CN101534060A - 多通道多相位功率转换器的切换式控制电路 - Google Patents

多通道多相位功率转换器的切换式控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明是关于一种多通道多相位功率转换器的切换式控制电路，其包含一主控制电路与一从属控制电路，主控制电路依据功率转换器的一输入电压与一输出电压而产生一乘数讯号，并且依据乘数讯号与一第一电流讯号而产生一第一切换讯号，以切换功率转换器的一第一电感，第一电流讯号产生于一第一电流侦测组件，从属控制电路依据乘数讯号、第一切换讯号与一第二电流讯号而产生一第二切换讯号，以切换功率转换器的一第二电感，第二电流讯号产生于一第二电流侦测组件。一旦，功率转换器处在轻载时，乘数讯号即为禁能而截止第二切换讯号，以截止从属控制电路，而节省功率转换器的功率损耗。

Description

多通道多相位功率转换器的切换式控制电路
技术领域
本发明是有关于一种功率转换器，尤指一种功率转换器的切换式控制电路。
背景技术
就目前技术而言，需要功率转换器提供大电流之下，是会降低功率转换器的功率效能，功率转换器的功率损失与功率转换器的电流呈指数比例关系，其可表示为如下：
PLOSS＝I2×R
其中，I表示功率转换器的一切换电流；R表示切换装置的阻抗，例如电感及晶体管等的等效电阻值。
因此，藉由并联技术可有效减少功率转换器的功率损耗。具有功率因子修正(power factor correction；PFC)的功率转换器可用以改善交流电源的功率因子，功率因子修正电路的详细技术已揭露于习知相关文献，例如美国专利第7,116,090“Switchingcontrol circuit for discontinuous mode PFC converters”。
本发明提出一种多通道多相位功率转换器的切换式控制电路，其可降低功率转换器的切换噪音与电流涟波，而增加功率转换器的效能，以有效解决习用功率转换器的问题。
发明内容
本发明的目的之一，在于提供一种多通道-多相位功率转换器的切换式控制电路，其可降低功率转换器的切换噪音与电流涟波，以增加功率转换器的效能。
本发明的目的之二，在于提供一种多通道多相位功率转换器的切换式控制电路，其包含主控制电路与从属控制电路，功率转换器处于轻载时，主控制电路会截止从属控制电路，以达节省功率转换器的功率损耗的目的。
为了达到上述的目的，本发明是提供一种多通道多相位功率转换器的切换式控制电路，其包含有：
一主控制电路，耦接于该功率转换器的一输入端与一输出端和一第一电流侦测组件，而分别接收一线输入讯号、一回授讯号与一第一电流讯号，该回授讯号相关联于该功率转换器的一输出电压，该主控制电路依据该线输入讯号与该回授讯号产生一乘数讯号，并依据该乘数讯号与该第一电流讯号产生一第一切换讯号而切换该功率转换器的一第一电感，该第一电流讯号相关联于该第一电感的一切换电流；以及
一从属控制电路，耦接于该主控制电路与一第二电流侦测组件，而分别接收该乘数讯号、该第一切换讯号与一第二电流讯号，该从属控制电路依据该乘数讯号、该第一切换讯号与该第二电流讯号产生一第二切换讯号，而切换该功率转换器的一第二电感，该第二电流讯号相关联于该第二电感的一切换电流。
本发明还同时公开一种多通道多相位功率转换器的切换式控制电路，其包含有：
一主控制电路，耦接于一第一电流侦测组件并接收一第一电流讯号，该主控制电路依据该功率转换器的一输入电压与一输出电压产生一乘数讯号，并依据该乘数讯号与该第一电流讯号产生一第一切换讯号而切换该功率转换器的一第一电感；以及
一从属控制电路，耦接于该主控制电路与一第二电流侦测组件，而分别接收该乘数讯号、该第一切换讯号与一第二电流讯号，该从属控制电路依据该乘数讯号、该第一切换讯号与该第二电流讯号产生一第二切换讯号，而切换该功率转换器的一第二电感。
本发明具有的有益效果：本发明提供一种多通道多相位功率转换器的切换式控制电路，其运作于一连续电流模式(ContinuousCurrent Mode；CCM)，而提高功率转换器的效能，多相位技术包含同步与相位移，以降低切换噪音与电流涟波。本发明的切换式控制电路包含一主控制电路与一从属控制电路，主控制电路依据功率转换器的一输入电压与一输出电压而产生一乘数讯号，并且依据乘数讯号与一第一电流讯号而产生一第一切换讯号，以切换功率转换器的一第一电感，第一电流讯号产生于一第一电流侦测组件，从属控制电路依据乘数讯号、第一切换讯号与一第二电流讯号而产生一第二切换讯号，以切换功率转换器的一第二电感，第二电流讯号产生于一第二电流侦测组件。一旦，功率转换器处在轻载时，乘数讯号即为禁能而截止第二切换讯号，以截止从属控制电路，而节省功率转换器的功率损耗。
附图说明
图1是本发明的一较佳实施例的具多通道多相位功率因子修正的功率转换器的电路图；
图2是本发明的一较佳实施例的主控制电路的电路图；
图3是本发明的一较佳实施例的电源管理电路的电路图；
图4是本发明的一较佳实施例的从属控制电路的电路图；
图5是本发明的一较佳实施例的同步电路的电路图；
图6是本发明的另一较佳实施例的具多通道多相位功率因子修正的功率转换器的电路图；
图7是本发明的另一较佳实施例的主控制电路的电路图；
图8是本发明的另一较佳实施例的主控制电路的积分电路的电路图；
图9是本发明的另一较佳实施例的从属控制电路的电路图；以及
图10是本发明的另一较佳实施例的从属控制电路的积分电路的电路图。
【图号简单说明】
10      第一电感           15       第二电感
20      第一功率开关       25       第二开关
30      二极管             35       二极管
40      滤波电容           50       输入电阻
51      电阻               52       电阻
60      第一电流侦测组件   61       第一电流侦测组件
65      第二电流侦测组件   66       第二电流侦测组件
75      电阻               76       电阻
