CN101656465B - 控制电路、电源转换器以及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种控制电路，适用于一电源转换器。当该电源转换器的一功率开关导通时，一电流比较电路通过一多功能端点比较一流经一功率开关的电流以及一参考值。当该电流达到该参考值时，该电流比较电路使该功率开关关闭，当该功率开关关闭时，一过低电压检测电路通过该多功能端点检测该电源转换器的一输入电压是否低于一预设值。

Description

控制电路、电源转换器以及控制方法

技术领域

本发明有关一种控制电路，特别是关于一种具有一多功能端点(multi-function terminal)的控制电路。

背景技术

图1所示为公知的一反激式转换器(flyback converter)10，经滤波及整流后的一输入电压Vin耦合至一变压器Tx的一次侧绕组(primary-side winding)Lp，一功率开关101受控于一脉冲宽度调制(pulse width modulation；PWM)控制信号Vg，一感测电阻Rs用以感测流经功率开关101的一次侧电流Ip，一控制电路100根据相应于转换器10输出端的一反馈信号Vcomp以及一次侧电流Ip来决定控制信号Vg的占空比(duty cycle)，因而稳定输出电压Vo。

电阻130及140组成一分压电路(voltage divider)，控制电路100通过此分压电路检测一感测电压VBNO，因此感测电压VBNO值比例于输入电压Vin，当检测到感测电压VBNO低于一预设值时，控制电路100使功率开关101停止切换，目的在于避免转换器10工作在一输入电压过低的异常情况，而造成损坏。

发明内容

本发明的一实施例提出一种控制电路，适用于一电源转换器。该控制电路包含有一多功能端点、一电流比较电路以及一过低电压检测电路。

当该电源转换器的一功率开关导通时，该电流比较电路通过该多功能端点比较一流经该功率开关的电流以及一参考值，当该电流达到该参考值时，该电流比较电路使该功率开关关闭。当该功率开关关闭时，该过低电压检测电路通过该多功能端点检测该电源转换器的一输入电压是否低于一预设值，当该输入电压低于该预设值时，固定该功率开关于一关闭状态。

本发明还提出一种电源转换器，该电源转换器包括上述控制电路，以及一分压电路，该分压电路在该多功能端点产生一比例于该输入电压的感测电压，其中该过低电压检测电路根据该感测电压来判断该输入电压是否低于该预设值。

本发明的另一实施例提出一种控制方法，包含有：(1)提供一多功能端点；(2)当该电源转换器的一功率开关导通时，通过该多功能端点比较一流经该功率开关的电流以及一参考值；(3)当该电流达到该参考值时，使该功率开关关闭；(4)产生一比例于该输入电压的一感测电压于该多功能端点；(5)当该功率开关关闭时，检测该感测电压是否低于一预设值；以及(6)当该输入电压低于该预设值时，固定该功率开关于一关闭状态。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为公知的反激式转换器；

图2为本发明较佳实施例的一反激式转换器。

其中，附图标记

转换器10

变压器Tx

一次侧绕组Lp

功率开关101

控制电路100

脉冲宽度调制控制信号Vg

电阻130

电阻140

转换器20

控制电路200

功率开关201

分压电路205

电阻R1

电阻R2

感测电阻Rs

多功能端点CS

电流比较电路210

过低电压检测电路220

正反器231

比较器222

取样开关224

电压保持电路226

逻辑门235

电容C1

具体实施方式

为了更进一步说明本发明特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

图2为本发明较佳实施例的一反激式转换器20的电路图，转换器20主要包含一控制电路200、一功率开关201以及一分压电路205，分压电路205由一电阻R1、一电阻R2及一感测电阻Rs组成。在此实施例中，电阻R1的电阻值，远高于R2的电阻值与感测电阻Rs的电阻值的总和。

控制电路200，譬如说，是一个集成电路，包含一多功能端点CS、一电流比较电路210以及一过低电压(under voltage)检测电路220。

电阻R1配置于转换器20的一输入电压Vin与多功能端点CS之间。电阻R2与电容C1组成一低通滤波器(low pass filter)，其配置于感测电阻Rs与多功能端点CS之间，用以滤除感测电压Vs的高频噪声。

当功率开关201导通时，转换器20的一次侧电流Ip流经该功率开关201与感测电阻Rs，因此感测电阻Rs上的一感测电压Vs(～Ip*Rs)比例于一次侧电流Ip。

当功率开关201导通时，电流比较电路210比较一感测电压Vcs以及一参考电压Vcomp，感测电压Vcs为多功能端点CS上的所检测之电压，其可依下列公式(1)推导得知。

$V_{\mathrm{CS}}=\mathrm{Vin}\×\left(\frac{R2+\mathrm{Rs}}{R1+R2+\mathrm{Rs}}\right)+V_S\×\left(\frac{R1}{R1+R2}\right)........\left(1\right)$

因电阻R1的电阻值，远高于R2的电阻值与感测电阻Rs的电阻值的总和，所以公式(1)中的Vin贡献可以忽略，而导致感测电压Vcs大致等于感测电压Vs。参考电压Vcomp相应于转换器20输出电压Vo的一反馈电压。每当感测电压Vcs达到该参考电压Vcomp时，电流比较电路210触发一RS触发器231，一PWM控制信号Vg的逻辑电位因而转态，使功率开关201结束导通状态。换言之，当该一次侧电流Ip达到或超过一参考值时，电流比较电路210使功率开关201关闭。

过低电压检测电路220包含有一比较器222以及一取样保持电路，取样保持电路包含有一取样开关224以及一电压保持电路226，在此实施例中，取样开关224可为一N通道金属氧化物半导体，电压保持电路226可为一电容。

当功率开关201关闭时，过低电压检测电路通过电阻R1检测多功能端点CS上的感测电压Vcs，此时感测电压Vcs值为其比例于输入电压Vin，因此可用以检测输入电压Vin是否低于一预设值。

取样开关224与功率开关201同样受控于PWM控制信号Vg，当功率开关201关闭时，取样开关224导通，使比较器222的一输入端可检测感测电压Vcs。若感测电压Vcs高于一参考电压Vth1时，比较器222判定目前的输入电压Vin正常，所以输出一逻辑高电位信号，PWM控制信号Vg将依然随着RS触发器的输出而变化。若感测电压Vcs低于一参考电压Vth1时，比较器222判定目前的输入电压Vin过低，所以输出一逻辑低电位信号，使一逻辑门235输出的PWM控制信号Vg固定为逻辑低电位，功率开关201因而停止切换，固定在关闭状态。

每当功率开关201导通时，因为取样开关224的隔离，所以电压保持电路226中记忆的功率开关201上一次关闭状态结束时的感测电压Vcs，使比较器222的输出信号能维持于为一逻辑高电位，功率开关201得以正常切换。

因过低电压检测电路220仅仅操作于功率开关201关闭时，因此不会影响该电流比较电路210在功率开关201导通时的操作。

本实施例的控制电路200若整合于一芯片，过低电压检测电路与电流比较电路210可通过同一多功能端点CS来检测感测电压Vcs，相较于图1所示的控制电路100，即可省去一芯片管脚。

此外，根据上述的实施例，可得到一相对应的PWM控制方法，其步骤可简述如下：(1)提供一多功能端点；(2)当该电源转换器的一功率开关导通时，通过该多功能端点比较一流经该功率开关的电流以及一参考值；(3)当该电流达到该参考值时，使该功率开关关闭；(4)产生一比例于该输入电压的一感测电压于该多功能端点；(5)当该功率开关关闭时，通过该多功能端点检测该感测电压是否低于一预设值；以及(6)当该输入电压低于该预设值时，固定该功率开关于一关闭状态。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种控制电路，适用于一电源转换器，其特征在于，该控制电路包含有：

一多功能端点；

一电流比较电路，其中当该电源转换器的一功率开关导通时，该电流比较电路通过该多功能端点比较一流经该功率开关的电流以及一参考值，当该电流达到该参考值时，该电流比较电路使该功率开关关闭；以及

一过低电压检测电路，其中当该功率开关关闭时，该过低电压检测电路通过该多功能端点检测该电源转换器的一输入电压是否低于一预设值。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，该过低电压检测电路包含有一比较器，用以检测该输入电压是否低于该预设值。

3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，该过低电压检测电路还包含有一取样保持电路，该取样保持电路包含有：

一电压保持电路，用以记忆一电压值；以及

一取样开关，连接于该电压保持电路与该多功能端点之间，其中当该功率开关关闭时，该取样开关导通，使该比较器检测该输入电压。

4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，该电压保持电路包含有一电容。

5.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，该取样开关受控于一脉冲宽度调制控制信号。

6.一种电源转换器，其特征在于，包含有：

一权利要求1所述的控制电路；以及

一分压电路，在该多功能端点产生一比例于该输入电压的感测电压，其中该过低电压检测电路根据该感测电压来判断该输入电压是否低于该预设值。

7.根据权利要求6所述的电源转换器，其特征在于，该分压电路包含有：

一电流感测电阻，耦接至该功率开关；以及

一第一电阻，其一端耦接至该输入电压，其另一端耦接至该多功能端点。

8.根据权利要求7所述的电源转换器，其特征在于，该分压电路还包含有一第二电阻，其一端耦接至该电流感测电阻，其另一端耦接至该多功能端点。

9.一种控制方法，适用于一电源转换器，其特征在于，该控制方法包含有：

提供一多功能端点；

当该电源转换器的一功率开关导通时，通过该多功能端点比较一流经该功率开关的电流以及一参考值；

当该电流达到该参考值时，使该功率开关关闭；

当该功率开关关闭时，通过该多功能端点检测该电源转换器的一输入电压是否低于一预设值；以及

当该输入电压低于该预设值时，固定该功率开关于一关闭状态。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，还包含有：

产生一比例于该输入电压的感测电压于该多功能端点；以及

根据该感测电压来判断该输入电压是否低于该预设值。

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