TW201929404A - 應用在返馳式轉換器的可調式降頻曲線技術 - Google Patents

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Abstract

一種具可調控降頻曲線之返馳式轉換器，包括：一初級側繞組被配置用以接收一輸入電壓；一次級側繞組耦合至初級側繞組以及與一整流電路連接以產生直流輸出電壓；一迴授電路耦合至與次級側連接之整流電路輸出端以產生迴授訊號；一多模式控制電路；一輔助繞組被配置用以提供多模式控制電路操作電源；一外部調整電路連接於輔助繞組與多模式控制電路之間，用以調整輸入多模式控制電路輸入端接腳之電壓，其中上述多模式控制電路被配置用以接收經由迴授電壓以及多模控制電路輸入之調整電壓以產生切換控制訊號；及一切換裝置連接至初級側繞組和多模式控制電路用以接收切換控制訊號並改變流經該初級側繞組之電流。

Description

應用在返馳式轉換器的可調式降頻曲線技術
本發明係關於返馳轉換器，特別是一種具有可調式降頻曲線技術之返馳轉換器。
由於大部分電子器材(如印表機、筆記型電腦、顯示器、家電設備、智慧型手機(smart phone)等)其內部元件所使用的電源均為直流電，故必須有電源供應器(或整流器)來將交流市電轉換成各種不同的直流電壓以使電器發揮功能。
提高電源轉換效率和省電能力對AC/DC應用日益重要。滿載效率向來是AC/DC電源供應設計的主要考量，但隨著越來越多的電源轉接器在待機模式下仍需消耗電力，如何進一步提高輕載和切斷負載時的省電能力也日趨重要。目前此類電源轉接器在世界各地的使用都快速增加，業界也因而開始制定各種新的節能標準。這些新標準說明電源供應必須符合那些要求，才能提高它們在各種操作狀態下的電源使用效率。
越來越多的AC/DC電源轉換器已開始支援待機模式，而不再像過去一樣使用電源開關切斷電源；換言之，即使未執行主要功能，電器設備也會產生耗電。為了限制待機時間，提高整個負載範圍內的電源效率，世界各地已開始制定各種標準，其中又以美國國家環境保護局(EPA)制定的能源之星(Energy Star)最受重視。能源之星包含許多正在逐步發展中的標準，這些標準能增強無負載和輕負載時的省電能力、提高正常操作下的效率。
返馳式轉換器(flyback converter)是應用極為廣泛的電源拓樸之一。由於返馳轉換器的零件數目少，成本低，也是其被廣泛應用的原因之一。
圖1為目前最普遍被使用的返馳式電源轉換器之電路簡圖，輸入電壓來自市電輸入經橋式整流101與大電容103濾波後，整流成直流電壓後輸出至變壓器105之輸入端。返馳式電源轉換器主要涵蓋了由一開關電晶體107、一個續流二極體109、一組變壓器105以及一個輸出電容111組成之功率級(power stage)，藉由脈衝寬度調變(PWM)控制電路113控制開關電晶體107的導通與否，配合次級側Ns的二極體109和電容111，即可得到直流(DC)電壓的輸出，而變壓器105因有氣隙之故，其初級側線圈Np具有隔離、變壓和電感的三重功能，藉由電子開關107的作用，變壓器105之初級側繞組Np接收整流後的直流電，並利用開關裝置107導通時儲存能量於初級側繞組Np中，當開關裝置107關閉(turn off)時，儲存於變壓器105之初級側繞組Np中的磁化能量被傳送至次級側繞組Ns，再藉由電容111的充電保持功能來得到直流電壓。輸出電路設置於次級側繞組Ns與負載115之間，用以將直流電壓輸出給負載115。迴授電路117接受返馳式電源轉換器之輸出，將返馳式電源轉換器之輸出變化經迴授電路117傳送至脈衝寬度調變(PWM)控制電路113，以控制開關裝置107。
返馳式轉換器已經被廣泛應用於100W以下之的離線電源，包括印表機、筆記型電腦、顯示器、家電設備、智慧型手機(smart phone)以及其他諸多電子產品。
一般返馳式電源轉換器應用於輕載(light load)或無載(no load)時，輸出能量較低，若以正常的切換頻率工作，相對地電源轉換器應功率損耗比例變大，導致整體效率下降。返馳式電源轉換器一般在規格給定後，系統設計的參數大致已決定了，因為系統電源規格種類很多，所以同一顆IC的降頻曲線在應用於不同之現有系統下可能無法達到較佳的頻率轉換效率。
因此為解決上述技術問題，實在有必要發展具有可調式降頻曲線技術之返馳轉換器。
基於上述目的，我們提出了一種具有可調式降頻曲線技術之返馳轉換器。
一種具可調控降頻曲線之返馳式轉換器，包括：一初級側繞組被配置用以接收一輸入電壓；一次級側繞組耦合至初級側繞組以及與一整流電路連接以產生直流輸出電壓；一迴授電路耦合至與次級側連接之整流電路輸出端以產生迴授訊號；一多模式控制電路；一輔助繞組被配置用以提供多模式控制電路操作電源；一外部調整電路連接於輔助繞組與多模式控制電路之間，用以調整輸入多模式控制電路輸入端接腳之電壓，多模式控制電路被配置用以接收經由迴授電壓以及多模控制電路輸入之調整電壓以產生切換控制訊號；及一切換裝置連接至初級側繞組用以接收切換控制訊號並改變流經該初級側繞組之電流。
上述之外部調整電路更包含一連接至一個位於多模式控制電路內部之曲線選擇偵測電路，用以偵測由外部調整電路輸入之電壓並提供降頻曲線選擇。
上述之曲線選擇偵測電路包含：一比較器電路，輸入端連接至外部調整電路偵測輸入之電壓訊號，並輸出控制電壓訊號；一降頻曲線選擇電路，連接至比較器電路之輸出端以進行降頻曲線選擇。
上述之外部調整電路係一串接於上述輔助繞組與多模式控制電路之過零電壓偵測接腳的外接電阻。
上述之多模式控制電路包含：一電壓輸入端，用以提供電源一切換開關電流偵測訊號輸入端，用以輸入切換開關電流偵測訊號；一迴授訊號輸入端，用以輸入迴授電壓訊號；一比較器電路，輸入端連接至外部調整電路用以偵測輸入之電壓訊號，並輸出控制電壓訊號；一降頻曲線選擇電路，連接至 比較器電路之輸出端並根據比較器電路輸出之控制電壓訊號以進行降頻曲線選擇；一準諧振谷值偵測(Quasi-Resonant Valley Detection)電路，用以由連接該外部調整電路輸入電壓進行準諧振谷值偵測或過零電壓偵測(zero crossing detection；ZCD)；一多模式控制模組，接收上述迴授電壓以及接收由連接該外部調整電路之準諧振谷值偵測電路輸入之谷值偵測訊號、以及接收由該降頻曲線選擇電路輸入之訊號，並輸出一控制訊號；一PWM比較器經由比較所接收之電流偵測訊號以及迴授訊號執行邏輯操作並輸出一對應邏輯操作之訊號；一SR正反器於設定端接收由該多模式控制器輸出之控制訊號，於重設端接收由PWM比較器輸出之邏輯操作訊號，經由輸出端輸出控制訊號；及一閘極驅動器，接收由該SR正反器輸出之訊號用以控制切換開關。
上述之多模式控制模組包含：一模式選擇電路，其包含複數個電壓比較器及邏輯選擇；一連續導通(CCM)模式；一準諧振(QR)模式；一綠能(Green)模式；及一及突發(Burst)模式，分別連接至模式選擇電路，經由該模式選擇電路輸入之該準諧振谷值偵測訊號、該降頻曲線選擇電路輸入之訊號以及迴授電壓訊號，經由邏輯選擇可以決定系統所處之控制模式。
上述之電壓輸入端更包含連接一滯後欠壓鎖定/過壓保護電路(UVLO/OVP)，用以對多模式控制電路做過壓保護。
這些優點及其他優點從以下較佳實施例之敘述及申請專利範圍將使讀者得以清楚了解本發明。
101‧‧‧橋式整流
103‧‧‧電容
105‧‧‧變壓器
107‧‧‧開關電晶體
109‧‧‧續流二極體
111‧‧‧輸出電容
113‧‧‧脈衝寬度調變(PWM)控制電路
115‧‧‧負載
117‧‧‧迴授電路
200‧‧‧返馳式電源轉換器
201‧‧‧橋式整流
203‧‧‧輸入電容
205‧‧‧變壓器
207‧‧‧開關電晶體
209‧‧‧續流二極體
211‧‧‧輸出電容
213‧‧‧多模式控制電路(multi-mode PWM controller)
215‧‧‧負載
217‧‧‧迴授電路
218‧‧‧分流調節器(shunt regular)
(219；221)‧‧‧光耦合器
219‧‧‧發光二極體
221‧‧‧光感電晶體(phototransistor)
225‧‧‧RCD緩衝電路
227‧‧‧電流偵測電路
303‧‧‧準諧振谷值偵測(Quasi-Resonant Valley Detection)電路
305‧‧‧波前沿遮蔽(Leading-edge Blanking；LEB)電路
307‧‧‧內建的斜率補償電路
309‧‧‧多模式控制器
311‧‧‧PWM比較器
313‧‧‧SR正反器
315‧‧‧閘極驅動器
321‧‧‧模式選擇電路
323‧‧‧連續導通(CCM)模式
325‧‧‧準諧振(QR)模式
327‧‧‧綠能(Green)模式
329‧‧‧突發(Burst)模式
340‧‧‧曲線選擇偵測電路
350‧‧‧比較器電路
366‧‧‧QR模式過壓保護
368‧‧‧降頻曲線選擇電路
417‧‧‧迴授電路
413‧‧‧多模式控制器
429‧‧‧外部調整電路
421‧‧‧光感電晶體
450‧‧‧比較器電路
460、462、464‧‧‧比較器
468‧‧‧降頻曲線選擇電路
480‧‧‧解碼器
481‧‧‧調整電流選擇電路
482‧‧‧曲線調整電路
501、503、505‧‧‧降頻曲線
如下所述之對本發明的詳細描述與實施例之示意圖，應使本發明更被充分地理解；然而，應可理解此僅限於作為理解本發明應用之參考，而非限制本發明於一特定實施例之中。
圖1顯示一典型的返馳式轉換器示意圖； 圖2A顯示本發明實施例中具多模式控制電路的返馳式轉換器示意圖；圖2B顯示本發明實施例中具多模式控制電路的返馳式轉換器，其運作模式之示意圖；圖3A顯示本發明之一實施例中多模式控制電路的內部功能方塊圖；圖3B顯示本發明之具有降頻曲線選擇功能的多模式控制器組成功能方塊圖；圖4A-B顯示本發明之具有可調式降頻曲線技術之返馳轉換器示意圖；圖4C顯示本發明具有降頻曲線選擇功能的多模式控制IC之連接於QRD(ZCD)接腳內部之選擇功能方塊示意圖以及降頻曲線選擇電路內部電路示意圖；圖5顯示本發明根據如圖4所敘述的調整電路，其對應的降頻曲線示意圖。
此處本發明將針對發明具體實施例及其觀點加以詳細描述，此類描述為解釋本發明之結構或步驟流程，其係供以說明之用而非用以限制本發明之申請專利範圍。因此，除說明書中之具體實施例與較佳實施例外，本發明亦可廣泛施行於其他不同的實施例中。以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技術之人士可藉由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之功效性與其優點。且本發明亦可藉由其他具體實施例加以運用及實施，本說明書所闡述之各項細節亦可基於不同需求而應用，且在不悖離本發明之精神下 進行各種不同的修飾或變更。
以圖1中典型的返馳式轉換器(flyback converter)為例，其主要損失包括傳導損失(conduction loss)和切換損失(switching loss)，以及由控制電路所造成的損失。其中無論是傳導損失或是切換損失都和切換頻率(switching frequency)有很密切的關係。於一典型之返馳式轉換器，切換頻率可以是固定或是隨著負載降低而增加，通常會造成於輕載時效率低下而使得轉換器整體平均效能變差。
傳統採用硬切換的連續導通(continuous conduction mode；CCM)和不連續導通(discontinuous conduction mode；DCM)操作模式會出現很大的導通功耗。為了提高效率和省電能力，同一架構的返馳轉換器還能採用準諧振控制等軟切換操作方式，以便減少電力浪費。在準諧振操作模式下，初級端(一次側繞組)主要開關的導通電壓會大幅降低，使得先前在截止狀態時充電至開關電容的電力能夠送回電源，大幅提升電源效率。為了提高整個負載範圍的省電效率，返馳轉換器必須依據負載狀況採用不同的操作模式，如逐漸降低開關頻率的頻率摺疊模式(FFM mode)模式和省電模式。FFM模式會隨著負載減少而逐漸降低開關頻率，以減少開關損耗。當負載很小時，採用脈衝省略技術的返馳轉換器就會進入磁滯模式，又稱為省電模式或突發操作。脈衝省略技術能減少開關功耗，同時提高無負載和負載很小時的省電能力。某些應用會使用前端功率因數修正前置穩壓器，可於負載很小時關閉功率因數修正功能，以便進一步節省耗電。
降低切換頻率可以有效的降低損耗，特別是輕載時。但是由於波寬調變產生器所產生之波寬必須被控制，以免造成磁性元件飽和。為了達到前述新的節能要求，越來越多的電源供應器開始採用準諧振控制(quasi-resonant control)和谷值電壓切換(valley voltage switching)等技術，以及包括脈衝省略(pulse skipping)在內的多模式操作。透過這些技術，AC/DC轉換器在整個負載範圍內都能提供最高效率和省電能力。越來越多的省電型晶片已經開始利用這些技術控制不同架構的電源轉換器。為求高平均效率，可以在不同負載下取不同 運作模式，多模式控制返馳式驅動電路運作模式包括：(1)重載時採用連續導通(Continuous Conduction Mode；CCM)模式，於中等負載時採用準諧振(quasi-resonant；QR)模式，在QR模式下，當輸入電壓固定時，切換頻率將隨負載下降而上升。反之，當負載固定時，切換頻率將隨輸入電壓上升而上升。(2)較輕負載時則進入頻率摺疊模式(FFM mode)，QR模式雖然可以降低切換損失，但當負載下降其切換頻率反而上升，這趨勢顯然不對，為了降低切換頻率可以延長tdead，而維持MOSFET開關ton不變，這種方式稱為摺疊模式。(3)在極輕載時，或所謂待機狀態時則進入綠能模式(green mode)，由於這種模式運作下，週期極長，甚至低於一般電源頻率，且脈波極窄，脈波間相隔極遠，故又稱跳頻模式(pulse-skipping mode)。(4)於無負載(no load)時，則進入突發模式(burst mode)。
