CN103580487A

CN103580487A - 产生变压器的可变采样延迟时间的采样维持电路及其方法

Info

Publication number: CN103580487A
Application number: CN201210284175.0A
Authority: CN
Inventors: 陈仁义; 沈逸伦
Original assignee: Leadtrend Technology Corp
Current assignee: Leadtrend Technology Corp
Priority date: 2012-08-10
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2014-02-12

Abstract

本发明公开了一种产生变压器的可变采样延迟时间的采样维持电路及其方法。该采样维持电路包括放电侦测单元、采样延迟时间产生单元及比较器。该放电侦测单元根据第一开启信号与第一参考电流，产生第一电压，其中该第一开启信号的时间长度是随着该变压器的当下周期的放电时间改变；该采样延迟时间产生单元根据该第一开启信号与第二参考电流，产生第二电压；该比较器根据对应于该变压器的前一个周期的第一电压与对应于该变压器的当下周期的第二电压，产生采样信号给该变压器的控制电路，其中该第一参考电流是为该第二参考电流的K倍，且0＜K＜1。因此，相较于现有技术，本发明可改善该采样维持电路使用固定采样时间的缺点。

Description

产生变压器的可变采样延迟时间的采样维持电路及其方法

技术领域

本发明是有关于一种产生变压器的可变采样延迟时间的采样维持电路及其方法，尤指一种产生可随耦接于变压器的负载变化的采样延迟时间的采样维持电路及其方法。

背景技术

请参照图1，图1是为现有技术说明变压器100的示意图。变压器100的一次侧的控制电路102是用以通过侦测辅助供电绕组104上的电压，以控制输出电压VOUT。由于辅助供电绕组104上的电压是为正电压与负电压轮替出现，因此需在正确时间对辅助供电绕组104上的电压采样。一般说来，采样维持电路108在变压器100的一次侧的开关106关闭后一段时间产生采样信号SS给控制电路102中的比较器107，其中VREF是为参考电压。然而，因为当不同负载耦接于变压器100的二次侧时，变压器100的放电时间不同，所以若采样维持电路108使用固定采样时间会造成控制电路102稳压效果不好，甚至造成轻载时采样错误。

发明内容

本发明的一实施例提供一种产生变压器的可变采样延迟时间的采样维持电路。该采样维持电路包括放电侦测单元、采样延迟时间产生单元及比较器。该放电侦测单元是用以根据第一开启信号与第一参考电流，产生第一电压，其中该第一开启信号的时间长度是随着该变压器的当下周期的放电时间改变；该采样延迟时间产生单元是用以根据该第一开启信号与第二参考电流，产生第二电压；该比较器是用以根据对应于该变压器的前一个周期的第一电压与对应于该变压器的当下周期的第二电压，产生采样信号给该变压器内的控制电路，其中该第一参考电流是为该第二参考电流的K倍，其中0＜K＜1。

本发明的还一实施例提供一种产生变压器的可变采样延迟时间的方法。产生该可变采样延迟时间的采样维持电路包括放电侦测单元、采样延迟时间产生单元及比较器，其中该放电侦测单元包括第一开关、第一电容、第二开关、第三开关及第二电容，以及该采样延迟时间产生单元包括第四开关、第三电容及第五开关，该第一电容、该第二电容与该第三电容相同。该方法包括根据第一开启信号与第一参考电流，产生第一电压，其中该第一开启信号的时间长度是随着该变压器的当下周期的放电时间改变；根据该第一开启信号与第二参考电流，产生对应于该当下周期的第二电压；根据对应于该变压器的前一个周期的第一电压与对应于该当下周期的第二电压，产生采样信号给该变压器内的控制电路；其中该第一参考电流是为该第二参考电流的K倍，其中0＜K＜1。

本发明提供一种产生变压器的可变采样延迟时间的采样维持电路及其方法。该采样维持电路及该方法是利用放电侦测单元根据第一开启信号与第一参考电流，产生对应于变压器的当下周期的第一电压，以及利用采样延迟时间产生单元根据该第一开启信号与第二参考电流，产生对应于该变压器的当下周期的第二电压。然后，比较器根据对应于该变压器的前一个周期的第一电压与对应于该当下周期的第二电压，产生采样信号给该变压器内的控制电路。因为该第一参考电流与该第二参考电流不相等，所以该比较器产生该采样信号的时间，将会随着耦接于该变压器的二次侧电路的负载而改变。因此，相较于现有技术，本发明可改善该采样维持电路使用固定采样时间的缺点。

附图说明

图1是为现有技术说明变压器的示意图。

图2是为本发明的一实施例提供一种产生变压器的可变采样延迟时间的采样维持电路的示意图。

图3是为说明用以控制一次侧的开关的脉冲宽度调变信号、辅助供电绕组上的电压变化、第一开启信号、第二开启信号、第三开启信号、采样信号、第一电容与第三电容的充电时间的时序示意图。

图4是为本发明的还一实施例说明一种产生变压器的可变采样延迟时间的方法的流程图。

其中，附图标记说明如下：

100 变压器

102 控制电路

104 辅助供电绕组

106 开关

107 比较器

108、200 采样维持电路

110 负载

202 放电侦测单元

204 采样延迟时间产生单元

206 比较器

208 信号产生电路

2022 第一电流源

2024 第一开关

2026 第一电容

2028 第二开关

2030 第三开关

2032 第二电容

2042 第二电流源

2044 第四开关

2046 第三电容

2048 第五开关

COMP、CS 接脚

FTS 第一开启信号

FV 第一电压

GND 地端

IFR 第一参考电流

ISR 第二参考电流

NS 二次侧线圈

PWM 脉冲宽度调变信号

SV 第二电压

SS 采样信号

STS 第二开启信号

TDIS(n-1)、TS(n-1)、TDIS(n)、TS(n) 时间

TDIS(n-1)、TDIS(n) 放电时间

TTS 第三开启信号

T1、T2、T3、T4 时段

VOUT 输出电压

VNA 电压

VREF 参考电压

400-408 步骤

具体实施方式

请参照图2，图2是为本发明的一实施例提供一种产生变压器的可变采样延迟时间的采样维持电路200的示意图，其中采样维持电路200是用以取代变压器100的采样维持电路108，且变压器100是为返驰式变压器。但本发明并不受限于采样维持电路200是位于返驰式变压器内。如图2所示，采样维持电路200包括放电侦测单元202、采样延迟时间产生单元204及比较器206。放电侦测单元202是用以根据第一开启信号FTS与第一参考电流IFR，产生第一电压FV，其中第一开启信号FTS的时间长度是随着变压器100的当下周期的放电时间改变；采样延迟时间产生单元204是用以根据第一开启信号FTS与第二参考电流ISR，产生第二电压SV；比较器206是用以根据前一个周期的第一电压PFV与当下周期的第二电压SV，产生采样信号SS给变压器100内的控制电路102的比较器107，其中前一个周期的第一电压PFV是对应于变压器100

的前一个周期且第二电压SV是对应于变压器100的当下周期。第一参考电流IFR是为第二参考电流ISR的K倍，0＜K＜1，且K是随着耦接于变压器100的二次侧电路的负载110改变。亦即K是随着控制电路102的接脚(COMP接脚或CS接脚)的电压而改变，其中控制电路102的接脚的电压是随着耦接于变压器100的二次侧电路的负载110改变。另外，当耦接于变压器100的二次侧电路的负载110增加时，K亦增加。但本发明并不受限于K是随着耦接于变压器100的二次侧电路的负载110改变，亦即K可为预定比例。

如图2所示，放电侦测单元202包括第一电流源2022、第一开关2024、第一电容2026、第二开关2028、第三开关2030及第二电容2032。如图2所示，第一电流源2022是用以提供第一参考电流IFR；第一开关2024是耦接于第一电流源2022，用以根据第一开启信号FTS开启与关闭；第一电容2026是耦接于第一开关2024与地端GND之间，其中当第一开关2024根据第一开启信号FTS开启时，第一参考电流IFR对第一电容2026充电，以产生第一电压FV；第二开关2028是耦接于第一开关2024与地端GND之间，用以根据第二开启信号STS开启与关闭；第三开关2030是耦接于第一开关2024、第一电容2026与第二开关2028，用以根据第三开启信号TTS开启与关闭；第二电容2032是耦接于第三开关2030、比较器206与地端GND，用以于第三开关2030根据第三开启信号TTS开启时，稳定第一电压FV；另外，在第一开关2024根据第一开启信号FTS关闭之后且在变压器100的一次侧的开关106的开启时间的正缘之前，第三开关2030根据第三开启信号TTS开启，且在一次侧的开关106的开启时间当中，第二开关2028根据第二开启信号STS开启，以清除第一电容2026上残存的电荷。

如图2所示，采样延迟时间产生单元204包括第二电流源2042、第四开关2044、第三电容2046及第五开关2048。第二电流源2042是用以提供第二参考电流ISR；第四开关2044是耦接于第二电流源2042，用以根据第一开启信号FTS开启与关闭；第三电容2046是耦接于第四开关2044与地端GND之间，其中当第四开关2044根据第一开启信号FTS开启时，第二参考电流ISR对第三电容2046充电，以产生第二电压SV，其中第三电容2046、第二电容2032和第一电容2026相同；第五开关2048是耦接于第四开关2044、比较器206与地端GND，用以根据第二开启信号STS开启与关闭。另外，在一次侧的开关106的开启时间当中，第五开关2048根据第二开启信号STS开启，以清除第三电容2046上的电荷。

另外，采样维持电路200还包括信号产生电路208，用以产生第一开启信号FTS、第二开启信号STS及第三开启信号TTS。

请参照图3，图3是为说明用以控制一次侧的开关106的脉冲宽度调变信号PWM、辅助供电绕组104上的电压VNA变化、第一开启信号FTS、第二开启信号STS、第三开启信号TTS、采样信号SS、第一电容2026与第三电容2046的充电时间的时序示意图。如图3所示，在时段T1中，因为脉冲宽度调变信号PWM是为低电位，所以开关106关闭且变压器100的二次侧线圈NS开始放电给负载108，导致辅助供电绕组104上的电压VNA开始降低。在时段T1一开始时，第一开启信号FTS是为高电位，所以第一开关2024和第四开关2044开启，且第一参考电流IFR对第一电容2026充电以产生对应于时段T1第一电压FV以及第二参考电流ISR对第三电容2046充电以产生对应于时段T1第二电压SV。在时段T1中，在第一开启信号FTS的负缘与变压器100的一次侧的开关106的开启时间的正缘之间，第三开启信号TTS是为高电位。因此，第二电容2032于第三开关2030根据第三开启信号TTS开启时，稳定对应于时段T1第一电压FV。

在时段T2中(亦即一次侧的开关106的开启时间当中)，第二开启信号STS是为高电位，所以第二开关2028根据第二开启信号STS开启，以清除第一电容2026上残存的电荷，以及第五开关2048根据第二开启信号STS开启，以清除第三电容2046上的电荷。

在时段T3中，因为脉冲宽度调变信号PWM是为低电位，所以开关106关闭且变压器100的二次侧线圈NS开始放电，导致辅助供电绕组104上的电压VNA开始降低。在时段T3一开始时，第一开启信号FTS是为高电位，所以第一开关2024和第四开关2044开启，且第一参考电流IFR再次对第一电容2026充电以产生对应于时段T3的第一电压FV以及第二参考电流ISR再次对第三电容2046充电以产生对应于时段T3第二电压SV。在时段T3中，第二电容2032的电压是为对应于时段T1的第一电压FV，亦即比较器206的输入端的电压是为对应于时段T1的第一电压FV。因此，当第二电压SV(比较器206的还一个输入端的电压)大于对应于时段T1的第一电压FV时，比较器206产生采样信号SS。因为第一参考电流IFR是为第二参考电流ISR的K倍(亦即第二参考电流ISR大于第一参考电流IFR)，所以第一参考电流IFR对第一电容2026充电以产生对应于时段T1的第一电压FV的放电时间TDIS(n-1)(亦即变压器100的时段T1的第一开启信号FTS的时间长度)较第二参考电流ISR对第三电容2046充电以产生对应于时段T3的第二电压SV的时间TS(n)长，亦即时间TS(n)是为放电时间TDIS(n-1)的K倍。如此，比较器206产生采样信号SS的时间TS(n)会随着第一开启信号FTS的时间长度(TDIS(n-1))而改变。因为在时段T1，第一开启信号FTS的时间长度是随着变压器100的时段T1的放电时间TDIS(n-1)改变，所以比较器206产生采样信号SS的时间TS(n)亦会随着变压器100的时段T1的放电时间TDIS(n-1)改变。亦即比较器206产生采样信号SS的时间TS(n)会随着负载108而改变。另外，TDIS(n)是为对应于时段T3的第一开启信号FTS的时间长度，以及TS(n-1)是为比较器206在时段T1产生采样信号SS的时间。

但本发明并不受限于图3中，第一开启信号FTS、第二开启信号STS、第三开启信号TTS的电位，亦即只要采样维持电路200根据第一开启信号FTS、第二开启信号STS、第三开启信号TTS，产生随着负载110变化的可变采样延迟时间，皆落入本发明的范畴。

请参照图2、图3和图4，图4是为本发明的还一实施例说明一种产生变压器的可变采样延迟时间的方法的流程图。图4的方法是利用图2的采样维持电路200说明，详细步骤如下：

步骤400：开始；

步骤402：当第一开关2024根据第一开启信号FTS开启时，第一参考电流IFR对第一电容2026充电，以产生对应于变压器100的当下周期的第一电压FV，以及当第四开关2044根据第一开启信号FTS开启时，第二参考电流ISR对第三电容2046充电，以产生对应于当

下周期的第二电压SV；

步骤404：比较器206根据对应于变压器100的前一个周期的第一电压FV与对应于当下周期的第二电压SV，产生采样信号SS给变压器100内的控制电路102的比较器107；

步骤406：在第一开关2024根据第一开启信号FTS关闭之后且在变压器110的一次侧的开关106的开启时间的正缘之前，第三开关2030根据第三开启信号TTS开启，且第二电容2032稳定对应于当下周期的第一电压FV；

步骤408：在一次侧的开关106的开启时间当中，第二开关2028与第五开关2048根据第二开启信号STS开启，以清除第一电容2026上残存的电荷与第三电容2046上的电荷，跳回步骤402。

在步骤402中，在图3的时段T3(对应于变压器100的当下周期)，第一开启信号FTS是为高电位，所以第一开关2024和第四开关2044开启，且第一参考电流IFR对第一电容2026充电以产生对应于变压器100的当下周期(时段T3)的第一电压FV以及第二参考电流ISR对第三电容2046充电以产生对应于变压器100的当下周期(时段T3)的第二电压SV。在步骤404中，在图3的时段T3，比较器206根据对应于变压器100的前一个周期(时段T1)的第一电压PFV与对应于当下周期(时段T3)的第二电压SV，产生采样信号SS给变压器100内的控制电路102的比较器107。亦即当对应于变压器100的前一个周期(时段T1)的第一电压FV(比较器206的输入端的电压)小于对应于当下周期(时段T3)的第二电压SV(比较器206的还一个输入端的电压)时，比较器206产生采样信号SS。如图3所示，因为第一参考电流IFR是为第二参考电流ISR的K倍(亦即第二参考电流ISR大于第一参考电流IFR)，所以第一参考电流IFR对第一电容2026充电以产生对应于变压器100的前一个周期(时段T1)的第一电压FV的放电时间TDIS(n-1)(亦即变压器100的时段T1的第一开启信号FTS的时间长度)较第二参考电流ISR对第三电容2046充电以产生对应于变压器100的当下周期(时段T3)的第二电压SV的时间TS(n)长，亦即时间TS(n)是为放电时间TDIS(n-1)的K倍，其中0＜K＜1。如此，比较器206产生采样信号SS的时间TS(n)会随着第一开启信号FTS的时间长度(TDIS(n-1))而改变。因为在时段T1，第一开启信号FTS的时间长度是随着变压器100的前一个周期(时段T1)的放电时间改变，所以比较器206产生采样信号SS的时间TS(n)亦会随着变压器100的前一个周期(时段T1)的放电时间改变。亦即比较器206产生采样信号SS的时间TS(n)会随着负载108而改变。在步骤406中，第三开关2030根据第三开启信号TTS开启，且第二电容2032根据第一电容2026所储存的电荷，产生对应于当下周期(时段T3)的第一电压FV，以于变压器100的下一个周期供比较器206比较对应于变压器100的下一个周期的第二电压SV。在步骤408中，在一次侧的开关106的开启时间(时段T4)当中，第二开关2028与第五开关2048根据第二开启信号STS开启，以清除第一电容2026上残存的电荷与第三电容2046上的电荷，所以可抹去第一电容2026上对应于当下周期(时段T3)的第一电压FV以及第三电容2046上对应于当下周期(时段T3)的第二电压SV。在步骤408之后，再重复步骤402至步骤406，以持续产生变压器100的可变采样延迟时间。

综上所述，本发明所提供的产生变压器的可变采样延迟时间的采样维持电路及其方法，是利用放电侦测单元根据第一开启信号与第一参考电流，产生对应于变压器的当下周期的第一电压，以及利用采样延迟时间产生单元根据第一开启信号与第二参考电流，产生对应于变压器的当下周期的第二电压。然后，比较器根据对应于变压器的前一个周期的第一电压与对应于当下周期的第二电压，产生采样信号给变压器内的控制电路。因为第一参考电流与第二参考电流不相等，所以比较器产生采样信号的时间，将会随着耦接于变压器的二次侧电路的负载而改变。因此，相较于现有技术，本发明可改善采样维持电路使用固定采样时间的缺点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种产生变压器的可变采样延迟时间的采样维持电路，其特征在于包括：

放电侦测单元，用以根据第一开启信号与第一参考电流，产生第一电压，其中该第一开启信号的时间长度是随着该变压器的当下周期的放电时间改变；

采样延迟时间产生单元，用以根据该第一开启信号与第二参考电流，产生第二电压；及

比较器，用以根据对应于该变压器的前一个周期的第一电压与对应于该变压器的当下周期的第二电压，产生采样信号给该变压器内的控制电路，其中该第一参考电流是为该第二参考电流的K倍，其中0＜K＜1。

2.如权利要求1所述的采样维持电路，其特征在于，该放电侦测单元包括：

第一电流源，用以提供该第一参考电流；

第一开关，耦接于该第一电流源，用以根据该第一开启信号开启与关闭；

第一电容，耦接于该第一开关与地端之间，其中当该第一开关根据该第一开启信号开启时，该第一参考电流对该第一电容充电，以产生该第一电压；

第二开关，耦接于该第一开关与该地端之间，用以根据第二开启信号开启与关闭；

第三开关，耦接于该第一开关、该第一电容与该第二开关，用以根据第三开启信号开启与关闭；及

第二电容，耦接于该第三开关、该比较器与该地端，用以于该第三开关根据该第三开启信号开启时，稳定该第一电压；

其中在该第一开关根据该第一开启信号关闭之后且在该变压器的一次侧的开关的开启时间的正缘之前，该第三开关根据该第三开启信号开启，该第一电容与该第二电容相同，且在该开启时间当中，该第二开关根据该第二开启信号开启，以清除该第一电容上残存的电荷。

3.如权利要求2所述的采样维持电路，其特征在于，该采样延迟时间产生单元包括：

第二电流源，用以提供该第二参考电流；

第四开关，耦接于该第二电流源，用以根据该第一开启信号开启与关闭；

第三电容，耦接于该第四开关与该地端之间，其中当该第四开关根据该第一开启信号开启时，该第二参考电流对该第三电容充电，以产生该第二电压，其中该第三电容与该第二电容相同；及

第五开关，耦接于该第四开关、该比较器与该地端，用以根据该第二开启信号开启与关闭，其中在该开启时间当中，该第五开关根据该第二开启信号开启，以清除该第三电容上的电荷。

4.如权利要求1所述的采样维持电路，其特征在于，K是为预定比例。

5.如权利要求1所述的采样维持电路，其特征在于，K是随着该控制单元的接脚的电压改变，其中该接脚的电压是随着耦接于该变压器的二次侧电路的负载改变。

6.如权利要求1所述的采样维持电路，其特征在于，还包括：

信号产生电路，用以产生该第一开启信号、该第二开启信号及该第三开启信号。

7.一种产生变压器的可变采样延迟时间的方法，产生该可变采样延迟时间的采样维持电路包括放电侦测单元、采样延迟时间产生单元及比较器，其中该放电侦测单元包括第一开关、第一电容、第二开关、第三开关及第二电容，以及该采样延迟时间产生单元包括第四开关、第三电容及第五开关，该第一电容、该第二电容与该第三电容相同，该方法的特征在于包括：

根据第一开启信号与第一参考电流，产生对应于该变压器的当下周期的第一电压，其中该第一开启信号的时间长度是随着该变压器的当下周期的放电时间改变；

根据该第一开启信号与第二参考电流，产生对应于该当下周期的第二电压；及

根据对应于该变压器的前一个周期的第一电压与对应于该当下周期的第二电压，产生采样信号给该变压器内的控制电路；

其中该第一参考电流是为该第二参考电流的K倍，其中0＜K＜1。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据该第一开启信号与该第一参考电流，对应于该当下周期的第一电压包括：

当该第一开关根据该第一开启信号开启时，该第一参考电流对该第一电容充电，以产生对应于该当下周期的第一电压；及

在该第一开关根据该第一开启信号关闭之后且在该变压器的一次侧的开关的开启时间的正缘之前，该第三开关根据该第三开启信号开启，

且该第二电容稳定对应于该当下周期的第一电压。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，根据该第一开启信号与该第二参考电流，产生对应于该当下周期的第二电压，是为当该第四开关根据该第一开启信号开启时，该第二参考电流对该第三电容充电，以产生对应于该当下周期的第二电压。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

在该开启时间当中，该第二开关与该第五开关根据该第二开启信号开启，以清除该第一电容上残存的电荷。

11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，K是为预定比例。

12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，K是随着该控制电路的接脚的电压改变，其中该接脚的电压是随着耦接于该变压器的二次侧电路的负载改变。

13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该第一开启信号、该第二开启信号及该第三开启信号是由信号产生电路产生。