TW201328142A - 直流／直流轉換器及其驅動控制器 - Google Patents

直流／直流轉換器及其驅動控制器 Download PDF

Info

Publication number
TW201328142A
TW201328142A TW101141641A TW101141641A TW201328142A TW 201328142 A TW201328142 A TW 201328142A TW 101141641 A TW101141641 A TW 101141641A TW 101141641 A TW101141641 A TW 101141641A TW 201328142 A TW201328142 A TW 201328142A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
switch
controller
output voltage
voltage
Prior art date
Application number
TW101141641A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI506926B (zh
Inventor
Da Liu
Original Assignee
O2Micro Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US13/331,265 external-priority patent/US8587221B2/en
Application filed by O2Micro Inc filed Critical O2Micro Inc
Publication of TW201328142A publication Critical patent/TW201328142A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI506926B publication Critical patent/TWI506926B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33561—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having more than one ouput with independent control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • H02M1/092—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices the control signals being transmitted optically
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/285—Single converters with a plurality of output stages connected in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/78—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

一種直流/直流轉換器及其驅動控制器。直流/直流轉換器，包括：一變壓器，包含一初級線圈、一第一次級線圈和一第二次級線圈，該初級線圈耦接一電源，該第一次級線圈向一第一負載提供一第一輸出電壓，該第二次級線圈向一第二負載提供一第二輸出電壓；一開關控制器，耦接該初級線圈，控制與該初級線圈耦接的一第一開關，以控制該初級線圈所接收的一輸入電力，並根據該第一負載的一電力需求調節該第一輸出電壓；以及一驅動控制器，耦接該第二次級線圈，產生一脈衝寬度調變信號，交替地導通和斷開與該第二次級線圈耦接的一第二開關，並根據該第二負載的一電力需求調節該第二輸出電壓。

Description

直流/直流轉換器及其驅動控制器
本發明係有關一種電源轉換電路，特別是一種DC/DC轉換器、控制變壓器的驅動控制器。
顯示系統中通常包括照明模組和控制模組。照明模組包括一或多個光源，例如，多組發光二極體(LED)鏈。控制模組通常包括微控制器、音頻處理器和視頻處理器。控制模組控制照明模組的啟動/關閉以及亮度，並處理音頻、視頻信號。照明模組和控制模組對於電力的需求可能不同。因此，輸入的交流電壓需要轉換為第一直流電壓以及第二直流電壓已分別為照明模組和控制模組供電。
圖1所示為傳統顯示系統100示意圖。AC/DC轉換器104接收來自交流電源102的交流電壓，並輸出一直流電壓VIN。變壓器130的初級線圈106接收直流電壓VIN，在第一次級線圈110產生輸出電壓VOUT1，在第二次級線圈108產生輸出電壓VOUT2。輸出電壓VOUT1為控制模組128供電。控制模組128包括微控制器、視頻處理器和音頻處理器。輸出電壓VOUT2為照明模組126供電。照明模組126包括多組LED串。控制模組128產生ON/OFF信號以啟動或關閉照明模組126，同時也產生DIM信號以調整照明模組126的亮度。誤差放大器118透過分壓器120監測輸出電壓VOUT1並控制光耦合器116產生指示輸出電壓VOUT1的回授信號FB。DC/DC控制器114接收回授信號FB 並產生脈衝信號控制與初級線圈106串聯的開關112，進而控制從初級線圈106傳遞至第一次級線圈110的電力，將輸出電壓VOUT1調整為第一電壓值以滿足控制模組128的電力需求。在控制開關112的同時，輸出電壓VOUT2也隨之改變。耦接於第二次級線圈108和照明模組126之間的電力轉換器(例如，升壓轉換器122)將輸出電壓VOUT2調整為第二電壓值以滿足照明模組126的電力需求。因此，為了產生和輸出電壓VOUT1具有不同電壓值的輸出電壓VOUT2，需要採用額外的電力轉換器(例如，升壓轉換器122)，因此增加了系統的製造成本。
圖2所示為另一種傳統顯示系統200示意圖。圖2中與圖1編號相同的元件具有類似的功能。顯示系統200包括第一變壓器230和第二變壓器232。第一變壓器230產生第一輸出電壓VOUT1為控制模組128供電。第二變壓器232產生第二輸出電壓VOUT2為照明模組126供電。第一DC/DC控制器214根據第一光耦合器236產生的回授信號FB1控制與第一變壓器230之初級線圈串聯的第一開關204，以調整第一輸出電壓VOUT1。第二DC/DC控制器216根據第二光耦合器234產生的回授信號FB2控制與第二變壓器232之初級線圈串聯的第二開關202，以調整第二輸出電壓VOUT2。因此，顯示系統200需要採用額外的第二DC/DC控制器216、第二變壓器232和第二光耦合器234，因此增加了系統的製造成本。
本發明的目的為提供一種直流/直流轉換器，包括：一變壓器，包含一初級線圈、一第一次級線圈和一第二次級線圈，該初級線圈耦接一電源，該第一次級線圈向一第一負載提供一第一輸出電壓，該第二次級線圈向一第二負載提供一第二輸出電壓；一開關控制器，耦接該初級線圈，控制與該初級線圈耦接的一第一開關，以控制該初級線圈所接收的一輸入電力，並根據該第一負載的一電力需求調節該第一輸出電壓；以及一驅動控制器，耦接該第二次級線圈，產生一脈衝寬度調變信號，交替地導通和斷開與該第二次級線圈耦接的一第二開關，並根據該第二負載的一電力需求調節該第二輸出電壓。
本發明還提供一種驅動控制器，控制從變壓器輸出到一負載的一第一輸出電壓，包括：一同步端點，接收來自該變壓器的一第一次級線圈的一同步信號，指示一開關控制器的一工作頻率；一電壓監測端點，接收指示該輸出電壓的一電壓監測信號；至少一電流監測端點，接收指示流經該負載的至少一電流的一電流監測信號；以及一驅動端點，根據該同步信號、該電壓監測信號、該電流監測信號產生一脈衝寬度調變信號，以調節該輸出電壓，並將該驅動控制器的一工作頻率和該開關控制器的該工作頻率同步，其中，該驅動控制器耦接該變壓器的一第二次級線圈。
以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。雖然本發 明將結合實施例進行闡述，但應理解這並非意指將本發明限定於這些實施例。相反地，本發明意在涵蓋由後附申請專利範圍所界定的本發明精神和範圍內所定義的各種變化、修改和均等物。
此外，在以下對本發明的詳細描述中，為了提供針對本發明的完全的理解，提供了大量的具體細節。然而，於本技術領域中具有通常知識者將理解，沒有這些具體細節，本發明同樣可以實施。在另外的一些實例中，對於大家熟知的方法、程序、元件和電路未作詳細描述，以便於凸顯本發明之主旨。
圖3所示為根據本發明一實施例顯示系統300之電路示意圖。顯示系統300包括一AC/DC轉換器(如橋式整流器304)，將來自交流電源302的交流電壓轉換成一直流電壓VIN，以及一DC/DC轉換器301，將直流電壓VIN轉換成第一輸出電壓VOUT1和第二輸出電壓VOUT2。DC/DC轉換器301包括與橋式整流器304耦接的變壓器332。變壓器332包括初級線圈LP、次級線圈L1和次級線圈L2。DC/DC轉換器301還包括與初級線圈LP串聯的開關Q1、與次級線圈L2串聯的開關Q2、與開關Q1耦接並控制初級線圈LP接收到的輸入電力進而調整輸出電壓VOUT1的DC/DC控制器314，以及驅動器控制器324，透過控制開關Q2以調整輸出電壓VOUT2。在圖3的例子中，開關Q1是N通道金屬氧化物半導體場效電晶體(NMOSFET)，開關Q2是P通道金屬氧化物半導體場效電晶體(PMOSFET)。
變壓器332的初級線圈LP接收直流電壓VIN，次級線 圈L1和L2分別產生輸出電壓VOUT1輸出電壓和VOUT2。輸出電壓VOUT1施加至控制模組328。在一實施例中，控制模組328包括微控制器、視頻處理器和音頻處理器。微控制器根據使用者的輸入控制視頻處理器和音頻處理器，以調整視頻輸出和音頻輸出。輸出電壓VOUT2施加至照明模組326。照明模組326包括一或多個光源，例如多組LED串。控制模組328產生ON/OFF信號啟動或關閉照明模組326，產生DIM信號調整照明模組326的亮度。誤差放大器318透過與次級線圈L1耦接的電壓監測器(例如，分壓器320)監測輸出電壓VOUT1，並控制光耦合器316產生指示VOUT1的回授信號FB。DC/DC控制器314從光耦合器316接收回授信號FB和由與開關Q1串聯的電流監測器330提供的監測信號LPSEN，產生一控制信號DRV1控制開關Q1，將輸出電壓VOUT1調整至第一電壓。在一實施例中，控制信號DRV1是脈衝寬度調變信號(例如，脈衝寬度調變信號)。監測信號LPSEN指示流經初級線圈LP的電流。
驅動器控制器324產生指示流經照明模組326中各LED串的電流的監測信號ISEN_1、ISEN_2、…、ISEN_N，並接收指示次級線圈L2產生的輸出電壓VOUT2的監測信號VSEN。在一實施例中，監測信號VSEN由與次級線圈L2耦接的電壓監測器(例如，分壓器338)提供。驅動器控制器324根據監測信號ISEN_1、ISEN_2、…、ISEN_N和監測信號VSEN產生控制信號DRV2，以控制開關Q2，進而將輸出電壓VOUT2調整至第二電壓。在一實施例中，控制信號DRV2是脈衝寬度調變信號。此外，驅動器控制器324也根 據控制模組328產生的ON/OFF信號和DIM信號控制照明模組326的啟動、關閉和亮度。
圖4所示為圖3中所示之驅動器控制器324的電路示意圖。在圖4的例子中，驅動器控制器324包括電流調整單元404、參考信號產生器410、誤差放大器408、斜坡信號產生器412、比較器406和反相緩衝器402。圖4將結合圖3描述。
在一實施例中，電流調整單元404平衡照明模組326中多組LED串的電流，使得流經各LED串LED串的電流與目標電流值幾乎相等。此處“與目標電流值幾乎相等”是指各LED串的電流被限制在一定範圍之內，使得各LED串產生具有一致亮度的光輸出。
此外，電流調整單元404調整輸出電壓VOUT2，以滿足照明模組326的電力需求。具體而言，電流調整單元404調整輸出電壓VOUT2，使得每組LED串上的壓降足夠使LED串導通並產生與目標電流值幾乎相等的電流。電流調整單元404產生監測信號ISEN_1、ISEN_2、…、ISEN_N，並控制參考信號產生器410根據照明模組326的電力需求產生參考信號ADJ。在一實施例中，電流調整單元404控制參考信號產生器410增大參考信號ADJ進而增大輸出電壓VOUT2，反之亦然。
誤差放大器408接收參考信號ADJ和指示輸出電壓VOUT2的監測信號VSEN，並比較參考信號ADJ和監測信號VSEN以產生一誤差信號ER。在一實施例中，如果參考信號ADJ增大，誤差放大器408相應增加誤差信號ER。比較器 406比較誤差信號ER和斜坡信號產生器412所產生的斜坡信號RAMP，以產生信號DRV2B。在一實施例中，反相緩衝器402將信號DRV2B反相以產生控制信號DRV2，控制信號DRV2用於控制與次級線圈L2串聯的開關Q2(例如，P通道金屬氧化物半導體場效電晶體，PMOSFET)。在圖4的例子中，信號DRV2B和控制信號DRV2是脈衝寬度調變信號。如果控制信號DRV2為第一狀態(例如，邏輯0)，開關Q2被導通。如果控制信號DRV2為第二狀態(例如，邏輯1)，開關Q2被斷開。控制信號DRV2的責任週期由誤差信號ER決定。在一實施例中，若誤差信號ER增大，比較器406增大信號DRV2B的責任週期，使得開關Q2的導通週期增大。因此，流經次級線圈L2的平均電流增大，輸出電壓VOUT2也因而增大。
圖5所示為圖3中所示之顯示系統300的信號波形圖。圖5將結合圖3描述。圖5示出了DC/DC控制器314產生的控制信號DRV1、開關Q1的狀態、流經初級線圈LP的電流ILP、流經次級線圈L1的電流IL1、驅動器控制器324產生的控制信號DRV2和流經次級線圈L2的電流IL2。
DC/DC控制器314接收指示流經初級線圈LP的電流ILP的監測信號LPSEN，並產生控制信號DRV1控制開關Q1。如果控制信號DRV1為第一狀態(例如，邏輯1)，開關Q1被導通，流經初級線圈LP的電流ILP增大。當開關Q1被導通，因為與次級線圈L1相連的二極體D1、與次級線圈L2相連的二極體D2均被反向偏置，因此沒有電流流經次級線圈L1和L2。當監測信號LPSEN的電壓增大到預設電壓值，說 明電流ILP增大到預設電流值IPK，DC/DC控制器314使控制信號DRV1變更為第二狀態(例如，邏輯0)以斷開開關Q1。當開關Q1斷開，電流ILP減小。流經次級線圈L1的電流IL1和流經次級線圈L2的電流IL2均減小，並且兩者均受到開關Q2的調整。開關Q2的導通狀態由控制信號DRV2決定。假設初級線圈LP的匝數為NP，次級線圈L1的匝數為N1，次級線圈L2的匝數為N2。如果控制信號DRV2為第一狀態，開關Q2被導通，電流IL1從次級線圈L1流經二極體D1，流向控制模組328；電流IL2從地流經開關Q2、次級線圈L2、二極體D2，流向照明模組326。當開關Q2導通，IL1、IL2可以表示為：NP*ILP=N1*IL1+N2*IL2 (1)
如果控制信號DRV2為第二狀態，開關Q2斷開，IL2保持截止。當開關Q2斷開，IL1可以表示為：NP* ILP=N1* IL1 (2)
在一實施例中，變壓器332工作於固定頻率模式，控制信號DRV1具有固定的頻率和可調的責任週期。在另外一實施例中，控制信號DRV1的頻率和責任週期均可調。
如上所述，DC/DC控制器314透過控制初級線圈LP接收到的輸入電力以調整輸出電壓VOUT1。具體而言，DC/DC控制器314根據回授信號FB和監測信號LPSEN控制與初級線圈LP串聯的開關Q1。回授信號FB指示輸出電壓VOUT1。監測信號LPSEN指示流經初級線圈LP的電流ILP。驅動器控制器324根據監測信號ISEN_1、ISEN_2、…、ISEN_N和監測信號VSEN控制與次級線圈L2串聯的開關Q2，以調 整輸出電壓VOUT2。監測信號ISEN_1、ISEN_2、…、ISEN_N指示流經照明模組326中各LED串的電流。監測信號VSEN指示輸出電壓VOUT2。因此，傳統顯示系統100中的升壓轉換器122或者傳統顯示系統200中的DC/DC控制器216、變壓器232和光耦合器234可以取消，進而節省了成本。
圖6所示為根據本發明另一實施例顯示系統600的電路示意圖。圖6中與圖3編號相同的元件具有類似的功能。圖7所示為圖6中所示之顯示系統600的信號波形圖。圖6將結合圖7描述。
顯示系統600包括一AC/DC轉換器(例如，橋式整流器304)，將來自交流電源302的交流電壓轉換成一直流電壓VIN，以及DC/DC轉換器601，把直流電壓VIN轉換成第一輸出電壓VOUT1和第二輸出電壓VOUT2。DC/DC轉換器601包括與橋式整流器304耦接的變壓器632。變壓器632包括初級線圈LP、次級線圈L1和次級線圈L2。在一實施例中，次級線圈L1具一抽頭點，抽頭點連接到地。次級線圈L2也具一抽頭點，抽頭點經過開關Q2連接到地。DC/DC轉換器601還包括耦接於橋式整流器304和初級線圈LP之間的開關Q11和耦接於初級線圈LP和地之間的開關Q10，以及DC/DC控制器614和驅動器控制器324。DC/DC控制器614與開關Q10、Q11耦接，透過控制初級線圈LP接收到的輸入電力調整輸出電壓VOUT1。驅動器控制器324與開關Q2耦接，透過控制開關Q2調整輸出電壓VOUT2。
在圖6的例子中，開關Q10和Q11是NMOSFET，分別由控制信號DRV10和DRV11控制。DC/DC控制器614根據 指示輸出電壓VOUT1的回授信號FB和指示流經初級線圈LP的電流ILP的監測信號LPSEN產生控制信號DRV10和DRV11。與初級線圈LP串聯的電流監測器330產生監測信號LPSEN。DC/DC控制器614可根據監測信號LPSEN判斷是否有過流狀況發生。
在圖6的例子中，開關Q2是PMOSFET，由控制信號DRV2控制。驅動器控制器324根據監測信號ISEN_1、ISEN_2、…、ISEN_N和VSEN產生控制信號DRV2。在一個實施例中，控制信號DRV2是脈衝寬度調變信號。如果控制信號DRV2為第一狀態，開關Q2被導通。如果控制信號DRV2為第二狀態，開關Q2斷開。監測信號VSEN指示輸出電壓VOUT2。監測信號ISEN_1、ISEN_2、…、ISEN_N指示流經照明模組326中各LED串的電流。
DC/DC控制器614產生控制信號DRV10和DRV11交替地導通開關Q10和Q11，以控制變壓器632初級線圈LP接收到的輸入電力。在一實施例中，控制信號DRV10和DRV11均為具有預設責任週期和可調頻率的脈衝信號。DC/DC控制器614根據照明模組326的電力需求決定控制信號DRV10和DRV11的頻率。當控制信號DRV10為第一狀態(例如，邏輯1)，開關Q10被導通。當控制信號DRV10為第二狀態(例如，邏輯0)，開關Q10斷開。當控制信號DRV11為第一狀態(例如，邏輯1)，開關Q11被導通。當控制信號DRV11為第二狀態(例如，邏輯0)，開關Q11斷開。
在一實施例中，DC/DC控制器614在時間T1導通開關Q11並保持開關Q10斷開。從時間T1到T2，開關Q11被導 通，開關Q10斷開，電流ILP從橋式整流器304流經開關Q11和初級線圈LP，對與初級線圈LP耦接的儲能元件(例如，電容C1)充電。在時間T2，DC/DC控制器614斷開開關Q11，並保持開關Q10斷開。從時間T2到T3，開關Q10和Q11均斷開，電流ILP從地流經開關Q10的體二極體和初級線圈LP。在時間T3，DC/DC控制器614導通開關Q10並保持開關Q11斷開。從時間T3到T4，開關Q10被導通，開關Q11斷開，電流ILP從地流經開關Q10和初級線圈LP，直到電流ILP減小到一個參考值，例如，零。電流ILP減小到零後，電容C1放電，電流ILP從電容C1流經初級線圈LP和開關Q10到地。在時間T4，DC/DC控制器614斷開開關Q10。從時間T4到T5，開關Q10和Q11均斷開，電流ILP從電容C1流經初級線圈LP、開關Q11的本體二極體和橋式整流器304到地。在時間T5，DC/DC控制器614再次導通開關Q11。因此，透過控制開關Q10和Q11，可以控制從橋式整流器304傳送至初級線圈LP的電力。
次級線圈L1產生電流IL1。輸出電壓VOUT1與電流IL1的平均值成比例。DC/DC控制器614透過調整控制信號DRV10和DRV11的頻率來調整電流IL1的平均值。在一個實施例中，如果光耦合器316產生的回授信號FB指示輸出電壓VOUT1大於控制模組328的期望電壓值，DC/DC控制器614增大控制信號DRV10和DRV11的頻率以減小電流IL1的平均值，輸出電壓VOUT1也隨之減小。與此類似，如果輸出電壓VOUT1小於控制模組328的期望電壓值，DC/DC控制器614減小控制信號DRV10和DRV11的頻率以增大電流 IL1的平均值，輸出電壓VOUT1也隨之增大。因此輸出電壓VOUT1被調整至一個能夠滿足控制模組328電力需求的電壓值。
如果開關Q2被導通，次級線圈L2產生電流IL2，電流IL2與電流ILP的絕對值成比例。當開關Q2被導通，電流IL2從地流經開關Q2和次級線圈L2中的一部分流向照明模組326。當開關Q2斷開，電流IL2保持截止。因此，電流IL2的平均值與開關Q2的導通週期成比例，由控制信號DRV2決定。輸出電壓VOUT2與電流IL2的平均值成比例。驅動器控制器324根據監測信號ISEN_1、ISEN_2、…、ISEN_N和VSEN調整控制信號DRV2的責任週期，使輸出電壓VOUT2被調整至一個能夠滿足照明模組326電力需求的電壓值
假設初級線圈LP的匝數為NP，電流ILP的絕對值為I’LP。次級線圈L1的抽頭點將次級線圈L1分為第一部分和第二部分，第一部分匝數為N11，第二部分匝數為N12。次級線圈L2的抽頭點將次級線圈L2分為第一部分和第二部分，第一部分匝數為N21，第二部分匝數為N22。電流IL1透過電感L6流向控制模組328，電流IL2透過電感L7流向照明模組326。如果控制信號DRV2為第一狀態，開關Q2被導通，並且電流ILP處於正半週期時，IL1、IL2可以表示為：NP*ILP=N11*IL1+N21*IL2 (3)
如果控制信號DRV2為第一狀態，開關Q2被導通，並且電流ILP處於負半週期時，IL1、IL2可以表示為：NP*I’LP=N12*IL1+N22*IL2 (4)
如果控制信號DRV2為第二狀態，則開關Q2斷開，電流IL2保持截止。當開關Q2斷開且電流ILP處於正半週期時，IL1可以表示為：NP* ILP=N11* IL1 (5)
當開關Q2斷開且電流ILP處於負半週期時，IL1可以表示為：NP* I’LP=N12* IL1 (6)
圖8所示為根據本發明一實施例控制變壓器產生多個輸出電壓的方法流程圖800。圖8將結合圖3和圖6描述。
在步驟802中，變壓器(例如，圖3中所示之變壓器332或圖6中所示之變壓器632)的第一次級線圈L1產生第一輸出電壓。在步驟804中，變壓器的第二次線圈L2產生第二輸出電壓。在步驟806中，透過控制變壓器初級線圈LP接收到的輸入電力來調整第一輸出電壓。
在步驟808中，產生脈衝寬度調變信號(例如，利用圖3中所示之驅動器控制器324或圖6中所示之驅動器控制器324)。在步驟810中，脈衝寬度調變信號使流經第二次級線圈L2的電流交替地導通和截止，進而調整第二輸出電壓。例如，利用脈衝寬度調變信號控制與第二次級線圈L2耦接的開關(例如，圖3中所示之開關Q2或圖6中所示之開關Q2)以調整第二輸出電壓。如果脈衝寬度調變信號為第一狀態，開關被導通，電流經過第二次級線圈L2流向負載。如果脈衝寬度調變信號為第二狀態，開關斷開，流經第二次級線圈L2的電流截止。
如上所述，本發明提供了具有多個輸出的DC/DC轉換 器。DC/DC轉換器透過控制變壓器初級線圈接收到的輸入電力以調整變壓器第一次級線圈產生的第一輸出電壓，並透過控制與變壓器第二次級線圈耦接的開關以調整變壓器第二次級線圈產生的第二輸出電壓。本發明提供的DC/DC轉換器可以應用在顯示系統。可省略現有技術中用於調整第二輸出電壓的額外元件(例如，升壓轉換器或第二變壓器)，進而節省了成本。
圖9所示為根據本發明又一實施例之顯示系統900之電路示意圖。顯示系統900包括AC/DC轉換器(例如，橋式整流器904)和DC/DC轉換器901。其中，AC/DC轉換器用於將來自交流電源902的交流電壓轉換為一直流電壓VIN。DC/DC轉換器901用於將直流電壓VIN轉換為第一輸出電壓VOUT1和第二輸出電壓VOUT2，以分別驅動第一負載和第二負載。在一個實施例中，DC/DC轉換器901包括與橋式整流器904耦接的變壓器932、開關控制器(例如DC/DC控制器914)和驅動控制器924。變壓器932包括與交流電源902耦接的初級線圈LP、次級線圈L1和次級線圈L2。其中，次級線圈L1產生施加給第一負載(例如，控制模組928)的第一輸出電壓VOUT1，次級線圈L2產生施加給第二負載(例如，照明模組926)的第二輸出電壓VOUT2。在一實施例中，變壓器932還包括輔助線圈LA，用於對DC/DC控制器914提供一供應電壓VDD。DC/DC控制器914與初級線圈LP耦接，用於控制與初級線圈耦接的開關Q1，以控制初級線圈LP接收的輸入電力，並根據控制模組928的電力需求調節第一輸出電壓VOUT1。驅動控制 器924與次級線圈L2耦接，用於產生一脈衝寬度調變信號，以交替性地斷開和導通與次級線圈L2串聯的開關Q3，並根據照明模組926的電力需求調節第二輸出電壓VOUT2。
在圖9所示的實施例中，開關Q1為N通道金屬氧化物半導體場效電晶體(NMOSFET)，開關Q3為P通道金屬氧化物半導體場效電晶體(PMOSFET)。
在圖9所示的實施例中，開關Q3接收來自次級線圈L1的第一輸出電壓VOUT1。當開關Q3的閘-源電壓Vsg大於一臨限值時，開關Q3導通。在圖9所示的實施例中，開關Q3被設置在驅動控制器924之外部。可選擇地，開關Q3也可安設置在驅動控制器924內部。DC/DC轉換器901還包括一暫態電壓抑制器(例如，二極體D3)耦接於開關Q3的源極和汲極之間，做為DC/DC轉換器901的過壓保護。二極體D3分散變壓器932的漏感(Leakage inductance)和印刷電路板(PCB)導線(trace)上的寄生電感引起的電量。當DC/DC轉換器901的暫態電壓超過預設位準時，二極體D3被擊穿，以避免DC/DC轉化器901的過壓狀況。
在操作中，變壓器932的初級線圈LP接收直流電壓VIN，在次級線圈L1和L2處分別產生第一輸出電壓VOUT1和第二輸出電壓VOUT2。在圖9所示的實施例中，第一輸出電壓VOUT1施加至控制模組928，其中，控制模組928包括微控制器、視頻處理器和音頻處理器。微控制器可控制視頻處理器和音頻處理器，例如，根據使用者的輸入調節視頻和音頻的輸出。第二輸出電壓VOUT2施加至照明模組926，其中，照明模組包括多個光源，例如，多組LED 串。控制模組928產生一ON/OFF信號以打開或關閉照明模組926，同時也產生一調光信號DIM，以調節照明模組926的亮度。
DC/DC控制器914耦接於光耦合器916和初級線圈LP之間，用於接收指示第一輸出電壓VOUT1的目標調節電壓的一回授信號FB和指示流經初級線圈LP的電流ILP的一監測信號LPSEN。DC/DC控制器914根據回授信號FB和監測信號LPSEN調節第一輸出電壓VOUT1。在一個實施例中，DC/DC控制器914用於產生一控制信號DRV1(例如，脈衝寬度調變(PWM)信號)，以交替地導通或斷開開關Q1，並透過調節控制信號DRV1的責任週期，調節第一輸出電壓VOUT1。當控制信號DRV1為第一狀態(例如，邏輯1狀態)，開關Q1被導通，電流ILP流經初級線圈LP。由於與次級線圈L1相連的二極體D1、與次級線圈L2相連的二極體D2均被反向偏置，因此沒有電流流經次級線圈L1和L2。當控制信號DRV1為第二狀態(例如，邏輯0狀態)，開關Q1斷開，由於二極體D1和二極體D2均被正向偏置，電流IL1流經次級線圈L1，電流IL2流經次級線圈L2。
在一個實施例中，當流經光耦合器916的電流(例如，回授信號FB)大於一預設電流時，指示實際的第一輸出電壓VOUT1高於第一輸出電壓VOUT1的目標調節電壓。DC/DC控制器914透過初級線圈LP降低電流ILP的預設電流峰值IPK。當監測信號LPSEN的電壓升高至預設電壓時，指示電流ILP達到預設電流峰值IPK。DC/DC控制器914產生處於第二狀態(例如，邏輯0)的控制信號DRV1，以斷開開關 Q1。類似地，當實際的第一輸出電壓VOUT1低於第一輸出電壓VOUT1的目標調節電壓時，DC/DC控制器914升高控制信號DRV1的責任週期。因此，DC/DC控制器914將第一輸出電壓VOUT1調節至目標調節電壓。
在一實施例中，驅動控制器924的端點包括ISEN、OVP、VP、COMP、TS、BLON、PWM和GATE，但並不以此為限。在圖9所示的實施例中，多個電流監測端點，用於分別接收指示流經照明模組926中的各LED串的電流的電流監測信號ISEN_1、ISEN_2…ISEN_N。電壓監測端點OVP接收指示來自電壓監測器(例如，與次級線圈L2耦接的分壓器938)的第二輸出電壓VOUT2的電壓監測信號VSEN。端點VR接收來自電壓監測器(例如，與次級線圈L1耦接的分壓器920)的指示第一輸出電壓VOUT1的回授信號FB。在一個實施例中，當回授信號的電壓VFB大於目標調節電壓時，或電壓監測信號的電壓VSEN大於預設安全電壓時，驅動控制器924降低初級線圈LP的輸入電力。具體而言，當補償信號VCOMP拉低為零時，流經光耦合器916的電流(例如，回授信號FB)增加至最大值。因此，DC/DC控制器914降低控制信號DRV1的責任週期以防止照明模組926和控制模組928的出現過壓狀態。驅動端點GATE根據電流監測信號ISEN_1、ISEN_2…ISEN_N和電壓監測信號VSEN產生控制信號DRV3，控制開關Q3以將第二輸出電壓VOUT2調節至目標電壓。在一個實施例中，控制信號DRV3為脈衝寬度調變信號(例如，PWM信號)。若控制信號DRV3處於第一狀態(例如，邏輯0)，導通流經次級線圈L2的電流。若 控制信號DRV3處於第二狀態(例如，邏輯1)，切斷流經流經次級線圈L2的電流。
在圖9所示的實施例中，同步端點TS接收來自次級線圈L2的同步信號SYNC，指示DC/DC控制器914的工作頻率。驅動端點GATE根據同步信號SYNE、電流監測信號ISEN_1、ISEN_2、…ISEN_N和電壓監測信號VSEN產生控制信號DRV3。控制信號DRV3用於根據照明模組926的電力需求調節第二輸出電壓VOUT2，並同步驅動控制器924的工作頻率與DC/DC控制器914的工作頻率。端點PWM接收來自控制信號928的調光信號DIM。端點BLON接收來自控制模組928的ON/OFF信號。驅動控制器924根據來自控制模組928的ON/OFF信號和調光信號DIM控制信號以啟動或關閉照明模組926，同時也產生調光信號DIM以調節照明模組926的亮度。
圖10所示為根據本發明一實施例之適於圖9中的驅動控制器924的電路示意圖。在圖10所示的實施例中，驅動控制器924包括電流調整單元1004、參考信號產生器1010、誤差放大器1008、斜坡信號產生器1012、比較器1006、反相緩衝器1002、過壓保護和電壓調節電路1014和開關1020，其中，開關1020受控於過壓保護和電壓調節電路1014。圖10將結合圖9進行描述。
在一個實施例中，電流調整單元1004對流經照明模組926中的多組LED串的電流進行均衡，使流經各LED串的電流基本等於目標電流值。此處“基本等於”是指流經LED串的電流可以不同，但差值被限制在一定範圍之內， 使得各LED串產生所預期的大致相同的亮度的光輸出。
此外，電流調整單元1004調節第二輸出電壓VOUT2，以滿足照明模組926的電力需求。具體而言，在一個實施例中，電流調整單元1004調節第二輸出電壓VOUT2，使每組LED串的壓降足夠使每組LED串產生與目標電流值幾乎相等的電流。電流調整單元1004接收分別指示流經照明模組926中的LED串電流的監測信號ISEN_1、ISEN_2、…ISEN_N。電流調整單元1004控制參考信號產生器1010以分別根據ON/OFF信號和調光信號DIM控制照明模組926的啟動或關閉以及亮度。
參考信號產生器1010根據照明模組926的電力需求產生一參考信號ADJ。在一個實施例中，電流調整單元1004控制參考信號產生器1010升高或降低參考信號ADJ以相應的升高或降低第二輸出電壓VOUT2。例如，電流調整單元1004從監測信號ISEN_1~ISEN_N中選擇最小值的監測信號。當最小的監測信號低於預設臨限值時，電流調整單元1004升高參考信號ADJ。當最小的監測信號高於預設臨限值時，電流調整單元1004降低參考信號ADJ。由於電流監測信號ISEN_1~ISEN_N中的最小的電流監測信號對應具有最大正向電壓的LED串。根據最小的電流監測信號調節參考信號ADJ可以滿足照明模組926中的所有LED串的電力需求。誤差放大器1008接收參考信號ADJ和指示第二輸出電壓VOUT2的電壓監測信號，並透過比較參考信號ADJ和電壓監測信號VSEN，產生一誤差信號ER。在一個實施例中，當參考信號ADJ升高，誤差放大器1008升高誤差信號 ER。
斜坡信號產生器1012接收來自次級線圈L1的指示DC/DC控制器914的工作頻率的同步信號SYNC。斜坡信號產生器1012根據同步信號SYNC產生一斜坡信號RAMP，以使驅動控制器924的工作頻率與DC/DC控制器914的工作頻率同步。具體而言，當控制信號DRV1處於第一狀態(例如，邏輯1)，開關Q1導通。電流ILP流經初級線圈LP，無電流流經次級線圈L1，同步信號SYNC的電壓處於第一位準。當控制信號DRV1在第二狀態(例如，邏輯0)，開關Q1斷開，有電流IL1流經次級線圈L1，同步信號SYNC的電壓處於第二位準。因此，驅動控制器924根據同步信號SYNC的電壓位準監測DC/DC控制器914的工作頻率。當同步信號SYNC的電壓處於第一位準時，斜坡信號產生器1012停止產生斜坡信號RAMP。當同步信號SYNC的電壓處於第二位準時，斜坡信號產生器1012產生斜坡信號。
比較器1006比較誤差信號ER和斜坡信號RAMP，並根據照明模組926的電力需求產生一信號DRV3B。在一個實施例中，反相緩衝器1002將信號DRV3B反相以產生控制信號DRV3，控制信號DRV3用於控制開關Q3(例如，與次級線圈L2耦接的PMOSFET)。在圖10所示的實施例中，信號DRV3B和控制信號DRV3均為脈衝寬度調變信號，例如PWM信號。當控制信號DRV3處於第一狀態(例如，邏輯0)，開關Q3導通。當控制信號DRV3處於第二狀態(例如，邏輯1)，開關Q3斷開。控制信號DRV3的責任週期由誤差信號ER確定。在一個實施例中，若誤差信號ER升高，比較 器1006升高控制信號DRV3的責任週期。因此，流經次級線圈L2的平均電流增加，進而第二輸出電壓VOUT2升高。
此外，驅動控制器924監測DC/DC控制器914的工作頻率，並根據同步信號SYNC產生控制信號DRV3。具體而言，當同步信號SYNC的電壓在第二位準，斜坡信號產生器1012產生斜坡信號RAMP。比較器1006比較誤差信號ER和斜坡信號RAMP，以產生信號DRV3B。然後，反相緩衝器1002輸出控制信號DRV3。當同步信號SYNC的電壓處於第一位準時，斜坡信號產生器1012停止產生斜坡信號RAMP，斜坡信號RAMP的電壓保持在預設最大值。在圖10所示的實施例中，比較器1006比較誤差信號ER和斜坡信號RAMP的預設最大值，以輸出處於邏輯0的控制信號DRV3B，反相緩衝器1002輸出處於邏輯1的控制信號DRV3以斷開開關Q3(例如，PMOSFET)。因此，在次級線圈端的驅動控制器924的工作頻率與在初級線圈端的DC/DC控制器914的工作頻率同步，以避免由在DC/DC控制器914和驅動控制器924之間的拍頻引起的聲頻雜訊(Audible Noise)。
在一個實施例中，驅動控制器924還包括耦接於過壓保護和電壓調節電路1014和地之間的開關1020。當回授信號的電壓VFB高於目標調節電壓時，或電壓監測信號VSEN的電壓大於預設安全電壓時，過壓保護和電壓調節電路1014導通開關1020以將補償信號VCOMP拉低至零。因此，流經光耦合器916的電流(例如，回授信號FB)增加至最大值。DC/DC控制器914降低控制信號DRV1的責任週期。當回授信號的電壓VFB低於目標調節電壓時，且電壓 監測信號VSEN的電壓低於預設安全電壓時，過壓保護和電壓調節電路1014斷開開關1020。因此，驅動控制器924防止照明模組926和控制模組928出現過壓狀態。
圖11所示為根據本發明一實施例之示於圖9中的顯示系統900的波形圖。圖11將結合圖9進行描述。具體而言，圖11示出了DC/DC控制器914產生的控制信號DRV1、開關Q1的狀態、同步信號SYNC的電壓、流經初級線圈LP的電流ILP、流經次級線圈L1的電流IL1、驅動控制器924產生的控制信號DRV2和流經次級線圈L2的電流IL2。
在操作中，DC/DC控制器914接收指示流經初級線圈LP的電流ILP的監測信號LPSEN，並產生控制信號DRV1控制開關Q1。若控制信號DRV1處於第一狀態(例如，邏輯1)，開關Q1導通，流經初級線圈LP的電流ILP增加。當開關Q1導通，由於與次級線圈L1相連的二極體D1、與次級線圈L2相連的二極體D2均被反向偏置，因此沒有電流流經次級線圈L1和L2。同步信號SYNC的電壓處於第一位準。當監測信號LPSEN的電壓增大到預設電壓值，說明電流ILP增大到預設電流值IPK，DC/DC控制器314使控制信號DRV1為第二狀態(例如，邏輯0狀態)以斷開開關Q1。流經次級線圈L1的電流ILP和同步信號SYNC的電壓處於第二位準。
在一個實施例中，當開關Q1斷開，流經初級線圈LP的電流ILP減小至零。流經次級線圈L1的電流IL1和流經次級線圈L2的IL2均減小，並均受到開關Q3調節。開關Q3的導通狀態由控制信號DRV3決定。例如，當控制信號DRV3 處於第一狀態(例如，邏輯0)，開關Q3導通。當控制信號DRV3處於第二狀態(例如，邏輯1)，開關Q3斷開。假設初級線圈LP的匝數為NP，次級線圈L1的匝數為N1，次級線圈L2的匝數為N2。當控制信號DRV3處於第一狀態(例如，邏輯0)，開關Q3導通，電流IL1從次級線圈L1流經二極體D1，流向控制模組928。電流IL2從地流經開關Q3、次級線圈L2、二極體D2，流向照明模組926。當開關Q3導通，IL1、IL2可以表示為：NP*ILP=N1*IL1+N2*IL2 (7)
如果控制信號DRV2為第二狀態，開關Q2斷開，IL2保持截止。當開關Q2斷開，IL1可以表示為：NP* ILP=NI* IL1 (8)
為了闡述電流ILP、IL1和IL2的關係，假設電流ILP逐漸降低至零。在一個實施例中，變壓器932工作於固定頻率模式，控制信號DRV1具有固定的頻率和可調的責任週期。在另外一個實施例中，控制信號DRV1的頻率和責任週期均可調。
在一個實施例中，驅動控制器924根據同步信號SYNC產生控制信號DRV3。具體而言，當同步信號SYNC的電壓在第一位準時，控制信號DRV3保持在第二狀態(例如，邏輯1)以斷開開關Q3。當同步信號SYNC的電壓在第二位準時，包括多個脈衝的控制信號DRV3交替性地導通或斷開開關Q3。有利之處在於，在次級線圈端的驅動控制器924的工作頻率與在初級線圈端的DC/DC控制器914的工作頻率同步，可有效地避免由DC/DC控制器914和驅動控制器924 之間的拍頻引起的聲頻雜訊。
如圖9和圖11所示，DC/DC控制器914透過控制初級線圈LP的接收到的輸入電力調節在次級線圈L1處的第一輸出電壓VOUT1。具體而言，DC/DC控制器914根據回授信號FB和監測信號LPSEN控制與初級線圈LP串聯的開關Q1。回授信號FB指示第一輸出電壓VOUT1的目標位準。監測信號LPSEN指示初級線圈LP的電流ILP。驅動控制器924透過控制與次級線圈L2串聯的開關Q3，並根據電流檢測信號ISEN_1、ISEN_2…ISEN_N、電壓監測信號VSEN的電壓和同步信號SYNC調節在次級線圈L2處產生的第二輸出電壓VOUT2。電流監測信號ISEN_1、ISEN_2…ISEN_N指示分別流經照明模組926中的各LED串的電流。電壓監測信號VSEN指示第二輸出電壓VOUT2。同步信號SYNC指示DC/DC控制器914的工作頻率。因此，傳統顯示系統100中的升壓轉換器122或傳統顯示系統200中的DC/DC控制器216、變壓器232和光耦234可以被省略，從而節約了成本。
圖12所示為根據本發明一實施例的控制變壓器產生多個輸出電壓的方法流程圖。圖12將結合圖9進行描述。
在步驟1202中，變壓器(例如，圖9中的變壓器932)在第一次級線圈L1處產生第一輸出電壓。在步驟1204中，變壓器在第二次級線圈L2處第二輸出電壓。在步驟1206中，根據控制信號(例如，DC/DC控制器914產生的控制信號DRV1)控制在變壓器的初級繞LP處接收的輸入電力，以調節第一輸出電壓。
在步驟1208中，產生脈衝寬度調變信號(例如，利用圖9中的驅動控制器924產生的控制信號DRV3)。在一個實施例中，脈衝寬度調變信號與控制信號同步。在步驟1210中，脈衝寬度調變信號交替地導通和截止流經第二次級線圈L2的電流，以調節第二輸出電壓。例如，脈衝寬度調變信號控制與第二次級線圈L2耦接的開關(例如，圖9中的開關Q3)以調節第二輸出電壓。若脈衝寬度調變信號在第一狀態，開關導通，電流經過第二次級線圈L2流入負載。若脈衝寬度調變信號在第二狀態，開關斷開，流經第二次級線圈L2的電流截止。
上文具體實施方式和附圖僅為本發明之常用實施例。顯然，在不脫離權利要求書所界定的本發明精神和發明範圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本領域技術人員應該理解，本發明在實際應用中可根據具體的環境和工作要求在不背離發明準則的前提下在形式、結構、佈局、比例、材料、元素、元件及其它方面有所變化。因此，在此彼露之實施例僅用於說明而非限制，本發明之範圍由後申請專利範圍及其合法等同物界定，而不限於此前之描述。
100‧‧‧顯示系統
102‧‧‧交流電源
104‧‧‧AC/DC轉換器
106‧‧‧初級線圈
108‧‧‧第二次級線圈
110‧‧‧第一次級線圈
112‧‧‧開關
114‧‧‧DC/DC控制器
116‧‧‧光耦合器
118‧‧‧誤差放大器
120‧‧‧分壓器
122‧‧‧升壓轉換器
126‧‧‧照明模組
128‧‧‧控制模組
130‧‧‧變壓器
200‧‧‧顯示系統
202‧‧‧第二開關
204‧‧‧第一開關
214‧‧‧第一DC/DC控制器
216‧‧‧第二DC/DC控制器
230‧‧‧第一變壓器
232‧‧‧第二變壓器
234‧‧‧第二光耦合器
236‧‧‧第一光耦合器
300‧‧‧顯示系統
301‧‧‧DC/DC轉換器
302‧‧‧交流電源
304‧‧‧橋式整流器
314‧‧‧DC/DC控制器
316‧‧‧光耦合器
318‧‧‧誤差放大器
320‧‧‧分壓器
324‧‧‧驅動器控制器
326‧‧‧照明模組
328‧‧‧控制模組
330‧‧‧電流監測器
332‧‧‧變壓器
338‧‧‧分壓器
402‧‧‧反相緩衝器
404‧‧‧電流調整單元
406‧‧‧比較器
408‧‧‧誤差放大器
410‧‧‧參考信號產生器
412‧‧‧斜坡信號產生器
600‧‧‧顯示系統
601‧‧‧DC/DC轉換器
614‧‧‧DC/DC控制器
632‧‧‧變壓器
800‧‧‧方法流程圖
802、804、806、808、810‧‧‧步驟
900‧‧‧顯示系統
901‧‧‧DC/DC轉換器
902‧‧‧交流電源
904‧‧‧橋式整流器
914‧‧‧DC/DC控制器
916‧‧‧光耦合器
920‧‧‧分壓器
924‧‧‧驅動控制器
926‧‧‧照明模組
928‧‧‧控制模組
932‧‧‧變壓器
938‧‧‧分壓器
1002‧‧‧反相緩衝器
1004‧‧‧電流調整單元
1006‧‧‧比較器
1008‧‧‧誤差放大器
1010‧‧‧參考信號產生器
1012‧‧‧斜坡信號產生器
1014‧‧‧過壓保護和電壓調節電路
1020‧‧‧開關
1202、1204、1206、1208、1210‧‧‧步驟
以下結合附圖和具體實施例對本發明的技術方法進行詳細的描述，以使本發明的特徵和優點更為明顯。其中：圖1所示為傳統顯示系統示意圖。
圖2所示為另一傳統顯示系統示意圖。
圖3所示為根據本發明一實施例顯示系統之電路示意圖。
圖4所示為圖3中所示之驅動器控制器的電路示意圖。
圖5所示為圖3中所示之顯示系統的信號波形圖。
圖6所示為根據本發明另一實施例顯示系統的電路示意圖。
圖7所示為圖6中所示之顯示系統的信號波形圖。
圖8所示為根據本發明一實施例控制變壓器產生多個輸出電壓的方法流程圖。
圖9所示為根據本發明又一實施例之顯示系統電路示意圖。
圖10所示為根據本發明一實施例之適於圖9中的驅動控制器的電路示意圖。
圖11所示為根據本發明一實施例之示於圖9中的顯示系統的波形圖。
圖12所示為根據本發明一實施例的控制變壓器產生多個輸出電壓的方法流程圖。
900‧‧‧顯示系統
901‧‧‧DC/DC轉換器
902‧‧‧交流電源
904‧‧‧橋式整流器
914‧‧‧DC/DC控制器
916‧‧‧光耦合器
920‧‧‧分壓器
924‧‧‧驅動控制器
926‧‧‧照明模組
928‧‧‧控制模組
932‧‧‧變壓器
938‧‧‧分壓器

Claims (25)

  1. 一種直流/直流轉換器，包括：一變壓器，包含一初級線圈、一第一次級線圈和一第二次級線圈，該初級線圈耦接一電源，該第一次級線圈向一第一負載提供一第一輸出電壓，該第二次級線圈向一第二負載提供一第二輸出電壓；一開關控制器，耦接該初級線圈，控制與該初級線圈耦接的一第一開關，以控制該初級線圈所接收的一輸入電力，並根據該第一負載的一電力需求調節該第一輸出電壓；以及一驅動控制器，耦接該第二次級線圈，產生一脈衝寬度調變信號，交替地導通和斷開與該第二次級線圈耦接的一第二開關，並根據該第二負載的一電力需求調節該第二輸出電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項的直流/直流轉換器，進一步包括：一輔助線圈，提供一供應電壓給該開關控制器。
  3. 如申請專利範圍第1項的直流/直流轉換器，其中，該第二開關的一源極接收來自該第一次級線圈的該第一輸出電壓。
  4. 如申請專利範圍第1項的直流/直流轉換器，進一步包括：一暫態電壓抑制器，耦接於該第二開關的一源極和一汲極之間。
  5. 如申請專利範圍第1項的直流/直流轉換器，其中， 該開關控制器產生一脈衝寬度調變信號，交替地導通和斷開該第一開關，並透過調節該脈衝寬度調變信號的一責任週期調節該第一輸出電壓。
  6. 如申請專利範圍第1項的直流/直流轉換器，進一步包括：一參考信號產生器，根據該第二負載的該電力需求產生一參考信號；以及一誤差放大器，接收該參考信號和指示該第二輸出電壓的一監測信號，並透過比較該參考信號和該監測信號產生一誤差信號。
  7. 如申請專利範圍第6項的直流/直流轉換器，其中，該第二負載包括多個光源。
  8. 如申請專利範圍第7項的直流/直流轉換器，其中，該驅動控制器包括一電流調整單元，均衡流經該多個光源的多個電流。
  9. 如申請專利範圍第6項的直流/直流轉換器，其中，該驅動控制器包括：一比較器，比較該誤差信號和一斜坡信號，以產生該脈衝寬度調變信號。
  10. 如申請專利範圍第1項的直流/直流轉換器，其中，該驅動控制器接收來自該第一次級線圈的指示該開關控制器的一工作頻率的一同步信號，並根據該同步信號產生該脈衝寬度調變信號，以同步該驅動控制器的一工作頻率與該開關控制器的該工作頻率。
  11. 如申請專利範圍第10項的直流/直流轉換器，其中， 當該同步信號在一第一位準時，該脈衝寬度調變信號保持恒定，該第二開關被斷開；當該同步信號在一第二位準時，該脈衝寬度調變信號包括多個脈衝以交替性地導通和斷開該第二開關。
  12. 如申請專利範圍第1項的直流/直流轉換器，其中，當指示該第一輸出電壓的一回授信號大於一目標調節電壓，該驅動控制器降低該初級線圈所接收的該輸入電力。
  13. 如申請專利範圍第1項的直流/直流轉換器，其中，當指示該第二輸出電壓的一監測信號的一電壓大於一預設安全電壓時，該驅動控制器降低該初級線圈所接收的該輸入電力。
  14. 一種驅動控制器，控制從一變壓器輸出到一負載的一第一輸出電壓，包括：一同步端點，接收來自該變壓器的一第一次級線圈的一同步信號，指示一開關控制器的一工作頻率；一電壓監測端點，接收指示該第一輸出電壓的一電壓監測信號；至少一電流監測端點，接收指示流經該負載的至少一電流的一電流監測信號；以及一驅動端點，根據該同步信號、該電壓監測信號、該電流監測信號產生一脈衝寬度調變信號，以調節該第一輸出電壓，並將該驅動控制器的一工作頻率和該開關控制器的該工作頻率同步，其中，該驅動控制器耦接該變壓器的一第二次級線圈。
  15. 如申請專利範圍第14項的驅動控制器，其中，該脈衝寬度調變信號交替地導通和斷開與該變壓器的一初級線圈耦接的一第一開關，並控制該初級線圈所接收的一輸入電力，以透過調節該脈衝寬度調變信號的一責任週期調節一第二輸出電壓。
  16. 如申請專利範圍第15項的驅動控制器，其中，當指示該第二輸出電壓的一回授信號大於一目標調節電壓時，該驅動控制器降低該第二次級線圈的一電力。
  17. 如申請專利範圍第14項的驅動控制器，其中，該脈衝寬度調變信號交替地導通和斷開與該第二次級線圈耦接的一第二開關，根據該負載的一電力需求調節該第一輸出電壓。
  18. 如申請專利範圍第17項的驅動控制器，其中，該第二開關的一源極接收來自該第一次級線圈的該第二輸出電壓。
  19. 如申請專利範圍第14項的驅動控制器，其中，當該脈衝寬度調變信號處於一第一狀態，一電流流經該第二次級線圈。
  20. 如申請專利範圍第19項的驅動控制器，其中，當該脈衝寬度調變信號處於一第二狀態，切斷流經該第二次級線圈的該電流。
  21. 如申請專利範圍第19或20項的驅動控制器，其中，當該同步信號在一第一位準時，該脈衝寬度調變信號保持在該第二狀態，其中，當該同步信號的一電壓在一第二位準時，該脈衝寬度調變信號包括多個脈衝。
  22. 如申請專利範圍第14項的驅動控制器，其中，該負載包括多個光源。
  23. 如申請專利範圍第22項的驅動控制器，其中，該驅動控制器還包括一電流調整單元，該電流調整單元接收該多個光源的多個電流監測信號，並根據一ON/OFF信號和一調光信號分別控制該多個光源的啟動/關閉狀態和亮度。
  24. 如申請專利範圍第14項的驅動控制器，其中，當該電壓監測信號的一電壓大於一預設安全電壓時，該驅動控制器降低該第二次級線圈的一電力。
  25. 如申請專利範圍第14項的驅動控制器，進一步包括：一第三開關，耦接於一過壓保護電路和地之間，該過壓保護電路導通該第三開關以將一補償信號拉低至零。
TW101141641A 2011-12-20 2012-11-08 直流／直流轉換器及其驅動控制器 TWI506926B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/331,265 US8587221B2 (en) 2010-12-20 2011-12-20 DC/DC converter with multiple outputs

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201328142A true TW201328142A (zh) 2013-07-01
TWI506926B TWI506926B (zh) 2015-11-01

Family

ID=48638377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101141641A TWI506926B (zh) 2011-12-20 2012-11-08 直流／直流轉換器及其驅動控制器

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20130071327A (zh)
CN (1) CN103178717A (zh)
TW (1) TWI506926B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9553501B2 (en) 2010-12-08 2017-01-24 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. System and method providing over current protection based on duty cycle information for power converter
CN103401424B (zh) 2013-07-19 2014-12-17 昂宝电子（上海）有限公司 用于调整电源变换系统的输出电流的系统和方法
CN103368424A (zh) * 2013-07-25 2013-10-23 青岛海信电器股份有限公司 供电电路、背光模组和液晶电视
US9595875B2 (en) * 2013-07-29 2017-03-14 Texas Instruments Incorporated Voltage converter compensation apparatus and methods
CN104967328B (zh) * 2015-07-15 2017-12-15 昂宝电子（上海）有限公司 用于调节电源变换系统的输出电流的系统和方法
CN103956905B (zh) 2014-04-18 2018-09-18 昂宝电子（上海）有限公司 用于调节电源变换系统的输出电流的系统和方法
US9584005B2 (en) 2014-04-18 2017-02-28 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for regulating output currents of power conversion systems
CN104660022B (zh) 2015-02-02 2017-06-13 昂宝电子（上海）有限公司 为电源变换器提供过流保护的系统和方法
US10270334B2 (en) 2015-05-15 2019-04-23 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for output current regulation in power conversion systems
CN106981985B (zh) 2015-05-15 2019-08-06 昂宝电子（上海）有限公司 用于电源转换系统中的输出电流调节的系统和方法
CN106710532B (zh) * 2017-02-20 2019-03-26 深圳市华星光电技术有限公司 一种背光驱动电路及液晶显示器
TWI771692B (zh) * 2017-12-20 2022-07-21 美商亮銳公司 用於操作一調光器開關介面之方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5619403A (en) * 1992-07-24 1997-04-08 Canon Kabushiki Kaisha Multi-output power supply apparatus
JP3273161B2 (ja) * 1996-06-11 2002-04-08 シャープ株式会社 負荷駆動回路
JP2002101660A (ja) * 2000-07-04 2002-04-05 Fiderikkusu:Kk スイッチング電源装置
JP2002101655A (ja) * 2000-09-25 2002-04-05 Canon Inc スイッチング電源装置
JP4605532B2 (ja) * 2000-10-24 2011-01-05 サンケン電気株式会社 多出力型スイッチング電源装置
WO2004075386A1 (en) * 2003-02-21 2004-09-02 Koninklijke Philips Electronics N.V., Secondary side post regulator and method thereof
JP2006187115A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Toshiba Corp スイッチング電源装置及びその制御方法
KR100813979B1 (ko) * 2005-07-26 2008-03-14 삼성전자주식회사 다중 출력을 갖는 전원공급장치
US7768806B2 (en) * 2006-12-11 2010-08-03 O2Micro International Limited Mixed-code DC/AC inverter
CN101686014B (zh) * 2008-09-24 2012-11-28 通嘉科技股份有限公司 返驰式交换电源供应器及其控制方法
CN101909394B (zh) * 2010-09-02 2015-06-03 Bcd半导体制造有限公司 一种调光的led灯驱动电路和方法
US8531123B2 (en) * 2010-12-20 2013-09-10 O2Micro, Inc. DC/DC converter with multiple outputs

Also Published As

Publication number Publication date
TWI506926B (zh) 2015-11-01
CN103178717A (zh) 2013-06-26
KR20130071327A (ko) 2013-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI506926B (zh) 直流／直流轉換器及其驅動控制器
TWI448061B (zh) 直流／直流轉換器、供電系統及控制變壓器的方法
US8587221B2 (en) DC/DC converter with multiple outputs
TWI495247B (zh) 級聯式電力轉換器及用於控制其之方法及積體電路
TWI474753B (zh) 發光元件驅動系統，驅動控制電路及驅動方法
EP2515611B1 (en) Lighting device and illumination apparatus
CN102548143B (zh) 对led光源进行电能控制的驱动电路、调光控制器和方法
US8664893B2 (en) Feedback control circuit and LED driving circuit
US10660176B2 (en) System and method for driving light source comprising voltage feedback circuit and current feedback circuit
US10021754B2 (en) Two-channel LED driver with short circuit protection and short circuit protection method for two-channel LED driver
JP5579477B2 (ja) 過電流防止式電源装置及びそれを用いた照明器具
US9621060B2 (en) Self-excited power conversion circuit for secondary side control output power
US20120161640A1 (en) Led driving apparatus
US9220138B1 (en) Soft bleeder to remove step dimming
JP2014007083A (ja) 電源装置及び照明装置
TWI458389B (zh) 可動態調整調光範圍之驅動裝置及其操作方法
US9088219B2 (en) Dual-mode, AC/DC power converter with power factor correction
US20150002050A1 (en) Light emitting diode power supply apparatus
TWI428058B (zh) 發光二極體之控制電路
KR101468512B1 (ko) 선형 제어식 디밍 기능을 갖는 전원공급장치
CN113518489B (zh) 控制器、光源驱动系统及光源驱动方法
KR102489727B1 (ko) 발광다이오드 조명기기용 스위칭모드파워서플라이
WO2024056703A1 (en) Led driver for controlling a led fixture and a method of controlling a led fixture
KR20150143184A (ko) 플라이백 컨버터 방식의 플리커 프리 ｌｅｄ 디밍 장치
TW201840115A (zh) 升頻控制電路

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees