TWI599160B - 返馳式電源供應器及其控制器與驅動器 - Google Patents

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Description

返馳式電源供應器及其控制器與驅動器
本發明係有關一種返馳式電源供應器及其控制電路與驅動器，特別是指一種於變壓器之二次側產生導通脈衝訊號與不導通脈衝訊號，並據以決定一次側繞組開始導通與結束導通的時間點的返馳式電源供應器及其控制電路與驅動器。
第1圖示出一種先前技術的返馳式電源供應器100，其中，交流電壓Vac經由整流電路101整流後，產生輸入電壓Vin。變壓器102的一次側繞組W1接收輸入電壓Vin。功率開關SW控制一次側繞組W1的導通時間，而在二次側繞組W2轉換產生輸出電壓Vout。功率開關SW受控於PWM控制電路105。PWM控制電路105進行回授控制，PWM控制電路105藉由光耦合電路104、或是從輔助繞組方式(未示出)取得相關於輸出電壓Vout的回授電壓訊號COMP，並自電流感測電路106取得相關於流經功率開關SW之電流的電流感測訊號CS，而產生PWM訊號。PWM控制電路105再根據PWM訊號，而產生開關訊號，以控制功率開關SW的操作。
繼續參閱第1圖，為了提高功率轉換效率，返馳式電源供應器100的二次側繞組W2電連接同步整流開關電路108，由同步整流控制電路107根據同步整流開關電路108的跨壓而控制，使得二次側繞組W2在一次側繞組W1不導通時導通，以將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vout。如果二次側繞組W2在一次側繞組W1導通時仍然導通，會導致短路貫穿(short through)情況。然而，在某些操作狀態下，例如連續導通模式(continuous conduction mode,CCM)時，此返馳式電源供應器100會有一次側繞組W1導通時仍尚未將同步整流開關電路108中的開關不導通，導致出現二次側繞組W2在一次側繞組W1導通時仍然導通的情況，而使返馳式電源供應器100發生短路貫穿情況，造成電路損壞。
有鑑於此，本發明即針對上述先前技術之不足，提出一種返馳式電源供應器及其控制器與驅動器，能夠於變壓器之二次側產生導通脈衝訊號與不導通脈衝訊號，並據以決定一次側繞組開始導通與結束導通的時間點的返馳式電源供應器及其控制電路與驅動器，以避免二次側繞組在一次側繞組導通時仍然導通的情況。
就其中一個觀點言，本發明提供了一種返馳式電源供應器，包含：一變壓器，具有一次側繞組，以接收一輸入電壓；以及二次側繞組，以產生一輸出電壓；一功率開關，耦接於該一次側繞組，用以控制該一次側繞組的導通時間；一驅動器，位於該變壓器之一次側，用以產生一開關訊號以控制該功率開關；一同步整流(synchronous rectification,SR)開關，耦接於該二次側繞組，用以控制該二次側繞組的導通時間，以對應於該一次側繞組導通時不導通；一控制器，位於該變壓器之二次側，耦接於該SR開關，用以於一正常操作模式中，控制該SR開關，並產生一導通脈衝訊號與一不導通脈衝訊號；以及一訊號耦合電 路，耦接於該控制器與該驅動器之間，用以將該導通脈衝訊號與該不導通脈衝訊號，分別轉換為一導通觸發訊號與一不導通觸發訊號，以輸入該驅動器；其中，於該輸出電壓到達一下限電壓時，該返馳式電源供應器操作於該正常操作模式，且該驅動器於該正常操作模式中，根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號，產生該開關訊號，以分別決定該一次側繞組開始導通與結束導通的時間點。
在其中一種較佳的實施例中，該訊號耦合電路包括一脈衝變壓器或一脈衝光耦合器，該脈衝變壓器與脈衝光耦合器之輸入與輸出訊號皆為脈衝形式的訊號。
在其中一種較佳的實施例中，該變壓器更包括一輔助繞組，用以根據該輸出電壓產生一輔助電壓。
在其中一種較佳的實施例中，該返馳式電源供應器更包含一整流濾波電路，用以根據該輔助電壓產生一內部供應電壓，以供應電源予該驅動器。
在其中一種較佳的實施例中，於該輸出電壓未達一下限電壓時，該返馳式電源供應器操作於一低壓操作模式，該驅動器包括：一低壓操作模式導通時間控制電路，用以於該低壓操作模式中決定該開關訊號的導通與不導通時點，但於該正常操作模式中則被禁能(disabled)；一正常操作模式導通時間控制電路，與該訊號耦合電路耦接，用以於該正常操作模式中，根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號，決定該開關訊號的導通與不導通時點；以及一開關訊號產生電路，與該低壓操作模式導通時間控制電路及該正常操作模式導通時間控制電路耦接，用以產生該開關訊號以控制該功率開關。
在前述的實施例中，其中該開關訊號產生電路較佳地包含一正反器電路。
在前述的實施例中，該低壓操作模式導通時間控制電路較佳地包括：一取樣保持電路，用以取樣保持該輸出電壓之一相關訊號，而產生一取樣電壓；一操作模式切換訊號產生器，用以根據該導通觸發訊號及/或該不導通觸發訊號，以及該取樣電壓，而產生一操作模式切換訊號；一震盪器電路，與該操作模式切換訊號產生器耦接，用以根據該操作模式切換訊號，產生一時脈訊號與一斜坡訊號；一比較器，耦接於該震盪器電路與該操作模式切換訊號產生器，用以根據該斜坡訊號、該操作模式切換訊號、與一低壓操作模式參考電壓，產生一比較訊號；一不導通邏輯電路，耦接於該比較器，用以根據該比較訊號以及該不導通觸發訊號，產生一重置訊號輸入該正反器電路；以及一導通邏輯電路，耦接於該震盪器電路，用以根據該時脈訊號與該導通觸發訊號，產生一致能訊號輸入該正反器電路；其中，當該取樣電壓示意該輸出電壓不低於該下限電壓，或該導通觸發訊號及/或該不導通觸發訊號示意該一次側繞組開始導通與/或結束導通的時間點時，調整該操作模式切換訊號，以禁能該震盪器電路產生該時脈訊號與該斜坡訊號，而使該開關訊號不根據該時脈訊號與/或該斜坡訊號而產生，以使該返馳式電源供應器操作於該正常操作模式；其中，當該取樣電壓示意該輸出電壓低於該下限電壓，且該導通觸發訊號及/或該不導通觸發訊號未示意該一次側繞組開始導通與結束導通的時間點時，調整該操作模式切換訊號，以致能該震盪器電路產生該時脈訊號與該斜坡訊號，而使該開關訊號根據該時脈訊號與該斜坡訊號而產生，以使該返馳式電源供應器操作於該低壓操作模式。
在前述的實施例中，該震盪器電路較佳地包括：一斜坡訊號產生電路，包括一電容，根據該時脈訊號及其反相訊號而充放電，以產生該斜坡訊號；以及一比較器與邏輯電路，耦接於該斜坡訊號產生電路，用以分別比較該 斜坡訊號與一高跳脫電壓及一低跳脫電壓，並分別將比較結果作邏輯運算，以產生該時脈訊號及其反相訊號。
在其中一種較佳的實施例中，該操作模式切換訊號產生器包括一禁能電路，耦接於該電容，用以比較該取樣電壓與一臨界電壓，以於該輸出電壓不低於該下限電壓時，控制一放電開關使該電容放電至一參考電位，以禁能該震盪器電路產生該時脈訊號與該斜坡訊號，而使該開關訊號不根據該時脈訊號與/或該斜坡訊號而產生，以使該返馳式電源供應器操作於該正常操作模式。
在其中一種較佳的實施例中，該低壓操作模式導通時間控制電路更包括一類比訊號加法放大器，與該震盪器電路及一電流感測電路耦接，用以根據該斜坡訊號與一電流感測訊號，產生一總和放大電壓訊號，該總和放大電壓訊號與該電流感測訊號，或該電流感測訊號及該斜坡訊號之總和為一預設比例關係；其中該電流感測電路耦接於該功率開關，並根據流經該功率開關之一開關電流，產生該電流感測訊號。
在其中一種較佳的實施例中，該正常操作模式導通時間控制電路較佳地包括：一偏壓電路，耦接於該訊號耦合電路，用以根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號，分別對應產生一偏壓導通觸發訊號與一偏壓不導通觸發訊號；以及一判斷電路，用以根據相關於該輸出電壓之一內部供應電壓，產生一致能訊號；其中，該正反器電路根據該偏壓導通觸發訊號與該偏壓不導通觸發訊號，決定該開關訊號。
在前述的實施例中，該開關訊號產生電路更包含一三態緩衝器，耦接於該正反器電路與該判斷電路，其中，當該輸出電壓不低於下限電壓時，根據該致能訊號，以致能該三態緩衝器，且該三態緩衝器之致能，禁能了該低壓操作模式導通時間控制電路，使該開關訊號根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號而決定。
在其中一種較佳的實施例中，該控制器包括：一SR開關控制訊號產生電路，根據一跨壓感測訊號與/或一脈寬調變訊號，產生一SR開關控制訊號，以控制該SR開關；一脈寬調變訊號產生電路，耦接於該SR開關控制訊號產生電路，用以根據相關於該輸出電壓或一輸出電流之一反饋訊號，產生該脈寬調變訊號；以及一脈衝訊號產生電路，根據該脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號之第一方向位準變換，而產生該導通脈衝訊號，又根據該PWM訊號之第二方向位準變換，而產生該不導通脈衝訊號。
在前述的實施例中，該返馳式電源供應器，較佳地更包含一跨壓感測電路，耦接於該二次側繞組與該控制器之間，用以根據該SR開關之跨壓，產生該跨壓感測訊號。
在其中一種較佳的實施例中，該脈寬調變訊號產生電路包括：一震盪器，用以產生一時脈訊號與一斜坡訊號；一比較器，耦接於該震盪器，用以根據該反饋訊號與該斜坡訊號，產生一重置訊號；以及一正反器，與該震盪器及該比較器耦接，用以根據該時脈訊號與該重置訊號，產生該脈寬調變訊號。
在其中一種較佳的實施例中，該脈衝訊號產生電路包括：一導通延遲電路，耦接於該脈寬調變訊號產生電路，用以延遲該PWM訊號之反相訊號一段脈衝時間，而產生一導通延遲PWM訊號；一導通邏輯電路，耦接於該導通延遲電路，用以根據該PWM訊號與該導通延遲PWM訊號作邏輯運算，以根據該PWM訊號之第一方向位準變換，而產生該導通脈衝訊號；一不導通延遲電路，耦接於該脈寬調變訊號產生電路，用以延遲該PWM訊號該段脈衝時間，而產生一不導通延遲PWM訊號；以及一不導通邏輯電路，耦接於該不導通延遲電路，用以根據該PWM訊號之反相訊號與該不導通延遲PWM訊號作邏輯運算，以根據該PWM訊號之第二方向位準變換，而產生該不導通脈衝訊號。
在其中一種較佳的實施例中，該脈寬調變訊號產生電路更包括一微處理器，其中該微處理器接收一設定訊號，以設定該輸出電壓之一目標位準，其中，該脈寬調變訊號產生電路更根據該目標位準，而調整該脈寬調變訊號。
在前述的實施例中，該控制器較佳地更包括一阻斷電路，其具有：一阻斷比較器，用以根據該反饋訊號與相關於該下限電壓之一臨界電壓，產生一阻斷比較訊號；以及一阻斷邏輯電路，耦接於該阻斷比較器，用以對該阻斷比較訊號與一阻斷控制訊號，作邏輯運算，而產生一致能負載訊號；其中，該致能負載訊號用以操作一阻斷開關，而阻斷與不阻斷將該輸出電壓轉換為一負載電壓，而供應一負載電路；其中，該微處理器產生該阻斷控制訊號，且該阻斷邏輯電路於該輸出電壓達到該下限電壓，且根據該阻斷控制訊號，決定該阻斷開關導通與不導通，進而決定阻斷與不阻斷將該輸出電壓轉換為該負載電壓。
就另一個觀點言，本發明提供了一種返馳式電源供應器之控制器，該返馳式電源供應器包含一變壓器，具有一次側繞組，以接收一輸入電壓；以及二次側繞組，以產生一輸出電壓；一功率開關，耦接於該一次側繞組，用以控制該一次側繞組的導通時間；一驅動器，位於該變壓器之一次側，用以產生一開關訊號以控制該功率開關；一同步整流(synchronous rectification,SR)開關，耦接於該二次側繞組，用以控制該二次側繞組的導通時間，以對應於該一次側繞組導通時不導通；該控制器，位於該變壓器之二次側，耦接於該SR開關，用以於一正常操作模式中，控制該SR開關，並產生一導通脈衝訊號與一不導通脈衝訊號；以及一訊號耦合電路，耦接於該控制器與該驅動器之間，用以將該導通脈衝訊號與該不導通脈衝訊號，分別轉換為一導通觸發訊號與一不導通觸發訊號，以輸入該驅動器；其中，於該輸出電壓到達一下限電壓時，該返馳式電源供應器操作於該正常操作模式，且該驅動器於該正常操作模式中，根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號，產生該開關訊號，以分別決定該一次側繞組 開始導通與結束導通的時間點；該控制器包含：一SR開關控制訊號產生電路，根據一跨壓感測訊號與/或一脈寬調變訊號，產生一SR開關控制訊號，以控制該SR開關；一脈寬調變訊號產生電路，耦接於該SR開關控制訊號產生電路，用以根據相關於該輸出電壓或一輸出電流之一反饋訊號，產生該脈寬調變訊號；以及一脈衝訊號產生電路，根據該脈寬調變訊號之第一方向位準變換，而產生該導通脈衝訊號，又根據該脈寬調變訊號之第二方向位準變換，而產生該不導通脈衝訊號。
在其中一種較佳的實施例中，該脈寬調變訊號產生電路包括：一震盪器，用以產生一時脈訊號與一斜坡訊號；一比較器，耦接於該震盪器，用以根據該反饋訊號與該斜坡訊號，產生一重置訊號；以及一正反器，與該震盪器及該比較器耦接，用以根據該時脈訊號與該重置訊號，產生該脈寬調變訊號。
在其中一種較佳的實施例中，該脈衝訊號產生電路包括：一導通延遲電路，耦接於該脈寬調變訊號產生電路，用以延遲該PWM訊號之反相訊號一段脈衝時間，而產生一導通延遲PWM訊號；一導通邏輯電路，耦接於該導通延遲電路，用以根據該PWM訊號與該導通延遲PWM訊號作邏輯運算，以根據該PWM訊號之第一方向位準變換，而產生該導通脈衝訊號；一不導通延遲電路，耦接於該脈寬調變訊號產生電路，用以延遲該PWM訊號該段脈衝時間，而產生一不導通延遲PWM訊號；以及一不導通邏輯電路，耦接於該不導通延遲電路，用以根據該PWM訊號之反相訊號與該不導通延遲PWM訊號作邏輯運算，以根據該PWM訊號之第二方向位準變換，而產生該不導通脈衝訊號。
在其中一種較佳的實施例中，該脈寬調變訊號產生電路更包括一微處理器，其中該微處理器接收一設定訊號，以設定該輸出電壓之一目標位準，其中，該脈寬調變訊號產生電路更根據該目標位準，而調整該脈寬調變訊號。
在前述的實施例中，該控制器更包括一阻斷電路，其具有：一阻斷比較器，用以根據該反饋訊號與相關於該下限電壓之一臨界電壓，產生一阻斷比較訊號；以及一阻斷邏輯電路，耦接於該阻斷比較器，用以對該阻斷比較訊號與一阻斷控制訊號，作邏輯運算，而產生一致能負載訊號；其中，該致能負載訊號用以操作一阻斷開關，而阻斷與不阻斷將該輸出電壓轉換為一負載電壓，而供應一負載電路；其中，該微處理器產生該阻斷控制訊號，且該阻斷邏輯電路於該輸出電壓達到該下限電壓，且根據該阻斷控制訊號，決定該阻斷開關導通與不導通，進而決定阻斷與不阻斷將該輸出電壓轉換為該負載電壓。
就另一個觀點言，本發明提供了一種返馳式電源供應器之驅動器，該返馳式電源供應器包含一變壓器，具有一次側繞組，以接收一輸入電壓；以及二次側繞組，以產生一輸出電壓；一功率開關，耦接於該一次側繞組，用以控制該一次側繞組的導通時間；該驅動器，位於該變壓器之一次側，用以產生一開關訊號以控制該功率開關；一同步整流(synchronous rectification,SR)開關，耦接於該二次側繞組，用以控制該二次側繞組的導通時間，以對應於該一次側繞組導通時不導通；一控制器，位於該變壓器之二次側，耦接於該SR開關，用以於一正常操作模式中，控制該SR開關，並產生一導通脈衝訊號與一不導通脈衝訊號；以及一訊號耦合電路，耦接於該控制器與該驅動器之間，用以將該導通脈衝訊號與該不導通脈衝訊號，分別轉換為一導通觸發訊號與一不導通觸發訊號，以輸入該驅動器；其中，於該輸出電壓到達一下限電壓時，該返馳式電源供應器操作於該正常操作模式，且該驅動器於該正常操作模式中，根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號，產生該開關訊號，以分別決定該一次側繞組開始導通與結束導通的時間點；其中，於該輸出電壓未達一下限電壓時，該返馳式電源供應器操作於一低壓操作模式；該驅動器包含：一低壓操作模式導通時間控制電路，用以於該低壓操作模式中決定該開關訊號的導通與不導通時 點，但於該正常操作模式中則被禁能(disabled)；一正常操作模式導通時間控制電路，與該訊號耦合電路耦接，用以於該正常操作模式中，根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號，決定該開關訊號的導通與不導通時點；以及一開關訊號產生電路，與該低壓操作模式導通時間控制電路及該正常操作模式導通時間控制電路耦接，用以產生該開關訊號以控制該功率開關。
在其中一種較佳的實施例中，該開關訊號產生電路包含一正反器電路。
在其中一種較佳的實施例中，該低壓操作模式導通時間控制電路包括：一取樣保持電路，用以取樣保持該輸出電壓之一相關訊號，而產生一取樣電壓；一操作模式切換訊號產生器，用以根據該導通觸發訊號及/或該不導通觸發訊號，以及該取樣電壓，而產生一操作模式切換訊號；一震盪器電路，與該操作模式切換訊號產生器耦接，用以根據該操作模式切換訊號，產生一時脈訊號與一斜坡訊號；一比較器，耦接於該震盪器電路與該操作模式切換訊號產生器，用以根據該斜坡訊號、該操作模式切換訊號、與一低壓操作模式參考電壓，產生一比較訊號；一不導通邏輯電路，耦接於該比較器，用以根據該比較訊號以及該不導通觸發訊號，產生一重置訊號輸入該正反器電路；以及一導通邏輯電路，耦接於該震盪器電路，用以根據該時脈訊號與該導通觸發訊號，產生一致能訊號輸入該正反器電路；其中，當該取樣電壓示意該輸出電壓不低於該下限電壓，或該導通觸發訊號及/或該不導通觸發訊號示意該一次側繞組開始導通與結束導通的時間點時，調整該操作模式切換訊號，以禁能該震盪器電路產生禁能該時脈訊號與該斜坡訊號，而使該開關訊號不根據該時脈訊號與/或該斜坡訊號而產生，以使該返馳式電源供應器操作於該正常操作模式；其中，當該取樣電壓示意該輸出電壓低於該下限電壓，且該導通觸發訊號及/或該不導通觸發訊號未示意該一次側繞組開始導通與結束導通的時間點時，調整該操作模 式切換訊號，以致能該震盪器電路產生該時脈訊號與該斜坡訊號，而使該開關訊號根據該時脈訊號與該斜坡訊號而產生，以使該返馳式電源供應器操作於該低壓操作模式。
在前述的實施例中，該震盪器電路較佳地包括：一斜坡訊號產生電路，包括一電容，根據該時脈訊號及其反相訊號而充放電，以產生該斜坡訊號；以及一比較器與邏輯電路，耦接於該斜坡訊號產生電路，用以分別比較該斜坡訊號與一高跳脫電壓及一低跳脫電壓，並分別將比較結果作邏輯運算，以產生該時脈訊號及其反相訊號。
在其中一種較佳的實施例中，該操作模式切換訊號產生器包括一禁能電路，耦接於該電容，用以比較該取樣電壓與一臨界電壓，以於該輸出電壓不低於該下限電壓時，控制一放電開關使該電容放電至一參考電位，以禁能該震盪器電路產生該時脈訊號與該斜坡訊號，而使該開關訊號不根據該時脈訊號與/或該斜坡訊號而產生，以使該返馳式電源供應器操作於該正常操作模式。
在其中一種較佳的實施例中，該低壓操作模式導通時間控制電路更包括一類比訊號加法放大器，與該震盪器電路及一電流感測電路耦接，用以根據該斜坡訊號與一電流感測訊號，產生一總和放大電壓訊號，該總和放大電壓訊號與該電流感測訊號，或該電流感測訊號及該斜坡訊號之總和為一預設比例關係；其中該電流感測電路耦接於該功率開關，並根據流經該功率開關之一開關電流，產生該電流感測訊號。
在其中一種較佳的實施例中，該正常操作模式導通時間控制電路包括：一偏壓電路，耦接於該訊號耦合電路，用以根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號，分別對應產生一偏壓導通觸發訊號與一偏壓不導通觸發訊號；以及一判斷電路，用以根據相關於該輸出電壓之一內部供應電壓，產生一致能 訊號；其中，該正反器電路根據該導通時點訊號與該不導通時點訊號，決定該開關訊號。
在前述的實施例中，開關訊號產生電路更包含一三態緩衝器，耦接於該正反器電路與該判斷電路，其中，當該輸出電壓不低於下限電壓時，根據該致能訊號，以致能該三態緩衝器，且該三態緩衝器之致能，禁能了該低壓操作模式導通時間控制電路，使該開關訊號根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號而決定。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
100,200‧‧‧返馳式電源供應器
101‧‧‧整流電路
102,202‧‧‧變壓器
104‧‧‧光耦合電路
105‧‧‧PWM控制電路
106,206‧‧‧電流感測電路
107‧‧‧同步整流控制電路
108‧‧‧同步整流開關電路
203‧‧‧整流濾波電路
204‧‧‧訊號耦合電路
205‧‧‧驅動器
207‧‧‧控制器
208‧‧‧SR開關
209‧‧‧RC電路
210‧‧‧阻斷開關
211‧‧‧阻斷電路
2051,2251‧‧‧低壓操作模式導通時間控制電路
2053,2253‧‧‧正常操作模式導通時間控制電路
2055,2255‧‧‧開關訊號產生電路
2061‧‧‧取樣保持電路
2062‧‧‧誤差放大器
2063‧‧‧震盪器電路
2064,2121,2302‧‧‧比較器
2065‧‧‧不導通邏輯電路
2066‧‧‧導通邏輯電路
2067‧‧‧正反器電路
2068‧‧‧操作模式切換訊號產生器
2069‧‧‧類比訊號加法放大器
2070‧‧‧分壓電路
2071‧‧‧SR開關控制訊號產生電路
2073‧‧‧脈寬調變訊號產生電路
2075‧‧‧脈衝訊號產生電路
2081,2083,2302‧‧‧比較器
2085‧‧‧位準偏移器
2091‧‧‧斜坡訊號產生電路
2093‧‧‧比較器與邏輯電路
2095‧‧‧禁能電路
2101‧‧‧偏壓電路
2111,2112‧‧‧比較器
2116‧‧‧邏輯電路
2123‧‧‧放電開關
2263,2264,2265,2266‧‧‧開關
2273‧‧‧判斷電路
2274‧‧‧遲滯比較電路
2281,2303‧‧‧正反器
2283‧‧‧三態緩衝器
2301‧‧‧震盪器
2304‧‧‧微處理器
2311‧‧‧導通延遲電路
2312‧‧‧導通邏輯電路
2313‧‧‧不導通延遲電路
2314‧‧‧不導通邏輯電路
2411‧‧‧阻斷比較器
2413‧‧‧阻斷邏輯電路
C1,C2,Ct‧‧‧電容
Cgs‧‧‧寄生電容
CK1,CK2‧‧‧時脈訊號
COM‧‧‧補償訊號
COMP‧‧‧回授電壓訊號
CP‧‧‧比較訊號
CS‧‧‧電流感測訊號
CTR‧‧‧阻斷控制訊號
D1‧‧‧二極體
ENB‧‧‧致能負載訊號
ENC‧‧‧阻斷比較訊號
FDPWM2‧‧‧不導通延遲PWM訊號
FB‧‧‧反饋訊號
GATE‧‧‧開關訊號
GND‧‧‧接地電位
HB‧‧‧遲滯緩衝器
Iout‧‧‧輸出電流
NCK1‧‧‧反相訊號
NDPWM2‧‧‧導通延遲PWM訊號
OE‧‧‧致能訊號
PWM1‧‧‧脈寬調變訊號
R‧‧‧重置訊號
R1-R10,Rst,Rtr‧‧‧電阻
REF‧‧‧參考電位
Rst‧‧‧啟動電阻
SAW1,SAW2‧‧‧斜坡訊號
SN‧‧‧偏壓不導通觸發訊號
SP‧‧‧偏壓導通觸發訊號
SW‧‧‧功率開關
SX‧‧‧導通脈衝訊號與
SY‧‧‧不導通脈衝訊號
SZ1‧‧‧導通觸發訊號
SZ2‧‧‧不導通觸發訊號
VA‧‧‧輔助電壓
Vac‧‧‧交流電壓
Vbus‧‧‧負載電壓
VC1‧‧‧電壓
Vcc‧‧‧內部電壓
VDD‧‧‧內部供應電壓
VH‧‧‧高跳脫電壓
Vin‧‧‧輸入電壓
VL‧‧‧低跳脫電壓
VOL‧‧‧下限電壓
Vout‧‧‧輸出電壓
VS‧‧‧取樣電壓
VST‧‧‧啟動電壓
VSR‧‧‧SR開關控制訊號
VTH,VTL‧‧‧臨界電壓
VTR‧‧‧跨壓感測訊號
W1‧‧‧一次側繞組
W2‧‧‧二次側繞組
W3‧‧‧輔助繞組
ZD‧‧‧齊纳二極體
第1圖顯示一種先前技術的返馳式電源供應器。
第2圖顯示本發明之返馳式電源供應器200的一個實施例。
第3圖顯示根據本發明之PWM訊號、SR開關控制訊號VSR、導通脈衝訊號SX、與不導通脈衝訊號SY之波形示意圖。
第4圖顯示本發明返馳式電源供應器200的一個較具體的實施例。
第5圖顯示本發明訊號耦合電路204的另一種實施例。
第6圖顯示本發明驅動器205的一個實施例。
第7圖顯示本發明驅動器205的一個較具體的實施例。
第8圖顯示本發明驅動器205的另一個較具體的實施例。
第9圖顯示本發明偏壓電路2101的一個實施例。
第10圖顯示本發明震盪器電路2063的一個實施例。
第11圖顯示本發明震盪器電路2063的一個較具體的實施例。
第12A與12B圖顯示本發明驅動器205的另一個較具體的實施例。
第13圖顯示本發明遲滯比較電路2274的一個較具體的實施例。
第14圖顯示本發明控制器207的一個實施例。
第15圖顯示本發明控制器207的一個實施例。
第16圖顯示本發明控制器207的一個較具體的實施例。
第17圖顯示本發明脈衝訊號產生電路2075的一個較具體的實施例。
第18圖顯示本發明阻斷電路211的一個較具體的實施例。
本發明中的圖式均屬示意，主要意在表示各電路間之耦接關係，以及各訊號波形之間之關係，至於電路、訊號波形與頻率則並未依照比例繪製。
請參閱第2圖，顯示本發明之返馳式電源供應器200的一個實施例。如第2圖所示，交流電壓Vac經由整流電路101整流後，產生輸入電壓Vin。整流電路101例如為橋式整流電路。返馳式電源供應器200中，變壓器202的一次側繞組W1接收輸入電壓Vin。功率開關SW控制一次側繞組W1的導通時間，而在二次側繞組W2轉換產生輸出電壓Vout。返馳式電源供應器200包含變壓器202、功率開關SW、訊號耦合電路204、驅動器205、控制器207、以及同步整流(synchronous rectification,SR)開關208。功率開關SW耦接於一次側繞組W1，用以控制一次側繞組W1的導通時間。驅動器205位於變壓器202之一次側，用以產生開關訊號GATE以控制功率開關SW。同步整流(synchronous rectification,SR)開關208，耦接於二次側繞組W2，用以控制二次側繞組W2的導通時間，以對應於一次側繞組W1導通時不導通。控制器207位於變壓器202之二次側，耦接於SR開關208，用以於正常操作模式中，控制SR開關208並產生導通脈衝訊號SX與不導通脈衝訊號SY。訊號耦合電路204耦接於控制器207與驅動器205之間，用以將導通脈衝訊號SX與不 導通脈衝訊號SY，分別轉換為導通觸發訊號SZ1與不導通觸發訊號SZ2，以輸入驅動器205。其中，於輸出電壓Vout(例如但不限於，上升)到達下限電壓VOL時，返馳式電源供應器200操作於正常操作模式，且驅動器205於正常操作模式中，根據導通觸發訊號SZ1與不導通觸發訊號SZ2，產生開關訊號GATE，以分別決定一次側繞組W1開始導通與結束導通的時間點。須說明的是，變壓器202之一次側表示與變壓器202一次側繞組W1同側，位於變壓器202之一次側的電路共同電連接至參考電位REF；變壓器202之二次側表示與變壓器202二次側繞組W2同側，位於變壓器202之二次側的電路共同電連接至接地電位GND；而變壓器202與訊號耦合電路204則是耦接於一次側與二次側之間。
在本實施例中，控制器207例如但不限於，根據相關於輸出電壓Vout或輸出電流Iout的反饋訊號FB，而產生脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號，並據以產生SR開關控制訊號VSR，且例如但不限於根據PWM訊號的上升緣，產生導通脈衝訊號SX，且根據PWM訊號的下降緣，產生不導通脈衝訊號SY。如此一來，功率開關SW例如根據導通脈衝訊號SX而導通一次側繞組W1，根據不導通脈衝訊號SY而不導通一次側繞組W1。相較於先前技術，在本發明中，控制一次側繞組W1導通與不導通的訊號，例如但不限於上述的PWM訊號，與控制SR開關208的SR開關控制訊號VSR，皆產生於二次側。而非如先前技術，其PWM訊號產生於一次側的PWM控制器105，而控制SR開關108的SR開關控制訊號，則由SR控制電路107所產生。也就是說，本發明在正常操作模式中，PWM訊號的產生機制，所根據相關於輸出電壓Vout或輸出電流Iout的反饋訊號FB，與脈寬調變的機制，都是在二次側完成。根據本發明，PWM訊號與SR開關控制訊號，皆產生於二次側，可以有效避免短路貫穿的情況。相對的，在先前技術中，PWM訊號與SR開關控制訊號在變壓器102的不同側產生，即分別在一次側與二次側產生，無法有效避免二次側繞組W2在一次側繞組W1導通時仍然導通的情況。
第3圖顯示根據本發明之PWM訊號、SR開關控制訊號VSR、導通脈衝訊號SX、與不導通脈衝訊號SY之波形示意圖。如圖所示，控制器207例如但不限於根據輸出電壓Vout，或輸出電流Iout，而產生PWM訊號，並據以產生SR開關控制訊號VSR，並根據PWM訊號上升緣產生導通脈衝訊號SX，且根據PWM訊號的下降緣，產生不導通脈衝訊號SY。舉例而言，導通脈衝訊號SX與不導通脈衝訊號SY之脈寬，宜短於200奈秒(nsec)，因此，訊號耦合電路204可例如採用如第2圖所示之脈衝變壓器的形式，其電路尺寸相對較小。或是訊號耦合電路204亦可以採用脈衝光耦合器的形式。在一種較佳的實施例中，本發明根據輸出電壓Vout或輸出電流Iout所產生的回饋訊號FB，而決定PWM訊號的脈寬(pulse width)或工作比(duty ratio)，並例如但不限於可根據回饋訊號FB與二次側繞組W2的電流情況，由這兩個參數同時、或由先發生者、或由其中之一，來決定SR開關控制訊號VSR由高位準轉變為低位準的時點，而不導通SR開關208的時點(以高位準導通、低位準不導通為例)。舉例而言，參閱第3圖，以高位準導通、低位準不導通為例，根據PWM訊號的下降緣，產生不導通脈衝訊號SY後，SR開關控制訊號VSR導通SR開關208；當二次側繞組W2的電流接近零電流時，不導通SR開關208，或是根據PWM訊號的上升緣，在PWM訊號上升之前，將SR開關控制訊號VSR由高位準轉變為低位準，而不導通SR開關208。有關二次側繞組的電流情況，例如可根據SR開關208的跨壓、或是根據SR開關208在圖示左端節點的電壓來判斷。舉例而言，當SR開關208的跨壓的絕對值，降低至代表二次側繞組W2零電流位準之一零電流預設位準，即表示二次側繞組的電流已接近零，而將SR開關控制訊號VSR由高位準轉變為低位準，而不導通SR開關208；或是在PWM訊號上升之前，將SR開關控制訊號VSR由高位準轉變為低位準，而不導通SR開關208；或是根據上述兩種狀況的先發生者，而將SR開關控制訊號VSR由高位準轉變為低位準，而不導通SR開關208。以此機制就可以適切地控制SR開關208的導通時點與關閉 時點，並藉由將導通脈衝訊號SX和不導通脈衝訊號SY傳遞到一次側而控制功率開關SW的導通時點與關閉時點，就可以有效避免短路貫穿的情況。以上所述僅為舉例，本發明雖能達成零電流切換的優點，但並不必須達成此功能，而可改以其他方式在其他時點控制SR開關208的導通與關閉、及功率開關SW的導通與關閉。本發明的重點是將功率開關SW的導通控制之主控權放在二次側，並藉由導通脈衝訊號SX和不導通脈衝訊號SY傳遞到一次側。
第4圖顯示本發明第2圖所示之實施例中，返馳式電源供應器200的一個較具體的實施例。相較於第2圖所示的實施例，本實施例之返馳式電源供應器200，其中的變壓器202更包括輔助繞組W3，用以根據輸出電壓Vout產生輔助電壓VA；且返馳式電源供應器200更包含整流濾波電路203，用以根據輔助電壓VA產生內部供應電壓VDD，以供應電源予驅動器205。此外，在本實施例中，返馳式電源供應器200更包含啟動電阻Rst，用以於輸出電壓Vout低於下限電壓VOL時，根據輸入電壓Vin，產生啟動電壓VST供應予驅動器205。此外，在本實施例中，返馳式電源供應器200更包含電流感測電路206，耦接於功率開關SW，並根據流經功率開關SW之開關電流，產生電流感測訊號CS。此外，在本實施例中，返馳式電源供應器200更包含RC電路209，耦接於控制器207，包括串連的一電阻與一電容，用以提供控制器207補償訊號COM，相關於回饋訊號FB，以作為產生PWM訊號的機制時之回授路徑補償。此外，在本實施例中，返馳式電源供應器200更包含跨壓感測電路，其包括例如但不限於如圖所示之電阻Rtr，耦接於二次側繞組W2與控制器207之間，用以根據SR開關208之跨壓，產生跨壓感測訊號VTR。
此外，在本實施例中，返馳式電源供應器200更包含阻斷開關210，耦接於控制器207，用以根據致能負載訊號ENB而操作。控制器207根據輸出電壓Vout是否達到下限電壓VOL，而決定阻斷開關210導通與不導通，進而決定阻斷 與不阻斷將輸出電壓Vout轉換為負載電壓Vbus，而供應與不供應電源予負載電路(未示出)。舉例而言，當輸出電壓Vout低於下限電壓VOL時，致能負載訊號ENB操作阻斷開關210不導通，而阻斷將輸出電壓Vout轉換為負載電壓Vbus，因此，返馳式電源供應器200不供應電源予負載電路；當輸出電壓Vout不低於下限電壓VOL時，致能負載訊號ENB操作阻斷開關210導通，而不阻斷將輸出電壓Vout轉換為負載電壓Vbus，因此，返馳式電源供應器200供應電源予負載電路。這個機制的設計，是為了使輸出電壓Vout達到下限電壓VOL之後，再供應電源予負載電路，以避免輸出電壓Vout因為負載電路的緣故，無法達到下限電壓VOL，或延長達到下限電壓VOL的時間。
第5圖顯示本發明第2圖所示的實施例中，訊號耦合電路204的另一種實施例。如圖所示，訊號耦合電路204包括如圖所示之脈衝光耦合器，訊號耦合電路204耦接於控制器207與驅動器205之間，用以將導通脈衝訊號SX與不導通脈衝訊號SY，分別轉換為導通觸發訊號SZ1與不導通觸發訊號SZ2，以輸入驅動器205。須說明的是，脈衝變壓器與脈衝光耦合器之輸入與輸出訊號皆為脈衝形式的訊號。
第6圖顯示本發明第2圖所示的實施例中，驅動器205的一個實施例。於輸出電壓Vout未達下限電壓VOL時，且導通脈衝訊號SX或/及不導通脈衝訊號SY未示意返馳式電源供應器200操作於正常操作模式，舉例而言，當輸出電壓Vout低於該下限電壓VOL時，返馳式電源供應器200操作於低壓操作模式，而輸出電壓Vout不低於該下限電壓VOL時，返馳式電源供應器200操作於正常操作模式。驅動器205包括：低壓操作模式導通時間控制電路2051，用以於低壓操作模式中決定一次側繞組W1的導通與不導通時點，但於正常操作模式中則被禁能(disabled)；正常操作模式導通時間控制電路2053，與訊號耦合電路204耦接，用以於正常操作模式中，根據導通觸發訊號SZ1與不導通觸發訊號SZ2，決定一次 側繞組W1的導通與不導通時點；以及開關訊號產生電路2055，與低壓操作模式導通時間控制電路2051及正常操作模式導通時間控制電路2053耦接，用以產生開關訊號GATE以控制功率開關SW。
須說明的是，所謂低壓操作模式導通時間控制電路2051於正常操作模式中則被禁能，例如但不限於受到一禁能訊號而禁能的機制，亦包括因電路其他的操作機制而禁能。舉例而言，當低壓操作模式導通時間控制電路2051所決定開關訊號GATE的頻率，相對於正常操作模式導通時間控制電路2053所決定開關訊號GATE的頻率較低而可以忽略其機制時，也可以視為禁能。
第7圖顯示本發明第6圖所示之驅動器205的一個較具體的實施例。在本實施例中，驅動器205包括：低壓操作模式導通時間控制電路2051、正常操作模式導通時間控制電路2053、與開關訊號產生電路2055。如圖所示，低壓操作模式導通時間控制電路2051包括：取樣保持電路2061、震盪器電路2063、比較器2064、不導通邏輯電路2065、導通邏輯電路2066、以及操作模式切換訊號產生器2068。而正常操作模式導通時間控制電路2053包括與低壓操作模式導通時間控制電路2051共用的不導通邏輯電路2065以及導通邏輯電路2066，用以於輸出電壓Vout不低於下限電壓VOL時，分別以偏壓導通觸發訊號SP與偏壓不導通觸發訊號SN致能與重置正反器電路2067，進而根據偏壓導通觸發訊號SP與偏壓不導通觸發訊號SN產生開關訊號GATE。開關訊號產生電路2055例如但不限於包括正反器電路2067。其中，偏壓導通觸發訊號SP與偏壓不導通觸發訊號SN由偏壓電路2101產生，其耦接於訊號耦合電路204，用以根據導通觸發訊號SZ1與不導通觸發訊號SZ2，分別對應產生偏壓導通觸發訊號SP與偏壓不導通觸發訊號SN。此外，正常操作模式導通時間控制電路2053例如更包括偏壓電路2101，耦接於訊號耦合電路204，用以根據導通觸發訊號SZ1與不導通觸發訊號SZ2，分別對應產生偏壓導通觸發訊號SP與偏壓不導通觸發訊號SN。
請繼續參閱第7圖，在低壓操作模式導通時間控制電路2051中，取樣保持電路2061用以取樣保持輸出電壓Vout之相關訊號，而產生取樣電壓VS。請同時參閱第4圖，變壓器202例如但不限於更包括輔助繞組W3，用以根據輸出電壓Vout產生輔助電壓VA。例如再由分壓電路2070接收輔助電壓VA，取其分壓而產生上述產生輸出電壓Vout之相關訊號，以輸入取樣保持電路2061。操作模式切換訊號產生器2068用以根據導通觸發訊號SZ1及/或不導通觸發訊號SZ2，以及取樣電壓VS，而產生操作模式切換訊號NORMAL。震盪器電路2063與操作模式切換訊號產生器2068耦接，用以根據操作模式切換訊號NORMAL，產生時脈訊號CK1與斜坡訊號SAW1。比較器2064耦接於震盪器電路2063與操作模式切換訊號產生器2068，用以根據斜坡訊號SAW1、操作模式切換訊號NORMAL、與低壓操作模式參考電壓，產生比較訊號CP。
須說明的是，在低壓操作模式中，產生開關訊號GATE的方法，並不限於第7圖所示的方式。只要可以在輸出電壓Vout尚未達到下限電壓VOL，且導通脈衝訊號SX或/及不導通脈衝訊號SY未示意返馳式電源供應器200操作於正常操作模式時，產生足以使輸出電壓Vout上升的機制即可。例如採用閉迴路控制的機制，如電流控制模式(current-mode)、電壓控制模式(voltage-mode)、固定導通時間(constant ON time)控制模式、遲滯控制模式(hysteresis mode)等等方法，使輸出電壓跟隨著一參考電壓而上升。又例如採用開迴路控制的機制，例如，於電流感測訊號CS到達一預設值時，不導通功率開關SW；又如，於功率開關的導通時間到達一個預設時間，不導通功率開關。及其他的控制模式，都可以於低壓操作模式中產生開關訊號GATE。此為本領域中，常用的技術手段，為具有通常知識者所熟知，在此不予贅述。
不導通邏輯電路2065耦接於比較器2064，用以根據比較訊號CP以及偏壓不導通觸發訊號SN，產生重置訊號R輸入正反器電路2067。舉例而言，不 導通邏輯電路2065如圖所示，例如但不限於包括一非邏輯閘與一及邏輯閘，以對偏壓不導通觸發訊號SN作非邏輯運算後，與比較訊號CP作及邏輯運算，而產生重置訊號R。導通邏輯電路2066耦接於震盪器電路2063，用以根據時脈訊號CK1與偏壓導通觸發訊號SP，產生致能訊號作為正反器電路2067的時脈訊號以輸入正反器電路2067。舉例而言，導通邏輯電路2066例如但不限於包括一或邏輯閘，用以對時脈訊號CK1與偏壓導通觸發訊號SP作或邏輯運算，產生致能訊號作為正反器電路2067的時脈訊號以輸入正反器電路2067。其中，當取樣電壓VS示意輸出電壓Vout不低於下限電壓VOL，或導通觸發訊號SZ1及/或不導通觸發訊號SZ2示意一次側繞組W1開始導通與結束導通的時間點時，調整操作模式切換訊號NORMAL，以禁能震盪器電路2063產生時脈訊號CK1與斜坡訊號SAW1，而使開關訊號GATE不根據時脈訊號CK1與/或斜坡訊號SAW1而產生，以使返馳式電源供應器200操作於正常操作模式。其中，當取樣電壓VS示意輸出電壓Vout低於下限電壓VOL，且導通觸發訊號SZ1及/或不導通觸發訊號SZ2未示意一次側繞組W1開始導通與結束導通的時間點時，調整操作模式切換訊號NORMAL，以致能震盪器電路2063產生時脈訊號CK1與斜坡訊號SAW1，而使開關訊號GATE根據時脈訊號CK1與斜坡訊號SAW1而產生，以使返馳式電源供應器200操作於低壓操作模式。須說明的是，正反器電路2067之輸入端耦接整流濾波電路203(請參閱第4圖)，以接收內部供應電壓VDD做為輸入訊號。其中，整流濾波電路203用以根據輔助電壓VA產生內部供應電壓VDD，以供應電源予驅動器205。須說明的是，偏壓導通觸發訊號SP及偏壓不導通觸發訊號SN分別相關於導通觸發訊號SZ1及不導通觸發訊號SZ2，其目的例如但不限於使偏壓導通觸發訊號SP及偏壓不導通觸發訊號SN的位準適於驅動器205的操作。
其中，操作模式切換訊號產生器2068，例如用以偵測偏壓導通觸發訊號SP及/或偏壓不導通觸發訊號SN訊號是否出現，以及輸出電壓Vout是否大 於下限電壓VOL，當偏壓導通觸發訊號SP及/或偏壓不導通觸發訊號SN有出現或是輸出電壓Vout大於下限電壓VOL時，操作模式切換訊號產生器2068產生操作模式切換訊號NORMAL訊號，用以禁能(disabled)震盪器電路2063以及比較器2064，以使導通邏輯電路2066及不導通邏輯電路2065依據偏壓導通觸發訊號SP與偏壓不導通觸發訊號SN來致能與重置正反器電路2067，進而根據偏壓導通觸發訊號SP與偏壓不導通觸發訊號SN產生開關訊號GATE，而不依據時脈訊號CK1與比較訊號CP。
第8圖顯示本發明驅動器205的另一個較具體的實施例。本實施例與第7圖所顯示驅動器205的實施例之不同之處，在於本實施例中，低壓操作模式導通時間控制電路2051更包括類比訊號加法放大器2069，與震盪器電路2063及電流感測電路206耦接，用以根據斜坡訊號SAW1與電流感測訊號CS，產生總和放大電壓訊號SK，總和放大電壓訊號SK與電流感測訊號CS，或電流感測訊號CS及斜坡訊號SAW1之總和為預設比例關係；其中電流感測電路206耦接於功率開關SW，並根據流經功率開關SW之電流，產生電流感測訊號CS。
第9圖顯示上述偏壓電路2101的一個實施例。如圖所示，偏壓電路2101包括比較器2081、比較器2083、與位準偏移器2085。位準偏移器2085接收導通觸發訊號SZ1與不導通觸發訊號SZ2，利用電阻R1、R2、R3、與R4，將導通觸發訊號SZ1與不導通觸發訊號SZ2的位準偏移，以適用於驅動器205內部電路元件的耐壓。一般而言，驅動器205內部電路元件，例如但不限於以數位訊號的位準操作，則位準偏移器2085將導通觸發訊號SZ1與不導通觸發訊號SZ2的位準偏移至適用於數位訊號的位準範圍內操作。電阻R5則為偏壓電路2101提供低輸入阻抗。比較器2081比較導通觸發訊號SZ1與不導通觸發訊號SZ2，例如，當導通觸發訊號SZ1高於不導通觸發訊號SZ2超過一延遲臨界值，比較器2081產生偏壓導通觸發訊號SP。比較器2083比較不導通觸發訊號SZ2與導通觸發訊號SZ1，例如， 當不導通觸發訊號SZ2高於導通觸發訊號SZ1超過另一延遲臨界值，比較器2083產生偏壓不導通觸發訊號SN。
第10圖顯示上述震盪器電路2063的一個實施例。如圖所示，震盪器電路2063包括：斜坡訊號產生電路2091以及比較器與邏輯電路2093(包含比較器2111、2112和邏輯電路2116)。斜坡訊號產生電路2091包括電容Ct，根據時脈訊號CK1及其反相訊號NCK1而充放電，以產生斜坡訊號SAW1。比較器與邏輯電路2093耦接於斜坡訊號產生電路2091，用以分別比較斜坡訊號SAW1與高跳脫電壓VH及低跳脫電壓VL，並分別將比較結果作邏輯運算，以產生時脈訊號CK1及其反相訊號NCK1。操作模式切換訊號產生器2068例如包括禁能電路2095耦接於電容Ct，用以比較取樣電壓VS與臨界電壓VTL，以於輸出電壓Vout不低於下限電壓VOL時，控制放電開關(於後述)使電容Ct放電至參考電位，以禁能震盪器電路2063產生時脈訊號CK1與斜坡訊號SAW1，而使開關訊號GATE不根據時脈訊號CK1與斜坡訊號SAW1而產生，以使返馳式電源供應器200操作於正常操作模式。
第11圖顯示上述震盪器電路2063的一個較具體的實施例。如圖所示，震盪器電路2063包括：斜坡訊號產生電路2091以及比較器與邏輯電路2093。斜坡訊號產生電路2091包括電容Ct，根據時脈訊號CK1及其反相訊號NCK1而充放電，以產生斜坡訊號SAW1。如圖所示，時脈訊號CK1及其反相訊號NCK1分別操作不同的串聯之開關，且不同的串聯之開關分別串聯至電流源並耦接至內部供應電壓VDD與參考電位REF，並根據時脈訊號CK1及其反相訊號NCK1而導通/不導通串聯之開關，而對電容Ct充放電，以產生斜坡訊號SAW1。
請繼續參閱第11圖，比較器與邏輯電路2093耦接於斜坡訊號產生電路2091，其中比較器2111與2112用以分別比較斜坡訊號SAW1與高跳脫電壓VH及低跳脫電壓VL，並分別將比較結果輸入邏輯電路2116作邏輯運算，以產生時脈訊號CK1及其反相訊號NCK1。如圖所示，利用兩反及邏輯閘與兩非邏輯閘， 對上述比較結果作邏輯運算，而產生時脈訊號CK1及其反相訊號NCK1。操作模式切換訊號產生器2068例如包括禁能電路2095耦接於電容Ct，用以比較取樣電壓VS與臨界電壓VTL，以於輸出電壓Vout不低於下限電壓VOL時，控制放電開關2123使電容Ct放電至參考電位REF，以禁能時脈訊號CK1與斜坡訊號SAW1，而使開關訊號GATE不根據時脈訊號CK1與/或斜坡訊號SAW1而產生，以使返馳式電源供應器200操作於正常操作模式。禁能電路2095例如但不限於如圖所示，包括比較器2121與開關2123。比較器2121用以比較取樣電壓VS與臨界電壓VTL，其比較結果用以控制放電開關2123，以決定是否對電容Ct放電。邏輯電路2116例如但不限於包含如圖所示之兩個反及邏輯閘與兩個非邏輯閘，用以對比較器2111與2112所產生之比較結果作邏輯運算，而產生時脈訊號CK1及其反相訊號NCK1。邏輯電路2116中的邏輯閘所執行之邏輯運算為本領域中具有通常知識者所熟知，在此不與贅述。須說明的是，邏輯電路2116中的邏輯閘並不限於如圖所示之兩個反及邏輯閘與兩個非邏輯閘，只要可以達成相同的功能即可，例如可以用其他的邏輯閘或電路取代。
第12A與12B圖顯示本發明驅動器205的另一個較具體的實施例。如第12A圖所示，在本實施例中，驅動器205包括低壓操作模式導通時間控制電路2251、正常操作模式導通時間控制電路2253、與開關訊號產生電路2255。如第12A圖所示，在低壓操作模式導通時間控制電路2251中，請同時參照第4圖，返馳式電源供應器200更包含啟動電阻Rst，以於輸出電壓Vout低於下限電壓VOL時，根據輸入電壓Vin，產生啟動電壓VST供應予驅動器205。當根據相關於輸出電壓Vout之內部供應電壓VDD所產生之致能訊號OE無法致能返馳式電源供應器200操作於正常操作模式，或內部供應電壓VDD禁能返馳式電源供應器200操作於正常操作模式，返馳式電源供應器200操作於低壓操作模式。在本實施中，也就是指根據內部供應電壓VDD所產生之致能訊號OE，禁能驅動器205中開關訊號產 生電路2255之三態緩衝器2283，例如但不限於使三態緩衝器2283具有高阻抗，而使返馳式電源供應器200操作於低壓操作模式。
請繼續參閱第12A圖，啟動電壓VST經由前述啟動電阻Rst，對功率開關SW的寄生電容Cgs充電，而當啟動電壓VST，也就是低壓操作模式下的充電電壓逐漸上升，開關訊號GATE隨之上升，並導通功率開關SW。當功率開關SW導通，一次側繞組W1導通，流經一次側繞組W1的電流，也就是流經電流感測電路206的電流上升。其中，電流感測電路206耦接於功率開關SW，並根據流經功率開關SW之開關電流，產生電流感測訊號CS。當開關訊號GATE上升，開關2263與開關2264也隨著導通，而且當電流感測訊號CS上升至超過二極體D1的順向導通電壓(forward voltage)，開始對電容C1充電，使電壓VC1上升。當電壓VC1上升達到預設電壓Vpdt，開關2265導通，而使得開關2264不導通，並使開關2263也不導通，並使開關2266導通，進而使開關訊號GATE下降。此開關訊號GATE上升與下降的程序，將持續到致能訊號OE致能三態緩衝器2283，使得返馳式電源供應器200操作於正常操作模式簡言之，當三態緩衝器2283被禁能，功率開關SW由上述的操作機制所產生的震盪訊號而操作導通與不導通，藉以使輸出電壓Vout上升，直到三態緩衝器2283被致能，返馳式電源供應器200由操作於低壓操作模式，轉換為操作於正常操作模式。
第12B圖顯示電壓VC1、電流感測訊號CS、與開關訊號GATE的訊號波形示意圖。經由適當選擇上述開關的臨界電壓與上述電阻的電阻值，可以產生如第12B圖所示個訊號的震盪波形。舉例而言，當啟動電阻Rst為1M歐姆，電阻R6為0.5M歐姆，電阻R7為0.5M歐姆，電容C1為10pF，電阻R8為1k歐姆，電阻R9為2k歐姆，電阻R10為2M歐姆，且例如電流感測電路206的電阻為1歐姆。且又例如，開關2266的臨界電壓，高於開關2264的臨界電壓；且開關2266導通時， 流經開關2266的電流，於寄生電容Cgs的跨壓等於功率開關SW的臨界電壓加上0.3V時，高於5mA。
請繼續參閱第12A圖，正常操作模式導通時間控制電路2253包括：偏壓電路2101以及判斷電路2273。其中，偏壓電路2101如前所述，耦接於訊號耦合電路204，用以根據導通觸發訊號SZ1與不導通觸發訊號SZ2，分別對應產生偏壓導通觸發訊號SP與偏壓不導通觸發訊號SN。如圖所示，偏壓導通觸發訊號SP例如用以輸入開關訊號產生電路2255中之正反器2281，而偏壓不導通觸發訊號SN則經過非邏輯閘運算後輸入開關訊號產生電路2255中之正反器2281。判斷電路2273耦接於三態緩衝器2283，用以根據相關於輸出電壓Vout之內部供應電壓VDD，產生致能訊號OE，以於輸出電壓Vout不低於下限電壓VOL時，致能三態緩衝器2283。其中，正反器電路2281根據偏壓導通觸發訊號SP與偏壓不導通觸發訊號SN，決定開關訊號GATE。
第13圖顯示上述判斷電路2273中所包括之遲滯比較電路2274的一個較具體的實施例。如圖所示，遲滯比較電路2274包括齊纳二極體ZD、電阻R10、與遲滯緩衝器HB。其中，齊纳二極體ZD一端接收內部供應電壓VDD，另一端與電阻R10電連接。電阻R10一端與齊纳二極體ZD，另一端與參考電位REF電連接，其中電阻R10的跨壓為臨界電壓VTH。遲滯緩衝器HB電連接於電阻R10與齊纳二極體ZD之間，並產生致能訊號OE。其中，臨界電壓VTH可由齊纳二極體ZD與遲滯緩衝器HB的電性參數設定，使其相關於下限電壓VOL。因此，當輸出電壓Vout未達下限電壓VOL前，三態緩衝器2283被禁能，返馳式電源供應器200操作於低壓操作模式；當輸出電壓Vout達到下限電壓VOL時，三態緩衝器2283被致能，返馳式電源供應器200操作於正常操作模式。
第14圖顯示本發明控制器207的一個實施例。控制器207包括：SR開關控制訊號產生電路2071、脈寬調變訊號產生電路2073、與脈衝訊號產生電路 2075。SR開關控制訊號產生電路2071，例如根據跨壓感測訊號VTR與/或脈寬調變訊號PWM1，產生SR開關控制訊號VSR，以控制SR開關208。脈寬調變訊號產生電路2073耦接於SR開關控制訊號產生電路2071，用以根據相關輸出電壓Vout或輸出電流Iout之反饋訊號FB，產生脈寬調變訊號PWM1。脈衝訊號產生電路2075根據脈寬調變訊號PWM1之第一方向位準變換，例如但不限於如第3圖所示，PWM訊號(脈寬調變訊號PWM1)由低位準轉換為高位準，而產生導通脈衝訊號SX，又根據PWM訊號(脈寬調變訊號PWM1)之第二方向位準變換，例如但不限於如第3圖所示，PWM訊號(脈寬調變訊號PWM1)由高位準轉換為低位準，而產生不導通脈衝訊號SY。
第15圖顯示本發明控制器207的一個實施例。其中，脈寬調變訊號產生電路2073包括：震盪器2301、比較器2302、以及正反器2303。其中，震盪器2301用以產生時脈訊號CK2與斜坡訊號SAW2。比較器2302，耦接於震盪器2301，用以根據相關於反饋訊號FB之補償訊號COM與斜坡訊號SAW2，產生重置訊號R。正反器2303與震盪器2301及比較器2302耦接，用以根據時脈訊號CK2與重置訊號R，以及內部電壓Vcc，產生脈寬調變訊號PWM1。
第16圖顯示本發明控制器207的另一個較具體的實施例。相較於第15圖所示的實施例，在本實施例中，其中脈寬調變訊號產生電路2073更包括微處理器2304，以根據自微處理器2304接收之設定訊號，以設定輸出電壓Vout之目標位準；其中，脈寬調變訊號產生電路2073更根據目標位準，而調整脈寬調變訊號PWM1，以使輸出電壓Vout可以達到目標位準。返馳式電源供應器200，較佳地更包含跨壓感測電路，例如但不限於包括如第4圖所示之電阻Rtr，跨壓感測電路耦接於二次側繞組W2與控制器207之間，用以根據SR開關208之跨壓，產生跨壓感測訊號VTR，以輸入本實施例中之SR開關控制訊號產生電路2071，且控制器207更根據跨壓感測訊號VTR，產生SR開關控制訊號，以控制SR開關208。
第17圖顯示本發明脈衝訊號產生電路2075的一個較具體的實施例。如圖所示，脈衝訊號產生電路2075包括：導通延遲電路2311、導通邏輯電路2312、不導通延遲電路2313、以及不導通邏輯電路2314。導通延遲電路2311，耦接於SR開關控制訊號產生電路2071，用以延遲PWM訊號PWM2之反相訊號一段脈衝時間，而產生導通延遲PWM訊號NDPWM2。導通邏輯電路2312，耦接於導通延遲電路2311，用以根據該PWM訊號PWM2與導通延遲PWM訊號NDPWM2作邏輯運算，以根據PWM訊號PWM2之第一方向位準變換，例如但不限於如第3圖所示，PWM訊號由低位準轉變為高位準時，而產生導通脈衝訊號SX。不導通延遲電路2313耦接於SR開關控制訊號產生電路2071，用以延遲PWM訊號PWM2該段脈衝時間，而產生不導通延遲PWM訊號FDPWM2。不導通邏輯電路2314耦接於不導通延遲電路2313，用以根據PWM訊號PWM2之反相訊號與不導通延遲PWM訊號PWM2作邏輯運算，以根據PWM訊號PWM2之第二方向位準變換，例如但不限於如第3圖所示，PWM訊號由高位準轉變為低位準時，而產生不導通脈衝訊號SY。其中，導通邏輯電路2312例如但不限於如圖所示包括非邏輯閘與及邏輯閘，以及緩衝器。不導通邏輯電路2314例如但不限於如圖所示包括非邏輯閘與及邏輯閘，以及緩衝器。
第18圖顯示本發明脈衝訊號產生電路2075的一個較具體的實施例。如圖所示，控制器207更包括阻斷電路211，其具有：阻斷比較器2411以及阻斷邏輯電路2413。阻斷比較器2411用以根據反饋訊號FB與相關於下限電壓VOL之臨界電壓VTL，產生阻斷比較訊號ENC。阻斷邏輯電路2413，例如但不限於如圖所示包括及邏輯閘，耦接於阻斷比較器2411，用以對阻斷比較訊號ENC與阻斷控制訊號CTR，作邏輯運算，而產生致能負載訊號ENB。其中，致能負載訊號ENB用以操作阻斷開關210，而阻斷與不阻斷將輸出電壓Vout轉換為負載電壓Vbus，而供應負載電路。其中，微處理器2304產生阻斷控制訊號CTR，且阻斷邏輯電路 2413於輸出電壓Vout達到下限電壓VOL，並根據阻斷控制訊號CTR，產生致能負載訊號ENB，以決定阻斷開關210導通與不導通，進而決定阻斷與不阻斷將輸出電壓Vout轉換為負載電壓Vbus。
以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化。例如，各實施例中圖示直接連接的兩電路或元件間，可插置不影響主要功能的其他電路或元件，因此「耦接」應視為包括直接和間接連接。又如，電阻或分壓電路並非僅限於電阻元件，亦可以其他電路，如電晶體電路等取代。再如，誤差放大器電路與比較器電路之正負端可以互換，僅需對應修改相關電路或是訊號高低位準的意義即可；又再如，控制電路外部的訊號(例如但不限於回授訊號)，在取入控制電路內部進行處理或運算時，可能經過電壓電流轉換、電流電壓轉換、比例轉換等，因此，本發明所稱「根據某訊號進行處理或運算」，不限於根據該訊號的本身，亦包含於必要時，將該訊號進行上述轉換後，根據轉換後的訊號進行處理或運算。再例如，所有實施例中的變化，可以交互採用，例如第8圖實施例中之偏壓電路2101，也可以應用於第11圖的實施例，等等。凡此種種，皆可根據本發明的教示類推而得，因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。
101‧‧‧整流電路
200‧‧‧返馳式電源供應器
202‧‧‧變壓器
204‧‧‧訊號耦合電路
205‧‧‧驅動器
207‧‧‧控制器
208‧‧‧SR開關
GATE‧‧‧開關訊號
GND‧‧‧接地電位
Iout‧‧‧輸出電流
REF‧‧‧參考電位
SW‧‧‧功率開關
SX‧‧‧導通脈衝訊號與
SY‧‧‧不導通脈衝訊號
SZ1‧‧‧導通觸發訊號
SZ2‧‧‧不導通觸發訊號
Vac‧‧‧交流電壓
Vin‧‧‧輸入電壓
Vout‧‧‧輸出電壓
VSR‧‧‧SR開關控制訊號
W1‧‧‧一次側繞組
W2‧‧‧二次側繞組

Claims (27)

  1. 一種返馳式電源供應器，包含：一變壓器，具有一次側繞組，以接收一輸入電壓；以及二次側繞組，以產生一輸出電壓；一功率開關，耦接於該一次側繞組，用以控制該一次側繞組的導通時間；一驅動器，位於該變壓器之一次側，用以產生一開關訊號以控制該功率開關；一同步整流(synchronous rectification,SR)開關，耦接於該二次側繞組，用以控制該二次側繞組的導通時間，以對應於該一次側繞組不導通時導通；一控制器，位於該變壓器之二次側，耦接於該SR開關，用以於一正常操作模式中，控制該SR開關，並產生一導通脈衝訊號與一不導通脈衝訊號；以及一訊號耦合電路，耦接於該控制器與該驅動器之間，用以將該導通脈衝訊號與該不導通脈衝訊號，分別轉換為一導通觸發訊號與一不導通觸發訊號，以輸入該驅動器；其中，於該輸出電壓到達或超過一下限電壓時，該返馳式電源供應器操作於該正常操作模式，且該驅動器於該正常操作模式中，根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號，產生該開關訊號，以分別決定該一次側繞組開始導通與結束導通的時間點；其中於該輸出電壓未達一下限電壓時，該返馳式電源供應器操作於一低壓操作模式，該驅動器包括： 一低壓操作模式導通時間控制電路，用以於該低壓操作模式中決定該一次側繞組的導通與不導通時點，但於該正常操作模式中則被禁能(disabled)；一正常操作模式導通時間控制電路，與該訊號耦合電路耦接，用以於該正常操作模式中，根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號，決定該一次側繞組的導通與不導通時點；以及一開關訊號產生電路，與該低壓操作模式導通時間控制電路及該正常操作模式導通時間控制電路耦接，用以產生該開關訊號以控制該功率開關。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之返馳式電源供應器，其中該開關訊號產生電路包含一正反器電路。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之返馳式電源供應器，其中該低壓操作模式導通時間控制電路包括：一取樣保持電路，用以取樣保持該輸出電壓之一相關訊號，而產生一取樣電壓；一操作模式切換訊號產生器，用以根據該導通觸發訊號及/或該不導通觸發訊號，以及該取樣電壓，而產生一操作模式切換訊號；一震盪器電路，與該操作模式切換訊號產生器耦接，用以根據該操作模式切換訊號，產生一時脈訊號與一斜坡訊號；一比較器，耦接於該震盪器電路與該操作模式切換訊號產生器，用以根據該斜坡訊號、該操作模式切換訊號、與一低壓操作模式參考電壓，產生一比較訊號；一不導通邏輯電路，耦接於該比較器，用以根據該比較訊號以及該不導通觸發訊號，產生一重置訊號輸入該正反器電路；以及 一導通邏輯電路，耦接於該震盪器電路，用以根據該時脈訊號與該導通觸發訊號，產生一致能訊號輸入該正反器電路；其中，當該取樣電壓示意該輸出電壓不低於該下限電壓，或該導通觸發訊號及/或該不導通觸發訊號示意該一次側繞組開始導通與/或結束導通的時間點時，調整該操作模式切換訊號，以禁能該震盪器電路產生該時脈訊號與該斜坡訊號，而使該開關訊號不根據該時脈訊號與/或該斜坡訊號而產生，以使該返馳式電源供應器操作於該正常操作模式；其中，當該取樣電壓示意該輸出電壓低於該下限電壓，且該導通觸發訊號及該不導通觸發訊號未示意該一次側繞組開始導通與結束導通的時間點時，調整該操作模式切換訊號，以致能該震盪器電路產生該時脈訊號與該斜坡訊號，而使該開關訊號根據該時脈訊號與該斜坡訊號而產生，以使該返馳式電源供應器操作於該低壓操作模式。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之返馳式電源供應器，其中該震盪器電路包括：一斜坡訊號產生電路，包括一電容，根據該時脈訊號及其反相訊號而充放電，以產生該斜坡訊號；以及一比較器與邏輯電路，耦接於該斜坡訊號產生電路，用以分別比較該斜坡訊號與一高跳脫電壓及一低跳脫電壓，並分別將比較結果作邏輯運算，以產生該時脈訊號及其反相訊號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之返馳式電源供應器，其中該操作模式切換訊號產生器包括一禁能電路，耦接於該電容，用以比較該取樣電壓與一臨界電壓，以於該輸出電壓不低於該下限電壓時，控制一放電開關使該電容放電至一參考電位，以禁能該震盪器電路產生該時脈訊號與該斜坡訊 號，而使該開關訊號不根據該時脈訊號與/或該斜坡訊號而產生，以使該返馳式電源供應器操作於該正常操作模式。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之返馳式電源供應器，其中該低壓操作模式導通時間控制電路更包括一類比訊號加法放大器，與該震盪器電路及一電流感測電路耦接，用以根據該斜坡訊號與一電流感測訊號，產生一總和放大電壓訊號，該總和放大電壓訊號與該電流感測訊號，或該電流感測訊號及該斜坡訊號之總和為一預設比例關係；其中該電流感測電路耦接於該功率開關，並根據流經該功率開關之一開關電流，產生該電流感測訊號。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之返馳式電源供應器，其中該正常操作模式導通時間控制電路包括：一偏壓電路，耦接於該訊號耦合電路，用以根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號，分別對應產生一偏壓導通觸發訊號與一偏壓不導通觸發訊號；以及一判斷電路，用以根據相關於該輸出電壓之一內部供應電壓，產生一致能訊號；其中，該正反器電路根據該偏壓導通觸發訊號與該偏壓不導通觸發訊號，決定該開關訊號。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之返馳式電源供應器，其中該開關訊號產生電路更包含一三態緩衝器，耦接於該正反器電路與該判斷電路，其中，當該輸出電壓不低於下限電壓時，根據該致能訊號，以致能該三態緩衝器，且該三態緩衝器之致能，禁能了該低壓操作模式導通時間控制電路，使該開關訊號根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號而決定。
  9. 一種返馳式電源供應器，包含： 一變壓器，具有一次側繞組，以接收一輸入電壓；以及二次側繞組，以產生一輸出電壓；一功率開關，耦接於該一次側繞組，用以控制該一次側繞組的導通時間；一驅動器，位於該變壓器之一次側，用以產生一開關訊號以控制該功率開關；一同步整流(synchronous rectification,SR)開關，耦接於該二次側繞組，用以控制該二次側繞組的導通時間，以對應於該一次側繞組不導通時導通；一控制器，位於該變壓器之二次側，耦接於該SR開關，用以於一正常操作模式中，控制該SR開關，並產生一導通脈衝訊號與一不導通脈衝訊號；以及一訊號耦合電路，耦接於該控制器與該驅動器之間，用以將該導通脈衝訊號與該不導通脈衝訊號，分別轉換為一導通觸發訊號與一不導通觸發訊號，以輸入該驅動器；其中，於該輸出電壓到達或超過一下限電壓時，該返馳式電源供應器操作於該正常操作模式，且該驅動器於該正常操作模式中，根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號，產生該開關訊號，以分別決定該一次側繞組開始導通與結束導通的時間點；其中該控制器包括：一SR開關控制訊號產生電路，根據一跨壓感測訊號與/或一脈寬調變訊號，產生一SR開關控制訊號，以控制該SR開關；一脈寬調變訊號產生電路，耦接於該SR開關控制訊號產生電路，用以根據相關於該輸出電壓或一輸出電流之一反饋訊號，產生該脈寬調變訊號；以及 一脈衝訊號產生電路，根據該脈寬調變訊號，之第一方向位準變換，而產生該導通脈衝訊號，又根據該脈寬調變訊號之第二方向位準變換，而產生該不導通脈衝訊號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之返馳式電源供應器，更包含一跨壓感測電路，耦接於該二次側繞組與該控制器之間，用以根據該SR開關之跨壓，產生該跨壓感測訊號。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之返馳式電源供應器，其中該脈寬調變訊號產生電路包括：一震盪器，用以產生一時脈訊號與一斜坡訊號；一比較器，耦接於該震盪器，用以根據該反饋訊號與該斜坡訊號，產生一重置訊號；以及一正反器，與該震盪器及該比較器耦接，用以根據該時脈訊號與該重置訊號，產生該脈寬調變訊號。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之返馳式電源供應器，其中該脈衝訊號產生電路包括：一導通延遲電路，耦接於該脈寬調變訊號產生電路，用以延遲該PWM訊號之反相訊號一段脈衝時間，而產生一導通延遲PWM訊號；一導通邏輯電路，耦接於該導通延遲電路，用以根據該PWM訊號與該導通延遲PWM訊號作邏輯運算，以根據該PWM訊號之第一方向位準變換，而產生該導通脈衝訊號；一不導通延遲電路，耦接於該脈寬調變訊號產生電路，用以延遲該PWM訊號該段脈衝時間，而產生一不導通延遲PWM訊號；以及 一不導通邏輯電路，耦接於該不導通延遲電路，用以根據該PWM訊號之反相訊號與該不導通延遲PWM訊號作邏輯運算，以根據該PWM訊號之第二方向位準變換，而產生該不導通脈衝訊號。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之返馳式電源供應器，其中該脈寬調變訊號產生電路更包括一微處理器，其中該微處理器接收一設定訊號，以設定該輸出電壓之一目標位準，其中，該脈寬調變訊號產生電路更根據該目標位準，而調整該脈寬調變訊號。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之返馳式電源供應器，其中該控制器更包括一阻斷電路，其具有：一阻斷比較器，用以根據該反饋訊號與相關於該下限電壓之一臨界電壓，產生一阻斷比較訊號；以及一阻斷邏輯電路，耦接於該阻斷比較器，用以對該阻斷比較訊號與一阻斷控制訊號，作邏輯運算，而產生一致能負載訊號；其中，該致能負載訊號用以操作一阻斷開關，而阻斷與不阻斷將該輸出電壓轉換為一負載電壓，而供應一負載電路；其中，該微處理器產生該阻斷控制訊號，且該阻斷邏輯電路於該輸出電壓達到該下限電壓，並根據該阻斷控制訊號，產生一致能負載訊號，以決定該阻斷開關導通與不導通，進而決定阻斷與不阻斷將該輸出電壓轉換為該負載電壓。
  15. 一種返馳式電源供應器之控制器，該返馳式電源供應器包含一變壓器，具有一次側繞組，以接收一輸入電壓；以及二次側繞組，以產生一輸出電壓；一功率開關，耦接於該一次側繞組，用以控制該一次側繞組的導通時間；一驅動器，位於該變壓器之一次側，用以產生一開關訊號以控制該功率開關；一同步整流(synchronous rectification,SR)開關，耦接於該二 次側繞組，用以控制該二次側繞組的導通時間，以對應於該一次側繞組導通時不導通；該控制器，位於該變壓器之二次側，耦接於該SR開關，用以於一正常操作模式中，控制該SR開關，並產生一導通脈衝訊號與一不導通脈衝訊號；以及一訊號耦合電路，耦接於該控制器與該驅動器之間，用以將該導通脈衝訊號與該不導通脈衝訊號，分別轉換為一導通觸發訊號與一不導通觸發訊號，以輸入該驅動器；其中，於該輸出電壓到達一下限電壓時，該返馳式電源供應器操作於該正常操作模式，且該驅動器於該正常操作模式中，根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號，產生該開關訊號，以分別決定該一次側繞組開始導通與結束導通的時間點；該控制器包含：一SR開關控制訊號產生電路，根據一跨壓感測訊號與/或一脈寬調變訊號，產生一SR開關控制訊號，以控制該SR開關；一脈寬調變訊號產生電路，耦接於該SR開關控制訊號產生電路，用以根據相關於該輸出電壓或一輸出電流之一反饋訊號，產生該脈寬調變訊號；以及一脈衝訊號產生電路，根據該脈寬調變訊號之第一方向位準變換，而產生該導通脈衝訊號，又根據該脈寬調變訊號之第二方向位準變換，而產生該不導通脈衝訊號。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之返馳式電源供應器之控制器，其中該脈寬調變訊號產生電路包括：一震盪器，用以產生一時脈訊號與一斜坡訊號；一比較器，耦接於該震盪器，用以根據該反饋訊號與該斜坡訊號，產生一重置訊號；以及一正反器，與該震盪器及該比較器耦接，用以根據該時脈訊號與該重置訊號，產生該脈寬調變訊號。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之返馳式電源供應器之控制器，其中該脈衝訊號產生電路包括：一導通延遲電路，耦接於該脈寬調變訊號產生電路，用以延遲該PWM訊號之反相訊號一段脈衝時間，而產生一導通延遲PWM訊號；一導通邏輯電路，耦接於該導通延遲電路，用以根據該PWM訊號與該導通延遲PWM訊號作邏輯運算，以根據該PWM訊號之第一方向位準變換，而產生該導通脈衝訊號；一不導通延遲電路，耦接於該脈寬調變訊號產生電路，用以延遲該PWM訊號該段脈衝時間，而產生一不導通延遲PWM訊號；以及一不導通邏輯電路，耦接於該不導通延遲電路，用以根據該PWM訊號之反相訊號與該不導通延遲PWM訊號作邏輯運算，以根據該PWM訊號之第二方向位準變換，而產生該不導通脈衝訊號。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之返馳式電源供應器之控制器，其中該脈寬調變訊號產生電路更包括一微處理器，其中該微處理器接收一設定訊號，以設定該輸出電壓之一目標位準，其中，該脈寬調變訊號產生電路更根據該目標位準，而調整該脈寬調變訊號。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之返馳式電源供應器之控制器，其中該控制器更包括一阻斷電路，其具有：一阻斷比較器，用以根據該反饋訊號與相關於該下限電壓之一臨界電壓，產生一阻斷比較訊號；以及一阻斷邏輯電路，耦接於該阻斷比較器，用以對該阻斷比較訊號與一阻斷控制訊號，作邏輯運算，而產生一致能負載訊號；其中，該致能負載訊號用以操作一阻斷開關，而阻斷與不阻斷將該輸出電壓轉換為一負載電壓，而供應一負載電路； 其中，該微處理器產生該阻斷控制訊號，且該阻斷邏輯電路於該輸出電壓達到該下限電壓，且根據該阻斷控制訊號，決定該阻斷開關導通與不導通，進而決定阻斷與不阻斷將該輸出電壓轉換為該負載電壓。
  20. 一種返馳式電源供應器之驅動器，該返馳式電源供應器包含一變壓器，具有一次側繞組，以接收一輸入電壓；以及二次側繞組，以產生一輸出電壓；一功率開關，耦接於該一次側繞組，用以控制該一次側繞組的導通時間；該驅動器，位於該變壓器之一次側，用以產生一開關訊號以控制該功率開關；一同步整流(synchronous rectification,SR)開關，耦接於該二次側繞組，用以控制該二次側繞組的導通時間，以對應於該一次側繞組導通時不導通；一控制器，位於該變壓器之二次側，耦接於該SR開關，用以於一正常操作模式中，控制該SR開關，並產生一導通脈衝訊號與一不導通脈衝訊號；以及一訊號耦合電路，耦接於該控制器與該驅動器之間，用以將該導通脈衝訊號與該不導通脈衝訊號，分別轉換為一導通觸發訊號與一不導通觸發訊號，以輸入該驅動器；其中，於該輸出電壓到達一下限電壓時，該返馳式電源供應器操作於該正常操作模式，且該驅動器於該正常操作模式中，根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號，產生該開關訊號，以分別決定該一次側繞組開始導通與結束導通的時間點；其中，於該輸出電壓未達一下限電壓時，該返馳式電源供應器操作於一低壓操作模式；該驅動器包含：一低壓操作模式導通時間控制電路，用以於該低壓操作模式中決定該開關訊號的導通與不導通時點，但於該正常操作模式中則被禁能(disabled)；一正常操作模式導通時間控制電路，與該訊號耦合電路耦接，用以於該正常操作模式中，根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號，決定該開關訊號的導通與不導通時點；以及 一開關訊號產生電路，與該低壓操作模式導通時間控制電路及該正常操作模式導通時間控制電路耦接，用以產生該開關訊號以控制該功率開關。
  21. 如申請專利範圍第20項所述返馳式電源供應器之驅動器，其中該開關訊號產生電路包含一正反器電路。
  22. 如申請專利範圍第20項所述返馳式電源供應器之驅動器，其中該低壓操作模式導通時間控制電路包括：一取樣保持電路，用以取樣保持該輸出電壓之一相關訊號，而產生一取樣電壓；一操作模式切換訊號產生器，用以根據該導通觸發訊號及/或該不導通觸發訊號，以及該取樣電壓，而產生一操作模式切換訊號；一震盪器電路，與該操作模式切換訊號產生器耦接，用以根據該操作模式切換訊號，產生一時脈訊號與一斜坡訊號；一比較器，耦接於該震盪器電路與該操作模式切換訊號產生器，用以根據該斜坡訊號、該操作模式切換訊號、與一低壓操作模式參考電壓，產生一比較訊號；一不導通邏輯電路，耦接於該比較器，用以根據該比較訊號以及該不導通觸發訊號，產生一重置訊號輸入該正反器電路；以及一導通邏輯電路，耦接於該震盪器電路，用以根據該時脈訊號與該導通觸發訊號，產生一致能訊號輸入該正反器電路；其中，當該取樣電壓示意該輸出電壓不低於該下限電壓，或/及該導通觸發訊號及/或該不導通觸發訊號示意該一次側繞組開始導通與結束導通的時間點時，調整該操作模式切換訊號，以禁能該震盪器電路產生該時脈訊號與該斜坡訊號，而使該開關訊號不根據該時脈訊號與/或該斜坡訊號而產生，以使該返馳式電源供應器操作於該正常操作模式； 其中，當該取樣電壓示意該輸出電壓低於該下限電壓，且該導通觸發訊號及/或該不導通觸發訊號未示意該一次側繞組開始導通與結束導通的時間點時，調整該操作模式切換訊號，以致能該震盪器電路產生該時脈訊號與該斜坡訊號，而使該開關訊號根據該時脈訊號與該斜坡訊號而產生，以使該返馳式電源供應器操作於該低壓操作模式。
  23. 如申請專利範圍第22項所述返馳式電源供應器之驅動器，其中該震盪器電路包括：一斜坡訊號產生電路，包括一電容，根據該時脈訊號及其反相訊號而充放電，以產生該斜坡訊號；以及一比較器與邏輯電路，耦接於該斜坡訊號產生電路，用以分別比較該斜坡訊號與一高跳脫電壓及一低跳脫電壓，並分別將比較結果作邏輯運算，以產生該時脈訊號及其反相訊號。
  24. 如申請專利範圍第23項所述返馳式電源供應器之驅動器，其中該操作模式切換訊號產生器包括一禁能電路，耦接於該電容，用以比較該取樣電壓與一臨界電壓，以於該輸出電壓不低於該下限電壓時，控制一放電開關使該電容放電至一參考電位，以禁能該震盪器電路產生該時脈訊號與該斜坡訊號，而使該開關訊號不根據該時脈訊號與/或該斜坡訊號而產生，以使該返馳式電源供應器操作於該正常操作模式。
  25. 如申請專利範圍第23項所述返馳式電源供應器之驅動器，其中該低壓操作模式導通時間控制電路更包括一類比訊號加法放大器，與該震盪器電路及一電流感測電路耦接，用以根據該斜坡訊號與一電流感測訊號，產生一總和放大電壓訊號，該總和放大電壓訊號與該電流感測訊號，或該電流感測訊號及該斜坡訊號之總和為一預設比例關係；其中該電流感測電 路耦接於該功率開關，並根據流經該功率開關之一開關電流，產生該電流感測訊號。
  26. 如申請專利範圍第21項所述返馳式電源供應器之驅動器，其中該正常操作模式導通時間控制電路包括：一偏壓電路，耦接於該訊號耦合電路，用以根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號，分別對應產生一偏壓導通觸發訊號與一偏壓不導通觸發訊號；以及一判斷電路，用以根據相關於該輸出電壓之一內部供應電壓，產生一致能訊號；其中，該正反器電路根據該導通時點訊號與該不導通時點訊號，決定該開關訊號。
  27. 如申請專利範圍第26項所述返馳式電源供應器之驅動器，其中該開關訊號產生電路更包含一三態緩衝器，耦接於該正反器電路與該判斷電路，其中，當該輸出電壓不低於下限電壓時，根據該致能訊號，以致能該三態緩衝器，且該三態緩衝器之致能，禁能了該低壓操作模式導通時間控制電路，使該開關訊號根據該導通觸發訊號與該不導通觸發訊號而決定。
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