TWI690139B - 返馳式電源供應電路及其中之控制電路與控制方法 - Google Patents

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Abstract

一種返馳式電源供應電路,包含:變壓器;一次側開關,用以切換一次側繞組以將輸入電壓,轉換為輸出電壓以及內部電壓;一次側控制電路,受電於內部電壓,用以根據回授訊號而產生切換訊號以操作一次側開關;二次側控制電路,用以根據輸出電壓,產生回授訊號;以及假性負載電路,耦接於輸出電壓,且假性負載電路於輸出電壓下降至或低於預設電壓閾值時,產生假性負載電流,以決定回授訊號,進而使內部電壓不低於內部電壓閾值;其中,假性負載電路,於輸出電壓超過預設電壓閾值時,將假性負載電流調整為零電流。

Description

返馳式電源供應電路及其中之控制電路與控制方法
本發明係有關一種返馳式電源供應電路,特別是指一種具有假性負載電路之返馳式電源供應電路。本發明也有關於用於返馳式電源供應電路中之控制電路與控制方法。
先前技術之返馳式電源供應電路,用以將輸入電壓轉換為輸出電壓。其中,返馳式電源供應電路具有變壓器,其包括以電磁感應(electromagnetic induction)彼此耦接之一次側繞組、二次側繞組以及輔助繞組,其中一次繞組電性耦接於輸入電壓。
切換訊號操作一次側開關,而控制一次側繞組的導通時間,以在二次側繞組產生輸出電壓,並在輔助繞組產生內部電壓。其中,內部電壓用以供應一次側控制電路電源。一次側控制電路根據輸出電壓而調整一次側開關的切換訊號,以將輸出電壓調節於預設的目標位準。為了使一次側控制電路正常運作,以產生切換訊號調節輸出電壓,內部電壓必須維持不低於內部電壓閾值。
此外,輸出電壓的目標位準,為了應用在不同的狀況,而可以有不同設定,這是為了增加返馳式電源供應電路的應用範圍而設計。一 般而言,當輸出電壓耦接的負載電路為輕載,或是無載的情況下,輸出電壓的目標位準會被降低。然而,由於一次側控制電路係根據輸出電壓而調節切換訊號,並未根據內部電壓而調節切換訊號;因此,當輸出電壓的目標位準降低時,切換訊號的工作比可能因為過低,而導致內部電壓低於內部電壓閾值,造成一次側控制電路無法正常操作。
更進一步而言,當一次側控制電路產生切換訊號,操作一次側開關,而將輸出電壓維持於目標位準的情況下,由於輸出電壓耦接於輕載或無載的負載電路,以致切換訊號中的工作比(duty ratio)相對較低,也就是切換訊號中,脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號的導通時段相對較短,而不導通時段相對較長,導致在PWM訊號的不導通時段中,即使輸出電壓維持在目標位準,內部電壓也會低於內部電壓閾值,造成一次側控制電路無法正常操作。其中,前述的「輕載」,係指負載電路所消耗的電能,低於維持內部電壓不低於內部電壓閾值所需要的電能的情況。
簡言之,當輸出電壓的目標位準設定在某個位準以下,會因為輸出電壓耦接於輕載或無載的情況,使得內部電壓無法維持在不低於內部電壓閾值,造成一次側控制電路無法正常操作。
因此,本發明就先前技術之不足,提出一種具有假性負載電路之返馳式電源供應電路,以維持內部電壓不低於內部電壓閾值。本發明也有關於用於返馳式電源供應電路中之控制電路與控制方法。
就其中一個觀點言,本發明提供了一種返馳式電源供應電路,包含:一變壓器,其包括以電磁感應(electromagnetic induction)彼此耦接之一一次側繞組、一二次側繞組以及一輔助繞組,其中該一次繞組電性 耦接於一輸入電壓;一一次側開關,耦接於該一次側繞組,用以切換該一次側繞組以將該輸入電壓,轉換為一輸出電壓於該二次側繞組,以及一內部電壓於該輔助繞組;一一次側控制電路,受電於該內部電壓,用以根據一回授訊號而產生一切換訊號以操作該一次側開關;一二次側控制電路,用以根據該輸出電壓,產生該回授訊號;以及一假性(dummy)負載電路,耦接於該輸出電壓,且該假性負載電路於該輸出電壓下降至或低於一預設電壓閾值時,產生一假性負載電流,流經該假性負載電路,以決定該回授訊號,進而使該內部電壓不低於一內部電壓閾值;其中,該假性負載電路,於該輸出電壓超過該預設電壓閾值時,將該假性負載電流調整為零電流。
就另一個觀點言,本發明也提供了一種控制電路,用於一返馳式電源供應器中,用以控制該返馳式電源供應電路,該控制電路包含:一一次側控制電路,受電於一內部電壓,用以根據一回授訊號而產生一切換訊號以操作一一次側開關,其中該一次側開關耦接於一變壓器之一一次側繞組,用以切換該一次側繞組,以將一輸入電壓,轉換為一輸出電壓於該變壓器之一二次側繞組,以及該內部電壓於該變壓器之一輔助繞組;一二次側控制電路,用以根據該輸出電壓,產生該回授訊號;以及一假性(dummy)負載電路,耦接於該輸出電壓,且該假性負載電路於該輸出電壓下降至或低於一預設電壓閾值時,產生一假性負載電流,流經該假性負載電路,以決定該回授訊號,進而使該內部電壓不低於一內部電壓閾值;其中,該假性負載電路,於該輸出電壓超過該預設電壓閾值時,將該假性負載電流調整為零電流。
在一較佳實施例中,該假性負載電路於該輸出電壓低於該預設電壓閾值時,適應性調整該假性負載電流,以決定該回授訊號。
在一較佳實施例中,該二次側控制電包括:一二次側分壓電路,與該假性負載電路並聯,共同電連接於該輸出電壓,用以根據該輸出電壓,產生一二次側分壓;以及一二次側比較電路,與該二次側分壓電路耦接,用以比較該二次側分壓與一二次側參考電壓,產生該回授訊號。
在一較佳實施例中,返馳式電源供應電路更包含一耦合電路,耦接於該一次側控制電路與該二次側控制電路之間,以非接觸方式將該回授訊號轉換為一耦合回授訊號,以輸入該一次側電路。
在一較佳實施例中,該假性負載電路包括:一第一緩衝器,用以根據該輸出電壓,產生一假性輸出電壓;一第二緩衝器,用以根據該預設電壓閾值,產生一假性參考電壓;以及一阻抗電路,耦接於該第一緩衝器與該第二緩衝器之間,用以根據該假性輸出電壓與該假性參考電壓之一電壓差,產生該假性負載電流。
在前述的實施例中,該第一緩衝器較佳地包括:一假性分壓電路,用以根據該輸出電壓,產生該假性輸出電壓;以及一第一單位增益緩衝電路,與該假性分壓電路耦接,用以將該假性輸出電壓提供給該阻抗電路之一第一電阻端。
在前述的實施例中,該第二緩衝器較佳地包括一第二單位增益緩衝電路,與該阻抗電路耦接,用以將該假性參考電壓提供給該阻抗電路之一第二電阻端。
在前述的實施例中,該阻抗電路較佳地包括:一電阻,具有該第一電阻端與該第二電阻端;以及一電流鏡電路,與該電阻耦接,用以根據流經該電阻之電流,產生該假性負載電流。
就另一個觀點言,本發明也提供了一種控制方法,用以控制一返馳式電源供應電路,該控制方法包含:根據一回授訊號而產生一切換 訊號以操作一一次側開關,其中該一次側開關耦接於一變壓器之一一次側繞組,用以切換該一次側繞組,以將一輸入電壓,轉換為一輸出電壓於該變壓器之一二次側繞組,以及一內部電壓於該變壓器之一輔助繞組;根據該輸出電壓,產生該回授訊號;於該輸出電壓下降至或低於一預設電壓閾值時,產生一假性負載電流,以決定該回授訊號,進而使該內部電壓不低於一內部電壓閾值;以及於該輸出電壓超過該預設電壓閾值時,將該假性負載電流調整為零電流。
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:返馳式電源供應電路
101:整流電路
102:變壓器
103:一次側開關
104:一次側控制電路
105:二次側控制電路
106:假性負載電路
107:耦合電路
108:電流感測電路
111:二次側分壓電路
113:二次側比較電路
121:第一緩衝器
123:第二緩衝器
125:阻抗電路
131:假性分壓電路
133:第一單位增益緩衝電路
141:電阻
143,145:電流鏡電路
CS:電流感測訊號
GATE:切換訊號
GND:接地電位
IDL:假性負載電流
N21,N22,N31,N32:節點
ND1:第一電阻端
ND2:第二電阻端
REF:參考電位
Sfb:回授訊號
Vac:交流電壓
VDD:內部電壓
Vin:輸入電壓
Vo1:二次側分壓
Vo2:假性輸出電壓
Vout:輸出電壓
Vref:二次側參考電壓
Vt1:假性參考電壓
W1:一次側繞組
W2:二次側繞組
WA:輔助繞組
第1圖顯示一種根據本發明具有假性負載電路之返馳式電源供應電路的一種實施例之示意圖。
第2圖顯示一種根據本發明之假性負載電流對應輸出電壓的波形示意圖。
第3圖顯示根據本發明之二次側控制電路之一實施例示意圖。
第4圖顯示根據本發明之假性負載電路之一實施例示意圖。
第5圖顯示根據本發明之假性負載電路之一較具體的實施例示意圖。
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1圖,圖中所示為本發明具有假性負載電路之返馳式電源供應電路的一種實施例之示意圖(返馳式電源供應電路100)。返馳式電源供應電路100包含整流電路101、變壓器102,一次側開關103、一次側控制電路104、二次側控制電路105、假性負載電路106、耦合電路107以及電流感測電路108。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。返馳式電源供應電路100中,變壓器102包括以電磁感應(electromagnetic induction)彼此耦接之一次側繞組W1、二次側繞組W2以及輔助繞組WA。其中,一次側繞組W1耦接並接收輸入電壓Vin。一次側開關103耦接於一次側繞組W1,用以切換一次側繞組W1而控制一次側繞組W1的導通時間,以在二次側繞組W2的節點N21與節點N22(節點N22電連接接地電位GND)間,產生輸出電壓Vout;並在輔助繞組WA的節點N31與節點N32(節點N32電連接參考電位REF)之間,產生內部電壓VDD。其中,內部電壓VDD供應電源予一次側控制電路104。
一次側控制電路104位於變壓器102之一次側,受電於內部電壓VDD,用以根據回授訊號Sfb所產生之耦合回授訊號Vfb,產生切換訊號GATE以操作一次側開關103。一次側控制電路104除了根據耦合回授訊號Vfb,可更根據電流感測電路108感測流經一次側開關103之電流,所產生的電流感測訊號CS,而產生切換訊號GATE。
二次側控制電路105位於變壓器102之二次側,其接收輸出電壓Vout,以根據輸出電壓Vout,產生回授訊號Sfb。耦合電路107耦接於一次側控制電路104與二次側控制電路105之間,以非接觸方式將回授訊號Sfb轉 換為耦合回授訊號Vfb,以輸入一次側電路104。在本實施例中,耦合電路107例如但不限於為如圖所示之光耦合電路,但本發明不限於此,耦合電路107亦可為變壓器,只要具有非接觸傳輸訊號功能即可。
假性(dummy)負載電路106耦接於輸出電壓Vout,且假性負載電路106於輸出電壓Vout下降至或低於預設電壓閾值Vth時,產生假性負載電流IDL,流經假性負載電路106,以決定回授訊號Sfb。接著,一次側控制電路104根據相關於回授訊號Sfb之耦合回授訊號Vfb,產生切換訊號GATE,操作一次側開關103,而決定變壓器102中的一次側繞組W1導通時間,以將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vout與內部電壓VDD,進而控制內部電壓VDD不低於內部電壓閾值Vdth。
在一種較佳的實施例中,假性負載電路106於輸出電壓Vout低於預設電壓閾值Vth時,適應性調整假性負載電流IDL,以決定回授訊號Sfb。舉例而言,第2圖顯示一種根據本發明之假性負載電流IDL對應輸出電壓Vout的波形示意圖。如第2圖所示,當輸出電壓Vout低於預設電壓閾值Vth時,假性負載電路106調整假性負載電流IDL,使假性負載電流IDL與輸出電壓Vout負相關;也就是說,當輸出電壓Vout越小,假性負載電路106將適應性提高假性負載電流IDL,使切換訊號GATE中,PWM訊號的導通時段,足以維持內部電壓VDD不低於內部電壓閾值Vdth的情況,以使一次側控制電路104維持正常操作。
另外,假性負載電路106於輸出電壓Vout超過預設電壓閾值Vth時,將假性負載電流IDL調整為零電流,使假性負載電路106與輸出電壓Vout間維持電性開路,意即關閉假性負載電流IDL。如此一來,當輸出電壓Vout的目標位準設定在超過預設電壓閾值Vth時,由於不會發生內部電壓 VDD低於內部電壓閾值Vdth的情況,關閉假性負載電路的假性負載電流IDL,可以節省假性負載電流IDL不為零電流時所產生的電能損耗。
本發明優於先前技術的其中一個特點,就是在本發明中,當輸出電壓Vout超過預設電壓閾值Vth時,示意內部電壓VDD不會發生低於內部電壓閾值Vdth的情況,可以關閉假性負載電路的假性負載電流IDL,以避免假性負載電流IDL所造成的電能損耗。
本發明優於先前技術的另一個特點,就是在本發明中,當輸出電壓Vout不超過預設電壓閾值Vth時,假性負載電路106產生假姓負載電流IDL,以提高切換訊號GATE的工作比,維持內部電壓VDD不低於內部電壓閾值Vdth。且在一種較佳的實施例中,當輸出電壓Vout越小,假性負載電路106將適應性提高假性負載電流IDL,以精確控制假性負載電流IDL所造成的電能損耗,避免不必要的電能浪費。
須說明的是,變壓器102之一次側表示與變壓器102一次側繞組W1同側,位於變壓器102之一次側的電路共同電連接至參考電位REF;變壓器102之二次側表示與變壓器102二次側繞組W2同側,位於變壓器102之二次側的電路共同電連接至接地電位GND;而耦合電路107則是耦接於一次側與二次側之間。
第3圖顯示根據本發明之二次側控制電路105之一實施例示意圖。如圖所示,二次側控制電路105包括二次側分壓電路111與二次側比較電路113。其中,二次側分壓電路111,包括串聯的電阻R1與R2,分壓電路111與假性負載電路106並聯,共同電連接於輸出電壓Vout,用以根據輸出電壓Vout在電阻R2上的分壓,產生二次側分壓Vo1。二次側比較電路113,與二次側分壓電路111耦接,用以比較二次側分壓Vo1與二次側參考電壓Vref,產生回授訊號Sfb。其中,二次側分壓Vo1相關於輸出電壓Vout,在 其他的實施例中,亦可以等於輸出電壓Vout;二次側參考電壓Vref相關於輸出電壓Vout的目標位準。
第4圖顯示根據本發明之假性負載電路106之一實施例示意圖。如圖所示,假性負載電路106包括第一緩衝器121、第二緩衝器123以及阻抗電路125。第一緩衝器121根據輸出電壓Vout,產生假性輸出電壓Vo2。第二緩衝器123根據預設電壓閾值Vt,產生假性參考電壓Vt1。阻抗電路125耦接於第一緩衝器121與第二緩衝器123之間,用以根據假性輸出電壓Vo2與假性參考電壓Vt1之電壓差,產生假性負載電流IDL。其中,假性輸出電壓Vo2正相關於輸出電壓Vout,亦可以等於輸出電壓Vout或其分壓。假性參考電壓Vt1則相關於內部電壓閾值Vdth,調整假性輸出電壓Vo2以維持內部電壓VDD不低於內部電壓閾值Vdth,並且避免不必要的電能浪費。阻抗電路125根據假性輸出電壓Vo2與假性參考電壓Vt1之電壓差,適應性調整假性負載電流IDL,以達成當輸出電壓Vout越小,假性負載電流IDL越高的技術效果,以精確控制假性負載電流IDL所造成的電能損耗,避免不必要的電能浪費。
第5圖顯示根據本發明之假性負載電路106之一較具體的實施例示意圖。如圖所示,假性負載電路106包括第一緩衝器121、第二緩衝器123以及阻抗電路125。第一緩衝器121根據輸出電壓Vout,產生假性輸出電壓Vo2。第二緩衝器123根據預設電壓閾值Vt,產生假性參考電壓Vt1。阻抗電路125耦接於第一緩衝器121與第二緩衝器123之間,用以根據假性輸出電壓Vo2與假性參考電壓Vt1之電壓差,產生假性負載電流IDL。
其中,第一緩衝器121例如包括假性分壓電路131以及第一單位增益緩衝電路133。假性分壓電路131,例如包括串聯的電阻R3與R4,其根據輸出電壓Vout在電阻R4上的分壓,產生假性輸出電壓Vo2。第一單位增 益緩衝電路133例如包括如圖所示之開關與電流源,當然,第一單位增益緩衝電路133例如也可以包括運算放大器電路或其等效電路。第一單位增益緩衝電路133與假性分壓電路131耦接,並電連接至阻抗電路125之第一電阻端ND1以將假性輸出電壓Vo2,提供給阻抗電路125之第一電阻端ND1。第一單位增益緩衝電路133係一種單位增益緩衝(unit gain buffer)電路,具有電壓增益大致上為1,且輸入電阻高的特性,此為本領域中具有通常知識者所熟知,在此不予贅述。
第二緩衝器123例如包括第二單位增益緩衝電路,其例如包括如圖所示之開關與電流源,當然,第二單位增益緩衝電路例如也可以包括運算放大器電路或其等效電路。第二單位增益緩衝電路電連接至阻抗電路125之第二電阻端ND2以將假性參考電壓Vt1,提供給阻抗電路125之第二電阻端ND2。第二單位增益緩衝電路亦係為一種單位增益緩衝電路,也具有電壓增益大致上為1,且輸入電阻高的特性,此為本領域中具有通常知識者所熟知,在此不予贅述。阻抗電路125例如包括電阻141以及電流鏡電路143與145。
其中,電阻141具有前述第一電阻端ND1與第二電阻端ND2,且例如具有固定的電阻值。電流鏡電路143與145,與電阻141耦接,並根據流經電阻141之電流,也就是假性參考電壓Vt1與假性輸出電壓Vo2間的電壓差除以電阻141之電阻值,產生假性負載電流IDL。電流鏡電路143與145例如皆為電流鏡電路,其特性為本領域中具有通常知識者所熟知,在此不予贅述。須說明的是,其中的電流鏡電路145與輸出電壓Vout耦接,以決定回授訊號Sfb。電流鏡電路143與145有不同的實施方式,為本領域中具有通常知識者所熟知,在此不予贅述。
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。所說明之各個實施例,並不限於單獨應用,亦可以組合應用。此外,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以及各種組合,舉例而言,本發明所稱「根據某訊號進行處理或運算或產生某輸出結果」,不限於根據該訊號的本身,亦包含於必要時,將該訊號進行電壓電流轉換、電流電壓轉換、及/或比例轉換等,之後根據轉換後的訊號進行處理或運算產生某輸出結果。由此可知,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以及各種組合,其組合方式甚多,在此不一一列舉說明。因此,本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。
100:返馳式電源供應電路
101:整流電路
102:變壓器
103:一次側開關
104:一次側控制電路
105:二次側控制電路
106:假性負載電路
107:耦合電路
108:電流感測電路
CS:電流感測訊號
GATE:切換訊號
GND:接地電位
IDL:假性負載電流
N21,N22,N31,N32:節點
REF:參考電位
Sfb:回授訊號
Vac:交流電壓
VDD:內部電壓
Vin:輸入電壓
Vout:輸出電壓
W1:一次側繞組
W2:二次側繞組
WA:輔助繞組

Claims (17)

  1. 一種返馳式電源供應電路,包含:一變壓器,其包括以電磁感應(electromagnetic induction)彼此耦接之一一次側繞組、一二次側繞組以及一輔助繞組,其中該一次繞組電性耦接於一輸入電壓;一一次側開關,耦接於該一次側繞組,用以切換該一次側繞組以將該輸入電壓,轉換為一輸出電壓於該二次側繞組,以及一內部電壓於該輔助繞組;一一次側控制電路,受電於該內部電壓,用以根據一回授訊號而產生一切換訊號以操作該一次側開關;一二次側控制電路,用以根據該輸出電壓,產生該回授訊號;以及一假性(dummy)負載電路,耦接於該輸出電壓,且該假性負載電路於該輸出電壓下降至或低於一預設電壓閾值時,產生一假性負載電流,流經該假性負載電路,以決定該回授訊號,進而使該內部電壓不低於一內部電壓閾值;其中,該假性負載電路,於該輸出電壓超過該預設電壓閾值時,將該假性負載電流調整為零電流;其中該假性負載電路於該輸出電壓低於該預設電壓閾值時,適應性調整該假性負載電流,以決定該回授訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之返馳式電源供應電路,其中該二次側控制電包括:一二次側分壓電路,與該假性負載電路並聯,共同電連接於該輸出電壓,用以根據該輸出電壓,產生一二次側分壓;以及一二次側比較電路,與該二次側分壓電路耦接,用以比較該二次側分壓與一二次側參考電壓,產生該回授訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之返馳式電源供應電路,更包含一耦合電路,耦接於該一次側控制電路與該二次側控制電路之間,以非接觸方式將該回授訊號轉換為一耦合回授訊號,以輸入該一次側電路。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之返馳式電源供應電路,其中該假性負載電路包括:一第一緩衝器,用以根據該輸出電壓,產生一假性輸出電壓;一第二緩衝器,用以根據該預設電壓閾值,產生一假性參考電壓;以及一阻抗電路,耦接於該第一緩衝器與該第二緩衝器之間,用以根據該假性輸出電壓與該假性參考電壓之一電壓差,產生該假性負載電流。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之返馳式電源供應電路,其中該第一緩衝器包括:一假性分壓電路,用以根據該輸出電壓,產生該假性輸出電壓;以及 一第一單位增益緩衝電路,與該假性分壓電路耦接,用以將該假性輸出電壓提供給該阻抗電路之一第一電阻端。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之返馳式電源供應電路,其中該第二緩衝器包括一第二單位增益緩衝電路,與該阻抗電路耦接,用以將該假性參考電壓提供給該阻抗電路之一第二電阻端。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之返馳式電源供應電路,其中該阻抗電路包括:一電阻,具有該第一電阻端與該第二電阻端;以及一電流鏡電路,與該電阻耦接,用以根據流經該電阻之電流,產生該假性負載電流。
  8. 一種控制電路,用於一返馳式電源供應器中,用以控制該返馳式電源供應電路,該控制電路包含:一一次側控制電路,受電於一內部電壓,用以根據一回授訊號而產生一切換訊號以操作一一次側開關,其中該一次側開關耦接於一變壓器之一一次側繞組,用以切換該一次側繞組,以將一輸入電壓,轉換為一輸出電壓於該變壓器之一二次側繞組,以及該內部電壓於該變壓器之一輔助繞組;一二次側控制電路,用以根據該輸出電壓,產生該回授訊號;以及一假性(dummy)負載電路,耦接於該輸出電壓,且該假性負載電路於該輸出電壓下降至或低於一預設電壓閾值時,產生一假性負載電 流,流經該假性負載電路,以決定該回授訊號,進而使該內部電壓不低於一內部電壓閾值;其中,該假性負載電路,於該輸出電壓超過該預設電壓閾值時,將該假性負載電流調整為零電流;其中該假性負載電路於該輸出電壓低於該預設電壓閾值時,適應性調整該假性負載電流,以決定該回授訊號。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之控制電路,其中該二次側控制電包括:一二次側分壓電路,與該假性負載電路並聯,共同電連接於該輸出電壓,用以根據該輸出電壓,產生一二次側分壓;以及一二次側比較電路,與該二次側分壓電路耦接,用以比較該二次側分壓與一二次側參考電壓,產生該回授訊號。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之控制電路,更包含一耦合電路,耦接於該一次側控制電路與該二次側控制電路之間,以非接觸方式將該回授訊號轉換為一耦合回授訊號,以輸入該一次側電路。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之控制電路,其中該假性負載電路包括:一第一緩衝器,用以根據該輸出電壓,產生一假性輸出電壓;一第二緩衝器,用以根據該預設電壓閾值,產生一假性參考電壓;以及 一阻抗電路,耦接於該第一緩衝器與該第二緩衝器之間,用以根據該假性輸出電壓與該假性參考電壓之一電壓差,產生該假性負載電流。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之控制電路其中該第一緩衝器包括:一假性分壓電路,用以根據該輸出電壓,產生該假性輸出電壓;以及一第一單位增益緩衝電路,與該假性分壓電路耦接,用以將該假性輸出電壓提供給該阻抗電路之一第一電阻端。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之控制電路,其中該第二緩衝器包括一第二單位增益緩衝電路,與該阻抗電路耦接,用以將該假性參考電壓提供給該阻抗電路之一第二電阻端。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之控制電路,其中該阻抗電路包括:一電阻,具有該第一電阻端與該第二電阻端;以及一電流鏡電路,與該電阻耦接,用以根據流經該電阻之電流,產生該假性負載電流。
  15. 一種控制方法,用以控制一返馳式電源供應電路,該控制方法包含: 根據一回授訊號而產生一切換訊號以操作一一次側開關,其中該一次側開關耦接於一變壓器之一一次側繞組,用以切換該一次側繞組,以將一輸入電壓,轉換為一輸出電壓於該變壓器之一二次側繞組,以及一內部電壓於該變壓器之一輔助繞組;根據該輸出電壓,產生該回授訊號;於該輸出電壓下降至或低於一預設電壓閾值時,產生一假性負載電流,以決定該回授訊號,進而使該內部電壓不低於一內部電壓閾值;以及於該輸出電壓超過該預設電壓閾值時,將該假性負載電流調整為零電流;其中該輸出電壓低於該預設電壓閾值時,適應性調整該假性負載電流,以決定該回授訊號。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之控制方法,更包括:以非接觸方式將該回授訊號轉換為一耦合回授訊號,以產生該切換訊號。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之控制方法,其中該輸出電壓低於該預設電壓閾值時,產生該假性負載電流之步驟,包括:根據該輸出電壓,產生一假性輸出電壓;根據該預設電壓閾值,產生一假性參考電壓;以及根據該假性輸出電壓與該假性參考電壓之一電壓差,產生該假性負載電流。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM366243U (en) * 2009-06-01 2009-10-01 Bcd Semiconductor Mfg Ltd Switch-mode power source system and its control device of switch-mode power controller
CN103490648A (zh) * 2013-10-10 2014-01-01 成都芯源系统有限公司 隔离式开关变换器及其控制方法
CN105680414A (zh) * 2014-11-21 2016-06-15 力林科技股份有限公司 具低电压保护的电源供应器及其操作方法
TW201740665A (zh) * 2016-05-13 2017-11-16 立錡科技股份有限公司 具有功率因數校正功能的切換式電源供應器及其控制電路與控制方法
CN107528486A (zh) * 2016-06-16 2017-12-29 恩智浦有限公司 具有输出电压保护的隔离式功率转换器
US10277133B2 (en) * 2016-12-06 2019-04-30 Rohm Co., Ltd. Isolated DC/DC converter, primary side controller, power adapter, and electronic device
US10277764B2 (en) * 2016-11-24 2019-04-30 Canon Kabushiki Kaisha Power supply apparatus and image forming apparatus

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5903452A (en) * 1997-08-11 1999-05-11 System General Corporation Adaptive slope compensator for current mode power converters
US6721192B1 (en) * 2003-03-24 2004-04-13 System General Corp. PWM controller regulating output voltage and output current in primary side
US20100321957A1 (en) * 2009-06-17 2010-12-23 Grenergy Opto, Inc. Standby power method and apparatus for power module applications
CN102097949B (zh) * 2011-01-07 2013-11-27 上海新进半导体制造有限公司 一种开关电源及其控制方法
JP5885399B2 (ja) * 2011-05-24 2016-03-15 キヤノン株式会社 スイッチング電源
CN102291000B (zh) * 2011-08-29 2014-09-10 上海新进半导体制造有限公司 开关电源集成电路
CN105723602B (zh) * 2014-07-07 2018-09-21 西门子公司 一种多路输出的交叉调整电路及其交叉调整方法
US10034336B1 (en) * 2017-09-22 2018-07-24 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Controlling output voltage to achieve ultra-low standby power in dim-to-off LED applications
US10560012B1 (en) * 2018-07-27 2020-02-11 Richtek Technology Corporation ZVS control circuit for use in a flyback power converter

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM366243U (en) * 2009-06-01 2009-10-01 Bcd Semiconductor Mfg Ltd Switch-mode power source system and its control device of switch-mode power controller
CN103490648A (zh) * 2013-10-10 2014-01-01 成都芯源系统有限公司 隔离式开关变换器及其控制方法
CN105680414A (zh) * 2014-11-21 2016-06-15 力林科技股份有限公司 具低电压保护的电源供应器及其操作方法
TW201740665A (zh) * 2016-05-13 2017-11-16 立錡科技股份有限公司 具有功率因數校正功能的切換式電源供應器及其控制電路與控制方法
CN107528486A (zh) * 2016-06-16 2017-12-29 恩智浦有限公司 具有输出电压保护的隔离式功率转换器
US10277764B2 (en) * 2016-11-24 2019-04-30 Canon Kabushiki Kaisha Power supply apparatus and image forming apparatus
US10277133B2 (en) * 2016-12-06 2019-04-30 Rohm Co., Ltd. Isolated DC/DC converter, primary side controller, power adapter, and electronic device

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