TWI530078B - Control circuit and method of fly - back power converter - Google Patents

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Description

返馳式電源轉換器的控制電路及方法
本發明係有關一種返馳式電源轉換器的控制電路及方法，特別是關於一種適應性調整功率開關最小導通時間的控制電路及方法。
圖1是習知的一次側調節(Primary-Side Regulation；PSR)返馳式電源轉換器的簡化電路圖，其用以將一交流電源VAC轉換為一直流輸出電壓VOUT。圖2是圖1的返馳式電源轉換器操作在重載時的波形圖，其中波形20為一次側線圈WP上的電壓VWP=VSW-VIN，波形22為箝制電流ICLAMP，波形24為輔助線圈WA上的第一電壓VAUX，波形26為控制電路10的接腳DET的第二電壓VDET，波形28為通過一次側線圈WP的電流ISW，波形30為二次側線圈WS上的電流IDO，波形32為通過二極體DAUX的電流IDAUX，波形34為切換信號VDRV。參照圖1及圖2，橋式整流器12將交流電源VAC整流產生輸入電壓VIN，功率開關Q1(的汲極端)與變壓器TX1的一次側線圈WP串聯，控制電路10提供切換信號VDRV切換功率開關Q1以將輸入電壓VIN轉換為輸出電壓VOUT。如圖2的波形20、22、26、28及34所示，當切換信號VDRV轉為高準位使功率開關Q1導通時，功率開關Q1的汲極端的電壓VSW幾乎為0，故變壓器TX1的一次側線圈WP上的電壓VWP近似-VIN，此時電流ISW上升以儲存能量，此外，為避免控制電路10的接腳DET的第二電壓VDET出現負電壓，控制電路10內部會提供箝制電流ICLAMP使電壓VDET維持在接近0V的準位。如圖2的波形 20、30及34所示，當切換信號VDRV轉為低準位使功率開關Q1關閉時，二次側線圈WS上產生電流IDO經輸出二極體DO釋放能量至電容CO以產生輸出電壓VOUT。如此週期性的切換功率開關Q1，以將電能由輸入電壓VIN轉換為輸出電壓VOUT，以達到電壓轉換的功能。此PSR返馳式電源轉是在功率開關Q1關閉期間，透過變壓器TX1偵測輸出電壓VOUT以達成定電壓輸出的回授控制機制，此機制是由控制電路10的接腳DET在圖2的波形26中所示的「膝點」時，取得與輸出電壓VOUT相關的回授電壓。在此「膝點」時，輔助線圈WA的第一電壓VAUX與二次側線圈WS的電壓VWS為匝數比的關係，即VAUX=VWS×(NA/NS)，其中NA為輔助線圈WA的匝數，NS為二次側線圈WS的匝數，因此可以藉由輔助線圈WA取得與輸出電壓VOUT相關的第一電壓VAUX，如圖2的波形24所示，接著再藉由電阻R1及R2組成的分壓器分壓第一電壓VAUX產生第二電壓VDET至控制電路10的接腳DET，控制電路10取樣及維持在「膝點」時的第二電壓VDET作為該回授電壓。在此「膝點」時，二次側線圈WS的電流IDO接近為0A，如圖2的波形30的時間t3所示，輸出二極體DO的順向電壓VDO為最低，故可提高回授電壓的準確度。在定電壓的回授控制中，控制電路10會不斷的偵測輸出電壓VOUT的高低，藉由調整功率開關Q1的峰值電流ISWPK(如圖2的波形28所示)或是同時調整Q1的切換頻率，以維持輸出電壓VOUT為極接近設定值。
圖3是圖1的返馳式電源轉換器操作在輕載時的波形圖，其中波形40為電壓VWP，波形42為箝制電流ICLAMP，波形44為第一電壓VAUX，波形46為第二電壓VDET，波形48為電流ISW，波形50為電流IDO，波形52為電流IDAUX，波形54為切換信號VDRV。在輕載時，功率開關Q1的峰值電流ISWPK或 導通時間很小，這可能導致回授電壓的偵測產生錯誤，最後讓輸出電壓的回授控制失敗產生輸出電壓過高或失控的現象，其原因包括：(1)在變壓器TX1的二次側線圈產生電流IDO通過輸出二極體DO之前，一次側線圈的電流ISW必須先對功率開關Q1的寄生電容CPSW以及緩衝器14的電容CSN充電，以使電壓VSW及VWS上升至使二極體DO導通；(2)因為控制電路10在工作時，需要電容CVDD提供電流IDD，因此電容CVDD的電壓會下降，所以在輸出二極體DO導通之前，二極體DAUX會先導通產生電流IDAUX對電容CVDD充電，如圖2的波形32及圖3的波形52所示，此現象在輕載時比在重載時明顯的多；(3)接腳DET通常有對地的寄生電容CPDET，其包括控制電路10內的寄生電容及印刷電路板上的寄生電容，寄生電容CPDET會與電阻R1及R2形成一RC濾波器導致第二電壓VDET波形變形並落後於第一電壓VAUX，如圖3的波形44及46所示。
如上所述，在輕載時，由於需要對寄生電容CPSW、電容CSN及電容CVDD充電，因而導致輸出二極體DO的峰值電流IDOPK略小於理想值nPS×ISWPK，其中nPS=NP/NS，NP為一次側線圈WP的匝數。這將造成二極體DO的導通時間tON_DO變短，同時接腳DET上的RC延遲效應也使得第二電壓VDET在「膝點」時的電壓比實際輸出電壓VOUT的對應值偏低，最後結果將導致輸出電壓VOUT偏高或完全失控。因此為了正確的偵測回授電壓並且滿足輕載時輸入功率的需求，適當的維持一個最小而可偵測到輸出電壓VOUT的輸出二極體最小導通時間tON_DO_MIN是必要的設計，也就是說，必需透過設定功率開關Q1的導通時間的最小值(即切換信號VDRV的工作時間tON的最小值)以維持適當的輸出二極體最小導通時間tON_DO_MIN。目前一般採用的控制輸 出二極體最小導通時間tON_DO_MIN的方法是限制變壓器TX1一次側線圈LP上的電流ISW峰值的最小值。
圖4顯示習知具有控制最小輸出二極體導通時間tON_DO_MIN的PSR返馳式電源轉換器的控制電路10，其中切換電路60提供切換信號VDRV來控制功率開關Q1，在該切換電路60中，驅動器66根據SR正反器64的輸出端Q的脈寬調變信號PWM產生切換信號VDRV，當振盪器62提供一時脈CLK至SR正反器64的設定端S，脈寬調變信號PWM被觸發，如圖2的波形34的時間t1所示，切換信號VDRV轉為高準位以導通功率開關Q1，而當SR正反器64的重置端接收到一重置信號SRESET時，SR正反器64結束脈寬調變信號PWM，如圖2的波形34的時間t2所示，切換信號VDRV轉為低準位以關閉功率開關Q1。圖4的控制電路10還包括回授電壓取樣及維持電路74接收第二電壓VDET，如圖2的波形26及30所示，在功率開關Q1關閉期間且電流IDO下降至零或接近零時，回授電壓取樣及維持電路74取樣及維持第二電壓VDET產生與輸出電壓VOUT相關的回授電壓VSH_DET，誤差放大器及回授補償電路76放大回授電壓VSH_DET與參考電壓VREF之間的差值產生一電流臨界值VTH_CS，最小電壓箝制電路78用以限制電流臨界值VTH_CS的最小值為VTH_CS_MIN，即限制一次側線圈WP上的電流ISW峰值的最小值，電流峰值比較器72比較電流臨界值VTH_CS及與通過一次側線圈WP的電流ISW相關的感測信號VCS，當感測信號VCS大於電流臨界值VTH_CS時，電流峰值比較器72送出比較信號OC供結束切換信號VDRV的工作時間tON。為了避免功率開關Q1在導通的瞬間，因感測信號VCS的初始電壓突波(initial voltage spike)而使脈寬調變信號PWM被錯誤重置，前緣遮蔽器68在功率開關Q1導通的瞬間產生一前緣遮蔽信號 LEB，及閘70藉由前緣遮蔽信號LEB遮蔽比較信號OC一小段時間，進而產生重置信號SRESET。
從圖4所示的控制方式可以推導出輸出二極體DO的最小導通時間，其中LP為一次側線圈WP兩端的等效激磁電感，從這個方程式可以觀察到下列幾個問題：(1)當設計不同輸出瓦特數的電源轉換器時，與功率開關Q1串聯的感測電阻RCS通常會不同，但由於電流臨界值VTH_CS的最小值VTH_CS_MIN是固定的，因此導致輸出二極體DO的最小導通時間tON_DO_MIN會有所不同；(2)即使是同一個電源轉換器，當輸出電壓VOUT改變時，輸出二極體DO的最小導通時間tON_DO_MIN也會改變，並非定值；(3)輸出二極體DO的最小導通時間tON_DO_MIN與一次側線圈WP兩端的等效激磁電感LP的選擇有關，也與同一個電源轉換器在操作時的等效激磁電感LP的變化或量產時的分佈有關。因此，為了涵蓋等效激磁電感LP、輸出電壓VOUT及感測電阻RCS的變化範圍，電流臨界值VTH_CS的最小值VTH_CS_MIN必須要夠大，才能讓輸出二極體DO的最小導通時間tON_DO_MIN都可以順利的偵測到輸出電壓VOUT。但這樣的設計可能導致控制電路10對不同的系統的適應性較差，以及無載時的輸入功率增加、無載切換頻率偏低或動態負載響應較差等缺點。
本發明的目的之一，在於提供一種應用在返馳式電源轉換器且可以適應性調整功率開關的最小導通時間的控制電路及方法。
本發明的目的之一，在於提供一種適應性地依據輸入電壓及輸出電壓其中至少一個來調整功率開關的最小導通時間的控制電路及方法。
根據本發明，一種返馳式電源轉換器的控制電路，包括一切換電路及一偵測電路，該切換電路產生一切換信號供控制一功率開關的切換，以使該返馳式電源轉換器將一輸入電壓轉換成一輸出電壓，該偵測電路根據與變壓器的輔助線圈上的第一電壓具有比例關係的第二電壓調整該切換信號的工作時間的最小值。其中該偵測電路包括一回授電壓取樣及維持電路，在該功率開關被關閉的期間且變壓器的二次側線圈上的電流下降至零或接近零時，取樣及維持該第二電壓產生與該輸出電壓相關的回授電壓；一最小工作時間產生器提供一脈衝信號，並在該功率開關導通期間產生一與該輸入電壓相關的箝制電流使該第二電壓維持在零電壓或接近零電壓或是接近某一固定電壓，其中該脈衝信號的脈寬是由該回授電壓及該箝制電流決定，該脈衝信號的脈寬決定該最小值；一誤差放大器及回授補償電路放大該回授電壓與一參考電壓之間的差值產生一電流臨界值；一電流峰值比較器比較該電流臨界值及一與通過該變壓器的一次側線圈的電流相關的感測信號，在該感測信號大於該電流臨界值時產生一比較信號用以結束該切換信號的工作時間；以及一訊號遮罩邏輯電路根據該脈衝信號遮蔽該比較信號，以使該切換信號的工作時間不低於該最小值。
根據本發明，一種返馳式電源轉換器的控制電路，包括一切換電路及一偵測電路，該切換電路產生一切換信號供控制一功率開關的切換，以使該返馳式電源轉換器將一輸入電壓轉換成一輸出電壓，該偵測電 路根據與變壓器的輔助線圈上的第一電壓具有比例關係的第二電壓調整該切換信號的工作時間的最小值。其中該偵測電路包括一回授電壓取樣及維持電路，在該功率開關被關閉的期間且該變壓器的二次側線圈上的電流下降至零或接近零時，取樣及維持該第二電壓產生與該輸出電壓相關的回授電壓；一最小工作時間產生器提供一脈衝信號，並根據該回授電壓決定該脈衝信號的脈寬，其中該脈衝信號的脈寬決定該最小值；一誤差放大器及回授補償電路放大該回授電壓與一參考電壓之間的差值產生一電流臨界值；一電流峰值比較器比較該電流臨界值及一與通過該變壓器的一次側線圈的電流相關的感測信號，在該感測信號大於該電流臨界值時產生一比較信號用以結束該切換信號的工作時間；以及一訊號遮罩邏輯電路，連接該最小工作時間產生器及該電流峰值比較器，根據該脈衝信號遮蔽該比較信號，以使該切換信號的工作時間不低於該最小值。
根據本發明，一種返馳式電源轉換器的控制電路，包括一切換電路及一偵測電路，該切換電路產生一切換信號供控制一功率開關的切換，以使該返馳式電源轉換器將一輸入電壓轉換成一輸出電壓，該偵測電路根據與變壓器的輔助線圈上的第一電壓具有比例關係的第二電壓調整該切換信號的工作時間的最小值。其中該偵測電路包括一最小工作時間產生器，提供一脈衝信號，並在該功率開關導通期間，產生一與輸入電壓相關的箝制電流使該第二電壓維持在零電壓或接近零電壓或是接近某一固定電壓，其中該脈衝信號的脈寬由該箝制電流決定，該脈衝信號的脈寬決定該最小值；一回授電壓取樣及維持電路，在該功率開關被關閉的期間且該變壓器的二次側線圈上的電流下降至零或接近零時，取樣及維持該第二電壓 產生與該輸出電壓相關的回授電壓；一誤差放大器及回授補償電路放大該回授電壓與一參考電壓之間的差值產生一電流臨界值；一電流峰值比較器比較該電流臨界值及一與通過該變壓器的一次側線圈的電流相關的感測信號，在該感測信號大於該電流臨界值時產生一比較信號用以結束該切換信號的工作時間；以及一訊號遮罩邏輯電路根據該脈衝信號遮蔽該比較信號，以使該切換信號的工作時間不低於該最小值。
根據本發明，一種返馳式電源轉換器的控制方法包括產生一切換信號以控制該功率開關的切換，以使該返馳式電源轉換器將一輸入電壓轉換成一輸出電壓，其中在該切換信號的工作時間期間，該功率開關被導通，而在該切換信號的非工作時間期間，該功率開關被關閉；以及根據與變壓器的輔助線圈上的第一電壓具有比例關係的第二電壓調整該切換信號的工作時間的最小值。其中根據該第二電壓調整該最小值的步驟包括在該功率開關被關閉的期間且該變壓器的二次側線圈上的電流下降至零或接近零時，取樣及維持該第二電壓產生與該輸出電壓相關的回授電壓；在該功率開關導通期間產生一與輸入電壓相關的箝制電流使該第二電壓維持在零電壓或接近零電壓或是接近某一固定電壓；提供一脈衝信號，其中該脈衝信號的脈寬是由該回授電壓及該箝制電流決定，該脈衝信號的脈寬決定該最小值；放大該回授電壓與一參考電壓之間的差值產生一電流臨界值；比較該電流臨界值及一與通過該一次側線圈的電流相關的感測信號，在該感測信號大於該電流臨界值時產生一比較信號用以結束該切換信號的工作時間；以及藉由該脈衝信號遮蔽該比較信號，以使該切換信號的工作時間不低於該最小值。
根據本發明，一種返馳式電源轉換器的控制方法包括產生一切換信號以控制該功率開關的切換，以使該返馳式電源轉換器將一輸入電壓轉換成一輸出電壓，其中在該切換信號的工作時間期間，該功率開關被導通，而在該切換信號的非工作時間期間，該功率開關被關閉；以及根據與變壓器的輔助線圈上的第一電壓具有比例關係的第二電壓調整該切換信號的工作時間的最小值。其中根據該第二電壓調整該最小值的步驟包括在該功率開關被關閉的期間且該變壓器的二次側線圈上的電流下降至零或接近零時，取樣及維持該第二電壓產生與該輸出電壓相關的回授電壓；提供一脈衝信號，並根據該回授電壓決定該脈衝信號的脈寬，其中該脈衝信號的脈寬決定該最小值；放大該回授電壓與一參考電壓之間的差值產生一電流臨界值；比較該電流臨界值及一與通過該變壓器的一次側線圈的電流相關的感測信號，在該感測信號大於該電流臨界值時產生一比較信號用以結束該切換信號的工作時間；以及藉由該脈衝信號遮蔽該比較信號，以使該切換信號的工作時間不低於該最小值。
根據本發明，一種返馳式電源轉換器的控制方法包括產生一切換信號以控制該功率開關的切換，以使該返馳式電源轉換器將一輸入電壓轉換成一輸出電壓，其中在該切換信號的工作時間期間，該功率開關被導通，而在該切換信號的非工作時間期間，該功率開關被關閉；以及根據與變壓器的輔助線圈上的第一電壓具有比例關係的第二電壓調整該切換信號的工作時間的最小值。其中根據該第二電壓調整該最小值的步驟包括在該功率開關導通期間，產生一與輸入電壓相關的箝制電流使該第二電壓維持在零電壓或接近零電壓或是接近某一固定電壓；提供一脈衝信號，其中 該脈衝信號的脈寬由該箝制電流決定，該脈衝信號的脈寬決定該最小值；在該功率開關被關閉的期間且該變壓器的二次側線圈上的電流下降至零或接近零時，取樣及維持該第二電壓產生與該輸出電壓相關的回授電壓；放大該回授電壓與一參考電壓之間的差值產生一電流臨界值；比較該電流臨界值及一與通過該變壓器的一次側線圈的電流相關的感測信號，在該感測信號大於該電流臨界值時產生一比較信號用以結束該切換信號的工作時間；以及藉由該脈衝信號遮蔽該比較信號，以使該切換信號的工作時間不低於該最小值。
10‧‧‧控制電路
12‧‧‧橋式整流器
14‧‧‧緩衝器
20‧‧‧電壓VWP的波形
22‧‧‧箝制電流ICLAMP的波形
24‧‧‧第一電壓VAUX的波形
26‧‧‧第二電壓VDET的波形
28‧‧‧電流ISW的波形
30‧‧‧電流IDO的波形
32‧‧‧電流IDAUX的波形
34‧‧‧切換信號VDRV的波形
40‧‧‧電壓VWP的波形
42‧‧‧箝制電流ICLAMP的波形
44‧‧‧第一電壓VAUX的波形
46‧‧‧第二電壓VDET的波形
48‧‧‧電流ISW的波形
50‧‧‧電流IDO的波形
52‧‧‧電流IDAUX的波形
54‧‧‧切換信號VDRV的波形
60‧‧‧切換電路
62‧‧‧振盪器
64‧‧‧SR正反器
66‧‧‧驅動器
68‧‧‧前緣遮蔽器
70‧‧‧及閘
72‧‧‧電流峰值比較器
74‧‧‧回授電壓取樣及維持電路
76‧‧‧誤差放大器及回授補償電路
78‧‧‧最小電壓箝制電路
80‧‧‧偵測電路
82‧‧‧最小工作時間產生器
84‧‧‧訊號遮罩邏輯電路
86‧‧‧反相器
88‧‧‧及閘
90‧‧‧最低電壓箝制電路
92‧‧‧運算放大器
94‧‧‧電流鏡
96‧‧‧脈衝產生器
98‧‧‧臨界值產生器
100‧‧‧反相器
102‧‧‧最小工作時間比較器
104‧‧‧及閘
106‧‧‧衰減器或放大器
108‧‧‧加法器
110‧‧‧定電流源
112‧‧‧定電壓源
圖1顯示一次側調節返馳式電源轉換器的簡化電路圖；圖2顯示傳統的控制電路操作在重載時的波形圖；圖3顯示傳統的控制電路操作在輕載時的波形圖；圖4顯示習知控制輸出二極體的最小導通時間tON_DO_MIN的控制電路；圖5顯示本發明控制電路的第一實施例；圖6顯示圖5中最小工作時間產生器的實施例；圖7顯示圖5中最小工作時間產生器的另一實施例；圖8顯示本發明控制電路的第二實施例；圖9顯示圖8中最小工作時間產生器的實施例；圖10顯示圖8中最小工作時間產生器的另一實施例；圖11顯示本發明控制電路的第三實施例；以及圖12顯示圖11中最小工作時間產生器的實施例。
圖5顯示本發明的控制電路10的第一實施例，在此實施例中，切換電路60提供一切換信號VDRV控制功率開關Q1的切換，偵測電路80從第二電壓VDET取得輸入電壓的資訊及輸出電壓的資訊來適應性的調整切換信號VDRV的工作時間tON的最小值tON_MIN，使得該最小值tON_MIN隨輸出電壓VOUT的增加而增加，隨輸入電壓VIN的增加而減小。參照圖1及圖5，變壓器TX1的輔助線圈WA因應功率開關Q1的切換而產生第一電壓VAUX，電阻R1及R2組成的分壓器分壓第一電壓VAUX產生第二電壓VDET。切換電路60包括振盪器62、SR正反器64及驅動器66，振盪器62提供一時脈CLK至SR正反器64的設定端S，以觸發脈寬調變信號PWM，而當SR正反器64的重置端R接收到一重置信號SRESET時，SR正反器64結束該脈寬調變信號PWM，驅動器66根據SR正反器64的輸出端Q上的脈寬調變信號PWM產生切換信號VDRV。
圖5的偵測電路80包括電流峰值比較器72、回授電壓取樣及維持電路74、誤差放大器及回授補償電路76、最小工作時間產生器82及訊號遮罩邏輯電路84。回授電壓取樣及維持電路74在功率開關Q1被關閉後經一預設時間取樣及維持第二電壓VDET產生與輸出電壓VOUT相關的回授電壓VSH_DET，其中該預設時間小於或等於二極體DO的導通時間tON_DO。較佳者，在變壓器TX1的二次側線圈WS上的電流IDO下降至零或接近零時，如圖2的時間t3所示，取樣及維持第二電壓VDET產生與輸出電壓VOUT相關的回授電壓VSH_DET。誤差放大器及回授補償電路76放大回授電壓VSH_DET及參考電壓VREF之間的差值產生一電流臨界值VTH_CS用以決定變壓器TX1的一次側線圈WP上電流ISW的峰值ISWPK。電流峰值比較器72比較電流臨界值VTH_CS及與 電流ISW相關的感測信號VCS，當感測信號VCS大於電流臨界值VTH_CS時，電流峰值比較器72產生高準位的比較信號OC用以結束該切換信號VDRV的工作時間tON。最小工作時間產生器82接收來自回授電壓取樣及維持電路74的回授電壓VSH_DET以及來自切換電路10的脈寬調變信號PWM，並且供一脈衝信號MINTON，在功率開關Q1導通期間最小工作時間產生器82產生一與輸入電壓VIN相關的箝制電流ICLAMP使第二電壓VDET維持在零電壓或接近零電壓或接近某一固定電壓，其中脈衝信號MINTION的脈寬是由回授電壓VSH_DET及箝制電流ICLAMP決定，且脈衝信號MINTION的脈寬決定切換信號VDRV的工作時間tON的最小值tON_MIN。訊號遮罩邏輯電路84包括反相器86跟及閘88，其根據脈衝信號MINTON遮蔽比較信號OC，以使切換信號VDRV的工作時間tON不低於最小值tON_MIN。在此實施例中，當脈寬調變信號PWM轉為高準位時，脈衝信號MINTON亦轉為高準位並且持維一段時間tON_MIN，而在脈衝信號MINTION為高準位期間，即使比較信號OC變為高準位，及閘88也不會送出重置信號SRESET，必需要等到脈衝信號MINTON結束，及閘88才會送出重置信號SRESET，因此切換信號VDRV的工作時間tON具有一最小值tON_MIN。
圖6顯示圖5中最小工作時間產生器82的實施例，其包括最低電壓箝制電路90、電流鏡94、脈衝產生器96及臨界值產生器98。在功率開關Q1導通期間，輔助線圈WA上的第一電壓VAUX為負壓，如圖2的波形24所示，最低電壓箝制電路90偵測第二電壓VDET略低於0V時，最低電壓箝制電路90內的運算放大器92會控制電晶體M1適應性地產生一箝制電流ICLAMP使第二電壓VDET維持在零電壓，其中箝制電流ICLAMP等於(nAP×VIN)/R2，nAP為 一次側線圈WP及輔助線圈WA的匝數比，由於匝數比nAP及電阻R2皆為定值，因此箝制電流ICLAMP與輸入電壓VIN成正比關係。在其他實施例中，最低電壓箝制電路90也可以將第二電壓VDET維持在非零的預設電壓。電流鏡94鏡射箝制電流ICLAMP產生一與輸入電壓VIN成正比的鏡射電流IVIN=k1×ICLAMP，其中k1為常數。臨界值產生器98包括一衰減器或放大器106及一加法器108，衰減器或放大器106接收回授電壓VSH_DET並將其衰減或放大一預設比例k2產生一第三電壓V_k2，若預設比例k2為1時則省略該衰減器或放大器106，加法器108將第三電壓V_k2與一參考電壓V1相加產生與輸出電壓VOUT相關的最小工作時間臨界值VTH_MINTON，若該參考電壓V1為0時，則可以省略該加法器108。脈衝產生器96包括一電容Cr連接電流鏡94、一充放電開關Q2與電容Cr並聯、一反相器100將脈寬調變信號PWM反相後產生一信號控制充放電開關Q2、一最小工作時間比較器102以及一及閘104。在切換信號VDRV的工作時間開始以前(或非工作時間期間)，脈寬調變信號PWM為低準位，因此充放電開關Q2被導通以使電容Cr放電，此時電容Cr的電壓VRAMP被重置。在切換信號VDRV的工作時間期間，脈寬調變信號PWM為高準位，因此充放電開關Q2被關閉，故鏡射電流IVIN對電容Cr充電，電容Cr的電壓VRAMP開始上升，此時電容Cr的電壓VRAMP低於最小工作時間臨界值VTH_MINTON，故最小工作時間比較器102輸出高準位的信號，又脈寬調變信號PWM亦為高準位，故及閘104輸出高準位的脈衝信號MINTON至訊號遮罩邏輯電路84以遮蔽比較信號OC。當電容Cr的電壓VRAMP等於或大於最小工作時間臨界值VTH_MINTON時，最小工作時間比較器102的輸出變為低準位以結束脈衝信號MINTON，此時比較信號OC將決定是否觸發重置信號SRESET 來重置脈寬調變信號PWM。
在圖5及圖6中，脈衝信號MINTON的脈寬決定切換信號VDRV的工作時間tON的最小值tON_MIN，即功率開關Q1的最小導通時間，而脈衝信號MINTON的脈寬(tON_MIN)是由鏡射電流IVIN的大小及最小工作時間臨界值VTH_MINTON的大小而決定的，因此可以得到下列關係式： 從上面的關係式可以得知工作時間tON的最小值tON_MIN受到部分(VOUT+VDO)的調變，使最小值tON_MIN隨輸出電壓VOUT的增加而增加，且當參考電壓V1為0V時，最小值tON_MIN與(VOUT+VDO)成正比，適當的設定相關參數即可得到適合且接近固定或是在小範圍內變動的輸出二極體最小導通時間tON_DO_MIN，其關係式如下： 由上面的關係式可知，因為最小值tON_MIN隨(VOUT+VDO)的增加而增加且隨VIN增加而減少，因此當系統適當的調整tON_MIN與(VOUT+VDO)/VIN成正比時，輸出二極體最小導通時間tON_DO_MIN可以維持在固定值或在小範圍內變動。因此，使用本發明控制電路10的返馳式電源轉換器，其輸出二極體DO的最小導通時間tON_DO_MIN在輸出電壓VOUT及輸入電壓VIN變化時可以維持固定值或在一個預設的小範圍內變動，以達到正確的偵測輸出電壓VOUT的回授電壓VSH_DET的目的。此外，當設計不同輸出瓦特數的電源轉換器而導致感測電阻RCS不同時，輸出二極體DO的最小導通時間tON_DO_MIN還是可以維持不變，不用重新設計，而且輸出二極體DO的最小導通時間tON_DO_MIN的大小與 設計與一次側線圈WP兩端的等效激磁電感LP的選擇無關，也與同一個電源轉換器在操作時的等效激磁電感LP的變化或量產時的分佈無關。
圖7顯示圖5中最小工作時間產生器82的另一實施例，其同樣包括最低電壓箝制電路90、電流鏡94及脈衝產生器96，但圖7的最小工作時間產生器82省略了臨界值產生器98。在此實施例中，回授電壓VSH_DET直接提供至脈衝產生器96中的最小工作時間比較器102，當電容Cr的電壓VRAMP低於回授電壓VSH_DET時，最小工作時間比較器102輸出高準位的信號。當電容Cr的電壓VRAMP等於或大於最小工作時間臨界值VTH_MINTON時，最小工作時間比較器102輸出低準位的信號。
圖5、圖6及圖7的實施例是應用在輸入電壓VIN及輸出電壓VOUT皆會發生改變的情況下，但在某些應用中，也有輸入電壓VIN或輸出電壓VOUT為固定值的情況，此時本發明的控制電路10也可以進行適當調整。
圖8顯示本發明的控制電路10的第二實施例，其係應用在輸入電壓VIN固定時的情況下，圖8的控制電路10與圖5同樣具有切換電路60提供一切換信號VDRV控制功率開關Q1的切換，但圖8的控制電路10的偵測電路80從第二電壓VDET只取得輸出電壓的資訊來適應性的調整切換信號VDRV的工作時間tON的最小值tON_MIN，使得該最小值tON_MIN隨輸出電壓VOUT的增加而增加。在圖8的偵測電路80中，其與圖5的電路同樣包括電流峰值比較器72、回授電壓取樣及維持電路74、誤差放大器及回授補償電路76、最小工作時間產生器82及訊號遮罩邏輯電路84，其中除了最小工作時間產生器82只根據回授電壓VSH_DET決定脈衝信號MINTION的脈寬之外，其餘操作與圖5的電路相同。圖9顯示圖8中最小工作時間產生器82的實施例，其包括脈衝產 生器96、臨界值產生器98及定電流源110。圖9的脈衝產生器96及臨界值產生器98與圖6中的電路操作是相同的，但是圖9的電路是使用定電流源110提供一固定電流ICON對電容Cr充電，因此電容Cr的電壓VRAMP的上升速度是固定的，所以脈衝信號MINTON的脈寬只受到最小工作時間臨界值VTH_MINTON控制，即脈衝信號MINTON的脈寬只與回授電壓VSH_DET有關。如同前述公式2所示，因為切換信號VDRV的工作時間tON的最小值tON_MIN隨(VOUT+VDO)的增加而增加，因此輸出二極體最小導通時間tON_DO_MIN可以維持在固定值或在小範圍內變動以達到正確的偵測輸出電壓VOUT的回授電壓VSH_DET的目的。此外，當設計不同輸出瓦特數的電源轉換器而導致感測電阻RCS不同時，輸出二極體DO的最小導通時間tON_DO_MIN還是可以維持不變，不用重新設計，而且輸出二極體DO的最小導通時間tON_DO_MIN的大小與設計與一次側線圈WP兩端的等效激磁電感LP的選擇無關，也與同一個電源轉換器在操作時的等效激磁電感LP的變化或量產時的分佈無關。
圖10顯示圖8中最小工作時間產生器82的另一實施例，其包括脈衝產生器96及定電流源110。圖10的最小工作時間產生器82省略了臨界值產生器98。在此實施例中，回授電壓VSH_DET直接提供至脈衝產生器96中的最小工作時間比較器102，當電容Cr的電壓VRAMP低於回授電壓VSH_DET時，最小工作時間比較器102輸出高準位的信號。當電容Cr的電壓VRAMP等於或大於最小工作時間臨界值VTH_MINTON時，最小工作時間比較器102輸出低準位的信號。
圖11顯示本發明的控制電路10的第三實施例，其係應用在輸出電壓VOUT固定時的情況下，圖11的控制電路10與圖5同樣具有切換電路60 提供一切換信號VDRV控制功率開關Q1的切換，但圖11的控制電路10的偵測電路80只根據輸入電壓VIN的資訊來適應性的調整切換信號VDRV的工作時間tON的最小值tON_MIN，使得該最小值tON_MIN隨輸入電壓VIN的增加而減少。在圖11的偵測電路80中，其與圖5的電路同樣包括電流峰值比較器72、回授電壓取樣及維持電路74、誤差放大器及回授補償電路76、最小工作時間產生器82及訊號遮罩邏輯電路84，其中除了最小工作時間產生器82未接收回授電壓VSH_DET來決定脈衝信號MINTION的脈寬之外，其餘操作與圖5的電路相同。圖12顯示圖11中最小工作時間產生器82的實施例，其包括最低電壓箝制電路90、電流鏡94、脈衝產生器96及定電壓源112。圖12的最低電壓箝制電路90、電流鏡94、脈衝產生器96與圖6中的電路操作是相同的，但是圖12的電路是使用定電壓源112提供一固定臨界值VTH_CON作為最小工作時間臨界值，所以脈衝信號MINTON的脈寬只受到鏡射電流IVIN控制，即脈衝信號MINTON的脈寬只與輸入電壓VIN有關。如同前述公式2所示，因為切換信號VDRV的工作時間tON的最小值tON_MIN隨VIN的增加而減小，因此輸出二極體最小導通時間tON_DO_MIN可以維持在固定值或在小範圍內變動以達到正確的偵測輸出電壓VOUT的回授電壓VSH_DET的目的。此外，當設計不同輸出瓦特數的電源轉換器而導致感測電阻RCS不同時，輸出二極體DO的最小導通時間tON_DO_MIN還是可以維持不變，不用重新設計，而且輸出二極體DO的最小導通時間tON_DO_MIN的大小與設計與一次側線圈WP兩端的等效激磁電感LP的選擇無關，也與同一個電源轉換器在操作時的等效激磁電感LP的變化或量產時的分佈無關。
10‧‧‧控制電路
60‧‧‧切換電路
62‧‧‧振盪器
64‧‧‧SR正反器
66‧‧‧驅動器
72‧‧‧電流峰值比較器
74‧‧‧回授電壓取樣及維持電路
76‧‧‧誤差放大器及回授補償電路
80‧‧‧偵測電路
82‧‧‧最小工作時間產生器
84‧‧‧訊號遮罩邏輯電路
86‧‧‧反相器
88‧‧‧及閘

Claims (44)

  1. 一種返馳式電源轉換器的控制電路，該返馳式電源轉換器包含一變壓器以及一功率開關，該變壓器具有一次側線圈、二次側線圈及輔助線圈，該功率開關連接該變壓器的一次側線圈，該輔助線圈用以因應該功率開關的切換而產生一第一電壓，該控制電路包括：一切換電路，用以產生一切換信號供控制該功率開關的切換，以使該返馳式電源轉換器將一輸入電壓轉換成一輸出電壓，其中在該切換信號的工作時間期間，該功率開關被導通，而在該切換信號的非工作時間期間，該功率開關被關閉；以及一偵測電路，連接該切換電路，用以根據與該第一電壓具有比例關係的第二電壓調整該切換信號的工作時間的最小值。
  2. 如請求項1之控制電路，更包括一由電阻組成的分壓器連接該輔助線圈及該偵測電路，用以分壓該第一電壓產生該第二電壓。
  3. 如請求項1之控制電路，其中該偵測電路用以在該切換信號的工作時間期間從該第二電壓取得該輸入電壓的資訊，在該切換信號的非工作時間期間從該第二電壓取得該輸出電壓的資訊，並根據該輸入電壓的資訊及該輸出電壓的資訊調整該最小值。
  4. 如請求項3之控制電路，其中該最小值隨該輸出電壓的上升而增加，隨該輸入電壓的上升而減小。
  5. 如請求項1之控制電路，其中該偵測電路包括：一回授電壓取樣及維持電路，用以在該功率開關被關閉後經一預設時間取樣及維持該第二電壓產生與該輸出電壓相關的回授電壓； 一最小工作時間產生器，連接該回授電壓取樣及維持電路，用以提供一脈衝信號，並在該功率開關導通期間產生一與該輸入電壓相關的箝制電流使該第二電壓維持在零電壓或一預設電壓，其中該脈衝信號的脈寬是由該回授電壓及該箝制電流決定，該脈衝信號的脈寬決定該最小值；一誤差放大器及回授補償電路，連接該回授電壓取樣及維持電路，用以放大該回授電壓與一參考電壓之間的差值產生一電流臨界值；一電流峰值比較器，連接該誤差放大器及回授補償電路，用以比較該電流臨界值及一與通過該一次側線圈的電流相關的感測信號，在該感測信號大於該電流臨界值時產生一比較信號用以結束該切換信號的工作時間；以及一訊號遮罩邏輯電路，連接該最小工作時間產生器及該電流峰值比較器，用以根據該脈衝信號遮蔽該比較信號，以使該切換信號的工作時間不低於該最小值。
  6. 如請求項5之控制電路，其中該最小工作時間產生器包括：一最低電壓箝制電路，用以在該功率開關導通期間，產生該箝制電流使該第二電壓維持在零電壓或一預設電壓；一電流鏡，連接該最低電壓箝制電路，用以鏡射該箝制電流產生一鏡射電流；一臨界值產生器，用以根據該回授電壓產生一最小工作時間臨界值；以及一脈衝產生器，連接該電流鏡及該臨界值產生器，用以根據該鏡射電流及該最小工作時間臨界值產生該脈衝信號。
  7. 如請求項6之控制電路，其中該臨界值產生器包括：一衰減器或放大器，用以將該回授電壓衰減或放大一預設比例產生一第三電壓；以及一加法器，連接該衰減器或放大器，用以將該第三電壓與一參考電壓相加產生該最小工作時間臨界值。
  8. 如請求項6之控制電路，其中該脈衝產生器包括：一電容，連接該電流鏡；一充放電開關，與該電容並聯，在該切換信號的工作時間期間，該充放電開關被關閉以使該電容被該鏡射電流充電，而在該切換信號的工作時間開始以前，該充放電開關被導通以使該電容的電壓被重置；以及一最小工作時間比較器，連接該電容及該臨界值產生器，用以比較該最小工作時間臨界值及該電容的電壓以產生該脈衝信號。
  9. 如請求項5之控制電路，其中該最小工作時間產生器包括：一最低電壓箝制電路，用以在該功率開關導通期間，產生該箝制電流使該第二電壓維持在零電壓或一預設電壓；一電流鏡，連接該最低電壓箝制電路，用以鏡射該箝制電流產生一鏡射電流；以及一脈衝產生器，連接該電流鏡，用以根據該鏡射電流及該回授電壓產生該脈衝信號。
  10. 如請求項9之控制電路，其中該脈衝產生器包括：一電容，連接該電流鏡； 一充放電開關，與該電容並聯，在該切換信號的工作時間期間，該充放電開關被關閉以使該電容被該鏡射電流充電，而在該切換信號的工作時間開始以前，該充放電開關被導通以使該電容的電壓被重置；以及一最小工作時間比較器，連接該電容，用以比較該回授電壓及該電容的電壓以產生該脈衝信號。
  11. 如請求項1之控制電路，其中該偵測電路用以在該切換信號的非工作時間期間從該第二電壓取得該輸出電壓的資訊，並根據該輸出電壓的資訊調整該最小值。
  12. 如請求項11之控制電路，其中該最小值隨該輸出電壓的上升而增加。
  13. 如請求項1之控制電路，其中該偵測電路包括：一回授電壓取樣及維持電路，用以在該功率開關被關閉後經一預設時間取樣及維持該第二電壓產生與該輸出電壓相關的回授電壓；一最小工作時間產生器，連接該回授電壓取樣及維持電路，用以提供一脈衝信號，並根據該回授電壓決定該脈衝信號的脈寬，其中該脈衝信號的脈寬決定該最小值；一誤差放大器及回授補償電路，連接該回授電壓取樣及維持電路，用以放大該回授電壓與一參考電壓之間的差值產生一電流臨界值；一電流峰值比較器，連接該誤差放大器及回授補償電路，用以比較該電流臨界值及一與通過該一次側線圈的電流相關的感測信號，在該感測信號大於該電流臨界值時產生一比較信號用以結束該切換信號的工作時間；以及 一訊號遮罩邏輯電路，連接該最小工作時間產生器及該電流峰值比較器，用以根據該脈衝信號遮蔽該比較信號，以使該切換信號的工作時間不低於該最小值。
  14. 如請求項13之控制電路，其中該最小工作時間產生器包括：一定電流源，用以提供一固定電流；一臨界值產生器，用以根據該回授電壓產生一最小工作時間臨界值；以及一脈衝產生器，連接該定電流源及該臨界值產生器，用以根據該固定電流及該最小工作時間臨界值產生該脈衝信號。
  15. 如請求項14之控制電路，其中該臨界值產生器包括：一衰減器或放大器，用以將該回授電壓衰減或放大一預設比例產生一第三電壓；以及一加法器，連接該衰減器或放大器，用以將該第三電壓與一參考電壓相加產生該最小工作時間臨界值。
  16. 如請求項14之控制電路，其中該脈衝產生器包括：一電容，連接該定電流源；一充放電開關，與該電容並聯，在該切換信號的工作時間期間，該充放電開關被關閉以使該電容被該固定電流充電，而在該切換信號的工作時間開始以前，該充放電開關被導通以使該電容的電壓被重置；以及一最小工作時間比較器，連接該電容及該臨界值產生器，用以比較該最小工作時間臨界值及該電容的電壓以產生該脈衝信號。
  17. 如請求項13之控制電路，其中該最小工作時間產生器包括：一定電流源，用以提供一固定電流；以及一脈衝產生器，連接該定電流源，用以根據該固定電流及該回授電壓產生該脈衝信號。
  18. 如請求項17之控制電路，其中該脈衝產生器包括：一電容，連接該定電流源；一充放電開關，與該電容並聯，在該切換信號的工作時間期間，該充放電開關被關閉以使該電容被該固定電流充電，而在該切換信號的工作時間開始以前，該充放電開關被導通以使該電容的電壓被重置；以及一最小工作時間比較器，連接該電容，用以比較該回授電壓及該電容的電壓以產生該脈衝信號。
  19. 如請求項1之控制電路，其中該偵測電路用以在該切換信號的工作時間期間從該第二電壓取得該輸入電壓的資訊，並根據該輸入電壓的資訊調整該最小值。
  20. 如請求項19之控制電路，其中該最小值隨該輸入電壓的上升而減小。
  21. 如請求項1之控制電路，其中該偵測電路包括：一最小工作時間產生器，用以提供一脈衝信號，並在該功率開關導通期間，產生一與輸入電壓相關的箝制電流使該第二電壓維持在零電壓或一預設電壓，其中該脈衝信號的脈寬由該箝制電流決定，該脈衝信號的脈寬決定該最小值；一回授電壓取樣及維持電路，用以在該功率開關被關閉後經一預設時 間取樣及維持該第二電壓產生與該輸出電壓相關的回授電壓；一誤差放大器及回授補償電路，連接該回授電壓取樣及維持電路，用以放大該回授電壓與一參考電壓之間的差值產生一電流臨界值；一電流峰值比較器，連接該誤差放大器及回授補償電路，用以比較該電流臨界值及一與通過該一次側線圈的電流相關的感測信號，在該感測信號大於該電流臨界值時產生一比較信號用以結束該切換信號的工作時間；以及一訊號遮罩邏輯電路，連接該最小工作時間產生器及該電流峰值比較器，用以根據該脈衝信號遮蔽該比較信號，以使該切換信號的工作時間不低於該最小值。
  22. 如請求項21之控制電路，其中該最小工作時間產生器包括：一最低電壓箝制電路，用以在該功率開關導通期間，產生該箝制電流使該第二電壓維持在零電壓或一預設電壓；一電流鏡，連接該最低電壓箝制電路，用以鏡射該箝制電流產生一鏡射電流；一定電壓源，用以提供一固定臨界值；以及一脈衝產生器，連接該電流鏡及該定電壓源，用以根據該鏡射電流及該固定臨界值產生該脈衝信號。
  23. 如請求項22之控制電路，其中該脈衝產生器包括：一電容，連接該電流鏡；一充放電開關，與該電容並聯，在該切換信號的工作時間期間，該充放電開關被關閉以使該電容被該鏡射電流充電，而在該切換信號的工作時間開始以前，該充放電開關被導通以使該電容的電壓被 重置；以及一最小工作時間比較器，連接該電容及該定電壓源，用以比較該固定臨界值及該電容的電壓以產生該脈衝信號。
  24. 如請求項1之控制電路，其中該切換電路包括：一振盪器，用以提供一時脈；一正反器，具有一設定端、一重置端及一輸出端，該設定端用以接收該時脈，該重置端用以接收來自該偵測電路的輸出；以及一驅動器，連接該正反器的輸出端，用以根據該正反器的輸出端的信號，產生該切換信號。
  25. 一種返馳式電源轉換器的控制方法，該返馳式電源轉換器包含一變壓器以及一功率開關，該變壓器具有一次側線圈、二次側線圈及輔助線圈，該功率開關連接該變壓器的一次側線圈，該輔助線圈因應該功率開關的切換而產生一第一電壓，該控制方法包括下列步驟：(A)產生一切換信號以控制該功率開關的切換，以使該返馳式電源轉換器將一輸入電壓轉換成一輸出電壓，其中在該切換信號的工作時間期間，該功率開關被導通，而在該切換信號的非工作時間期間，該功率開關被關閉；以及(B)根據與該第一電壓具有比例關係的第二電壓調整該切換信號的工作時間的最小值。
  26. 如請求項25之控制方法，更包括分壓該第一電壓產生該第二電壓。
  27. 如請求項25之控制方法，其中該步驟B包括下列步驟：在該切換信號的工作時間期間從該第二電壓取得該輸入電壓的資訊； 在該切換信號的非工作時間期間從該第二電壓取得該輸出電壓的資訊；以及根據該輸入電壓的資訊及該輸出電壓的資訊調整該最小值。
  28. 如請求項27之控制方法，其中該最小值隨該輸出電壓的上升而增加，隨該輸入電壓的上升而減小。
  29. 如請求項25之控制方法，其中該步驟B包括下列步驟：(B1)在該功率開關被關閉後經一預設時間取樣及維持該第二電壓產生與該輸出電壓相關的回授電壓；(B2)在該功率開關導通期間產生一與輸入電壓相關的箝制電流使該第二電壓維持在零電壓或一預設電壓；(B3)提供一脈衝信號，其中該脈衝信號的脈寬是由該回授電壓及該箝制電流決定，該脈衝信號的脈寬決定該最小值；(B4)放大該回授電壓與一參考電壓之間的差值產生一電流臨界值；(B5)比較該電流臨界值及一與通過該一次側線圈的電流相關的感測信號，在該感測信號大於該電流臨界值時產生一比較信號用以結束該切換信號的工作時間；以及(B6)藉由該脈衝信號遮蔽該比較信號，以使該切換信號的工作時間不低於該最小值。
  30. 如請求項29之控制方法，其中該步驟B3包括下列步驟：鏡射該箝制電流產生一鏡射電流；在該切換信號的工作時間期間，控制該鏡射電流對一電容充電；在該切換信號的工作時間開始以前，控制該電容放電使該電容的電壓 被重置；根據該回授電壓產生一最小工作時間臨界值；以及比較該最小工作時間臨界值及該電容的電壓以產生該脈衝信號。
  31. 如請求項30之控制方法，其中該根據該回授電壓產生一最小工作時間臨界值的步驟包括：將該回授電壓衰減或放大一預設比例產生一第三電壓；以及將該第三電壓與一參考電壓相加產生該最小工作時間臨界值。
  32. 如請求項31之控制方法，更包括設定該預設比例為1。
  33. 如請求項31之控制方法，更包括設定該參考電壓為0。
  34. 如請求項25之控制方法，其中該步驟B包括下列步驟：在該切換信號的非工作時間期間從該第二電壓取得該輸出電壓的資訊；以及根據該輸出電壓的資訊調整該最小值。
  35. 如請求項34之控制方法，其中該最小值隨該輸出電壓的上升而增加。
  36. 如請求項25之控制方法，其中該步驟B包括下列步驟：(B1)在該功率開關被關閉後經一預設時間取樣及維持該第二電壓產生與該輸出電壓相關的回授電壓；(B2)提供一脈衝信號，並根據該回授電壓決定該脈衝信號的脈寬，其中該脈衝信號的脈寬決定該最小值；(B3)放大該回授電壓與一參考電壓之間的差值產生一電流臨界值；(B4)比較該電流臨界值及一與通過該一次側線圈的電流相關的感測信 號，在該感測信號大於該電流臨界值時產生一比較信號用以結束該切換信號的工作時間；以及(B5)藉由該脈衝信號遮蔽該比較信號，以使該切換信號的工作時間不低於該最小值。
  37. 如請求項36之控制方法，其中該步驟B2包括下列步驟：提供一固定電流；根據該回授電壓產生一最小工作時間臨界值；以及在該切換信號的工作時間期間，控制該固定電流對一電容充電；在該切換信號的工作時間開始以前，控制該電容放電使該電容的電壓被重置；以及比較該最小工作時間臨界值及該電容的電壓以產生該脈衝信號。
  38. 如請求項37之控制方法，其中該根據該回授電壓產生一最小工作時間臨界值的步驟包括：將該回授電壓衰減或放大一預設比例產生一第三電壓；以及將該第三電壓與一參考電壓相加產生該最小工作時間臨界值。
  39. 如請求項38之控制方法，更包括設定該預設比例為1。
  40. 如請求項38之控制方法，更包括設定該參考電壓為0。
  41. 如請求項25之控制方法，其中該步驟B包括下列步驟：在該切換信號的工作時間期間從該第二電壓取得該輸入電壓的資訊；根據該輸入電壓的資訊調整該最小值。
  42. 如請求項41之控制方法，其中該最小值隨該輸入電壓的上升而減小。
  43. 如請求項25之控制方法，其中該步驟B包括下列步驟：(B1)在該功率開關導通期間，產生一與輸入電壓相關的箝制電流使該第二電壓維持在零電壓或一預設電壓；(B2)提供一脈衝信號，其中該脈衝信號的脈寬由該箝制電流決定，該脈衝信號的脈寬決定該最小值；(B3)在該功率開關被關閉後經一預設時間取樣及維持該第二電壓產生與該輸出電壓相關的回授電壓；(B4)放大該回授電壓與一參考電壓之間的差值產生一電流臨界值；(B5)比較該電流臨界值及一與通過該一次側線圈的電流相關的感測信號，在該感測信號大於該電流臨界值時產生一比較信號用以結束該切換信號的工作時間；以及(B6)藉由該脈衝信號遮蔽該比較信號，以使該切換信號的工作時間不低於該最小值。
  44. 如請求項43之控制方法，其中該步驟B2包括下列步驟：鏡射該箝制電流產生一鏡射電流；在該切換信號的工作時間期間，控制該鏡射電流對該電容充電；在該切換信號的工作時間開始以前，控制該電容放電使該電容的電壓被重置；提供一固定臨界值；以及比較該固定臨界值及該電容的電壓以產生該脈衝信號。
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