TWI730801B - 變頻電源控制器 - Google Patents

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Abstract

本發明係揭示一種變頻電源控制器，包含電源接腳、接地接腳、驅動接腳、電壓感測接腳以及負載電壓偵測接腳，用以搭配整流單元、電源單元、電感單元、切換單元、輸出單元、電流感測單元以及負載電壓偵測單元而實現變頻電源控制，其中變頻電源控制依據負載程度而執行省電模式、谷底切換模式、準諧振模式、導通模式、尖峰負載模式的其中之一。尤其，本發明可涵蓋極輕負載，到輕負載、中負載、滿負載、超重負載的廣範圍負載需求，並能達到省電、低切換損失、確保操作安全性，尤其可避免過度設計。

Description

變頻電源控制器
本發明係有關於一種變頻電源控制器，尤其是利用變頻電源控制器實現變頻電源控制，可在一次側回授或二次側回授下，依據負載程度而執行省電模式、谷底切換模式、準諧振模式、導通模式、尖峰負載模式的其中之一，涵蓋極輕負載，到輕負載、中負載、滿負載、超重負載，因而能達到省電、低切換損失，並確保操作安全性，尤其可避免過度設計。
在目前的電源供應器中，使用具脈波寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)特性的交換式電源供應器(Switching Power Supply)是最常用方式，因為可達到相當高的電源轉換效率，不過整體應用電路需要配配高品質的電感性元件，比如變壓器。
一般，電源控制器需要產生PWM驅動信號，用以驅動連接變壓器的切換單元，比如功率電晶體，可週期性快速打開、關閉切換單元，因而導通、切斷流過切換單元的電流，其中PWM驅動信號的PWM頻率通常是內部預先設定的固定值，亦即PWM頻率為固定頻率。不過為了應付不同的負載程度，已有業者開發出具有改變PWM頻率的電源控制器。
簡而言之，負載較低時，PWM頻率較低，而如果負載較高，則需要較高的PWM頻率。
此外，對於開機後常常產生的瞬間尖峰負載，比如馬達，由於瞬間功率很高，所以需要尺寸很大的變壓器，否則變壓器會發生飽和而短路，造成周邊元件損壞，但是正常操作時的負載功率是遠低於尖峰負載功率，相對而言，此時，大尺寸的變壓器便形成過度設計，造成浪費。
舉例而言，開機後，瞬時負載電流可從0A開始快速上升到10A，不過時間很短，約數毫秒等級，然後下降到正常的操作電流5A，而如果是依據操作電流5A來設計變壓器，則對正常操作而言，已過度設計超出一倍，導致電路板需要較大的配置面積，而且重量也會大幅增加，造成使用上很不便利，且整體成本會增加。
再者，目前的電源控制器還未能整合谷底切換模式、準諧振模式、導通模式、尖峰負載模式，無法針對每一種的負載程度進行最佳化的操作模式。換言之，在低負載時具最佳設計的電源控制器是無法應付高負載的狀態，或者，高負載的最佳設計也無法應付低負載的狀態，甚至很難滿足尖峰負載，所以在廣範圍的整個負載程度中都達到最佳的電源轉換效率。
因此，非常需要一種新穎設計的變頻電源控制器，實現變頻電源控制，可依據負載程度而執行省電模式、谷底切換模式、準諧振模式、導通模式、尖峰負載模式的其中之一，能涵蓋極輕負載，到輕負載、中負載、滿負載、超重負載，進而達到省電、低切換損失、確保操作安全性、避免過度設計，藉以克服習知技術的問題。
本發明之主要目的在於提供一種變頻電源控制器，包含電源接腳、接地接腳、驅動接腳、電壓感測接腳以及負載電壓偵測接腳，用以搭配整流單元、電源單元、電感單元、切換單元、輸出單元、電流感測單元以及負載電壓偵測單元而實現變頻電源控制，其中變頻電源控制依據負載程度而執行省電模式、谷底切換模式、準諧振模式、導通模式、尖峰負載模式的其中之一，而且是利用負載電壓偵測單元構成二次側回授。
此外，本發明之另一目的在於提供一種變頻電源控制器，包含電源接腳、接地接腳、驅動接腳、電壓感測接腳以及輔助繞組偵測接腳，用以搭配整流單元、電源單元、電感單元、切換單元、輸出單元、電流感測單元以及輔助繞組偵測單元而實現變頻電源控制，其中變頻電源控制依據負載程度而執行省電模式、谷底切換模式、準諧振模式、導通模式、尖峰負載模式的其中之一，而且是利用輔助繞組偵測單元構成一次側回授。
進一步舉例而言，上述的切換單元可包含金氧半(Metal-Oxide-Semiconductor，MOS)電晶體、或氮化鎵場效電晶體(GaN (Gallium Nitride) FET)、或碳化矽-金氧半場效電晶體(SiC-MOSFET)，而電感單元可包含至少一繞組。
具體而言，電源接腳連接電源單元，用以接收電源電壓，供變頻電源控制器運作，而接地接腳是連接至接地電位，且驅動接腳連接切換單元的閘極，此外，電壓感測接腳連接切換單元的源極以及電流感測單元的一端，而電流感測單元的另一端是連接接地電位，並由電流感測單元的該端產生電流感測電壓。
此外，整流單元接收外部輸入電源，並經適當整流後產生整流電源，而電源單元是接收外部輸入電源，且經處理後產生並輸出電源電壓。
進一步，電感單元包含相互耦合的初級側繞組以及次級側繞組，用以提供變壓功能，其中初級側繞組的一端連接整流單元，用以接收整流電源，而初級側繞組的另一端是連接切換單元的汲極，且電流感測單元的一端連接至切換單元的源極，此外，電流感測單元的另一端連接至接地電位，而輸出單元連接至次級側繞組的一端，用以產生輸出電源，並供電給連接至輸出單元的負載。
再者，次級側繞組的另一端連接至接地電位，而負載電壓偵測單元連接至輸出單元，用以接收輸出電源，並產生負載偵測電壓。
此外，對於二次側回授而言，負載電壓偵測接腳是連接負載電壓偵測單元，用以接收負載偵測電壓，而在一次側回授中，輔助繞組偵測接腳是經由輔助繞組而連接至接地電位，且輔助繞組是耦合至初級側繞組與次級測繞組，用以藉感應初級側繞組的初級側電壓，並可感應次級側繞組的次級側電壓，進而產生輔助繞組電壓，且輔助繞組電壓是相對應於負載的負載程度而當作負載偵測電壓，並由輔助繞組偵測接腳接收輔助繞組電壓。而不論是來自二次側回授的負載偵測電壓或來自一次側回授的負載偵測電壓，都可供變頻電源控制器據以實現變頻電源控制，進而達成電源控制目的。
具體而言，上述的變頻電源控制器的主要功能在於產生驅動信號，並輸出至驅動接腳，用以驅動切換單元而導通或關閉，其中驅動信號為脈衝寬度調變(PWM)信號，並具有可變動改變的PWM頻率。
變頻電源控制器具有預設的第一負載電壓、第二負載電壓、第三負載電壓以及第四負載電壓，用以比較負載偵測電壓而判斷負載程度，其中第一負載電壓小於第二負載電壓，且第二負載電壓小於第三負載電壓，而第三負載電壓小於第四負載電壓。
更加具體而言，變頻電源控制是由變頻電源控制器執行，用以依據負載程度而變動PWM頻率，且包含省電模式、谷底切換模式、準諧振模式、導通模式、尖峰負載模式。
進一步，在負載偵測電壓不高於第一負載電壓時，負載程度為極輕負載，且變頻電源控制器進入省電模式，其中PWM頻率保持在第一頻率。
如果負載偵測電壓高於第一負載電壓且不高於第二負載電壓時，則負載程度為輕負載，且變頻電源控制器進入谷底切換模式，並在切換單元被關閉時，且如果電流感測電壓下降至特定數目的谷底，則打開切換單元而導通，其中PWM頻率是隨著負載偵測電壓增加而由第一頻率上升到第二頻率，且第二頻率是大於第一頻率。
如果負載偵測電壓高於第二負載電壓且不高於第三負載電壓，則負載程度為中負載，且變頻電源控制器進入準諧振 (QR)模式，其中PWM頻率是隨著負載偵測電壓增加而由第二頻率下降到第三頻率，且第三頻率是介於第一頻率以及第二頻率之間。
在負載偵測電壓高於第三負載電壓且不高於第四負載電壓時，負載程度為滿負載，且變頻電源控制器進入導通模式，其中PWM頻率是保持在第三頻率。
最後，如果負載偵測電壓是高於第四負載電壓，則負載程度為超重負載，且變頻電源控制器進入尖峰負載模式，其中PWM頻率是隨著負載偵測電壓增加而由第三頻率上升到第四頻率，且第四頻率是大於第二頻率。
因此整體而言，本發明的變頻電源控制器不僅可依據負載程度而執行省電模式、谷底切換模式、準諧振模式、導通模式、尖峰負載模式的其中之一，藉以涵蓋極輕負載，到輕負載、中負載、滿負載、超重負載，因而達到省電、低切換損失、確保操作安全性，並避免過度設計，同時本發明還可依據外部輸入電源的電壓高低而選取適當的操作模式，捨去不需要的操作式，藉以達到較佳化的功效，可滿足不同的應用環境需求。
以下配合圖示及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。
請同時參閱第一圖及第二圖，其中第一圖為本發明第一實施例變頻電源控制器的系統示意圖，而第二圖為本發明第一實施例變頻電源控制器中脈衝寬度調變頻率對負載偵測電壓的操作示意圖。如第一圖及第二圖所示，本發明第一實施例的變頻電源控制器10是搭配整流單元20、電源單元21、電感單元30、切換單元40、輸出單元50、電流感測單元60以及負載電壓偵測單元70而實現變頻電源控制，其中電感單元30可包含至少一繞組，而切換單元40可包含金氧半(Metal-Oxide-Semiconductor，MOS)電晶體、或氮化鎵場效電晶體(GaN (Gallium Nitride) FET)、或碳化矽-金氧半場效電晶體(SiC-MOSFET)。
具體而言，本發明的變頻電源控制器10包含電源接腳T1、接地接腳T2、驅動接腳T3、電壓感測接腳T4以及負載電壓偵測接腳T5，其中電源接腳T1連接至電源單元21，用以接收電源電壓VDD，供變頻電源控制器10運作，接地接腳T2連接至接地電位VGND，驅動接腳T3連接至切換單元40的閘極。
此外，電壓感測接腳T4連接至切換單元40的源極以及電流感測單元60的一端，而電流感測單元60的另一端是連接至接地電位VGND，並由電流感測單元60的該端產生電流感測電壓VCS。再者，負載電壓偵測接腳T5是連接至負載電壓偵測單元70。
進一步，整流單元20接收外部輸入電源VAC，並對外部輸入電源VAC進行整流以產生整流電源VIN，而電源單元21同樣是接收外部輸入電源VAC，並且經處理後產生而輸出電源電壓VDD。
較佳的，電感單元30包含相互耦合的初級側繞組LP以及次級側繞組LS，亦即變壓器，用以提供變壓功能。初級側繞組LP的一端連接整流單元20，用以接收整流電源VIN，而初級側繞組LP的另一端是連接切換單元40的汲極，且電流感測單元60的一端是連接至切換單元40的源極，電流感測單元60的另一端連接至接地電位VGND。此外，初級側繞組LP流過初級側電流IP，而次級側繞組LS藉感應初級側電流IP而產生次級側電流IS。
負載電壓偵測單元70連接至輸出單元50，用以接收輸出電源VOUT，並產生負載偵測電壓VCOMP。較佳的，負載電壓偵測單元70可包含光電耦合器，但並不受限於此，只要是能感測負載的裝置都應涵蓋在本創作的範圍內。
更加具體而言，變頻電源控制器10主要功能在於產生驅動信號VGS，並經由驅動接腳T3而輸出至切換單元40的閘極，用以導通或關閉切換單元40，尤其，驅動信號VGS本身為脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)信號，並具有PWM頻率Fsw，因此，可快速且連續的重複將切換單元40切換成導通或關閉。
此外，如第二圖所示，變頻電源控制器10還具有預設的第一負載電壓V1、第二負載電壓V2、第三負載電壓V3以及第四負載電壓V4，用以比較負載偵測電壓VCOMP而判斷負載RL的負載程度，其中第一負載電壓V1小於第二負載電壓V2，且第二負載電壓V2小於第三負載電壓V3，而第三負載電壓V3小於第四負載電壓V4。
進一步而言，本發明所實現的變頻電源控制是由變頻電源控制器10執行，主要是依據負載程度而變動PWM頻率Fsw，藉以改善電源轉效率，降低切換損失，尤其是還能應付瞬時的尖峰負載，比如開機瞬間，避免誤動作而停止運作。
具體而言，上述的變頻電源控制包含以下的操作。首先，在負載偵測電壓VCOMP不高於第一負載電壓V1時，負載程度為極輕負載，且變頻電源控制器10進入省電(Burst)模式，其中PWM頻率Fsw是保持在第一頻率F1。另外，為進一步達到省電目的，所以只要能滿足負載RL的需求，PWM頻率Fsw可在省電模式中是以間歇性的方式產生，而非連續性的持續產生，亦即，只有在特定時間內產生PWM頻率Fsw，之後會停止PWM頻率Fsw，經一段時間後，再產生PWM頻率Fsw，並重複上述操作。
此外，在負載偵測電壓VCOMP高於第一負載電壓V1且不高於第二負載電壓V2時，負載程度為輕負載，且變頻電源控制器10進入谷底切換(Valley Switch)模式，並在切換單元40被關閉時，如果電流感測電壓VCS下降至特定數目的谷底時，比如第一谷底，或第二谷底，等等，則打開切換單元40而導通，可降低切換損失，此時，PWM頻率Fsw是被控制成隨著負載偵測電壓VCOMP增加而由該第一頻率F1上升到第二頻率F2，比如線性上升或曲線上升，其中第二頻率F1是大於第一頻率F1。此外，特定數目的谷底由變頻電源控制器10預設。
由於谷底切換是屬於習知的技術，因而下文中不詳細說明。
再者，如果負載偵測電壓VCOMP是高於第二負載電壓V2且是不高於第三負載電壓V3時，則負載程度被為中負載，且變頻電源控制器10進入準諧振 (quasi-Resonance，QR)模式，其中PWM頻率Fsw是隨著負載偵測電壓VCOMP增加而由第二頻率F2下降到第三頻率F3，線性下降或曲線下降，該第三頻率F3是介於第一頻率F1以及第二頻率F2之間。
上述的QR模式是習知技術中常用的控制方式，因而不進一步詳細說明。
在負載偵測電壓VCOMP高於第三負載電壓V3且不高於第四負載電壓V4時，負載程度是滿負載，且變頻電源控制器10進入導通(Conduction)模式，其中PWM頻率Fsw是保持在第三頻率F3。此外，導通模式可為連續導通模式(Continuous Conduction Mode，CCM)或不連續導通模式(Discontinuous Conduction Mode，DCM)，並由變頻電源控制器10依據實際需要而選定。
