CN108736730A - 返驰式电源转换电路及其中的转换控制电路 - Google Patents

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，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，根据一电流相关信号，该输入电压以及该输出电压中至少之一而调整该辅助开关的导通时间，使得该一次侧开关导通时为零电压切换。

Description

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。本发明还涉及用于返驰式中的转换控制电路。
背景技术
图1示出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)，在该现有技术中，一次侧开关S1与辅助开关S2的切换大致上互为反相。
图1中所示的现有技术，其缺点在于，由于一次侧开关S1与辅助开关S2的切换大致上互为反相，因此辅助开关S2的导通时间可能过长，而造成较大的环绕电流(circulationcurrent)，进一步造成功率损失。
图2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2中所示的现有技术，其缺点在于，由于辅助开关S2的导通时间TON2为一固定导通时间，因此在例如输入电压VI较高的应用下，辅助开关S2的导通时间TON2可能不足以将对一次侧开关S1的寄生电容Coss中的电荷完全放电，使得一次侧开关S1无法实现零电压切换，进一步造成功率损失。
本发明相较于图1与2的现有技术，可调整辅助开关S2的导通时间TON2以确保一次侧开关S1可实现零电压切换，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，其可调整辅助开关的导通时间以确保一次侧开关实现零电压切换，因而可降低功率损失，而提高电源转换效率。
为实现本发明的上述发明目的，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，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以及一输入电流；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以及一输出电流；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，用以产生一一次侧开关控制信号以及一辅助开关控制信号，分别用以控制该一次侧开关以及该辅助开关，而转换该输入电源以产生该输出电源，其中该辅助开关与该一次侧开关非为互补切换；该转换控制电路包括：一辅助开关控制电路，用以根据下列至少之一而调整该辅助开关的导通时间：一电流相关信号，该输入电压以及该输出电压，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，而实现零电压切换；其中该电流相关信号相关于下列至少之一：该输出电流，该一次侧开关的导通电流，以及该一次侧绕组的电流；以及一信号感测电路，用以感测该电流相关信号，该输入电压，或该输出电压。
在一较佳实施例中，该辅助开关的导通时间随着下列至少之一而增加：该电流相关信号代表该一次侧开关的一峰值电流减少，该输入电压增加，以及该输出电压增加，以导通该一次侧绕组的一激磁电感(magnetizing inductor)的一激磁电流(magnetizingcurrent)而将该一次侧开关的一寄生电容器放电，使得该一次侧开关导通时为零电压切换。
在一较佳实施例中，该辅助开关控制电路包括：一阈值产生电路，用以根据一参考电压与该电流相关信号的差值而产生一电压阈值；一斜坡信号产生电路，用以根据一参考电流以及该辅助开关控制信号而产生一斜坡信号；一比较电路，将该斜坡信号与该电压阈值相比而产生一比较结果；以及一逻辑电路，根据该比较结果以及一辅助开关启动信号而产生该辅助开关控制信号，用以控制该辅助开关，使得该辅助开关的导通时间随着该电流相关信号代表该一次侧开关的峰值电流减少而增加；其中该转换控制电路根据一默认频率信号或一反馈信号而产生该辅助开关启动信号。
在一较佳实施例中，该转换控制电路还包括一模式操作电路，用以根据该输入电压、该输出电压、该输入电流、以及该输出电流之中至少之一而控制该一次侧开关的切换频率，使得该返驰式电源转换电路操作于一不连续导通模式(Discontinuous ConductionMode，DCM)或一准谐振模式(Quasi Resonant Mode，QRM)下。
在一较佳实施例中，该转换控制电路还包括：一模式操作电路，根据该输入电压、该输入电流、该输出电压、或该输出电流而确定该一次侧开关的一切换频率，且该切换频率具有一上限频率以及一下限频率。
在一较佳实施例中，该辅助开关控制电路根据一辅助开关启动信号而触发该辅助开关转为导通；其中该转换控制电路根据一默认频率信号或一反馈信号而产生该辅助开关启动信号；其中该转换控制电路还包括：一顺序电路，用以根据一辅助开关相关信号，于该辅助开关转为不导通且于一辅助空滞时间后触发导通该一次侧开关，其中该辅助开关相关信号为该辅助开关控制信号或其相关信号。
在一较佳实施例中，该顺序电路包括：一空滞时间控制电路，用以根据该辅助开关相关信号而产生一空滞时间控制信号以确定该辅助空滞时间，使得该一次侧开关与该辅助开关于该辅助空滞时间都为不导通；一一次侧开关时序控制电路，用以根据该空滞时间控制信号以及一一次侧开关时间控制信号而产生该一次侧开关控制信号，其中该空滞时间控制信号触发该一次侧开关控制信号使该一次侧开关转为导通，且该一次侧开关时间控制信号触发该一次侧开关控制信号使该一次侧开关转为不导通；一一次侧开关时间控制电路，用以根据该空滞时间控制信号而产生该一次侧开关控制信号，以确定该一次侧开关的导通时间。
在一较佳实施例中，该顺序电路包括：一第一时序控制电路，用以根据该辅助开关启动信号以及一第一时间控制信号而产生该辅助开关控制信号，其中该辅助开关启动信号触发该辅助开关控制信号使该辅助开关转为导通，且该第一时间控制信号触发该辅助开关控制信号使该辅助开关转为不导通；一第一时间控制电路，用以根据该辅助开关启动信号而产生该第一时间控制信号，以确定该辅助开关的导通时间；一第二时间控制电路，用以根据该第一时间控制信号而产生一第二时间控制信号以确定该辅助空滞时间，使得该一次侧开关与该辅助开关于该辅助空滞时间都为不导通；一第二时序控制电路，用以根据第二时间控制信号以及一第三时间控制信号而产生该一次侧开关控制信号，其中该第二时间控制信号触发该一次侧开关控制信号使该一次侧开关转为导通，且该第三时间控制信号触发该一次侧开关控制信号使该一次侧开关转为不导通；一第三时间控制电路，用以根据该第二时间控制信号而产生该第三时间控制信号，以确定该一次侧开关的导通时间。
在一较佳实施例中，通过一一次侧反馈路径，或一二次侧反馈路径而控制该一次侧开关的导通时间。
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含：一变压器，其包含一一次侧绕组，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以及一输入电流；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以及一输出电流；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；该转换控制电路用以产生一一次侧开关控制信号以及一辅助开关控制信号，分别用以控制该一次侧开关以及该辅助开关，而转换该输入电源以产生该输出电源，其中该辅助开关与该一次侧开关非为互补切换；该转换控制电路包括：一辅助开关控制电路，用以根据下列至少之一而调整该辅助开关的导通时间：一电流相关信号，该输入电压以及该输出电压，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，而实现零电压切换；其中该电流相关信号相关于下列至少之一：该输出电流，该一次侧开关的导通电流，以及该一次侧绕组的电流；以及一信号感测电路，用以感测该电流相关信号，该输入电压，或该输出电压。
就另一个观点言，本发明还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，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以及一输入电流；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以及一输出电流；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，用以根据一反馈信号而产生一一次侧开关控制信号以及一辅助开关控制信号，分别用以控制该一次侧开关以及该辅助开关，而转换该输入电源以产生该输出电源；其中该转换控制电路包括：一顺序电路，用以根据一辅助开关启动信号而触发导通该辅助开关，且于该辅助开关转为不导通且于一辅助空滞时间后触发导通该一次侧开关，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，而实现零电压切换；其中该转换控制电路根据一默认频率信号或该反馈信号而产生该辅助开关启动信号。
在一较佳实施例中，该顺序电路包括：一第一时序控制电路，用以根据该辅助开关启动信号以及一第一时间控制信号而产生该辅助开关控制信号，其中该辅助开关启动信号触发该辅助开关控制信号使该辅助开关转为导通，且该第一时间控制信号触发该辅助开关控制信号使该辅助开关转为不导通；一第一时间控制电路，用以根据该辅助开关启动信号而产生该第一时间控制信号，以确定该辅助开关的导通时间；一第二时间控制电路，用以根据该第一时间控制信号而产生一第二时间控制信号以确定该辅助空滞时间，使得该一次侧开关与该辅助开关于该辅助空滞时间都为不导通；一第二时序控制电路，用以根据第二时间控制信号以及一第三时间控制信号而产生该一次侧开关控制信号，其中该第二时间控制信号触发该一次侧开关控制信号使该一次侧开关转为导通，且该第三时间控制信号触发该一次侧开关控制信号使该一次侧开关转为不导通；一第三时间控制电路，用以根据该第二时间控制信号而产生该第三时间控制信号，以确定该一次侧开关的导通时间。
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、特点及其所实现的功效。
附图说明
图1显示一种具有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2显示一种具有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4A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4B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，辅助开关控制电路的一具体实施例示意图；
图4C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，辅助开关控制电路的一具体实施例示意图；
图4D显示对应于图4C实施例的波形示意图；
图5A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5B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5C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，顺序电路的一具体实施例示意图；
图5D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5E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，顺序电路的一具体实施例示意图；
图6A显示对应于图5A与5B的操作模式示意图；
图6B显示对应于图5A与5B的操作模式示意图；
图6C显示显示对应于图5A-5C的返驰式电源转换电路的操作波形示意图。
图中符号说明
1，3 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
311 阈值产生电路
312 斜坡信号产生电路
313 逻辑电路
50 信号感测电路
Coss 寄生电容
CI 积分电容器
CP 比较电路
CPO 比较结果
Cr 辅助电容器
FB 反馈信号
IIN 输入电流
Im 激磁电流
IOUT 输出电流
Ipk 一次侧绕组峰值电流
IP 一次侧绕组电流
ISEN 电流相关信号
Lr 漏感
Lm 激磁电感
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
S2 辅助开关
S2C 辅助开关控制信号
S2CR 辅助开关相关信号
S2S 辅助开关启动信号
SWI 积分开关
TD 辅助空滞时间
TON1 导通时间
TON2 导通时间
VI 输入电压
VO 输出电压
VS 斜坡信号
VTH 电压阈值
W1 一次侧绕组
W2 二次侧绕组
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以及一输入电流IIN。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以及一输出电流IOUT。
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用以根据一反馈信号FB而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根据下列至少之一而调整该辅助开关S2的导通时间TON2：一电流相关信号ISEN，输入电压VI以及输出电压VO，使得一次侧开关S1导通时，其电流输入端PHASE与电流输出端(本实施例中耦接于一电流感测电阻RCS，在其他实施例中也可耦接于一次侧接地点)的电压差(如图中的VDS1)大致上为0，而实现零电压切换；其中所述的电流相关信号ISEN相关于下列至少之一：输出电流IOUT，一次侧开关的导通电流IDS1，以及该一次侧绕组W1的电流IP；在一实施例中，电流相关信号ISEN可通过感测一次侧开关S1的VDS1、一次侧开关S1的导通电流IDS1、或电流感测电阻RCS的跨压VCS而得。
需说明的是，前述的反馈信号FB可例如相关于输出电压VO或输出电流IOUT，也就是，通过一二次侧反馈路径而产生反馈信号FB，在一实施例中，可通过一反馈感测电路50转换输出电压VO或输出电流IOUT而产生反馈信号FB。而在一实施例中，反馈信号FB可例如相关于一次侧绕组电流IP或一次侧相关电压(例如VDS1)，也就是，通过一一次侧反馈路径而产生反馈信号FB，进而藉以确定一次侧开关S1的导通时间TON1。
需说明的是，在不连续导通模式(Discontinuous Conduction Mode，DCM)或准谐振模式(Quasi Resonant Mode，QRM)之下，如一次侧开关S1欲实现零电压切换，则储存于一次侧绕组的漏感Lr(leakage inductance)及激磁电感Lm(magnetizing inductance)的能量，与寄生电容Coss所储存的电荷能量之间，须符合下列不等式：
其中
将Eq.1代入Eq.2并求解可得：
其中Ipk系指一次侧绕组电流IP的峰值电流，Im是指激磁电感Lm的激磁电流(magnetizing current)，n是指一次侧绕组W1与二次侧绕组W2的绕组比。
而在例如输入电压VI较大的情况下，储存于辅助电容器Cr中的一次侧绕组的漏感Lr的能量，可能不足以于一次侧开关S1导通之前，对一次侧开关S1的寄生电容Coss完全放电，在此情况下，一次侧开关S1将无法实现零电压切换，因此，可将储存于一次侧绕组的激磁电感Lm的能量通过辅助开关S2的导通时间TON2的调整，而使箝位电路20可对一次侧开关S1的寄生电容Coss完全放电，使得一次侧开关S1可实现零电压切换。根据本发明，辅助开关S2的导通时间TON2可随着下列至少之一而增加：当电流相关信号ISEN代表一次侧开关S1的峰值电流Ipk减少时，或当输入电压VI增加时，或是当输出电压VO增加时，由上述的方程式(Eq.1-3)可知，通过控制辅助开关S2的导通时间TON2，可导通一次侧绕组W1的激磁电感Lm(magnetizing inductance)的激磁电流Im，而将一次侧开关S1的寄生电容器Coss放电，使得一次侧开关S1导通时为零电压切换。
此外，需说明的是，由于如前述通过调制导通时间TON2而调整一次侧绕组W1的激磁电感Lm的激磁电流Im，于DCM或QRM之下具有较显著的效果，因此，在一实施例中，转换控制电路30可根据输入电压VI、输出电压VO、输入电流IIN、输出电流IOUT之中至少之一而控制一次侧开关S1的切换频率，使得返驰式电源转换电路操作于DCM或QRM下，而实现上述的零电压切换。
请参阅图4A，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以及信号感测电路33，信号感测电路33用以感测电流相关信号ISEN，输入电压VI以及输出电压VO中的至少之一，辅助开关控制电路31则用以根据信号感测电路33的输出而产生辅助开关控制信号S2C，以调整辅助开关S2的导通时间TON2，使得一次侧开关S1导通时为零电压切换。
请参阅图4B，图中显示本发明的返驰式电源转换电路中，辅助开关控制电路的一具体实施例(辅助开关控制电路31)，辅助开关控制电路31包括阈值产生电路311，斜坡信号产生电路312，比较电路CP，以及逻辑电路313。阈值产生电路311用以根据一参考电压VREF与电流相关信号ISEN的差值而产生一电压阈值VTH，在一实施例中，电压阈值VTH与电流相关信号ISEN大致上呈反向关系；斜坡信号产生电路312用以根据一参考电流IREF以及辅助开关控制信号S2C而产生一斜坡信号VS；比较电路CP将斜坡信号VS与电压阈值VTH相比而产生一比较结果CPO；逻辑电路313根据比较结果CPO以及一辅助开关启动信号S2S而产生辅助开关控制信号S2C，用以控制辅助开关S2，使得辅助开关S2的导通时间TON2随着电流相关信号ISEN表示一次侧开关S1的峰值电流减少而增加，以实现前述一次侧开关S1的零电流切换。
在一实施例中，转换控制电路30可根据一默认频率信号CK而产生辅助开关启动信号S2S，而在一实施例中，转换控制电路30可根据反馈信号FB及/或电流相关信号ISEN而产生辅助开关启动信号S2S，举例而言，当返驰式电源转换电路操作在固定频率时，默认频率信号CK可由一内部震荡器产生，而当返驰式电源转换电路操作在例如但不限于脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation，PFM)等控制方式时，辅助开关启动信号S2S可根据反馈信号FB而产生。
图4C显示本发明的返驰式电源转换电路中，辅助开关控制电路的一具体实施例(辅助开关控制电路31)，其中阈值产生电路311包括一跨导放大电路GM以及信号转换电阻R1，用以根据一参考电压VREF与电流相关信号ISEN的差值而产生电压阈值VTH，其中VTH＝VREF-gm*R1*ISEN，而其中gm为跨导放大电路GM的跨导值(transconductance)。斜坡信号产生电路312则根据一参考电流IREF以及辅助开关控制信号S2C控制一积分电容器CI与积分开关SWI而产生斜坡信号VS，且以斜坡信号VS与电压阈值VTH的比较而决定辅助开关S2的导通时间TON2的时间长度。请同时参考图4D，其为对应于图4C实施例的波形示意图，本实施例中，通过电压阈值VTH与电流相关信号ISEN呈反向关系，使得辅助开关S2的导通时间TON2随着电流相关信号ISEN表示一次侧开关S2的峰值电流减少而增加(反之亦然)，以实现前述一次侧开关S1的零电流切换。
请参阅图5A，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)，在一实施例中，辅助开关控制电路30还可包括一模式操作电路34，请同时参阅图6A与6B，模式操作电路34用以根据输入电压VI、输入电流IIN、输出电压VO、或输出电流IOUT(也就是对应图6A与6B中的输出或输入功率)而确定该一次侧开关S1的切换频率(例如但不限于通过控制辅助开关启动信号S2S的操作频率)，且该切换频率具有一上限频率Fmax以及一下限频率Fmin，使得本发明的返驰式电源转换电路可操作于例如但不限于定频或非定频的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)、PFM、QRM或突发模式(Burst Mode)等不同的操作模式。
需说明的是，前述如图5A实施例中，模式操作电路34也可用以根据输入电压VI、输出电压VO、输入电流IIN、输出电流IOUT之中至少之一而控制一次侧开关S1的切换频率，使得返驰式电源转换电路操作于如前述的不连续导通模式(DCM)或准谐振模式QRM)下，而实现前述的零电压切换。
请参阅图5B，在一实施例中，转换控制电路30可包括一顺序电路(顺序电路32)，用以根据辅助开关启动信号S2S而触发导通辅助开关S2，且于辅助开关S2转为不导通后，于一辅助空滞时间TD后，触发导通一次侧开关S1。
请参阅图5B，在一实施例中，转换控制电路30可包括一顺序电路(顺序电路32)，用以根据辅助开关启动信号S2S而触发导通辅助开关S2，且于辅助开关S2转为不导通后，于一辅助空滞时间TD后，触发导通一次侧开关S1。
就一观点而言，根据本发明，前述的顺序电路的操作，使得一次侧开关S1于导通前，都会有辅助开关S2的导通，且于导通辅助开关S2的导通时间TON2之后，具有一辅助空滞时间TD，以确保一次侧开关S1导通时为零电压切换。
请参阅图5C，图中所示为本发明的返驰式电源转换电路中，如前述的顺序电路的一种具体实施例(顺序电路32)，顺序电路32包括第一时序控制电路321，第一时间控制电路322，第二时间控制电路323，第二时序控制电路324以及第三时间控制电路325；一第一时序控制电路321(例如但不限于如图所示的闩锁电路)用以根据辅助开关启动信号S2S以及第一时间控制信号S2T而产生辅助开关控制信号S2C，其中辅助开关启动信号S2S触发辅助开关控制信号S2C使辅助开关S2转为导通，且第一时间控制信号S2T触发辅助开关控制信号S2C使辅助开关S2转为不导通；第一时间控制电路322用以根据辅助开关启动信号S2S而产生第一时间控制信号S2T，以确定辅助开关的导通时间TON2；第二时间控制电路323用以根据第一时间控制信号S2T而产生第二时间控制信号S2D以确定辅助空滞时间TD，使得一次侧开关S1与辅助开关S2于辅助空滞时间TD都为不导通；第二时序控制电路324(例如但不限于如图所示的闩锁电路)用以根据第二时间控制信号S2D以及第三时间控制信号S1T而产生一次侧开关控制信号S1C，其中第二时间控制信号S2D触发一次侧开关控制信号S1C使一次侧开关S1转为导通，且第三时间控制信号S1T触发一次侧开关控制信号S1C使一次侧开关S1转为不导通；第三时间控制电路325用以根据第二时间控制信号S2D以确定一次侧开关S1的导通时间TON1。在一实施例中，第三时间控制电路325还根据反馈信号FB及/或电流相关信号ISEN而产生第三时间控制信号S1T。在一实施例中，第三时间控制电路325还根据反馈信号FB及/或电流相关信号ISEN而确定一次侧开关S1的导通时间TON1。
请参阅图5D，本实施例与图4A的实施例相似，转换控制电路30还包括一顺序电路(顺序电路32)，顺序电路32用以根据一辅助开关相关信号S2CR，于辅助开关S2转为不导通且于一辅助空滞时间TD后触发导通一次侧开关S1，其中辅助开关相关信号S2CR为辅助开关控制信号S2C，或其相关信号(例如但不限于前述图4B实施例的比较结果CPO)。
请参阅图5E，图中显示对应于图5D实施例中，顺序电路的一具体实施例，顺序电路32包括空滞时间控制电路323，一次侧开关时序控制电路324，以及一次侧开关时间控制电路325。空滞时间控制电路323用以根据该辅助开关相关信号S2CR而产生空滞时间控制信号S2D以确定辅助空滞时间TD，使得一次侧开关S1与辅助开关S2于辅助空滞时间TD都为不导通；一次侧开关时序控制电路324用以根据空滞时间控制信号S2D以及一次侧开关时间控制信号S1T而产生一次侧开关控制信号S1C，其中空滞时间控制信号S2D触发一次侧开关控制信号S1C使一次侧开关S1转为导通，且一次侧开关时间控制信号S1T触发一次侧开关控制信号S1C使一次侧开关S1转为不导通。一次侧开关时间控制电路325用以根据空滞时间控制信号S2D而产生一次侧开关控制信号S1T，以确定一次侧开关S1的导通时间TON1。
请参阅图6C，图中显示对应于图5A-5E的返驰式电源转换电路的操作波形示意图，如图所示，辅助开关启动信号S2S触发辅助开关控制信号S2C，使辅助开关S2转为导通(如图中时点t1)，并于导通时间TON2后使辅助开关S2转为不导通(如图中时点t2)，且一次侧开关S1与辅助开关S2都维持不导通一段辅助空滞时间TD后，触发一次侧开关控制信号S1C，使一次侧开关S1转为导通(如图中时点t3)。需说明的是，本实施例中，辅助开关启动信号S2S也如前所述，可根据一默认频率信号CK，或反馈信号FB及/或电流相关信号ISEN而产生。
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，也可以组合应用；举其中一例，“顺序电路”可与“辅助开关控制电路”、“模式操作电路”、以及“信号感测电路”等组合应用，在此情况下，转换控制电路可包括一逻辑控制电路，用以整合前述各电路对一次侧开关S1或辅助开关S2的控制。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。例如，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，也包含于必要时，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，其组合方式甚多，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 (19)

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，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以及一输入电流；
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以及一输出电流；
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，用以产生一一次侧开关控制信号以及一辅助开关控制信号，分别用以控制该一次侧开关以及该辅助开关，而转换该输入电源以产生该输出电源，其中该辅助开关与该一次侧开关非为互补切换；该转换控制电路包括：
一辅助开关控制电路，用以根据下列至少之一而调整该辅助开关的导通时间：一电流相关信号，该输入电压以及该输出电压，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，而实现零电压切换；其中该电流相关信号相关于下列至少之一：该输出电流，该一次侧开关的导通电流，以及该一次侧绕组的电流；以及
一信号感测电路，用以感测该电流相关信号，该输入电压，或该输出电压。
2.如权利要求1所述的返驰式电源转换电路，其中，该辅助开关的导通时间随着下列至少之一而增加：该电流相关信号代表该一次侧开关的一峰值电流减少，该输入电压增加，以及该输出电压增加，以导通该一次侧绕组的一激磁电感的一激磁电流而将该一次侧开关的一寄生电容器放电，使得该一次侧开关导通时为零电压切换。
3.如权利要求1所述的返驰式电源转换电路，其中，该辅助开关控制电路包括：
一阈值产生电路，用以根据一参考电压与该电流相关信号的差值而产生一电压阈值；
一斜坡信号产生电路，用以根据一参考电流以及该辅助开关控制信号而产生一斜坡信号；
一比较电路，将该斜坡信号与该电压阈值相比而产生一比较结果；以及
一逻辑电路，根据该比较结果以及一辅助开关启动信号而产生该辅助开关控制信号，用以控制该辅助开关，使得该辅助开关的导通时间随着该电流相关信号代表该一次侧开关的峰值电流减少而增加；
其中该转换控制电路根据一默认频率信号或一反馈信号而产生该辅助开关启动信号。
4.如权利要求1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模式操作电路，用以根据该输入电压、该输出电压、该输入电流、以及该输出电流之中至少之一而控制该一次侧开关的切换频率，使得该返驰式电源转换电路操作于一不连续导通模式或一准谐振模式下。
5.如权利要求1所述的返驰式电源转换电路，其中，该转换控制电路电路还包括：
一模式操作电路，根据该输入电压、该输入电流、该输出电压、或该输出电流而确定该一次侧开关的一切换频率，且该切换频率具有一上限频率以及一下限频率。
6.如权利要求1所述的返驰式电源转换电路，其中，
该辅助开关控制电路根据一辅助开关启动信号而触发该辅助开关转为导通；其中该转换控制电路根据一默认频率信号或一反馈信号而产生该辅助开关启动信号；
其中该转换控制电路还包括：
一顺序电路，用以根据一辅助开关相关信号，于该辅助开关转为不导通且于一辅助空滞时间后触发导通该一次侧开关，其中该辅助开关相关信号为该辅助开关控制信号或其相关信号。
7.如权利要求6所述的返驰式电源转换电路，其中，该顺序电路包括：
一空滞时间控制电路，用以根据该辅助开关相关信号而产生一空滞时间控制信号以确定该辅助空滞时间，使得该一次侧开关与该辅助开关于该辅助空滞时间都为不导通；
一一次侧开关时序控制电路，用以根据该空滞时间控制信号以及一一次侧开关时间控制信号而产生该一次侧开关控制信号，其中该空滞时间控制信号触发该一次侧开关控制信号使该一次侧开关转为导通，且该一次侧开关时间控制信号触发该一次侧开关控制信号使该一次侧开关转为不导通；
一一次侧开关时间控制电路，用以根据该空滞时间控制信号而产生该一次侧开关控制信号，以确定该一次侧开关的导通时间。
8.如权利要求1所述的返驰式电源转换电路，其中，通过一一次侧反馈路径，或一二次侧反馈路径而控制该一次侧开关的导通时间。
9.一种转换控制电路，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含：一变压器，其包含一一次侧绕组，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以及一输入电流；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以及一输出电流；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；该转换控制电路用以产生一一次侧开关控制信号以及一辅助开关控制信号，分别用以控制该一次侧开关以及该辅助开关，而转换该输入电源以产生该输出电源，其中该辅助开关与该一次侧开关非为互补切换；该转换控制电路包括：
一辅助开关控制电路，用以根据下列至少之一而调整该辅助开关的导通时间：一电流相关信号，该输入电压以及该输出电压，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，而实现零电压切换；其中该电流相关信号相关于下列至少之一：该输出电流，该一次侧开关的导通电流，以及该一次侧绕组的电流；以及
一信号感测电路，用以感测该电流相关信号，该输入电压，或该输出电压。
10.如权利要求9所述的转换控制电路，其中，该辅助开关的导通时间随着下列至少之一而增加：该电流相关信号代表该一次侧开关的一峰值电流减少，该输入电压增加，以及该输出电压增加，以导通该一次侧绕组的一激磁电感的一激磁电流而将该一次侧开关的一寄生电容器放电，使得该一次侧开关导通时为零电压切换。
11.如权利要求9所述的转换控制电路，其中，该辅助开关控制电路包括：
一阈值产生电路，用以根据一参考电压与该电流相关信号的差值而产生一电压阈值；
一斜坡信号产生电路，用以根据一参考电流以及该辅助开关控制信号而产生一斜坡信号；
一比较电路，将该斜坡信号与该电压阈值相比而产生一比较结果；以及
一逻辑电路，根据该比较结果以及一辅助开关启动信号而产生该辅助开关控制信号，用以控制该辅助开关，使得该辅助开关的导通时间随着该电流相关信号代表该一次侧开关的峰值电流减少而增加；
其中该转换控制电路根据一默认频率信号或一反馈信号而产生该辅助开关启动信号。
12.如权利要求9所述的转换控制电路，其中，所述转换控制电路还包括一模式操作电路，用以根据该输入电压、该输出电压、该输入电流、以及该输出电流之中至少之一而控制该一次侧开关的切换频率，使得该返驰式电源转换电路操作于一不连续导通模式或一准谐振模式下。
13.如权利要求9所述的转换控制电路，其中，所述转换控制电路还包括：
一模式操作电路，根据该输入电压、该输入电流、该输出电压、或该输出电流而确定该一次侧开关的一切换频率，且该切换频率具有一上限频率以及一下限频率。
14.如权利要求9所述的转换控制电路，其中，
该辅助开关控制电路根据一辅助开关启动信号而触发该辅助开关转为导通；其中该转换控制电路根据一默认频率信号或一反馈信号而产生该辅助开关启动信号；
其中该转换控制电路还包括：一顺序电路，用以根据一辅助开关相关信号，于该辅助开关转为不导通且于一辅助空滞时间后触发导通该一次侧开关，其中该辅助开关相关信号为该辅助开关控制信号或其相关信号。
15.如权利要求14所述的转换控制电路，其中，该顺序电路包括：
一空滞时间控制电路，用以根据该辅助开关相关信号而产生一空滞时间控制信号以确定该辅助空滞时间，使得该一次侧开关与该辅助开关于该辅助空滞时间都为不导通；
一一次侧开关时序控制电路，用以根据该空滞时间控制信号以及一一次侧开关时间控制信号而产生该一次侧开关控制信号，其中该空滞时间控制信号触发该一次侧开关控制信号使该一次侧开关转为导通，且该一次侧开关时间控制信号触发该一次侧开关控制信号使该一次侧开关转为不导通；以及
一一次侧开关时间控制电路，用以根据该空滞时间控制信号而产生该一次侧开关控制信号，以确定该一次侧开关的导通时间。
16.如权利要求9所述的转换控制电路，其中，该反馈信号通过一一次侧反馈路径，或一二次侧反馈路径而控制该一次侧开关的导通时间。
17.一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，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以及一输入电流；
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以及一输出电流；
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，用以根据一反馈信号而产生一一次侧开关控制信号以及一辅助开关控制信号，分别用以控制该一次侧开关以及该辅助开关，而转换该输入电源以产生该输出电源；
其中该转换控制电路包括：
一顺序电路，用以根据一辅助开关启动信号而触发导通该辅助开关，且于该辅助开关转为不导通且于一辅助空滞时间后触发导通该一次侧开关，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，而实现零电压切换；其中该转换控制电路根据一默认频率信号或该反馈信号而产生该辅助开关启动信号。
18.如权利要求17所述的返驰式电源转换电路，其中，该转换控制电路还包括：
一模式操作电路，根据该输入电压、该输入电流、该输出电压、或该输出电流而确定一辅助开关启动信号的一操作频率，且该操作频率具有一上限频率以及一下限频率。
19.如权利要求17所述的返驰式电源转换电路，其中，该顺序电路包括：
一第一时序控制电路，用以根据该辅助开关启动信号以及一第一时间控制信号而产生该辅助开关控制信号，其中该辅助开关启动信号触发该辅助开关控制信号使该辅助开关转为导通，且该第一时间控制信号触发该辅助开关控制信号使该辅助开关转为不导通；
一第一时间控制电路，用以根据该辅助开关启动信号而产生该第一时间控制信号，以确定该辅助开关的导通时间；
一第二时间控制电路，用以根据该第一时间控制信号而产生一第二时间控制信号以确定该辅助空滞时间，使得该一次侧开关与该辅助开关于该辅助空滞时间都为不导通；
一第二时序控制电路，用以根据第二时间控制信号以及一第三时间控制信号而产生该一次侧开关控制信号，其中该第二时间控制信号触发该一次侧开关控制信号使该一次侧开关转为导通，且该第三时间控制信号触发该一次侧开关控制信号使该一次侧开关转为不导通；以及
一第三时间控制电路，用以根据该第二时间控制信号而产生该第三时间控制信号，以确定该一次侧开关的导通时间。
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