CN102437734A - 电源转换器的具有可调整功能回授端的控制电路及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有关一种电源转换器的控制电路，其包含一切换电路、一取样保持电路和一电流源。该切换电路依据一回授讯号产生一切换讯号；该取样保持电路取样该回授讯号；该电流源耦接至一回授端以产生一可调整电压。一可调整讯号是根据该可调整电压和该回授讯号而产生，且该可调整讯号是用于设定一参数。

Description

电源转换器的具有可调整功能回授端的控制电路及其方法

技术领域

本发明涉及有关于一种切换式电源控制器，尤其是指一种切换式电源控制器的一回授端，回授端用以接收一回授讯号并提供可调整功能以用于参数设定。

背景技术

请参阅图1，其为一习用电源转换器的一电路图。如图1所示，一升压转换器30包含一电感10、一晶体管15、一整流器20以及一电容25。电感10的一端接收一输入电压V_IN，电感10的另一端连接整流器20的一阳极和晶体管15的一汲极端。晶体管15的一源极端连接一接地，晶体管15的一闸极端接收一切换讯号S_W。整流器20的丨阴极连接电容25的一正端，电容25的丨负端连接于接地。一输出电压V_O产生于电容25的两端。

一控制器(CNTR)50于一输出端SW产生切换讯号S_W，以切换晶体管15而产生升压转换器30的输出电压V_O。一分压器包含复数电阻41和42，分压器耦接输出电压V_O，以产生一回授讯号V_FB。电阻41串联输出电压V_O和电阻42，电阻42更与接地连接。回授讯号V_FB产生于电阻41和42的一连接点，并输出至控制器50的一回授端FB，以产生切换讯号S_W和调整输出电压V_O。一可调整讯号S_P被感测于一感测电阻40的一端，其与控制器50连接以用于参数设定。感测电阻40的另一端与接地连接。参数设定用来控制具有主控制器与从控制器的丨多相电源转换器，以达到较高的输出功率。

发明内容

本发明的目的，本发明的目的是提供一种控制器，其不需要于控制器外部设置一感测电阻，以降低控制器的接脚的数量和生产成本。

本发明的技术方案：一种具有一回授端的控制电路，其包含：

一切换电路，依据一回授讯号产生一切换讯号；

一取样保持电路，于一第一周期期间取样该回授讯号；以及

一电流源，于一第二周期期间耦接至该回授端，以产生一可调整电压；

其中，一可调整讯号是依据该可调整电压和该回授讯号而产生，且该可调整讯号是用于设定一参数。

本发明中，其更包含一加法器，以产生该可调整讯号。

本发明中，其中该取样保持电路于该第一周期期间取样该回授讯号而产生一取样电压，且该加法器依据该取样电压和该可调整电压产生该可调整讯号。

本发明中，其中该电流源配合一电阻而产生该可调整电压。

本发明中，其中该回授讯号是相关于一电源转换器的一输出。

本发明中，其中该切换讯号是依据该回授讯号而产生，以调整一电源转换器的一输出。

本发明中，其中相关联于该电流源的一电流流进该回授端，且该可调整电压是被该取样保持电路于该第二周期期间产生并取样。

本发明还同时公开了一种产生一可调整讯号在具有一回授端的一控制电路的方法，其包含：

于一第一周期期间取样从该回授端接收的一回授讯号；

于一第二周期期间提供一电流至该回授端，而产生一可调整电压；以及

依据该回授讯号和该可调整电压产生该可调整讯号，以用于设定一参数，且该第一周期与该第二周期不会重迭。

本发明中，其中提供一电流的步骤更包含，耦接一电流源至该回授端。

本发明中，其中依据该回授讯号和该可调整电压产生该可调整讯号，以用于设定一参数的步骤更包含，耦接该可调整电压至一加法器。

本发明中，其中依据该回授讯号和该可调整电压产生该可调整讯号，以用于设定一参数的步骤更包含，耦接该回授讯号至一加法器。

本发明具有的有益效果：本发明的电源转换器的控制电路包含一切换电路，而用以根据一回授讯号产生一切换讯号；一取样保持电路用以取样回授讯号；一电流源耦接一回授端，以产生一可调整电压。一可调整讯号依据可调整电压和回授讯号而产生，并用于设定一参数。又，取样保持电路在第一周期期间取样回授讯号，且电流源在第二周期期间耦接回授端，以产生可调整电压。

