專利名稱：具有過電流保護(hù)的電源供應(yīng)器及其控制電路與保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有過電流保護(hù)的電源供應(yīng)器及其控制電路與過電流保護(hù)的方法，特別是指一種根據(jù)電流感測(cè)訊號(hào)適應(yīng)性調(diào)整過電流保護(hù)臨界設(shè)定值或控制過電流保護(hù)訊號(hào)的延遲時(shí)間，以使一次側(cè)電流與二次側(cè)電流的峰值保持穩(wěn)定的電源供應(yīng)器及其控制電路與過電流保護(hù)的方法。
背景技術(shù)：
過電流保護(hù)是電源供應(yīng)器中重要的保護(hù)措施。比較直接的做法，如圖IA所示，以比較器11比較電流感測(cè)訊號(hào)CS與固定電壓設(shè)定值Vpeak，當(dāng)電流感測(cè)訊號(hào)CS超過設(shè)定值Vpeak時(shí)，則輸出過電流檢測(cè)訊號(hào)0C，以表示過電流的狀況發(fā)生，其中，電流感測(cè)訊號(hào)CS相
關(guān)于變壓器一次側(cè)電流Ip大小。開關(guān)控制電路12 —方面根據(jù)回授訊號(hào)(未示出)控制功率開關(guān)P的操作，另方面根據(jù)過電流檢測(cè)訊號(hào)OC來關(guān)閉功率開關(guān)P。這種現(xiàn)有技術(shù)主要的問題在于，自比較器11輸出過電流檢測(cè)訊號(hào)OC至實(shí)際關(guān)閉功率開關(guān)P之間有一段延遲時(shí)間，在延遲的時(shí)間里，一次側(cè)電流Ip與電流感測(cè)訊號(hào)CS，其值持續(xù)地增加。對(duì)此，其解決方式是將設(shè)定值Vpeak設(shè)為較低值，如此，在延遲的時(shí)間里一次側(cè)電流Ip雖然增加，但在實(shí)際關(guān)閉功率開關(guān)P的時(shí)點(diǎn)，則尚不致超過真正的過電流設(shè)定上限。然而，延遲時(shí)間還會(huì)造成的問題是，電源供應(yīng)器的輸入電壓可能有高低的不同，例如可能為高線(high-line)電壓(例如375伏特)或低線(low-line)電壓(例如127伏特)，其電流增加率不同，使得功率開關(guān)P實(shí)際關(guān)閉的時(shí)點(diǎn)，一次側(cè)電流Ip的大小會(huì)由于輸入電壓為高/低線電壓的不同而不同，影響造成輸出電流與功率也不同，而不能穩(wěn)定于所欲調(diào)節(jié)的目標(biāo)值。詳言之，請(qǐng)參閱圖1B，顯示OCP控制機(jī)制的理想狀況，其中粗實(shí)線代表輸入電壓為高線電壓時(shí)，一次側(cè)電流Ip_high的訊號(hào)波形；細(xì)實(shí)線代表輸入電壓為低線電壓時(shí)，一次側(cè)電流Ip_low的訊號(hào)波形；而虛線代表OCP控制機(jī)制下一次側(cè)電流Ip的峰值設(shè)定值Ipeak (對(duì)應(yīng)于設(shè)定值Vpeak)，在理想狀況下，也就是沒有延遲效應(yīng)時(shí)，無論輸入電壓為高線電壓或低線電壓，都可無延遲地將一次側(cè)電流Ip控制在峰值設(shè)定值Ipeak之下。請(qǐng)參閱圖1C，顯示OCP控制機(jī)制的實(shí)際狀況，在實(shí)際的OCP控制機(jī)制中，無論輸入電壓為高線電壓或低線電壓，都會(huì)有一段延遲時(shí)間Tp，才實(shí)際關(guān)閉功率開關(guān)P。如圖所示，當(dāng)輸入電壓為高線電壓時(shí)，其實(shí)際關(guān)閉功率開關(guān)P時(shí)的一次側(cè)電流峰值為Ipeakl，相較于低線電壓實(shí)際關(guān)閉功率開關(guān)P時(shí)的一次側(cè)電流峰值Ipeak2為高，而導(dǎo)致輸出的功率或電流一致性問題。針對(duì)上述問題，美國專利案第6，611，439號(hào)提出一種脈寬調(diào)變(pulse widthmodulation, PWM)控制器50。請(qǐng)參閱圖2A，顯示其OCP控制機(jī)制，相較于上述現(xiàn)有技術(shù)，此專利的OCP控制機(jī)制，是增加與輸入電壓Vin相關(guān)的參考電壓Vinr。這樣的作法，雖可根據(jù)輸入電壓Vin為高線電壓或低線電壓，適應(yīng)性調(diào)整過電流保護(hù)臨界設(shè)定值，以改善輸出的功率或電流一致性問題。然而，控制器50通常整合為集成電路，此種方式需要在控制器50集成電路增加一個(gè)接腳，如圖2所示的接腳Vinr，如此一來，會(huì)增加制造的成本，并限制應(yīng)用的范圍。其中，Vcc為內(nèi)部電壓，OSC為震蕩電路，其輸出的時(shí)脈訊號(hào)，用以輸入SQ正反器。美國專利案第7，215，105號(hào)提出一種電源供應(yīng)器。請(qǐng)參閱圖2B-2C，顯示其OCP控制機(jī)制，相較于上述現(xiàn)有技術(shù)，此專利的OCP控制機(jī)制，于PWM訊號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間(ON time),將初始一次側(cè)電流峰值設(shè)定值Ipeak,加上斜坡訊號(hào)Ramp,使得一次側(cè)電流峰值設(shè)定值隨時(shí)間而增加，這樣一來，當(dāng)輸入電壓為高線電壓時(shí)，會(huì)比輸入電壓為低線電壓時(shí)，其一次側(cè)電流峰值會(huì)相對(duì)較早達(dá)到一次側(cè)電流峰值設(shè)定值，以補(bǔ)償因輸入電壓為高線電壓時(shí)，其一次側(cè)電流峰值較大的問題；進(jìn)而達(dá)成改善輸出的功率或電流一致性問題。