功率轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)調(diào)整式控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為功率轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)調(diào)整式控制電路，其包含一訊號產(chǎn)生電路依據(jù)一輸出負載產(chǎn)生一振蕩訊號；一脈寬調(diào)變電路依據(jù)一電壓回路訊號、一電流回路訊號及振蕩訊號產(chǎn)生一切換訊號，以調(diào)整功率轉(zhuǎn)換器的一輸出；以及一調(diào)整電路接收一補償訊號，以進行一輸出纜線補償與一喚醒。一旦功率轉(zhuǎn)換器的輸出低于一低電壓門檻時，補償訊號用于增加切換訊號的一切換頻率。當輸出負載改變時，控制電路用于減少輸出的電壓降。
【專利說明】功率轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)調(diào)整式控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種功率轉(zhuǎn)換器，特別是關(guān)于功率轉(zhuǎn)換器的一種控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]一次側(cè)調(diào)整技術(shù)已經(jīng)揭示于許多專利案，例如:美國專利第6，721，192號“PWMcontroller regulating output voltage and output current in primary side，，；美國專利案第 6，853，563 號 “Primary-side controlled flyback power converter” ；美國專利案第7，016，204號“Close-loop PWM controller for primary-side controlled powerconverters” ；以及美國專利案第 7，362，593 號 “Switching control circuit havingoff-time modulation to improve efficiency of primary-side controlled powersupply”等等。該些先前技術(shù)的缺點為對于輸出負載的改變的響應(yīng)過于緩慢,尤其是當功率轉(zhuǎn)換器運作于輕載或無載時，此現(xiàn)象更為顯著。
[0003]請參閱圖1，其為習(xí)知的一次側(cè)調(diào)整式功率轉(zhuǎn)換器的電路圖。如圖所示，一變壓器10具有一一次側(cè)繞組NP、一二次側(cè)繞組Ns及一輔助繞組Na。一次側(cè)繞組Np的一端耦接一輸入電壓Vin。二次側(cè)繞組Ns經(jīng)由一二極管40及一電容器45而產(chǎn)生一輸出電壓V。。一晶體管20耦接一次側(cè)繞組Np的另一端，而切換變壓器10，以從功率轉(zhuǎn)換器的輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換能量至功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓％。當晶體管20導(dǎo)通時，變壓器10則被激磁。一旦晶體管20截止時，變壓器10則被消磁，此時變壓器10的能量經(jīng)由二極管40傳送至電容器45，以產(chǎn)生輸出電壓Vo。于產(chǎn)生輸出電壓Vo的同時,一反射電壓Vaux產(chǎn)生于變壓器10的輔助繞組Na,反射電壓Vaux相關(guān)聯(lián)于輸出電壓\。
[0004]一分壓電路包含復(fù)數(shù)電阻器51與52，分壓電路耦接輔助繞組Na，以依據(jù)輔助繞組Na的反射電壓Vaux產(chǎn)生一反射訊號Vs。如此,反射訊號Vs相關(guān)聯(lián)于反射電壓VAUX。于變壓器10消磁的期間，反射電壓Vaux是相關(guān)聯(lián)于輸出電壓V。。其表不反射訊號Vs亦相關(guān)聯(lián)于輸出電壓V。。
[0005]一控制器50經(jīng)由變壓器10的輔助繞組Na和電阻器51與52取樣變壓器10的反射電壓VAUX，以產(chǎn)生一切換訊號Sw，而切換變壓器10與調(diào)整輸出電壓I。基于上述，反射訊號Vs相關(guān)聯(lián)于反射電壓VAUX，晶體管20受控于切換訊號Sw?？刂破?0更接收一電流感測訊號VK，以調(diào)整切換訊號Sw。一電流感測裝置30，例如一電阻器，其耦接于晶體管20及接地端之間。電流感測裝置30感測變壓器10的一切換電流IP，并依據(jù)切換電流Ip產(chǎn)生電流感測訊號Vcs。
[0006]于變壓器10消磁的期間，反射訊號Vs是相關(guān)聯(lián)于輸出電壓I，所以僅可以于變壓器10導(dǎo)通/截止時,取樣輸出電壓V。的信息。一電阻器53連接于控制器50 (—輸入端COMR),以用于輸出纜線補償。纜線補償?shù)脑敿氝\作可參見先前技術(shù)，美國專利第7，352，595號 “Primary-side controlled switching regulator，，.因為切換訊號Sw的切換頻率于輕載狀態(tài)或無載狀態(tài)下會降低，以減少功率轉(zhuǎn)換器的功率損耗，所以于變壓器10的切換之間，無法偵測輸出電壓\的信息。因此，當功率轉(zhuǎn)換器的輸出負載迅速地從輕載改變?yōu)橹剌d時，輸出電壓\將會發(fā)生顯著的電壓降。
[0007]請參閱圖2，其為圖1的習(xí)知一次側(cè)調(diào)整式功率轉(zhuǎn)換器的切換訊號Sw、輸出負載LOAD及輸出電壓Vtj的波形圖。如圖所示，當輸出負載于輕載狀態(tài)期間突然地增加時,輸出電壓I的電壓準位會顯著地大幅降低。再者，于輕載狀態(tài)時，切換訊號Sw會產(chǎn)生較長的切換周期，以減少功率轉(zhuǎn)換器的切換損耗。因為功率轉(zhuǎn)換器對于輸出負載的變化會產(chǎn)生緩慢的響應(yīng)，所以當功率轉(zhuǎn)換器的輸出負載增加而從輕載突然提升為重載時，輸出電壓％將會發(fā)生顯著地電壓降A(chǔ) VQ1。
[0008]鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，以改善功率轉(zhuǎn)換器對于輸出負載的改變的響應(yīng)過于緩慢的缺點，以及可用于補償輸出纜線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的主要目的之一，在于提供一種功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其具有輸出纜線補償與快速動態(tài)響應(yīng)，如此在輸出負載改變時，減少輸出的電壓降。
[0010]本發(fā)明揭不一種功率轉(zhuǎn)換器的一控制電路，其包含一訊號產(chǎn)生電路、一脈寬調(diào)變電路及一調(diào)整電路。訊號產(chǎn)生電路依據(jù)功率轉(zhuǎn)換器的一輸出負載產(chǎn)生一振蕩訊號。脈寬調(diào)變電路依據(jù)一電壓回路訊號、一電流回路訊號及振蕩訊號產(chǎn)生一切換訊號，以調(diào)整功率轉(zhuǎn)換器的一輸出。調(diào)整電路接收一補償訊號，一旦功率轉(zhuǎn)換器的輸出低于一低電壓門檻時，補償訊號則用以增加切換訊號的一切換頻率。振蕩訊號決定切換訊號的切換頻率。
[0011]實施本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是控制電路具有快速動態(tài)響應(yīng)，在輸出負載改變時，用于減少輸出的電壓降。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1:其為習(xí)知的一次側(cè)調(diào)整式功率轉(zhuǎn)換器的電路圖；
圖2:其為圖1的習(xí)知一次側(cè)調(diào)整式功率轉(zhuǎn)換器的切換訊號Sw、輸出負載LOAD及輸出電壓Vtj的波形圖；
圖3:其為本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換器的一實施例的電路圖；
圖4:其為本發(fā)明的控制電路的一實施例的電路圖；
圖5:其為本發(fā)明的訊號產(chǎn)生電路的一實施例的電路圖；
圖6:其為本發(fā)明的脈寬調(diào)變電路的一實施例的電路圖；
圖7:其為本發(fā)明的升壓電路的一實施例的電路圖；
圖8:其為本發(fā)明的調(diào)整電路的一實施例的電路圖；
圖9:其為本發(fā)明的切換訊號Sw、輸出負載L系0AD、補償訊號Sk及輸出電壓Vo的波形
圖；
圖10:其為本發(fā)明的控制電路的另一實施例的電路圖；
圖11:其為本發(fā)明圖10的控制電路的訊號產(chǎn)生電路的一實施例的電路圖；以及 圖12:其為本發(fā)明的脈波產(chǎn)生器的一實施例的電路圖。
[0013]【圖號對照說明】
10變壓器20晶體管· 30電流感測裝置40二極管45電容器50控制器
51電阻器52電阻器
53電阻器55電阻器
60參考裝置61電阻器
70光耦合器100控制電路
110電壓偵測電路120第一誤差放大器
125第一電容器130第一比較器
150升壓電路151正反器
160電流源165開關(guān)
175比較器176反相器
210電流偵測電路220第二誤差放大器
225第二電容器230第二比較器
250與非門300訊號產(chǎn)生電路
301比較器302時間延遲電路
303與非門304開關(guān)
305電壓對電流轉(zhuǎn)換電路310電流源
311晶體管312晶體管
313晶體管314晶體管
315晶體管317電流源
321充電開關(guān)322放電開關(guān)
325電容器331比較器
332比較器341與非門
342與非門345反相器
346反相器350訊號產(chǎn)生電路
351電流源352開關(guān)
360脈波產(chǎn)生器361與門
362電流源363晶體管
364反相器365電容器
367反相器368與門
369或門400脈寬調(diào)變電路
410反相器420與門
425正反器430輸出緩沖器
451反相器452晶體管
453電流源460電容器
470比較器480加法器
500調(diào)整電路510電壓對電流轉(zhuǎn)換電路
511定電流源520轉(zhuǎn)導(dǎo)緩沖放大器
521電容器525緩沖放大器
530 比較器531比較器538延遲電路539正反器
560定電流源570電壓對電流轉(zhuǎn)換電路
571電阻器COMR輸入端
I1電流I2電流
I312電流Ic充電電流
Icmp電流回路訊號Id放電電流
10輸出電流Iqsc電流
Ip切換電流LOAD輸出負載
MODE訊號Na輔助繞組
Np一次側(cè)繞組Ns二次側(cè)繞組
PLS振蕩訊號PRST電源啟動重置訊號
Rmp斜坡訊號RST 重置訊號
Sd放電訊號Sds消磁訊號
Se補償訊號St訊號
Sff切換訊號Vaux反射電壓
Vcc供應(yīng)電壓Vqip電壓回路訊號
Vcs電流感測訊號Vf順向二極管電壓
Vh門檻V1電流回授訊號
Vin輸入電壓\門檻
V0輸出電壓A V01電壓降
A V02 電壓降Vk參考電壓
Veefi第一參考訊號Vkeke第二參考訊號
Veef3參考訊號Vm門檻
Vs反射訊號Vsaw訊號