100     主控制电路         110      晶体管
111     晶体管             112      晶体管
113     晶体管             114      晶体管
117     过滤电路           118      电容
119     电阻               120      电压放大器
121     电阻               123      电阻
125     放大器             130      电容
150     乘除法电路         153      电阻
154     电阻               160      电流放大器
165     电容               170      开关
171    反相器           175       开关
180    比较器           181       反相器
185    RS正反器         190       与门
200    振荡器           300       电源管理电路
310    放大器           311       晶体管
312    电阻             315       晶体管
316    晶体管           320       放大器
321    晶体管           322       电阻
325    晶体管           326       晶体管
350    电容             351       电流源
360    开关             371       反相器
372    反相器           400       从属控制电路
421    电阻             423       电阻
425    放大器           450       缓冲器
451    低电压比较器     453       电阻
454    电阻             460       电流放大器
465    电容             480       比较器
481    与门             485       D型正反器
500    同步电路         510       放大器
511    晶体管           512       晶体管
513    晶体管           514       晶体管
520    反相器           521       晶体管
525    电容             530       最大工作周期比较器
540    磁滞缓冲器       541       D型正反器
542    反相器           543       晶体管
545    电容             560       电流源
561    比较器                562     反相器
570    电流源                571     晶体管
572    电容                  573     反相器
700    积分电路              701     放大器
702    晶体管                703     电阻
704    晶体管                705     晶体管
706    第一开关              707     电容
708    第二开关              709     第三开关
711    保持电容              712     放大器
713    电阻                  721     第一脉波产生电路
722    反相器                723     第二脉波产生电路
800    积分电路              801     放大器
802    晶体管                803     电阻
804    晶体管                805     晶体管
806    第一开关              807     电容
808    第二开关              809     第三开关
811    保持电容              812     放大器
813    电阻                  821     反相器
822    第一脉波产生电路      823     反相器
824    第二脉波产生电路      A       讯号
B      讯号                  C       讯号
CS     输入端                IN      输入端
IG     电流讯号              I316    电流
I326   电流                  I512     电流
I513   电流                  I514     电流
I704   电流                  I705     电流
I804    电流           I805      电流
IAC     线输入讯号     IAC       输入端
PLSA    第一脉波讯号   PLSB      第二脉波讯号
RMP     斜坡讯号       S1        第一切换讯号
S2      第二切换讯号   SG        控制讯号
VM      输出端         V1        第一电流讯号
V2      第二电流讯号   VA        第一电流讯号
VB      第二电流讯号   VO        输出电压
VR      参考讯号       VM        乘数讯号
VI1     第一积分讯号   VI2       第二积分讯号
VDD     供应电压       VFB       回授讯号
VIN     输入电压       VTH       低电压门坎
VR3     参考讯号       VRZ       参考电压
VSAW    锯齿讯号       VS        输出端
FS      输出端         MD        最大工作周期讯号
具体实施方式
为使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，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
请参阅图1，其为本发明的一实施例的具多通道多相位功率因子修正的功率转换器的电路图。如图所示，功率转换器包含一主控制电路(M)100与一从属控制电路(S)400，主控制电路100产生一第一切换讯号S1并传送至一第一功率开关20，而切换一第一电感10，以进行功率因子修正(power factor correction；PFC)。第一电感10的运作为第一PFC通道，第一电感10的一输入端耦接于一输入电压VIN，第一电感10的一输出端经由一二极管30耦接于功率转换器的一输出电压VO。一滤波电容40耦接于功率转换器的一输出端与一接地端之间，以滤波输出电压VO。从属控制电路400产生一第二切换讯号S2并传送至一第二开关25，而切换一第二电感15。第二电感15的运作为第二PFC通道，第二电感15的一输入端亦耦接于输入电压VIN，第二电感15的一输出端经由一二极管35耦接于功率转换器的输出电压VO，以与第一PFC通道分担输出电流。
再参阅图1，主控制电路100经由一输入电阻50耦接于功率转换器的一输入端，以接收一线输入讯号IAC，且主控制电路100经由一分压电路耦接于功率转换器的一输出端，以接收一回授讯号VFB。上述的分压电路包含有一电阻51与一电阻52。线输入讯号IAC与回授讯号VFB分别相关联于功率转换器的输入电压VIN与输出电压VO。电阻51与电阻52相串联，并且耦接于输出端与接地端之间。主控制电路100的一回授端FB耦接于分压电路，以接收回授讯号VFB。主控制电路100的一输入端IAC经由输入电阻50耦接于输入电压VIN，以接收线输入讯号IAC。主控制电路100依据线输入讯号IAC与回授讯号VFB，而在一输出端VM产生一乘数讯号(multiplier signal)VM，即乘数讯号VM是依据功率转换器的输入电压VIN与输出电压VO所产生。主控制电路100亦耦接于一第一电流侦测组件60，以接收一第一电流讯号V1，第一电流侦测组件60依据第一电感10的一切换电流而产生第一电流讯号V1，第一电流侦测组件60的一较佳实施例为一电阻。主控制电路100依据乘数讯号VM与第一电流讯号V1产生第一切换讯号S1，以切换第一电感10。
再参阅图1，从属控制电路400耦接于主控制电路100，以接收乘数讯号VM与第一切换讯号S1。从属控制电路400的一输入端VM耦接于主控制电路100的输出端VM，以接收乘数讯号VM。从属控制电路400的一输入端IN耦接于主控制电路100，以接收第一切换讯号S1。从属控制电路400亦耦接于一第二电流侦测组件65，以接收一第二电流讯号V2，第二电流侦测组件65依据第二电感15的一切换电流而产生第二电流讯号V2。第二电流侦测组件65的一较佳实施例为一电阻。
再参阅图1，从属控制电路400依据乘数讯号VM、第一切换讯号S1与第二电流讯号V2而产生第二切换讯号S2，以切换第二电感15。第二切换讯号S2同步于第一切换讯号S1，第一切换讯号S1运作于第一相位，而第二切换讯号S2运作于第二相位。一可调整组件耦接于从属控制电路400的一输出端VS，例如一电阻75，用于决定第一切换讯号S1与第二切换讯号S2之间的相位移的延迟时间，如此可降低第一切换讯号S1与第二切换讯号S2的切换噪音。一电阻76耦接于从属控制电路400的一输出端FS。
请参阅图2，其为本发明的一较佳实施例的主控制电路的电路图。如图所示，主控制电路100包含一乘除法电路150与一电源管理电路(PM)300。一电压放大器120的一负输入端接收回授讯号VFB，而电压放大器120的一正输入端接收一参考讯号VR。一电压补偿组件耦接于电压放大器120的一输出端与接地端之间，电压补偿组件的一实施例为一电容130。电压放大器120的输出端产生一讯号A，讯号A相关联于回授讯号VFB。线输入讯号IAC相关联于输入电压VIN，并经由复数电流镜而产生一讯号B，该些电流镜包含复数晶体管110、111、112、113与114。一电流镜包含晶体管110与111，晶体管110的一汲极耦接于线输入讯号IAC与晶体管110和111的闸极，晶体管110和111的源极耦接于接地端。一电流镜包含晶体管112与113，晶体管112与113的源极耦接于一供应电压VDD，晶体管112的一汲极耦接于晶体管111的一汲极与晶体管112和113的闸极。一电流镜包含晶体管112和114，晶体管114的一源极亦耦接于供应电压VDD，晶体管114的一闸极耦接于晶体管12的闸极，晶体管114的一汲极产生讯号B。
复参阅图2，一滤波电路117依据线输入讯号IAC而产生一讯号C，过滤电路117包含有一电容118与一电阻119，电容118与电阻119相互并联，且耦接于晶体管113的汲极与接地端之间，讯号C为一直流电压且相关联于线输入讯号IAC。三讯号A、B与C传送至乘除法电路150的输入端，乘除法电路150的一输出端经由一衰减器而耦接于一电流放大器160的一正输入端，衰减器包含有一电阻153与一电阻154，电阻153与154相串联并耦接于乘除法电路150的输出端与接地端之间。电流放大器160的一负输入端经由一反相放大器接收第一电流讯号V1，反相放大器包含一放大器125与两电阻121和123，电阻121耦接于放大器125的一负输入端，放大器125的负输入端经由电阻121接收第一电流讯号V1，放大器125的一正输入端耦接于接地端，电阻123耦接于放大器125的负输入端与放大器125的一输出端的间，放大器125的输出耦接于电流放大器160的负输入端。一电流补偿组件耦接于电流放大器160的一输出端与接地端之间，电流补偿组件的一实施例可为一电容165。乘除法电路150依据该些讯号A、B与C产生乘数讯号VM，乘除法电路150产生乘数讯号VM的技术已揭露于杨先生所提的美国专利第6,812,769号“Switched charge multiplier-divider”。
复参阅图2，电源管理电路300的两输入端分别接收讯号A与C，讯号A相关联于回授讯号VFB，讯号C相关联于线输入讯号IAC。电源管理电路300依据讯号A与C产生一控制讯号SG与一电流讯号IG，电流讯号IG耦接于回授讯号VFB。一开关170的一端耦接乘除法电路150的输出端，开关170的另一端输出乘数讯号VM。一开关175的一端接收乘数讯号VM，而另一端则耦接于接地端。一反相器171的一输入端耦接于电源管理电路300的一输出端，以接收控制讯号SG，控制讯号SG用于导通或截止开关170，控制讯号SG经由反相器171而用于导通或截止开关175。一旦，控制讯号SG位于一高准位且开关170导通而开关175截止时，乘数讯号VM将会致能；相对地，控制讯号SG位于一低准位且开关170截止而开关175导通时，乘数讯号VM将会禁能。
复参阅图2，主控制电路100更包含有一振荡器(OSC)200与一脉宽调制电路(Pulse Width Modulation，PWM)，振荡器200产生一第一脉波讯号PLSA与一锯齿讯号VSAW。脉宽调制电路包含一比较器180、一反相器181、一RS正反器185与一与门190，比较器180的一正输入端接收锯齿讯号VSAW，比较器180的一负输入端则耦接于电流放大器160的输出端，以接收一误差讯号，此误差讯号相关联于乘数讯号VM与第一电流讯号V1。RS正反器185的一设定输入端S耦接于振荡器200，以接收第一脉波讯号PLSA，RS正反器185的一重置输入端R耦接于比较器180的一输出端，比较器180比较锯齿讯号VSAW与误差讯号，以在锯齿讯号VSAW高于误差讯号时而重置RS正反器185。与门190的一第一端经由反相器181接收第一脉波讯号PLSA，以产生一最大工作周期(maximum duty-cycle)，与门190的一第二端耦接RS正反器185的一输出端Q，与门190的一输出端则产生第一切换讯号S1。依据上述说明可知，脉宽调制电路依据乘数讯号VM、第一电流讯号V1、第一脉波讯号PLSA与锯齿讯号VSAW，而产生第一切换讯号S1。
请参阅图3，是本发明的一较佳实施例的电源管理电路的电路图。如图所示，相关联于回授讯号VFB的讯号A经由一第一电压对电流转换电路而产生一电流I316，其产生于一晶体管316的一汲极。第一电压对电流转换电路包含一放大器310、一晶体管311、一电阻312与一第一电流镜，第一电流镜包含一晶体管315与晶体管316。放大器310的一正输入端接收讯号A，放大器310的一输出端耦接晶体管311的一闸极，放大器310的一负输入端耦接晶体管311的一源极，电阻312耦接于晶体管311的源极与接地端之间，晶体管311的一汲极耦接晶体管315的一汲极与晶体管315和316的闸极，晶体管315和316的源极耦接供应电压VDD，晶体管316的汲极产生电流I316。
承接上述，相关联于线输入讯号IAC的讯号C经由一第二电压对电流转换电路产生一电流I326，其产生于一晶体管326的一汲极，第二电压对电流转换电路包含一放大器320、一晶体管321、一电阻322与一第二电流镜，第二电流镜包含一晶体管325与晶体管326。放大器320的一正输入端接收讯号C，放大器320的一输出端耦接晶体管321的一闸极，晶体管321的一源极耦接放大器320的一负输入端，电阻322耦接于晶体管321的源极与接地端之间，晶体管321的一汲极耦接晶体管325的一汲极与晶体管325和326的闸极，晶体管325与326的源极耦接于供应电压VDD，晶体管326的汲极产生电流I326。
复参阅图3，一电流源351耦接于晶体管326的汲极与接地端之间，电流源351与电流I326构成用于轻载下的一轻载门坎。一电容350的一第一端耦接于晶体管316与326的汲极，电容350的一第二端则耦接于接地端。一反相器371的一输入端耦接于电容350的第一端，反相器371的一输出则用于导通或截止一开关360，以致能或禁能电流讯号IG。开关360的一第一端耦接于供应电压VDD，而开关360的一第二端产生电流讯号IG。一反相器372的一输入端耦接于反相器371的输出端，反相器372的一输出端产生控制讯号SG。
承接上述，当电流I316小于轻载门坎时，电源管理电路300将产生控制讯号SG，以截止乘数讯号VM。如图2所示，电源管理电路300用于依据回授讯号VFB的振幅而致能或禁能乘数讯号VM。当回授讯号VFB小于轻载门坎时，乘数讯号VM将被禁能。电源管理电路300更依据线输入讯号IAC而控制乘数讯号VM的导通状态或截止状态，当输入电压VIN增加时，线输入讯号IAC亦会随的增加，而提高电流I326并降低该轻载门坎的准位。此外，当控制讯号SG位于低准位且乘数讯号VM禁能时，电源管理电路300将产生电流讯号IG并耦接于回授讯号VFB。电流讯号IG将产生一磁滞效应，以导通/截止乘数讯号VM。
请参阅图1与图2，功率转换器的输出电压VO可表示如下：
V O = R 51 + R 52 R 52 × V R - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ( 1 )
V O = { R 51 + R 52 R 52 × [ V R - ( I G × R 51 × R 52 R 51 + R 52 ) ] } - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ( 2 )
其中，R51与R52为包含电阻51与电阻52的分压电路的电阻值；VR为电压放大器120的参考讯号。当电流讯号IG禁能且控制讯号SG为高准位时，功率转换器的输出电压VO的值如方程式(1)所示，在此状态下，回授讯号VFB是高于轻载门坎且乘数讯号VM为致能。当电流讯号IG致能且控制讯号SG为低准位时，功率转换器的输出电压VO的值如方程式(2)所示，而且此时的回授讯号VFB是低于轻载门坎且乘数讯号VM为禁能。一般来说，当功率转换器的输出端是在轻载时，输出电压VO将会增加，而可能会发生一过电压，所以本发明在乘数讯号VM为禁能时，是会降低输出电压VO以达到一过电压保护。输出电压VO的值是由电阻51和52所构成的分压电路的等效电阻值与比例所决定。