然而，此種現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，是利用預(yù)先設(shè)計(jì)的固定補(bǔ)償機(jī)制，而非隨著輸入電壓的大小而適應(yīng)性地調(diào)整，如此一來，會(huì)使得OCP控制機(jī)制無法準(zhǔn)確地校正一次側(cè)電流Ip峰值。其中，LEB為導(dǎo)入端遮沒電路(leading edge blanking), Source與Drain分別表示功率開關(guān)的源級(jí)與漏極。有鑒于此，本發(fā)明即針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種具有過電流保護(hù)的電源供應(yīng)器及其控制電路與過電流保護(hù)的方法，可根據(jù)電流感測(cè)訊號(hào)適應(yīng)性調(diào)整過電流保護(hù)臨·界設(shè)定值，并且不需要增加集成電路的接腳，以節(jié)省制造的成本與增加應(yīng)用的范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種具有過電流保護(hù)的電源供應(yīng)器。本發(fā)明另一目的在于，提出一種控制電路，用于一具有過電流保護(hù)的電源供應(yīng)器。為達(dá)上述目的，就其中一觀點(diǎn)言，本發(fā)明提供了一種具有過電流保護(hù)的電源供應(yīng)器，包含功率轉(zhuǎn)換電路，其具有至少一功率開關(guān)，經(jīng)由該功率開關(guān)的操作，將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓并產(chǎn)生一電流；一控制電路，接收一相關(guān)于該電流的電流感測(cè)訊號(hào)，并根據(jù)該電流感測(cè)訊號(hào)產(chǎn)生一操作訊號(hào)以操作該功率開關(guān)，進(jìn)而調(diào)整該電流，該控制電路包括開關(guān)控制電路，根據(jù)一回授訊號(hào)與一過電流檢測(cè)訊號(hào)，產(chǎn)生該操作訊號(hào)；一第一比較器，將該電流感測(cè)訊號(hào)，與一臨界設(shè)定值比較，以產(chǎn)生一第一比較器輸出訊號(hào)，用以決定該過電流檢測(cè)訊號(hào)；一取樣保持電路，根據(jù)該電流感測(cè)訊號(hào)而輸出一峰值訊號(hào)，以代表該電流感測(cè)訊號(hào)的峰值；以及與取樣保持電路耦接的補(bǔ)償電路，根據(jù)該峰值訊號(hào)與一默認(rèn)值，產(chǎn)生一補(bǔ)償訊號(hào)；其中，該補(bǔ)償訊號(hào)用以決定該臨界設(shè)定值，或該補(bǔ)償訊號(hào)用以控制該第一比較器輸出訊號(hào)延遲一段延遲時(shí)間成為該過電流檢測(cè)訊號(hào)；由此，使得該過電流檢測(cè)訊號(hào)可根據(jù)該電流而適應(yīng)性調(diào)整，以使該電流峰值對(duì)應(yīng)于該默認(rèn)值。所述功率轉(zhuǎn)換電路例如可為升壓轉(zhuǎn)換電路、降壓轉(zhuǎn)換電路、升降壓轉(zhuǎn)換電路、或返馳式轉(zhuǎn)換電路。就另一觀點(diǎn)，本發(fā)明也提供了一種控制電路，用于一具有過電流保護(hù)的電源供應(yīng)器，該電源供應(yīng)器包括一功率轉(zhuǎn)換電路，其具有至少一功率開關(guān)，經(jīng)由該功率開關(guān)的操作，將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓并產(chǎn)生一電流；該控制電路包含一開關(guān)控制電路，根據(jù)該回授訊號(hào)與一過電流檢測(cè)訊號(hào)，產(chǎn)生該操作訊號(hào)；一第一比較器，將該電流感測(cè)訊號(hào)，與一臨界設(shè)定值比較，以產(chǎn)生一第一比較器輸出訊號(hào)，用以決定該過電流檢測(cè)訊號(hào)；一取樣保持電路，根據(jù)該電流感測(cè)訊號(hào)而輸出一峰值訊號(hào)，以代表該電流感測(cè)訊號(hào)的峰值；以及與取樣保持電路耦接的補(bǔ)償電路，根據(jù)該峰值訊號(hào)與一默認(rèn)值，產(chǎn)生一補(bǔ)償訊號(hào)；其中，該補(bǔ)償訊號(hào)用以決定該臨界設(shè)定值，或該補(bǔ)償訊號(hào)用以控制該第一比較器輸出訊號(hào)延遲一段延遲時(shí)間成為該過電流檢測(cè)訊號(hào)；由此，使得該過電流檢測(cè)訊號(hào)可根據(jù)該電流而適應(yīng)性調(diào)整，以使該電流峰值對(duì)應(yīng)于該默認(rèn)值。在其中一種實(shí)施型態(tài)中，該補(bǔ)償電路宜包括一誤差放大器，其根據(jù)該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)，用以決定該臨界設(shè)定值。在另一種實(shí)施型態(tài)中，該補(bǔ)償電路宜包括一第二比較器，其比較該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)；一計(jì)數(shù)器，根據(jù)該補(bǔ)償訊號(hào)，以產(chǎn)生一計(jì)數(shù)訊號(hào)；以及一數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換該計(jì)數(shù)訊號(hào)為模擬的該臨界設(shè)定值，以輸入該第一比較 器。