具体实施方式

本发明中的附图均属示意，主要意在表示各电路间的耦接关系，以及各信号波形之间的关系，至于电路、信号波形与频率则并未依照比例绘制。

请参阅图3A，图3A显示本发明的电源转换装置的一种实施例方块图(电源转换装置3A)。在一实施例中，电源转换装置3A用以产生输出电源Vo以供应负载40，电源转换装置3A包含：电源供应电路21、负载开关30与控制电路50。

在一实施例中，电源供应电路21用以产生第一电源，其中第一电源具有电压Vp1及电流Ip1。在一实施例中，负载开关30耦接于第一电源与输出电源Vo之间，用以控制电源供应电路21对于负载40的供电。在一实施例中，控制电路50用以根据使能信号Se而产生开关信号CTRL以控制负载开关30的导通程度。在一实施例中，负载开关30与控制电路50分别位于不同集成电路中，因此负载开关30可配置为符合预设规格的开关或其他规格的开关。

请同时参阅图3A与图3B，图3B显示对应于图3A的一种操作波形图。在一实施例中，当使能信号Se由第二位准(例如图中所示的较低位准)转为第一位准(例如图中所示的较高位准)时，控制电路50调整控制信号CTRL的位准，以缓启动(soft start)的方式由第一位准(例如图中所示的较高位准)转为第二位准(例如图中所示的较低位准)。具体而言，在一实施例中，第一位准为高位准，第二位准为低位准，以下以本实施例说明。在一实施例中，当开关信号CTRL为高位准时，负载开关30控制为不导通，当开关信号CTRL为低位准时，负载开关30控制为导通，其中于高位准与低位准之间(即缓启动期间，如图3B的时段Ts)，负载开关30的导通程度渐次增加。需说明的是，在一实施例中，当开关信号CTRL以缓启动的方式由高位准转为低位准时，流经负载开关30的电流Ip1的位准以缓启动的方式由低位准转为高位准。

请继续参阅图3B，在一实施例中，于缓启动期间(如图3B的时段Ts)，开关信号CTRL具有多段波形，其中多段波形包含第一段波形与第二段波形。在一具体实施例中，如图3B所示，多段波形可为两段波形，在本实施例中，开关信号CTRL于时段T1具有第一段波形，且于时段T2具有第二段波形，电流Ip1也对应地于时段T1具有第一段波形，且于时段T2具有第二段波形。需说明的是，时段T1早于时段T2，且时段T1较时段T2短。还需说明的是，上述第一段波形的位准变化速率大于上述第二段波形的位准变化速率，即第一段波形斜率的绝对值大于第二段波形斜率的绝对值(换言之，第二段波形较第一段波形平缓)。需注意的是，在其他实施例中，多段波形可为两段以上的波形，举例而言，于图3B所示时段T1的第一段波形之前，可插入任何波形。

在一实施例中，与多段波形相关的参数储存于随机存取内存(RAM)或只读存储器(ROM)中，或由外部输入决定。

请继续参阅图3A。在一实施例中，如图3A所示，电源供应电路21还侦测第一电源的电流Ip1，并于第一电源的电流Ip1过高时，亦即超过预设的过电流阈值时，通知控制电路50控制负载开关30转为不导通，以进行过高电流保护。在一实施例中，电源供应电路21还侦测第一电源的电压Vp1，并通过第一电源的电压Vp1与负载开关30的特性而取得第一电源的电流Ip1，于第一电源的电流Ip1过高时，通知控制电路50控制负载开关30转为不导通，以进行过高电流保护。

请参阅图3C，图3C显示本发明的电源转换装置的一种实施例方块图(电源转换装置3C)。在一实施例中，控制电路50还侦测第一电源的电流Ip1，并于第一电源的电流Ip1过高时，亦即超过预设的过电流阈值时，控制负载开关30转为不导通，以进行过高电流保护。需说明的是，在其他实施例中，第一电源的电流Ip1也可由其他电路侦测。

请同时参阅图3A、图3B与图3D，图3D显示对于本发明的电源转换装置进行过高电流保护测试的一种操作波形图。如前所述，在一实施例中，开关信号CTRL与电流Ip1的第一段波形斜率的绝对值大于第二段波形斜率的绝对值(如图3B所示)，因此，在进行过高电流保护测试时，相较于现有技术中电流的位准达到过高电流位准的时间(如图1C的时段T’)，本发明第一段波形位准变化速率较大，即电流Ip1的位准达到过高电流位准(OCP位准)的时间(如图3D的时段T)较短，因此负载开关30的导通时间也对应地较短，使得负载开关30的安全操作区域范围较大(参照前述图2的说明，当负载开关的导通时间愈短，安全操作区域的范围愈大)，因此根据本发明，当负载开关30不符合预设规格时，仍可在进行过高电流保护测试时操作于安全操作区域，而不易损坏。

以下由安全操作分区图具体比较本发明与现有技术的差异。请参阅图4A，图4A显示两种不同特性的负载开关的安全操作分区图。在一实施例中，如图4A所示，开关SW1及开关SW2具有不同的特性与不同的安全操作区域，其中开关SW1为预设规格的开关，开关SW2为其他规格的开关，其中实线部分为开关SW1及开关SW2在现有技术中导通时间长的安全操作区域。在一实施例中，X点为测试过高电流保护的操作点。于现有技术中，当测试开关SW1时，X点落在安全操作区域范围内，然而，当测试开关SW2时，X点落在安全操作区域范围外而可能损坏。根据本发明，在一实施例中，开关SW1及开关SW2的安全操作区域都因导通时间短而扩大为虚线范围，此时X点不仅落在开关SW1的安全操作区域范围，还落在开关SW2的安全操作区域范围。因此在本发明的电源转换装置中，负载开关30可配置为非预设规格的开关，且于测试过高电流保护时不易损坏。

请参阅图4B，图4B显示不同特性的电容于安全操作分区图中的操作点示意图。在现有技术中，开关SW3的安全操作区域如图4B所示的实线部分。请同时参阅图3A与图4B，在一实施例中，电容Cb可配置为不同特性的电容。在一实施例中，当电容Cb配置为较小的电容时，对于电源转换装置3A进行过高电流保护测试时，操作点例如可为图4B的操作点Y。在另一实施例中，当电容Cb配置为较大的电容时，对于电源转换装置3A进行过高电流保护测试时，操作点例如可为图4B的操作点Z。在现有技术的过高电流保护测试中，当电容Cb配置为较小的电容时，操作点Y落在安全操作区域范围内，然而，当电容Cb配置为较大的电容时，操作点Z落在安全操作区域范围外而可能损坏。根据本发明，在一实施例中，开关SW3的安全操作区域范围因导通时间短而扩大为虚线范围，此时不论电容Cb配置为大电容或小电容，操作点Y或操作点Z都落在安全操作区域范围。因此在本发明的电源转换装置中，于测试过高电流保护时，负载开关不易因电容Cb的特性改变而损坏。

请参阅图5，图5显示本发明的电源转换装置的一种实施例方块图(电源转换装置5)。在一实施例中，电源转换装置5包含电源供应电路21、负载开关31与控制电路50。在一实施例中，负载开关31配置为PMOS晶体管(在其他实施例中，负载开关31也可配置为NMOS晶体管)，如图5所示的开关SW4，其中开关SW4的源极耦接于第一电源，栅极耦接于控制电路50，漏极耦接于负载40。在本实施例中，负载开关31的栅-源极电压位准对应于前述图3A实施例中开关信号CTRL的位准。本实施例的其他操作及效果，与前述图3A的实施例相似，在此不赘述。

请参阅图6，图6显示本发明的电源转换装置的一种实施例示意图(电源转换装置6)。在一实施例中，控制电路51包括多个电流源(电流源I1-Im，其中m为大于1的整数)及至少一开关，开关用以控制多个电流源I1-Im，使得开关信号CTRL于缓启动期间具有多段波形。在一具体实施例中，控制电路51包括电流源I1、电流源I2及开关SC1，开关SC1用以控制电流源I1与电流源I2，使得开关信号CTRL于缓启动期间具有多段波形。

需说明的是，开关信号CTRL波形的斜率绝对值正相关于控制电路51所产生电流Ia的位准，当电流Ia愈大时，开关信号CTRL波形的斜率绝对值愈大(即波形的位准变化速率愈大)。请同时参阅图3B，具体而言，在多段波形为两段波形的实施例中，于时段T1，开关SC1控制为导通，使得电流Ia＝I1+I2，于时段T2中，开关SC1控制为不导通，使得电流Ia＝I1，本实施例中，通过开关SC1的控制，使得时段T1中电流Ia的位准大于时段T2中电流Ia的位准，因此第一段波形的斜率绝对值大于第二段波形的斜率绝对值。

请参阅图7，图7显示本发明的电源转换装置的一种实施例示意图(电源转换装置7)。在一实施例中，控制电路52包括第一电容C1、第一电阻R1及多个开关(开关SB1,SB2-SBn，其中n为大于1的整数)。在一实施例中，第一电阻R1耦接于第一电容C1，其中第一电阻R1与第一电容C1形成滤波支路60。在一具体实施例中，开关SB1-SBn为BJT晶体管。在一实施例中，开关SB1-SBn耦接于滤波支路60与具有第二位准(例如为低位准)的电压源之间，并根据各自对应的前级控制信号(开关SB1-SBn分别对应于前级控制信号S1,S2-Sn)以产生开关信号CTRL，使得开关信号CTRL于缓启动期间具有多段波形。需说明的是，前级控制信号S1-Sn根据使能信号Se而产生。

具体而言，在一实施例中，当开关SB1-SBn中愈多开关导通，开关信号CTRL波形的斜率绝对值愈大(即波形的位准变化速率愈大)，因此，通过开关SB1-SBn的控制，可使得开关信号CTRL于缓启动期间具有多段斜率不同的波形，且可使得多段波形中第一段波形的斜率绝对值大于第二段波形的斜率绝对值。

请同时参阅图8A与图8B，图8A显示本发明的电源转换装置的一种实施例示意图(电源转换装置8)，图8B显示对应于图8A的一种操作波形图。在一实施例中，如图8A所示，控制电路53包括第二电容C2、第二电阻R2及电流源I。在一实施例中，第二电阻R2耦接于第二电容C2，其中第二电阻R2与第二电容C2形成滤波支路61。在一实施例中，电流源I耦接于滤波支路61与具有第二位准(例如为低位准)的电压源之间，并根据使能信号Se以产生开关信号CTRL，使得开关信号CTRL于缓启动期间具有多段波形。在本实施例中，如图8B所示，于缓启动期间Ts，开关信号CTRL的多段波形的位准变化速率具有连续变化的特性，流经负载开关30的电流Ip1的波形也对应地具有连续变化的特性。在一实施例中，如图8B所示，在连续变化的波形上，各点微分后所取得的斜率绝对值将随时间渐渐变小，举例而言，图8B中，点P1、点P2及点P3的斜率绝对值由大至小，开关信号CTRL的波形的位准变化速率也对应地由大至小。

需注意的是，开关信号CTRL的多段波形中，各段波形的位准变化速率为定值(例如图3A与图3B所示的实施例与操作波形图)，或可选择、可调整或可适应性自动调整的变动值(实施例于后续说明)。

请参阅图9，图9显示本发明的电源转换装置的一种实施例示意图(电源转换装置9)。在一实施例中，控制电路50还根据选择信号Ss而产生开关信号CTRL，其中选择信号Ss用以决定多段波形中各波形的位准变化值是否为适应性自动调整。也就是说，用户可以预设选择信号Ss也可以根据其他参数而产生该选择信号Ss，以决定执行或不执行适应性自动调整多段波形中各波形的位准变化。

请参阅图10，图10显示本发明的电源转换装置的一种实施例示意图(电源转换装置10)。在一实施例中，电源转换装置10还包含开关侦测电路70。在一实施例中，开关侦测电路70耦接于负载开关30与控制电路50之间，用以侦测负载开关30的特性参数，在一实施例中，负载开关30的特性参数相关于负载开关30的寄生电容特性(具体而言，当负载开关30为PMOS晶体管时，负载开关30的寄生电容为栅-源极之间的寄生电容)。具体而言，如图10所示，在一实施例中，开关侦测电路70用以产生一电流Ib，并量测节点N1与节点N2之间的电压差，由此取得负载开关30的特性参数。在一实施例中，控制电路50根据负载开关30的特性参数而调整开关信号CTRL，使得开关信号CTRL的多段波形中，各段波形的位准变化速率根据负载开关30的特性参数而适应性自动调整。

请参阅图11，图11显示本发明的电源转换装置的一种实施例示意图(电源转换装置11)。在一实施例中，电源供应电路21还将一第二电源转换为第一电源，其中第二电源包括电压Vp2及电流Ip2。在一实施例中，电源转换装置11还包含电源侦测电路71，耦接于第二电源与控制电路50之间，用以侦测第二电源的电压Vp2及电流Ip2而产生侦测信号Sd。在一实施例中，控制电路50根据侦测信号Sd而调整开关信号CTRL，使得开关信号CTRL的多段波形中，各段波形的位准变化速率根据侦测信号Sd而决定是否适应性自动调整，由此避免第二电源的电压Vp2超过一电压阈值或电流Ip2超过一电流阈值(在一实施例中，避免第二电源的电压Vp2过低，或电流Ip2过高)。

综上所述，根据本发明，于缓启动期间，通过开关信号的多段波形对于负载开关进行控制，使多段波形的前段波形斜率的绝对值较大，即波形的位准变化速率较大而使得达到OCP位准所需花费的时间较短，因此负载开关的导通时间也对应地较短，进而使得安全操作区域的范围扩大，以控制负载开关于进行过高电流保护测试时，操作于安全操作区域而不损坏。因此，本发明的电源转换装置可使用非预设规格的负载开关或其他元件，于测试过高电流保护时，负载开关仍操作于安全操作区域而不损坏。

以上已针对较佳实施例来说明本发明，以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。所说明的各个实施例，并不限于单独应用，也可以组合应用，举例而言，两个或以上的实施例可以组合运用，而一实施例中的部分组成也可用以取代另一实施例中对应的组成部件。此外，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合，举例而言，本发明所称“根据某信号进行处理或运算或产生某输出结果”，不限于根据该信号的本身，也包含于必要时，将该信号进行电压电流转换、电流电压转换、及/或比例转换等，之后根据转换后的信号进行处理或运算产生某输出结果。由此可知，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合，其组合方式甚多，在此不一一列举说明。因此，本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。