CN101159416B - 电源转换器的控制电路及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种电源转换器的控制电路及其方法，其包含一电流感测电路依据变压器的一切换电流而产生一电流讯号；一侦测电路依据电流讯号的一斜率，感测电流讯号以产生一斜率讯号；一保护电路依据斜率讯号，控制切换讯号，斜率讯号的准位关联于电源转换器的输入电压。

Description

电源转换器的控制电路及其方法

技术领域：

本发明是有关于一种电源转换器，其尤指一种电源转换器的控制电路及其方法。

背景技术：

按，现今切换式电源转换器已广泛被应用于提供调整电压与电流。一变压器(一电感装置)被应用在电源转换器，用以储存能量和电源转换。请参阅图1，其为习知技术的电源转换器的电路图。如图所示，一控制器15依据一回授讯号V_FB而在一输出端OUT产生一切换讯号S_W以调整电源转换器的输出。一般而言，回授讯号V_FB是经由控制器15的一回授端FB所得知，其藉由一光耦合器或具有一辅助绕组(图中未示)的一回授电路侦测电源转换器的输出电压V_O而得知。

上述的切换讯号S_W驱使一功率电晶体12，以切换一变压器10，变压器10接收电源转换器的一输入电压V_IN，变压器10的能量经由一整流器17与一电容18转换为电源转换器的输出电压V_O。一电组R_S串联功率电晶体12，以依据变压器10的一切换电流I_P产生一电流讯号V_I，电流讯号V_I传送至控制器15的一电流感测端V_S，以控制并保护电源转换器。一电阻19更接收输入电压V_IN并耦接控制器15的一输入端I_N，以作为过电压以及低电压等情形的保护。

再者，电源转换器的过功率保护需要侦测输入电压V_IN，以控制最大输出功率为一固定值，此技术已揭露于美国专利第6,611,439号“PWM controller for controlling output powerlimit of a power supply”，此习用技术在运用时会因为第一图的电阻19造成功率损失，特别是在高输入电压V_IN。因此，本发明提供不需使用电阻19的侦测输入电压V_IN的电路，以节省能量，并且可以不需在控制器15设置输入端IN，进而节省成本。

发明内容：

本发明的主要目的，在于提供一种电源转换器的控制电路及其方法，其是藉由简易的电路与方法，侦测电源转换器的输入电压，以避免功率损失，并减少在控制器设置输入端，进而节省成本。

本发明的另一目的，在于提供一种电源转换器的控制电路及其方法，其电路简易，以达成降低电源转换器的成本的目的。

本发明的另一目的，在于提供一种电源转换器的控制电路及其方法，其藉由比较器而避免发生过电压或低电压的情形。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的电源转换器的控制电路及其方法，其包括一电流感测电路用于依据一变压器的一切换电流产生一电流讯号，其中变压器用于作为一电感装置；一侦测电路用于侦测电流讯号，以依据电流讯号的斜率而产生一斜率讯号，当电源转换器的一功率电晶体导通时，侦测电路将于一第一周期期间取样电流讯号而产生一第一讯号，且在一第二周期期间取样电流讯号而产生一第二讯号，其中第一讯号与第二讯号决定电流讯号的斜率；一保护电路更依据斜率讯号控制切换讯号，斜率讯号的准位关联于电源转换器的输入电压。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现。

前述的电源转换器的控制电路，其中该侦测电路于该功率电晶体导通时，感测该电流讯号的该斜率。

前述的电源转换器的控制电路，其中该侦测电路于该功率电晶体导通时，在一第一周期期间取样该电流讯号而产生一第一讯号，并在一第二周期期间取样该电流讯号而产生一第二讯号，该第一讯号与该第二讯号决定该电流讯号的该斜率。

前述的电源转换器的控制电路，其中该侦测电路更包含：一第一电容，于该电源转换器的一功率电晶体导通后，经一第一开关于一第一周期期间，取样并保持该电流讯号；一第二电容，于该功率电晶体导通后，经一第二开关于一第二周期期间，取样并保持该电流讯号；以及一第三电容，取样并保持该第一电容与该第二电容的电压差，产生该斜率讯号。

前述的电源转换器的控制电路，其中该第一开关由一第一取样讯号控制；该第二开关由一第二取样讯号控制，该第一取样讯号与该第二取样讯号由该电源转换器的一振荡电路产生。

前述的电源转换器的控制电路，其中该振荡电路更产生一振荡讯号，用以致能该功率电晶体，该第一取样讯号与该第二取样讯号同步于该振荡讯号。

前述的电源转换器的控制电路，其中该讯号产生电路包含：一运算放大器，放大该斜率讯号，用以产生该输入电压讯号。

前述的电源转换器的控制电路，其中该保护电路包含：一过电压比较器，接收该输入电压讯号与一过电压门槛值，该输入电压讯号大于该过电压门槛值时，产生一过电压讯号，以禁能该切换讯号。

前述的电源转换器的控制电路，其中该保护电路包含：一低电压比较器，接收该输入电压讯号与一低电压门槛值，该输入电压讯号小于该低电压门槛值时，产生一低电压讯号，以禁能该切换讯号。