在又另一種實(shí)施型態(tài)中，該補(bǔ)償電路宜包括一延遲電路，接收一相關(guān)于該補(bǔ)償訊號(hào)的延遲訊號(hào)，以控制該第一比較器輸出訊號(hào)延遲一段延遲時(shí)間，成為該過電流檢測(cè)訊號(hào)；以及與取樣保持電路耦接的誤差放大器，根據(jù)該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)；其中，該臨界設(shè)定值相關(guān)于該默認(rèn)值且兩者間具有一差值。在再另一種實(shí)施型態(tài)中，該補(bǔ)償電路宜包括一延遲電路，接收一延遲訊號(hào)，以控制該第一比較器輸出訊號(hào)延遲一段延遲時(shí)間，成為該過電流檢測(cè)訊號(hào)；一第二比較器，其比較該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)；一計(jì)數(shù)器，根據(jù)該補(bǔ)償訊號(hào)，以產(chǎn)生一計(jì)數(shù)訊號(hào)；以及一數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換該計(jì)數(shù)訊號(hào)為模擬的該延遲訊號(hào)，以輸入該延遲電路；其中，該臨界設(shè)定值相關(guān)于該默認(rèn)值且兩者間具有一差值。就另一觀點(diǎn)，本發(fā)明也提供了一種過電流保護(hù)的方法，用于一電源供應(yīng)器，該電源供應(yīng)器具有至少一功率開關(guān)，通過該功率開關(guān)的操作，以根據(jù)一輸入電壓產(chǎn)生一輸入電流，并轉(zhuǎn)換產(chǎn)生輸出電流供應(yīng)給一負(fù)載電路；該過電流保護(hù)的方法包含偵測(cè)該輸入電流，產(chǎn)生一電流感測(cè)訊號(hào)；將該電流感測(cè)訊號(hào)，與一臨界設(shè)定值比較，以產(chǎn)生一比較訊號(hào)，用以決定一過電流檢測(cè)訊號(hào)，用以控制關(guān)閉該功率開關(guān)；根據(jù)該電流感測(cè)訊號(hào)以輸出一峰值訊號(hào)，以代表該電流感測(cè)訊號(hào)的峰值；以及根據(jù)該峰值訊號(hào)與一默認(rèn)值，產(chǎn)生一補(bǔ)償訊號(hào)；其中，該補(bǔ)償訊號(hào)用以決定該臨界設(shè)定值，或該補(bǔ)償訊號(hào)用以控制該比較訊號(hào)延遲一段延遲時(shí)間成為該過電流檢測(cè)訊號(hào)；由此，使得該過電流檢測(cè)訊號(hào)可根據(jù)該輸入電流而適應(yīng)性調(diào)整，以使該輸入電流峰值對(duì)應(yīng)于該默認(rèn)值。上述過電流保護(hù)的方法中，該產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)的步驟宜包括比較該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)；根據(jù)該補(bǔ)償訊號(hào)，以產(chǎn)生一計(jì)數(shù)訊號(hào)；以及轉(zhuǎn)換該計(jì)數(shù)訊號(hào)為該臨界設(shè)定值。在一種較佳的實(shí)施例中，該產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)的步驟宜包括比較該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)；根據(jù)該補(bǔ)償訊號(hào)，產(chǎn)生一延遲訊號(hào)；以及以該延遲訊號(hào)控制該比較訊號(hào)延遲一段延遲時(shí)間，成為該過電流檢測(cè)訊號(hào)；其中，該臨界設(shè)定值相關(guān)于該默認(rèn)值且兩者間具有一差值。在另一種較佳的實(shí)施例中，該產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)的步驟宜包括比較該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)；根據(jù)該補(bǔ)償訊號(hào)，以產(chǎn)生一計(jì)數(shù)訊號(hào)；換該計(jì)數(shù)訊號(hào)為一延遲訊號(hào)；以及以該延遲訊號(hào)控制該比較訊號(hào)延遲一段延遲時(shí)間，成為該過電流檢測(cè)訊號(hào)；其中，該臨界設(shè)定值相關(guān)于該默認(rèn)值且兩者間具有一差值。下面通過具體實(shí)施例詳加說明，當(dāng)更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其所達(dá)成的功效。


圖1A-1C顯示現(xiàn)有技術(shù)的過電流保護(hù)機(jī)制；圖2A顯示美國專利案第6，611，439號(hào)所提出的一種PWM控制器；圖2B-2C顯示美國專利案第7，215，105號(hào)所揭露的一種電源供應(yīng)器；圖3A顯示本發(fā)明的基本架構(gòu)；圖3B-3H舉例顯示本發(fā)明可應(yīng)用搭配各種型式的功率轉(zhuǎn)換電路40 ；圖4A-4C顯示本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例；圖5A-5B顯示現(xiàn)有技術(shù)與本發(fā)明中，輸入電壓為高線電壓與低線電壓的一次側(cè)電流與電流感測(cè)訊號(hào)的訊號(hào)波形比較；·圖6A-6B顯示本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例；圖7A-7C顯示本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例；圖8顯示本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例。圖中符號(hào)說明10電源供應(yīng)器11比較器30控制電路31比較器32取樣保持電路33誤差放大器34計(jì)數(shù)器35數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換電路DAC36延遲電路39比較器40功率轉(zhuǎn)換電路50控制器CS電流感測(cè)訊號(hào)CS_high, CS_highlCS_low, CS_lowlDrain 汲極FB回授訊號(hào)Ip一次側(cè)電流Ipeak 峰值設(shè)定值Ip_high, Ip_highl, Ip_low, Ip_lowl 一次側(cè)電流Ipeakl, Ipeak2一次側(cè)電流峰值Iout 輸出電流LEB 導(dǎo)入端遮沒電路OC過電流檢測(cè)訊號(hào)OSC震蕩電路
P功率開關(guān)S, Q, RstSQ正反器接腳Source源極Tp延遲時(shí)間Vcc內(nèi)部電壓 Vin輸入電壓Vinr參考電壓Vo，Vout輸出電壓Vpeak設(shè)定值Vpeakl臨界設(shè)定值Vpeak2臨界設(shè)定值
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖3A，顯示本發(fā)明的基本架構(gòu)，電源供應(yīng)器10中包含控制電路30與功率轉(zhuǎn)換電路40，控制電路30控制功率轉(zhuǎn)換電路40中的至少一個(gè)功率晶體管P，以將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為輸出電壓Vout并提供輸出電流Iout給負(fù)載電路20，其中控制電路30接收電流感測(cè)訊號(hào)CS，以進(jìn)行OCP控制。功率轉(zhuǎn)換電路40例如但不限于可為圖3B-3C所示的升壓轉(zhuǎn)換電路、圖3D-3E所示的降壓轉(zhuǎn)換電路、圖3F-3G所示的升降壓轉(zhuǎn)換電路、以及圖3H所示的返馳式轉(zhuǎn)換電路。以下將以返馳式轉(zhuǎn)換電路為例來說明本發(fā)明，但本發(fā)明的相同概念不限于應(yīng)用在返馳式轉(zhuǎn)換電路，亦可應(yīng)用于其它型式的功率轉(zhuǎn)換電路，只要這些電路中需要進(jìn)行OCP控制，且輸入電壓可能變動(dòng)，以致在檢測(cè)出過電流至實(shí)際關(guān)閉功率開關(guān)P之間有一段延遲時(shí)間，就可應(yīng)用本發(fā)明。請(qǐng)參閱圖4A-4C，顯示本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例。圖4A顯示電源供應(yīng)器10中的功率轉(zhuǎn)換電路40為返馳式轉(zhuǎn)換電路，其包含一次側(cè)電路13，其接收經(jīng)整流后的交流電力Vin以輸出一次側(cè)電流Ip，并根據(jù)一次側(cè)電流Ip，產(chǎn)生電流感測(cè)訊號(hào)CS ;與一次側(cè)電路13耦接的變壓器15，將一次側(cè)電流Ip轉(zhuǎn)換為二次側(cè)電流；以及與變壓器15耦接的二次側(cè)電路17，其接收二次側(cè)電流，以產(chǎn)生輸出電流Iout供應(yīng)給負(fù)載電路20，并例如藉由偵測(cè)輸出電流Iout或輸出電壓Vout，產(chǎn)生回授訊號(hào)FB，傳送給控制電路30，據(jù)以控制一次側(cè)電路13中的功率開關(guān)P。其中，如圖4B所示，控制電路30包含開關(guān)控制電路12、比較器31、取樣保持電路32、與取樣保持電路32耦接的誤差放大器33。其中，比較器31，將相關(guān)于一次側(cè)電流Ip的電流感測(cè)訊號(hào)CS，與臨界設(shè)定值比較，以產(chǎn)生過電流檢測(cè)訊號(hào)0C。開關(guān)控制電路12根據(jù)回授訊號(hào)(圖4B未示出)控制功率開關(guān)P的操作，另方面根據(jù)過電流檢測(cè)訊號(hào)OC來關(guān)閉功率開關(guān)P，以調(diào)整一次側(cè)電流Ip。取樣保持電路32，根據(jù)電流感測(cè)訊號(hào)CS以輸出峰值訊號(hào)，其代表電流感測(cè)訊號(hào)CS的峰值。而誤差放大器33，根據(jù)峰值訊號(hào)與默認(rèn)值，以產(chǎn)生補(bǔ)償訊號(hào)，且臨界設(shè)定值根據(jù)補(bǔ)償訊號(hào)而產(chǎn)生，亦即，臨界設(shè)定值會(huì)根據(jù)峰值訊號(hào)與默認(rèn)值間的差距而適應(yīng)性地調(diào)整成為適當(dāng)值。在本實(shí)施例中，臨界設(shè)定值例如即為補(bǔ)償訊號(hào)，但本發(fā)明不限于此，例如在誤差放大器33的輸出和比較器31的輸入之間加入一個(gè)偏壓(offsetvoltage,未示出)，也屬可行。圖4C顯示本實(shí)施例中，電流感測(cè)訊號(hào)CS的訊號(hào)波形，以及臨界設(shè)定值根據(jù)電流感測(cè)訊號(hào)CS的適應(yīng)性調(diào)整變化。如圖所示，如將默認(rèn)值設(shè)為電流感測(cè)訊號(hào)CS的目標(biāo)峰值Vpeak，則控制電路30將會(huì)適應(yīng)性調(diào)整臨界設(shè)定值，將電流感測(cè)訊號(hào)CS的峰值控制為默認(rèn)值，由此適應(yīng)性調(diào)整一次側(cè)電流Ip，使得無論輸入電壓如何變化，皆可將一次側(cè)電流Ip的峰值控制于一目標(biāo)值(Ipeak，對(duì)應(yīng)于電流感測(cè)訊號(hào)CS的目標(biāo)峰值Vpeak)，由此改善輸出的功率或電流一致性問題。圖5A與5B分別顯示利用圖1A-1C的現(xiàn)有技術(shù)與利用本發(fā)明的圖4A到4C的實(shí)施例中，輸入電壓例如為高線電壓與低線電壓的一次側(cè)電流與電流感測(cè)訊號(hào)的訊號(hào)波形比較。請(qǐng)參閱圖5A，如背景技術(shù)中所述，由于在延遲時(shí)間Tp中，當(dāng)輸入電壓為高線電壓時(shí)，其實(shí)際的一次側(cè)電流Ip_high的峰值相較于低線電壓時(shí)的實(shí)際的一次側(cè)電流Ip_low的峰值高；所對(duì)應(yīng)的高線電壓的電流感測(cè)訊號(hào)CS_high的峰值相較于低線電壓時(shí)的電流感測(cè)訊號(hào)CS_low的峰值亦較高。也就是說一次側(cè)電流峰值設(shè)定值Ipeak與固定電壓設(shè)定值Vpeak在不同輸入電壓下，將會(huì)有不同的一次側(cè)電流Ip的峰值與不同電流感測(cè)訊號(hào)峰值，導(dǎo)致不同的輸出功率或電流的訊號(hào)峰值。相對(duì)而言，利用本發(fā)明的技術(shù)思想，如圖5B所示，一次側(cè)電流峰值設(shè)定值Ipeak對(duì)·應(yīng)于默認(rèn)值Vpeak (對(duì)應(yīng)于圖4B誤差放大器33的正輸入端)，其針對(duì)高線電壓與低線電壓分別經(jīng)過適應(yīng)性調(diào)整而產(chǎn)生不同的臨界設(shè)定值Vpeakl與Vpeak2(對(duì)應(yīng)于圖4B比較器31的負(fù)輸入端)，在不同輸入電壓下，其一次側(cè)電流Ip_highl與Ip_high2有相同的一次側(cè)電流Ip的峰值，即一次側(cè)電流峰值設(shè)定值Ipeak ;如此,即可改善輸出功率或電流的訊號(hào)峰值的一致性。圖6A與6B顯示本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例，與第一個(gè)實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例利用數(shù)字方式來達(dá)成。如圖6A所示，控制電路30除了開關(guān)控制電路12、比較器31、與取樣保持電路32之外，更包括與取樣保持電路32耦接的比較器39，以比較峰值訊號(hào)與默認(rèn)值，產(chǎn)生補(bǔ)償訊號(hào)；計(jì)數(shù)器34，以接收補(bǔ)償訊號(hào)，并上/下計(jì)數(shù)以產(chǎn)生計(jì)數(shù)訊號(hào)；以及數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換電路(digital-to-analog converter, DAC) 35,接收計(jì)數(shù)訊號(hào)，以產(chǎn)生臨界設(shè)定值。圖6B顯示本實(shí)施例的電流感測(cè)訊號(hào)CS的訊號(hào)波形，以及臨界設(shè)定值根據(jù)電流感測(cè)訊號(hào)CS的適應(yīng)性調(diào)整，與第一個(gè)實(shí)施例可達(dá)成相似的效果。圖7A-7C顯示本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例。圖7A與圖4A相同，顯示電源供應(yīng)器10中的功率轉(zhuǎn)換電路40為返馳式轉(zhuǎn)換電路，其包含一次側(cè)電路13，其接收經(jīng)整流后的交流電力Vin以輸出一次側(cè)電流Ip，并根據(jù)一次側(cè)電流Ip，產(chǎn)生電流感測(cè)訊號(hào)CS ;與一次側(cè)電路13耦接的變壓器15，將一次側(cè)電流Ip轉(zhuǎn)換為二次側(cè)電流；以及與變壓器15耦接的二次側(cè)電路17，其接收二次側(cè)電流，以產(chǎn)生輸出電流Iout供應(yīng)給負(fù)載電路20，并偵測(cè)輸出電流Iout或輸出電壓Vout，產(chǎn)生回授訊號(hào)FB，傳送給控制電路30，據(jù)以控制一次側(cè)電路13中的功率開關(guān)P。其中，如圖7B所示，控制電路30包含比較器31、取樣保持電路32、與取樣保持電路32耦接的誤差放大器33、延遲電路36、以及開關(guān)控制電路12。其中，比較器31，將相關(guān)于一次側(cè)電流Ip的電流感測(cè)訊號(hào)CS，與臨界設(shè)定值比較，以產(chǎn)生比較訊號(hào)。本實(shí)施例中，臨界設(shè)定值宜為低于設(shè)定值的一個(gè)數(shù)值，在圖中以默認(rèn)值-△ V來表示(圖標(biāo)僅為示意，不表示必須在電路中設(shè)置偏壓元件AV并根據(jù)默認(rèn)值減去AV來產(chǎn)生臨界設(shè)定值，亦可直接產(chǎn)生一個(gè)等于默認(rèn)值-AV的參考訊號(hào)輸入比較器31)。取樣保持電路32，根據(jù)電流感測(cè)訊號(hào)CS以輸出峰值訊號(hào)，其代表電流感測(cè)訊號(hào)CS的峰值。而誤差放大器33，將峰值訊號(hào)與默認(rèn)值比較，以產(chǎn)生補(bǔ)償訊號(hào)，且延遲訊號(hào)根據(jù)補(bǔ)償訊號(hào)而產(chǎn)生，以控制延遲電路36的延遲時(shí)間。在本實(shí)施例中，延遲訊號(hào)例如即為補(bǔ)償訊號(hào)，但本發(fā)明不限于此，例如亦可將誤差放大器33輸出的補(bǔ)償訊號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字訊號(hào)，再以數(shù)字方式控制延遲電路36。延遲電路36，接收延遲訊號(hào)與放大訊號(hào)，以輸出過電流檢測(cè)訊號(hào)0C。開關(guān)控制電路12根據(jù)過電流檢測(cè)訊號(hào)0C，產(chǎn)生操作訊號(hào)0P，從而操作功率開關(guān)P，以調(diào)整一次側(cè)電流Ip。請(qǐng)參閱圖7C，說明本實(shí)施例的概念。與前述實(shí)施例不同之處在于考慮現(xiàn)有技術(shù)中，比較器11輸出過電流檢測(cè)訊號(hào)OC會(huì)有延遲，導(dǎo)致輸出的功率或電流一致性問題；而本實(shí)施例則是利用本發(fā)明概念，對(duì)延遲時(shí)間加以適應(yīng)性控制。例如，當(dāng)輸入電壓為低線電壓時(shí)，則將延遲時(shí)間增加；反之，當(dāng)輸入電壓為高線電壓時(shí)，則不將延遲時(shí) 間增加、或延遲較少的時(shí)間。如圖7C所示，以電流感測(cè)訊號(hào)CS的峰值，與默認(rèn)值比較，其比較結(jié)果產(chǎn)生的補(bǔ)償訊號(hào)，用以產(chǎn)生延遲訊號(hào)，輸入延遲電路36，從而控制延遲時(shí)間長短，使得較小的輸入電壓延遲時(shí)間長，而較大的輸入電壓則延遲時(shí)間短，由于回路的回授平衡機(jī)制，無論輸入電壓如何變化，皆可將一次側(cè)電流Ip的峰值平衡在峰值設(shè)定值Ipeak (對(duì)應(yīng)于默認(rèn)值Vpeak)，由此改善輸出的功率或電流一致性問題。圖8顯示本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例，與第三個(gè)實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例利用數(shù)字方式來達(dá)成。如圖8所示，控制電路30除了開關(guān)控制電路12、比較器31、取樣保持電路32、以及延遲電路36之外，更包括與取樣保持電路32耦接的比較器39，以比較峰值訊號(hào)與默認(rèn)值，產(chǎn)生補(bǔ)償訊號(hào)；計(jì)數(shù)器34，以接收補(bǔ)償訊號(hào)，并上/下計(jì)數(shù)以產(chǎn)生計(jì)數(shù)訊號(hào)；以及數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換電路35，接收計(jì)數(shù)訊號(hào)，以產(chǎn)生延遲訊號(hào)。本實(shí)施例與第三個(gè)實(shí)施例相似，可達(dá)成相似的效果，其中，若延遲電路36以數(shù)字方式控制，則可省略數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換電路35。可由模擬或數(shù)字訊號(hào)控制延遲時(shí)間的延遲電路為本技術(shù)領(lǐng)域者所熟知，故在此不贅述其細(xì)節(jié)。以上已針對(duì)較佳實(shí)施例來說明本發(fā)明，只是以上所述，僅為使本領(lǐng)域技術(shù)人員易于了解本發(fā)明的內(nèi)容，并非用來限定本發(fā)明的權(quán)利范圍。在本發(fā)明的相同精神下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以思及各種等效變化。例如，在所示各實(shí)施例電路中，可插入不影響訊號(hào)主要意義的元件，如其它開關(guān)等；又例如比較器或誤差放大器的輸入端正負(fù)可以互換，僅需對(duì)應(yīng)修正電路的訊號(hào)處理方式即可，舉例而言，如果在圖7B或8實(shí)施例中將比較器31輸入端正負(fù)互換，則臨界設(shè)定值將成為默認(rèn)值+ △ V。凡此種種，皆可根據(jù)本發(fā)明的教示類推而得，因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)涵蓋上述及其它所有等效變化。
權(quán)利要求
1.一種具有過電流保護(hù)的電源供應(yīng)器，其特征在于，包含 功率轉(zhuǎn)換電路，其具有至少一功率開關(guān)，經(jīng)由該功率開關(guān)的操作，將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓并產(chǎn)生一電流； 一控制電路，接收一相關(guān)于該電流的電流感測(cè)訊號(hào)，并根據(jù)該電流感測(cè)訊號(hào)產(chǎn)生一操作訊號(hào)以操作該功率開關(guān)，進(jìn)而調(diào)整該電流，該控制電路包括 一開關(guān)控制電路，根據(jù)一回授訊號(hào)與一過電流檢測(cè)訊號(hào)，產(chǎn)生該操作訊號(hào)； 一第一比較器，將該電流感測(cè)訊號(hào)，與一臨界設(shè)定值比較，以產(chǎn)生一第一比較器輸出訊號(hào)，用以決定該過電流檢測(cè)訊號(hào)； 一取樣保持電路，根據(jù)該電流感測(cè)訊號(hào)而輸出一峰值訊號(hào)，以代表該電流感測(cè)訊號(hào)的峰值；以及 與取樣保持電路耦接的補(bǔ)償電路，根據(jù)該峰值訊號(hào)與一默認(rèn)值，產(chǎn)生一補(bǔ)償訊號(hào)；其中，該補(bǔ)償訊號(hào)用以決定該臨界設(shè)定值，或該補(bǔ)償訊號(hào)用以控制該第一比較器輸出訊號(hào)延遲一段延遲時(shí)間成為該過電流檢測(cè)訊號(hào)； 由此，使得該過電流檢測(cè)訊號(hào)可根據(jù)該電流而適應(yīng)性調(diào)整，以使該電流峰值對(duì)應(yīng)于該默認(rèn)值。
2.如權(quán)利要求I所述的具有過電流保護(hù)的電源供應(yīng)器，其中，該補(bǔ)償電路包括一誤差放大器，其根據(jù)該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)，用以決定該臨界設(shè)定值。
3.如權(quán)利要求I所述的具有過電流保護(hù)的電源供應(yīng)器，其中，該補(bǔ)償電路包括 一第二比較器，其比較該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)； 一計(jì)數(shù)器，根據(jù)該補(bǔ)償訊號(hào)，以產(chǎn)生一計(jì)數(shù)訊號(hào)；以及 一數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換該計(jì)數(shù)訊號(hào)為模擬的該臨界設(shè)定值，以輸入該第一比較器。
4.如權(quán)利要求I所述的具有過電流保護(hù)的電源供應(yīng)器，其中，該補(bǔ)償電路包括 一延遲電路，接收一相關(guān)于該補(bǔ)償訊號(hào)的延遲訊號(hào)，以控制該第一比較器輸出訊號(hào)延遲一段延遲時(shí)間，成為該過電流檢測(cè)訊號(hào)；以及 與取樣保持電路耦接的誤差放大器，根據(jù)該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)； 其中，該臨界設(shè)定值相關(guān)于該默認(rèn)值且兩者間具有一差值。
5.如權(quán)利要求I所述的具有過電流保護(hù)的電源供應(yīng)器，其中，該補(bǔ)償電路包括 一延遲電路，接收一延遲訊號(hào)，以控制該第一比較器輸出訊號(hào)延遲一段延遲時(shí)間，成為該過電流檢測(cè)訊號(hào)； 一第二比較器，其比較該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)； 一計(jì)數(shù)器，根據(jù)該補(bǔ)償訊號(hào)，以產(chǎn)生一計(jì)數(shù)訊號(hào)；以及 一數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換該計(jì)數(shù)訊號(hào)為模擬的該延遲訊號(hào)，以輸入該延遲電路； 其中，該臨界設(shè)定值相關(guān)于該默認(rèn)值且兩者間具有一差值。
6.如權(quán)利要求I所述的具有過電流保護(hù)的電源供應(yīng)器，其中，該功率轉(zhuǎn)換電路為升壓轉(zhuǎn)換電路、降壓轉(zhuǎn)換電路、升降壓轉(zhuǎn)換電路、或返馳式轉(zhuǎn)換電路。
7.如權(quán)利要求I所述的具有過電流保護(hù)的電源供應(yīng)器，其中，該功率轉(zhuǎn)換電路包括一次側(cè)電路、與一次側(cè)電路耦接的變壓器、以及與變壓器耦接的二次側(cè)電路，其中該電流感測(cè)訊號(hào)相關(guān)于該一次側(cè)電路所產(chǎn)生的電流。
8.—種控制電路，用于一具有過電流保護(hù)的電源供應(yīng)器，該電源供應(yīng)器包括一功率轉(zhuǎn)換電路，其具有至少一功率開關(guān)，經(jīng)由該功率開關(guān)的操作，將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓并產(chǎn)生一電流；其特征在于，該控制電路包含 一開關(guān)控制電路，根據(jù)一回授訊號(hào)與一過電流檢測(cè)訊號(hào)，產(chǎn)生該操作訊號(hào)； 一第一比較器，將該電流感測(cè)訊號(hào)，與一臨界設(shè)定值比較，以產(chǎn)生一第一比較器輸出訊號(hào)，用以決定該過電流檢測(cè)訊號(hào)； 一取樣保持電路，根據(jù)該電流感測(cè)訊號(hào)而輸出一峰值訊號(hào)，以代表該電流感測(cè)訊號(hào)的峰值；以及 與取樣保持電路耦接的補(bǔ)償電路，根據(jù)該峰值訊號(hào)與一默認(rèn)值，產(chǎn)生一補(bǔ)償訊號(hào)；其中，該補(bǔ)償訊號(hào)用以決定該臨界設(shè)定值，或該補(bǔ)償訊號(hào)用以控制該第一比較器輸出訊號(hào)延遲一段延遲時(shí)間成為該過電流檢測(cè)訊號(hào)； 由此，使得該過電流檢測(cè)訊號(hào)可根據(jù)該電流而適應(yīng)性調(diào)整，以使該電流峰值對(duì)應(yīng)于該默認(rèn)值。
9.如權(quán)利要求8所述的控制電路，其中，該補(bǔ)償電路包括一誤差放大器，其根據(jù)該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)，用以決定該臨界設(shè)定值。
10.如權(quán)利要求8所述的控制電路，其中，該補(bǔ)償電路包括 一第二比較器，其比較該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)； 一計(jì)數(shù)器，根據(jù)該補(bǔ)償訊號(hào)，以產(chǎn)生一計(jì)數(shù)訊號(hào)；以及 一數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換該計(jì)數(shù)訊號(hào)為模擬的該臨界設(shè)定值，以輸入該第一比較器。