圖2A為本發明之具有多模式控制電路(multi-mode PWM controller)213之返馳式電源轉換器200之電路簡圖，輸入電壓來自市電輸入經橋式整流201與輸入電容203濾波後，整流成直流電壓後輸出至變壓器205之輸入端。返馳式電源轉換器主要涵蓋了由一開關電晶體207、一個續流二極體209、一組變壓器205以及一個輸出電容211組成之功率級(power stage)，藉由多模式控制電路(multi-mode PWM control circuit)213控制開關電晶體207的導通與否，配合次級側Ns的二極體209和電容211，即可得到直流(DC)電壓的輸出。多模式控制電路213控制流經變壓器205初級側繞組Np的電流以有效的開啟與關閉變壓器205，變壓器205的次級側繞組Ns提供輸出電壓Vout至負載215，一輔助繞組Na經由一個二極體提供一直流電壓源(Vcc)給多模式控制電路213。輸入電容203儲存且濾波直流輸入電壓，一LC電路(L1,C1,C2)儲存且濾波直流輸出電壓Vout，二極體電路避免電流回流至次級側繞組Ns與輔助繞組Na，一RCD緩衝電路225跨接初級側繞組Np。輔助繞組Na結合電阻R1、R2連接至QRD接腳作為準諧振(quasi-resonant；QR)模式及QRD模式的過壓保護(Over Voltage Protection；OVP)偵測。電流偵測電路227連接MOSFET電晶體汲極以及CS接腳作為偵測MOSFET電晶體電流訊號用。迴授電路217產生一與次級側繞組Ns上負載成正比的迴授訊號(FB)，迴授訊號(FB)被多模式控制器213根據負載215條件用於控制切換頻率以及變壓器205的峰值電流。此外，迴授 電路217提供一電壓調節可以用於調整輸出電壓Vout至一期望值，迴授電路217包括一分流調節器(shunt regular)218以及一光耦合器(219；221)，輸出電壓Vout期望值可以經由改變分流調節器218的電阻值來設定。光耦合器包含發光二極體219以及光感電晶體(phototransistor)221，於電路操作時發光二極體219所發出之光強度與負載215成正比。當發光二極體219所發出之光強度增加時，光感電晶體221之導電強度亦增加，光感電晶體221之訊號生成迴授訊號(FB)。因此，迴授訊號(FB)是與負載215成正比，亦即迴授訊號(FB)隨負載215減輕而變小；隨負載215增加而變大。但是於其他例子，迴授電路217與多模式控制器213可以配置成迴授訊號(FB)與負載215成反比或其他變化關係。
本發明所採用之多模式控制電路，其運作模式之變化可以以迴授電壓高低以及切換頻率為依據。如圖2B所示，於正常操作條件下，多模式控制電路之控制IC係以QR模式操作(II)以降低切換損失。於QR模式(II)下，切換頻率依據線路電壓(line voltage)以及負載狀況做改變。當輸出負載電流增加時，開啟時間TON增加，因而切換頻率降低。如果切換頻率低於65kHz，控制器將轉換至CCM模式(I)，因此小尺寸變壓器可以用於具高功率轉換效率之轉換器。隨著輸出負載電流降低，開啟時間TON減短，因此切換頻率變大。如果切換頻率持續增加至超過夾止頻率69kHz，控制IC將會跳過第一谷值而至第二或第三谷值開啟。於輕載狀況下，VCOMP係低於一閥值VSG1系統將切換至綠能模式(green mode)操作(III)以提高功率轉換效率，最大切換頻率將開始由69kHz線性的降低至23kHz。同時於谷值切換特性仍持續於綠能模式(green mode)的操作下，也就是說當負載持續降低時，系統將自動跳過更多谷值，因此可以更進一步將低切換頻率。於無負載或是極輕負載時(Vcomp<Burst mode voltage)，即區域IV，控制IC之閘極輸出將會被立即中止以節省能源。
圖3A為上述多模式控制電路的內部功能方塊圖，一滯後欠壓鎖定/過壓保護電路(UVLO/OVP)301連接至VCC接腳，其包含一滯後欠壓鎖定(hysteresis UVLO)比較器(未顯示)，使開啟(turn-on)與關閉(turn-off)之閥值分別為16V以及7.5V，以及另一過壓保護(OVP)比較器(未顯示)提供28V的過壓保護。準諧振谷值偵測(Quasi-Resonant Valley Detection)電路303偵測輔助繞組Na電壓 以開啟(turn-on)MOSFET電晶體，其連接至QRD接腳可以偵測電壓以及進行QR谷值偵測。一個曲線選擇偵測電路340，包含一個由複數個比較器組成的比較器電路350，連接至QRD接腳，藉由QRD腳位偵測到的電壓訊號大小以選擇進行QR模式過壓保護366或是經由降頻曲線選擇電路368進行降頻曲線選擇。波前沿遮蔽(Leading-edge Blanking；LEB)電路305用於避免MOSFET功率電晶體於每次開啟時於電流感測電阻引起之間突(spike)，其包含一內建前沿遮蔽時間(leading-edge blanking time)以避免誤啟MOSFET功率電晶體。一內建的斜率補償電路307，當其啟動時，一斜升電壓(ramp voltage)被疊加至由CS接腳偵測得到之電壓Vsense，其中Vsense為經由電流偵測電路輸入之訊號，此電路能提供穩定系統及避免產生次諧波(sub-harmonic)震盪。脈衝寬度調變(PWM)訊號產生器包含一谷值偵測電路303、一多模式控制模組309、一PWM比較器311、一SR正反器313以及一閘極驅動器315。
PWM比較器經311由反向(inverting)端(-)接收一Vsense訊號、經非反向(non-inverting)端(+)接收來自COMP接腳的迴授訊號(FB；VCOMP)。PWM比較器311可以根據輸入訊號執行邏輯操作並傳送一相對應邏輯操作之訊號至SR正反器313的重設端R，多模式控制模組309可以接收來自QR谷值偵測電路303和曲線選擇偵測電路340的輸出訊號、以及由COMP端輸入的VCOMP訊號用以選擇操作模式並控制震盪器(未顯示)訊號輸出，SR正反器可以由S端接收由多模式控制器傳送的控制訊號。SR正反器313可以根據輸入訊號執行邏輯操作並由反向輸出端(inverting output terminal)Q端傳送一對應邏輯操作之訊號至一閘極驅動器315的輸入端。
圖3B為上述多模式控制模組309之組成功能方塊圖，其包含一模式選擇電路321、連續導通(CCM)模式323、準諧振(QR)模式325、綠能(Green)模式327以及突發(Burst)模式329，並與模組外部的谷值偵測電路303、降頻曲線選擇電路366以及COMP腳位連接。模式選擇電路321包含複數個電壓比較器及邏輯選擇，使得當谷值偵測電路303輸出之電壓低於一閥值Vref時，一第一電壓比較器輸出一訊號啟動QR模式、綠能模式(Green mode)327以及突發模式(Burst mode)329；若谷值偵測電路303輸出之電壓高於一閥值Vref時電壓比較器 將僅啟動CCM模式323。另一組電壓比較器，包含第二以及第三電壓比較器，用以提供兩個電壓閥值，Vth_H和Vth_L，的比較，輸入之VCOMP訊號大於閥值Vth_H時僅輸出CCM模式323及QR模式325控制訊號；輸入之VCOMP訊號介於於一個較高閥值Vth_H時及一個較低閥值Vth_L之間時僅輸出QR模式325控制訊號；輸入之VCOMP訊號小於閥值Vth_L時僅輸出突發模式327。最後經由模式邏輯選擇可以決定以何種模式控制，然後輸出控制訊號至正反器以啟動閘級驅動器。
返馳式電源轉換器一般在規格給定後，系統設計的參數大致已決定了，因為系統電源規格種類很多，隨著負載的不同使得同一顆IC的降頻曲線在應用於不同之現有系統下可能無法達到較佳的頻率轉換效率。所以我們提出藉由外部元件調整來做改善。
參考圖4A-C所示，本發明藉由一外部調整電路429使得QRD接腳偵測的電壓Vzcd係為可調整的，根據開關407於關閉(OFF)時所偵測到的電壓Vzcd，經由連接至多模式控制器413(控制IC)內部的比較器電路450然後依據其電壓大小可以選擇輸出至QR模式的過壓保護電路或是輸出至降頻曲線選擇電路468提供所需的降頻方式，因此多模式控制器413(控制IC)的降頻曲線可藉由調整電路429然後透過比較器電路450進一步結合降頻曲線選擇電路468進行外部調整，同一控制IC可以應用於交換式電源供應系統的選擇因而變多，尤其是可以減少不同降頻曲線版本的備貨，因而大大增加生產電源供應器的彈性以及降低生產成本。圖4B則顯示本發明之調整電路429的較佳實施例，圖示僅顯示與調整電路相關之電路，省略其餘的功率級以及次級輸出測電路，調整電路429可以為一由外部串接於QRD(ZCD)接腳的電阻R1以及連接於QRD與接地端的電阻R2所組成的，使得QRD接腳的電壓VZCD係為可調整的，進而藉以補償因外接於不同系統而產生之阻抗變化所產生的壓降。圖4C左方圖式則顯示曲線選擇偵測電路440的示意圖，其描述上述控制IC中連接於QRD(ZCD)接腳內部之比較器電路450以及降頻曲線選擇電路468的連接方式。其中比較器電路450，包括三個比較器，即第一比較器460、第二比較器462以及第三比較器464。當由QRD接腳偵測到的電壓VZCD>Vx1時QRD模式過壓保護被啟動；當Vx2<VZCD<Vx1、Vx3<VZCD<Vx2或VZCD<Vx3情況發生時，降頻選擇電路 468則進入降頻曲線選擇模式，使得多模式控制器(控制IC)的降頻曲線可以經由外部調整而得到更好的轉換效率。圖4C右方圖式則顯示本發明之降頻選擇電路468的一個實施例，其包含一解碼器480、一參考電流源Iref、一調整電流選擇電路481以及一曲線調整電路482，參考電流源Iref流入調整電流選擇電路481，透過解碼器480接收比較器電路450的輸出訊號並據以決定一個調整電流Iadjx，然後由Iadjx指示曲線調整電路482選擇降頻曲線。
參考圖5，根據如圖4所敘述的調整電路，改變R1、R2的電阻值，其分別對應不同降頻曲線可以表示為圖式中的曲線501、503、505。圖5中所標示的I、II、III、IV分別代表連續導通(CCM)、準諧振(QR)、綠能(Green)以及突發(Burst)模式。
根據上述，本發明具有下列的優點：一、提供多模式控制器(控制IC)的降頻曲線可藉由外部元件進行外部調整；二、同一控制IC可以應用於交換式電源供應系統的選擇因而變多；三、減少不同降頻曲線版本的備貨，提高整個設計的價值與實用性。
上述敘述係為本發明之較佳實施例。此領域之技藝者應得以領會其係用以說明本發明而非用以限定本發明所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡熟悉此領域之技藝者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾，均屬於本發明所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之申請專利範圍內。

Claims (10)

  1. 一種具可調控降頻曲線之返馳式轉換器，包括：一初級側繞組被配置用以接收一輸入電壓；一次級側繞組耦合至該初級側繞組以及與一整流電路連接以產生直流輸出電壓；一迴授電路耦合至與該次級側連接之該整流電路輸出端以產生迴授訊號；一多模式控制電路；一輔助繞組被配置用以提供該多模式控制電路操作電源；一外部調整電路連接於該輔助繞組與該多模式控制電路之間，用以調整輸入該多模式控制電路輸入端接腳之電壓，該多模式控制電路被配置用以接收經由該迴授電壓以及該多模控制電路輸入之調整電壓以產生切換控制訊號；及一切換裝置連接至該初級側繞組及該多模式控制電路用以接收該切換控制訊號並改變流經該初級側繞組之電流。
