返馳式功率轉(zhuǎn)換器的時(shí)間預(yù)測(cè)控制的控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是關(guān)于一種返馳式功率轉(zhuǎn)換器的時(shí)間預(yù)測(cè)控制的控制電路，其包含一低壓側(cè)晶體管、一主動(dòng)箝位器、一高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路及一控制器。低壓側(cè)晶體管切換一變壓器，主動(dòng)箝位器與變壓器并聯(lián)，高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)主動(dòng)箝位器，控制器產(chǎn)生一切換訊號(hào)及一主動(dòng)箝位訊號(hào)，切換訊號(hào)驅(qū)動(dòng)低壓側(cè)晶體管，切換訊號(hào)依據(jù)一回授訊號(hào)而產(chǎn)生，以調(diào)整返馳式功率轉(zhuǎn)換器的一輸出電壓，主動(dòng)箝位訊號(hào)控制高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路及主動(dòng)箝位器，主動(dòng)箝位訊號(hào)依據(jù)變壓器的一預(yù)測(cè)時(shí)間而產(chǎn)生。預(yù)測(cè)時(shí)間是由一輸入電壓、輸出電壓及切換訊號(hào)的一導(dǎo)通時(shí)間而產(chǎn)生。
【專利說(shuō)明】 返馳式功率轉(zhuǎn)換器的時(shí)間預(yù)測(cè)控制的控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明是有關(guān)于一種功率轉(zhuǎn)換器，尤其是關(guān)于具有主動(dòng)箝位的返馳式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路。
【背景技術(shù)】
現(xiàn)今已發(fā)展出一種具有主動(dòng)箝位電路的返馳式功率轉(zhuǎn)換器，其增加返馳式功率轉(zhuǎn)換器的效能。然而，習(xí)用主動(dòng)箝位電路僅能于重載下達(dá)到高效能，且習(xí)用主動(dòng)箝位電路因高循環(huán)電流關(guān)系，而造成其于輕載下會(huì)具有較高功率損耗的缺點(diǎn)。因此，本發(fā)明的目的是于輕載下藉由回收變壓器的漏電感的能量，而改善返馳式功率轉(zhuǎn)換器的效能，并于重載時(shí)達(dá)到柔性切換。如此，返馳式功率轉(zhuǎn)換器可以運(yùn)作于較高的切換頻率，以降低變壓器的尺寸。此外，上述的相關(guān)前案有美國(guó)專利第5，570，278號(hào)“Clamped continuous flyback powerconverter，，、美國(guó)專利第 6，069，803 號(hào) “Offset resonance zero voltage switchingflyback converter” 及美國(guó)專利申請(qǐng)案公開第 20110305048 號(hào) “Active-clamp circuitfor quas1-resonant flyback power converter，，。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0001]本發(fā)明的目的之一是提供一種返馳式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其使返馳式功率轉(zhuǎn)換器于重載及輕載下皆達(dá)到高效能。
[0002]本發(fā)明的目的之一是提供一種返馳式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其使返馳式功率轉(zhuǎn)換器運(yùn)作于較高的切換頻率，以降低其變壓器的尺寸。
[0003]本發(fā)明的返馳式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路包含一低壓側(cè)晶體管，其切換一變壓器；一主動(dòng)箝位器與變壓器并聯(lián)；一高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)主動(dòng)箝位器；一控制器產(chǎn)生一切換訊號(hào)及一主動(dòng)箝位訊號(hào)，切換訊號(hào)驅(qū)動(dòng)低壓側(cè)晶體管，切換訊號(hào)依據(jù)一回授訊號(hào)而產(chǎn)生，以調(diào)整返馳式功率轉(zhuǎn)換器的一輸出電壓，主動(dòng)箝位訊號(hào)控制高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路及主動(dòng)箝位器，主動(dòng)箝位訊號(hào)依據(jù)變壓器的一預(yù)測(cè)時(shí)間而產(chǎn)生。預(yù)測(cè)時(shí)間是由一輸入電壓、輸出電壓及切換訊號(hào)的一導(dǎo)通時(shí)間而產(chǎn)生。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
圖1:其為本發(fā)明功率轉(zhuǎn)換器的一實(shí)施例的電路圖；
圖2:其為本發(fā)明控制器的一實(shí)施例的電路圖；
圖3:其為本發(fā)明振蕩電路的一實(shí)施例的電路圖；
圖4:其為本發(fā)明振蕩電路的斜坡訊號(hào)RMP、時(shí)脈訊號(hào)CK及脈波訊號(hào)PLS的波形圖；
圖5:其為本發(fā)明時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)產(chǎn)生電路的一實(shí)施例的電路圖；
圖6A:其為本發(fā)明脈波產(chǎn)生器的一參考圖；
圖6B:其為本發(fā)明脈波產(chǎn)生器的輸入訊號(hào)IN與輸出訊號(hào)OUT的波形圖；
圖7A:其為本發(fā)明延遲電路的一參考圖；圖7B:其為本發(fā)明延遲電路的輸入訊號(hào)INPUT與輸出訊號(hào)OUTPUT的波形圖；
圖8:其為本發(fā)明主動(dòng)箝位訊號(hào)產(chǎn)生電路的一實(shí)施例的電路圖；
圖9:其為本發(fā)明于輕載狀態(tài)下的切換訊號(hào)S1及主動(dòng)箝位訊號(hào)S2的波形圖；
圖10:其為本發(fā)明導(dǎo)通電路的一實(shí)施例的電路圖；
圖11:其為本發(fā)明波谷訊號(hào)產(chǎn)生電路的一實(shí)施例的電路圖；
圖12A:其為本發(fā)明運(yùn)作于連續(xù)電流模式下的切換訊號(hào)S1、主動(dòng)箝位訊號(hào)S2及反射訊號(hào)Vs的波形圖；
圖12B:其為本發(fā)明切換訊號(hào)S1、波谷電壓訊號(hào)Sv、反射訊號(hào)Vs及主動(dòng)箝位訊號(hào)S2的波形圖；及
圖12C:其為本發(fā)明運(yùn)作于輕載狀態(tài)下的切換訊號(hào)S1、主動(dòng)箝位訊號(hào)S2及反射訊號(hào)Vs的波形圖。
【圖號(hào)對(duì)照說(shuō)明】
10 變壓器 15 電容器 20 晶體管 25 寄生二極管 30 晶體管 35 本體二極管 40 整流器` 45 輸出電容器
50高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路 60 整流器 65 電容器 70 二極管 75 電容器
80電阻器
81電阻器
82電阻器 100控制器 110比較器 111正反器 113反相器 114反相器 115與門
120振湯電路 125 電容器 131電流源 132開關(guān)
135電流源136開關(guān)141比較器142比較器145比較器151與非門152與非門156反相器
157反相器
158與非門
200 時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)產(chǎn)生電路
211運(yùn)算放大器
212晶體管
213晶體管
214晶體管
215開關(guān)
230取樣保持電路
231運(yùn)算放大器
232電阻器
233晶體管235 開關(guān)240 反相器
250電容器
251比較器
252與非門271 反相器273 或門275 與門280 正反器310 電流源
321反相器
322晶體管325 電容器327 反相器329 與門
340 脈波產(chǎn)生器352 延遲電路
360電流源
361反相器
362晶體管365電容器
369與門
400主動(dòng)箝位訊號(hào)產(chǎn)生電路
410計(jì)數(shù)器
415比較器
420正反器
450計(jì)數(shù)器
460與門
471與門
472與門
473反相器490或門
500導(dǎo)通電路
510脈波產(chǎn)生器
511反相器
513反相器
514與門
515或門521反相器524與門
550脈波產(chǎn)生器
551反相器570正反器
600波谷訊號(hào)產(chǎn)生電路
610電流源
611電阻器
612晶體管615晶體管
621晶體管
622晶體管625電阻器
630比較器
631開關(guān)
632電容器635延遲電路BLK消隱訊號(hào)Cin輸入電容器CK時(shí)脈訊號(hào)ck時(shí)脈輸入端CKB時(shí)脈訊號(hào)
D輸入端I215電流I233電流Ιθ15電流1622電流