Vti門檻Vt2門檻
Vta門檻Vtb門檻
Vv電壓回授訊號。
【具體實施方式】
[0014]為了使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達成的功效有更進一步的了解與認識，特用較佳的實施例及配合詳細的說明，說明如下:
請參閱圖3，其為本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換器的一實施例的電路圖。如圖所示，功率轉(zhuǎn)換器包含變壓器10，其具有一次側(cè)繞組NP、二次側(cè)繞組Ns及輔助繞組Na。一次側(cè)繞組Np接收輸入電壓VIN。二次側(cè)繞組Ns經(jīng)由二極管40及電容器45而產(chǎn)生輸出電壓V。。晶體管20用于切換變壓器10，以從輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換能量至輸出電壓V。。當晶體管20導(dǎo)通時，變壓器10即被激磁，而且變壓器10的切換電流Ip流經(jīng)晶體管20。電流感測裝置30耦接于晶體管20及接地端之間，其感測切換電流Ip而產(chǎn)生電流感測訊號Vcs，電流感測訊號Vcs耦接一控制電路100。所以，電流感測訊號Vcs相關(guān)聯(lián)于變壓器10的切換電流IP。
[0015]一旦晶體管20截止時，變壓器10會被消磁，并且變壓器10的能量會被轉(zhuǎn)移到輸出電壓％。同時，反射電壓Vaux產(chǎn)生于變壓器10的輔助繞組Na?？刂齐娐?00耦接于電阻器51與52所構(gòu)成的分壓電路，以取樣反射訊號\。因此，反射訊號Vs相關(guān)聯(lián)于反射電壓Vaux，其表示控制電路100經(jīng)由變壓器10的輔助繞組Na與電阻器51和52取樣變壓器10的反射電壓VAUX。于變壓器10消磁的期間，反射電壓Vaux相關(guān)聯(lián)于輸出電壓\。
[0016]電阻器51的一第一端耦接輔助繞組Na。電阻器52耦接于電阻器51的一第二端及接地端之間?？刂齐娐?00連接于電阻器51與52的連接點，以取樣反射訊號Vs而取樣變壓器10的反射電壓VAUX?？刂齐娐?00產(chǎn)生切換訊號Sw，以控制晶體管20，而切換變壓器10及調(diào)整功率轉(zhuǎn)換器的輸出(輸出電壓V。及/或輸出電流I。)。一電阻器55耦接于控制電路100，以進行輸出纜線補償?？刂齐娐?00為一一次側(cè)調(diào)整式控制電路，其包含一電壓回路及一電流回路。當功率轉(zhuǎn)換器操作在輕載狀態(tài)或者無載狀態(tài)時，切換訊號Sw的切換頻率會降低。當負載狀態(tài)為輕載狀態(tài)或者無載狀態(tài)時，功率轉(zhuǎn)換器運作于休眠模式或者間歇省電模式(burst mode)o
[0017]—訊號轉(zhuǎn)換裝置，例如一光稱合器70,其稱接于電阻器55與功率轉(zhuǎn)換器的輸出端間。光稱合器70配合電阻器55產(chǎn)生一補償訊號Sk,補償訊號Sk稱接控制電路100的一端，以用于輸出纜線補償與控制電路100的喚醒。
[0018]當切換訊號Sw的切換頻率為低且輸出電壓Vo低于一低電壓門濫時,補償訊號Sk用于喚醒控制電路100。其表示當切換訊號Sw的切換頻率為低且功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓\低于低電壓門檻時，補償訊號Sk即被產(chǎn)生。本發(fā)明的一實施例中，一參考裝置60 (具有一參考電壓Vk)及光耦合器70的一順向二極管電壓Vf決定低電壓門檻。當控制電路100運作于輕載狀態(tài)且輸出電壓I的電壓準位低于低電壓門檻時，補償訊號Sk用于喚醒控制電路100，以產(chǎn)生切換訊號Sw。[0019]—電阻器61的一第一端稱接功率轉(zhuǎn)換器的輸出端。參考裝置60稱接于電阻器61的一第二端及光耦合器70間。光耦合器70耦接功率轉(zhuǎn)換器的輸出端及經(jīng)由電阻器55耦接控制電路100。于本發(fā)明的一實施例中，參考裝置60可以為一稽納二極管。
[0020][0014]請參閱圖4，其為本發(fā)明的控制電路100的一實施例的電路圖。如圖所示，控制電路100包含一電壓偵測電路(V-Loop) 110，其依據(jù)反射訊號Vs產(chǎn)生一電壓回授訊號Vv。電壓回授訊號Vv稱接一第一誤差放大器120,以產(chǎn)生一電壓回路訊號Vcm^其表不電壓偵測電路110用于偵測反射訊號\，以產(chǎn)生電壓回路訊號VCMP。
[0021]電壓偵測電路110更依據(jù)反射訊號Vs產(chǎn)生一消磁訊號Sds。消磁訊號Sds稱接一電流偵測電路(1-Loop)210。電流偵測電路210依據(jù)電流感測訊號Vcs及消磁訊號Sds產(chǎn)生一電流回授訊號％。電流回授訊號V1相關(guān)聯(lián)于功率轉(zhuǎn)換器的輸出電流Itj (如圖3所示)。電流回授訊號V1耦接一第二誤差放大器220，以產(chǎn)生一電流回路訊號1_。因為電流感測訊號Vcs相關(guān)聯(lián)于變壓器10的切換電流Ip (如圖3所示)，所以表示電流偵測電路210用于偵測變壓器10的切換電流IP，以產(chǎn)生電流回路訊號1-。
[0022]電壓回授訊號Vv耦接于第一誤差放大器120的一負輸入端，以產(chǎn)生電壓回路訊號vc*p。于本發(fā)明的一實例中，第一誤差放大器120為一轉(zhuǎn)導(dǎo)誤差放大器(trans-conductanceerror amplifier)。一第一參考訊號Vkefi稱接于第一誤差放大器120的一正輸入端。第一誤差放大器120的一輸出端產(chǎn)生電壓回路訊號Vcm^因此,第一誤差放大器120依據(jù)反射訊號Vs產(chǎn)生電壓回路訊號VeMP。其表示電壓回路訊號Vqip的準位相關(guān)聯(lián)于功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓Vtj (如圖3所示)的電壓準位及輸出負載。
[0023][0017] 一第一電容器125用于電壓回路訊號Vcmp的頻率補償,其稱接第一誤差放大器120的輸出端。所以，第一電容器125為一頻率補償電容器。電壓回路訊號Vaff更經(jīng)由一第一比較器130、一與非門250及一脈寬調(diào)變電路(PWM)400而產(chǎn)生切換訊號Sw。第一比較器130的一正輸入端I禹接第一電容器125及第一誤差放大器120的輸出端，以接收電壓回路訊號第一比較器130的一負輸入端接收一斜坡訊號Rmp,斜坡訊號Rmp產(chǎn)生于脈寬調(diào)變電路400。第一比較器130的一輸出端I禹接與非門250的一第一輸入端，以產(chǎn)生一重置訊號RST。重置訊號RST耦接脈寬調(diào)變電路400，以截止切換訊號Sw及調(diào)變切換訊號Sw的切換頻率。
[0024]電壓回路訊號Vaip亦耦接一訊號產(chǎn)生電路(OSC) 300，以調(diào)變訊號產(chǎn)生電路300所產(chǎn)生的一振蕩訊號PLS的頻率及切換訊號Sw的切換頻率。因為電壓回路訊號Vaff是相關(guān)聯(lián)于功率轉(zhuǎn)換器的輸出負載，因此訊號產(chǎn)生電路300是依據(jù)功率轉(zhuǎn)換器的輸出負載產(chǎn)生振蕩訊號PLS。此外，振蕩訊號PLS的頻率及切換訊號Sw的切換頻率會依據(jù)電壓回路訊號Vaff的降低及功率轉(zhuǎn)換器的輸出負載的降低而降低。振蕩訊號PLS耦接脈寬調(diào)變電路400，以致能切換訊號Sw及決定切換訊號Sw的切換頻率。
[0025]電流回授訊號V1耦接第二誤差放大器220的一負輸入端，以產(chǎn)生電流回路訊號Ic*p。于本發(fā)明的一實施例中，第二誤差放大器220為一轉(zhuǎn)導(dǎo)誤差放大器。一第二參考訊號Veef2稱接至第二誤差放大器220的一正輸入端。第二誤差放大器220的一輸出端產(chǎn)生電流回路訊號1?。一第二電容器225稱接第二誤差放大器220的輸出端,其用于電流回路訊號Icmp的頻率補償。所以， 第二電容器225為一頻率補償電容器。電流回路訊號Iaff的準位相關(guān)聯(lián)于功率轉(zhuǎn)換器的輸出電流Itj (如圖3所示)。
[0026]電流回路訊號Icmp更經(jīng)由一第二比較器230、與非門250及脈寬調(diào)變電路400產(chǎn)生切換訊號Sw。第二比較器230的一正輸入端稱接第二電容器225及第二誤差放大器220的輸出端，以接收電流回路訊號Ic；MP。第二比較器230的一負輸入端接收斜坡訊號Rmp。第二比較器230的一輸出端耦接與非門250的一第二輸入端，以產(chǎn)生重置訊號RST。與非門250的一輸出端產(chǎn)生重置訊號RST，重置訊號RST耦接脈寬調(diào)變電路400，以截止切換訊號Sw。電流回路訊號Iaff用于調(diào)整功率轉(zhuǎn)換器的輸出電流Itj為一定電流。脈寬調(diào)變電路400更接收電流感測訊號Vcs，以調(diào)變切換訊號Sw。
[0027]電壓偵測電路110、電流偵測電路210、電壓回路訊號Vqip及電流回路訊號Icmp的詳細運作，請參閱美國專利案第7，016，204號“Close-loop PWM controller forprimary-side controlled power converters”。于輕載狀態(tài)下調(diào)變切換訊號Sw的頻率的詳細操作，請參閱美國專利案第7，362，593號“Switching control circuit havingoff-time modulation to improve efficiency of primary-side controlled powersupply，，。
[0028]一調(diào)整電路(ADJ)500接收補償訊號SK。于正常運作下，光耦合器70與電阻器55(如圖3所不)會拉低補償訊號SK。一旦輸出電壓Vo低于低電壓門濫,補償訊號會被拉高。當補償訊號Sk高于一門濫Vta (如圖8所不)時,調(diào)整電路500將產(chǎn)生一訊號ST。訊號St驅(qū)動一升壓電路150。升壓電路150依據(jù)訊號St產(chǎn)生一脈波訊號，以充電第一電容器125及提升電壓回路訊號Vcmp的準位。因此，當輸出電壓N0低于低電壓門檻時，訊號St用于增加電壓回路訊號Vaff的準位。如此，振蕩訊號PLS的頻率及切換訊號Sw的切換頻率會隨著電壓回路訊號Vqip的準位的增加而增加。由上述可知，電壓回路訊號Vaff調(diào)變振蕩訊號PLS的頻率及切換訊號Sw的切換頻率。
[0029]于輕載狀態(tài)期間，振蕩訊號PLS的頻率及切換訊號Sw的切換頻率會降低到數(shù)赫茲(Hz)0 一旦補償訊號Sk與訊號St被產(chǎn)生(邏輯高準位)，振蕩訊號PLS的頻率與切換訊號Sw的切換頻率會立即增加(例如:大于20千赫茲(KHz))，以減少輸出電壓V。的電壓降。輸出電壓\的波形繪示于圖9。因此，于輕載狀態(tài)期間，補償訊號Sk用于增加振蕩訊號PLS的頻率及切換訊號Sw的切換頻率。
[0030]復(fù)參閱圖9，當功率轉(zhuǎn)換器運作于輕載狀態(tài)期間，若輸出負載突然地增加，其會導(dǎo)致輸出電壓％低于低電壓門檻，此時補償訊號Sk即會被產(chǎn)生(邏輯高準位)。補償訊號Sk用于喚醒控制電路100 (如圖3所示)，以調(diào)變切換訊號Sw，切換訊號Sw的切換頻率會增加。如此，即可以讓控制電路100達到快速動態(tài)響應(yīng)，其可以減少輸出電壓Vtj的電壓降A(chǔ)Vtj2t5如圖9所示，電壓降A(chǔ)Vffi明顯小于圖2所示的電壓降A(chǔ)Vt^
[0031]于非輕載狀態(tài)期間，補償訊號Sk是低于門檻Vta (如圖8所示)，且因為電流回授訊號V1相關(guān)聯(lián)于輸出電流1，所以電阻器55的電阻值與功率轉(zhuǎn)換器的輸出電流1決定補償訊號Sk的準位，以達到輸出纜線補償。因此，調(diào)整電路500依據(jù)輸出電流Itj與電阻器55的電阻值產(chǎn)生并調(diào)變第一參考訊號Vkefi。調(diào)整電路500更產(chǎn)生一訊號MODE，訊號MODE耦接于訊號產(chǎn)生電路300，以決定切換訊號Sw的最小切換頻率。假若用于喚醒輕載運作下的控制電路100的光耦合器70并 未配置時，訊號MODE將會禁能(邏輯低準位)，以設(shè)定最小切換頻率為一較高頻率，而改善功率轉(zhuǎn)換器的反應(yīng)時間。假若用于喚醒的光耦合器70有配置時，訊號MODE將會致能，以設(shè)定最小切換頻率為一非常低頻率，以減少運作于輕載狀態(tài)下的功率損耗。
[0032]請參閱圖5，其為本發(fā)明的訊號產(chǎn)生電路300的一實施例的電路圖。如圖所示，一電壓對電流轉(zhuǎn)換電路(V-1)305依據(jù)電壓回路訊號Vcmp產(chǎn)生一電流電流Itfic的準位與電壓回路訊號Vqip的準位成比例。電流Itjsc經(jīng)由復(fù)數(shù)電流鏡、一充電開關(guān)321及一放電開關(guān)322而對一電容器325充電與放電，以產(chǎn)生振蕩訊號PLS。如此，當電壓回路訊號Vaff的準位降低時，振蕩訊號PLS的頻率也隨著降低。
[0033][0027] 一第一電流鏡包含晶體管311與313。一第二電流鏡包含晶體管311與312。一第三電流鏡包含晶體管314與315。第一電流鏡產(chǎn)生一放電電流ID，以對電容器325進行放電。晶體管311與313的閘極相互耦接，晶體管311與313的源極皆耦接于接地端。晶體管311的汲極耦接晶體管311與313的閘極，且接收電流1.。晶體管313的汲極產(chǎn)生放電電流Id。第二電流鏡產(chǎn)生一電流I312。晶體管312的閘極耦接晶體管311的閘極，晶體管312的源極耦接于接地端，晶體管312的汲極產(chǎn)生電流1312。
[0034]第三電流鏡依據(jù)電流I312產(chǎn)生一充電電流Ic，以對電容器325進行充電。晶體管314與315的源極皆耦接供應(yīng)電壓V。。，晶體管314與315的閘極相互耦接，晶體管314的汲極耦接晶體管312的汲極，以接收電流1312。晶體管314的汲極更耦接晶體管314與315的閘極，晶體管315的汲極產(chǎn)生充電電流Ic。
[0035]充電開關(guān)321耦接于晶體管315的汲極及電容器325的一第一端之間。當充電開關(guān)321導(dǎo)通時，充電電流I。對電容器325進行充電。放電開關(guān)322耦接于晶體管313的汲極及電容器325的第一端之間。當放電開關(guān)322導(dǎo)通時，放電電流Id對電容器325進行放電。因此，一訊號Vsaw產(chǎn)生于電容器325。電容器325的一第二端稱接于接地端。
[0036]訊號產(chǎn)生電路300更包含比較器331與332、與非門341與342以及反相器345與346,以產(chǎn)生振蕩訊號PLS。比較器331的一正輸入端接收一門濫Vh,比較器331的一負輸入端接收訊號Vsaw,比較器331比較訊號Vsaw與門濫VH。比較器332的一負輸入端接收一門檻\，比較器332的一正輸入端接收訊號VSAW，比較器332比較訊號Vsaw及門檻\。
[0037]與非門341的一第一輸入端I禹接比較器331的一輸出端，與非門342的一輸出端率禹接與非門341的一第二輸入端，與非門342的一第一輸入端I禹接比較器332的一輸出端，與非門342的一第二輸入端I禹接與非門341的一輸出端。反相器345的一輸入端I禹接與非門341的輸出端。反相器345的一輸出端I禹接反相器346的一輸入端及充電開關(guān)321的一控制端。因此，反相器345的一輸出訊號控制充電開關(guān)321。反相器346的一輸出端f禹接放電開關(guān)322的一控制端及脈寬調(diào)變電路400 (如圖4所示)。振蕩訊號PLS產(chǎn)生于反相器346的輸出端。其表不振蕩訊號PLS控制放電開關(guān)322。
[0038]訊號產(chǎn)生電路300更包含一電流源310。此電流源310用于決定電容器325的一最小充電電流及一最小放電電流。因此，電流源310用于決定振蕩訊號PLS的一最小頻率。電流源310的一第一端耦接供應(yīng)電壓\c。一開關(guān)304耦接于電流源310的一第二端及晶體管311的汲極之間，以致能電流源310。
[0039]電壓回路訊號Vqip更耦接一比較器301的一負輸入端。比較器301的一正輸入端接收一門檻VT1，比較器301用于比較電壓回路訊號Vcmp與門檻VT1，比較器301的一輸出端耦接一時間延遲電路(DLY) 302的一輸入端。時間延遲電路302用于延遲比較器301的一輸出。時間延遲電路302的一輸出端f禹接一與非門303的一第一輸入端。與非門303的一第二輸入端接收訊號MODE。與非門303的一輸出端控制開關(guān)304。
[0040]開關(guān)304用于致能電流源310。當電壓回路訊號Vaff高于門檻Vn時，開關(guān)304導(dǎo)通及致能電流源310。因此，振蕩訊號PLS的最小頻率及切換訊號Sw的最小頻率可以為一第一頻率F1 (例如1.5千赫茲(KHz))。其表示當電壓回路訊號Vqip的準位高于門檻Vti時，最小頻率為第一頻率Fp電流Ire。及電流源310的電流決定第一頻率F115其表示電壓回路訊號Vcmp的一第一準位決定第一頻率F1,而電壓回路訊號Vcmp的此第一準位高于門濫VT1。
[0041]當電壓回路訊號Vcmp低于門檻Vn時，比較器301經(jīng)由時間延遲電路302(例如:延遲時間為10毫秒(msec))及與非門303而截止開關(guān)304 (禁能電流源310)，如此振蕩訊號PLS的最小頻率僅由電流1。％決定。因此，振蕩訊號PLS及切換訊號Sw的最小頻率可以低于一第二頻率F2 (例如:5赫茲(Hz)或更低頻率)。第二頻率F2低于第一頻率Fp假若光耦合器70 (如圖3所示)未被裝備時，訊號MODE則禁能(邏輯低準位)。訊號MODE會經(jīng)由與非門303導(dǎo)通開關(guān)304，振蕩訊號PLS及切換訊號Sw的最小頻率會為第一頻率Fp相反地，假若光耦合器70裝備時，振蕩訊號PLS及切換訊號Sw的最小頻率將為第二頻率F2。
[0042]請參閱圖6，其為本發(fā)明的脈寬調(diào)變電路400的一實施例的電路圖。如圖所示，振蕩訊號PLS經(jīng)由一反相器410、一正反器425及一輸出緩沖器430導(dǎo)通切換訊號Sw。正反器425的一輸入端D接收供應(yīng)電壓V。。。振蕩訊號PLS經(jīng)由反相器410稱接正反器425的一時脈輸入端CK。正反器425的一輸出端Q f禹接輸出緩沖器430的一輸入端。輸出緩沖器430的一輸出端產(chǎn)生切換訊號Sw。振蕩訊號PLS決定切換訊號Sw的切換頻率。[0043]—反相器451、一晶體管452、一電流源453、一電容器460及一比較器470組成一電路，此電路限制切換訊號Sw的最大導(dǎo)通時間并產(chǎn)生斜坡訊號IV。正反器425所產(chǎn)生的一輸出訊號經(jīng)由反相器451而耦接晶體管452的閘極，以驅(qū)動晶體管452。電流源453的一端耦接供應(yīng)電壓V。。，電流源453的另一端耦接晶體管452的汲極及電容器460的一端。晶體管452的源極及電容器460的另一端皆耦接于接地端。當正反器425的輸出訊號的準位為邏輯高準位且晶體管452截止時，電流源453對電容器460進行充電。
[0044]電容器460所產(chǎn)生的一訊號稱接比較器470的一負輸入端,一門濫Vt2稱接至比較器470的一正輸入端，比較器470比較電容器460的訊號及門濫VT2。比較器470的一輸出端I禹接一與門420的一第一輸入端,重置訊號RST f禹接至與門420的一第二輸入端，與門420的一輸出端I禹接至正反器425的一重置輸入端R。其表不比較器470的一輸出訊號及重置訊號RST經(jīng)由與門420重置正反器425，以截止(禁能)切換訊號Sw。
[0045]脈寬調(diào)變電路400更包含一加法器480。電容器460產(chǎn)生的訊號及電流感測訊號Vcs I禹接加法器480,以產(chǎn)生斜坡訊號Rmp。因此，電容器460的訊號配合電流感測訊號Vcs產(chǎn)生斜坡訊號Rmp，以進行脈波寬度調(diào)變。
[0046]請參閱圖7，其為本發(fā)明的升壓電路150的一實施例的電路圖。如圖所示，升壓電路150包含一正反器151、一電流源160、一開關(guān)165、一比較器175及一反相器176。供應(yīng)電壓V。。稱接至正反器151的一輸入端D。訊號St稱接正反器151的一時脈輸入端CK。正反器151的一輸出端Q控制開關(guān)165。開關(guān)165稱接于電流源160及第一電容器125 (如圖4所示)之間。電流源160更耦接供應(yīng)電壓Vrc。訊號St經(jīng)由正反器151導(dǎo)通開關(guān)165。電流源160經(jīng)由開關(guān)165對第一電容器125 (電壓回路訊號Vcmp)進行充電。
[0047]電壓回路訊號Vcmp稱接比較器175的一正輸入端，比較器175的一負輸入端接收一門檻VKT1，比較器175比較電壓回路訊號Vcmp與門檻VKT1。比較器175的一輸出端耦接反相器176的一輸入端,反相器176的一輸出端稱接正反器151的一重置輸入端R。
[0048]一旦電壓回路訊號Vcmp的準位高于門檻VKT1，比較器175及反相器176會重置正反器151 (截止開關(guān)165)。當訊號St致能時，門檻Vm決定電壓回路訊號Vaff的準位，所以當補償訊號Sk (如圖4所示)被產(chǎn)生時，此電路決定切換訊號Sw的切換頻率(例如:20千赫茲(KHz))。一旦電壓回路訊號Vcmp的準位低于門濫Vkti,補償訊號31(用于增加電壓回路訊號Vcmp的準位。
[0049]此外，當電壓回路訊號Vcmp的準位高于門ffiVKT1時，因正反器151被重置，所以補償訊號Sk的產(chǎn)生將不會改變電壓回路訊號Vqip的準位及切換訊號Sw的切換頻率。其表示補償訊號Sk的產(chǎn)生僅會在功率轉(zhuǎn)換器的輸出負載低于一門檻準位時增加切換訊號Sw的切換頻率。
[0050]請參閱圖8，其為本發(fā)明的調(diào)整電路500的一實施例的電路圖。如圖所示，一電壓對電流轉(zhuǎn)換電路(V-D510接收電流回授訊號V1,以依據(jù)電流回授訊號V1產(chǎn)生一電流Iltj因為電流回授訊號V1相關(guān)聯(lián)于功率轉(zhuǎn)換器的輸出電流Itj (如圖3所示)，所以電流I1相關(guān)聯(lián)于輸出電流L。一定電流源511耦接供應(yīng)電壓V。。。定電流源511用于輕載狀態(tài)期間拉升補償訊號SK。定電流源511的電流及電流I1耦接電阻器55 (如圖3所示)，而產(chǎn)生補償訊號Sk，補償訊號Sk用于輸出纜線補償及電路喚醒。如此，補償訊號Sk是依據(jù)輸出電流Itj而產(chǎn)生。[0051]一轉(zhuǎn)導(dǎo)緩沖放大器520及一電容器521對用于輸出纜線補償?shù)难a償訊號Sk提供一低通濾波及一頻率補償。轉(zhuǎn)導(dǎo)緩沖放大器520的一正輸入端接收補償訊號SK。轉(zhuǎn)導(dǎo)緩沖放大器520的一負輸入端稱接轉(zhuǎn)導(dǎo)緩沖放大器520的一輸出端。電容器521稱接于轉(zhuǎn)導(dǎo)緩沖放大器520的輸出端及接地端間。
