TWI484736B - 用於準諧振功率轉換器之具有間歇省電模式及延伸波谷切換的控制電路 - Google Patents

用於準諧振功率轉換器之具有間歇省電模式及延伸波谷切換的控制電路 Download PDF

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Description

用於準諧振功率轉換器之具有間歇省電模式及延伸波谷切換的控制電路
本發明係有關於一種功率轉換器，特別是關於一種柔性切換式功率轉換器。
反馳式(Flyback)功率轉換器已被廣泛地被使用於供應電源至眾多電子產品，例如：家電設備、電腦、電池充電器等等。為了實現高效能及減少功率損耗，當功率轉換器運作於高輸入電壓及高頻率切換時，該功率轉換器被設計運作於準諧振切換(Quasi-Resonant;QR)，該準諧振切換有益於降低切換損失及電磁干擾(Electromagnetic interference;EMI)。然而，該準諧振切換轉換器的缺點係其具有一變動切換頻率，該準諧振切換頻率係根據輸入電壓及輸出負載的變化而變動，在許多應用上，許多特定頻帶由於干擾的產生而不適用。間歇省電模式切換係避免特定切換頻率發生的一種方式。
本發明的目的係提供一種控制電路，其可適應性操作功率轉換器於準諧振切換及間歇省電模式，以實現高效能與防止系統被干擾。反馳式功率轉換器之詳細技術已記載於參考書籍中，如Keith H. Billings,"Switch mode Power Supply Handbook",McGraw-Hill Book Co.,Dec. 1989；及Abraham I. Pressman,"Switching Power Supply Design",McGraw-Hill Book Co.,Dec. 1991。該準諧振功率轉換器的相關技術已記載於先前技術，美國專利第7,426,120號“Switching control circuit having a valley voltage detector to achieve soft switching for a resonant power converter”。
本發明的目的係提供一種控制電路，其適應性操作功率轉換器於準諧振及間歇省電模式。
本發明的控制電路包含一脈寬調變電路用於產生一切換訊號，以切換功率轉換器的一變壓器。一回授輸入電路耦接該功率轉換器的一輸出用以產生一回授訊號。一頻率變換電路接收該回授訊號以產生一頻率變換訊號，該頻率變換訊號調變該切換訊號的頻率。因此，該切換訊號的頻率是根據該回授訊號的變化而被調變。一偵測電路連接該變壓器，用以根據該變壓器的一波形產生一波谷訊號。該波谷訊號更耦接至該頻率變換電路，以產生該頻率變換訊號用以達成一波谷切換及一延伸波谷切換。本發明更包含一間歇省電電路，其依據該回授訊號的一準位產生一間歇省電訊號，該間歇省電訊號禁能該切換訊號，以達到該間歇省電模式切換。
茲為使　貴審查委員對本發明之技術特徵及所達成之功效更有進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例圖及配合詳細之說明，說明如後：
請參閱圖一，其為切換式功率轉換器的電路圖。一變壓器10包含一輔助繞組NA 、一一次側繞組Np 和一二次側繞組Ns ，該一次側繞組Np 的一端耦接一輸入電壓VIN 。一功率電晶體20耦接於該一次側繞組NP 的另一端和一接地端之間。該二次側繞組NS 經由一整流器40和一輸出電容45產生一輸出電壓VO 。該二次側繞組NS 的一端耦接該整流器40的一端，該輸出電容45耦接於該整流器40的另一端和該二次側繞組NS 的另一端之間。該輸出電容45亦耦接該切換式功率轉換器的一輸出，用以產生該輸出電壓VO 。
為了調整該輸出電壓VO ，一控制電路50於一輸出端GATE產生一切換訊號SPWM ，用以經由該功率電晶體20切換該變壓器10。當該功率電晶體20導通時，該輸入電壓VIN 用以激磁該變壓器10，所以一激磁電流流經該變壓器10的該一次側繞組Np 和該功率電晶體20。一旦該切換訊號SPWM 被禁能與該功率電晶體20被截止時，開始消磁該變壓器10。儲存於該變壓器10的能量將被傳送到該二次側繞組NS 和該輔助繞組NA 。因此，該切換訊號SPWM 的致能表示該變壓器10之激磁，該切換訊號SPWM 的禁能表示該變壓器10之消磁。假如該整流器40的順向電壓可被忽略，該輔助繞組NA 的一反射電壓VAUX 可被表示為：
其中NA 和NS 分別為該變壓器10之該輔助繞組NA 與該二次側繞組NS 的匝數。
電阻31、32構成的一分壓器耦接於該控制電路50的一偵測端VS及該變壓器10的該輔助繞組NA 之間，用以偵測該變壓器10之該輔助繞組NA 之該反射電壓VAUX 的波形。於該控制電路50之該偵測端VS被偵測的一偵測電壓VS 可表示為：
其中，R31 與R32 分別為該電阻31與32的電阻值。
此外，該偵測端VS亦相關於該功率電晶體20之汲極端與源極端間的電壓VDS 。因此，依據該偵測電壓VS 產生該切換訊號SPWM 可以實現該功率電晶體20的一波谷切換。具有光耦合器49之一回授電路經由一電阻47和一槽納二極體48耦接該功率轉換器的該輸出電壓VO 。該電阻47耦接該功率轉換器的該輸出電壓VO ，而該稽納二極體48耦接於該電阻47與該光耦合器49之間。該回授電路產生一回授電壓VFB ，該回授電壓VFB 耦接該控制電路50的一回授端VFB，以產生該切換訊號SPWM ，用於調整該功率轉換器的該輸出電壓VO 。
請參閱圖二，其為本發明之該控制電路50之一較佳實施例的電路圖。其包含一脈寬調變電路60，以產生該切換訊號SPWM 用以切換該功率轉換器之該變壓器10(如圖一所示)。該脈寬調變電路60包含一正反器80、一及閘85、一反相器65、一及閘76以及一比較器75。一回授輸入電路耦接該功率轉換器的該輸出，其具有一電晶體51和複數電阻52、53、54，用以提供一準位位移給予該回授電壓VFB 及產生一回授訊號VB ，該回授訊號VB 的準位係相關於該功率轉換器的輸出負載。
該電阻52耦接於該電晶體51的一閘極端和該電晶體51的一汲極端之間，該電晶體51的該汲極端更接收一供應電壓VCC ，該電晶體51的該閘極端更接收該回授電壓VFB 。該電阻53的一端耦接該電晶體51的一源極端，而該電阻54耦接於該電阻53的另一端和該接地端之間。該回授訊號VB 產生於該電阻53和該電阻54之一耦接點。當該回授訊號VB 的準位低於具有一磁滯範圍的一臨界訊號VT ，磁滯範圍例如為一第一臨界訊號VTA 和一第二臨界訊號VTB (如圖三所示)，則一間歇省電電路(BURST)100接收該回授訊號VB 以產生一間歇省電訊號SBT ，而用以禁能該切換訊號SPWM 。
一斜坡訊號電路(RAMP)150根據該切換訊號SPWM 產生一斜坡訊號RMP和一最大導通訊號SMT 。該正反器80的一時脈輸入端CK接收通過反相器65的一頻率變換訊號PLS，用以導通該切換訊號SPWM 。該頻率變換訊號PLS由一頻率變換電路(SG)300所產生。該反相器65耦接於該頻率變換電路300和該正反器80的該時脈輸入端CK之間。該正反器80的一輸入端D接收一供應電壓VCC 。該及閘76的一第一端接收該最大導通訊號SMT 。
該斜坡訊號RMP供應至該比較器75的一負輸入端，該比較器75的一正輸入端耦接該功率轉換器的該輸出負載，用以接收該回授訊號VB ，該比較器75接收該回授訊號VB 和該斜坡訊號RMP，用以產生一重置訊號。該斜坡訊號RMP結合該回授訊號VB ，用以達成該切換訊號SPWM 的該脈波寬度調變。換言之，該回授訊號VB 用於截止該切換訊號SPWM 。該及閘76的一第二端耦接該比較器75的一輸出端，該及閘76的一第三端接收該間歇省電訊號SBT ，該及閘76的一輸出端產生的該重置訊號耦接該正反器80的一重置端R，用以重置該切換訊號SPWM ，該切換訊號SPWM 根據該重置訊號而被截止。因此，該最大導通訊號SMT 耦接該及閘76，用以限制該切換訊號SPWM 的該最大導通時間。
一偵測電路(WAVE DET)200通過該偵測端VS和該分壓器(如圖一所示)耦接該變壓器10，並接收該偵測電壓VS 用以根據該變壓器10的波形產生一波谷訊號SV 和一放電時間訊號ST 。由電阻31、32構成的該分壓器耦接於該控制電路50的該偵測端VS。該波谷訊號SV 係藉由耦接該變壓器10的該分壓器所產生。該偵測電路200更接收該切換訊號SPWM 。該頻率變換電路300接收該切換訊號SPWM 、該回授訊號VB 、該波谷訊號SV 以及該放電時間訊號ST ，用以產生該頻率變換訊號PLS。該頻率變換訊號PLS藉由觸發該正反器80而導通該切換訊號SPWM 。該正反器80的一輸出端Q連接該及閘85的一輸入端，用以產生該切換訊號SPWM ，該及閘85的另一輸入端通過該反相器65接收該頻率變換訊號PLS，用以限制該切換訊號SPWM 的最大工作時間。
請參閱圖三，其為本發明之該間歇省電電路100之一較佳實施例的電路圖。該間歇省電電路100包含一比較器110、一反相器115及複數開關120、125。該比較器110的一正輸入端接收該回授訊號VB ，用以產生該間歇省電訊號SBT ，該比較器110的一負輸入端接收該臨界訊號VT ，藉由比較該回授訊號VB 與該臨界訊號VT 產生該間歇省電訊號SBT 。該臨界訊號VT 具有磁滯範圍，例如該第一臨界訊號VTA 和該第二臨界訊號VTB ，該第一臨界訊號VTA 大於該第二臨界訊號VTB 。換言之，該間歇省電電路100包含具有磁滯範圍的該臨界訊號VT ，用以產生該間歇省電訊號SBT 。該磁滯範圍意指，一旦該回授訊號VB 高於該第一臨界訊號VTA 時，該間歇省電訊號SBT 將為一高準位，及一旦該回授訊號VB 低於該第二臨界訊號VTB 時，該間歇省電訊號SBT 將為一低準位。
磁滯範圍由複數開關120、125和該反相器115實現。該開關120耦接於該第一臨界訊號VTA 和該比較器110的該負輸入端之間，該開關120受控於該間歇省電訊號SBT 。該開關125耦接於該第二臨界訊號VTB 和該比較器110的負輸入端之間，該間歇省電訊號SBT 經過該反相器115控制該開關125。該間歇省電電路100接收該回授訊號VB 而產生該間歇省電訊號SBT ，以在該回授訊號VB 的準位低於該臨界訊號VT 時，用以禁能該切換訊號SPWM (如圖2所示)。
請參閱圖四，其為本發明之該斜坡訊號電路150之一較佳實施例的電路圖。該斜坡訊號電路150包含一反相器151、一電晶體160、一電阻152、一充電電流165、一電容170以及一比較器175。於本發明的一實施例中，電晶體160可以是一N型電晶體，該電晶體160的一閘極端通過該反相器151接收該切換訊號SPWM ，該電晶體160的一汲極端經由該充電電流165耦接該供應電壓VCC 。該電阻152耦接於該電晶體160的一源極端和該接地端之間。該電容170產生該斜坡訊號RMP。該比較器175的一負輸入端耦接該電晶體160的該汲極端和該電容170的一端，並接收該斜坡訊號RMP，該電容170的另一端耦接該接地端。
一第三臨界訊號VTC 輸出至該比較器175的一正輸入端，藉由比較該斜坡訊號RMP與該第三臨界訊號VTC ，該最大導通訊號SMT 產生於該比較器175的一輸出端。一旦該切換訊號SPWM 為一高準位且該電晶體160被截止，該電容170被該充電電流165充電。一旦該切換訊號SPWM 為一低準位且該電晶體160被導通，該電容170將經由該電阻152放電。當該斜坡訊號RMP高於該第三臨界訊號VTC 時，該最大導通訊號SMT 將為一低準位及該切換訊號SPWM 的最大導通時間將被限制。該斜坡訊號RMP和該最大導通訊號SMT 係根據該切換訊號SPWM 所產生。
請參閱圖五，其為本發明之該偵測電路200之一較佳實施例的電路圖。該偵測端VS通過該電阻31、32耦接該變壓器10(如圖一所示)，以偵測該變壓器10的波形。一電壓箝位電路用於箝制該偵測端VS的一最小電壓，該電壓箝位電路包含一電流源210、一電阻213及複數電晶體215與220。該電流源210耦接於該供應電壓VCC 和該電晶體220的一閘極端之間。該電阻213耦接於該電晶體220的該閘極端和該電晶體215的一汲極端之間，該電晶體215的一閘極端和該電晶體215的該汲極端耦接在一起，該電晶體215的一源極端耦接於接地端，該電晶體220的一源極端耦接於該偵測端VS。該電晶體215的臨界電壓相關聯於該電晶體220的臨界電壓。該電流源210的電流利該電阻213的電阻值決定該偵測端VS的該最小電壓。
一電流偵測電路根據該偵測端VS流出的電流產生一電流訊號。該電流偵測電路包含複數電晶體231、232和一電阻240，用以產生該電流訊號於該電阻240。該電晶體231與232的源極端皆耦接該供應電壓VCC ，該電晶體231與232的閘極端和該電晶體231與220的汲極端耦接在一起。該電晶體232的一汲極端耦接一比較器250的一正輸入端和該電阻240，該比較器250的該正輸入端接收該電流訊號。一臨界訊號VT2 輸出至該比較器250的一負輸入端，該比較器250根據該電流訊號並藉由一及閘270產生該波谷訊號SV 。當該電流訊號高於該臨界訊號VT2 ，該比較器250將輸出一訊號至該及閘270的一輸入端，該及閘270的另一輸入端經由一反相器251耦接該切換訊號SPWM ，該及閘270將輸出該波谷訊號SV 。因此，該波谷訊號SV 僅在該變壓器10(如圖一所示)完全被消磁和該切換訊號SPWM 截止時被產生。
一比較器260的一負輸入端亦耦接該偵測端VS，以接收該偵測電壓VS 。一臨界訊號VT1 輸出至該比較器260的一正輸入端，該比較器260根據該偵測電壓VS 產生該放電時間訊號ST 。當該切換訊號SPWM 被截止和該偵測端VS的該偵測電壓VS 低於該臨界訊號VT1 時，該比較器260將輸出一訊號至一及閘280的一輸入端，該及閘280的另一輸入端經由該反相器251耦接該切換訊號SPWM ，該及閘280將輸出該放電時間訊號ST ，該放電時間訊號ST 表示該變壓器10完全消磁，該放電時間訊號ST 用來實現功率轉換器的該準諧振切換。
請參閱圖六，其為本發明之該頻率變換電路300之一較佳實施例的電路圖。該頻率變換電路300包含一電壓對電流轉換器(V/I)312、一電流鏡電路、一訊號產生電路330以及一臨界產生電路。該電壓對電流轉換器312和該電流鏡電路依據該回授訊號VB 產生一電流訊號I2 和一電流訊號I3 。電流鏡電路包含複數電晶體316、317和318,該電晶體316、317和318的閘極端和該電晶體316的一汲極端耦接在一起，該電晶體316的該汲極端更耦接該電壓對電流轉換器312，該電壓對電流轉換器312接收該回授訊號VB 。該電晶體316、317與318的源極端皆耦接該接地端。一電流產生於該電晶體316的該汲極端，該電流是依據該回授訊號VB 並藉由該電壓對電流轉換器312所產生。藉由該電流鏡電路根據該回授訊號VB ，而分別在該電晶體317和318的汲極端產生該電流訊號I2 和該電流訊號I3 。該訊號產生電路330產生相關聯於該電流訊號I2 的該頻率變換訊號PLS，而該電流訊號I2 相關聯於該回授訊號VB 。
該臨界產生電路包含複數電晶體320、321、一電流源324以及一電阻325。該電晶體320的一汲極端接收該電流訊號I3 ，該電晶體320、321的閘極端和該電晶體320的該汲極端耦接在一起，該電晶體320和321的源極端皆耦接該供應電壓VCC 。該電阻325耦接於該電晶體321的一汲極端和該接地端之間。該電流源324連接於該供應電壓VCC 和該電阻325之間，以提供一最小電流用於產生一臨界訊號V3 。因此，該電流訊號I3 用於產生該臨界訊號V3 。該電晶體320和321接收該電流訊號I3 ，用以產生該臨界訊號V3 於該電阻325，該臨界訊號V3 是依據該回授訊號VB 的準位而產生。
該訊號產生電路330接收該電流訊號I2 和該臨界訊號V3 。該頻率變換電路300接收該切換訊號SPWM 、該回授訊號VB 、該波谷訊號SV 以及該放電時間訊號ST ，用以產生該頻率變換訊號PLS。該頻率變換訊號PLS藉由觸發該正反器80(如圖二所示)而導通該切換訊號SPWM 。
請參閱圖七，其為本發明之該訊號產生電路330之一較佳實施例的電路圖。一參考電壓VREF 經過一開關351對一電容340充電，該參考電壓VREF 耦接一運算放大器350的一正輸入端，該運算放大器350的一負輸入端耦接該運算放大器350的一輸出端。該開關351耦接於該運算放大器350的該輸出端和該電容340之間。一電流源355耦接該接地端，並經由一開關356對該電容340放電，該開關356耦接於該電流源355與該電容340之間。該開關351受控於該切換訊號SPWM ，而該開關356受控於一控制訊號SD 。
該比較器361的一負輸入端具有一臨界訊號VTD ，以及其正輸入端連接該電容340用以接收一鋸齒訊號SAW 。一延遲電路(DLY)345經由一反相器341接收該切換訊號SPWM ，用以產生一延遲訊號SPD 。實該切換訊號SPWM 為截止狀態時，該延遲訊號SPD 提供一延遲時間給予該切換訊號SPWM ，用以限制該切換訊號SPWM 的最大切換頻率。一及閘363的一第一輸入端接收該放電時間訊號ST ，該及閘363的一第二輸入端接收該延遲訊號SPD ，該及閘363的一第三輸入端耦接該比較器361的一輸出端，該及閘363接收該放電時間訊號ST 、該延遲訊號SPD 以及該比較器361的一輸出訊號，用以產生該控制訊號SD 。該控制訊號SD 配合反相器365和367產生該頻率變換訊號PLS。該反相器365耦接於該及閘363的該輸出端和該反相器367的一輸入端之間，該反相器367的一輸出端產生該頻率變換訊號PLS。於該電容340的該放電期間，該頻率變換訊號PLS被產生以及該切換訊號SPWM 處於截止狀態。
一比較器370的一負輸入端接收該鋸齒訊號SAW 。該臨界訊號V3 輸出至該比較器370的一正輸入端，該臨界訊號V3 與該鋸齒訊號SAW 進行比較，用以產生一快速放電訊號SFD 於一及閘371的一輸出端。該及閘371的一第一輸入端接收該控制訊號SD ,該比較器370的一輸出端耦接該及閘371的一第二輸入端，該及閘371的一第三輸入端接收該波谷訊號SV ,該及閘371根據該控制訊號SD 、該比較器370的該輸出以及該波谷訊號SV 而在該輸出端產生該快速放電訊號SFD 。複數開關385、356、定電流380、該電流源355及該電流訊號I2 用以調變該電容340的放電電流。
連接該定電流380的該開關385、該電流訊號I2 和該電流源355相並聯在一起，而連接該定電流380的該開關385與該開關356串聯。該定電流380耦接於該接地端和該開關385的一第一端之間，該開關385的一第二端耦接該電流訊號I2 和該電流源355,該電流訊號I2 相關聯於該回授訊號VB (如圖六所示)。因此，該電容340的該放電電流係根據該回授訊號VB 的減少而減少。換言之，該鋸齒訊號SAW 依據該回授訊號VB 的一準位而產生。所以，該鋸齒訊號SAW 的放電時間係根據該回授訊號VB 的減少而增加。因為於該鋸齒訊號SAW 的放電時間期間，該切換訊號SPWM 係處於截止狀態，所以該切換訊號SPWM 的截止時間是根據該回授訊號VB 的減少而增加。
該開關385受控於該快速放電訊號SFD 。一旦該快速放電訊號SFD 致能，而該定電流380的電流準位為高準位時，該電容340將即刻被放電。所以，當該快速放電訊號SFD 致能時，該波谷訊號SV 用於觸發與導通該頻率變換訊號PLS。
請參閱圖八，其為本發明之該電壓對電流轉換器312之一較佳實施例的電路圖。該電壓對電流轉換器312包含一運算放大器410、一電晶體411、一電阻412、一第一電流源435、一第二電流源430以及複數電晶體421和422構成的一電流鏡電路。該運算放大器410的一正輸入端接收一輸入電壓V，依據本發明的實施例，該輸入電壓V係該回授訊號VB (如圖六所示)。該運算放大器410的一輸出端耦接該電晶體411的一閘極端，用以驅動該電晶體411，該運算放大器410的一負輸入端連接該電晶體411的一源極端。該電阻412連接於該電晶體411的該源極端與該接地端之間。該電晶體411的電流將流過該電阻412。該電晶體411的一汲極端耦接該電流鏡電路並通過該第一電流源435耦接該供應電壓VCC 。
該第一電流源435耦接於該電晶體411的該汲極端和該供應電壓VCC 之間。一電流I411 位於該電晶體411的該汲極端，一旦該電晶體411的該電流I411 高於該第一電流源435的電流I435 ，一電流(I411 -I435 )將流經該電晶體421和422構成的該電流鏡電路。該電晶體421和422的源極端皆通過該第二電流源430而耦接該供應電壓VCC ，該電晶體421、422的閘極端和該電晶體421、411的汲極端為相連接在一起。此電流源的最大電流是藉由該第二電流源430所限制。該電晶體422的一汲極端產生相關聯於該輸入電壓V的一輸出電流I。
請參閱圖九，其為本發明之該切換訊號SPWM 及反射電壓VAUX 之波形。該反射電壓VAUX 產生於該控制電路50(如圖一所示)的該偵測端VS。該週期TS 表示該變壓器10(如圖一所示)的該消磁時間，其相關於該放電時間訊號ST (如圖二所示)。為了準諧振運作，該切換訊號SPWM 依據負載狀態而應該導通在該時間T1 、T2 、T3 、T4 或T5 。假如該負載狀態是重載，則該導通時間應該為時間T1 或T2 ；假如該負載狀態是輕載，則該導通時間應該為時間T3 、T4 或T5 。
請參閱圖十A，其為本發明之功率轉換器運作於間歇省電模式下之該切換訊號SPWM 和該反射電壓VAUX 的波形。當該回授訊號VB 的準位低於該臨界訊號VT (如圖三所示)時，該間歇省電訊號SBT 被產生，用以禁能該切換訊號SPWM 。其表示一旦該間歇省電訊號SBT 被致能以及保持一低準位時，該切換訊號SPWM 將被禁能。一旦該切換訊號SPWM 沒有被該間歇省電訊號SBT 禁能，該切換訊號SPWM 將於時間T1 或T2 等被致能，用以減少切換損耗。一間歇省電週期TBST 出現於該間歇省電模式的運作。請參閱圖十B，其為本發明之該功率轉換器在重載時運作於準諧振和波谷切換下的該鋸齒訊號SAW 、該波谷訊號SV 、該頻率變換訊號PLS、該切換訊號SPWM 之波形。該切換訊號SPWM 於時間T1 導通，在時間T1 ，該波谷訊號SV 和該頻率變換訊號PLS為一低準位，該週期TS 表示該變壓器10的該消磁時間。
請參閱圖十C，其為本發明之該功率轉換器在輕載時運作於準諧振和延伸波谷切換下的該鋸齒訊號SAW 、該波谷訊號SV 、該頻率變換訊號PLS和該切換訊號SPWM 之波形。例如，該切換訊號SPWM 於時間T3 導通，該臨界訊號V3 依據該回授訊號VB (如圖六所示)而產生。該鋸齒訊號SAW 的放電時間和該切換訊號SPWM 的截止時間係根據該回授訊號VB 的減少而增加。
故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈　鈞局早日賜准專利，至感為禱。
惟以上所述者，僅為本發明一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
10．．．變壓器
20．．．電晶體
31．．．電阻
32．．．電阻
40．．．整流器
45．．．電容
47．．．電阻
48．．．稽納二極體
49．．．光耦合器
50．．．控制電路
51．．．電晶體
52．．．電阻
125．．．開關
150．．．斜坡電路
151．．．反相器
152．．．電阻
160．．．電晶體
165．．．電流源
170．．．電容
175．．．比較器
200．．．偵測電路
210．．．電流源
213．．．電阻
215．．．電晶體
220．．．電晶體
231．．．電晶體
232．．．電晶體
240．．．電阻
250．．．比較器
251．．．反相器
260．．．比較器
270．．．電壓對電流轉換器
280．．．電壓對電流轉換器
300．．．頻率變換電路
312．．．電壓對電流轉換器
316．．．電晶體
317．．．電晶體
318．．．電晶體
435．．．第一電流源
GATE．．．輸出端
I．．．輸出電流
I2 ．．．電流訊號
I3 ．．．電流訊號
I411 ．．．電流
I435 ．．．電流
NA ．．．輔助繞組
Np ．．．一次側繞組
NS ．．．二次側繞組
PLS．．．頻率變換訊號
RMP．．．斜坡訊號
SAW ．．．鋸齒訊號
SBT ．．．間歇省電訊號
SD ．．．控制訊號
SFD ．．．快速放電訊號
SMT ．．．最大導通訊號
SPWM ．．．切換訊號
ST ．．．放電時間訊號
SV ．．．波谷訊號
T1 ．．．時間
T2 ．．．時間
T3 ．．．時間
53．．．電阻
54．．．電阻
60．．．脈寬調變電路
65．．．反相器
75．．．反相器
76．．．電壓對電流轉換器
80．．．正反器
85．．．及閘
100．．．間歇省電電路
110．．．比較器
115．．．反相器
120．．．開關
320．．．電晶體
321．．．電晶體
324．．．電流源
325．．．電阻
330．．．訊號產生電路
340．．．電容
341．．．反相器
345．．．延遲電路
350．．．比較器
351．．．開關
355．．．電流源
356．．．開關
361．．．比較器
363．．．電壓對電流轉換器
365．．．反相器
367．．．反相器
370．．．比較器
371．．．電壓對電流轉換器
380．．．定電流
385．．．開關
410．．．比較器
411．．．電晶體
412．．．電阻
421．．．電晶體
422．．．電晶體
430．．．第二電流源
T4 ．．．時間
T5 ．．．時間
TBST ．．．間歇省電週期
TS ．．．週期
V．．．輸入電壓
V3 ．．．臨界訊號
VAUX ．．．反射電壓
VB ．．．回授訊號
VCC ．．．供應電壓
VFB．．．回授端
VFB ．．．回授電壓
VIN ．．．輸入電壓
VO ．．．輸出電壓
VREF ．．．參者電壓
VS．．．偵測端
VS ．．．偵測電壓
VT1 ．．．臨界訊號
VT2 ．．．臨界訊號
VTA ．．．第一臨界訊號
VTB ．．．第二臨界訊號
VTC ．．．第三臨界訊號
VTD ．．．臨界訊號
圖一為一切換式功率轉換器的電路圖；
圖二為本發明之控制電路之一較佳實施例的電路圖；
圖三為本發明之間歇省電電路之一較佳實施例的電路圖；
圖四為本發明之斜坡訊號電路之一較佳實施例的電路圖；
圖五為本發明之偵測電路之一較佳實施例的電路圖；
圖六為本發明之頻率變換電路之一較佳實施例的電路圖；
圖七為本發明之訊號產生電路之一較佳實施例的電路圖；
圖八為本發明之電壓對電流轉換器之一較佳實施例的電路圖；
圖九為本發明之切換訊號及反射電壓的波形；
圖十A為本發明之功率轉換器運作於間歇省電模式下的切換訊號與反射電壓的波形；
圖十B為本發明之功率轉換器在重載時運作於準諧振和波谷切換下的鋸齒訊號、波谷訊號、頻率變換訊號以及切換訊號的波形；以及
圖十C為本發明之功率轉換器在輕載時運作於準諧振和延伸波谷切換下的鋸齒訊號、波谷訊號、頻率變換訊號以及切換訊號的波形。
51．．．電晶體
52．．．電阻
53．．．電阻
54．．．電阻
60．．．脈寬調變電路
65．．．反相器
75．．．反相器
76．．．電壓對電流轉換器
80．．．正反器
85．．．及閘
100．．．間歇省電電路
150．．．斜坡訊號電路
VS ．．．回授電壓
200．．．偵測電路
300．．．頻率變換電路
PLS．．．頻率變換訊號
RMP．．．斜坡訊號
SBT ．．．間歇省電訊號
SMT ．．．最大導通訊號
SPWM ．．．切換訊號
ST ．．．放電時間訊號
SV ．．．波谷訊號
VB ．．．回授訊號
VCC ．．．供應電壓
VFB ．．．回授電壓

Claims (9)

  1. 一功率轉換器的一控制電路，其包含：一脈寬調變電路，產生一切換訊號以切換該功率轉換器的一變壓器；一回授輸入電路，耦接該功率轉換器的一輸出，以產生一回授訊號，該回授訊號用於截止該切換訊號；一偵測電路，耦接該變壓器，並根據該變壓器的一波形產生一波谷訊號；一頻率變換電路，接收該回授訊號和該波谷訊號，用以產生一頻率變換訊號，該頻率變換訊號導通該切換訊號；以及一間歇省電電路，接收該回授訊號，用以產生一間歇省電訊號，以禁能該切換訊號；其中，該回授訊號相關聯於該功率轉換器的一輸出負載。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之該控制電路，其中該偵測電路經過至少一電阻耦接該變壓器，以產生該波谷訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之該控制電路，其中該間歇省電電路包含具有一磁滯範圍的一臨界訊號，以產生該間歇省電訊號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之該控制電路，其中該頻率變換電路包含一訊號產生電路，用以根據該回授訊號的一準位產生一鋸齒訊號，該鋸齒訊號比較一臨界訊號用以產生一快速放電訊號，當該快速放電訊號致能時，該波谷訊號導通該頻率變換訊號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之該控制電路，其中該切換訊號的一截止時間根據該回授訊號的減少而增加。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之該控制電路，其中該切換訊號的一最大切換頻率被限制。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之該控制電路，其中該脈寬調變電路包含：一比較器，接收該回授訊號和一斜坡訊號，用以產生一重置訊 號；以及一正反器，接收該頻率變換訊號，用以導通該切換訊號；其中，該切換訊號根據該重置訊號而被截止，該斜坡訊號根據該切換訊號而產生。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之該控制電路，其中該偵測電路包含：一偵測端，耦接該變壓器，用以偵測該變壓器的該波形；一電壓箝位電路，箝制位於該偵測端的一最小電壓；一電流偵測電路，根據該偵測端流出的一電流產生一電流訊號；以及一比較器，根據該電流訊號產生該波谷訊號；其中，該波谷訊號僅在該切換訊號截止時被產生。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之該控制電路，其中該偵測電路根據該變壓器的該波形更產生一放電時間訊號，該放電時間訊號耦接該頻率變換電路，用以產生該頻率變換訊號，該放電時間訊號表示該變壓器為完全消磁。
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