TWI472130B - 電源供應裝置、頻譜調變裝置 - Google Patents

電源供應裝置、頻譜調變裝置 Download PDF

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電源供應裝置、頻譜調變裝置
本案係指為一電源供應裝置，尤其是一種具有頻譜重塑模組之電源供應裝置。
交流/直流轉換器與直流/直流轉換器被廣泛的應用於電源模組上，其中包括Rectifier、Boost、Flyback與Buck等電路，以將電壓由不同傳輸方向轉換為單一值，作為提供各種電壓位準需求給電子電路。電流採樣作為穩壓控制的技術則未能簡化成為能在大功率系統中被精確使用，來做迴路控制。PFC搭配PWM的電源迴路控制雖已被IC技術整合進入現有電源供應器的模組中，而搭配不同規格以取得實際應用的範疇，但經由電路的改進來穩定產品設計的功能，進由優化整體電路的工作模式，以及提高抗電磁干擾的優異性，則尚未被有效實現。
為了實現小體積和高效率，開關電源的開關頻率通常很高(例如幾十KHz)。開關電源中高頻的開關切換會導致嚴重的電磁干擾(EMI)，不僅降低電網品質，還影響與開關電源相連或位於開關電源附近的電子設備的正常工作，甚至會對無線電波和電視訊號造成干擾。為此，各國均針對開關電源產生的電磁干擾制定了嚴格的標準。
現有的降低電磁干擾的方法為通過調節開關頻率，將原本集中在一頻率的能量(或是在窄頻帶中的能量)改為分佈在一寬廣的頻帶。但現有降低電磁干擾的方法，其頻譜範圍固定，因此不適合開關頻率隨負載變化而變化的情況。
本發明提出一種一種電源供應裝置，其具有一主迴路並用以向一負載提供電力，該主迴路具有一頻譜範圍，其包括：一訊號截取單元，用以從該主迴路上取樣一位準訊號，該位準訊號之大小隨該負載而變動；以及一頻譜重塑單元，耦合於該訊號截取單元並根據該位準訊號而調變該頻譜範圍。
較佳地該電源供應裝置，還包括：一MOSFET開關，一回饋訊號大小與一內部電流源限制值決定此元件的開或關；一比較器，經由比較輸入後，輸出高低電壓以控制開關；一整形電容，經由充放電，影響一電壓端點大小；一第一開關，其搭配第二開關對整形電容做充放電；一第二開關，其搭配第一開關對整形電容做充放電；一第一整形電阻，為對該整形電容充電的路徑；以及一第二整形電阻，為對該整形電容放電的路徑。
較佳地該電源供應裝置，還包括：一主要電流其尖峰值達到一內定值時將會關閉該MOSFET開關。該位準訊號決定該內部電流源對一電容充電的一電壓限制值，當電容電壓達到該電壓限制值，則會打開該MOSFET開關。
較佳地該電源供應裝置，其各元件間之作動包括以下步驟：(A)當該比較器的輸出為低電壓時，第一開關打開同時第二開關關閉，此時該位準訊號會經由第一整形電阻對整形電容做緩慢的充電，一電壓端點會緩慢升壓；(B)當升壓至設定某限制值而使該比較器的輸出為高電壓時，第一開關關閉同時第二開關打開，結果整形電容經由第二整形電阻做緩慢的放電，該電壓端點會緩慢降壓；以及(C)當降壓至設定某限制值而使該比較器的輸出為低電壓時，步驟(A)重復，該電壓端點為三角波。
較佳地該電源供應裝置，其中該頻譜重塑單元的一切換頻率會隨著該電壓端點的變化而改變，以達到頻譜重塑的功能。
較佳地該電源供應裝置，此電路包括該訊號截取單元與該頻譜重塑單元，其中該頻譜重塑單元受該位準訊號控制。
整流單元將交流電轉換為直流電，變壓單元可產生隔離與調變直流電壓，另外也受開關的控制將能量由電路初級側傳到次級側。訊號截取單元將輸出位準訊號回饋給頻譜重塑單元藉由訊號處理以控制開關的運作。
較佳地該電源供應裝置，其中該主迴路更包括：一整流單元，接收一電源輸入；一變壓單元，耦合於該整流模組並用以調變該電源輸入之一電壓值；該訊號截取單元，耦合於該變壓模組；以及該頻譜重塑單元，耦合於該訊號截取單元。
較佳地該電源供應裝置，其中該頻譜重塑單元更包括：一穩壓單元，用以根據該位準訊號而將該電壓值保持在一特定位準。
較佳地該電源供應裝置，此方法能應用在該切換頻率會產生變化的一電路上。