IN輸入訊號(hào)INPUT輸入訊號(hào)
Na輔助繞組
Np一次側(cè)繞組
NR端點(diǎn)
Ns二次側(cè)繞組
OUT輸出訊號(hào)OUTPUT輸出訊號(hào)
PLS脈波訊號(hào)
Q輸出端
R重置輸入端
RMP斜坡訊號(hào)
RST重置訊號(hào)
51切換訊號(hào)
52主動(dòng)箝位訊號(hào)Sds時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)Sed結(jié)束放電訊號(hào)
Sll選擇訊號(hào)
Son導(dǎo)通訊號(hào)
Sv波谷電壓訊號(hào)
Tb延遲時(shí)間
Td延遲時(shí)間
Tds預(yù)測(cè)時(shí)間
Tp脈波寬度
Tx短路防止時(shí)間
Vcc電源
Vfb回授訊號(hào)
Vh跳變點(diǎn)電壓
Vin輸入電壓
Vl跳變點(diǎn)電壓
Vm門檻電壓
V0輸出
Vs反射訊號(hào) Vt 門檻
Vtl輕載門檻
Vtv門檻
XyiN輸入電壓訊號(hào)
Xto輸出電壓訊號(hào)
【具體實(shí)施方式】
為了使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，特用較佳的實(shí)施例及配合詳細(xì)的說(shuō)明，說(shuō)明如下:
[0004]請(qǐng)參閱圖1，其為本發(fā)明功率轉(zhuǎn)換器的一實(shí)施例的電路圖。如圖所示，本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換器為具有主動(dòng)箝位的一返馳式功率轉(zhuǎn)換器，其包含一變壓器10，變壓器10連接功率轉(zhuǎn)換器的一輸入電壓Vin，變壓器10具有一一次側(cè)繞組Np及一二次側(cè)繞組Ns。一次側(cè)繞組Np的一第一端稱接一輸入電容器Cin的一端并接收輸入電壓Vin,輸入電容器Cin的另一端率禹接一接地端。返馳式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路包含復(fù)數(shù)晶體管20、30、一電容器15、一高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路50及一控制器(PWM) 100。
[0005]晶體管20耦接于一次側(cè)繞組Np的一第二端及接地端間。晶體管20為一低壓側(cè)晶體管，其用于切換變壓器10的一次側(cè)繞組Np。一寄生二極管25為一本體二極管(bodydiode),其與晶體管20并聯(lián)。一輸出電壓V。經(jīng)由一整流器40及一輸出電容器45而產(chǎn)生?？刂破?00產(chǎn)生一切換訊號(hào)S1，其用于驅(qū)動(dòng)晶體管20以調(diào)整功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓I。切換訊號(hào)S1是依據(jù)一回授訊號(hào)Vfb而產(chǎn)生，回授訊號(hào)Vfb相關(guān)聯(lián)于功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓V。。
[0006]變壓器10更包含一輔助繞組Να，其經(jīng)由一整流器60及一電容器65產(chǎn)生一電源Vcc,電源Vrc用于供應(yīng)電能至控制器100。整流器60的一第一端耦接輔助繞組Na的一第一端，輔助繞組Na的一第二端耦接于接地端。電容器65的一端耦接整流器60的一第二端及控制器100，電容器65的另一端耦接于接地端。
[0007]—分壓電路包含復(fù)數(shù)電阻器80與81，其耦接輔助繞組Na及接地端間，以產(chǎn)生一反射訊號(hào)Vs。反射訊號(hào)Vs連接控制器100，且表示變壓器10的一反射電壓。變壓器10的反射訊號(hào)\具有變壓器10的消磁期間的輸出電壓V。的信息。晶體管30與一電容器15串聯(lián)而構(gòu)成一主動(dòng)箝位器。電容器15耦接一次側(cè)繞組Np的第一端，晶體管30耦接一次側(cè)繞組Np的第二端。因此，主動(dòng)箝位器與變壓器10的一次側(cè)繞組Np并聯(lián)。晶體管30為一高壓側(cè)晶體管，當(dāng)晶體管20截止時(shí)，變壓器10的漏電感的能量會(huì)經(jīng)由晶體管30及其本體二極管35儲(chǔ)存至電容器15。
[0008]高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路50驅(qū)動(dòng)晶體管30。一充電泵浦電路耦接電源V。。及高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路50，以依據(jù)電源Vcc提供一電壓源至高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路50。充電泵浦電路由一二極管70及一電容器75構(gòu)成，二極管70耦接電源V。。，電容器75與二極管70串聯(lián)，且電容器75更耦接高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路50。
[0009]控制器100依據(jù)反射訊號(hào)Vs產(chǎn)生一主動(dòng)箝位訊號(hào)S2,以控制高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路50及晶體管30。主動(dòng)箝位訊號(hào)S2是依據(jù)變壓器10的一預(yù)測(cè)時(shí)間Tds而產(chǎn)生，預(yù)測(cè)時(shí)間Tds相關(guān)聯(lián)于變壓器10的消磁時(shí)間。主動(dòng)箝位訊號(hào)S2僅于切換訊號(hào)S1禁能時(shí)而致能。輸入電壓VIN、輸出電壓1、切換訊號(hào)S1的導(dǎo)通時(shí)間Ton以及變壓器10的匝數(shù)比用于決定預(yù)測(cè)時(shí)間TDS。反射訊號(hào)Vs用于預(yù)測(cè)變壓器10的放電時(shí)間。一電阻器82耦接控制器100的一端點(diǎn)NR以規(guī)劃變壓器10的匝數(shù)比，且電阻器82的電阻值相關(guān)聯(lián)于變壓器10的匝數(shù)比。當(dāng)晶體管30由主動(dòng)箝位訊號(hào)S2導(dǎo)通時(shí),儲(chǔ)存于電容器15的變壓器10的漏電感的能量會(huì)傳輸至變壓器10，如此即回收變壓器10的漏電感的能量。
[0010]請(qǐng)參閱圖2，其為本發(fā)明控制器100的一實(shí)施例的電路圖。如圖所示，本發(fā)明的控制器100包含一振蕩電路(OSC) 120,其產(chǎn)生一時(shí)脈訊號(hào)CK、一斜坡訊號(hào)RMP與一脈波訊號(hào)PLS0時(shí)脈訊號(hào)CK及/或反射訊號(hào)Vs經(jīng)由一導(dǎo)通電路500、一正反器111及一與門115禁能切換訊號(hào)S1O切換訊號(hào)S1、一時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)Sds、時(shí)脈訊號(hào)CK及反射訊號(hào)Vs稱接導(dǎo)通電路500,以產(chǎn)生一導(dǎo)通訊號(hào)Sm,其稱接正反器111的一時(shí)脈輸入端ck。電源Vrc供應(yīng)至正反器111的一輸入端D,時(shí)脈訊號(hào)CK經(jīng)由一反相器113 f禹接與門115的一第一輸入端,主動(dòng)箝位訊號(hào)S2亦經(jīng)由一反相器114耦接與門115的一第二輸入端。因此，當(dāng)主動(dòng)箝位訊號(hào)S2禁能時(shí)，切換訊號(hào)S1會(huì)被致能。再者,正反器111的一輸出端Q I禹接與門115的一第三輸入端，以產(chǎn)生切換訊號(hào)Sp所以，導(dǎo)通訊號(hào)Sm用于控制切換訊號(hào)Sp導(dǎo)通電路500更產(chǎn)生一輸入電壓訊號(hào)Xvin，輸入電壓訊號(hào)Xvin的準(zhǔn)位相關(guān)聯(lián)于輸入電壓Vin (如圖1所不)的準(zhǔn)位。
[0011]斜坡訊號(hào)RMP經(jīng)由一比較器110比較回授訊號(hào)VFB，當(dāng)斜坡訊號(hào)RMP高于回授訊號(hào)Vfb,比較器110產(chǎn)生一訊號(hào),其稱接正反器110的一重置輸入端R,以禁能切換訊號(hào)S1而達(dá)到脈寬調(diào)變(PWM)。該端點(diǎn)NR (圖1所示的電阻器82)、脈波訊號(hào)PLS、反射訊號(hào)Vs及切換訊號(hào)S1耦接一時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)產(chǎn)生電路200，以產(chǎn)生時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)SDS。時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)Sds表示變壓器10的預(yù)測(cè)時(shí)間TDS。輸入電壓訊號(hào)Xvin更耦接時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)產(chǎn)生電路200。