请参阅图4，其是本发明的一较佳实施例的从属控制电路的电路图。如图所示，从属控制电路400包含一同步电路(SYN)500、一电流控制单元、一脉宽调制电路(PWM)与一低电压比较器451。同步电路500经由输出端VS与FS耦接于图1所示的电阻75与76，同步电路500经由输入端IN而接收第一切换讯号S1，同步电路500依据第一切换讯号S1与第二切换讯号S2而产生一第二脉波讯号PLSB、一最大工作周期讯号MD与一斜坡讯号RMP。电流控制单元包含一反相放大器、一缓冲器450、一衰减器、一电流放大器460与一电流补偿组件，电流放大器460的一负输入端经由反相放大器而接收第二电流讯号V2，反相放大器包含一放大器425与两电阻421和423。电流放大器460的一正输入端经由缓冲器450与衰减器而接收乘数讯号VM，衰减器包含两电阻453和454，电流放大器460依据第二电流讯号V2与乘数讯号VM，而于一输出端产生一误差讯号。电流补偿组件耦接于电流放大器460的输出端与接地端之间，电流补偿组件的一实施例可为一电容465。
承接上述，电阻421耦接放大器425的一负输入端，且放大器425的负输入端经由电阻421而接收第二电流讯号V2，放大器425的一正输入端耦接于接地端。电阻423耦接于放大器425的负输入端与一输出端之间，放大器425的输出端耦接电流放大器460的负输入端。电阻453与454相串联且耦接于缓冲器450的一输出端与接地端之间，电阻453与454的一连接点是耦接于电流放大器460的正输入端，缓冲器450的一正输入端接收乘数讯号VM，且缓冲器450的一负输入端耦接缓冲器450的输出端。
复参阅图4，脉宽调制电路包含有一比较器480、一与门481与一D型正反器485，D型正反器485的一频率输入端CK接收第二脉波讯号PLSB，D型正反器485的一输入端D耦接供应电压VDD，D型正反器485的一重置输入端R耦接与门481的一输出端，D型正反器485的一输出端Q输出第二切换讯号S2。与门481的一第一输入端接收最大工作周期讯号MD，以决定第二切换讯号S2的一最大工作周期。比较器480的一正输入端接收斜坡讯号RMP，比较器480的一负输入端耦接电流放大器460，以接收相关联于乘数讯号VM与第二电流讯号V2的误差讯号。与门481的一第二输入端耦接比较器480的一输出端，比较器480比较斜坡讯号RMP与误差讯号，并在斜坡讯号RMP小于误差讯号时，而重置D型正反器485以决定第二切换讯号S2的一脉波宽度。低电压比较器451的一正输入端接收乘数讯号VM，低电压比较器451的一负输入端接收一低电压门坎VTH，与门48l的一第三输入端耦接低电压比较器451的一输出端，低电压比较器451比较乘数讯号VM与低电压门坎VTH，并在乘数讯号VM小于低电压门坎VTH时，而重置D型正反器485以限制第二切换讯号S2的脉波宽度。此外，当乘数讯号VM禁能时，第二切换讯号S2将被截止而截止从属控制电路400，以节省功率转换器的功率损耗。请复参阅图1与图2，藉由包含电阻51与52的分压电路的等效电阻值，是可调整用于导通/截止乘数讯号VM的磁滞范围与调整输出电压VO所需减少的振幅。
请参阅图5，是本发明的一较佳实施例的同步电路的电路图。如图所示，同步电路500包含一斜坡讯号产生电路、一最大工作周期比较器530与一脉波产生电路。斜坡讯号产生电路包含一电压对电流转换电路、一电流镜、一反相器520、一晶体管521与一电容525。电压对电流转换电路包含一放大器510与一晶体管511，一参考电压VRZ供应于电压对电流转换电路并藉由从属控制电路400的输出端FS与电阻76，而在晶体管511的一汲极产生一电流I512，电流I512的振幅决定于电阻76。参考电压VRZ供应于放大器510的一正输入端，放大器510的一负输入端耦接于晶体管511的一源极，晶体管510的一输出端耦接于晶体管511的一闸极，晶体管511的源极更耦接输出端FS，以连接电阻76，晶体管511的汲极产生电流I512。
承接上述，电流镜包含晶体管512与513，而依据电流I512在晶体管513的一汲极产生一电流I513，晶体管512的一汲极耦接晶体管511的汲极与晶体管512和513的闸极，晶体管512与513的源极皆耦接于供应电压VDD，晶体管513的汲极产生电流I513。晶体管521的一闸极经由反相器520而接收第二切换讯号S2，晶体管521的一汲极耦接该电流镜而接收电流I513，电流I513相关联于电流I512，晶体管521的一源极耦接于接地端。电容525耦接于晶体管521的源极与汲极之间。电流I513用于对电容525进行充电，当第二切换讯号S2截止时，晶体管521会导通而对电容525进行放电。电容525依据第二切换讯号S2而产生斜坡讯号RMP，斜坡讯号RMP的一斜率可透过从属控制电路400的输出端FS的电阻76而进行调整。一参考讯号VR3供应至最大工作周期比较器530的一正输入端，而最大工作周期比较器530的一负输入端则接收斜坡讯号RMP，最大工作周期比较器530的一输出端产生该最大工作周期讯号MD，以决定第二切换讯号S2的最大工作周期。
再参阅图5，脉波产生电路包含一磁滞缓冲器540、一D型正反器541、一重置电路、一反相器542、一晶体管543、一电流镜、一电容545、一电流源560、一比较器561与一反相器562。D型正反器541的一频率输入端CK经由磁滞缓冲器540而接收第一切换讯号S1，供应电压VDD供应于D型正反器541的一输入端D，D型正反器541的一重置输入端R耦接于重置电路，重置电路用于重置D型正反器541。电流镜包含晶体管512与514，并依据电流I512而在晶体管514的一汲极产生一电流I514，晶体管514的一闸极耦接于晶体管512的闸极，晶体管514的源极耦接于供应电压VDD。晶体管543的一闸极经由反相器542耦接D型正反器541的一输出端Q，晶体管543的一汲极耦接晶体管514的汲极以接收电流I514，电流I514相关联于电流I512，晶体管543的一源极耦接于接地端。电容545耦接于晶体管543的汲极与源极之间，电流I514用于对电容545进行充电，一旦D型正反器541的输出端Q禁能时，则会导通晶体管543而对电容545进行放电。比较器561的一负输入端耦接晶体管543的汲极与电容545，比较器561的一正输入端经由电流源560而耦接供应电压VDD。本发明透过从属控制电路400的输出端VS，可藉由调整组件例如电阻75，而决定第一切换讯号S1与第二切换讯号S2间的相位移的一延迟时间。
再参阅图5，重置电路包含一电流源570、一晶体管571、一电容572与一反相器573，重置电路耦接于比较器561的一输出端，以在电容545的一讯号高于输出端VS的一讯号时，而重置D型正反器541的输出端Q。晶体管571的一闸极耦接比较器561的输出端，晶体管571的一源极耦接于接地端，晶体管571的一汲极经由电流源570而耦接供应电压VDD。电容572耦接于晶体管571的汲极与源极之间。反相器573的一输入端耦接晶体管571的汲极与电容572，反相器573的一输出端用于重置D型正反器541的输出端Q。
承接上述，反相器562的一输入端耦接比较器561的输出端与重置电路，反相器562的一输出端产生第二脉波讯号PLSB。第一切换讯号S1与第二切换讯号S2间的相位移的延迟时间是依据电流I514与电容545所产生。第二脉波讯号PLSB的一脉波宽度决定于电流源570与电容572。然而，同步电路500依据第一切换讯号S1而产生第二脉波讯号PLSB，且同步电路500依据第二切换讯号S2而产生最大工作周期讯号MD。第二脉波讯号PLSB用于致能第二切换讯号S2，而最大工作周期讯号MD是用于禁能第二切换讯号S2以及决定第二切换讯号S2的最大工作周期。上述的斜坡讯号RMP是相关联于乘数讯号VM与第二电流讯号V2，以决定第二切换讯号S2的脉波宽度。
请参阅图6，其是本发明的另一较佳实施例的多通道多相位功率转换器的电路图。如图所示，主控制电路100产生第一切换讯号S1并传送至第一功率开关20，以切换第一电感10，而进行功率因子修正(PFC)。从属控制电路400产生第二切换讯号S2并传送至第二功率开关25，以切换第二电感15。此实施例的主控制电路100与从属控制电路400的大部分电路是相同于图1所示的第一实施例，所以在此不再详述。此实施例不同于第一实施例之处在于，此实施例的主控制电路100与从属控制电路400更分别包含有一输入端CS。此外，此实施例的主控制电路100并未耦接图1所示的第一电流侦测组件60，且此实施例的从属控制电路400也并未耦接图1所示的第二电流侦测组件65。主控制电路100的输入端CS耦接一第一电流侦测组件61以接收一第一电流讯号VA，第一电流侦测组件61依据第一功率开关20的一切换电流而产生第一电流讯号VA。第一功率开关20耦接于主控制电路100与第一电感10以切换第一电感10，第一电流侦测组件61耦接于第一功率开关20与接地端之间。从属控制电路400的输入端CS耦接于一第二电流侦测组件66以接收一第二电流讯号VB，第二电流侦测组件66依据第二功率开关25的一切换电流而产生第二电流讯号VB。第二功率开关25耦接于从属控制电路400与第二电感15以切换第二电感15，第二电流侦测组件66耦接于第二功率开关25与接地端之间。上述的第一电流侦测组件61与第二电流侦测组件66的一实施例可为电阻。
请参阅图7，其是本发明的另一较佳实施例的主控制电路的电路图。如图所示，此实施例的主控制电路100的大部分电路是相同于图2实施例的主控制电路100，所以在此不再详述。此实施例与图2实施例的不同之处在于，此实施例的主控制电路100更包含一积分电路700。振荡器(OSC)200产生第一脉波讯号PLSA与锯齿讯号VSAW。积分电路700依据第一切换讯号S1、第一电流讯号VA与第一脉波讯号PLSA，而产生一第一积分讯号VI1，第一积分讯号VI1经由反相放大器而耦接电流放大器160的负输入端，电流放大器160依据第一积分讯号VI1与乘数讯号VM而产生误差讯号，上述的反相放大器包含放大器125与电阻121和123。脉宽调制电路依据误差讯号、第一脉波讯号PLSA与锯齿讯号VSAW，而产生第一切换讯号S1。
请参阅图8，是本发明的另一较佳实施例的主控制电路的积分电路的电路图。如图所示，积分电路700依据第一切换讯号S1、第一电流讯号VA与第一脉波讯号PLSA，而产生第一积分讯号VI1。积分电路700包含一电压对电流转换电路、一电流镜、一第一开关706、一电容707、一第二开关708、一第三开关709、一保持电容711、一放大器712、一电阻713、一第一脉波产生电路721、一反相器722与一第二脉波产生电路723。电压对电流转换电路包含一放大器701、一电阻703与一晶体管702，电压对电流转换电路依据第一电流讯号VA并藉由电阻703，而在晶体管702的一汲极产生一电流I704。放大器701的一正输入端接收第一电流讯号VA，而放大器701的一负输入端则耦接晶体管702的一源极，放大器701的一输出端耦接于晶体管702的一闸极，电阻703耦接于晶体管702的源极与接地端之间。
再参阅图8，电流镜包含一晶体管704与一晶体管705，并依据电流I704而在晶体管705的一汲极产生一电流I705。晶体管704的一汲极耦接于晶体管702的汲极与晶体管704和705的闸极，晶体管704与705的源极耦接于供应电压VDD。第一开关706的一端耦接于电流镜以接收电流I705，第一开关706的另一端耦接于电容707的一端与第三开关709的一端，电容707的另一端耦接于接地端。第一开关706受控于第一切换讯号S1，第二开关708并联于电容707。电流I705用于对电容707进行充电，且由于电流I705相关联于第一电流讯号VA，所以藉由电容707取样第一电流讯号VA，电容707经由开关708而进行放电。
承接上述，保持电容711的一端耦接于第三开关709的另一端与放大器712的一正输入端，保持电容711的另一端则耦接于接地端，保持电容711用于经由第三开关709而保持电容707的一输出讯号。放大器712的一负输入端耦接于放大器712的一输出端，放大器712的输出端经由电阻713而产生第一积分讯号VI1，放大器712的作用为一缓冲器。第一脉波产生电路721的一输入端接收第一脉波讯号PLSA，第三开关709受控于第一脉波产生电路721的一输出端。第二脉波产生电路723的一输入端经由反相器722，而耦接于第一脉波产生电路721的输出端，第二开关708受控于第二脉波产生电路723的一输出端。
请参阅图9，是本发明的另一较佳实施例的从属控制电路的电路图。如图所示，此实施例的从属控制电路400的大部分电路是相同于图4所示的从属控制电路400，所以在此不再详述。此实施例与图4实施例的不同之处在于，此实施例的从属控制电路400更包含一积分电路800。D型正反器485的频率输入端CK接收同步电路(SYN)500依据第一切换讯号S1所产生的第二脉波讯号PLSB，以致能第二切换讯号S2。积分电路800依据第二切换讯号S2与第二电流讯号VB，而产生一第二积分讯号VI2。第二积分讯号VI2经由反相放大器而耦接于电流放大器460的负输入端，电流放大器460并依据第二积分讯号VI2与乘数讯号VM而产生误差讯号，上述的反相放大器包含放大器425与电阻421和423。脉宽调制电路依据误差讯号、第二脉波讯号PLSB与斜坡讯号RMP，而产生第二切换讯号S2。
请参阅图10，是本发明的另一较佳实施例的从属控制电路的积分电路的电路图。如图所示，积分电路800依据第二切换讯号S2与第二电流讯号VB，而产生第二积分讯号VI2。积分电路800包含一电压对电流转换电路、一电流镜、一第一开关806、一电容807、一第二开关808、一第三开关809、一保持电容811、一放大器812、一电阻813、一反相器821、一第一脉波产生电路822、一反相器823与一第二脉波产生电路824。电压对电流转换电路包含一放大器801、一电阻803、与一晶体管802，以依据第二电流讯号VB并经由电阻803，而在晶体管802的一汲极产生一电流I804。放大器801的一正输入端接收第二电流讯号VB，而放大器801的一负输入端耦接于晶体管802的一源极，放大器801的一输出端则耦接晶体管802的一闸极。电阻803耦接于晶体管802的源极与接地端之间。
再参阅图10，电流镜包含一晶体管804与一晶体管805，并依据电流I804而在晶体管805的一汲极产生一电流I805。晶体管804的一汲极耦接于晶体管802的汲极与晶体管804和805的闸极，供应电压VDD供应于晶体管804和805的源极。第一开关806的一端耦接于电流镜以接收电流I805。电容807耦接于第一开关806的另一端与接地端之间，第一开关806受控于第二切换讯号S2，第二开关808并联于电容807。电流I805用于对电容807进行充电，且由于电流I805相关联于第二电流讯号VB，所以藉由电容807取样第二电流讯号VB，电容807经由第二开关808而进行放电。
承接上述，第三开关809的一端耦接于电容807，保持电容811的一端耦接于第三开关809的另一端与放大器812的一正输入端，保持电容811的另一端耦接于接地端，保持电容811经由第三开关809而用于保持电容807的一输出讯号。放大器812的一负输入端耦接于放大器812的一输出端，放大器812的输出端经由电阻813而产生第二积分讯号VI2，放大器812的作用为一缓冲器。第一脉波产生电路822的一输入端经由反相器821而接收第二切换讯号S2，第一脉波产生电路822的一输出端用于控制第三开关809。第二脉波产生电路824的一输入端经由反相器823，而耦接于第一脉波产生电路822的输出端，第二脉波产生电路824的一输出端用于控制第二开关808。
综上所述，本发明的切换式控制电路包含主控制电路与从属控制电路，主控制电路依据功率转换器的输入电压与输出电压产生乘数讯号，并且依据乘数讯号与第一电流讯号产生第一切换讯号，以切换功率转换器的第一电感，从属控制电路依据乘数讯号、第一切换讯号与第二电流讯号产生第二切换讯号，以切换功率转换器的第二电感。一旦，功率转换器处在轻载时，乘数讯号即为禁能而截止第二切换讯号，如此即会截止从属控制电路，而节省功率转换器的功率损耗。
综上所述，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 (26)

1.一种多通道多相位功率转换器的切换式控制电路，其特征在于，其包含有：
一主控制电路，耦接于该功率转换器的一输入端与一输出端和一第一电流侦测组件，而分别接收一线输入讯号、一回授讯号与一第一电流讯号，该回授讯号相关联于该功率转换器的一输出电压，该主控制电路依据该线输入讯号与该回授讯号产生一乘数讯号，并依据该乘数讯号与该第一电流讯号产生一第一切换讯号而切换该功率转换器的一第一电感，该第一电流讯号相关联于该第一电感的一切换电流；以及
一从属控制电路，耦接于该主控制电路与一第二电流侦测组件，而分别接收该乘数讯号、该第一切换讯号与一第二电流讯号，该从属控制电路依据该乘数讯号、该第一切换讯号与该第二电流讯号产生一第二切换讯号，而切换该功率转换器的一第二电感，该第二电流讯号相关联于该第二电感的一切换电流。
2.根据权利要求1所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该第二切换讯号同步于该第一切换讯号。
3.根据权利要求1所述的切换式控制电路，其特征在于，更包含一可调整组件，其耦接于该从属控制电路而决定该第一切换讯号与该第二切换讯号间的一延迟时间。
4.根据权利要求1所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该主控制电路包含一电源管理电路，其依据该回授讯号致能/禁能该乘数讯号，该回授讯号低于一轻载门坎时，该乘数讯号被禁能。
5.根据权利要求4所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该电源管理电路更依据该线输入讯号而控制该乘数讯号的导通/截止，该轻载门坎的准位会随该线输入讯号的增加而降低。
6.根据权利要求4所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该电源管理电路于该乘数讯号禁能时，而产生一电流讯号并耦接于该回授讯号，该电流讯号产生一磁滞而导通/截止该乘数讯号。
7.根据权利要求1所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该主控制电路包含一乘除法电路，其依据该线输入讯号与该回授讯号而产生该乘数讯号。
8.根据权利要求1所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该主控制电路包含一振荡器与一脉宽调制电路，该振荡器产生一脉波讯号与一锯齿讯号，该脉宽调制电路依据该乘数讯号、该第一电流讯号、该脉波讯号与该锯齿讯号产生该第一切换讯号。
9.根据权利要求1所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该从属控制电路包含一同步电路，其依据该第一切换讯号与该第二切换讯号产生一脉波讯号与一最大工作周期讯号，该脉波讯号致能该第二切换讯号，该最大工作周期讯号决定该第二切换讯号的一最大工作周期。
10.根据权利要求9所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该同步电路包含一重置电路，其决定该脉波讯号的一脉波宽度。
11.根据权利要求9所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该从属控制电路更包含一电流控制单元与一脉宽调制电路，该电流控制单元依据该乘数讯号与该第二电流讯号产生一误差讯号，该脉宽调制电路依据该脉波讯号、该误差讯号与一斜坡讯号产生该第二切换讯号。
12.根据权利要求9所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该同步电路依据该第二切换讯号产生一斜坡讯号，该斜坡讯号相关联于该乘数讯号，而决定该第二切换讯号的一脉波宽度。
13.根据权利要求12所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该斜坡讯号的一斜率经由一电阻而调整。
14.一种多通道多相位功率转换器的切换式控制电路，其特征在于，其包含有：
一主控制电路，耦接于一第一电流侦测组件并接收一第一电流讯号，该主控制电路依据该功率转换器的一输入电压与一输出电压产生一乘数讯号，并依据该乘数讯号与该第一电流讯号产生一第一切换讯号而切换该功率转换器的一第一电感；以及
一从属控制电路，耦接于该主控制电路与一第二电流侦测组件，而分别接收该乘数讯号、该第一切换讯号与一第二电流讯号，该从属控制电路依据该乘数讯号、该第一切换讯号与该第二电流讯号产生一第二切换讯号，而切换该功率转换器的一第二电感。
15.根据权利要求14所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该第一电流讯号与该第二电流讯号分别相关联于一第一功率开关的一切换电流与一第二功率开关的一切换电流，该第一功率开关耦接于该第一电感，并依据该第一切换讯号切换该第一电感，该第二功率开关耦接于该第二电感，并依据该第二切换讯号切换该第二电感。
16.根据权利要求14所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该第二切换讯号同步于该第一切换讯号。
17.根据权利要求14所述的切换式控制电路，其特征在于，更包含一可调整组件，其耦接于该从属控制电路而决定该第一切换讯号与该第二切换讯号间的一延迟时间。
18.根据权利要求14所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该主控制电路接收一线输入讯号与一回授讯号而产生该乘数讯号，该线输入讯号与该回授讯号分别相关联于该输入电压与该输出电压。
19.根据权利要求14所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该主控制电路包含一电源管理电路，其依据该回授讯号致能/禁能该乘数讯号，该回授讯号低于一轻载门坎时，该乘数讯号被禁能。
20.根据权利要求19所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该电源管理电路更依据该线输入讯号而控制该乘数讯号的导通/截止，该轻载门坎的准位会随该线输入讯号的增加而降低。
21.根据权利要求19所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该电源管理电路于该乘数讯号禁能时，而产生一电流讯号并耦接于该回授讯号，该电流讯号产生一磁滞而导通/截止该乘数讯号。
22.根据权利要求14所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该主控制电路包含一积分电路，其依据该第一切换讯号、该第一电流讯号与一脉波讯号产生一积分讯号，该主控制电路依据该积分讯号与该乘数讯号产生该第一切换讯号。
23.根据权利要求22所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该主控制电路更包含一振荡器与一脉宽调制电路，该振荡器产生该脉波讯号与一锯齿讯号，该脉宽调制电路依据该乘数讯号、该积分讯号、该脉波讯号与该锯齿讯号产生该第一切换讯号。
24.根据权利要求14所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该主控制电路包含一乘除法电路，其依据该输入电压与该输出电压而产生该乘数讯号。
25.根据权利要求14所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该从属控制电路包含一积分电路，其依据该第二切换讯号与该第二电流讯号产生一积分讯号，该从属控制电路依据该积分讯号、该乘数讯号与该第一切换讯号产生该第二切换讯号。
26.根据权利要求14所述的切换式控制电路，其特征在于，其中该从属控制电路包含一同步电路，其依据该第一切换讯号与该第二切换讯号产生一脉波讯号与一最大工作周期讯号，该脉波讯号致能该第二切换讯号，该最大工作周期讯号决定该第二切换讯号的一最大工作周期。
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