TW201514649A - 用以調整電源轉換器的輸出電壓的控制器及其相關的方法 - Google Patents

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Abstract

用以調整電源轉換器的輸出電壓的控制器包含一閘極控制信號產生電路、一回授信號偵測模組及一參考電壓產生模組。該閘極控制信號產生電路是根據一參考電壓與有關於該電源轉換器的一次側與二次側的複數個信號，產生一閘極控制信號給該電源轉換器的一次側的一功率開關；該回授信號偵測模組是根據有關於該複數個信號的一組合，產生一邏輯信號；該參考電壓產生模組是根據該邏輯信號，產生該參考電壓至該閘極信號產生電路；該功率開關是根據該閘極控制信號，調整該電源轉換器的二次側的輸出電壓。

Description

用以調整電源轉換器的輸出電壓的控制器及其相關的方法
本發明是有關於一種用以調整電源轉換器的輸出電壓的控制器及其相關的方法，尤指一種在電源轉換器的一次側調整電源轉換器的輸出電壓的控制器及其相關的方法。
現有技術是利用電源轉換器的二次側回授控制方式，通過電源轉換器的一次側調整電源轉換器的二次側的輸出電壓或輸出電流，但是二次側偵測電流控制器或電壓控制器與光耦合器會增加二次側回授控制方式的成本。另外，雖然現有技術亦可利用一次側調節定電流/定電壓(Primary-Side Regulation constant current/constant voltage)的技術同時控制電源轉換器的二次側的輸出電流和輸出電壓。但在一次側調節定電流/定電壓的技術中，如果電源轉換器的二次側的輸出電流超過了定電流值，則電源轉換器的二次側的輸出電流仍會被限制在定電流值，導致電源轉換器的二次側的輸出功率仍然無法維持一定值。因此，現有方式對於電源轉換器的設計者而言都不是一個好的選擇。
本發明的一實施例提供一種用以調整電源轉換器的輸出電壓的控制器。該控制器包含一閘極控制信號產生電路、一回授信號偵測模組及一參考電壓產生模組。該閘極控制信號產生電路是用以根據一參考電壓與有關於該電源轉換器的一次側與二次側的複數個信號，產生一閘極控制信號給該電 源轉換器的一次側的一功率開關；該回授信號偵測模組是耦接於該電源轉換器的一次側，用以根據有關於該複數個信號的一組合，產生一邏輯信號；該參考電壓產生模組是耦接於該回授信號偵測模組，用以根據該邏輯信號，產生該參考電壓至該閘極信號產生電路；該功率開關根據該閘極控制信號，調整該電源轉換器的二次側的輸出電壓。
本發明的另一實施例提供用以調整電源轉換器的輸出電壓的方法，其中用以控制該電源轉換器的輸出電流的控制器包含一閘極控制信號產生電路、一回授信號偵測模組及一參考電壓產生模組。該方法包含該回授信號偵測模組根據有關於該電源轉換器的一次側與二次側的複數個信號的一組合，產生一邏輯信號；該參考電壓產生模組根據該邏輯信號，產生一參考電壓至該閘極信號產生電路；該閘極控制信號產生電路根據該參考電壓與有關於該電源轉換器的一次側與二次側的複數個信號，產生一閘極控制信號給該電源轉換器的一次側的一功率開關；該功率開關根據該閘極控制信號，調整該電源轉換器的二次側的輸出電壓。
本發明的另一實施例提供用以調整電源轉換器的輸出電壓的方法，其中用以控制該電源轉換器的輸出電流的控制器包含一閘極控制信號產生電路、一回授信號偵測模組及一參考電壓產生模組。該方法包含該回授信號偵測模組根據該閘極控制信號的頻率，產生一邏輯信號；該參考電壓產生模組根據該邏輯信號，產生一參考電壓至該閘極信號產生電路；該閘極控制信號產生電路根據該參考電壓與有關於該電源轉換器的一次側與二次側的複數個信號，產生一閘極控制信號給該電源轉換器的一次側的一功率開關；該功率開關根據該閘極控制信號，調整該電源轉換器的二次側的輸出電壓。
本發明提供一種用以調整電源轉換器的輸出電壓的控制器及其方 法。該控制器及該方法是利用一回授信號偵測模組根據對應於流經一功率開關的一次側電流的一電壓峰值、該電源轉換器的二次側的一放電時間和一閘極控制信號，是利用對應該電源轉換器的一次側的輔助繞組所產生的一輔助電壓的一電壓與一第一參考電壓組中的一第一參考電壓，或是利用該閘極控制信號的頻率，產生一邏輯信號。該控制器及該方法利用一參考電壓產生模組根據該邏輯信號，產生一參考電壓至一閘極信號產生電路，以及利用該閘極控制信號產生電路根據該參考電壓、該電壓峰值、該放電時間和該閘極控制信號的週期，產生該閘極控制信號給該功率開關。如此，該功率開關即可根據該閘極控制信號，調整該電源轉換器的二次側的輸出電壓。因此，相較於現有技術，本發明是通過該電源轉換器的一次側調整該電源轉換器的二次側的輸出電壓，所以本發明可節省一二次側偵測電流控制器或電壓控制器與一光耦合器的成本。另外，本發明亦可在該電源轉換器輸出固定功率的條件下通過該閘極控制信號調整(增加或降低)該電源轉換器的二次側的輸出電壓，以調整該電源轉換器的二次側的輸出電流。
100‧‧‧電源轉換器
102‧‧‧輔助繞組
104‧‧‧分壓電路
106‧‧‧功率開關
108、110‧‧‧線圈
200、500‧‧‧控制器
202‧‧‧閘極控制信號產生電路
204、504‧‧‧回授信號偵測模組
206、506‧‧‧參考電壓產生模組
208‧‧‧回授接腳
210‧‧‧電流偵測接腳
212‧‧‧閘極接腳
2022‧‧‧取樣單元
2024‧‧‧轉導單元
2026‧‧‧定電流單元
2028‧‧‧控制邏輯單元
2062、5062‧‧‧計數器
2064、5064‧‧‧第一邏輯單元
2042‧‧‧第一定電流源
2044‧‧‧第一開關
2046‧‧‧第二定電流源
2048‧‧‧第一電容
2050‧‧‧第二開關
2052‧‧‧第二電容
2054‧‧‧第三開關
2056‧‧‧第三電容
2058‧‧‧第二比較器
2060‧‧‧反相器
5042‧‧‧取樣電路
5044‧‧‧多工器
5046‧‧‧第一比較器
A、B、C‧‧‧節點
CCO2、VA、VB‧‧‧電壓
FS‧‧‧第一信號
FRVG‧‧‧第一參考電壓組
FRV‧‧‧第一參考電壓
FLS‧‧‧第一邏輯信號
GCS‧‧‧閘極控制信號
‧‧‧反相的閘極控制信號
GND‧‧‧地端
IP‧‧‧一次側電流
IC‧‧‧充電電流
ID‧‧‧放電電流
IOUT‧‧‧輸出電流
PRI‧‧‧一次側
RUP‧‧‧上電阻
RDOWN‧‧‧下電阻
RCS‧‧‧電阻
SEC‧‧‧二次側
SS‧‧‧第二信號
TDIS‧‧‧放電時間
V1‧‧‧第一電壓
VSET‧‧‧設定電壓
VAD‧‧‧輔助電壓
VD‧‧‧電壓
VCSP‧‧‧電壓峰值
VOUT‧‧‧輸出電壓
VREF‧‧‧參考電壓
VCSH‧‧‧邏輯信號
VTH‧‧‧臨界電壓
VAH‧‧‧上限值
VAL‧‧‧下限值
600-608、700-708、800-808‧‧‧步驟
第1圖是本發明的一實施例說明一種用以調整電源轉換器的輸出電壓的控制器的示意圖。
第2圖是說明回授信號偵測模組的示意圖。
第3圖是說明當二次側的輸出電流有變化時，閘極控制信號、第一電容的第一端的電壓、第二電容的第一端的電壓、第三電容的第一端的電壓以及邏輯信號的示意圖。
第4圖是說明輸出電流、邏輯信號與參考電壓的示意圖。
第5圖是本發明的另一實施例說明一種用以調整電源轉換器的輸出電壓的控制器的示意圖。
第6圖是為本發明的另一實施例說明一種用以調整電源轉換器的輸出電壓的方法的流程圖。
第7圖是為本發明的另一實施例說明一種用以調整電源轉換器的輸出電壓的方法的流程圖。
第8圖是為本發明的另一實施例說明一種用以調整電源轉換器的輸出電壓的方法的流程圖。
請參照第1圖，第1圖是本發明的一實施例說明一種用以調整電源轉換器100的輸出電壓VOUT的控制器200的示意圖。如第1圖所示，控制器200包含一閘極控制信號產生電路202、一回授信號偵測模組204、一參考電壓產生模組206、一回授接腳208、一電流偵測接腳210及一閘極接腳212，其中閘極控制信號產生電路202包含一取樣單元2022、一轉導單元2024、一定電流單元2026及一控制邏輯單元2028。如第1圖所示，取樣單元2022是用以取樣對應於電源轉換器100的一次側PRI的輔助繞組102所產生的一輔助電壓VAD的一電壓VD，其中電壓VD是用以決定電源轉換器100的二次側SEC的放電時間TDIS，電壓VD是由一分壓電路104所產生，且控制器200的回授接腳208是用以接收電壓VD。轉導單元2024是用以根據一參考電壓VREF與電壓VD，產生一第一信號FS。定電流單元2026是用以根據放電時間TDIS、對應於流經電源轉換器100的一次側PRI的功率開關106的一次側電流IP的一電壓峰值VCSP及一閘極控制信號GCS的週期T，產生一第二信號SS，其中電流偵測接腳210是用以接收電壓峰值VCSP，且電壓峰值VCSP是由流經功率開關106的一次側電流IP與耦接於功率開關106的一電阻RCS所決定。控制邏輯單元2028是用以根據第一信號FS和第二信號SS，產生閘極控制信號GCS給功率開關106，其中閘極控制信號GCS是通過閘極接腳212傳送至功率開關106。回授信號偵測模組204是耦接於 電源轉換器100的一次側PRI，用以根據電壓峰值VCSP、電源轉換器100的二次側SEC的放電時間TDIS和閘極控制信號GCS，產生一邏輯信號VCSH。參考電壓產生模組206是耦接於回授信號偵測模組204，用以根據邏輯信號VCSH，產生參考電壓VREF至閘極信號產生電路202。如第1圖所示，參考電壓產生模組206包含一計數器2062與一第一邏輯單元2064。計數器2062是用以計數邏輯信號VCSH的致能時間；第一邏輯單元2064是用以根據複數個邏輯信號的致能時間的預定模式，產生參考電壓VREF至閘極信號產生電路202。另外，功率開關106是根據閘極控制信號GCS，通過電源轉換器100的二次側SEC的輸出電流IOUT，調整電源轉換器100的二次側SEC的輸出電壓VOUT，其中輸出電流IOUT可由式(1)所決定：
如式(1)所示，是為一次側PRI的線圈108與二次側SEC的線 圈110的匝數比。請參照第2圖，第2圖是說明回授信號偵測模組204的示意圖。如第2圖所示，回授信號偵測模組204包含一第一定電流源2042、一第一開關2044、一第二定電流源2046、一第一電容2048、一第二開關2050、一第二電容2052、一第三開關2054、一第三電容2056及一第二比較器2058。如第2圖所示，第一定電流源2042具有一第一端，用以接收一第一電壓V1，及一第二端，其中第一定電流源2042是用以提供一充電電流IC，且充電電流IC是由一使用者所決定的設定電壓VSET與一上電阻RUP所決定；第一開關2044具有一第一端，耦接於第一定電流源2042的第二端，一控制端，及一第三端，其中第一開關2044是根據電源轉換器100的二次側SEC的放電時間TDIS開啟與關閉；第二定電流源2046具有一第一端，耦接於第一開關2044的第三端，及一第二端，耦接於一地端GND，其中第二定電流源2046 是用以提供一放電電流ID，且放電電流ID是由K倍電壓峰值VCSP與一下電阻RDOWN所決定，其中K是一正實數；第一電容2048具有一第一端，耦接於第一定電流源2042的第二端，一第二端，耦接於地端GND；第二開關2050具有一第一端，耦接於第一定電流源2042的第二端，一控制端，及一第三端，其中第二開關2050是根據一反相的閘極控制信號開啟與關閉，且反相的閘極控制信號是閘極控制信號GCS通過一反相器2060所產生；第二電容2052具有一第一端，耦接於第二開關2050的第三端，一第二端，耦接於地端GND；第三開關2054具有一第一端，耦接於第二開關2050的第三端，一控制端，及一第三端，其中第三開關2054是根據閘極控制信號GCS開啟與關閉；第三電容2056具有一第一端，耦接於第三開關2054的第三端，一第二端，耦接於地端GND；第二比較器2058具有一第一端，耦接於第三電容2056的第一端，一第二端，用以接收一臨界電壓VTH，及一第三端，其中第二比較器2058是用以根據第三電容2056的第一端的電壓CCO2與臨界電壓VTH，產生邏輯信號VCSH。
如第2圖所示，充電電流IC是於閘極控制信號GCS的週期T內對第一電容2048充電，以及放電電流ID是於電源轉換器100的二次側SEC的放電時間TDIS內對第一電容2048放電。因此，當充電電流IC於閘極控制信號GCS的週期T內所提供的電荷量等於放電電流ID於電源轉換器100的二次側SEC的放電時間TDIS內所放電的電荷量時，式(2)成立。
將式(2)代入式(1)即可得到電源轉換器100的二次側SEC的輸出電流IOUT。請參照第3圖，第3圖是說明當二次側SEC的輸出電流IOUT有變化時，閘極控制信號GCS、第一電容2048的第一端(節點A)的電壓VA、 第二電容2052的第一端(節點B)的電壓VB、第三電容2056的第一端(節點C)的電壓CCO2以及邏輯信號VCSH的示意圖。如第3圖所示，當輸出電流IOUT大於一預定值(例如200mA)時，則電壓VA會逐漸降低至一下限值VAL；當輸出電流IOUT小於預定值時，則電壓VA會逐漸增加至一上限值VAH。如第3圖所示，當閘極控制信號GCS去能時，因為第二開關2050開啟，所以第二電容2052可同步取樣電壓VA以產生節點B的電壓VB；當閘極控制信號GCS致能時，因為第三開關2054開啟，所以第三電容2056可擷取電壓VB的峰值以產生電壓CCO2。然後，回授信號偵測模組204內的第二比較器2058可比較電壓CCO2與臨界電壓VTH以產生邏輯信號VCSH。如第3圖所示，因為邏輯信號VCSH是隨著輸出電流IOUT的變化而變化，所以邏輯信號VCSH具有輸出電流IOUT變化的資訊。因為邏輯信號VCSH具有輸出電流IOUT變化的資訊，所以參考電壓產生模組206可根據邏輯信號VCSH，產生參考電壓VREF至閘極信號產生電路202，其中參考電壓VREF亦具有輸出電流IOUT變化的資訊。
請參照第4圖，第4圖是說明輸出電流IOUT、邏輯信號VCSH與參考電壓VREF的示意圖。因為邏輯信號VCSH具有輸出電流IOUT變化的資訊，所以邏輯信號VCSH的變化可表示輸出電流IOUT的變化。因此，第一邏輯單元2064即可根據複數個邏輯信號VCSH的致能時間的預定模式，產生參考電壓VREF至閘極信號產生電路202的轉導單元2024。例如，當5個邏輯信號VCSH的致能時間符合一第一預定模式(3個長致能時間在2個短致能時間之後)時，第一邏輯單元2064所產生的參考電壓VREF是低電位；當5個邏輯信號VCSH的致能時間符合一第二預定模式(2個短致能時間在3個長致能時間之後)時，第一邏輯單元2064所產生的參考電壓VREF是高電位。但本發明並不受限於上述第一預定模式與第二預定模式。因為參考電壓VREF具有輸出電流IOUT變化的資訊，所以閘極控制信號產生電路202所產 生的閘極控制信號GCS亦具有輸出電流IOUT變化的資訊。如此，控制器200即可在電源轉換器100輸出固定功率的條件下通過閘極控制信號GCS調整(增加或降低)電源轉換器100的二次側SEC的輸出電壓VOUT。
請參照第5圖，第5圖是本發明的另一實施例說明一種用以調整電源轉換器100的輸出電壓VOUT的控制器500的示意圖。如第5圖所示，控制器500和控制器100的差別在於控制器500的回授信號偵測模組504是根據對應於電源轉換器100的一次側PRI的輔助繞組102所產生的一輔助電壓VAD的一電壓VD與一第一參考電壓組FRVG中的一第一參考電壓FRV，產生一邏輯信號VCSH，且控制器500的參考電壓產生模組506不僅會產生參考電壓VREF，亦會產生一第一邏輯信號FLS至回授信號偵測模組504，其中第一參考電壓組FRVG是使用者所決定。如第5圖所示，回授信號偵測模組504包含一取樣電路5042、一多工器5044和一第一比較器5046。取樣電路5042是用以取樣電壓VD；多工器5044是用以根據一第一邏輯信號FLS，從第一參考電壓組FRVG中輸出第一參考電壓FRV；第一比較器5046具有一第一端，耦接於取樣電路5042，用以接收電壓VD，一第二端，耦接於多工器5044，用以接收第一參考電壓FRV，及一第三端，用以輸出邏輯信號VCSH，其中第一比較器5046是用以根據電壓VD與第一參考電壓FRV，輸出邏輯信號VCSH。如第5圖所示，參考電壓產生模組506包含一計數器5062與一第一邏輯單元5064。計數器5062是用以計數邏輯信號VCSH的致能時間；第一邏輯單元5064是用以根據複數個邏輯信號的致能時間的預定模式，產生參考電壓VREF至閘極信號產生電路202以及第一邏輯信號FLS至多工器5044。另外，控制器500的其餘操作原理皆和控制器100相同，在此不再贅述。
請參照第1圖、第2圖、第3圖和第4圖和第6圖，第6圖是為 本發明的另一實施例說明一種用以調整電源轉換器的輸出電壓的方法的流程圖。第6圖的方法是利用第1圖的控制器200說明，詳細步驟如下：步驟600：開始；步驟602：回授信號偵測模組204根據對應於流經功率開關106的一次側電流IP的一電壓峰值VCSP、電源轉換器100的二次側SEC的放電時間TDIS和一閘極控制信號GCS，產生一邏輯信號VCSH；步驟604：參考電壓產生模組206根據邏輯信號VCSH，產生一參考電壓VREF至閘極信號產生電路202；步驟606：閘極控制信號產生電路202根據參考電壓VREF、電壓峰值VCSP、電源轉換器100的二次側SEC的放電時間TDIS和閘極控制信號GCS的週期T，產生閘極控制信號GCS給功率開關106；步驟608：功率開關106根據閘極控制信號GCS，調整電源轉換器100的二次側SEC的輸出電壓VOUT，跳回步驟602。
在步驟602中，如第2圖所示，充電電流IC是於閘極控制信號GCS的週期T內對第一電容2048充電，以及放電電流ID是於電源轉換器100的二次側SEC的放電時間TDIS內對第一電容2048放電。因此，充電電流IC以及放電電流ID可決定節點A的一電壓VA。如第2圖和第3圖所示，當閘極控制信號GCS去能時，因為第二開關2050開啟，所以第二電容2052可同步取樣電壓VA以產生節點B的電壓VB；當閘極控制信號GCS致能時，因為第三開關2054開啟，所以第三電容2056可擷取電壓VB的峰值以產生電壓CCO2。然後，回授信號偵測模組204內的第二比較器2058可比較電壓CCO2與臨界電壓VTH以產生邏輯信號VCSH。如第3圖所示，因為邏輯信號VCSH是隨著輸出電流IOUT的變化而變化，所以邏輯信號VCSH具有輸出電流IOUT變化的資訊。因為邏輯信號VCSH具有輸出電流IOUT變化的 資訊，所以參考電壓產生模組206可根據邏輯信號VCSH，產生參考電壓VREF至閘極信號產生電路202，其中參考電壓VREF亦具有輸出電流IOUT變化的資訊。
在步驟604中，參考電壓產生模組206內的計數器2062是用以計數邏輯信號VCSH的致能時間；參考電壓產生模組206內的第一邏輯單元2064是用以根據複數個邏輯信號的致能時間的預定模式，產生參考電壓VREF至閘極信號產生電路202。因為邏輯信號VCSH具有輸出電流IOUT變化的資訊，所以邏輯信號VCSH的變化可表示輸出電流IOUT的變化。因此，第一邏輯單元2064即可根據複數個邏輯信號VCSH的致能時間的預定模式，產生參考電壓VREF至閘極信號產生電路202的轉導單元2024。例如，如第4圖所示，當5個邏輯信號VCSH的致能時間符合一第一預定模式(3個長致能時間在2個短致能時間之後)時，第一邏輯單元2064所產生的參考電壓VREF是低電位；當5個邏輯信號VCSH的致能時間符合一第二預定模式(2個短致能時間在3個長致能時間之後)時，第一邏輯單元2064所產生的參考電壓VREF是高電位。但本發明並不受限於上述第一預定模式與第二預定模式。
在步驟606中，如第1圖所示，取樣單元2022取樣對應於電源轉換器100的一次側PRI的輔助繞組所產生的一輔助電壓VAD的一電壓VD，其中電壓VD是用以決定電源轉換器100的二次側SEC的放電時間TDIS。轉導單元2024根據參考電壓VREF與電壓VD，產生一第一信號FS。定電流單元2026根據放電時間TDIS、電壓峰值VCSP及閘極控制信號GCS的週期T，產生一第二信號SS。控制邏輯單元2028是用以根據第一信號FS和第二信號SS，產生閘極控制信號GCS給功率開關106。
在步驟608中，功率開關106是根據閘極控制信號GCS，通過電源轉換器100的二次側SEC的輸出電流IOUT，調整電源轉換器100的二次側SEC的輸出電壓VOUT。因為參考電壓VREF具有輸出電流IOUT變化的資訊，所以閘極控制信號產生電路202所產生的閘極控制信號GCS亦具有輸出電流IOUT變化的資訊。如此，控制器200即可通過閘極控制信號GCS調整(增加或減小)電源轉換器100的二次側SEC的輸出電壓VOUT。
請參照第5圖和第7圖，第7圖是為本發明的另一實施例說明一種用以調整電源轉換器的輸出電壓的方法的流程圖。第7圖的方法是利用第5圖的控制器500說明，詳細步驟如下：步驟700：開始；步驟702：回授信號偵測模組504根據對應電源轉換器100的一次側PRI的輔助繞組102所產生的一輔助電壓VAD的一電壓VD與一第一參考電壓組FRVG中的一第一參考電壓FRV，產生一邏輯信號VCSH；步驟704：參考電壓產生模組506根據邏輯信號VCSH，產生一參考電壓VREF至閘極信號產生電路202；步驟706：閘極控制信號產生電路202根據參考電壓VREF、對應於流經功率開關106的一次側電流IP的一電壓峰值VCSP、電源轉換器100的二次側SEC的放電時間TDIS和閘極控制信號GCS的週期T，產生閘極控制信號GCS給功率開關106；步驟708：功率開關106根據閘極控制信號GCS，調整電源轉換器100的二次側SEC的輸出電壓VOUT，跳回步驟702。
第7圖的實施例和第6圖的實施例的差別在於在步驟702中，如第5圖所示，回授信號偵測模組504是根據電壓VD與第一參考電壓FRV， 產生邏輯信號VCSH；在步驟704中，參考電壓產生模組506不僅會產生參考電壓VREF，亦會產生一第一邏輯信號FLS至回授信號偵測模組504。另外，第7圖的實施例的其餘操作原理皆和第6圖的實施例相同，在此不再贅述。
請參照第8圖，第8圖是為本發明的另一實施例說明一種用以調整電源轉換器的輸出電壓的方法的流程圖。詳細步驟如下：步驟800：開始；步驟802：回授信號偵測模組根據一閘極控制信號GCS的頻率，產生一邏輯信號VCSH；步驟804：參考電壓產生模組根據邏輯信號VCSH，產生一參考電壓VREF至閘極信號產生電路202；步驟806：閘極控制信號產生電路202根據參考電壓VREF、對應於流經功率開關106的一次側電流IP的一電壓峰值VCSP、電源轉換器100的二次側SEC的放電時間TDIS和閘極控制信號GCS的週期T，產生閘極控制信號GCS給功率開關106；步驟808：功率開關106根據閘極控制信號GCS，調整電源轉換器100的二次側SEC的輸出電壓VOUT，跳回步驟802。
第8圖的實施例和第7圖的實施例的差別在於在步驟802中，回授信號偵測模組是根據閘極控制信號GCS的頻率，產生邏輯信號VCSH。另外，第8圖的實施例的其餘操作原理皆和第7圖的實施例相同，在此不再贅述。
另外，在本發明的另一實施例中，回授信號偵測模組是根據步驟 602、步驟702和步驟802的一組合，產生一邏輯信號VCSH。
綜上所述，本發明所提供的用以調整電源轉換器的輸出電壓的控制器及其方法是利用回授信號偵測模組根據對應於流經功率開關的一次側電流的一電壓峰值、電源轉換器的二次側的一放電時間和一閘極控制信號，是利用對應電源轉換器的一次側的輔助繞組所產生的一輔助電壓的一電壓與一第一參考電壓組中的一第一參考電壓，或是利用閘極控制信號的頻率，產生一邏輯信號。控制器及其方法利用參考電壓產生模組根據邏輯信號，產生一參考電壓至閘極信號產生電路，以及利用閘極控制信號產生電路根據參考電壓、電壓峰值、放電時間和閘極控制信號的週期，產生閘極控制信號給功率開關。如此，功率開關即可根據閘極控制信號，調整電源轉換器的二次側的輸出電壓。因此，相較於現有技術，本發明是通過電源轉換器的一次側調整電源轉換器的二次側的輸出電壓，所以本發明可節省二次側偵測電流控制器或電壓控制器與光耦合器的成本。另外，本發明亦可在電源轉換器輸出固定功率的條件下通過閘極控制信號調整(增加或降低)電源轉換器的二次側的輸出電壓，以調整電源轉換器的二次側的輸出電流。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100‧‧‧電源轉換器
102‧‧‧輔助繞組
104‧‧‧分壓電路
106‧‧‧功率開關
108、110‧‧‧線圈
200‧‧‧控制器
202‧‧‧閘極控制信號產生電路
204‧‧‧回授信號偵測模組
206‧‧‧參考電壓產生模組
208‧‧‧回授接腳
210‧‧‧電流偵測接腳
212‧‧‧閘極接腳
2022‧‧‧取樣單元
2024‧‧‧轉導單元
2026‧‧‧定電流單元
2028‧‧‧控制邏輯單元
2062‧‧‧計數器
2064‧‧‧第一邏輯單元
FS‧‧‧第一信號
GCS‧‧‧閘極控制信號
GND‧‧‧地端
IP‧‧‧一次側電流
IOUT‧‧‧輸出電流
PRI‧‧‧一次側
RCS‧‧‧電阻
SEC‧‧‧二次側
SS‧‧‧第二信號
VAD‧‧‧輔助電壓
VD‧‧‧電壓
VCSP‧‧‧電壓峰值
VOUT‧‧‧輸出電壓
VREF‧‧‧參考電壓
VCSH‧‧‧邏輯信號

Claims (16)

  1. 一種用以調整電源轉換器的輸出電壓的控制器，包含：一閘極控制信號產生電路，用以根據一參考電壓與有關於該電源轉換器的一次側與二次側的複數個信號，產生一閘極控制信號給該電源轉換器的一次側的一功率開關；一回授信號偵測模組，耦接於該電源轉換器的一次側，用以根據有關於該複數個信號的一組合，產生一邏輯信號；及一參考電壓產生模組，耦接於該回授信號偵測模組，用以根據該邏輯信號，產生該參考電壓至該閘極信號產生電路；其中該功率開關根據該閘極控制信號，調整該電源轉換器的二次側的輸出電壓。
  2. 如請求項1所述的控制器，其中該複數個信號包含對應於流經該功率開關的一次側電流的一電壓峰值、該電源轉換器的二次側的放電時間和該閘極控制信號的週期。
  3. 如請求項2所述的控制器，另包含：一回授接腳，用以接收對應於該電源轉換器的一次側的輔助繞組所產生的一輔助電壓的一電壓，其中該電壓是用以決定該電源轉換器的二次側的放電時間且該電壓是由一分壓電路所產生；一電流偵測接腳，用以接收該電壓峰值，其中該電壓峰值是由流經該功率開關的一次側電流與耦接於該功率開關的一電阻所決定；及一閘極接腳，其中該閘極控制信號是通過該閘極接腳傳送至該功率開關。
  4. 如請求項1所述的控制器，其中該回授信號偵測模組是根據對應於該電源轉換器的一次側的輔助繞組所產生的一輔助電壓的一電壓與一第一參 考電壓組中的一第一參考電壓，產生該邏輯信號。
  5. 如請求項4所述的控制器，其中該回授信號偵測模組包含：一取樣電路，用以取樣該電壓；一多工器，用以根據一第一邏輯信號，從該第一參考電壓組中輸出該第一參考電壓；及一第一比較器，具有一第一端，耦接於該取樣電路，用以接收該電壓，一第二端，耦接於該多工器，用以接收該第一參考電壓，及一第三端，用以輸出該邏輯信號，其中該第一比較器是用以根據該電壓與該第一參考電壓，輸出該邏輯信號。
  6. 如請求項5所述的控制器，其中該參考電壓產生模組包含：一計數器，用以計數該邏輯信號的致能時間；及一第一邏輯單元，用以根據複數個邏輯信號的致能時間的預定模式，產生該參考電壓至該閘極信號產生電路以及該第一邏輯信號至該多工器。
  7. 如請求項1所述的控制器，其中該回授信號偵測模組是根據對應於流經該功率開關的一次側電流的一電壓峰值、該電源轉換器的二次側的放電時間和該閘極控制信號，產生該邏輯信號。
  8. 如請求項7所述的控制器，其中該回授信號偵測模組包含：一第一定電流源，具有一第一端，用以接收一第一電壓，及一第二端，其中該第一定電流源是用以提供一充電電流，且該充電電流是由一設定電壓與一上電阻所決定；一第一開關，具有一第一端，耦接於該第一定電流源的第二端，一控制 端，及一第三端，其中該第一開關是根據該電源轉換器的二次側的放電時間開啟與關閉；一第二定電流源，具有一第一端，耦接於該第一開關的第三端，及一第二端，耦接於一地端，其中該第二定電流源是用以提供一放電電流，且該放電電流是由該電壓峰值的K倍與一下電阻所決定，其中K是一正實數；一第一電容，具有一第一端，耦接於該第一定電流源的第二端，一第二端，耦接於該地端；一第二開關，具有一第一端，耦接於該第一定電流源的第二端，一控制端，及一第三端，其中該第二開關是根據一反相的閘極控制信號開啟與關閉，且該反相的閘極控制信號是通過一反相器所產生；一第二電容，具有一第一端，耦接於該第二開關的第三端，一第二端，耦接於該地端；一第三開關，具有一第一端，耦接於該第二開關的第三端，一控制端，及一第三端，其中該第三開關是根據該閘極控制信號開啟與關閉；一第三電容，具有一第一端，耦接於該第三開關的第三端，一第二端，耦接於該地端；及一第二比較器，具有一第一端，耦接於該第三電容的第一端，一第二端，用以接收一臨界電壓，及一第三端，其中該第二比較器是用以根據該第三電容的第一端的電壓與該臨界電壓，產生該邏輯信號。
  9. 如請求項8所述的控制器，其中該參考電壓產生模組包含：一計數器，用以計數該邏輯信號的致能時間；及一第一邏輯單元，用以根據複數個邏輯信號的致能時間的預定模式，產生該參考電壓至該閘極信號產生電路。
  10. 一種用以調整電源轉換器的輸出電壓的方法，其中用以控制該電源轉換器的輸出電流的控制器包含一閘極控制信號產生電路、一回授信號偵測模組及一參考電壓產生模組，該方法包含：該回授信號偵測模組根據有關於該電源轉換器的一次側與二次側的複數個信號的一組合，產生一邏輯信號；該參考電壓產生模組根據該邏輯信號，產生一參考電壓至該閘極信號產生電路；該閘極控制信號產生電路根據該參考電壓與有關於該電源轉換器的一次側與二次側的複數個信號，產生一閘極控制信號給該電源轉換器的一次側的一功率開關；及該功率開關根據該閘極控制信號，調整該電源轉換器的二次側的輸出電壓。
  11. 如請求項10所述的方法，其中該複數個信號包含對應於流經該功率開關的一次側電流的一電壓峰值、該電源轉換器的二次側的放電時間和該閘極控制信號的週期。
  12. 如請求項11所述的方法，其中對應該電源轉換器的一次側的輔助繞組所產生的一輔助電壓的一電壓是用以決定該電源轉換器的二次側的放電時間。
  13. 如請求項12所述的方法，其中該回授信號偵測模組根據有關於該複數個信號的一組合，產生該邏輯信號包含：該回授信號偵測模組根據該電壓與一第一參考電壓組中的一第一參考電壓，產生該邏輯信號。
  14. 如請求項11所述的方法，其中該回授信號偵測模組根據有關於該複數個信號的一組合，產生該邏輯信號包含：該回授信號偵測模組是根據該電壓峰值、該電源轉換器的二次側的放電時間和該閘極控制信號，產生該邏輯信號。
  15. 一種用以調整電源轉換器的輸出電壓的方法，其中用以控制該電源轉換器的輸出電流的控制器包含一閘極控制信號產生電路、一回授信號偵測模組及一參考電壓產生模組，該方法包含：該回授信號偵測模組根據該閘極控制信號的頻率，產生一邏輯信號；該參考電壓產生模組根據該邏輯信號，產生一參考電壓至該閘極信號產生電路；該閘極控制信號產生電路根據該參考電壓與有關於該電源轉換器的一次側與二次側的複數個信號，產生一閘極控制信號給該電源轉換器的一次側的一功率開關；該功率開關根據該閘極控制信號，調整該電源轉換器的二次側的輸出電壓。
  16. 如請求項15所述的方法，其中該複數個信號包含對應於流經該功率開關的一次側電流的一電壓峰值、該電源轉換器的二次側的放電時間和該閘極控制信號的週期。
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