[0052]經(jīng)由低通濾波后，電容器521的訊號更經(jīng)由另一電壓對電流轉(zhuǎn)換電路570(V_I)產(chǎn)生一電流12。電流I2相關(guān)聯(lián)于功率轉(zhuǎn)換器的輸出電流L。一定電流源560決定(限制)電流I2的最大電流。定電流源560耦接供應(yīng)電壓\c，并輸出電流至電壓對電流轉(zhuǎn)換電路570。一參考訊號Vkef3經(jīng)由一緩沖放大器525 f禹接至一電阻器571,以產(chǎn)生第一參考訊號VKEF1。由上述可知，第一參考訊號Vkefi是由調(diào)整電路500依據(jù)補償訊號Sk而產(chǎn)生。此外，因為補償訊號Sk相關(guān)聯(lián)于輸出電流1，所以第一參考訊號Vkefi是經(jīng)由調(diào)整電路500依據(jù)輸出電流1而產(chǎn)生及調(diào)變。
[0053]參考訊號Vkef3稱接緩沖放大器525的一正輸入端,緩沖放大器525的一負輸入端率禹接緩沖放大器525的一輸出端。電阻器571的一第一端I禹接緩沖放大器525的輸出端，電阻器571的一第二端耦接電流12。電流I2及電阻器571用于調(diào)變第一參考訊號Vkefi的準位，以用于輸出纜線補償。假若功率轉(zhuǎn)換器的輸出電流Itj (如圖3所示)增加時，則第一參考訊號Vkefi的準位將會對應(yīng)增加，以增加電壓回路訊號Vqip (如圖4所示)的準位，如此輸出電壓\會對應(yīng)增加，以補償功率轉(zhuǎn)換器的輸出纜線的電壓降。因此，補償訊號Sk用于補償電壓回路訊號VeMP，以用于輸出纜線補償。
[0054]一比較器530的一正輸入端接收補償訊號SK，比較器530的一負輸入端耦接門檻Vta,比較器530的一輸出端輸出訊號ST。比較器530比較補償訊號Sk及門濫Vta,以產(chǎn)生訊號ST。當補償訊號Sk的準位高于門濫Vta時，比較器530將產(chǎn)生訊號ST。
[0055]調(diào)整電路500更包含一比較器531、一延遲電路(DLY) 538及一正反器539。比較器531的一正輸入端接收補償訊號Sk,比較器531的一負輸入端I禹接一門濫Vtb。比較器531的一輸出端I禹接正反器539的一輸入端D。正反器539的一輸出端Q輸出訊號MODE。當功率轉(zhuǎn)換器運作時，調(diào)整電路500將會偵測光耦合器70 (如圖3所示)是否存在？假若光耦合器70不存在時,補償訊號Sk的準位將會低于門濫VTB。因此，比較器531的輸出訊號會禁能，及正反器539將會禁能訊號MODE。
[0056][0050]假若光稱合器70有裝備,則于電源啟動期間補償訊號Sk的準位會高于門檻VTB。因此，比較器531的輸出訊號會致能。一電源啟動重置訊號PRST耦接正反器539的一時脈輸入端CK，經(jīng)過延遲電路538的一延遲后(例如:電源供應(yīng)至控制電路100后延遲200微(y )秒)觸發(fā)(clock)正反器539。因此，當功率轉(zhuǎn)換器運作時，若補償訊號Sk高于門檻VTB，正反器539將會產(chǎn)生及致能訊號MODE。電源啟動重置訊號PRST更耦接正反器539的一重置輸入端R，以重置正反器539。
[0057]請參閱圖10，其為本發(fā)明的控制電路100的另一實施例的電路圖。如圖所示，此實施例的控制電路100比較圖4的控制電路100，其差異在于此實施例的控制電路100不包含升壓電路150，而且調(diào)整電路500產(chǎn)生的訊號St直接耦接一訊號產(chǎn)生電路(OSC) 350，以在補償訊號Sk高于門檻Vta (如圖8所示)時，增加振蕩訊號PLS的頻率及切換訊號Sw的切換頻率。
[0058]請參閱圖11，其為本發(fā)明圖10的控制電路100的訊號產(chǎn)生電路350的一實施例的電路圖。如圖所示，訊號產(chǎn)生電路350與圖5的訊號產(chǎn)生電路300的差異在于訊號產(chǎn)生電路350更包含電流源317與351、一開關(guān)352及一脈波產(chǎn)生器360。此外，訊號產(chǎn)生電路350并未包含比較器301、時間延遲電路302、與非門303、開關(guān)304、電流源310及晶體管312、314與315。訊號產(chǎn)生電路350不同于訊號產(chǎn)生電路300 (如圖5所示)的電路將在后續(xù)說明，而訊號產(chǎn)生電路350的其余電路同于圖5的訊號產(chǎn)生電路300，所以于此不再詳述。
[0059]振蕩訊號PLS及訊號St^接脈波產(chǎn)生器360,以產(chǎn)生一放電訊號Sd,放電訊號Sd致能開關(guān)352。開關(guān)352耦接于電流源351及晶體管311的汲極之間。電流源351更耦接供應(yīng)電壓其表示振蕩訊號PLS及訊號St經(jīng)由脈波產(chǎn)生器360致能開關(guān)352。此外，脈波產(chǎn)生器360接收訊號MODE，以產(chǎn)生放電訊號SD。
[0060]電流源351經(jīng)由開關(guān)352與第一電流鏡而對電容器325進行放電,第一電流鏡由晶體管311和313所構(gòu)成。振蕩訊號PLS的頻率會隨著電容器325的放電電流Id的增加而增加。電流源317耦接于供應(yīng)電壓Vcc與充電開關(guān)321之間，以對電容器325進行充電。
[0061]請參閱圖12,其為本發(fā)明的訊號產(chǎn)生電路350的脈波產(chǎn)生器360的一實施例的電路圖。如圖所示，脈波產(chǎn)生器360依據(jù)振蕩訊號PLS的致能及訊號St的致能產(chǎn)生放電訊號SD。振蕩訊號PLS及訊號St I禹接一與門361的兩輸入端,與門361的一輸出端I禹接一晶體管363的閘極，以驅(qū)動晶體管363。一電流源362的一端耦接供應(yīng)電壓V。。，電流源362的另一端稱接晶體管363的汲極與一電容器365的一端。晶體管363的源極及電容器365的另一端皆耦接于接地端。
[0062]當晶體管363截止時，電流源362對電容器365進行充電。當振蕩訊號PLS及訊號St被致能且晶體管363導(dǎo)通時，晶體管363即對電容器365進行放電。一反相器367的一輸入端I禹接電容器365,反相器367的一輸出端I禹接一與門368的一第一輸入端，與門368的一第二輸入端I禹接與門361的輸出端,與門368的一輸出端I禹接一或門369的一第一輸入端，以產(chǎn)生放電訊號SD。此外,訊號MODE經(jīng)由一反相器364 I禹接或門369的一第二輸入端。若訊號MODE禁能，則放電訊號Sd維持致能。
[0063]上文僅為本發(fā)明的較佳實施`例而已，并非用來限定本發(fā)明實施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種功率轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)調(diào)整式控制電路，其特征在于，其包含: 一訊號產(chǎn)生電路，依據(jù)該功率轉(zhuǎn)換器的一輸出負載產(chǎn)生一振蕩訊號； 一脈寬調(diào)變電路，依據(jù)一電壓回路訊號、一電流回路訊號及該振蕩訊號產(chǎn)生一切換訊號，以調(diào)整該功率轉(zhuǎn)換器的一輸出；以及 一調(diào)整電路，經(jīng)由一訊號轉(zhuǎn)換裝置接收一補償訊號； 其中，一旦該功率轉(zhuǎn)換器的該輸出低于一低電壓門檻時，該補償訊號用于增加該切換訊號的一切換頻率；該振蕩訊號決定該切換訊號的該切換頻率。
2.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，其更包含一誤差放大器，該誤差放大器依據(jù)一反射訊號產(chǎn)生該電壓回路訊號，該誤差放大器具有一參考訊號并耦接一頻率補償電容器。
3.如權(quán)利要求2所述的控制電路，其特征在于，其中該補償訊號是依據(jù)該功率轉(zhuǎn)換器的一輸出電流所產(chǎn)生，該調(diào)整電路依據(jù)該功率轉(zhuǎn)換器的該輸出電流產(chǎn)生與調(diào)變該參考訊號。
4.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，其中該補償訊號更用于補償該電壓回路訊號，以用于一輸出纜線補償。
5.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，其更包含一端，該端耦接一電阻器與該訊號轉(zhuǎn)換裝置，以產(chǎn)生該補償訊號，該電阻器用于一輸出纜線補償。
6.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，其中該切換訊號具有一最小頻率，若該訊號轉(zhuǎn)換裝置并未裝備時，該最小頻率為一第一頻率；若該訊號轉(zhuǎn)換裝置有裝備時，該最小頻率為一第二頻率，該第一頻 率高于該第二頻率。
7.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，其更包含一升壓電路，該升壓電路耦接該調(diào)整電路，該調(diào)整電路依據(jù)該補償訊號驅(qū)動該升壓電路，以增加該切換訊號的該切換頻率。
8.—種功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其特征在于，其包含: 一訊號產(chǎn)生電路，依據(jù)該功率轉(zhuǎn)換器的一輸出負載產(chǎn)生一振蕩訊號； 一脈寬調(diào)變電路，依據(jù)一電壓回路訊號、一電流回路訊號及該振蕩訊號產(chǎn)生一切換訊號，以調(diào)整該功率轉(zhuǎn)換器的一輸出；以及 一調(diào)整電路，接收一補償訊號，用于一輸出纜線補償與一喚醒； 其中，一旦該功率轉(zhuǎn)換器的該輸出低于一低電壓門檻時，該補償訊號用于增加該切換訊號的一切換頻率；該振蕩訊號決定該切換訊號的該切換頻率。
9.如權(quán)利要求8所述的控制電路，其特征在于，其更包含一端，該端耦接一電阻器與一訊號轉(zhuǎn)換裝置，以產(chǎn)生該補償訊號。
10.如權(quán)利要求8所述的控制電路，其特征在于，其中該補償訊號用于調(diào)變該電壓回路訊號的準位，以用于該輸出纜線補償。
11.如權(quán)利要求8所述的控制電路，其特征在于，其中該電壓回路訊號調(diào)變該切換訊號的該切換頻率；該切換訊號具有一最小頻率，該最小頻率為一第一頻率，該電壓回路訊號的一第一準位決定該第一頻率；當該電壓回路訊號低于一門檻且經(jīng)一延遲時間后，該最小頻率為一第二頻率，該第一頻率高于該第二頻率。
12.如權(quán)利要求8所述的控制電路，其特征在于，其中該切換訊號具有一最小頻率，若用于該喚醒的一訊號轉(zhuǎn)換裝置并未裝備時，該最小頻率為一高頻率；若用于該喚醒的該訊號轉(zhuǎn)換裝置有裝 備時，該最小頻率為一低頻率。
【文檔編號】H02M1/42GK103683898SQ201310461960
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月1日
【發(fā)明者】楊大勇 申請人:崇貿(mào)科技股份有限公司, 快捷半導(dǎo)體(蘇州)有限公司