TWI448061B - 直流／直流轉換器、供電系統及控制變壓器的方法 - Google Patents

直流／直流轉換器、供電系統及控制變壓器的方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI448061B
TWI448061B TW100146861A TW100146861A TWI448061B TW I448061 B TWI448061 B TW I448061B TW 100146861 A TW100146861 A TW 100146861A TW 100146861 A TW100146861 A TW 100146861A TW I448061 B TWI448061 B TW I448061B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
output voltage
secondary coil
switch
signal
width modulation
Prior art date
Application number
TW100146861A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201233030A (en
Inventor
Da Liu
Original Assignee
O2Micro Int Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by O2Micro Int Ltd filed Critical O2Micro Int Ltd
Publication of TW201233030A publication Critical patent/TW201233030A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI448061B publication Critical patent/TWI448061B/zh

Links

Classifications

    • 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
    • H02M3/33561—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 having more than one ouput with independent control
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/382—Switched mode power supply [SMPS] with galvanic isolation between input and output

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

直流/直流轉換器、供電系統及控制變壓器的方法
本發明係有關一種供電架構，特別是一種直流/直流轉換器、供電系統以及控制變壓器之方法。
顯示系統中通常包括照明模組和控制模組。照明模組包括一或多個光源，例如，多組發光二極體(LED)鏈。控制模組通常包括微控制器、音頻處理器和視頻處理器。控制模組控制照明模組的啟動/關閉以及亮度，並處理音頻、視頻信號。照明模組和控制模組對於電力的需求可能不同。因此，輸入的交流電壓需要轉換為第一直流電壓以及第二直流電壓已分別為照明模組和控制模組供電。
圖1所示為傳統顯示系統100示意圖。AC/DC轉換器104接收來自交流電源102的交流電壓，並輸出一直流電壓VIN。變壓器130的初級線圈106接收直流電壓VIN，在第一次級線圈110產生輸出電壓VOUT1，在第二次級線圈108產生輸出電壓VOUT2。輸出電壓VOUT1為控制模組128供電。控制模組128包括微控制器、視頻處理器和音頻處理器。輸出電壓VOUT2為照明模組126供電。照明模組126包括多組LED鏈。控制模組128產生ON/OFF信號以啟動或關閉照明模組126，同時也產生DIM信號以調整照明模組126的亮度。誤差放大器118透過分壓器120監測輸出電壓VOUT1並控制光耦合器116產生指示輸出電壓VOUT1的回授信號FB。DC/DC控制器114接收回授信號FB並產生脈衝信號控制與初級線圈106串聯的開關112，進而控制從初級線圈106傳遞至第一次級線圈110的電力，將輸出電壓VOUT1調整為第一電壓值以滿足控制模組128的電力需求。在控制開關112的同時，輸出電壓VOUT2也隨之改變。耦接於第二次級線圈108和照明模組126之間的電力轉換器(例如，升壓轉換器122)將輸出電壓VOUT2調整為第二電壓值以滿足照明模組126的電力需求。因此，為了產生和輸出電壓VOUT1具有不同電壓值的輸出電壓VOUT2，需要採用額外的電力轉換器(例如，升壓轉換器122)，因此增加了系統的製造成本。
圖2所示為另一種傳統顯示系統200示意圖。圖2中與圖1編號相同的元件具有類似的功能。顯示系統200包括第一變壓器230和第二變壓器232。第一變壓器230產生第一輸出電壓VOUT1為控制模組128供電。第二變壓器232產生第二輸出電壓VOUT2為照明模組126供電。第一DC/DC控制器214根據第一光耦合器236產生的回授信號FB1控制與第一變壓器230之初級線圈串聯的第一開關204，以調整第一輸出電壓VOUT1。第二DC/DC控制器216根據第二光耦合器234產生的回授信號FB2控制與第二變壓器232之初級線圈串聯的第二開關202，以調整第二輸出電壓VOUT2。因此，顯示系統200需要採用額外的第二DC/DC控制器216、第二變壓器232和第二光耦合器234，因此增加了系統的製造成本。
本發明的目的為提供一種直流/直流轉換器，包括：一變壓器，具有一初級線圈、一第一次級線圈和一第二次級線圈，該初級線圈與一電源耦接，該第一次級線圈產生一第一輸出電壓，該第二次級線圈產生一第二輸出電壓；一第一控制器，耦接至該初級線圈，透過控制該初級線圈所接收到的一輸入電力調整該第一輸出電壓；以及一第一開關，耦接至該第二次級線圈，調整該第二輸出電壓，其中，該第一開關受控於一脈衝寬度調變信號，若該脈衝寬度調變信號為一第一狀態，一電流流經該第二次級線圈，若該脈衝寬度調變信號為一第二狀態，流經該第二次級線圈的該電流保持截止。
本發明還提供一種供電系統，包括：一變壓器，具有一初級線圈、一第一次級線圈和一第二次級線圈，該初級線圈與一電源耦接，該第一次級線圈為一第一負載提供一第一輸出電壓，該第二次級線圈為一第二負載提供一第二輸出電壓；以及一驅動器控制器，耦接至該第二次級線圈，產生一脈衝寬度調變信號，交替地導通和截止流經該第二次級線圈的一電流，其中，若該脈衝寬度調變信號為一第一狀態，該電流流經該第二次級線圈，若該脈衝寬度調變信號為一第二狀態，流經該第二次級線圈的該電流保持截止。
本發明還提供一種控制變壓器的方法，包括：在一變壓器的一第一次級線圈產生一第一輸出電壓；在該變壓器的一第二次級線圈產生一第二輸出電壓；控制該變壓器的一初級線圈接收到的一輸入電力以調整該第一輸出電壓；產生的一脈衝寬度調變信號；以及根據該脈衝寬度調變信號，交替地導通和截止流經該第二次級線圈的一電流，以調整該第二輸出電壓，其中，若該脈衝寬度調變信號為一第一狀態，該電流流經該第二次級線圈，若該脈衝寬度調變信號為一第二狀態，流經該第二次級線圈的該電流保持截止。
以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。雖然本發明將結合實施例進行闡述，但應理解這並非意指將本發明限定於這些實施例。相反地，本發明意在涵蓋由後附申請專利範圍所界定的本發明精神和範圍內所定義的各種變化、修改和均等物。
此外，在以下對本發明的詳細描述中，為了提供針對本發明的完全的理解，提供了大量的具體細節。然而，於本技術領域中具有通常知識者將理解，沒有這些具體細節，本發明同樣可以實施。在另外的一些實例中，對於大家熟知的方法、程序、元件和電路未作詳細描述，以便於凸顯本發明之主旨。
圖3所示為根據本發明一實施例顯示系統300之電路示意圖。顯示系統300包括一AC/DC轉換器(如橋式整流器304)，將來自交流電源302的交流電壓轉換成一直流電壓VIN，以及一DC/DC轉換器301，將直流電壓VIN轉換成第一輸出電壓VOUT1和第二輸出電壓VOUT2。DC/DC轉換器301包括與橋式整流器304耦接的變壓器332。變壓器332包括初級線圈LP、次級線圈L1和次級線圈L2。DC/DC轉換器301還包括與初級線圈LP串聯的開關Q1、與次級線圈L2串聯的開關Q2、與開關Q1耦接並控制初級線圈LP接收到的輸入電力進而調整輸出電壓VOUT1的DC/DC控制器314，以及驅動器控制器324，透過控制開關Q2以調整輸出電壓VOUT2。在圖3的例子中，開關Q1是N通道金屬氧化物半導體場效電晶體(NMOSFET)，開關Q2是P通道金屬氧化物半導體場效電晶體(PMOSFET)。
變壓器332的初級線圈LP接收直流電壓VIN，次級線圈L1和L2分別產生輸出電壓VOUT1輸出電壓和VOUT2。輸出電壓VOUT1施加至控制模組328。在一實施例中，控制模組328包括微控制器、視頻處理器和音頻處理器。微控制器根據使用者的輸入控制視頻處理器和音頻處理器，以調整視頻輸出和音頻輸出。輸出電壓VOUT2施加至照明模組326。照明模組326包括一或多個光源，例如多組LED鏈。控制模組328產生ON/OFF信號啟動或關閉照明模組326，產生DIM信號調整照明模組326的亮度。誤差放大器318透過與次級線圈L1耦接的電壓監測器(例如，分壓器320)監測輸出電壓VOUT1，並控制光耦合器316產生指示VOUT1的回授信號FB。DC/DC控制器314從光耦合器316接收回授信號FB和由與開關Q1串聯的電流監測器330提供的監測信號LPSEN，產生一控制信號DRV1控制開關Q1，將輸出電壓VOUT1調整至第一電壓。在一實施例中，控制信號DRV1是脈衝寬度調變信號(例如，脈衝寬度調變信號)。監測信號LPSEN指示流經初級線圈LP的電流。
驅動器控制器324產生指示流經照明模組326中各LED鏈的電流的監測信號ISEN_1、ISEN_2、…、ISEN_N，並接收指示次級線圈L2產生的輸出電壓VOUT2的監測信號VSEN。在一實施例中，監測信號VSEN由與次級線圈L2耦接的電壓監測器(例如，分壓器338)提供。驅動器控制器324根據監測信號ISEN_1、ISEN_2、…、ISEN_N和監測信號VSEN產生控制信號DRV2，以控制開關Q2，進而將輸出電壓VOUT2調整至第二電壓。在一實施例中，控制信號DRV2是脈衝寬度調變信號。此外，驅動器控制器324也根據控制模組328產生的ON/OFF信號和DIM信號控制照明模組326的啟動、關閉和亮度。
圖4所示為圖3中所示之驅動器控制器324的電路示意圖。在圖4的例子中，驅動器控制器324包括電流調整單元404、參考信號產生器410、誤差放大器408、斜坡信號產生器412、比較器406和反相緩衝器402。圖4將結合圖3描述。
在一實施例中，電流調整單元404平衡照明模組326中多組LED鏈的電流，使得流經各LED鏈的電流與目標電流值幾乎相等。此處“與目標電流值幾乎相等”是指各LED鏈的電流被限制在一定範圍之內，使得各LED鏈產生具有一致亮度的光輸出。
此外，電流調整單元404調整輸出電壓VOUT2，以滿足照明模組326的電力需求。具體而言，電流調整單元404調整輸出電壓VOUT2，使得每組LED鏈上的壓降足夠使LED鏈導通並產生與目標電流值幾乎相等的電流。電流調整單元404產生監測信號ISEN_1、ISEN_2、…、ISEN_N，並控制參考信號產生器410根據照明模組326的電力需求產生參考信號ADJ。在一實施例中，電流調整單元404控制參考信號產生器410增大參考信號ADJ進而增大輸出電壓VOUT2，反之亦然。
誤差放大器408接收參考信號ADJ和指示輸出電壓VOUT2的監測信號VSEN，並比較參考信號ADJ和監測信號VSEN以產生一誤差信號ER。在一實施例中，如果參考信號ADJ增大，誤差放大器408相應增加誤差信號ER。比較器406比較誤差信號ER和斜坡信號產生器412所產生的斜坡信號RAMP，以產生信號DRV2B。在一實施例中，反相緩衝器402將信號DRV2B反相以產生控制信號DRV2，控制信號DRV2用於控制與次級線圈L2串聯的開關Q2(例如，P通道金屬氧化物半導體場效電晶體，PMOSFET)。在圖4的例子中，信號DRV2B和控制信號DRV2是脈衝寬度調變信號。如果控制信號DRV2為第一狀態(例如，邏輯0)，開關Q2被導通。如果控制信號DRV2為第二狀態(例如，邏輯1)，開關Q2被斷開。控制信號DRV2的責任週期由誤差信號ER決定。在一實施例中，若誤差信號ER增大，比較器406增大信號DRV2B的責任週期，使得開關Q2的導通週期增大。因此，流經次級線圈L2的平均電流增大，輸出電壓VOUT2也因而增大。
圖5所示為圖3中所示之顯示系統300的信號波形圖。圖5將結合圖3描述。圖5示出了DC/DC控制器314產生的控制信號DRV1、開關Q1的狀態、流經初級線圈LP的電流ILP 、流經次級線圈L1的電流IL1 、驅動器控制器324產生的控制信號DRV2和流經次級線圈L2的電流IL2 。
DC/DC控制器314接收指示流經初級線圈LP的電流ILP 的監測信號LPSEN，並產生控制信號DRV1控制開關Q1。如果控制信號DRV1為第一狀態(例如，邏輯1)，開關Q1被導通，流經初級線圈LP的電流ILP 增大。當開關Q1被導通，因為與次級線圈L1相連的二極體D1、與次級線圈L2相連的二極體D2均被反向偏置，因此沒有電流流經次級線圈L1和L2。當監測信號LPSEN的電壓增大到預設電壓值，說明電流ILP 增大到預設電流值IPK，DC/DC控制器314使控制信號DRV1變更為第二狀態(例如，邏輯0)以斷開開關Q1。當開關Q1斷開，電流ILP 減小。流經次級線圈L1的電流IL1 和流經次級線圈L2的電流IL2 均減小，並且兩者均受到開關Q2的調整。開關Q2的導通狀態由控制信號DRV2決定。假設初級線圈LP的匝數為NP，次級線圈L1的匝數為N1，次級線圈L2的匝數為N2。如果控制信號DRV2為第一狀態，開關Q2被導通，電流IL1 從次級線圈L1流經二極體D1，流向控制模組328；電流IL2 從地流經開關Q2、次級線圈L2、二極體D2，流向照明模組326。當開關Q2接通，IL1 、IL2 可以表示為：NP*ILP =N1*IL1 +N2*IL2 (1)
如果控制信號DRV2為第二狀態，開關Q2斷開，IL2 保持截止。當開關Q2斷開，IL1 可以表示為：NP*ILP =N1*IL1 (2)
在一實施例中，變壓器332工作於固定頻率模式，控 制信號DRV1具有固定的頻率和可調的責任週期。在另外一實施例中，控制信號DRV1的頻率和責任週期均可調。
如上所述，DC/DC控制器314透過控制初級線圈LP接收到的輸入電力以調整輸出電壓VOUT1。具體而言，DC/DC控制器314根據回授信號FB和監測信號LPSEN控制與初級線圈LP串聯的開關Q1。回授信號FB指示輸出電壓VOUT1。監測信號LPSEN指示流經初級線圈LP的電流ILP 。驅動器控制器324根據監測信號ISEN_1、ISEN_2、…、ISEN_N和監測信號VSEN控制與次級線圈L2串聯的開關Q2，以調整輸出電壓VOUT2。監測信號ISEN_1、ISEN_2、…、ISEN_N指示流經照明模組326中各LED鏈的電流。監測信號VSEN指示輸出電壓VOUT2。因此，傳統顯示系統100中的升壓轉換器122或者傳統顯示系統200中的第二DC/DC控制器216、變壓器232和第二光耦合器234可以取消，進而節省了成本。
圖6所示為根據本發明一實施例顯示系統600的電路示意圖。圖6中與圖3編號相同的元件具有類似的功能。圖7所示為圖6中所示之顯示系統600的信號波形圖。圖6將結合圖7描述。
顯示系統600包括一AC/DC轉換器(例如，橋式整流器304)，將來自交流電源302的交流電壓轉換成一直流電壓VIN，以及DC/DC轉換器601，把直流電壓VIN轉換成第一輸出電壓VOUT1和第二輸出電壓VOUT2。DC/DC轉換器601包括與橋式整流器304耦接的變壓器632。變壓器632包括初級線圈LP、次級線圈L1和次級線圈L2。在一實施圈L2也具一抽頭點，抽頭點經過開關Q2連接到地。DC/DC轉換器601還包括耦接於橋式整流器304和初級線圈LP之間的開關Q11和耦接於初級線圈LP和地之間的開關Q10，以及DC/DC控制器614和驅動器控制器324。DC/DC控制器614與開關Q10、Q11耦接，透過控制初級線圈LP接收到的輸入電力調整輸出電壓VOUT1。驅動器控制器324與開關Q2耦接，透過控制開關Q2調整輸出電壓VOUT2。
在圖6的例子中，開關Q10和Q11是NMOSFET，分別由控制信號DRV10和DRV11控制。DC/DC控制器614根據指示輸出電壓VOUT1的回授信號FB和指示流經初級線圈LP的電流ILP 的監測信號LPSEN產生控制信號DRV10和DRV11。與初級線圈LP串聯的電流監測器330產生監測信號LPSEN。DC/DC控制器614可根據監測信號LPSEN判斷是否有過流狀況發生。
在圖6的例子中，開關Q2是PMOSFET，由控制信號DRV2控制。驅動器控制器324根據監測信號ISEN_1、ISEN_2、…、ISEN_N和VSEN產生控制信號DRV2。在一個實施例中，控制信號DRV2是脈衝寬度調變信號。如果控制信號DRV2為第一狀態，開關Q2被導通。如果控制信號DRV2為第二狀態，開關Q2斷開。監測信號VSEN指示輸出電壓VOUT2。監測信號ISEN_1、ISEN_2、…、ISEN_N指示流經照明模組326中各LED鏈的電流。
DC/DC控制器614產生控制信號DRV10和DRV11交替地導通開關Q10和Q11，以控制變壓器632初級線圈LP接收到的輸入電力。在一實施例中，控制信號DRV10和DRV11均為具有預設責任週期和可調頻率的脈衝信號。DC/DC控制器614根據照明模組326的電力需求決定控制信號DRV10和DRV11的頻率。當控制信號DRV10為第一狀態(例如，邏輯1)，開關Q10被導通。當控制信號DRV10為第二狀態(例如，邏輯0)，開關Q10斷開。當控制信號DRV11為第一狀態(例如，邏輯1)，開關Q11被導通。當控制信號DRV11為第二狀態(例如，邏輯0)，開關Q11斷開。
在一實施例中，DC/DC控制器614在時間T1導通開關Q11並保持開關Q10斷開。從時間T1到T2，開關Q11被導通，開關Q10斷開，電流ILP 從橋式整流器304流經開關Q11和初級線圈LP，對與初級線圈LP耦接的儲能元件(例如，電容C1)充電。在時間T2，DC/DC控制器614斷開開關Q11，並保持開關Q10斷開。從時間T2到T3，開關Q10和Q11均斷開，電流ILP 從地流經開關Q10的體二極體和初級線圈LP。在時間T3，DC/DC控制器614導通開關Q10並保持開關Q11斷開。從時間T3到T4，開關Q10被導通，開關Q11斷開，電流ILP 從地流經開關Q10和初級線圈LP，直到電流ILP 減小到一個參考值，例如，零。電流ILP 減小到零後，電容C1放電，電流ILP 從電容C1流經初級線圈LP和開關Q10到地。在時間T4，DC/DC控制器614斷開開關Q10。從時間T4到T5，開關Q10和Q11均斷開，電流ILP 從電容C1流經初級線圈LP、開關Q11的本體二極體和橋式整流器304到地。在時間T5，DC/DC控制器614再次導通開關Q11。因此，透過控制開關Q10和Q11，可以控制從橋式整流器304傳送至初級線圈LP的電力。
次級線圈L1產生電流IL1 。輸出電壓VOUT1與電流IL1 的平均值成比例。DC/DC控制器614透過調整控制信號DRV10和DRV11的頻率來調整電流IL1 的平均值。在一個實施例中，如果光耦合器316產生的回授信號FB指示輸出電壓VOUT1大於控制模組328的期望電壓值，DC/DC控制器614增大控制信號DRV10和DRV11的頻率以減小電流IL1 的平均值，輸出電壓VOUT1也隨之減小。與此類似，如果輸出電壓VOUT1小於控制模組328的期望電壓值，DC/DC控制器614減小控制信號DRV10和DRV11的頻率以增大電流IL1 的平均值，輸出電壓VOUT1也隨之增大。因此輸出電壓VOUT1被調整至一個能夠滿足控制模組328電力需求的電壓值。
如果開關Q2被導通，次級線圈L2產生電流IL2 ，電流IL2 與電流ILP 的絕對值成比例。當開關Q2被導通，電流IL2 從地流經開關Q2和次級線圈L2中的一部分流向照明模組326。當開關Q2斷開，電流IL2 保持截止。因此，電流IL2 的平均值與開關Q2的導通週期成比例，由控制信號DRV2決定。輸出電壓VOUT2與電流IL2 的平均值成比例。驅動器控制器324根據監測信號ISEN_1、ISEN_2、…、ISEN_N和VSEN調整控制信號DRV2的責任週期，使輸出電壓VOUT2被調整至一個能夠滿足照明模組326電力需求的電壓值
假設初級線圈LP的匝數為NP，電流ILP 的絕對值為I’LP 。次級線圈L1的抽頭點將次級線圈L1分為第一部分和第二部分，第一部分匝數為N11，第二部分匝數為N12。次級線圈L2的抽頭點將次級線圈L2分為第一部分和第二部分，第一部分匝數為N21，第二部分匝數為N22。電流IL1 透過電感L6流向控制模組328，電流IL2 透過電感L7流向照明模組326。如果控制信號DRV2為第一狀態，開關Q2被導通，並且電流ILP 處於正半週期時，IL1 、IL2 可以表示為：
NP*ILP =N11*IL1 +N21*IL2 　(3)
如果控制信號DRV2為第一狀態，開關Q2被導通，並且電流ILP 處於負半週期時，IL1 、IL2 可以表示為：
NP*I’LP =N12*IL1 +N22*IL2 　(4)
如果控制信號DRV2為第二狀態，則開關Q2斷開，電流IL2 保持截止。當開關Q2斷開且電流ILP 處於正半週期時，IL1 可以表示為：
NP*ILP =N11*IL1 　(5)
當開關Q2斷開且電流ILP 處於負半週期時，IL1 可以表示為：
NP*I’LP =N12*IL1 　(6)
圖8所示為根據本發明一實施例控制變壓器產生多個輸出電壓的方法流程圖800。圖8將結合圖3和圖6描述。
在步驟802中，變壓器(例如，圖3中所示之變壓器332或圖6中所示之變壓器632)的第一次級線圈L1產生第一輸出電壓。在步驟804中，變壓器的第二次線圈L2產生第二輸出電壓。在步驟806中，透過控制變壓器初級線圈LP接收到的輸入電力來調整第一輸出電壓。
在步驟808中，產生脈衝寬度調變信號(例如，利用圖3中所示之驅動器控制器324或圖6中所示之驅動器控制器324)。在步驟810中，脈衝寬度調變信號使流經第二次級線圈L2的電流交替地導通和截止，進而調整第二輸出電壓。例如，利用脈衝寬度調變信號控制與第二次級線圈L2耦接的開關(例如，圖3中所示之開關Q2或圖6中所示之開關Q2)以調整第二輸出電壓。如果脈衝寬度調變信號為第一狀態，開關被導通，電流經過第二次級線圈L2流向負載。如果脈衝寬度調變信號為第二狀態，開關斷開，流經第二次級線圈L2的電流截止。
如上所述，本發明提供了具有多個輸出的DC/DC轉換器。DC/DC轉換器透過控制變壓器初級線圈接收到的輸入電力以調整變壓器第一次級線圈產生的第一輸出電壓，並透過控制與變壓器第二次級線圈耦接的開關以調整變壓器第二次級線圈產生的第二輸出電壓。本發明提供的DC/DC轉換器可以應用在顯示系統。可省略現有技術中用於調整第二輸出電壓的額外元件(例如，升壓轉換器或第二變壓器)，進而節省了成本。
上文具體實施方式和附圖僅為本發明之常用實施例。顯然，在不脫離權利要求書所界定的本發明精神和發明範圍的前提下可以有各種增補、修改和替換。本領域技術人員應該理解，本發明在實際應用中可根據具體的環境和工作要求在不背離發明準則的前提下在形式、結構、佈局、比例、材料、元素、元件及其它方面有所變化。因此，在此披露之實施例僅用於說明而非限制，本發明之範圍由後附權利要求及其合法等同物界定，而不限於此前之描述。
100．．．顯示系統
102．．．交流電源
104．．．AC/DC轉換器
106．．．初級線圈
108．．．第二次級線圈
110．．．第一次級線圈
112．．．開關
114．．．DC/DC控制器
116．．．光耦合器
118．．．誤差放大器
120．．．分壓器
122．．．升壓轉換器
126．．．照明模組
128．．．控制模組
130．．．變壓器
200．．．顯示系統
202．．．第二開關
204．．．第一開關
214．．．第一DC/DC控制器
216．．．第二DC/DC控制器
230．．．第一變壓器
232．．．第二變壓器
234．．．第二光耦合器
236．．．第一光耦合器
300．．．顯示系統
301．．．DC/DC轉換器
302．．．交流電源
304．．．橋式整流器
314．．．DC/DC控制器
316．．．光耦合器
318．．．誤差放大器
320．．．分壓器
324．．．驅動器控制器
326．．．照明模組
328．．．控制模組
330．．．電流監測器
332．．．變壓器
338．．．分壓器
402．．．反相緩衝器
404．．．電流調整單元
406．．．比較器
408．．．誤差放大器
410．．．參考信號產生器
412．．．斜坡信號產生器
600．．．顯示系統
601．．．DC/DC轉換器
614．．．DC/DC控制器
632．．．變壓器
800．．．方法流程圖
802、804、806、808、810．．．步驟
以下結合附圖和具體實施例對本發明的技術方法進行詳細的描述，以使本發明的特徵和優點更為明顯。其中：
圖1所示為傳統顯示系統示意圖。
圖2所示為另一傳統顯示系統示意圖。
圖3所示為根據本發明一實施例顯示系統之電路示意圖。
圖4所示為圖3中所示之驅動器控制器的電路示意圖。
圖5所示為圖3中所示之顯示系統的信號波形圖。
圖6所示為根據本發明一實施例顯示系統的電路示意圖。
圖7所示為圖6中所示之顯示系統的信號波形圖。
圖8所示為根據本發明一實施例控制變壓器產生多個輸出電壓的方法流程圖。
300．．．顯示系統
301．．．DC/DC轉換器
302．．．交流電源
304．．．橋式整流器
314．．．DC/DC控制器
316．．．光耦合器
318．．．誤差放大器
320．．．分壓器
324．．．驅動器控制器
326．．．照明模組
328．．．控制模組
330．．．電流監測器
332．．．變壓器
338．．．分壓器

