TWI534434B - 波形下降點偵測電路 - Google Patents

Description

波形下降點偵測電路

本發明係有關於一種波形下降點偵測電路，尤指一種利用二比較器偵測出電壓波形之波形下降點與總振盪時間之波形下降點偵測電路。

請參閱第一圖，第一圖係顯示先前技術之隔離型負載電路之電路示意圖，如第一圖所示，現有之驅動電路PA1係應用於隔離型負載電路PA2，而隔離型負載電路PA2包含一具有一第一側線圈PA211與第二側線圈PA212和輔助線圈PA213之隔離型變壓器PA21、一開關PA22以及至少一操作元件PA23(圖中繪示三個，一般為發光二極體)，開關PA22係電性連接於隔離型變壓器PA21之第一側線圈PA211，操作元件PA23係電性連接於隔離型變壓器PA21之第二側線圈PA212，另外，隔離型負載電路PA2之耦接方式為現有技術，因此不再贅述。

其中，請進一步參閱第二圖，第二圖係顯示本發明先前技術之電壓振盪波形之波形示意圖，如圖所示，當開關PA22關閉時，存在隔離型變壓器PA21之第一側線圈PA211上之能量將透過法拉利右手定則等比例(理想線 圈狀態下)傳送到隔離型變壓器PA21之第二側線圈PA212和隔離型變壓器PA21之輔助線圈PA213上，而對於操作元件PA23而言，穩定的平均電流Ia係為必要條件，隔離型變壓器PA21之輔助線圈PA213和隔離型變壓器PA21之第二側線圈PA212為同向，所以每當開關PA22關閉時，兩線圈得到的能量和匝數成比例關係，藉由電阻元件PA24和電阻元件PA25分壓，得到驅動電路PA1之ZCD端電壓(其他實施例中可能是FB端電壓，即回授端電壓)，藉由驅動電路PA1之ZCD電壓將可以得知隔離型變壓器PA21之第二側線圈PA212上能量的多寡，得以判斷開關PA22每次開啟和關閉的時間達到平均電流的操作，此為已知技術，不再贅述。但當開關PA22關閉時，會受到第一側線圈PA211與開關PA22本身雜訊的影響，使得驅動電路PA1之ZCD端受到干擾而產生電壓振盪波形100，進而造成平均電流Ia的不穩定，因此，現有業者均以穩定平均電流Ia之方向進行改善。

有鑒於受限於現有電路設計之架構，普遍具有在開關關閉時使驅動電路PA1之ZCD端產生電壓振盪波形而造成平均電流不穩定之問題。緣此，本發明主要係提供一種波形下降點偵測電路，主要係偵測出電壓振盪波形準確的波形下降點和總振盪時間，進而可利用此波形下降點與總振盪時間來控制平均電流，以解決上述之問題。

基於上述目的，本發明所採用之主要技術手段係提供一種波形下降點偵測電路，係應用於一隔離型負載電路，隔離型負載電路包含一具有一第一側線圈與一第二側線圈和一輔助線圈之隔離型變壓器、一開關以及至少一操作元件，開關係電性連接於隔離型變壓器之第一側線圈，操作元件係電性連接於隔離型變壓器之第二側線圈，輔助線圈係與第一側線圈位於同一側，波形下降點偵測電路用以偵測出在開關關閉時，於輔助線圈之一電壓振盪波形之一波形下降點與一總振盪時間，藉以利用波形下降點與總振盪時間修正開關關閉開啟的訊號，使流通於操作元件達到穩定輸出一平均輸出電流，波形下降點偵測電路至少包含一濾波器、一第一比較器、一第二比較器、一時間記錄器以及一下降點偵測模組。濾波器係電性連接於輔助線圈，用以接收並濾波電壓振盪波形，藉以產生並傳送出一濾波後電壓。第一比較器係具有一第一比較輸入端、一第二比較輸入端以及一第一比較輸出端，第一比較輸入端係經一第一開關電性連接於濾波器，用以接收至少一第一參考電壓，第一參考電壓係濾波後電壓與一第一設定電壓之差，第一設定電壓為正數第二比較輸入端係電性連接於輔助線圈，用以接收電壓振盪波形，第一比較輸出端係在電壓振盪波形達第一參考電壓時，傳送出一第一信號。第二比較器係具有一第三比較輸入端、一第四比較輸入端以及一第二比較輸出端，第三比較輸入端係經一第二開關電性連接於濾波器，用以接收至少一第二參考電壓，第二參考電壓係 濾波後電壓與一第二設定電壓之差，並大於第一參考電壓，第二設定電壓為正數，第四比較輸入端係電性連接於輔助線圈，用以接收電壓振盪波形，第二比較輸出端係在電壓振盪波形達第二參考電壓時，傳送出一第二信號。時間記錄器係電性連接於第一比較器之第一比較輸出端、第二比較器之第二比較輸出端、第一開關與第二開關，用以記錄出一總振盪時間。下降點偵測模組係電性連接於第一比較器、第二比較器與時間記錄器，用以接收第一信號與第二信號中之至少一者，藉以控制時間記錄器。

其中，在第一開關導通時，時間記錄器係計算一第一振盪時間，且下降點偵測模組在接收到第一信號時係觸發時間記錄器重新計算，下降點偵測模組在內未接收到第一信號時係觸發時間記錄器記錄第一振盪時間，並再觸發導通第二開關，藉以計算一第二振盪時間，且下降點偵測模組接收到第二信號時係觸發時間記錄器重新計算第二振盪時間，下降點偵測模組在第二振盪時間內未接收到第二信號時係觸發時間記錄器記錄第二振盪時間，且下降點偵測模組在第二振盪時間內未接收到第二信號，並接收到第一信號時，係偵測出波形下降點並觸發時間記錄器加總第一振盪時間與第二振盪時間而記錄出總振盪時間。

其中，上述波形下降點偵測電路之附屬技術手段之較佳實施例中，時間記錄器包含一時間器(timer)與一計數器(counter)，時間器係電性連接於第一比較器之第一 比較輸出端、第二比較器之第二比較輸出端，用以在下降點偵測模組於第一振盪時間內未接收到第一時間時傳送出一觸發信號，計數器係電性連接於時間器、第一開關與第二開關，用以在接收到觸發信號時，觸發導通第二開關。此外，操作元件為一發光二極體，第一信號與第二信號為數位之高位準信號，且波形下降點偵測電路更包含一時間屏蔽器，時間屏蔽器係電性連接於濾波器與輔助線圈之間，用以使電壓振盪波形經一段延遲時間屏蔽後傳送至濾波器。另外，濾波器係包含一電阻與一電容，電阻係電性連接於輔助線圈，電容之一端係電性連接於電阻，另一端係接地，而時間記錄器設有一時間振盪閾值，下降點偵測模組在時間振盪閾值內未接收到第一信號時，時間記錄器所計算之第一振盪時間係與時間振盪閾值相等，且下降點偵測模組在時間振盪閾值內未接收到第二信號時，時間記錄器所計算之第二振盪時間係與時間振盪閾值相等。

其中，上述波形下降點偵測電路之附屬技術手段之較佳實施例中，下降點偵測模組包含一第一偵測開關、一第二偵測開關、一第三偵測開關、一第四偵測開關以及一處理單元，第一偵測開關係電性連接於第一比較器與時間記錄器，第二偵測開關係電性連接於第一比較器與時間記錄器，第三偵測開關係電性連接於第二比較器與時間記錄器，第四偵測開關係電性連接於第二比較器與與時間記錄器，處理單元係電性連接於第一偵測開關與第三偵測開關。其中，在第一振盪時間時，第一偵測開關 與第四偵測開關係受時間記錄器觸發導通，第二偵測開關與第三偵測開關係受時間記錄器觸發關閉；在第二振盪時間時，第二偵測開關與第三偵測開關係受時間記錄器觸發導通，第一偵測開關與第四偵測開關係受時間記錄器觸發關閉。

其中，上述波形下降點偵測電路之附屬技術手段之較佳實施例中，第一比較器之第一比較輸入端更經由一第三開關電性連接於濾波器，第二比較器之第三比較輸入端更經由一第四開關電性連接於濾波器，波形下降點偵測電路更包含一第三比較器與一第四比較器，第三比較器係具有一第五比較輸入端、一第六比較輸入端以及一第三比較輸出端，第五比較輸入端係經一第五開關電性連接於濾波器，並經一第七開關電性連接於濾波器，第五比較輸入端係用以接收至少一第三參考電壓，第三參考電壓為濾波後電壓與第一設定電壓之和，第六比較輸入端係電性連接於輔助線圈，用以接收電壓振盪波形，第三比較輸出端係在電壓振盪波形達第三參考電壓時，傳送出一第三信號。第四比較器係具有一第七比較輸入端、一第八比較輸入端以及一第四比較輸出端，第七比較輸入端係經一第七開關電性連接於濾波器，並經一第八開關電性連接於濾波器，第七比較輸入端係用以接收至少一第四參考電壓，第四參考電壓為濾波後電壓與第二設定電壓之和，並小於第三參考電壓，第八比較輸入端係電性連接於輔助線圈，用以接收電壓振盪波形，第四比較輸出端係在電壓振盪波形達第四參考電壓時，傳 送出一第四信號。其中，下降點偵測模組係電性連接於第一比較器、第二比較器、第三比較器、第四比較器與時間記錄器，下降點偵測模組在第一開關、第二開關、第五開關、第六開關、第一偵測開關以及第四偵測開關導通時，接收到第二信號與第四信號中之一者時，觸發時間記錄器重新計算第二振盪時間，並在第二振盪時間內未接收到第二信號與第四信號中之一者時，觸發記錄第二振盪時間，並在接收到第一信號與第三信號中之一者時，處理單元記錄出波形下降點。其中，下降點偵測模組在第三開關、第四開關、第七開關、第八開關、第二偵測開關以及第三偵測開關導通時，接收到第一信號與第三信號中之一者時，觸發時間記錄器重新計算第一振盪時間，並在第一振盪時間內未接收到第一信號與第三信號中之一者時，觸發時間記錄器重新計算第一振盪時間，並在接收到第二信號與第四信號中之一者時，處理單元記錄出波形下降點。

其中，上述波形下降點偵測電路之附屬技術手段之較佳實施例中，第三信號與第四信號為數位之高位準信號，且下降點偵測模組更包含一第一反或(NOR)閘與一第二反或閘，第一反或閘係電性連接於第一比較器、第三比較器、第一偵測開關以及第二偵測開關，用以反或第一信號與第三信號，第二反或閘係電性連接於第二比較器、第四比較器、第三偵測開關以及第四偵測開關，用以反或第二信號與第四信號。

藉由本發明所採用之波形下降點偵測電路之主要技術 手段後，由於可找出準確的波形下降點並且運算出總振盪時間，因此可利用真正下降時間擷取當時電壓或總振盪時間來運算出補償電流，進而提供操作元件一穩定平均電流，因而有效解決現有技術之問題。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。

PA1‧‧‧驅動電路

PA2‧‧‧隔離型負載電路

PA21‧‧‧隔離型變壓器

PA211‧‧‧第一側線圈

PA212‧‧‧第二側線圈

PA213‧‧‧輔助線圈

PA22‧‧‧開關

PA23‧‧‧操作元件

PA24、PA25‧‧‧電阻元件

1‧‧‧波形下降點偵測電路

11、11a‧‧‧濾波器

111‧‧‧電阻

112‧‧‧電容

12‧‧‧第一比較器

121‧‧‧第一比較輸入端

122‧‧‧第二比較輸入端

123‧‧‧第一比較輸出端

12a‧‧‧第三比較器

121a‧‧‧第五比較輸入端

122a‧‧‧第六比較輸入端

123a‧‧‧第三比較輸出端

13‧‧‧第二比較器

131‧‧‧第三比較輸入端

132‧‧‧第四比較輸入端

133‧‧‧第二比較輸出端

13a‧‧‧第四比較器

131a‧‧‧第七比較輸入端

132a‧‧‧第八比較輸入端

133a‧‧‧第四比較輸出端

14‧‧‧時間記錄器

141‧‧‧時間器

142‧‧‧計數器

15‧‧‧下降點偵測模組

151‧‧‧反閘

152‧‧‧第一偵測開關

153‧‧‧第二偵測開關

154‧‧‧第三偵測開關

155‧‧‧第四偵測開關

156‧‧‧處理單元

157‧‧‧第一反或閘

158‧‧‧第二反或閘

16a‧‧‧時間屏蔽器

2‧‧‧隔離型負載電路

21‧‧‧隔離型變壓器

211‧‧‧第一側線圈

212‧‧‧第二側線圈

213‧‧‧輔助線圈

22‧‧‧開關

23‧‧‧操作元件

24、25‧‧‧電阻

100、300、400、600、800‧‧‧波形

200、500、700‧‧‧電壓振盪波形

dn‧‧‧波形下降點

S1‧‧‧第一信號

S2‧‧‧第二信號

S3‧‧‧第三信號

S4‧‧‧第四信號

S5‧‧‧觸發信號

Sa‧‧‧第一開關

Sc‧‧‧第二開關

Sb‧‧‧第三開關

Sd‧‧‧第四開關

Se‧‧‧第五開關

Sg‧‧‧第六開關

Sf‧‧‧第七開關

Sh‧‧‧第八開關

V_ZCDF‧‧‧濾波後電壓

V₁‧‧‧第一設定電壓

V₂‧‧‧第二設定電壓

V₃‧‧‧第三設定電壓

V₄‧‧‧第四設定電壓

t1、t2‧‧‧時間

T1、T1a‧‧‧第一振盪時間

T2、T2a‧‧‧第二振盪時間

T3‧‧‧第三振盪時間

T4‧‧‧第四振盪時間

Tz‧‧‧延遲時間

Tta、Ttb、Ttc‧‧‧總振盪時間

A、B、C、D‧‧‧區間

Z1、Z2、Z3‧‧‧標記點

Ia‧‧‧平均電流

Ib‧‧‧平均輸出電流

第一圖係顯示先前技術之隔離型負載電路之電路示意圖；第二圖係顯示本發明先前技術之電壓振盪波形之波形示意圖；第三圖係顯示本發明第一較佳實施例之隔離型負載電路之電路示意圖；第四與四A圖係顯示本發明第一較佳實施例之波形下降點偵測電路之電路示意圖；第五圖係顯示本發明第一較佳實施例之電壓振盪波形之波形示意圖；第五A圖係顯示本發明第一較佳實施例之第一信號與第二信號之波形示意圖；第六與六A圖係顯示本發明第二較佳實施例之波形下降點偵測電路之電路示意圖；第七圖係顯示本發明其他實施例之參考穩定電壓受電壓振盪波形影響之波形示意圖；第八與八A圖係顯示本發明其他實施例之隔離型負載 電路之電路示意圖；以及第九圖係顯示本發明其他實施例之改善後參考穩定電壓受電壓振盪波形影響之波形示意圖。

由於本發明所提供之波形下降點偵測電路中，其組合實施方式不勝枚舉，故在此不再一一贅述，僅列舉二較佳實施例加以具體說明。

請一併參閱第三圖至第五A圖，第三圖係顯示本發明第一較佳實施例之隔離型負載電路之電路示意圖，第四與四A圖係顯示本發明第一較佳實施例之波形下降點偵測電路之電路示意圖，第五圖係顯示本發明第一較佳實施例之電壓振盪波形之波形示意圖，第五A圖係顯示本發明第一較佳實施例之第一信號與第二信號之波形示意圖。

如圖所示，本發明較佳實施例之波形下降點偵測電路1係應用於一隔離型負載電路2，隔離型負載電路2包含一具有一第一側線圈211、一第二側線圈212與一輔助線圈213之隔離型變壓器21、一開關22、至少一操作元件23、一電阻24以及一電阻25，開關22係電性連接於隔離型變壓器21之第一側線圈211，操作元件23係電性連接於隔離型變壓器21之第二側線圈212，而輔助線圈213係與第一側線圈211位於同一側，且操作元件23為發光二極體，電阻24係電性連接於電阻25以及隔離型變壓器21之輔助線圈213，另外，隔離型負載 電路2還包含有電感、電容、全橋式整流器、二極體等電路元件(圖中皆未標示)，其耦接方式為現有技術，因此不再贅述。波形下降點偵測電路1用以偵測出在開關22關閉時，於輔助線圈213之一電壓振盪波形200之一總振盪時間(本發明較佳實施例係定義為Tt)，藉以利用總振盪時間控制開關22，以達到平均輸出流通於操作元件23之一平均輸出電流Ib。

波形下降點偵測電路1包含一濾波器11、一第一比較器12、一第二比較器13、一第三比較器12a、一第四比較器13a以及一時間記錄器14(其他實施例中，波形下降點偵測電路1可包含初級側調節(Primary Side Regulation,PSR)電路)。濾波器11為一RC濾波器，但在其他實施例中不限於此，濾波器11包含一電阻111與一電容112，電阻111係電性連接於輔助線圈213(圖未繪示)，具體來說係電性連接於電阻24、25(電阻24、25分別電性連接於輔助線圈213，並為輔助線圈213之分壓電阻)，電容112之一端係電性連接於電阻111(圖未繪示)，另一端係接地。具體來說，在開關22關閉時，輔助線圈213上的電壓會產生電壓振盪波形200，而濾波器11會接收並濾波電壓振盪波形200，進而傳送出一濾波後電壓V_ZCDF(如第五圖所示)，此濾波後電壓V_ZCDF具有固定之電壓。

第一比較器12係具有一第一比較輸入端121、一第二比較輸入端122以及一第一比較輸出端123，第一比較輸入端121係經一第一開關Sa電性連接於濾波器11，並 經一第三開關Sb電性連接於濾波器11之電容112，也就是說，第一比較輸入端121係接收兩個輸入，而在此需要一提的是，第一比較輸入端121係接收至少一第一參考電壓Va、Vb，如第四圖所示，第一開關Sa端的第一參考電壓Va為濾波後電壓V_ZCDF與一第一設定電壓V₁的差(即V_ZCDF-V₁)；而第三開關Sb端的第一參考電壓Vb則為濾波後電壓V_ZCDF與一第三設定電壓V₃之差(即V_ZCDF-V₃)，且上述第一設定電壓V₁與第三設定電壓V₃為正數，且第三設定電壓V₃小於第一設定電壓V₁。第一比較器12之第二比較輸入端122則係電性連接於輔助線圈213所電性連接之電阻24、25。

第二比較器13係具有一第三比較輸入端131、一第四比較輸入端132以及一第二比較輸出端133，第三比較輸入端131係經一第二開關Sc電性連接於濾波器11之電容112，並經一第四開關Sd電性連接於濾波器11，也就是說，第三比較輸入端131係接收兩個輸入，而在此需要一提的是，第三比較輸入端131係接收至少一第二參考電壓Vc、Vd，如第四圖所示，第二開關Sc端的第二參考電壓Vc為濾波後電壓V_ZCDF與一第二設定電壓V₂的差(即V_ZCDF-V₂)；而第四開關Sd端的第二參考電壓Vd則為濾波後電壓V_ZCDF與一第四設定電壓V₄之差(即V_ZCDF-V₄)，且上述第二設定電壓V₂與第四設定電壓V₄為正數，第四設定電壓V₄小於第二設定電壓V₂，具體來說，第四設定電壓V₄小於第三設定電壓V₃小於第二設定電壓V₂小於第一設定電壓V₁(即 V₄<V₃<V₂<V₁)。第二比較器13之第四比較輸入端132則係電性連接於輔助線圈213所電性連接之電阻24、25。

第三比較器12a係具有一第五比較輸入端121a、一第六比較輸入端122a以及一第三比較輸出端123a，第五比較輸入端121a係經一第五開關Se電性連接於濾波器11之電容112，並經一第七開關Sf電性連接於濾波器11，也就是說，第五比較輸入端121a係接收兩個輸入，而在此需要一提的是，第五比較輸入端121a係接收至少一第三參考電壓Ve、Vf，如第四圖所示，第五開關Se端的第三參考電壓Ve為濾波後電壓V_ZCDF與第一設定電壓V₁的和；而第七開關Sf端的第三參考電壓Vf則為濾波後電壓V_ZCDF與一第三設定電壓V₃之和，且上述第一設定電壓V₁與第三設定電壓V₃為正數。第三比較器12a之第六比較輸入端122a則係電性連接於輔助線圈213所電性連接之電阻24、25。

第四比較器13a係具有一第七比較輸入端131a、一第八比較輸入端132a以及一第四比較輸出端133a，第七比較輸入端131a係經一第六開關Sg電性連接於濾波器11之電容112，並經一第八開關Sh電性連接於濾波器11，也就是說，第七比較輸入端131a係接收兩個輸入，而在此需要一提的是，第七比較輸入端131a係接收至少一第四參考電壓Vg、Vh，如第四圖所示，第六開關Sg端的第四參考電壓Vg為濾波後電壓V_ZCDF與一第二設定電壓V₂的和；而第八開關Sh端的第四參考電壓Vh 則為濾波後電壓V_ZCDF與一第四設定電壓V₄之和，且上述第二設定電壓V₂與第四設定電壓V₄為正數。第四比較器13a之第八比較輸入端132a則係電性連接於輔助線圈213所電性連接之電阻24、25。

時間記錄器14係電性連接於第一比較器12之第一比較輸出端123、第二比較器13之第二比較輸出端133、第三比較器12a之第三比較輸出端123a、第四比較器13a之第四比較輸出端133a、第一開關Sa、第二開關Sc、第三開關Sb、第四開關Sd、第五開關Se、第六開關Sg、第七開關Sf以及第八開關Sh，具體來說，時間記錄器14包含一時間器(timer)141以及一計數器(counter)142，時間器141係電性連接於第一比較器12之第一比較輸出端123、第二比較器13之第二比較輸出端133、第三比較器12a之第三比較輸出端123a、第四比較器13a之第四比較輸出端133a，此外，時間器141可包含有比較器，且比較器設有一第一振盪時間T1、一第二振盪時間T2、一第三振盪時間T3與一第四振盪時間T4，且上述之振盪時間可為相等或不相等，在相等的實施例中例如為1us。計數器142係電性連接於時間器141、第一開關Sa、第二開關Sc、第三開關Sb、第四開關Sd、第五開關Se、第六開關Sg、第七開關Sf以及第八開關Sh。

下降點偵測模組15係電性連接於第一比較器12、第二比較器13、第三比較器12a、第四比較器13a與時間記錄器14，具體來說，下降點偵測模組15包含一反閘 151、一第一偵測開關152、一第二偵測開關153、一第三偵測開關154、一第四偵測開關155、一處理單元156、一第一反或(NOR)閘157以及一第二反或閘158。第一反或閘157係電性連接於第一比較輸出端123以及第三比較輸出端123a，第二反或閘158係電性連接於第二比較輸出端133以及第四比較輸出端133a。第一偵測開關152與第二偵測開關153係電性連接於第一反或閘157以及時間記錄器14之計數器142，第三偵測開關154與第四偵測開關155係電性連接於第二反或閘158以及時間記錄器14之計數器142。反閘151係電性連接於第一偵測開關152、第三偵測開關154以及處理單元156。第二偵測開關153與第四偵測開關155係電性連接於時間記錄器14之時間器141。其中，處理單元156例如可為具有處理功能之晶片或電路，其係視實務狀況而定。

第二比較輸入端122用以接收電壓振盪波形200(圖中並以V_ZCD表示)，第一比較輸出端123係在電壓振盪波形200達第一參考電壓Va、Vb時，傳送出一第一信號S1，第四比較輸入端132用以接收電壓振盪波形200，並在電壓振盪波形200達第二參考電壓Vc、Vd時，傳送出一第二信號S2，第六比較輸入端122a用以接收電壓振盪波形200，第三比較輸出端123a係在電壓振盪波形200達第三參考電壓Ve、Vf時，傳送出一第三信號S3，第八比較輸入端132a用以接收電壓振盪波形200，第四比較輸出端133a係在電壓振盪波形200達第四參考電壓Vg、Vh時，傳送出一第四信號S4。其中，本發 明較佳實施例中僅以傳送出第一信號S1與第二信號S2為例，而第三信號S3與第四信號S4與第一信號S1與第二信號S2相同，因此不再贅述。

時間記錄器14係供記錄出總振盪時間，下降點偵測模組15係用以接收第一信號S1與第二信號S2中之至少一者，藉以控制時間記錄器14，具體來說，請參閱第五圖，在開關22關閉時會使輔助線圈213之分壓電阻24、25產生電壓振盪波形200，而在本發明較佳實施例中，係將電壓振盪波形200分為區間A、B、C、D，初始於區間A且第一開關Sa導通時，時間記錄器14係計算一第一振盪時間T1，且下降點偵測模組15在接收到第一信號S1時，係觸發時間記錄器14重新計算第一振盪時間T1，舉例來說，本發明較佳實施例係在時間t1時，電壓振盪波形200達到第一參考電壓va而有標記點Z1，進而觸發第一比較器12之第一比較輸出端123傳送出第一信號S1(如第五A圖所示之波形300，第一信號S1為「1」之數位之高位準信號)，使得時間記錄器14重新計算，因此時間記錄器14係於時間t1再重新計算時間(如第四與四A圖所示，第一信號S1為1，經第一反或閘157反或後為0，進而使時間器141在受到觸發(對時間器141來說0為觸發訊號)的情況下會重置而重新計算)，並在第一振盪時間T1內下降點偵測模組15未接收到第一信號S1時，時間器141在第一振盪時間T1結束後將其記錄下來，並使時間器141將一觸發信號S5傳送至計數器142，使得計數器142觸發 導通第二開關Sc，藉以計算一第二振盪時間T2而進入區間B。

在區間B中，係維持導通第一開關Sa，再導通第二開關Sc，而同樣地，下降點偵測模組15係觸發時間記錄器14計算上述的第二振盪時間T2，而在時間t2時，電壓振盪波形200達到第二參考電壓Vc而有標記點Z2，進而觸發第二比較器13之第二比較輸出端133傳送出第二信號S2(如第五A圖所示之波形400，第二信號S2為「1」之數位信號)，使得下降點偵測模組15觸發時間記錄器14重新計算，因此時間記錄器14係於時間t2再重新計算時間，並在第二振盪時間T2內未接收到第二信號S2時係記錄第二振盪時間T2，並再觸發導通第三開關Sb(記錄與觸發方法同第一振盪時間T1，不再贅述)，藉以計算一第三振盪時間T3而進入區間C這時第一開關Sa關閉，第二開關Sc持續導通。

同理，記錄完第三振盪時間T3後(本發明較佳實施例中並未觸發第三比較器12a或第四比較器13a傳送出信號)係再觸發導通第四開關Sd而進入區間D，而在此需要一提的是，當進入區間D後，由於電壓振盪波形200再經過第四振盪時間T4後係往下掉而觸碰到第一參考電壓Va、Vb、第二參考電壓Vc、Vd，也就是說，下降點偵測模組15在第四振盪時間T4內未接收到第二信號S2而接收到第一信號S1時，處理單元156係偵測出波形下降點dn，此時，下降點偵測模組15觸發時間記錄器14得知電壓振盪波形200停止振盪，使得時間 記錄器14除了計算第四振盪時間T4外，還會加總第一振盪時間T1、第二振盪時間T2、第三振盪時間T3以及第四振盪時間T4，以及之前觸發時間器141而重新計算的時間t1和t2而得記錄出總振盪時間(其他較佳實施例中，第一振盪時間T1、第二振盪時間T2、第三振盪時間T3以及第四振盪時間T4係可相等)。

另外，其他實施例中，時間記錄器14之計數器142設有一時間振盪閾值，此時間振盪閾值即為門檻值，其係用以計算區間內的最小振盪時間，舉例來說，在區間A中，下降點偵測模組15在時間振盪閾值內未接收到第一信號S1時，即觸發導通第二開關Sc而進入區間B，時間記錄器14所計算之第一振盪時間T1係與時間振盪閾值相等，也就是說，假設時間振盪閾值設定為2秒，那麼第一振盪時間T1即為2秒；同樣地，在區間B中，下降點偵測模組15在時間振盪閾值內未接收到第二信號S2時，再觸發導通第三開關Sb而進入區間C，且時間記錄器14所計算之第二振盪時間T2係與時間振盪閾值相等，亦即同樣為2秒。

當然，若在區間A中，下降點偵測模組15在時間振盪閾值內接收到第一信號S1時，將觸發時間記錄器再計算一次時間振盪閾值，直到在時間振盪閾值內沒有接受到第一信號S1為止，假設這次計算第二次時間振盪閾值內沒有收到第一信號S1，其所記錄出的振盪時間為時間記錄器14開始到觸發第一信號S1時間後再加上時間振盪閾值，也就是說，假設振盪1秒後下降點偵測模 組15就收到第一信號S1，那麼時間記錄器14繼續再計算一次時間振盪閾值，假設這次第二次時間振盪閾值內沒有收到第一信號S1，還將上述之1秒加上為2秒之時間振盪閾值，因此計算出的第一振盪時間為3秒，區間B至區間D都是相同，不再贅述，但其他實施例中不限於此。

也就是說，時間記錄器14係計算上述之時間振盪閾值，下降點偵測模組15在時間振盪閾值內未接收到第一信號S1時，將會開始計算第二振盪時間，如果在時間振盪閾值內收到第一信號S1，則會再重新計算一次時間振盪閾值，直到在計算時間振盪閾值內沒有收到第一信號S1。

換句話說，當下降點偵測模組15在時間振盪閾值內接收到第一信號S1時，係觸發時間記錄器14重新計算時間振盪閾值，且第一振盪時間為時間振盪閾值加上後來繼續計算的時間；而下降點偵測模組15在時間振盪閾值內未接收到第一信號S1時，係觸發時間記錄器14將時間振盪閾值記錄為第一振盪時間，並再觸發導通第二開關，藉以計算一第二振盪時間。同樣地，下降點偵測模組15在時間振盪閾值內接收到第二信號S2時係觸發時間記錄器14重新計算時間振盪閾值，並且將時間振盪閾值加上後來繼續計算的時間為第二振盪時間，而下降點偵測模組15在時間振盪閾值內未接收到第二信號S2時係觸發時間記錄器14將時間振盪閾值記錄為第二振盪時間，且下降點偵測模組15在第二振盪時間內未 接收到第二信號S2，並接收到第一信號S1時，係偵測出波形下降點並觸發時間記錄器14加總上述之第一振盪時間與第二振盪時間而記錄出總振盪時間。

在此需要補充說明的是，於第二振盪時間T2(也可為第四振盪時間T4，若為第四振盪時間T4，以下第二振盪時間T2皆替換為第四振盪時間T4)中，第一開關Sa、第二開關Sc、第五開關Se、第六開關Sg、第一偵測開關152以及第四偵測開關155係導通，下降點偵測模組15在接收到第二信號S2與第四信號S4中之一者時，觸發時間記錄器14重新計算第二振盪時間T2，並在第二振盪時間T2內未接收到第二信號S2與第四信號S4中之一者時(第二反或閘158會反或第二信號S2與第四信號S4，且第二信號S2與第四信號S4為「1」之數位之高位準信號)，觸發記錄第二振盪時間T2，並在接收到第一信號S1與第三信號S3中之一者時，處理單元156記錄出波形下降點dn。

另外，在第一振盪時間T1中(也可為第三振盪時間T3，若為第三振盪時間T3，以下第一振盪時間T1皆替換為第三振盪時間T3)，第三開關Sb、第四開關Sd、第七開關Sf、第八開關Sh、第二偵測開關153以及第三偵測開關154係導通，下降點偵測模組15在接收到第一信號S1與第三信號S3中之一者時(第一反或閘157會反或第一信號S1與第三信號S3，且第一信號S1與第三信號S3為「1」之數位之高位準信號)，觸發時間記錄器14重新計算第一振盪時間T1，並在第一振盪時間 T1內未接收到第一信號S1與第三信號S3中之一者時，觸發時間記錄器14重新計算第一振盪時間T1，並在接收到第二信號S2與第四信號S4中之一者時，處理單元156記錄出波形下降點dn。

其中，雖然本發明較佳實施例係細分出四個區間，但在其他實施例中可只細分為兩個區間的狀況，因此假若在只有兩個區間的狀況下，第一比較器12之第一比較輸入端121與第二比較器13之第三比較輸入端131只有接收一個輸入，分別為第一參考電壓Va的輸入與第二參考電壓Vc的輸入，且時間記錄器14在接收到第二信號S2時係重新計算第二振盪時間T2，並在接收到第二信號S2後再次接收到第一信號S1時(亦即電壓振盪波形200此時已經結束振盪而下降)，加總第一振盪時間T1與第二振盪時間T2而記錄出總振盪時間。

而時間記錄器14係可將此總振盪時間傳送至波形下降點偵測電路1之COMP端之處理模組(圖未示，可由電路元件所組成)，且處理模組利用CS端之電壓、上述總振盪時間與控制開關22導通與關閉之PWM週期進行運算，例如(Vcs*Tt)/PWM週期而得出控制電流，進而利用此控制電流來穩定平均輸出電流Ib，但其他實施例中並不限於此。

另外，本發明較佳實施例中係採用四個比較器，也就是說，以第五圖觀之，第一比較器12與第二比較器13係比較電壓振盪波形200中以濾波後電壓V_ZCDF為中心之下半部份的波形，第三比較器12a與第四比較器13a則 為上半部份之波形，而在其他實施例中，可僅採用兩個比較器，例如可僅只有第一比較器12與第二比較器13，亦即只採用單邊偵測，差異僅在於採用單邊偵測之方式之準確度較雙邊偵測差。

舉例來說，請參閱第六圖與第六A圖，第六與六A圖係顯示本發明第二較佳實施例之波形下降點偵測電路之電路示意圖，如圖所示，與第一較佳實施例不同的地方在於採用單邊偵測之部分係移除第四與四A圖中之第三比較器12a、第四比較器13a、第一反或閘157與第二反或閘158，並將反閘151改為電性連接於第二偵測開關153、第四偵測開關155以及時間記錄器14之時間器141，而處理單元156則直接電性連接於第一偵測開關152與第三偵測開關154。

其中，在此第二較佳實施例實際操作中，例如在第一振盪時間時，第一偵測開關152與第四偵測開關155係受時間記錄器14之計數器142觸發導通，第二偵測開關153與第三偵測開關154係受時間記錄器14之計數器142觸發關閉；在第二振盪時間時，第二偵測開關153與第三偵測開關154係受時間記錄器14之計數器142觸發導通，第一偵測開關152與第四偵測開關155係受時間記錄器14之計數器142觸發關閉，其餘實際操作偵測波形下降點與計算總振盪時間之技術均與第一較佳實施例相同，不再贅述。

請參閱第七圖，第七圖係顯示本發明其他實施例之參考穩定電壓受電壓振盪波形影響之波形示意圖。如第七圖 所示，若電壓振盪波形500在初始有大振盪時會影響到濾波後的參考穩定電壓，使得參考穩定電壓也會跟著振盪而產生如第六圖所示之波形600，若採用本發明較佳實施例之波形下降點偵測電路1來計算振盪時間會有誤判之狀況發生，具體來說，時間記錄器14記錄完第一振盪時間T1a後，會在記錄第二振盪時間T2a時發生誤判的情形，也就是說，在標記點Z3之部分誤判為電壓振盪波形500已經結束振盪並且開始下降(因電壓振盪波形500之下部份已超越前一設定電壓)，此時記錄出的總振盪時間Tta會為第一振盪時間T1a與第二振盪時間T2a的和，但事實上正確的總振盪時間為Ttb，因此在其他實施例中仍需要改善此狀況。

請參閱第八圖至第九圖，第八與八A圖係顯示本發明其他實施例之隔離型負載電路之電路示意圖，第九圖係顯示本發明其他實施例之改善後參考穩定電壓受電壓振盪波形影響之波形示意圖。如圖所示，與較佳實施例不同的地方在於加入一時間屏蔽器16a，時間屏蔽器16a係電性連接於濾波器11a與輔助線圈(圖未示)之分壓電阻(圖未示)之間，用以使電壓振盪波形700經一延遲時間Tz傳送至濾波器11a，其餘均與較佳實施例相同，而由於電壓振盪波形700經延遲時間Tz的屏蔽後才傳送至濾波器11a，因此實際上濾波後電壓V_ZCDF受到的振盪幅度較小(如第九圖所示之波形800)，也就是說，在此實施例中係延遲判斷以增加準確率。

綜合以上所述，在採用本發明所提供之波形下降點偵測 電路後，由於可運算出總振盪時間，因此可利用總振盪時間來運算出補償電流而傳送至先前技術之驅動電路之COMP端，進而可穩定平均電流，因而有效解決現有技術之問題。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

1‧‧‧波形下降點偵測電路

11‧‧‧濾波器

111‧‧‧電阻

112‧‧‧電容

12‧‧‧第一比較器

121‧‧‧第一比較輸入端

122‧‧‧第二比較輸入端

123‧‧‧第一比較輸出端

12a‧‧‧第三比較器

121a‧‧‧第五比較輸入端

122a‧‧‧第六比較輸入端

123a‧‧‧第三比較輸出端

13‧‧‧第二比較器

131‧‧‧第三比較輸入端

132‧‧‧第四比較輸入端

133‧‧‧第二比較輸出端

13a‧‧‧第四比較器

131a‧‧‧第七比較輸入端

132a‧‧‧第八比較輸入端

133a‧‧‧第四比較輸出端

200‧‧‧電壓振盪波形

S1‧‧‧第一信號

S2‧‧‧第二信號

S3‧‧‧第三信號

S4‧‧‧第四信號

Sa‧‧‧第一開關

Sc‧‧‧第二開關

Sb‧‧‧第三開關

Sd‧‧‧第四開關

Se‧‧‧第五開關

Sg‧‧‧第六開關

Sf‧‧‧第七開關

Sh‧‧‧第八開關

V_ZCDF‧‧‧參考穩定電壓

V₁‧‧‧第一設定電壓

V₂‧‧‧第二設定電壓

V₃‧‧‧第三設定電壓

V₄‧‧‧第四設定電壓

Claims (10)

1. 一種波形下降點偵測電路，係應用於一隔離型負載電路，該隔離型負載電路包含一具有一第一側線圈、一第二側線圈與一輔助線圈之隔離型變壓器、一開關以及至少一操作元件，該開關係電性連接於該隔離型變壓器之該第一側線圈，該操作元件係電性連接於該隔離型變壓器之該第二側線圈，該輔助線圈係與該第一側線圈位於同一側，該波形下降點偵測電路用以偵測出在該開關關閉時，於該輔助線圈之一電壓振盪波形之一波形下降點與一總振盪時間，藉以利用該波形下降點與該總振盪時間控制流通於該操作元件之一平均輸出電流，該波形下降點偵測電路包含：一濾波器，係電性連接於該輔助線圈，用以接收並濾波該電壓振盪波形，藉以產生並傳送出一濾波後電壓；一第一比較器，係具有一第一比較輸入端、一第二比較輸入端以及一第一比較輸出端，該第一比較輸入端係經一第一開關電性連接於該濾波器，用以接收至少一第一參考電壓，該第一參考電壓係該濾波後電壓與一第一設定電壓之差，該第一設定電壓為正數，該第二比較輸入端係電性連接於該輔助線圈，用以接收該電壓振盪波形，該第一比較輸出端係在該電壓振盪波形達該第一參考電壓時，傳送出一第一信號；一第二比較器，係具有一第三比較輸入端、一第四比較輸入端以及一第二比較輸出端，該第三比較輸入端係經一第二開關電性連接於該濾波器，用以接收至少一第二參 考電壓，該第二參考電壓係該參考穩定電壓與一第二設定電壓之差，並大於該第一參考電壓，該第二設定電壓為正數，該第四比較輸入端係電性連接於該輔助線圈，用以接收該電壓振盪波形，該第二比較輸出端係在該電壓振盪波形達該第二參考電壓時，傳送出一第二信號；一時間記錄器，係電性連接於該第一比較器之該第一比較輸出端、該第二比較器之該第二比較輸出端、該第一開關與該第二開關，用以記錄出一總振盪時間；以及一下降點偵測模組，係電性連接於該第一比較器、該第二比較器與該時間記錄器，用以接收該第一信號與該第二信號中之至少一者，藉以控制該時間記錄器；其中，在該第一開關導通時，該時間記錄器係計算一第一振盪時間，且該下降點偵測模組在接收到該第一信號時係觸發該時間記錄器重新計算該第一振盪時間，該下降點偵測模組在該第一振盪時間內未接收到該第一信號時係觸發該時間記錄器記錄該第一振盪時間，並再觸發導通該第二開關，藉以計算一第二振盪時間，且該下降點偵測模組在接收到該第二信號時係觸發該時間記錄器重新計算該第二振盪時間，該下降點偵測模組在該第二振盪時間內未接收到該第二信號時係觸發該時間記錄器記錄該第二振盪時間，且該下降點偵測模組在該第二振盪時間內未接收到該第二信號，並接收到該第一信號時，係偵測出該波形下降點並觸發該時間記錄器加總該第一振盪時間與該第二振盪時間而記錄出該總振盪時間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之波形下降點偵測電路，其中，該時間記錄器包含：一時間器(timer)，係電性連接於該第一比較器之該第一比較輸出端、該第二比較器之該第二比較輸出端，用以在該下降點偵測模組於該第一振盪時間內未接收到該第一時間時傳送出一觸發信號；以及一計數器(counter)，係電性連接於該時間器、該第一開關與該第二開關，用以在接收到該觸發信號時，觸發導通該第二開關。
3. 如申請專利範圍第1項所述之波形下降點偵測電路，其中，該操作元件為一發光二極體。
4. 如申請專利範圍第1項所述之波形下降點偵測電路，其中，更包含一時間屏蔽器，該時間屏蔽器係電性連接於該濾波器與該輔助線圈之間，用以使該電壓振盪波形經一延遲時間傳送至該濾波器。
5. 如申請專利範圍第1項所述之波形下降點偵測電路，其中，該濾波器係包含一電阻與一電容，該電阻係電性連接於該輔助線圈，該電容之一端係電性連接於該電阻，該電容之另一端係接地。
6. 如申請專利範圍第1項所述之波形下降點偵測電路，其中，該第一信號與該第二信號為數位之高位準信號。
7. 如申請專利範圍第1項所述之波形下降點偵測電路，其中，該時間記錄器設有一時間振盪閾值，該下降點偵測模組在該時間振盪閾值內未接收到該第一信號時，該時間記錄器所計算之該第一振盪時間係與該時間振盪閾值相等，且該下降點偵測模組在該時間振盪閾值內未接收到該第二信號時，該時間記錄器所計算之該第二振盪時間係與該時間振盪閾值相等。
8. 如申請專利範圍第1項所述之波形下降點偵測電路，其中，該下降點偵測模組包含：一第一偵測開關，係電性連接於該第一比較器與該時間記錄器；一第二偵測開關，係電性連接於該第一比較器與該時間記錄器；一第三偵測開關，係電性連接於該第二比較器與該時間記錄器；一第四偵測開關，係電性連接於該第二比較器與該時間記錄器；以及一處理單元，係電性連接於該第一偵測開關與該第三偵測開關；其中，在該第一振盪時間時，該第一偵測開關與該第四偵測開關係受該時間記錄器觸發導通，該第二偵測開關與該第三偵測開關係受該時間記錄器觸發關閉；在該第二振盪時間時，該第二偵測開關與該第三偵測開關係受該 時間記錄器觸發導通，該第一偵測開關與該第四偵測開關係受該時間記錄器觸發關閉。
9. 如申請專利範圍第8項所述之波形下降點偵測電路，其中，該第一比較器之該第一比較輸入端更經由一第三開關電性連接於該濾波器，該第二比較器之該第三比較輸入端更經由一第四開關電性連接於該濾波器，該波形下降點偵測電路更包含：一第三比較器，係具有一第五比較輸入端、一第六比較輸入端以及一第三比較輸出端，該第五比較輸入端係經一第五開關電性連接於該濾波器，並經一第七開關電性連接於該濾波器，該第五比較輸入端係用以接收至少一第三參考電壓，該第三參考電壓為該參考穩定電壓與該第一設定電壓之和，該第六比較輸入端係電性連接於該輔助線圈，用以接收該電壓振盪波形，該第三比較輸出端係在該電壓振盪波形達該第三參考電壓時，傳送出一第三信號；以及一第四比較器，係具有一第七比較輸入端、一第八比較輸入端以及一第四比較輸出端，該第七比較輸入端係經一第七開關電性連接於該濾波器，並經一第八開關電性連接於該濾波器，該第七比較輸入端係用以接收至少一第四參考電壓，該第四參考電壓為該參考穩定電壓與該第二設定電壓之和，並小於該第三參考電壓，該第八比較輸入端係電性連接於該輔助線圈，用以接收該電壓振盪波形，該第四比較輸出端係在該電壓振盪波形達該第四 參考電壓時，傳送出一第四信號；其中，該下降點偵測模組係電性連接於該第一比較器、該第二比較器、該第三比較器、該第四比較器與該時間記錄器，該下降點偵測模組在該第一開關、該第二開關、該第五開關、該第六開關、該第一偵測開關以及該第四偵測開關導通時，接收到該第二信號與該第四信號中之一者時，觸發該時間記錄器重新計算該第二振盪時間，並在該第二振盪時間內未接收到該第二信號與該第四信號中之一者時，觸發記錄該第二振盪時間，並在接收到該第一信號與該第三信號中之一者時，該處理單元記錄出該波形下降點；其中，該下降點偵測模組在該第三開關、該第四開關、該第七開關、該第八開關、該第二偵測開關以及該第三偵測開關導通時，接收到該第一信號與該第三信號中之一者時，觸發該時間記錄器重新計算該第一振盪時間，並在該第一振盪時間內未接收到該第一信號與該第三信號中之一者時，觸發該時間記錄器重新計算該第一振盪時間，並在接收到該第二信號與該第四信號中之一者時，該處理單元記錄出該波形下降點；其中，該第三信號與該第四信號為數位之高位準信號。
10. 如申請專利範圍第9項所述之波形下降點偵測電路，其中，該下降點偵測模組更包含：一第一反或(NOR)閘，係電性連接於該第一比較器、該第三比較器、該第一偵測開關以及該第二偵測開關，用 以反或該第一信號與該第三信號；以及一第二反或閘，係電性連接於該第二比較器、該第四比較器、該第三偵測開關以及該第四偵測開關，用以反或該第二信號與該第四信號。