TW201528675A - 用於控制可編程電能轉換器的同步整流器的電路及其方法 - Google Patents

用於控制可編程電能轉換器的同步整流器的電路及其方法 Download PDF

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Abstract

一種用於控制可編程電能轉換器的電路和用於控制所述電能轉換器的方法。所述電路包括控制電路、反饋電路、同步整流器以及光耦合器。控制電路產生可編程電壓參考信號。反饋電路檢測所述電能轉換器的輸出電壓以用於根據所述可編程電壓參考信號和所述輸出電壓而產生反饋信號。切換控制器檢測變壓器的切換電流以用於根據所述反饋信號和所述變壓器的所述切換電流而產生切換信號。切換信號用於切換所述變壓器以產生所述電能轉換器的所述輸出電壓和輸出電流。同步整流器耦接到所述變壓器以用於產生所述電能轉換器的所述輸出電壓。

Description

用於控制可編程電能轉換器的同步整流器的電路及其方法
本發明是有關於一種用於調節電能轉換器的輸出電壓的技術，且特別是有關於一種具有用於控制可編程電能轉換器(programmable power converter)的同步整流器(synchronous rectifier；SR)的調節電路。
可編程電能轉換器提供廣泛範圍的輸出電壓和輸出電流，例如，5伏到20伏和0.5安到5安。一般來說，具有成本效益、高效的解決方案且實現對電能轉換器的完全保護(例如，過電壓等)是難以開發的。用於控制電能轉換器的技術的目標便是為瞭解決此問題，並開發具有低成本、高效率和優良性能的可編程電能轉換器。
本發明提出一種用於控制可編程電能轉換器的電路。所述電路包括控制電路、反饋(feedback)電路、切換控制器、同步整流器(synchronous rectifier；SR)和光耦合器(opto-coupler)。所述控制電路產生用於所述電能轉換器的可編程電壓參考信號。所述反饋電路經配置以檢測輸出電壓以用於根據所述可編程電壓參考信號和所述輸出電壓而產生反饋信號。所述切換控制器經配置以檢測變壓器(transformer)的切換電流以用於根據所述反饋信號和所述變壓器的所述切換電流而產生切換信號，所述切換信號經配置以切換所述變壓器以用於產生所述輸出電壓和輸出電流。所述同步整流器耦接到所述變壓器以用於產生所述電能轉換器的所述輸出。所述光耦合器經配置以將所述反饋信號從所述控制電路傳送到所述切換控制器。所述控制電路位於所述變壓器的二次側(secondary side)中。所述切換控制器位於所述變壓器的一次側(primary side)中。所述控制電路產生經配置以控制所述同步整流器的驅動信號。
從另一方面來看，本發明提出一種用於控制可編程電能轉換器的方法。此方法包括下列步驟。產生用於所述電能轉換器的可編程電壓參考信號；檢測所述電能轉換器的輸出電壓以用於根據所述可編程電壓參考信號和所述輸出電壓而產生反饋信號；檢測變壓器的切換電流以用於根據所述反饋信號和所述變壓器的所述切換電流而產生切換信號，所述切換信號經配置以切換所述變壓器以用於產生所述電能轉換器的所述輸出電壓和輸出電流； 以及，通過所述電能轉換器的同步整流器而產生所述電能轉換器的所述輸出。其中，產生驅動信號以用於控制所述同步整流器。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10‧‧‧變壓器
15、16、25、51、61、86、87、111、112、256、257、335、337、338、511‧‧‧電阻器
30‧‧‧同步整流器
35‧‧‧同步整流器內二極體
40‧‧‧輸出電容器
50、60‧‧‧光耦合器
70、150、159、285、326、520‧‧‧電容器
80‧‧‧嵌入式微控制器
81~83、460、465‧‧‧暫存器
82‧‧‧暫存器
83‧‧‧暫存器
85‧‧‧記憶體
92‧‧‧數位至類比轉換器
93‧‧‧數位至類比轉換器
95‧‧‧類比/數位轉換器
96、260‧‧‧多工器
100‧‧‧控制電路
110‧‧‧同步整流電路
115‧‧‧取樣及保持電路
121、125、126、265、290、315、365、367、415、530‧‧‧比較器
123、251、281、351、421、427‧‧‧反相器
135、136‧‧‧電壓/電流轉換器
136‧‧‧電壓/電流轉換器
145、146、161、169‧‧‧開關
175、176、252、370、426‧‧‧及閘
200‧‧‧反饋電路
240‧‧‧誤差放大器
245‧‧‧緩衝器
250‧‧‧保護電路
253、375、570‧‧‧正反器
20、271、272、280、336、510‧‧‧電晶體
280‧‧‧計時器
283‧‧‧恒定電流源
300‧‧‧切換控制器
310‧‧‧電壓檢測電路
320‧‧‧電流檢測電路
325‧‧‧放大器
331‧‧‧或閘
350‧‧‧脈衝寬度調變(PWM)電路
360‧‧‧振盪器
400‧‧‧可編程電路
410、512‧‧‧電流源
420、425‧‧‧計時器
450‧‧‧數位解碼器
470、475‧‧‧DAC
480、485‧‧‧加法器電路
500‧‧‧脈衝位置調製電路
580‧‧‧脈衝產生電路
CS‧‧‧電流信號
CLR‧‧‧輸入信號
CNT‧‧‧控制信號
COMM‧‧‧通信介面
COMV‧‧‧電壓反饋信號
FB‧‧‧反饋信號
IC‧‧‧充電電流
ID‧‧‧放電電流
IEA‧‧‧電流回路信號
IFB‧‧‧電流反饋信號
IJ‧‧‧電流調整信號
IO‧‧‧輸出電流
IRF‧‧‧參考信號
NB‧‧‧控制匯流排信號
NDA‧‧‧數字代碼
NM‧‧‧數位資料
OFF‧‧‧切斷信號
OV‧‧‧過電壓信號
PLS‧‧‧時鐘信號
PRT‧‧‧保護信號
PSET‧‧‧重置信號
PWRST‧‧‧電力接通重置信號
REF_I、REF_V‧‧‧參考信號
RMP‧‧‧斜坡信號
RST‧‧‧電力接通重置信號
S1、S2‧‧‧信號
SCNT‧‧‧脈衝信號
SD‧‧‧資料信號
SG‧‧‧同步整流驅動信號
SM‧‧‧經解調制信號
SW‧‧‧切換信號
SX‧‧‧控制信號
SY‧‧‧控制信號
SYNC‧‧‧同步信號
SLP‧‧‧斜率信號
TA‧‧‧週期
TB‧‧‧週期
TC‧‧‧週期
TDS‧‧‧放電時間信號
TOT‧‧‧週期
TOUT‧‧‧到期信號
TOV‧‧‧週期
VA‧‧‧次級反饋信號
VB‧‧‧反饋信號
VDD‧‧‧電源電壓
VDET‧‧‧變壓器信號
VEA‧‧‧電壓回路信號
VFB‧‧‧反饋信號
VI‧‧‧輸入電壓信號
VIN‧‧‧輸入電壓
VJ‧‧‧電壓調整信號
VO‧‧‧輸出電壓
VOV‧‧‧過電壓閾值
VRF‧‧‧參考信號
VRV‧‧‧參考信號
VS‧‧‧經反射信號/經反射電壓
VT、VT1、VT2、VTH1、VTS、VTS1、VTS2‧‧‧閾值
VAR‧‧‧電壓
GND‧‧‧接地
圖1繪示說明根據本發明之一實施例的可編程電能轉換器的方塊圖。
圖2繪示說明根據本發明之一實施例的控制電路的方塊圖。
圖3繪示說明根據本發明之一實施例的同步整流電路的方塊圖。
圖4繪示說明根據本發明之一實施例的反饋電路的方塊圖。
圖5繪示說明根據本發明之一實施例的保護電路的電路圖。
圖6繪示說明根據本發明之一實施例的計時器的參考電路圖。
圖7繪示說明根據本發明之一實施例的切換控制器的方塊圖。
圖8繪示說明根據本發明之一實施例的脈衝寬度調變(PWM)電路的示意性電路圖。
圖9繪示說明根據本發明之一實施例的可編程電路(programmable circuit)的方塊圖。
圖10繪示說明根據本發明之一實施例的圖9中的脈衝位置調製(pulse-position modulation；PPM)電路的方塊圖。
圖11繪示根據本發明之一實施例的控制信號、斜率信號、同步信號、資料信號和經解調制信號(demodulated signal)的波形。
圖12繪示根據本發明之一實施例的控制信號、重置信號和保護信號的波形。
圖1繪示說明根據本發明之一實施例的可編程電能轉換器的方塊圖。可編程電能轉換器包括變壓器10、控制電路100、切換控制器300、同步整流器(synchronous rectifier,SR)30和光耦合器(opto-coupler)50。可編程電能轉換器更包括電容器70、光耦合器60、電阻器51、61、16及25，和輸出電容器40。控制電路100包括反饋(feedback)電路。輸入電壓VIN耦接到變壓器10。控制電路100經配置以檢測輸出電壓VO以用於形成反饋回路(feedback loop)。控制電路100產生經由光耦合器50而耦接到切換控制器300的反饋信號FB以用於調節輸出電壓VO。換句話說，光耦合器50將反饋信號FB從控制電路100傳送到切換控制器300。電容器70用於補償電壓反饋回路以用於調節輸出電壓VO。控制電路100還產生經配置以經由光耦合器60而控制切換控制器300的控制信號SX。控制信號SX用於對切換控制器300進行編程(program)和過電壓保護(over-voltage protection)。電阻器51 用於對光耦合器50的操作電流增加偏壓。電阻器61用於限制光耦合器60的電流。控制電路100更包括用於與例如行動電話、平板PC、筆記型PC等外部裝置通信的通信介面COMM(例如，USB-PD、IEEE UPAMD 1823、單線通信等)。
光耦合器50根據反饋信號FB而產生反饋信號VB。光耦 合器60根據控制信號SX而產生控制信號SY。切換控制器300產生切換信號SW以用於切換變壓器10的一次繞組(primary winding)以經由同步整流器30和輸出電容器40而在變壓器10的次級繞組處產生輸出電壓VO和輸出電流IO。同步整流器30由同步整流驅動信號SG控制，且同步整流驅動信號SG由控制電路100產生。同步整流器30產生電能轉換器的輸出電壓VO。變壓器信號VDET回應於切換信號SW的接通而在變壓器10的二次繞組(secondary winding)中產生。變壓器信號VDET耦接到控制電路100以用於產生同步整流驅動信號SG。
變壓器10還響應於切換信號SW的切斷(turn off)而產 生經反射信號VS。經反射信號VS經由電阻器15和16而耦接到切換控制器300。電阻器25經配置以感測變壓器10的切換電流以用於產生耦接到切換控制器300的電流信號CS。切換控制器300根據反饋信號VB、控制信號SY、經反射信號VS和電流信號CS而產生切換信號SW。換句話說，切換控制器300檢測變壓器10的切換電流以用於根據反饋信號FB和變壓器10的切換電流而產生切換信號SW，切換信號SW經配置以切換變壓器10以用於產生電能 轉換器的輸出電壓VO和輸出電流IO。控制電路100耦接到變壓器10的二次側。切換控制器300耦接到變壓器10的一次側。
圖2繪示說明根據本發明之一實施例的控制電路100的方塊圖。控制電路100包括嵌入式微控制器(MCU)80、同步整流電路110、暫存器(register；REG)81到83、數位至類比轉換器(digital-to-analog converter；DAC)92到93、類比/數位轉換器(analog-to-digital converter；ADC)95、多工器(MUX)96和反饋電路200。嵌入式微控制器80包括記憶體85。微控制器80產生用於電能轉換器的可編程電壓參考信號(即，控制信號CNT)和控制匯流排信號NB。控制匯流排信號NB為雙向(輸入/輸出)傳輸。微控制器80包括用於與外部裝置(例如，主機及/或I/O裝置)通信的通信介面COMM。控制匯流排信號NB用於控制類比/數位轉換器(ADC)95、多工器(MUX)96、暫存器(register)81、82及83和數位至類比轉換器(DAC)92及93。數位至類比轉換器92及93由嵌入式微控制器80經由控制匯流排信號NB和暫存器82及83而控制。暫存器81產生數位代碼NDA，所述數位元代碼NDA經配置以控制同步整流電路110。同步整流電路110響應於變壓器信號VDET、輸出電壓VO和數位代碼NDA而產生SR驅動信號SG和輸入電壓信號VI。輸入電壓信號VI的電位與圖1中的電能轉換器的輸入電壓VIN的電位相關。
分壓器由電阻器86及87形成，以用於根據輸出電壓VO而產生反饋信號VFB。反饋信號VFB經由多工器(multiplexer)96 而耦接到類比/數位轉換器95。輸入電壓信號VI也經由多工器96而耦接到類比/數位轉換器95。因此，經由控制匯流排信號NB，微控制器80可讀取電能轉換器的輸出電壓VO和輸入電壓VIN的資訊。微控制器80藉由暫存器82、83和控制匯流排信號NB來控制數位至類比轉換器92、93的輸出。數位至類比轉換器92產生參考信號VRV以用於控制輸出電壓VO。數位至類比轉換器93產生過電壓閾值(threshold)VOV以用於過電壓保護。微控制器80根據輸出電壓VO的電位而控制過電壓閾值VOV。暫存器81、82及83將響應於控制電路100的電力接通而重置到初始值。舉例來說，暫存器82的初始值將產生參考信號VRV的最小值，其產生5伏的輸出電壓VO。
反饋電路200檢測電能轉換器的輸出電壓VO以根據參考信號VRV、過電壓閾值VOV、輸出電壓VO、反饋信號VFB和控制信號CNT而產生電壓反饋信號COMV、反饋信號FB和控制信號SX。
圖3繪示說明根據本發明之一實施例的同步整流電路110的方塊圖。同步整流電路110包含電阻器111、112、取樣及保持電路(sample-and-hold circuit；S/H)115、比較器121、125及126、電壓/電流轉換器(voltage-to-current converter；V/I)135及136、反相器123、電容器150到159和開關145到146及161到169。變壓器信號VDET經由電阻器111及112而耦接到取樣及保持電路(S/H)115。取樣及保持電路115響應於變壓器信號VDET的樣本 而產生輸入電壓信號VI。電壓/電流轉換器135根據輸入電壓信號VI而產生充電電流IC。電壓/電流轉換器136也根據輸出電壓VO而產生放電電流ID。充電電流IC經配置以通過開關145而對電容器陣列充電。放電電流ID經配置以通過開關146而對電容器陣列放電。電容器陣列由電容器150到159和開關161到169形成。 開關161到169由數位代碼NDA控制。比較器121使信號S1能夠在變壓器信號VDET的分壓信號高於閾值VTS時接通開關145。當信號S1停用時，如果電容器陣列上的電壓VAR高於閾值VTS2，比較器126將使信號S2能夠通過及閘176和反相器123而接通開關146。此外，當信號S1停用時，如果電容器陣列上的電壓VAR高於閾值VTS1，比較器125將通過及閘175和反相器123而產生SR驅動信號SG。回應於對輸出電壓VO的編程，電容器陣列的電容將通過微控制器80而進行編程。
圖4繪示說明根據本發明之一實施例的反饋電路200的方塊圖。反饋電路200包括誤差放大器(error amplifier)240、緩衝器(BUF)245和保護電路250。誤差放大器240根據反饋信號VFB和參考信號VRV而產生電壓反饋信號COMV。電壓反饋信號COMV連接到圖1中的電容器70以用於回路補償(loop-compensation)。電壓反饋信號COMV還連接到緩衝器245以用於產生反饋信號FB。換句話說，緩衝器245根據電壓反饋信號COMV而產生反饋信號FB。緩衝器245的輸出為開漏(open-drain)結構。保護電路250接收控制匯流排信號NB且根 據過電壓閾值VOV、輸出電壓VO和控制信號CNT而產生控制信號SX。
圖5繪示說明根據本發明之一實施例的保護電路250的 電路圖。保護電路250包括計時器280、反相器251、及閘252、正反器(flip-flop)253、多工器260、比較器265、電晶體271及272和電阻器256及257。反相器251接收控制信號CNT以產生輸入信號CLR，且計時器251(例如，看門狗計時器)通過接收輸入信號CLR而清除。如果未週期性地產生控制信號CNT，那麼計時器280產生到期信號TOUT。到期信號TOUT和電力接通重置信號PWRST經配置以重置正反器253。正反器253由微控制器80通過控制匯流排信號NB來設定。過電壓閾值VOV和閾值VT通過多工器260而耦接到比較器265。多工器260由正反器253控制。 當正反器253被設定時，過電壓閾值VOV將連接到比較器265。如果正反器253被重置，那麼閾值VT將連接到比較器265以用於過電壓保護。輸出電壓VO通過電阻器256及257而耦接到比較器265。此實施例的過電壓保護可由微控制器80通過對過電壓閾值VOV的電位進行編程而編程，且如果控制信號CNT未及時地週期性地產生，那麼過電壓閾值將重置為最小值。舉例來說，過電壓閾值VOV將針對12伏的輸出電壓VO而編程到14伏，且閾值VT將針對5伏的輸出電壓VO而編程到6伏。如果控制信號CNT未由微控制器80及時地產生，那麼即使當輸出電壓VO設定為12伏時，過電壓閾值VOV仍將重置到6伏。上述情形將在微控制器80 不正確地操作時保護電能轉換器以防異常操作。比較器265的輸出驅動電晶體271以用於產生控制信號SX。控制信號CNT也驅動電晶體272來產生控制信號SX。電晶體271和272的輸出為並聯連接的。因此，控制信號SX用於保護電能轉換器且控制微控制器80。
圖6繪示說明根據本發明之一實施例的計時器280的參考電路圖。計時器280包括反相器281、電晶體282、恒定電流源283、電容器285和比較器290。恒定電流源283用於對電容器285充電。計時器280的輸入信號CLR經配置以通過反相器281和電晶體282而對電容器285放電。如果電容器285未通過信號CLR及時地放電，那麼當電容器285的電壓被充電得高於閾值VTH1時，比較器290將產生到期信號(expiration signal)TOUT。
圖7繪示說明根據本發明之一實施例的切換控制器300的方塊圖。切換控制器300包括電壓檢測電路(voltage detection circuit；V-DET)310、電流檢測電路(current detection circuit；I-DET)320、比較器(comparator)315、放大器325、或閘331、電容器326、電阻器335、337及338、電晶體336、可編程電路400和PWM電路350。電流檢測電路320根據經反射信號VS而產生電壓回路信號VEA和放電時間信號TDS。電壓回路信號VEA與輸出電壓VO相關。放電時間信號TDS與變壓器10的去磁時間(demagnetizing time)相關。電流檢測電路320根據電流信號CS和放電時間信號TDS而產生電流回路信號IEA。電壓檢測電路310 和電流檢測電路320與電能轉換器的一次側調節的技術有關。
電壓回路信號VEA耦接到比較器315，以用於當電壓回路信號VEA高於參考信號REF_V時，比較器315產生過電壓信號OV。電流回路信號IEA耦接到放大器325。電流回路信號IEA連接到放大器325且與由可編程電路400產生的參考信號REF_I比較以產生電流反饋信號IFB。電容器326耦接到電流反饋信號IFB以用於回路補償。可編程電路400經配置以響應於控制信號SY和電力接通重置信號RST而產生參考信號REF_V、REF_I和保護信號PRT。參考信號REF_V作為過電壓閾值而操作以用於過電壓保護。此過電壓保護由經反射信號VS檢測形成。參考信號REF_I作為電流參考信號而操作以用於調節電能轉換器的輸出電流IO。
或閘331接收保護信號PRT和過電壓信號OV以產生切斷信號OFF。電阻器335用於通過連接到電源電壓VDD而上拉反饋信號VB。電晶體336接收反饋信號VB和電源電壓VDD以通過電阻器337及338而產生次級反饋信號VA。PWM電路350根據次級反饋信號VA、電流反饋信號IFB、切斷信號OFF和電力接通重置信號RST而產生切換信號SW。
圖8繪示說明根據本發明之一實施例的PWM電路350的示意性電路圖。PWM電路350包括振盪器(oscillator；OSC)360、反相器351、比較器365、367、及閘370和正反器375。振盪器360產生時鐘信號PLS和斜坡信號RMP。正反器375接收時鐘信號PLS以週期性地接通切換信號SW。當斜坡信號RMP在比 較器365、367中高於電流反饋信號IFB或次級反饋信號VA時，切換信號SW將切斷。及閘370還通過反相器351接收切斷信號OFF以切斷切換信號SW。
圖9繪示說明根據本發明之一實施例的可編程電路400 的方塊圖。可編程電路400包括電流源410、比較器415、脈衝位置調製(PPM)電路500、計時器420及425、數位解碼器450、反相器421、427、及閘426、暫存器460及465、DAC 470、475和加法器電路480及485。電流源410經連接以上拉控制信號SY。 比較器415在控制信號SY低於閾值VT1時產生脈衝信號SCNT。PPM電路500響應於脈衝信號SCNT而產生經解調制信號SM和同步信號SYNC。經解調制信號SM和同步信號SYNC耦接到數位解碼器450以產生數位資料NM。數位資料NM存儲到暫存器460和暫存器465中。暫存器460耦接到數位至類比轉換器(DAC)470以用於產生電壓調整信號VJ。加法器電路480通過將參考信號VRF與電壓調整信號VJ相加而產生參考信號REF_V。
暫存器465耦接到數位至類比轉換器475以用於產生電流調整信號IJ。加法電路485通過將參考信號IRF與電流調整信號IJ相加而產生參考信號REF_I。因此，參考信號REF_V和參考信號REF_I可由微控制器80進行編程。變壓器10的經反射電壓VS用於切換控制器300中的過電壓保護。用於輸出電壓VO的過電壓保護的閾值可由變壓器10的二次側中的控制電路100進行編程。此外，輸出電流IO的值可由變壓器10的二次側中的控制電路100 進行編程。
脈衝信號SCNT還耦接到計時器420以用於檢測脈衝信號SCNT的脈衝寬度。如果脈衝信號SCNT的脈衝寬度超過週期TOV，那麼保護信號PRT將由計時器420通過反相器421產生。保護信號PRT經配置以切斷切換信號SW。因為當輸出電壓VO的過電壓由變壓器10的二次側中的控制電路200檢測到時，控制信號SX(和脈衝信號SCNT)將產生為大於週期TOV，所以切換信號SW將在輸出電壓VO的過電壓被檢測到時切斷。
另一計時器425經配置以通過反相器427而接收脈衝信號SCNT。當脈衝信號SCNT未在特定週期TOT內產生時，計時器425將通過及閘426而產生重置信號PSET。及閘426接收電力接通重置信號RST和計時器425的輸出以產生重置信號PSET。重置信號PSET經配置以清除暫存器460、465，以用於將電壓調整信號VJ和電流調整信號IJ的值重置為零。因此，當控制信號SX未由控制電路100產生時，參考信號REF_V將設定為最小值(VRF)以用於過電壓保護。此外，當控制信號SX未由控制電路100及時地週期性地產生時，參考信號REF_I將設定為最小值(IRF)以用於調節輸出電流IO。因此，如果微控制器80未恰當地操作，那麼用於過電壓保護的閾值和用於輸出電流調節的參考信號將重置為最小值。因此，由控制電路100產生的控制信號SX用於以下情形。
(1)當在控制電路100中檢測到過電壓時，控制信號SX用於過電壓保護。
(2)控制信號SX用於通信以用於設定切換控制器300中的過電壓閾值(REF_V)和電流限制閾值(REF_I)。
(3)控制信號SX用於重置切換控制器300中的計時器420以確保控制電路100恰當地操作，否則切換控制器300的過電壓閾值(REF_V)和電流參考信號(REF_I)將重置為最小值，以用於保護及調節電能轉換器。
圖10繪示說明根據本發明之一實施例的圖9中的脈衝位置調製電路500的方塊圖。PPM電路500作為用於具有脈衝位置調製的輸入信號的解調制器而操作。PPM電路500包含電流源512、電晶體510、電阻器511、電容器520、比較器530、正反器570和脈衝產生電路580。電流源512對電容器520充電。脈衝信號SCNT經配置以通過電晶體510和電阻器511而將電容器520放電。斜率信號SLP由電容器520產生。比較器530在斜率信號SLP高於閾值VT2時將資料信號SD產生為邏輯高。資料信號SD將響應於脈衝信號SCNT而鎖存到正反器570中以用於產生經解調制信號SM。脈衝信號SCNT還經配置以通過脈衝產生電路580而產生同步信號SYNC。
圖11繪示根據本發明之一實施例的控制信號SX、SY、斜率信號SLP、同步信號SYNC、資料信號SD和經解調制信號SM的波形。波形繪示根據控制信號SX的脈衝位置而產生的經解調制信號SM。在圖11中，週期TA稱作控制信號SX的停用週期。週期TB及TC稱作控制信號SX啟用且斜率信號SLP不高於閾值VT2時 的週期。
圖12繪示根據本發明之一實施例的控制信號SX、SY、重置信號PSET和保護信號PRT的波形。如果控制信號SX未在特定週期TOT內產生，那麼將產生重置信號PSET。如果控制信號SX的脈衝寬度大於週期TOV，那麼將產生保護信號PRT。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧變壓器
15、16、25、51、61‧‧‧電阻器
20‧‧‧電晶體
30‧‧‧同步整流器
35‧‧‧同步整流器內體二極體
40‧‧‧輸出電容器
50、60‧‧‧光耦合器
70‧‧‧電容器
100‧‧‧控制電路
300‧‧‧切換控制器
VIN‧‧‧輸入電壓
VS‧‧‧反射信號
SW‧‧‧切換信號
CS‧‧‧電流信號
COMM‧‧‧通信介面
COMV‧‧‧電壓反饋信號
FB‧‧‧反饋信號
VO‧‧‧輸出電壓
VB‧‧‧反饋信號
VDET‧‧‧變壓器信號
SX、SY‧‧‧控制信號
IO‧‧‧輸出電流
SG‧‧‧SR驅動信號
GND‧‧‧接地

Claims (16)

  1. 一種用於控制可編程電能轉換器的電路，包括：控制電路，產生用於電能轉換器的可編程電壓參考信號；反饋電路，經配置以檢測所述電能轉換器的輸出電壓以用於根據所述可編程電壓參考信號和所述輸出電壓而產生反饋信號；切換控制器，用於檢測變壓器的切換電流以用於根據所述反饋信號和所述變壓器的所述切換電流而產生切換信號，所述切換信號經配置以切換所述變壓器以用於產生所述電能轉換器的所述輸出電壓和輸出電流；同步整流器，耦接到所述變壓器以用於產生所述電能轉換器的所述輸出電壓；以及光耦合器，用於將所述反饋信號從所述控制電路傳送到所述切換控制器，其中所述控制電路耦接到所述變壓器的二次側；所述切換控制器耦接到所述變壓器的一次側；所述控制電路產生經配置以控制所述同步整流器的驅動信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電路，其中所述控制電路包括：通信介面，用於與至少一個外部裝置通信。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的電路，其中所述控制電路還產生經配置以產生所述驅動信號的可編程數位代碼。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的電路，其中所述切換控制器 經配置以檢測所述變壓器的經反射信號以用於根據所述變壓器的去磁時間來調節所述電能轉換器的所述輸出電流。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的電路，其中所述切換控制器經配置以檢測經反射信號以用於執行所述切換控制器中的過電壓保護。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的電路，更包括：第二光耦合器，用於將所述控制電路的控制信號傳送到所述切換控制器。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的電路，其中所述控制電路包括：數位至類比電路，產生用於所述控制電路中的過電壓保護的過電壓閾值；過電壓保護電路，用於通過比較所述輸出電壓與所述過電壓閾值而產生過電壓信號；其中所述過電壓信號通過所述第二光耦合器而傳送到所述切換控制器；所述過電壓閾值回應於所述電能轉換器的電力接通而重置到所述過電壓閾值的最小值；所述過電壓信號經配置以停用所述切換信號。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的電路，其中所述可編程電壓參考信號回應於所述電能轉換器的所述電力接通而重置到初始值。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的電路，更包括： 微控制器，用於產生所述可編程電壓參考信號和所述控制信號，其中所述控制信號經配置以通過所述第二光耦合器而控制所述切換控制器。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的電路，其中所述控制電路更包括：計時器，用於從所述微控制器接收所述控制信號；其中如果所述控制信號未及時地週期性地產生，所述計時器產生超時信號；所述可編程電壓參考信號和所述可編程過電壓閾值回應於所述超時信號而分別重置到初始值。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的電路，其中所述控制電路更包括：類比/數位轉換器，用於檢測所述電能轉換器的所述輸出電壓，其中所述類比/數位轉換器的輸出耦接到微控制器。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的電路，其中所述控制電路通過同步整流電路和所述類比/數位轉換器而檢測所述電能轉換器的輸入電壓。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的電路，其中所述控制電路產生經配置以對所述切換控制器中的過電壓閾值信號編程以用於所述輸出電壓的過電壓保護的所述控制信號。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的電路，其中所述控制電路 產生經配置以控制所述切換控制器中的可編程電流參考信號以用於調節所述輸出電流的控制信號。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的電路，其中所述可編程電流參考信號和所述過電壓閾值信號將回應於所述切換控制器的電力接通而分別重置到初始值；且如果所述控制信號未及時產生，那麼所述可編程電流參考信號和所述過電壓閾值信號分別重置到所述初始值。
  16. 一種用於控制電能轉換器的方法，包括：產生用於所述電能轉換器的可編程電壓參考信號；檢測所述電能轉換器的輸出電壓以用於根據所述可編程電壓參考信號和所述輸出電壓而產生反饋信號；檢測變壓器的切換電流以用於根據所述反饋信號和所述變壓器的所述切換電流而產生切換信號，所述切換信號經配置以切換所述變壓器以用於產生所述電能轉換器的所述輸出電壓和輸出電流；以及通過所述電能轉換器的同步整流器而產生所述電能轉換器的所述輸出，其中產生驅動信號以用於控制所述同步整流器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI612762B (zh) * 2016-11-28 2018-01-21 亞源科技股份有限公司 過電壓保護電路
TWI614975B (zh) * 2016-11-28 2018-02-11 亞源科技股份有限公司 過電壓保護電路
TWI742107B (zh) * 2016-07-06 2021-10-11 美商半導體組件工業公司 用於同步整流器之方法及裝置

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