前述的电源转换器的控制电路，其中该保护电路包含：一电流限制调整电路，接收该输入电压讯号，产生一电流限制讯号，并传送至该切换电路而禁能该切换讯号，以限制该电源转换器的该切换电流；其中，该电流限制讯号依据该电源转换器的该输入电压增加而减少。

前述的电源转换器的控制电路，其中该保护电路包含：一讯号调整电路，接收该输入电压讯号，产生一消隐调整讯号，并传送至该切换电路，以调整该切换讯号的一消隐时间，该消隐时间依据该电源转换器的该输入电压讯号减少而增加。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现的。本发明提出的一种电源转换器的控制电路，其包含侦测一输入电压，该控制电路包含：一功率电晶体，耦接一变压器，用以切换该变压器；一电流感测电路，依据该变压器的一切换电流，产生一电流讯号；一切换电路，接收该电流讯号与一回授讯号，用以产生一切换讯号以控制该功率电晶体并调整该电源转换器的输出；一侦测电路，感测电流讯号用以产生一斜率讯号；以及一保护电路，依据该斜率讯号，控制该切换讯号；其中，该斜率讯号的准位关联于该电源转换器的该输入电压。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现。

前述的电源转换器的控制电路，其中该斜率讯号关联于该切换电流。

前述的电源转换器的控制电路，其中该侦测电路于该电源转换器的一功率电晶体导通时，在一第一周期期间取样该电流讯号而产生一第一讯号，并在一第二周期期间取样该电流讯号而产生一第二讯号，该第一讯号与该第二讯号决定该电流讯号的该斜率。

前述的电源转换器的控制电路，其中该侦测电路包含：一第一电容，于该电源转换器的一功率电晶体导通后，经一第一开关于一第一周期期间，取样并保持该电流讯号；一第二电容，于该功率电晶体导通后，经一第二开关于一第二周期期间，取样并保持该电流讯号；以及一第三电容，取样并保持该第一电容与该第二电容的电压差，产生该斜率讯号；其中，该斜率讯号关联于该电流讯号的一斜率。

前述的电源转换器的控制电路，其中该保护电路包含：一过电压比较器，接收该输入电压讯号与一过电压门槛值，该输入电压讯号大于该过电压门槛值时，产生一过电压讯号，以禁能该切换讯号。

前述的电源转换器的控制电路，其中该保护电路包含：一低电压比较器，接收该输入电压讯号与一低电压门槛值，该输入电压讯号小于该低电压门槛值时，产生一低电压讯号，以禁能该切换讯号。

前述的电源转换器的控制电路，其中该保护电路包含：一电流限制调整电路，依据该斜率讯号，产生一电流限制讯号，并传送至该切换电路而禁能该切换讯号以限制该电源转换器的该切换电流；其中，该电流限制讯号依据该电源转换器的该输入电压增加而减少。

前述的电源转换器的控制电路，其中该保护电路包含：一讯号调整电路，依据该斜率讯号产生一消隐调整讯号，并传送至该切换电路，而调整该切换讯号的一消隐时间；其中该消隐时间依据该电源转换器的该输入电压讯号减少而增加。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现的。本发明提出的一种电源转换器的控制电路，其包含：一切换电路，依据一切换电流与一回授讯号，产生一切换讯号以控制该功率电晶体并调整该电源转换器的输出；一侦测电路，感测该切换电流以产生一斜率讯号；以及一保护电路，耦接该切换电路，依据该斜率讯号，控制该切换讯号；其中，该斜率讯号关联于该电源转换器的一输入电压。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现。

前述的电源转换器的控制电路，其中该斜率讯号关联于该切换电流的一斜率。

前述的电源转换器的控制电路，其中该侦测电路于该电源转换器的一功率电晶体导通时，在一第一周期期间取样该电流讯号而产生一第一讯号，并在一第二周期期间取样该电流讯号而产生一第二讯号，该第一讯号与该第二讯号决定该电流讯号的该斜率。

前述的电源转换器的控制电路，其中该侦测电路包含：一第一电容，于该电源转换器的一功率电晶体导通后，经一第一开关于一第一周期期间，取样并保持该切换电流；一第二电容，于该功率电晶体导通后，经一第二开关于一第二周期期间，取样并保持该切换电流；以及一第三电容，取样并保持该第一电容与该第二电容的电压差，产生该斜率讯号；其中，该斜率讯号关联于该切换电流的一斜率。

前述的电源转换器的控制电路，其中该保护电路包含：一电流限制调整电路，依据该斜率讯号调整该电源转换器的一电流的限制。

前述的电源转换器的控制电路，其中该电流限制调整电路依据该斜率讯号产生一电流限制讯号，以禁能该切换讯号进而限制该电流，该电流限制讯号依据该电源转换器的该输入电压增加而减少。

前述的电源转换器的控制电路，其中该保护电路包含：一过电压比较器，依据该斜率讯号与一过电压门槛值，该斜率讯号大于该过电压门槛值时，产生一过电压讯号，以禁能该切换讯号。

前述的电源转换器的控制电路，其中该保护电路包含：一低电压比较器，接收该斜率讯号与一低电压门槛值，该斜率讯号小于该低电压门槛值时，以产生一低电压讯号，以禁能该切换讯号。

前述的电源转换器的控制电路，其中该保护电路包含：一讯号调整电路，依据该斜率讯号产生一消隐调整讯号，并传送至该切换电路，而调整该切换讯号的一消隐时间，该消隐时间依据该电源转换器的该输入电压讯号减少而增加。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来进一步实现的。本发明提出的一种电源转换器的控制方法，其步骤包含：依据一切换电流产生一切换讯号，以控制一功率电晶体；感测该切换电流的一斜率，以产生一斜率讯号，该斜率讯号关联于该电源转换器的一输入电压；以及依据该斜率讯号控制该切换讯号。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来进一步实现。

前述的电源转换器的控制方法，其中于产生一切换讯号的步骤，更包含：依据一回授讯号调整该电源转换器的输出。

前述的电源转换器的控制方法，其中于感测该切换电流的一斜率，以产生一斜率讯号的步骤，更包含：于该功率电晶体导通，在一第一周期期间依据该电流讯号而产生一第一讯号；于该功率电晶体导通，在一第二周期期间依据该电流讯号而产生一第二讯号；以及依据该第一讯号与该第二讯号，产生该斜率讯号，该斜率讯号关联于该切换电流的该斜率。

前述的电源转换器的控制方法，其中于控制该切换讯号的步骤，其包含：于该斜率讯号大于一过电压门槛值，产生一过电压讯号。

前述的电源转换器的控制方法，其中于控制该切换讯号的步骤，其包含：于该斜率讯号小于一低电压门槛值，产生一低电压讯号。

前述的电源转换器的控制方法，其中于控制该切换讯号的步骤，其包含：依据该斜率讯号产生一消隐调整讯号，以调整该切换讯号的一消隐时间。

前述的电源转换器的控制方法，其中该消隐时间依据该电源转换器的该输入电压减少而增加。

前述的电源转换器的控制方法，其中于控制该切换讯号的步骤，其包含：依据该斜率讯号，调整该功率电晶体的一电流的限制。

本发明的有益效果是：提供一种电源转换器的控制电路及其方法，其是通过简易的电路与方法，侦测电源转换器的输入电压，以避免功率损失，并减少在控制器设置输入端，进而节省成本。

附图说明：

图1为习知技术的电源转换器的电路图；

图2为本发明的一较佳实施例的电源转换器的电路图；

图3为本发明的一较佳实施例的切换电流的波形图；

图4为本发明的一较佳实施例的切换控制器的电路图；

图5为本发明的一较佳实施例的振荡电路的电路图；

图6为本发明的一较佳实施例的输入电压侦测电路的电路图；

图7为本发明的一较佳实施例的侦测电路的电路图；

图8为本发明的一较佳实施例的脉波产生器的电路图；

图9为本发明的切换控制器的讯号的波形图；

图10为本发明的一较佳实施例的讯号产生电路的电路图；

图11本发明的一较佳实施例的消隐电路的电路图。

图号说明：

10   变压器            12   功率电晶体

15   控制器            17   整流器

18   滤波电容          19   电阻

100  振荡电路          110  充电电流

115  开关              120  放电电流

125  开关              130  电容

150  比较器            151  比较器

155  反及闸            156  反及闸

158  反相器            159  反相器

160  比较器            165  及闸

170  比较器            175  及闸

20   功率电晶体        200  输入电压侦测电路

210  侦测电路          211  第二开关

212  第四开关          214  反相器

215  第一开关          216  第三开关

219  第五开关          220  第二电容

223  第一电容         225  第三电容

230  脉波产生器       231  电晶体

232  固定电流源       235  电容

236  反或闸           250  讯号产生电路

30   变压器           31   斜率

32   斜率             33   斜率

300  输入讯号产生器   310  运算放大器

315  电阻             316  电阻

320  比较器           325  比较器

330  运算放大器       335  电阻

336  电阻             340  运算放大器

345  电阻             346  电阻

350  保护讯号产生器   360  及闸

370  延迟电路         40   整流器

45   电容             50   切换控制器

60   切换电路         62   比较器

63   比较器           65   反及闸

66   反及闸           70   正反器

75   及闸             80   消隐电路

81   反相器           82   电晶体

83   电容             85   固定电流源

87   比较器           89   反及闸

IPS  振荡讯号         I_p   切换电流

L_P   电感装置         FB   授端

OUT  输出端           S_w   切换讯号

S_K   消隐讯号         R_s   电阻

CK   时脉输入端       R    重置端

D    输入端           Q    输出端

RAMP 斜坡讯号         T_ON  导通时间

V_H   点电压           V_L   点电压

V_R   参考电压         V_M   电流限制讯号

V_V   输入电压讯号     V_B   消隐调整讯号

V_M   电流限制讯号     V_FB  回授讯号

V_IN  输入电压         V_I   电流讯号

V_S   电流感测端       V_O   输出电压

V₁   临界电压         V₂   临界电压

V_SD  斜率讯号         V_cc  供应电压

V_TH  临界电压         V_TL  临界电压

具体实施方式：

兹为使审查委员对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例及配合详细的说明，说明如后：

请参阅图2，其为本发明的一较佳实施例的电源转换器的控制电路的电路图。如图所示，电源转换器包括一功率电晶体20、一变压器30、一整流器40、一电容45、一切换控制器50与一电阻R_S。变压器30用于作为一电感装置并接收一输入电压V_IN，功率电晶体20串联变压器30以切换变压器30。电阻R_S用于作为一电流感测电路，并依据变压器30的一切换电流I_P形成一电流讯号V_I，电流讯号V_I代表切换电流I_P。切换控制器50的一电流感测端V_S接收电流讯号V_I以控制并保护电源转换器。切换控制器50的一输出端OUT依据电流讯号V_I与一回授讯号V_FB产生一切换讯号S_W以控制功率电晶体20，进而调整电源转换器的输出，回授讯号V_FB是切换控制器50依据电源转换器的输出而产生在切换控制器50的一回授端FB，以达到回授调整。变压器30的能量经整流器40与电容45而转换为电源转换器的输出电压VO。

切换控制器50侦测输入电压V_IN以保护电源转换器，切换控制器50是藉由感测切换电流I_P的斜率以侦测输入电压V_IN。如图3所示，切换电流I_P的斜率依据输入电压V_IN的准位而产生，例如斜率31、32与33分别依据输入电压V_IN1、V_IN2与V_IN3(图未示)而产生，其中输入电压V_IN1＞输入电压V_IN2＞输入电压V_IN3。当切换讯号S_W为导通状态时，切换电流I_P是依据下列公式而产生：

$I_P=\frac{V_{\mathrm{IN}}}{L_P}\×T_{\mathrm{ON}}---\left(1\right)$

$V_{\mathrm{IN}}=\frac{\mathrm{\ΔI}\×L_P}{\mathrm{\ΔT}}---\left(2\right)$

其中，L_P为变压器30的一次侧绕组的电感；T_ON为切换讯号S_W的导通时间。

请参阅图4，其为本发明的一较佳实施例的切换控制器的电路图。如图所示，切换控制器50包含一切换电路60，其依据一振荡讯号IPS产生切换讯号S_W。一振荡电路100用于产生振荡讯号IPS与时序讯号S₁、S₂，时序讯号S₁、S₂用于作为取样讯号，并由振荡电路100输出至一输入电压侦测电路200，输入电压侦测电路200接收电流讯号V_I，并依据电流讯号V_I的斜率产生一输入电压讯号V_V(如图10所示)，在这期间，输入电压侦测电路200依据输入电压讯号V_V产生一控制讯号ENB、一电流限制讯号V_M与一消隐调整讯号V_B，以控制与保护电源转换器。上述的输入电压讯号V_V的准位关联于电源转换器的输入电压V_IN。

请复参阅图4，切换电路60包含一正反器70，并经一及闸75产生切换讯号S_W，及闸75的一输入端耦接正反器70的输出端Q，及闸75的另一输入端耦接振荡电路100，以接收振荡讯号IPS而限制切换讯号S_W的最大导通时间。正反器70的输入端D耦接输入电压侦测电路200，以接收控制讯号ENB，若控制讯号ENB致能时，正反器70依据正反器70的一时脉输入端CK接收的振荡讯号IPS而致能。

承上所述，切换讯号S_W输入至一消隐电路80，消隐电路80依据切换讯号S_W而产生消隐讯号S_K。当切换讯号S_W致能时，消隐讯号S_K确保切换讯号S_W的最小导通时间。消隐调整讯号VB输入至消隐电路80，以调整消隐讯号S_K的消隐时间。因此，消隐讯号S_K的消隐时间将依据输入电压V_IN减少而增加，且消隐电路80输出消隐讯号S_K至一反及闸66的一输入端。反及闸66的输出端耦接正反器70的重置端R，以重置正反器70，反及闸66的另一输入端耦接一反及闸65的输出端，反及闸65的一输入端耦接一比较器62的输出端，反及闸65的另一输入端耦接一比较器63的输出端。比较器62用来限制切换电流I_P的最大值，比较器62的正输入端耦接输入电压侦测电路200，以接收电流限制讯号V_M，比较器62的负输入端与比较器63的负输入端皆接收电流讯号V_I，比较器63的正输入端接收回授讯号V_FB，以进行回授回路控制。

请参阅图5，其为本发明的一较佳实施例的振荡电路的电路图。如图所示，一充电电流110接收一供应电压V_CC，充电电流110串联一开关115以对一电容130进行充电。一放电电流120耦接至接地端，放电电流120串联一开关125以对电容130进行放电，因此即在电容130产生一斜坡讯号RAMP。比较器150、151、反及闸155、156与一反相器158是用以产生振荡讯号IPS以控制开关115。振荡讯号IPS更经反相器159以控制开关125，振荡讯号IPS更分别传送至如图4所示的输入电压侦测电路200与切换电路60。斜坡讯号RAMP分别传送至比较器150的负输入端与比较器151的正输入端。点电压V_H、V_L分别传送至比较器150的正输入端与比较器151的负输入端，其中斜坡讯号RAMP摆动于点电压V_H、V_L之间。

请复参阅图5，反及闸155的一输入端耦接比较器150的输出端，反及闸156的一输入端耦接比较器151的输出端，反及闸156的另一输入端耦接反及闸155的输出端，反及闸156的输出端耦接反及闸155的另一输入端，反及闸155的输出端耦接反相器158的输入端，反相器158的输出端产生振荡讯号IPS，反相器158的输出端更耦接反相器159的输入端，以接收振荡讯号IPS，反相器159反相振荡讯号IPS以控制开关125。

比较器160、170的负输入端接收斜坡讯号，以产生时序讯号S₁、S₂，临界电压V₁、V₂分别传送至比较器160与比较器170的正输入端，上述的临界电压与点电压的准位的大小分别为V_H＞V₂＞V₁＞V_L。比较器160的输出端耦接一及闸165的输入端，以产生第一时序讯号S₁。比较器170的输出端耦接及闸175的输入端，以产生第二时序讯号S₂，比较器165、175的输入端更接收振荡讯号IPS与切换讯号S_W。一旦振荡讯号IPS致能切换讯号S_W与导通功率电晶体20(如图2所示)时，第一时序讯号S₁会在一第一周期T₁期间产生，且第二时序讯号S₂会在第一二周期T₂期间产生(如图9所示)，第一时序讯号S₁与第二时序讯号S₂是与振荡讯号IPS同步。

请参阅图6，其为本发明的一较佳实施例的输入电压侦测电路的电路图。如图所示，输入电压侦测电路200包括一侦测电路210与一讯号产生电路250，侦测电路210侦测电流讯号V_I的斜率而产生一斜率讯号V_SD，侦测电路210是依据振荡讯号IPS与时序讯号S₁、S₂量测电流讯号V_I的斜率，侦测电路210是侦测电流讯号V_I的波形以产生斜率讯号V_SD，且斜率讯号V_SD关联于切换电流I_p的斜率。讯号产生电路250接收斜率讯号V_SD而产生输入电压讯号V_V(如图10所示)、控制讯号ENB、电流限制讯号V_M与消隐调整讯号V_B。

请参阅图7，其为本发明的一较佳实施例的侦测电路的电路图。如图所示，一第一电容223的一第一端经一第一开关215接收电流讯号V_I，第一电容223的一第二端经一第三开关216耦接至接地端。一第二电容220的一第一端经一第二开关211接收电流讯号V_I，第二电容220的一第二端耦接至接地端，第二电容220的第一端更经一第四开关212耦接第一电容223的第一端。第二时序讯号S₂控制第二开关211导通与截止，且第二时序讯号S₂经一反相器214控制第四开关212导通与截止，第一时序讯号S₁控制第一开关215与第三开关216。一第三电容225的一第一端经一第五开关219耦接第一电容223的第二端，第三电容225的一第二端耦接至接地端，一脉波讯号S_P控制第五开关219导通与截止，脉波讯号S_P由一脉波产生器230依据振荡讯号IPS而产生。斜率讯号V_SD产生于第三电容225。

请复参阅第七图，在功率电晶体20导通之后(如图2所示)，第一电容223经由第一开关215与第三开关216而取样并保持电流讯号V_I，以在第一周期T₁期间(如图9所示)产生一第一讯号，且第二电容220经由第二开关211而取样并保持电流讯号V_I，以在第二周期T₂期间(如图9所示)产生一第二讯号，而第三电容225则取样并保持第一讯号与第二讯号的电压差，以产生斜率讯号V_SD，斜率讯号V_SD关联于电流讯号V_I的斜率，并且斜率讯号V_SD的准位关联于电源转换器的输入电压V_IN，斜率讯号V_SD依据输入电压V_IN增加而增加。

请参阅图8，其为本发明的一较佳实施例的脉波产生器的电路图。如图所示，脉波产生器230包含一固定电流源232、一电晶体231、一电容235与一反或闸236。脉波产生器230依据振荡讯号IPS的下降边缘产生脉波讯号S_P。电晶体231的闸极接收振荡讯号IPS，以由振荡讯号IPS控制电晶体231，电晶体231的源极耦接于接地端，固定电流源232耦接于电晶体231的汲极与供应电压V_CC之间，电容235从电晶体231耦接至接地端。反或闸236的输入端分别耦接电容235与接收振荡讯号IPS，反或闸236的输出端产生脉波讯号S_P。当电晶体231依据振荡讯号IPS的下降边缘而截止时，固定电流源232将对电容235进行充电，脉波讯号S_P则在电容235充电期间致能，固定电流源232的电流大小与电容235的电容量决定脉波讯号SP的脉波宽度。

请参阅图9，其为本发明的切换控制器的讯号的波形图。如图所示，振荡电路100分别依据临界电压V₁与V₂产生时序讯号S₁与S₂(如图5所示)。第一时序讯号S₁包括第一周期T₁，第二时序讯号S₂包括第二周期T₂。侦测电路210在第一周期T₁期间取样电流讯号V_I，以产生第一讯号(如图7所示)，同理侦测电路210在第二周期T₂期间取样电流讯号V_I，以产生第二讯号，斜率讯号V_SD是依据第一讯号与第二讯号的电压差所决定。

请参阅图10，其为本发明的一较佳实施例的讯号产生电路的电路图。如图所示，讯号产生电路250包含一输入讯号产生器300与一保护讯号产生器350。输入讯号产生器300具有一运算放大器310，用以放大斜率讯号V_SD以产生输入电压讯号V_V，运算放大器310的正输入端接收斜率讯号V_SD。一电阻315耦接运算放大器310的负输入端与接地端之间，一电阻316从运算放大器310的负输入端耦接至运算放大器310的输出端，电阻315与316决定放大器310的放大的增益。

请复参阅图10，保护讯号产生电路350用于作为一保护电路以依据输入电压V_v控制切换讯号S_w，保护讯号产生器350包含比较器320、325与运算放大器330、340，其皆接收输入电压讯号V_V。一电阻335耦接运算放大器330的负输入端与接收输入电压讯号V_V，一电阻336从运算放大器330的负输入端耦接至运算放大器330的输出端，电阻335与336决定运算放大器330的增益。一电阻345耦接运算放大器340的负输入端与接收输入电压讯号V_V，一电阻346从运算放大器340的负输入端耦接至运算放大器340的输出端，电阻345与346决定运算放大器340的增益。一参考电压VR传送至运算放大器330与340的正输入端。

再者，过电压门槛值V_TH(Over-voltage threshold)与低电压门槛值V_TL(under-voltage threshold)，分别传送至过电压比较器320与低电压比较器325。过电压门槛值V_TH传送至过电压比较器320的正输入端，过电压比较器320的负输入端接收输入电压讯号V_v，过电压比较器320用于侦测输入电压V_v的过电压的情形，即当输入电压V_v大于过电压门槛值V_TH，过电压比较器320产生一过电压讯号。低电压门槛值V_TL传送至低电压比较器325的负输入端，低电压比较器325的正输入端接收输入电压讯号V_v，低电压比较器325用于侦测输入电压V_v的低电压的情形，即当输入电压讯号V_v小于低电压门槛值V_TL，低电压比较器325产生一低电压讯号。及闸360的输入端耦接过电压比较器320与低电压比较器325的输出端，及闸360的输出端经一延迟电路370产生控制讯号ENB。当输入电压讯号V_V发生过电压或低电压情形时，延迟电路370提供一时间延迟以禁能控制讯号ENB。

承接上述，运算放大器330用于作为一电流限制调整电路，以依据输入电压讯号V_v调整变压器30(如图2所示)的一限制电流，并可调整功率电晶体20(如图2所示)的电流限制，由于输入电压讯号V_v关联于斜率讯号V_SD，所以运算放大器330是依据斜率讯号V_SD而产生电流限制讯号V_M，以禁能切换讯号S_w进而限制切换电流I_p(一并参阅图2)。运算放大器340用于作为一讯号调整电路，并产生消隐调整讯号V_B，以依据输入电压讯号V_v而调整切换讯号S_w的消隐时间。电流限制讯号V_M依据输入电压讯号V_V增加而减少，而消隐调整讯号V_B依据输入电压讯号V_V减少而增加。再者，本发明可依据斜率讯号而控制切换讯号，此斜率讯号关联于电源转换器的一输入电压，因此可避免发生过电压或低电压的情形。

请参阅图11，其为本发明的一较佳实施例的消隐电路的电路图。如图所示，消隐电路80包括一固定电流源85、一电晶体82、一电容83、一比较器87、一反相器81与一反及闸89。消隐电路80依据切换讯号的上升边缘产生消隐讯号S_K。固定电流源85接收供应电压V_CC并耦接电晶体82的汲极，电晶体82的闸极与源极分别耦接反相器81的输出端与接地端。电容83耦接于电晶体82的汲极与接地端之间。切换讯号SW传送至反相器81的输入端经反相器81反相后以控制电晶体82，因此，当切换讯号S_W导通时，固定电流源85将开始对电容83充电。

请复参阅图11，电容83耦接比较器87的负输入端以和比较器87的正输入端所接收的消隐调整讯号V_B比较，比较器87的输出端耦接反及闸89的一输入端，反及闸89的另一输入端接收切换讯号S_W，消隐讯号S_k产生于反及闸89的输出端。固定电流源85的电流大小、电容83的电容量与消隐调整讯号V_B的准位将决定消隐讯号S_K的消隐时间，因此消隐讯号S_K的消隐时间依据输入电压V_IN减少而增加。

综上所述，本发明的电源转换器的控制电路及其方法，其依据切换电流而产生电流讯号，再藉由感测电流讯号，以依据电流讯号的斜率产生斜率讯号，如此即可依据斜率讯号产生输入电压讯号，此输入电压讯号的准位关联于电源转换器的输入电压。本发明提供不需使用电阻19的侦测输入电压V_IN的电路，以节省能量，并且可以不需在控制器15设置输入端IN，进而节省成本。

以上所述，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (33)

