电源供应装置及其操作方法

摘要

本发明公开一种电源供应装置及其操作方法，电源供应装置包括：整流单元、功因校正电路及控制单元。控制单元根据输入电源的大小而对应地提供参考电压；当功因校正电路的电感的电感电流所对应的电压信号高于参考电压时，控制单元控制功因校正电路的释能开关切换导通，且当电压信号低于参考电压时，控制单元控制释能开关关闭。本发明根据不同的输入电源对功因校正电路进行相应地控制，以降低功因校正电路的功率损耗，同时亦具有输入电流突波限制的功能。

权利要求

1.一种电源供应装置，其特征在于，包括：一整流单元，将一输入电源转换为一整流电源；

一功因校正电路，包括使一电感储能的一储能开关与使该电感释能的一释能开关，且该整流电源通过该功因校正电路转换为一直流电源；及一控制单元，耦接该储能开关与该释能开关；

其中，该控制单元根据该输入电源的大小而对应地提供一参考电压；当该电感的一电感电流所对应的一电压信号高于该参考电压时，该控制单元控制该释能开关切换导通，且当该电压信号低于该参考电压时，该控制单元控制该释能开关关闭；及其中，该参考电压的一电压值范围包括多个电压值；当该控制单元得知该参考电压由该多个电压值中的一第一电压值转换为一第二电压值时，该控制单元控制在一瞬时时段内调高该参考电压至一瞬时电压值，且在该瞬时时段后将该参考电压调整至该第二电压值。

2.根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于，当该输入电源升高时，该控制单元调低该参考电压，且当该输入电源降低时，该控制单元调高该参考电压。

3.根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于，该控制单元包括：一电流侦测单元，耦接该功因校正电路，且接收对应该电感电流的一电流信号；

一比较单元，耦接该电流侦测单元；及一参考电压产生单元，耦接该比较单元，且接收对应该输入电源大小的一参考信号；

其中，该电流侦测单元转换该电流信号为该电压信号，且该参考电压产生单元根据该参考信号而对应产生该参考电压；该比较单元比较该电压信号与该参考电压而提供一比较信号，使该控制单元根据该比较信号控制该释能开关切换导通或关闭。

4.根据权利要求3所述的电源供应装置，其特征在于，该控制单元更包括：一开关驱动单元，耦接该比较单元与该释能开关；

其中，该开关驱动单元电气隔离该比较单元与该释能开关，且根据该比较信号而选择性的提供一工作电压驱动该释能开关。

5.根据权利要求3所述的电源供应装置，其特征在于，该控制单元更包括：一迟滞单元，耦接该参考电压产生单元与该比较单元；

其中，当该比较信号使该释能开关由切换导通转换为关闭或由关闭转换为切换导通时，该迟滞单元在一迟滞时段内将该参考电压由一第一准位调整至一第二准位。

6.根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于，该瞬时电压值为该第二电压值的倍数。

7.根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于，当该释能开关切换导通时，该控制单元控制该功因校正电路工作在一连续导通模式，且该释能开关关闭时，该控制单元控制该功因校正电路工作在一非连续导通模式。

8.根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于，更包括：一突波限制单元，耦接该功因校正电路的一接地端及该整流单元；

其中，当该功因校正电路启动，使该功因校正电路的一输出电流流过连接该功因校正电路的一储能电容而产生一突波时，该突波限制单元提供一阻抗限制该突波的峰值，且当该控制单元侦测不具有该突波时，该控制单元旁路该阻抗。

9.根据权利要求8所述的电源供应装置，其特征在于，该突波限制单元包括：一电阻，耦接该接地端；及

一开关，并联该电阻，且耦接该控制单元；

其中，当具有该突波时，该控制单元控制该开关不导通，使该电阻提供该阻抗而限制该突波的峰值；当该控制单元侦测该电阻两端的一电压差低于一门坎时，该控制单元控制该开关导通，以旁路该电阻。

10.根据权利要求1所述的电源供应装置，其特征在于，该输入电源介于90伏特至264伏特。

11.一种电源供应装置的操作方法，其特征在于，包括下列步骤：将一输入电源通过一整流单元转换为一整流电源；

控制该整流电源通过一功因校正电路转换为一直流电源；

根据该输入电源的大小而对应地提供一参考电压；

当该功因校正电路的一电感的一电感电流所对应的一电压信号高于该参考电压时，控制该功因校正电路的一释能开关切换导通；

当该电压信号低于该参考电压时，控制该释能开关关闭，且该参考电压的一电压值范围包括多个电压值；及

当得知该参考电压由该多个电压值中的一第一电压值转换为一第二电压值时，控制在一瞬时时段内调高该参考电压至一瞬时电压值，且在该瞬时时段后将该参考电压调整至该第二电压值。

12.根据权利要求11所述的电源供应装置的操作方法，其特征在于，当该输入电源升高时，调低该参考电压，且当该输入电源降低时，调高该参考电压。

13.根据权利要求11所述的电源供应装置的操作方法，其特征在于，更包括：接收对应该电感电流的一电流信号，且转换该电流信号为该电压信号；

接收对应该输入电源大小的一参考信号，且根据该参考信号而对应产生该参考电压；

及

比较该电压信号与该参考电压而提供一比较信号，以根据该比较信号控制该释能开关切换导通或关闭。

14.根据权利要求13所述的电源供应装置的操作方法，其特征在于，更包括：当该比较信号使该释能开关由切换导通转换为关闭或由关闭转换为切换导通时，在一迟滞时段内将该参考电压由一第一准位调整至一第二准位。

15.根据权利要求11所述的电源供应装置的操作方法，其特征在于，该瞬时电压值为该第二电压值的倍数。

16.根据权利要求11所述的电源供应装置的操作方法，其特征在于，当该释能开关切换导通时，控制该功因校正电路工作在一连续导通模式，且该释能开关关闭时，控制该功因校正电路工作在一非连续导通模式。

17.根据权利要求11所述的电源供应装置的操作方法，其特征在于，当该功因校正电路启动，使该功因校正电路的一输出电流流过连接该功因校正电路的一储能电容而产生一突波时，提供一阻抗限制该突波的峰值，且当不具有该突波时，旁路该阻抗。

18.根据权利要求17所述的电源供应装置的操作方法，其特征在于，当具有该突波时，利用一电阻提供该阻抗而限制该突波的峰值；当通过侦测该电阻两端的一电压差低于一门坎时，旁路该电阻。

说明书

电源供应装置及其操作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电源供应装置及其操作方法，尤指一种降低功率损耗提高效能的电源供应装置及其操作方法。

背景技术

[0002] 在转换式电源供应装置(PSU)的基本电路上，因应高效能大功率(瓦数)的发展，所以衍生许多效能改善的电路，尤其在功因校正电路(Power Factor Correction)的应用上，
亦是推陈出新。现今的电子电路发展越来越注重功耗及效率的情况下，在转换式电源供应
装置要进一步提升效能，则必须进一步地降低功率因子校正器的功率消耗。

[0003] 另一方面，在高功率的电源使用上大部分是多台的转换式电源供应装置并联的使用方式，因此在开机启动的瞬间所产生的突波电流，将会影响整个输入电源的供电稳定，以
及输入电源开关断路器(circuit breaker)的安全使用规则，所以转换式电源供应装置的
突波电流的限制就非常重要。

[0004] 尤其在现今的转换式电源供应装置为因应各国的市电电压不同的状况下，输入电源的不同会使得转换式电源供应装置的运作状况不同，若未有考虑此种状况而对应的提出
因应的电路设计时，会使得转换式电源供应装置在不同的输入电源的状况之下运作时，将
会额外地产生不必要的功率损耗。

[0005] 因此，如何设计出一种电源供应装置及其操作方法，根据不同的输入电源对功因校正电路进行相应地控制，以降低功因校正电路的功率损耗，同时亦具有输入电流突波限
制的功能，乃为本发明所欲行研究的重要课题。

发明内容

[0006] 为了解决上述问题，本发明提供一种电源供应装置，以克服现有技术的问题。

[0007] 因此，本发明的电源供应装置包括：整流单元，将输入电源转换为整流电源。功因校正电路，包括使电感储能的储能开关与使电感释能的释能开关，且整流电源通过功因校
正电路转换为直流电源。及控制单元，耦接储能开关与释能开关。其中，控制单元根据输入
电源的大小而对应地提供参考电压；当电感的电感电流所对应的电压信号高于参考电压
时，控制单元控制释能开关切换导通，且当电压信号低于参考电压时，控制单元控制释能开
关关闭。

[0008] 于一实施例中，当输入电源升高时，控制单元调低参考电压，且当输入电源降低时，控制单元调高参考电压。

[0009] 于一实施例中，控制单元包括：电流侦测单元，耦接功因校正电路，且接收对应电感电流的电流信号。比较单元，耦接电流侦测单元。及参考电压产生单元，耦接比较单元，且
接收对应输入电源大小的参考信号。其中，电流侦测单元转换电流信号为电压信号，且参考
电压产生单元根据参考信号而对应产生参考电压；比较单元比较电压信号与参考电压而提
供一比较信号，使控制单元根据比较信号控制释能开关切换导通或关闭。

[0010] 于一实施例中，控制单元更包括：开关驱动单元，耦接比较单元与释能开关。其中，开关驱动单元电气隔离比较单元与释能开关，且根据比较信号而选择性的提供工作电压驱
动释能开关。

[0011] 于一实施例中，控制单元更包括：迟滞单元，耦接参考电压产生单元与比较单元。其中，当比较信号使释能开关由切换导通转换为关闭或由关闭转换为切换导通时，迟滞单
元在迟滞时段内将参考电压由第一准位调整至第二准位。

[0012] 于一实施例中，参考电压的电压值范围包括多个电压值；当控制单元得知参考电压由多个电压值中的第一电压值转换为第二电压值时，控制单元控制在瞬时时段内调高参
考电压至瞬时电压值，且在瞬时时段后将参考电压调整至第二电压值。

[0013] 于一实施例中，瞬时电压值为第二电压值的倍数。

[0014] 于一实施例中，当释能开关切换导通时，控制单元控制功因校正电路工作在连续导通模式，且释能开关关闭时，控制单元控制功因校正电路工作在非连续导通模式。

[0015] 于一实施例中，更包括：突波限制单元，耦接功因校正电路的接地端及整流单元。其中，当功因校正电路启动，使功因校正电路的输出电流流过连接功因校正电路的储能电
容而产生突波时，突波限制单元提供阻抗限制突波的峰值，且当控制单元侦测不具有突波
时，控制单元旁路阻抗。

[0016] 于一实施例中，突波限制单元包括：电阻，耦接接地端。开关，并联电阻，且耦接控制单元。其中，当具有突波时，控制单元控制开关不导通，使电阻提供阻抗而限制突波的峰
值；当控制单元侦测电阻两端的电压差低于门坎时，控制单元控制开关导通，以旁路电阻。

[0017] 于一实施例中，输入电源介于90伏特至264伏特。

[0018] 为了解决上述问题，本发明提供一种电源供应装置的操作方法，以克服现有技术的问题。因此，本发明的电源供应装置的操作方法包括下列步骤：将输入电源通过整流单元
转换为整流电源。控制整流电源通过功因校正电路转换为直流电源。根据输入电源的大小
而对应地提供参考电压。当功因校正电路的电感的电感电流所对应的电压信号高于参考电
压时，控制功因校正电路的释能开关切换导通。及当电压信号低于参考电压时，控制释能开
关关闭。

[0019] 于一实施例中，当输入电源升高时，调低参考电压，且当输入电源降低时，调高参考电压。

[0020] 于一实施例中，更包括：接收对应电感电流的电流信号，且转换电流信号为电压信号。接收对应输入电源大小的参考信号，且根据参考信号而对应产生参考电压。及比较电压
信号与参考电压而提供比较信号，以根据比较信号控制释能开关切换导通或关闭。

[0021] 于一实施例中，更包括：当比较信号使释能开关由切换导通转换为关闭或由关闭转换为切换导通时，在迟滞时段内将参考电压由第一准位调整至第二准位。

[0022] 于一实施例中，参考电压的电压值范围包括多个电压值；当得知参考电压由多个电压值中的第一电压值转换为第二电压值时，控制在瞬时时段内调高参考电压至瞬时电压
值，且在瞬时时段后将参考电压调整至第二电压值。

[0023] 于一实施例中，瞬时电压值为第二电压值的倍数。

[0024] 于一实施例中，当该释能开关切换导通时，控制该功因校正电路工作在一连续导通模式，且该释能开关关闭时，控制该功因校正电路工作在一非连续导通模式。

[0025] 于一实施例中，当功因校正电路启动，使功因校正电路的输出电流流过连接功因校正电路的储能电容而产生突波时，提供一阻抗限制突波的峰值，且当不具有突波时，旁路
阻抗。

[0026] 于一实施例中，当具有突波时，利用电阻提供阻抗而限制突波的峰值；当通过侦测电阻两端的电压差低于门坎时，旁路电阻。

[0027] 为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且
具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

[0028] 图1为本发明电源供应装置的电路方块图；

[0029] 图2为本发明控制单元的电路方块图；

[0030] 图3为本发明电源供应装置的波形图；

[0031] 图4A为本发明电源供应装置在功因校正电路运作时的操作方法流程图；及

[0032] 图4B为本发明电源供应装置在启动时的操作方法流程图。

[0033] 其中，附图标记：

[0034] 100…电源供应装置

[0035] 1…整流单元

[0036] 2…功因校正电路

[0037] L…电感

[0038] Q1…储能开关

[0039] Q2…释能开关

[0040] 3…控制单元

[0041] 32…电流侦测单元

[0042] 34…比较单元

[0043] 36…参考电压产生单元

[0044] Ra、Rb…第一分压电路

[0045] Qc…控制开关

[0046] 38…控制器

[0047] 42…迟滞单元

[0048] Rc、Rd…第二分压电路

[0049] Qh…迟滞开关

[0050] 44…开关驱动单元

[0051] 442…光耦合器

[0052] 5…突波限制单元

[0053] Q…开关

[0054] R、R1、Ra、Rb、Rc、Rd…电阻

[0055] C…储能电容

[0056] G…接地端

[0057] 200…负载

[0058] Vin…输入电源

[0059] Vb…整流电源

[0060] Vd…直流电源

[0061] Vr、Vr1、Vr2…参考电压

[0062] Vs…电压源

[0063] Vcc…工作电压

[0064] Vf…电压差

[0065] Io…输出电流

[0066] Il…电感电流

[0067] Sc1、Sc2…控制信号

[0068] Si…电流信号

[0069] Sv…电压信号

[0070] Sr…参考信号

[0071] Sa…比较信号

具体实施方式

[0072] 兹有关本发明的技术内容及详细说明，配合图式说明如下：

[0073] 请参阅图1为本发明电源供应装置的电路方块图。电源供应装置100耦接储能电容C，且将输入电源Vin转换为直流电源Vd，以提供直流电源Vd至储能电容C。负载200耦接储能
电容C，且通过接收储能电容C上的直流电源Vd而稳定地运作。电源供应装置100包括整流单
元1、功因校正电路2及控制单元3，且功因校正电路2耦接整流单元1与控制单元3。整流单元
1将输入电源Vin转换为整流电源Vb，且提供整流电源Vb至功因校正电路2。以图1为例，功因
校正电路2为升压(Boost)转换器的电路架构。功因校正电路2包括电感L、储能开关Q1及释
能开关Q2，且电感L耦接整流单元1、储能开关Q1及释能开关Q2。储能开关Q1耦接接地端G，且
释能开关Q2耦接储能电容C。控制单元3耦接直流电源Vd、储能开关Q1及释能开关Q2，且根据
直流电源Vd的回授而提供控制信号Sc1、Sc2分别控制储能开关Q1与释能开关Q2的切换导
通，以稳定直流电源Vd的电压值。值得一提，于本发明的一实施例中，输入电源Vin为宽范围
的国际通用电压值(意即，电压范围可界于90V～264V之间)。值得一提，于本发明的一实施
例中，控制单元3控制功因校正电路2的储能开关Q1及释能开关Q2，是采用波宽调变的控制
(PWM_Duty cycle control)循环工作的模式。

[0074] 进一步而言，由于现有的升压(Boost)转换器的电路架构在释能开关Q2的位置是使用二极管，但二极管在顺向导通时消耗的功率远比开关元件大的多，因此无法降低功因
校正电路2运作时的功率损耗。本发明的主要目的在于，通过将二极管替换为释能开关Q2，
且利用控制单元3在不同的输入电源Vin与输出电流Io(负载电流)的条件下进行释能开关
Q2的控制，以改善二极管在大电流的条件下的功率损耗(Power loss)，进而提升电源供应
装置100的整体效率。具体而言，在输出电流Io较高时(例如负载200为重载)，功因校正电路
2操作在连续导通模式(CCM mode)。此时，由于电感L的电感电流Il不会降至0，因此控制单
元3控制释能开关Q2切换导通(释能开关Q2导通时的阻抗较低，损耗较二极管少)，以降低功
因校正电路2运作时的功率损耗(相较于使用二极管)。在输出电流Io较低时(例如负载200
为轻载)，功因校正电路2操作在非连续导通模式(DCM mode)。此时，由于电感L的电感电流
Il会降至0，因此控制单元3控制释能开关Q2关闭。释能开关Q2在关闭且电感L释能至储能电
容C时，电感电流Il会通过释能开关Q2的接面二极管(Body Diode)的路径提供至储能电容C
(意即功因校正电路2的输出电流Io流至储能电容C)。由于在输出电流Io较低时，通过接面
二极管的电流较小且较少，因此功因校正电路2在此时的功率损耗并不大。

[0075] 由于功因校正电路2的电感电流Il在输入电源Vin不同时有很大的差异，此电流差异将会造成输入电源Vin在高压与低压时，功因校正电路2在操作模式的转换时机点不同。
因此，必须要针对输入电源Vin的大小进行操作模式的转换时机点修正。具体而言，控制单
元3更耦接输入电源Vin与电感L(由于可使用的耦接侦测方式众多，因此以虚线表示)，且根
据输入电源Vin的大小而对应地提供参考电压，以及根据电感电流Il提供电压信号。意即，
参考电压的大小会根据输入电源Vin的大小而变动，且控制单元3通过侦测电感L上，对应电
感电流Il的电压信号而得知电感电流Il的大小。当电压信号高于参考电压时，控制单元3控
制释能开关Q2切换导通。当电压信号低于参考电压时，控制单元3控制释能开关Q2关闭。此
时，电感电流Il流经接面二极管。值得一提，于本发明的一实施例中，功因校正电路2不限定
仅能使用升压(Boost)转换器的电路架构，只要可做为功因校正电路2，且具有在连续导通
模式切换导通，在非连续导通模式关闭的开关元件的转换器，皆可做为本发明的功因校正
电路2的转换器电路架构。

[0076] 请参阅图2为本发明控制单元的电路方块图，复配合参阅图1。控制单元3包括电流侦测单元32、比较单元34、参考电压产生单元36及控制器38。电流侦测单元32耦接功因校正
电路2与比较单元34，且接收对应电感电流Il的电流信号Si，以根据电流信号Si而产生电压
信号Sv。于本发明的一实施例中，并不限定电流侦测单元32耦接功因校正电路2的耦接位
置，举凡可侦测电感电流Il大小的位置皆应包含在本实施例的范畴当中。其中，电感电流Il
的侦测方式可利用电阻R耦接在电感电流Il流经的路径上(例如但不限于，高压总线或是低
压总线之上)。当电感电流Il流过电阻R时，在电阻R两端产生电流信号Si(其电流信号Si以
电压值的形式表示)。然后，电流信号Si可经过电流侦测单元32内部的放大器(例如但不限
于，误差放大器)将以电压值形式表示的电流信号Si放大后，转换为电压信号Sv。值得一提，
于本发明的一实施例中，电感电流Il的侦测方式不限定仅能使用电阻R来量测，举凡可侦测
撷取电流信号Si的侦测方式，皆应包含在本实施例的范畴当中。

[0077] 控制器38耦接输入电源Vin与耦接释能开关Q2，且根据输入电源Vin的大小产生参考信号Sr。其中，输入电源Vin的大小可通过侦测输入电源Vin或直流电源Vd而得知。参考电
压产生单元36耦接控制器38与比较单元34，且根据参考信号Sr而对应地产生参考电压Vr。
当输入电源Vin升高时，控制器38通过调整参考信号Sr而调低参考电压Vr，且当输入电源
Vin降低时，控制器38通过调整参考信号Sr而调高参考电压Vr。

[0078] 其中，参考电压产生单元36包括第一分压电路Ra、Rb与控制开关Qc。第一分压电路Ra、Rb的电阻Ra耦接电压源Vs，且电阻Ra与电阻Rb之间的节点耦接比较单元34，以及电阻Rb
耦接控制开关Qc的输入端。控制开关Qc的控制端耦接控制器38，且控制开关Qc的输出端耦
接接地端G。当输入电源Vin较低时，参考信号Sr为低准位，使得控制开关Qc关断。此时，比较
单元34所接收的参考电压Vr即为电压源Vs减去电阻Ra两端压降之后的电压值。当输入电源
Vin较高时，参考信号Sr为高准位，使得控制开关Qc导通。此时，比较单元34所接收的参考电
压Vr即为电压源Vs通过电阻Ra与电阻Rb的分压。值得一提，于本发明的一实施例中，参考电
压产生单元36可由多种电路所组成，或可直接整合于控制器38内部而直接提供参考电压
Vr。因此，上述以电路所组成的参考电压产生单元36仅为最简易且便宜的实施方式，并不以
此为限。

[0079] 比较单元34耦接电流侦测单元32、参考电压产生单元36及控制器38，且根据比较电压信号Sv与参考电压Vr而提供比较信号Sa至控制器38。当电压信号Sv大于等于参考电压
Vr时，控制器38根据比较信号Sa控制释能开关Q2切换导通(意即，释能开关Q2连续地导通及
关断以进行Switching工作)，且当电压信号Sv小于参考电压Vr时，控制器38根据比较信号
Sa控制释能开关Q2关闭(意即，释能开关Q2关断以停止Switching工作)。

[0080] 进一步而言，参考电压Vr可通过控制器38所提供的参考信号Sr而调整，因此参考电压Vr的电压值范围包括多个电压值，其电压值调整可以为线性的调整或分阶段式的调整
(其取决于控制器38的分辨率)。由于参考电压Vr在变动的瞬时时段，控制单元3控制功因校
正电路2的稳定度较差。为避免此稳定度影响到控制器38判断控制释能开关Q2切换导通或
关闭的正确性，因此当控制器38得知参考电压Vr由第一电压值转换为第二电压值时(意即，
参考电压Vr调高或调低时)，控制器38控制在瞬时时段内先调高参考电压Vr至瞬时电压值
(意即，参考电压Vr先被调高)，且在瞬时时段后再将参考电压Vr调整至第二电压值。其中，
瞬时电压值以第二电压值为基准，且为第二电压值的倍数。举例而言，当控制器38得知参考
电压Vr由1.5V调整至1V时，控制器38控制在瞬时时段内先调整参考电压Vr至1.2V(1V的1.2
倍)，待瞬时时段之后控制器38再将参考电压Vr调整至1V。

[0081] 控制单元3更包括迟滞单元42，且迟滞单元42耦接参考电压产生单元36与比较单元34。具体而言，由于电感电流Il为追随输入电压Vin的三角波电流，因此电感电流Il所对
应的电压信号Sv也为三角波信号。而在电压信号Sv由大于等于参考电压Vr至小于参考电压
Vr时，或由小于参考电压Vr至大于等于参考电压Vr时(意即，操作模式转换时)，会导致电压
信号Sv在参考电压Vr的水平来回振荡而导致操作模式反复切换，使得电源供应装置100容
易因为此反复切换的状况而导致故障的风险。因此利用迟滞单元42在操作模式切换之后制
造迟滞时段，可避免电源供应装置100因为操作模式反复切换的状况发生。

[0082] 进一步而言，当比较信号Sa使释能开关Q2由切换导通转换为关闭或由关闭转换为切换导通时，迟滞单元42在迟滞时段内将参考电压Vr由第一准位调整至第二准位(意即，将
参考电压调高或调低)，以避免电源供应装置100因为操作模式反复切换的状况发生。当电
压信号Sv由大于等于参考电压Vr至小于参考电压Vr时，迟滞单元42在迟滞时段内将参考电
压Vr调高，以避免三角波的电压信号Sv再次碰触到参考电压Vr。当电压信号Sv由小于参考
电压Vr至大于等于参考电压Vr时，迟滞单元42在迟滞时段内将参考电压Vr调低，以避免三
角波的电压信号Sv再次碰触到参考电压Vr。

[0083] 其中，利用迟滞单元42可与比较单元34构成迟滞比较器。迟滞单元42包括第二分压电路Rc、Rd与迟滞开关Qh，第二分压电路Rc、Rd的电阻Rc耦接比较单元34的输出端，且电
阻Rc与电阻Rd之间的节点耦接迟滞开关Qh的控制端。迟滞开关Qh的输入端耦接参考电压产
生单元36，且迟滞开关Qh的输出端耦接接地端G。当比较信号Sa使释能开关Q2由切换导通转
换为关闭或由关闭转换为切换导通时，迟滞开关Qh导通以在迟滞时段内将参考电压Vr由第
一准位调整至第二准位。值得一提，于本发明的一实施例中，迟滞单元42可由多种电路所组
成，或可直接整合于控制器38内部而直接提供迟滞的功能。因此，上述以电路所组成的迟滞
单元42仅为最简易且便宜的实施方式，并不以此为限。

[0084] 控制单元3更包括开关驱动单元44，且开关驱动单元44耦接控制器38与释能开关Q2。开关驱动单元44包括光耦合器442，且光耦合器442电气隔离比较单元34与释能开关Q2。
具体而言，由于控制单元3所提供的控制信号Sc1、Sc2属于弱电信号。因此控制单元3提供至
储能开关Q1与释能开关Q2的控制信号Sc1、Sc2必须要使用光耦合器442进行属于大电力的
功因校正电路2与属于弱电的控制单元3的电器隔离，以避免人员误触的风险。而且，由于弱
电的控制信号Sc1、Sc2通常无法直接顺利地驱动大功率的开关元件(尤其是电源供应装置
100应用在大功率，例如但不限于1KW以上的场合)。因此，在控制器38根据比较信号Sa控制
释能开关Q2切换导通且控制信号Sc2为高准位时，开关驱动单元44提供工作电压Vcc驱动而
导通释能开关Q2。在控制器38根据比较信号Sa控制释能开关Q2切换导通且控制信号Sc2为
低准位，或控制器38根据比较信号Sa控制释能开关Q2关闭时，开关驱动单元44不提供工作
电压Vcc驱动释能开关Q2。值得一提，于本发明的一实施例中，开关驱动单元44不限定仅能
使用光耦合器442来驱动释能开关Q2，举凡可隔离驱动释能开关Q2的元件，皆应包含在本实
施例的范畴当中。

[0085] 请参阅图3为本发明电源供应装置的波形图，复配合参阅图1～2。本波形图以输入电源Vin为110V与220V为例，在输入电源为110V时，电感电流Il较高。值得一提，电感电流Il
是追随输入电源Vin的波形，且电感电流Il会在弦波处呈来回振荡的三角波，但为方便说
明，来回振荡的三角波以直线表示。控制单元3侦测输入电源Vin的大小而提供低准位的参
考信号Sr。低准位的参考信号Sr使得控制开关Qc关断，因此电压源Vs减去电阻Ra两端压降
而获得1.5V的参考电压Vr1。当电压信号Sv高于1.5V的参考电压Vr1时，控制单元3控制释能
开关Q2切换导通。由于切换频率为高频，其在方波内进行了多次的切换(以第一个方波的内
部为例)，因此功因校正电路2操作在连续导通模式时的波形以方波示意。当电压信号Sv低
于1.5V的参考电压Vr1时，控制单元3控制释能开关Q2关闭。在输入电源为220V时，电感电流
Il较低。控制单元3侦测输入电源Vin的大小而提供高准位的参考信号Sr。高准位的参考信
号Sr导通控制开关Qc，使电压源Vs通过电阻Ra与电阻Rb的分压而在电阻Ra与电阻Rb之间的
节点产生1V的参考电压Vr2。通过控制器38提供的参考信号Sr控制控制开关Qc的导通或关
断，使得参考电压产生单元36内部的电阻被改变，因此能获得不同电压值的参考电压Vr。其
中，1.5V的参考电压Vr1与1V的参考电压Vr2仅为示意性的范例，并不限制控制单元3仅能使
用1.5V与1V的参考电压Vr作为电路的控制。当电压信号Sv高于1V的参考电压Vr2时，控制单
元3控制释能开关Q2切换导通。当电压信号Sv低于1V的参考电压Vr2时，控制单元3控制释能
开关Q2关闭。

[0086] 复参阅图1，本发明的另一目的在于，降低电源供应装置100刚启动时的功率损耗(Power loss)，进而提升功因校正电路2的整体效率。具体而言，电源供应装置100更包括突
波限制单元5，且突波限制单元5耦接功因校正电路2的接地端G及整流单元1。突波限制单元
5包括电阻R1与开关Q，且电阻R1耦接功因校正电路2的接地端G及整流单元1。开关Q并联电
阻R1，且耦接控制单元3。其中，电阻R1可以为负温度系数电阻或正温度系数电阻。具体而
言，电源供应装置100刚接收输入电源Vin而启动时，由于储能电容C尚未储能而接近短路。
因此电源供应装置100刚启动而使输出电流Io流过储能电容C的瞬间，会产生较高的电流突
波。所以本发明的次要目的在于，在电源供应装置100刚接收输入电源Vin而启动时，通过突
波限制单元5所提供的阻抗而抑制电源供应装置100刚启动时，储能电容C所产生的电流突
波的峰值，以避免此峰值所造成电源供应装置100的故障或损坏的状况。

[0087] 进一步而言，当功因校正电路2接收整流电源Vb而启动时，控制单元3控制开关Q不导通。输出电流Io流过储能电容C与突波限制单元5的电阻R1，且输出电流Io在储能电容C上
产生电流突波。由于电阻R1可提供阻抗，因此通过电阻R1所提供的阻抗可限制电流突波的
峰值。然后，控制单元3持续侦测电阻R1两端的电压差Vf，且当电阻R1两端的电压差Vf低于
门坎时，代表储能电容C已经充电至功因校正电路2可开始正常运作的电压(代表已不具有
电流突波时)。此时，控制单元3导通开关Q以旁路电阻R1，进而可降低功因校正电路2运作时
的功率损耗。同时，控制单元3也开始提供控制信号Sc1、Sc2控制功因校正电路2，使功因校
正电路2开始正常运作。

[0088] 请参阅图4A为本发明电源供应装置在功因校正电路运作时的操作方法流程图，复配合参阅图1～3。操作方法首先包括，将输入电源通过整流单元转换为整流电源(S100)。电
源供应装置100的整流单元1将输入电源Vin转换为整流电源Vb，且提供整流电源Vb至功因
校正电路2。然后，控制整流电源通过功因校正电路转换为直流电源(S200)。控制单元3控制
功因校正电路2内部的储能开关Q1与释能开关Q2切换导通，以将整流电源Vb通过功因校正
电路2转换为直流电源Vd。

[0089] 然后，根据输入电源的大小而对应地提供参考电压(S300)。控制单元3的控制器38根据输入电源Vin的大小产生参考信号Sr，且根据参考信号Sr而对应地产生参考电压Vr，使
参考电压Vr的大小会根据输入电源Vin的大小而变动。其中，当控制器38得知参考电压Vr由
第一电压值转换为第二电压值时(意即，参考电压Vr调高或调低时)，控制器38控制在瞬时
时段内先调高参考电压Vr至瞬时电压值(意即，参考电压Vr先被调高)，且在瞬时时段后再
将参考电压Vr调整至第二电压值，以避免参考电压Vr在变动的瞬时时段，控制单元3控制功
因校正电路2的稳定度较差而影响到控制器38判断控制释能开关Q2切换导通或关闭的正确
性。其中，瞬时电压值以第二电压值为基准，且为第二电压值的倍数。当输入电源Vin升高
时，控制器38通过调整参考信号Sr而调低参考电压Vr，且当输入电源Vin降低时，控制器38
通过调整参考信号Sr而调高参考电压Vr。

[0090] 然后，当功因校正电路的电感电流所对应的电压信号高于参考电压时，控制释能开关切换导通(S400)。控制单元3的电流侦测单元32接收对应电感电流Il的电流信号Si，且
根据电流信号Si而产生电压信号Sv。控制单元3的比较单元34根据比较电压信号Sv与参考
电压Vr而提供比较信号Sa至控制器38，使控制器38根据比较信号Sa控制释能开关Q2切换导
通或关闭。当电压信号Sv高于对应输入电源Vin大小的参考电压Vr时，代表此时的电感电流
Il较高(重载)，控制单元3控制释能开关Q2切换导通，使功因校正电路2工作在连续导通模
式。当比较信号Sa使释能开关Q2由切换导通转换为关闭或由关闭转换为切换导通时，迟滞
单元42在迟滞时段内将参考电压由第一准位调整至第二准位(意即，将参考电压调高或调
低)，以避免电源供应装置100因为操作模式反复切换的状况发生。最后，当电压信号低于参
考电压时，控制释能开关关闭(S500)。当电压信号Sv低于对应输入电源Vin大小的参考电压
Vr时，代表此时的电感电流Il较低(轻载)，控制单元3控制释能开关Q2关闭，使功因校正电
路2工作在非连续导通模式。

[0091] 请参阅图4B为本发明电源供应装置在启动时的操作方法流程图，复配合参阅图1～4A。在步骤(100)之后，且功因校正电路2接收整流电源Vb而准备启动时，输出电流Io流过
储能电容C会产生较高的电流突波。因此在步骤(100)之后的操作方法首先包括，提供阻抗
限制突波的峰值(S120)。突波限制单元5耦接功因校正电路2的接地端G及整流单元1，且包
括电阻R1与开关Q。电阻R1耦接功因校正电路2的接地端G及整流单元1，开关Q并联电阻R1，
且耦接控制单元3。在功因校正电路2接收整流电源Vb而启动时，控制单元3控制开关Q不导
通。输出电流Io流过储能电容C与突波限制单元5的电阻R1，以通过电阻R1所提供的阻抗限
制突波的峰值。然后，当不具有电流突波时，旁路阻抗(S140)。控制单元3持续侦测电阻R1两
端的电压差Vf，且当电阻R1两端的电压差Vf低于门坎时，代表储能电容C已经充电至功因校
正电路2可开始正常运作的电压(代表已不具有电流突波时)。此时，控制单元3导通开关Q以
旁路电阻R1，进而可降低功因校正电路2运作时的功率损耗。最后，返回步骤(S200)。

[0092] 综上所述，本发明的实施例的主要优点与功效在于，本发明的电源供应装置通过将功因校正电路中的二极管替换为释能开关，且利用控制单元在不同的输入电源与输出电
流(负载电流)的条件下进行释能开关的控制，以改善二极管在大电流的条件下的功率损
耗，进而提升电源供应装置的整体效率的功效。

[0093] 惟，以上所述，仅为本发明较佳具体实施例的详细说明与图式，惟本发明的特征并不局限于此，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以权利要求书为准。当然，本发明
还可有其它多种实施例，凡合于本发明权利要求的精神实质与其类似变化的实施例，皆应
包括于本发明的范畴中，任何熟悉该项技艺者在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修
饰皆可涵盖在以下本发明权利要求范围。此外，在本发明权利要求范围和说明书中提到的
特征可以分别单独地或按照任何组合方式来实施。