TWI414921B - Pwm控制器及形成pwm控制器之震盪器的方法 - Google Patents
Pwm控制器及形成pwm控制器之震盪器的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI414921B TWI414921B TW097106898A TW97106898A TWI414921B TW I414921 B TWI414921 B TW I414921B TW 097106898 A TW097106898 A TW 097106898A TW 97106898 A TW97106898 A TW 97106898A TW I414921 B TWI414921 B TW I414921B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- current
- control
- input
- value
- signal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 44
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K7/00—Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
- H03K7/08—Duration or width modulation ; Duty cycle modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
本發明一般是關於電子學,更特別地是,本發明是關於一種形成半導體裝置的方法及結構。
在過去,半導體產業利用各種方法以及結構來生產脈波寬度調變(PWM)電源供應控制器,而在某些應用之中,主要是控制由一電源供應系統傳送至一負載的最大功率,另外,某些習知的PWM控制器則是用以調整該PWM控制器所產生之驅動信號的一最大工作週期,然而,這些習知PWM控制器並無法正確地限制傳送至負載的最大功率,一個習知PWM控制器的例子是如Balakrishnan等於2001年10月6日獲准之美國專利第6,304,462號所揭示的內容。
在其他的應用之中,主要則是在於設定該驅動訊號的頻率,然而,這些習知的PWM控制器也同樣無法正確地設定頻率。
據此,的確需要一種PWM控制器,其能夠正確限制傳送至負載之最大功率與能設定該PWM驅動訊號之工作週期,以限制傳送至該負載的最大功率以及能夠在不影響該工作週期的情形下正確地設定該驅動訊號的頻率。
因此,本發明提供一種PWM控制器以及形成一PWM控制器之一振盪器的方法以解決上述問題。
本發明之一較佳實施例提供一種PWM控制器。該PWM控
制器包括:一第一輸入,建構為形成一第一訊號;一第二輸入,建構為接收回應於一大量電壓之一最大峰值而產生變化的一第二訊號;一振盪器電路,具有一第一部份與一第二部分,該第一部份以形成由該振盪器電路所形成之一時脈訊號的一開啟時間(on-time),而該第二部分以形成該時脈訊號的一關閉時間(off-time);一第一控制電路,建構為控制該第一部份以及該第二部分以形成該時脈訊號的一操作頻率,其中該第一控制電路被建構為回應於形成在該第一輸入上的該第一訊號而設定該操作頻率的一中心頻率,以及被建構為使該操作頻率在該中心頻率附近變化該中心頻率之一第一百分比的一最大及最小量;以及一第二控制電路,建構為回應於來自該第二輸入的該第二訊號而改變該時脈訊號的一最大工作週期。
本發明之一較佳實施例一種形成一PWM控制器之一振盪器的方法。該方法包括下列步驟:建構一振盪器電路,以形成具有一操作頻率的一時脈訊號,以及回應於位於該振盪器電路之一第一輸入上的一第一訊號而形成該操作頻率的一中心頻率;建構該振盪器電路,以使該操作頻率在該中心頻率附近變化該中心頻率的一第一百分比:以及建構該振盪器電路,以回應於在該振盪器電路之一第二輸入上所接收的一第二訊號而改變該操作頻率的一工作週期。
為了簡化以及清楚說明本發明的實施例,在圖式中的元件並未必符合比例,而且,相同的參考符號在不同的圖式中會
代表相同的元件。另外,為了簡化敘述,有關已知步驟以及元件的敘述以及詳細內容係加以省略。正如文中所使用,載流電極表示一裝置的一元件,其承載通過該裝置之電流,例如,一MOS電晶體的一源極或一汲極,或是一雙載子電晶體的一射極或一集極,或是一二極體的一陰極或陽極,以及一控制電極表示該裝置中的一元件,其控制通過該裝置之電流,例如,一MOS電晶體的一閘極,或是一雙載子電晶體的一基極。雖然這些裝置在此是被解釋為特定的N通道或P通道裝置,但熟習此技藝之人將可以瞭解,在本發明之中也有可能使用互補的裝置。此外,熟習此技藝之人亦應能瞭解,在文中所使用之"期間"、"同時間"、以及"當...時"等用詞並非精確用語,其乃是用以表示在起始動作之後立即發生的一動作,不過可以有一些微小但合理的延遲,例如,由初始動作所起始反應之間的一傳播延遲。
第1圖係簡要說明一電源供應系統10之一部分的一實施例,且該電源供應系統10包括一脈波寬度調變(PWM)控制器35。該控制器35是建構為形成在一操作頻率下操作的一PWM驅動(DR)訊號。正如之後會進一步進行敘述,該操作頻率具有一中心頻率,並且會在該中心頻率附近變化該中心頻率之一百分比的最大及最小量。該控制器35亦被建構為在不影響該操作頻率的情況下,變化該PWM驅動(DR)訊號的工作週期。因應該控制器35在一輸入上的一訊號而選擇該中心頻率,再者,回應於該控制器35在一第二輸入上的一另一訊號而選擇該工作週期。
系統10在連接至一橋式整流器的一對輸入之間接收電力,。該電力一般是接收自一大量供給(bulk supply),例如,一家用管線(house-hold mains)。系統10會自一電力輸入終端22以及一電力返回終端23之間的整流器11接收一輸入電壓,並在一電壓輸入終端15以及一輸出返回端16之間形成一已整流的輸出電壓。一負載17通常會連接在終端15以及16之間,以使用該已整流輸出電壓而作為該負載17的一操作電壓。系統10的二次側通常亦會包括一整流二極體13以及一濾波電容器14。另外,通常會使用一光耦合器33來形成一代表終端15及16之間之該輸出電壓的一回饋訊號。此外,一電阻(未顯示)係可以包含在控制器35之中,以作為光耦合器33之輸出的一上拉電阻(pull-up)。例如一功率電晶體18之一功率切換器係用以透過一變壓器12的一次線圈而控制電流,藉以調變在終端15以及16間之輸出電壓的數值。一般而言,一電流感應電阻19會與電晶體18串接,以在用來協助控制該輸出電壓之數值的節點20處形成一電流感應訊號。電晶體12通常會包括一二次線圈以連接於系統10之二次側,系統10亦可以包括用於控制器35之一預穩壓器,以自整流器11之終端22以及23接收一大量電壓,其中該預穩壓器可以包括一電阻30、一齊納二極體32以及一濾波電容器31。
大體而言,控制器35會在控制器35的一電壓輸入36以及一電壓返回37之間接收一輸入電壓,而該輸入電壓則是用以形成用於操作控制器35的一操作電壓,其中輸入36通常
是連接至終端22,以及返回37會連接至終端23。另外,控制器35包括一工作週期控制輸入41、一頻率控制輸入42、一PWM驅動輸出43以及一電流感應輸入44。再者,控制器35的一振盪器電路45是用來形成在輸出43上控制該PWM驅動(DR)訊號之該頻率以及該最大工作週期的一時脈(CK)訊號,其中振盪器電路45是建構為設定一PWM閂(PWN latch)79,以起始該PWM驅動(DR)訊號的一週期。再者,一比較器80係自一輸入44接收該電流感應訊號以及自一輸入40接收該回饋訊號,並且,會形成用以重設閂79的一輸出,以終止該PWM驅動(DR)訊號回應於該輸出電壓以及流經電晶體18之電流的期間。由於一負緣偵測器83以及一或閘(OR gate)84有助於限制該DR訊號的最大工作週期。因此,可以限制傳送至該變壓器12之該二次側的最大功率。在第1圖中所說明的較佳實施例之中,振盪器電路45包括一第一振盪器部分63,其用以產生該時脈(CK)訊號的一開啟時間(on-time)、一第二振盪器部分70,以協助形成該CK訊號的一關閉時間(off-time)、一閂75以及一控制電路49,以協助形成該CK訊號以及該DR訊號的操作頻率。該控制電路49會協助選擇該CK以及DR訊號的該中心頻率,並亦會協助選擇該操作頻率在該中心頻率附近變化的百分比。在此較佳實施例之中,該第一振盪器部分63包括一電流源電晶體64、一電容器65、一放電電晶體66以及一比較器67。類似地,該第二振盪器部分70包括一電流源電晶體71、一電容器72、一放電電晶體73以及一比較器68。
此外,包括電阻69以及74的一電阻分壓器是用來產生由比較器67以及68所使用的一第一參考訊號。控制電路49包括一電流源57、一低頻振盪器(OSC)60、電流鏡耦接電晶體58以及59以及一電壓至電流轉換電路,而該電壓至電流轉換電路包括一電阻53、一放大器52,以及串接耦合電晶體51與電流感應電晶體50。其中電晶體50被建構為一電流鏡的一輸入電晶體,同時,電晶體64以及71被建構為該電流鏡的鏡像電晶體。此外,控制器35亦可以包括連接在輸入36以及返回37之間的一內部穩壓器47,以接收該輸入電壓以及在一輸出48上形成一操作電壓。
當操作時,電流源57會形成實質上固定的一電流56,低頻振盪器60會產生依據振盪器60之頻率而變化數值的一電流61,其中該振盪器60通常會在例如大約200赫茲(200Hz)左右的低頻下變化電流61之數值。且,流經作為電晶體58以及59之該電流鏡之該輸入電晶體的電晶體59的電流61會形成流經作為該電流鏡之該鏡像電晶體的該電晶體58的一電流。在此,該流經電晶體58之電流的平均數值減去電流56的數值,就可以得到一雙向電流46,而電流46的數值則是會加總至流經電阻53以及56的電阻分壓器,以形成流經電阻53的一電流54。之後,對電流56以及61的數值與電晶體58以及59的電流鏡比(current mirror ratio)進行選擇,以使得橫跨電阻53的該已調變電壓的峰對峰值(peak-to-peak values)可以是其平均數值的一固定比例。舉例而言,對大約2伏特(2 V)的一平均數值以及大約正負百分之6(+-6%)的
固定比例而言,該等峰對峰值將大約會是2.12以及1.88伏特。電流54形成一橫跨電阻53的電壓,且該電壓會在電流54之數值發生變化時產生變化,而該變化電壓則是會被該放大器52的該電壓至電流轉換器以及該電晶體51所接收,其中,放大器52會接收來自電阻53的電壓,並會在輸入42上形成實質上相等於且隨著該跨越電阻53之電壓的數值變化的一電壓,而位在輸入42上的該電壓則是會造成一電流28流經電阻27。因此,電阻27的數值決定了電流28的數值。此外,電流28亦會流經電晶體50,而因為電晶體50是在一電流鏡架構之中與電晶體64以及71相連接,因而電流28的數值會產生鏡像,因而亦會流經電晶體64以及電晶體71,以分別作為電流76以及77。由於橫跨電阻53的該電壓是隨著電流54中的變化而改變,除了電流76以及77以外之電流28的數值也會回應於電流54而產生變化。
假設閂75已完成設定,則流經電晶體64的電流76會對電容器65進行充電,直到橫跨電容器65的電壓數值達到施加至比較器67之參考電壓的數值,而對於電容器65的充電則是會形成實質上是斜波形的一訊號。當該橫跨電容器65的電壓的數值到達於輸入41上所接收之該控制訊號的數值時,比較器78的輸出就會變高,之後,正緣偵測器81會接收比較器78的已變高輸出,並形成一正向脈衝(positive going pulse),其用以設定PWM閂79並在輸出43上起始該DR訊號的一週期。而在電容器65持續充電時,比較器78的輸出仍然會維持為高(在某些實施例中,可以不需要偵
測器81)。之後,當將該橫跨電容器65的電壓充電至不少於來自電阻69的該第一參考電壓的一數值時,比較器67的輸出就會變高,以重設閂75,在此,重設閂75會迫使Q bar輸出變高,以致能電晶體66並使電容器65放電,藉以迫使比較器78的輸出變低。由此可以看出,用於從在輸入41上之電壓的數值至來自電阻69的該第一參考訊號以對電容器65充電的時間間隔會控制時脈(CK)訊號的開啟時間(on-time)部分。負緣偵測器83會接收比較器78的變低輸出,並形成一正向脈衝。而在輸出電壓以及電流條件不會讓比較器80變高而重設閂79的情況下,來自緣偵測器83的該正向脈衝會迫使閘極84的輸出變高,並維持足以重設閂79的一時間間隔。因此,自該CK訊號的該負向緣對該閂79進行重設以使得控制器35可以因應在輸入41上所接收的訊號去限制該DR訊號的工作週期以及限制傳送至負載17之功率的量。另外,閂75的低Q輸出會使得電晶體73失能,並允許電流77開始對電容器72進行充電,而該電流77的數值會被用以對電容器72進行充電,直到橫跨電壓電容器72的電壓到達大於來自電阻69之該第一參考訊號的一數值為止。當橫跨電容器72的電壓的數值不少於該第一參考訊號時,比較器68的輸出就會變高,以設定閂75,而設定閂75就會迫使該Q輸出變高,進而致能電晶體73並使電容器72放電。然後,低Q bar輸出再次地使電晶體66失能,也再次地允許電流76對電容器65進行充電。比較器78的輸出會維持為低,直到形成在電容器65之電壓的數值到達輸
入41上之該控制訊號的數值為止,且再次地迫使比較器78的輸出變高,藉以再次地設定閂79以及起始該DR訊號的另一週期。因此,該CK訊號的關閉時間(off-time)是受到用以將電容器72充電至來自電阻69之該第一參考訊號的時間間隔,加上將電容器65充電至輸入41上所接收之電壓所需要的時間間隔所控制。此外,用以對電容器65以及72進行充電之電流的該數值乃是藉由電阻27的數值以及電流28所設定。所以,當電流28的數值隨著電流54而變化時,對電容器65以及72充電所需的時間間隔也會改變,藉以改變該CK訊號的頻率。典型地,在輸入41上所接收之該控制訊號的數值會少於在電阻69上的該第一參考電壓,並且電容器65通常會大於電容器72的數值。於是,該CK訊號的最大工作週期就會大於百分之50(50%)。在一較佳實施例之中,選擇電容器65以及72的數值以使該最大工作週期大約為百分之80(80%)。
在來自電容器65之斜波訊號增加時,藉由於輸入41上所接收之訊號的數值而選擇比較器78變高的點,於輸入41上之訊號的數值越高,該CK訊號的開啟時間越短。因此,該CK訊號的工作週期也越短。電阻24、25以及26會形成一電阻分壓器,以在代表該大量電壓的一節點29上形成一電壓,其中電阻26及25會形成一電阻分壓器,以在電阻24加總入代表該大量電壓之數值的一電壓中時,產生為穩壓器47之輸出48上之電壓的一固定比例的一電壓(透過至輸出39的一連接)。此外,在電阻24以及26間的比例乃會與
節點29上之電壓對該大量電壓之數值的敏感度成比例,亦即,電阻24除以電阻26的數值越大,對於大量電壓的敏感度越大,而輸入41上之訊號的數值則可設定該CK訊號的工作週期以及該DR訊號的工作週期。所以,當位在整流器11之終端22上的該大量電壓的數值產生變化時,在輸入41上形成的電壓亦會產生變化,因此,該工作週期會在該大量輸入電壓改變時產生改變。此外,當該大量電壓的數值增加時,該工作週期會減少,以確保傳送至負載17的量可以實質上維持固定,若是該工作週期在該大量電壓增加時仍維持固定,則傳送至負載17之功率的量也會增加。類似地,當該大量電壓的數值減少時,該工作週期會增加,以確保傳送至負載17之功率的量實質上維持固定。而若是該工作週期在該大量電壓減少時仍維持固定,則傳送至負載17之功率的量亦會減少。因此,由此可以看出,用於自輸入41上之電壓至來自電阻69的該第一參考訊號而對電容器65進行充電的時間間隔,是控制著該CK訊號的開啟時間(部分,同時間,該CK訊號的關閉時間決定於用以將電容器65充電至輸入41上所接收之電壓以及將電容器72充電至來自電阻69之該第一參考訊號的時間間隔。
為了執行控制器35的此功能,輸入42經連接以接收第一控制訊號並共同地連接至電晶體51的一源極以及放大器52的一反相輸入,放大器52的一輸出會連接至電晶體51的一閘極。電晶體51的一汲極會連接至電晶體50的一汲極與一閘極、電晶體64的一閘極以及電晶體71的一源極。電晶體
50的一源極是共同地連接至穩壓器47的輸出48、電流源57的一第一終端、電晶體64的一源極以及電晶體71的一源極。再者,電晶體64的一汲極會共同地連接至電容器65的一第一終端、電晶體66的一汲極、比較器67的一非反相輸入以及比較器78的一非反相輸入。另外,電容器65的一第二終端會共同地被連接至電晶體66的一源極以及返回37。電晶體71的一汲極會共同地被連接至電容器72的一第一終端、電晶體73的一汲極以及比較器68的一非反相輸入。電容器72的一第二終端會共同地被連接至電晶體73的一源極以及返回37。比較器67的一反相輸入會共同地被連接至比較器68的一反相輸入、電阻74的一第一終端以及電阻69的一第一終端,其中電阻74的一第二終端會連接至穩壓器47的輸出48,以及電阻69的一第二終端連接至返回37。另外,比較器68的一輸出會被連接至閂75的一設定輸入,比較器67的一輸出會連接至閂75的一重設輸入,閂鎖75的一Q輸出會連接至電晶體73的一閘極,閂75的一Q bar輸出會連接至電晶體66的一閘極。振盪器60的輸出會共同地被連接至電晶體59的一汲極和一閘極以及電晶體58的一閘極。電晶體59的一源極會連接至返回37以及電晶體58的一源極。電晶體58的一汲極會共同地被連接至電流源57的一第二終端、放大器52的一非反相輸入、電阻55的一第一終端以及電阻53的一第一終端。電阻55的一第二終端會連接至穩壓器47的輸出48,電阻53的一第二終端會被連接至返回37,而比較器78的一反相輸入經連接以接收來自輸入41的
該第二控制訊號。此外,比較器78的一輸出會共同地被連接至每一個緣偵測器81以及83的一輸入,其中緣偵測器81的一輸出會連接至閂79的一重設輸出,閂79的一Q輸出會連接至緩衝82的一輸入,且該緩衝82具有一輸出以連接至輸出43。輸入44連接至比較器80的一非反相輸入,且該比較器80的一反相輸入連接至輸入40,比較器80的一輸出連接至閘極84的一第一輸入,閘極84的一第二輸入連接至緣偵測器83的一輸出,以及閘極84的一輸出連接至閂79的一重設輸入。
第2圖係揭示在一半導體晶粒86上形成的一半導體裝置或積體電路85之實施例的部分放大平面示意圖。控制器35是在晶粒86上形成,且晶粒86亦可以包括為了簡化圖式而未在第2圖中顯示的其他電路。此外,控制器35以及裝置或積體電路85乃是藉由熟悉此技藝之人所熟知的半導體製造技術而在晶粒86上形成。
綜上所述,顯然揭示了一種新穎之裝置以及方法。前述的特徵係構成了一PWM控制器,以形成具有可在一中心頻率附近變化該中心頻率之一百分比的一操作頻率的一驅動訊號。形成一第一電流源以設定一中心頻率,並接著形成會改變該固定電流源之一百分比的一第二電流,係有助於形成該操作頻率的該百分比變化。
當本發明的內容利用特殊的較佳實施例進行敘述時,顯然對熟悉此技藝之人而言,許多的替代以及變化均屬明顯。而為了更清楚的解釋,係以控制器35之較佳實施例的
操作進行解釋,但其他實施例也會有類似的操作。此外,也可以使用PWM閂79的其他實施例,舉例而言,具有二個重設輸入的一閂可以被用來取代閂79以及閘極84。舉例而言,振盪器62可以具有一不同的拓樸或是控制電路49可以具有一不同的電壓至電流轉換器。此外,貫穿全文所使用的該用詞"連接"乃是為了使敘述更為清楚,但其係與"耦接"有相同的意義,因此,"連接"應該被解釋為包括一直接連接或是一間接連接。
10‧‧‧電源供應系統
11‧‧‧整流器
12‧‧‧變壓器
13‧‧‧整流二極體
14、31、65、72‧‧‧電容器
15‧‧‧電壓輸入終端
16‧‧‧輸出返回端
17‧‧‧負載
18、50、51、58、59、64、66、71、73‧‧‧
電晶體
19、24、25、26、27、30、53、55、69、74‧‧‧
電阻
20、29‧‧‧節點
22、23‧‧‧終端
28、46、54、56、61、76、77‧‧‧
電流
32‧‧‧齊納二極體
33‧‧‧光耦合器
35‧‧‧控制器
36‧‧‧電壓輸入
37‧‧‧電壓返回
39、43、48‧‧‧輸出
40、41、42、44‧‧‧輸入
45‧‧‧振盪器電路
47‧‧‧內部穩壓器
49‧‧‧控制電路
52‧‧‧放大器
57‧‧‧電流源
60‧‧‧低頻振盪器
62‧‧‧振盪器
63、70‧‧‧振盪器部分
67、68、78、80‧‧‧比較器
75、79‧‧‧閂
81‧‧‧正緣偵測器
82‧‧‧緩衝
83‧‧‧負緣偵測器
84‧‧‧閘極
85‧‧‧積體電路
86‧‧‧半導體晶粒
第1圖係揭示根據本發明包括一脈波寬度調變(PWM)控制器之一電源供應系統的一部分的一實施例;以及第2圖係顯示根據本發明,包括第1圖之該電源供應系統的半導體裝置的一放大平面圖。
10‧‧‧電源供應系統
11‧‧‧整流器
12‧‧‧變壓器
13‧‧‧整流二極體
14、31、65、72‧‧‧電容器
15‧‧‧電壓輸入終端
16‧‧‧輸出返回端
17‧‧‧負載
18、50、51、58、59、64、66、71、73‧‧‧
電晶體
19、24、25、26、27、]0、5]、55、69、74‧‧‧
電阻
20、29‧‧‧節點
22、23‧‧‧終端
25、46、54、56、61、76、77‧‧‧
電流
32‧‧‧齊納二極體
33‧‧‧光耦合器
35‧‧‧控制器
36‧‧‧電壓輸入
37‧‧‧電壓返回
39、43、48‧‧‧輸出
40、41、42、44‧‧‧輸入
45‧‧‧振盪器電路
47‧‧‧內部穩壓器
49‧‧‧控制電路
52‧‧‧放大器
57‧‧‧電流源
60‧‧‧低頻振盪器
62‧‧‧振盪器
63、70‧‧‧振盪器部分
67、68、78、80‧‧‧比較器
75、79‧‧‧閂
81‧‧‧正緣偵測器
82‧‧‧緩衝
83‧‧‧負緣偵測器
84‧‧‧閘極
Claims (16)
- 一種PWM控制器,包括:一第一輸入,建構為形成一第一訊號;一第二輸入,建構為接收回應於一大量電壓之一最大峰值而產生變化的一第二訊號;一振盪器電路,具有一第一部份與一第二部分,該第一部份以形成由該振盪器電路所形成之一時脈訊號的一開啟時間(0n-time),而該第二部分以形成該時脈訊號的一關閉時間(off-time);該震盪電路之一第一控制電路,建構為控制該第一部份以及該第二部分以形成該時脈訊號的一操作頻率,其中該第一控制電路被建構為回應於形成在該第一輸入上的該第一訊號而設定該操作頻率的一中心頻率,以及被建構為使該操作頻率在該中心頻率附近變化該中心頻率之一第一百分比的一最大及最小量;以及該震盪電路之一第二控制電路,建構為回應於來自該第二輸入的該第二訊號而改變該時脈訊號的一最大工作週期。
- 如申請專利範圍第1項所述之PWM控制器,其中該第一控制電路被建構為形成流經該第一輸入的一第一電流,以及利用該第一電流來改變該開啟時間以及該關閉時間。
- 如申請專利範圍第2項所述之PWM控制器,其中該第一控制電路使該第一電流的一數值在該第一電流之一中心 數值附近改變該百分比。
- 如申請專利範圍第2項所述之PWM控制器,其中該第一控制電路包括一電流源,以形成一第一控制電流,且該第一控制電流具有一第一數值,其是該第一控制電流之該第一數值之該百分比的正二分之一。
- 如申請專利範圍第4項所述之PWM控制器,其中該第一控制電路包括一控制振盪器,以形成一第二控制電流,且該第二控制電流具有一第二數值,其是該第一控制電流之該第一數值之該百分比的負二分之一。
- 如申請專利範圍第5項所述之PWM控制器,其中該第一控制電路被建構為加總該第一控制電流以及該第二控制電流以形成該第一電流,其中該第一電流會在該第一控制電流之數值附近變化該百分比。
- 如申請專利範圍第5項所述之PWM控制器,其更包括一第一電流鏡以及一鏡像部分,該第一電流鏡具有一輸入部分,以接收該第二控制電流,而該鏡像部分接收該第一控制電流,其中該電流鏡係加總該第一以及第二控制電流以形成一加總電流。
- 如申請專利範圍第7項所述之PWM控制器,更包括一電壓至電流轉換器以及一第二電流鏡,該電壓至電流轉換器接收代表該加總電流的一電壓,並形成流經代表該加總電流之該第一輸入的一輸入電流,該第二電流鏡具有耦接至該第一輸入的一輸入部分,以接收該加總電流並用於代表該加總電流的一充電電流。
- 如申請專利範圍第8項所述之PWM控制器,更包括該第二電流鏡的一第一鏡像部分,其經耦接以供給一第一充電電流至一第一電容器,其中該第一充電電流控制該第一電容器的一充電時間且亦控制該時脈訊號的該開啟時間。
- 如申請專利範圍第9項所述之PWM控制器,更包括該第二電流鏡的一第二鏡像部分,其經耦接以供給一第二充電電流至一第二電容器,其中該第二充電電流控制該第二電容器的一充電時間且亦控制該時脈訊號的該關閉時間。
- 如申請專利範圍第1項所述之PWM控制器,其中該時脈訊號係用以控制一切換控制訊號的一頻率,而該切換控制訊號則是用以控制用以將一輸出電壓調整至一所需數值的一功率切換器。
- 一種形成一PWM控制器之一振盪器的方法,包括下列步驟:建構一振盪器電路,以形成具有一操作頻率的一時脈訊號,以及回應於位於該振盪器電路之一第一輸入上的一第一訊號而形成該操作頻率的一中心頻率;建構該振盪器電路,以使該操作頻率在該中心頻率附近變化該中心頻率的一百分比;以及建構該振盪器電路,以回應於在該振盪器電路之一第二輸入上所接收的一第二訊號而改變該操作頻率的一工作週期。
- 如申請專利範圍第12項所述之方法,其中該建構該振盪器電路以形成具有該操作頻率的該時脈訊號的步驟包括,耦接一電流源,以形成一具有一第一數值的第一控制電流,以及形成一具有一第二數值的第二控制電流,其係進行加總以使得該第一數值改變該百分比。
- 如申請專利範圍第13項所述之方法,其中該建構該振盪器電路以形成具有該操作頻率的該時脈訊號的步驟包括,建構該振盪器電路以利用該第一以及第二控制電流控制一第一電容器的一充電間隔,進而設定該時脈訊號的一開啟時間,以及利用該第一以及第二控制電流控制一第二電容器的一充電間隔,進而設定該時脈訊號的一關閉時間。
- 如申請專利範圍第14項所述之方法,更包括耦接一第一比較器,以將該第一電容器上的一電壓與一參考數值進行比較,進而回應地控制該開啟時間。
- 如申請專利範圍第15項所述之方法,更包括耦接一第二比較器,以將該第二電容器上的一電壓與該參考數值進行比較,進而回應地控制該開啟時間。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/749,542 US7535276B2 (en) | 2007-05-16 | 2007-05-16 | Method of forming a PWM controller and structure therefor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW200846861A TW200846861A (en) | 2008-12-01 |
TWI414921B true TWI414921B (zh) | 2013-11-11 |
Family
ID=40026893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW097106898A TWI414921B (zh) | 2007-05-16 | 2008-02-27 | Pwm控制器及形成pwm控制器之震盪器的方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7535276B2 (zh) |
CN (1) | CN101309046B (zh) |
HK (1) | HK1125499A1 (zh) |
TW (1) | TWI414921B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110122656A1 (en) * | 2009-11-25 | 2011-05-26 | Chang-Hsing Chen | Power device with isolated varying-frequency pwm control |
CN102237811A (zh) * | 2010-04-22 | 2011-11-09 | 通嘉科技股份有限公司 | 控制方法以及控制器 |
DE102011104441A1 (de) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | Fujitsu Technology Solutions Intellectual Property Gmbh | Schaltnetzteil, Betriebsverfahren und Verwendung eines Schaltnetzteils in einem Computer |
JP5482885B1 (ja) * | 2012-12-28 | 2014-05-07 | オンキヨー株式会社 | パルス幅変調回路及びスイッチングアンプ |
US10164540B2 (en) * | 2016-06-14 | 2018-12-25 | Semiconductor Components Industries, Llc | Bi-directional feedback pin |
JP6822024B2 (ja) * | 2016-09-09 | 2021-01-27 | 富士電機株式会社 | スイッチング電源装置の制御回路 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994022208A1 (en) * | 1993-03-17 | 1994-09-29 | National Semiconductor Corporation | Frequency shift circuit for switching regulator |
US6204649B1 (en) * | 2000-03-16 | 2001-03-20 | Micrel Incorporated | PWM regulator with varying operating frequency for reduced EMI |
US20030214276A1 (en) * | 2000-12-05 | 2003-11-20 | Derek Bernardon | Method of frequency limitation and overload detection in a voltage regulator |
TWM286511U (en) * | 2005-10-13 | 2006-01-21 | System General Corp | High efficiency buck converter |
TW200701611A (en) * | 2005-06-17 | 2007-01-01 | Via Tech Inc | Pulse-frequency mode dc-to-dc converter circuit |
CN1938924A (zh) * | 2004-04-13 | 2007-03-28 | 崇贸科技股份有限公司 | 具有用于节省功率和减少噪声的调制器的pwm控制器 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4694504A (en) * | 1985-06-03 | 1987-09-15 | Itt Electro Optical Products, A Division Of Itt Corporation | Synchronous, asynchronous, and data rate transparent fiber optic communications link |
US5070754A (en) * | 1988-09-20 | 1991-12-10 | Adamson Tod M | Digital audio signal processor |
US5594324A (en) * | 1995-03-31 | 1997-01-14 | Space Systems/Loral, Inc. | Stabilized power converter having quantized duty cycle |
US6462971B1 (en) | 1999-09-24 | 2002-10-08 | Power Integrations, Inc. | Method and apparatus providing a multi-function terminal for a power supply controller |
US20030174005A1 (en) * | 2002-03-14 | 2003-09-18 | Latham Paul W. | Cmos digital pulse width modulation controller |
US7123494B2 (en) * | 2003-05-06 | 2006-10-17 | Semiconductor Components Industries, L.L.C. | Power factor correction circuit and method of varying switching frequency |
US7561002B1 (en) * | 2005-04-26 | 2009-07-14 | Pulsecore Semiconductor, Inc. | Method and apparatus for frequency modulating a periodic signal of varying duty cycle |
-
2007
- 2007-05-16 US US11/749,542 patent/US7535276B2/en active Active
-
2008
- 2008-02-27 TW TW097106898A patent/TWI414921B/zh active
- 2008-03-18 CN CN200810086187.6A patent/CN101309046B/zh active Active
-
2009
- 2009-04-03 HK HK09103186.9A patent/HK1125499A1/xx unknown
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994022208A1 (en) * | 1993-03-17 | 1994-09-29 | National Semiconductor Corporation | Frequency shift circuit for switching regulator |
US6204649B1 (en) * | 2000-03-16 | 2001-03-20 | Micrel Incorporated | PWM regulator with varying operating frequency for reduced EMI |
US20030214276A1 (en) * | 2000-12-05 | 2003-11-20 | Derek Bernardon | Method of frequency limitation and overload detection in a voltage regulator |
CN1938924A (zh) * | 2004-04-13 | 2007-03-28 | 崇贸科技股份有限公司 | 具有用于节省功率和减少噪声的调制器的pwm控制器 |
TW200701611A (en) * | 2005-06-17 | 2007-01-01 | Via Tech Inc | Pulse-frequency mode dc-to-dc converter circuit |
TWM286511U (en) * | 2005-10-13 | 2006-01-21 | System General Corp | High efficiency buck converter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HK1125499A1 (en) | 2009-08-07 |
US20080284479A1 (en) | 2008-11-20 |
CN101309046A (zh) | 2008-11-19 |
TW200846861A (en) | 2008-12-01 |
US7535276B2 (en) | 2009-05-19 |
CN101309046B (zh) | 2013-05-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7636249B2 (en) | Rectifier circuit | |
US6665197B2 (en) | Circuit configuration for producing a switching signal for a current-controlled switch-mode power supply | |
TWI385494B (zh) | 軟啟動電路、電源供應控制器以及用於其之方法 | |
US8803500B2 (en) | PFM SMPS with quick sudden load change response | |
US7852060B2 (en) | Method of forming a buck-boost mode power supply controller and structure therefor | |
CN100492861C (zh) | 形成电源控制的方法及其设备 | |
EP1215808B1 (en) | A power supply circuit and method thereof to detect demagnitization of the power supply | |
JP6424644B2 (ja) | 電源制御用半導体装置 | |
US20040183507A1 (en) | Constant voltage output control method and constant voltage output control device for switching power supply circuit | |
US20050078492A1 (en) | Switching power supply | |
US20090315523A1 (en) | Dc-dc converter | |
JP2002171761A (ja) | Dc−dcコンバ−タ | |
TWI414921B (zh) | Pwm控制器及形成pwm控制器之震盪器的方法 | |
JP3839737B2 (ja) | 直流電圧変換回路 | |
JP2001078370A (ja) | 充電器および充電制御回路 | |
US11750078B2 (en) | Adaptive off-time or on-time DC-DC converter | |
US11616445B2 (en) | Method for driving a switch in a power converter, drive circuit and power converter | |
US20200412232A1 (en) | Power converter and method for driving an electronic switch | |
TWI542965B (zh) | 形成一電源控制器之方法及其結構 | |
TW202107809A (zh) | 切換式電力轉換器、及一次側控制器及其控制方法 | |
US7453298B1 (en) | PWM controller and method therefor | |
JP2018113811A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2012029415A (ja) | Dc−dcコンバータおよびスイッチング制御回路 | |
CN103066847B (zh) | 电源装置和图像形成设备 | |
JP3525436B2 (ja) | スイッチング電源装置 |