TW201526508A - 準諧振反馳轉換器之零電流偵測裝置 - Google Patents

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本發明為一種準諧振反馳轉換器之零電流偵測裝置，包含一電壓控制式電流源、一電容、一比較器及一邏輯電路，其中，該電壓控制式電流源依據一輔助繞組所產生之映射電壓而輸出一電流，當該映射電壓為負壓時，該電流對該電容進行充電，反之當該映射電壓為正壓時，該電容進行放電；該比較器將電容電壓與一去磁基準電壓相比較，在該電容電壓小於該去磁基準電壓時，該比較器之輸出信號將產生準位轉換，該邏輯電路在發生準位轉換時輸出一去磁信號，藉助該去磁信號即可得知反馳轉換器其二次側繞組電流轉為零電流的時間點。

Description

準諧振反馳轉換器之零電流偵測裝置
本發明為一種準諧振反馳轉換器之零電流偵測裝置，尤指一種可更為精準地偵測出反馳轉換器產生零電流時間點的裝置。
請參考圖3所示，顯示一種採取一次側調節(Primaryside regulation, PSR)控制架構的反馳轉換器(Flyback converter)，該反馳轉換器操作於準諧振模式(Quasi Resonant Mode, QR mode)之下。該反馳轉換器的主要元件包括一次側繞組N1、二次側繞組N2、由MOSFET構成的切換開關Q、輔助繞組N3及一次側調節控制電路100。
在上述架構中，可以看出二次側繞組N2並無設計任何回授機制，因此，輸出電壓Vo的資訊在該切換開關Q截止(OFF)期間中，是利用該輔助繞組N3提供一映射電壓Vs給該一次側調節控制電路100。當反馳轉換器操作在準諧振模式時，其輸出電流Io是取二次側繞組電流IN2 的平均值。又因為一次側繞組電流IN1 與二次側繞組電流IN2 具有固定的比例關係，理論上只要控制該一次側繞組電流IN1 的峰值，就可以間接控制輸出電流Io的大小。
該一次側調節控制電路100一般是利用積體電路(IC)構成，其內部包含有一輸出電流估算電路101、一比較器102及一PWM控制器13，該輸出電流估算電路101連接一與該切換開關Q相串聯的感測電阻Rsense 。請參考圖4所示，為反馳轉換器之理想電壓、電流波形，在估算輸出電流Io時，該輸出電流估算電路101會對感測電阻Rsense 上的電壓信號進行取樣／保持，並根據該切換開關Q之ON、OFF時間比例，進行濾波平均，再輸出至該比較器102與一參考電壓Vref 進行比較。
根據圖4可知，當二次側繞組電流IN2 為0時，根據映射電壓Vs之負緣，該一次側調節控制電路100可使該切換開關Q之控制信號Gate轉為高準位，使切換開關Q轉為導通狀態。而輸出電流Io之計算方式可依據下式：
……………..(1)
但上述計算式(1)是以理想電流、理想電壓為前提，但實際的電壓、電流並非如此。請參考圖5所示，因為該切換開關Q的兩端存在一自身電容Coss，該自身電容Coss會與一次側繞組N1所形成的激磁電感產生諧振，因此，當二次側繞組電流IN2 降為0時，該切換開關Q的控制信號Gate不會立刻轉成高準位，此時該映射電壓Vs由正壓開始下降，待其降低至一定程度而觸發該一次側調節控制電路100時，該一次側調節控制電路100才會令切換開關Q的控制信號Gate才會轉成高準位使該切換開關Q導通，因此在二次側繞組電流IN2 降為零直到該切換開關Q轉為導通的期間會經過一段延遲時間Tdelay ，該延遲時間Tdelay 的長度是該自身電容Coss與一次側繞組N1之激磁電感兩者諧振週期的一半，約0.2~1μs不等。若套用上述公式(1)進行估算，實際上會將該延遲時間Tdelay 額外隱含計算在內，可用下式(2)表示：
………(2)
因上式(2)可得知，該額外被計算在內的延遲時間Tdelay 會導致實際的輸出電流Io與依據理想狀況的公式(1)所估算之預設電流值發生誤差，實際得到的輸出電流Io會偏低，若該反馳轉換器需要提供定電流輸出，恐無法满足電路應用需求。
惟關於該延遲時間Tdelay 的起始時間點，即二次側繞組電流IN2 降為零電流時，目前並無有效方式可以測得該起始時間點，故無法將該延遲時間Tdelay 有效排除，難以提高輸出電流之估算精度。
為解決目前無法偵測準諧振反馳轉換器之零電流發生的時間點，本發明之主要目的在於提供一種準諧振反馳轉換器之零電流偵測裝置，利用簡單的電路架構估測出零電流之發生時間。
本發明是應用於一操作在準諧振模式(QRmode)的反馳轉換器，該反馳轉換器在一次側設有一輔助繞組，以反映二次側的輸出電壓情況，該輔助繞組可提供一映射電壓，其中，本發明之零電流偵測裝置包含：
一電壓控制式電流源，依據該映射電壓而輸出一電流；
一電容，連接在該電壓控制式電流源之輸出端，其中，當該映射電壓為負壓時，該電壓控制式電流源輸出該電流對該電容進行充電，當該映射電壓為正壓時，該電壓控制式電流源對該電容進行放電；
一比較器，其一輸入端連接該電容以取得一電容電壓，其另一輸入端接收一去磁基準電壓，將該電容電壓與該去磁基準電壓相比而輸出一比較信號，其中，該電容電壓小於該去磁基準電壓時，該比較信號之準位發生轉換；
一邏輯電路，接收該比較信號，並在該電容電壓小於去磁基準電壓而使比較信號發生準位轉換時，產生一去磁信號。
藉此，當去磁信號產生時，即為該反馳轉換器產生零電流的時間點。本發明以電壓控制式電流源依據從二次側映射回來的電壓對該電容進行充放電，再利用電容充放電之安秒平衡原理來反推一次側電感之電流變化，判斷於何時發生電流為零。
請參考圖1，為本發明之零電流偵測裝置之電路方塊圖，該裝置可以整合在如圖3的一次側調節控制電路100中，成為積體電路的內部裝置。本發明的裝置包含有一電壓控制式電流源10、一電容11、一比較器12及一邏輯電路13。
該電壓控制式電流源10依據輸入的電壓值大小而改變輸出的電流值大小，在本發明中該電壓控制式電流源10是一傳導放大器，其輸入端是接收反馳轉換器的輔助繞組N3之映射電壓Vs，依據該映射電壓Vs 改變本身的輸出電流。該電容11設置在該電壓控制式電流源10的輸出端。該比較器12的一輸入端連接該電容11，其另一輸入端連接一去磁基準電壓VDEG_REF 。該邏輯電路13設在該比較器12的輸出端。
請配合圖2的波形所示，當反馳轉換器的切換開關Q導通(ON)時，由輔助繞組N3提供的映射電壓Vs為負壓，在該時段中，電壓控制式電流源10對電容11進行充電。
當反馳轉換器的切換開關Q關閉(OFF)時，輔助繞組N3提供的映射電壓Vs為正壓，在該時段中，電壓控制式電流源10轉為對電容11進行放電。由於該比較器12是比較該電容電壓Vc與該去磁基準電壓VDEG_REF ，該去磁基準電壓VDEG_REF 極小約為0.1V，該比較器12的輸出信號會根據電容電壓Vc的大小產生高／低準位的轉變，在本實施例中，比較器12的非反相輸入端連接電容11，反相輸入端接收去磁基準電壓VDEG_REF ，因此當電容電壓11低於基準電壓時，比較器11的輸出信號由高準位轉為低準位。
該邏輯電路13用於判斷該比較器11之輸出信號的準位轉換，在本實施例中是一負緣觸發電路，當比較器11之輸出信號由高準位轉為低準位時，該邏輯電路13會輸出一去磁信號DEMG，產生該去磁信號DEMG的時間即為該激磁電感Lm真正去磁的時間，即二次側繞組電流IN2 成為零電流的時間點。在另一實施例中，若比較器12的反相、非反相輸入端互換，則該邏輯電路13可改為一正緣觸發電路。本發明先以電壓控制式電流源10依據映射電壓Vs對該電容11進行充放電，再利用電容11充放電之安秒平衡原理來反推激磁電感Lm之電流變化，可估測出二次側繞組電流IN2 轉為零電流的時間點。
當二次側繞組電流IN2 轉為零電流的時間點被偵測得知後，即可供後端的運算電路應用，以回授控制該切換開關Q的工作週期，獲得更精準的輸出電流。例如可以針對該二次側繞組電流IN2 存在的期間進行積分、平均，排除掉延遲時間Tdelay ，得知該二次側繞組電流IN2 實際的平均值，利用一回授電路依據該平均值進行回授調整，最後令實際的輸出電流更加貼近預設電流值。
10‧‧‧電壓控制式電流源
11‧‧‧電容
12‧‧‧比較器
13‧‧‧邏輯電路
N1‧‧‧一次側繞組
N2‧‧‧二次側繞組
N3‧‧‧輔助繞組
Q‧‧‧切換開關
Rsense‧‧‧感測電阻
100‧‧‧一次側調節控制電路
101‧‧‧輸出電流估算電路
102‧‧‧比較器
103‧‧‧PWM控制器
圖1：本發明之電路方塊圖。圖2：本發明之電壓、電流波形圖。圖3：現有反馳轉換器的電路圖。圖4：現有反馳轉換其電壓、電流理想波形圖。圖5：現有反馳轉換其電壓、電流實際波形圖。
10‧‧‧電壓控制式電流源
11‧‧‧電容
12‧‧‧比較器
13‧‧‧邏輯電路

Claims (4)

  1. 一種準諧振反馳轉換器之零電流偵測裝置，該反馳轉換器具有一輔助繞組以產生一映射電壓，該零電流偵測裝置包含：一電壓控制式電流源，依據該映射電壓而輸出一電流；一電容，連接在該電壓控制式電流源之輸出端，其中，當該映射電壓為負壓時，該電壓控制式電流源輸出該電流對該電容進行充電，當該映射電壓為正壓時，該電壓控制式電流源對該電容進行放電；一比較器，其一輸入端連接該電容以取得一電容電壓，其另一輸入端接收一去磁基準電壓，將該電容電壓與該去磁基準電壓相比而輸出一比較信號，其中，該電容電壓小於該去磁基準電壓時，該比較信號之準位發生轉換；一邏輯電路，接收該比較信號，並在該電容電壓小於去磁基準電壓而使比較信號發生準位轉換時，產生一去磁信號。
  2. 如請求項1所述準諧振反馳轉換器之零電流偵測裝置，該電壓控制式電流源為一傳導放大器。
  3. 如請求項1或2所述準諧振反馳轉換器之零電流偵測裝置，該比較器之非反相輸入端連接該電容，反相輸入端接收該去磁基準電壓；該邏輯電路為一負緣觸發電路，對應該比較信號之負緣產生該去磁信號。
  4. 如請求項1或2所述準諧振反馳轉換器之零電流偵測裝置，該比較器之反相輸入端連接該電容，非反相輸入端接收該去磁基準電壓；該邏輯電路為一正緣觸發電路，對應該比較信號之正緣產生該去磁信號。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110504842A (zh) * 2019-08-27 2019-11-26 晶艺半导体有限公司 准谐振控制电路及其谷底开通方法
CN110504842B (zh) * 2019-08-27 2024-06-07 晶艺半导体有限公司 准谐振控制电路及其谷底开通方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117491724B (zh) * 2024-01-02 2024-04-05 江苏展芯半导体技术股份有限公司 一种电感电流过零检测方法及电路

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201435677Y (zh) * 2009-06-19 2010-03-31 Bcd半导体制造有限公司 一种反激开关电源
US20110305048A1 (en) * 2010-06-11 2011-12-15 System General Corp. Active-clamp circuit for quasi-resonant flyback power converter
ITMI20110546A1 (it) * 2011-04-04 2012-10-05 St Microelectronics Srl Dispositivo di controllo della frequenza di commutazione di un converter quasi risonante e relativo metodo di controllo.
KR101074321B1 (ko) * 2011-05-02 2011-10-17 주식회사 그랜텍엘에스아이 의사공진형 스위칭파워 공급장치의 밸리 디텍트 제어시스템
TWI445293B (zh) * 2011-08-26 2014-07-11 Richtek Technology Corp Ｐｆｍ電源供應器的頻率抖動控制電路及方法
CN203014693U (zh) * 2012-12-28 2013-06-19 杭州士兰微电子股份有限公司 控制开关电源恒定输出电流的控制器
CN103199499B (zh) * 2013-04-22 2015-05-13 上海晶丰明源半导体有限公司 一种led驱动电源中的过压保护电路及led驱动电源
CN203313043U (zh) * 2013-06-24 2013-11-27 杨毅 一种高频mosfet的负压驱动电路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110504842A (zh) * 2019-08-27 2019-11-26 晶艺半导体有限公司 准谐振控制电路及其谷底开通方法
CN110504842B (zh) * 2019-08-27 2024-06-07 晶艺半导体有限公司 准谐振控制电路及其谷底开通方法

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