耦接该第十反相器的输出端；一第十一反相器，其输入端耦接该第四D触发器的数据输出端；以及一第四与门，其第一输入端耦接该第四D触发器的数据输出端，其第二输入端耦接该第十一反相器的输出端，而其输出端则用以输出该第二触发信号至该或门的第二输入端。
8.根据权利要求2所述的电源转换装置，其特征在于，其中当该比较信号在一预设时间内有发生使能时，则该前沿消隐单元产生该可变前沿消隐信号；以及当该比较信号在该预设时间内持续保持禁能时，则该前沿消隐单元产生该固定前沿消隐信号。
9.根据权利要求2所述的电源转换装置，其特征在于，其中在该可变或该固定前沿消隐信号的禁能期间，当该第一节点上的电压达到该预设过电流保护参考电压时，则该过电流保护单元启动该过电流保护机制；以及当该第一节点上的电压未达到该预设过电流保护参考电压时，则该过电流保护单元停止启动该过电流保护机制。
10.根据权利要求2所述的电源转换装置，其特征在于，其中该功率开关、该第一开关以及该第二开关皆为N型晶体管。
11.一种过电流保护方法，适于一电源转换装置，其特征在于，该过电流保护方法包括根据一电子装置的负载状态而产生一脉宽调制信号，以对该电源转换装置内的一功率开关进行切换，从而使得该电源转换装置提供一输出电压给该电子装置；根据该功率开关导通瞬间所引发的一尖峰信号的上升下降沿以及该脉宽调制信号而产生一可变或一固定前沿消隐信号；以及在该可变或该固定前沿消隐信号的使能期间，持续产生该脉宽调制信号以切换该功率开关，并在该可变或该固定前沿消隐信号的禁能期间，持续侦测该电源转换装置是否有发生过电流以决定是否启动一过电流保护机制。
12.根据权利要求11所述的过电流保护方法，其特征在于，其中产生该可变或该固定前沿消隐信号的步骤包括比较一预设过电流保护参考电压与该尖峰信号，以产生关联于该尖峰信号的上升下降沿的一比较信号；以及根据该比较信号的使能与否以及该脉宽调制信号来决定产生该可变或该固定前沿消隐信号。
13.根据权利要求12所述的过电流保护方法，其特征在于，其中当该比较信号在一预设时间内有发生使能时，则产生该可变前沿消隐信号；以及当该比较信号在该预设时间内持续保持禁能时，则产生该固定前沿消隐信号。
14.根据权利要求11所述的过电流保护方法，其特征在于，其中当该电源转换装置有发生过电流时，则启动该过电流保护机制；以及当该电源转换装置未发生过电流时，则停止启动该过电流保护机制。
全文摘要
本发明提供一种可调前沿消隐时间的电源转换装置及其过电流保护方法。本发明所提出的电流保护方法包括根据电子装置的负载状态而产生脉宽调制信号，以对电源转换装置内的功率开关进行切换，从而使得电源转换装置提供输出电压给电子装置；根据功率开关导通瞬间所引发的尖峰信号的上升下降沿以及脉宽调制信号而产生可变或固定前沿消隐信号；以及在可变或固定前沿消隐信号的使能期间，持续产生脉宽调制信号以切换功率开关，并在可变或固定前沿消隐信号的禁能期间，持续侦测电源转换装置是否有发生过电流以决定是否启动过电流保护机制。
文档编号H02M7/217GK102340253SQ20101023340
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者贾儒林 申请人:力林科技股份有限公司