時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)Sds、時(shí)脈訊號(hào)CK及回授訊號(hào)Vfb耦接一主動(dòng)箝位訊號(hào)產(chǎn)生電路400，以產(chǎn)生主動(dòng)箝位訊號(hào)S2?；谏鲜?，控制器100依據(jù)時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)Sds產(chǎn)生切換訊號(hào)S1及主動(dòng)箝位訊號(hào)S2O因此，切換訊號(hào)S1及主動(dòng)箝位訊號(hào)S2是依據(jù)輸入電壓Vin、輸出電壓Vo (如圖1所不)及切換訊號(hào)S1的導(dǎo)通時(shí)間而產(chǎn)生。
[0012]請(qǐng)參閱圖3，其為本發(fā)明振蕩電路120的一實(shí)施例的電路圖。如圖所示，振蕩電路120包含復(fù)數(shù)電流源131、135、復(fù)數(shù)開關(guān)132、136及一電容器125，以產(chǎn)生斜坡訊號(hào)RMP。電流源131耦接于電源V。。及開關(guān)132的一第一端間。電容器125耦接于開關(guān)132的一第二端及接地端間。電流源135耦接于接地端及開關(guān)136的一第二端間，開關(guān)136的一第一端耦接電容器125。電流源131與135分別經(jīng)由開關(guān)132與136對(duì)電容器125充電及驅(qū)使電容器125放電。斜坡訊號(hào)RMP產(chǎn)生于電容器125。
[0013]斜坡訊號(hào)RMP更耦接復(fù)數(shù)比較器141、142及145。斜坡訊號(hào)RMP耦接比較器141與145的負(fù)輸入端,斜坡訊號(hào)RMP更稱接比較器142的一正輸入端。比較器141具有一跳變點(diǎn)電壓Vh，其供應(yīng)至比較器141的一正輸入端，以比較斜坡訊號(hào)RMP。比較器142具有一跳變點(diǎn)電壓 '，其供應(yīng)至比較器142的一負(fù)輸入端，以比較斜坡訊號(hào)RMP。比較器145具有一門檻電壓VM，其供應(yīng)至比較器145的一正輸入端，以比較斜坡訊號(hào)RMP。其中，跳變點(diǎn)電壓VH、跳變點(diǎn)電壓八及門檻電壓Vm的電壓準(zhǔn)位的關(guān)系為跳變點(diǎn)電壓Vh大于門檻電壓VM，門檻電壓Vm大于跳變點(diǎn)電壓\ (VH>VM>')。
[0014]復(fù)數(shù)與門151與152組成一栓鎖電路，其接收比較器141與142的輸出訊號(hào)。栓鎖電路及復(fù)數(shù)反相器156與157用于產(chǎn)生復(fù)數(shù)時(shí)脈訊號(hào)CK與CKB。時(shí)脈訊號(hào)CK用于控制開關(guān)136，以進(jìn)行電容器125的放電。時(shí)脈訊號(hào)CKB用于控制開關(guān)132，以進(jìn)行電容器125的充電。與非門151的一第一輸入端I禹接比較器141的一輸出端,與非門152的一第一輸入端I禹接比較器142的一輸出端,與非門151的一第二輸入端I禹接與非門152的一輸出端，與非門151的一輸出端I禹接與非門152的一第二輸入端。與非門151的一輸出訊號(hào)連接反相器156的一輸入端，以于反相器156的一輸出端產(chǎn)生時(shí)脈訊號(hào)CKB。時(shí)脈訊號(hào)CKB更I禹接反相器157的一輸入端，以于反相器157的一輸出端產(chǎn)生時(shí)脈訊號(hào)CK。時(shí)脈訊號(hào)CK及比較器145的一輸出訊號(hào)經(jīng)由一與非門158產(chǎn)生脈波訊號(hào)PLS。因此,脈波訊號(hào)PLS相關(guān)聯(lián)于時(shí)脈訊號(hào)CK。
[0015]請(qǐng)參閱圖4,其為本發(fā)明振蕩電路的斜坡訊號(hào)RMP、時(shí)脈訊號(hào)CK及脈波訊號(hào)PLS的波形圖。如圖所示，當(dāng)斜坡訊號(hào)RMP高于跳變點(diǎn)電壓Vh時(shí)，時(shí)脈訊號(hào)CK為致能(邏輯高準(zhǔn)位)。當(dāng)斜坡訊號(hào)RMP低于跳變點(diǎn)電壓 '時(shí)，時(shí)脈訊號(hào)CK為禁能(邏輯低準(zhǔn)位)。脈波訊號(hào)PLS產(chǎn)生(致能；邏輯高準(zhǔn)位)于時(shí)脈訊號(hào)CK為禁能時(shí)，因此，脈波訊號(hào)PLS產(chǎn)生于時(shí)脈訊號(hào)CK的致能之前。當(dāng)時(shí)脈訊號(hào)CK為致能且斜坡訊號(hào)RMP低于門檻電壓Vm時(shí)，脈波訊號(hào)PLS為禁能。
[0016]請(qǐng)參閱圖5，其為本發(fā)明時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)產(chǎn)生電路200的一實(shí)施例的電路圖。如圖所不，一開關(guān)215稱接于一電流I215及一電容器250的一第一端之間。開關(guān)215是由切換訊號(hào)S1控制。電容器250的一第二端稱接于接地端。一開關(guān)235稱接于一電流Iw及電容器250的第一端之間。切換訊號(hào)S1經(jīng)由一反相器240控制開關(guān)235。電容器250于切換訊號(hào)S1的導(dǎo)通時(shí)間(Tm)經(jīng)由開關(guān)215被電流I215充電。當(dāng)切換訊號(hào)S1禁能時(shí)，電容器250經(jīng)由開關(guān)235被電流I233放電。
[0017]—比較器251的一負(fù)輸入端I禹接電容器250以接收電容器250的電壓。一門濫Vt傳輸至比較器251的一正輸入端。當(dāng)電容器250的電壓低于門濫Vt時(shí)，比較器251會(huì)產(chǎn)生一結(jié)束放電(end-of-discharge)訊號(hào)SED。結(jié)束放電訊號(hào)Sed稱接一與非門252的一第一輸入端，切換訊號(hào)S1經(jīng)由反相器240耦接與非門252的第二輸入端。當(dāng)切換訊號(hào)S1禁能時(shí)，結(jié)束放電訊號(hào)Sed用于經(jīng)由反及閘252產(chǎn)生一重置訊號(hào)RST (邏輯低準(zhǔn)位)。
[0018]晶體管213、214的源極耦接電源V。。，晶體管213、214的閘極及晶體管213的一汲極相互耦接而接收一電流1212。電流鏡晶體管213、214用于依據(jù)電流I212產(chǎn)生電流I215于晶體管214的一汲極。一運(yùn)算放大器211的一正輸入端接收輸入電壓訊號(hào)XVIN。運(yùn)算放大器211的一負(fù)輸入端經(jīng)由端點(diǎn)NR耦接電阻器82 (如圖1所示)。運(yùn)算放大器211的一輸出端耦接一晶體管212的一閘極。晶體管212的一源極耦接運(yùn)算放大器211的負(fù)輸入端及經(jīng)由端點(diǎn)NR電阻器82。晶體管212的一汲極耦接晶體管213的汲極。運(yùn)算放大器211、電阻器82 (經(jīng)由端點(diǎn)NR)及晶體管212組成一電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換電路，以依據(jù)輸入電壓訊號(hào)Xvin及電阻器82的電阻值產(chǎn)生電流1212。
[0019]—運(yùn)算放大器231的一正輸入端接收一輸出電壓訊號(hào)Xvq,運(yùn)算放大器231的一負(fù)輸入端稱接一電阻器232,運(yùn)算放大器231的一輸出端稱接一晶體管233的一閘極。晶體管233的一源極耦接運(yùn)算放大器231的負(fù)輸入端及電阻器232。晶體管233的一汲極經(jīng)由開關(guān)235耦接電容器250。運(yùn)算放大器231、電阻器232及晶體管233組成一電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換電路，以依據(jù)輸出電壓訊號(hào)Xvq產(chǎn)生電流I233于晶體管233的汲極。輸出電壓訊號(hào)Xvq相關(guān)于輸出電壓I (如圖1所示)的電壓準(zhǔn)位。輸出電壓訊號(hào)XV()于切換訊號(hào)S1的截止期間，是經(jīng)由一取樣保持電路(S/H) 230于切換訊號(hào)S1的截止周期期間取樣反射訊號(hào)Vs而產(chǎn)生。電容器250兩端的電壓準(zhǔn)位相關(guān)于變壓器10 (如圖1所示)的消磁時(shí)間的周期。
[0020]有關(guān)于取樣反射訊號(hào)以產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)于輸出電壓的訊號(hào)的詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容可參閱美國(guó)專利第 7，016，204 號(hào) “Close-loop PWM controller for primary-side controlledpower converters，，、美國(guó)專利第 7, 151, 681 號(hào)“Multiple-sampling circuit formeasuring reflected voltage and discharge time of a transformer，，、美國(guó)專利第 7,349,229 號(hào)“Causal sampling circuit for measuring reflected voltage anddemagnetizing time of transformer，，以及美國(guó)專利第 7，486，528 號(hào) “Linear-predictsampling for measuring demagnetized voltage of transform，，。
[0021]切換訊號(hào)S1稱接于一反相器271的一輸入端,反相器271的一輸出端稱接于一延遲電路(DLY) 352的一輸入端,延遲電路352的一輸出端稱接一正反器280的一時(shí)脈輸入端ck。電源Vcc供應(yīng)至正反器280的一輸入端D,正反器280的一輸出端輸出時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)SDS。切換訊號(hào)S1經(jīng)由反相器271、延遲電路352及正反器280產(chǎn)生時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)SDS。因此，當(dāng)切換訊號(hào)S1禁能時(shí)，時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)Sds于一延遲時(shí)間Tb (如第七B圖所示)后為致能。
[0022]重置訊號(hào)RST I禹接一或門273的一第一輸入端?；蜷T273的一輸出端I禹接一及閘275的一第一輸入端。脈波訊號(hào)PLS f禹接與門275的一第二輸入端。與門275的一輸出端耦接正反器280的一重置輸入端R，以重置正反器280，因此，重置訊號(hào)RST及脈波訊號(hào)PLS用于經(jīng)由或門273與與門275禁能正反器280，而以禁能時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)SDS。
[0023]當(dāng)功率轉(zhuǎn)換器操作于連續(xù)電流模式(continuous current mode, CCM),脈波訊號(hào)PLS用于禁能時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)SDS。連續(xù)電流模式表示變壓器10于下一個(gè)切換周期前并未完全消磁。切換訊號(hào) S1經(jīng)由反相器271耦接一脈波產(chǎn)生器340。一消隱訊號(hào)BLK是經(jīng)由反相器271及脈波產(chǎn)生器340依據(jù)切換訊號(hào)S1的禁能而產(chǎn)生，以禁止重置訊號(hào)RST重置正反器280。消隱訊號(hào)BLK稱接或門273的一第二輸入端。消隱訊號(hào)BLK的脈波寬度用于決定時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)Sds的一最小導(dǎo)通時(shí)間。正反器280產(chǎn)生時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)SDS。時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)Sds表示變壓器10的一預(yù)測(cè)時(shí)間Tds,其于功率轉(zhuǎn)換器操作于非連續(xù)電流模式(discontinuouscurrent mode, DCM)時(shí)，時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)Sds與預(yù)測(cè)時(shí)間Tds相關(guān)聯(lián)于變壓器10的消磁時(shí)間。于非連續(xù)電流模式運(yùn)作，激磁磁通量等于消磁磁通量。
【權(quán)利要求】
1.一種返馳式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其特征在于，其包含: 一低壓側(cè)晶體管，其切換一變壓器； 一主動(dòng)箝位器，其并聯(lián)于該變壓器； 一高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路，其驅(qū)動(dòng)該主動(dòng)箝位器 '及 一控制器，其產(chǎn)生一切換訊號(hào)及一主動(dòng)箝位訊號(hào)； 其中，該切換訊號(hào)驅(qū)動(dòng)該低壓側(cè)晶體管，該切換訊號(hào)依據(jù)一回授訊號(hào)而產(chǎn)生，以調(diào)整該返馳式功率轉(zhuǎn)換器的一輸出電壓，該主動(dòng)箝位訊號(hào)控制該高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路及該主動(dòng)箝位器，該主動(dòng)箝位訊號(hào)是依據(jù)該變壓器的一預(yù)測(cè)時(shí)間而產(chǎn)生，該預(yù)測(cè)時(shí)間是由一輸入電壓、該輸出電壓及該切換訊號(hào)的一導(dǎo)通時(shí)間而決定。