Claims (16)

  1. 一種直流/直流轉換器，包括：一變壓器，具有一初級線圈、一第一次級線圈和一第二次級線圈，該初級線圈與一電源耦接，該第一次級線圈產生一第一輸出電壓，該第二次級線圈產生一第二輸出電壓；一第一控制器，耦接至該初級線圈，透過控制該初級線圈所接收到的一輸入電力調整該第一輸出電壓；以及一第一開關，耦接至該第二次級線圈，調整該第二輸出電壓，其中，該第一開關受控於一脈衝寬度調變信號，若該脈衝寬度調變信號為一第一狀態，一電流流經該第二次級線圈；若該脈衝寬度調變信號為一第二狀態，流經該第二次級線圈的該電流保持截止；該直流/直流轉換器更包括一驅動器控制器，耦接至該第一開關，該驅動器控制器產生該脈衝寬度調變信號以控制該第一開關，其中，該第一輸出電壓施加於一第一負載，該第二輸出電壓施加於一第二負載，該驅動器控制器根據該第二負載的一電力需求產生該脈衝寬度調變信號。
  2. 如申請專利範圍第1項的直流/直流轉換器，其中，該驅動器控制器包括：一參考信號產生器，根據該第二負載的該電力需求產生一參考信號；以及 一誤差放大器，根據該參考信號和指示該第二輸出電壓的一監測信號產生一誤差信號。
  3. 如申請專利範圍第2項的直流/直流轉換器，其中，該第二負載包括多個光源，且其中，該驅動器控制器包括一電流調整單元，平衡流經該多個光源的多個電流。
  4. 如申請專利範圍第2項的直流/直流轉換器，更包括：一比較器，比較一斜坡信號和該誤差信號，產生該脈衝寬度調變信號。
  5. 如申請專利範圍第1項的直流/直流轉換器，其中，該第二次級線圈具一抽頭點，該第一開關耦接於該第二次級線圈的該抽頭點和地之間。
  6. 如申請專利範圍第1項的直流/直流轉換器，更包括：一第二開關，耦接於該電源和該初級線圈之間；以及一第三開關，耦接於該初級線圈和地之間，其中，該第一控制器交替地導通該第二開關和該第三開關，以控制該初級線圈接收到的輸入電力。
  7. 一種供電系統，包括：一變壓器，具有一初級線圈、一第一次級線圈和一第二次級線圈，該初級線圈與一電源耦接，該第一次級線圈為一第一負載提供一第一輸出電壓，該第二次級線圈為一第二負載提供一第二輸出電壓；以及一驅動器控制器，耦接至該第二次級線圈，產生一脈 衝寬度調變信號，交替地導通和截止流經該第二次級線圈的一電流，其中，若該脈衝寬度調變信號為一第一狀態，該電流流經該第二次級線圈；若該脈衝寬度調變信號為一第二狀態，流經該第二次級線圈的該電流保持截止，其中，該第一輸出電壓施加於一第一負載，該第二輸出電壓施加於一第二負載，該驅動器控制器根據該第二負載的電力需求產生該脈衝寬度調變信號。
  8. 如申請專利範圍第7項的系統，更包括：一開關，耦接至該第二次級線圈，其中，該開關受控於該脈衝寬度調變信號。
  9. 如申請專利範圍第7項的系統，其中，該驅動器控制器包括：一參考信號產生器，根據該第二負載的電力需求產生一參考信號；以及一誤差放大器，根據該參考信號和指示該第二輸出電壓的一監測信號產生一誤差信號。
  10. 如申請專利範圍第9項的系統，其中，該驅動器控制器更包括：一比較器，比較一斜坡信號和該誤差信號，產生該脈衝寬度調變信號。
  11. 如申請專利範圍第7項的系統，其中，該第二負載包括多個光源，且其中，該驅動器控制器包括一電流調整單元，平衡流經該多個光源的多個電流。
  12. 如申請專利範圍第7項的系統，其中，該第二次級線 圈具一抽頭點，且其中，該系統包括一開關，該開關耦接於該第二次級線圈的該抽頭點和地之間，且該驅動器控制器控制該開關。
  13. 如申請專利範圍第7項的系統，更包括：一第一開關，耦接於該電源和該初級線圈之間；以及一第二開關，耦接於該初級線圈和地之間，其中，該第一開關和該第二開關交替地導通，以控制該初級線圈接收到的一輸入電力。
  14. 一種控制變壓器的方法，包括：在一變壓器的一第一次級線圈產生一第一輸出電壓；在該變壓器的一第二次級線圈產生一第二輸出電壓；控制該變壓器的一初級線圈接收到的一輸入電力以調整該第一輸出電壓；產生的一脈衝寬度調變信號；以及根據該脈衝寬度調變信號，交替地導通和截止流經該第二次級線圈的一電流，以調整該第二輸出電壓，其中，若該脈衝寬度調變信號為一第一狀態，該電流流經該第二次級線圈；若該脈衝寬度調變信號為一第二狀態，流經該第二次級線圈的該電流保持截止，其中，該第一輸出電壓施加於一第一負載，該第二輸出電壓施加於一第二負載；根據該第二負載的一電力需求產生該脈衝寬度調變信號；以及根據該脈衝寬度調變信號控制與該第二次級線圈耦接的一開關。
  15. 如申請專利範圍第14項的方法，更包括：根據該第二負載的該電力需求產生一參考信號；產生指示該第二輸出電壓的一監測信號；以及根據該參考信號和該監測信號產生一誤差信號。
  16. 如申請專利範圍第15項的方法，更包括：根據該誤差信號產生該脈衝寬度調變信號。
TW100146861A 2010-12-20 2011-12-16 直流／直流轉換器、供電系統及控制變壓器的方法 TWI448061B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/973,460 US8531123B2 (en) 2010-12-20 2010-12-20 DC/DC converter with multiple outputs

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201233030A TW201233030A (en) 2012-08-01
TWI448061B true TWI448061B (zh) 2014-08-01

Family

ID=43973651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100146861A TWI448061B (zh) 2010-12-20 2011-12-16 直流／直流轉換器、供電系統及控制變壓器的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8531123B2 (zh)
CN (1) CN102570820A (zh)
TW (1) TWI448061B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI698153B (zh) * 2017-12-20 2020-07-01 美商亮銳公司 調光器開關介面與led 照明系統

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102012009B (zh) * 2009-09-08 2013-03-13 富准精密工业(深圳)有限公司 具有平衡感测的灯具
CN103168480B (zh) 2010-06-14 2016-03-30 乌龟海岸公司 改善的参量信号处理和发射器系统及相关方法
JP5884049B2 (ja) * 2011-12-05 2016-03-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 点灯装置およびそれを備えた照明器具
KR20130071327A (ko) * 2011-12-20 2013-06-28 오투 마이크로, 인코포레이티드 복수 출력을 가진 ｄｃ／ｄｃ 컨버터
US8610371B2 (en) 2011-12-22 2013-12-17 Allegro Microsystems, Llc Circuitry to drive parallel loads sequentially
WO2013106596A1 (en) 2012-01-10 2013-07-18 Parametric Sound Corporation Amplification systems, carrier tracking systems and related methods for use in parametric sound systems
JP5828074B2 (ja) * 2012-02-13 2015-12-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 点灯装置および、これを用いた照明器具
CN102612223A (zh) * 2012-03-02 2012-07-25 苏州浩森电子科技有限公司 一种led驱动装置及其控制方法
US8581520B1 (en) * 2012-05-14 2013-11-12 Usai, Llc Lighting system having a dimming color simulating an incandescent light
US8742695B2 (en) 2012-05-14 2014-06-03 Usai, Llc Lighting control system and method
US9203292B2 (en) 2012-06-11 2015-12-01 Power Systems Technologies Ltd. Electromagnetic interference emission suppressor
US9203293B2 (en) 2012-06-11 2015-12-01 Power Systems Technologies Ltd. Method of suppressing electromagnetic interference emission
US9287792B2 (en) 2012-08-13 2016-03-15 Flextronics Ap, Llc Control method to reduce switching loss on MOSFET
US9312775B2 (en) * 2012-08-15 2016-04-12 Flextronics Ap, Llc Reconstruction pulse shape integrity in feedback control environment
US9318965B2 (en) 2012-10-10 2016-04-19 Flextronics Ap, Llc Method to control a minimum pulsewidth in a switch mode power supply
US9921627B2 (en) 2013-01-08 2018-03-20 Semiconductor Components Industries, Llc Control circuit for programmable power supply
US9236806B2 (en) * 2013-01-15 2016-01-12 System General Corp. Method and apparatus for controlling programmable power converter with low standby power loss
US9093911B2 (en) * 2013-03-15 2015-07-28 Flextronics Ap, Llc Switching mode power converter using coded signal control
US9490651B2 (en) 2013-03-15 2016-11-08 Flextronics Ap, Llc Sweep frequency mode for magnetic resonant power transmission
TWI511606B (zh) * 2013-04-16 2015-12-01 Power Forest Technology Corp 發光二極體驅動裝置
US9332344B2 (en) 2013-06-13 2016-05-03 Turtle Beach Corporation Self-bias emitter circuit
US8988911B2 (en) * 2013-06-13 2015-03-24 Turtle Beach Corporation Self-bias emitter circuit
CN104868764B (zh) * 2014-02-26 2017-08-04 全汉企业股份有限公司 逆变装置及其电源转换方法
US9618162B2 (en) 2014-04-25 2017-04-11 Cree, Inc. LED lamp
US9621053B1 (en) 2014-08-05 2017-04-11 Flextronics Ap, Llc Peak power control technique for primary side controller operation in continuous conduction mode
US10256733B2 (en) * 2015-09-30 2019-04-09 Apple Inc. Tapped winding flyback converter for multiple output voltages
JP2018014375A (ja) * 2016-07-19 2018-01-25 ダンレックス株式会社 Ｌｅｄの点滅制御方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7221111B2 (en) * 2004-12-27 2007-05-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Switching power supply device and method of controlling the switching device
US20090015172A1 (en) * 2007-07-11 2009-01-15 Industrial Technology Research Institute Light source apparatus and driving apparatus thereof
US20100097122A1 (en) * 2008-10-22 2010-04-22 Richard Charles Flaherty Photosensor Circuits Including a Switch Mode Power Converter

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4926303A (en) * 1988-12-12 1990-05-15 Qualitron, Inc. Control circuit for a switching DC to DC Power converter including a multi-turn control transformer
US6760238B2 (en) * 2002-10-24 2004-07-06 Bc Systems, Inc Apparatus and method for DC/DC converter having high speed and accuracy
US7148659B2 (en) * 2003-06-20 2006-12-12 Comarco Wireless Technologies, Inc. Programmable AC/DC power supply
KR20120030742A (ko) * 2010-09-20 2012-03-29 삼성전자주식회사 디스플레이장치 및 그 전원회로장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7221111B2 (en) * 2004-12-27 2007-05-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Switching power supply device and method of controlling the switching device
US20090015172A1 (en) * 2007-07-11 2009-01-15 Industrial Technology Research Institute Light source apparatus and driving apparatus thereof
US20100097122A1 (en) * 2008-10-22 2010-04-22 Richard Charles Flaherty Photosensor Circuits Including a Switch Mode Power Converter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI698153B (zh) * 2017-12-20 2020-07-01 美商亮銳公司 調光器開關介面與led 照明系統

Also Published As

Publication number Publication date
TW201233030A (en) 2012-08-01
CN102570820A (zh) 2012-07-11
US20110109248A1 (en) 2011-05-12
US8531123B2 (en) 2013-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI448061B (zh) 直流／直流轉換器、供電系統及控制變壓器的方法
TWI506926B (zh) 直流／直流轉換器及其驅動控制器
TWI495247B (zh) 級聯式電力轉換器及用於控制其之方法及積體電路
US8587221B2 (en) DC/DC converter with multiple outputs
US8664893B2 (en) Feedback control circuit and LED driving circuit
US10602577B2 (en) Control circuit, control method and switching power supply thereof
US10660176B2 (en) System and method for driving light source comprising voltage feedback circuit and current feedback circuit
US8294377B2 (en) Power converter with compensation circuit for adjusting output current provided to a constant load
RU2554080C2 (ru) Устройство освещения
US10021754B2 (en) Two-channel LED driver with short circuit protection and short circuit protection method for two-channel LED driver
US10141740B2 (en) Auxiliary supply generation for power converters
JP2011205868A (ja) 過電流防止式電源装置及びそれを用いた照明器具
US20130163288A1 (en) Power module and distributed power supply apparatus having the same
US20150130516A1 (en) Diode load driving power supply apparatus
US20150002044A1 (en) Power supply device and control circuit thereof
JP2021503269A (ja) スイッチモード電力変換器及び変換方法
KR101339621B1 (ko) 다중출력 직류/직류 컨버터
US9088219B2 (en) Dual-mode, AC/DC power converter with power factor correction
TWI458389B (zh) 可動態調整調光範圍之驅動裝置及其操作方法
US20150271883A1 (en) Power supply device
US8076860B2 (en) Power converter and power conversion method with reduced power consumption
TWI509958B (zh) Dynamic frequency adjustment power control device
TWI641210B (zh) PSR current control system under LLC architecture
WO2024056703A1 (en) Led driver for controlling a led fixture and a method of controlling a led fixture
TW202139778A (zh) 控制器、光源驅動系統及光源驅動方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees