CN103166469B - 切换式电源供应器及其控制电路与控制方法 - Google Patents

切换式电源供应器及其控制电路与控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种切换式电源供应器及其控制电路与控制方法。切换式电源供应器的控制电路用以将整流电力控制于预设范围内,其侦测输入电压与输入电流,以分别产生电压侦测讯号以及电流侦测讯号,并据以执行乘法运算,以产生功率指标;根据功率指标与参考讯号,以产生误差讯号。利用低通滤波器过滤过程中的高频讯号;并且利用控制讯号产生电路,根据误差讯号产生控制讯号;再利用驱动电路,根据控制讯号产生操作讯号,切换功率开关以将整流电力转换为输出电压。

Description

切换式电源供应器及其控制电路与控制方法
技术领域
本发明涉及一种切换式电源供应器及其控制电路与控制方法,特别是指一种将整流电力(亦即整流后的输入功率,下同)控制于预设范围内的切换式电源供应器及其控制电路与控制方法。
背景技术
切换式电源供应器的应用中,某些情况下我们希望输出的功率或输出电流可以固定在预设的范围内。在现有的技术中,要达到固定输出功率或输出电流,需要侦测并回授输出电压与输出电流,作为切换式电源供应器的控制参数,以控制输出功率或输出电流于固定的范围内。
上述现有技术的缺点是,侦测并回授输出电压与输出电流相关的讯号,对于隔离式切换式电源供应器,例如隔离式交直流转换电路而言,无法直接以电连接的方式,将侦测的讯号直接传送至切换式电源供应器的控制电路中,而通常必须利用间接的方式,例如光耦合电路,来传送并回授讯号。但是,如此一来,将增加光耦合电路的成本,且相较于直接电连接的讯号,间接的光耦合讯号传送方式容易产生误差与错误。
有鉴于此,本发明即针对上述现有技术的不足,提出一种切换式电源供应器及其控制电路与控制方法,可侦测输入电压与输入电流,直接控制整流电力于预设范围内,以使切换式电源供应器的输出功率或输出电流大致成为定值。
发明内容
本发明目的之一在于克服现有技术的不足与缺陷,提出一种切换式电源供应器。
本发明另一目的在于,提出一种切换式电源供应器的控制电路。
本发明又另一目的在于,提出一种切换式电源供应器的控制方法。
为达上述目的,就其中一观点言,本发明提供了一种切换式电源供应器,包含:一整流电路,将一交流电力转换为一整流电力,该整流电力包括一输入电压与一输入电流;一变压器,具有一次侧绕组与二次侧绕组,该一次侧绕组接收该整流电力,以于二次侧绕组产生一输出电压;一功率开关,与该一次侧绕组耦接,根据一操作讯号而切换,以将该整流电力转换为该输出电压;以及一控制电路,与该功率开关耦接,根据该整流电力,以产生该操作讯号,用以控制该整流电力于一预设范围内,该控制电路包括:一功率指标产生电路,根据该输入电压与输入电流,产生一功率指标;一放大电路,根据该功率指标与一第一参考讯号,以产生一误差讯号;一控制讯号产生电路,根据该误差讯号,以产生一控制讯号;一驱动电路,根据该控制讯号,以产生该操作讯号;以及一低通滤波电路,与该功率指标产生电路或该放大电路耦接、或整合于该功率指标产生电路或该放大电路之内,用以过滤高频讯号。
就另一观点言,本发明也提供了一种切换式电源供应器的控制电路,其中该切换式电源供应器具有一功率开关,通过其切换而将一整流电力转换为一输出电压,该整流电力包括一输入电压与一输入电流,所述切换式电源供应器的控制电路,用以控制该整流电力于一预设范围内,包含:一功率指标产生电路,根据该输入电压与输入电流,产生一功率指标;一放大电路,根据该功率指标与一第一参考讯号,以产生一误差讯号;一控制讯号产生电路,根据该误差讯号,以产生一控制讯号,用以控制该功率开关;以及一低通滤波电路,与该功率指标产生电路或该放大电路耦接、或整合于该功率指标产生电路或该放大电路之内,用以过滤高频讯号。
上述切换式电源供应器的控制电路中,该功率指标产生电路可包括一输入电压侦测电路,以侦测该输入电压而产生一输入电压侦测讯号;一输入电流侦测电路,以侦测该输入电流而产生一输入电流侦测讯号;以及一乘法电路,根据该输入电压侦测讯号与该电流侦测讯号,执行一乘法运算,以产生该功率指标。
上述切换式电源供应器的控制电路,宜更包括:一输出电压侦测电路,产生一与该输出电压相关的侦测讯号;以及一补偿电路,接收该输出电压侦测讯号与一第二参考讯号,以产生该第一参考讯号输入该放大电路。
上述切换式电源供应器的控制电路中的该补偿电路宜包括:一第一电压-电流转换电路,根据该输出电压侦测讯号,产生一第一电流讯号;以及一第一电流-电压转换电路,根据该第一电流讯号,产生一第一电压调整讯号,与该第二参考讯号组合而产生该第一参考讯号。
该控制电路可包括一输入电压转换电路,根据该输入电压,调整该第一参考讯号。该输入电压转换电路可包括:一输入电压侦测电路,其侦测输入电压而产生一输入电压侦测讯号;一第二电压-电流转换电路,根据该输入电压侦测讯号产生一第二电流讯号,以及一第二电流-电压转换电路,根据该第二电流讯号,产生一第二电压调整讯号,与该第二参考讯号组合而产生该第一参考讯号。
该补偿电路可包括一第一电压-电流转换电路,根据该输出电压侦测讯号,产生一第一电流讯号;一第一电流-电压转换电路,根据该第一电流讯号,产生一第一电压调整讯号;一输入电压侦测电路,其侦测输入电压而产生一输入电压侦测讯号;一第二电压-电流转换电路,根据该输入电压侦测讯号产生一第二电流讯号;以及一第二电流-电压转换电路,根据该第二电流讯号,产生一第二电压调整讯号;该第一电压调整讯号与该第二电压调整讯号与该第二参考讯号组合而产生该第一参考讯号。
上述切换式电源供应器的控制电路,宜更包括:一零电流侦测电路,侦测输出电流为零的时间点,产生一零电流侦测讯号;以及一边界导通模式控制电路,根据该零电流侦测讯号,调整该控制讯号,以决定该功率开关的一边界导通时点。
上述切换式电源供应器的控制电路,宜更包括:一调变电路,根据相关于该输入电压的一电压侦测讯号与该误差讯号,产生一调变误差讯号;其中该控制讯号产生电路根据该调变误差讯号与相关于该输入电流的一电流侦测讯号,以产生该控制讯号。
就又另一观点言,本发明也提供了一种切换式电源供应器的控制方法,该切换式电源供应器将一整流电力转换为一输出电压,该整流电力包括一输入电压与一输入电流,方法包含:根据该输入电压与该输入电流,产生一功率指标;根据该功率指标与一第一参考讯号,执行一比较程序,以产生一误差讯号;根据该误差讯号,产生一控制讯号,用以控制该切换式电源供应器将该整流电力转换为该输出电压,并控制该整流电力于一预设范围内;以及在以上任何步骤之一或多者中,过滤高频讯号。
在其中一种实施型态中,该切换式电源供应器的控制方法宜更包括:根据该输出电压,产生一输出电压侦测讯号;以及根据该输出电压侦测讯号与一第二参考讯号,产生该第一参考讯号。
该产生该第一参考讯号步骤宜包括:根据该输出电压侦测讯号,产生一第一转换电流讯号;以及根据该第一转换电流讯号,产生一第一转换电压讯号,与该第二参考讯号组合而产生该第一参考讯号。
该产生该第一参考讯号步骤也可包括:根据该输入电压,产生一第二转换电流讯号;以及根据该第二转换电流讯号,产生一第二转换电压讯号,与该第二参考讯号组合而产生该第一参考讯号。
该产生该第一参考讯号步骤也可包括:根据该输出电压,产生一第一转换电流讯号;根据该第一转换电流讯号,产生一第一转换电压讯号;根据该输入电压,产生一第二转换电流讯号;根据该第二转换电流讯号,产生一第二转换电压讯号;以及该第一转换电压讯号与该第二转换电压讯号与该第二参考讯号组合而产生该第一参考讯号。
在另一种实施型态中,该切换式电源供应器的控制方法更包含:侦测该切换式电源供应器输出电流为零的时间点,产生一零电流侦测讯号;以及根据该零电流侦测讯号,以决定一边界导通时点,并据以调整该控制讯号。
在又一种实施型态中,产生该控制讯号的步骤宜更包含:根据相关于该输入电压的一电压侦测讯号与该误差讯号,执行一调变程序,产生一调变误差讯号;以及根据该调变误差讯号与相关于该输入电流的一电流侦测讯号,产生该控制讯号。
下面通过具体实施例详加说明,当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图说明
图1显示本发明第一个实施例;
图2A与2B显示本发明第二个与第三个实施例;
图3A与3B显示本发明第四个与第五个实施例;
图4显示本发明第六个实施例;
图5显示本发明第七个实施例;
图6显示本发明第八个实施例;
图7显示本发明第九个实施例;
图8显示本发明第十个实施例。
图中符号说明
10整流电路
20,100,200,300,400,500控制电路
20P功率指标产生电路
21,64输入电压侦测电路
22输入电流侦测电路
23,51乘法电路
24,61,221放大电路
25,223低通滤波电路
26控制讯号产生电路
27驱动电路
28输出电压侦测电路
29边界导通模式控制电路
30变压器
40功率开关
50PFC电路
60,160补偿电路
62电流镜电路
63预设电流源
65转导电路
70,80固定输入功率电路
90零电流侦测电路
161输入电压转换电路
AC交流电力
C1,Cf1,Cf2电容
Iin输入电流
Is电流讯号
Q1晶体管
R1,R2,R3,R4,Rm1,Rm2,Rs电阻
SI,SI2电流侦测讯号
SV,SV2,SV3电压侦测讯号
Vin输入电压
Vout输出电压
Vref,Vref2,Vref3,Vref4参考讯号
Vs输出电压侦测讯号
ZC零电流侦测讯号
具体实施方式
请参阅图1,显示本发明第一个实施例。如图1所示,切换式电源供应器包含整流电路10、控制电路20、变压器30、与功率开关40。整流电路10例如但不限于桥式整流电路(未示出),将具有正与负的弦波交流电力AC转换为全为正的半弦波整流电力;其中,整流电力包括输入电压Vin与输入电流Iin。变压器30具有一次侧绕组与二次侧绕组,其中,一次侧绕组接收整流电力,以于二次侧绕组产生一输出电压Vout。功率开关40与一次侧绕组耦接,并根据控制电路20所输出的操作讯号而切换,以将整流电力转换为输出电压Vout。控制电路20可将整流电力控制于预设范围内,且控制电路20例如可以全部整合为集成电路(integrated circuit,IC)芯片,或例如可将其部分整合为集成电路芯片,例如但不限于可将输入电压侦测电路21、输入电流侦测电路22、以及驱动电路27的全部或一部分设置在集成电路之外。如图所示,控制电路20与整流电路10及功率开关40耦接,根据整流电力的输入电压Vin与输入电流Iin,产生操作讯号以操作功率开关40。
请继续参阅图1,控制电路20中,包括:功率指标产生电路20P、放大电路24、低通滤波电路25、控制讯号产生电路26、以及驱动电路27。功率指标产生电路20P例如包括输入电压侦测电路21、输入电流侦测电路22、及乘法电路23,其中输入电压侦测电路21与整流电路10耦接,以侦测输入电压Vin,进而产生电压侦测讯号SV;输入电流侦测电路22,与整流电路10耦接,以侦测输入电流Iin,进而产生电流侦测讯号SI;乘法电路23例如将电压侦测讯号SV与电流侦测讯号SI做乘法运算,产生功率指标。放大电路24例如比较功率指标与参考讯号Vref,并将比较结果输出为误差讯号。低通滤波电路25提供过滤高频讯号的作用,其中,低通滤波电路25例如可以如图标与放大电路24串接,过滤误差讯号中的高频讯号;但本发明并不限于此,低通滤波电路25亦可以与乘法电路23串接,过滤功率指标中的高频讯号;或是在特定情况下与输入电压侦测电路21串接,过滤电压侦测讯号SV中的高频讯号;或是在特定情况下与输入电流侦测电路22串接,过滤电流侦测讯号SI中的高频讯号;或是整合于放大电路24、乘法电路23、输入电压侦测电路21及/或输入电流侦测电路22之中;或是组合以上方式的两者以上,只要在控制电路20输出操作讯号之前,过滤其中高频讯号即可。控制讯号产生电路26根据误差讯号,产生控制讯号。控制讯号产生电路26例如可以为脉宽调变讯号(pulse width modulation,PWM)产生电路,产生PWM讯号;或是一次性脉冲产生(one-shot)电路,只要误差讯号触及预设位准或是讯号,就会产生一个一次性脉冲讯号,也就是所谓的固定导通时间(constant ON time)架构。当然控制讯号产生电路26亦可为其它形式的脉宽调变或调频电路,例如固定关闭时间架构等等。驱动电路27根据控制讯号而产生适当位准的操作讯号,以驱动功率开关40,使得整流电力经由变压器30转换为输出电压Vout;如控制讯号本身的位准匹配于功率开关40所需的操作位准并有足够驱动能力,则驱动电路27可以省略。整体电路通过闭回路的平衡机制,将功率指标平衡于参考讯号Vref的位准,以将整流电力控制于预设范围内,由于输出功率大致上相等于整流电力乘以转换效率,而转换效率是一可取得的参数,因此输出功率也会因此受到控制。
图2A与2B,显示本发明第二个与第三个实施例。第二个实施例是输入电压侦测电路21的其中一种实施例。输入电压侦测电路21例如但不限于为如图2A所示的分压电路,包含串接于输入电压Vin与接地电位间的电阻R1与电阻R2,并以电阻R2上的跨压作为电压侦测讯号SV。第三个实施例是输入电压侦测电路21的另外一种实施例。与第二个实施例不同的是,第三个实施例在撷取电压侦测讯号SV的节点与接地电位之间并联电容C1,以过滤噪声,取得电阻R2上的跨压的均值。
图3A与3B,显示本发明第四个与第五个实施例。第四个实施例是输入电流侦测电路22的其中一种实施例。输入电流侦测电路22例如但不限于为如图3A所示,包含串接于输入电流Iin回路的电阻Rs,并以放大电路221耦接于电阻Rs上的跨压作为放大电路221输入讯号,经放大电路221处理后产生电流侦测讯号SI,且如图所示,放大电路221的两输入之间例如可以提供偏压Vos来加以调整(Vos亦可为零)。偏压Vos不必须为一个实体的电压源元件,而可以是放大电路221的内部偏压。第五个实施例是输入电流侦测电路22的另外一种实施例。与第四个实施例不同的是,在电流侦测电路22串接低通滤波电路223,以过滤高频噪声。
请参阅图4,显示本发明第六个实施例。与第一个实施例不同的是,在本实施例中,控制电路100更包含调变电路,其例如但不限于如图所示的乘法电路51,用以接收电压侦测讯号SV2与误差讯号,并执行乘法运算后,产生调变误差讯号。其中,电压侦测讯号SV2例如但不限于即为电压侦测讯号SV。控制讯号产生电路26例如接收调变误差讯号与第二电流侦测讯号SI2,以产生控制讯号,其中,第二电流侦测讯号SI2例如但不限于即为电流侦测讯号SI。
需说明的是,乘法电路51与控制讯号产生电路26组成功率因子校正(power factor correction,PFC)电路50。其中乘法电路51的功用,即在于调整相位,将电压感测讯号的讯号波形,调变于误差讯号之中,但保持原本误差讯号的直流平均值,因此调变误差讯号的直流平均值会相当于误差讯号的直流平均值,但调变误差讯号将具有近似输入电压Vin的波形与相位。根据第二电流侦测讯号SI2的峰值与调变误差讯号之间的关系,控制讯号产生电路26动态调整操作讯号,使得输入电流Iin的峰值会动态调整为与输入电压Vin相同相位,如图中上方波形所示。PFC电路50的实施方式,并不限于如图4所示,由乘法电路51与控制讯号产生电路26组成,亦可以为其它安排方式,例如可在控制讯号产生电路26之外另设一个单独的PFC电路50等等,此为本领域技术人员所熟知,在此不予赘述。总之,在本实施例中,除了由乘法电路23和放大电路24达成控制整流电力(亦即控制输出功率)的功能之外,又由PFC电路50达成功率因子校正的功能。
图5显示本发明第七个实施例。与第一个实施例不同的是,在本实施例中参考讯号Vref为可变值,根据预设的参考讯号Vref2和输出电压Vout来决定。详言之,控制电路200更包含输出电压侦测电路28,根据输出电压Vout,产生输出电压侦测讯号Vs;以及补偿电路60,接收输出电压侦测讯号Vs与参考讯号Vref2,以产生参考讯号Vref输入放大电路24。输出电压侦测电路28侦测输出电压Vout的方式例如可为:在变压器30二次侧设置辅助绕组,根据辅助绕组和主要输出绕组间的比例,而侦测取得输出电压侦测讯号Vs。补偿电路60的主要作用是使输入放大电路24的参考讯号Vref带有输出电压Vout的信息。如图所示,补偿电路60例如但不限于包括放大电路61、晶体管Q1、电流镜电路62、预设电流源63、以及电阻Rm1、Rm2。其中,放大电路61和晶体管Q1构成电压-电流转换电路,根据输出电压侦测讯号Vs而转换产生电流讯号Is(电流讯号Is的值为Vs/Rm2);预设电流源63提供预设电流Imo;电阻Rm1构成电流-电压转换电路,将电流(Is-Imo)转换为电压Rm1*(Is-Imo),因此,可以得出参考讯号Vref为:
Vref=Vref2+Rm1*(Vs/Rm2-Imo)=Vref2+g(Vout-Vo)
其中,g与Vo皆为可通过电路设计控制的参数。简言之,参考讯号Vref为参考讯号Vref2与输出电压Vout的函数。也就是说,将整流电力控制于一预设范围中时,除了考虑输入电压Vin与输入电流Iin之外,可进一步将输出电压Vout列入考虑。例如当输出电压Vout用以供应发光元件电路(未示出)时,发光元件电路常需要定电流来驱动,本发明先控制输入功率(即整流电力)Pin,其输出电流Iout=Pout/Vout=(Pin.Eff)/Vout,其中Pout是输出功率,Eff是转换效率,因发光元件电路的前向电压(forward voltage,Vf)变异造成输出电压Vout不同而需要对其做出补偿以得到定电流输出时,就需要侦测输出电压Vout,作为控制功率开关40的参数。需说明的是,当控制电路200整合为集成电路时,电阻Rm1与Rm2可整合于集成电路中,亦可以外接。另外需注意的是,图中所示补偿电路60仅为其中一种实施方式,不应以此限制本发明的范围,例如预设电流源63即可省略(由上列参考讯号Vref的公式可看出,Imo项的作用是调整输出电压Vout变化对于参考讯号Vref的影响程度,如不在意此点,则可省略预设电流源63)。更详言之,图5所示补偿电路60的实施方式是侦测输出电压Vout后将所得的输出电压侦测讯号Vs转换为电流讯号Is、再转换为电压讯号(电阻Rm1上的跨压)迭加于参考讯号Vref2之上。但补偿电路60并不限于此种实施方式,例如,可设计一对照表(mapping table)电路,根据不同的输出电压侦测讯号Vs而产生对应的电压讯号,直接作为参考讯号Vref或迭加于参考讯号Vref2之上而产生参考讯号Vref。又例如,可使输出电压侦测讯号Vs通过一比例电路(scaling circuit)后,产生比例值,迭加于参考讯号Vref2之上而产生参考讯号Vref,等等。
图6显示本发明第八个实施例。与第七个实施例不同的是,在本实施例中,控制电路300更包含如第六个实施例中的PFC电路50。
图7显示本发明第九个实施例。在本实施例中,固定输入功率电路70可以如图1所示第一个实施例中的控制电路20,包括:输入电压侦测电路21、输入电流侦测电路22、乘法电路23、比较电路24、低通滤波电路25、控制讯号产生电路26、以及驱动电路27;或是如图4所示第六个实施例中的控制电路100,相较于控制电路20,更包含PFC电路50。相较于图5显示的第七个实施例,本实施例进一步考虑将输入电压Vin的相关信息,加入补偿电路160中,对转换效率Eff与输入电压Vin的相关性加以补偿,以更精确反应输出功率和输入功率之间的关系。在前述实施例中,是假设输出功率和输入功率大致相等或成比例而可忽略其间的微幅差异,因此若将整流电力(输入功率)控制于预设范围内,则输出功率也可控制于目标值;但本实施例中则考虑到此微幅差异而可更精确地将输出功率(或输出电流)控制于目标值。如图所示,相较于图5所示的补偿电路60,补偿电路160更包含输入电压转换电路161,根据输入电压Vin,调整参考讯号Vref,以输入固定输入功率电路70中的放大电路24。输入电压转换电路161包括例如但不限于输入电压侦测电路64,其具有电阻R3与电阻R4串接于整流电路10与接地电位之间,根据电阻R4上的跨压,以产生电压侦测讯号SV3;以及转导电路(Transconductance Circuit,Gm)65,其例如根据电压侦测讯号SV3与参考讯号Vref3,以产生输出讯号,进而调整参考讯号Vref。根据图7修正前述参考讯号Vref公式,可得:
Vref=Vref2+Rm1/Rm2*Vs+Rm1*GM(SV3-Vref3)-Rm1*Imo
=Vref2+a*(Vout-Vp)+b*(Vin-Vq)
其中,GM为转导电路65的转导系数,意即将电压转为电流的系数;a,Vp,b,与Vq皆为可通过电路设计控制的参数。简言之,参考讯号Vref为参考讯号Vref2、输出电压Vout、与输入电压Vin的函数。其中,电压侦测讯号SV3例如但不限于即为电压侦测讯号SV。实施例中用以过滤噪声的电容Cf1、Cf2亦可以省略,又电阻R3、R4不限于如图所示的外接方式,亦可视情况将其一或两者整合在集成电路之内。此第九个实施例自然包含以下变化,当上述系数b为零时此实施例就变回图5的第七个实施例。当上述系数a为零时此第九个实施例就变成只对输入电压Vin做补偿的另一实施例。在只需要对输入电压Vin做补偿情况下,亦可省略输出电压侦测电路28、放大电路61、电流镜电路62、电阻Rm2、及/或预设电流源63。
另外须说明的是,本发明上述内容中,对于输入电压和输出电压的侦测和补偿方式其实是可以互换的,亦即,使用转导电路65来将输入电压侦测讯号SV3转换为电流讯号的方式,也可以改为使用类似补偿电路60中的放大器61、电流镜62及电阻Rm2的组合来达成;反过来说,补偿电路60中的放大器61、电流镜62及电阻Rm2的组合,也可以改换为使用转导电路65来达成。因此,本发明并不限于图示的实施方式。
图8显示本发明第十个实施例。在本实施例中,固定输入功率电路80除了可以如图7所示第九个实施例中的固定输入功率电路70,包含或不包含PFC电路50之外,更包括了零电流侦测电路90,其根据输出电压Vout,产生零电流侦测讯号ZC;以及边界导通模式控制电路29,其例如但不限于整合于控制讯号产生电路26之中,并根据零电流侦测讯号ZC,以决定边界导通时点,并据以调整控制讯号,使得切换式电源供应器工作于边界导通模式中(boundary conduction mode,BCM)。详言之,因电感的作用,切换式电源供应器的输出电流会渐增或渐减,其谷值未达零点即由渐减变为渐增时,称为连续导通模式(continuous conduction mode,CCM);谷值达零点后停留一段时间才由渐减变为渐增时,称为不连续导通模式(discontinuous conduction mode,DCM);谷值恰达零点立即由渐减变为渐增时,称为BCM,其中在高电压应用中通常以BCM的效率为最佳。图8实施例中,可根据零电流侦测讯号ZC得知输出电流达零点的时间点,并据以控制功率开关40的导通时点,便可使电路操作于BCM模式。又,本实施例中亦可使用图5所示的补偿电路60或图7系数a为零的补偿电路而不限于使用图7所示的补偿电路160。
以上已针对较佳实施例来说明本发明,只是以上所述,仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容,并非用来限定本发明的权利范围。在本发明的相同精神下,本领域技术人员可以思及各种等效变化。例如,在所示各实施例电路中,可插入不影响讯号主要意义的元件,如其它开关等;又例如放大电路的输入端正负可以互换,仅需对应修正电路的讯号处理方式即可。凡此种种,皆可根据本发明的教示类推而得,因此,本发明的范围应涵盖上述及其它所有等效变化。

Claims (23)

1.一种切换式电源供应器,其特征在于,包含:
一整流电路,将一交流电力转换为一整流电力,该整流电力包括一输入电压与一输入电流;
一变压器,具有一次侧绕组与二次侧绕组,该一次侧绕组接收该整流电力,以于二次侧绕组产生一输出电压;
一功率开关,与该一次侧绕组耦接,根据一操作讯号而切换,以将该整流电力转换为该输出电压;以及
一控制电路,与该功率开关耦接,根据该整流电力,以产生该操作讯号,用以控制该整流电力于一预设范围内,该控制电路包括:
一功率指标产生电路,根据该输入电压与输入电流,产生一功率指标;
一放大电路,根据该功率指标与一第一参考讯号,以产生一误差讯号;
一控制讯号产生电路,根据该误差讯号,以产生一控制讯号;
一驱动电路,根据该控制讯号,以产生该操作讯号;以及
一低通滤波电路,与该功率指标产生电路或该放大电路耦接、或整合于该功率指标产生电路或该放大电路之内,用以过滤高频讯号;
一输出电压侦测电路,产生一与该输出电压相关的输出电压侦测讯号;以及
一补偿电路,接收该输出电压侦测讯号与一第二参考讯号,以产生该第一参考讯号输入该放大电路。
2.如权利要求1所述的切换式电源供应器,其中,该功率指标产生电路包括一输入电压侦测电路,以侦测该输入电压而产生一输入电压侦测讯号;一输入电流侦测电路,以侦测该输入电流而产生一输入电流侦测讯号;以及一乘法电路,根据该输入电压侦测讯号与该电流侦测讯号,执行一乘法运算,以产生该功率指标。
3.如权利要求1所述的切换式电源供应器,其中,该补偿电路包括:
一第一电压-电流转换电路,根据该输出电压侦测讯号,产生一第一电流讯号;以及
一第一电流-电压转换电路,根据该第一电流讯号,产生一第一电压调整讯号,与该第二参考讯号组合而产生该第一参考讯号。
4.如权利要求1所述的切换式电源供应器,其中,该补偿电路包括:
一第一电压-电流转换电路,根据该输出电压侦测讯号,产生一第一电流讯号;
一第一电流-电压转换电路,根据该第一电流讯号,产生一第一电压调整讯号;
一输入电压侦测电路,其侦测输入电压而产生一输入电压侦测讯号;
一第二电压-电流转换电路,根据该输入电压侦测讯号产生一第二电流讯号;以及
一第二电流-电压转换电路,根据该第二电流讯号,产生一第二电压调整讯号;该第一电压调整讯号、该第二电压调整讯号与该第二参考讯号组合而产生该第一参考讯号。
5.如权利要求1所述的切换式电源供应器,其中,该控制电路更包含:
一零电流侦测电路,侦测该切换式电源供应器输出电流为零的时间点,产生一零电流侦测讯号;以及
一边界导通模式控制电路,根据该零电流侦测讯号,调整该控制讯号,以决定该功率开关在边界导通模式下的一边界导通时点。
6.如权利要求1或5所述的切换式电源供应器,其中,该控制电路更包含一调变电路,根据相关于该输入电压的一电压侦测讯号与该误差讯号,产生一调变误差讯号;其中该控制讯号产生电路根据该调变误差讯号与相关于该输入电流的一电流侦测讯号,以产生该控制讯号。
7.一种切换式电源供应器,其特征在于,包含:
一整流电路,将一交流电力转换为一整流电力,该整流电力包括一输入电压与一输入电流;
一变压器,具有一次侧绕组与二次侧绕组,该一次侧绕组接收该整流电力,以于二次侧绕组产生一输出电压;
一功率开关,与该一次侧绕组耦接,根据一操作讯号而切换,以将该整流电力转换为该输出电压;以及
一控制电路,与该功率开关耦接,根据该整流电力,以产生该操作讯号,用以控制该整流电力于一预设范围内,该控制电路包括:
一功率指标产生电路,根据该输入电压与输入电流,产生一功率指标;
一放大电路,根据该功率指标与一第一参考讯号,以产生一误差讯号;
一控制讯号产生电路,根据该误差讯号,以产生一控制讯号;
一驱动电路,根据该控制讯号,以产生该操作讯号;以及
一低通滤波电路,与该功率指标产生电路或该放大电路耦接、或整合于该功率指标产生电路或该放大电路之内,用以过滤高频讯号;以及
一输入电压转换电路,根据该输入电压,调整该第一参考讯号,其中,该输入电压转换电路包括:
一输入电压侦测电路,其侦测输入电压而产生一输入电压侦测讯号;
一第二电压-电流转换电路,根据该输入电压侦测讯号而产生一第二电流讯号;以及
一第二电流-电压转换电路,根据该第二电流讯号,产生一第二电压调整讯号,与一第二参考讯号组合而产生该第一参考讯号。
8.如权利要求7所述的切换式电源供应器,其中,该控制电路更包含一调变电路,根据相关于该输入电压的一电压侦测讯号与该误差讯号,产生一调变误差讯号;其中该控制讯号产生电路根据该调变误差讯号与相关于该输入电流的一电流侦测讯号,以产生该控制讯号。
9.一种切换式电源供应器的控制电路,其中该切换式电源供应器具有一功率开关,通过其切换而将一整流电力转换为一输出电压,该整流电力包括一输入电压与一输入电流,所述切换式电源供应器的控制电路,用以控制该整流电力于一预设范围内,其特征在于,包含:
一功率指标产生电路,根据该输入电压与输入电流,产生一功率指标;
一放大电路,根据该功率指标与一第一参考讯号,以产生一误差讯号;
一控制讯号产生电路,根据该误差讯号,以产生一控制讯号,用以控制该功率开关;
一低通滤波电路,与该功率指标产生电路或该放大电路耦接、或整合于该功率指标产生电路或该放大电路之内,用以过滤高频讯号;
一输出电压侦测电路,产生一与该输出电压相关的侦测讯号;以及
一补偿电路,接收该输出电压侦测讯号与一第二参考讯号,以产生该第一参考讯号输入该放大电路。
10.如权利要求9所述的切换式电源供应器的控制电路,其中,该功率指标产生电路包括一输入电压侦测电路,以侦测该输入电压而产生一输入电压侦测讯号;一输入电流侦测电路,以侦测该输入电流而产生一输入电流侦测讯号;以及一乘法电路,根据该输入电压侦测讯号与该电流侦测讯号,执行一乘法运算,以产生该功率指标。
11.如权利要求9所述的切换式电源供应器的控制电路,其中,该补偿电路包括:
一第一电压-电流转换电路,根据该输出电压侦测讯号,产生一第一电流讯号;以及
一第一电流-电压转换电路,根据该第一电流讯号,产生一第一电压调整讯号,与该第二参考讯号组合而产生该第一参考讯号。
12.如权利要求9所述的切换式电源供应器的控制电路,其中,该补偿电路包括:
一第一电压-电流转换电路,根据该输出电压侦测讯号,产生一第一电流讯号;
一第一电流-电压转换电路,根据该第一电流讯号,产生一第一电压调整讯号;
一输入电压侦测电路,其侦测输入电压而产生一输入电压侦测讯号;
一第二电压-电流转换电路,根据该输入电压侦测讯号产生一第二电流讯号;以及
一第二电流-电压转换电路,根据该第二电流讯号,产生一第二电压调整讯号;该第一电压调整讯号、该第二电压调整讯号与该第二参考讯号组合而产生该第一参考讯号。
13.如权利要求9所述的切换式电源供应器的控制电路,其中,更包含:
一零电流侦测电路,侦测该切换式电源供应器输出电流为零的时间点,产生一零电流侦测讯号;以及
一边界导通模式控制电路,根据该零电流侦测讯号,调整该控制讯号,以决定该功率开关在边界导通模式下的一边界导通时点。
14.如权利要求9或13所述的切换式电源供应器的控制电路,其中,更包含一调变电路,根据相关于该输入电压的一电压侦测讯号与该误差讯号,产生一调变误差讯号;其中该控制讯号产生电路根据该调变误差讯号与相关于该输入电流的一电流侦测讯号,以产生该控制讯号。
15.一种切换式电源供应器的控制电路,其中该切换式电源供应器具有一功率开关,通过其切换而将一整流电力转换为一输出电压,该整流电力包括一输入电压与一输入电流,所述切换式电源供应器的控制电路,用以控制该整流电力于一预设范围内,其特征在于,包含:
一功率指标产生电路,根据该输入电压与输入电流,产生一功率指标;
一放大电路,根据该功率指标与一第一参考讯号,以产生一误差讯号;
一控制讯号产生电路,根据该误差讯号,以产生一控制讯号,用以控制该功率开关;
一低通滤波电路,与该功率指标产生电路或该放大电路耦接、或整合于该功率指标产生电路或该放大电路之内,用以过滤高频讯号;以及
一输入电压转换电路,根据该输入电压,调整该第一参考讯号,其中,该输入电压转换电路包括:
一输入电压侦测电路,其侦测输入电压而产生一输入电压侦测讯号;
一第二电压-电流转换电路,根据该输入电压侦测讯号而产生一第二电流讯号;以及
一第二电流-电压转换电路,根据该第二电流讯号,产生一第二电压调整讯号,与一第二参考讯号组合而产生该第一参考讯号。
16.如权利要求15所述的切换式电源供应器的控制电路,其中,更包含一调变电路,根据相关于该输入电压的一电压侦测讯号与该误差讯号,产生一调变误差讯号;其中该控制讯号产生电路根据该调变误差讯号与相关于该输入电流的一电流侦测讯号,以产生该控制讯号。
17.一种切换式电源供应器的控制方法,该切换式电源供应器将一整流电力转换为一输出电压,该整流电力包括一输入电压与一输入电流,其特征在于,该方法包含:
(A)根据该输入电压与该输入电流,产生一功率指标;
(B)根据该功率指标与一第一参考讯号,执行一比较程序,以产生一误差讯号;
(C)根据该误差讯号,产生一控制讯号,用以控制该切换式电源供应器将该整流电力转换为该输出电压,并控制该整流电力于一预设范围内;
在以上步骤(A)、(B)、(C)之一或多者中,过滤高频讯号;
根据该输出电压,产生一输出电压侦测讯号;以及
根据该输出电压侦测讯号与一第二参考讯号,产生该第一参考讯号。
18.如权利要求17所述的切换式电源供应器的控制方法,其中,该产生该第一参考讯号步骤包括:
根据该输出电压侦测讯号,产生一第一转换电流讯号;以及
根据该转换电流讯号,产生一转换电压讯号,与该第二参考讯号组合而产生该第一参考讯号。
19.如权利要求18所述的切换式电源供应器的控制方法,其中,该产生该第一参考讯号步骤更包括:提供一电流,以调整该第一转换电流讯号,进而调整该转换电压讯号。
20.如权利要求17所述的切换式电源供应器的控制方法,其中,更包括:根据该输入电压,产生一第二转换电流讯号;以及根据该第二转换电流讯号,产生一第二转换电压讯号,与该第二参考讯号组合而产生该第一参考讯号。
21.如权利要求17所述的切换式电源供应器的控制方法,其中,更包括:
根据该输出电压,产生一第一转换电流讯号;
根据该第一转换电流讯号,产生一第一转换电压讯号;
根据该输入电压,产生一第二转换电流讯号;
根据该第二转换电流讯号,产生一第二转换电压讯号;以及
将该第一转换电压讯号、该第二转换电压讯号与该第二参考讯号组合而产生该第一参考讯号。
22.如权利要求17所述的切换式电源供应器的控制方法,其中,更包含:
侦测该切换式电源供应器输出电流为零的时间点,产生一零电流侦测讯号;以及
根据该零电流侦测讯号,以决定一边界导通时点,并据以调整该控制讯号。
23.如权利要求17或20或21或22所述的切换式电源供应器的控制方法,其中,该产生该控制讯号的步骤,更包括:
根据相关于该输入电压的一电压侦测讯号与该误差讯号,执行一调变程序,产生一调变误差讯号;以及
根据该调变误差讯号与相关于该输入电流的一电流侦测讯号,产生该控制讯号。
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