附图说明

图1为一习用电源转换器的一电路图；

图2为本发明的一电源转换器的一较佳实施例的电路图；

图3为本发明的一控制器的一较佳实施例的电路图；以及

图4为本发明的脉波讯号PLS、斜坡讯号RMP和时序讯号S₁-S₃的波形。

【图号对照说明】

10   电感                15    晶体管

100  控制器              102   开关

103  电容                105   开关

106  电流源              110   误差放大器

115  电容                120   比较器

130  振荡电路            140   反相器

145  反器                150   与门

160  开关                170   电容

180  加法器              20    二极管

25   电容                30    升压转换器

40   感测电阻            41    电阻

42   电阻                CK    频率输入端

D    输入端              FB    回授端

I_PM  电流                PLS   脉波讯号

Q    输出端              R     重置端

RMP  斜坡讯号            S₁    时序讯号

S₂   时序讯号            S₃    时序讯号

S_PM  可调整讯号          SW    输出端

S_W   切换讯号            T_PM   第二导通时间周期

T_S   第一导通时间周期    V_CC   供应电压

V_F   取样电压            V_FB   回授讯号

V_IN  输入电压            V_M    可调整电压

V_O   输出电压            V_RST  重置讯号

V_R  参考讯号

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2，其为本发明的一电源转换器的一较佳实施例的电路图。电源转换器包含一控制器100(CNTR)、升压转换器30和电阻41、42。控制器100具有一回授端FB和一输出端SW，并耦接升压转换器30且产生一切换讯号S_W，以控制升压转换器30和调整输出电压V_O。回授端FB连接于电阻41和42之间，用于接收一回授讯号V_FB和决定如图3所示的丨可调整讯号S_PM以用于参数设定。回授讯号V_FB相关于升压转换器30的输出电压V_O。一分压器包含电阻41和42，电阻41连接输出电压V_O和电阻42，电阻42更与接地连接。

一电流I_PM周期性地从升压转换器30的输出电压V_O流进控制器100的回授端FB。电阻41和42的电阻值将决定可调整讯号S_PM。升压转换器30的说明可于上述得知，所以于此不再重述升压转换器30的详细说明。图1的电路和图2的电路的不同之处为图2的电路省略感测电阻40。

请参阅图3，其为本发明的控制器100的一较佳实施例的电路图。控制器100包含一取样保持电路、一切换电路、一开关105和一电流源106。取样保持电路包含开关102、160和电容103、170。切换电路包含一误差放大器110、一电容115、一比较器120、一振荡电路(OSC)130、一反相器140、一正反器145和一与门150，切换电路用于根据回授讯号V_FB产生切换讯号S_W。取样保持电路包含开关102、160与电容103、170，而用于取样和保持回授讯号V_FB，以决定可调整讯号S_PM。振荡电路130决定一重置讯号V_RST和提供复数频率讯号给正反器145。与门150产生切换讯号S_W。

回授讯号V_FB经由图2所示的回授端FB传送至控制器100。开关102的一端耦接回授端FB和开关105的一端，开关102的另一端耦接电容103的一端。电容103的另一端耦接于接地。开关105的另一端耦接电流源106的一端。电流源106的另一端耦接于接地。在一时序讯号S₁导通开关102时，回授讯号V_FB被取样至电容103。误差放大器110的一负输入端耦接电容103的一端，以接收一取样电压V_F。取样电压V_F相关于回授讯号V_FB。一参考讯号V_R供应至误差放大器110的一正输入端，以用于对图2所示的升压转换器30进行调整。

电容115耦接误差放大器110的一输出，用以频率补偿。误差放大器110的输出更耦接比较器120的一正输入端。振荡电路130产生一斜坡讯号RMP并输出至比较器120的一负输入端。经由比较斜坡讯号RMP和误差放大器110的输出，比较器120的一输出端产生重置讯号V_RST并耦接正反器145的一重置端R，以重置正反器145。正反器145的一输入端D接收一供应电压V_CC。振荡电路130产生一脉波讯号PLS，并经由反相器140输出至正反器145的一频率输入端CK，以导通正反器145。

反相器140的一输出端和正反器145的一输出端Q连接与门150的输入端，以产生切换讯号S_W。经由反相器140，脉波讯号PLS的一导通时间周期限制切换讯号S_W的最大导通时间。反相器140接收脉波讯号PLS以产生一反相脉波讯号，反相脉波讯号并耦接与门150的复数输入端的一输入端。时序讯号S1、S2和S3是可调整地，且被振荡电路130于切换讯号S_W处于禁能时所产生。

电容103更耦接一加法器180的一正输入端。开关160的一端耦接图2所示的回授端FB以接收回授讯号V_FB，开关160的另一端耦接加法器180的一负输入端和电容170的一端。电容170的另一端耦接于接地。一可调整电压V_M产生于电容170。加法器180的负输入端耦接电容170的一端，以接收可调整电压V_M。可调整讯号S_PM产生于加法器180的一输出端，以用于参数设定。开关160受控于时序讯号S₃。电流源106经由受控于时序讯号S₂的开关105而耦接回授端FB，以被频率讯号S₂控制。

当时序讯号S₁被致能时，时序讯号S₂和S₃即被禁能，且回授讯号V_FB的准位被取样至电容103。取样电压V_F被产生于电容103。当时序讯号S2被致能时，时序讯号S1即被禁能，且电流I_PM流进回授端FB。因此，可调整讯号S_PM是被决定于取样电压V_F和可调整电压V_M的差异。换言之，可调整讯号S_PM是根据可调整电压V_M和相关于回授讯号V_FB的取样电压V_F而产生。

方程式(1)到(4)描述图2中电阻41和42的等效电阻值、回授讯号V_FB、输出电压V_O和电流I_PM之间的关系。

$V_{\mathrm{FB}}=\frac{R_{42}}{R_{41}+R_{42}}\×V_O$ --------------------------                      (1)

$R_{\mathrm{EQ}}=\frac{R_{41}\×R_{42}}{R_{41}+R_{42}}$ ------------------------------                  (2)

V_M＝I_PM×R_EQ------------------------------- (3)

S_PM＝V_FB-(I_PM×R_EQ)-------------------      (4)

如方程式(1)所示，回授讯号V_FB的值是由回授端FB的等效电阻值与输出电压V_O所决定。时序讯号S₃被致能于时序讯号S₂的导通时间周期，且可调整电压V_M在时序讯号S₃的导通时间周期被产生于回授端FB，及被取样至电容170。如方程式(3)所示，可调整电压V_M之值是被决定于电流I_PM和回授端FB的等效电阻值。电流I_PM相关于电流源106，且与电阻41和42决定的等效电阻值产生可调整电压V_M。因此，可调整讯号S_PM被产生而用于参数设定。如方程式(4)所示，电阻41、42的等效电阻值和电流I_PM(电流源106)决定可调整讯号S_PM的值。

请参阅图4，其为本发明的脉波讯号PLS、斜坡讯号RMP和时序讯号S₁-S₃的波形。斜坡讯号RMP会在脉波讯号PLS被致能时而减少，且斜坡讯号RMP会在脉波讯号PLS被禁能时而增加。在脉波讯号PLS的一第一导通时间周期T_S，时序讯号S₁被致能以导通开关102和取样回授讯号V_FB至电容103。取样电压V_F产生于电容103。时序讯号S₁的导通时间周期是小于脉波讯号PLS的导通时间周期。当时序讯号S₁被致能时，时序讯号S₂和时序讯号S₃即被禁能。

于脉波讯号PLS的一第二导通时间周期T_PM，时序讯号S₂和时序讯号S₃被致能以导通开关105和160，而取样回授讯号V_FB至电容170。第二导通时间周期T_PM不重迭于第一导通时间周期T_S。当开关105、160导通时，电流源106经由开关105耦接回授端FB，以产生可调整电压V_M。时序讯号S₂的导通时间周期几乎和脉波讯号PLS的导通时间周期一样长。时序讯号S₃的导通时间周期是较佳地短于时序讯号S₂的导通时间周期。当时序讯号S₂被致能且开关105被导通时，电流I_PM流进回授端FB。所以，当时序讯号S₃被致能且开关160被导通时，被取样至电容170的可调整电压V_M将会立即的被降压。于第二导通时间周期T_PM被取样至电容170的可调整电压V_M是略小于在第一导通时间周期T_S被取样至电容103的取样电压V_F。

时序讯号S₂的导通时间周期几乎和脉波讯号PLS的导通时间周期一样长。时序讯号S₃的导通时间周期是较佳地短于时序讯号S₂的导通时间周期。时序讯号S₂的导通时间周期是较佳地长于时序讯号S₁的导通时间周期。时序讯号S₁、S₂和S₃是可调整地，且被振荡电路130于切换讯号S_W处于禁能时所产生。

基于本发明，如图1所示的一感测电阻是不需要被增设于本发明的控制器100外部。因此，本发明的控制器100的接脚数量可减少，且制造成本亦可降低。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，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 (11)

1.一种具有一回授端的控制电路，其特征在于，其包含：

一切换电路，依据一回授讯号产生一切换讯号；

一取样保持电路，于一第一周期期间取样该回授讯号；以及

一电流源，于一第二周期期间耦接至该回授端，以产生一可调整电压；

其中，一可调整讯号是依据该可调整电压和该回授讯号而产生，且该可调整讯号是用于设定一参数。

2.如权利要求1所述的具有一回授端的控制电路，其特征在于，其更包含一加法器，以产生该可调整讯号。

3.如权利要求2所述的具有一回授端的控制电路，其特征在于，其中该取样保持电路于该第一周期期间取样该回授讯号而产生一取样电压，且该加法器依据该取样电压和该可调整电压产生该可调整讯号。

4.如权利要求1所述的具有一回授端的控制电路，其特征在于，其中该电流源配合一电阻而产生该可调整电压。

5.如权利要求1所述的具有一回授端的控制电路，其特征在于，其中该回授讯号是相关于一电源转换器的一输出。

6.如权利要求1所述的具有一回授端的控制电路，其特征在于，其中该切换讯号是依据该回授讯号而产生，以调整一电源转换器的一输出。

7.如权利要求1所述的具有一回授端的控制电路，其特征在于，其中相关联于该电流源的一电流流进该回授端，且该可调整电压是被该取样保持电路于该第二周期期间产生并取样。

8.一种产生一可调整讯号在具有一回授端的一控制电路的方法，其特征在于，其包含：

于一第一周期期间取样从该回授端接收的一回授讯号；

于一第二周期期间提供一电流至该回授端，而产生一可调整电压；以及

依据该回授讯号和该可调整电压产生该可调整讯号，以用于设定一参数，且该第一周期与该第二周期不会重迭。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，其中提供一电流的步骤更包含，耦接一电流源至该回授端。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，其中依据该回授讯号和该可调整电压产生该可调整讯号，以用于设定一参数的步骤更包含，耦接该可调整电压至一加法器。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，其中依据该回授讯号和该可调整电压产生该可调整讯号，以用于设定一参数的步骤更包含，耦接该回授讯号至一加法器。

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