CN103915997A - 切换电源转换装置 - Google Patents

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Abstract

一种切换电源转换装置,包含一个变压器、一个一次侧控制模块及一个二次侧控制模块。当利用电压箝制技术取代电阻性负载连接来停止自激转换时,没有电阻值不易决定及电阻值容易飘移的问题。当利用电流汲取技术取代电阻性负载连接来停止自激转换时,电流值的飘移比电阻值的飘移较容易被减小。当不是采用自激转换架构时,不需要利用电阻性负载连接来停止自激转换,没有电阻值不易决定及电阻值容易飘移的问题。

Description

切换电源转换装置
技术领域
本发明涉及一种切换电源转换装置,特别是涉及一种二次侧调节(secondary-side regulated)的切换电源转换装置。
背景技术
参阅图1,美国专利US 7835163公开了一种现有的自激反激式切换电源转换装置,其采用二次侧调节技术,也就是说通过位于变压器11的二次侧的控制器12控制位于变压器11的一次侧的开关元件13,以得到较佳的调节效果。
参阅图1与图2,控制器12的第一控制端CTL1与第二控制端CTL2间有三种状态变化,分别是电阻性负载连接、短路及开路。控制器12在输出电压Vout大于目标电压时,使其第一控制端CTL1与第二控制端CTL2间成电阻性负载连接状态一段时间,阻止开关元件13被激发导通,从而现有的切换电源转换装置停止自激转换,避免输出电压Vout继续上升;在输出电压Vout小于目标电压时,使其第一控制端CTL1与第二控制端CTL2间成短路状态一段时间,导致开关元件13被激发导通,从而现有的切换电源转换装置开始自激转换,以提升输出电压Vout;在其它时候,使其第一控制端CTL1与第二控制端CTL2间成开路状态,避免现有的切换电源转换装置的操作受到干扰。
然而,现有的切换电源转换装置有以下缺点:
(1)设计者难以决定控制器13的第一控制端CTL1与第二控制端CTL2间成电阻性负载连接状态时的电阻值为多少才能够阻止开关元件13被激发导通;及
(2)控制器13的第一控制端CTL1与第二控制端CTL2间成电阻性负载连接状态时的电阻值容易因制程、温度等的改变而飘移。
发明内容
本发明的目的在于提供一种切换电源转换装置,可以解决先前技术的至少部分问题。
根据本发明的一个层面,本发明切换电源转换装置包含一个变压器,包括一个一次侧单元及一个二次侧单元,该一次侧单元包括一个第一绕组及一个第二绕组,该二次侧单元包括一个第三绕组,该第一绕组至该第三绕组中的每一个具有一个第一端及一个第二端,该第一绕组至该第三绕组的第一端具有相同的电压极性;一个一次侧控制模块,包括一个开关单元,该开关单元电连接到该第一绕组的第二端,其在导通与不导通间的切换受该第二绕组的第一端上的电压控制;及一个二次侧控制模块。该二次侧控制模块包括:一个输出电容,提供一个输出电压;一个整流开关单元,与该第三绕组及该输出电容串联,提供一个整流路径及一个开关路径,该整流路径允许该第三绕组的第一端至第二端的电流传输,该开关路径在导通与不通导间切换,在导通时允许该第三绕组的第二端至第一端的电流传输;一个零电流侦测单元,电连接到该第三绕组,侦测流过该第三绕组的电流是否回复到零,以产生一个指示信号;及一个控制单元,电连接到该第三绕组、该输出电容、该整流开关单元及该零电流侦测单元,在该输出电压小于一个目标电压时,使该开关路径导通一段时间,在该输出电压大于该目标电压,且该指示信号指示流过该第三绕组的电流回复到零时,进行以下多个动作中的一个:将该第三绕组箝制为其第一端上的电压小于其第二端上的电压;及从该第三绕组的第一端汲取一个预设电流。
本发明所述切换电源转换装置中,该控制单元在该输出电压大于该目标电压,且该指示信号指示流过该第三绕组的电流回复到零时,将该第三绕组箝制为其第一端上的电压小于其第二端上的电压。
本发明所述切换电源转换装置中,该控制单元包括:一个分压器,电连接到该输出电容,将该输出电压分压以产生一个分压电压;一个比较器,电连接到该分压器,比较该分压电压及一个相关于该目标电压的参考电压,以产生一个指示该输出电压与该目标电压间关系的比较信号;一个电压箝制器,电连接到该第三绕组,可操作以将该第三绕组箝制为其第一端上的电压小于其第二端上的电压;及一个控制器,电连接到该整流开关单元、该零电流侦测单元、该比较器及该电压箝制器,在该比较信号指示该输出电压小于该目标电压时,使该开关路径导通该段时间,在该比较信号指示该输出电压大于该目标电压,且该指示信号指示流过该第三绕组的电流回复到零时,使该电压箝制器将该第三绕组箝制为其第一端上的电压小于其第二端上的电压。
本发明所述切换电源转换装置中,该第三绕组的第一端电连接到该整流开关单元,该第三绕组的第二端电连接到该输出电容,该零电流侦测单元根据该第三绕组的第一端及第二端上的电压产生该指示信号。
本发明所述切换电源转换装置中,该整流开关单元电连接在该第三绕组的第二端与该输出电容间,该零电流侦测单元电连接到该第三绕组的第二端,根据该第三绕组的第二端上的电压产生该指示信号。
本发明所述切换电源转换装置中,该控制单元在该输出电压大于该目标电压,且该指示信号指示流过该第三绕组的电流回复到零时,从该第三绕组的第一端汲取该预设电流。
本发明所述切换电源转换装置中,该控制单元包括:一个分压器,电连接到该输出电容,将该输出电压分压以产生一个分压电压;一个比较器,电连接到该分压器,比较该分压电压及一个相关于该目标电压的参考电压,以产生一个指示该输出电压与该目标电压间关系的比较信号;串联的一个开关与一个电流源,电连接到该第三绕组的第一端,该开关受控制在导通与不导通间切换,该电流源在该开关导通时从该第三绕组的第一端汲取该预设电流;及一个控制器,电连接到该整流开关单元、该零电流侦测单元、该比较器及该开关,在该比较信号指示该输出电压小于该目标电压时,使该开关路径导通该段时间,在该比较信号指示该输出电压大于该目标电压,且该指示信号指示流过该第三绕组的电流回复到零时,使该开关切换为导通。
本发明所述切换电源转换装置中,该开关单元包括一个第一双极型晶体管,该双极型晶体管具有一个基极、一个电连接到该第一绕组的第二端的集极,及一个电连接到该第二绕组的第二端的射极,该一次侧控制模块还包括:一个第一电阻,具有一个电连接到该第二绕组的第一端的第一端,及一个电连接到该第一双极型晶体管的基极的第二端;一个第二电阻,具有一个电连接到该第二绕组的第一端的第一端,及一个第二端;一个电容,具有一个电连接到该第二电阻的第二端的第一端,及一个电连接到该第二绕组的第二端的第二端;及一个第二双极型晶体管,具有一个电连接到该第二电阻的第二端的基极、一个电连接到该第一双极型晶体管的基极的集极,及一个电连接到该第二绕组的第二端的射极。
本发明所述切换电源转换装置中,该开关单元包括一个金氧半场效晶体管,该金氧半场效晶体管具有一个栅极、一个电连接到该第一绕组的第二端的漏极,及一个电连接到该第二绕组的第二端的源极,该一次侧控制模块还包括:一个第一电阻,具有一个电连接到该第二绕组的第一端的第一端,及一个电连接到该金氧半场效晶体管的栅极的第二端;一个第二电阻,具有一个电连接到该第二绕组的第一端的第一端,及一个第二端;一个电容,具有一个电连接到该第二电阻的第二端的第一端,及一个电连接到该第二绕组的第二端的第二端;一个双极型晶体管,具有一个电连接到该第二电阻的第二端的基极、一个电连接到该金氧半场效晶体管的栅极的集极,及一个电连接到该第二绕组的第二端的射极;及一个齐纳二极管,具有一个电连接到该第二绕组的第二端的阳极,及一个电连接到该金氧半场效晶体管的栅极的阴极。
本发明所述切换电源转换装置中,该开关单元包括一个第一金氧半场效晶体管,该第一金氧半场效晶体管具有一个栅极、一个电连接到该第一绕组的第二端的漏极,及一个电连接到该第二绕组的第二端的源极,该一次侧控制模块还包括:一个第一电阻,具有一个电连接到该第二绕组的第一端的第一端,及一个第二端;一个二极管,具有一个电连接到该第一电阻的第二端的阳极,及一个电连接到该第一金氧半场效晶体管的栅极的阴极;一个齐纳二极管,具有一个电连接到该第二绕组的第二端的阳极,及一个电连接到该第一金氧半场效晶体管的栅极的阴极;一个第二金氧半场效晶体管,具有一个电连接到该第一金氧半场效晶体管的栅极的栅极、一个电连接到该第一绕组的第二端的漏极,及一个源极;一个第二电阻,具有一个电连接到该第二金氧半场效晶体管的源极的第一端,及一个电连接到该第二绕组的第二端的第二端;一个放大器,具有一个电连接到该第二金氧半场效晶体管的源极的同相(non-inverting)输入端,一个接收一个参考电压的反相(inverting)输入端,及一个输出端;及一个第三金氧半场效晶体管,具有一个电连接到该放大器的输出端的栅极、一个电连接到该第一金氧半场效晶体管的栅极的漏极,及一个电连接到该第二绕组的第二端的源极。
本发明所述切换电源转换装置中,该开关单元包括:一个第一金氧半场效晶体管,具有一个栅极、一个电连接到该第一绕组的第二端的漏极,及一个源极;一个电阻,具有一个电连接到该第一金氧半场效晶体管的源极的第一端,及一个第二端;及一个第二金氧半场效晶体管,具有一个栅极、一个电连接到该电阻的第二端的漏极,及一个电连接到该第二绕组的第二端的源极;该一次侧控制模块还包括:一个二极管,具有一个阳极,及一个电连接到该第二金氧半场效晶体管的栅极的阴极;另一个电阻,电连接在该第二绕组的第一端与该二极管的阳极间;一个齐纳二极管,具有一个电连接到该第二绕组的第二端的阳极,及一个电连接到该第二金氧半场效晶体管的栅极的阴极;一个放大器,具有一个电连接到该第一金氧半场效晶体管的源极的同相输入端,一个接收一个参考电压的反相输入端,及一个输出端;及一个第三金氧半场效晶体管,具有一个电连接到该放大器的输出端的栅极、一个电连接到该第二金氧半场效晶体管的栅极的漏极,及一个电连接到该第二绕组的第二端的源极。
根据本发明的另一个层面,本发明切换电源转换装置包含:一个变压器,包括一个一次侧单元及一个二次侧单元,该一次侧单元包括一个第一绕组及一个第二绕组,该二次侧单元包括一个第三绕组,该第一绕组至该第三绕组中的每一个具有一个第一端及一个第二端,该第一绕组至该第三绕组的第一端具有相同的电压极性;一个二次侧控制模块;及一个一次侧控制模块。该二次侧控制模块包括:一个输出电容,提供一个输出电压;一个整流开关单元,与该第三绕组及该输出电容串联,提供一个整流路径及一个开关路径,该整流路径允许该第三绕组的第一端至第二端的电流传输,该开关路径在导通与不通导间切换,在导通时允许该第三绕组的第二端至第一端的电流传输;一个零电流侦测单元,电连接到该第三绕组,侦测流过该第三绕组的电流是否回复到零,以产生一个指示信号;及一个第一控制单元,电连接到该第三绕组、该输出电容、该整流开关单元及该零电流侦测单元,在该输出电压小于一个目标电压时,使该开关路径导通一段时间。该一次侧控制模块包括:一个开关单元,电连接到该第一绕组的第二端,受控制在导通与不导通间切换;及一个第二控制单元,电连接到该第二绕组及该开关单元,在该第二绕组的第二端上的电压指示该输出电压小于一个自动启动电压期间,当该第二绕组的第二端上的电压指示流过该第三绕组的电流回复到零时,使该开关单元导通,在该第二绕组的第二端上的电压指示该输出电压大于该自动启动电压期间,当该第二绕组的第二端上的电压指示该第一控制单元判断出该输出电压小于该目标电压时,使该开关单元导通,该第二控制单元还在流过该第一绕组的电流大于一个目标电流时,使该开关单元不导通。
本发明所述切换电源转换装置中,该第一控制单元包括:一个分压器,电连接到该输出电容,将该输出电压分压以产生一个分压电压;一个比较器,电连接到该分压器,比较该分压电压及一个相关于该目标电压的参考电压,以产生一个指示该输出电压与该目标电压间关系的比较信号;及一个控制器,电连接到该整流开关单元、该零电流侦测单元及该比较器,在该比较信号指示该输出电压小于该目标电压时,使该开关路径导通该段时间。
本发明所述切换电源转换装置中,该第三绕组的第一端电连接到该整流开关单元,该第三绕组的第二端电连接到该输出电容,该零电流侦测单元根据该第三绕组的第一端及第二端上的电压产生该指示信号。
本发明所述切换电源转换装置中,该整流开关单元电连接在该第三绕组的第二端与该输出电容间,该零电流侦测单元电连接到该第三绕组的第二端,根据该第三绕组的第二端上的电压产生该指示信号。
本发明的有益效果在于:当利用电压箝制技术取代电阻性负载连接来停止自激转换时,没有电阻值不易决定及电阻值容易飘移的问题;当利用电流汲取技术取代电阻性负载连接来停止自激转换时,电流值的飘移比电阻值的飘移较容易被减小;当不是采用自激转换架构时,不需要利用电阻性负载连接来停止自激转换,没有电阻值不易决定及电阻值容易飘移的问题。
附图说明
图1是一个电路示意图,说明一种现有的自激反激式切换电源转换装置;
图2是一个波形图,说明图1所示切换电源转换装置的操作;
图3是一个电路示意图,说明本发明切换电源转换装置的第一较佳实施例;
图4是一个波形图,说明第一较佳实施例的操作;
图5是一个电路示意图,说明第一较佳实施例关于一个二次侧控制模块的第一种变形;
图6是一个电路示意图,说明第一较佳实施例关于二次侧控制模块的第二种变形;
图7是一个电路示意图,说明第一较佳实施例关于二次侧控制模块的第三种变形;
图8是一个电路示意图,说明本发明切换电源转换装置的第二较佳实施例;
图9是一个电路示意图,说明第一较佳实施例及第二较佳实施例关于一个一次侧控制模块的第一种变形;
图10是一个电路示意图,说明第一较佳实施例及第二较佳实施例关于一次侧控制模块的第二种变形;
图11是一个电路示意图,说明第一较佳实施例及第二较佳实施例关于一次侧控制模块的第三种变形;
图12是一个电路示意图,说明第一较佳实施例及第二较佳实施例关于一次侧控制模块的第四种变形;
图13是一个电路示意图,说明本发明切换电源转换装置的第三较佳实施例;
图14是一个波形图,说明第三较佳实施例的操作;
图15是一个电路示意图,说明第三较佳实施例关于一个二次侧控制模块的第一种变形;
图16是一个电路示意图,说明第三较佳实施例关于二次侧控制模块的第二种变形。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
第一较佳实施例
参阅图3,本发明切换电源转换装置的第一较佳实施例是一种自激反激式电源转换装置,采用二次侧调节技术,包含一个变压器2、一个一次侧控制模块3及一个二次侧控制模块4。
变压器2包括一个一次侧单元21及一个二次侧单元22。一次侧单元21包括一个第一绕组211及一个第二绕组212。二次侧单元22包括一个第三绕组221。第一绕组211至第三绕组221中的每一个具有一个第一端及一个第二端。第一绕组211至第三绕组221的第一端具有相同的电压极性。第一绕组21的第一端接收一个输入电压Vin。
一次侧控制模块3包括一个开关单元31。开关单元31电连接到第一绕组211的第二端,其在导通与不导通间的切换受第二绕组212的第一端上的电压Vaux控制,且相关于第一绕组211是否有电流流过。
在本实施例中,开关单元31包括一个第一NPN双极型晶体管311。第一NPN双极型晶体管311具有一个基极、一个电连接到第一绕组211的第二端的集极,及一个电连接到第二绕组212的第二端的射极。第一NPN双极型晶体管311导通表示开关单元31导通,第一NPN双极型晶体管311不导通表示开关单元31不导通。一次侧控制模块3还包括一个第一电阻32及一个启动单元33。第一电阻32具有一个电连接到第二绕组212的第一端的第一端,及一个电连接到第一NPN双极型晶体管311的基极的第二端。启动单元33电连接到第一绕组211的第一端及第一NPN双极型晶体管311的基极,在输入电压Vin上升到足够大时,输出一个启动电流脉冲Istartup来使第一NPN双极型晶体管311导通。
二次侧控制模块4包括一个输出电容41、一个整流开关单元42、一个零电流侦测单元43及一个控制单元44。输出电容41提供一个输出电压Vout。整流开关单元42与第三绕组221及输出电容41串联,提供一个整流路径及一个开关路径。整流路径允许第三绕组221的第一端至第二端的电流传输。开关路径在导通与不通导间切换,在导通时允许第三绕组221的第二端至第一端的电流传输。零电流侦测单元43电连接到第三绕组221,侦测流过第三绕组221的电流Is是否回复到零,以产生一个指示信号。控制单元44电连接到第三绕组221、输出电容41、整流开关单元42及零电流侦测单元43,在输出电压Vout小于一个目标电压Vtarget时,使整流开关单元42的开关路径导通一段时间,在输出电压Vout大于目标电压Vtarget,且指示信号指示流过第三绕组221的电流Is回复到零时,将第三绕组221箝制为其第一端上的电压小于其第二端上的电压一段时间。
在本实施例中,输出电容41具有一个电连接到第三绕组的第二端的第一端,及一个第二端。
在本实施例中,整流开关单元42包括一个N型金氧半场效晶体管421。N型金氧半场效晶体管421具有一个栅极、一个电连接到第三绕组221的第一端的漏极、一个电连接到输出电容41的第二端的源极,及一个电连接到其源极的基极。开关路径形成在N型金氧半场效晶体管421的漏极与源极间,N型金氧半场效晶体管421导通表示开关路径导通,N型金氧半场效晶体管421不导通表示开关路径不导通。整流路径由N型金氧半场效晶体管421的基极与漏极间的寄生二极管形成。当然,在其它实施例中,整流开关单元42可以还包括一个二极管(图未示)来形成整流路径。
在本实施例中,零电流侦测单元43电连接到第三绕组221的第一端及第二端,根据第三绕组221的第一端及第二端上的电压Vctl、Vout产生指示信号。由于在流过第三绕组221的电流Is回复到零时,第三绕组221的第一端上的电压Vctl会从小于第三绕组221的第二端上的电压Vout上升到大于第三绕组221的第二端上的电压Vout,所以零电流侦测单元43在第三绕组221的第一端与第二端间的电压差异|Vctl-Vout|小于一个预设值时,使指示信号在一个第一逻辑电平(例如逻辑高电平及逻辑低电平中的一者),否则使指示信号在一个第二逻辑电平(例如逻辑高电平及逻辑低电平中的另一者)。
在本实施例中,控制单元44包括一个分压器441、一个比较器442、一个电压箝制器443及一个控制器444。
分压器441并联于输出电容41,将输出电压Vout分压以产生一个分压电压。在本实施例中,分压器441采用电阻分压技术,但是本发明不以此为限。
比较器442电连接到分压器441,比较分压电压及一个相关于目标电压Vtarget的第一参考电压Vref1,以产生一个指示输出电压Vout与目标电压Vtarget间关系的比较信号。
电压箝制器443电连接到第三绕组221的第一端及第二端,可操作以将第三绕组221箝制为其第一端上的电压Vctl小于其第二端上的电压Vout。
控制器444电连接到整流开关单元42的N型金氧半场效晶体管421的栅极、零电流侦测单元43、比较器442及电压箝制器443,在比较信号指示分压电压小于第一参考电压Vref1(表示输出电压Vout小于目标电压Vtarget)时,使N型金氧半场效晶体管421导通(表示整流开关单元42的开关路径导通)一段时间,在比较信号指示分压电压大于第一参考电压Vref1(表示输出电压Vout大于目标电压Vtarget),且指示信号指示流过第三绕组221的电流Is回复到零时,使电压箝制器443将第三绕组221箝制为其第一端上的电压Vctl小于其第二端上的电压Vout一段时间。
参阅图3与图4,以下说明本实施例切换电源转换装置的操作。首先,启动单元33在输入电压Vin上升到足够大时,输出启动电流脉冲Istartup来使第一NPN双极型晶体管311导通(表示开关单元31导通),第一绕组211开始有电流流过,且流过第一绕组211的电流Ip逐渐变大。
接着,在流过第一绕组211的电流Ip满足条件(1)时,第一NPN双极型晶体管311自动不导通(表示开关单元31不导通),第三绕组221开始有电流流过,导致输出电压Vout上升,且流过第三绕组221的电流Is逐渐变小:
Ip>β×Ib,       条件(1)
其中,β是第一NPN双极型晶体管311的共射极电流增益(common-emitter current gain),Ib是第一NPN双极型晶体管311的基极电流。
接着,在流过第三绕组221的电流Is回复到零时,第三绕组221的第一端上的电压Vctl从小于第三绕组221的第二端上的电压Vout上升到大于第三绕组221的第二端上的电压Vout,导致第二绕组212的第一端上的电压Vaux上升到足以使第一NPN双极型晶体管311导通,第一绕组211开始有电流流过,且流过第一绕组211的电流Ip逐渐变大。
上述第一NPN双极型晶体管311在导通与不导通间的切换会自动重复进行,使得输出电压Vout持续上升。
接着,控制器444在输出电压Vout大于目标电压Vtarget,且流过第三绕组221的电流Is回复到零时,使电压箝制器443将第三绕组221箝制为其第一端上的电压Vctl小于其第二端上的电压Vout一段时间,导致第二绕组212的第一端上的电压Vaux不会上升到足以使第一NPN双极型晶体管311导通,第一NPN双极型晶体管311在导通与不导通间的切换停止,输出电压Vout停止上升。
接着,控制器444在输出电压Vout小于目标电压Vtarget时,使N型金氧半场效晶体管421导通(表示整流开关单元42的开关路径导通)一段时间,导致第三绕组221有电流流过,第三绕组221的第一端上的电压Vctl小于第三绕组221的第二端上的电压Vout。
接着,在N型金氧半场效晶体管421不导通(表示整流开关单元42的开关路径不导通)时,第三绕组221的第一端上的电压Vctl从小于第三绕组221的第二端上的电压Vout上升到大于第三绕组221的第二端上的电压Vout,导致第二绕组212的第一端上的电压Vaux上升到足以使第一NPN双极型晶体管311导通,第一绕组211开始有电流流过,且流过第一绕组211的电流Ip逐渐变大。
接着,在流过第一绕组211的电流Ip满足条件(1)时,第一NPN双极型晶体管311自动不导通,第三绕组221开始有电流流过,导致输出电压Vout上升,且流过第三绕组221的电流Is逐渐变小。
接着,控制器444在输出电压Vout大于目标电压Vtarget,且流过第三绕组221的电流Is回复到零时,使电压箝制器443将第三绕组221箝制为其第一端上的电压Vctl小于其第二端上的电压Vout一段时间,导致第二绕组212的第一端上的电压Vaux不会上升到足以使第一NPN双极型晶体管311导通,第一NPN双极型晶体管311在导通与不导通间的切换停止,输出电压Vout停止上升。
综上所述,本实施例切换电源转换装置是利用电压箝制技术来停止自激转换,而不是利用电阻性负载连接来停止自激转换,没有电阻值不易决定及电阻值容易飘移的问题,因此确实能达成本发明的目的。
第一较佳实施例关于二次侧控制模块的变形
参阅图5,本发明切换电源转换装置的第一较佳实施例关于二次侧控制模块4的第一种变形是以P型金氧半场效晶体管421’来取代N型金氧半场效晶体管421(见图3)。P型金氧半场效晶体管421’具有一个受控制器444控制的栅极、一个电连接到输出电容41的第二端的漏极、一个电连接到第三绕组221的第一端的源极,及一个电连接到其源极的基极。
参阅图6,本发明切换电源转换装置的第一较佳实施例关于二次侧控制模块4的第二种变形是整流开关单元42’还包括一个放大器422。放大器422具有一个电连接到第三绕组221的第一端的同相输入端、一个接收一个下沉电压Vsink的反相输入端,及一个电连接到N型金氧半场效晶体管421的栅极的输出端。下沉电压Vsink小于输出电压Vout。放大器422受控制器444控制在致能与禁能间切换。当放大器422被致能时,N型金氧半场效晶体管421导通,第三绕组221的第一端上的电压Vctl被拉至相同于下沉电压Vsink,第三绕组221有电流流过。当放大器422被禁能时,N型金氧半场效晶体管421不导通。
参阅图7,本发明切换电源转换装置的第一较佳实施例关于二次侧控制模块4的第三种变形是整流开关单元42改为电连接在第三绕组221的第二端与输出电容41的第一端间。N型金氧半场效晶体管421具有一个受控制器444控制的栅极、一个电连接到输出电容41的第一端的漏极、一个电连接到第三绕组221的第二端的源极,及一个电连接到其源极的基极。第三绕组221的第一端电连接到输出电容41的第二端。零电流侦测单元43电连接到第三绕组221的第二端,根据第三绕组221的第二端上的电压产生指示信号,在第三绕组221的第二端上的电压与一个地电压(第三绕组221的第一端上的电压相同于地电压)的差异小于预设值时,使指示信号在第一逻辑电平,否则使指示信号在第二逻辑电平。电压箝制器443电连接到第三绕组221的第二端,可操作以将第三绕组221箝制为其第二端上的电压小于地电压。
第二较佳实施例
参阅图8,本发明切换电源转换装置的第二较佳实施例与第一较佳实施例相似,不同的地方在于以一个开关445及一个电流源446取代电压箝制器443(见图3),也就是说以电流汲取技术取代电压箝制技术。开关445与电流源446在第三绕组221的第一端与输出电容41的第二端间串联。开关445受控制器444控制在导通与不导通间切换。电流源446在开关445导通时从第三绕组221的第一端汲取一个预设电流。控制器444电连接到开关445,在比较信号指示输出电压Vout大于目标电压Vtarget,且指示信号指示流过第三绕组221的电流Is回复到零时,使开关445切换为导通,电流源446从第三绕组221的第一端汲取预设电流,导致第一NPN双极型晶体管311不被激发导通。
综上所述,本实施例切换电源转换装置是利用电流汲取技术来停止自激转换,而不是利用电阻性负载连接来停止自激转换,电流值因制程、温度等改变而产生的飘移比电阻值因制程、温度等改变而产生的飘移较容易被减小,因此确实能达成本发明的目的。
第一较佳实施例及第二较佳实施例关于一次侧控制模块的变形
参阅图9,本发明切换电源转换装置的第一较佳实施例及第二较佳实施例关于一次侧控制模块3(见图3或图8)的第一种变形是一次侧控制模块3’还包括一个第二电阻341、一个电容342及一个第二NPN双极型晶体管343。第二电阻341具有一个电连接到第二绕组212的第一端的第一端,及一个第二端。电容342具有一个电连接到第二电阻341的第二端的第一端,及一个电连接到第二绕组212的第二端的第二端。第二NPN双极型晶体管343具有一个电连接到第二电阻341的第二端的基极、一个电连接到第一NPN双极型晶体管311的基极的集极,及一个电连接到第二绕组212的第二端的射极。
第二电阻341、电容342及第二NPN双极型晶体管343用于使第一NPN双极型晶体管311切换为不导通,第一NPN双极型晶体管311从切换为导通到切换为不导通的时间间隔(也就是导通时间)取决于第二电阻341及电容342的时间常数。
参阅图10,本发明切换电源转换装置的第一较佳实施例及第二较佳实施例关于一次侧控制模块3(见图3或图8)的第二种变形是:(1)以一个N型金氧半场效晶体管311’取代第一NPN双极型晶体管311(见图3或图8);及(2)一次侧控制模块3”还包括一个第二电阻351、一个电容352、一个NPN双极型晶体管353及一个齐纳二极管354。
N型金氧半场效晶体管311’具有一个电连接到第一电阻32的第二端的栅极、一个电连接到第一绕组211的第二端的漏极、一个电连接到第二绕组212的第二端的源极,及一个电连接到其源极的基极。第二电阻351具有一个电连接到第二绕组212的第一端的第一端,及一个第二端。电容352具有一个电连接到第二电阻351的第二端的第一端,及一个电连接到第二绕组212的第二端的第二端。NPN双极型晶体管353具有一个电连接到第二电阻351的第二端的基极、一个电连接到N型金氧半场效晶体管311’的栅极的集极,及一个电连接到第二绕组212的第二端的射极。齐纳二极管354具有一个电连接到第二绕组212的第二端的阳极,及一个电连接到N型金氧半场效晶体管311’的栅极的阴极。
第二电阻351、电容352及NPN双极型晶体管353用于使N型金氧半场效晶体管311’切换为不导通,N型金氧半场效晶体管311’从切换为导通到切换为不导通的时间间隔(也就是导通时间)取决于第二电阻351及电容352的时间常数。齐纳二极管354在N型金氧半场效晶体管311’导通时,将N型金氧半场效晶体管311’的栅极上的电压箝制在其崩溃电压。
值得注意的是,在一次侧控制模块3”中以N型金氧半场效晶体管311’取代第一NPN双极型晶体管311(见图3或图8),可以提高切换电源转换装置的转换效率。
参阅图11,本发明切换电源转换装置的第一较佳实施例及第二较佳实施例关于一次侧控制模块3(见图3或图8)的第三种变形是:(1)以一个第一N型金氧半场效晶体管311”取代第一NPN双极型晶体管311(见图3或图8);(2)一次侧控制模块3″′还包括一个二极管361、一个齐纳二极管362、一个第二N型金氧半场效晶体管363、一个第二电阻364、一个放大器365及一个第三N型金氧半场效晶体管366;及(3)改变第一电阻32及启动单元33的电连接关系。
第一N型金氧半场效晶体管311”具有一个栅极、一个电连接到第一绕组211的第二端的漏极、一个电连接到第二绕组212的第二端的源极,及一个电连接到其源极的基极。第一电阻32具有一个电连接到第二绕组212的第一端的第一端,及一个第二端。启动电路33电连接到第一绕组211的第二端及第一N型金氧半场效晶体管311”的栅极。二极管361具有一个电连接到第一电阻32的第二端的阳极,及一个电连接到第一N型金氧半场效晶体管311”的栅极的阴极。齐纳二极管362具有一个电连接到第二绕组212的第二端的阳极,及一个电连接到第一N型金氧半场效晶体管311”的栅极的阴极。第二N型金氧半场效晶体管363具有一个电连接到第一N型金氧半场效晶体管311”的栅极的栅极、一个电连接到第一绕组211的第二端的漏极、一个源极,及一个电连接到其源极的基极。第二电阻364具有一个电连接到第二N型金氧半场效晶体管363的源极的第一端,及一个电连接到第二绕组212的第二端的第二端。放大器365具有一个电连接到第二N型金氧半场效晶体管363的源极的同相输入端,一个接收一个第二参考电压Vref2的反相输入端,及一个输出端。第三N型金氧半场效晶体管366具有一个电连接到放大器365的输出端的栅极、一个电连接到第一N型金氧半场效晶体管311”的栅极的漏极、一个电连接到第二绕组212的第二端的源极,及一个电连接到其源极的基极。
齐纳二极管362在第一N型金氧半场效晶体管311”导通时,将第一N型金氧半场效晶体管311”的栅极上的电压箝制在其崩溃电压。第二N型金氧半场效晶体管363、第二电阻364、放大器365及第三N型金氧半场效晶体管366用于使第一N型金氧半场效晶体管311”切换为不导通,第一N型金氧半场效晶体管311”从切换为导通到切换为不导通的时间间隔(也就是导通时间)取决于第二N型金氧半场效晶体管363的源极上的电压何时上升到大于第二参考电压Vref2。
值得注意的是,在一次侧控制模块3″′中以第一N型金氧半场效晶体管311”取代第一NPN双极型晶体管311(见图3或图8),可以提高切换电源转换装置的转换效率。另外,元件31、33、361~366能够以一个集成电路来实现,从而提高一次侧控制模块3″′的精确度。
参阅图12,本发明切换电源转换装置的第一较佳实施例及第二较佳实施例关于一次侧控制模块3(见图3或图8)的第四种变形是:(1)以一个第一N型金氧半场效晶体管312、一个第二电阻313及一个第二N型金氧半场效晶体管314取代第一NPN双极型晶体管311(见图3或图8);(2)一次侧控制模块3″′"还包括一个二极管371、一个第一齐纳二极管372、一个放大器373、一个第三N型金氧半场效晶体管374、一个第三电阻375及一个第二齐纳二极管376;及(3)改变第一电阻32及启动单元33的电连接关系。
第一N型金氧半场效晶体管312具有一个栅极、一个电连接到第一绕组211的第二端的漏极、一个源极,及一个电连接到其源极的基极。第二电阻313具有一个电连接到第一N型金氧半场效晶体管312的源极的第一端,及一个第二端。第二N型金氧半场效晶体管314具有一个栅极、一个电连接到第二电阻313的第二端的漏极、一个电连接到第二绕组212的第二端的源极,及一个电连接到其源极的基极。第二N型金氧半场效晶体管314导通表示开关单元31导通,第二N型金氧半场效晶体管314不导通表示开关单元31不导通。
第一电阻32具有一个电连接到第二绕组212的第一端的第一端,及一个第二端。启动电路33电连接到第一N型金氧半场效晶体管312的源极及第二N型金氧半场效晶体管314的栅极。二极管371具有一个电连接到第一电阻32的第二端的阳极,及一个电连接到第二N型金氧半场效晶体管314的栅极的阴极。第一齐纳二极管372具有一个电连接到第二绕组212的第二端的阳极,及一个电连接到第二N型金氧半场效晶体管314的栅极的阴极。放大器373具有一个电连接到第一N型金氧半场效晶体管312的源极的同相输入端,一个接收一个第二参考电压Vref2的反相输入端,及一个输出端。第三N型金氧半场效晶体管374具有一个电连接到放大器373的输出端的栅极、一个电连接到第二N型金氧半场效晶体管314的栅极的漏极、一个电连接到第二绕组212的第二端的源极,及一个电连接到其源极的基极。第三电阻375具有一个电连接到第一绕组211的第一端的第一端,及一个电连接到第一N型金氧半场效晶体管312的栅极的第二端。第二齐纳二极管376具有一个电连接到第二绕组212的第二端的阳极,及一个电连接到第一N型金氧半场效晶体管312的栅极的阴极。
第一齐纳二极管372在第二N型金氧半场效晶体管314导通时,将第二N型金氧半场效晶体管314的栅极上的电压箝制在其崩溃电压。放大器373及第三N型金氧半场效晶体管374用于使第二N型金氧半场效晶体管314切换为不导通,第二N型金氧半场效晶体管314从切换为导通到切换为不导通的时间间隔(也就是导通时间)取决于第一N型金氧半场效晶体管312的源极上的电压何时上升到大于第二参考电压Vref2。第三电阻375及第二齐纳二极管376用于提供一个足以使第一N型金氧半场效晶体管312导通的电压。
值得注意的是,在一次侧控制模块3″′"中以第一N型金氧半场效晶体管312及第二N型金氧半场效晶体管314取代第一NPN双极型晶体管311(见图3或图8),可以提高切换电源转换装置的转换效率。另外,元件313、314、33、371~374能够以一个集成电路来实现,从而提高一次侧控制模块3″′"的精确度,而且这个集成电路能够以纯低压制程来制造。再者,第二N型金氧半场效晶体管314的源极直接电连接到第二绕组212的第二端,导致第二N型金氧半场效晶体管314在导通与不导通间的切换较容易控制。
第三较佳实施例
参阅图13,本发明切换电源转换装置的第三较佳实施例是一种非自激反激式电源转换装置,采用二次侧调节技术,包含一个变压器5、一个一次侧控制模块6及一个二次侧控制模块7。
变压器5包括一个一次侧单元51及一个二次侧单元52。一次侧单元51包括一个第一绕组511及一个第二绕组512。二次侧单元52包括一个第三绕组521。第一绕组511至第三绕组521中的每一个具有一个第一端及一个第二端。第一绕组511至第三绕组521的第一端具有相同的电压极性。第一绕组51的第一端接收一个输入电压Vin。
二次侧控制模块7与第一较佳实施例的二次侧控制模块4(见图3)相似,不同的地方在于:(1)第一控制单元74相较于控制单元44(见图3)省略了电压箝制器443(见图3);及(2)控制器744相较于控制器444(见图3)省略了与电压箝制器443(见图3)相关的动作。
一次侧控制模块6包括一个开关单元61及一个第二控制单元62。开关单元61电连接到第一绕组511的第二端,其在导通与不导通间的切换相关于第一绕组511是否有电流流过。第二控制单元62电连接到第二绕组512及开关单元61,在第二绕组512的第二端上的电压Vaux指示输出电压Vout小于一个自动启动电压Vautostart期间,先使开关单元61导通,之后当第二绕组512的第二端上的电压Vaux指示流过第三绕组521的电流Is回复到零时,使开关单元61导通;在第二绕组512的第二端上的电压Vaux指示输出电压Vout大于自动启动电压Vautostart期间,当第二绕组512的第二端上的电压Vaux指示第一控制单元74判断出输出电压Vout小于目标电压Vtarget时,使开关单元61导通。自动启动电压Vautostart小于目标电压Vtarget。第二控制单元62还在流过第一绕组511的电流Ip大于一个目标电流Itarget时,使开关单元61不导通。
在本实施例中,开关单元61包括一个NPN双极型晶体管611。NPN双极型晶体管611具有一个基极、一个电连接到第一绕组511的第二端的集极,及一个射极。
在本实施例中,第二控制单元62包括一个分压器621、一个电阻622、一个放大器623、一个致动器624、一个RS触发器625及一个驱动器626。
分压器621并联于第二绕组512,将第二绕组512的第二端上的电压Vaux分压以产生一个辅助分压电压。在本实施例中,分压器621采用电阻分压技术,但是本发明不以此为限。
电阻622具有一个电连接到NPN双极型晶体管611的射极的第一端,及一个电连接第二绕组512的第一端的第二端。
放大器623具有一个电连接到NPN双极型晶体管611的射极的同相输入端、一个接收一个第二参考电压Vref2的反相输入端,及一个输出一个重设信号的输出端。
致动器624电连接到分压器621,根据辅助分压电压产生一个设定信号。
RS触发器625具有一个电连接到致动器624以接收设定信号的设定端(S)、一个电连接到放大器623的输出端以接收重设信号的重设端(R),及一个输出端(Q)。
驱动器626电连接到RS触发器625的输出端(Q)及NPN双极型晶体管611的基极,根据RS触发器625的输出端(Q)上的信号驱动NPN双极型晶体管611在导通与不导通间切换。
放大器623在NPN双极型晶体管611的射极上的电压大于第二参考电压Vref2(表示流过第一绕组511的电流Ip大于目标电流Itarget)时,通过重设信号使RS触发器625的输出端(Q)上的信号被重设到逻辑低电平,从而驱动器626使NPN双极型晶体管611不导通。
致动器624在辅助分压电压小于一个预设电压(表示第二绕组512的第二端上的电压Vaux指示输出电压Vout小于自动启动电压Vautostart)期间,先通过设定信号使RS触发器625的输出端(Q)上的信号被设定到逻辑高电平,从而驱动器626使NPN双极型晶体管611导通,之后当辅助分压电压降为零(表示第二绕组512的第二端上的电压Vaux指示流过第三绕组521的电流Is回复到零)时,通过设定信号使NPN双极型晶体管611导通,此时,本实施例切换电源转换装置操作在自动启动模式。致动器624在辅助分压电压的波峰值大于预设电压(表示第二绕组512的第二端上的电压Vaux指示输出电压Vout大于自动启动电压Vautostart)期间,当辅助分压电压降为零后又出现正电压(表示第二绕组512的第二端上的电压Vaux指示二次侧控制模块7判断出输出电压Vout小于目标电压Vtarget)时,通过设定信号使NPN双极型晶体管611导通,此时,本实施例切换电源转换装置操作在调节模式。
在本实施例中,一次侧控制模块6还包括一个二极管63、一个电容64及一个启动单元65。二极管63、电容64及启动单元65用于提供第二控制单元62所需的电源电压Vdd。在输入电压Vin上升到足够大时,先由启动单元65供应电力一段时间,之后由第二绕组512通过二极管63供应电力。
参阅图13与图14,以下说明本实施例切换电源转换装置的操作。首先,在输入电压Vin上升到足够大时,启动单元33开始供应电力,导致电源电压Vdd上升。在电源电压Vdd上升到足够大时,致动器624通过设定信号使NPN双极型晶体管611导通,第一绕组511开始有电流流过,且流过第一绕组511的电流Ip逐渐变大。
接着,在流过第一绕组511的电流Ip大于目标电流Itarget时,放大器623通过重设信号使NPN双极型晶体管611不导通,第三绕组521开始有电流流过,导致输出电压Vout上升,且流过第三绕组521的电流Is逐渐变小。
接着,在流过第三绕组521的电流Is回复到零时,致动器624通过设定信号使NPN双极型晶体管611导通,第一绕组511开始有电流流过,且流过第一绕组511的电流Ip逐渐变大。
上述致动器624及放大器623使NPN双极型晶体管611在导通与不导通间的切换会重复进行,使得输出电压Vout持续上升,直到输出电压Vout大于自动启动电压Vautostart才停止。
接着,在输出电压Vout上升到足够大时,控制器744在输出电压Vout小于目标电压Vtarget时,使N型金氧半场效晶体管721导通一段时间,导致第二绕组512的第二端上的电压Vaux为正,致动器624通过设定信号使NPN双极型晶体管611导通,第一绕组511开始有电流流过,且流过第一绕组511的电流Ip逐渐变大。
接着,在流过第一绕组511的电流Ip大于目标电流Itarget时,放大器623通过重设信号使NPN双极型晶体管611不导通,第三绕组521开始有电流流过,导致输出电压Vout上升,且流过第三绕组521的电流Is逐渐变小。
较佳地,控制器744在使N型金氧半场效晶体管721导通时,是将N型金氧半场效晶体管721的栅极上的电压Vsink从第一电压电平V1逐渐递增到第二电压电平V2,再逐渐递减到第一电压电平V1,当N型金氧半场效晶体管721的栅极上的电压Vsink大于第三电压电平V3时,N型金氧半场效晶体管721导通,当N型金氧半场效晶体管721的栅极上的电压Vsink小于第三电压电平V3时,N型金氧半场效晶体管721不导通,如此一来,可以降低本实施例切换电源转换装置所产生的电磁干扰。
综上所述,本实施例切换电源转换装置不是采用自激转换架构,不需要利用电阻性负载连接来停止自激转换,没有电阻值不易决定及电阻值容易飘移的问题,因此确实能达成本发明的目的。
第三较佳实施例关于二次侧控制模块的变形
参阅图15,本发明切换电源转换装置的第三较佳实施例关于二次侧控制模块7的第一种变形是以P型金氧半场效晶体管721’来取代N型金氧半场效晶体管721(见图13)。P型金氧半场效晶体管721’具有一个受控制器744控制的栅极、一个电连接到输出电容71的第二端的漏极、一个电连接到第三绕组521的第一端的源极,及一个电连接到其源极的基极。
参阅图16,本发明切换电源转换装置的第三较佳实施例关于二次侧控制模块7的第二种变形是整流开关单元72改为电连接在第三绕组521的第二端与输出电容71的第一端间。N型金氧半场效晶体管721具有一个受控制器744控制的栅极、一个电连接到输出电容71的第一端的漏极、一个电连接到第三绕组521的第二端的源极,及一个电连接到其源极的基极。第三绕组521的第一端电连接到输出电容71的第二端。零电流侦测单元73电连接到第三绕组521的第二端,根据第三绕组521的第二端上的电压产生指示信号,在第三绕组521的第二端上的电压与一个地电压(第三绕组521的第一端上的电压相同于地电压)的差异小于预设值时,使指示信号在第一逻辑电平,否则使指示信号在第二逻辑电平。

Claims (15)

1.一种切换电源转换装置,包含:
一个变压器,包括一个一次侧单元及一个二次侧单元,该一次侧单元包括一个第一绕组及一个第二绕组,该二次侧单元包括一个第三绕组,该第一绕组至该第三绕组中的每一个具有一个第一端及一个第二端,该第一绕组至该第三绕组的第一端具有相同的电压极性;
一个一次侧控制模块,包括一个开关单元,该开关单元电连接到该第一绕组的第二端,其在导通与不导通间的切换受该第二绕组的第一端上的电压控制;及
一个二次侧控制模块;
其特征在于:该二次侧控制模块包括:
一个输出电容,提供一个输出电压;
一个整流开关单元,与该第三绕组及该输出电容串联,提供一个整流路径及一个开关路径,该整流路径允许该第三绕组的第一端至第二端的电流传输,该开关路径在导通与不通导间切换,在导通时允许该第三绕组的第二端至第一端的电流传输;
一个零电流侦测单元,电连接到该第三绕组,侦测流过该第三绕组的电流是否回复到零,以产生一个指示信号;及
一个控制单元,电连接到该第三绕组、该输出电容、该整流开关单元及该零电流侦测单元,在该输出电压小于一个目标电压时,使该开关路径导通一段时间,在该输出电压大于该目标电压,且该指示信号指示流过该第三绕组的电流回复到零时,进行以下多个动作中的一个:
将该第三绕组箝制为其第一端上的电压小于其第二端上的电压;及
从该第三绕组的第一端汲取一个预设电流。
2.根据权利要求1所述的切换电源转换装置,其特征在于:该控制单元在该输出电压大于该目标电压,且该指示信号指示流过该第三绕组的电流回复到零时,将该第三绕组箝制为其第一端上的电压小于其第二端上的电压。
3.根据权利要求2所述的切换电源转换装置,其特征在于:该控制单元包括:
一个分压器,电连接到该输出电容,将该输出电压分压以产生一个分压电压;
一个比较器,电连接到该分压器,比较该分压电压及一个相关于该目标电压的参考电压,以产生一个指示该输出电压与该目标电压间关系的比较信号;
一个电压箝制器,电连接到该第三绕组,可操作以将该第三绕组箝制为其第一端上的电压小于其第二端上的电压;及
一个控制器,电连接到该整流开关单元、该零电流侦测单元、该比较器及该电压箝制器,在该比较信号指示该输出电压小于该目标电压时,使该开关路径导通该段时间,在该比较信号指示该输出电压大于该目标电压,且该指示信号指示流过该第三绕组的电流回复到零时,使该电压箝制器将该第三绕组箝制为其第一端上的电压小于其第二端上的电压。
4.根据权利要求3所述的切换电源转换装置,其特征在于:该第三绕组的第一端电连接到该整流开关单元,该第三绕组的第二端电连接到该输出电容,该零电流侦测单元根据该第三绕组的第一端及第二端上的电压产生该指示信号。
5.根据权利要求3所述的切换电源转换装置,其特征在于:该整流开关单元电连接在该第三绕组的第二端与该输出电容间,该零电流侦测单元电连接到该第三绕组的第二端,根据该第三绕组的第二端上的电压产生该指示信号。
6.根据权利要求1所述的切换电源转换装置,其特征在于:该控制单元在该输出电压大于该目标电压,且该指示信号指示流过该第三绕组的电流回复到零时,从该第三绕组的第一端汲取该预设电流。
7.根据权利要求6所述的切换电源转换装置,其特征在于:该控制单元包括:
一个分压器,电连接到该输出电容,将该输出电压分压以产生一个分压电压;
一个比较器,电连接到该分压器,比较该分压电压及一个相关于该目标电压的参考电压,以产生一个指示该输出电压与该目标电压间关系的比较信号;
串联的一个开关与一个电流源,电连接到该第三绕组的第一端,该开关受控制在导通与不导通间切换,该电流源在该开关导通时从该第三绕组的第一端汲取该预设电流;及
一个控制器,电连接到该整流开关单元、该零电流侦测单元、该比较器及该开关,在该比较信号指示该输出电压小于该目标电压时,使该开关路径导通该段时间,在该比较信号指示该输出电压大于该目标电压,且该指示信号指示流过该第三绕组的电流回复到零时,使该开关切换为导通。
8.根据权利要求1所述的切换电源转换装置,其特征在于:该开关单元包括一个第一双极型晶体管,该双极型晶体管具有一个基极、一个电连接到该第一绕组的第二端的集极,及一个电连接到该第二绕组的第二端的射极,该一次侧控制模块还包括:
一个第一电阻,具有一个电连接到该第二绕组的第一端的第一端,及一个电连接到该第一双极型晶体管的基极的第二端;
一个第二电阻,具有一个电连接到该第二绕组的第一端的第一端,及一个第二端;
一个电容,具有一个电连接到该第二电阻的第二端的第一端,及一个电连接到该第二绕组的第二端的第二端;及
一个第二双极型晶体管,具有一个电连接到该第二电阻的第二端的基极、一个电连接到该第一双极型晶体管的基极的集极,及一个电连接到该第二绕组的第二端的射极。
9.根据权利要求1所述的切换电源转换装置,其特征在于:该开关单元包括一个金氧半场效晶体管,该金氧半场效晶体管具有一个栅极、一个电连接到该第一绕组的第二端的漏极,及一个电连接到该第二绕组的第二端的源极,该一次侧控制模块还包括:
一个第一电阻,具有一个电连接到该第二绕组的第一端的第一端,及一个电连接到该金氧半场效晶体管的栅极的第二端;
一个第二电阻,具有一个电连接到该第二绕组的第一端的第一端,及一个第二端;
一个电容,具有一个电连接到该第二电阻的第二端的第一端,及一个电连接到该第二绕组的第二端的第二端;
一个双极型晶体管,具有一个电连接到该第二电阻的第二端的基极、一个电连接到该金氧半场效晶体管的栅极的集极,及一个电连接到该第二绕组的第二端的射极;及
一个齐纳二极管,具有一个电连接到该第二绕组的第二端的阳极,及一个电连接到该金氧半场效晶体管的栅极的阴极。
10.根据权利要求1所述的切换电源转换装置,其特征在于:该开关单元包括一个第一金氧半场效晶体管,该第一金氧半场效晶体管具有一个栅极、一个电连接到该第一绕组的第二端的漏极,及一个电连接到该第二绕组的第二端的源极,该一次侧控制模块还包括:
一个第一电阻,具有一个电连接到该第二绕组的第一端的第一端,及一个第二端;
一个二极管,具有一个电连接到该第一电阻的第二端的阳极,及一个电连接到该第一金氧半场效晶体管的栅极的阴极;
一个齐纳二极管,具有一个电连接到该第二绕组的第二端的阳极,及一个电连接到该第一金氧半场效晶体管的栅极的阴极;
一个第二金氧半场效晶体管,具有一个电连接到该第一金氧半场效晶体管的栅极的栅极、一个电连接到该第一绕组的第二端的漏极,及一个源极;
一个第二电阻,具有一个电连接到该第二金氧半场效晶体管的源极的第一端,及一个电连接到该第二绕组的第二端的第二端;
一个放大器,具有一个电连接到该第二金氧半场效晶体管的源极的同相输入端,一个接收一个参考电压的反相输入端,及一个输出端;及
一个第三金氧半场效晶体管,具有一个电连接到该放大器的输出端的栅极、一个电连接到该第一金氧半场效晶体管的栅极的漏极,及一个电连接到该第二绕组的第二端的源极。
11.根据权利要求1所述的切换电源转换装置,其特征在于:该开关单元包括:
一个第一金氧半场效晶体管,具有一个栅极、一个电连接到该第一绕组的第二端的漏极,及一个源极;
一个电阻,具有一个电连接到该第一金氧半场效晶体管的源极的第一端,及一个第二端;及
一个第二金氧半场效晶体管,具有一个栅极、一个电连接到该电阻的第二端的漏极,及一个电连接到该第二绕组的第二端的源极;
该一次侧控制模块还包括:
一个二极管,具有一个阳极,及一个电连接到该第二金氧半场效晶体管的栅极的阴极;
另一个电阻,电连接在该第二绕组的第一端与该二极管的阳极间;
一个齐纳二极管,具有一个电连接到该第二绕组的第二端的阳极,及一个电连接到该第二金氧半场效晶体管的栅极的阴极;
一个放大器,具有一个电连接到该第一金氧半场效晶体管的源极的同相输入端,一个接收一个参考电压的反相输入端,及一个输出端;及
一个第三金氧半场效晶体管,具有一个电连接到该放大器的输出端的栅极、一个电连接到该第二金氧半场效晶体管的栅极的漏极,及一个电连接到该第二绕组的第二端的源极。
12.一种切换电源转换装置,包含:
一个变压器,包括一个一次侧单元及一个二次侧单元,该一次侧单元包括一个第一绕组及一个第二绕组,该二次侧单元包括一个第三绕组,该第一绕组至该第三绕组中的每一个具有一个第一端及一个第二端,该第一绕组至该第三绕组的第一端具有相同的电压极性;
一个二次侧控制模块;及
一个一次侧控制模块;
其特征在于:该二次侧控制模块包括:
一个输出电容,提供一个输出电压;
一个整流开关单元,与该第三绕组及该输出电容串联,提供一个整流路径及一个开关路径,该整流路径允许该第三绕组的第一端至第二端的电流传输,该开关路径在导通与不通导间切换,在导通时允许该第三绕组的第二端至第一端的电流传输;
一个零电流侦测单元,电连接到该第三绕组,侦测流过该第三绕组的电流是否回复到零,以产生一个指示信号;及
一个第一控制单元,电连接到该第三绕组、该输出电容、该整流开关单元及该零电流侦测单元,在该输出电压小于一个目标电压时,使该开关路径导通一段时间;
该一次侧控制模块包括:
一个开关单元,电连接到该第一绕组的第二端,受控制在导通与不导通间切换;及
一个第二控制单元,电连接到该第二绕组及该开关单元,在该第二绕组的第二端上的电压指示该输出电压小于一个自动启动电压期间,当该第二绕组的第二端上的电压指示流过该第三绕组的电流回复到零时,使该开关单元导通,在该第二绕组的第二端上的电压指示该输出电压大于该自动启动电压期间,当该第二绕组的第二端上的电压指示该第一控制单元判断出该输出电压小于该目标电压时,使该开关单元导通,该第二控制单元还在流过该第一绕组的电流大于一个目标电流时,使该开关单元不导通。
13.根据权利要求12所述的切换电源转换装置,其特征在于:该第一控制单元包括:
一个分压器,电连接到该输出电容,将该输出电压分压以产生一个分压电压;
一个比较器,电连接到该分压器,比较该分压电压及一个相关于该目标电压的参考电压,以产生一个指示该输出电压与该目标电压间关系的比较信号;及
一个控制器,电连接到该整流开关单元、该零电流侦测单元及该比较器,在该比较信号指示该输出电压小于该目标电压时,使该开关路径导通该段时间。
14.根据权利要求13所述的切换电源转换装置,其特征在于:该第三绕组的第一端电连接到该整流开关单元,该第三绕组的第二端电连接到该输出电容,该零电流侦测单元根据该第三绕组的第一端及第二端上的电压产生该指示信号。
15.根据权利要求13所述的切换电源转换装置,其特征在于:该整流开关单元电连接在该第三绕组的第二端与该输出电容间,该零电流侦测单元电连接到该第三绕组的第二端,根据该第三绕组的第二端上的电压产生该指示信号。
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