專利名稱：：提供輸出功率限制與取決于負(fù)載的電壓調(diào)變的電源轉(zhuǎn)接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明關(guān)于一種電源轉(zhuǎn)接器，更特別的是本發(fā)明關(guān)于一種能夠提供輸出功率限制與取決于負(fù)載的電壓調(diào)變的電源轉(zhuǎn)接器。
背景技術(shù)：
：圖1為一種公知的便攜式計(jì)算機(jī)(portablecomputer)的電源供應(yīng)系統(tǒng)的系統(tǒng)方塊圖。如圖1所示，電源轉(zhuǎn)接器(poweradapter)100設(shè)定為將交流輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出直流電壓，該輸出直流電壓用來(lái)提供便攜式計(jì)算機(jī)102的工作所需的電源。便攜式計(jì)算機(jī)102內(nèi)部具有電池組(batterypack)104以及直流-直流轉(zhuǎn)換器(DC-DCconverter)106，其中直流-直流轉(zhuǎn)換器106設(shè)定為將電源轉(zhuǎn)接器100所提供的直流電壓轉(zhuǎn)換成便攜式計(jì)算機(jī)102的內(nèi)部構(gòu)件所需要的電壓，而電池組104設(shè)定為當(dāng)便攜式計(jì)算機(jī)102并未由電源轉(zhuǎn)換器100供電時(shí)，提供電源來(lái)操作便攜式計(jì)算機(jī)102。一般而言電池組104可由多個(gè)串聯(lián)連接的可充電電池(rechargeablebattery)所組成，其可設(shè)定為當(dāng)便攜式計(jì)算機(jī)102由電源轉(zhuǎn)接器IOO供電時(shí)，通過(guò)電池充電器(batterycharger)108將一部分的電源轉(zhuǎn)接器100的輸出能量?jī)?chǔ)存于其中，并且在當(dāng)便攜式計(jì)算機(jī)102未由電源轉(zhuǎn)換器100供電時(shí)，將其中所儲(chǔ)存的能量經(jīng)由電壓線路(voltagerail)109傳送至直流-直流轉(zhuǎn)換器106，借此使得直流-直流轉(zhuǎn)換器106能夠提供便攜式計(jì)算機(jī)102的內(nèi)部構(gòu)件所需要的電壓。電池充電器108設(shè)定為將電源轉(zhuǎn)接器100所提供的直流電壓降壓成適合于用來(lái)對(duì)電池組104充電的直流電壓，以對(duì)電池組104進(jìn)行充電。圖2為圖1的電源轉(zhuǎn)接器100的電路方塊圖。如圖2所示，電源轉(zhuǎn)接器IOO包含電源轉(zhuǎn)換單元IIO，其包含橋式整流器121、開(kāi)關(guān)122、開(kāi)關(guān)切換控制器123、變壓器124，以及整流濾波電路125。橋式整流器121接收輸入交流電壓Vin并且將輸入交流電壓Vin轉(zhuǎn)換成全波整流的直流電壓(fbll-waverectifiedDCvoltage)。變壓器124具有初級(jí)側(cè)繞阻(primarywinding)Np與次級(jí)側(cè)繞阻(secondarywinding)Ns，其中初級(jí)側(cè)繞阻Np與開(kāi)關(guān)122串聯(lián)并且設(shè)定為當(dāng)開(kāi)關(guān)122導(dǎo)通時(shí)儲(chǔ)存自輸入交流電壓Vin所接收的能量，并且當(dāng)開(kāi)關(guān)122截止時(shí)將所儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)移至次級(jí)側(cè)繞阻Ns兩端。整流濾波電路125由整流二極管Drll與濾波電容Cfll所組成，其設(shè)定為將次級(jí)側(cè)繞阻Ns上的能量進(jìn)行整流與濾波處理以產(chǎn)生所想要的輸出直流電壓Vo。除此之外，電源轉(zhuǎn)接器還包含電壓限制電路126與電流限制電路127。該電壓限制電路126包含分壓器(voltagedivider),其由電阻Rl1與R12所組成且耦接到電源轉(zhuǎn)換單元110的輸出端，其設(shè)定為產(chǎn)生一部分輸出電壓(fractionaloutputvoltage)。該電壓限制電路126還包含電壓限制放大器(voltage-limitingamplifier)132，其是將分壓器(Rll,R12)所提供的部分輸出電壓與第一參考電壓Vrefll進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較的結(jié)果產(chǎn)生誤差控制信號(hào)。該誤差控制信號(hào)經(jīng)由光耦合器128傳送至開(kāi)關(guān)切換控制器123，以使得開(kāi)關(guān)切換控制器123根據(jù)誤差控制信號(hào)來(lái)調(diào)整開(kāi)關(guān)122的切換占空比(switchingdutycycle),從而將電源轉(zhuǎn)換單元110的輸出電壓Vo限制在一預(yù)定值上。該電流限制電路127包含電流感測(cè)電阻Rsll，其設(shè)置在電源轉(zhuǎn)換單元110的電流返回路徑(currentreturnpath)上，其設(shè)定為當(dāng)電源轉(zhuǎn)換單元110的輸出電流流經(jīng)電流感測(cè)電阻Rsll時(shí)，在電流感測(cè)電阻Rsll兩端產(chǎn)生與輸出電流成正比的感測(cè)電壓(sensedvoltage)。該感測(cè)電壓耦接到跨導(dǎo)放大器(transconductanceamplifier)133的反相輸入端(invertinginputterminal),而跨導(dǎo)放大器133的同相輸入端(non-invertinginputterminal)接收第二參考電壓Vrefl2，該第二參考電壓Vrefl2經(jīng)由耦接到第一參考電壓Vrefl1的分壓器(R13,R14)而產(chǎn)生并且與最大電流(maximumcurrent)成正比?？鐚?dǎo)放大器133將感測(cè)電壓Vs與第二參考電壓Vrefl2進(jìn)行比較，借此判斷電源轉(zhuǎn)換單元110的輸出電流是否達(dá)到最大電流。如果電源轉(zhuǎn)換單元110的輸出電流達(dá)到最大電流，跨導(dǎo)放大器133會(huì)產(chǎn)生過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)(overcurrentdetectionsignal)。該過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)經(jīng)由光耦合器128傳送到開(kāi)關(guān)切換控制器123，借以使得開(kāi)關(guān)切換控制器123關(guān)閉以限制電源轉(zhuǎn)換單元110的輸出電流在該最大電流關(guān)閉來(lái)避免過(guò)電流的情形發(fā)生。公知用于便攜式計(jì)算機(jī)的電源轉(zhuǎn)接器100—般而言為一種定電壓(constantvoltage)的電源轉(zhuǎn)接器。由于電源轉(zhuǎn)接器100的輸出電壓是固定的，電源轉(zhuǎn)接器100的輸出電流便可以決定其輸出功率。根據(jù)電源轉(zhuǎn)接器100的定電壓特性，在電源轉(zhuǎn)接器100的輸出電壓為固定的情形下，電源轉(zhuǎn)接器100的輸出電流會(huì)持續(xù)上升。電源轉(zhuǎn)接器100的輸出電流上升代表了電源轉(zhuǎn)接器IOO的輸出功率增加。如果電源轉(zhuǎn)接器100的輸出電流超過(guò)了最大電流，則會(huì)造成過(guò)功率(overpower)的情形發(fā)生。在這種情形下，電源轉(zhuǎn)接器100容易發(fā)生過(guò)熱的問(wèn)題，進(jìn)而減少電源轉(zhuǎn)接器100的使用壽命。此外，當(dāng)電源轉(zhuǎn)接器100經(jīng)由直流-直流轉(zhuǎn)換器106向便攜式計(jì)算機(jī)102供電時(shí)，電源轉(zhuǎn)接器100同時(shí)也會(huì)經(jīng)由電池充電器108向電池組104進(jìn)行充電。當(dāng)電池組104內(nèi)部已經(jīng)儲(chǔ)存部分的電能時(shí)，電池組104只需要比較小的充電電流來(lái)對(duì)其充電。電池組104的充電電流減小代表了電源轉(zhuǎn)接器100傳送到電池組104的負(fù)載電流(loadcurrent)減少，亦即電池組104的輸出電壓必須上升。然而，如前所述公知電源轉(zhuǎn)接器100的輸出電壓通常都是固定不動(dòng)的。在這種情形下，會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的功率損耗(powerloss)在電池充電器108與直流-直流轉(zhuǎn)換器106上，并且降低電池充電器108與直流-直流轉(zhuǎn)換器106的轉(zhuǎn)換效率(conversionefficiency)。綜合以上所述，如果能夠?qū)㈦娫崔D(zhuǎn)接器100的輸出電壓根據(jù)負(fù)載對(duì)于負(fù)載電流調(diào)整的需求來(lái)調(diào)變，并且使得電源轉(zhuǎn)接器100能夠在當(dāng)輸出電流達(dá)到閾值電流時(shí)限制電源轉(zhuǎn)接器100的輸出功率，便能夠解決電源轉(zhuǎn)接器100容易發(fā)生過(guò)熱的問(wèn)題并且增進(jìn)電池充電器108與直流-直流轉(zhuǎn)換器106的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)減少電池充電器108與直流-直流轉(zhuǎn)換器106內(nèi)部所產(chǎn)生的功率損耗。因此需要提出一種電源轉(zhuǎn)接器，其提供輸出功率限制的功能以當(dāng)電源轉(zhuǎn)接器的輸出電流達(dá)到閾值時(shí)限制電源轉(zhuǎn)接器的輸出功率于一預(yù)定值，并且能夠根據(jù)來(lái)自負(fù)載端的電流控制信號(hào)來(lái)調(diào)變其輸出電壓。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種電源轉(zhuǎn)接器，其可在當(dāng)電源轉(zhuǎn)接器的輸出電流達(dá)到閾值時(shí)將輸出功率限制在一預(yù)定值上。本發(fā)明的另一目的在于提供一種電源轉(zhuǎn)接器，其能夠接受由負(fù)載端所傳送的電流控制信號(hào)并且根據(jù)電流控制信號(hào)來(lái)調(diào)變其輸出電壓。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其提供一種電源轉(zhuǎn)接器，其包含電源轉(zhuǎn)換單元，具有開(kāi)關(guān)控制電路，其設(shè)定將輸入電源，例如交流電源，轉(zhuǎn)換成輸出電源，例如直流電源，以提供電源給負(fù)載；電壓限制電路，耦接到該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端，其設(shè)定為當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流小于閾值電流時(shí)，通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓限制在一預(yù)定值；以及功率限制電路，耦接到該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端，其設(shè)定為當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到閾值電流時(shí)，通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路限制該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出功率。根據(jù)所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該電壓限制電路耦接到該電源轉(zhuǎn)換單元的電壓輸出端。根據(jù)所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該電壓限制電路包含電壓限制放大器，其設(shè)定為將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓與第一參考電壓進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較的結(jié)果發(fā)出誤差控制信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓限制在一預(yù)定值。根據(jù)所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該電壓限制電路設(shè)定為接收由負(fù)載所傳送的電流控制信號(hào)，并且根據(jù)電流控制信號(hào)發(fā)出負(fù)載電流調(diào)整信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路來(lái)調(diào)變?cè)撾娫崔D(zhuǎn)換單元的輸出電壓。根據(jù)所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該功率限制電路包含電流感測(cè)裝置，用以檢測(cè)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流，以及功率限制放大器，其設(shè)定為將代表該電流感測(cè)裝置所檢測(cè)的輸出電流的電壓與代表該閾值電流的第二參考電壓進(jìn)行比較，并且當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到該閾值電流時(shí)，發(fā)出功率限制信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出功率限制在一預(yù)定值。根據(jù)所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該電流感測(cè)裝置由電阻組成。根據(jù)所述的電源轉(zhuǎn)接器，還包含電流限制電路，其包含跨導(dǎo)放大器，用以將代表該電流感測(cè)裝置所檢測(cè)的輸出電流的電壓與代表最大電流的第三參考電壓進(jìn)行比較，并且當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到該最大電流時(shí)，發(fā)出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流限制在該最大電流。本發(fā)明還提供一種電源轉(zhuǎn)接器，其包含電源轉(zhuǎn)換單元，具有開(kāi)關(guān)控制電路，其設(shè)定為將輸入電源轉(zhuǎn)換成輸出電源以提供給負(fù)載；電壓限制電路，耦接到該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端，其設(shè)定為通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓限制在一預(yù)定值；以及功率限制電路，耦接到該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端，其設(shè)定為當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到閾值電流時(shí)，通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路限制該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出功率；其中，該電壓限制電路設(shè)定為接收由負(fù)載所傳送的電流控制信號(hào)，并且根據(jù)電流控制信號(hào)發(fā)出負(fù)載電流調(diào)整信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路來(lái)調(diào)變?cè)撾娫崔D(zhuǎn)換單元的輸出電壓。根據(jù)所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該電壓限制電路包含電壓限制放大器，其設(shè)定為將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓與第一參考電壓進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較的結(jié)果發(fā)出誤差控制信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓限制在一預(yù)定值。根據(jù)所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該功率限制電路包含電流感測(cè)裝置，用以檢測(cè)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流，以及功率限制放大器，其設(shè)定為代表該電流感測(cè)裝置所檢測(cè)的輸出電流的電壓與代表該閾值電流的第二參考電壓進(jìn)行比較，并且當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到該閾值電流時(shí)，發(fā)出功率限制信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出功率限制在一預(yù)定值。根據(jù)所述的電源轉(zhuǎn)接器，還包含電流限制電路，其包含跨導(dǎo)放大器，用以將代表該電流感測(cè)裝置所檢測(cè)的輸出電流的電壓與代表最大電流的第三參考電壓進(jìn)行比較，并且當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到該最大電流時(shí)，發(fā)出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流限制在該最大電流。本發(fā)明還提供一種電源轉(zhuǎn)接器，其包含電源轉(zhuǎn)換單元，具有開(kāi)關(guān)控制電路，其設(shè)定為將輸入電源轉(zhuǎn)換成輸出電源以提供給負(fù)載；電壓限制電路，接到該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端，其設(shè)定為通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓限制在一預(yù)定值；功率限制電路，耦接到該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端，其設(shè)定為當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到閾值電流時(shí)，通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路限制該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出功率；以及電流限制電路，耦接到該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端，其設(shè)定為當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到最大電流時(shí)，通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路限制該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流在該最大電流；其中，該電壓限制電路設(shè)定為接收由負(fù)載所傳送的電流控制信號(hào)，并且根據(jù)電流控制信號(hào)發(fā)出負(fù)載電流調(diào)整信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路來(lái)調(diào)變?cè)撾娫崔D(zhuǎn)換單元的輸出電壓。根據(jù)所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該電壓限制電路包含電壓限制放大器，其設(shè)定為將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓與第一參考電壓進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果發(fā)出誤差控制信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓限制在一預(yù)定值。根據(jù)所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該功率限制電路包含電流感測(cè)裝置，用以檢測(cè)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流，以及功率限制放大器，其設(shè)定為將代表該電流感測(cè)裝置所檢測(cè)的輸出電流的電壓與代表該閾值電流的第二參考電壓進(jìn)行比較，并且當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到該閾值電流時(shí)，發(fā)出功率限制信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出功率限制在一預(yù)定值。根據(jù)所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該電流限制電路包含跨導(dǎo)放大器，用以將代表該電流感測(cè)裝置所檢測(cè)的輸出電流的電壓與代表最大電流的第三參考電壓進(jìn)行比較，并且當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到該最大電流時(shí)，發(fā)出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流限制在該最大電流。本發(fā)明的提供輸出功率限制與取決于負(fù)載的電壓調(diào)變的電源轉(zhuǎn)接器與現(xiàn)有技術(shù)相比其限制電路可有效管理電源轉(zhuǎn)接器的輸出功率，避免因?yàn)檩敵鲭娏鬟^(guò)大而產(chǎn)生過(guò)功率的情形發(fā)生，并且可取決于負(fù)載端的控制來(lái)調(diào)變電源轉(zhuǎn)接器的輸出電壓，以調(diào)整提供到負(fù)載端的負(fù)載電流。由于本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)接器可以根據(jù)負(fù)載端的需求來(lái)彈性調(diào)變輸出電壓與負(fù)載電流，使得負(fù)載端的電源損耗大幅減少而電源效率大幅提升，并且負(fù)載端的線路設(shè)計(jì)復(fù)雜度與制造成本得以減少。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與特征，通過(guò)下面實(shí)施例并結(jié)合下列附圖的詳細(xì)說(shuō)明，能夠得到更深入的了解。圖1顯示一種公知的便攜式計(jì)算機(jī)的電源供應(yīng)系統(tǒng)的系統(tǒng)方塊圖2是圖1的電源轉(zhuǎn)接器的電路方塊圖3顯示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的便攜式計(jì)算機(jī)的電源供應(yīng)系統(tǒng)的系統(tǒng)方塊圖；以及圖4是圖3的電源轉(zhuǎn)接器的電路方塊圖。其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下圖1:100:電源轉(zhuǎn)接器102:便攜式計(jì)算機(jī)104:電池組跳直流-直流轉(zhuǎn)換器跳電池充電器跳電壓線路圖2:110:電源轉(zhuǎn)換單元121:橋式整流器122:開(kāi)關(guān)123:開(kāi)關(guān)切換控制器124:變壓器125:整流濾波電路126:電壓限制電路127:電流限制電路128:光稱合器132:電壓限制放大器133:跨導(dǎo)放大器Rsll:電流感測(cè)電阻圖3:300:電源轉(zhuǎn)接器302:便攜式計(jì)算機(jī)304:電池組306:直流-直流轉(zhuǎn)換器308:電池管理器309:電壓線路圖4:310:電源轉(zhuǎn)換單元321:橋式整流器322:開(kāi)關(guān)323:開(kāi)關(guān)切換控制器324:變壓器325:整流濾波電路326:電壓限制電路327:功率限制電路328:光稱合器329:電流限制電路332:電壓限制放大器333:功率限制放大器334:跨導(dǎo)放大器Rs31:電流感測(cè)電阻具體實(shí)施例方式體現(xiàn)本發(fā)明的特征與優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)選實(shí)施例將在后面的說(shuō)明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實(shí)施例上具有各種的變化，其都不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說(shuō)明及附圖在本質(zhì)上是當(dāng)作說(shuō)明用，而非用以限制本發(fā)明。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例顯示在圖3中。如圖3所示，電源轉(zhuǎn)接器(poweradapter)300設(shè)定為將交流輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出直流電壓，該輸出直流電壓用來(lái)提供便攜式計(jì)算機(jī)302的工作所需的電源。便攜式計(jì)算機(jī)302內(nèi)部具有電池組(batterypack)304以及直流-直流轉(zhuǎn)換器(DC-DCconverter)306，其中直流-直流轉(zhuǎn)換器306設(shè)定為將電源轉(zhuǎn)接器300所提供的直流電壓轉(zhuǎn)換成便攜式計(jì)算機(jī)302的內(nèi)部構(gòu)件所需要的電壓，而電池組304系設(shè)定為當(dāng)便攜式計(jì)算機(jī)302并未由電源轉(zhuǎn)換器300供電時(shí)，提供電源來(lái)運(yùn)行便攜式計(jì)算機(jī)302。一般而言電池組304可由多個(gè)串聯(lián)連接的可充電電池(rechargeablebattery)所組成，其可設(shè)定為當(dāng)便攜式計(jì)算機(jī)由電源轉(zhuǎn)接器供電時(shí)，將一部分的電源轉(zhuǎn)接器300的輸出能量?jī)?chǔ)存在其中，并且在當(dāng)便攜式計(jì)算機(jī)302未由電源轉(zhuǎn)換器300供電時(shí)，將其中所儲(chǔ)存的能量經(jīng)由電壓線路(voltagerail)309傳送到直流-直流轉(zhuǎn)換器306，借此使得直流-直流轉(zhuǎn)換器306能夠提供便攜式計(jì)算機(jī)302的內(nèi)部構(gòu)件所需要的電壓。電池管理器(batterymanagementcontroller)308設(shè)定為監(jiān)控電池組304的電池溫度、電池電壓、剩余容量、充電時(shí)間、充電電壓以及充電電流等相關(guān)信息，并且提供過(guò)電流保護(hù)(overcurrentprotection)、過(guò)電壓保護(hù)(overvoltageprotection)與不足電壓保護(hù)(under-voltageprotection)等保護(hù)作用給電池組304，以控制電池組304的充電操作并且保護(hù)電池組304。圖4為圖3的電源轉(zhuǎn)接器300的電路方塊圖。如圖4所示，電源轉(zhuǎn)接器300包含電源轉(zhuǎn)換單元310，其包含橋式整流器321、開(kāi)關(guān)322、開(kāi)關(guān)切換控制器323、變壓器324，以及整流濾波電路325。橋式整流器321接收輸入交流電壓Vin并且將該輸入交流電壓轉(zhuǎn)換成全波整流的直流電壓(fU11-waverectifiedDCvoltage)。變壓器324具有初級(jí)側(cè)繞阻(primarywinding)Np與次級(jí)側(cè)繞阻(secondarywinding)Ns，其中初級(jí)側(cè)繞阻Np與開(kāi)關(guān)322串聯(lián)并且設(shè)定為當(dāng)開(kāi)關(guān)322導(dǎo)通時(shí)儲(chǔ)存自輸入交流電壓Vin所接收的能量，并且當(dāng)開(kāi)關(guān)322截止時(shí)將所儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)移至次級(jí)側(cè)繞阻Ns兩端。整流濾波電路325由整流二極管Dr31與濾波電容Cfil所組成，其設(shè)定為將次級(jí)側(cè)繞阻Ns上的能量進(jìn)行整流與濾波處理以產(chǎn)生所想要的輸出直流電壓Vo。須注意的是圖4所示的電源轉(zhuǎn)接器300是組態(tài)設(shè)定為返馳式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(flybacktopology),然而本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)接器可以采用其它種類的電源轉(zhuǎn)換器拓?fù)鋪?lái)完成，例如正向拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(forwardtopology)、不對(duì)稱半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(asymmetricalhalf-bridgetopology)等等。除此之外，電源轉(zhuǎn)接器還包含電壓限制電路326與功率限制電路327。該電壓限制電路326耦接到電源轉(zhuǎn)換單元310的輸出端并且包含分壓器，其由電阻R35與R36所組成并且設(shè)定為產(chǎn)生一個(gè)部分輸出電壓(fractionaloutputvoltage)。該電壓限制電路326也包含分壓器，其由電阻R41與R42所組成并且耦接到第一參考電壓Vref31。分壓器(R41，R42)設(shè)定為用來(lái)產(chǎn)生一部分第一參考電壓VID。電壓限制電路326還包含電壓限制放大器(voltage-limitingamplifier)332，其將分壓器(R35,R36)所提供的部分輸出電壓與分壓器(R41，R42)所提供的部分第一參考電壓Vro進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較的結(jié)果產(chǎn)生誤差控制信號(hào)。該誤差控制信號(hào)經(jīng)由光耦合器328傳送到開(kāi)關(guān)切換控制器323，以使得開(kāi)關(guān)切換控制器323根據(jù)誤差控制信號(hào)來(lái)調(diào)整開(kāi)關(guān)322的切換占空比(switchingdutycycle),從而將電源轉(zhuǎn)換單元310的輸出電壓Vo限制在一預(yù)定值上。功率限制電路327耦接到電源轉(zhuǎn)換單元310的輸出端，其包含電流感測(cè)電阻Rs31、電阻R31、R32、R33、R34，以及功率限制放大器(power-limitingamplifier)333。電阻R31耦接到電路節(jié)點(diǎn)N31與N32之間，而電阻R32耦接到正電壓輸出端以及節(jié)點(diǎn)N32之間。由于電路節(jié)點(diǎn)N31與位于電源轉(zhuǎn)換單元310的電流返回路徑上的電路節(jié)點(diǎn)N33連接到同一個(gè)接地參考端(groundreference),節(jié)點(diǎn)N31上的電壓可視為與節(jié)點(diǎn)N33上的電壓相同，借此在電路節(jié)點(diǎn)N32上產(chǎn)生一個(gè)電流信號(hào)，其由電流檢測(cè)電阻Rs31兩端的電壓加上一個(gè)微小的正偏壓所組成，并且代表電源轉(zhuǎn)換單元310的輸出電流。該電流信號(hào)耦接到功率限制放大器的反向輸入端。此外，第二參考電壓Vref32耦接到功率限制放大器333的同相輸入端，其經(jīng)由耦接到第一參考電壓Vref31的分壓器(R33,R34)所產(chǎn)生并且與閾值電流(thresholdcurrent)成正比。因此在節(jié)點(diǎn)N35上會(huì)產(chǎn)生代表電流的信號(hào)，其由第二參考電壓Vref32所組成。功率限制放大器333比較代表電源轉(zhuǎn)換單元310的輸出電流的信號(hào)以及代表閾值電流的信號(hào)，借此判斷電源轉(zhuǎn)換單元310的輸出電流是否達(dá)到閾值電流。如果電源轉(zhuǎn)換單元310的輸出電流達(dá)到閾值電流，功率限制放大器333會(huì)發(fā)出功率限制信號(hào)并經(jīng)由光耦合器328傳送到開(kāi)關(guān)切換控制器323，以使開(kāi)關(guān)切換控制器323將電源轉(zhuǎn)換單元310的輸出電壓與輸出電流的乘積(product)限制在一預(yù)定值。因此，功率限制電路327便能夠在當(dāng)電源轉(zhuǎn)換單元310的輸出電流達(dá)到閾值電流時(shí)，驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)切換控制器323將電源轉(zhuǎn)換單元310的輸出功率限制在一預(yù)定值，以避免過(guò)功率的情形發(fā)生。此外，請(qǐng)參見(jiàn)圖3，電池管理器308與電池組304耦接，以便監(jiān)控電池組304的電池溫度、電池電壓、剩余容量、充電時(shí)間、充電電壓以及充電電流等相關(guān)信息，并提供保護(hù)作用給電池組304。此外電池管理器308可設(shè)定為根據(jù)所量測(cè)的電池電壓，發(fā)出控制信號(hào)Icontrol給電源轉(zhuǎn)接器300。該電流控制信號(hào)Icontrol是電流信號(hào)并且耦合到電壓限制電路326中的電壓限制放大器332的反向輸入端，如圖4所示，使得電壓限制放大器332的輸出能夠?qū)刂菩盘?hào)Icontrol作出反應(yīng)，進(jìn)而發(fā)出負(fù)載電流調(diào)整信號(hào)(loadcurrentregulationsignal)來(lái)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)切換控制器調(diào)變電源轉(zhuǎn)換單元310的輸出電壓，借此調(diào)整提供給電池組304的充電電流。另外，圖4所示的部分第一參考電壓Vm也可經(jīng)由該輸入/輸出接口傳送到電池管理器308，借此使得電池管理器308能夠了解電源轉(zhuǎn)換器300的輸出功率值，如圖3所示。此外，電源轉(zhuǎn)接器300可選擇性的包含電流限制電路329，其由電流感測(cè)電阻Rs31與跨導(dǎo)放大器334所組成。電流感測(cè)電阻Rs31設(shè)置在電源轉(zhuǎn)換單元310的電流返回路徑上，其設(shè)定為當(dāng)電源轉(zhuǎn)換單元310的輸出電流流經(jīng)電流感測(cè)電阻Rs時(shí)，在電流感測(cè)電阻Rs31兩端產(chǎn)生與輸出電流成正比的感測(cè)電壓(sensedvoltage)。該感測(cè)電壓耦接到跨導(dǎo)放大器334的反相輸入端，而跨導(dǎo)放大器334的同相輸入端接收第三參考電壓Vref33，其經(jīng)由耦接到第一參考電壓Vref31的分壓器(R37,R38)而產(chǎn)生并且與最大電流(maximumcurrent)成正比?？鐚?dǎo)放大器334將感測(cè)電壓與第三參考電壓Vref33進(jìn)行比較，借此判斷電源轉(zhuǎn)換單元310的輸出電流是否達(dá)到最大電流。如果電源轉(zhuǎn)換單元310的輸出電流達(dá)到最大電流，跨導(dǎo)放大器334會(huì)產(chǎn)生過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)(overcurrentdetectionsignal)。該過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)經(jīng)由光耦合器328傳送到開(kāi)關(guān)切換控制器323，以使開(kāi)關(guān)切換控制器323限制電源轉(zhuǎn)換單元310的輸出電流在該最大電流以避免過(guò)電流的情形發(fā)生。綜合以上所述，本發(fā)明提出一種電源轉(zhuǎn)接器，其組態(tài)設(shè)定為在輸出電流達(dá)到閾值電流時(shí)，限制電源轉(zhuǎn)接器的輸出功率在一預(yù)定值，并且能夠接收負(fù)載端(電池組)的控制器所傳送過(guò)來(lái)的電流控制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)電源轉(zhuǎn)接器的開(kāi)關(guān)切換控制器以完成輸出電壓的調(diào)變，進(jìn)而調(diào)整提供到負(fù)載端的負(fù)載電流(提供給電池組的充電電流)。將本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)接器與圖1的公知電源轉(zhuǎn)接器相比較可知，本發(fā)明所具體實(shí)現(xiàn)的功率限制電路可有效管理電源轉(zhuǎn)接器的輸出功率，避免因?yàn)檩敵鲭娏鬟^(guò)大而產(chǎn)生過(guò)功率的情形發(fā)生，并且可取決于負(fù)載端的控制來(lái)調(diào)變電源轉(zhuǎn)接器的輸出電壓，以調(diào)整提供到負(fù)載端的負(fù)載電流。很明顯的，由于本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)接器可以根據(jù)負(fù)載端的需求來(lái)彈性調(diào)變輸出電壓與負(fù)載電流，使得負(fù)載端的電源損耗大幅減少而電源效率大幅提升，并且負(fù)載端的線路設(shè)計(jì)復(fù)雜度與制造成本得以減少。本發(fā)明可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)行各種變化和修飾，然而都不脫離所附權(quán)利要求所欲保護(hù)的范圍。權(quán)利要求1.一種電源轉(zhuǎn)接器，其包含電源轉(zhuǎn)換單元，具有開(kāi)關(guān)控制電路，其設(shè)定將輸入電源轉(zhuǎn)換成輸出電源以提供給負(fù)載；電壓限制電路，耦接到該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端，其設(shè)定為當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流小于閾值電流時(shí)，通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓限制在一預(yù)定值；以及功率限制電路，耦接到該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端，其設(shè)定為當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到閾值電流時(shí)，通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路限制該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出功率。2.如權(quán)利要求1所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該電壓限制電路耦接到該電源轉(zhuǎn)換單元的電壓輸出端。3.如權(quán)利要求1所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該電壓限制電路包含電壓限制放大器，其設(shè)定為將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓與第一參考電壓進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較的結(jié)果發(fā)出誤差控制信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓限制在一預(yù)定值。4.如權(quán)利要求3所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該電壓限制電路設(shè)定為接收由負(fù)載所傳送的電流控制信號(hào)，并且根據(jù)電流控制信號(hào)發(fā)出負(fù)載電流調(diào)整信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路來(lái)調(diào)變?cè)撾娫崔D(zhuǎn)換單元的輸出電壓。5.如權(quán)利要求1所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該功率限制電路包含電流感測(cè)裝置，用以檢測(cè)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流，以及功率限制放大器，其設(shè)定為將代表該電流感測(cè)裝置所檢測(cè)的輸出電流的電壓與代表該閾值電流的第二參考電壓進(jìn)行比較，并且當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到該閾值電流時(shí)，發(fā)出功率限制信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出功率限制在一預(yù)定值。6.如權(quán)利要求5所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該電流感測(cè)裝置由電阻組成。7.如權(quán)利要求5所述的電源轉(zhuǎn)接器，還包含電流限制電路，其包含跨導(dǎo)放大器，用以將代表該電流感測(cè)裝置所檢測(cè)的輸出電流的電壓與代表最大電流的第三參考電壓進(jìn)行比較，并且當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到該最大電流時(shí)，發(fā)出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流限制在該最大電流。8.—種電源轉(zhuǎn)接器，其包含電源轉(zhuǎn)換單元，具有開(kāi)關(guān)控制電路，其設(shè)定為將輸入電源轉(zhuǎn)換成輸出電源以提供給負(fù)載；電壓限制電路，耦接到該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端，其設(shè)定為通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓限制在一預(yù)定值；以及功率限制電路，耦接到該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端，其設(shè)定為當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到閾值電流時(shí)，通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路限制該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出功率；其中，該電壓限制電路設(shè)定為接收由負(fù)載所傳送的電流控制信號(hào)，并且根據(jù)電流控制信號(hào)發(fā)出負(fù)載電流調(diào)整信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路來(lái)調(diào)變?cè)撾娫崔D(zhuǎn)換單元的輸出電壓。9.如權(quán)利要求8所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該電壓限制電路包含電壓限制放大器，其設(shè)定為將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓與第一參考電壓進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較的結(jié)果發(fā)出誤差控制信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓限制在一預(yù)定值。10.如權(quán)利要求8所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該功率限制電路包含電流感測(cè)裝置，用以檢測(cè)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流，以及功率限制放大器，其設(shè)定為代表該電流感測(cè)裝置所檢測(cè)的輸出電流的電壓與代表該閾值電流的第二參考電壓進(jìn)行比較，并且當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到該閾值電流時(shí)，發(fā)出功率限制信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出功率限制在一預(yù)定值。11.如權(quán)利要求8所述的電源轉(zhuǎn)接器，還包含電流限制電路，其包含跨導(dǎo)放大器，用以將代表該電流感測(cè)裝置所檢測(cè)的輸出電流的電壓與代表最大電流的第三參考電壓進(jìn)行比較，并且當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到該最大電流時(shí)，發(fā)出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流限制在該最大電流。12.—種電源轉(zhuǎn)接器，其包含電源轉(zhuǎn)換單元，具有開(kāi)關(guān)控制電路，其設(shè)定為將輸入電源轉(zhuǎn)換成輸出電源以提供給負(fù)載；電壓限制電路，耦接到該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端，其設(shè)定為通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓限制在一預(yù)定值；功率限制電路，耦接到該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端，其設(shè)定為當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到閾值電流時(shí)，通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路限制該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出功率；以及電流限制電路，耦接到該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出端，其設(shè)定為當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到最大電流時(shí)，通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路限制該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流在該最大電流；其中，該電壓限制電路設(shè)定為接收由負(fù)載所傳送的電流控制信號(hào)，并且根據(jù)電流控制信號(hào)發(fā)出負(fù)載電流調(diào)整信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路來(lái)調(diào)變?cè)撾娫崔D(zhuǎn)換單元的輸出電壓。13.如權(quán)利要求12所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該電壓限制電路包含電壓限制放大器，其設(shè)定為將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓與第一參考電壓進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果發(fā)出誤差控制信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓限制在一預(yù)定值。14.如權(quán)利要求12所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該功率限制電路包含電流感測(cè)裝置，用以檢測(cè)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流，以及功率限制放大器，其設(shè)定為將代表該電流感測(cè)裝置所檢測(cè)的輸出電流的電壓與代表該閾值電流的第二參考電壓進(jìn)行比較，并且當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到該閾值電流時(shí)，發(fā)出功率限制信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出功率限制在一預(yù)定值。15.如權(quán)利要求12所述的電源轉(zhuǎn)接器，其中該電流限制電路包含跨導(dǎo)放大器，用以將代表該電流感測(cè)裝置所檢測(cè)的輸出電流的電壓與代表最大電流的第三參考電壓進(jìn)行比較，并且當(dāng)該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流達(dá)到該最大電流時(shí)，發(fā)出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)到該開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路將該電源轉(zhuǎn)換單元的輸出電流限制在該最大電流。全文摘要本發(fā)明揭示一種電源轉(zhuǎn)接器，具有電壓限制電路，其設(shè)定為當(dāng)電源轉(zhuǎn)接器的輸出電流小于閾值電流時(shí)，限制電源轉(zhuǎn)接器的輸出電壓在一預(yù)定值，以及功率限制電路，其設(shè)定為當(dāng)電源轉(zhuǎn)接器的輸出電流達(dá)到閾值電流時(shí)，限制電源轉(zhuǎn)接器的輸出功率在一預(yù)定值，其中該電壓限制電路設(shè)定為可接收自負(fù)載所傳送過(guò)來(lái)的電流控制信號(hào)，并根據(jù)電流控制信號(hào)發(fā)出負(fù)載電流調(diào)整信號(hào)到該電源轉(zhuǎn)接器的開(kāi)關(guān)控制電路，從而通過(guò)該開(kāi)關(guān)控制電路來(lái)調(diào)變?cè)撾娫崔D(zhuǎn)換單元的輸出電壓。本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)接器根據(jù)負(fù)載端的需求來(lái)彈性調(diào)變輸出電壓與負(fù)載電流，使負(fù)載端的電源損耗大幅減少而電源效率大幅提升，并且負(fù)載端的線路設(shè)計(jì)復(fù)雜度與制造成本得以減少。文檔編號(hào)H02J7/02GK101106334SQ20061010157公開(kāi)日2008年1月16日申請(qǐng)日期2006年7月12日優(yōu)先權(quán)日2006年7月12日發(fā)明者蔣進(jìn)財(cái)申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司