11.如權(quán)利要求8所述的控制電路，其中，該補(bǔ)償電路包括 一延遲電路，接收一相關(guān)于該補(bǔ)償訊號(hào)的延遲訊號(hào)，以控制該第一比較器輸出訊號(hào)延遲一段延遲時(shí)間，成為該過電流檢測(cè)訊號(hào)；以及 與取樣保持電路耦接的誤差放大器，根據(jù)該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)； 其中，該臨界設(shè)定值相關(guān)于該默認(rèn)值且兩者間具有一差值。
12.如權(quán)利要求8所述的控制電路，其中，該補(bǔ)償電路包括 一延遲電路，接收一延遲訊號(hào)，以控制該第一比較器輸出訊號(hào)延遲一段延遲時(shí)間，成為該過電流檢測(cè)訊號(hào)； 一第二比較器，其比較該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)； 一計(jì)數(shù)器，根據(jù)該補(bǔ)償訊號(hào)，以產(chǎn)生一計(jì)數(shù)訊號(hào)；以及 一數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換該計(jì)數(shù)訊號(hào)為模擬的該延遲訊號(hào)，以輸入該延遲電路； 其中，該臨界設(shè)定值相關(guān)于該默認(rèn)值且兩者間具有一差值。
13.—種過電流保護(hù)的方法，用于一電源供應(yīng)器，該電源供應(yīng)器具有至少一功率開關(guān)，通過該功率開關(guān)的操作，以根據(jù)一輸入電壓產(chǎn)生一輸入電流，并轉(zhuǎn)換產(chǎn)生輸出電流供應(yīng)給一負(fù)載電路；其特征在于，該過電流保護(hù)的方法包含 偵測(cè)該輸入電流，產(chǎn)生一電流感測(cè)訊號(hào)； 將該電流感測(cè)訊號(hào)，與一臨界設(shè)定值比較，以產(chǎn)生一比較訊號(hào)，用以決定一過電流檢測(cè)訊號(hào)，用以控制關(guān)閉該功率開關(guān)； 根據(jù)該電流感測(cè)訊號(hào)以輸出一峰值訊號(hào)，以代表該電流感測(cè)訊號(hào)的峰值；以及根據(jù)該峰值訊號(hào)與一默認(rèn)值，產(chǎn)生一補(bǔ)償訊號(hào)；其中，該補(bǔ)償訊號(hào)用以決定該臨界設(shè)定值，或該補(bǔ)償訊號(hào)用以控制該比較訊號(hào)延遲一段延遲時(shí)間成為該過電流檢測(cè)訊號(hào)； 由此，使得該過電流檢測(cè)訊號(hào)可根據(jù)該輸入電流而適應(yīng)性調(diào)整，以使該輸入電流峰值對(duì)應(yīng)于該默認(rèn)值。
14.如權(quán)利要求13所述的過電流保護(hù)的方法，其中，該產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)的步驟，包括 比較該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)； 根據(jù)該補(bǔ)償訊號(hào)，以產(chǎn)生一計(jì)數(shù)訊號(hào)；以及 轉(zhuǎn)換該計(jì)數(shù)訊號(hào)為該臨界設(shè)定值。
15.如權(quán)利要求13所述的過電流保護(hù)的方法，其中，該產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)的步驟，包括 比較該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)； 根據(jù)該補(bǔ)償訊號(hào)，產(chǎn)生一延遲訊號(hào)；以及 以該延遲訊號(hào)控制該比較訊號(hào)延遲一段延遲時(shí)間，成為該過電流檢測(cè)訊號(hào)； 其中，該臨界設(shè)定值相關(guān)于該默認(rèn)值且兩者間具有一差值。
16.如權(quán)利要求13所述的過電流保護(hù)的方法，其中，該產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)的步驟，包括 比較該峰值訊號(hào)與該默認(rèn)值，產(chǎn)生該補(bǔ)償訊號(hào)； 根據(jù)該補(bǔ)償訊號(hào)，以產(chǎn)生一計(jì)數(shù)訊號(hào)； 轉(zhuǎn)換該計(jì)數(shù)訊號(hào)為一延遲訊號(hào)；以及 以該延遲訊號(hào)控制該比較訊號(hào)延遲一段延遲時(shí)間，成為該過電流檢測(cè)訊號(hào)； 其中，該臨界設(shè)定值相關(guān)于該默認(rèn)值且兩者間具有一差值。
全文摘要
本發(fā)明提出一種具有過電流保護(hù)(over current protection，OCP)的電源供應(yīng)器及其控制電路與過電流保護(hù)的方法。具有過電流保護(hù)的電源供應(yīng)器包括一次側(cè)電路、變壓器、以及二次側(cè)電路。該電源供應(yīng)器接收交流電力，并產(chǎn)生二次側(cè)電流以供應(yīng)給負(fù)載電路。其中，一次側(cè)電路包括控制電路，包含開關(guān)控制電路、第一比較器、取樣保持電路、以及與取樣保持電路耦接的補(bǔ)償電路。其中，補(bǔ)償電路根據(jù)電流感測(cè)訊號(hào)適應(yīng)性調(diào)整過電流保護(hù)的臨界位準(zhǔn)，或控制過電流檢測(cè)訊號(hào)的延遲時(shí)間，補(bǔ)償因交流電力的不同所造成的過電流保護(hù)的臨界位準(zhǔn)誤差，以使一次側(cè)電流峰值對(duì)應(yīng)于默認(rèn)值。
文檔編號(hào)H02M3/00GK102957312SQ20111024259
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者潘均宏, 唐健夫, 陳曜洲 申請(qǐng)人:立锜科技股份有限公司