TWI404318B

TWI404318B - 諧振式電力轉換電路

Info

Publication number: TWI404318B
Application number: TW99118728A
Authority: TW
Inventors: Yeh Guan; Chih Tai Chen
Original assignee: Lite On Electronics Guangzhou; Lite On Technology Corp
Priority date: 2010-06-09
Filing date: 2010-06-09
Publication date: 2013-08-01
Also published as: TW201145785A

Description

諧振式電力轉換電路

本創作是有關於一種電力轉換器，且特別是有關於一種諧振式電力轉換電路。

近年來環保意識的提升，與全球暖化問題，迫使節約能源成為世界各國重要政策之一。美國環境協會(U.S. Environmental Protection Agency,EPA)對於各項資訊電子設備也相對規定高效率的規範以去達到節能的目地，如在PC電源供應器上有80+基本款需求(80%,80%,80%),銅牌(82%,85%,82%)、銀牌(85%,88%,85%)、金牌(87%,90%,87%)認證，所以提高電源轉換器的效率是我們目前必須克服的難題。在效率要求持續提升下，目前採用的脈波寬度調變(pulse width modulation,PWM)控制方式之順向式(forward)等架構為主電源(main converter)之轉換效率已經不足以達到要求。一般而言，前端DC/DC電力轉換器主要可分為PWM電力轉換器與諧振式電力轉換器。由於PWM電力轉換器開關切換屬於硬性切換，容易導致嚴重的切換損失，使得電力轉換效率無法提升，故發展出諧振式電力轉換器。諧振電路本身具有柔性切換的特性，可降低開關切換損失，提升轉換器整體效率，所以諧振式轉換器架構(resonant converter)之主電源開始被廣泛使用。

傳統的諧振式電力轉換器主要包括三種類型：(1)串聯諧振式電力轉換器(Series Resonant Converter,簡稱SRC)；(2)並聯諧振式電力轉換器(Parallel Resonant Converter,簡稱PRC)及(3)串並聯諧振式電力轉換器(Series-Parallel Resonant Converter,簡稱SPRC，又稱為LCC)。諧振式電力轉換器的控制器會輸出切換信號至諧振式電力轉換器中的功率開關來控制其輸出電壓。然而，傳統的控制器具有切換頻率的限制，因此轉換器的增益會受到限制而容易產生輸出電壓不足的情形。

本發明提供一種諧振式電力轉換電路，其中控制器的最低切換頻率可根據諧振式轉換器的輸出電流或輸出電壓來調整，藉此讓諧振式轉換器可操作在最大的增益點下，讓諧振式轉換器的輸出電壓可以符合系統需求以增加輸出電壓與過電壓保護的效果。

本發明提供一種諧振式電力轉換電路，其中控制器的最低切換頻率可根據諧振式轉換器的輸出電流來調整，藉此提高諧振式電力轉換電路在尖峰負載時的電壓增益。

本發明提供一種諧振式電力轉換電路，其中控制器的最低切換頻率可根據諧振式轉換器的輸出電壓來調整，藉此提高諧振式電力轉換電路在回授失控時的過電壓保護能力。

本發明提出一種諧振式電力轉換電路，包括一諧振式轉換單元、一控制單元、一電流偵測單元、一電壓偵測單元以及一頻率調變單元。控制單元耦接於上述諧振式轉換單元，用以輸出至少一第一切換信號至上述諧振式轉換單元以調整上述諧振式轉換單元的一輸出電壓，其中上述控制單元具有一最低切換頻率以限制上述第一切換信號的頻率。電流偵測單元耦接於上述諧振式轉換單元的輸出以偵測上述諧振式轉換單元的一輸出電流。電壓偵測單元耦接於上述諧振式轉換單元的輸出以偵測上述諧振式轉換單元的上述輸出電壓。頻率調變單元耦接於上述電流偵測電路與上述電壓偵測電路與上述控制單元，上述頻率調變單元根據上述輸出電流與上述輸出電壓調整上述控制單元之最低切換頻率。

在本發明一實施例中，其中當上述輸出電流大於一電流預設值時，上述頻率調變單元提高上述控制單元之最低切換頻率；當上述輸出電壓大於一電壓預設值時，上述頻率調變單元降低上述控制單元之最低切換頻率。

在本發明一實施例中，上述頻率調變單元包括一第一電阻、一第一調變單元與一第二調變單元。第一電阻耦接於上述控制單元之一頻率設定接腳與一接地端之間；第一調變單元耦接於上述電流偵測單元與上述控制單元之頻率設定接腳。第二調變單元耦接於上述電壓偵測單元與上述控制單元之頻率設定接腳。

在本發明一實施例中，其中第一調變單元包括一PNP電晶體、第二電阻至第六電阻、第一與第二NMOS電晶體與第一與第二電容。上述PNP電晶體的射極耦接於一電壓源，第二電阻耦接於上述PNP電晶體的射極與上述PNP電晶體的基極之間。第三電阻的一端耦接於上述PNP電晶體的基極；上述第一NMOS電晶體的汲極耦接於上述第三電阻的另一端，上述第一NMOS電晶體的源極耦接於接地端，上述第一NMOS電晶體的閘極耦接於上述電流偵測單元。第一電容耦接於上述第一NMOS電晶體的閘極與接地端之間；第四電阻耦接於上述第一NMOS的閘極與接地端之間。上述第五電阻的一端耦接於上述控制單元的頻率設定接腳，上述第二NMOS電晶體的汲極耦接於上述第五電阻的另一端。第二NMOS電晶體的源極耦接於接地端，其閘極耦接於上述第一PNP電晶體的集極。第二電容耦接於上述第二NMOS電晶體的閘極與接地端之間。第六電阻耦接於上述第二NMOS電晶體的閘極與接地端之間。

在本發明一實施例中，上述第二調變單元包括一NPN電晶體、第二電阻至第四電阻、一第一NMOS電晶體與一第一電容。上述NPN電晶體的集極耦接於一電壓源，上述NPN電晶體的基極耦接於上述電壓偵測單元。一第二電阻耦接於上述NPN電晶體的集極與上述NPN電晶體的基極之間，上述第三電阻的一端耦接於上述控制單元之頻率設定接腳。上述第一NMOS電晶體的汲極耦接於上述第三電阻的另一端，上述第一NMOS電晶體的源極耦接於接地端，上述第一NMOS電晶體的閘極耦接於上述NPN電晶體的射極。第一電容耦接於上述第一NMOS電晶體的閘極與接地端之間。第四電阻耦接於上述第一NMOS電晶體的閘極與接地端之間。

在本發明另一實施例中，上述頻率調變單元可以另一種電路架構實施，其包括一第一電阻、一接地電容、一第一調變單元以及一第二調變單元。上述第一電阻的一第一端耦接於上述控制單元之一頻率設定接腳，一接地電容耦接於上述第一電阻的一第二端與接地端之間。第一調變單元耦接於上述電流偵測單元與控制單元之頻率設定接腳，第二調變單元耦接於上述電壓偵測單元與控制單元之頻率設定接腳。

在本發明一實施例中，上述第一調變單元包括一PNP電晶體、第二電阻至第十電阻、第一至第二NMOS電晶體、第一至第二電容，一NPN電晶體。上述PNP電晶體的射極耦接於一電壓源，第二電阻耦接於上述第一PNP電晶體的射極與上述PNP電晶體的基極之間。上述第三電阻的一端耦接於上述PNP電晶體的基極，上述第一NMOS電晶體的汲極耦接於上述第三電阻的另一端，上述第一NMOS電晶體的源極耦接於接地端，上述第一NMOS電晶體的閘極耦接於上述電流偵測單元。第一電容耦接於上述第一NMOS電晶體的閘極與接地端之間，第四電阻耦接於上述第一NMOS的閘極與接地端之間。上述第五電阻的一端耦接於上述控制單元之頻率設定接腳，上述第二NMOS電晶體的汲極耦接於上述第五電阻的另一端，上述第二NMOS電晶體的源極耦接於上述第一電阻的上述第二端，上述第二NMOS電晶體的閘極耦接於上述PNP電晶體的集極。上述第六電阻的一第一端耦接於上述PNP電晶體的集極；第七電阻耦接於上述第六電阻的一第二端與接地端之間。上述NPN電晶體的基極耦接於上述第六電阻的上述第二端，上述NPN電晶體的射極耦接於接地端。第八電阻耦接於上述PNP電晶體的射極與上述NPN電晶體的集極之間。第九電阻耦接於上述NPN電晶體的集極與接地端之間。第二電容耦接於上述NPN電晶體的集極與接地端之間。上述第十電阻的一端耦接於上述PNP電晶體的集極以及上述第三NMOS電晶體的汲極耦接於上述第十電阻的另一端，上述第三NMOS電晶體的源極耦接於接地端，上述第三NMOS電晶體的閘極耦接於上述NPN電晶體的集極。

在本發明一實施例中，上述第二調變單元包括一第一與第二NPN電晶體、第二至第八電阻、第一至第二NMOS電晶體與一第二電容。上述第一NPN電晶體的集極耦接於一電壓源，其基極耦接於上述電壓偵測單元。第二電阻耦接於第一NPN電晶體的集極與其基極之間。上述第三電阻的一端耦接於上述控制單元之頻率設定接腳，上述第一NMOS電晶體的汲極耦接於第三電阻的另一端，第一NMOS電晶體的源極耦接於接地端，其閘極耦接於第一NPN電晶體的射極。上述第四電阻的第一端耦接於該第一NPN電晶體的射極，第五電阻耦接於上述第四電阻的一第二端與接地端之間。上述第二NPN電晶體的基極耦接於第四電阻的第二端，第二NPN電晶體的射極耦接於接地端。第六電阻耦接於第一NPN電晶體的集極與第二NPN電晶體的集極之間。第七電阻耦接於第二NPN電晶體的集極與接地端之間，第二電容耦接於第二NPN電晶體的集極與接地端之間。第八電阻的一端耦接於第一NPN電晶體的集極，第二NMOS電晶體的汲極耦接於第八電阻的另一端，第二NMOS電晶體的源極耦接於接地端，其閘極耦接於第二NPN電晶體的集極。

在本發明一實施例中，上述電流偵測單元包括一電阻與一偵測電路。上述電阻串聯耦接於上述諧振式轉換單元的輸出，而上述偵測電路耦接於上述電阻的兩端以偵測上述諧振式轉換單元的上述輸出電流。

在本發明一實施例中，上述電壓偵測單元包括第一與第二電阻以及三端元件。上述第一電阻的一第一端耦接於上述諧振式轉換單元的輸出，第二電阻耦接於上述第一電阻的一第二端與一接地端之間。上述三端元件的一第一端耦接於上述頻率調變單元，上述三端元件的一第二端耦接於接地端，上述三端元件的一參考端耦接於上述第一電阻的上述第二端。

在本發明一實施例中，上述諧振式轉換單元為一LLC諧振式轉換器。

本發明一實施例中，上述控制單元更輸出一第二切換信號至上述諧振式轉換單元，上述第一切換信號的工作週期實質上為50%，上述第二切換信號工作週期實質上為50%，且上述第一切換信號與上述第二切換信號的波形反相。

本發明另提出一種諧振式電力轉換電路，包括一諧振式轉換單元、一控制單元、一電流偵測單元以及一頻率調變單元。控制單元耦接於上述諧振式轉換單元，用以輸出至少一第一切換信號至上述諧振式轉換單元以調整上述諧振式轉換單元的一輸出電壓，其中上述控制單元具有一最低切換頻率以限制上述第一切換信號的頻率。電流偵測單元耦接於上述諧振式轉換單元的輸出以偵測上述諧振式轉換單元的一輸出電流，頻率調變單元耦接於上述電流偵測電路與上述控制單元，上述頻率調變單元根據上述輸出電流調整上述控制單元之上述最低切換頻率。其中，當上述輸出電流大於一電流預設值時，上述頻率調變單元提高上述控制單元之最低切換頻率。其中，上述各元件之電路架構請參照前述說明，在此不加累述。

本發明又提出一種諧振式電力轉換電路，包括一諧振式轉換單元、一控制單元、一電壓偵測單元以及一頻率調變單元。控制單元耦接於上述諧振式轉換單元，用以輸出一第一切換信號至上述諧振式轉換單元以調整上述諧振式轉換單元的一輸出電壓，其中上述控制單元具有一最低切換頻率以限制上述第一切換信號的頻率。電壓偵測單元耦接於上述諧振式轉換單元的輸出以偵測上述諧振式轉換單元的一輸出電壓，頻率調變單元耦接於上述電流偵測電路與上述電壓偵測電路與上述控制單元，上述頻率調變單元根據上述輸出電流與上述輸出電壓調整上述控制單元之最低切換頻率。其中，當上述輸出電壓大於一電壓預設值時，上述頻率調變單元降低上述控制單元之最低切換頻率。

綜合上述，本發明之諧振式電力轉換電路會根據轉換器的輸出電壓或輸出電流來調整控制器的最低切換頻率，讓切換信號的操作頻率區間可以依照轉換器的增益曲線的變化適時調整。藉此，本發明之諧振式電力轉換電路可以使諧振式轉換單元得到所需的增益以增加其輸出電壓與增進其過電壓保護的效果。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

(第一實施例)

諧振式電力轉換器(resonant power converter)的電壓增益曲線會隨著負載或是輸出電壓變化而改變，例如當負載提高時，其最高增益之工作頻率會提高。由於傳統的控制器所輸出的切換信號頻率會受限於其內部振盪頻率，且其內部振盪頻率的設定值通常是固定的，無法隨著諧振式電力轉換器的輸出調整其輸出頻率的調變範圍。因此，在某些特定情況下，諧振式電力轉換器會受限於切換信號的工作頻率區間而無法獲得最大的增益。例如，當諧振式電力轉換器操作在重負載或尖峰負載(peak load)時，其最大增益點的頻率會提高。因此，本實施例之諧振式電力轉換電路會依照其增益曲線的變化調整其控制器的最低切換頻率，讓諧振式電力轉換器可以獲得較高的增益以提高其輸出電壓。此外，當回授失控(系統發生問題)時，輸出電壓會上升，此時輸出電壓需升高至過電壓保護點才能觸發保護電壓以關閉電源供應器。因此，當偵測到電壓上升時，控制器的最低切換頻率會對應的降低以提高諧振式電力轉換器的增益，讓諧振式電力轉換器具有足夠的增益來提高輸出電壓以觸發保護電路。

本實施例的控制器會根據諧振式轉換器的輸出電壓與輸出電流來獲得目前的負載狀況或是回授狀況，然後據以調整控制器的最低切換頻率，讓控制器具有較大的頻率切換區間來調變切換信號的頻率，以使得諧振式電力轉換器可以操作在最大增益點以符合系統需求。由於在本實施例中，控制器的最低切換頻率會依照轉換器的輸出電壓與電流調整，因此不論系統是操作在尖峰負載(peak load)或回授失控過電壓的情況下，本實施例之諧振式電力轉換電路皆可操作在適當的頻率點以獲得所需的電壓增益。

請參照圖1，圖1為根據本發明第一實施例之諧振式電力轉換電路之功能方塊圖，諧振式電力轉換電路100包括諧振式轉換單元110、控制單元120、電流偵測單元130、電壓偵測單元140與頻率調變單元150。控制單元120耦接於諧振式轉換單元110，頻率調變電路150耦接於控制單元120與電流偵測單元130與電壓偵測單元140。電流偵測單元130、電壓偵測單元140耦接於諧振式轉換單元110的輸出以偵測諧振式轉換單元110的輸出電壓與輸出電流。

諧振式轉換單元110例如為串聯諧振式電力轉換器(簡稱SRC)或並聯諧振式電力轉換器(簡稱PRC)或串並聯諧振式電力轉換器(簡稱SPRC，又稱為LCC)，本實施例並不受限。在本實施例中以半橋式LCC諧振式電力轉換器為例說明，諧振式轉換單元110具有兩個串聯的功率開關(未繪示)，其功效類似方波產生器。諧振式轉換單元110中的功率開關會依據控制單元120所輸出的切換信號來進行分別切換(導通與關閉)以產生方波信號，然後經由諧振電路與變壓器產生輸出電壓VOUT。在操作過程中，諧振式轉換單元110的增益與切換信號的頻率相關。以半橋式的諧振轉換器而言，控制單元120會輸出兩個反相以及具有實質上50%的工作週期(duty cycle)的切換信號來控制其開關。如圖1所示，控制單元120所輸出的切換信號包括第一切換信號FS1與第二切換信號FS2，用以分別控制諧振式轉換單元110中的開關(例如為功率電晶體)。控制單元120可以經由調整第一切換信號FS1與第二切換信號FS2的頻率來調整諧振式轉換單元110的增益，進而調整諧振式轉換單元110的輸出電壓VOUT。

此外，諧振式轉換單元110的電路架構也可以是全橋式的電路架構，這樣控制單元120會輸出四個切換信號以控制諧振式轉換單元110中的功率開關。本實施例中並不限定諧振式轉換單元110的電路架構，控制單元120可依照其電路架構輸出至少一切換信號至諧振式轉換單元110，並且可經由調整切換信號的頻率來調整諧振式轉換單元110的增益以產生所需的輸出電壓。

控制單元120的功能就像是信號產生器，可利用例如意法半導體(STMicroelectronics,ST)公司的高電壓諧振控制晶片(例如型號L6599)來實現，但本實施例並不受限於此一型號的晶片。一般而言，控制單元所輸出的切換信號的頻率會受限於晶片內部的振盪頻率，其切換信號會具有一最小切換頻率的限制。以上述L6599為例，其最低切換頻率是經由一頻率設定接腳來設定，也就是說，經由此設定接腳可設定第一切換信號FS1與第二切換信號FS2的最低工作頻率。由於諧振式轉換單元110的增益會隨著第一切換信號FS1與第二切換信號FS2的切換頻率而變，因此調整控制單元120的最低切換頻率可以讓諧振式轉換單元110具有更大的增益調變空間以符合設計需求。值得注意的是，所謂調整最低切換頻率是指調整控制單元120所能輸出的切換信號的頻率下限，而非直接調整其切換信號的頻率。

電流偵測單元130與電壓偵測單元140分別用來偵測諧振式轉換單元110的輸出電流與輸出電壓。頻率調變單元150會根據諧振式轉換單元110的輸出電流與輸出電壓調整控制單元120的最低切換頻率。以L6599來實現控制單元120為例，頻率調變單元150可經由調整其Fmin接腳所連接的電阻值來調整控制單元120的最低切換頻率。值得注意的是，不同的控制晶片具有不同的頻率設定方式，上述L6599僅為本發明之一實施例，本發明並不以此為限。在經由上述實施例之說明後，本技術領域具有通常知識者應可推知其他實施方式，在此不加累述。

頻率調變單元150中包括第一調變單元152與第二調變單元154，分別耦接於電流偵測單元130與電壓偵測單元140。第一調變單元152會根據諧振式轉換單元110的輸出電流調整控制單元120的最低切換頻率。第二調變單元154會根據諧振式轉換單元110的輸出電壓調整控制單元120的最低切換頻率。舉例來說，當偵測到諧振式轉換單元110的輸出電流大於一電流預設值時，表示其操作在重負載下，頻率調變單元150會提高控制單元120之最低切換頻率；當偵測到諧振式轉換單元110的輸出電壓大於一電壓預設值時則可能發生回授失控，此時頻率調變單元150會降低控制單元120之最低切換頻率。藉由上述調整，控制單元120可在尖峰負載或回授失控時調整切換信號的最低切換頻率，讓諧振式轉換單元110可以獲得較高的增益以輸出所需的電壓值。

請參照圖2A，圖2A為根據本發明第一實施例之負載與增益曲線圖。本實施例以280W的電源供應器為例說明，圖2A繪示的兩條增益曲線分別為280W負載與600W尖峰負載時的增益曲線。在280W負載的曲線中，其最大增益的頻率為F1，在600W尖峰負載的曲線中，其最大增益的頻率為F2。由圖2A可知，尖峰負載或重負載時，對應於最大增益點的頻率會提高，因此當偵測到諧振式轉換單元110的輸出電流大於電流預設值時，第一調變單元152便會提高控制單元120之最低切換頻率以限制切換信號的最低切換頻率，藉此提高諧振式轉換單元110的增益，讓諧振式轉換單元110可以維持穩定的輸出。以圖2A為例，第一調變單元152會提高控制單元120的最低切換頻率至頻率F2以限制控制單元120的最低切換頻率。如圖2A所示，原始的最低切換頻率設定在頻率F1，當600W尖峰負載發生時，頻率F1(27kHz)所對應的增益為0.83，當第一調變單元152將控制單元120的最低切換頻率提高至頻率F2(40kHz)時，則可使增益增加到0.99。

所謂回授失控表示電源供應器發生異常的問題，例如元件燒毀或故障，此時必須讓諧振式轉換單元110的輸出電壓可以升高至過電壓保護點以觸發過電壓保護機制來關閉電源供應器。因此，當電壓偵測單元140偵測到輸出電壓超過電壓預設值時，第二頻率調變電路154便會降低控制單元120的最低切換頻率，讓諧振式轉換單元110可以獲得較高的增益以提高其輸出電壓來觸發過電壓保護以關閉電源供應器。請參照圖2B，圖2B為根據本發明第二實施例之增益曲線圖。當原始設定的最低切換頻率限制於頻率F1(27kHz)時，電壓增益只能達到1.07，當第二頻率調變電路154將控制單元120的最低切換頻率降低至頻率F3(20kHz)時，其電壓增益可達到1.11，可以確保諧振式轉換單元110的輸出電壓能達到過電壓保護點。

由上述可知，諧振式電力轉換電路100可在尖峰負載或回授失控時調整諧振式轉換單元110的輸出增益，讓諧振式轉換單元110可以操作在較高的增益點以輸出所需的電壓值。上述用以判斷是否發生尖峰負載或回授失控的預設電流值與預設電壓值可依照設計需求而定，本發明並不受限。在經由上述實施例之說明後，本技術領域具有通常知識者應可推知其他實施方式，在此不加累述。

(第二實施例)

接下來，進一步說明諧振式電力轉換電路之電路實施方式，請參照圖3，圖3為根據本發明第二實施例之諧振式電力轉換電路之電路圖。諧振式電力轉換電路300包括諧振式轉換單元310、控制單元320、電流偵測單元330、電壓偵測單元340與頻率調變單元350，頻率調變單元350中尚包括第一調變單元352與第二調變單元354。電流偵測單元330中包括電阻R_s 與偵測電路332，電阻R_s 串聯耦接於諧振式轉換單元310的輸出，用以將電流轉換為電壓信號，偵測電路332耦接於電阻R_s 的兩端，經由其電壓差偵測諧振式轉換單元310的輸出電流。偵測電路332可利用電流偵測元件或電壓偵測電路實現，本實施例並不受限。電壓偵測單元340包括電阻R₂₈ 與R₂₉ 以及三端元件IC₂ ，電阻R₂₈ 與R₂₉ 串聯耦接於諧振式轉換單元310的輸出與接地端GND之間，三端元件IC₂ 耦接於第二調變單元354與接地端GND之間，三端元件IC₂ 的參考端耦接於電阻R₂₈ 與R₂₉ 的共用接點。

其中，三端元件IC₂ 例如為德州儀器(Texas Instruments,TI)所出產的TL431(voltage regulator)，三端元件IC₂ 的參考端(REF)耦接於電阻R₂₈ 與R₂₉ 的共用接點，三端元件IC₂ 的陽極端(ANODE)耦接於接地端GND，三端元件IC₂ 的陰極端(CATHODE)耦接於NPN電晶體B₂₁ 的基極。三端元件IC₂ 會依照參考端(REF)的電壓調整陰極端的輸出電壓。關於TL431的應用方式請參考其規格書，在此不加累述。

控制單元320具有頻率設定接腳Fmin，電阻R₀₁ 耦接於頻率設定接腳Fmin與接地端GND之間，控制單元320的振盪頻率可由頻率設定接腳Fmin所耦接的電阻值來決定。在本實施例中，頻率調變單元350包括電阻R₀₁ 、第一調變單元352與第二調變單元354，電阻R₀₁ 耦接於控制單元320的頻率設定接腳Fmin與接地端GND之間。第一調變單元352與第二調變單元354同樣耦接於頻率設定接腳Fmin，可以選擇性分別控制是否並聯一電阻(在本實施例中，被控制之電阻分別為電阻R₁₅ 與電阻R₂₃ )至電阻R₀₁ 以調整頻率設定接腳Fmin所連接的電阻值，藉此調整控制單元320的最低切換頻率。

第一調變單元352包括電阻R₁₂ ~R₁₆ 、電容C₁₁ ~C₁₂ 、PNP電晶體B₁₁ 與NMOS電晶體M₁₁ 、M₁₂ ，其中PNP電晶體為PNP雙極接面電晶體(PNP bipolar junction transistor)的簡稱，NMOS電晶體為N通道金氧半場效電晶體(N channel metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)的簡稱。PNP電晶體B₁₁ 的射極耦接於電壓源V_CC ，電阻R₁₂ 耦接於PNP電晶體B₁₁ 的射極與PNP電晶體B₁₁ 的基極之間。電阻R₁₃ 的一端耦接於PNP電晶體B₁₁ 的基極。NMOS電晶體M₁₁ 的汲極耦接於電阻R₁₃ 的另一端。NMOS電晶體M₁₁ 的源極耦接於接地端GND。NMOS電晶體M₁₁ 的閘極耦接於電流偵測單元330中的偵測電路332。

電容C₁₁ 耦接於NMOS電晶體M₁₁ 的閘極與接地端GND之間，電阻R₁₄ 耦接於NMOS電晶體M₁₁ 的閘極與接地端GND之間。電阻R₁₅ 的一端耦接於控制單元320的頻率設定接腳Fmin。NMOS電晶體M₁₂ 的汲極耦接於電阻R₁₅ 的另一端，其源極耦接於接地端GND，其閘極耦接於PNP電晶體B₁₁ 的集極。電容C₁₂ 耦接於NMOS電晶體M₁₂ 的閘極與接地端GND之間。電阻R₁₆ 耦接於NMOS電晶體M₁₂ 的閘極與接地端GND之間。

在正常狀況下，NMOS電晶體M₁₂ 是處於關閉的狀態，當偵測電路332偵測到諧振式轉換單元310的輸出電流大於電流預設值時(表示處於尖峰負載或重負載)，偵測電路332會導通NMOS電晶體M₁₁ ，此時第一調變單元352會產生高電位的第一控制信號VG1以導通NMOS電晶體M₁₂ ，使得電阻R₁₅ 與電阻R₀₁ 並聯，讓頻率設定接腳Fmin所連接的阻抗值降低。藉此，提高控制單元320的最低切換頻率，如同圖2A所示。

第二調變單元354包括電阻R₂₂ ~R₂₄ 、電容C₂₁ 、NPN電晶體B₂₁ 與NMOS電晶體M₂₁ ，其中NPN電晶體為NPN雙極接面電晶體(NPN bipolar junction transistor)的簡稱。NPN電晶體B₂₁ 的集極耦接於電壓源V_CC ，NPN電晶體B₂₁ 的基極耦接於電壓偵測單元340的三端元件IC₂ 。電阻R₂₂ 耦接於NPN電晶體B₂₁ 的集極與NPN電晶體B₂₁ 的基極之間。電阻R₂₃ 的一端耦接於控制單元320之頻率設定接腳Fmin，NMOS電晶體M₂₁ 的汲極耦接於電阻R₂₃ 的另一端，其源極耦接於接地端GND，其閘極耦接於NPN電晶體B₂₁ 的射極。電容C₂₁ 耦接於NMOS電晶體M₂₁ 的閘極與接地端GND之間。電阻R₂₄ 耦接於NMOS電晶體M₂₁ 的閘極與接地端GND之間。

在正常操作下，NMOS電晶體M₂₁ 是處於導通的狀態，電阻R₂₃ 可視為與電阻R₀₁ 並聯。當電壓偵測單元340偵測到諧振轉換單元310的輸出電壓大於電壓預設值時，電壓偵測單元340會關閉NPN電晶體B₂₁ ，使得第二調變單元354所輸出的第二控制信號VG2轉換為低電位。此時，第二調變單元354會關閉NMOS電晶體M₂₁ 以使電阻R₂₃ 不與電阻R₀₁ 並聯(即是讓電阻R₂₃ 浮接)。因此，控制單元320的頻率設定接腳Fmin所耦接的電阻值會提高，使得控制單元320的最低切換頻率下降。如圖2B所示，較低的最低切換頻率可以讓諧振式轉換單元310獲得較高的增益。

(第三實施例)

上述圖3僅為本發明之一實施例，其中頻率調變單元也可以用其他電路實施以適用於不同規格的諧振控制晶片(resonant controller)，在本實施例中，控制單元320以Champion-mirco出產的CM6901晶片為例說明。請參照圖4，圖4為根據本發明第三實施例之諧振式電力轉換電路400之電路圖。圖4與圖3主要差異在於頻率調變單元450，在圖4中，頻率調變單元450包括電阻R₀₁ 、接地電容C₀₁ 、第一調變單元452與第二調變單元454。電阻R₀₁ 與接地電容C₀₁ 串聯耦接於控制單元320的頻率設定接腳Vref與接地端GND之間，電阻R₀₁ 與接地電容C₀₁ 的共用接點耦接於控制單元320的另一接腳RT/CT。更詳細的說，CM6901的頻率設定接腳為第16號接腳(Pin number 16，Vref)，所以電阻R₀₁ 會耦接於晶片的第16號接腳(Pin number 16，Vref)與第9號接腳(Pin number 9，RT/CT)之間，接地電容C₀₁ 耦接於第9號接腳(Pin number 9，RT/CT)與接地端GND之間。關於CM6901晶片的電路設計方式請參考CM6901的元件規格書，在此不加累述。

第一調變單元452包括電阻R₃₀ ~R₃₉ 、電容C₃₁ 、C₃₂ 、PNP電晶體B₃₁ 與NPN電晶體B₃₂ 與NMOS電晶體M₃₁ 、M₃₂ 、M₃₃ 。PNP電晶體B₃₁ 的射極耦接於電壓源V_CC 。電阻R₃₂ 耦接於PNP電晶體B₃₁ 的射極與其基極之間。電阻R₃₃ 耦接於PNP電晶體B₃₁ 的基極與NMOS電晶體M₃₁ 的汲極之間。NMOS電晶體M₃₁ 的源極耦接於接地端GND，其閘極耦接於電流偵測單元330。電容C₃₁ 耦接於NMOS電晶體M₃₁ 的閘極與接地端GND之間，電阻R₃₄ 耦接於NMOS的閘極M₃₁ 與接地端GND之間。電阻R₃₅ 耦接於控制單元320之頻率設定接腳Vref與NMOS電晶體M₃₂ 的汲極之間，NMOS電晶體M₃₂ 的源極耦接於電阻R₀₁ 與接地電容C₀₁ 的共用接點，NMOS電晶體M₃₂ 的閘極則耦接於PNP電晶體B₃₁ 的集極。

電阻R₃₆ 耦接於PNP電晶體B₃₁ 的集極與電阻R₃₇ 之間，電阻R₃₇ 的另一端耦接於接地端GND。NPN電晶體B₃₂ 的基極耦接於電阻R₃₆ 與電阻R₃₇ 的共用接點，NPN電晶體B₃₂ 的射極耦接於接地端GND。電阻R₃₈ 與電阻R₃₉ 串聯耦接於PNP電晶體B₃₁ 的集極與接地端GND之間，其共用接點則耦接於NPN電晶體B₃₂ 的集極。電容C₃₂ 耦接於NPN電晶體B₃₂ 的集極與接地端GND之間。電阻R₃₀ 的一端耦接於PNP電晶體B₃₁ 的集極，另一端耦接於NMOS電晶體M₃₃ 的汲極，NMOS電晶體M₃₃ 的源極耦接於接地端GND，NMOS電晶體M₃₃ 的閘極耦接於NPN電晶體B₃₂ 的集極。

如同圖3一樣，在正常狀況下，NMOS電晶體M₃₂ 是處於關閉的狀態，當偵測電路332偵測到諧振式轉換單元310的輸出電流大於電流預設值時(表示處於尖峰負載或重負載)，偵測電路332會導通NMOS電晶體M₃₁ ，此時第一調變單元452會產生高電位的第一控制信號VG1以導通NMOS電晶體M₃₂ ，使得電阻R₃₅ 與電阻R₀₁ 並聯。頻率設定接腳Vref所連接的阻抗值會因為電阻R₃₅ 與電阻R₀₁ 並聯而降低。藉此，提高控制單元320的最低切換頻率，讓諧振式轉換單元310可以產生較高的增益，如同圖2A所示。

第二調變單元454包括電阻R₄₂ ~R₄₈ 、電容C₄₂ 、NPN電晶體B₄₁ 、B₄₂ 與NMOS電晶體M₄₁ 、M₄₂ 。NPN電晶體B₄₁ 的集極耦接於電壓源V_CC ，其基極耦接於電壓偵測單元340。電阻R₄₂ 耦接於NPN電晶體B₄₁ 的集極與基極之間。電阻R₄₃ 耦接於控制單元320之頻率設定接腳Vref與NMOS電晶體M₄₁ 的汲極之間。NMOS電晶體M₄₁ 的源極耦接於接地端GND，其閘極耦接於NPN電晶體B₄₁ 的射極。電阻R₄₄ 與電阻R₄₅ 串聯耦接於NPN電晶體B₄₁ 的射極與接地端GND之間，其共用接點耦接於NPN電晶體B₄₂ 的基極，NPN電晶體B₄₂ 的射極耦接於接地端GND。電阻R₄₆ 耦接於NPN電晶體B₄₁ 的集極與NPN電晶體B₄₂ 的集極之間。電阻R₄₇ 耦接於NPN電晶體B₄₂ 的集極與接地端GND之間。電容C₄₂ 耦接於NPN電晶體B₄₂ 的集極與接地端GND之間。電阻R₄₈ 的一端耦接於NPN電晶體B₄₁ 的射極，另一端耦接於NMOS電晶體M₄₂ 的汲極。NMOS電晶體M₄₂ 的源極耦接於接地端GND，NMOS電晶體M₄₂ 的閘極耦接於NPN電晶體B₄₂ 的集極。

在正常操作下，NMOS電晶體M₄₁ 是處於導通的狀態，電阻R₄₃ 可視為與電阻R₀₁ 並聯。當電壓偵測單元340偵測到諧振轉換單元310的輸出電壓大於電壓預設值時，電壓偵測單元340會關閉NPN電晶體B₄₁ ，使得第二調變單元454所輸出的第二控制信號VG2轉換為低電位。此時，第二調變單元454會關閉NMOS電晶體M₄₁ ，使得電阻R₄₃ 不與電阻R₀₁ 並聯。此時，控制單元320的頻率設定接腳Vref所耦接的電阻值會提高，使得控制單元320的最低切換頻率下降。如圖2B所示，較低的最低切換頻率可以讓諧振式轉換單元310獲得較高的增益。

圖4中的其餘電路架構與圖3相似，其電路原理也相似，因此本技術領域具有通常知識者在經由上述實施例之揭露後應可輕易推知其電路作動方式，在此不加累述。此外，雖然圖3與圖4是以不同的晶片為例說明，但其頻率調變單元350、450的電路架構可依照晶片規格調整或調換使用，本發明並不受限。在經由上述實施例之說明後，本技術領域具有通常知識者應可推知其他實施與應用方式，在此不加累述。此外，值得注意的是，上述圖3與圖4僅為本發明之實施範例，但本發明之實施電路並不以此為限，上述圖1中之各元件可依照其功能以不同的電路實施。在經由上述實施例之說明後，本技術領域具有通常知識者應可推知其他實施方式，在此不加累述。

(第四實施例)

在上述圖1中，其最低切換頻率的調整可分為根據輸出電流調整或根據輸出電壓調整兩種方式，其中負責根據輸出電流調整最低切換頻率的部份電路為第一調變單元152與電流偵測單元130，而負責根據輸出電壓調整最低切換頻率的部份電路為第二調變單元154與電壓偵測單元140。由於第一調變單元152與第二調變單元154皆具有調整控制單元120的最低切換頻率的功能，因此電壓偵測與電流偵測兩部份的電路可獨立運作或是整合在同一個諧振式電力轉換電路中。

如圖5與圖6所示，圖5為根據本發明第四實施例之適用於電流偵測之諧振式電力轉換電路之功能方塊圖。圖6為根據本發明第四實施例之適用於電壓偵測之諧振式電力轉換電路之功能方塊圖。在圖5中，諧振式電力轉換電路500包括諧振式轉換單元110、控制單元120、電流偵測單元130與第一調變單元152。其中，在圖5實施例中之頻率調變單元僅包括第一調變單元152。控制單元120耦接於諧振式轉換單元110，第一調變單元152耦接於控制單元120與電流偵測單元130。電流偵測單元130耦接於諧振式轉換單元110的輸出以偵測諧振式轉換單元110的輸出電流。當偵測到諧振式轉換單元110的輸出電流大於電流預設值時，第一調變單元152會提高控制單元120的最低切換頻率以讓諧振式轉換單元110具有較高的增益。圖5中的個別元件的作動與其操作方式可參照圖1之說明，而其電路實施方式請參照上述圖3與圖4之描述，在此不加累述。

在圖6中，諧振式電力轉換電路600包括諧振式轉換單元110、控制單元120、電流偵測單元130與第二調變單元154。其中，在圖6實施例中之頻率調變單元僅包括第二調變單元154。第二調變單元154耦接於控制單元120與電壓偵測單元140。當偵測到諧振式轉換單元110的輸出電壓大於電壓預設值時，第二調變單元154會降低控制單元120的最低切換頻率以讓諧振式轉換單元110具有較高的增益。圖6中的個別元件的作動與其操作方式可參照圖1之說明，而其電路實施方式請參照上述圖3與圖4之描述，在此不加累述。

值得注意的是，控制單元120可使用不同的晶片或電路來實施，不同的晶片與電路具有不同的頻率調整方式，本發明並不受限於上述圖1~圖6之實施方式。第一調變單元152與第二調變單元154主要的功能是用來調整控制單元120的最低切換頻率，其電路可依照不同的控制單元120而變。在經由上述實施例之說明後，本技術領域具有通常知識者應可推知其他實施方式，在此不加累述。

綜上所述，本發明之諧振式電力轉換電路具有依照諧振式轉換單元的輸出電流或輸出電壓動態調整控制單元的最低切換頻率的功能。本發明之諧振式電力轉換電路可因應轉換器在不同負載下的增益曲線變化即時調整控制器的最低切換頻率，讓諧振式轉換單元可以得到較佳的增益以符合系統需求。藉此提高電源供應器的穩定性與過電壓保護效果。

雖然本發明之較佳實施例已揭露如上，然本發明並不受限於上述實施例，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明所揭露之範圍內，當可作些許之更動與調整，因此本發明之保護範圍應當以後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、300、400、500、600．．．諧振式電力轉換電路

110、310．．．諧振式轉換單元

120、320．．．控制單元

130、330．．．電流偵測單元

140、340．．．電壓偵測單元

150、350、450．．．頻率調變單元

152、352、452．．．第一調變單元

154、354、454．．．第二調變單元

332．．．偵測電路

B₁₁ 、B₃₁ ．．．PNP電晶體

B₂₁ 、B₃₂ 、B₄₁ 、B₄₂ ．．．NPN電晶體

M₁₁ 、M₁₂ 、M₂₁ ．．．NMOS電晶體

M₃₁ 、M₃₂ 、M₃₃ 、M₄₁ 、M₄₂ ．．．NMOS電晶體

R₀₁ 、R₂₈ 、R₂₉ 、R_s ．．．電阻

R₁₂ ~R₁₆ 、R₂₂ ~R₂₄ 、R₃₀ ~R₃₉ 、R₄₂ ~R₄₈ ．．．電阻

C₁₁ ~C₁₂ 、C₂₁ 、C₃₁ 、C₃₂ 、C₄₂ ．．．電容

C₀₁ ．．．接地電容

IC₂ ．．．三端元件

Fmin、Vref．．．頻率設定接腳

RT/CT．．．接腳

VG1．．．第一控制信號

VG2．．．第二控制信號

FS1．．．第一切換信號

FS2．．．第二切換信號

F1、F2、F3．．．頻率

V_CC ．．．電壓源

VOUT．．．輸出電壓

GND．．．接地端

圖1為根據本發明第一實施例之諧振式電力轉換電路之功能方塊圖。

圖2A為根據本發明第一實施例之負載與增益曲線圖。

圖2B為根據本發明第二實施例之增益曲線圖。

圖3為根據本發明第二實施例之諧振式電力轉換電路之電路圖。

圖4為根據本發明第三實施例之轉換單元之電路圖。

圖5為根據本發明第四實施例之適用於電流偵測之諧振式電力轉換電路之功能方塊圖。

圖6為根據本發明第四實施例之適用於電壓偵測之諧振式電力轉換電路之功能方塊圖。

100．．．諧振式電力轉換電路

110．．．諧振式轉換單元

120．．．控制單元

130．．．電流偵測單元

140．．．電壓偵測單元

150．．．頻率調變單元

152．．．第一調變單元

154．．．第二調變單元

FS1．．．第一切換信號

FS2．．．第二切換信號

VOUT．．．輸出電壓

Claims

一種諧振式電力轉換電路，包括：一諧振式轉換單元；一控制單元，耦接於該諧振式轉換單元，用以輸出至少一第一切換信號至該諧振式轉換單元以調整該諧振式轉換單元的一輸出電壓，其中該控制單元具有一最低切換頻率以限制該第一切換信號的頻率；一電流偵測單元，耦接於該諧振式轉換單元的輸出以偵測該諧振式轉換單元的一輸出電流；一電壓偵測單元，耦接於該諧振式轉換單元的輸出以偵測該諧振式轉換單元的該輸出電壓；以及一頻率調變單元，耦接於該電流偵測電路與該電壓偵測電路與該控制單元，該頻率調變單元根據該輸出電流與該輸出電壓調整該控制單元之該最低切換頻率。
如申請專利範圍第1項所述之諧振式電力轉換電路，其中當該輸出電流大於一電流預設值時，該頻率調變單元提高該控制單元之該最低切換頻率；當該輸出電壓大於一電壓預設值時，該頻率調變單元降低該控制單元之該最低切換頻率。
如申請專利範圍第1項所述之諧振式電力轉換電路，其中該頻率調變單元包括：一第一電阻，耦接於該控制單元之一頻率設定接腳與一接地端之間；一第一調變單元，耦接於該電流偵測單元與該控制單元之該頻率設定接腳；以及一第二調變單元，耦接於該電壓偵測單元與該控制單元之該頻率設定接腳。
如申請專利範圍第3項所述之諧振式電力轉換電路，其中該第一調變單元包括：一PNP電晶體，該PNP電晶體的射極耦接於一電壓源；一第二電阻，耦接於該PNP電晶體的射極與該PNP電晶體的基極之間；一第三電阻，該第三電阻的一端耦接於該PNP電晶體的基極；一第一NMOS電晶體，該第一NMOS電晶體的汲極耦接於該第三電阻的另一端，該第一NMOS電晶體的源極耦接於該接地端，該第一NMOS電晶體的閘極耦接於該電流偵測單元；一第一電容，耦接於該第一NMOS電晶體的閘極與該接地端之間；一第四電阻，耦接於該第一NMOS的閘極與該接地端之間；一第五電阻，該第五電阻的一端耦接於該控制單元的該頻率設定接腳；一第二NMOS電晶體，該第二NMOS電晶體的汲極耦接於該第五電阻的另一端，該第二NMOS電晶體的源極耦接於該接地端，該第二NMOS電晶體的閘極耦接於該第一PNP電晶體的集極；一第二電容，耦接於該第二NMOS電晶體的閘極與該接地端之間；以及一第六電阻，耦接於該第二NMOS電晶體的閘極與該接地端之間。
如申請專利範圍第3項所述之諧振式電力轉換電路，其中該第二調變單元包括：一NPN電晶體，該NPN電晶體的集極耦接於一電壓源，該NPN電晶體的基極耦接於該電壓偵測單元；一第二電阻，耦接於該NPN電晶體的集極與該NPN電晶體的基極之間；一第三電阻，該第三電阻的一端耦接於該控制單元之該頻率設定接腳；一第一NMOS電晶體，該第一NMOS電晶體的汲極耦接於該第三電阻的另一端，該第一NMOS電晶體的源極耦接於該接地端，該第一NMOS電晶體的閘極耦接於該NPN電晶體的射極；一第一電容，耦接於該第一NMOS電晶體的閘極與該接地端之間；以及一第四電阻，耦接於該第一NMOS電晶體的閘極與該接地端之間。
如申請專利範圍第1項所述之諧振式電力轉換電路，其中該頻率調變單元包括：一第一電阻，該第一電阻的一第一端耦接於該控制單元之一頻率設定接腳；一接地電容，耦接於該第一電阻的一第二端與一接地端之間；一第一調變單元，耦接於該電流偵測單元與該控制單元之該頻率設定接腳；以及一第二調變單元，耦接於該電壓偵測單元與該控制單元之該頻率設定接腳。
如申請專利範圍第6項所述之諧振式電力轉換電路，其中該第一調變單元包括：一PNP電晶體，該PNP電晶體的射極耦接於一電壓源；一第二電阻，耦接於該PNP電晶體的射極與該PNP電晶體的基極之間；一第三電阻，該第三電阻的一端耦接於該PNP電晶體的基極；一第一NMOS電晶體，該第一NMOS電晶體的汲極耦接於該第三電阻的另一端，該第一NMOS電晶體的源極耦接於該接地端，該第一NMOS電晶體的閘極耦接於該電流偵測單元；一第一電容，耦接於該第一NMOS電晶體的閘極與該接地端之間；一第四電阻，耦接於該第一NMOS的閘極與該接地端之間；一第五電阻，該第五電阻的一端耦接於該控制單元之該頻率設定接腳；一第二NMOS電晶體，該第二NMOS電晶體的汲極耦接於該第五電阻的另一端，該第二NMOS電晶體的源極耦接於該第一電阻的該第二端，該第二NMOS電晶體的閘極耦接於該PNP電晶體的集極；一第六電阻，該第六電阻的一第一端耦接於該PNP電晶體的集極；一第七電阻，耦接於該第六電阻的一第二端與該接地端之間；一NPN電晶體，該NPN電晶體的基極耦接於該第六電阻的該第二端，該NPN電晶體的射極耦接於該接地端；一第八電阻，耦接於該PNP電晶體的射極與該NPN電晶體的集極之間；一第九電阻，耦接於該NPN電晶體的集極與該接地端之間；一第二電容，耦接於該NPN電晶體的集極與該接地端之間；一第十電阻，該第十電阻的一端耦接於該PNP電晶體的集極；以及一第三NMOS電晶體，該第三NMOS電晶體的汲極耦接於該第十電阻的另一端，該第三NMOS電晶體的源極耦接於該接地端，該第三NMOS電晶體的閘極耦接於該NPN電晶體的集極。
如申請專利範圍第6項所述之諧振式電力轉換電路，其中該第二調變單元包括：一第一NPN電晶體，該第一NPN電晶體的集極耦接於一電壓源，該第一NPN電晶體的基極耦接於該電壓偵測單元；一第二電阻，耦接於該第一NPN電晶體的集極與該第一NPN電晶體的基極之間；一第三電阻，該第三電阻的一端耦接於該控制單元之該頻率設定接腳；一第一NMOS電晶體，該第一NMOS電晶體的汲極耦接於該第三電阻的另一端，該第一NMOS電晶體的源極耦接於該接地端，該第一NMOS電晶體的閘極耦接於該第一NPN電晶體的射極；一第四電阻，該第四電阻的一第一端耦接於該第一NPN電晶體的射極；一第五電阻，耦接於該第四電阻的一第二端與該接地端之間；一第二NPN電晶體，該第二NPN電晶體的基極耦接於該第四電阻的該第二端，該第二NPN電晶體的射極耦接於該接地端；一第六電阻，耦接於該第一NPN電晶體的集極與該第二NPN電晶體的集極之間；一第七電阻，耦接於該第二NPN電晶體的集極與該接地端之間；一第二電容，耦接於該第二NPN電晶體的集極與該接地端之間；一第八電阻，該第八電阻的一端耦接於該第一NPN電晶體的射極；以及一第二NMOS電晶體，該第二NMOS電晶體的汲極耦接於該第八電阻的另一端，該第二NMOS電晶體的源極耦接於該接地端，該第二NMOS電晶體的閘極耦接於該第二NPN電晶體的集極。
如申請專利範圍第1項所述之諧振式電力轉換電路，其中該電流偵測單元包括：一電阻，串聯耦接於該諧振式轉換單元的輸出；以及一偵測電路，耦接於該電阻的兩端以偵測該諧振式轉換單元的該輸出電流。
如申請專利範圍第1項所述之諧振式電力轉換電路，其中該電壓偵測單元包括：一第一電阻，該第一電阻的一第一端耦接於該諧振式轉換單元的輸出；一第二電阻，耦接於該第一電阻的一第二端與一接地端之間；以及一三端元件，該三端元件的一第一端耦接於該頻率調變單元，該三端元件的一第二端耦接於該接地端，該三端元件的一參考端耦接於該第一電阻的該第二端。
如申請專利範圍第1項所述之諧振式電力轉換電路，其中該諧振式轉換單元為一LLC諧振式轉換器。
如申請專利範圍第1項所述之諧振式電力轉換電路，其中該控制單元更輸出一第二切換信號至該諧振式轉換單元，該第一切換信號的工作週期實質上為50%，該第二切換信號工作週期實質上為50%，且該第一切換信號與該第二切換信號的波形反相。
一種諧振式電力轉換電路，包括：一諧振式轉換單元；一控制單元，耦接於該諧振式轉換單元，用以輸出至少一第一切換信號至該諧振式轉換單元以調整該諧振式轉換單元的一輸出電壓，其中該控制單元具有一最低切換頻率以限制該第一切換信號的頻率；一電流偵測單元，耦接於該諧振式轉換單元的輸出以偵測該諧振式轉換單元的一輸出電流；以及一頻率調變單元，耦接於該電流偵測電路與該控制單元，該頻率調變單元根據該輸出電流調整該控制單元之該最低切換頻率；其中，當該輸出電流大於一電流預設值時，該頻率調變單元提高該控制單元之該最低切換頻率。
如申請專利範圍第13項所述之諧振式電力轉換電路，其中該頻率調變單元包括：一第一電阻，耦接於該控制單元之一頻率設定接腳與一接地端之間；以及一第一調變單元，耦接於該電流偵測單元與該控制單元之該頻率設定接腳。
如申請專利範圍第14項所述之諧振式電力轉換電路，其中該第一調變單元包括：一PNP電晶體，該PNP電晶體的射極耦接於一電壓源；一第二電阻，耦接於該PNP電晶體的射極與該PNP電晶體的基極之間；一第三電阻，該第三電阻的一端耦接於該PNP電晶體的基極；一第一NMOS電晶體，該第一NMOS電晶體的汲極耦接於該第三電阻的另一端，該第一NMOS電晶體的源極耦接於該接地端，該第一NMOS電晶體的閘極耦接於該電流偵測單元；一第一電容，耦接於該第一NMOS電晶體的閘極與該接地端之間；一第四電阻，耦接於該第一NMOS的閘極與該接地端之間；一第五電阻，該第五電阻的一端耦接於該控制單元的該頻率設定接腳；一第二NMOS電晶體，該第二NMOS電晶體的汲極耦接於該第五電阻的另一端，該第二NMOS電晶體的源極耦接於該接地端，該第二NMOS電晶體的閘極耦接於該第一PNP電晶體的集極；一第二電容，耦接於該第二NMOS電晶體的閘極與該接地端之間；以及一第六電阻，耦接於該第二NMOS電晶體的閘極與該接地端之間。
如申請專利範圍第13項所述之諧振式電力轉換電路，其中該頻率調變單元包括：一第一電阻，該第一電阻的一第一端耦接於該控制單元之一頻率設定接腳；一接地電容，耦接於該第一電阻的一第二端與該接地端之間；以及一第一調變單元，耦接於該電流偵測單元與該控制單元之該頻率設定接腳。
如申請專利範圍第16項所述之諧振式電力轉換電路，其中該第一調變單元包括：一PNP電晶體，該PNP電晶體的射極耦接於一電壓源；一第二電阻，耦接於該第一PNP電晶體的射極與該PNP電晶體的基極之間；一第三電阻，該第三電阻的一端耦接於該PNP電晶體的基極；一第一NMOS電晶體，該第一NMOS電晶體的汲極耦接於該第三電阻的另一端，該第一NMOS電晶體的源極耦接於該接地端，該第一NMOS電晶體的閘極耦接於該電流偵測單元；一第一電容，耦接於該第一NMOS電晶體的閘極與該接地端之間；一第四電阻，耦接於該第一NMOS的閘極與該接地端之間；一第五電阻，該第五電阻的一端耦接於該控制單元之該頻率設定接腳；一第二NMOS電晶體，該第二NMOS電晶體的汲極耦接於該第五電阻的另一端，該第二NMOS電晶體的源極耦接於該第一電阻的該第二端，該第二NMOS電晶體的閘極耦接於該PNP電晶體的集極；一第六電阻，該第六電阻的一第一端耦接於該PNP電晶體的集極；一第七電阻，耦接於該第六電阻的一第二端與該接地端之間；一NPN電晶體，該NPN電晶體的基極耦接於該第六電阻的該第二端，該NPN電晶體的射極耦接於該接地端；一第八電阻，耦接於該PNP電晶體的射極與該NPN電晶體的集極之間；一第九電阻，耦接於該NPN電晶體的集極與該接地端之間；一第二電容，耦接於該NPN電晶體的集極與該接地端之間；一第十電阻，該第十電阻的一端耦接於該PNP電晶體的集極；以及一第三NMOS電晶體，該第三NMOS電晶體的汲極耦接於該第十電阻的另一端，該第三NMOS電晶體的源極耦接於該接地端，該第三NMOS電晶體的閘極耦接於該NPN電晶體的集極。
一種諧振式電力轉換電路，包括：一諧振式轉換單元；一控制單元，耦接於該諧振式轉換單元，用以輸出一第一切換信號至該諧振式轉換單元以調整該諧振式轉換單元的一輸出電壓，其中該控制單元具有一最低切換頻率以限制該第一切換信號的頻率；一電壓偵測單元，耦接於該諧振式轉換單元的輸出以偵測該諧振式轉換單元的一輸出電壓；以及一頻率調變單元，耦接於該電流偵測電路與該電壓偵測電路與該控制單元，該頻率調變單元根據該輸出電流與該輸出電壓調整該控制單元之該最低切換頻率；其中，當該輸出電壓大於一電壓預設值時，該頻率調變單元降低該控制單元之該最低切換頻率。
如申請專利範圍第18項所述之諧振式電力轉換電路，其中該頻率調變單元包括：一第一電阻，耦接於該控制單元之一頻率設定接腳與一接地端之間；以及一第二調變單元，耦接於該電壓偵測單元與該控制單元之該頻率設定接腳。
如申請專利範圍第19項所述之諧振式電力轉換電路，其中該第二調變單元包括：一NPN電晶體，該NPN電晶體的集極耦接於一電壓源，該NPN電晶體的基極耦接於該電壓偵測單元；一第二電阻，耦接於該NPN電晶體的集極與該NPN電晶體的基極之間；一第三電阻，該第三電阻的一端耦接於該控制單元之該頻率設定接腳；一第一NMOS電晶體，該第一NMOS電晶體的汲極耦接於該第三電阻的另一端，該第一NMOS電晶體的源極耦接於該接地端，該第一NMOS電晶體的閘極耦接於該NPN電晶體的射極；一第一電容，耦接於該第一NMOS電晶體的閘極與該接地端之間；以及一第四電阻，耦接於該第一NMOS電晶體的閘極與該接地端之間。
如申請專利範圍第18項所述之諧振式電力轉換電路，其中該頻率調變單元包括：一第一電阻，該第一電阻的一第一端耦接於該控制單元之一頻率設定接腳；一接地電容，耦接於該第一電阻的一第二端與該接地端之間；以及一第二調變單元，耦接於該電壓偵測單元與該控制單元之該頻率設定接腳。
如申請專利範圍第21項所述之諧振式電力轉換電路，其中該第二調變單元包括：一第一NPN電晶體，該第一NPN電晶體的集極耦接於一電壓源，該第一NPN電晶體的基極耦接於該電壓偵測單元；一第二電阻，耦接於該第一NPN電晶體的集極與該第一NPN電晶體的基極之間；一第三電阻，該第三電阻的一端耦接於該控制單元之該頻率設定接腳；一第一NMOS電晶體，該第一NMOS電晶體的汲極耦接於該第三電阻的另一端，該第一NMOS電晶體的源極耦接於該接地端，該第一NMOS電晶體的閘極耦接於該第一NPN電晶體的射極；一第四電阻，該第四電阻的一第一端耦接於該第一NPN電晶體的射極；一第五電阻，耦接於該第四電阻的一第二端與該接地端之間；一第二NPN電晶體，該第二NPN電晶體的基極耦接於該第四電阻的該第二端，該第二NPN電晶體的射極耦接於該接地端；一第六電阻，耦接於該第一NPN電晶體的集極與該第二NPN電晶體的集極之間；一第七電阻，耦接於該第二NPN電晶體的集極與該接地端之間；一第二電容，耦接於該第二NPN電晶體的集極與該接地端之間；一第八電阻，該第八電阻的一端耦接於該第一NPN電晶體的射極；以及一第二NMOS電晶體，該第二NMOS電晶體的汲極耦接於該第八電阻的另一端，該第二NMOS電晶體的源極耦接於該接地端，該第二NMOS電晶體的閘極耦接於該第二NPN電晶體的集極。