CN101340155A - 改进驰返式电压转换器轻载效能的装置及方法 - Google Patents

改进驰返式电压转换器轻载效能的装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101340155A
CN101340155A CNA2007101278724A CN200710127872A CN101340155A CN 101340155 A CN101340155 A CN 101340155A CN A2007101278724 A CNA2007101278724 A CN A2007101278724A CN 200710127872 A CN200710127872 A CN 200710127872A CN 101340155 A CN101340155 A CN 101340155A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
signal
switch
load
receiving terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007101278724A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101340155B (zh
Inventor
庄朝炫
范振炫
周宏哲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Richtek Technology Corp
Original Assignee
Richtek Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Richtek Technology Corp filed Critical Richtek Technology Corp
Priority to CN2007101278724A priority Critical patent/CN101340155B/zh
Publication of CN101340155A publication Critical patent/CN101340155A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101340155B publication Critical patent/CN101340155B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

一种改进驰返式电压转换器轻载效能的装置及方法，其中，驰返式电压转换器包含一控制器切换一开关以将一输入电压转换为一输出电压给一负载，该控制器具有一第一接收端连接一电源电压、一第二接收端连接一随该输出电压变化的第一信号以及一第三接收端连接一与该开关上电流相关的第二信号，当该第一信号低于该第二信号时，该控制器关闭该开关。本发明的转换器轻载效能的装置及方法，包括检测该负载及电源电压，在该负载低于一第一临界值且该电源电压低于一第二临界值时，提高该第一信号的准位。

Description

改进驰返式电压转换器轻载效能的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种驰返式电压转换器，特别涉及一种改进驰返式电压转换器轻载效能的装置及方法。
背景技术
众所周知，交流对直流转换器大部分的时间都处于轻载或无载情况，例如待机模式或充电器中的电池被移除时，在这样的情况下，为了限制功率消耗，蓝天使(Blue Angle)及能源之星(Energy Star)都订定了一些规范，因此，考虑到这些规范，交流对直流电源供应器已广泛地采用省电模式(Green mode)交流对直流切换式转换器。
图1是传统的驰返式交流对直流转换器100，其中交流电压VAC经EMI滤波器102滤波及桥式整流器104整流后产生电压Vin，控制器108切换开关SW以使变压器106将电压Vin转换为输出电压Vo给负载RL，变压器106的辅助线圈Laux提供电流Iaux对电容C2充电产生电源电压Vcc至控制器108的接收端VCC，光耦合器112根据输出电压Vo产生回授信号FB，误差放大器110根据回授信号FB及参考电压Vref产生误差信号VEA至控制器108的接收端COMP。在控制器108中，接收端CS感测电阻Rs上的电压Vcs，比较器116根据信号VEA及电压Vcs产生比较信号S1，118根据比较信号S1及来自振荡器114的时脉CLK产生脉宽调变信号PWM切换开关SW。
当转换器100的负载变为轻载时，输出功率大幅降低，但是功率损失不会跟着降低，因而导致效能降低。在轻载状态下，大部分的功率损失来自切换损失(switching loss)，因此提高效能的关键在于减少切换损失。在现有技术中，当转换器100进入省电模式后，误差信号VEA将在临界值burst_high及burst_low之间变化，当误差信号VEA低于临界值burst_low时，切换开关SW使误差信号VEA上升，直至误差信号VEA大于临界值burst_high。
虽然，省电模式可以减少轻载时的切换损失，但是，当负载进一步降低或变为无载状态时，控制器108不再驱动开关SW，因此辅助线圈Laux也不再供应电流Iaux对电容C2充电，然而，即使没有切换开关SW的消耗，控制器108内部仍然有消耗电流使电源电压Vcc下降。由于电容C2的时间常数远小于输出端Vo上的电容C5，故电源电压Vcc将降至电压过低锁定(UnderVoltage LockOut)截止临界值UVLO以使得转换器100进入打嗝(Hiccup)模式，但是，在打嗝模式下负载可能突然改变，因此最好避免进入打嗝模式。
图2是用以说明现有避免电源电压Vcc低于电压过低锁定截止临界值UVLO的方法。在现有的方法中，为了避免电源电压Vcc低于电压过低锁定截止临界值UVLO，故设定一临界值VCC_L，当电源电压Vcc低于临界值VCC_L时，控制器108将输出脉宽调变信号PWM强迫切换开关SW以使电压Vcs上升，如图2的波形200、202、204及212所示，然而，在这样的情况下，误差信号VEA近乎为零，因此限制误差信号VEA具有一最小值VEA_CLAMP，如图2的波形210所示。为了避免在省电模式时出现错误的操作，故误差信号VEA的最小值VEA_CLAMP必需低于临界值burst_high及burst_low，如图2的波形206及208所示。随着开关SW的切换，电源电压Vcc最后将维持在某一个准位，如图2的波形200所示。然而，由于误差信号VEA的最小值VEA_CLAMP是定值且必需低于省电模式的临界值burst_low，因此无法像省电模式般得到足够的能量，导致切换的次数增加，使得效能受到限制。
因此，一种改进驰返式电压转换器轻载效能的装置及方法，乃为人们所期望的。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种改进驰返式电压转换器轻载效能的装置及方法。
一驰返式电压转换器包含一控制器切换一开关以将一输入电压转换为一输出电压给一负载，该控制器具有一第一接收端连接一电源电压、一第二接收端连接一随该输出电压变化的第一信号以及一第三接收端连接一与该开关上电流相关的第二信号，当该第一信号低于该第二信号时，该控制器关闭(turn off)该开关。根据本发明，一种改进该转换器轻载效能的该装置及方法，包括第一检测电路检测该负载及一第二检测电路检测该电源电压，在该负载低于一第一临界值且该电源电压低于一第二临界值时，连接一偏移电压至该第二接收端以提高该第一信号的准位。
附图简单说明
图1是传统的驰返式交流对直流转换器的电路图；
图2是用以说明已知避免电源电压Vcc低于电压过低锁定截止临界值UVLO的方法的波形图；
图3是本发明的实施例；以及
图4是图3驰返式交流对直流转换器300在轻载状态下信号的波形图。
具体实施方式
图3是本发明的实施例，在驰返式交流对直流转换器300中，交流电压VAC经EMI滤波器302滤波及桥式整流器304整流后产生电压Vin，控制器308切换开关SW以使变压器306将电压Vin转换为输出电压Vo给负载RL，变压器306的辅助线圈Laux提供电流Iaux对电容C2充电产生电源电压Vcc至控制器308的接收端VCC，光耦合器312根据输出电压Vo产生回授信号FB，误差放大器310根据回授信号FB及参考电压Vref产生误差信号VEA至控制器308的接收端COMP，开关326连接在误差放大器310的输出及电压源328之间，电源电压检测电路320检测电源电压Vcc产生检测信号Sd1，负载检测电路322检测负载RL产生检测信号Sd2，与门324根据信号Sd1及Sd2输出信号SL切换开关326。在控制器308中，接收端CS感测电阻Rs上的电压Vcs，比较器316根据接收端COMP及CS上的信号产生比较信号S1，控制逻辑318根据比较信号S1及来自振荡器314的时脉CLK产生脉宽调变信号PWM切换开关SW。
图4是图3驰返式交流对直流转换器300在轻载状态下信号的波形图，其中波形400为磁滞临界值VCC_H，波形402为电源电压Vcc，波形404为磁滞临界值VCC_L，波形406为电压过低锁定截止临界值UVLO，波形408为脉宽调变信号PWM，波形410为接收端COMP上的信号，波形412为临界值burst_high，波形414为临界值burst_low，波形416为电压Vcs。在负载RL未低于一默认值时，负载检测电路322输出低准位的信号Sd2，因此开关326关闭，故信号VEA由回授信号FB及参考电压Vref的差值决定，当转换器300进入无载状态使得电源电压Vcc持续下降时，为了让电源电压Vcc不低于电压过低锁定截止临界值UVLO，本实施例设定两个大于电压过低锁定截止临界值UVLO的磁滞临界值VCC_H及VCC_L，如图4的波形400、404及406所示。在负载RL变为轻载且低于一临界值时，负载检测电路322产生高准位的信号Sd2，当负载RL变为轻载时，转换器进入省电模式，此时，误差信号VEA将在临界值burst_high及burst_low之间变化。当负载RL进一步下降导致开关SW停止切换时，电源电压Vcc将下降且误差信号VEA也将下降至接近零的准位，在电源电压Vcc低于磁滞临界值VCC_L时，如时间t1，电源电压检测电路320将产生高准位的信号Sd1，并强迫开关SW切换，此时，由于信号Sd1及Sd2均为高准位，因此与门324输出高准位的信号SL打开(turn on)开关326，此时电压源328提供偏移电压Vclamp迭加至误差信号VEA，使得误差信号VEA将被拉高至Vclamp的准位，如图4的波形410所示。由于误差信号VEA在一较高的准位，因此当开关SW切换时能获得较高的能量使电源电压Vcc上升，在电源电压Vcc高于磁滞临界值VCC_H时，如时间t2所示，电源电压检测电路320输出的信号Sd1转为低准位，故与门324输出的信号SL也转为低准位使开关326关闭，误差信号VEA也因此降至零使得开关SW停止切换，直至电源电压Vcc再低于磁滞临界值VCC_L。
以上对于本发明之较佳实施例所作的叙述是为阐明之目的，而非限定本发明精确揭露的形式，基于以上的教导或从本发明的实施例详细描述而作修改或变化是可能的，实施例是为解释本发明的原理以及让熟悉该领域的普通技术人员以各种实施例作为本发明在实际应用上的选择及叙述，本发明的精神及范围由以下所附的权利要求书及其等同物来决定。
主要部件标号说明
100驰返式交流对直流转换器
102EMI滤波器
104桥式整流器
106变压器
108控制器
110误差放大器
112光耦合器
114振荡器
116比较器
118控制逻辑
200电源电压Vcc的波形
202电压过低锁定截止临界值UVLO的波形
204脉宽调变信号PWM的波形
206临界值burst_high的波形
208临界值burst_low的波形
210误差信号VEA的波形
212电压Vcs的波形
300驰返式交流对直流转换器
302EMI滤波器
304桥式整流器
306变压器
308控制器
310误差放大器
312光耦合器
314振荡器
316比较器
318控制逻辑
320电源电压检测电路
322负载检测电路
324与门
326开关
328电压源
400磁滞临界值VCC_H的波形
402电源电压Vcc的波形
404磁滞临界值VCC_L的波形
406电压过低锁定截止临界值UVLO的波形
408脉宽调变信号PWM的波形
410误差信号VEA的波形
412临界值burst_high的波形
414临界值burst_low的波形
416电压Vcs的波形

Claims (7)

1.一种改进驰返式电压转换器轻载效能的装置，该转换器包含一控制器切换一开关以将一输入电压转换为一输出电压给一负载，该控制器具有一第一接收端连接一电源电压、一第二接收端连接一随该输出电压变化的第一信号以及一第三接收端连接一与该开关上电流相关的第二信号，在该第一信号低于该第二信号时，该控制器关闭该开关，其特征在于，该装置包括：
一第一检测电路，用以检测该负载；
一第二检测电路，用以检测该电源电压；以及
根据该第一及第二检测电路的输出，选择性地提高该第一信号准位的电路。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该选择性地提高该第一信号准位的电路包括：
一电压源；以及
一第二开关，连接在该电压源及第二接收端之间，在该负载低于一第一临界值且该电源电压低于一第二临界值时，该第二开关打开。
3.一种改进驰返式电压转换器轻载效能的方法，该转换器包含一控制器切换一开关以将一输入电压转换为一输出电压给一负载，该控制器具有一第一接收端连接一电源电压、一第二接收端连接一随该输出电压变化的第一信号以及一第三接收端连接一与该开关上电流相关的第二信号，在该第一信号低于该第二信号时，该控制器关闭该开关，其特征在于，该方法包括下列步骤：
检测该负载及电源电压；以及
在该负载低于一第一临界值且该电源电压低于一第二临界值时，提高该第一信号的准位直至该电源电压高于一第三临界值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，提高该第一信号的准位的步骤包括连接一预设的电压至该第一信号。
5.一种驰返式电压转换器，其特征在于，包括：
一开关：
一控制器，用以切换该开关以将一输入电压转换为一输出电压给一负载，该控制器具有一第一接收端连接一电源电压、一第二接收端连接一随该输出电压变化的第一信号以及一第三接收端连接一与该开关上电流相关的第二信号；以及
用以改轻载效能的装置，根据该负载及电源电压，选择性地提高该第一信号的准位。
6.如权利要求5所述的驰返式电压转换器，其特征在于，该用以改轻载效能的装置包括：
一第一检测电路，用以检测该负载；
一第二检测电路，用以检测该电源电压；以及
根据该第一及第二检测电路的输出，提供一偏移电压至该第二接收端的电路。
7.如权利要求6所述的驰返式电压转换器，其特征在于，该提供一偏移电压至该第二接收端的电路包括：
一电压源，提供该偏移电压；以及
一第二开关，连接在该电压源及第二接收端之间，在该负载低于一第一临界值且该电源电压低于一第二临界值时，该第二开关打开。
CN2007101278724A 2007-07-06 2007-07-06 改进驰返式电压转换器轻载效能的装置及方法 Active CN101340155B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007101278724A CN101340155B (zh) 2007-07-06 2007-07-06 改进驰返式电压转换器轻载效能的装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007101278724A CN101340155B (zh) 2007-07-06 2007-07-06 改进驰返式电压转换器轻载效能的装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101340155A true CN101340155A (zh) 2009-01-07
CN101340155B CN101340155B (zh) 2012-05-16

