CN110247554B - 变换装置与其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变换装置与其控制方法，变换装置包含一次侧电路、二次侧电路、变压器以及控制电路。一次侧电路包含开关。变压器用以由一次侧电路接收输入电压并经由二次侧电路输出输出电压至负载。控制电路用以控制使流过一次侧电路的开关的电流峰值在全负载范围内限定在一个带状范围内。

Description

变换装置与其控制方法

技术领域

本发明内容是关于一种变换装置，特别是关于一种反激型变换装置(FlybackConverter)。

背景技术

反激变换器(Flyback Converter)，因具有电路结构简单、输入输出级电气隔离、成本低廉等特点，广泛应用于小功率领域，尤其是常见于功率在100W以下的电源设备当中。

反激变换器的准谐振控制方式因为能实现谷底开通，是目前应用于小功率开关电源的最流行的控制方式。准谐振控制方法的特性是开关频率随负载的减轻而则升高，不利于轻载效率，而小功率电源适配器通常有较高的轻载效率要求。

为此，业内发展出频率折返(Frequency Foldback)的方式来降低轻载时开关频率，以达到提高轻载效率的目的。目前业内采用的实现频率折返都基于一个前提条件：开关频率随着回馈电压的降低而依次分段降低。然而，该前提条件限制了轻载时的降频速度。

也就是说，现有实现频率折返的前提条件和频率折返的性能之间是存在矛盾的。随着开关电源高频化趋势的发展，这种矛盾变得越来越突出，严重影响该控制方法的频率折返的降频效果。

发明内容

本案的一态样为一种变换装置。此变换装置包含一次侧电路、二次侧电路、变压器以及控制电路。一次侧电路包含开关。变压器用以由一次侧电路接收输入电压并经由二次侧电路输出输出电压至负载。控制电路用以控制使流过一次侧电路的开关的电流峰值在全负载范围内限定在一个带状范围内。

本案的另一态样为一种变换装置的控制方法。此控制方法包含以下步骤：由一次侧电路接收输入电压并经由二次侧电路输出输出电压至负载；以及由控制电路控制使流过一次侧电路的开关的电流峰值在全负载范围内限定在一个带状范围内。

综上所述，在本案的各个实施例中，通过调整断续时间以控制开关频率，并于电流值达到反馈电压值对应的电流设定值时，将一次侧电路的开关关断，以将峰值电流限定在一个带状范围内。本案的各个实施例中，不需要一次侧电路的峰值电流随输出功率的降低而降低，可以达到理论上较佳的降频效果，并且可以在全负载范围内实现谷底开通。

附图说明

图1为根据本发明内容部分实施例所绘示的变换装置的示意图。

图2A为根据本发明内容部分实施例所绘示的变换装置的电压电流信号波形图。

图2B为根据本发明内容部分实施例所绘示的非负整数、输出功率与峰值电流的关系图。

图3为根据本发明内容部分实施例所绘示的控制电路的示意图。

图4为根据本发明内容部分实施例所绘示的断续时间控制单元的示意图。

图5为根据本发明内容部分实施例所绘示的峰值电流对输出功率的关系图。

图6为依据图5的关系图所绘示的峰值电流对输出功率的关系图。

图7为依据图5的关系图所绘示的输出功率对开关频率的关系图。

图8为根据本发明内容部分实施例所绘示的峰值电流对输出功率的关系图。

图9为依据图8的关系图所绘示的峰值电流对输出功率的关系图。

图10为依据图8的关系图所绘示的输出功率对开关频率的关系图。

图11为根据本发明内容部分实施例所绘示的控制方法的流程图。

其中，附图标记为：

100：变换装置

110：变压器

130：一次侧电路

150：二次侧电路

132：箝位电路

170：控制电路

V_in：输入电压

V_o：输出电压

R_clamp：箝位电阻

C_clamp：箝位电容

D_clamp：二极管

I_p、I_s：电流

C_o：输出电容

R_L：负载

L_M：激磁电感

S₁、S_R：开关

SS₁、SS_R：控制信号

V_DS：电压

C_EQ：寄生电容

V_FB：反馈电压值

m、m₁至m_N：非负整数

I_pk、I_pk1至I_pkN：峰值电流

P_o：输出功率

Pmax：满载

S_OFF、S_END、S_ON、S_DET、S_COM、S_T：信号

172：关断控制单元

174：断续时间控制单元

176：检测单元

V_{FB_H}：电压上限值

V_{FB_L}：电压下限值

174a：比较单元

174b：断续时间调整单元

174b1、174b2：断续时间调整子单元

174c：断续时间计时单元

178：开通控制单元

200、500、800：关系图

600、700、900、1000：关系图

X0至XM：曲线

f_s：开关频率

1100：控制方法

S1130、S1150、S1170：步骤

t_on：开关S1的导通时间

t_off：开关SR的导通时间

t_d：断续时间

t0至t5：时间点

具体实施方式

下文举实施例配合所附图式作详细说明，以更好地理解本发明内容的态样，但所提供的实施例并非用以限制本揭露所涵盖的范围，而结构操作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本揭露所涵盖的范围。此外，根据业界的标准及惯常做法，图式仅以辅助说明为目的，并未依照原尺寸作图，实际上各种特征的尺寸可任意地增加或减少以便于说明。下述说明中相同元件将以相同的符号标示来进行说明以便于理解。

在全篇说明书与申请专利范围所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本揭露的描述上额外的引导。

在本文中所使用的用词『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均为开放性的用语，即意指『包含但不限于』。此外，本文中所使用的『和/或』，包含相关列举项目中一或多个项目的任意一个以及其所有组合。再者，于本文中，当一元件被称为『连接』或『耦接』时，可指『电性连接』或『电性耦接』。『连接』或『耦接』亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用『第一』、『第二』、…等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位，亦非用以限定本发明。

请参考图1。图1为根据本发明内容部分实施例所绘示的变换装置100的示意图。如图1所示，变换装置100用以将自输入电压源接收的输入电压V_in转换为输出电压V_o输出至负载R_L。在部分实施例中，变换装置100可为反激型变换器(Flyback Converter)，具体地说，在部分实施例中，变换装置100为有源箝位反激型变换器(Active Clamp FlybackConverter)，然本案不以此为限。

如图1所示，在部分实施例中，变换装置100包含变压器110、一次侧电路130、二次侧电路150以及控制电路170。变压器110包含一次侧绕组以及二次侧绕组。一次侧电路130包含输入电源、箝位电路132以及开关S₁。二次侧电路150包含开关S_R、电容C_o以及负载R_L。箝位电路132更包含箝位电阻R_clamp、箝位电容C_clamp、二极管D_clamp。

如图1所绘示，在结构上，一次侧绕组的第一端电性耦接至输入电源的第一端，一次侧绕组的第二端通过开关S₁电性耦接至接地端以及输入电源的第二端。二次侧绕组的第一端通过开关S_R电性耦接至电容C_o的第一端，二次侧绕组的第二端电性耦接至电容C_o的第二端。值得注意的是，图1中所绘示的变换装置100仅为本案多个可能的实施方式之一，并非用以限制本案。

如图1所示，变压器110用以由一次侧电路130接收输入电压V_in并经由二次侧电路150将输出电压V_o输出至负载R_L。在部分实施例中，变压器110用以将所接收的电能自一次侧绕组传输至二次侧绕组，并配合开关S₁、开关S_R等电路元件的协同操作将输入电压V_in转换为输出电压V_o，以将输出电压V_o输出至负载R_L。

在部分实施例中，对于工作状态处于准谐振或者频率折返的变换装置100来说，输出功率可以通过以下公式计算：

其中P_o代表输出功率。L_m代表变压器110的电感值。I_pk代表开关S1的峰值电流。f_s代表开关S₁的开关频率。

由上述公式可知，如果在输出功率P_o降低的过程中，保持峰值电流I_pk固定，则开关频率f_s随输出功率P_o而成正比例线性变化，如果选取I_pk值为变压器110所能承受的最大值，则上述峰值电流I_pk固定的控制方法可以达到理论上较佳的降频效果。固定I_pk值代表一次侧电路130的导通时间t_on是固定的，因此这种控制方法又可叫做固定导通时间控制法。

如果采用固定导通时间控制方法，则在整个负载范围内，峰值电流I_pk固定。由于输出功率P_o是连续可调的，由上述公式可知，开关频率f_s也必须是连续可调的，这样就无法保证在任一输出功率都能够实现谷底开通，如此会造成在某些输出功率情况下效率低下。

为了实现在任一输出功率P_o时都可以实现谷底开通，需要将峰值电流I_pk由之前的固定在某一个值，改为固定在某一带状范围内。由于峰值电流I_pk在整个输出功率P_o的范围内固定在一个带状范围内，一次侧电路130的开关S₁的导通时间相应的被限定在一个范围内，近似固定，这种控制方法为准固定导通时间控制法。在本发明中，带状范围为不大于一个上限值并不小于一个下限值。

变换装置100满足以下公式：

其中I_pk代表一次侧电路130的开关S₁的峰值电流。L_m代表变压器110的电感值。V_in代表输入电压。t_on代表一次侧电路130的开关S₁的导通时间。n代表变压器110的一次侧线圈和二次侧线圈的匝数比。V_o代表输出电压。t_off代表一次侧电路130的开关S₁的关断时间。

一次侧电路130的开关S₁的D极和S极之间的电压V_DS在二次侧电路150的电流降到0后，会发生震荡。震荡由变压器110的电感和寄生电容引起，其震荡周期为：

其中T_r＿ECQ代表谐振周期。代表变压器110的电感值。C_EQ为开关S₁的寄生电容值。

频率折返(Frequency Foldback)是在准谐振工作状态的基础上，随着负载的降低，插入一定的断续时间_td，使变换装置100工作在断续模式来实现的。如果插入的断续时间t_d满足以下公式，则可以实现一次侧电路130的开关S₁的谷底开通。

其中t_d代表断续时间。M为非负整数，代表谷底序数。

开关S₁的开关频率f_s满足以下公式：

其中t_on代表开关S₁的导通时间。t_off代表开关S_R的导通时间。t_d代表断续时间。

请参阅图2A。图2A为根据本发明内容部分实施例所绘示的变换装置的电压电流信号波形图。如图2A所示，时间点t2至时间点t3为开关S1的导通时间t_on，时间点t3至时间点t4为开关S_R的导通时间t_off，时间点t4至时间点t5为断续时间t_d。于时间点t4至时间点t5，控制信号SS₁以及控制信号SS_R皆被控制在低准位，开关S₁的跨压V_DS开始振荡。断续时间t_d可被控制于开关S₁的谷底结束，则可以实现一次侧电路130的开关S₁的谷底开通。

由上述的公式，可以得以下公式：

由上述公式可知，对于任一输出功率Po，可以找到几组不同的(m,I_pk)与之对应，并且都是恰好可以实现一次侧电路130的开关S₁的谷底开通。

同样由上述公式可知，对一输出功率Po，与之对应的几组不同的(m,I_pk)有以下关系：m越小I_pk也越小。

如图2B所绘示，对于不同的输出功率P_o1、P_o2、P_o3、…、P_oN，存在对应的(m₁，I_pk1)、(m₂，I_pk2)、(m₃，I_pk3)…,(m_N，I_pkN)，使得I_pk1、I_pk2、I_pk3…I_pkN的大小比较接近。由此可以设定一个带状范围以涵盖I_pk1、I_pk2、I_pk3…I_pkN。通过将峰值电流I_pk限定在一个带状范围内，不需要一次侧电路130的峰值电流I_pk随输出功率Po的降低而降低，可以达到较佳的降频效果，并且可以在全负载范围内实现谷底开通。

需要说明的是，上述m不必是连续整数的增加或减少，但相邻m值需满足以下公式：

其中m₁与m₂为相邻的m值。A为峰值电流I_pk的下限值，B为峰值电流I_pk的上限值。

结合上述公式，可以得到以下公式：

由于峰值电流I_pk与反馈电压值V_FB成正比，因而通过控制反馈电压值V_FB在一个带状范围内就可以控制峰值电流I_pk在如图2B所示的带状范围内。在部分实施例中，控制电路170由二次侧电路150取得反馈电压值V_FB。当一次侧电路130的电流值I_p达到反馈电压值V_FB对应的电流设定值时，控制电路170输出关断信号至开关S₁以关断开关S₁，当反馈电压值V_FB超出电压值阈值范围时，控制电路170调整开关S₁的断续时间，以使反馈电压值V_FB重新回到反馈电压值V_FB的阈值范围内，并依据断续时间输出结束信号。控制电路170依据结束信号及谷底开通信号以输出开通信号至开关S₁以开启开关S₁。

在部分实施例中，当反馈电压值V_FB大于电压值阈值范围的电压上限值V_FB__H时，控制电路170提高开关S₁的开关频率f_s。当反馈电压值V_FB小于该电压值阈值范围的电压下限值VFB_L时，控制电路170降低开关S1的开关频率fs。

在部分实施例中，当反馈电压值V_FB大于电压值阈值范围的电压上限值V_FB__H时，控制电路170减小断续时间。当反馈电压值小于电压值阈值范围的电压下限值V_FB__L时，控制电路170增大该断续时间。

请参阅图3。图3为根据本发明内容部分实施例绘示如图1所示的变换装置100的控制电路170的示意图。如图3所绘示，控制电路170包含关断控制单元172、断续时间控制单元174、检测单元176以及开通控制单元178。如图3所绘示的控制电路170仅作为例示，本案不以此为限。

在操作关系上，请一并参阅图1与图3，关断控制单元172接收一次侧电路130的电流值I_p。当一次侧电路130的电流值I_p等于反馈电压值V_FB对应的电流设定值时，关断控制单元172输出关断信号S_OFF至开关S1以关断开关S1。

断续时间控制单元174接收反馈电压值V_FB，依据反馈电压值V_FB以及电压值阈值范围调整断续时间，并依据断续时间输出结束信号S_END。

请参阅图4。图4为根据本发明内容部分实施例绘示如图3所示的断续时间控制单元174的示意图。如图4所绘示，断续时间控制单元174包含比较单元174a、断续时间调整单元174b以及断续时间计时单元174c。断续时间调整单元174b更包含断续时间调整单元174b1以及断续时间调整单元174b2。如图4所绘示的断续时间控制单元174仅作为例示，本案不以此为限。

在操作关系上，比较单元174a用以判断反馈电压值V_FB是否超出电压值阈值范围，并于反馈电压值V_FB超出电压值阈值范围时，传送比较信号S_COM至断续时间调整单元174b。断续时间调整单元174b用以接收比较信号S_COM，并依据比较信号S_COM调整断续时间，并传送断续控制信号S_T至断续时间计时单元174c。断续时间计时单元174c用以依据断续控制信号S_T控制断续时间，并输出结束信号S_END。

在部分实施例中，当反馈电压值V_FB大于电压值阈值范围的电压上限值V_{FB_H}时，断续时间调整子单元174b1减少一个单位时间值(时间值)Δt以调整断续时间。当反馈电压值V_FB小于电压值阈值范围的电压下限值V_{FB_L}时，断续时间调整子单元174b2增加一个单位时间值(时间值)Δt以调整断续时间。

在部分实施例中，当反馈电压值V_FB大于电压值阈值范围的电压上限值V_{FB_H}时，断续时间调整子单元174b1增加谷底数量值以调整断续时间。当反馈电压值V_FB小于电压值阈值范围的电压下限值V_{FB_L}时，断续时间调整子单元174b2减少谷底数量值以调整断续时间。

请回头参阅图3。检测单元176用以检测开关S₁的D极和S极之间的电压V_DS的谷底时刻及/或零电位时刻，并于一谷底时刻及/或一零电位时刻传送谷底开通信号S_DET至开通控制单元178。

开通控制单元178用以依据结束信号S_END及谷底开通信号S_DET以输出开通信号S_ON至开关S₁以开启开关S1。在部分实施例中，开通控制单元178更用以于接收到结束信号S_END后的第一个谷底时刻的发生时刻开通开关S1。

请参阅图5。图5为根据本发明内容部分实施例所绘示的峰值电流I_pk对输出功率P_o的关系图500。图5所绘示的曲线X0至XM表示在不同的m值之下的峰值电流I_pk对输出功率P_o的关系曲线。

假定电压值阈值范围的电压下限值V_{FB_L}对应的电流下限值I_{PK_L}为2.292安培，且电压值阈值范围的电压上限值V_{FB_H}对应的电流上限值I_{PK_H}为2.75安培。当输出功率P_o由满载Pmax开始下降时，此时m＝0，代表一次侧电路130的开关S₁在第一谷底开通，随着输出功率P_o的降低，一次侧电路130的开关S₁保持在第一谷底开通，峰值电流I_pk逐渐降低，而开关频率f_s逐渐升高。此时，峰值电流I_pk对输出功率P_o的关系曲线为曲线X0。

当峰值电流I_pk下降至低于电压值阈值范围的电压下限值V_{FB_L}所对应的电流值时，控制电路170控制开关S₁跳转到m＝1，也就是控制电路170控制使一次侧电路130的开关S₁在第二谷底开通。此时，开关频率f_s相较于m＝0时有一个阶跃降低，随着输出功率P_o的降低，一次侧电路130的开关S₁保持在第二谷底开通，因此峰值电流I_pk逐渐降低，而开关频率f_s逐渐升高。此时，峰值电流I_pk对输出功率P_o的关系曲线为曲X1。

当峰值电流I_pk下降至低于电压值阈值范围的电压下限值V_{FB_L}所对应的电流值时，控制电路170控制开关S₁跳转到m＝2，也就是控制电路170控制使一次侧电路130的开关S₁在第三谷底开通。此时，峰值电流I_pk对输出功率P_o的关系曲线为曲线X2。依此类推，开关频率f_s逐渐调整，直至开关频率f_s降低到一设定值，例如控制电路170控制开关S₁跳转到m＝N，此时，峰值电流I_pk对输出功率P_o的关系曲线为曲线XM。

请参阅图6。图6为依据图5的关系图所绘示的峰值电流I_pk对输出功率P_o的关系图600。如图6所示，本案的变换装置100可有效的将峰值电流I_pk控制在电压值阈值范围所对应的电流值的范围内。

请参阅图7。图7为依据图5的关系图所绘示的输出功率P_o对开关频率f_s的关系图700。如图7所示，开关频率f_s随输出功率P_o的降低而分段降低，并整体形成线性下降趋势。

请参阅图8。图8为根据本发明内容部分实施例所绘示的峰值电流I_pk对输出功率P_o的关系图800。图8所绘示的曲线X0至XM表示在不同的m值之下的峰值电流I_pk对输出功率P_o的关系曲线。

假定电压值阈值范围的电压下限值V_{FB_L}对应的电流下限值I_{PK_L}为2.292安培，且电压值阈值范围的电压上限值V_{FB_H}对应的电流上限值I_{PK_H}为2.75安培。当输出功率P_o由轻载开始增大时，此时m＝M，代表一次侧电路130的开关S₁在第M‐1谷底开通。随着输出功率P_o的升高，一次侧电路130的开关S₁保持在第M‐1谷底开通。峰值电流I_pk逐渐升高，而开关频率f_s逐渐降低。此时，峰值电流I_pk对输出功率P_o的关系曲线为曲线XM。

当峰值电流I_pk上升至高于电压值阈值范围的电压上限值V_{FB_H}所对应的电流值时，控制电路170控制开关S₁跳转到m＝M‐1，也就是控制电路170控制使一次侧电路130的开关S₁在第M‐2谷底开通，此时开关频率f_s相较于m＝M时有一个阶跃升高，随着输出功率P_o的升高，一次侧电路130的开关S₁保持在第M‐2谷底开通，因此峰值电流I_pk逐渐升高，而开关频率f_s逐渐降低。此时，峰值电流I_pk对输出功率P_o的关系曲线为曲XM‐1。

当峰值电流I_pk上升至高于电压值阈值范围的电压上限值V_{FB_H}所对应的电流值时，控制电路170控制开关S₁跳转到m＝M‐2，也就是控制电路170控制使一次侧电路130的开关S₁在第M‐3谷底开通。此时，峰值电流Ipk对输出功率P_o的关系曲线为曲线XM‐2。依此类推，开关频率fs逐渐调整，直至开关频率f_s升高到一设定值，例如控制电路170控制开关S₁跳转到m＝1，此时，峰值电流I_pk对输出功率P_o的关系曲线为曲线X0，且输出功率P_o达到满载Pmax。

请参阅图9。图9为依据图8的关系图所绘示的峰值电流I_pk对输出功率Po的关系图900。如图9所示，本案的变换装置100可有效的将峰值电流I_pk控制在电压值阈值范围所对应的电流值的范围内。

请参阅图10。图10为依据图8的关系图所绘示的输出功率P_o对开关频率f_s的关系图1000。如图10所示，开关频率f_s随输出功率P_o的升高而分段升高，并整体形成线性上升趋势。

由图7以及图10可以看出，本案的方法近似实现了开关频率f_s随输出功率P_o的降低而线性降低，达到了较佳的降频效果，同时还保证了一次侧电路130的开关S₁的零电压开通。

请参阅图11。图11为根据本发明内容部分实施例所绘示的控制方法1100的流程图。为方便及清楚说明起见，下述控制方法1100是配合图1、图3以及图4所示实施例进行说明，但不以此为限，任何熟悉本领域的相关技术人员，在不脱离本案的精神和范围内，当可对作各种更动与润饰。如图11所绘示，控制方法1100包含步骤S1130、S1150以及S1170。

为使控制方法1100易于说明与理解。请一并参阅图1与图11。

请一并参阅图1、图3以及图11。在步骤S1130中，当一次侧电路130的电流值I_p达到电流设定值时，由控制电路170输出关断信号S_OFF至一次侧电路130的开关S₁以关断开关S₁。举例来说，在部分实施例中，电压值阈值范围包含电压上限值V_{FB_H}与电压下限值V_{FB_L}。电流设定值为与电压上限值V_{FB_H}对应的电流值或与电压下限值V_{FB_L}对应的电流值。当一次侧电路130的电流值I_p达到电压上限值V_{FB_H}对应的电流值或电压下限值V_{FB_L}对应的电流值时，由控制电路170输出关断信号S_OFF至一次侧电路130的开关S₁以关断开关S₁。在部分其他实施例中，当一次侧电路130的电流值I_p达到电压上限值V_{FB_H}对应的电流值或电压下限值V_{FB_L}对应的电流值时，由如图3所绘示的关断控制单元172输出关断信号S_OFF至一次侧电路130的开关S₁以关断开关S₁。

在步骤S1150中，当反馈电压值V_FB超出电压值阈值范围时，由控制电路170调整开关S₁的断续时间，以使反馈电压值V_FB重新回到反馈电压值V_FB的阈值范围内，并依据断续时间输出结束信号S_END。举例来说，在部分实施例中，当反馈电压值V_FB大于电压值阈值范围的电压上限值V_{FB_H}时，由控制电路170减小断续时间。当反馈电压值V_FB小于电压值阈值范围的电压下限值V_{FB_L}时，由控制电路170增大断续时间。接着，控制电路170依据断续时间输出结束信号S_END。

请参阅步骤S1150，再举例来说，在部分实施例中，当反馈电压值VFB大于电压值阈值范围的电压上限值V_{FB_H}时，由控制电路170提高开关S1的开关频率f_s以减小断续时间。当反馈电压值V_FB小于电压值阈值范围的电压下限值V_{FB_L}时，由控制电路170降低开关S₁的开关频率f_s以增大断续时间。接着，控制电路170依据断续时间输出结束信号S_END。

于步骤S1150中，请一并参阅图1、图3、图4以及图11。在部分实施例中，如图4所绘示的比较单元174a判断反馈电压值V_FB是否超出电压值阈值范围，并于反馈电压值V_FB超出电压值阈值范围时，传送比较信号S_COM至断续时间调整单元174b。断续时间调整单元174b接收比较信号S_COM，并依据比较信号S_COM调整断续时间，并传送断续控制信号S_T至断续时间计时单元174c。断续时间计时单元174c依据断续控制信号S_T控制断续时间，并输出结束信号S_END。

在步骤S1170中，由控制电路170依据结束信号S_END及谷底开通信号S_T以输出开通信号S_ON至开关S₁以开启开关S₁。在部分实施例中，是由如图3所绘示的开通控制单元178依据结束信号S_END及谷底开通信号S_T以输出开通信号S_ON至开关S₁以开启开关S₁。在部分实施例中，如图3所绘示的开通控制单元178更用以于接收到结束信号S_END后的第一个谷底发生时刻开通开关S₁。再举例来说，假设控制电路170控制开关S₁跳转至m＝M‐1，此时，控制电路170依据结束信号S_END及谷底开通信号S_T输出开通信号S_ON至开关S₁，以控制使一次侧电路130的开关S₁在第M‐2谷底开通。

于步骤S1170中，请一并参阅图1、图3以及图11。在部分实施例中，结束信号S_END是由断续时间控制单元174传送至开通控制单元178。在部分实施例中，检测单元176检测开关S₁的D极和S极之间的电压V_DS的谷底时刻及/或零电位时刻，并于一谷底时刻及/或一零电位时刻传送谷底开通信号S_DET至开通控制单元178。

综上所述，在本案的各个实施例中，通过调整断续时间以控制开关S1的开关频率f_s，并于一次侧电路130的电流值I_p达到反馈电压值VFB对应的电流设定值时，将一次侧电路130的开关S₁关断，以将峰值电流I_pk限定在一个带状范围内。本案的各个实施例中，不需要一次侧电路130的峰值电流随输出功率P_o的降低而降低，可以达到较佳的降频效果，并且可以在全负载范围内实现谷底开通。

所属技术领域具有通常知识者可直接了解此控制方法1100如何基于上述实施例中的变换装置100以执行该等操作及功能，故不再此赘述。

此外，虽然本文将所公开的方法示出和描述为一系列的步骤或事件，但是应当理解，所示出的这些步骤或事件的顺序不应解释为限制意义。例如，部分步骤可以以不同顺序发生和/或与除了本文所示和/或所描述的步骤或事件以外的其他步骤或事件同时发生。另外，实施本文所描述的一个或多个态样或实施例时，并非所有于此示出的步骤皆为必需。此外，本文中的一个或多个步骤亦可能在一个或多个分离的步骤和/或阶段中执行。

虽然本发明内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明内容，任何熟悉本领域的相关技术人员，在不脱离本发明内容的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明内容的保护范围当视所附权利要求的保护范围所界定者为准。

Claims (22)

1.一种变换装置，其特征在于，包含：

一一次侧电路，包含一开关；

一二次侧电路；

一变压器，用以由该一次侧电路接收一输入电压并经由该二次侧电路输出一输出电压至一负载；以及

一控制电路，用以控制使流过该一次侧电路的该开关的一电流峰值在全负载范围内限定在一个带状范围内，该带状范围为不大于一个上限值并不小于一个下限值。

2.如权利要求1所述的变换装置，其特征在于，当该一次侧电路的该开关的该电流峰值达到一电流设定值时，该控制电路输出一关断信号至该开关以关断该开关；

其中当该一次侧电路的该开关的该电流峰值超出一电流值阈值范围时，该控制电路调整该开关的一断续时间，并依据该断续时间输出一结束信号；

其中该控制电路依据该结束信号及一谷底开通信号以输出一开通信号至该开关以开启该开关。

3.如权利要求2所述的变换装置，其特征在于，当该一次侧电路的该开关的该电流峰值大于该电流值阈值范围的一上限值时，该控制电路提高该开关的开关频率；当该一次侧电路的该开关的该电流峰值小于该电流值阈值范围的一下限值时，该控制电路降低该开关的开关频率。

4.如权利要求2所述的变换装置，其特征在于，当该一次侧电路的该开关的该电流峰值大于该电流值阈值范围的一上限值时，该控制电路减小该断续时间；当该一次侧电路的该开关的该电流峰值小于该电流值阈值范围的一下限值时，该控制电路增大该断续时间。

5.如权利要求2所述的变换装置，其特征在于，该控制电路更包含：

一关断控制单元，当该一次侧电路的电流等于该一次侧电路的该开关的该电流峰值对应的一电流设定值时，该关断控制单元输出该关断信号至该开关以关断该开关。

6.如权利要求2所述的变换装置，其特征在于，该一次侧电路的该开关的该电流峰值对应一反馈电压值，其中该控制电路更包含：

一断续时间控制单元，用以依据该反馈电压值以及电压值阈值范围调整该断续时间，并依据该断续时间输出该结束信号；以及

一开通控制单元，用以依据该结束信号及该谷底开通信号以输出该开通信号至该开关以开启该开关。

7.如权利要求6所述的变换装置，其特征在于，该断续时间控制单元更包含：

一比较单元，用以判断该反馈电压值是否超出该电压值阈值范围，并于该反馈电压值超出该电压值阈值范围时，传送一比较信号；

一断续时间调整单元，用以接收该比较信号，并依据该比较信号调整该断续时间，传送一断续控制信号；以及

一断续时间计时单元，用以依据该断续控制信号控制该断续时间，并输出该结束信号。

8.如权利要求7所述的变换装置，其特征在于，该控制电路更包含：

一检测单元，用以检测该开关的D极和S极之间的电压一谷底时刻及/或一零电位时刻，并于该谷底时刻及/或该零电位时刻传送该谷底开通信号至该开通控制单元。

9.如权利要求8所述的变换装置，其特征在于，该开通控制单元更用以于接收到该结束信号后的第一个谷底发生时刻开通该开关。

10.如权利要求7所述的变换装置，其特征在于，当该反馈电压值大于该电压值阈值范围的一电压上限值时，该断续时间调整单元减少一时间值以调整该断续时间；当该反馈电压值小于该电压值阈值范围的一电压下限值时，该断续时间调整单元增加一时间值以调整该断续时间。

11.如权利要求7所述的变换装置，其特征在于，当该反馈电压值大于该电压值阈值范围的一电压上限值时，该断续时间调整单元减小一谷底数量值以调整该断续时间；当该反馈电压值小于该电压值阈值范围的一电压下限值时，该断续时间调整单元增加该谷底数量值以调整该断续时间。

12.一种变换装置的控制方法，其特征在于，包含：

由一一次侧电路接收一输入电压并经由一二次侧电路输出一输出电压至一负载；以及

由一控制电路控制使流过该一次侧电路的一开关的一电流峰值在全负载范围内限定在一个带状范围内，该带状范围为不大于一个上限值并不小于一个下限值。

13.如权利要求12所述的控制方法，其特征在于，更包含：

当该一次侧电路的该开关的该电流峰值达到一电流设定值时，由该控制电路输出一关断信号至该开关以关断该开关；

当该一次侧电路的该开关的该电流峰值超出一电流值阈值范围时，由该控制电路调整该开关的一断续时间，并依据该断续时间输出一结束信号；以及

由该控制电路依据该结束信号及一谷底开通信号以输出一开通信号至该开关以开启该开关。

14.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于，更包含：

当该一次侧电路的该开关的该电流峰值大于该电流值阈值范围的一上限值时，由该控制电路提高该开关的开关频率；当该一次侧电路的该开关的该电流峰值小于该电流值阈值范围的下限值时，由该控制电路降低该开关的开关频率。

15.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于，更包含：

当该一次侧电路的该开关的该电流峰值大于该电流值阈值范围的一上限值时，由该控制电路减小该断续时间；当该一次侧电路的该开关的该电流峰值小于该电流值阈值范围的一下限值时，由该控制电路增大该断续时间。

16.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于，更包含：

当该一次侧电路的电流值等于该一次侧电路的该开关的该电流峰值对应的一电流设定值时，关断控制单元输出该关断信号至该开关以关断该开关。

17.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于，该一次侧电路的该开关的该电流峰值对应一反馈电压值，更包含：

由一断续时间控制单元依据该反馈电压值以及电压值阈值范围调整该断续时间，并依据该断续时间输出该结束信号至一开通控制单元；

由该开通控制单元依据该结束信号及该谷底开通信号以输出该开通信号至该开关以开启该开关。

18.如权利要求17所述的控制方法，其特征在于，更包含：

由一比较单元判断该反馈电压值是否超出该电压值阈值范围，并于该反馈电压值超出该电压值阈值范围时，传送一比较信号；

由一断续时间调整单元以接收该比较信号，并依据该比较信号调整该断续时间，传送一断续控制信号；以及

由一断续时间计时单元依据该断续控制信号控制该断续时间，并输出该结束信号。

19.如权利要求18所述的控制方法，其特征在于，更包含：

由一检测单元检测该开关的D极和S极之间的电压的一谷底时刻及/或一零电位时刻，并于该谷底时刻及/或该零电位时刻传送该谷底开通信号至该开通控制单元。

20.如权利要求19所述的控制方法，其特征在于，更包含：

由该开通控制单元更用以于接收到该结束信号后的第一个谷底发生时刻开通该开关。

21.如权利要求18所述的控制方法，其特征在于，更包含：

当该反馈电压值大于该电压值阈值范围的一电压上限值时，该断续时间调整单元减小一时间值以调整该断续时间；当该反馈电压值小于该电压值阈值范围的一电压下限值时，该断续时间调整单元增加一时间值以调整该断续时间。

22.如权利要求18所述的控制方法，其特征在于，更包含：

当该反馈电压值大于该电压值阈值范围的一电压上限值时，该断续时间调整单元减小一谷底数量值以调整该断续时间；当该反馈电压值小于该电压值阈值范围的一电压下限值时，该断续时间调整单元增加该谷底数量值以调整该断续时间。

Images