CN108736729B - 主动箝位的返驰式电源转换电路及其中的转换控制电路 - Google Patents

主动箝位的返驰式电源转换电路及其中的转换控制电路 Download PDF

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Abstract

一种主动箝位的返驰式电源转换电路及其中的转换控制电路。该返驰式电源转换电路包含：一变压器，其包含一一次侧绕组，电气耦接于一输入电源，以及一二次侧绕组，耦接于一输出节点；一一次侧开关，耦接于该一次侧绕组，用以切换该一次侧绕组以转换该输入电源，而使该二次侧绕组于该输出节点产生一输出电源；一箝位电路，包括：一辅助开关，以及一辅助电容器，与该辅助开关串联而形成一辅助支路，且该辅助支路与该一次侧绕组并联；以及一转换控制电路，用以根据一一次侧开关相关信号以及切换电压相关信号而调整一辅助空滞时间，使得一次侧开关导通时为零电压切换。

Description

主动箝位的返驰式电源转换电路及其中的转换控制电路
技术领域
本发明涉及一种返驰式电源转换电路，特别是指一种具有主动箝位及零电压切换的返驰式电源转换电路。本发明还涉及于用于返驰式电源转换电路中的转换控制电路。
背景技术
图1揭示一种现有技术的具有主动箝位(active clamping)的返驰式电源转换电路(返驰式电源转换电路1)，返驰式电源转换电路1用以将一输入电压转换为一输出电压，其包含一辅助开关S2以及一辅助电容器Cr，形成一主动箝位支路，该主动箝位支路于一次侧开关S1不导通时导通，使一次侧绕组的漏感Lr以及激磁电感Lm于一次侧开关S1导通时所储存的能量，可通过此支路泄放并储存于辅助电容器Cr之中，此外，在一次侧开关S1导通之前，可通过储存于辅助电容器Cr中的能量，对一次侧开关S1的寄生电容Coss放电，使得该一次侧开关S1导通时为零电压切换(Zero Voltage Switching，ZVS)，本现有技术中，一次侧开关S1与辅助开关S2的切换大致上互为反相，如图2A所示。
图2B示出另一种现有技术的具有主动箝位(active clamping)的返驰式电源转换电路的波形示意图，该现有技术与图1中所示的现有技术类似，其差别在于辅助开关S2的导通时间TON2为一固定导通时间。
图1与图2A-图2B中所示的现有技术，其缺点在于，由于辅助开关S2与一次侧开关S1导通之间的空滞时间Td(dead time)一般而言为一固定的时间，因此一次侧开关S1的导通时间可能并未落在零电压切换的时间点(即寄生电容Coss放电完毕的时间点)，可能超前或延后，而造成功率损失。
本发明相比于图1与图2A-图2B的现有技术，可调整辅助开关S2与一次侧开关S1导通之间的空滞时间(dead time)，以确保一次侧开关S1可达成零电压切换，因而可降低功率损失，而提高电源转换效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种主动箝位的返驰式电源转换电路及其中的转换控制电路，其可调整辅助开关S2与一次侧开关S1导通之间的空滞时间，以确保一次侧开关S1可达成零电压切换，因而可降低功率损失，而提高电源转换效率。
为实现上述发明目的，就其中一个观点言，本发明提供了一种返驰式电源转换电路，包含：一变压器，其包含一一次侧绕组，电气耦接于一输入电源，以及一二次侧绕组，耦接于一输出节点，其中该输入电源包括一输入电压；一一次侧开关，耦接于该一次侧绕组，用以切换该一次侧绕组以转换该输入电源，而使该二次侧绕组于该输出节点产生一输出电源，其中该输出电源包括一输出电压；一箝位电路，包括：一辅助开关，以及一辅助电容器，与该辅助开关串联而形成一辅助支路，且该辅助支路与该一次侧绕组并联；以及一转换控制电路，包括：一辅助开关控制电路，用以产生一辅助开关控制信号，以控制该辅助开关；以及一调整电路，用以调整一辅助空滞时间(dead time)，使得该一次侧开关导通时，其一电流输入端与一电流输出端的电压差大致上为0，而达成零电压切换(Zero VoltageSwitching，ZVS)；其中该辅助空滞时间是指该辅助开关转为不导通时起，至随之的该一次侧开关转为导通时之间的一时段，其中，于该辅助空滞时间内，该辅助开关以及该一次侧开关都为不导通。
在一较佳实施例中，该调整电路根据一一次侧开关相关信号以及一零电压信号而产生该调整信号，以调整该辅助空滞时间，使得该一次侧开关导通为零电压切换；其中该一次侧开关相关信号相关于该一次侧开关控制信号；其中该零电压信号用以表示一零交越时点，其中该零交越时点是指该一次侧开关的电流输入端与电流输出端的电压差大致上为零交越(zero crossing)的时点。
在一较佳实施例中，该转换控制电路还包括一零电压信号产生电路，用以根据一切换电压相关信号而判断该零交越时点，且产生该零电压信号以表示该零交越时点；其中该切换电压相关信号相关于该一次侧开关的电流输入端与电流输出端的电压差。
在一较佳实施例中，该调整电路通过该调整信号而调整该辅助空滞时间，使得一一次侧导通时点与该零交越时点大致上对准(aligned)，以使得该一次侧开关导通时为零电压切换，其中该一次侧导通时点是指该一次侧开关相关信号表示该一次侧开关受控制转为导通的时点。
在一较佳实施例中，该箝位电路还包括：一时间控制电路，用以根据该辅助开关控制信号以及该调整信号而产生该一次侧开关控制信号，以控制该一次侧开关；该时间控制电路根据调整信号，于该辅助开关转为不导通时起，而决定该辅助空滞时间的一空滞时间变化量，由此调整该辅助空滞时间，且于该辅助空滞时间结束的时点，通过该一次侧开关控制信号控制该一次侧开关转为导通；该调整电路根据该零电压信号与该一次侧开关相关信号的一相位差而产生该调整信号，使得该一次侧导通时点与该零交越时点大致上对准。
在一较佳实施例中，当该相位差表示该零交越时点落后(lag)该一次侧导通时点时，增加该辅助空滞时间的时间长度，而当该相位差表示该零交越时点领先(lead)该一次侧导通时点时，缩短该辅助空滞时间的时间长度。
在一较佳实施例中，该零电压信号产生电路包括：一检测电路，用以检测该切换电压相关信号而产生一零电压检测信号；以及一比较电路，用以比较该零电压检测信号与一参考电压，而产生该零电压信号。
在一较佳实施例中，该时间控制电路包括：一可变电流源，用以根据该调整信号而调整该可变电流源的电流值；以及一积分电容器，用以根据该可变电流源的电流值而决定该辅助空滞时间。
在一较佳实施例中，该调整电路包括一第一状态控制电路以及一第二状态控制电路，分别用以根据该零电压信号与该一次侧开关相关信号的变化时点而产生一增加信号以及一缩短信号，用以调整该空滞时间变化量，其中该调整信号包括该增加信号以及该缩短信号。
在一较佳实施例中，该返驰式电源转换电路根据该一次侧开关控制信号而产生一一次侧开关驱动信号，直接耦接于该一次侧开关的一输入端，用以驱动该一次侧开关；其中该一次侧开关相关信号的耦接方式为以下之一：(1)该一次侧开关相关信号耦接于该一次侧开关驱动信号；或(2)该一次侧开关相关信号耦接于一延迟控制信号，其中该转换控制电路包括一延迟电路，用以根据该一次侧开关控制信号而产生该延迟控制信号，其中该延迟控制信号非为该一次侧开关驱动信号，且该延迟控制信号较该一次侧开关控制信号延迟一默认的延迟时间，使得该延迟控制信号与该一次侧开关驱动信号大致上为同相位。
在一较佳实施例中，该一次侧开关与该一次侧绕组耦接于一切换节点，该切换节点包括一切换电压，其中该切换电压相关信号的产生方式为以下之一：(1)该切换电压相关信号电气连接于该切换电压；(2)其中该返驰式电源转换电路还包括一检测电容器，其中该转换控制电路还包括一偏压电路，用以于一偏压节点提供一直流偏压；其中该检测电容器耦接于该偏压节点与该切换节点之间，以于该偏压节点产生该切换电压相关信号；或(3)其中该变压器还包括一辅助绕组，用以产生该切换电压相关信号。
在一较佳实施例中，该辅助开关与该一次侧开关非为互补切换。
就另一个观点言，本发明也提供了一种转换控制电路，用以控制一返驰式电源转换电路，该返驰式电源转换电路包括：一变压器，其包含一一次侧绕组，电气耦接于一输入电源，以及一二次侧绕组，耦接于一输出节点，其中该输入电源包括一输入电压；一一次侧开关，耦接于该一次侧绕组，用以切换该一次侧绕组以转换该输入电源，而使该二次侧绕组于该输出节点产生一输出电源，其中该输出电源包括一输出电压；一箝位电路，包括：一辅助开关，以及一辅助电容器，与该辅助开关串联而形成一辅助支路，且该辅助支路与该一次侧绕组并联；该转换控制电路包含：一辅助开关控制电路，用以产生一辅助开关控制信号，以控制该辅助开关；以及一调整电路，用以调整一辅助空滞时间(dead time)，使得该一次侧开关导通时，其一电流输入端与一电流输出端的电压差大致上为0，而达成零电压切换(Zero Voltage Switching，ZVS)；其中该辅助空滞时间是指该辅助开关转为不导通时起，至随之的该一次侧开关转为导通时之间的一时段，其中，于该辅助空滞时间内，该辅助开关以及该一次侧开关都为不导通。
以下通过具体实施例详加说明，应当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图说明
图1显示一种具有主动箝位的现有技术返驰式电源转换电路的示意图；
图2A显示一种具有主动箝位的现有技术返驰式电源转换电路的波形示意图；
图2B显示另一种具有主动箝位的现有技术返驰式电源转换电路的波形示意图；
图3显示本发明的具有主动箝位及零电压切换的返驰式电源转换电路的一实施例示意图；
图4显示本发明的具有主动箝位及零电压切换的返驰式电源转换电路中，转换控制电路的一具体实施例示意图；
图5显示本发明的具有主动箝位及零电压切换的返驰式电源转换电路中，转换控制电路的一具体实施例示意图；
图6显示本发明的具有主动箝位及零电压切换的返驰式电源转换电路中，时间控制电路的一具体实施例示意图；
图7显示对应于图3-图5实施例的波形示意图；
图8A显示本发明的具有主动箝位及零电压切换的返驰式电源转换电路的实施例示意图；
图8B显示本发明的具有主动箝位及零电压切换的返驰式电源转换电路，及其中的转换控制电路的另一具体实施例示意图；
图9A显示本发明的具有主动箝位及零电压切换的返驰式电源转换电路的一实施例示意图；
图9B显示本发明的具有主动箝位及零电压切换的返驰式电源转换电路，及其中的转换控制电路的另一具体实施例示意图；
图9C显示本发明的具有主动箝位及零电压切换的返驰式电源转换电路的一实施例示意图。
图中符号说明
1，3，8A，8B 返驰式电源转换电路
9A，9B，9C 返驰式电源转换电路
10 变压器
20 箝位电路
30 转换控制电路
31 辅助开关控制电路
32 时间控制电路
322 计数电路
33 电压信号产生电路
331 检测电路
34 调整电路
341 状态控制电路
35 延迟电路
36 偏压电路
38A，38B，39B 转换控制电路
50 转换电路
ADJ 调整信号
BS 偏压节点
CD 积分电容器
Coss 寄生电容
CP 比较电路
Cr 辅助电容器
CS 检测电容器
CTD 电流控制信号
DEC 缩短信号
INC 增加信号
ID 可变电流源
Im 激磁电流
IP 一次侧绕组电流
Lr 漏感
Lm 激磁电感
LX 切换节点
LXR 切换电压相关信号
n 绕组比
OUT 输出节点
S1 一次侧开关
S1C 一次侧开关控制信号
S1DRV 一次侧开关驱动信号
S1P 输入脚位
S1R 一次侧开关相关信号
S2 辅助开关
S2C 辅助开关控制信号
Td 空滞时间
TD 辅助空滞时间
TON2 导通时间
VB 直流偏压
VD 积分电容器电压
VI 输入电压
VLX 切换电压
VO 输出电压
VREF 参考电压
VTB 转态阈值电压
W1 一次侧绕组
W2 二次侧绕组
W3 辅助绕组
ZV 零电压信号
具体实施方式
本发明中的图式均属示意，主要意在表示各电路间的耦接关系，以及各信号波形之间的关系，至于电路、信号波形与频率则并未依照比例绘制。
请参阅图3，图中所示为本发明具有主动箝位及零电压切换的返驰式电源转换电路的一种实施例(返驰式电源转换电路3)，返驰式电源转换电路3包含变压器10，一次侧开关S1，箝位电路20，以及转换控制电路30。其中变压器10包含一次侧绕组W1，耦接于一输入电源，以及一二次侧绕组W2，耦接于一输出节点OUT，其中该输入电源包括一输入电压VI。一次侧开关S1耦接于一次侧绕组W1，用以切换该一次侧绕组W1以转换该输入电源，而使二次侧绕组W2于输出节点OUT产生一输出电源以供应负载40，其中输出电源包括输出电压VO。
请继续参阅图3，箝位电路20包括辅助开关S2，以及辅助电容器Cr，其与辅助开关S2串联而形成一辅助支路，如图所示，辅助支路与一次侧绕组W1并联。转换控制电路30用以产生一次侧开关控制信号S1C以及辅助开关控制信号S2C，分别用以控制一次侧开关S1以及辅助开关S2，而转换输入电源以产生输出电源。其中，辅助开关S2于一次侧开关S1不导通时的一段时间内导通，使一次侧绕组W1的漏感Lr及/或激磁电感Lm于一次侧开关S1导通时所储存的能量，可通过辅助支路泄放并储存于辅助电容器Cr之中，此外，在一次侧开关S1导通之前，可通过储存于辅助电容器Cr中的能量，对一次侧开关S1的寄生电容Coss放电，使得一次侧开关S1导通时为零电压切换。
根据本发明，转换控制电路30根据一次侧开关相关信号S1R以及切换电压相关信号LXR而调整该辅助开关S2的辅助空滞时间TD(dead time)，使得一次侧开关S1导通时，其电流输入端(即图中的切换节点LX)与电流输出端(本实施例中耦接于一次侧接地点)的电压差(如图中的VDS1)大致上为0，而达成零电压切换。其中一次侧开关相关信号S1R相关于一次侧开关控制信号S1C，而切换电压相关信号LXR相关于一次侧开关S1的电流输入端与电流输出端的电压差，在一实施例中，切换电压相关信号LXR相关于切换节点LX上的切换电压VLX。其中辅助空滞时间TD是指辅助开关S2转为不导通时起，至紧接的一次侧开关S1转为导通时之间的一时段。其中一次侧开关相关信号S1R与切换电压相关信号LXR分别具有多种实施方式，将于后详述。从另一观点而言，只要通过调整辅助空滞时间TD，使得一次侧开关S1导通时为零电压切换，即符合本发明的精神。
请参阅图4，图中显示本发明的返驰式电源转换电路中，转换控制电路的一具体实施例(转换控制电路30)，转换控制电路30包括辅助开关控制电路31，时间控制电路32，零电压信号产生电路33，以及调整电路34。辅助开关控制电路31用以产生辅助开关控制信号S2C，以控制辅助开关S2。时间控制电路32用以根据该辅助开关控制信号S2C以及调整信号ADJ而产生一次侧开关控制信号S1C，以控制一次侧开关S1。零电压信号产生电路33，用以根据切换电压相关信号LXR而判断一零交越时点，而产生一零电压信号ZV以表示该零交越时点，其中“零交越时点”是指一次侧开关S1的电流输入端与电流输出端的电压差大致上为零交越(zero crossing)的时点。调整电路34用以根据一次侧开关相关信号S1R以及零电压信号ZV而产生调整信号ADJ，以调整辅助空滞时间TD，使得一次侧开关S1导通时为零电压切换。
请继续参阅图4，在一实施例中，调整电路34通过调整信号ADJ而调整辅助空滞时间TD，使得一次侧导通时点与零交越时点大致上对准(aligned)，以使得一次侧开关S1导通时为零电压切换；其中“一次侧导通时点”是指一次侧开关相关信号S1R表示一次侧开关S1受控制转为导通的时点。
其中“大致上对准”是指一次侧开关相关信号S1R表示一次侧开关S1受控制转为导通的时点与零交越时点大致上发生在相同的时点上；此外，由于一次侧开关相关信号S1R与一次侧开关S1受实际上转为导通的时点可能具有若干时间差，因此在一实施例中，“对准”亦可指一次侧开关相关信号S1R表示一次侧开关S1受控制转为导通的时点与该零交越时点之间具有一预设的时间差。
请继续参阅图4，在一实施例中，时间控制电路32根据调整信号ADJ，于辅助开关S2转为不导通时起，而决定辅助空滞时间TD的一空滞时间变化量DTT，由此调整辅助空滞时间TD，且于辅助空滞时间TD结束的时点，通过一次侧开关控制信号S1C控制一次侧开关S1转为导通；调整电路34则根据零电压信号ZV与一次侧开关相关信号S1R的一相位差而产生调整信号ADJ；在一实施例中，当该相位差表示零交越时点落后(lag)一次侧导通时点时，通过调整信号ADJ增加辅助空滞时间TD的时间长度，而当该相位差表示零交越时点领先(lead)一次侧导通时点时，通过调整信号ADJ缩短辅助空滞时间TD的时间长度，使得一次侧导通时点与该零交越时点大致上对准。
需说明的是，根据本发明，由于是通过调整辅助空滞时间TD的时间长度以达成一次侧开关S1的零电压切换，因此辅助开关S2与该一次侧开关S1可为互补(complementary)切换(即除了辅助空滞时间TD外，辅助开关S2与该一次侧开关S1的导通时间大致为互补)，或非为互补切换(即除了辅助空滞时间TD外，辅助开关S2与该一次侧开关S1的导通时间非为互补)。
请参阅图5，图中显示本发明的返驰式电源转换电路中，转换控制电路的一具体实施例(转换控制电路30)，本实施例中，零电压信号产生电路33包括检测电路331，以及一比较电路CP。检测电路331用以检测切换电压相关信号LXR而产生一零电压检测信号ZSEN；其中，零电压检测信号ZSEN可例如但不限于为切换电压相关信号LXR本身，或是如图所示，检测电路331为一分压电路，而零电压检测信号ZSEN为切换电压相关信号LXR的分压等相关信号；而在一实施例中，检测电路331可为一取样电路。比较电路CP则用以比较零电压检测信号ZSEN与一参考电压VREF，而产生前述的零电压信号ZV，用以表示前述的零交越时点。
请继续参阅图5，在一实施例中，调整电路34包括第一状态控制电路341以及一第二状态控制电路342(例如但不限于都为如图中所示的正反器)，分别用以根据零电压信号ZV与一次侧开关相关信号S1R的变化时点而产生一增加信号INC以及一缩短信号DEC，用以调整前述的空滞时间变化量DTT，而分别增加或缩短辅助空滞时间TD的时间长度，其中调整信号ADJ包括增加信号INC以及缩短信号DEC。在一实施例中，前述的第一状态控制电路341与第二状态控制电路342也可以闩锁电路或其他可用以控制时态的电路来实施。
请参阅图6，图中显示本发明的返驰式电源转换电路中，时间控制电路的一具体实施例(时间控制电路32)，时间控制电路包括可变电流源ID，以及积分电容器CD。可变电流源ID用以根据调整信号ADJ而调整可变电流源ID的电流值，而积分电容器CD，用以根据可变电流源ID的电流值而决定该辅助空滞时间TD的时间长度。详细地说，在一实施例中，时间控制电路32可包括一计数电路322，用以根据调整信号ADJ(亦即调整信号INC与DEC)而产生一多位的电流控制信号CTD，用以控制可变电流源ID的电流值。而在另一实施例中，可以一数字模拟转换电路取代所述的计数电路，将调整信号INC与DEC转换为模拟的电流控制信号CTD，以控制可变电流源ID的电流值，同样可以定该辅助空滞时间的时间长度。
请参阅图7，图中显示对应于图3-图5实施例的波形示意图。本实施例中，如图所示，辅助开关控制信号S2C于t1时控制辅助开关S2转为导通，并且在t2时控制辅助开关S2转为不导通，时间控制电路32于辅助开关S2转为不导通时起(如t2)开始计时辅助空滞时间TD(如图所示的积分电容器电压VD)，且于VD到达一默认的电压阈值(例如但不限于如图6中缓冲器BF的转态阈值电压VTB)时，例如图中所示的t3，确定辅助空滞时间TD的时间长度，且于t3时起，通过一次侧开关控制信号S1C控制一次侧开关S1转为导通。
请继续参阅图7，于时段1期间，由零电压信号ZV与一次侧开关相关信号S1R的相位差可知，零交越时点(亦即如图中的t5)落后一次侧导通时点(亦即如图中的t4)，因此，调整电路34通过调整信号INC于t5起转为表示“增加”辅助空滞时间TD的时间长度；于时段2期间，由零电压信号ZV与一次侧开关相关信号S1R的相位差可知，零交越时点(亦即如图中的t9)超前一次侧导通时点(亦即如图中的t10)，因此，调整电路34通过调整信号DEC于t10起转为表示“缩短”辅助空滞时间TD的时间长度；于时段3期间，由零电压信号ZV与一次侧开关相关信号S1R的相位差可知，零交越时点(亦即如图中的t14)大致上对准一次侧导通时点(亦即t14)，因此，调整电路34通过调整信号DEC与INC表示既不“增加”也不“缩短”辅助空滞时间TD的时间长度。
需说明的是，前述实施例中，时段1，2，3仅为举例，未必为相邻的时段；此外，调整信号DEC与INC的作用时段，可依据电路设计的不同，而于下一时段中调整辅助空滞时间TD的时间长度，举例而言，可以例如但不限于图6中的计数电路322，根据调整信号DEC与INC的控制而上下计数，并且以计数的结果控制前述的可变电流源ID，在一实施例中，调整信号DEC与INC亦可经由一数字模拟转换电路，转换为一模拟控制信号，用以控制前述的可变电流源ID。再者，在一实施例中，调整信号DEC与INC亦可递延而于较晚的时段或多个时段中调整辅助空滞时间TD的时间长度。此外，值得注意的是，上述的辅助空滞时间TD的依相位差而“增加”或“缩短”的关系，仅为举例说明，并非限制。在一实施例中，辅助空滞时间TD的依相位差而“增加”或“缩短”的关系，可与上述相反或无关。简言之，只要通过零电压信号ZV与一次侧开关相关信号S1R的相位差而调整辅助空滞时间TD，使得一次侧开关S1导通时为零电压切换，即符合本发明的精神。
一次侧开关相关信号S1R可依返驰式电源转换电路的架构，而以不同的方式产生。请继续参阅图3，在一实施例中，一次侧开关控制信号S1C直接耦接于一次侧开关S1的控制端(亦即，一次侧开关驱动信号S1DRV)，在此情况下，一次侧开关相关信号S1R可直接耦接于一次侧开关驱动信号S1DRV(相同于一次侧开关控制信号S1C)。在一实施例中，返驰式电源转换电路可具有一转换电路50(例如但不限于一延迟电阻及/或一驱动电路)，用以转换一次侧开关控制信号S1C而产生一次侧开关驱动信号S1DRV。请参阅图8A，图中显示本发明的返驰式电源转换电路及转换控制电路的一具体实施例(返驰式电源转换电路8A以及转换控制电路38A)，本实施例中，在具有转换电路50的情况下，一次侧开关相关信号S1R仍可直接电气耦接于一次侧开关驱动信号S1DRV，例如但不限于转换控制电路38A具有一输入脚位S1P，用以耦接一次侧开关驱动信号S1DRV；请参阅图8B，图中显示本发明的返驰式电源转换电路及转换控制电路的一具体实施例(返驰式电源转换电路8B以及转换控制电路38B)，本实施例中，例如但不限于转换控制电路38B由于脚位数量的限制，因此一次侧开关相关信号S1R并不直接耦接于一次侧开关驱动信号S1DRV，在此情况下，一次侧开关相关信号S1R耦接于一延迟控制信号S1D，其中转换控制电路38B还包括一延迟电路35，用以根据一次侧开关控制信号S1C而产生延迟控制信号S1D，且延迟控制信号S1D较一次侧开关控制信号S1C延迟一预设的延迟时间，使得延迟控制信号S1D与一次侧开关驱动信号S1DRV大致上为同相位；亦即，就另一观点而言，延迟控制信号S1D用以仿真一次侧开关驱动信号S1DRV，使得在未能直接耦接一次侧开关驱动信号S1DRV的情况下，仍能确保前述一次侧开关导通时点的准确性，而使一次侧开关S1导通时为零电压切换。
切换电压相关信号LXR可依返驰式电源转换电路的架构，而以不同的方式产生。请参阅图9A，图中显示本发明的返驰式电源转换电路的一实施例(返驰式电源转换电路9A)，本实施例中，一次侧开关S1与一次侧绕组W1耦接于一切换节点LX，而于切换节点LX上产生一切换电压VLX，本实施例中，切换电压相关信号LXR电气连接于切换电压VLX。
请参阅图9B，图中显示本发明的返驰式电源转换电路及转换控制电路的一具体实施例(返驰式电源转换电路9B以及转换控制电路39B)，返驰式电源转换电路9B与返驰式电源转换电路9A类似，返驰式电源转换电路9B还包括检测电容器CS，且转换控制电路39B还包括一偏压电路36，用以于偏压节点BS提供直流偏压VB；其中检测电容器CS耦接于偏压节点BS与切换节点LX之间，以于偏压节点BS产生切换电压相关信号LXR。在一实施中，偏压电路36包括例如但不限于如图所示的电阻分压线路与二极管，用以产生所述的直流偏压VB；而在其他实施例中，偏压电路36可以例如但不限于线性稳压电路来实施。
请参阅图9C，图中显示本发明的返驰式电源转换电路的一具体实施例(返驰式电源转换电路9C)，本实施例中，变压器10还包括一辅助绕组W3，用以产生切换电压相关信号LXR。
以上已针对较佳实施例来说明本发明，但以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。所说明的各个实施例，并不限于单独应用，亦可以组合应用；举其中一例，如前所述，根据本发明，可以多种不同方式产生“切换电压相关信号LXR”，而根据本发明，亦可根据多种不同方式产生“一次侧开关相关信号S1R”，而本领域技术人员可以自由组合由前述不同实施例所产生的“切换电压相关信号LXR”以及“一次侧开关相关信号S1R”，而调整辅助空滞时间，使得一次侧开关S1导通时为零电压切换。此外，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合，举例而言，本发明所称“根据某信号进行处理或运算或产生某输出结果”，不限于根据该信号的本身，也包含在必要时，将该信号进行电压电流转换、电流电压转换、及/或比例转换等，之后根据转换后的信号进行处理或运算产生某输出结果。由此可知，在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合，其组合方式很多，在此不一一列举说明。因此，本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。

Claims (24)

1.一种返驰式电源转换电路，其特征在于，包含：
一变压器，其包含一一次侧绕组，电气耦接于一输入电源，以及一二次侧绕组，耦接于一输出节点，其中该输入电源包括一输入电压；
一一次侧开关，耦接于该一次侧绕组，用以切换该一次侧绕组以转换该输入电源，而使该二次侧绕组于该输出节点产生一输出电源，其中该输出电源包括一输出电压；
一箝位电路，包括：
一辅助开关，以及
一辅助电容器，与该辅助开关串联而形成一辅助支路，且该辅助支路与该一次侧绕组并联；以及
一转换控制电路，包括：
一辅助开关控制电路，用以产生一辅助开关控制信号，以控制该辅助开关；
以及
一调整电路，用以调整一辅助空滞时间，使得该一次侧开关导通时，其一电流输入端与一电流输出端的电压差大致上为0，而达成零电压切换；
其中该辅助空滞时间是指该辅助开关转为不导通时起，至随之的该一次侧开关转为导通时之间的一时段，其中，于该辅助空滞时间内，该辅助开关以及该一次侧开关都为不导通。
2.如权利要求1所述的返驰式电源转换电路，其中，该调整电路根据一一次侧开关相关信号以及一零电压信号而产生一调整信号，以调整该辅助空滞时间，使得该一次侧开关导通为零电压切换；
其中该一次侧开关相关信号相关于该一次侧开关控制信号；
其中该零电压信号用以表示一零交越时点，其中该零交越时点是指该一次侧开关的电流输入端与电流输出端的电压差大致上为零交越的时点。
3.如权利要求2所述的返驰式电源转换电路，其中，该转换控制电路还包括一零电压信号产生电路，用以根据一切换电压相关信号而判断该零交越时点，且产生该零电压信号以表示该零交越时点；
其中该切换电压相关信号相关于该一次侧开关的电流输入端与电流输出端的电压差。
4.如权利要求2所述的返驰式电源转换电路，其中，该调整电路通过该调整信号而调整该辅助空滞时间，使得一一次侧导通时点与该零交越时点大致上对准，以使得该一次侧开关导通时为零电压切换，其中该一次侧导通时点是指该一次侧开关相关信号表示该一次侧开关受控制转为导通的时点。
5.如权利要求2所述的返驰式电源转换电路，其中，该箝位电路还包括：一时间控制电路，用以根据该辅助开关控制信号以及该调整信号而产生该一次侧开关控制信号，以控制该一次侧开关；
该时间控制电路根据调整信号，于该辅助开关转为不导通时起，而决定该辅助空滞时间的一空滞时间变化量，由此调整该辅助空滞时间，且于该辅助空滞时间结束的时点，通过该一次侧开关控制信号控制该一次侧开关转为导通；
该调整电路根据该零电压信号与该一次侧开关相关信号的一相位差而产生该调整信号，使得该一次侧导通时点与该零交越时点大致上对准。
6.如权利要求5所述的返驰式电源转换电路，其中，当该相位差表示该零交越时点落后该一次侧导通时点时，增加该辅助空滞时间的时间长度，而当该相位差表示该零交越时点领先该一次侧导通时点时，缩短该辅助空滞时间的时间长度。
7.如权利要求3所述的返驰式电源转换电路，其中，该零电压信号产生电路包括：
一检测电路，用以检测该切换电压相关信号而产生一零电压检测信号；以及
一比较电路，用以比较该零电压检测信号与一参考电压，而产生该零电压信号。
8.如权利要求5所述的返驰式电源转换电路，其中，该时间控制电路包括：
一可变电流源，用以根据该调整信号而调整该可变电流源的电流值；以及
一积分电容器，用以根据该可变电流源的电流值而决定该辅助空滞时间。
9.如权利要求4所述的返驰式电源转换电路，其中，该调整电路包括一第一状态控制电路以及一第二状态控制电路，分别用以根据该零电压信号与该一次侧开关相关信号的变化时点而产生一增加信号以及一缩短信号，用以调整该空滞时间变化量，其中该调整信号包括该增加信号以及该缩短信号。
10.如权利要求2所述的返驰式电源转换电路，其中，该返驰式电源转换电路根据该一次侧开关控制信号而产生一一次侧开关驱动信号，直接耦接于该一次侧开关的一输入端，用以驱动该一次侧开关；其中该一次侧开关相关信号的耦接方式为以下之一：
(1)该一次侧开关相关信号耦接于该一次侧开关驱动信号；或
(2)该一次侧开关相关信号耦接于一延迟控制信号，其中该转换控制电路包括一延迟电路，用以根据该一次侧开关控制信号而产生该延迟控制信号，其中该延迟控制信号非为该一次侧开关驱动信号，且该延迟控制信号较该一次侧开关控制信号延迟一默认的延迟时间，使得该延迟控制信号与该一次侧开关驱动信号大致上为同相位。
11.如权利要求3所述的返驰式电源转换电路，其中，该一次侧开关与该一次侧绕组耦接于一切换节点，该切换节点包括一切换电压，其中该切换电压相关信号的产生方式为以下之一：
(1)该切换电压相关信号电气连接于该切换电压；
(2)其中该返驰式电源转换电路还包括一检测电容器，其中该转换控制电路还包括一偏压电路，用以于一偏压节点提供一直流偏压；其中该检测电容器耦接于该偏压节点与该切换节点之间，以于该偏压节点产生该切换电压相关信号；或
(3)其中该变压器还包括一辅助绕组，用以产生该切换电压相关信号。
12.如权利要求1所述的返驰式电源转换电路，其中，该辅助开关与该一次侧开关非为互补切换。
13.一种转换控制电路，用以控制一返驰式电源转换电路，其特征在于，该返驰式电源转换电路包括：一变压器，其包含一一次侧绕组，电气耦接于一输入电源，以及一二次侧绕组，耦接于一输出节点，其中该输入电源包括一输入电压；一一次侧开关，耦接于该一次侧绕组，用以切换该一次侧绕组以转换该输入电源，而使该二次侧绕组于该输出节点产生一输出电源，其中该输出电源包括一输出电压；一箝位电路，包括：一辅助开关，以及一辅助电容器，与该辅助开关串联而形成一辅助支路，且该辅助支路与该一次侧绕组并联；该转换控制电路包含：
一辅助开关控制电路，用以产生一辅助开关控制信号，以控制该辅助开关；
以及
一调整电路，用以调整一辅助空滞时间，使得该一次侧开关导通时，其一电流输入端与一电流输出端的电压差大致上为0，而达成零电压切换；
其中该辅助空滞时间是指该辅助开关转为不导通时起，至随之的该一次侧开关转为导通时之间的一时段，其中，于该辅助空滞时间内，该辅助开关以及该一次侧开关都为不导通。
14.如权利要求13所述的转换控制电路，其中，该调整电路根据一一次侧开关相关信号以及一零电压信号而产生一调整信号，以调整该辅助空滞时间，使得该一次侧开关导通为零电压切换；
其中该一次侧开关相关信号相关于该一次侧开关控制信号；
其中该零电压信号用以表示一零交越时点，其中该零交越时点是指该一次侧开关的电流输入端与电流输出端的电压差大致上为零交越的时点。
15.如权利要求14所述的转换控制电路，其中，该转换控制电路还包括一零电压信号产生电路，用以根据一切换电压相关信号而判断该零交越时点，且产生该零电压信号以表示该零交越时点；
其中该切换电压相关信号相关于该一次侧开关的电流输入端与电流输出端的电压差。
16.如权利要求14所述的转换控制电路，其中，该调整电路通过该调整信号而调整该辅助空滞时间，使得一一次侧导通时点与该零交越时点大致上对准，以使得该一次侧开关导通时为零电压切换，其中该一次侧导通时点是指该一次侧开关相关信号表示该一次侧开关受控制转为导通的时点。
17.如权利要求14所述的转换控制电路，其中，该箝位电路还包括：一时间控制电路，用以根据该辅助开关控制信号以及该调整信号而产生该一次侧开关控制信号，以控制该一次侧开关；
该时间控制电路根据调整信号，于该辅助开关转为不导通时起，而决定该辅助空滞时间的一空滞时间变化量，由此调整该辅助空滞时间，且于该辅助空滞时间结束的时点，通过该一次侧开关控制信号控制该一次侧开关转为导通；
该调整电路根据该零电压信号与该一次侧开关相关信号的一相位差而产生该调整信号，使得该一次侧导通时点与该零交越时点大致上对准。
18.如权利要求17所述的转换控制电路，其中，当该相位差表示该零交越时点落后该一次侧导通时点时，增加该辅助空滞时间的时间长度，而当该相位差表示该零交越时点领先该一次侧导通时点时，缩短该辅助空滞时间的时间长度。
19.如权利要求15所述的转换控制电路，其中，该零电压信号产生电路包括：
一检测电路，用以检测该切换电压相关信号而产生一零电压检测信号；以及
一比较电路，用以比较该零电压检测信号与一参考电压，而产生该零电压信号。
20.如权利要求17所述的转换控制电路，其中，该时间控制电路包括：
一可变电流源，用以根据该调整信号而调整该可变电流源的电流值；以及
一积分电容器，用以根据该可变电流源的电流值而决定该辅助空滞时间。
21.如权利要求16所述的转换控制电路，其中，该调整电路包括一第一状态控制电路以及一第二状态控制电路，分别用以根据该零电压信号与该一次侧开关相关信号的变化时点而产生一增加信号以及一缩短信号，用以调整该空滞时间变化量，其中该调整信号包括该增加信号以及该缩短信号。
22.如权利要求14所述的转换控制电路，其中，该返驰式电源转换电路根据该一次侧开关控制信号而产生一一次侧开关驱动信号，直接耦接于该一次侧开关的一输入端，用以驱动该一次侧开关；其中该一次侧开关相关信号的耦接方式为以下之一：
(1)该一次侧开关相关信号耦接于该一次侧开关驱动信号；或
(2)该一次侧开关相关信号耦接于一延迟控制信号，其中该转换控制电路包括一延迟电路，用以根据该一次侧开关控制信号而产生该延迟控制信号，其中该延迟控制信号非为该一次侧开关驱动信号，且该延迟控制信号较该一次侧开关控制信号延迟一默认的延迟时间，使得该延迟控制信号与该一次侧开关驱动信号大致上为同相位。
23.如权利要求15所述的转换控制电路，其中，该一次侧开关与该一次侧绕组耦接于一切换节点，该切换节点包括一切换电压，其中该切换电压相关信号的产生方式为以下之一：
(1)该切换电压相关信号电气连接于该切换电压；
(2)其中该返驰式电源转换电路还包括一检测电容器，其中该转换控制电路还包括一偏压电路，用以于一偏压节点提供一直流偏压；其中该检测电容器耦接于该偏压节点与该切换节点之间，以于该偏压节点产生该切换电压相关信号；或
(3)其中该变压器还包括一辅助绕组，用以产生该切换电压相关信号。
24.如权利要求13所述的转换控制电路，其中，该辅助开关与该一次侧开关非为互补切换。
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