CN103326555A - 具有功率因子校正功能的电源供应电路、自动增益控制电路及控制方法 - Google Patents

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CN103326555A CN2013100951587A CN201310095158A CN103326555A CN 103326555 A CN103326555 A CN 103326555A CN 2013100951587 A CN2013100951587 A CN 2013100951587A CN 201310095158 A CN201310095158 A CN 201310095158A CN 103326555 A CN103326555 A CN 103326555A
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Abstract

本发明提出一种具有功率因子校正功能的电源供应电路，与用于其中的自动增益控制电路(automatic gain control,AGC)及其控制方法。具有功率因子校正功能的电源供应电路包含自动增益控制电路与负载驱动电路。其中，自动增益控制电路将输入电压转换为调节电压，而负载驱动电路根据调节电压产生输出电流供应给负载。自动增益控制电路根据输入电压而自动调整调节电压，使得在不同的输入电压下，调节电压具有固定的振幅或平均值，且负载驱动电路所产生的输出电流与输入电压同相变化而具有功率因子校正(power factor correction,PFC)功能。

Description

具有功率因子校正功能的电源供应电路、自动增益控制电路及控制方法
技术领域
本发明涉及一种具有功率因子校正功能的电源供应电路，与用于其中的自动增益控制电路及其控制方法；特别是指一种具有自动增益控制以及功率因子校正功能的电源供应电路，与用于其中的自动增益控制电路及其控制方法。 
背景技术
图1显示一种现有技术电源供应电路100示意图。如图1所示，待整流电压Vac例如为交流电压，经由整流电路101整流后，产生输入电压Vin1。整流电路101例如为桥示整流电路。电源供应电路100包括功率因子校正(power factor correction,PFC)电路102、功率级电路103、与控制电路105。PFC电路102用以使电流Iin2和输入电压Vin2同相变化以提升电能转换的功率因子，并将输入电压Vin1转换为输入电压Vin2；PFC电路102通常是个由功率开关和电感所构成的功率转换电路，其做法有多种，为本领域技术人员所熟知，在此不予赘述。控制电路105产生驱动讯号GATE，操作功率级电路103中的功率开关，而将输入电压Vin2转换为输出电压Vout并提供输出电流Iout给负载(未示出)。此现有技术电源供应电路100的缺点在于，必须额外提供PFC电路102，且PFC电路102中包含功率开关和电感等成本较高的零件，因此电路成本相对较高。如果能省略PFC电路102，则整体电路成本可大幅下降。 
此外，由于待整流电压Vac在不同地区可能有不同的规格(例如110V和220V)，因此电源供应电路除了具有功率因子校正功能之外，更宜能适应不同的待整流电压Vac（或整流后的输入电压Vin1）、而 产生相同振幅或平均值的输出电流Iout。 
有鉴于此，本发明即针对上述现有技术的不足，提出一种电源供应电路，与用于其中的自动增益控制电路及其控制方法，在不同规格的输入电压下，仍能产生相同振幅或平均值的输出电流，并具有功率因子校正(power factor correction,PFC)功能，使得输出电流与输入电压Vin同相变化。 
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种电源供应电路，与用于其中的自动增益控制电路及其控制方法，在不同规格的输入电压下，仍能产生相同振幅或平均值的输出电流，并具有功率因子校正(power factor correction,PFC)功能，使得输出电流与输入电压Vin同相变化。 
为达上述目的，就其中一观点言，本发明提供了一种电源供应电路，用以根据一输入电压产生一输出电流，其中在不同规格的输入电压下，该输出电流具有大致相同的平均值，该电源供应电路包含：一自动增益控制电路，用以产生一与该输入电压同相的调节讯号，其中在不同规格的输入电压下，该调节讯号具有大致相同的振幅或平均值；以及一负载驱动电路，以开回路的连接关系接受该调节讯号控制，以产生该输出电流。 
在其中一种较佳的实施型态中，该负载驱动电路包括一控制电路和一功率级电路，该控制电路以开回路的连接关系接受该调节讯号，根据该调节讯号产生驱动讯号控制该功率级电路以产生该输出电流。 
在其中一种较佳的实施型态中，该自动增益控制电路包括：一电压电流转换电路，用以将一输入电压转换为一调节电流；一电流电压转换电路，与该电压电流转换电路耦接，用以将该调节电流转换为一 调节电压；一低通滤波电路，与该电流电压转换电路耦接，用以取得该调节电压中一低频讯号；以及一比较电路，与该低通滤波电路耦接，用以根据该低频讯号与一参考电压，产生一控制讯号用以控制该电压电流转换电路中的一参数，以维持该调节电压在不同规格的输入电压下，仍具有大致相同的振幅或平均值。 
在其中一种较佳的实施型态中，该自动增益控制电路包括：一电压电流转换电路，用以将一输入电压转换为一调节电流；一电流电压转换电路，与该电压电流转换电路耦接，用以将该调节电流转换为一调节电压；一低通滤波电路，与该电流电压转换电路耦接，用以取得该调节电压中一低频讯号；以及一比较电路，与该低通滤波电路耦接，用以根据该低频讯号与一参考电压，产生一控制讯号用以控制该电流电压转换电路中的一参数，以维持该调节电压在不同规格的输入电压下，仍具有大致相同的振幅或平均值。 
在其中一种较佳的实施型态中，该比较电路是一差动放大电路。 
为达上述目的，就其中一观点言，本发明提供了一种电源供应电路，包含：一自动增益控制电路，包括：一电压电流转换电路，用以将一输入电压转换为一调节电流；一电流电压转换电路，与该电压电流转换电路耦接，用以将该调节电流转换为一调节电压；一低通滤波电路，与该电流电压转换电路耦接，用以取得该调节电压中一低频讯号；以及一比较电路，与该低通滤波电路耦接，用以根据该低频讯号与一参考电压，产生一控制讯号；以及一负载驱动电路，与该电流电压转换电路耦接，用以将该输入电压或调节电压转换为该输出电压并供应一输出电流，其中该输出电流与该调节电压同相变化；其中，该控制讯号用以输入该电压电流转换电路或该电流电压转换电路，以自动调整该输入电压转换为该调节电流的转换比例、或该调节电流转换为该调节电压的转换比例。 
为达上述目的，就另一观点言，本发明提供一种自动增益控制电路，用于一电源供应电路中，该电源供应电路用以将一输入电压转换为一输出电压并供应一输出电流，其中该输出电流与该输入电压同相变化，所述自动增益控制电路包含：一电压电流转换电路，用以将该输入电压转换为一调节电流；一电流电压转换电路，与该电压电流转换电路耦接，用以将该调节电流转换为一调节电压；一低通滤波电路，与该电流电压转换电路耦接，用以取得该调节电压中一低频讯号；以及一比较电路，与该低通滤波电路耦接，用以根据该低频讯号与一参考电压，产生一控制讯号；其中，该控制讯号用以输入该电压电流转换电路或该电流电压转换电路，以自动调整该输入电压转换为该调节电流的转换比例、或该调节电流转换为该调节电压的转换比例。 
在其中一种较佳的实施型态中，该电压电流转换电路包括：一差动放大器电路，用以根据该输入电压与一调节电流回授讯号，产生一差动放大讯号；一晶体管，与该差动放大器电路耦接，用以根据该差动放大讯号而操作，产生该调节电流；以及一可变电阻电路，与该晶体管耦接，用以根据该调节电流，产生该调节电流回授讯号，其中该可变电阻电路的电阻值受控于该控制讯号。 
前述的实施型态中，该可变电阻电路例如可包括一金属氧化物半导体元件，由控制讯号控制其电阻值。 
前述的实施型态中，该电流电压转换电路可包括：一电流镜电路，用以将该调节电流复制而产生一复制调节电流；以及一阻抗电路，与该电流镜电路耦接，用以将该复制调节电流转换为该调节电压。 
在另一种较佳的实施型态中，该电流电压转换电路包括：一电流镜电路，用以将该调节电流复制而产生一复制调节电流；以及一可变电阻电路，与该电流镜电路耦接，用以将该复制调节电流转换为该调节电压，其中该可变电阻电路的电阻值受控于该控制讯号。 
前述的实施型态中，该可变电阻电路例如可包括一金属氧化物半导体元件，由控制讯号控制其电阻值。 
在一种较佳的实施型态中，该电压电流转换电路更包括一增益上限设定电路，与该可变电阻电路串联，用以设定该自动增益控制电路中一增益上限。 
在一种较佳的实施型态中，该电压电流转换电路更包括一增益下限设定电路，与该可变电阻电路并联，用以设定该自动增益控制电路中一增益下限。 
在一种较佳的实施型态中，该电流镜电路更包括一定电流源，以设定该调节电压一最低值。 
在一种较佳的实施型态中，该负载驱动电路包括：一差动放大器电路，根据该调节电压与一电流感测讯号产生一差动放大讯号；一功率级电路，根据该差动放大讯号，操作其中至少一功率开关，以将该输入电压或调节电压转换为该输出电压并供应一输出电流；以及一电流感测电路，与该差动放大器电路耦接，以根据该输出电流或其相关讯号而产生该电流感测讯号。 
为达上述目的，就另一观点言，本发明提供一种自动增益控制电路控制方法，其中该自动增益控制电路用于一电源供应电路中，该电源供应电路用以将一输入电压转换为一输出电压并供应一输出电流，其中该输出电流与该输入电压同相变化，所述自动增益控制电路控制方法，包含：将该输入电压转换为一调节电流；将该调节电流转换为一调节电压；过滤该调节电压以取得一低频讯号；以及根据该低频讯号与一参考电压，产生一控制讯号；其中，该控制讯号用以自动调整该输入电压转换为该调节电流的转换比例、或该调节电流转换为该调 节电压的转换比例。 
在其中一种实施型态中，该自动增益控制电路控制方法更包括：设定该输入电压转换为该调节电流的转换比例上下限，以设定该自动增益控制电路的一增益的上下限。 
在其中一种实施型态中，该自动增益控制电路控制方法更包括：设定该调节电流转换为该调节电压的转换比例上下限，以设定该自动增益控制电路的一增益的上下限。 
在其中一种实施型态中，该自动增益控制电路控制方法更包括：设定该调节电压一最低值。 
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显示一种现有技术电源供应电路100示意图； 
图2A显示本发明第一个实施例； 
图2B显示本发明第二个实施例； 
图3显示本发明第三个实施例； 
图4显示本发明第四个实施例； 
图5显示本发明第五个实施例； 
图6显示本发明第六个实施例； 
图7显示本发明第七个实施例； 
图8显示本发明第八个实施例。 
图9A-9K显示功率级电路可为同步或异步的降压型、升压型、反压型、升降压型、升反压型或返驰型功率级电路。 
图中符号说明 
Figure BDA00002953727100071
Figure BDA00002953727100081
具体实施方式
请参阅图2A，在本发明的第一个实施例中，电源供应电路200内可以省略PFC电路。详言之，电源供应电路200包含功率级电路203和控制电路205，其中控制电路205所产生的驱动讯号GATE，操作功率级电路203中的至少一个功率开关SW1，而将输入电压Vin转换为输出电压Vout。功率级电路203例如但不限于可为图9A-9K所示的同步或异步的降压型、升压型、反压型、升降压型、升反压型或返驰型功率级电路。控制电路205中包含差动放大器2051和脉宽调变(PWM)讯号产生器2053，其中差动放大器2051的一端接收相关于输出电流Iout的电流感测讯号CS、另一端接收相关于输入电压Vin的讯号，两者相比较后，将其差值放大输入PWM讯号产生器2053，以产生驱动讯号GATE。在本实施例中，输入电压Vin经过电阻R1、R2取分压，并经过电容C1稳压后输入差动放大器2051，但此安排方式仅是较佳而非绝对必要，如差动放大器2051的构成元件可以耐受高压，则可将输入电压Vin直接输入差动放大器2051而不必取分压、或是不必使用电容C1来稳压。通过电路的回授平衡机制，差动放大器2051的两输入端电位会达到平衡（假设差动放大器2051的内部偏压可忽略），因此电流感测讯号CS将会随输入电压Vin而变化，亦即输出电流Iout会跟随输入电压Vin的相位，达成PFC功能。 
以上实施例的电源供应电路200中，若待整流电压Vac的振幅不同时，例如110V与220V，将造成输出电流Iout的振幅或平均值亦随之改变，因此本发明在以下的实施例中进一步提出：可在电源供应电路设置自动增益控制电路，通过自动调整的方式，使输出电流Iout不但相位与输入电压Vin相同，且输出电流Iout的振幅或平均值不会随待整流电压Vac的振幅（或输入电压Vin的振幅）而改变。 
图2B显示本发明的第二个实施例，在本实施例中，电源供应电路200包含自动增益控制电路210和负载驱动电路220，其中负载驱动电路220例如但不限于可具有第一实施例中的功率级电路203和控制电路205。自动增益控制电路210将输入电压Vin转换为调节电压Vrsin；在输入电压Vin转换为调节电压Vrsin的过程中，调节电压Vrsin和输入电压Vin保持相同的相位，但输入电压Vin转换为调节电压Vrsin的转换比例被自动调整，以使调节电压Vrsin具有固定的振幅或平均值，而不受输入电压的不同规格所影响。 
需说明的是，在自动增益控制电路210将输入电压Vin转换为调节电压Vrsin的过程中，并不需要自负载驱动电路220取得回授讯号，亦即自动增益控制电路210和负载驱动电路220两者之间为开回路的连接关系。这种安排方式的优点是：负载驱动电路220可以针对驱动负载的需要来单独设计，在电路的参数设定上比较单纯，而不需要因为考虑到回授控制自动增益控制电路210，而使电路的参数设定复杂化。举例而言，假设被驱动的负载是发光二极管(LED)电路，则负载驱动电路220可使用针对该应用所设计的LED驱动电路，仅需将差动放大器2051的一端连接到调节电压Vrsin即可，其它电路参数都不需要更动。 
图3显示本发明的第三个实施例，其中举例显示自动增益控制电路的较具体结构。如图3所示，电源供应电路300包括自动增益控制 电路305与负载驱动电路303。其中，自动增益控制电路305可对应于第二个实施例中的自动增益控制电路210，而负载驱动电路303可对应于第二个实施例中的负载驱动电路220。自动增益控制电路305具有电压电流转换电路3051、电流电压转换电路3052、低通滤波电路3053、与差动放大器电路A1。电压电流转换电路3051用以将输入电压Vin转换为调节电流。电流电压转换电路3052与电压电流转换电路3051耦接，用以将调节电流转换为调节电压Vrsin。在输入电压Vin转换为调节电流、再转换为调节电压Vrsin的过程中，调节电压Vrsin和输入电压Vin保持相同的相位，但输入电压Vin转换为调节电流的转换比例、或是调节电流转换为调节电压Vrsin的转换比例被自动调整，以使调节电压Vrsin具有固定的振幅。负载驱动电路303例如可包含图2B实施例中的功率级电路203和控制电路205，将调节电压Vrsin转换为输出电压Vout并供应输出电流Iout，亦即图2实施例中的输入电压Vin改为图3实施例中的调节电压Vrsin，使得输出电流Iout与调节电压Vrsin同相位、亦即与输入电压Vin同相位。低通滤波电路3053与电流电压转换电路3052耦接，用以取得调节电压Vrsin中的低频讯号，可视为取得调节电压Vrsin的平均值。差动放大器电路A1与低通滤波电路3053耦接，用以根据前述低频讯号与参考电压Vref，产生控制讯号。控制讯号可回授输入电压电流转换电路3051或电流电压转换电路3052，以自动调整输入电压Vin转换为调节电流的转换比例、或是自动调整调节电流转换为调节电压Vrsin的转换比例。根据回授控制的基本原理，当电路平衡时，差动放大器电路A1的两输入端电位相等（假设差动放大器电路A1的内部偏压可忽略），因此可通过回授控制使调节电压Vrsin的平均值实质等于参考电压Vref，亦即不论输入电压Vin的振幅如何，调节电压Vrsin都会具有固定的平均值，换言之，假设无其它控制因子变动调节电压Vrsin的振幅，则调节电压Vrsin的振幅也会固定；若有其它控制因子改变其振幅（例如改变其峰值或谷值），则虽然振幅改变，平均值仍不变。 
图4显示本发明的第四个实施例。如图4所示，电源供应电路400 包括自动增益控制电路405与负载驱动电路303。其中，自动增益控制电路405具有电压电流转换电路4051、电流电压转换电路4052、低通滤波电路4053、与差动放大器电路A1。其中，电压电流转换电路4051包括：差动放大器电路A2、晶体管SW2、与可变电阻电路4054。差动放大器电路A2，用以根据输入电压与调节电流回授讯号，产生差动放大讯号。晶体管SW2与差动放大器电路A2耦接，用以根据差动放大讯号而操作，产生调节电流Ia。可变电阻电路4054与晶体管SW2耦接，用以根据调节电流Ia，产生调节电流回授讯号。如图所示，差动放大器电路A2接收相关于输入电压Vin的分压讯号（电阻R4的跨压），与调节电流回授讯号比较，根据其比较的结果产生差动放大讯号，用以操作晶体管SW2，因此调节电流Ia将等于输入电压Vin的分压（电阻R4的跨压）除以可变电阻电路4054的电阻值。可变电阻电路4054例如但不限于如图中右下方所示的金属氧化物半导体(metal oxide semiconductor,MOS)元件，可由控制讯号控制其电阻值。换言之，可通过控制讯号改变可变电阻电路4054的电阻值，来改变调节电流Ia，亦即可自动地调整输入电压Vin转换为调节电流的转换比例。显然，改变输入电压Vin转换为调节电流的转换比例，其方法不只一种，在图4所示电路中，如将电阻R3或R4改为可变电阻，并以控制讯号回授控制该可变电阻的电阻值，也同样能改变输入电压Vin转换为调节电流的转换比例。 
请继续参阅图4，在本实施例中，电流电压转换电路4052包括：电流镜电路4055与阻抗电路4056。电流镜电路4055与晶体管SW2耦接，以将调节电流Ia复制而产生复制调节电流Ia’。阻抗电路4056例如但不限于如图所示的电阻，与电流镜电路4055耦接，以将复制调节电流Ia’转换为调节电压Vrsin。图中也举例显示低通滤波电路4053可以是RC串联电路。 
请参阅图5，显示本发明的第五个实施例。与第四个实施例不同的是，如图5所示，可变电阻电路4054改换为阻抗电路4058，而阻抗 电路4056改换为可变电阻电路4059，且差动放大器电路A1所输出的控制讯号改为控制可变电阻电路4059的电阻值，以自动地调整调节电流转换为调节电压Vrsin的转换比例。可变电阻电路4054例如但不限于如图中右下方所示的MOS元件，可由控制讯号控制其电阻值。依此方式，同样可以使调节电压Vrsin在不同的输入电压Vin之下，都仍具有固定的平均值及/或振幅。显然，改变调节电流转换为调节电压Vrsin的转换比例，其方法不只一种，在图5所示电路中，如以控制讯号来控制电流镜电路4055的复制比例（例如改变电流镜电路4055中任一晶体管的尺寸），也同样可以自动地调整调节电压Vrsin。又，如综合图4和图5的实施例，使控制讯号既控制电压电流转换电路4051、也控制电流电压转换电路4052，显然也是一种可行的方式。 
请参阅图6，显示本发明的第六个实施例。本实施例显示负载驱动电路603更具体的实施例。如图所示，负载驱动电路603具有差动放大器电路A3、功率级电路6031、与电流感测电路6032。差动放大器电路A3根据调节电压Vrsin与电流感测讯号产生差动放大讯号。功率级电路6031根据差动放大讯号，操作其中至少一功率开关，以将输入电压Vin或调节电压Vrin转换为输出电压Vout，用以供应给负载10，负载10例如但不限于如图所示的LED电路10。假设输出电压Vout并未连接其它电路，则输出电流Iout等于LED电流ILED；若输出电压Vout还连接到其它电路，则LED电流ILED仍相关于输出电流Iout并具有可知的相关性。电流感测电路6032设置在LED电流ILED的路径上（LED电路10的上端或下端皆可），以根据LED电流ILED，产生电流感测讯号传送给差动放大器电路A3。根据回授控制的基本原理，以上安排可使LED电流ILED与调节电压Vrsin同相位变化，且由于调节电压Vrsin具有固定的平均值及/或振幅，因此LED电流ILED也具有固定的平均值及/或振幅，可避免应用在不同输入电压Vin的环境下，LED电路10产生不同的亮度。 
请参阅图7，显示本发明的第七个实施例。本实施例显示负载驱 动电路703更具体的实施例。如图所示，负载驱动电路703具有差动放大器电路A3、功率级电路6031、与电流感测电路7032。与第六个实施例不同的是，在本实施例中，电流感测电路7032例如可改为侦测输出电流Iout。 
图8显示本发明第八个实施例。如图8所示，自动增益控制电路905具有电压电流转换电路9051、电流电压转换电路9052、低通滤波电路4053、与差动放大器电路A1。与第四个实施例（图4）相比，电压电流转换电路9051除包括：差动放大器电路A2、晶体管SW2、与回授电路4054之外，更包括增益上限设定电路9053与增益下限设定电路9054。增益上限设定电路9053与可变电阻电路4054串联，用以设定自动增益控制电路905中的增益上限，其例如但不限于如图所示的电阻。增益下限设定电路9054与可变电阻电路4054并联，用以设定自动增益控制电路905中的增益下限，其例如但不限于如图所示的电阻。详言之，假设可变电阻电路4054为图标的MOS元件，当其断路时电阻为无穷大，则输入电压Vin转换为调节电流的转换比例将被增益下限设定电路9054的电阻值所决定。当可变电阻电路4054为图标的MOS元件，且为完全导通时电阻为零，则输入电压Vin转换为调节电流的转换比例将被增益上限设定电路9053与增益下限设定电路9054的并联电阻值所决定。 
此外，请继续参阅图9，与第四个实施例（图4）相比，电流镜电路9052更包括定电流源9055，以设定调节电压Vrsin的最低值（谷值）。详言之，调节电流为Ia，复制调节电流为Ia’定电流源9055的电流值为Ib，则Ia’=Ia+Ib，亦即当Ia为零时，Ib决定复制调节电流Ia’的最低值，也就是决定调节电压Vrsin的最低值（谷值）。当调节电压Vrsin的谷值被决定后，因为平均值为固定，故振幅会相应调整，当谷值上调时，峰值会下降、又当谷值下调时，峰值会上升。 
显然，图9设定增益上下限的方式，也可以应用在第五个实施例 （第5图）之中，将增益上限设定电路9053改为与可变电阻电路4059串联、增益下限设定电路9054改为与可变电阻电路4059并联。 
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，差动放大器电路A1可改为比较器电路，产生数字输出，以数字的形式控制可变电阻，因此在说明书和权利要求书中将以“比较电路”作为涵括差动放大器电路和比较器电路的总称；又如，各实施例中图标直接连接的两电路或元件间，可插置不影响主要功能的其它电路或元件；再如，差动放大器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 (28)

1.一种电源供应电路，其特征在于，包含：
一自动增益控制电路，包括：
一电压电流转换电路，用以将一输入电压转换为一调节电流；
一电流电压转换电路，与该电压电流转换电路耦接，用以将该调节电流转换为一调节电压；
一低通滤波电路，与该电流电压转换电路耦接，用以取得该调节电压中一低频讯号；以及
一比较电路，与该低通滤波电路耦接，用以根据该低频讯号与一参考电压，产生一控制讯号；以及
一负载驱动电路，与该电流电压转换电路耦接，用以将该输入电压或调节电压转换为该输出电压并供应一输出电流，其中该输出电流与该调节电压同相变化；
其中，该控制讯号用以输入该电压电流转换电路或该电流电压转换电路，以自动调整该输入电压转换为该调节电流的转换比例、或该调节电流转换为该调节电压的转换比例。
2.如权利要求1所述的电源供应电路，其中，该电压电流转换电路包括：
一差动放大器电路，用以根据该输入电压与一调节电流回授讯号，产生一差动放大讯号；
一晶体管，与该差动放大器电路耦接，用以根据该差动放大讯号而操作，产生该调节电流；以及
一可变电阻电路，与该晶体管耦接，用以根据该调节电流，产生该调节电流回授讯号，其中该可变电阻电路的电阻值受控于该控制讯号。
3.如权利要求2所述的电源供应电路，其中，该可变电阻电路包括一金属氧化物半导体元件，由控制讯号控制其电阻值。
4.如权利要求2所述的电源供应电路，其中，该电流电压转换电路包括：
一电流镜电路，用以将该调节电流复制而产生一复制调节电流；以及
一阻抗电路，与该电流镜电路耦接，用以将该复制调节电流转换为该调节电压。
5.如权利要求1所述的电源供应电路，其中，该电流电压转换电路包括：
一电流镜电路，用以将该调节电流复制而产生一复制调节电流；以及
一可变电阻电路，与该电流镜电路耦接，用以将该复制调节电流转换为该调节电压，其中该可变电阻电路的电阻值受控于该控制讯号。
6.如权利要求5所述的电源供应电路，其中，该可变电阻电路包括一金属氧化物半导体元件，由控制讯号控制其电阻值。
7.如权利要求1所述的电源供应电路，其中，该负载驱动电路包括：
一差动放大器电路，根据该调节电压与一电流感测讯号产生一差动放大讯号；
一功率级电路，根据该差动放大讯号，操作其中至少一功率开关，以将该输入电压转换为该输出电压并供应一输出电流；以及
一电流感测电路，与该差动放大器电路耦接，以根据该输出电流或其相关讯号而产生该电流感测讯号。
8.如权利要求2或5所述的电源供应电路，其中，该电压电流转换电路还包括一增益上限设定电路，与该可变电阻电路串联，用以设定该自动增益控制电路中一增益上限。
9.如权利要求2或5所述的电源供应电路，其中，该电压电流转换电路还包括一增益下限设定电路，与该可变电阻电路并联，用以设定该自动增益控制电路中一增益下限。
10.如权利要求4或5所述的电源供应电路，其中，该电流镜电路还包括一定电流源，以设定该调节电压一最低值。
11.一种自动增益控制电路，用于一电源供应电路中，该电源供应电路用以将一输入电压转换为一输出电压并供应一输出电流，其中该输出电流与该输入电压同相变化，其特征在于，所述自动增益控制电路包含：
一电压电流转换电路，用以将该输入电压转换为一调节电流；
一电流电压转换电路，与该电压电流转换电路耦接，用以将该调节电流转换为一调节电压；
一低通滤波电路，与该电流电压转换电路耦接，用以取得该调节电压中一低频讯号；以及
一比较电路，与该低通滤波电路耦接，用以根据该低频讯号与一参考电压，产生一控制讯号；
其中，该控制讯号用以输入该电压电流转换电路或该电流电压转换电路，以自动调整该输入电压转换为该调节电流的转换比例、或该调节电流转换为该调节电压的转换比例。
12.如权利要求11所述的自动增益控制电路，其中，该电压电流转换电路包括：
一差动放大器电路，用以根据该输入电压与一调节电流回授讯号，产生一差动放大讯号；
一晶体管，与该差动放大器电路耦接，用以根据该差动放大讯号而操作，产生该调节电流；以及
一可变电阻电路，与该晶体管耦接，用以根据该调节电流，产生该调节电流回授讯号，其中该可变电阻电路的电阻值受控于该控制讯号。
13.如权利要求12所述的自动增益控制电路，其中，该可变电阻电路包括一金属氧化物半导体元件，由控制讯号控制其电阻值。
14.如权利要求12所述的自动增益控制电路，其中，该电流电压转换电路包括：
一电流镜电路，用以将该调节电流复制而产生一复制调节电流；以及
一阻抗电路，与该电流镜电路耦接，用以将该复制调节电流转换为该调节电压。
15.如权利要求11所述的自动增益控制电路，其中，该电流电压转换电路包括：
一电流镜电路，用以将该调节电流复制而产生一复制调节电流；以及
一可变电阻电路，与该电流镜电路耦接，用以将该复制调节电流转换为该调节电压，其中该可变电阻电路的电阻值受控于该控制讯号。
16.如权利要求15所述的自动增益控制电路，其中，该可变电阻电路包括一金属氧化物半导体元件，由控制讯号控制其电阻值。
17.如权利要求12或15所述的自动增益控制电路，其中，该电压电流转换电路还包括一增益上限设定电路，与该可变电阻电路串联，用以设定该自动增益控制电路中一增益上限。
18.如权利要求12或15所述的自动增益控制电路，其中，该电压电流转换电路还包括一增益下限设定电路，与该可变电阻电路并联，用以设定该自动增益控制电路中一增益下限。
19.如权利要求14或15所述的自动增益控制电路，其中，该电流镜电路还包括一定电流源，以设定该调节电压一最低值。
20.一种自动增益控制电路控制方法，其中该自动增益控制电路用于一电源供应电路中，该电源供应电路用以将一输入电压转换为一输出电压并供应一输出电流，其中该输出电流与输入电压同相变化，其特征在于，所述自动增益控制电路控制方法，包含：
将该输入电压转换为一调节电流；
将该调节电流转换为一调节电压；
过滤该调节电压以取得一低频讯号；以及
根据该低频讯号与一参考电压，产生一控制讯号；
其中，该控制讯号用以自动调整该输入电压转换为该调节电流的转换比例、或该调节电流转换为该调节电压的转换比例。
21.如权利要求20所述的自动增益控制电路控制方法，其中，还包括：设定该输入电压转换为该调节电流的转换比例上下限，以设定该自动增益控制电路的一增益的上下限。
22.如权利要求20所述的自动增益控制电路控制方法，其中，还包括：设定该调节电流转换为该调节电压的转换比例上下限，以设定该自动增益控制电路的一增益的上下限。
23.如权利要求20所述的自动增益控制电路控制方法，其中，还包括：设定该调节电压一最低值。
24.一种电源供应电路，用以根据一输入电压产生一输出电流，其中在不同规格的输入电压下，该输出电流具有大致相同的平均值，其特征在于，该电源供应电路包含：
一自动增益控制电路，用以产生一与该输入电压同相的调节讯号，其中在不同规格的输入电压下，该调节讯号具有大致相同的振幅或平均值；以及
一负载驱动电路，以开回路的连接关系接受该调节讯号控制，以产生该输出电流。
25.如权利要求24所述的电源供应电路，其中，该负载驱动电路包括一控制电路和一功率级电路，该控制电路以开回路的连接关系接受该调节讯号，根据该调节讯号产生驱动讯号控制该功率级电路，以产生该输出电流。
26.如权利要求24所述的电源供应电路，其中，该该自动增益控制电路包括：
一电压电流转换电路，用以将一输入电压转换为一调节电流；
一电流电压转换电路，与该电压电流转换电路耦接，用以将该调节电流转换为一调节电压；
一低通滤波电路，与该电流电压转换电路耦接，用以取得该调节电压中一低频讯号；以及
一比较电路，与该低通滤波电路耦接，用以根据该低频讯号与一参考电压，产生一控制讯号用以控制该电压电流转换电路中的一参数，以维持该调节电压在不同规格的输入电压下，仍具有大致相同的振幅或平均值，其中该调节电压作为前述调节讯号。
27.如权利要求24所述的电源供应电路，其中，该自动增益控制电路包括：
一电压电流转换电路，用以将一输入电压转换为一调节电流；
一电流电压转换电路，与该电压电流转换电路耦接，用以将该调节电流转换为一调节电压；
一低通滤波电路，与该电流电压转换电路耦接，用以取得该调节电压中一低频讯号；以及
一比较电路，与该低通滤波电路耦接，用以根据该低频讯号与一参考电压，产生一控制讯号用以控制该电流电压转换电路中的一参数，以维持该调节电压在不同规格的输入电压下，仍具有大致相同的振幅或平均值，其中该调节电压作为前述调节讯号。
28.如权利要求26或27所述的电源供应电路，其中，该比较电路是一差动放大电路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106357097A (zh) * 2015-07-13 2017-01-25 英飞凌科技奥地利有限公司 用于开关晶体管的系统和方法
CN108008193A (zh) * 2017-11-29 2018-05-08 北京东方计量测试研究所 组合式量子霍尔电阻样品比例校验器
CN110389612A (zh) * 2018-04-17 2019-10-29 立锜科技股份有限公司 正负压驱动电路与其控制电路与控制方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9310817B2 (en) * 2014-02-04 2016-04-12 Synaptics Incorporated Negative voltage feedback generator
US20150289329A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-08 Jade Sky Technologies, Inc. Lighting Control System Using Input Voltage Dependent Control
KR102592901B1 (ko) * 2016-02-26 2023-10-24 삼성디스플레이 주식회사 Dc-dc 컨버터, 이를 이용한 dc-dc 컨버팅 방법 및 이를 포함하는 표시 장치
EP3273320B1 (en) * 2016-07-19 2019-09-18 NXP USA, Inc. Tunable voltage regulator circuit
US10075139B2 (en) * 2016-11-08 2018-09-11 Stmicroelectronics, Inc. Linear high voltage driver with programmable differential and common mode gain
EP3846342A1 (en) * 2020-01-06 2021-07-07 Scalinx A signal processor and method
US11848646B2 (en) * 2020-08-05 2023-12-19 Mediatek Inc. Amplifier circuit using voltage-to-current conversion and associated envelope tracking supply modulator using the same

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09186539A (ja) * 1995-12-28 1997-07-15 Nec Corp 自動利得制御増幅器
CN1512665A (zh) * 2002-12-27 2004-07-14 三洋电机株式会社 自动增益控制电路
CN1661381A (zh) * 2004-02-24 2005-08-31 博计电子股份有限公司 适用任意交流信号波形的交流电子负载模拟装置
CN1841924A (zh) * 2005-03-30 2006-10-04 松下电器产业株式会社 可变增益放大器以及采用它的混频器及正交调制器
US20070040610A1 (en) * 2005-08-22 2007-02-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Automatic gain controller
CN101042591A (zh) * 2006-03-24 2007-09-26 智原科技股份有限公司 低供应电压的能隙参考电路与供应能隙参考电流的方法
CN101399494A (zh) * 2008-11-10 2009-04-01 崇贸科技股份有限公司 功率因子修正器的控制电路

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6680604B2 (en) * 2000-03-27 2004-01-20 Intersil Corporation Methods to control the droop when powering dual mode processors and associated circuits
WO2005001938A1 (ja) * 2003-06-27 2005-01-06 Fujitsu Limited 半導体集積回路
US7057381B2 (en) * 2004-07-28 2006-06-06 Semiconductor Components Industries, L.L.C. Power supply controller and method
US7205749B2 (en) * 2005-02-28 2007-04-17 Texas Instruments Incorporated Power line communication using power factor correction circuits
CN101711081B (zh) * 2009-12-21 2013-04-03 Bcd半导体制造有限公司 Led驱动电路
TWI456882B (zh) * 2010-06-25 2014-10-11 Richtek Technology Corp 電源供應電路、及其控制電路與方法
US8384304B2 (en) * 2010-08-23 2013-02-26 Immense Advance Technology Corp. LED driver controller
US8541990B2 (en) * 2010-11-23 2013-09-24 Immense Advance Technology Corp. Power conversion controller having a novel power factor correction mechanism using line voltage normalization
US8390357B2 (en) * 2011-05-27 2013-03-05 Immense Advance Technology Corp. Fixed dead time PFC controller
JP6013033B2 (ja) * 2011-08-11 2016-10-25 セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 発光素子の制御回路
US20150289329A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-08 Jade Sky Technologies, Inc. Lighting Control System Using Input Voltage Dependent Control

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09186539A (ja) * 1995-12-28 1997-07-15 Nec Corp 自動利得制御増幅器
CN1512665A (zh) * 2002-12-27 2004-07-14 三洋电机株式会社 自动增益控制电路
CN1661381A (zh) * 2004-02-24 2005-08-31 博计电子股份有限公司 适用任意交流信号波形的交流电子负载模拟装置
CN1841924A (zh) * 2005-03-30 2006-10-04 松下电器产业株式会社 可变增益放大器以及采用它的混频器及正交调制器
US20070040610A1 (en) * 2005-08-22 2007-02-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Automatic gain controller
CN101042591A (zh) * 2006-03-24 2007-09-26 智原科技股份有限公司 低供应电压的能隙参考电路与供应能隙参考电流的方法
CN101399494A (zh) * 2008-11-10 2009-04-01 崇贸科技股份有限公司 功率因子修正器的控制电路

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106357097A (zh) * 2015-07-13 2017-01-25 英飞凌科技奥地利有限公司 用于开关晶体管的系统和方法
CN106357097B (zh) * 2015-07-13 2019-05-07 英飞凌科技奥地利有限公司 用于开关晶体管的系统和方法
CN108008193A (zh) * 2017-11-29 2018-05-08 北京东方计量测试研究所 组合式量子霍尔电阻样品比例校验器
CN108008193B (zh) * 2017-11-29 2020-02-07 北京东方计量测试研究所 组合式量子霍尔电阻样品比例校验器
CN110389612A (zh) * 2018-04-17 2019-10-29 立锜科技股份有限公司 正负压驱动电路与其控制电路与控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20130250631A1 (en) 2013-09-26
TW201340563A (zh) 2013-10-01
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US20160218617A1 (en) 2016-07-28
TWI492504B (zh) 2015-07-11

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