1.一种电源转换器的控制电路，包括输入电压侦测的一控制电路，其特征在于，该控制电路包含：

一功率电晶体，耦接一变压器，用以切换该变压器；

一电流感测电路，依据该变压器的一切换电流，产生一电流讯号；

一切换电路，接收该电流讯号与一回授讯号，用以产生一切换讯号以控制该功率电晶体并调整该电源转换器的输出；

一侦测电路，感测该电流讯号，且依据该电流讯号的一斜率，以产生一斜率讯号；

一讯号产生器，依据侦测电路产生的该斜率讯号，产生一输入电压讯号；

一保护电路，依据该输入电压讯号，控制该切换讯号；

其中，该输入电压讯号关联于该电源转换器的该输入电压；

该侦测电路更包含：

一第一电容，于该电源转换器的一功率电晶体导通后，经一第一开关于一第一周期期间，取样并保持该电流讯号；

一第二电容，于该功率电晶体导通后，经一第二开关于一第二周期期间，取样并保持该电流讯号；以及

一第三电容，取样并保持该第一电容与该第二电容的电压差，产生侦测电路产生的该斜率讯号。

2.如权利要求1所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该侦测电路于该功率电晶体导通时，感测该电流讯号的该斜率。

3.如权利要求1所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该侦测电路于该功率电晶体导通时，在一第一周期期间取 样该电流讯号而产生一第一讯号，并在一第二周期期间取样该电流讯号而产生一第二讯号，该第一讯号与该第二讯号决定该电流讯号的该斜率。

4.如权利要求1所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该第一开关由一第一取样讯号控制；该第二开关由一第二取样讯号控制，该第一取样讯号与该第二取样讯号由该电源转换器的一振荡电路产生。

5.如权利要求4所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该振荡电路更产生一振荡讯号，用以致能该功率电晶体，该第一取样讯号与该第二取样讯号同步于该振荡讯号。

6.如权利要求1所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该讯号产生电路包含：

一运算放大器，放大侦测电路产生的该斜率讯号，用以产生该输入电压讯号。

7.如权利要求1所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该保护电路包含：

一过电压比较器，接收该输入电压讯号与一过电压门槛值，该输入电压讯号大于该过电压门槛值时，产生一过电压讯号，以禁能该切换讯号。

8.如权利要求1所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该保护电路包含：

一低电压比较器，接收该输入电压讯号与一低电压门槛值，该输入电压讯号小于该低电压门槛值时，产生一低电压讯号，以禁能该切换讯号。

9.如权利要求1所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该保护电路包含： 

一电流限制调整电路，接收该输入电压讯号，产生一电流限制讯号，并传送至该切换电路而禁能该切换讯号，以限制该电源转换器的该切换电流；

其中，该电流限制讯号依据该电源转换器的该输入电压增加而减少。

10.如权利要求1所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该保护电路包含：

一讯号调整电路，接收该输入电压讯号，产生一消隐调整讯号，并传送至该切换电路，以调整该切换讯号的一消隐时间，该消隐时间依据该电源转换器的该输入电压讯号减少而增加。

11.一种电源转换器的控制电路，其特征在于，其包含侦测一输入电压，该控制电路包含：

一功率电晶体，耦接一变压器，用以切换该变压器；

一电流感测电路，依据该变压器的一切换电流，产生一电流讯号；

一切换电路，接收该电流讯号与一回授讯号，用以产生一切换讯号以控制该功率电晶体并调整该电源转换器的输出；

一侦测电路，感测电流讯号用以产生一斜率讯号；以及

一保护电路，依据侦测电路产生的该斜率讯号，控制该切换讯号；

其中，侦测电路产生的该斜率讯号的准位关联于该电源转换器的该输入电压；

该侦测电路包含：

一第一电容，于该电源转换器的一功率电晶体导通后，经一第一开关于一第一周期期间，取样并保持该电流讯号；

一第二电容，于该功率电晶体导通后，经一第二开关于一 第二周期期间，取样并保持该电流讯号；以及

一第三电容，取样并保持该第一电容与该第二电容的电压差，产生侦测电路产生的该斜率讯号；

其中，侦测电路产生的该斜率讯号关联于该电流讯号的一斜率。

12.如权利要求11所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，侦测电路产生的该斜率讯号关联于该切换电流。

13.如权利要求11所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该侦测电路于该电源转换器的一功率电晶体导通时，在一第一周期期间取样该电流讯号而产生一第一讯号，并在一第二周期期间取样该电流讯号而产生一第二讯号，该第一讯号与该第二讯号决定该电流讯号的该斜率。

14.如权利要求11所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该保护电路包含：

一过电压比较器，接收该输入电压讯号与一过电压门槛值，该输入电压讯号大于该过电压门槛值时，产生一过电压讯号，以禁能该切换讯号。

15.如权利要求11所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该保护电路包含：

一低电压比较器，接收该输入电压讯号与一低电压门槛值，该输入电压讯号小于该低电压门槛值时，产生一低电压讯号，以禁能该切换讯号。

16.如权利要求11所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该保护电路包含：

一电流限制调整电路，依据侦测电路产生的该斜率讯号，产生一电流限制讯号，并传送至该切换电路而禁能该切换讯号 以限制该电源转换器的该切换电流；

其中，该电流限制讯号依据该电源转换器的该输入电压增加而减少。

17.如权利要求11所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该保护电路包含：

一讯号调整电路，依据侦测电路产生的该斜率讯号产生一消隐调整讯号，并传送至该切换电路，而调整该切换讯号的一消隐时间；

其中该消隐时间依据该电源转换器的该输入电压讯号减少而增加。

18.一种电源转换器的控制电路，其特征在于，其包含：

一切换电路，依据一切换电流与一回授讯号，产生一切换讯号以控制一功率电晶体并调整该电源转换器的输出；

一侦测电路，感测该切换电流以产生一斜率讯号；以及

一保护电路，耦接该切换电路，依据侦测电路产生的该斜率讯号，控制该切换讯号；

其中，侦测电路产生的该斜率讯号关联于该电源转换器的一输入电压；

该侦测电路包含：

一第一电容，于该电源转换器的一功率电晶体导通后，经一第一开关于一第一周期期间，取样并保持该切换电流；

一第二电容，于该功率电晶体导通后，经一第二开关于一第二周期期间，取样并保持该切换电流；以及

一第三电容，取样并保持该第一电容与该第二电容的电压差，产生侦测电路产生的该斜率讯号；

其中，侦测电路产生的该斜率讯号关联于该切换电流的一 斜率。

19.如权利要求18所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，侦测电路产生的该斜率讯号关联于该切换电流的一斜率。

20.如权利要求18所述的控制电路，其特征在于，该侦测电路于该电源转换器的一功率电晶体导通时，在一第一周期期间取样该电流讯号而产生一第一讯号，并在一第二周期期间取样该电流讯号而产生一第二讯号，该第一讯号与该第二讯号决定该电流讯号的该斜率。

21.如权利要求18所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该保护电路包含：

一电流限制调整电路，依据侦测电路产生的该斜率讯号调整该电源转换器的一电流的限制。

22.如权利要求21所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该电流限制调整电路依据侦测电路产生的该斜率讯号产生一电流限制讯号，以禁能该切换讯号进而限制该电流，该电流限制讯号依据该电源转换器的该输入电压增加而减少。

23.如权利要求18所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该保护电路包含：

一过电压比较器，依据侦测电路产生的该斜率讯号与一过电压门槛值，侦测电路产生的该斜率讯号大于该过电压门槛值时，产生一过电压讯号，以禁能该切换讯号。

24.如权利要求18所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该保护电路包含：

一低电压比较器，接收侦测电路产生的该斜率讯号与一低电压门槛值，侦测电路产生的该斜率讯号小于该低电压门槛值时，以产生一低电压讯号，以禁能该切换讯号。 

25.如权利要求18所述的电源转换器的控制电路，其特征在于，该保护电路包含：

一讯号调整电路，依据侦测电路产生的该斜率讯号产生一消隐调整讯号，并传送至该切换电路，而调整该切换讯号的一消隐时间，该消隐时间依据该电源转换器的该输入电压讯号减少而增加。

26.一种电源转换器的控制方法，其特征在于，其步骤包含：

依据一切换电流产生一切换讯号，以控制一功率电晶体；

感测该切换电流的一斜率，以产生一斜率讯号，侦测电路产生的该斜率讯号关联于该电源转换器的一输入电压；以及

依据侦测电路产生的该斜率讯号控制该切换讯号。

27.如权利要求26所述的电源转换器的控制方法，其特征在于，于产生一切换讯号的步骤，更包含：

依据一回授讯号调整该电源转换器的输出。

28.如权利要求26所述的电源转换器的控制方法，其特征在于，于感测该切换电流的一斜率，以产生一斜率讯号的步骤，更包含：

于该功率电晶体导通，在一第一周期期间依据该电流讯号而产生一第一讯号；

于该功率电晶体导通，在一第二周期期间依据该电流讯号而产生一第二讯号；以及

依据该第一讯号与该第二讯号，产生侦测电路产生的该斜率讯号，侦测电路产生的该斜率讯号关联于该切换电流的该斜率。

29.如权利要求26所述的电源转换器的控制方法，其特征 在于，于控制该切换讯号的步骤，其包含：

于侦测电路产生的该斜率讯号大于一过电压门槛值，产生一过电压讯号。

30.如权利要求26所述的电源转换器的控制方法，其特征在于，于控制该切换讯号的步骤，其包含：

于侦测电路产生的该斜率讯号小于一低电压门槛值，产生一低电压讯号。

31.如权利要求26所述的电源转换器的控制方法，其特征在于，于控制该切换讯号的步骤，其包含：

依据侦测电路产生的该斜率讯号产生一消隐调整讯号，以调整该切换讯号的一消隐时间。

32.如权利要求31所述的电源转换器的控制方法，其特征在于，该消隐时间依据该电源转换器的该输入电压减少而增加。

33.如权利要求26所述的电源转换器的控制方法，其特征在于，于控制该切换讯号的步骤，其包含：

依据侦测电路产生的该斜率讯号，调整该功率电晶体的一电流的限制。 

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