CN104022633B - 控制电路、调节方法以及低电压保护方法 - Google Patents

控制电路、调节方法以及低电压保护方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104022633B
CN104022633B CN201410298097.9A CN201410298097A CN104022633B CN 104022633 B CN104022633 B CN 104022633B CN 201410298097 A CN201410298097 A CN 201410298097A CN 104022633 B CN104022633 B CN 104022633B
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
power supply
level
output voltage
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410298097.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104022633A (zh
Inventor
杨大勇
傅健铭
金周炫
罗吉胤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fairchild Semiconductor Suzhou Co Ltd
Fairchild Taiwan Corp
Original Assignee
Fairchild Semiconductor Suzhou Co Ltd
System General Corp Taiwan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fairchild Semiconductor Suzhou Co Ltd, System General Corp Taiwan filed Critical Fairchild Semiconductor Suzhou Co Ltd
Priority to CN201410298097.9A priority Critical patent/CN104022633B/zh
Publication of CN104022633A publication Critical patent/CN104022633A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104022633B publication Critical patent/CN104022633B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明涉及一种控制电路，其用于电源供应器。此控制电路包括电流感测电路、电压感测电路、输出电压调节电路以及输出电流调节电路。电流感测电路依据电源供应器的输出电流而生成电流感测信号。电压感测电路依据电源供应器的输出电压而生成电压感测信号。输出电压调节电路根据电压参考信号以及电压感测信号来调节电源供应器的输出电压。输出电流调节电路根据电流参考信号以及电流感测信号来调节电源供应器的输出电流。电源供应器的输出电压系为可编程。

Description

控制电路、调节方法以及低电压保护方法
技术领域
本发明涉系有关于一种可编程电源转换器，特别是有关于一种用于可编程电源供应器的保护电路。
背景技术
可编程的电源供应器系发展来提供不同的固定输出电压电平(例如5V、9V、12V以及19V)给不同的设备。这些电源供应器中有一些具有固定输出电流特征的则称为充电器，其用来对电池充电。输出电流通常具有电流限制，其确保电池被施以低于或等于不伤害电池的安全电流来充电。
第2图系表示具有固定输出电流以及固定输出电压的传统电源供应器的输出电压VO相对于输出电流IO的特性曲线。当电源供应器的输出负载所要求的输出电流IO达到一阈值电流IT时，输出电压VO将开始自动地减少以维持输出电流IO固定。在一情况下，阈值电流IT为此特性曲线中输出电流IO的最大值。然而，当输出电压VO下降至过低电平时，电池(尤其是锂电池)会因过度的放电而造成永久性的损害。
发明内容
因此，可编程电源供应器需要警戒机制(低电压保护电路)来保护其输出负载，尤其是电池。
本发明提供一种控制电路，其用于电源供应器。此控制电路包括电流感测电路、电压感测电路、输出电压调节电路、输出电流调节电路以及时间延迟电路。电流感测电路依据电源供应器的输出电流而生成电流感测信号。电压感测电路依据电源供应器的输出电压而生成电压感测信号。输出电压调节电路根据电压参考信号以及电压感测信号来调节电源供应器的输出电压。输出电流调节电路根据电流参考信号以及电流感测信号来调节电源供应器的输出电流。电流参考信号依据电源供应器的输出电压的电平而改变。电源供应器的输出电流依据电流参考信号的减少而减少。时间延迟电路耦接输出电流调节电路以改变电流参考信号。电流参考信号的电平依据电源供应器的输出电压的电平减少而减少。电源供应器的输出电压系为可编程。一旦输出电压低于保护阈值时，电流参考信号的电平减少。保护阈值的电平依据电压参考信号的减少而减少。
本发明另提供一种调节方法，用以调节电源供应器。此调节方法包括以下步骤：依据电源供应器的输出电流来生成电流感测信号；依据电源供应器的输出电压来生成电压感测信号；依据电压参考信号以及电压感测信号来调节输出电压；依据电流参考信号以及电流感测信号来调节输出电流；以及生成延迟时间以改变电流参考信号。电流参考信号依据电源供应器的输出电压而改变。输出电流依据电流参考信号的减少而减少。电流参考信号的电平依据电源供应器的输出电压的减少而减少。电源供应器的输出电压系为可编程。一旦输出电压低于保护阈值时，电流参考信号的电平减少。保护阈值的电平依据电压参考信号的减少而减少。
本发明也提供一种低电压保护方法，用于电源供应器。此低电压保护方法包括以下步骤：将电源供应器的输出电压调节为调节电平；当输出电压低于调节电平且高于保护阈值的下界限时，调节电源供应器的输出电流为大约等于第一电流电平；以及当输出电压低于保护阈值的上界限时，调节电源供应器的输出电流为大约等于第二电流电平。电源供应器的输出电压系为可编程。第一电流电平高于第二电流电平。保护阈值的上界限高于保护阈值的下界限。
附图说明
图1表示根据本发明一实施例的可编程电源供应器。
图2表示具有固定输出电流的传统电源供应器的输出电压相对于输出电流的特性曲线。
图3表示根据本发明一实施例，可编程电源供应器的控制电路。
图4表示根据本发明一实施例，输出电压相对于输出电流的特性曲线。
图5表示根据本发明一实施例，输出电压相对于输出电流的另一特性曲线。
具体实施方式
为使本发明之上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
第1图系表示根据本发明一实施例的可编程电源供应器。变压器10接收功率转换器的输入电压VIN。晶体管25耦接来切换变压器10的一次侧线圈NP。脉宽调制(pulse widthmodulation，PWM)电路20生成切换信号SW来驱动晶体管25，藉以调节电源供应器的输出电压VO以及输出电流IO。变压器10的二次侧线圈NS将透过整流器30以及电容器31与32来生成输出电压VO以及输出电流IO。由电阻器71与72所组成的电压感测电路依据输出电压VO来生成电压感测信号VS。电阻器50则依据于输出电流IO来生成差动电流信号对CS+与CS-。控制电路100接收此电压感测信号VS以及差动电流信号对CS+与CS-。控制电路100具有电压参考信号VRV以及电流参考信号VRI(显示于第3图)，以依据于电压感测信号VS以及差动电流信号对CS+与CS-来生成反馈信号VFB。反馈信号VFB更透过光耦合器40来耦合至脉宽调制电路20，以形成反馈回路。因此，脉宽调制电路20依据于反馈信号VFB来生成切换信号SW，以调整输出电压VO以及输出电流IO，如式(1)与式(2)所表示。
其中，R50、R71以及R72分别是电阻器50、71、与72的电阻值。K系由控制电路100中一差动放大器所决定的常数。
第3图系表示根据本发明一实施例的控制电路100。放大器150以及电阻器110、115、120、与125形成一差动放大器(电流感测电路)，其接收差动电流信号对CS+与CS-以生成电流感测信号VCS。电阻器110与115以及电阻器120与125的比例决定了常数K的值(即差动放大器的增益)。误差放大器(输出电流调节电路)200接收电流感测信号VCS，以根据电流参考信号VRI以及电流感测信号VCS来生成电流反馈信号COMI。电流参考信号VRI系透过开关175来耦合至误差放大器200。误差放大器(输出电压调节电路)300则接收电压感测信号VS，以根据电压参考信号VRV以及电压感测信号VS来生成电压反馈信号COMV。电压反馈信号COMV透过漏极开路(OD,Open-Drain)缓冲器350来生成反馈信号VFB。电流反馈信号COMI更透过漏极开路(OD)缓冲器250来生成反馈信号VFB。因此，反馈信号VFB的电平系由电压反馈信号COMV的电平以及电流反馈信号COMI的电平来决定。
电压参考信号VRV系由可编程电流源400以及电阻器410与420来编程。可编程电流源400的值决定了电压参考信号VRV的电平。电压参考信号VRV因此根据前述的式(1)来决定输出电压VO。可编程电流源400以及电阻器420更生成了阈值VT。阈值VT的电平低于电压参考信号VRV的电平。当电压感测信号VS高于阈值VT时，具有迟滞的比较器500将透过时间延迟电路510来生成控制信号SX。控制信号SX透过反相器520来控制开关185。一旦电压感测信号VS低于阈值VT，开关185将被断开而另一电流参考信号VRIL将耦合至误差放大器200以调整输出电流IO，因此，电流感测信号VRI或VRIL系依据于输出电压VO的电平而主动地改变。详细来说，电流参考信号VRI或VRIL的电平系主动地依据于输出电压VO的电平降低而减少。电流参考信号VRIL的电平低于电流参考信号VRI的电平。因此，当电流感测信号VS低于阈值VT时，输出电流IO将调整为一较低值。换句话说，输出电流IO将依据减少的电流参考信号(即较低的电流参考信号VRIL)而减少。
第4图系表示根据本发明一实施例，具有第一电平VO1的输出电压VO相对于输出电流IO的特性曲线。当输出电压VO被编程以调节为第一电平VO1时，第一保护阈值VTH1由阈值VT进行相应的设定。形成第一保护阈值VTH1的迟滞范围ΔV的上界限4b以及下界限4a系由比较器500的迟滞所决定。输出电流IO的第一电流电平IOH系由电流参考信号VRI所决定。输出电流IO的第二电流电平IOL系由电流参考信号VRIL所决定。第一电平IOH高于第二电平IOL。当输出电压VO下降低于第一保护阈值VTH的下界限时4a，正被调节的输出电流IO将立刻由第一电流电平IOH下降至第二电流电平VOL。当输出电压VO上升超过第一保护阈值VTH1的上界限4b时，正被调节的输出电流IO将立刻由第二电流电平IOL上升至第一电流电平IOH。
第5图系表示根据本发明一实施例，具有第二电平VO2的输出电压VO相对于输出电流IO的特性曲线。第5图的所有特征系对应第4图的特征曲线来向下偏移。当输出电压VO被编程为第二电平VO2，具有形成在上界限5b与下界限5a之间的迟滞范围ΔV的第二保护阈值VTH2将因而设定。
参阅第4图与第5图，第一电平VO1高于第二电平VO2。第一保护阈值VTH1高于第二保护阈值VTH2。
参阅第4图，在本发明的另一个观点中，也提出了用于可编程电源供应器的低电压保护方法。此方法包括：将可编程电源供应器的输出电压VO调节为一调节电平VO1；当输出电压VO低于调节电平VO1且高于保护阈值VTH1的下界限4a时，将可编程电源供应器的输出电流IO调节为大约等于第一电流电平IOH；当输出电压VO低于保护阈值VTH1的上界限4b时，将可编程电源供应器的输出电流IO调节为大约等于第二电流电平IOL。第一电流电平IOH高于第二电流电平IOL。保护阈值VTH1的上界限4b高于保护阈值VTH1的下界限4a。
参阅第5图，在本发明的又一个观点中，前段所述的方法也包括：将可编程电源供应器的输出电压VO调节为一调节电平VO2；当输出电压VO低于调节电平VO2且高于保护阈值VTH2的下界限5a时，将可编程电源供应器的输出电流IO调节为大约等于第一电流电平IOH；当输出电压VO低于保护阈值VTH2的上界限5b时，将可编程电源供应器的输出电流IO调节为大约等于第二电流电平IOL。保护阈值VTH2的上界限5b高于保护阈值VTH2的下界限5a。
本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。
附图标记列表
第1图：
10～变压器； 20～脉宽调制电路；
25～晶体管； 30～整流器；
31、32～电容器； 40～光耦合器；
45、50～电阻器； 71、72～电阻器；
100～控制电路； IO～输出电流；
NP～一次侧线圈； NS～二次侧线圈；
VB～信号； VFB～反馈信号；
VIN～输入电压； VO～输出电压；
VS～电压感测信号； SW～切换信号；
第2图：
IO～输出电流； VO～输出电压；
IT～阈值电流；
第3图：
100～控制电路； 110、115、120、125～电阻器；
150～放大器； 175、185～开关；
200～误差放大器(输出电流调节电路)；
210～电容器； 250～漏极开路缓冲器(OD)；
300～误差放大器(输出电压调节电路)；
310～电容器； 350～漏极开路缓冲器(OD)；
400～可编程电流源； 410、420～电阻器；
500～比较器； 510～时间延迟电路(DLY)；
520～反相器； COMI～电流反馈信号；
COMV～电压反馈信号； CS+、CS-～差动电流信号对；
VCS～电流感测信号； VFB～反馈信号；
VRI、VRIL～电流参考信号；
VRV～电压参考信号；
VS～电压感测信号； VT～阈值；
第4图：
ΔV～迟滞范围； 4a～下界限；
4b～上界限； IO～输出电流；
IOL～第二电流电平； IOH～第一电流电平；
VO～输出电压； VO1～第一电平；
VTH1～第一保护阈值；
第5图：
ΔV～迟滞范围； 5a～下界限；
5b～上界限； IO～输出电流；
IOL～第二电流电平； IOH～第一电流电平；
VO～输出电压； VO1～第一电平；
VO2～第二电平； VTH1～第一保护阈值；
VTH2～第二保护阈值。

Claims (13)

1.一种控制电路，用于可编程电源供应器，包括：
电流感测电路，依据所述可编程电源供应器的输出电流而生成电流感测信号；
电压感测电路，依据所述可编程电源供应器的输出电压而生成电压感测信号；
输出电压调节电路，根据电压参考信号以及所述电压感测信号来调节所述可编程电源供应器的所述输出电压；以及
输出电流调节电路，根据电流参考信号以及所述电流感测信号来调节所述可编程电源供应器的所述输出电流；
其中，所述电流参考信号依据所述可编程电源供应器的所述输出电压的电平而改变，且所述可编程电源供应器的所述输出电流依据所述电流参考信号的减少而减少；
其中，所述可编程电源供应器的所述输出电压系为可编程。
2.如权利要求第1项所述之控制电路，更包括时间延迟电路，耦接所述输出电流调节电路以改变所述电流参考信号。
3.如权利要求第1项所述之控制电路，其中，所述电流参考信号的电平依据所述可编程电源供应器的所述输出电压的电平减少而减少。
4.如权利要求第1项所述之控制电路，其中，一旦所述输出电压低于保护阈值时，所述电流参考信号的电平减少。
5.如权利要求第4项所述之控制电路，其中，所述保护阈值的电平依据所述电压参考信号的减少而减少。
6.一种调节方法，用以调节可编程电源供应器，包括：
依据所述可编程电源供应器的输出电流来生成电流感测信号；
依据所述可编程电源供应器的输出电压来生成电压感测信号；
依据电压参考信号以及所述电压感测信号来调节所述输出电压；以及
依据电流参考信号以及所述电流感测信号来调节所述输出电流；
其中，所述电流参考信号依据所述可编程电源供应器的所述输出电压而改变，且所述输出电流依据所述电流参考信号的减少而减少；
其中，所述可编程电源供应器的所述输出电压系为可编程。
7.如权利要求第6项所述之调节方法，更包括：
生成延迟时间以改变所述电流参考信号。
8.如权利要求第6项所述之调节方法，其中，所述电流参考信号的电平依据所述可编程电源供应器的所述输出电压的减少而减少。
9.如权利要求第6项所述之调节方法，其中，一旦所述输出电压低于保护阈值时，所述电流参考信号的电平减少。
10.如权利要求第9项所述之调节方法，其中，所述保护阈值的电平依据所述电压参考信号的减少而减少。
11.一种低电压保护方法，用于可编程电源供应器，包括：
将所述可编程电源供应器的输出电压调节为调节电平；
当所述输出电压低于所述调节电平且高于保护阈值的下界限时，调节所述可编程电源供应器的输出电流为大约等于第一电流电平；以及
当所述输出电压低于所述保护阈值的上界限时，调节所述可编程电源供应器的所述输出电流为大约等于第二电流电平；
其中，所述可编程电源供应器的所述输出电压系为可编程。
12.如权利要求第11项所述之低电压保护方法，其中，所述第一电流电平高于所述第二电流电平。
13.如权利要求第11项所述之低电压保护方法，其中，所述保护阈值的所述上界限高于所述保护阈值的所述下界限。
CN201410298097.9A 2014-06-27 2014-06-27 控制电路、调节方法以及低电压保护方法 Active CN104022633B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410298097.9A CN104022633B (zh) 2014-06-27 2014-06-27 控制电路、调节方法以及低电压保护方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410298097.9A CN104022633B (zh) 2014-06-27 2014-06-27 控制电路、调节方法以及低电压保护方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104022633A CN104022633A (zh) 2014-09-03
CN104022633B true CN104022633B (zh) 2017-04-12

Family

ID=51439249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410298097.9A Active CN104022633B (zh) 2014-06-27 2014-06-27 控制电路、调节方法以及低电压保护方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104022633B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113498242B (zh) * 2020-04-08 2024-09-20 苏州佳世达光电有限公司 灯源驱动电路

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101594057A (zh) * 2008-05-29 2009-12-02 电力集成公司 用于实现功率转换器中的不调整休眠模式的方法和设备
CN102739054A (zh) * 2011-04-14 2012-10-17 Nxp股份有限公司 用于开关模式功率转换器的控制器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7180280B2 (en) * 2005-06-10 2007-02-20 Power Integrations, Inc. Method and apparatus to reduce maximum power from a power supply with transition region regulation
EP2515426B1 (en) * 2011-04-20 2019-06-12 Nxp B.V. A switching circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101594057A (zh) * 2008-05-29 2009-12-02 电力集成公司 用于实现功率转换器中的不调整休眠模式的方法和设备
CN102739054A (zh) * 2011-04-14 2012-10-17 Nxp股份有限公司 用于开关模式功率转换器的控制器

Also Published As

Publication number Publication date
CN104022633A (zh) 2014-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10284102B2 (en) Power conversion apparatus
US10284004B2 (en) Charging system with peak voltage detection
US9543844B2 (en) System and method for a switched-mode power supply
US7378889B2 (en) Pulse width modulation device with a power saving mode controlled by an output voltage feedback hysteresis circuit
US9496780B2 (en) Power overload protection using hiccup mode
US7272025B2 (en) Method and apparatus to control either a regulated or an unregulated output of a switching power supply
US7592790B2 (en) Start-up circuit with feedforward compensation for power converters
US8098053B2 (en) Charger for lithium ion secondary battery, and method of charging the same
US20150062979A1 (en) Constant voltage constant current control circuits and methods with improved load regulation
US7636246B2 (en) Start-up time reduction in switching regulators
US9287796B2 (en) Isolated power converter circuit and control method thereof
KR20180048609A (ko) 슬립/웨이크 모드를 구비한 전력 변환기
US20110255315A1 (en) Switching power supply device
CN105245112B (zh) 一种自适应高精度恒流电路及开关电源
US8737091B2 (en) Variable time clamp for a power supply controller
EP2582029A2 (en) Switch-mode power supply with linear regulator transient protection
US20170346329A1 (en) Switching power converter for direct battery charging
CN100466439C (zh) 避免电容器过度充电的装置及方法
CN105591556A (zh) 使用电流限制的输入过压保护
CN110138024B (zh) 充电控制装置、充电系统以及充电控制方法
US7719239B2 (en) Fast field discharge for generator over-voltage control
WO2016029149A1 (en) Switching power supplies and methods of operating switching power supplies
US9300199B2 (en) Under-voltage protection circuit for programmable power supplies
US9590615B1 (en) Integrated circuit and switching power-supply device performing output control through switching operation
CN104022633B (zh) 控制电路、调节方法以及低电压保护方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant