CN107396483B - 电源转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电源转换装置，其控制芯片具有多功能接脚以及回授接脚，多功能接脚以及回授接脚分别接收调光信号以及反应发光单元的输出电流的回授信号，控制芯片依据调光信号的工作比判断是否依据调光信号以及回授信号产生脉宽调变信号给电源转换电路的功率开关。本发明提供的电源转换装置，可在维持电源转换装置正常工作的情形下，减少控制芯片的接脚数目。

Description

电源转换装置
技术领域
本发明涉及一种电子装置，尤其涉及一种电源转换装置。
背景技术
近年来，随着液晶显示器(liquid-crystal display,LCD)的快速发展，发光二极管(light-emitting diode,LED)背光源已逐渐取代了传统的冷阴极灯管(cold-cathodefluorescent lamps,CCFL)背光源。另外，用以控制发光二极管发光的控制芯片因产品体积、制造成本等的考虑，亦倾向减少接脚(pin)的数量。因此如何减少控制芯片的接脚数目并维持正常工作，为本领域的重要课题之一。
发明内容
本发明提供一种电源转换装置，可在维持电源转换装置正常工作的情形下，减少控制芯片的接脚数目。
本发明的电源转换装置，包括电源转换电路、发光单元以及控制芯片。电源转换电路用以将输入电压转换为输出电压，电源转换电路具有功率开关，功率开关的控制端接收脉宽调变信号，并依据脉宽调变信号切换功率开关自身的导通状态，以将输入电压转换为输出电压。发光单元耦接电源转换电路，接收输出电压而进行发光。控制芯片耦接电源转换电路与发光单元，具有多功能接脚以及回授接脚，多功能接脚以及回授接脚分别接收调光信号以及反应发光单元的输出电流的回授信号，控制芯片依据调光信号的工作比判断是否依据调光信号以及回授信号产生脉宽调变信号。
在本发明的一实施例中，当调光信号的工作比小于默认值或控制芯片持续一段默认时间未收到调光信号时，控制芯片进入低功率模式而停止产生脉宽调变信号，当调光信号的工作比大于等于默认值时，控制芯片被致能而产生脉宽调变信号。
在本发明的一实施例中，上述的控制芯片包括调光检测单元，其耦接多功能接脚，将调光信号转换为脉冲电压信号或模拟电压信号。致能单元耦接多功能接脚，判断调光信号的工作比是否小于默认值或多功能接脚是否持续一段预设时间未收到调光信号，若调光信号的工作比小于默认值或持续一段默认时间未收到调光信号，控制控制芯片进入低功率模式而使控制芯片停止产生脉宽调变信号，若调光信号的工作比未小于默认值，致能单元致能调光检测单元，以将调光信号转换为脉冲电压信号或模拟电压信号。
在本发明的一实施例中，上述的控制芯片还包括转导放大器，其正输入端与负输入端分别耦接调光检测单元与回授接脚，依据回授信号与脉冲电压信号或模拟电压信号产生转导放大信号。脉宽调变信号产生单元耦接转导放大器的输出端，依据转导放大信号与参考信号产生脉宽调变信号。
在本发明的一实施例中，上述的电源转换装置还包括电流检测单元以及过电压检测单元。电流检测单元耦接功率开关，检测流经功率开关的电流而输出电流检测信号至控制芯片的电流/过电压检测接脚，控制芯片更依据电流检测信号调整脉宽调变信号。过电压检测单元耦接电源转换电路以及电流/过电压检测接脚，检测电源转换电路中出现的过电压，并据以输出过电压检测信号至电流/过电压检测接脚，以使控制芯片依据过电压检测信号执行过电压保护操作。
在本发明的一实施例中，上述的电源转换装置还包括回授单元，其耦接发光单元与回授接脚，反应发光单元的输出电流而提供回授号至回授接脚。
在本发明的一实施例中，上述的发光单元为发光二极管。
基于上述，本发明实施例的电源转换装置的控制芯片可依据调光信号的工作比判断是否依据调光信号以及回授信号产生脉宽调变信号，以将现有技术中的调光信号接脚与致能接脚整合为一个多功能接脚，如此便可在不影响电源转换装置的运作的情形下，减少控制芯片的接脚数目。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明的实施例的一种电源转换装置的示意图；
图2是依照本发明另一实施例的一种电源转换装置的示意图。
附图标记：
100、200：电源转换装置
102：电源转换电路
104：发光单元
106：控制芯片
108：电流检测单元
110：过电压检测单元
112：回授单元
202：调光检测单元
204：致能单元
206：转导放大器
208：脉宽调变信号产生单元
CS/OVP：电流/过电压检测接脚
DIM1：接收调光信号
EN/DIM：多功能接脚
FB：回授接脚
GND：接地接脚
VCC：电源接脚
Vin：输入电压
Vout：输出电压
OUT：输出接脚
PD1：发光二极管
PWM1：脉宽调变信号
SC1：电流检测信号
SF1：回授信号
SO1：过电压检测信号
SW1：功率开关
L1：电感
D1：整流二极管
Q1：晶体管
C1、C2：电容
R1～R3、RF：电阻
Sgm：转导放大信号
PWM1：脉宽调变信号
Str：参考信号
具体实施方式
图1是依照本发明实施例的一种电源转换装置的示意图，请参照图1。电源转换装置100包括电源转换电路102、发光单元104、控制芯片106、电流检测单元108、过电压检测单元110以及回授单元112，其中控制芯片106具有电源接脚VCC、输出接脚OUT、多功能接脚EN/DIM、回授接脚FB、接地接脚GND以及电流/过电压检测接脚CS/OVP。电源转换电路102耦接输出接脚OUT，电源转换电路102用以将输入电压Vin转换为输出电压Vout。进一步来说，电源转换电路102具有功率开关SW1，功率开关SW1的控制端可接收脉宽调变信号PWM1，并依据来自输出接脚OUT的脉宽调变信号PWM1切换功率开关SW1自身的导通状态，以将输入电压Vin转换为输出电压Vout。发光单元104耦接电源转换电路102以及回授单元112，发光单元104可接收电源转换电路102所输出的输出电压Vout而被驱动进行发光。发光单元104可例如图1所示，以多个串接的发光二极管PD1来实施，然不以此为限。回授单元112耦接发光单元104与回授接脚FB，反应发光单元104的输出电流而提供回授信号SF1至回授接脚FB。
电流检测单元108耦接功率开关SW1以及电流/过电压检测接脚CS/OVP，电流检测单元108可检测流经功率开关SW1的电流而输出电流检测信号SC1至控制芯片106的电流/过电压检测接脚CS/OVP，控制芯片106可依据电流检测信号SC1调整脉宽调变信号PWM1的工作比，进而稳定提供至发光单元104的输出电压Vout。过电压检测单元110耦接电源转换电路102以及电流/过电压检测接脚CS/OVP，过电压检测单元110可检测电源转换电路102中出现的过电压，并据以输出过电压检测信号SO1至电流/过电压检测接脚CS/OVP，以使控制芯片106可依据过电压检测信号SO1执行过电压保护操作。
此外，控制芯片106的电源接脚VCC耦接输入电压Vin，以接收控制芯片106运作所需的电源，控制芯片106的接地接脚则耦接至接地。另外，控制芯片106的多功能接脚EN/DIM可接收调光信号DIM1，并依据调光信号DIM1的工作比判断是否依据调光信号以及回授信号SF1产生脉宽调变信号PWM1。举例来说，当调光信号DIM1的工作比小于默认值或控制芯片106持续一段默认时间未收到调光信号DIM1时，控制芯片106进入低功率模式而停止产生脉宽调变信号PWM1，当调光信号DIM1的工作比大于等于默认值时，控制芯片106被致能而产生脉宽调变信号PWM1。
如此依据调光信号DIM1的工作比来判断是否使控制芯片106进入低功率模式或不进入低功率模式而依据调光信号DIM1产生脉宽调变信号PWM1，可将现有技术中的调光信号接脚与致能接脚整合为本实施例的多功能接脚EN/DIM，亦即可在不影响电源转换装置100的运作的情形下，减少控制芯片的接脚数目，让控制芯片可在仅具有6个接脚的情形下，仍可正常地运作。
图2是依照本发明另一实施例的电源转换装置的示意图，请参照图2。详细来说，在本实施例中，电源转换装置200的电源转换电路102可包括电感L1、整流二极管D1、晶体管Q1以及电容C1。其中晶体管Q1用来实施上述的功率开关SW1，晶体管Q1的栅极耦接输出接脚OUT，漏极与源极则分别耦接电感L1与电流检测单元108。电感L1耦接于输入电压Vin与晶体管Q1的漏极之间，整流二极管D1的阳极与阴极分别耦接电感L1与晶体管Q1的共同接点以及电源转换电路102的输出端，电容C1则耦接于整流二极管D1的阴极与接地之间。当晶体管Q1导通时，输入电压Vin跨接于电感L1，使得电感L1的电流线性增加，并且储存能量于电感L1中。当晶体管Q1达到所预期的导通时间时，晶体管Q1关闭，以将所储存的能量经过整流二极管D1输出至电源转换电路102的输出端，并且对电容C1进行充电。经由上述动作重复交替以将输入电压Vin提升至电源转换电路102的输出端所设定的准位。
此外，在本实例中，电流检测单元108包括电阻R1、电阻R2以及电容C2，其中电阻R1耦接于晶体管Q1的源极与接地之间，电阻R2耦接于晶体管Q1的源极与电流/过电压检测接脚CS/OVP之间，电容C2则耦接于电流/过电压检测接脚CS/OVP与接地之间，以感测流经晶体管Q1的电流。过电压检测单元110包括电阻R3，电阻R3串接于整流二极管D1的阳极与电流/过电压检测接脚CS/OVP之间，以检测电源转换电路102中是否出现的过电压。回授单元112包括电阻RF，电阻RF耦接于发光单元104与接地之间，以于发光单元104与电阻RF的共同接点产生回授信号SF1给回授接脚FB。
另外，进一步来说，控制芯片106可包括调光检测单元202、致能单元204、转导放大器206以及脉宽调变信号产生单元208，其中调光检测单元202耦接多功能接脚EN/DIM与转导放大器206的正输入端，转导放大器206的负输入端耦接回授接脚FB。致能单元204耦接多功能接脚EN/DIM与调光检测单元202，脉宽调变信号产生单元208耦接转导放大器20的输出端以及输出接脚OUT。调光检测单元202可将调光信号DIM1转换为脉冲电压信号或模拟电压信号，并将脉冲电压信号或模拟电压信号输出至转导放大器20的正输入端。举例来说，调光检测单元202可将调光信号DIM1转换为仅在300mV与0mV两电压准位间转换的脉冲电压信号，或是将调光信号DIM1转换为随调光信号DIM1的工作比变动的模拟电压信号(例如20mV、60mV、250mV…等等)。
致能单元204可判断调光信号DIM的工作比是否小于默认值或多功能接脚EN/DIM是否持续一段预设时间未收到调光信号DIM1。若调光信号DIM1的工作比小于默认值或持续一段默认时间未收到调光信号DIM1，则控制控制芯片106进入低功率模式而使控制芯片106停止产生脉宽调变信号PWM1。若调光信号DIM1的工作比未小于默认值，则致能单元204致能调光检测单元202，以使调光检测单元202继续将调光信号DIM1转换为脉冲电压信号或模拟电压信号。
转导放大器206可依据回授信号SF1与脉冲电压信号或模拟电压信号产生转导放大信号Sgm，并将其输出至脉宽调变信号产生单元208，以使脉宽调变信号产生单元208依据转导放大信号Sgm与参考信号Str产生脉宽调变信号PWM1，其中参考信号Str可例如为三角波信号、方波信号、弦波信号等。
如上所述，本实施例的电源转换装置200除了亦可在不影响电源转换装置200的运作的情形下，减少控制芯片的接脚数目外，还可藉由调光检测单元202将调光信号DIM1转换为脉冲电压信号或模拟电压信号，让转导放大器206可依据回授信号SF1与脉冲电压信号或模拟电压信号产生转导放大信号Sgm。如此不但可使控制芯片106省去具有现有技术用以调整转导值的转导接脚，还可提供脉冲电压信号或模拟电压信号给转导放大器206进行转导放大，让使用者可拥有更多的电路设计选择而不需在控制芯片106上增设接脚。
综上所述，本发明实施例的电源转换装置的控制芯片可依据调光信号的工作比判断是否依据调光信号以及回授信号产生脉宽调变信号，以将现有技术中的调光信号接脚与致能接脚整合为一个多功能接脚，如此便可在不影响电源转换装置的运作的情形下，减少控制芯片的接脚数目。在部分实施例中，还可藉由调光检测单元将调光信号转换为脉冲电压信号或模拟电压信号，让转导放大器可依据回授信号与脉冲电压信号或模拟电压信号产生转导放大信号。如此不但可使控制芯片省去具有现有技术用以调整转导值的转导接脚，还可提供脉冲电压信号或模拟电压信号给转导放大器进行转导放大，让使用者可拥有更多的电路设计选择而不需在控制芯片上增设接脚。

Claims (7)

1.一种电源转换装置，其特征在于，包括：
一电源转换电路，用以将一输入电压转换为一输出电压，所述电源转换电路具有一功率开关，所述功率开关的控制端接收一脉宽调变信号，并依据所述脉宽调变信号切换所述功率开关自身的导通状态，以将所述输入电压转换为所述输出电压；
一发光单元，耦接所述电源转换电路，接收所述输出电压而进行发光；以及
一控制芯片，耦接所述电源转换电路与所述发光单元，具有一多功能接脚以及一回授接脚，所述多功能接脚以及所述回授接脚分别接收一调光信号以及反应所述发光单元的输出电流的一回授信号，所述控制芯片依据所述调光信号的工作比判断是否依据调光信号以及所述回授信号产生所述脉宽调变信号，其中当该控制芯片持续一段默认时间未收到该调光信号时，该控制芯片进入一低功率模式而停止产生该脉宽调变信号。
2.根据权利要求1所述的电源转换装置，其特征在于，当所述调光信号的工作比小于一默认值时，所述控制芯片进入该低功率模式而停止产生所述脉宽调变信号，当所述调光信号的工作比大于等于所述默认值时，所述控制芯片被致能而产生所述脉宽调变信号。
3.根据权利要求1所述的电源转换装置，其特征在于，所述控制芯片包括：
一调光检测单元，耦接所述多功能接脚，将所述调光信号转换为一脉冲电压信号或一模拟电压信号；以及
一致能单元，耦接所述多功能接脚，判断所述调光信号的工作比是否小于一默认值或所述多功能接脚是否持续一段预设时间未收到所述调光信号，若所述调光信号的工作比小于所述默认值或持续一段所述预设时间未收到所述调光信号，控制所述控制芯片进入该低功率模式而使所述控制芯片停止产生所述脉宽调变信号，若所述调光信号的工作比未小于所述默认值，所述致能单元致能所述调光检测单元，以将所述调光信号转换为所述脉冲电压信号或所述模拟电压信号。
4.根据权利要求3所述的电源转换装置，其特征在于，所述控制芯片还包括：
一转导放大器，其正输入端与负输入端分别耦接所述调光检测单元与所述回授接脚，依据所述回授信号与所述脉冲电压信号或所述模拟电压信号产生一转导放大信号；以及
一脉宽调变信号产生单元，耦接所述转导放大器的输出端，依据所述转导放大信号与一参考信号产生所述脉宽调变信号。
5.根据权利要求1所述的电源转换装置，其特征在于，还包括：
一电流检测单元，耦接所述功率开关，检测流经所述功率开关的电流而输出一电流检测信号至所述控制芯片的一电流/过电压检测接脚，所述控制芯片更依据所述电流检测信号调整所述脉宽调变信号；以及
一过电压检测单元，耦接所述电源转换电路以及所述电流/过电压检测接脚，检测所述电源转换电路中出现的过电压，并据以输出一过电压检测信号至所述电流/过电压检测接脚，以使所述控制芯片依据所述过电压检测信号执行过电压保护操作。
6.根据权利要求1所述的电源转换装置，其特征在于，还包括：
一回授单元，耦接所述发光单元与所述回授接脚，反应所述发光单元的输出电流而提供所述回授信号至所述回授接脚。
7.根据权利要求1所述的电源转换装置，其特征在于，所述发光单元为发光二极管。
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