CN103532350A - 功率转换器的具有快速动态响应的控制电路 - Google Patents

功率转换器的具有快速动态响应的控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明为功率转换器的具有快速动态响应的控制电路，其包含一电压侦测电路，侦测一反射讯号以产生一电压回路讯号；一电流侦测电路侦测一变压器的一电流，以产生一电流回路讯号；一振荡器依据功率转换器的一输出负载产生一振荡讯号；一脉宽调变电路依据电压回路讯号、电流回路讯号及振荡讯号产生一切换讯号，以调整功率转换器的一输出；以及一负载侦测电路经由一讯号转换装置接收一侦测讯号，以增加切换讯号的一切换频率。一旦输出低于一低电压门槛时，侦测讯号即被产生。振荡讯号决定切换讯号的切换频率。当输出负载改变时，控制电路用于减少输出的电压降。

Description

功率转换器的具有快速动态响应的控制电路
技术领域
本发明是有关于一种功率转换器，特别是关于功率转换器的一种控制电路。
背景技术
一次侧调整技术已经揭示于许多专利案，例如：美国专利第6,721,192号“PWM controller regulating output voltage and output current in primary side”；美国专利案第6,853,563号“Primary-side controlled flyback power converter”；美国专利案第7,016,204号“Close-loop PWM controller for primary-side controlled powerconverters”；以及美国专利案第7,362,593号“Switching control circuit havingoff-time modulation to improve efficiency of primary-side controlled power supply”等等。该些先前技术的缺点为对于输出负载的改变的响应过于缓慢，尤其是当功率转换器操作于轻载或无载时，此现象更为显著。
请参阅图1，其为习知的一次侧调整式功率转换器的电路图。如图所示，一变压器10具有一一次侧绕组NP、一二次侧绕组Ns及一辅助绕组NA。一次侧绕组NP的一端耦接功率转换器的一输入端，以接收一输入电压VIN。二次侧绕组NS经由一二极管40及一电容器45，而于一次侧调整式功率转换器的一输出端产生一输出电压VO。一晶体管20耦接一次侧绕组NP的另一端，而切换变压器10，以从功率转换器的输入端转换能量至功率转换器的输出端。当晶体管20导通时，变压器10则被激磁。一旦晶体管20截止时，变压器10则被消磁，此时变压器10的能量经由二极管40传送至电容器45，以于输出端产生输出电压VO。再者，于产生输出电压VO的同时，一反射电压VAUX产生于变压器10的辅助绕组NA。二次侧绕组NS与一次侧绕组NP成一比例，所以输出电压VO相关联于输入电压VIN。
一分压电路包含复数电阻器51与52，分压电路耦接辅助绕组NA，以依据辅助绕组NA的反射电压VAUX产生一反射讯号Vs。如此，反射讯号Vs相关联于反射电压VAUx。辅助绕组NA与一次侧绕组NP成一比例，所以于变压器10消磁的期间，反射电压VAUx是相关联于输出电压VO。其表示反射讯号Vs亦相关联于输出电压VO。一控制电路50取样分压电路的反射讯号Vs，以产生一切换讯号SW。控制电路50更接收一电流感测讯号Vcs，以调整切换讯号SW。切换讯号SW控制晶体管20，以切换变压器10及调整输出电压VO。
一电流感测装置30，例如一电阻器，其耦接于晶体管20及接地端之间。电流感测装置30感测变压器10的一电流IP，并依据电流IP产生电流感测讯号Vcs。
于变压器10消磁的期间，反射讯号Vs是相关联于输出电压VO，所以仅可以于变压器10导通/截止时，取样输出电压VO的信息。因为切换讯号SW的切换频率于轻载状态或无载状态下会降低，以减少功率转换器的功率损耗，所以于变压器10的切换之间，无法侦测输出电压VO的信息。因此，当功率转换器的输出负载迅速地从轻载改变为重载时，输出电压VO将会发生显著的电压降。
请参阅图2，其为图1的习知一次侧调整式功率转换器的切换讯号SW、输出负载LOAD及输出电压VO的波形图。如图所示，当输出负载于轻载状态期间突然地增加，输出电压VO的准位会显著地大幅降低。再者，于轻载状态时，切换讯号SW的切换周期较长，以减少功率转换器的切换损耗。因为功率转换器对于输出负载的变化的响应较为缓慢，所以当功率转换器的输出负载从轻载突然提升为重载时，输出电压VO将会发生显著地电压降ΔVOl。
鉴于上述问题，本发明提供一种功率转换器的控制电路，以改善功率转换器对于输出负载的改变的响应过于缓慢的缺点。
发明内容
本发明的主要目的之一，在于提供一种功率转换器的具有快速动态响应的控制电路，其在输出负载改变时，减少输出的电压降。
为了达到上述所指称的目的与功效，本发明揭示一种功率转换器的一控制电路，其包含一电压侦测电路、一电流侦测电路、一振荡器、一脉宽调变电路及一负载侦测电路。电压侦测电路侦测一反射讯号，以产生一电压回路讯号。电流侦测电路侦测功率转换器的一变压器的一电流，以产生一电流回路讯号。振荡器依据功率转换器的一输出负载产生一振荡讯号。脉宽调变电路依据电压回路讯号、电流回路讯号及振荡讯号产生一切换讯号，以调整功率转换器的一输出。负载侦测电路经由一讯号转换装置接收一侦测讯号，以增加切换讯号的一切换频率。一旦功率转换器的输出低于一低电压门槛时，侦测讯号则被产生。振荡讯号决定切换讯号的切换频率。切换讯号用于经由一晶体管切换变压器。
附图说明
图1：其为习知的一次侧调整式功率转换器的电路图；
图2：其为图1的习知一次侧调整式功率转换器的切换讯号SW、输出负载LOAD及输出电压VO的波形图；
图3：其为本发明的功率转换器的一实施例的电路图；
图4：其为本发明的控制电路的一实施例的电路图；
图5：其为本发明的振荡器的一实施例的电路图；
图6：其为本发明的脉宽调变电路的一实施例的电路图；
图7：其为本发明的升压电路的一实施例的电路图；
图8：其为本发明的切换讯号SW、输出负载LOAD、侦测讯号SDET及输出电压VO的波形图；
图9：其为本发明的控制电路的另一实施例的电路图；
图10：其为本发明图9的控制电路的振荡器的一实施例的电路图；
图11：其为本发明的脉波产生器的一实施例的电路图；
图12A：其为本发明的功率转换器的第二实施例的电路图；以及
图12B：其为本发明的功率转换器的第三实施例的电路图。
【图号对照说明】
10变压器                    20晶体管
30电流感测装置              40二极管
45电容器                    50控制电路
51电阻器                    52电阻器
60参考装置                  61电阻器
70光耦合器                  80比较器
81电容器                    82电容器
85脉波变压器                100A控制电路
100B控制电路                101电阻器
110电压侦测电路             120第一误差放大器
125第一频率补偿电容器       130第一比较器
140比较器                   141电流源
150升压电路                 151正反器
160电流源                   165开关
175比较器                   176反相器
210电流侦测电路             220第二误差放大器
225第二频率补偿电容器       230第二比较器
250与非门                   300振荡器
301比较器                   302时间延迟电路
303反相器                   304开关
305电压对电流转换电路       310电流源
311晶体管                   312晶体管
313晶体管                   314晶体管
315晶体管                   317电流源
321充电开关                 322放电开关
325电容器                   331比较器
332比较器                   341与非门
342与非门                   345反相器
346反相器                   350振荡器
351电流源                   352开关
360脉波产生器               361与门
362电流源                   363晶体管
365电容器                   367反相器
368与门                     400脉宽调变电路
410反相器                   420与门
425正反器                   430输出缓冲器
451反相器                   452晶体管
453电流源                   460电容器
470比较器                   480加法器
I312电流                     Ic充电电流
IcMP电流回路讯号             ID放电电流
IO输出电流                   IOsc电流
IP电流                       LOAD输出负载
NA辅助绕组                   NP一次侧绕组
Ns二次侧绕组                 PLS振荡讯号
RMP斜坡讯号                  RST重置讯号
SD放电讯号                   SDET侦测讯号
SDS消磁讯号                  ST讯号
SW切换讯号                   VAUX反射电压
Vcc供应电压                  VcMp电压回路讯号
Vcs电流感测讯号              VF顺向二极管电压
VH门槛                       VI电流回授讯号
VIN输入电压                  VL门槛
VO输出电压                   ΔVOl电压降
ΔVO2电压降                  VR参考电压
VR2门槛电压                  VREFl第一参考讯号
VREF2第二参考讯号            VRT1低门槛
VS反射讯号                   VSAW讯号
VT门槛                       VT1门槛
VT2门槛                      Vv电压回授讯号
具体实施方式
为了使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，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：
请参阅图3，其为本发明的功率转换器的一实施例的电路图。如图所示，功率转换器包含变压器10，其具有一次侧绕组NP、二次侧绕组Ns及辅助绕组NA。一次侧绕组NP经由功率转换器的一输入端接收输入电压VIN。二次侧绕组NS经由二极管40及电容器45而于功率转换器的一输出端产生输出电压VO。晶体管20用于切换变压器10，以从输入电压VIN转换能量至输出电压VO。当晶体管20导通时，变压器10即被激磁，而且变压器10的电流IP流经晶体管20。电流感测装置30耦接于晶体管20及接地端之间，其感测电流IP而产生电流感测讯号Vcs，电流感测讯号Vcs耦接一控制电路100A/100B。所以，电流感测讯号Vcs相关联于变压器10的电流IP。电流IP为切换电流。
一旦晶体管20截止时，变压器10会被消磁，并且变压器10的能量被转移到输出电压VO。此外，于产生输出电压VO的同时，反射电压VAUx产生于变压器10的辅助绕组NA。控制电路100A/100B耦接分压电路，以取样反射讯号VS，分压电路包含电阻器51与52。反射讯号Vs相关联于反射电压VAUx，其表示控制电路100A/100B经由分压电路耦接辅助绕组NA，以取样反射电压VAUx。由于辅助绕组NA与一次侧绕组NP成一比例，所以于变压器10消磁期间，反射电压VAUX相关联于输出电压VO。其表示于变压器10消磁期间，反射讯号Vs是相关联于反射电压VAUX、输出电压VO及输出负载。电阻器51的一第一端耦接辅助绕组NA。电阻器52耦接于电阻器51的一第二端及接地端之间。
控制电路100A/100B连接于电阻器51与52的连接点，以取样反射讯号VS而取样变压器10的反射电压VAUx。控制电路100A/100B产生切换讯号SW，以控制晶体管20，而切换变压器10及调整功率转换器的输出(输出电压VO及/或输出电流IO)。控制电路100A/100B可以为一一次侧调整电路，其包含一电压回路及一电流回路。功率转换器操作在轻载状态或无载状态的期间，切换讯号SW的切换频率降低。当负载状态为轻载状态或无载状态时，功率转换器运作于休眠模式或间歇省电模式(burst mode)。
一讯号转换装置，例如一光耦合器70，当输出电压VO低于一低电压门槛时，讯号转换装置用于传输一侦测讯号SDET至控制电路100A/100B。其表示一旦功率转换器的输出电压VO低于低电压门槛时，侦测讯号SDET即被产生。本发明的一实施例中，一参考装置60(具有一参考电压VR)及光耦合器70的一顺向二极管电压VF决定低电压门槛。当功率转换器运作于轻载状态或无载状态且输出电压VO的电压准位低于低电压门槛时，侦测讯号SDET用于唤醒控制电路100A/100B，以增加切换讯号SW的切换频率。
一电阻器61的一第一端耦接功率转换器的输出端。参考装置60耦接于电阻器61的一第二端及光耦合器70之间。光耦合器70耦接功率转换器的输出端及控制电路100A/100B。于本发明的一实施例中，参考装置60可以为一稽纳二极管。由上述可知，电阻器61、参考装置60及光耦合器70设于变压器10的二次侧，以感测输出负载及输出电压VO，所以电阻器61、参考装置60及光耦合器70用于作为一二次侧感测电路，而用于感测输出负载及输出电压VO。
请参阅图4，其为本发明的控制电路100A的一实施例的电路图。如图所示，控制电路100A包含一电压侦测电路(V-Loop)11O，其依据反射讯号VS产生一电压回授讯号Vv。电压回授讯号Vv耦接一第一误差放大器120，以产生一电压回路讯号VCMP。其表示电压侦测电路11O用于侦测反射讯号Vs，以产生电压回路讯号VCMP。
电压侦测电路110更依据反射讯号Vs产生一消磁讯号SDs。消磁讯号SDs耦接一电流侦测电路(I-Loop)210。电流侦测电路210依据电流感测讯号Vcs及消磁讯号SDs产生一电流回授讯号VI。电流回授讯号VI耦接一第二误差放大器220，以产生一电流回路讯号ICMP。其表示电流侦测电路210用于侦测变压器10的电流IP(如图3所示)，以产生电流回路讯号ICMP。
电压侦测电路110所产生的电压回授讯号Vv耦接于第一误差放大器120的一负输入端。于本发明的一实例中，第一误差放大器120为具有一第一参考讯号VREFl的一转导误差放大器(trans-conductance error amplifier)。第一参考讯号VREF1耦接于第一误差放大器120的一正输入端。第一误差放大器120比较电压回授讯号Vv及第一参考讯号VREF1，而在第一误差放大器120的一输出端产生电压回路讯号VCMP。因此，第一误差放大器120依据反射讯号Vs产生电压回路讯号VcMP。其表示电压回路讯号VCMP的准位相关联于功率转换器的输出电压VO的电压准位及输出负载。
一第一频率补偿电容器125耦接第一误差放大器120的输出端，其用于电压回路讯号VCMP的频率补偿。
电压回路讯号VcMP更经由一第一比较器130、一与非门250及一脉宽调变电路(PWM)400而产生切换讯号SW。第一比较器130的一正输入端耦接第一频率补偿电容器125及第一误差放大器120的输出端，以接收电压回路讯号VCMP。第一比较器130的一负输入端接收一斜坡讯号RMP，斜坡讯号RMP产生于脉宽调变电路400。第一比较器130的一输出端耦接与非门250的一第一输入端，以产生一重置讯号RST。重置讯号RST耦接脉宽调变电路400，以截止切换讯号SW及调变切换讯号SW的切换频率。
电压回路讯号VcMP亦耦接一振荡器(OSC)300，以调变振荡器300所产生的一振荡讯号PLS的频率及切换讯号SW的切换频率。因此，振荡器300依据功率转换器的输出负载产生振荡讯号PLS。此外，振荡讯号PLS的频率及切换讯号SW的切换频率会依据电压回路讯号VCMP的降低及功率转换器的输出负载的降低而降低。振荡讯号PLS耦接脉宽调变电路400，以致能切换讯号SW及决定切换讯号SW的切换频率。
电流回授讯号VI耦接第二误差放大器220的一负输入端。于本发明的一实施例中，第二误差放大器220为具有一第二参考讯号VREF2的一转导误差放大器。第二参考讯号VREF2耦接至第二误差放大器220的一正输入端。第二误差放大器220比较电流回授讯号VI及第二参考讯号VREF2，而在第二误差放大器220的一输出端产生电流回路讯号IcMP。一第二频率补偿电容器225耦接第二误差放大器220的输出端，其用于电流回路讯号IcMP的频率补偿。电流回路讯号IcMP的准位相关联于功率转换器的输出电流IO(如图3所示)。
电流回路讯号ICMP更经由一第二比较器230、与非门250及脉宽调变电路400产生切换讯号SW。第二比较器230的一正输入端耦接第二频率补偿电容器225及第二误差放大器220的输出端，以接收电流回路讯号ICMP。第二比较器230的一负输入端接收斜坡讯号RMP。第二比较器230的一输出端耦接与非门250的一第二输入端，以产生重置讯号RST。与非门250的一输出端产生重置讯号RST，重置讯号RST耦接脉宽调变电路400，以截止切换讯号SW。电流回路讯号IcMP用于调整功率转换器的输出电流IO为一定电流。脉宽调变电路400更接收电流感测讯号Vcs，以调变切换讯号SW。
电压侦测电路110、电流侦测电路210、电压回路讯号VCMP及电流回路讯号IcMp的详细运作，请参阅美国专利案第7,016,204号“Close-loop PWMcontroller for primary-side controlled power converters”。于轻载状态下对切换讯号SW的频率进行调变的详细操作，请参阅美国专利案第7,362,593号“Switchingcontrol circuit having off-time modulation tO improve efficiency Of primary-sidecontrolled power supply”。
一负载侦测电路从光耦合器70接收侦测讯号SDET，以侦测输出负载状态，而在功率转换器运作于轻载状态及输出电压VO的电压准位低于低电压门槛时，增加切换讯号SW的切换频率。负载侦测电路包含一比较器140。侦测讯号SDET耦接于比较器140的一正输入端，比较器140的一负输入端接收一门槛VT。一电流源141耦接于一供应电压Vcc及比较器140的正输入端之间。电流源141(例如10微安培(μA))耦接侦测讯号SDET及用于拉升侦测讯号SDET。于正常运作下，光耦合器70会拉低侦测讯号SDET。
一旦输出电压VO低于低电压门槛，侦测讯号SDET将会高于门槛VT，且比较器140的一输出端会产生一讯号ST。讯号ST驱动一升压电路150。升压电路150依据讯号ST产生一脉波讯号，以充电第一频率补偿电容器125及提升电压回路讯号VCMP的准位。因此，当输出电压VO低于低电压门槛时，侦测讯号SDET用于增加电压回路讯号VCMP的准位。如此，振荡讯号PLS的频率及切换讯号SW的切换频率会随着电压回路讯号VCMP的准位的增加而增加。由上述可知，电压回路讯号VCMP调变振荡讯号PLS的频率及切换讯号SW的切换频率。
于轻载状态期间，振荡讯号PLS的频率及切换讯号SW的切换频率会降低(例如：数赫兹(Hz))。一旦侦测讯号SDET被产生(逻辑高准位)，振荡讯号PLS的频率与切换讯号SW的切换频率会立即增加(例如：大于20千赫兹(KHz))，以减少输出电压VO的电压降。输出电压VO的波形绘示于图8，当功率转换器运作于轻载状态期间，侦测讯号SDET用于增加振荡讯号PLS的频率及切换讯号SW的切换频率。
复参阅图8，功率转换器运作于轻载状态，且功率转换器操作于休眠模式或间歇省电模式，以减少切换讯号SW的切换频率。功率转换器运作于轻载状态期间，若输出负载突然地增加，其会导致输出电压VO低于低电压门槛，此时侦测讯号SDET即会被产生。侦测讯号SDET用于唤醒控制电路100A/100B(如图3所示)，以调变切换讯号SW，切换讯号SW的切换频率会增加。所以，控制电路100A/100B的响应速度快速，其可以减少输出电压VO的电压降ΔVO2。如图8所示，电压降ΔVO2小于图2所示的电压降ΔVO1。
请参阅图5，其为本发明的振荡器300的一实施例的电路图。如图所示，一电压对电流转换电路(V-I)305依据电压回路讯号VCMP产生一电流IOsc。电流IOsc的准位与电压回路讯号VCMP的准位成比例。电流IOsc经由复数电流镜、一充电开关321及一放电开关322而对一电容器325充电与放电，以产生振荡讯号PLS。
一第一电流镜包含晶体管311与313。一第二电流镜包含晶体管311与312。一第三电流镜包含晶体管314与315。第一电流镜产生一放电电流ID，以对电容器325进行放电。晶体管311与313的闸极相互耦接，晶体管311与313的源极皆耦接于接地端。晶体管311的汲极耦接晶体管311与313的闸极，且接收电流IOsc。晶体管313的汲极产生放电电流ID。第二电流镜产生一电流I312。晶体管312的闸极耦接晶体管311的闸极，晶体管312的源极耦接于接地端，晶体管312的汲极产生电流I312。
第三电流镜依据电流I312产生一充电电流Ic，以对电容器325进行充电。晶体管314与315的源极皆耦接供应电压Vcc，晶体管314与315的闸极相互耦接，晶体管314的汲极耦接晶体管312的汲极，以接收电流I312。晶体管314的汲极更耦接晶体管314与315的闸极，晶体管315的汲极产生充电电流Ic。
充电开关321耦接于晶体管315的汲极及电容器325的一第一端之间。当充电开关321导通时，充电电流Ic对电容器325进行充电。放电开关322耦接于晶体管313的汲极及电容器325的第一端之间。当放电开关322导通时，放电电流ID对电容器325进行放电。因此，一讯号VsAw产生于电容器325。电容器325的一第二端耦接于接地端。
振荡器300更包含比较器331与332、与非门341与342以及反相器345与346，以产生振荡讯号PLS。比较器331的一正输入端接收一门槛VH，比较器331的一负输入端接收讯号VsAw，比较器331比较讯号VsAw与门槛VH。比较器332的一负输入端接收一门槛VL，比较器332的一正输入端接收讯号VsAw，比较器332比较讯号VsAw及门槛VL。
与非门341的一第一输入端耦接比较器331的一输出端，与非门342的一输出端耦接与非门341的一第二输入端，与非门342的一第一输入端耦接比较器332的一输出端，与非门342的一第二输入端耦接与非门341的一输出端。反相器345的一输入端耦接与非门341的输出端。反相器345的一输出端耦接反相器346的一输入端及充电开关321的一控制端。因此，反相器345的一输出讯号控制充电开关321。反相器346的一输出端耦接放电开关322的一控制端及脉宽调变电路400(如图4所示)。振荡讯号PLS产生于反相器346的输出端。其表示振荡讯号PLS控制放电开关322。
由上述可知，电压对电流转换电路305依据电压回路讯号VcMP产生电流IOsc，以对电容器325进行充电和放电，而产生振荡讯号PLS。当电压回路讯号VcMP的准位降低时，振荡讯号PLS的频率也会随着降低。
振荡器300更包含一电流源310。此电流源310用于决定电容器325的一最小充电电流及一最小放电电流。因此，电流源310用于决定振荡讯号PLS的一最小频率。电流源310的一第一端耦接供应电压Vcc。一开关304耦接于电流源310的一第二端及晶体管311的汲极之间。
电压回路讯号VCMP耦接一比较器301的一负输入端。比较器301的一正输入端接收一门槛VT1，比较器301比较电压回路讯号VcMP与门槛VT1，比较器301的一输出端耦接一时间延迟电路(DLY)302的一输入端。时间延迟电路302延迟比较器301的一输出。时间延迟电路302的一输出端耦接一反相器303的一输入端。反相器303的一输出端控制开关304。
开关304用于致能电流源310。当电压回路讯号VcMp高于门槛VT1时，开关304导通及致能电流源310。因此，振荡讯号PLS的最小频率及切换讯号SW的最小频率可以为一第一频率F1(例如1.2千赫兹(KHz))。其表示当电压回路讯号VcMP的准位高于门槛VT1时，最小频率为第一频率F1。电流IOsc及电流源310的电流决定第一频率F1。其表示电压回路讯号VcMp的一第一准位决定第一频率F1，而电压回路讯号VCMP的此第一准位高于门槛VT1。
电压回路讯号VcMP低于门槛VT1时，比较器301经由时间延迟电路302(例如：延迟时间为10毫秒(msec))及反相器303截止开关304(禁能电流源310)，如此振荡讯号PLS的最小频率仅由电流IOsc决定。因此，振荡讯号PLS及切换讯号SW的最小频率可以低于一第二频率F2(例如：20赫兹(Hz))或可以为第二频率F2。第二频率F2低于第一频率F1。
请参阅图6，其为本发明的脉宽调变电路400的一实施例的电路图。如图所示，一正反器425的一输入端D接收供应电压Vcc。振荡讯号PLS经由一反相器410耦接正反器425的一时脉输入端CK，以致能切换讯号SW。正反器425的一输出端Q耦接一输出缓冲器430的一输入端。输出缓冲器430的一输出端产生切换讯号SW。振荡讯号PLS决定切换讯号SW的切换频率。
一反相器451、一晶体管452、一电流源453、一电容器460及一比较器470组成一电路，此电路限制切换讯号SW的最大导通时间并产生斜坡讯号RMP。正反器425所产生的一输出讯号经由反相器451而耦接晶体管452的一闸极，以驱动晶体管452。电流源453的一端耦接供应电压Vcc，电流源453的另一端耦接晶体管452的汲极及电容器460的一端。晶体管452的源极及电容器460的另一端皆耦接于接地端。当正反器425的输出讯号的准位为高准位且晶体管452截止时，电流源453对电容器460进行充电。
电容器460所产生的一讯号耦接比较器470的一负输入端，一门槛VT2耦接至比较器470的一正输入端，比较器470比较电容器460的讯号及门槛VT2。比较器470的一输出端耦接一与门420的一第一输入端，重置讯号RST耦接至与门420的一第二输入端，与门420的一输出端耦接至正反器425的一重置输入端R。其表示比较器470的一输出讯号及重置讯号RST经由与门420重置正反器425，以截止(禁能)切换讯号SW。
脉宽调变电路400更包含一加法器480。电容器460产生的讯号及电流感测讯号Vcs耦接加法器480，以产生斜坡讯号RMP。因此，电容器460产生的讯号配合电流感测讯号Vcs产生斜坡讯号RMP，以进行脉波宽度调变。
请参阅图7，其为本发明的升压电路150的一实施例的电路图。如图所示，升压电路150包含一正反器151、一电流源160、一开关165、一比较器175及一反相器176。供应电压Vcc耦接至正反器151的一输入端D。讯号ST耦接正反器151的一时脉输入端CK。正反器151的一输出端Q控制开关165。开关165耦接于电流源160及第一频率补偿电容器125(如图4所示)之间。电流源160更耦接供应电压VCC。讯号ST经由正反器151导通开关165。电流源160经由开关165对第一频率补偿电容器125(电压回路讯号VCMp)进行充电。
电压回路讯号VCMP耦接比较器175的一正输入端，比较器175的一负输入端接收一低门槛VRT1，比较器175比较电压回路讯号VcMP与低门槛VRT1。比较器175的一输出端耦接反相器176的一输入端，反相器176的一输出端耦接正反器151的一重置输入端R。
一旦电压回路讯号VCMP的准位高于低门槛VRT1，比较器175及反相器176会重置正反器151(截止开关165)。当讯号ST致能时，低门槛VRT1决定电压回路讯号VcMP的准位，所以当侦测讯号SDET(如图4所示)被产生时，此电路决定切换讯号SW的切换频率(例如：20千赫兹(KHz))。一旦电压回路讯号VCMP的准位低于低门槛VRT1，侦测讯号SDET用于增加电压回路讯号VCMP的准位。
此外，当电压回路讯号VCMP的准位高于低门槛VRT1时，因正反器151被重置，所以侦测讯号SDET的产生将不会改变电压回路讯号VCMP的准位及不会增加切换讯号SW的切换频率。其表示侦测讯号SDET的产生仅会在功率转换器的输出负载低于一低负载门槛时增加切换讯号SW的切换频率。低负载门槛相关联于低门槛VRT1。
请参阅图9，其为本发明的控制电路的另一实施例的电路图。如图所示，此实施例的控制电路100B比较图4的控制电路100A，其差异在于此实施例的控制电路100B不包含升压电路150，而且比较器140的输出端所产生的讯号ST直接耦接一振荡器350(OSC)，以在侦测讯号SDET高于门槛VT时，增加振荡讯号PLS的频率及切换讯号SW的切换频率。
请参阅图10，其为本发明图9的控制电路100B的振荡器350的一实施例的电路图。如图所示，振荡器350与图5的振荡器300的差异在于振荡器350更包含电流源317与351、一开关352及一脉波产生器360，但并未使用图5的比较器301、时间延迟电路302、反相器303、开关304、电流源310及晶体管312、314与315。振荡器350不同于振荡器300(如图5所示)的电路将在后续说明，而振荡器350的其余电路同于图5的振荡器300，所以于此不再详述。
振荡讯号PLS及讯号ST耦接脉波产生器360，脉波产生器360依据振荡讯号PLS及讯号ST产生一放电讯号SD，放电讯号SD控制开关352。开关352耦接于电流源351及晶体管311的汲极之间。电流源351更耦接供应电压Vcc。其表示振荡讯号PLS及讯号ST经由脉波产生器360致能开关352。
电流源351经由开关352与第一电流镜而对电容器325进行放电，第一电流镜由晶体管311和313所构成。振荡讯号PLS的频率会随着电容器325的放电电流ID的增加而增加。电流源317耦接于供应电压Vcc与充电开关321之间，以对电容器325进行充电。
请参阅图11，其为本发明的振荡器350的脉波产生器360的一实施例的电路图。如图所示，脉波产生器360依据振荡讯号PLS的致能及讯号ST的致能产生放电讯号SD。振荡讯号PLS及讯号ST耦接一与门361的两输入端，与门361的一输出端耦接一晶体管363的闸极，以驱动晶体管363。一电流源362的一端耦接供应电压Vcc，电流源362的另一端耦接晶体管363的汲极与一电容器365的一端。晶体管363的源极及电容器365的另一端皆耦接于接地端。
当晶体管363截止时，电流源362对电容器365进行充电。当振荡讯号PLS及讯号ST被致能且晶体管363导通时，晶体管363即对电容器365进行放电。一反相器367的一输入端耦接电容器365，反相器367的一输出端耦接一与门368的一第一输入端，与门368的一第二输入端耦接与门361的输出端，与门368的一输出端产生放电讯号SD。
请参阅图12A，其为本发明的功率转换器的第二实施例的电路图。如图所示，本发明的控制电路100A/100B亦运用于本实施例。本实施例用于感测输出负载及输出电压VO的二次侧感测电路不同于图3用于感测输出负载及输出电压VO的二次侧感测电路。本实施例的二次侧感测电路将会于后续说明。本实施例的其余电路同于图3的功率转换器的电路，所以于此不再详述。
本实施例的二次侧感测电路包含一比较器80、电容器81与82及一电阻器101。输出电压VO耦接比较器80的一负输入端，一门槛电压VR2(低电压门槛)耦接至比较器80的一正输入端，比较器80比较输出电压VO及门槛电压VR2，所以比较器80用于侦测输出电压VO。
电容器82耦接于比较器80的一输出端及控制电路100A/100B之间。电阻器101的一第一端耦接电容器82及控制电路100A/100B，电阻器101的一第二端耦接于接地端。电容器81耦接于电流感测装置30及一参考电位。当输出电压VO低于门槛电压VR2(低电压门槛)时，比较器80将经由电阻器101、电容器81与82产生侦测讯号SDET。电容器81为功率转换器的一Y电容器，以用于降低电磁干扰(electrical magnetic interference，EMI)。电容器82用于作为讯号转换装置。于正常操作下，电阻器101用于拉低侦测讯号SpET。
请参阅图12B，其为本发明的功率转换器的第三实施例的电路图。本发明的控制电路100A/100B亦运用于本实施例。本实施例用于感测输出负载及输出电压VO的二次侧感测电路不同于图3的二次侧感测电路。本实施例的二次侧感测电路将会于后续说明。本实施例的其余电路同于图3的功率转换器的电路，所以于此不再详述。
本实施例的二次侧感测电路包含比较器80、电阻器101及一脉波变压器85，其中比较器80用于侦测输出电压VO。脉波变压器85耦接于比较器80的输出端及控制电路1OOA/1OOB之间。电阻器101的第一端耦接脉波变压器85及控制电路100A/100B。当输出电压VO低于门槛电压VR2时，比较器80将经由电阻器101及脉波变压器85产生侦测讯号SDET。脉波变压器85用于作为讯号转换装置。于正常操作下，电阻器101用于拉低侦测讯号SDET。
上文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 (17)

1.一种功率转换器的控制电路，其特征在于，其包含：
一电压侦测电路，侦测一反射讯号，而产生一电压回路讯号；
一电流侦测电路，侦测该功率转换器的一变压器的一电流，而产生一电流回路讯号；
一振荡器，依据该功率转换器的一输出负载产生一振荡讯号；
一脉宽调变电路，依据该电压回路讯号、该电流回路讯号及该振荡讯号产生一切换讯号，以调整该功率转换器的一输出；以及
一负载侦测电路，经由一光耦合器接收一侦测讯号，以增加该切换讯号的一切换频率；
其中，一旦该功率转换器的该输出低于一低电压门槛时，该侦测讯号被产生；该振荡讯号决定该切换讯号的该切换频率，该切换讯号经由一晶体管切换该变压器。
2.如权利要求1所述的功率转换器的控制电路，其特征在于，其更包含：
一误差放大器，依据该反射讯号产生该电压回路讯号，该误差放大器具有一参考讯号并耦接一频率补偿电容器。
3.如权利要求1所述的功率转换器的控制电路，其特征在于，其更包含：
一升压电路，耦接该负载侦测电路，该负载侦测电路依据该侦测讯号驱动该升压电路，以增加该切换讯号的该切换频率。
4.如权利要求3所述的功率转换器的控制电路，其特征在于，其中该升压电路提升该电压回路讯号的准位，以增加该切换讯号的该切换频率，该振荡器依据该电压回路讯号产生该振荡讯号，该电压回路讯号相关联于该输出负载。
5.如权利要求1所述的功率转换器的控制电路，其特征在于，其中该侦测讯号仅于该输出负载低于一低负载门槛时，增加该切换讯号的该切换频率。
6.如权利要求1所述的功率转换器的控制电路，其特征在于，其中当该电压回路讯号的准位低于一低门槛时，该侦测讯号增加该电压回路讯号的准位。
7.如权利要求1所述的功率转换器的控制电路，其特征在于，其中该振荡讯号的一频率依据该输出负载的降低而降低。
8.如权利要求1所述的功率转换器的控制电路，其特征在于，其中该电压回路讯号调变该切换讯号的该切换频率，该切换讯号具有一最小频率，该最小频率为一第一频率，该电压回路讯号的一第一准位决定该第一频率，当该电压回路讯号低于一门槛且经一延迟时间后，该最小频率为一第二频率，该第一频率高于该第二频率。
9.一种功率转换器的控制电路，其特征在于，其包含：
一电压侦测电路，侦测一反射讯号，而产生一电压回路讯号；
一电流侦测电路，侦测该功率转换器的一变压器的一电流，而产生一电流回路讯号；
一振荡器，依据该功率转换器的一输出负载产生一振荡讯号；
一脉宽调变电路，依据该电压回路讯号、该电流回路讯号及该振荡讯号产生一切换讯号，以调整该功率转换器的一输出；以及
一负载侦测电路，经由一讯号转换装置接收一侦测讯号，以增加该切换讯号的一切换频率；
其中，一旦该功率转换器的该输出低于一低电压门槛时，该侦测讯号被产生；该振荡讯号决定该切换讯号的该切换频率，该切换讯号经由一晶体管切换该变压器。
10.如权利要求9所述的功率转换器的控制电路，其特征在于，其更包含：
一误差放大器，依据该反射讯号产生该电压回路讯号，该误差放大器具有一参考讯号并耦接一频率补偿电容器。
11.如权利要求9所述的功率转换器的控制电路，其特征在于，其中该侦测讯号仅于该输出负载低于一低负载门槛时，增加该切换讯号的该切换频率。
12.如权利要求9所述的功率转换器的控制电路，其特征在于，其中当该电压回路讯号的准位低于一低门槛时，该侦测讯号增加该电压回路讯号的准位。
13.如权利要求9所述的功率转换器的控制电路，其特征在于，其中该振荡讯号的一频率依据该输出负载的降低而降低。
14.如权利要求9所述的功率转换器的控制电路，其特征在于，其中该电压回路讯号调变该切换讯号的该切换频率，该切换讯号具有一最小频率，该最小频率为一第一频率，该电压回路讯号的一第一准位决定该第一频率，当该电压回路讯号低于一门槛且经一延迟时间后，该最小频率为一第二频率，该第一频率高于该第二频率。
15.如权利要求9所述的功率转换器的控制电路，其特征在于，其中该讯号转换装置为一电容器。
16.如权利要求9所述的功率转换器的控制电路，其特征在于，其中该讯号转换装置为一脉波变压器。
17.如权利要求9所述的功率转换器的控制电路，其特征在于，其中该讯号转换装置为一光耦合器。
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