Family

ID=40214140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007101278724A Active CN101340155B (zh) 2007-07-06 2007-07-06 改进驰返式电压转换器轻载效能的装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101340155B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101938219A (zh) * 2009-06-30 2011-01-05 美国思睿逻辑有限公司 用于级联切换功率转换器中辅助电源运行的低能传输模式
CN101964599A (zh) * 2009-07-23 2011-02-02 台达电子工业股份有限公司 交换式电源转换电路及其所适用的电源供应器
CN102339080A (zh) * 2010-07-19 2012-02-01 立锜科技股份有限公司 校正一次侧回授驰返式电源模块的输出电压的装置及方法
CN102684498A (zh) * 2011-03-18 2012-09-19 立锜科技股份有限公司 电源供应器及其控制方法
CN103490606A (zh) * 2012-06-11 2014-01-01 力铭科技股份有限公司 具多组输出电压的功因修正电路
CN103728572A (zh) * 2014-01-10 2014-04-16 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种负载检测方法、检测电路及应用其的开关电源
CN103746546A (zh) * 2013-12-13 2014-04-23 巨尔(上海)光电照明有限公司 脉冲频率调制电路及电源适配器
CN103915997A (zh) * 2013-01-07 2014-07-09 立锜科技股份有限公司 切换电源转换装置
CN102983750B (zh) * 2009-07-23 2015-03-04 台达电子工业股份有限公司 交换式电源转换电路及其所适用的电源供应器
US9331565B2 (en) 2010-07-14 2016-05-03 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Switching power conversion circuit and power supply using same
CN105846652A (zh) * 2015-01-16 2016-08-10 台达电子工业股份有限公司 电源转换装置及其控制方法
CN112600251A (zh) * 2020-12-23 2021-04-02 哈尔滨理工大学 一种发电机同期并网装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3371962B2 (ja) * 2000-12-04 2003-01-27 サンケン電気株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101938219A (zh) * 2009-06-30 2011-01-05 美国思睿逻辑有限公司 用于级联切换功率转换器中辅助电源运行的低能传输模式
CN102983750B (zh) * 2009-07-23 2015-03-04 台达电子工业股份有限公司 交换式电源转换电路及其所适用的电源供应器
CN101964599A (zh) * 2009-07-23 2011-02-02 台达电子工业股份有限公司 交换式电源转换电路及其所适用的电源供应器
CN101964599B (zh) * 2009-07-23 2013-04-17 台达电子工业股份有限公司 交换式电源转换电路及其所适用的电源供应器
US9331565B2 (en) 2010-07-14 2016-05-03 Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Switching power conversion circuit and power supply using same
CN102339080A (zh) * 2010-07-19 2012-02-01 立锜科技股份有限公司 校正一次侧回授驰返式电源模块的输出电压的装置及方法
CN102339080B (zh) * 2010-07-19 2015-04-01 立锜科技股份有限公司 校正一次侧回授驰返式电源模块的输出电压的装置及方法
CN102684498A (zh) * 2011-03-18 2012-09-19 立锜科技股份有限公司 电源供应器及其控制方法
CN103490606A (zh) * 2012-06-11 2014-01-01 力铭科技股份有限公司 具多组输出电压的功因修正电路
CN103915997A (zh) * 2013-01-07 2014-07-09 立锜科技股份有限公司 切换电源转换装置
CN103915997B (zh) * 2013-01-07 2016-05-04 立锜科技股份有限公司 切换电源转换装置
CN103746546A (zh) * 2013-12-13 2014-04-23 巨尔(上海)光电照明有限公司 脉冲频率调制电路及电源适配器
CN103746546B (zh) * 2013-12-13 2016-11-23 巨尔(上海)光电照明有限公司 脉冲频率调制电路及电源适配器
CN103728572A (zh) * 2014-01-10 2014-04-16 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种负载检测方法、检测电路及应用其的开关电源
CN103728572B (zh) * 2014-01-10 2016-06-01 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种负载检测方法、检测电路及应用其的开关电源
CN105846652A (zh) * 2015-01-16 2016-08-10 台达电子工业股份有限公司 电源转换装置及其控制方法
CN105846652B (zh) * 2015-01-16 2018-12-11 台达电子工业股份有限公司 电源转换装置及其控制方法
CN112600251A (zh) * 2020-12-23 2021-04-02 哈尔滨理工大学 一种发电机同期并网装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN101340155B (zh) 2012-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101340155B (zh) 改进驰返式电压转换器轻载效能的装置及方法
TWI331440B (zh)
US7592790B2 (en) Start-up circuit with feedforward compensation for power converters
CN105991035B (zh) 以反驰式架构为基础的电源转换装置
EP2096746B1 (en) Device and method for extending the input voltage range of a DC/DC converter
CN102780406B (zh) 转换器
CN103904903B (zh) 返驰转换器
US9065348B2 (en) Isolated switching mode power supply and the method thereof
US10892687B2 (en) Asymmetric power converter, power converters, and operating power converters
US8787041B2 (en) Power converter integrated with flyback converter
US20110199793A1 (en) Switching mode power supply with primary side control
TW201517489A (zh) 隔離式開關變換器及其控制器和控制方法
TW201429127A (zh) 雙模電源切換控制裝置
US20160087534A1 (en) Methods and power controllers for primary side control
CN112600430A (zh) 具有多模式操作的开关模式电源及其方法
CN110247553A (zh) 变换器及其控制方法
CN101588128A (zh) 驰返式电源转换器的控制电路及方法
CN103023357B (zh) 用于控制功率变换器的方法及功率变换器
Zelnik et al. Multiple output flyback converter design
KR100439414B1 (ko) 절연형 디씨/디씨 전력변환기 및 이를 이용한 무정전전원공급 장치
US20230223858A1 (en) Secondary Side Controlled QR Flyback Converter using a Programmable Valley Algorithm
CN111525802B (zh) 变换装置
CN114938043A (zh) 开关电源和用在开关电源中的方法
KR100691854B1 (ko) 부스트 입력방식의 공진형 교류/직류 컨버터
Lin et al. Digital primary-side sensing and PFC control of a flyback converter

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant