TWI458237B - 多重輸出返馳式轉換器及調整其輸出電壓的方法與控制器 - Google Patents

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Description

多重輸出返馳式轉換器及調整其輸出電壓的方法與控制器 [相關申請案之對照參考資料]
本申請案主張相同名稱之2008年1月15日所提出之美國臨時專利申請案序號第61/021,038號之優先權，在此以提及方式併入該美國臨時專利申請案之整個內容。
本發明係有關於DC/DC轉換器及更特別地，是有關於一具有一次側主動箝位電路之二次側穩壓轉換器。
一返馳式轉換器係為一在輸入與輸出(或複數個輸出)間具有流電隔離之DC/DC轉換器。特別地，該返馳式轉換器係為一具有電感器分離以構成一變壓器之升降壓式轉換器，該變壓器具有相反繞線方向之一次側繞組及二次側繞組。在一典型返馳配置中，該二次電路使用一阻隔二極體，以確保只在一次開關打開時，電流流入該二次繞組。
具有多重輸出之返馳式轉換器在該項技藝中係已知的。藉由一與一次繞組電磁交互作用之二次繞組及一專屬阻隔二極體來驅動每一輸出。以橫跨一輸出濾波電容器方式提供每一二次電路之輸出電壓至一負載。輸出負載電流、變壓器及阻隔二極體之電壓降以及非理想變壓器匝數比之變動需要主動調整該輸出電壓，以維持一固定位準。在一具體例中，使用一次側調整，以藉由回授一代表受控數量之控制信號及比較該受控數量與一預定參考值，來控制該等輸出電壓中之一。使用該差異以控制該一次側開關，以便使該特定輸出與該預定參考值一致。該等剩餘輸出追蹤由該變壓器之匝數比所決定之穩壓輸出；然而，特別是在整個負載範圍，沒有緊密調整該等輸出。
一次側調整無法獨立地控制該等二次輸出之每一輸出，因此，常常提供二次側調整。在該習知技藝所已知之二次側調整(亦另外稱為二次側後調整)中，提供一與該等二次電路之每一二次電路的阻隔二極體串聯之電子受控開關。然後，控制該開關，以便調整該相關二次輸出電壓。
2002年4月9日頒發給Chang等人之美國專利序號第6,369,525號及Peker等人在2007年1月9日所提出且2007年7月12日公告成為美國專利申請案公告序號第2007/0459421 A1號之名稱為「LED背光源之二次側後調整」的美國專利申請案第11/621,160號(在此以提及方式併入每一美國專利申請案之整個內容)提出提供有多重獨立穩壓輸出之返馳式轉換器。該等二次側開關之每一開關呈現一與其串聯之阻隔二極體，以防止反向電流流經該MOSFET開關之固有本體二極體。由於低輸出電壓，橫跨該阻隔二極體之順向電壓降變成一限制該轉換器之操作效率的重要因素。
Siemens之1995年8月4日所公告之歐洲專利序號第EP 0698959 A1號(在此以提及方式併入該歐洲專利之整個內容)提出一種具有複數個受控二次電路之DC/DC電壓轉換器。在一具體例中，該電子受控開關包括一固有閥部，以實施該阻隔二極體功能。不幸地，這樣的固有閥部之需求在不需提供一額外阻隔二極體之情況下阻礙低成本MOSFET裝置之使用。
所需要的是習知技藝所沒有提供之一種允許一MOSFET電子受控開關之使用而不需要一阻隔二極體的二次側後調整方案。
有鑑於上面所提之論述及其它考量，本揭露提供用以克服習知及目前電源管理系統及方法的某些或所有缺點之方法及裝置。在此亦將描述本方法及裝置之其它新且有用之優點以及熟習該項技藝者可察覺該等優點。
此在某些具體例中可藉由動態選擇具有最大誤差電壓之輸出以控制該一次開關來完成。藉由控制一與該等輸出之每一輸出串聯連接之開關來改變電流流入每一輸出之時間長度，以調整剩餘輸出。在關閉該一次開關前，關斷所有二次開關的情況下，使用前緣調變來實施該等輸出之調整。此外，在該一次側上提供一主動箝位電路，以在該二次電路上防止因打開該一次開關所發生之電壓突波會驅動電流流經該等二次開關之固有本體二極體。該前緣調變與該一次側主動箝位電路之組合能夠有利地使用MOSFET開關，而無需一額外阻隔二極體。
為了更加了解本發明及顯示如何實現相同效果，現在將單純經由實施例來參考所附圖式，在遍及圖式中相同元件符號表示對應元件或部分。
現在特別詳細參考該等圖式，強調特點係經由實施例來表示且僅做為本發明之較佳具體例的論述之用，以及該等特點係以提供相信是本發明之原理及觀點的最有用且容易了解之敘述來呈現。在這點上，沒有企圖要比本發明之基本了解所需者(可以使熟習該項技藝者明顯易知如何可以實際具體化本發明之數個形式的敘述及圖式)更詳細來顯示本發明之結構細節。
在詳細說明至少一具體例前，將了解到本發明並非侷限它的應用至下面敘述或圖式所述之組件的結構及配置之細節。本發明可應用至以不同方式來實施之其它具體例。並且，將了解到在此所使用之詞組及術語係敘述用而不應視為限定用。在此所使用之術語連接(connected)不表示侷限於直接連接，以及適當電阻器、電容器及電感器之使用不會超過其範圍。
在電子電路圖中，以傳統參考字母及後面跟隨一數字指示(在電路中那個元件之重複)來標示傳統電子組件。例如，R表示一電阻器，C表示一電容器，T表示一變壓器，A表示一放大器(可以數個方式將它配置成一比較器、一差動放大器等)，M表示一金氧半場效電晶體(MOSFET)，以及S表示一可以實施成為一MOSFET之開關。每一電子組件具有複數個端子或末端(輸入及輸出)，該每一電子組件經由該複數個端子連接至導線及其它組件。然而，文字「端子」、「末端」、「輸入」或「輸出」之使用不是意味著根據離散組件之實施，以及任何上述電路可以實施成為一積體電路(IC)。
本具體例提供用於一多重輸出返馳式DC/DC轉換器之二次側電壓調整。在一具體例中，動態選擇要由該一次開關來調整之具有最大誤差電壓的輸出。藉由控制一與該等輸出之每一輸出串聯連接之開關來改變流入每一輸出之電流的時間長度，以調整剩餘輸出。
最好，每一輸出使用一單一N通道MOSFET，以完成該等繞組之切換。使用前緣調變來實施該等輸出之調整。藉由該一次側上之一主動箝位電路的使用在該一次開關關斷後立即使該等輸出MOSFET開關之本體二極體保持斷開。
圖1描述一包括一第一變壓器T1之返馳式轉換器10之高層次示意圖，其中該第一變壓器T1具有一一次繞組WP及分別以W1、W2及W3來表示之複數個二次繞組。每一二次繞組W1、W2及W3之第一端連接至一個別二次輸出(以V1、V2及V3來表示)，演變成橫跨一個別輸出濾波電容器C1、C2及C3。將V1、V2及V3之每一者饋送至一控制器100之一個別輸入。使每一二次繞組W1、W2及W3之第二端經由一個別二次開關S1、S2及S3(每一開關被描述成為一N通道MOSFET)串聯連接至一第一共用點(在一具體例中，該共用點係接地的)。每一二次開關S1、S2及S3受控於控制器100之一連接至其閘極的個別輸出。使一次繞組WP之第一端連接至一電源(描述成橫跨一輸入電容器所提供之+48伏特DC，但不是用以做限定用)。以一電容器CA及一開關SC來實施一主動箝位電路110，其中該電容器CA及該開關SC係配置成：當關閉開關SC時，電容器CA係設置成橫跨一次繞組WP。使一次繞組WP之第二端經由一一次開關SP串聯連接至一第二共用點(在一具體例中，該第二共用點係不同於該第一共用點及通常是所謂一次側接地)。一次開關SP係操作地與控制器100相關聯且以該一次開關SP之閘極連接至一閘極驅動隔離變壓器T2之一第一二次繞組方式經由閘極驅動隔離變壓器T2耦接至控制器100。使閘極驅動隔離變壓器T2之一次繞組連接至控制器100之一次開關驅動輸出。隔離變壓器T2之一額外二次繞組係連接用以對SP成互補方式驅動開關SC之閘極。在另一具體例(未顯示)中，以一光耦合器取代閘極驅動隔離變壓器T2之功能而不超出範圍。
從一電源(描述成Vcc)或從一與一次繞組WP同相之輔助一次繞組WA供應控制器100用之電力。二極體係設置用以選擇究竟哪一個電源具有最高電壓。有利地是，藉由設置與一次繞組WP同相之輔助一次繞組WA，當導通該一次開關時，輔助一次繞組WA將產生一與一次電壓成比例之電壓。
依據一較佳具體例，由一單一MOSFET電晶體實施每一二次開關S1、S2及S3，而不需要一個別阻隔二極體，在該具體例中實施成為一N通道MOSFET，但絕不是做為限定用。在一替代具體例中，實施一P通道MOSFET，而不超出範圍。通常，一N通道MOSFET可完全阻擋在汲極至源極方向上電流流動，然而由於它的本體二極體而限制在源極至汲極方向上之電流阻擋。當藉由降低閘極-源極電壓，以關斷二次開關S1、S2及S3時，只要由一次側主動箝位電路110之反射電壓來保持源極至汲極方向上之電壓小於固有本體二極體順向偏壓，可依賴這些開關阻擋在源極至汲極方向上之電流流動。定出二次開關S1、S2及S3之每一MOSFET實施的方位，以便當導通一次開關SP及關斷該個別二次開關S1、S2、S3時，該固有本體二極體係為反向偏壓，藉此防止反向電流流動。當導通該等二次開關及關斷該一次開關時，橫跨該等二次側開關之電壓降小於該習知技藝之阻隔二極體電壓降，藉此由去除在該阻隔二極體中所浪費之電力來改善效率。
由主動箝位電路110之操作及控制器100所提供之前緣脈衝寬度調變在圖1之具體例中完成二次側電壓調整。特別地，在返馳式轉換器中，當關斷該一次開關時，因為一次漏電感放電，所以會在該變壓器之一次電路上產生大的反向電壓突波。將此反向電壓突波反射至該二次側，在該二次側上由該反射突波使二次開關S1、S2及S3之固有本體二極體為順向偏壓。為了防止在一次繞組WP上之電壓突波，主動箝位電路110係配置成維持一橫跨一次繞組WP之相對固定電壓，藉此防止反向電流流經二次開關S1、S2及S3之固有本體二極體。
主動箝位電路110之電容器CA最好包括一大數值電容器。如以上所述，當一次開關SP正在導通時，主動箝位開關SC係打開的，以及當一次開關SP係打開時，主動箝位開關SC係關閉的，藉此以橫跨一次繞組WP方式並聯電容器CA。選擇電容器CA，以便橫跨電容器CA之電壓在一次開關SP打開期間沒有察覺到改變。因此，當關斷一次開關SP時，主動箝位電路110固定橫跨一次繞組WP之電壓。當一次開關SP關斷時，由一次繞組WP對該等二次繞組W1、W2及W3之匝數比來決定在一次繞組WP上之電壓，以及如以上所示，由主動箝位電路110之操作來防止該電壓突波。當該一次側電子受控開關係打開時，主動箝位電路110進一步用作在該等輸出V1、V2及V3之每一輸出上確保一個別固定電壓，其中該個別固定電壓係為該個別二次繞組之匝數比的函數。
當一次開關SP導通時，能量儲存於變壓器T1中且建立在一次繞組WP之漏電感中。當一次開關SP關斷時，在二次繞組W1、W2及W3之每一繞組中漏電感防止在二次繞組W1、W2及W3中之即時電流流動，以及在鐵蕊及在一次漏電感中所儲存之能量流入主動箝位電路110。此稍微增加箝位電路。當二次開關S1、S2及S3關閉時，電流流入該等二次輸出及流入主動箝位電路110之電流開始減少，以及它的電壓稍微下降，以便在一次開關SP之切換週期結束時，電流從主動箝位電路110流出，以送回在最初關閉一次開關SP時所吸收之能力。
控制器100係配置成以圖2中之時序圖的下部分(其中，x軸表示時間及y軸表示該個別開關之控制輸入的振幅)所述之一前緣調變方案控制一次開關SP及二次開關S1、S2及S3。特別地，當該個別信號係高位準時，一次開關SP及二次開關S1、S2及S3之每一開關係關閉的。依據該前緣調變方案，所有二次開關S1、S2及S3如時間記號M1所示同時關斷，但是如時間記號M2、M3及M4所示，依據它們的工作週期在交錯時間上導通。剛好在換向週期結束前，如時間記號M1所示關斷二次開關S1、S2及S3，亦即，導通一次開關SP。當一次開關SP導通時，立即反向所有二次電壓，以及當二次開關S1、S2及S3之MOSFET開關配置的本體二極體導通時，沒有顯著時間週期。
圖3描述一進一步詳細顯示圖1之返馳式轉換器10的電子電路之高層次示意圖。控制器100係配置成用以動態偵測具有最大誤差電壓之輸出及選擇那個誤差電壓，以控制一次開關SP之工作週期。與該最大誤差電壓相關之二次開關在該一次開關之關斷時間的全部期間係導通的。控制器100產生上述前緣調變。
特別地，使每一輸出(以V1、V2及V3來表示及演變成橫跨一個別輸出電容器)與一第一變壓器T1之一個別二次繞組W1、W2及W3的第一端相關聯及連接至該第一端。使二次繞組W1之第二端經由一二次開關S1連接至一第一共用點(在一具體例中，該共用點係接地的)，使二次繞組W2之第二端經由一二次開關S2連接至該第一共用點，以及使二次繞組W3之第二端經由一二次開關S3連接至該第一共用點。描述二次開關S1、S2及S3之每一開關成為一N通道MOSFET，而不是做為限定用。
使V1、V2及V3每一輸出經由一個別分壓器網路RD1、RD2及RD3連接至一個別誤差放大器A1、A2及A3之反相輸入。使誤差放大器A1、A2及A3之每一放大器的非反相輸入連接至固定參考電壓215之輸出。因此，由一個別誤差放大器將用以表示V1、V2及V3之每一輸出的接收電壓與一預定參考電壓做比較。為了支援V1、V2及V3之不同輸出電壓，該等個別分壓器RD1、RD2及RD3係配置成用以在該個別輸出上出現標稱設計電壓的時候呈現一等於該預定參考電壓之電壓。因此，當該個別輸出電壓V1、V2及V3小於該標稱設計電壓(具有反映該標稱設計電壓與該輸出電壓間之差異的振幅)時，每一誤差放大器A1、A2及A3之輸出係為正的。
將誤差放大器A1之輸出(以EA1來表示)饋送至一比較器A4之反相輸入，將誤差放大器A2之輸出(以EA2來表示)饋送至一比較器A5之反相輸入，以及將誤差放大器A3之輸出(以EA3來表示)饋送至一比較器A6之反相輸入。使比較器A4、A5及A6之非反相輸入連接至一斜波電壓產生器210之輸出。使斜波電壓產生器210連接至一時脈220之輸出。亦使一S/R鎖存器230之設定輸入連接至該時脈220之輸出。
使S/R鎖存器230之Q輸出連接至斜波電壓產生器210之一輸入，以及經由一緩衝器及一電容器連接至一第二變壓器T2(實施成為一隔離變壓器)之一次繞組。使第二變壓器T2之一第一二次繞組經由一快速關斷/緩慢導通功能250連接至一次開關SP之控制輸入。使第二變壓器T2之一第二二次繞組以互補方式經由一快速關斷/緩慢導通功能250連接至一主動箝位電路110之一開關SC之控制輸入。使第一變壓器T1之一次繞組WP的一端連接至一電源(描述成橫跨一輸入電容器所提供之+48伏特DC，但不是用以做限定用)。由一電容器CA及開關SC來實施主動箝位電路110，其中該電容器CA及該開關SC係配置成：當關閉開關SC時，電容器CA係設置成橫跨一次繞組WP。使一次繞組WP之另一端經由一次開關SP串聯連接至一第二共用點(在一具體例中，該第二共用點係不同於該第一共用點及通常是所謂一次側接地)。
使比較器A4、A5及A6之每一比較器的輸出連接至一AND閘240之個別輸入及連接至AND閘241、242及243之個別AND閘的一反相輸入。使AND閘240之輸出連接至S/R鎖存器230之重置輸入。使S/R鎖存器230之連接至AND閘241、242及243之每一者的一輸入。使AND閘241之輸出經由一緩衝器連接至二次開關S1之控制輸入，使AND閘242之輸出經由一緩衝器連接至二次開關S2之控制輸入，以及使AND閘243之輸出經由一緩衝器連接至二次開關S3之控制輸入。
配合圖2之信號波形(x-軸表示時間及y-軸以任意單位表示電壓)，以了解圖3之具體例的操作。圖2之上部分描述時脈220所輸出之時脈信號、斜波電壓產生器210回應時脈信號所輸出之斜波信號電壓及該等誤差放大器輸出EA1、EA2及EA3。如在時間記號M1所示，當斜波電壓產生器210接收一正時脈脈衝時，該斜波信號電壓開始增加。由時脈220所輸出之正時脈脈衝亦設定S/R鎖存器230，其中S/R鎖存器230之輸出係操作地連接成用以經由快速關斷/緩慢導通功能250導通一次開關SP。當一次開關SP導通時，鎖存器230之輸出係低位準的，以及因此，經由該等個別AND閘241、242及243維持所有三個二次開關S1、S2、S3關斷。
分別由比較器A4、A5及A6將斜波電壓產生器210所輸出之上升斜波輸出與該等誤差放大器輸出EA1、EA2及EA3做比較。當該斜波電壓超過該個別誤差放大器輸出EA1、EA2及EA3時，該個別比較器A4、A5及A6之輸出變成高位準。EA1、EA2及EA3之振幅反映V1、V2及V3之輸出電壓誤差，以及因此，與最大誤差相關之個別比較器A4、A5及A6係最後回轉成正之比較器。
當比較器A4、A5及A6之該最後比較器回轉成正的時，如在時間記號M2所示，AND閘240之輸出變成正的，此重置S/R鎖存器230。S/R鎖存器230之Q輸出變成低位準，藉此關斷一次開關SP及導通主動箝位電路110。當鎖存器230改變狀態時，它亦造成斜波產生器210所輸出之斜波電壓開始減少，因為S/R鎖存器之Q輸出連接至斜波產生器210之方向輸入。該輸出同時變成高位準，藉此使AND閘241、242及243之每一AND閘致能。斜波信號產生器210之減少的斜波電壓與誤差放大器輸出EA1、EA2及EA3之每一誤差放大器輸出相交，以及比較器A4、A5、A6之個別輸出變成負的，以經由該個別AND閘241、242、243之通過來導通二次開關S1、S2及S3之一個別二次開關。
幾乎一旦該斜波如時間記號M2所示改變斜率，要回轉成正的最後比較器(亦即，與最大誤差值相關之比較器)立即再次改變狀態，此導通該對應輸出之二次開關。當該斜波電壓持續減少時，如時間記號M3及M4所述，因為該斜波電壓變成小於那個輸出之誤差電壓，所以由它們的個別比較器導通該等剩餘二次開關。該等二次開關維持導通，直到如時間記號M1所示之下一個時脈脈衝發生為止，此再次重置鎖存器230及改變斜波產生器210之斜波電壓的斜率。最好配置斜波產生器210，以便它產生一在該時脈週期發生時剛好到達原始出發點之下斜坡。
在一具體例中經由一並聯配置成用以上拉電壓遠離該個別開關之閘極而沒有延遲及延遲該個別開關之導通的二極體及電阻器來實施快速關斷/緩慢導通功能250。快速關斷/緩慢導通功能250最好是避免一次開關SP及箝位開關SC同時導通。
依據本發明之一具體例(未顯示)，為了完成過電流保護，感測在二次開關S1、S2及S3中之電流。感測此電流，以回應橫跨該MOSFET之電壓降，該電壓降係電流及RDSon之函數，亦即，當該MOSFET導通時，源極與汲極間之電阻。在這樣的具體例中，剛好在該開關關斷前，感測該電流，及因此該電流通常表示在該二次開關中之峰值電流。如果在任何週期期間沒有導通該開關，則忽略該電流感測輸入。
當在一個或多個輸出上感測一過電流狀況及維持該過電流狀況有8個時脈週期時，該過電流偵測電路將啟始一電源啟動重置(包括一軟啟動)。如果在重新啟動序列期間之任何時間遭遇一過電流故障，則重新啟始該電源啟動重置週期。
依據本發明之一具體例，控制器100設有一獨立電源。此可以實施成為一微型隔離變壓器，該微型隔離變壓器由一自發一次側振盪器來運作。它亦可以是一雙極開關。
有利地的是，依據本具體例之控制器企圖同時服務所有輸出，以便在任何特定輸出開關中之峰值電流只相關於在那個輸出上之負載電流及不受在其它輸出上之負載電流的影響。
另一優點是，依據某些具體例之實施對於每一輸出只需要一個開關。此表示除了控制器100的附加之外，提供多重輸出之調整不會有任何伴隨成本。
最好，控制器100係配置成用於乙太網路供電系統應用，然而並非侷限於此。
圖4係依據本發明之原理的方法之一具體例的高層次流程圖。在階段410中，該方法包括比較每一輸出之電壓分量與一參考電壓。在一具體例中，此可藉由採用該等輸出電壓之每一輸出電壓的分壓表示及比較該等表示與一單一參考值來完成，其中該分壓表示標準化該等標稱輸出電壓值。在另一具體例中，供應複數個參考值，每一參考值與一個別輸出電壓相關聯。在階段420中，動態地確定具有最大誤差(界定為低於該標稱值之最大量)之輸出電壓。
在階段430中，控制該一次側開關之工作週期，以回應具有階段420之最大誤差的確定輸出電壓。在階段440中，控制具有階段420之最大誤差的該二次側電子受控開關，以相反於該一次開關之打開及關閉。在階段450中，控制與該最大誤差值無關聯之每一二次側電子受控開關，以回應它們的誤差值。
因此，本發明能對一多重輸出返馳式DC/DC轉換器實施二次側電壓調整。在一具體例中，動態地選擇要由該一次開關來調整之具有最大誤差電壓的輸出。藉由控制一與該等輸出之每一輸出串聯連接之開關來改變電流流入每一輸出之時間長度，以調整該等剩餘輸出。
最好，每一輸出使用一單一N通道MOSFET，以完成該等繞組之切換。使用前緣調變，以實施該等輸出之調整。藉由該一次側上之一主動箝位電路的使用，在該一次開關關斷後立即使該等輸出MOSFET開關之本體二極體保持斷開。
察覺到在一單一具體例中亦可以組合方式提供在個別具體例之上下文中為了清楚所述之本發明的某些特徵。相反地，亦可以個別或任何合適子組合方式提供在一單一具體例之上下文中為了清楚所述之各種特徵。
除非另外界定，在此所使用之所有技術及科學術語具有相同於本發明所屬之技藝的一般人士所通常了解之意思。雖然在本發明之實施或測試中可使用相似或等同在此述之方法，但是在此描述合適方法。
以提及方式併入在此所述之所有刊物、專利申請案、專利及其它參考資料之內容。在衝突之情況中，該專利說明書(包括界定)將占優勢。此外，材料、方法及實施例僅做為描述用，而不是意欲做為限定用。
熟習該項技藝者將察覺到，本發明並非侷限於上面所特別顯示及描述者。更確切地說，本發明之範圍以所附申請專利範圍來界定以及包括上面所述之各種特徵的組合與子組合及熟習該項技藝者在讀取前面敘述時所發現且不在該習知技藝中之它們的變更及修改。
10．．．返馳式轉換器
100．．．控制器
110．．．主動箝位電路
210．．．斜波電壓產生器
215．．．固定參考電壓
220．．．時脈
230．．．S/R鎖存器
240．．．AND閘
241．．．AND閘
242．．．AND閘
243．．．AND閘
250．．．快速關斷/緩慢導通功能
A1．．．誤差放大器
A2．．．誤差放大器
A3．．．誤差放大器
A4．．．比較器
A5．．．比較器
A6．．．比較器
C1．．．輸出濾波電容器
C2．．．輸出濾波電容器
C3．．．輸出濾波電容器
CA．．．電容器
EA1．．．輸出
EA2．．．輸出
EA3．．．輸出
M1．．．時間記號
M2．．．時間記號
M3．．．時間記號
M4．．．時間記號
RD1．．．分壓器網路
RD2．．．分壓器網路
RD3．．．分壓器網路
S1．．．二次開關
S2．．．二次開關
S3．．．二次開關
SC．．．開關
SP．．．一次開關
T1．．．第一變壓器
T2．．．閘極驅動隔離變壓器(第二變壓器)
V1．．．二次輸出
V2．．．二次輸出
V3．．．二次輸出
Vcc．．．電源
W1．．．二次繞組
W2．．．二次繞組
W3．．．二次繞組
WA．．．輔助一次繞組
WP．．．一次繞組
在所附圖式中：
圖1描述依據一示範性具體例之一呈現一控制器之返馳式轉換器的高層次示意圖；
圖2係描述依據一示範性具體例之由圖1之控制器所調整之時序方案的時序圖；
圖3描述依據一示範性具體例之一進一步詳細顯示圖1之返馳式轉換器的電子電路之高層次示意圖；以及
圖4描述依據一示範性具體例之方法的高層次流程圖。
10．．．返馳式轉換器
100．．．控制器
110．．．主動箝位電路
C1．．．輸出濾波電容器
C2．．．輸出濾波電容器
C3．．．輸出濾波電容器
CA．．．電容器
S1．．．二次開關
S2．．．二次開關
S3．．．二次開關
SC．．．開關
SP．．．一次開關
T1．．．第一變壓器
T2．．．閘極驅動隔離變壓器(第二變壓器)
V1．．．二次輸出
V2．．．二次輸出
V3．．．二次輸出
Vcc．．．電源
W1．．．二次繞組
W2．．．二次繞組
W3．．．二次繞組
WA．．．輔助一次繞組
WP．．．一次繞組

Claims (16)

  1. 一種控制器，用以調整在一多重輸出返馳式轉換器中之輸出電壓，該轉換器具有一與一一次繞組及一主動箝位電路操作地相關聯之一次電子受控開關及複數個電磁耦接至該一次繞組之二次繞組，該等二次繞組中每個皆與複數個二次電子受控開關中之一特定者及複數個輸出中之個別輸出操作地相關聯，該複數個輸出中每個皆具有一輸出電壓，該控制器包括：複數個誤差電路，該複數個誤差電路中每個皆耦接至該等特定輸出中之一個別特定輸出且配置成用以輸出一代表一預定參考電壓與該個別輸出電壓之函數間的差異之誤差信號；一比較電路，配置成用以比較每一輸出誤差信號與一時變信號，且輸出複數個各自反映個別輸出誤差信號與時變信號之比較的比較信號；以及一控制電路，配置成用以控制該一次電子受控開關之交錯關閉及打開，以回應關聯於預定參考電壓與個別輸出電壓之函數間的最大差異之動態偵測到的輸出比較信號，及控制該複數個二次電子受控開關中每個的關閉及打開，以回應該個別比較信號。
  2. 如申請專利範圍第1項之控制器，其係配置成使該一次電子受控開關之打開及關閉直接相反於與該最大差異相關 聯之該個別二次電子受控開關的打開及關閉。
  3. 如申請專利範圍第1項之控制器，其中，該控制電路在關閉該一次開關前，同時打開該複數個二次電子受控開關。
  4. 如申請專利範圍第1項之控制器，其中，該控制電路進一步包括一斜波電壓產生器，該斜波電壓產生器被配置以產生時變信號，及其中該比較電路包括複數個比較器，該複數個比較器中每個皆與該等輸出誤差信號中之一特定輸出誤差信號相關聯且與該斜波電壓產生器相通訊，該複數個二次開關中每個的關閉及打開之控制係回應一個別比較器。
  5. 一種調整在一多重輸出返馳式轉換器中之輸出電壓的方法，該轉換器具有一與一一次繞組相關聯之一次側電子受控開關及複數個各自與一特定二次繞組及一特定輸出相關聯之二次側電子受控開關，該方法包括：比較該等特定輸出中每個的電壓分量與一參考電壓，以確定複數個個別誤差值；比較每個個別誤差值與一時變信號以產生複數個各自反映個別誤差值中之一個別誤差值與該時變信號之比較的比較信號；動態地確定反映最大誤差值之比較信號；控制該一次側電子受控開關之工作週期，以回應該反映最大誤差值之動態地確定之比較信號，藉此調整該具有最大誤差值之輸出電壓； 控制與該具有最大誤差值之輸出電壓相關聯之該二次側電子受控開關，以相反於該一次開關；控制每個未與該最大誤差值相關聯之二次側電子受控開關，來回應該個別比較信號，以調整該等個別輸出；以及主動地箝位一與該第一電子受控開關相關聯之電壓突波至一最大值。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，進一步包括：在關閉該一次側電子受控開關前，打開該複數個二次側開關。
  7. 如申請專利範圍第5項之方法，其中，當該一次側電子受控開關係打開時，該主動箝位迫使在每個特定輸出上有一個別固定電壓，該個別固定電壓係為該個別二次繞組對該一次繞組之匝數比的函數。
  8. 如申請專利範圍第5項之方法，其中，控制每個未與該最大誤差值相關聯之二次側電子受控開關係藉由前緣調變來實施。
  9. 一種多重輸出返馳式轉換器，包括：一一次繞組；一第一電子受控開關，操作地連接至該一次繞組之一端及配置成在關閉該第一電子受控開關時，汲取流經該一次繞組之電流，及在打開該第一電子受控開關時，中斷流經該一次繞組之該電流； 一主動箝位電路，操作地連接至該一次繞組之該端及配置成用以箝位在該一次繞組之該端上的一電壓突波不超過一預定值；複數個二次繞組，電磁耦接至該一次繞組，其每個皆與配置成提供一輸出電壓之一個別輸出相關聯；複數個第二電子受控開關，每個皆與該複數個二次繞組之一個別二次繞組串聯連接及配置成在被關閉時，允許電流流經該個別二次繞組；以及一控制器，操作地耦接至該複數個第二電子受控開關中每個的控制端，該控制器配置成用以接收該等個別輸出電壓中每個個別輸出電壓的指示且與該第一電子受控開關之控制端相通訊，該控制器包括：複數個誤差電路，該複數個誤差電路中每個皆耦接至該等輸出中之一個別輸出且配置成用以輸出一代表一預定參考電壓與該個別輸出電壓之函數間的差異之誤差信號；一比較電路，配置成用以比較每一輸出誤差信號與一時變信號，且輸出複數個各自反映個別輸出誤差信號與時變信號之比較的比較信號；以及一控制電路，配置成用以控制該一次電子受控開關之交錯關閉及打開，以回應關聯於預定參考電壓與個別輸出電壓之函數間的最大差異之動態偵測到的輸出比較信號，及控制該 複數個二次電子受控開關中每個的關閉及打開，以回應該個別比較信號。
  10. 如申請專利範圍第9項之多重輸出返馳式轉換器，其中，該控制器進一步操作以控制被連接至該與預定參考電壓與個別輸出電壓之函數間的最大差異相關聯之二次繞組的該第二電子受控開關之打開及關閉，以相反於該一次電子受控開關之關閉及打開。
  11. 如申請專利範圍第9項之多重輸出返馳式轉換器，其中，該控制器進一步操作以對該等二次電子受控開關中每個二次電子受控開關實施前緣調變，以回應該個別相關聯輸出電壓之誤差狀況。
  12. 如申請專利範圍第9項之多重輸出返馳式轉換器，其中，該控制電路進一步操作以在關閉該第一電子受控開關前，同時打開該複數個第二電子受控開關。
  13. 如申請專利範圍第9項之多重輸出返馳式轉換器，其中，該控制器進一步包括：一斜波電壓產生器，配置成用以提供時變信號；以及其中該比較電路包括複數個比較器，該複數個比較器中每個皆與該等輸出誤差信號中之一特定輸出誤差信號相關聯且與該斜波電壓產生器相通訊，該複數個二次開關中每個的關閉及打開之控制係回應一個別比較器。
  14. 如申請專利範圍第9項之多重輸出返馳式轉換器，其 中，當該第一電子受控開關係打開時，該主動箝位電路迫使該等個別輸出電壓中每個皆有一個別數值，該個別數值係為該個別二次繞組對該一次繞組之匝數比的函數。
  15. 如申請專利範圍第9項之多重輸出返馳式轉換器，其中，該複數個第二電子受控開關中每個皆包括一金氧半場效電晶體。
  16. 如申請專利範圍第9項之多重輸出返馳式轉換器，其中，該複數個第二電子受控開關中每個皆包括一呈現一源極端、一汲極端及一閘極端之單一n-通道金氧半場效電晶體，其中該控制端係以該閘極端來表示，該汲極端係連接至該個別二次繞組及該源極端係連接至一共用點。
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