CN108462393B - 用于补偿电源转换器的输出损耗的控制电路及其方法 - Google Patents

用于补偿电源转换器的输出损耗的控制电路及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于补偿电源转换器的输出损耗的控制电路及其方法。所述控制电路包含一采样电压产生器、一时间电压转换器和一补偿信号产生器。所述采样电压产生器根据一第一参考电流、一第二参考电流和一检测电压，产生对应所述检测电压的采样电压。所述时间电压转换器根据控制所述电源转换器的一次侧的功率开关的栅极控制信号的周期和所述电源转换器的二次侧的放电时间，产生一对应电压。所述补偿信号产生器根据所述采样电压和所述对应电压，产生用于补偿所述输出损耗的补偿信号。因此，相较于现有技术，因为所述补偿信号可使一补偿电压随耦接于所述电源转换器的二次侧的负载线性正向改变，所以本发明可改善现有技术稳压效果不好的缺点。

Description

用于补偿电源转换器的输出损耗的控制电路及其方法
技术领域
本发明涉及一种用于补偿电源转换器的输出损耗的控制电路及其方法，尤其涉及一种可产生补偿信号以使补偿电压随耦接于电源转换器的二次侧的负载线性正向改变的控制电路及其方法。
背景技术
在现有技术中，应用于电源转换器的一次侧的控制电路可利用对应于所述电源转换器的辅助绕组的电压和对应于所述电源转换器的二次侧的输出电压的补偿电压VCOMP，来稳压所述电源转换器的二次侧的输出电压，以及补偿所述电源转换器的二次侧的输出损耗。然而因为现有技术也同时利用补偿电压VCOMP决定对应栅极控制信号的降频曲线L(如图1所示，且所述栅极控制信号是用以控制所述电源转换器的一次侧的功率开关的开启与关闭)，且补偿电压VCOMP在降频曲线L的变频区间A、B(如图1所示)并不随耦接于所述电源转换器的二次侧的负载线性正向改变，所以对应于所述输出损耗的补偿也会具有非线性的特性，导致对应于所述电源转换器的二次侧的输出电压的误差变大。因此，现有技术的稳压效果并不好。
发明内容
本发明的一实施例公开一种用于补偿电源转换器的输出损耗的控制电路。所述控制电路包含一采样电压产生器、一时间电压转换器和一补偿信号产生器，以及所述采样电压产生器包含一采样时间信号产生器和一电压产生器。所述采样时间信号产生器是用以根据一第一参考电流和一第二参考电流，产生一采样时间信号；所述电压产生器耦接于所述采样时间信号产生器，用以根据一检测电压和所述采样时间信号，产生对应所述检测电压的采样电压。所述时间电压转换器是用以根据控制所述电源转换器的一次侧的功率开关的栅极控制信号的周期和所述电源转换器的二次侧的放电时间，产生一对应电压。所述补偿信号产生器耦接于所述采样电压产生器和所述时间电压转换器，用以根据所述采样电压和所述对应电压，产生用于补偿所述输出损耗的补偿信号。
本发明的另一实施例公开一种用于补偿电源转换器的输出损耗的方法，其中一应用于所述方法的控制电路包含一采样电压产生器、一时间电压转换器及一补偿信号产生器，以及所述采样电压产生器包含一采样时间信号产生器和一电压产生器。所述方法包含所述采样电压产生器根据一第一参考电流、一第二参考电流和一检测电压，产生对应所述检测电压的采样电压；所述时间电压转换器根据控制所述电源转换器的一次侧的功率开关的栅极控制信号的周期和所述电源转换器的二次侧的放电时间，产生一对应电压；所述补偿信号产生器根据所述采样电压和所述对应电压，产生用于补偿所述输出损耗的补偿信号。
本发明公开一种用于补偿电源转换器的输出损耗的控制电路及其方法。所述控制电路及所述方法是利用一采样时间信号产生器产生对应一检测电压的采样电压，利用一时间电压转换器根据控制所述电源转换器的一次侧的功率开关的栅极控制信号的周期和所述电源转换器的二次侧的放电时间，产生一对应电压，以及利用一补偿信号产生器根据所述采样电压和所述对应电压，产生用于补偿所述电源转换器的二次侧的输出损耗的补偿信号。因为所述对应电压是随所述栅极控制信号的周期和所述电源转换器的二次侧的放电时间线性正向改变，以及所述采样电压随所述检测电压改变，所以所述补偿信号会随所述电源转换器的二次侧的平均输出电流线性正向改变，也就是说所述补偿信号可使一补偿电压随耦接于所述电源转换器的二次侧的负载线性正向改变。因此，相较于现有技术，因为所述补偿信号可使所述补偿电压随耦接于所述电源转换器的二次侧的负载线性正向改变，所以本发明可改善现有技术稳压效果不好的缺点。
附图说明
图1是说明补偿电压在降频曲线的变频区间并不随耦接于所述电源转换器的二次侧的负载线性正向改变的示意图。
图2是本发明的第一实施例所公开的一种用于补偿电源转换器的输出损耗的控制电路的示意图。
图3是说明采样电压产生器的示意图。
图4是说明用以控制功率开关开启与关闭的栅极控制信号、第一开启信号、第二开启信号、第三开启信号、第四开启信号、第五开启信号、第一电压、第二电压、节点的电压和采样时间信号的时序示意图。
图5是说明补偿信号产生器的示意图。
图6是本发明的第二实施例所公开的一种用于补偿电源转换器的输出损耗的方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
100 电源转换器
102 功率开关
104 电阻
106 辅助绕组
108 负载
110、112 线圈
200 控制电路
202 采样电压产生器
204 时间电压转换器
206 补偿信号产生器
208 采样维持电路
210 误差放大器
212 栅极控制信号产生器
214、216、218 引脚
2022 采样时间信号产生器
2024 电压产生器
20222 第一电压产生单元
20224 第二电压产生单元
20226 比较器
20228 逻辑电路
202222 第一电流源
202224 第一开关
202226 第一电容
202228 第二开关
202230 第三开关
202232 第二电容
202242 第二电流源
202244 第四开关
202246 第三电容
202248 第五开关
2062 乘法器
2064 电压电流转换器
A、B 变频区间
CS 补偿信号
CPS 比较信号
FTS 第一开启信号
FV 第一电压
FOTS 第四开启信号
FITS 第五开启信号
GCS 栅极控制信号
GND 地端
IP 一次侧电流
IREF1 第一参考电流
IREF2 第二参考电流
IOUT 平均输出电流
L 降频曲线
NA、NB 节点
PRI 一次侧
PV 乘积值
SEC 二次侧
SS 采样信号
SV 第二电压
STS 第二开启信号
TTS 第三开启信号
T1、T2、T3 时段
T4 时间点
VCS 检测电压
VCSS 采样电压
VC 对应电压
VFB 电压
VCOMP 补偿电压
VREF 参考电压
VOUT 输出电压
VSTOP 采样时间信号
600-612 步骤
具体实施方式
请参照图2，图2是本发明的第一实施例所公开的一种用于补偿电源转换器100的输出损耗的控制电路200的示意图，其中电源转换器100是一返驰式电源转换器。但本发明并不受限于电源转换器100是返驰式电源转换器。如图2所示，控制电路200包含一采样电压产生器202、一时间电压转换器204、一补偿信号产生器206、一采样维持电路208、一误差放大器210及一栅极控制信号产生器212。如图2所示，采样电压产生器202是用以根据一第一参考电流IREF1、一第二参考电流IREF2和一检测电压VCS，产生对应检测电压VCS的采样电压VCSS，其中采样电压产生器202是通过控制电路200的引脚214接收检测电压VCS，检测电压VCS是由流经电源转换器100的一次侧PRI的功率开关102的一次侧电流IP与一电阻104所决定，第一参考电流IREF1等于第二参考电流IREF2的K倍，以及在本发明的一实施例中，K为1/2；时间电压转换器204是用以根据控制功率开关102的栅极控制信号GCS的周期T和电源转换器100的二次侧SEC的放电时间TDIS，产生一对应电压VC，其中时间电压转换器204是通过控制电路200的引脚216接收一电压VFB，电源转换器100的二次侧SEC的放电时间TDIS和电压VFB有关，电压VFB是对应于电源转换器100的一次侧PRI的辅助绕组106，时间电压转换器204可为一低通滤波器(但本发明并不受限于时间电压转换器204为一低通滤波器)，以及对应电压VC的电压值VCV、栅极控制信号GCS的周期T和电源转换器100的二次侧SEC的放电时间TDIS之间的关系可由式(1)所决定(其中H是一常数)：
Figure GDA0002353924690000061
另外，如图2所示，补偿信号产生器206耦接于采样电压产生器202和时间电压转换器204，用以根据采样电压VCSS和对应电压VC，产生用于补偿电源转换器100的二次侧SEC的输出损耗的补偿信号CS。
另外，如图2所示，采样维持电路208耦接于补偿信号产生器206和引脚216，用以根据补偿信号CS和电压VFB，产生一采样信号SS；误差放大器210耦接于采样维持电路208，用以根据采样信号SS和一参考电压VREF，产生一补偿电压VCOMP；栅极控制信号产生器212耦接于误差放大器210和引脚214，用以根据补偿电压VCOMP和检测电压VCS，产生栅极控制信号GCS，其中栅极控制信号产生器212是通过控制电路200的引脚218传送栅极控制信号GCS至功率开关102，且功率开关102是根据栅极控制信号GCS开启与关闭。
请参照图3，图3是说明采样电压产生器202的示意图。如图3所示，采样电压产生器202包含一采样时间信号产生器2022和一电压产生器2024。如图3所示，采样时间信号产生器2022包含一第一电压产生单元20222、一第二电压产生单元20224、一比较器20226和一逻辑电路20228。第一电压产生单元20222是用以根据一第一开启信号FTS与第一参考电流IREF1，产生一第一电压FV；第二电压产生单元20224是用以根据一第四开启信号FOTS与第二参考电流IREF2，产生一第二电压SV。
如图3所示，第一电压产生单元20222包含一第一电流源202222、一第一开关202224、一第一电容202226、一第二开关202228、一第三开关202230及一第二电容202232。如图3所示，第一电流源202222是用以提供第一参考电流IREF1；第一开关202224耦接于第一电流源202222，用以根据第一开启信号FTS开启与关闭；第一电容202226耦接于第一开关202224与一地端GND之间，其中当第一开关202224根据第一开启信号FTS开启时，第一参考电流IREF1对第一电容202226充电，以产生第一电压产生单元20222内的一节点NA的电压VNA；第二开关202228耦接于第一开关202224与地端GND之间，用以根据一第二开启信号STS开启与关闭；第三开关202230耦接于第一开关202224、第一电容202226与第二开关202228，用以根据一第三开启信号TTS开启与关闭；第二电容202232耦接于第三开关202230、比较器20226与地端GND，用以于第三开关202230根据第三开启信号TTS开启时，储存电压VNA的峰值(也就是说第一电压FV)。
如图3所示，第二电压产生单元20224包含一第二电流源202242、一第四开关202244、一第三电容202246及一第五开关202248。第二电流源202242是用以提供第二参考电流IREF2；第四开关202244耦接于第二电流源202242，用以根据第四开启信号FOTS开启与关闭；第三电容202246耦接于第四开关202244与地端GND之间，其中当第四开关202244根据第四开启信号FOTS开启时，第二参考电流IREF2对第三电容202246充电，以产生第二电压SV，其中第三电容202246、第二电容202232和第一电容202226的电容值相等；第五开关202248耦接于第四开关202244与地端GND之间，用以根据一第五开启信号FITS开启与关闭。另外，控制电路200另包含一信号产生电路(未绘示于图3)，用以产生第一开启信号FTS、第二开启信号STS、第三开启信号TTS、第四开启信号FOTS及第五开启信号FITS。另外，如图3所示，比较器20226耦接于第一电压产生单元20222和第二电压产生单元20224，以及逻辑电路20228耦接于比较器20226。
请参照图4，图4是说明用以控制功率开关102开启与关闭的栅极控制信号GCS、第一开启信号FTS、第二开启信号STS、第三开启信号TTS、第四开启信号FOTS、第五开启信号FITS、第一电压FV、第二电压SV、节点NA的电压VNA和采样时间信号VSTOP的时序示意图。如图3和图4所示，在一时段T1中，因为第一开启信号FTS启用(其中第一开启信号FTS的启用时间等于栅极控制信号GCS的启用时间)，所以第一开关202224开启，导致第一参考电流IREF1开始对第一电容202226充电。因为第一参考电流IREF1开始对第一电容202226充电，所以节点NA的电压VNA开始逐渐增加直到第一开启信号FTS关闭。同理，在时段T1中，因为第四开启信号FOTS启用(其中第四开启信号FOTS的启用时间也等于栅极控制信号GCS的启用时间)，所以第四开关202244开启，导致第二参考电流IREF2开始对第三电容202246充电。因为第二参考电流IREF2开始对第三电容202246充电，所以第二电压SV开始逐渐增加直到第四开启信号FOTS关闭。
如图3和图4所示，在一时段T2中，在第一开启信号FTS的负缘与栅极控制信号GCS的启用时间的正缘之间，第三开启信号TTS启用。因此，第二电容202232于第三开关202230根据第三开启信号TTS开启时，储存对应于时段T1的电压VNA以产生对应于时段T1的第一电压FV(也就是说对应于时段T1的第一电压FV等于对应于时段T1的电压VNA的峰值)。另外，如图4所示，在时段T2中，在第三开启信号TTS关闭后，第二开启信号STS启用，所以第二开关202228可根据第二开启信号STS开启，以清除第一电容202226上残存的电荷，也就是说在时段T2结束时，第一电容202226所储存的电压为地电压，且第二电容202232仍储存对应于时段T1的第一电压FV。同理，在时段T2中，因为第五开启信号FITS启用，所以第五开关202248开启，以清除第三电容202246上残存的电荷，也就是说在时段T2结束时，第三电容202246所储存的电压为地电压。
如图3和图4所示，在一时段T3中，第二电容202232仍储存对应于时段T1的第一电压FV；因为第四开启信号FOTS重新启用，所以第四开关202244开启，导致第二参考电流IREF2开始重新对第三电容202246充电。因为第二参考电流IREF2开始对第三电容202246充电，所以对应于时段T3的第二电压SV开始逐渐增加。如图4所示，在一时间点T4时，因为对应于时段T3的第二电压SV大于对应于时段T1的第一电压FV，所以比较器20226可据此产生一比较信号CPS；然后，逻辑电路20228可根据比较信号CPS，产生一采样时间信号VSTOP，其中因为第一参考电流IREF1等于第二参考电流IREF2的K倍，所以采样时间信号VSTOP的启用时间ET等于栅极控制信号GCS的启用时间GET(也就是说为时间T3)的K倍，也就是说采样时间信号VSTOP的启用时间ET和栅极控制信号GCS的启用时间GET之间的关系可由式(2)所决定：
ET＝K×GET (2)
另外，在逻辑电路20228产生采样时间信号VSTOP后，耦接于逻辑电路20228的电压产生器2024即可根据采样时间信号VSTOP和检测电压VCS，产生对应检测电压VCS的采样电压VCSS。
另外，本发明并不受限于图4中，第一开启信号FTS、第二开启信号STS、第三开启信号TTS、第四开启信号FOTS和第五开启信号FITS的电平，也就是说只要采样时间信号产生器2022根据第一开启信号FTS、第二开启信号STS、第三开启信号TTS、第四开启信号FOTS和第五开启信号FITS，产生如图4所示的第一电压FV和第二电压SV，都落入本发明的范畴。另外，本发明也不受限于第一电压FV输入至比较器20226的负输入端以及第二电压SV输入至比较器20226的正输入端。也就是说第一电压FV也可输入至比较器20226的正输入端以及第二电压SV输入至比较器20226的负输入端，此时只需逻辑电路20228作相对应调整以因应比较器20226所产生的反相的比较信号。
请参照图5，图5是说明补偿信号产生器206的示意图。如图5所示，补偿信号产生器206包含一乘法器2062和一电压电流转换器2064。乘法器2062耦接于采样电压产生器202的电压产生器2024和时间电压转换器204，用以根据采样电压VCSS和对应电压VC，产生一乘积值PV，其中乘积值PV、采样电压VCSS和对应电压VC之间的关系可由式(3)所决定：
PV＝VCSS×VC (3)
另外，电压电流转换器2064耦接于乘法器2062，用以根据乘积值PV，抽取一电流信号(也就是说补偿信号CS)，所以如式(3)所示补偿信号CS是随乘积值PV线性正向改变。
另外，请参照式(4)，式(4)可用以说明流经耦接于电源转换器100的二次侧SEC的负载108的平均输出电流IOUT。
Figure GDA0002353924690000101
如式(4)所示，
Figure GDA0002353924690000102
是电源转换器100的一次侧PRI的线圈110与电源转换器100的二次侧SEC的线圈112的匝数比，VCSP是功率开关102开启(对应栅极控制信号GCS的启用时间)时，检测电压VCS的峰值，VCSL是功率开关102开启时，检测电压VCS的初始值，以及RS是电阻104的电阻值。
因为采样时间信号VSTOP的启用时间ET和栅极控制信号GCS的启用时间GET之间的关系可由式(2)所决定，所以电压产生器2024在采样时间信号VSTOP内对检测电压VCS采样所产生的采样电压VCSS可由式(5)所决定：
Figure GDA0002353924690000111
将式(5)和式(1)代入式(3)可得式(6)：
Figure GDA0002353924690000112
将式(6)代入式(4)可得式(7)：
Figure GDA0002353924690000113
如式(7)所示，因为
Figure GDA0002353924690000114
和RS为定值，且H是一常数，所以乘积值PV和平均输出电流IOUT成正比。另外，因为电压电流转换器2064可根据乘积值PV，抽取所述电流信号(补偿信号CS)，所以补偿信号CS也会随平均输出电流IOUT线性正向改变。
因此，如图2所示，当补偿信号CS增加时，电压VFB下降，导致采样信号SS和参考电压VREF之间的差增加。因为采样信号SS和参考电压VREF之间的差增加，所以补偿电压VCOMP增加，导致栅极控制信号GCS的占空比(dutycycle)增加。因此，当补偿信号CS增加时，因为栅极控制信号GCS的占空比增加，所以电源转换器100的二次侧SEC的输出电压VOUT增加以使采样信号SS的值等于参考电压VREF的值。也就是说补偿信号CS可使补偿电压VCOMP随耦接于电源转换器100的二次侧SEC的负载108线性正向改变，以改善现有技术稳压效果不好的缺点，且补偿信号CS并不受栅极控制信号GCS的频率所影响。
另外，因为在电源转换器100的非连续导通模式(discrete continuous mode,DCM)中，检测电压VCS的初始值VCSL等于0，所以本发明也适用在电源转换器100的非连续导通模式。
另外，在本发明的另一实施例中，控制电路200另包含一低通滤波器，耦接于一节点NB(如图2所示)与补偿信号产生器206之间，用以降低补偿信号CS的频率。
另外，在本发明的另一实施例中，K是介于0与1之间的实数，例如K可为0.3、0.4、0.45、0.55或0.6等。
请参照图2-6，图6是本发明的第二实施例所公开的一种用于补偿电源转换器的输出损耗的方法的流程图。图6的方法是利用图2的电源转换器100和控制电路200说明，详细步骤如下：
步骤600：开始；
步骤602：采样电压产生器202根据第一参考电流IREF1、第二参考电流IREF2和检测电压VCS，产生对应检测电压VCS的采样电压VCSS；
步骤604：时间电压转换器204根据控制电源转换器100的一次侧PRI的功率开关102的栅极控制信号GCS的周期T和电源转换器100的二次侧SEC的放电时间TDIS，产生对应电压VC；
步骤606：补偿信号产生器206根据采样电压VCSS和对应电压VC，产生用于补偿电源转换器100的二次侧SEC的输出损耗的补偿信号CS；步骤608：采样维持电路208根据补偿信号CS和对应于电源转换器100的一次侧PRI的辅助绕组106的电压VFB，产生采样信号SS；
步骤610：误差放大器210根据采样信号SS和参考电压VREF，产生补偿电压VCOMP；
步骤612：栅极控制信号产生器212根据补偿电压VCOMP和检测电压VCS，产生栅极控制信号GCS至功率开关102，跳至步骤602和步骤604。
在步骤602中，如图3和图4所示，在时段T1中，因为第一开启信号FTS启用，所以第一开关202224开启，导致第一参考电流IREF1开始对第一电容202226充电。因为第一参考电流IREF1开始对第一电容202226充电，所以节点NA的电压VNA开始逐渐增加直到第一开启信号FTS关闭。
如图3和图4所示，在时段T2中，在第一开启信号FTS的负缘与栅极控制信号GCS的启用时间的正缘之间，第三开启信号TTS启用。因此，第二电容202232于第三开关202230根据第三开启信号TTS开启时，储存对应于时段T1的电压VNA以产生对应于时段T1的第一电压FV(也就是说对应于时段T1的第一电压FV等于对应于时段T1的电压VNA的峰值)。
如图3和图4所示，在时段T3中，第二电容202232仍储存对应于时段T1的第一电压FV；因为第四开启信号FOTS重新启用，所以第四开关202244开启，导致第二参考电流IREF2开始重新对第三电容202246充电。因为第二参考电流IREF2开始对第三电容202246充电，所以对应于时段T3的第二电压SV开始逐渐增加。
如图3和图4所示，在时间点T4时，因为对应于时段T3的第二电压SV大于对应于时段T1的第一电压FV，所以比较器20226可据此产生比较信号CPS；然后，逻辑电路20228根据比较信号CPS，产生采样时间信号VSTOP，其中因为第一参考电流IREF1等于第二参考电流IREF2的K倍(在本发明的一实施例中，K为1/2)，所以采样时间信号VSTOP的启用时间ET等于栅极控制信号GCS的启用时间GET(也就是说为时间T3)的K倍，也就是说采样时间信号VSTOP的启用时间ET和栅极控制信号GCS的启用时间GET之间的关系可由式(2)所决定。另外，在本发明的另一实施例中，K是介于0与1之间的实数，例如K可为0.3、0.4、0.45、0.55或0.6等。在逻辑电路20228产生采样时间信号VSTOP后，耦接于逻辑电路20228的电压产生器2024即可根据采样时间信号VSTOP和检测电压VCS，产生对应检测电压VCS的采样电压VCSS。
在步骤604中，时间电压转换器204根据控制功率开关102的栅极控制信号GCS的周期T和电源转换器100的二次侧SEC的放电时间TDIS，产生对应电压VC，其中电源转换器100的二次侧SEC的放电时间TDIS和电压VFB有关，电压VFB是对应于电源转换器100的一次侧PRI的辅助绕组106，时间电压转换器204可为一低通滤波器(但本发明并不受限于时间电压转换器204为一低通滤波器)，以及对应电压VC的电压值VCV、栅极控制信号GCS的周期T和电源转换器100的二次侧SEC的放电时间TDIS之间的关系可由式(1)所决定(其中H是一常数)。
在步骤606中，如图5所示，补偿信号产生器206的乘法器2062根据采样电压VCSS和对应电压VC，产生乘积值PV，其中乘积值PV、采样电压VCSS和对应电压VC之间的关系可由式(3)所决定。另外，如图5所示，补偿信号产生器206的电压电流转换器2064根据乘积值PV，抽取所述电流信号(也就是说补偿信号CS)，所以如式(3)所示补偿信号CS是随乘积值PV线性正向改变。
在步骤608中，如图2所示，采样维持电路208根据补偿信号CS和电压VFB，产生采样信号SS；在步骤610中，误差放大器210根据采样信号SS和参考电压VREF，产生补偿电压VCOMP；在步骤612中，栅极控制信号产生器212根据补偿电压VCOMP和检测电压VCS，产生栅极控制信号GCS，其中功率开关102是根据栅极控制信号GCS开启与关闭。
如式(7)所示，因为
Figure GDA0002353924690000151
和RS为定值，且H是一常数，所以乘积值PV和平均输出电流IOUT成正比。另外，因为电压电流转换器2064可根据乘积值PV，抽取所述电流信号(补偿信号CS)，所以补偿信号CS也会随平均输出电流IOUT线性正向改变。
因此，如图2所示，当补偿信号CS增加时，电压VFB下降，导致采样信号SS和参考电压VREF之间的差增加。因为采样信号SS和参考电压VREF之间的差增加，所以补偿电压VCOMP增加，导致栅极控制信号GCS的占空比增加。因此，当补偿信号CS增加时，因为栅极控制信号GCS的占空比增加，所以电源转换器100的二次侧SEC的输出电压VOUT增加以使采样信号SS的值等于参考电压VREF的值。也就是说补偿信号CS可使补偿电压VCOMP随耦接于电源转换器100的二次侧SEC的负载108线性正向改变，以改善现有技术稳压效果不好的缺点，且补偿信号CS并不受栅极控制信号GCS的频率所影响。
综上所述，本发明所公开的用于补偿电源转换器的输出损耗的控制电路及其方法是利用所述采样时间信号产生器产生对应所述检测电压的采样电压，利用所述时间电压转换器根据控制所述电源转换器的一次侧的功率开关的栅极控制信号的周期和所述电源转换器的二次侧的放电时间，产生所述对应电压，以及利用所述补偿信号产生器根据所述采样电压和所述对应电压，产生用于补偿所述电源转换器的二次侧的输出损耗的补偿信号。因为所述对应电压是随所述栅极控制信号的周期和所述电源转换器的二次侧的放电时间线性正向改变，以及所述采样电压随所述检测电压改变，所以所述补偿信号会随所述电源转换器的二次侧的平均输出电流线性正向改变，也就是说所述补偿信号可使所述补偿电压随耦接于所述电源转换器的二次侧的负载线性正向改变。因此，相较于现有技术，因为所述补偿信号可使所述补偿电压随耦接于所述电源转换器的二次侧的负载线性正向改变，所以本发明可改善现有技术稳压效果不好的缺点。
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 (12)

1.一种用于补偿电源转换器的输出损耗的控制电路，其特征在于：包含：一采样电压产生器，包含：
一采样时间信号产生器，用以根据一第一参考电流和一第二参考电流，产生一采样时间信号；及
一电压产生器，耦接于所述采样时间信号产生器，用以根据一检测电压和所述采样时间信号，产生对应所述检测电压的采样电压；
一时间电压转换器，用以根据控制所述电源转换器的一次侧的功率开关的栅极控制信号的周期和所述电源转换器的二次侧的放电时间，产生一对应电压；及
一补偿信号产生器，包含：
一乘法器，耦接于所述采样电压产生器和所述时间电压转换器，用以根据所述采样电压和所述对应电压，产生一乘积值；及
一电压电流转换器，耦接于所述乘法器，用以根据所述乘积值，产生用于补偿所述输出损耗的补偿信号。
2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述检测电压是由流经所述功率开关的所述电源转换器的一次侧电流与一电阻所决定。
3.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述第一参考电流等于所述第二参考电流的K倍，且0＜K＜1。
4.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述采样时间信号产生器包含：
一第一电压产生单元，包含：
一第一电流源，用以提供所述第一参考电流；
一第一开关，耦接于所述第一电流源，用以根据一第一开启信号开启与关闭；
一第一电容，耦接于所述第一开关与一地端之间，其中当所述第一开关根据所述第一开启信号开启时，所述第一参考电流对所述第一电容充电，以产生所述第一电压产生单元内的一节点的电压；
一第二开关，耦接于所述第一开关与所述地端之间，用以根据一第二开启信号开启与关闭；
一第三开关，耦接于所述第一开关、所述第一电容与所述第二开关，用以根据一第三开启信号开启与关闭；及
一第二电容，耦接于所述第三开关与所述地端，用以于所述第三开关根据所述第三开启信号开启时，储存所述节点的电压的峰值，其中所述节点的电压的峰值为一第一电压，在所述第一开关根据所述第一开启信号关闭之后且在所述电源转换器的一次侧的功率开关的开启时间的正缘之前，所述第三开关根据所述第三开启信号开启，所述第一电容的电容值与所述第二电容的电容值相等，且在所述第一开启信号和所述第三开启信号关闭后，所述第二开关根据所述第二开启信号开启，以清除所述第一电容上残存的电荷；
一第二电压产生单元，包含：
一第二电流源，用以提供所述第二参考电流；
一第四开关，耦接于所述第二电流源，用以根据一第四开启信号开启与关闭；
一第三电容，耦接于所述第四开关与所述地端之间，其中当所述第四开关根据所述第四开启信号开启时，所述第二参考电流对所述第三电容充电，以产生一第二电压，且所述第三电容的电容值与所述第二电容的电容值相等；及
一第五开关，耦接于所述第四开关与所述地端之间，用以根据一第五开启信号开启与关闭，其中在所述第四开启信号关闭后，所述第五开关根据所述第五开启信号开启，以清除所述第三电容上的电荷；
一比较器，耦接于所述第一电压产生单元和所述第二电压产生单元，用以根据所述第一电压与所述第二电压，产生一比较信号；及
一逻辑电路，耦接于所述比较器，用以根据所述比较信号，产生所述采样时间信号。
5.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述补偿信号是对应所述电源转换器的二次侧的输出电流。
6.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于：另包含：
一采样维持电路，耦接于所述补偿信号产生器，用以根据所述补偿信号和对应于所述电源转换器的一次侧的辅助绕组的电压，产生一采样信号，其中所述电源转换器的二次侧的放电时间和对应于所述辅助绕组的电压有关；
一误差放大器，耦接于所述采样维持电路，用以根据所述采样信号和一参考电压，产生一补偿电压；及
一栅极控制信号产生器，耦接于所述误差放大器，用以根据所述补偿电压和所述检测电压，产生一栅极控制信号至所述功率开关，其中所述功率开关根据所述栅极控制信号开启与关闭。
7.一种用于补偿电源转换器的输出损耗的方法，其中一应用于所述方法的控制电路包含一采样电压产生器、一时间电压转换器及一补偿信号产生器，以及所述采样电压产生器包含一采样时间信号产生器和一电压产生器，其特征在于：包含：
所述采样电压产生器根据一第一参考电流、一第二参考电流和一检测电压，产生对应所述检测电压的采样电压；
所述时间电压转换器根据控制所述电源转换器的一次侧的功率开关的栅极控制信号的周期和所述电源转换器的二次侧的放电时间，产生一对应电压；
所述补偿信号产生器包含的乘法器根据所述采样电压和所述对应电压，产生一乘积值；及
所述补偿信号产生器包含的电压电流转换器根据所述乘积值，产生用于补偿所述输出损耗的补偿信号。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述采样电压产生器根据所述第一参考电流、所述第二参考电流和所述检测电压，产生对应所述检测电压的采样电压包含：
所述采样时间信号产生器根据所述第一参考电流和所述第二参考电流，产生一采样时间信号；及
所述电压产生器根据所述检测电压和所述采样时间信号，产生所述采样电压。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述检测电压是由流经所述功率开关的所述电源转换器的一次侧电流与一电阻所决定。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述第一参考电流等于所述第二参考电流的K倍，且0＜K＜1。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述补偿信号是对应所述电源转换器的二次侧的输出电流。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于：另包含：
所述控制电路另包含的采样维持电路根据所述补偿信号和对应于所述电源转换器的一次侧的辅助绕组的电压，产生一采样信号，其中所述电源转换器的二次侧的放电时间和对应于所述辅助绕组的电压有关；
所述控制电路另包含的误差放大器根据所述采样信号和一参考电压，产生一补偿电压；及
所述控制电路另包含的栅极控制信号产生器根据所述补偿电压和所述检测电压，产生一栅极控制信号至所述功率开关，其中所述功率开关根据所述栅极控制信号开启与关闭。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112234826B (zh) * 2019-07-15 2022-02-11 通嘉科技股份有限公司 应用于电源转换器的一次侧的初级控制器及其操作方法
TWI772215B (zh) * 2021-04-08 2022-07-21 通嘉科技股份有限公司 應用於返馳式電源轉換器的控制器的效率追蹤方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103326564A (zh) * 2012-03-20 2013-09-25 通嘉科技股份有限公司 用以降低电源转换器的触碰电流的控制电路及其操作方法
CN103580487A (zh) * 2012-08-10 2014-02-12 通嘉科技股份有限公司 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
CN104518646A (zh) * 2013-10-04 2015-04-15 通嘉科技股份有限公司 用以调整电源转换器的输出电压的控制器及其相关的方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8222882B2 (en) * 2009-01-30 2012-07-17 Power Integrations, Inc. Power supply controller with input voltage compensation for efficiency and maximum power output
CN102769383B (zh) * 2011-05-05 2015-02-04 广州昂宝电子有限公司 用于利用初级侧感测和调整进行恒流控制的系统和方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103326564A (zh) * 2012-03-20 2013-09-25 通嘉科技股份有限公司 用以降低电源转换器的触碰电流的控制电路及其操作方法
CN103580487A (zh) * 2012-08-10 2014-02-12 通嘉科技股份有限公司 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
CN104518646A (zh) * 2013-10-04 2015-04-15 通嘉科技股份有限公司 用以调整电源转换器的输出电压的控制器及其相关的方法

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