  2. 如請求項1所述之具可調控降頻曲線之返馳式轉換器，其中上述之外部調整電路更包含一連接至一位於該多模式控制電路內部之曲線選擇偵測電路，用以偵測由該外部調整電路輸入之電壓並提供降頻曲線選擇。
  3. 如請求項2所述之具可調控降頻曲線之返馳式轉換器，其中上述之曲線選擇偵測電路包含：一比較器電路，輸入端連接至該外部調整電路偵測輸入之電壓訊號，並輸出控制電壓訊號；一降頻曲線選擇電路，連接至該比較器電路之輸出端並根據該比較器電路輸出之控制電壓訊號以進行降頻曲線選擇。
  4. 如請求項1所述之具可調控降頻曲線之返馳式轉換器，其中上述之外部調整電路係一串接於該輔助繞組與該多模式控制電路之過零電壓偵測接腳之外 接電阻。
  5. 如請求項1所述之具可調控降頻曲線之返馳式轉換器，其中上述之多模式控制電路包含：一電壓輸入端，用以提供電源輸入；一切換開關電流偵測訊號輸入端，用以輸入切換開關電流偵測訊號；一迴授訊號輸入端，用以輸入迴授電壓訊號；一比較器電路，輸入端連接至該外部調整電路偵測輸入之電壓訊號，並輸出控制電壓訊號；一降頻曲線選擇電路，連接至該比較器電路之輸出端並根據該比較器電路輸出之控制電壓訊號以進行降頻曲線選擇；一準諧振谷值偵測(Quasi-Resonant Valley Detection)電路，由連接該外部調整電路輸入電壓用以進行準諧振谷值偵測或過零電壓偵測(zero crossing detection；ZCD)；一多模式控制模組，接收迴授電壓、接收由連接該外部調整電路之準諧振谷值偵測電路輸入之谷值偵測訊號、以及接收由該降頻曲線選擇電路輸入之訊號，並輸出一控制訊號；一PWM比較器經由比較所接收之電流偵測訊號以及迴授訊號執行邏輯操作並輸出一對應邏輯操作之訊號；一SR正反器於設定端接收由該多模式控制模組輸出之控制訊號，於重設端接收由該PWM比較器輸出之邏輯操作訊號，經由輸出端輸出控制訊號；及一閘極驅動器，接收由該SR正反器輸出之訊號用以控制該切換開關之切換。
  6. 如請求項5所述之具可調控降頻曲線之返馳式轉換器，其中上述之多模式控制模組包含：一模式選擇電路，其包含複數個電壓比較器及邏輯選擇； 一連續導通(CCM)模式；一準諧振(QR)模式；一綠能(Green)模式；及一及突發(Burst)模式，分別連接至該模式選擇電路，透過經由該模式選擇電路輸入之該準諧振谷值偵測訊號、該降頻曲線選擇電路輸入之訊號以及迴授電壓訊號，經由邏輯選擇可以決定系統所處之控制模式。
  7. 如請求項5所述之具可調控降頻曲線之返馳式轉換器，其中上述之電壓輸入端更包含連接一滯後欠壓鎖定/過壓保護電路(UVLO/OVP)，用以對多模式控制電路做過壓保護。
  8. 如請求項1所述之具可調控降頻曲線之返馳式轉換器，其中上述之切換裝置為一MOSFET電晶體。
  9. 如請求項1所述之具可調控降頻曲線之返馳式轉換器，其中上述之初級側繞組與次級側繞組係透過一變壓器耦合。
  10. 如請求項1所述之具可調控降頻曲線之返馳式轉換器，其中上述之迴授電路包括一分流調節器(shunt regular)以及一光耦合器，該光耦合器包含一發光二極體以及一光感電晶體(phototransistor)。
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