電源供應(yīng)器及其控制電路與控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電源供應(yīng)器及其控制電路與控制方法，特別是指一種能夠根據(jù)輸 入端的供電能力強(qiáng)或弱的不同，而對應(yīng)地調(diào)整輸出電壓，W提升整體供電效率的電源供應(yīng) 器及其控制電路與控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 請參考圖1A并對照圖1B。圖1A顯示現(xiàn)有技術(shù)的電源供應(yīng)器的示意圖。圖1B顯 示現(xiàn)有技術(shù)的第一操作電路的一個實施例。電源供應(yīng)器10可將一輸入端IN提供的一輸入 電壓VIN轉(zhuǎn)換為一輸出電壓VSYS于一輸出端SYS,并從輸出端SYS對一電池BAT充電。輸 入端IN可供禪接于一外部電源18W接受外部電源18供電而于輸入端IN產(chǎn)生一輸入電流 lin。輸出端SYS則可W與一負(fù)載19禪接，W從輸出端SYS提供輸出電壓VSYS給負(fù)載19。 如圖1A所示，電源供應(yīng)器10包含一第一線性調(diào)節(jié)電路11W及一第二線性調(diào)節(jié)電路12。第 一線性調(diào)節(jié)電路11W及一第二線性調(diào)節(jié)電路12例如但不限于可為一低壓差線性穩(wěn)壓器 (low-化opoutregulator，LD0)。第一線性調(diào)節(jié)電路11包括第一開關(guān)111及一第一操作電 路112。第一操作電路112用W產(chǎn)生控制第一開關(guān)111的第一操作訊號sr，W控制第一開 關(guān)111。如圖1B所示，第一操作電路112具有一誤差放大器EA1'，此誤差放大器EA1'將回 授訊號FBI'(代表輸出電壓VSYS的相關(guān)信息）與一參考電壓REF相比較，W產(chǎn)生第一操作 訊號S1'，W控制第一開關(guān)111的操作，使其恒為導(dǎo)通并工作于晶體管的線性區(qū)。電源供應(yīng) 器10另可包含一第一電壓偵測元件16。第一電壓偵測元件16例如但不限于可為分壓電 路，其產(chǎn)生代表輸出電壓VSYS的相關(guān)信息的回授訊號FBI'。第二線性調(diào)節(jié)電路12的一端 電連接于輸出端SYS且其另一端電連接于電池BAT。第二線性調(diào)節(jié)電路12包括一第二開關(guān) 121與一第二操作電路122,其中第二開關(guān)121電連接于輸出端SYS與電池BAT之間。當(dāng)輸 入端IN接受外部電源18供電時，此外部電源18提供的電力可經(jīng)由輸出端SYS對電池BAT 提供一充電電流ICHGW對電池BAT進(jìn)行充電。此時，第二操作電路122根據(jù)回授訊號FB2' (代表電池BAT的電池電壓VBAT的相關(guān)信息）W及回授訊號FB3'(代表通過第二開關(guān)121 的充電電流ICHG的相關(guān)信息)，產(chǎn)生一第二操作訊號S2'，W控制第二開關(guān)121，使其恒為導(dǎo) 通并工作于晶體管的線性區(qū)，通過此控制輸出端SYS對電池BAT的充電。電源供應(yīng)器10另 可包含一第二電壓偵測元件17。第二電壓偵測元件17例如但不限于可為分壓電路，其產(chǎn)生 代表電池電壓VBAT的相關(guān)信息的回授訊號FB2'。
[0003] 在此種現(xiàn)有技術(shù)中，圖1B中所示的參考電壓REF為一固定值而不可調(diào)整，因此，對 應(yīng)地，輸出電壓VSYS的位準(zhǔn)亦為一固定值而不可調(diào)整。然而，由于第一線性調(diào)節(jié)電路11與 第二線性調(diào)節(jié)電路12皆為線性調(diào)節(jié)電路，其中的開關(guān)111U12恒為導(dǎo)通并工作于晶體管的 線性區(qū)，因此輸出電壓VSYS的位準(zhǔn)設(shè)定有兩難之處。當(dāng)輸出電壓VSYS的位準(zhǔn)為較接近電 池電壓VBAT的位準(zhǔn)時，雖然從輸出端SYS至電池BAT的功率損失較小，但是從輸入端IN至 輸出端SYS的功率損失卻變大了。而當(dāng)輸出電壓VSYS的位準(zhǔn)為較接近輸入電壓VIN的位 準(zhǔn)時，雖然從輸入端IN至輸出端SYS的功率損失較小，但是從輸出端SYS至電池BAT的功 率損失卻變大了。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，不論輸出電壓VSYS的位準(zhǔn)為較接近電池電壓VBAT的位準(zhǔn)或輸入電壓VIN的位準(zhǔn)，都會有功率損失發(fā)生，而造成整體能源浪費(fèi)。
[0004] 有鑒于此，本發(fā)明即針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種能夠根據(jù)輸入端的供電 能力強(qiáng)或弱的不同，而對應(yīng)地調(diào)整輸出電壓，W提升整體供電效率的電源供應(yīng)器及其控制 電路與控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種能夠根據(jù)輸入端的供電 能力強(qiáng)或弱的不同，而對應(yīng)地調(diào)整輸出電壓，W提升整體供電效率的電源供應(yīng)器及其控制 電路與控制方法。
[0006]為達(dá)上述目的，就其中一觀點言，本發(fā)明提供了一種電源供應(yīng)器，可供將一輸入端 提供的一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓于一輸出端，并可用W自該輸出端對一電池充電，該 電源供應(yīng)器包含；一電源路徑管理電路，其一端電連接于該輸出端，另一端用W電連接于該 電池，W控制該輸出端對該電池的一充電電流；一第一開關(guān)，禪接于該輸入端與該輸出端之 間；一第一操作電路，至少根據(jù)該輸出電壓與一調(diào)整訊號，產(chǎn)生一第一操作訊號，W控制該 第一開關(guān)的操作，該第一操作電路包括：一第一誤差放大器，該第一誤差放大器將相關(guān)于該 輸出電壓的一第一回授訊號和一參考電壓相比較，W產(chǎn)生該第一操作訊號；W及一參考電 壓調(diào)整電路，根據(jù)該調(diào)整訊號，調(diào)整該參考電壓；W及一偵測電路，用W判斷該輸入端的一 供電能力，而產(chǎn)生該調(diào)整訊號。
[0007] 在一種較佳的實施型態(tài)中，該偵測電路至少具有W下之一 ；（1)與該輸入端 連接的一連接端；（2) -數(shù)據(jù)處理值ataProcessing,D巧端；（3) -數(shù)據(jù)記憶值ata Memorizing,DM)端；及/或（4) 一辨識（Identifying,ID)端，且該偵測電路通過W下方式 之一或兩者W上綜合，來判斷該輸入端的供電能力，W產(chǎn)生該調(diào)整訊號：（1)直接偵測該輸 入端的供電能力；（2)根據(jù)該數(shù)據(jù)處理端及/或一數(shù)據(jù)記憶端所收到的數(shù)據(jù)來辨識；及/或 (3)根據(jù)該辨識端所收到與該輸入端電連接的一外部電源的身分?jǐn)?shù)據(jù)來辨識。
[0008] 在一種較佳的實施型態(tài)中，該參考電壓調(diào)整電路包括W下電路之一；數(shù)字模擬轉(zhuǎn) 換電路、查表電路、放大電路、或取樣保持電路。
[0009] 在一種較佳的實施型態(tài)中，該參考電壓調(diào)整電路包括：一加法器，將相關(guān)于該電池 的電壓的一第二回授訊號和一安全差值或其相關(guān)訊號相加，W產(chǎn)生一加總訊號；W及一選 擇電路，根據(jù)該調(diào)整訊號，當(dāng)該調(diào)整訊號表示該輸入端的供電能力相對較強(qiáng)時，選擇W-第 一預(yù)設(shè)電壓位準(zhǔn)或其相關(guān)訊號作為該參考電壓；當(dāng)該調(diào)整訊號表示該輸入端的供電能力相 對較弱時，選擇W該加法器的輸出作為該參考電壓。
[0010] 在一種較佳的實施型態(tài)中，該參考電壓調(diào)整電路包括：一加法器，將相關(guān)于該電 池的電壓的一第二回授訊號和一安全差值或其相關(guān)訊號相加，W產(chǎn)生一加總訊號；W及一 選擇電路，當(dāng)該調(diào)整訊號表示該輸入端的供電能力相對較強(qiáng)時，決定W-第一預(yù)設(shè)電壓位 準(zhǔn)或其相關(guān)訊號作為該參考電壓；當(dāng)該調(diào)整訊號表示該輸入端的供電能力相對較弱時，在 (1) 一第二預(yù)設(shè)電壓位準(zhǔn)或其相關(guān)訊號，或（2)加法器的輸出，W上（1) (2)兩者中選擇較高 者作為參考電壓。
[0011] 在一種較佳的實施型態(tài)中，該電源路徑管理電路包括；一第二開關(guān)，電連接于該輸 出端與該電池之間；w及一第二操作電路，至少根據(jù)該電池電壓或其相關(guān)訊號與該充電電 流或其相關(guān)訊號，產(chǎn)生一第二操作訊號，W控制該第二開關(guān)，進(jìn)而控制該充電電流。
[0012] 在一種較佳的實施型態(tài)中，該第一操作電路和該第一開關(guān)構(gòu)成一低壓差線性穩(wěn)壓 器（low-化opoutregulator,LD0)或一第一切換式功率級，且該第二操作電路和該第二開 關(guān)構(gòu)成一第二低壓差線性穩(wěn)壓器或一第二切換式功率級。
[0013] 為達(dá)上述目的，就另一觀點言，本發(fā)明也提供了一種電源供應(yīng)器的控制電路，用W 控制電連接于一輸入端和一輸出端間的一第一開關(guān)、W及控制電連接于該輸出端和一電池 間的一第二開關(guān)，W將該輸入端提供的一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓于該輸出端，并自該 輸出端對一電池充電，該控制電路包含；一第一操作電路，至少根據(jù)該輸出電壓與一調(diào)整訊 號，產(chǎn)生一第一操作訊號，W控制該第一開關(guān)的操作，該第一操作電路包括：一第一誤差放 大器，該第一誤差放大器將相關(guān)于該輸出電壓的一第一回授訊號和一參考電壓相比較，W 產(chǎn)生該第一操作訊號；W及一參考電壓調(diào)整電路，根據(jù)該調(diào)整訊號，調(diào)整該參考電壓；W及 一偵測電路，用W判斷該輸入端的一供電能力，而產(chǎn)生該調(diào)整訊號。
[0014] 在一種較佳的實施型態(tài)中，該電源供應(yīng)器的控制電路更包括：一第二操作電路，至 少根據(jù)該電池電壓或其相關(guān)訊號與該充電電流或其相關(guān)訊號，產(chǎn)生一第二操作訊號，W控 制該第二開關(guān)，進(jìn)而控制該充電電流。
[0015] 為達(dá)上述目的，就另一觀點言，本發(fā)明也提供了一種電源供應(yīng)器的控制方法，包含 下列步驟：(A)將一輸入端提供的一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓于一輸出端，并自該輸出 端對一電池充電；炬）偵測該輸入端的一供電能力；(C)根據(jù)該輸入端的該供電能力，而產(chǎn) 生一調(diào)整訊號；W及值）根據(jù)該調(diào)整訊號，調(diào)整該輸出電壓。
[0016] 在一種較佳的實施型態(tài)中，步驟（A)包括：(A1)根據(jù)該輸出電壓產(chǎn)生一第一回授 訊號；W及（A2)將該第一回授訊號與一參考電壓比較，W通過回授控制方式將輸出電壓的 位準(zhǔn)調(diào)節(jié)于參考電壓所對應(yīng)的位準(zhǔn)。
[0017] 在一種較佳的實施型態(tài)中，在該輸入端和該輸出端間電連接一第一開關(guān)、在該輸 出端和該電池間電連接一第二開關(guān)，且步驟（A2)更包括：根據(jù)該第一回授訊號與該參考電 壓的比較結(jié)果，控制該第一開關(guān)或第二開關(guān)。