較佳地該電源供應裝置，該切換頻率與該電壓端點的一大小呈反比，該大小則與該位準訊號成正比，由此得該切換頻率可被該位準訊號控制，且其間成反比。其中藉由比較器與參考位準訊號及邏輯電路產生該切換頻率隨回饋訊號大小而改變的控制訊號以控制開關。
本發明提出一種一種電源供應裝置，一頻譜範圍的大小受該位準訊號控制。當該位準訊號增大則該頻譜範圍相對較窄；反之，當該位準訊號減小則該頻譜範圍相對較寬。
較佳地該電源供應裝置，當一負載較高時，該位準訊號會減小；當一負載較低時，該位準訊號會增大。
較佳地該電源供應裝置，當該負載降低時，該切換頻率會降低，同時該頻譜範圍也會變窄。當該負載提高時，該切換頻率會升高，同時該頻譜整型範圍也會變寬。
較佳地該電源供應裝置，該頻譜範圍隨著該切換頻率產生相同的變化。該頻譜整型控制應用於一所有工作範圍，也讓該頻譜範圍隨著該切換頻率的變化而改變。該頻譜範圍在高頻時範圍較大，在低頻時範圍較小，其實際值受相關元件參數限定，在可調整的區間，吾人可任意選擇頻率範圍的絕對大小。
較佳地該電源供應裝置，此方法確保一電源供應器在該所有工作頻率範圍能得到好的一EMI抑制。
較佳地該電源供應裝置，可應用在該切換頻率會產生變化的一電路設計中。
本發明提出一種一種電源供應裝置，其具有一頻譜範圍，並包括：一主迴路，產生一位準訊號；以及一頻譜重塑模組，其接收該位準訊號，並根據該位準訊號調變該頻譜範圍。
較佳地該電源供應裝置，其具有一頻譜範圍，並包括：一主迴路，具一參數；以及一頻譜重塑模組，其接收該參數，並根據該參數調變該頻譜範圍。
較佳地一種頻譜調變裝置，其具有一頻譜範圍，其包括：一頻譜重塑模組，接收一位準訊號並根據該位準訊號而調變該頻譜範圍。
較佳地一種頻譜調變方法，用以調變一電源供應裝置之一頻譜範圍，該方法包括：接收一位準訊號；以及根據該位準訊號調變該頻譜範圍。此方法對須隨切換頻率改變，而調整頻譜範圍大小的電路設計有實質幫助。
本發明採用上述電路和/或方法，能夠接收回饋訊號，並根據回饋訊號的變化而調節開關穩壓電路的開關頻率，以及開關頻率頻譜重塑的頻率範圍，從而有效降低電磁干擾，結合本發明更詳細的運作方式與有益效果在實施方式進行描述。
本案所提出之「電源供應器穩壓與頻譜重塑」將可由以下的實施例說明而得到充分瞭解，使得熟習本技藝之人士可以據以完成之，然而本案之實施並非可由下列實施例而被限制其實施型態，熟習本技藝之人士仍可依據除既揭露之實施例的精神推演出其他實施例，該等實施例皆當屬於本發明之範圍。
此發明使一直流電源轉換器於不同一負載下，藉由一回饋電路擷取輸出訊號，並採樣受控制電流以藉由設計的頻譜重塑電路與邏輯電路進行迴路處理與控制，而達到穩壓並使其一工作頻率範圍大小隨著一切換頻率高低的改變，而做相同的變化。
圖一、二為根據本發明的一個實施例的開關穩壓電路100，其中圖二為圖一中控制晶片IC1 的內部具體結構圖。其中開關穩壓電路100包括由橋式整流器101、變壓器T(包括初級繞組T0 和次級繞組T1 )、主開關M 108(被設置在控制晶片IC1 內部)、二極體D1 、輸出電容COUT 組成的主電路，輸入電容CIN ，以及控制電路和回饋電路103。
在此實施例中，回饋電路103包括光耦合器D0 、第一電阻R1 、第一齊納二極體DZ1 和第二電阻R2 ；其中光耦合器D0 的二極體部分與第一電阻R1 、第一齊納二極體DZ1 串聯耦接在開關穩壓電路100的輸出端和地之間；光耦合器D0 的三極管部分與第二電阻R2 串聯耦接在一供電源和地之間；在此實施例中，供電源即內部供電源。但是本領域的普通技術人員應該認識到，回饋電路可以是電阻分壓電路或電容分壓電路，為表述簡便，這裏不詳述其具體結構，然其效果和本實施例的回饋電路103一致，均採樣開關穩壓電路100的輸出訊號，產生與開關穩壓電路100的輸出訊號相關的回饋訊號。
在此實施例中，控制電路包括控制晶片IC1 和電阻RS 、電容C0 。在此實施例中，如圖一所示，開關穩壓電路100還包括用於提供晶片IC1 內部供電電源的輔助繞組T2 ，以及串聯後與輔助繞組T2 並聯的二極體D2 、第三電阻R3 和電容C1 ，內部供電電源取自第三電阻R3 和電容C1 的連接端。主開關M 108採用NMOS。
開關穩壓電路100的控制電路包括電流採樣電路102、比較電路104、時鐘發生電路105、邏輯電路106和頻譜重塑電路107，其中比較電路104、時鐘發生電路105、邏輯電路106和頻譜重塑電路107集成在圖一中的IC1 中。
具體來說，在此實施例中，如圖一所示的IC1 的電路，邏輯電路106包括觸發器U4 ；時鐘發生電路105包括鋸齒波電路和短脈衝電路Tpulse 。其中鋸齒波電路包括時鐘電容C0 、電流源ICt 、時鐘開關S3 、第一比較器U1 。時鐘電容C0 、電流源ICt 、時鐘開關S3 並聯耦接在第一比較器U1 的同相輸入端和地之間。短脈衝電路Tpulse 耦接在邏輯電路106的輸出端和時鐘開關S3 的控制端之間。圖二電路在運行時，當第一比較器U1 輸出為高時，邏輯電路106的輸出變高，此變高的訊號通過短脈衝電路Tpulse 後將時鐘開關S3 閉合一短脈衝時間段Tp 。經過短脈衝時間段Tp 之後，時鐘開關S3 被斷開，時鐘電容C0 被重新開始充電，直至其兩端電壓大於第一比較器U1 的反相輸入端電壓，第一比較器U1 輸出變高，開關穩壓電路進入一個新的工作週期。同時，本領域的技術人員應該認識到，由於時鐘電容C0 容值相對比較大，在此實施例中被設置在控制晶片IC1 外部，但是其也可被集成進控制晶片IC1 內部。
在如圖一所示的實施例中，電流採樣電路102包括耦接至主開關M 108源極和地之間的採樣電阻RS ，用以採樣流過主開關M 108的電流，得到採樣電流。但是本領域的普通技術人員應該認識到，這裏電流採樣電路102可以是變壓器採樣電路、電流放大器採樣電路及主開關M 108本身的導通電阻RDS-ON ，為表述簡便，這裏不詳述其結構，然其效果和採樣電阻RS 一致，均採樣流過主開關M 108的電流，得到採樣電流。
在此實施例中，比較電路104包括第三比較器U3 ，其同相輸入端耦接至採樣電阻RS 與主開關M 108的串聯耦接點，以接收採樣電流；其反相輸入端接收電流參考訊號Ref，其輸出端耦接至RS觸發器U4 的復位端R，以輸出比較訊號至RS觸發器U4 的復位端R。本領域的技術人員人員應該意識到，為抑制副邊二極體反向恢復和寄生參數振盪引起的錯誤信號，在此實施例中，第三比較器U3 的同相輸入端通過LEB(Lead Edge Blanking脈衝前沿消隱)模組耦接至採樣電阻RS 與主開關M 108的串聯耦接點，如圖二所示。
在此實施例中，在回饋電路103，光耦合器D0 的二極體部分與電阻R1 、齊納二極體DZ1 串聯耦接在開關穩壓電路100的輸出端和地之間；光耦合器D0 的三極管部分與電阻R2 串聯耦接在控制晶片IC1 的自供電管腳VCC 和地之間，並且光耦合器D0 的三極管部分與電阻R2 串聯耦接點耦接至控制晶片的回饋管腳FB。即回饋電路103耦接至開關穩壓電路103的輸出端，採樣其輸出訊號，並產生與開關穩壓電路103的輸出訊號相關的回饋訊號VFB 。
在此實施例中，頻譜重塑電路107包括第二比較器U2 、第一開關S1 、第二開關S2 、偏置電源U5 、第一整形電阻RS1 、第二整形電阻RS2 、第三整形電阻RS3 、第四整形電阻RS4 、連接電阻RS5 、整形電容CS1 以及第二齊納二極體DZ2 。回饋訊號VFB 經由回饋管腳FB被輸送至頻譜重塑電路107的輸入端，即頻譜重塑電路107的輸入端耦接至回饋電路103的輸出端，接收回饋訊號VFB 。其中偏置電源U5的電壓值為Vbias ，第二齊納二極體DZ2 的鉗位元電壓為Vzener 。整形電容CS1 耦接在頻譜重塑電路107的輸出端和地之間；第二整形電阻RS2 和第二開關S2 串聯耦接後與整形電容CS1 並聯耦接。連接電阻RS5 的一端耦接至頻譜重塑電路107的輸入端，接收回饋訊號VFB ，其另一端通過偏置電源U5 耦接至第二比較器U2 的反相輸入端，以使第二比較器U2 反相輸入端電壓V1 =VFB -Vbias ；同時連接電阻RS5 的另一端串聯第一開關S1 和第一整形電阻RS1 後耦接至頻譜重塑電路107的輸出端，使得當第一開關S1 閉合時，整形電容CS1 被充電；連接電阻RS5 的另一端和第二齊納二極體DZ2 的陰極耦接，第二齊納二極體DZ2 的陽極接地，使得當回饋訊號VFB 大於第二齊納二極體DZ2 的鉗位元電壓Vzener 時，回饋訊號VFB 被嵌在Vzener 電壓。第二比較器U2 的同相輸入端通過第三整形電阻RS3 耦接至頻譜重塑電路107的輸出端；第二比較器U2 的同相輸入端同時通過第四整形電阻RS4 耦接至其輸出端；第二比較器U2 的輸出端同時耦接至第一開關S1 的控制端和第二開關S2 的控制端；並且當第二比較器U2 的輸出V3 為低時，第一開關S1 閉合，第二開關S2 斷開；當第二比較器U2 的輸出V3 為高時，第一開關S1 斷開，第二開關S2 閉合，即第一開關S1 和第二開關S2 形成互補導通關係。頻譜重塑電路107的輸出端耦接至時鐘發生電路105的第二輸入端。在此實施例中，時鐘發生電路105的第二輸入端即第一比較器U1 的反相輸入端。
開關穩壓電路100運行時，若時鐘發生電路105輸出高電平訊號至RS觸發器U4 的置位端S，則RS觸發器U4 的輸出Q被置高，從而主開關M 108被導通，流經主開關M 108的電流增大。當流經主開關M 108的電流增大至使得採樣電路102的輸出大於電流參考訊號Ref時，比較電路104的輸出變高，從而RS觸發器U4 的輸出Q被復位為低，使得主開關M 108被斷開。直至時鐘發生電路105的輸出再次變高，重新置位RS觸發器U4 的輸出Q，電路100的運行進入一個新的工作週期，並如前所述迴圈工作。
而在時鐘發生電路105處，當其輸出為零時，開關S3 被斷開，電流源ICt 對電容C0 進行充電，使得電容C0 兩端電壓慢慢增大，即第一比較器U1 的同相輸入端電壓慢慢增大。當其增大至大於第一比較器U1 的反相輸入端電壓時(即頻譜重塑電路107的輸出V4 )時，第一比較器U1 的輸出變高，從而開關S3 被閉合，電容C0 兩端電荷被迅速釋放，其電壓下降至零。此時第一比較器U1 的同相輸入端電壓低於其反相輸入端電壓，第一比較器U1 的輸出變低，因此，在短脈衝電路Tpulse 的短脈衝時間段Tp 結束後，開關S3 被斷開，從而電流源ICt 重新開始給電容C0 充電，時鐘發生電路105進入新的工作週期，並如前所述迴圈工作。
時鐘發生電路105的頻率，其中CC0 為電容C0 的電容值、I0 為電流源ICt 的輸出電流、Tp 為短脈衝電路Tpulse 的短脈衝持續時間段。對於給定的開關穩壓電路，由於電容C0 的容值CC0 、電流源ICt 的輸出電流I0 、短脈衝電路Tpulse 的短脈衝持續時間段Tp 均已給定，因此，在此實施例中，時鐘發生電路105的頻率由頻譜重塑電路107的輸出V4 決定。並且當頻譜重塑電路107的輸出V4 越大，電容C0 兩端觸到V4 的值所需時間越長，時鐘發生電路105的頻率越小；反之，當頻譜重塑電路107的輸出V4 越小，電容C0 兩端觸到V4 的值所需時間越短，時鐘發生電路105的頻率越大。
從下文的描述將要看到，施加在第一比較器U1 反相輸入端的電壓，即頻譜重塑電路107的輸出V4 將是一個三角波。
在頻譜重塑電路107處，若第二比較器U2 的反相輸入端電壓V1 大於其同相輸入端電壓V2 ，即V1 >V2 時，第二比較器U2 的輸出V3 為低(V3 =0)，第一開關S1 閉合，第二開關S2 斷開。此時回饋訊號VFB 經由連接電阻RS5 、第一開關S1 、第一整形電阻RS1 ，給整形電容CS1 充電，則頻譜重塑電路107的輸出電壓V4 慢慢增大，而此時第二比較器U2 同相輸入端的電壓：
於是，V2 跟隨著V4 的增大慢慢增大。當增大至使得第二比較器U2 的同相輸入端電壓V2 大於其反相輸入端電壓V1 ，即V2 >V1 時，第二比較器U2 的輸出V3 變高，即第二比較器U2 輸出高電平值V3H ，第一開關S1 斷開，第二開關S2 閉合。此時整形電容CS1 兩端電壓，即電壓V4 通過第二整形電阻RS2 和第二開關S2 放電，而此時第二比較器U2 的同相輸入端的電壓為：
於是，V2 隨著V4 的減小而慢慢減小。當減小至使得第二比較器U2 的反相輸入端電壓V1 大於其同相輸入端電壓V2 ，即V1 >V2 時，第二比較器U2 的輸出V3 再次變低，進入如上所述過程運行過程。因此，整形電容CS1 被迴圈充放電，在頻譜重塑電路107的輸出得到三角波。其中該三角波慢慢增大的上升過程中，當第二比較器U2 的同相輸入端電壓即將大於其反相輸入端電壓時，即V2 =V1 時刻，達到其波峰電壓V4H 301，則：
而該三角波升值波峰值後慢慢減小的下降過程中，當第二比較器U2 的反相輸入端電壓即將大於其同相輸入端電壓時，即V1 =V2 時刻，達到其波谷電壓V4L 302為下式，其頻率整形頻譜300示意圖如圖三所示。
相應地，在三角波的波峰值處，時鐘發生電路105的頻率f(即開關穩壓電路100的頻率)為其最小值f L 303：
在三角波的波谷處，時鐘發生電路105的頻率(即開關穩壓電路100的頻率)為其最大值f H 304：
如圖三頻率整形頻譜300所示即為頻譜重塑電路107的輸出V4 、時鐘發生電路105的頻率f以及驅動主開關M 108的波形305(即RS觸發器U4 的輸出Q的波形)。
從上述等式(1)、等式(2)可以得到，當回饋訊號VFB 增大時，時鐘發生電路105的頻率f減小；反之，當回饋訊號VFB 減小時，時鐘發生電路105的頻率f增大。而開關穩壓電路100的開關頻率即時鐘發生電路105的頻率。因此，當回饋訊號VFB 增大時，開關穩壓電路100的開關頻率減小；反之，當回饋訊號VFB 減小時，開關穩壓電路100的開關頻率增大。
等式(2)減去等式(1)，可以得到頻譜重塑的頻率範圍為：
化簡得：
由於對於特定的系統，上述等式(3)中電容C0 的容值CC0 、電流源ICt 的輸出電流I0 、短脈衝電路Tpulse 的短脈衝持續時間段Tp 、第一至第四整形電阻RS1 ~RS4 的阻值、偏置電源的電壓值為Vbias 、第二比較器U2 輸出的高電平值V3H 均確定，因此，頻譜重塑範圍Δf與回饋訊號VFB 成反方向變化。也就是說，當回饋訊號VFB 增大時，頻譜重塑的頻率範圍Δf變小；反之，當回饋訊號VFB 減小時，頻譜重塑的頻率範圍Δf變大。結合上述對開關穩壓電路100的開關頻率與回饋訊號VFB 的表述可以得到，當回饋訊號VFB 增大時，開關穩壓電路100的開關頻率減小，其頻譜重塑的頻率範圍Δf也變小；當回饋訊號VFB 減小時，開關穩壓電路100的開關頻率增大，其頻譜重塑的頻率範圍Δf也變大。因此，開關穩壓電路100開關頻率的頻譜重塑範圍隨其開關頻率的變化而變化：當其開關頻率增大時，其頻譜重塑範圍相應變大；當其開關頻率減小時，頻譜重塑範圍相應減小。因此，本發明提供的開關穩壓電路100解決了頻率範圍固定的問題，有效地降低了電磁干擾。
本發明提出一種電源供應器，其功能為藉由採樣輸出訊號與內部控制電流，經由比較器電路與邏輯電路等設計對充放電設定時序及開關電路行控制之實。此匹配能達成在有效的元件功能上，對電源模組進行頻譜重塑與達到穩壓的雙重要求。
此發明可有效解決頻率固定，不易受不同工作頻率要求的電路應用設計使用等問題。同時，此發明可模組化於業界常用的PWM開關控制IC中或獨立應用於眾多的電源供應器上，對於電子產品常受限於電源供應模組低頻雜訊抗干擾的不易性為有效的解決對策，其對電磁干擾的抑制，亦能達到最佳化。
實施例：
1.　一種電源供應裝置，其具有一主迴路並用以向一負載提供電力，該主迴路具有一頻譜範圍，其包括：一訊號截取單元，用以從該主迴路上取樣一位準訊號，該位準訊號之大小隨該負載而變動；以及一頻譜重塑單元，耦合於該訊號截取單元並根據該位準訊號而調變該頻譜範圍。
2.　如第1實施例所述之電源供應裝置，還包括：一MOSFET開關，一回饋訊號大小與一內部電流源限制值決定此元件的開或關；一比較器，經由比較輸入後，輸出高低電壓以控制開關；一整形電容，經由充放電，影響一電壓端點大小；一第一開關，其搭配第二開關對整形電容做充放電；一第二開關，其搭配第一開關對整形電容做充放電；一第一整形電阻，為對該整形電容充電的路徑；以及一第二整形電阻，為對該整形電容放電的路徑。
3.　如第2實施例所述之電源供應裝置，一主要電流其尖峰值達到一內定值時將會關閉該MOSFET開關。該位準訊號決定該內部電流源對一電容充電的一電壓限制值，當電容電壓達到該電壓限制值，則會打開該MOSFET開關。
4.　如第3實施例所述之電源供應裝置，其各元件間之作動包括以下步驟：(A)當該比較器的輸出為低電壓時，第一開關打開同時第二開關關閉，此時該位準訊號會經由第一整形電阻對整形電容做緩慢的充電，一電壓端點會緩慢升壓；(B)當升壓至設定某限制值而使該比較器的輸出為高電壓時，第一開關關閉同時第二開關打開，結果整形電容經由第二整形電阻放電，該電壓端點會降壓；以及(C)當降壓至設定某限制值而使該比較器的輸出為低電壓時，步驟(A)重復，該電壓端點為三角波。
5.　如第4實施例所述之電源供應裝置，該頻譜重塑單元的一切換頻率會隨著該電壓端點的變化而改變，以達到頻譜重塑的功能。
6.　如第1實施例所述之電源供應裝置，此電路包括該訊號截取單元與該頻譜重塑單元，其中該頻譜重塑單元受該位準訊號控制。
7.　如第1實施例所述之電源供應裝置，其中該主迴路更包括：一整流單元，接收一電源輸入；一變壓單元，耦合於該整流模組並用以調變該電源輸入之一電壓值；該訊號截取單元，耦合於該變壓模組；以及該頻譜重塑單元，耦合於該訊號截取單元。
8.　如第7實施例所述之電源供應裝置，其中該頻譜重塑單元更包括：一穩壓單元，用以根據該位準訊號而將該電壓值保持在一特定位準。
9.　如第1實施例所述之電源供應裝置，其中該切換頻率與該電壓端點的一大小呈反比，該大小則與該位準訊號成正比，由此得該切換頻率可被該位準訊號控制，且其間成反比。
10.　如第9實施例所述之電源供應裝置，其中該頻譜範圍的大小受該位準訊號控制，當該位準訊號增大則該頻譜範圍相對較窄；反之，當該位準訊號減小則該頻譜範圍相對較寬。
11.　如第1實施例所述之電源供應裝置，其中當一負載較高時，該位準訊號會減小；當一負載較低時，該位準訊號會增大。
12.　如第11實施例所述之電源供應裝置，其中當該負載降低時，該切換頻率會降低，同時該頻譜範圍也會變窄。當該負載提高時，該切換頻率會升高，同時該頻譜整型範圍也會變寬。
13.　如第12實施例所述之電源供應裝置，其中該頻譜範圍隨著該切換頻率產生相同的變化。
14.　如第12實施例所述之電源供應裝置，其中該頻譜整型控制應用於一所有工作範圍，也讓該頻譜範圍隨著該切換頻率的變化而改變。
15.　如第1實施例所述之電源供應裝置，可確保一電源供應器在該所有工作頻率範圍能得到好的一EMI抑制。
16.　如第1實施例所述之電源供應裝置，可應用在該切換頻率會產生變化的一電路。
17.　一種電源供應裝置，其具有一頻譜範圍，其包括：一主迴路，產生一位準訊號；以及一頻譜重塑模組，其接收該位準訊號，並根據該位準訊號調變該頻譜範圍。
18.　一種電源供應裝置，其具有一頻譜範圍，其包括：一主迴路，具一參數；以及一頻譜重塑模組，其接收該參數，並根據該參數調變該頻譜範圍。
19.　一種頻譜調變裝置，其具有一頻譜範圍，其包括：一頻譜重塑模組，接收一位準訊號並根據該位準訊號而調變該頻譜範圍。
20.　一種頻譜調變方法，用以調變一電源供應裝置之一頻譜範圍，該方法包括：接收一位準訊號；以及根據該位準訊號調變該頻譜範圍。
100．．．開關穩壓電路
101．．．橋式整流器
102．．．電流採樣電路
103．．．回饋電路
104．．．比較電路
105．．．時鐘發生電路
106．．．邏輯電路
107．．．頻譜重塑電路
108．．．主開關M(MOSFET)
200．．．IC1 控制晶片
300．．．頻率整形頻譜
301．．．波峰電壓V4H
302．．．波谷電壓V4L
303．．．關穩壓電路頻率最小值
304．．．關穩壓電路頻率最大值
305．．．驅動主開關M波形
IC1 ．．．控制晶片
T．．．變壓器
T0 ．．．初級繞組
T1 ．．．次級繞組
T2 ‧‧‧輔助繞組
D0 ‧‧‧光耦合器
D1 ‧‧‧二極體
D2 ‧‧‧二極體
DZ1 ‧‧‧第一齊納二極體
DZ2 ‧‧‧第二齊納二極體
COUT ‧‧‧輸出電容
CIN ‧‧‧輸入電容
RS ‧‧‧採樣電阻
R1 ‧‧‧第一電阻
R2 ‧‧‧第二電阻
R3 ‧‧‧第三電阻
RDS-ON ‧‧‧主開關M導通電阻
C0 ‧‧‧電容
C1 ‧‧‧電容
CS1 ‧‧‧整形電容
NMOS‧‧‧主開關M
U1 ‧‧‧第一比較器
U2 ‧‧‧第二比較器
U3 ‧‧‧第三比較器
U4 ‧‧‧RS觸發器
U5‧‧‧偏置電源
Tpulse ‧‧‧短脈衝電路
Tp ‧‧‧短脈衝時間段
ICt ‧‧‧電流源
I0 ‧‧‧電流源ICt 輸出電流
VCC ‧‧‧自供電管腳
VFB ‧‧‧回饋訊號
V3H ‧‧‧第二比較器輸出高電平值
Ref‧‧‧電流參考訊號
FB‧‧‧回饋管腳
LEB‧‧‧脈衝前沿消隱
S1 ‧‧‧第一開關
S2 ‧‧‧第二開關
S3 ‧‧‧時鐘開關
RS1 ‧‧‧第一整形電阻
RS2 ‧‧‧第二整形電阻
RS3 ‧‧‧第三整形電阻
RS4 ‧‧‧第四整形電阻
RS5 ‧‧‧連接電阻
Vbias ‧‧‧偏置電源電壓值
Vzener ‧‧‧第二齊納二極體鉗位元電壓
V1 ‧‧‧第二比較器反相輸入電壓
V2 ‧‧‧第二比較器同相輸入電壓
V3 ‧‧‧第二比較器輸出
V4 ‧‧‧頻譜重塑電路輸出
R‧‧‧觸發器復位端
S‧‧‧RS觸發器置位端
Q‧‧‧RS觸發器輸出
△f‧‧‧頻譜重塑範圍
第1圖　係為本發明實施例的開關穩壓電路之示意圖。
第2圖　係為根據第1圖中控制晶片的內部模組圖。
第3圖　係為開關穩壓電路中頻譜重塑電路的輸出、時鐘發生電路的頻率以及驅動主開關的波形之示意圖。
100．．．開關穩壓電路
101．．．橋式整流器
102．．．電流採樣電路
103．．．回饋電路
200．．．IC1 控制晶片

Claims (16)

  1. 一種電源供應裝置，其具有一主迴路並用以向一負載提供電力，該主迴路具有一頻譜範圍，其包括：一回饋電路，用以從該主迴路上取樣一位準訊號，該位準訊號之大小隨該負載而變動；以及一頻譜重塑電路，耦合於該回饋電路並根據該位準訊號而調變該頻譜範圍，該頻譜重塑電路包括：一比較器；經由比較輸入後，輸出高低電壓以控制第一開關及第二開關；一整形電容；經由充放電，影響一電壓端點大小；一第一開關；其搭配第二開關對整形電容做充放電；一第二開關，其搭配第一開關對整形電容做充放電；一第一整形電阻，為對該整形電容充電的路徑；以及一第二整形電阻，為對該整形電容放電的路徑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應裝置，其中該主迴路包括一MOSFET開關。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電源供應裝置，當流經該MOSFET開關的電流增大至使得一採樣電流大於電流參考訊號Ref時會關閉該MOSFET開關，該位準訊號決定該電壓端點大小，當一時鐘電容電壓達到該電壓端點時則會打開該MOSFET開關。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電源供應裝置，其各元件間之作動包括以下步驟：(A)當該比較器的輸出為低電壓時，第一開關打開同時第二開關關閉，此時該位準訊號會經由第一整形電阻對整形電容做緩慢的充電，該電壓端點會緩慢升壓；(B)當升壓至使得該比較器的同相輸入端電壓大於其反相輸入端電壓 時，第一開關關閉同時第二開關打開，結果整形電容經由第二整形電阻放電，該電壓端點會降壓；以及(C)當降壓至使得該比較器的同相輸入端電壓小於其反相輸入端電壓時，步驟(A)重復，該電壓端點為三角波。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電源供應裝置，該頻譜重塑電路的一切換頻率會隨著該電壓端點的變化而改變，以達到頻譜重塑的功能。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應裝置，此電路包括該回饋電路與該頻譜重塑電路，其中該頻譜重塑電路受該位準訊號控制。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應裝置，其中該主迴路更包括：一整流單元，接收一電源輸入；一變壓單元，耦合於該整流模組並用以調變該電源輸入之一電壓值；該回饋電路，耦合於該變壓模組；以及該頻譜重塑電路，耦合於該回饋電路。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應裝置，其中該切換頻率與該電壓端點的一大小呈反比，該大小則與該位準訊號成正比，由此得該切換頻率可被該位準訊號控制，且其間成反比。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電源供應裝置，其中該頻譜範圍的大小受該位準訊號控制，當該位準訊號增大則該頻譜範圍相對較窄；反之，當該位準訊號減小則該頻譜範圍相對較寬。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應裝置，其中當一負載較高時，該位準訊號會減小；當一負載較低時，該位準訊號會增大。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之電源供應裝置，其中當該負載降低時，該切換頻率會降低，同時該頻譜範圍也會變窄。當該負載提高時，該切換頻率會升高，同時該頻譜整型範圍也會變寬。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電源供應裝置，其中該頻譜範圍隨著該切換頻率產生相同的變化。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應裝置，可應用在該切換頻率會產生變化的一電路。
  14. 一種電源供應裝置，其具有一頻譜範圍，其包括：一主迴路，產生一位準訊號；以及一頻譜重塑電路，其接收該位準訊號，並根據該位準訊號調變該頻譜範圍，該頻譜重塑電路包括：一比較器；經由比較輸入後，輸出高低電壓以控制第一開關及第二開關；一整形電容；經由充放電，影響一電壓端點大小；一第一開關；其搭配第二開關對整形電容做充放電；一第二開關，其搭配第一開關對整形電容做充放電；一第一整形電阻，為對該整形電容充電的路徑；以及一第二整形電阻，為對該整形電容放電的路徑。
  15. 一種電源供應裝置，其具有一頻譜範圍，其包括：一主迴路，具一參數；以及一頻譜重塑電路，其接收該參數，並根據該參數調變該頻譜範圍，該頻譜重塑電路包括：一比較器；經由比較輸入後，輸出高低電壓以控制第一開關及第二開關；一整形電容；經由充放電，影響一電壓端點大小；一第一開關；其搭配第二開關對整形電容做充放電；一第二開關，其搭配第一開關對整形電容做充放電；一第一整形電阻，為對該整形電容充電的路徑；以及一第二整形電阻，為對該整形電容放電的路徑。
  16. 一種頻譜調變裝置，其具有一頻譜範圍，其包括：一頻譜重塑電路，接收一位準訊號並根據該位準訊號而調變該頻譜 範圍，該頻譜重塑電路包括：一比較器；經由比較輸入後，輸出高低電壓以控制第一開關及第二開關；一整形電容；經由充放電，影響一電壓端點大小；一第一開關；其搭配第二開關對整形電容做充放電；一第二開關，其搭配第一開關對整形電容做充放電；一第一整形電阻，為對該整形電容充電的路徑；以及一第二整形電阻，為對該整形電容放電的路徑。
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