TWI521837B - 用於電力轉換器的積體電路控制器、切換式電力轉換器及用於控制電力轉換器之方法 - Google Patents

用於電力轉換器的積體電路控制器、切換式電力轉換器及用於控制電力轉換器之方法 Download PDF

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Description

用於電力轉換器的積體電路控制器、切換式電力轉換器及用於控制電力轉換器之方法
本發明大體上和電力轉換器控制器有關，且更明確地說，本發明和用於一次側調節的電力轉換器控制器有關。
許多電裝置(例如，蜂巢式電話、個人數位助理(PDA)、膝上型電腦、…等)皆運用電力來操作。因為電路通常係經由牆上插座以高電壓交流電流(ac)來傳遞；所以，一通常稱為電力轉換器的裝置會被用來經由一能量傳輸元件將高電壓交流電流(ac)輸入轉變成經過妥適調節的直流電流(dc)輸出。切換模式電力轉換器通常被用來改善效率、尺寸，並且縮小許多現今電子元件的器件數。切換模式電力轉換器可能會使用一電力切換器，其會在閉合位置(工作狀態)與張開位置(非工作狀態)之間進行切換，用以將來自一輸入的能量傳輸至該電力轉換器的輸出。操作中，一電力轉換器可能會使用一控制器藉由感測與控制封閉迴路中該電力轉換器的輸出電壓及/或電流來提供一已調節輸出給一電裝置(通常稱為負載)。切換循環可由該電力切換器的切換頻率來定義。於其中一範例中，切換循環的持續長度包含該電力切換器變換成工作狀態的時間以及接著該切換器變換成非工作狀態的時間。該控制器可能被耦合用以接收關於該電力轉換器之輸出的回授資訊，以便調節被傳遞至該負載的輸出量。該控制器會藉由響應於該回授資訊來控制該電力切換器導通與不導通而調節被傳遞至該負載的輸出量，以便將能量脈衝從一輸入電力源(例如，一電線)處傳輸至電力轉換器輸出。
於特定的應用中，一電力轉換器可能必須提供電化隔離。明確地說，電化隔離會防止dc電流在該電力轉換器的輸入側與輸出側之間流動，而且經常必須符合安全規章。使用電化隔離的一特殊類型電力轉換器為馳返式電力轉換器。
用於電化隔離電力轉換器的其中一類型的控制方法為一次側控制。明確地說，一次側控制係當控制器使用一和該電力轉換器之二次側電隔離的感測元件時。其中一類型的一次側調節可能使用一額外線圈(舉例來說，一偏壓線圈)，其被電耦合至該輸入側並且經由磁性耦合從輸出側接收資訊。於一範例中，可能會使用一偏壓線圈來感測一馳返式電力轉換器的輸出電壓。
一電力轉換器可能適合操作在兩種操作模式中。於第一操作模式中，稱為不連續導通模式，儲存在該能量傳輸元件中的全部能量會在該電力切換器的非工作狀態期間被傳輸至輸出。於此操作模式中，在該電力切換器關閉之後(非工作狀態)該偏壓線圈電壓可代表該電力轉換器之輸出電壓的時間相當有限。於第二操作模式中，稱為連續導通模式，儲存在該能量傳輸元件中的能量僅有一部分會在該電力切換器的非工作狀態期間被傳輸至輸出。於此操作模式中，在該電力切換器關閉(非工作狀態)的實質上全部時間中該偏壓線圈電壓皆可代表該輸出電壓。即使該偏壓線圈電壓可在連續導通模式期間於實質上整個非工作時間(電力切換器處於非工作狀態的時間)中代表該輸出電壓，該偏壓線圈電壓代表該輸出電壓的時間持續長度仍會短於該控制器操作在不連續導通模式中時。因為在不連續導通模式中該電力切換器的非工作時間的持續長度夠長，足以讓所有能量被傳輸至該電力轉換器的輸出；反之，在連續導通模式中該電力切換器的非工作時間則會在全部能量被傳遞至該電力轉換器之輸出以前便已截止(以便開始下一個切換循環)。所以，當控制器操作在連續導通模式中時，獲得代表一輸出電壓的偏壓線圈電壓之取樣的時間比較少。
又，在該偏壓線圈電壓代表輸出電壓的時間期間可能 會有切換雜訊被耦合至該偏壓線圈，其會進一步縮短該控制器從代表該電力轉換器之輸出電壓的偏壓線圈處捕捉比較「乾淨」訊號(沒有雜訊)的時間視窗。另外，於特定的負載條件中(舉例來說，高負載需求)，電力轉換器可能需要藉由提高切換頻率來增加電力傳遞，其會進一步縮短電力切換器在每一個切換循環中處於非工作狀態中的時間持續長度。因此，用以獲取乾淨訊號的取樣視窗會進一步縮小。
根據本發明之一態樣，係提供一種用於電力轉換器的積體電路控制器，該控制器包括：一回授取樣電路，其被耦合用以取樣一接收自該控制器之一終端的回授訊號並且用以產生一代表該回授訊號之數值的取樣訊號，其中，該回授訊號代表一電力切換器之非工作時間的至少一部分期間該電力轉換器的輸出電壓；驅動邏輯，其被耦合至該回授取樣電路並且被耦合用以控制該電力切換器，以便響應於該取樣訊號來調節該電力轉換器的輸出；以及一錯誤取樣預防電路，其被耦合用以接收一取樣完成訊號，其中，該錯誤取樣預防電路會進一步被耦合至該驅動邏輯，以便延伸該電力切換器的非工作時間直到該取樣完成訊號表示該回授取樣電路取樣該回授訊號完成為止。
100‧‧‧電力轉換器
101‧‧‧輸入終端
102‧‧‧控制器
103‧‧‧輸出終端
104‧‧‧一次線圈
106‧‧‧二次線圈
108‧‧‧輸入回路
110‧‧‧鉗止電路
112‧‧‧偏壓線圈
114‧‧‧回授終端
116‧‧‧回授取樣電路
118‧‧‧振盪器
120‧‧‧驅動邏輯
122‧‧‧負載
124‧‧‧電流感測訊號
125‧‧‧汲極終端
126‧‧‧積體電路
127‧‧‧電流感測
128‧‧‧取樣訊號USAMPLE
132‧‧‧工作時間訊號UON
300‧‧‧控制器
302‧‧‧回授取樣電路
304‧‧‧振盪器
306‧‧‧取樣延遲電路
308‧‧‧驅動邏輯
310‧‧‧電壓調節器
312‧‧‧錯誤取樣預防電路
400‧‧‧取樣延遲電路
402‧‧‧比較器
404‧‧‧可變電流源
406‧‧‧切換器
408‧‧‧電容器
410‧‧‧正反器
412‧‧‧反向器
500‧‧‧回授取樣電路
502‧‧‧取樣電容器
504‧‧‧切換器
506‧‧‧緩衝器
508‧‧‧時序電路
510‧‧‧單穩電路
512‧‧‧反向器
514‧‧‧D正反器
600‧‧‧振盪器
602‧‧‧錯誤取樣預防電路
604‧‧‧比較器
606‧‧‧可變電流源
608‧‧‧可變電流源
610‧‧‧切換器
612‧‧‧切換器
614‧‧‧切換器
616‧‧‧切換器
618‧‧‧邏輯閘
620‧‧‧鎖存器
900‧‧‧振盪器
前面已經參考下面圖式說明過本發明的非限制性和非竭盡範例，其中，除非另外指定，否則，各圖式中相同的元件符號表示相同的部件。
圖1為根據本發明之教示內容的一包含一控制器的範例電力轉換器的功能方塊圖。
圖2為圖1的電力轉換器的偏壓線圈的範例電壓波形。
圖3為根據本發明之教示內容的一範例控制器的功能方塊圖。
圖4為根據本發明之教示內容的一範例取樣延遲電路 的功能方塊圖。
圖5為根據本發明之教示內容的一範例回授取樣電路的功能方塊圖。
圖6為根據本發明之教示內容的一振盪器的功能方塊圖。
圖7A為根據本發明之教示內容由一電力轉換器控制器所進行之工作時間取樣預防的範例過程。
圖7B為根據本發明之教示內容和一範例電力轉換器控制器相關聯的範例電壓與電流波形及時脈訊號。
圖8為圖7B的振盪器電壓和取樣完整訊號波形的放大圖。
圖9為根據本發明之教示內容的另一範例振盪器的功能方塊圖。
圖10為根據本發明之教示內容和另一範例電力轉換器控制器相關聯的範例電壓與電流波形及時脈訊號。
圖11為圖10的振盪器電壓和取樣完整訊號波形的放大圖。
本發明揭示和在電力轉換器控制器中錯誤取樣預防有關的範例。在下面的說明中會提出許多明確細節，以便透澈理解本發明。然而，熟習本技術的人士便會明白，未必要運用該明確細節方能實行本發明。於其它情況中，眾所熟知的材料或方法並不會詳述，以免混淆本發明。
在本說明書中引用到「其中一實施例」、「一實施例」、「其中一範例」、或是「一範例」，其意義為配合該實施例或範例所述的一特殊特點、結構、或特徵已併入本發明的至少其中一實施例中。因此，出現在本說明書各個地方的「於其中一實施例中」、「於一實施例中」、「於其中一範例中」、或是「於一範例中」等詞組並非全部表示相同實施例或範例。再者，該等特殊特點、結構、或特徵 可以在一或多個實施例或範例中以任何合宜的組合及/或子組何來結合。多個特殊特點、結構、或特徵可被併入一積體電路、一電子電路、一組合式邏輯電路、或是提供所述功能的其它合宜器件之中。此外，還要明白的係，本文所提供的圖式係為達到對熟習本技術的人士作解釋之目的且該等製圖並沒有依照比例。
如本文討論，用於電力轉換器的範例積體控制器會藉由在一封閉迴路中感測與控制該電力轉換器的輸出來提供輸出調節。於運用一次側控制的電力轉換器中，該電力轉換器可能依賴於一能量傳輸元件的隔離線圈之間的磁性耦合來提供一代表該輸出電壓的回授訊號。舉例來說，該能量傳輸元件可能係一耦合電感器，其包含被磁性耦合在一起的一輸出線圈與一偏壓線圈，以便提供一代表該電力轉換器之輸出電壓的回授訊號給該控制器。
當在一馳返式電力轉換器拓樸中使用一偏壓線圈來感測該輸出電壓時，該偏壓線圈可以在該電力切換器處於非工作狀態時在能量被傳輸至輸出的時間期間代表輸出電壓。在操作中，該控制器可能使用一包含一電容器的取樣電路，用以捕捉代表該輸出電壓的偏壓線圈電壓。該經取樣的訊號可被儲存在該電容器中並且接著可被該控制器的驅動邏輯用來控制該電力切換器。
因為該電力切換器處於非工作狀態中的時間有限，所以，該控制器可被設計成用以在一指定的時間視窗期間取樣該偏壓線圈電壓。該時間視窗可相依於該電力轉換器的操作模式而進一步縮短。
明確地說，一電力轉換器可能適合操作在兩種操作模式之中。於第一操作模式中，稱為不連續導通模式，儲存在該能量傳輸元件中的全部能量會在該電力切換器的非工作狀態期間被傳輸至輸出。於此操作模式中，在該電力切換器關閉之後(非工作狀態)該偏壓線圈電壓可代表該電力轉換器之輸出電壓的時間(能量被傳輸至輸出所耗費的時間持續長度)相當有限。於第二操作模式中，稱為連續導通模式，儲存在該能量傳輸元件中的能量僅有一部分會在 該電力切換器的非工作狀態期間被傳輸至輸出。於此操作模式中，在該電力切換器關閉(非工作狀態)的實質上全部時間中該偏壓線圈電壓皆可代表該輸出電壓。即使該偏壓線圈電壓可在不連續導通模式中的操作期間於該非工作時間(電力切換器處於非工作狀態的時間)的一部分中代表該輸出電壓，該偏壓線圈電壓代表該輸出電壓的時間持續長度仍會長於該控制器操作在連續導通模式中時。因為該偏壓線圈僅會在能量被傳輸至該電力轉換器之輸出的時間期間代表該輸出電壓。由於在連續導通操作模式中該電力切換器的非工作時間會在全部能量被傳遞至該電力轉換器之輸出以前便已截止(以便開始下一個切換循環)；所以，該偏壓線圈代表一輸出電壓的時間持續長度會較短。因此，當控制器操作在連續導通模式中時，獲得代表一輸出電壓的偏壓線圈電壓之取樣的時間會少於操作在不連續導通模式中時。
此外，還必須考量當電力切換器切換至非工作狀態時原本存在於該偏壓線圈上的切換雜訊。舉例來說，該控制器可能需要在獲取比較乾淨的偏壓電壓取樣之前先延遲取樣。此取樣延遲會進一步縮小當該偏壓線圈電壓代表輸出電壓時用以取樣該偏壓線圈電壓的時間視窗。再者，當該電力切換器的切換頻率提高時(通常在該輸出的較大負載期間)，用以在每一個切換週期的非工作時間期間取樣該偏壓線圈電壓的時間數額會變短。因此，於某些情況下(舉例來說，不連續導通模式、低輸入電壓、以及高負載條件)，該控制器可能會在該電力切換器導通以進行下一個切換循環之前就被強制進行取樣。對習知的控制器來說，該控制器可能會在該電力切換器已經導通之後(也就是，當該電力切換器從非工作狀態變成工作狀態)才被強制或偶發性進行取樣，從而導致錯誤的取樣。舉例來說，於其中一種控制器設計中，電力切換器的最小非工作時間可能為2.5μs，而取樣延遲時間(在該電力切換器關閉之後該控制器可以開始取樣的時間)可能亦為2.5μs。於該控制器配合該最小非工作時間來操作的情況中，取樣可發生在該切換器已經切換至工作狀態之 後。因此，控制器可能會接收並不代表輸出電壓之偏壓線圈電壓的一取樣。據此，本發明的實施例包含一用於一電力轉換器的控制器，其藉由在該電力切換器的工作時間期間預防該回授訊號之取樣而允許此類型的時序重疊(舉例來說，取樣延遲時間最小非工作時間)。於其中一範例中，此時序重疊(其中，該電力轉換器操作在最小非工作時間並且擁有大取樣延遲時間)可能僅發生在一短暫的持續長度中並且係於一組特定的環境下，例如，在操作於連續導通模式中並且於高負載條件中使用低輸入電壓時的暫態負載條件期間。
於另一情況中，即使在取樣延遲時間和該電力切換器的最小非工作時間之間沒有刻意的重疊，習知控制器在工作時間期間所進行的取樣亦可能為偶發性。舉例來說，由於該控制器內部的個別器件或時序變異的關係，該電力控制器可能會在非工作狀態期間錯過取樣並且可能在接續的工作狀態期間不慎進行取樣，從而取得錯誤取樣。在工作狀態期間所取樣的回授訊號取樣在本文中稱為「錯誤取樣」。據此，本發明的實施例運用控制器中所包含的錯誤取樣預防電路來降低當電力切換器處於工作狀態中時發生錯誤取樣的機率。於其中一範例中，該錯誤取樣預防電路會延伸該電力切換器的非工作狀態，直到該回授訊號的取樣完成為止。換言之，啟動該電力切換器用以開始下一個切換循環會被延遲，直到該偏壓線圈電壓的取樣完成為止。下面將更詳細討論此實施例和其它實施例。
圖1為根據本發明之教示內容的一包含一控制器102的範例電力轉換器100的功能方塊圖。圖中所示的電力轉換器100範例包含：一輸入(也就是，輸入終端101)；控制器102；以及輸出(也就是，輸出終端103)；一能量傳輸元件T1；該能量傳輸元件T1的一次線圈104；該能量傳輸元件T1的二次線圈106；一電力切換器S1；一輸入回路108；一鉗止電路110；一整流器D1；一輸出電容器C1；一偏壓線圈112；電阻器R1、R2、以及R3；以及電容器C2與C3。圖中所示的控制器102係併入包含一回授終端114的積體電路126之中。控制器102包含一回授取樣電路116、一振盪器118、 以及驅動邏輯120。圖1中還顯示一輸入電壓VIN、一輸出電壓VOUT、一輸出電流IOUT、一回授電壓VFB、一旁通電壓VBP、一回授訊號UFB、一驅動訊號UDRIVE、以及一切換器電流ISW。於圖中所示的範例中，為達解釋之目的，電力轉換器100係一具有馳返式拓樸的電力轉換器。要明白的係，其它已知的電力轉換器拓樸和配置亦可受益自本發明的教示內容。
於其中一實施例中，電力轉換器100會從一未經調節的dc輸入VIN處提供輸出電力給一負載122。舉例來說，輸入VIN可能源自於一經整流及濾波的ac線電壓。如圖所示，能量傳輸元件T1被耦合用以接收輸入VIN。於某些實施例中，能量傳輸元件T1係一耦合電感器。於某些其它實施例中，能量傳輸元件T1係一變壓器。於圖1的範例中，能量傳輸元件T1包含一次線圈104和二次線圈106。NP和NS分別為一次線圈104和二次線圈106的圈數。於圖1的範例中，一次線圈104可稱為輸入線圈，而二次線圈106可稱為輸出線圈。如圖所示，一次線圈104會被電耦合至輸入回路108，而二次線圈106會被電耦合至輸出回路109。於其中一範例中，被電耦合至輸入回路108的電路系統可能係在電力轉換器100的「輸入側」，而被電耦合至輸出回路109的電路系統可能係在電力轉換器100的「輸出側」。如圖所示，一次線圈104會進一步被耦合至電力切換器S1，其接著會進一步被耦合至輸入回路108。此外，鉗止電路110被耦合跨越能量傳輸元件T1的一次線圈104，用以限制跨越一次線圈104的電壓降。
能量傳輸元件T1的二次線圈106被耦合至輸出整流器D1。於圖1中所示的範例中，整流器D1包含一輸出二極體且該二次線圈106被耦合至輸出二極體D1的陽極。然而，於某些實施例中，整流器D1可能係一作為一同步整流器的電晶體。輸出電容器C1和負載122皆被耦合至整流器D1。於圖1的範例中，輸出電容器C1和負載122係被耦合至整流器D1的陰極。電力轉換器100會在輸出終端103處提供一經調節的輸出給負載122，其可能係一輸 出電壓VOUT、一輸出電流IOUT、或是兩者的組合。
於圖1的範例中，輸入電壓VIN相對於輸入回路108為正值。圖1的範例進一步顯示輸入回路108和電力轉換器100之輸出之間的電化隔離。換言之，在輸入回路108和電力轉換器100的輸出之間沒有直接的DC電流路徑。所以，電力轉換器100的輸入側會和電力轉換器100的輸出側電化隔離。
於圖中所示的實施例中，回授終端114被耦合用以接收回授訊號UFB。電阻器R1與R2被耦合至偏壓線圈112，用以縮小偏壓線圈電壓VBIAS，以便提供回授電壓VFB。於圖中所示的範例中，跨越電阻器R2的電壓(也就是，回授電壓VFB)係作為回授訊號UFB。回授電壓VFB會透過終端114被控制器102接收，並且進一步被回授取樣電路116接收(下面會更詳細討論)。
如圖所示，除了回授終端114之外，積體電路126可能還包含多個終端。舉例來說，積體電路126可能包含一汲極終端125，用以接收一汲極電壓。一被併入積體電路126之中的電流感測127可提供一電流感測訊號UISENSE 124給控制器102，其代表一切換器電流ISW。此外，該控制器102會提供驅動訊號UDRIVE給電力切換器S1，用以控制各種切換參數。此等參數的範例可能包含切換頻率、切換週期、責任循環、電力切換器S1的個別工作時間與非工作時間。
於某些實施例中，電力切換器S1可能係一電晶體，而控制器102可能包含被動及/或離散電器件。於其中一實施例中，控制器102與電力切換器S1會一起併入單一積體電路126之中。於其中一範例中，積體電路126係一單晶積體電路。於另一範例中，積體電路126係一混成積體電路。
如圖1中所示，控制器102包含回授取樣電路116，其被耦合用以接收回授訊號UFB。在操作中，回授取樣電路116會取樣回授訊號UFB並且提供一代表該回授訊號UFB的取樣訊號USAMPLE 128。取樣訊號USAMPLE 128接著會被驅動邏輯120接收。驅動邏輯120 會進一步接收電流感測訊號UISENSE 124並且響應於取樣訊號USAMPLE 128且響應於振盪器118所產生的工作時間訊號UON 132而輸出驅動訊號UDRIVE。於某些實施例中，驅動邏輯120也會響應於電流感測訊號UISENSE 124而輸出驅動訊號UDRIVE。
在工作狀態和非工作狀態之間切換電力切換器S1會在一次線圈104上產生一時變電壓VP。能量傳輸元件T1會在電力切換器S1之工作狀態期間產生跨越二次線圈106產生一次電壓VP之經過縮放的複製電壓，該縮放倍數為二次線圈106的圈數NS除以一次線圈104的圈數NP的比值。電力切換器S1的切換還會在整流器D1處產生一脈衝電流。整流器D1中的電流會經由輸出電容器C1濾波，以便在輸出終端103處產生一實質恆定的輸出電壓Vout、輸出電流Iout、或是兩者的組合。
在操作期間，偏壓線圈112會在整流器D1導通時產生響應於該輸出電壓Vout的偏壓線圈電壓VBIAS。回授電壓VFB和回授訊號UFB代表在電力切換器S1之非工作時間的至少一部分期間的輸出電壓Vout。於其中一實施例中，當控制器102操作在不連續導通模式中時，回授訊號UFB代表僅在非工作時間之部分期間的輸出電壓Vout。不連續導通模式可定義為能量傳輸元件T1中的能量在該電力切換器的非工作狀態期間降至實質為零的時候。換言之，在不連續導通操作模式中，整流器D1僅在電力切換器S1處於非工作狀態中的時間部分中為導通。於另一範例中，回授訊號UFB代表僅在非工作時間之整個部分期間的輸出電壓Vout。於另一實施例中，當控制器102操作在連續導通模式中時，回授訊號UFB代表電力切換器S1處於非工作狀態之實質上全部時間中的輸出電壓Vout。連續導通模式可定義為能量傳輸元件T1中的能量在該電力切換器的非工作狀態期間實質上沒有降至零的時候。換言之，在連續導通操作模式中，整流器D1會在電力切換器S1處於非工作狀態中的全部持續長度中為導通。
於其中一範例中，偏壓線圈112可能還會提供一電源 給控制器102。明確地說，二極體D2、電容器C2與C3、以及電阻器R3會產生一dc供應電壓(也就是，旁通電壓VBP)，其被提供至電力控制器102。如圖所示，控制器102會經由旁通終端143被耦合用以接收旁通電壓VBP。
使用偏壓線圈112來感測輸出電壓Vout會在輸出電壓Vout與控制器102之間提供電化隔離，而不需要用到光耦合器。然而，當使用能量傳輸元件T1的一線圈來感測輸出電壓Vout時，偏壓線圈112處的偏壓線圈電壓VBIAS卻可能僅代表輸出整流器D1為導通時的輸出電壓Vout。因此，回授取樣電路116可能僅會在電力切換器S1之非工作狀態期間取樣該回授訊號UFB。再者，當電力切換器S1的切換頻率很高時(對應於一切換週期中較短的切換非工作狀態)，回授訊號UFB代表輸出電壓Vout的時間會比較少。
圖2為圖1的電力轉換器100操作在連續導通模式中時的偏壓線圈電壓VBIAS的範例電壓波形。如圖2中所示，電壓VBIAS代表每一個切換循環的非工作時間tOFF期間的輸出電壓Vout。在重負載條件期間，當電力轉換器100操作在連續導通模式之中時，切換頻率可能提高，從而縮短每一個切換週期的非工作時間tOFF。因此，當電力轉換器100操作在連續導通模式之中時用以感測輸出電壓Vout的時間也會比較少。再者，回授訊號UFB的取樣可能會朝非工作時間tOFF的末端延遲，以便部分確保輸出電壓Vout會有更精確的代表值被取樣，從而消弭偏壓線圈電壓VBIAS中的振鈴雜訊。因此，圖1的回授取樣電路116可能會在電力切換器S1關閉之後的取樣延遲時間TDELAY處取樣回授訊號UFB。然而，由於電力轉換器之中或控制器本身裡面的特定操作條件及/或個別器件或其它參數變異的關係，習知電路可能會在不正確的時間處取樣回授訊號UFB。
舉例來說，圖2便顯示朝非工作時間tOFF的末端發生的回授訊號UFB之合法取樣，其中，偏壓線圈電壓中的大部分振鈴已消弭。然而，器件不匹配及/或負載處的暫態事件卻可能會在接續的切換循環中於電力切換器S1啟動之後錯誤地取樣該回授訊號UFB。 於其中一實施例中，偏壓線圈電壓VBIAS代表工作時間TON期間的輸入電壓VIN。因此，該控制器裡面的取樣電路所進行的錯誤取樣可能提供不合法的資訊，從而導致不當的調節。
據此，本發明的實施例包含一電力轉換器控制器(舉例來說，圖1的控制器102)，其包含一錯誤取樣預防電路，用以防止錯誤取樣的發生機率(舉例來說，防止再電力切換器S1之工作時間期間的取樣)。於其中一實施例中，該錯誤取樣預防電路會延伸該電力切換器的非工作時間tOFF，直到該回授取樣電路116完成該回授訊號的取樣為止。藉由延伸該非工作時間tOFF，直到取樣完成為止，控制器102便能夠確保該回授取樣電路會在偏壓線圈電壓VB改變之前先完成取樣。延遲工作時間直到回授取樣電路116已經獲取精確取樣為止可以在一短暫的時間週期中改變有效切換頻率，下面將進一步詳細討論。
圖3為根據本發明之教示內容的一範例控制器300的功能方塊圖。控制器300為圖1之控制器102的其中一種可能的施行方式。圖中所示之控制器300的範例包含一回授取樣電路302、一振盪器304、一取樣延遲電路306、驅動邏輯308、以及一電壓調節器310。圖中所示的振盪器304包含一錯誤取樣預防電路312。圖3中還顯示出旁通電壓VBP、供應電壓VSUPPLY、回授訊號UFB、取樣開始訊號USAMP_START、取樣訊號USAMPLE、取樣完成訊號USAMP_COMP、工作時間訊號UON、負載訊號ULOAD、以及驅動訊號UDRIVE。
如圖3中所示，電壓調節器310被耦合用以接收旁通電壓VBP並且提供一經調節的供應電壓VSUPPLY給控制器300裡面的電力電路。舉例來說，電壓調節器310可能被耦合用以提供供應電壓VSUPPLY，以便供電給回授取樣電路302、振盪器304、取樣延遲電路306、及/或驅動邏輯308。
圖3還進一步顯示出，驅動邏輯308被耦合用以產生驅動訊號UDRIVE。於其中一實施例中，驅動邏輯308係利用固定頻率脈衝寬度調變器(PWM)控制來操作，其被調適成用以調整電力切換 器S1的責任循環，以便調節該電力轉換器的輸出。於此實施例中，驅動邏輯308會被調適成用以響應於工作時間訊號UON在每一個切換循環啟動電力切換器S1。在操作中，工作時間訊號UON可能藉由在穩態期間由一固定頻率決定的已設定時間持續長度之後將該電力切換器切換至工作狀態來設定該電力切換器的切換頻率。再者，驅動邏輯308還可能會響應於取樣訊號USAMPLE的數值在每一個切換循環關閉電力切換器S1，以便調節被傳輸至電力轉換器100之輸出的能量。如下面的討論，取樣訊號USAMPLE代表回授訊號UFB，其可能代表在電力切換器S1之非工作時間的一部分期間所獲取的該電力轉換器的輸出電壓。因此，控制器300包含一振盪器304以及一回授取樣電路302，它們被耦合用以分別提供驅動邏輯308工作時間訊號UON和取樣訊號USAMPLE。
如圖2中所示，偏壓線圈電壓VBIAS會在電力切換器S1關閉之後立刻開始振鈴。因此，控制器300進一步包含取樣延遲電路306，用以在電力切換器S1關閉之後延遲回授取樣電路302取樣回授訊號UFB的時間。於圖3所示的範例中，取樣延遲電路306會產生取樣開始訊號USAMP_START，其會在電力切換器S1關閉之後開始一時間延遲TDELAY。於其中一實施例中，該取樣延遲電路306會響應於負載訊號ULOAD並且響應於驅動訊號UDRIVE來產生取樣開始訊號USAMP_START。舉例來說，取樣延遲電路306可能會在電力切換器S1關閉(如驅動訊號UDRIVE變換成邏輯低位準所示)之後於時間延遲TDELAY處產生取樣開始訊號USAMP_START脈衝。再者，時間延遲TDELAY的長度還會響應於該電力轉換器之輸出處的負載條件(如負載訊號ULOAD所示)。
於其中一實施例中，負載訊號ULOAD代表該電力轉換器之輸出處的負載條件。如上面所提，非工作時間tOFF和二極體導通時間TDICOND(舉例來說，圖2)代表此等負載條件。
圖4為根據本發明之教示內容的一範例取樣延遲電路400的功能方塊圖。取樣延遲電路400為圖3的取樣延遲電路306 的其中一種可能的施行方式。如圖4中所示，取樣延遲電路400包含一比較器402、一可變電流源404、一切換器406、一電容器408、一正反器410、以及一反向器412。
圖4所示的反向器412會接收驅動訊號UDRIVE並且提供驅動訊號UDRIVE的反向值給正反器410的時脈輸入。因此，正反器410的輸出會在驅動訊號UDRIVE轉變成邏輯低位準時(也就是，非工作時間之起點並且當電力切換器S1關閉時)轉變為邏輯低位準。當輸出為低位準時正反器410被耦合用以張開切換器406，從而讓可變電流源404開始充電電容器408。比較器402被耦合用以比較電容器408上的電壓VDELAY和一參考電壓VREFTD。當電容器408上的電壓VDELAY達到參考電壓VREFTD時，比較器402會轉變成邏輯高位準，用以重置該正反器410。當正反器410被重置時，正反器410的輸出會閉合切換器406，從而放電電容器408。於圖中所示的範例中，比較器402的輸出還被耦合用以產生取樣開始訊號USAMP_START。
可變電流源404所提供的電流的大小係受控於負載訊號ULOAD。於其中一實施例中，電力轉換器之輸出處的負載條件越輕，可變電流源404所提供的電流便越高，以便縮短產生取樣開始訊號USAMP_START之脈衝(開始取樣)以前的時間延遲TDELAY。
圖5為根據本發明之教示內容的一範例回授取樣電路500的功能方塊圖。回授取樣電路500分別為圖1與圖3的回授取樣電路116與302的其中一種可能的施行方式。圖中所示的回授取樣電路500範例包含一取樣電容器502、一切換器504、一緩衝器506、一時序電路508、一單穩(單擊)電路510、一反向器512、以及一D正反器514。
於圖5所示的範例中，回授取樣電路500包含一取樣與保留電路503，其包含取樣電容器502、切換器504、以及緩衝器506。緩衝器506被耦合用以接收回授訊號UFB並且進一步被耦合至切換器504。切換器504會進一步被耦合至取樣電容器502，用以控制何時取樣取樣電容器502上的數值。舉例來說，當切換器504被 致能時(也就是，閉合)，跨越取樣電容器502的電壓會隨著取樣時間來積分緩衝器506的輸出(也就是，回授訊號UFB)。同樣地，當切換器504被禁能時(也就是，張開)，跨越電容器502的電壓會保留。於其中一實施例中，保留在電容器502上的數值為取樣訊號USAMPLE。
回授取樣電路可能還包含一時序電路508，用以提供取樣時間訊號USAMPLETIME。於其中一實施例中，時序電路508會響應於取樣開始訊號USAMP_START來產生取樣時間訊號USAMPLETIME。明確地說，取樣開始訊號USAMP_START可以觸發取樣時間的起點。舉例來說，時序電路508可能包含用以產生該取樣時間訊號USAMPLETIME的單擊，其係一固定持續長度的脈衝，其會響應於該取樣開始訊號USAMP_START的脈衝產生而開始。
回授取樣電路500可能還會產生取樣完成訊號USAMP_COMP，其代表何時取樣完成。換言之，取樣完成訊號USAMP_COMP可能表示切換器504張開以及已取樣數值被保留在電容器502上的時間。於其中一實施例中，回授取樣電路500會響應於由取樣時間訊號USAMPLE所示的取樣時間之終點而產生該取樣完成訊號USAMP_COMP。舉例來說，回授取樣電路500包含D正反器514，其被耦合用以藉由單穩電路510而在取樣時間訊號USAMPLETIME的下降緣被重置。換言之，單穩電路510會在切換器504張開時產生脈衝。因此，當正反器514的Q輸出轉變成邏輯低位準時，D正反器514會表示取樣完成。D正反器514還被耦合用以接收藉由反向器512產生的驅動訊號UDRIVE的反向值，俾使得正反器514的Q輸出會在電力切換器S1關閉時於每一個切換循環被設定。
圖6為根據本發明之教示內容的一振盪器600的功能方塊圖。振盪器600分別為圖1與圖3的振盪器118與304的其中一種可能的施行方式。圖中所示的振盪器600範例包含一錯誤取樣預防電路602、一比較器604、可變電流源606與608、一振盪器電容器COSC、以及切換器610、612、614、以及616。圖中所示的錯誤取樣預防電路602包含邏輯閘618與鎖存器620。
於圖6的範例中，當切換器610被致能時(也就是，閉合)，可變電流源606被耦合用以充電電容器COSC；而當切換器612被致能時，可變電流源608被耦合用以放電電容器COSC。比較器604被耦合用以比較一跨越電容器COSC的電壓VOSC和由切換器614與616所決定的上參考電壓VREFH與下參考電壓VREFL。在操作中，切換器610與612係利用工作時間訊號UON來控制，用以交替充電與放電電容器COSC，以便在比較器604的輸出處產生時脈訊號UCLK，俾使得工作時間訊號UON具有一切換頻率和對應的切換週期。舉例來說，當工作時間訊號UON為邏輯高位準時，切換器610與614會被致能用以充電該電容器，而振盪器電壓VOSC會與上參考電壓VREFH作比較。繼續此範例，當工作時間訊號UON為低位準時(也就是，UON為高位準)，切換器612與616會被致能用以放電該電容器，而振盪器電壓VOSC會與下參考電壓VREFL作比較。於其中一範例中，切換器610與614會一起被切換，切換器612與616會一起被切換。於另一範例中，當切換器610與614在某一狀態中，切換器612與616會在另一狀態中。舉例來說，當切換器610與614被致能，切換器612與616會被禁能；反之亦可。
如圖6中所示，電流源606和608為可變電流源，它們被耦合用以接收負載訊號ULOAD。因此，電流源606和608所提供的電流的大小會響應於電力轉換器100之輸出處的負載條件。於其中一實施例中，負載條件越大，電流源606和608所提供的電流的大小就越大，從而會提高時脈訊號UCLK的頻率。依此方式，振盪器頻率便能夠響應於一代表電力轉換器之輸出處之負載條件的負載訊號被設定。圖6所示的電流源606和608雖然為可變電流源；不過，該等電流源606和608中的一或多者亦可為固定電流源，用以提供固定電流來充電及/或放電電容器COSC。
圖6還進一步顯示錯誤取樣預防電路602，其被耦合用以接收該取樣完成訊號USAMP_COMP和該時脈訊號UCLK。鎖存器620被耦合用以產生工作時間訊號UON。如上面所提，工作時間訊號UON 會決定電力切換器的工作時間並且用以設定驅動訊號UDRIVE的頻率。換言之，工作時間訊號UON可以表示何時結束電力切換器S1之非工作時間TOFF以結束每一個切換週期的驅動邏輯。
於圖6的實施例中，鎖存器620會透過鎖存器620的輸出來提供該工作時間訊號。因此，鎖存器620會判定該工作時間訊號UON以便啟動電力切換器S1，並且因而在鎖存器620重置時結束非工作時間。然而，錯誤取樣預防電路602還進一步包含邏輯閘618，其被耦合用以延伸該電力切換器S1的非工作時間，直到取樣完成訊號USAMP_COMP表示回授取樣電路(舉例來說，圖3的回授取樣電路302)進行的取樣完成為止。明確地說，邏輯閘618僅在振盪器VOSC被放電至下參考電壓VREFL(用以維持所希的頻率)且偏壓線圈電壓VBIAS的取樣完成才會重置鎖存器620。當振盪器電壓VOSC達到下參考電壓VREFL時取樣並未完成的話，邏輯閘618會阻止鎖存器620重置，從而延伸該電力切換器S1的非工作時間，直到取樣完成訊號USAMP_COMP表示取樣確實完成為止。藉由延伸該電力切換週期的非工作時間以預防錯誤取樣(舉例來說，預防工作時間期間進行取樣)，切換循環的週期便可延伸，其可暫時調整切換頻率。根據本發明的教示內容，倘若切換頻率暫時延伸的話，一電力轉換器可以維持較佳的調節，而不會取得錯誤取樣。
圖7A為根據本發明之教示內容由一電力轉換器控制器所進行之預防錯誤取樣的範例過程718。圖7B為根據本發明之教示內容和一範例電力轉換器控制器相關聯的範例電壓與電流波形及時脈訊號。現在將參考圖3至7B來進一步詳述控制器300的操作。
參考圖7A，過程718包含一處理方塊720，其中，電力切換器S1會被關閉以便開始非工作時間。如圖7B中所示，非工作時間始於時間t2處，驅動訊號UDRIVE會轉變成邏輯低位準。驅動訊號UDRIVE轉變成邏輯低位準會觸發取樣延遲電路400的電容器408之充電，以便開始延遲時間tDELAY。於時間t3處(也就是，延遲時間tDELAY的終點)，取樣延遲電路400會判定取樣開始訊號USAMP_START。同 樣於時間t3處，回授取樣電路500會響應於該取樣開始訊號USAMP_START而藉由閉合切換器504(也就是，處理方塊724)來開始取樣該回授訊號UFB。當取樣完成時，回授取樣電路500會將取樣完成訊號USAMP_COMP轉變成邏輯低位準。在判斷方塊726中，振盪器600的比較器604會判斷振盪器電壓VOSC是否達到下參考電壓VREFL。如圖7A中所示，振盪器電壓VOSC在時間t4處達到下參考電壓VREFL。在判斷方塊728中，錯誤取樣預防電路602會判斷取樣是否已經完成(如時間t4處處於邏輯低位準狀態的取樣完成訊號USAMP_COMP所示)。於一處理方塊730中，錯誤取樣預防電路602接著會判定工作時間訊號UON，以便啟動電力切換器S1並且因而結束非工作時間(也就是，開始工作時間)。
接續圖7B的電壓波形，於一接續的切換週期TP2中，在時間t7處，振盪器電壓VOSC再次達到下參考電壓VREFL。然而，回授取樣電路500對回授訊號UFB的取樣並未完成。因此，錯誤取樣預防電路602不會在時間t7處判定工作時間訊號UON，從而保持該電力切換器S1為禁能(也就是，不工作)。在時間t8處，如轉變成邏輯低位準的取樣完成訊號USAMP_COMP所示，取樣已完成。因此，錯誤取樣預防電路602會將切換週期延伸工作時間訊號的時間tEXTOFF，以便讓電力切換器S1保持不工作至時間t8為止。
如上面所提，參考振盪器600，工作時間訊號UON可被用來控制切換器610與612，用以決定電容器COSC充電與放電的時間。如從圖7B的702部分中所看見，藉由延遲工作時間訊號UON來延伸切換週期會導致電容器COSC放電至下參考電壓VREFL以下。圖8為712部分的放大圖。如圖8中所看見，電力切換器S1的工作時間訊號UON的切換週期以及非工作時間的切換週期會延伸非工作延伸時間TEXTOFF。此外，因為振盪器電壓VOSC放電至下參考電壓VREFL以下，所以，接續的切換週期也會延伸接續的延伸時間TEXTSUB。於其中一實施例中，非工作延伸時間TEXTOFF實質上等於接續的延伸時間TEXTSUB。圖9為根據本發明之教示內容的另一範例振盪器900的功能 方塊圖。振盪器900分別為圖1與圖3的振盪器118與304的其中一種可能的施行方式。振盪器900雷同於圖6的振盪器600，其中，相同的元件符號表示相同的物件。然而，和圖6的振盪器600不同的係，振盪器900運用不同的訊號來控制切換器610與612。明確地說，切換器610會響應於工作時間訊號UON受到控制，而切換器612會響應於時脈訊號UCLK受到控制。如圖10中所示，利用時脈訊號UCLK來控制電容器COSC放電可以讓振盪器電壓VOSC保持在下參考電壓VREFL處，直到取樣完成訊號USAMP_COMP表示取樣完成為止。為確保起見，在時間t7處，振盪器電壓VOSC已經達到下參考電壓VREFL。然而，回授取樣電路500對回授訊號UFB的取樣在時間t7處並未完成。因此，錯誤取樣預防電路不會在時間t7處判定工作時間訊號UON，從而保持該電力切換器S1為禁能(也就是，不工作)。然而，在時間t7處，當達到下參考電壓VREFL時，振盪器900的輸出比較器604(也就是，時脈訊號UCLK)會轉變成邏輯低位準，從而張開切換器612。在時間t7處張開切換器612會預防電容器COSC進一步放電並且保留該電容器上的下參考電壓VREFL。在時間t8處，如轉變成邏輯低位準的取樣完成訊號USAMP_COMP所示，取樣已完成，因而會致能切換器610以便藉由充電電容器COSC來開始下一個週期。據此，振盪器900的錯誤取樣預防電路602會延伸工作時間訊號的切換週期，以便讓電力切換器S1保持不工作至時間t8為止。
圖11為圖10的振盪器電壓和取樣完整訊號波形的放大圖。如圖11中所看見，電力切換器S1的工作時間訊號UON的切換週期以及非工作時間的切換週期會延伸非工作延伸時間TEXTOFF。此外，因為振盪器電壓VOSC保持在下參考電壓VREFL，所以，接續的切換週期不會如圖6之實施例的情況般延伸。於此實施例中，僅有一個切換循環的切換週期受到影響。
上面說明本發明所示範例(包含發明摘要中所述者)並沒有竭盡之意或者受限於所揭刻板形式的意圖。本文雖然已說明本發明的特定實施例和範例以達解釋之目的；不過，仍可能有各種等 效修正，其並不會脫離本發明之廣泛的精神與範疇。確切地說，要明白的係，為達解釋之目的，本文雖然提供特定的電壓、電流、頻率、電力範圍數值、時間、…等；但是，根據本發明教示內容，其它實施例與範例亦可運用其它數值。
依照上面已述說明可對本發明的範例進行此等修正。下面申請專利範圍中使用的術語不應被視為將本發明限制在本說明書和申請專利範圍中所揭示的特定實施例中。相反地，本發明的範疇完全係由下面根據已確立之申請專利範圍解釋教義所推斷之申請專利範圍來決定。因此，本說明書和圖式應被視為解釋性，而沒有限制意義。
100‧‧‧電力轉換器
101‧‧‧輸入終端
102‧‧‧控制器
103‧‧‧輸出終端
104‧‧‧一次線圈
106‧‧‧二次線圈
108‧‧‧輸入回路
110‧‧‧鉗止電路
112‧‧‧偏壓線圈
114‧‧‧回授終端
116‧‧‧回授取樣電路
118‧‧‧振盪器

Claims (17)

  1. 一種用於電力轉換器的積體電路控制器，該控制器包括：一回授取樣電路，其被耦合用以取樣一接收自該控制器之一終端的回授訊號並且用以產生一代表該回授訊號之數值的取樣訊號，其中，該回授訊號代表一電力切換器之非工作時間的至少一部分期間該電力轉換器的輸出電壓；驅動邏輯，其被耦合至該回授取樣電路並且被耦合用以控制該電力切換器，以便響應於該取樣訊號來調節該電力轉換器的輸出；一錯誤取樣預防電路，其被耦合用以接收一取樣完成訊號，其中，該錯誤取樣預防電路會進一步被耦合至該驅動邏輯，以便延伸該電力切換器的非工作時間直到該取樣完成訊號表示該回授取樣電路取樣該回授訊號完成為止；以及一振盪器，其被耦合用以產生一具有一切換週期的工作時間訊號，其中，該錯誤取樣預防電路被包含於該振盪器中以響應該取樣完成訊號來延伸該切換週期，且其中，該驅動邏輯被耦合用以響應於該工作時間訊號來啟動該電力切換器。
  2. 如申請專利範圍第1項之積體電路控制器，其中，該振盪器進一步包含：一電容器；以及第一與第二電流源，其被耦合用以分別在一上參考電壓與一下參考電壓之間交替充電與放電該電容器，以便產生具有該切換週期的工作時間訊號，其中，若該取樣完成訊號表示該回授訊號的取樣完成，則該驅動邏輯被耦合用以響應於放電至該下參考電壓的電容器來啟動該電力切換器。
  3. 如申請專利範圍第2項之積體電路控制器，其中，於達到該下參考電壓時，若該取樣完成訊號未表示取樣完成，該第二電流源被耦合用以將該電容器放電至該下參考電壓以下。
  4. 如申請專利範圍第3項之積體電路控制器，其中，該第二電流源被耦合用以繼續將該電容器放電至該下參考電壓以下直到該取樣完成訊號表示取樣完成為止。
  5. 如申請專利範圍第4項之積體電路控制器，其中，於達到該下參考電壓時，若該取樣完成訊號未表示取樣完成，則該電容器上的電壓會保持在該下參考電壓。
  6. 如申請專利範圍第5項之積體電路控制器，其中，該電容器上的電壓會保持在該下參考電壓直到該取樣完成訊號表示取樣完成為止。
  7. 如申請專利範圍第1項之積體電路控制器，其中，該電力切換器被包含於該積體電路控制器中。
  8. 一種切換式電力轉換器，其包括：一能量傳輸元件，其被耦合至該電力轉換器的一輸入；一電力切換器，其被耦合用以控制能量傳輸經過該能量傳輸元件；以及一控制器，其被耦合至該電力切換器，該控制器包括：一回授取樣電路，其被耦合用以取樣一回授訊號並且用以產生一代表該回授訊號之數值的取樣訊號，其中，該回授訊號代表一電力切換器之非工作時間的至少一部分期間該電力轉換器的輸出電壓；驅動邏輯，其被耦合至該回授取樣電路並且被耦合用以控制該電力切換器以響應於該取樣訊號來調節該電力轉換器的輸出；一錯誤取樣預防電路，其被耦合用以接收一取樣完成訊號，其中，該錯誤取樣預防電路會進一步被耦合至該驅動邏輯，以便延伸該電力切換器的非工作時間直到該取樣完成訊號表示該回授取樣電路取樣該回授訊號完成為止；以及一振盪器，其被耦合用以產生一具有一切換週期的工作時間訊號，其中，該錯誤取樣預防電路被包含於該振盪器中以響應於該取樣完成訊號來延伸該切換週期，且其中，該驅動邏輯被耦合用以響應於該工作時間訊號來啟動該電力切換器。
  9. 如申請專利範圍第8項之切換式電力轉換器，其中，該振盪器進一步包含：一電容器；以及 第一與第二電流源，其被耦合用以分別在一上參考電壓與一下參考電壓之間交替充電與放電該電容器，以便產生具有該切換週期的工作時間訊號，其中，若該取樣完成訊號係表示該回授訊號的取樣完成，則該驅動邏輯被耦合用以響應於放電至該下參考電壓的電容器來啟動該電力切換器。
  10. 如申請專利範圍第9項之切換式電力轉換器，其中，於達到該下參考電壓時，若該取樣完成訊號未表示取樣完成，該第二電流源被耦合用以將該電容器放電至該下參考電壓以下。
  11. 如申請專利範圍第10項之切換式電力轉換器，其中，該第二電流源被耦合用以繼續將該電容器放電至該下參考電壓以下直到該取樣完成訊號表示取樣完成為止。
  12. 如申請專利範圍第9項之切換式電力轉換器，其中，於達到該下參考電壓時，若該取樣完成訊號未表示取樣完成，則該電容器上的電壓會保持在該下參考電壓。
  13. 如申請專利範圍第12項之切換式電力轉換器，其中，該電容器上的電壓會保持在該下參考電壓直到該取樣完成訊號表示取樣完成為止。
  14. 如申請專利範圍第8項之切換式電力轉換器，其中，該控制器與該電力切換器會一起被包含於單一積體電路中。
  15. 一種用於控制電力轉換器之方法，其包括：取樣一接收自該控制器之一積體電路控制器之一終端的回授訊號並且產生一代表該回授訊號的取樣訊號，其中，該回授訊號代表一電力切換器之非工作時間的至少一部分期間一電力轉換器的輸出電壓；產生一取樣完成訊號，用以表示該回授訊號之取樣完成；控制該電力切換器，以便響應於該取樣訊號來調節該電力轉換器的輸出；延伸該電力切換器的非工作時間直到該取樣完成訊號表示該回授訊號之取樣完成為止；以及產生一具有一切換週期的工作時間訊號，其中，控制該電力切換器 包含響應於該工作時間訊號來啟動該電力切換器，且其中，延伸該電力切換器的非工作時間包含延伸該工作時間訊號的切換週期。
  16. 如申請專利範圍第15項的方法，其中，產生該工作時間訊號包含分別在一上參考電壓與一下參考電壓之間交替充電與放電一電容器，且其中，響應於該工作時間訊號來啟動該電力切換器包含若該取樣完成訊號表示該回授訊號的取樣完成響應於放電至該下參考電壓的電容器來啟動該電力切換器。
  17. 一種用於電力轉換器之積體電路控制器，其包括：一回授取樣電路，其被耦合用以取樣一接收自該控制器之一終端的回授訊號並且用以產生一代表該回授訊號之數值的取樣訊號，其中，該回授訊號代表一電力切換器之非工作時間的至少一部分期間該電力轉換器的輸出電壓；驅動邏輯，其被耦合至該回授取樣電路並且被耦合用以響應於該取樣訊號且響應於一工作時間訊號來控制該電力切換器；以及一振盪器，其被耦合用以產生一具有一切換週期的工作時間訊號，該振盪器包括：一電容器；第一與第二電流源，其被耦合用以分別在一上參考電壓與一下參考電壓之間交替充電與放電該電容器，以便產生一時脈訊號；一鎖存器，其被耦合用以產生該工作時間訊號；以及一邏輯閘，其被耦合用以響應於該時脈訊號且響應於一取樣完成訊號來設定與重置一鎖存器，用以延伸該工作時間訊號的切換週期直到該取樣完成訊號表示該回授取樣電路取樣該回授訊號完成為止，以便減少該回授取樣電路錯誤取樣該回授訊號。
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