2.如權(quán)利要求1所述的返馳式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其特征在于，其中該預(yù)測(cè)時(shí)間更由一電阻器的一電阻值決定，該電阻器的該電阻值相關(guān)聯(lián)于該變壓器的一匝數(shù)比。
3.如權(quán)利要求1所述的返馳式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其特征在于，其中該主動(dòng)箝位訊號(hào)是依據(jù)該變壓器的一反射訊號(hào)而產(chǎn)生。
4.如權(quán)利要求1所述的返馳式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其特征在于，其中該主動(dòng)箝位訊號(hào)的脈波寬度相關(guān)聯(lián)于該變壓器的一消磁時(shí)間。
5.如權(quán)利要求1所述的返馳式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其特征在于，其中于輕載狀態(tài)下，該主動(dòng)箝位訊號(hào)的脈波數(shù)少于該切換訊號(hào)的脈波數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的返馳式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其特征在于，其中該控制器依據(jù)該變壓器的該預(yù)測(cè)時(shí)間產(chǎn)生該切換訊號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的返馳式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其特征在于，其中該變壓器的該預(yù)測(cè)時(shí)間相關(guān)聯(lián)于該變壓器的一消磁時(shí)間。
8.如權(quán)利要求1所述的返馳式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其特征在于，其中該控制器包含: 一時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)產(chǎn)生電路，其依據(jù)該變壓器的一反射訊號(hào)及該切換訊號(hào)產(chǎn)生一時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)，該時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)表示該變壓器的該預(yù)測(cè)時(shí)間； 一導(dǎo)通電路，其依據(jù)該時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)產(chǎn)生一導(dǎo)通訊號(hào)，以產(chǎn)生該切換訊號(hào)；以及 一主動(dòng)箝位訊號(hào)產(chǎn)生電路，其依據(jù)該時(shí)間預(yù)測(cè)訊號(hào)產(chǎn)生該主動(dòng)箝位訊號(hào)。
9.如權(quán)利要求1所述的返馳式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其特征在于，其中該切換訊號(hào)于一連續(xù)電流模式運(yùn)作下依據(jù)一時(shí)脈訊號(hào)而致能，該時(shí)脈訊號(hào)由該控制器的一振蕩電路所產(chǎn)生。
10.如權(quán)利要求1所述的返馳式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其特征在于，其中該主動(dòng)箝位訊號(hào)于一連續(xù)電流模式運(yùn)作下依據(jù)一脈波訊號(hào)而禁能，該脈波訊號(hào)是由該控制器的一振蕩電路所產(chǎn)生，該脈波訊號(hào)產(chǎn)生于該振蕩電路所產(chǎn)生的一時(shí)脈訊號(hào)的致能之前。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK103887986SQ201410150291
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月15日
【發(fā)明者】楊大勇 申請(qǐng)人:崇貿(mào)科技股份有限公司, 快捷半導(dǎo)體(蘇州)有限公司