本發(fā)明涉及電源供應(yīng)技術(shù)，特別是涉及一種可以操作在多個模式的電源供應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

一個現(xiàn)有的電源供應(yīng)裝置接收一個直流的輸入電壓，且輸出一個關(guān)聯(lián)于輸入電壓且呈直流的輸出電壓。當(dāng)輸入電壓高于一個預(yù)設(shè)的參考電壓值時，現(xiàn)有的電源供應(yīng)裝置操作在一個第一模式，以輸出輸入電壓作為輸出電壓。當(dāng)輸入電壓低于參考電壓值時，現(xiàn)有的電源供應(yīng)裝置操作在一個第二模式，以將輸入電壓升壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓，且穩(wěn)定輸出電壓在一個預(yù)設(shè)的目標(biāo)電壓值?，F(xiàn)有的電源供應(yīng)裝置從第一模式及第二模式中的一者直接切換到第一模式及第二模式中的另一者，且因此承受相對較大的電流應(yīng)力。此外，現(xiàn)有的電源供應(yīng)裝置會造成輸入電壓及輸出電壓中的每一個具有相對較大的紋波成分，導(dǎo)致一個使用現(xiàn)有的電源供應(yīng)裝置的系統(tǒng)具有相對較短的壽命及相對較差的穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電源供應(yīng)裝置，該電源供應(yīng)裝置可以改善背景技術(shù)的至少一個缺點(diǎn)。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置包含一個輸入端、一個輸出端、一個第一開關(guān)、一個轉(zhuǎn)換模塊及一個控制模塊。一個輸入電壓在該輸入端被接收。一個輸出電壓在該輸出端被輸出。該第一開關(guān)耦接在該輸入端及該輸出端間，且根據(jù)一個第一控制信號在導(dǎo)通及不導(dǎo)通間切換。當(dāng)該第一開關(guān)導(dǎo)通時，該輸入電壓經(jīng)由該第一開關(guān)被輸出作為該輸出電壓。該轉(zhuǎn)換模塊耦接在該輸入端及該輸出端間，且根據(jù)一個第二控制信號選擇性將該輸入電壓轉(zhuǎn)換成該輸出電壓。該控制模塊耦接到該輸入端、該輸出端、該第一開關(guān)及該轉(zhuǎn)換模塊，且至少根據(jù)該輸入電壓及該輸出電壓，產(chǎn)生該第一控制信號及該第二控制信號。該電源供應(yīng)裝置可 操作在一個第一模式及一個第二模式。在該第一模式中，該第一控制信號被組配，以致該第一開關(guān)導(dǎo)通，且該第二控制信號被組配，以致該轉(zhuǎn)換模塊不進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在該第二模式中，該第一控制信號被組配，以致該第一開關(guān)不導(dǎo)通，且該第二控制信號根據(jù)該輸出電壓被組配，以致該轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換且該輸出電壓被穩(wěn)定在一個預(yù)設(shè)的目標(biāo)電壓值。當(dāng)該電源供應(yīng)裝置操作在該第二模式且一個與該輸入電壓相關(guān)聯(lián)的第一條件成立時，該控制模塊組配該第一控制信號，以致該第一開關(guān)不導(dǎo)通，且組配該第二控制信號，以致該轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換且該輸出電壓朝該輸入電壓逐漸改變。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，該輸入電壓落在一個從一個最小輸入電壓值到一個最大輸入電壓值的范圍內(nèi)，該轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行升壓轉(zhuǎn)換，該目標(biāo)電壓值大于該最小輸入電壓值，且該第一條件是該輸入電壓大于一個預(yù)設(shè)的參考電壓值，該參考電壓值大于該最小輸入電壓值，且小于該最大輸入電壓值及該目標(biāo)電壓值。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，該第一條件是該輸入電壓大于該參考電壓值達(dá)到一段預(yù)設(shè)的延遲時間。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，當(dāng)該電源供應(yīng)裝置操作在該第二模式且該第一條件成立時，該第二控制信號被組配，以致該輸出電壓逐漸減少而接近該輸入電壓。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，該轉(zhuǎn)換模塊包括一個電感、一個二極管及一個第二開關(guān)。該電感、該二極管及該第二開關(guān)在該輸入端、該輸出端及一個參考節(jié)點(diǎn)間耦接成y形。該電感耦接到該輸入端。該二極管的陰極耦接到該輸出端。該第二開關(guān)耦接到該參考節(jié)點(diǎn)，還耦接到該控制模塊，且根據(jù)該第二控制信號在導(dǎo)通及不導(dǎo)通間切換。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，該輸入電壓落在一個從一個最小輸入電壓值到一個最大輸入電壓值的范圍內(nèi)，該轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行降壓轉(zhuǎn)換，該目標(biāo)電壓值小于該最大輸入電壓值，且該第一條件是該輸入電壓小于一個預(yù)設(shè)的參考電壓值，該參考電壓值大于該最小輸入電壓值及該目標(biāo)電壓值，且小于該最大輸入電壓值。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，該第一條件是該輸入電壓小于該參考電壓值達(dá)到一段預(yù)設(shè)的延遲時間。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，當(dāng)該電源供應(yīng)裝置操作在該第二模式且該第一條件成立時，該第二控制信號被組配，以致該輸出電壓逐漸增加而接近該輸入電壓。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，該轉(zhuǎn)換模塊包括一個第二開關(guān)、一個電感及一個二極管。該第二開關(guān)、該電感及該二極管在該輸入端、該輸出端及一個參考節(jié)點(diǎn)間耦接成y形。該第二開關(guān)耦接到該輸入端，還耦接到該控制模塊，且根據(jù)該第二控制信號在導(dǎo)通及不導(dǎo)通間切換。該電感耦接到該輸出端。該二極管的陽極耦接到該參考節(jié)點(diǎn)。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，當(dāng)該輸出電壓及該輸入電壓間的差異減少到一個預(yù)設(shè)的間隙電壓值時，該控制模塊組配該第一控制信號及該第二控制信號，以致該電源供應(yīng)裝置進(jìn)入該第一模式。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，該間隙電壓值足以使得該輸出電壓及該輸入電壓間的差異在該電源供應(yīng)裝置進(jìn)入該第一模式時為零。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，當(dāng)該電源供應(yīng)裝置操作在該第二模式且該第一條件成立時，該第二控制信號是根據(jù)該輸出電壓被組配。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，一個輸入電流在該輸入端被接收，當(dāng)該電源供應(yīng)裝置操作在該第二模式且該第一條件成立時，該第二控制信號是根據(jù)該輸入電流被組配。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，當(dāng)該電源供應(yīng)裝置操作在該第一模式且一個與該輸入電壓相關(guān)聯(lián)的第二條件成立時，該控制模塊組配該第一控制信號，以致該第一開關(guān)不導(dǎo)通，且組配該第二控制信號，以致該轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換且該輸出電壓朝該目標(biāo)電壓值逐漸改變；當(dāng)該輸出電壓達(dá)到該目標(biāo)電壓值時，該控制模塊組配該第一控制信號及該第二控制信號，以致該電源供應(yīng)裝置進(jìn)入該第二模式。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，該輸入電壓落在一個從一個最小輸入電壓值到一個最大輸入電壓值的范圍內(nèi)，該轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行升壓轉(zhuǎn)換，該目標(biāo)電壓值大于該最小輸入電壓值，且該第二條件是該輸入電壓小于一個預(yù)設(shè)的參考電壓值，該參考電壓值大于該最小輸入電壓值，且小于該最大輸入電壓值及該目標(biāo)電壓值。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，當(dāng)該電源供應(yīng)裝置操作在該第一模式且該第二條件成立時，該第二控制信號被組配，以致該輸出電壓從一個 預(yù)設(shè)的最小電壓值逐漸增加而接近該目標(biāo)電壓值，該最小電壓值大于或等于該參考電壓值，且小于該目標(biāo)電壓值。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，該輸入電壓落在一個從一個最小輸入電壓值到一個最大輸入電壓值的范圍內(nèi)，該轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行降壓轉(zhuǎn)換，該目標(biāo)電壓值小于該最大輸入電壓值，且該第二條件是該輸入電壓大于一個預(yù)設(shè)的參考電壓值，該參考電壓值小于該最大輸入電壓值，且大于該最小輸入電壓值及該目標(biāo)電壓值。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，當(dāng)該電源供應(yīng)裝置操作在該第一模式且該第二條件成立時，該第二控制信號被組配，以致該輸出電壓從一個預(yù)設(shè)的最大電壓值逐漸減少而接近該目標(biāo)電壓值，該最大電壓值小于或等于該參考電壓值，且大于該目標(biāo)電壓值。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，當(dāng)該電源供應(yīng)裝置操作在該第二模式且該第二條件成立時，該第二控制信號是根據(jù)該輸出電壓被組配。

本發(fā)明電源供應(yīng)裝置中，一個輸入電流在該輸入端被接收，當(dāng)該電源供應(yīng)裝置操作在該第二模式且該第二條件成立時，該第二控制信號是根據(jù)該輸入電流被組配。

本發(fā)明的有益效果在于：通過該控制模塊在該電源供應(yīng)裝置操作在該第二模式且該第一條件成立時所做的處理，該電源供應(yīng)裝置在從該第二模式切換到該第一模式時承受相對較小的電流應(yīng)力。

附圖說明

圖1是一個電路方塊圖，說明本發(fā)明電源供應(yīng)裝置的第一實(shí)施例；

圖2是一個時序圖，說明第一實(shí)施例在從一個第二模式切換到一個第一模式時的操作；

圖3是一個時序圖，說明第一實(shí)施例在從第一模式切換到第二模式時的操作；

圖4是一個電路方塊圖，說明本發(fā)明電源供應(yīng)裝置的第二實(shí)施例；

圖5是一個時序圖，說明第二實(shí)施例在從第二模式切換到第一模式時的操作；

圖6是一個時序圖，說明第二實(shí)施例在從第一模式切換到第二模式時的操作。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

參閱圖1、圖2及圖3，本發(fā)明電源供應(yīng)裝置的第一實(shí)施例包含一個輸入端1、一個輸出端2、一個第一開關(guān)3、一個轉(zhuǎn)換模塊4、一個控制模塊5及一個電容6，適用于在輸入端1接收一個直流的輸入電壓vin及一個輸入電流iin，且在輸出端2輸出一個直流的輸出電壓vout。輸入電壓vin落在從一個最小輸入電壓值vin_min到一個最大輸入電壓值vin_max的范圍內(nèi)(也就是vin_min≤vin≤vin_max)。電容6耦接在輸出端2及一個參考節(jié)點(diǎn)(例如地)間，且對輸出電壓vout濾波。

第一開關(guān)3耦接在輸入端1及輸出端2間，且根據(jù)一個第一控制信號ctrl1在導(dǎo)通及不導(dǎo)通間切換。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)3導(dǎo)通時，輸入電壓vin經(jīng)由第一開關(guān)3被輸出作為輸出電壓vout。

轉(zhuǎn)換模塊4耦接在輸入端1及輸出端2間，且根據(jù)一個第二控制信號ctrl2選擇性將輸入電壓vin轉(zhuǎn)換成輸出電壓vout。在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換模塊4進(jìn)行升壓轉(zhuǎn)換，且包括一個電感41、一個二極管42及一個第二開關(guān)43。電感41、二極管42及第二開關(guān)43在輸入端1、輸出端2及參考節(jié)點(diǎn)間耦接成y形。電感41耦接到輸入端1。二極管42的陰極耦接到輸出端2。第二開關(guān)43耦接到參考節(jié)點(diǎn)，且根據(jù)第二控制信號ctrl2在導(dǎo)通及不導(dǎo)通間切換。

控制模塊5耦接到輸入端1、輸出端2、第一開關(guān)3及第二開關(guān)43，且根據(jù)輸入電壓vin及輸出電壓vout，產(chǎn)生第一控制信號ctrl1及第二控制信號ctrl2。

在控制模塊5的控制下，電源供應(yīng)裝置可操作在一個第一模式及一個第二模式。在第一模式中，第一控制信號ctrl1被組配，以致第一開關(guān)3導(dǎo)通，且第二控制信號ctrl2被組配，以致第二開關(guān)43不導(dǎo)通(也就是轉(zhuǎn)換模塊4不進(jìn)行轉(zhuǎn)換)。在第二模式中，第一控制信號ctrl1被組配，以致第一開關(guān)3不導(dǎo)通，且第二控制信號ctrl2根據(jù)輸出電壓vout被組配，以致第二開關(guān)43在導(dǎo)通及不導(dǎo)通間交替(也就是轉(zhuǎn)換模塊4進(jìn)行轉(zhuǎn)換)，且輸出電壓vout被穩(wěn)定在一個預(yù)設(shè)的目標(biāo)電壓值vtarget。在本實(shí)施例中，目標(biāo)電壓值vtarget大于最小 輸入電壓值vin_min。

如圖2所示，當(dāng)電源供應(yīng)裝置操作在第二模式且與輸入電壓vin相關(guān)聯(lián)的第一條件成立時，控制模塊5組配第一控制信號ctrl1，以致第一開關(guān)3不導(dǎo)通，且組配第二控制信號ctrl2，以致第二開關(guān)43在導(dǎo)通及不導(dǎo)通間交替(也就是轉(zhuǎn)換模塊4進(jìn)行轉(zhuǎn)換)，且輸出電壓vout朝輸入電壓vin逐漸改變。因此，電源供應(yīng)裝置既不操作在第二模式，也不操作在第一模式。在本實(shí)施例中，第一條件是輸入電壓vin大于參考電壓值vref達(dá)到一段預(yù)設(shè)的延遲時間tdelay。參考電壓值vref大于最小輸入電壓值vin_min，且小于最大輸入電壓值vin_max及目標(biāo)電壓值vtarget。此外，在本實(shí)施例中，當(dāng)電源供應(yīng)裝置操作在第二模式且第一條件成立時，第二控制信號ctrl2根據(jù)輸出電壓vout及輸入電流iin中的一個被組配，以致輸出電壓vout逐漸減少而接近輸入電壓vin。值得注意的是，在其它實(shí)施例中，第一條件可以與延遲時間tdelay無關(guān)。

如圖2所示，當(dāng)輸出電壓vout及輸入電壓vin間的差異減少到一個預(yù)設(shè)的間隙電壓值vgap時，控制模塊5組配第一控制信號ctrl1及第二控制信號ctrl2，以致電源供應(yīng)裝置進(jìn)入第一模式。值得注意的是，圖2畫出電源供應(yīng)裝置的處理時間為零時的情況。實(shí)際上，電源供應(yīng)裝置的處理時間不為零，所以，當(dāng)輸出電壓vout及輸入電壓vin間的差異減少到間隙電壓值vgap時，電源供應(yīng)裝置不會立刻進(jìn)入第一模式，且當(dāng)電源供應(yīng)裝置進(jìn)入第一模式時，輸出電壓vout及輸入電壓vin間的差異會減少到小于間隙電壓值vgap。在本實(shí)施例中，間隙電壓值vgap被預(yù)先設(shè)定成足以使得輸出電壓vout及輸入電壓vin間的差異在電源供應(yīng)裝置進(jìn)入第一模式時為零。

如圖3所示，當(dāng)電源供應(yīng)裝置操作在第一模式且與輸入電壓vin相關(guān)聯(lián)的第二條件成立時，控制模塊5組配第一控制信號ctrl1，以致第一開關(guān)3不導(dǎo)通，且組配第二控制信號ctrl2，以致第二開關(guān)43在導(dǎo)通及不導(dǎo)通間交替(也就是轉(zhuǎn)換模塊4進(jìn)行轉(zhuǎn)換)，且輸出電壓vout朝目標(biāo)電壓值vtarget逐漸改變。在本實(shí)施例中，第二條件是輸入電壓vin小于參考電壓值vref；且當(dāng)電源供應(yīng)裝置操作在第一模式且第二條件成立時，第二控制信號ctrl2根據(jù)輸出電壓vout及輸入 電流iin中的一個被組配，以致輸出電壓vout從一個預(yù)設(shè)的最小電壓值vmin逐漸增加而接近目標(biāo)電壓值vtarget。最小電壓值vmin大于或等于參考電壓值vref，且小于目標(biāo)電壓值vtarget。

如圖3所示，當(dāng)輸出電壓vout達(dá)到目標(biāo)電壓值vtarget時，控制模塊5組配第一控制信號ctrl1及第二控制信號ctrl2，以致電源供應(yīng)裝置進(jìn)入第二模式。

歸納上述，本實(shí)施例的電源供應(yīng)裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.通過控制模塊5在電源供應(yīng)裝置操作在第二模式且第一條件成立時所做的處理，電源供應(yīng)裝置在從第二模式切換到第一模式時會在輸入端1汲取一個相對較小的涌潮電流，且因此承受相對較小的電流應(yīng)力。

2.通過控制模塊5在電源供應(yīng)裝置操作在第一模式且第二條件成立時所做的處理，當(dāng)電源供應(yīng)裝置從第一模式切換到第二模式時，輸出電壓vout會相對較慢地增加到目標(biāo)電壓值vtarget，導(dǎo)致電源供應(yīng)裝置承受相對較小的電流應(yīng)力。

3.通過控制模塊5在電源供應(yīng)裝置操作在第二模式且第一條件成立時所做的處理，及通過控制模塊5在電源供應(yīng)裝置操作在第一模式且第二條件成立時所做的處理，電源供應(yīng)裝置在輸入端1連續(xù)地汲取能量，導(dǎo)致輸入電壓vin及輸出電壓vout中的每一個具有相對較小的紋波成分，且因此一個使用電源供應(yīng)裝置的系統(tǒng)具有相對較長的壽命及相對較佳的穩(wěn)定性。

4.通過延遲時間tdelay，可以避免電源供應(yīng)裝置在輸入電壓vin不穩(wěn)定或有雜訊時非所欲地從第二模式切換到第一模式。

參閱圖4、圖5及圖6，本發(fā)明電源供應(yīng)裝置的第二實(shí)施例是第一實(shí)施例的變形，且不同于第一實(shí)施例的地方在于：

1.轉(zhuǎn)換模塊4’進(jìn)行降壓轉(zhuǎn)換，且包括一個第二開關(guān)44、一個電感45及一個二極管46。第二開關(guān)44、電感45及二極管46在輸入端1、輸出端2及參考節(jié)點(diǎn)間耦接成y形。第二開關(guān)44耦接到輸入端1，還耦接到控制模塊5’，且根據(jù)第二控制信號ctrl2在導(dǎo)通及不導(dǎo)通間切換。電感45耦接到輸出端2。二極管46的陽極耦接到參考節(jié)點(diǎn)。

2.目標(biāo)電壓值vtarget小于最大輸入電壓值vin_max。

3.第一條件是輸入電壓vin小于預(yù)設(shè)的參考電壓值vref達(dá)到延遲時間tdelay。參考電壓值vref大于最小輸入電壓值vin_min及目標(biāo)電壓值vtarget，且小于最大輸入電壓值vin_max。值得注意的是，在其它實(shí)施例中，第一條件可以與延遲時間tdelay無關(guān)。

4.當(dāng)電源供應(yīng)裝置操作在第二模式且第一條件成立時，第二控制信號ctrl2根據(jù)輸出電壓vout及輸入電流iin中的一個被組配，以致輸出電壓vout逐漸增加而接近輸入電壓vin。

5.第二條件是輸入電壓vin大于參考電壓值vref。

6.當(dāng)電源供應(yīng)裝置操作在第一模式且第二條件成立時，第二控制信號根據(jù)輸出電壓vout及輸入電流iin中的一個被組配，以致輸出電壓vout從一個預(yù)設(shè)的最大電壓值vmax逐漸減少而接近目標(biāo)電壓值vtarget。最大電壓值vmax小于或等于參考電壓值vref，且大于目標(biāo)電壓值vtarget。

歸納上述，本實(shí)施例的電源供應(yīng)裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.通過控制模塊5’在電源供應(yīng)裝置操作在第二模式且第一條件成立時所做的處理，電源供應(yīng)裝置在從第二模式切換到第一模式時會在輸入端1汲取一個相對較小的涌潮電流，且因此承受相對較小的電流應(yīng)力。

2.通過控制模塊5’在電源供應(yīng)裝置操作在第一模式且第二條件成立時所做的處理，當(dāng)電源供應(yīng)裝置從第一模式切換到第二模式時，輸出電壓vout會相對較慢地減少到目標(biāo)電壓值vtarget，導(dǎo)致電源供應(yīng)裝置承受相對較小的電流應(yīng)力。

3.通過控制模塊5’在電源供應(yīng)裝置操作在第二模式且第一條件成立時所做的處理，及通過控制模塊5’在電源供應(yīng)裝置操作在第一模式且第二條件成立時所做的處理，電源供應(yīng)裝置在輸入端1連續(xù)地汲取能量，導(dǎo)致輸入電壓vin及輸出電壓vout中的每一個具有相對較小的紋波成分，且因此一個使用電源供應(yīng)裝置的系統(tǒng)具有相對較長的壽命及相對較佳的穩(wěn)定性。

4.通過延遲時間tdelay，可以避免電源供應(yīng)裝置在輸入電壓vin不穩(wěn)定或有雜訊時非所欲地從第二模式切換到第一模式。