連續導通模式(CCM)及不連續導通模式(DCM)都是常用的習知技術，因而不詳細說明。
最後，如果負載偵測電壓VCOMP高於第四負載電壓V4時，負載程度為超重負載，且變頻電源控制器10進入尖峰負載(Peak Load)模式，PWM頻率Fsw是隨著負載偵測電壓VCOMP增加而由第三頻率F3上升到第四頻率F4，線性上升或曲線上升，而且第四頻率F4是大於第三頻率F3。
上述的超重負載也可稱為尖峰負載，一般是發生在開機後瞬間的超高啟動電流，亦即只維持很短的時間，但是瞬時的負載程度會高達數倍的額定負載，或者是發生在包含電動馬達的特定應用環境下，比如電動手工具機、噴墨印表機、硬碟機，且會多次重複出現，此時，電源裝置需要提供很大的尖峰功率(Peal Power)，不過在後續的操作下，所需的正常操作功率卻是遠低於尖峰功率，亦即，整體的操作功率範圍非常大。如果是依據尖峰功率來設計電源裝置，雖然可確保安全性，但是卻導致正常操作時出現過度設計(Over-design)的問題，進而增加成本，形成浪費，比如變壓器。
以上述的變壓器為例，因為啟動瞬間需較大的啟動電流，所以PWM頻率Fsw會隨著負載不斷增加，使得峰值電流變化也隨之上升，此時，磁通量密度可能會因為過大的峰值電流變化而超過額定上限值，造成電壓器發生飽和而產生短路現象，導致初級側峰值電流急速增加而損毀周邊元件。
如眾所周知，峰值電流變化是與PWM頻率Fsw呈反比關係，所以可隨著負載的增加而增加PWM頻率Fsw，藉以有效抑制、降低峰值電流變化量，不僅可提供瞬間的高瓦數輸出功率給負載RL，提升瞬間的啟動能力以滿足應用需要，同時更能降低變壓器在啟動瞬間的磁通，所以變壓器可適當縮小元件尺寸，降低成本，避免過度設計。
因此，本發明在尖峰負載模式中是特別設計成可隨著負載偵測電壓VCOMP增加而藉由增加PWM頻率Fsw以提高輸出能力，進而滿足超重負載的瞬時需求。
此外，尖峰負載模式還可設計成具計時保護功能，且在計時保護後，可休息一段時間，之後再重啟。舉例而言，尖峰負載模式還可將驅動信號VGS進一步設計成維持預設的尖峰負載操作時間後停止，亦即停止產生驅動信號VGS，並在等待預設的尖峰負載停止時間後，比如1~70秒，才再產生驅動信號VGS，或者進一步限制尖峰負載模式的重複操作次數，其目的在於限制尖峰負載模式的有效操作時間，達到保獲作用。
整體而言，本發明的變頻電源控制是包含省電模式、谷底切換模式、準諧振模式、導通模式、尖峰負載模式，可涵蓋極輕負載、輕負載、中負載、滿負載、超重負載，能滿足不同應用環境，進而達到省電、低切換損失、高安全性的具體功效。不過在實務上，可依據實際需要而只執行部分的模式，藉以簡化操作流程，比如依據外部輸電源的電壓高低。
舉例而言，上述的變頻電源控制器10可在外部輸電源VAC為較低電壓的90~180Vac時，用導通模式取代準諧振模式，亦即，變頻電源控制是包含省電模式、谷底切換模式、導通模式、尖峰負載模式，而不包含準諧振模式。
此外，如果部輸電源VAC為較低電壓的180~270Vac，則可用準諧振模式取代導通模式以及尖峰負載模式，亦即，變頻電源控制只包含省電模式、谷底切換模式、準諧振模式，而不包含導通模式以及尖峰負載模式，或者是用導通模式取代尖峰負載模式，亦即，變頻電源控制包含省電模式、谷底切換模式、準諧振模式、導通模式，而不包含尖峰負載模式。
要注意的是，本發明的變頻電源控制10也可搭配與次級側繞組LS的相互耦合輔助繞組(圖中未顯示)，藉以感測輸出電源VOUT而獲得所需的負載偵測電壓VCOMP，因而取代負載電壓偵測單元70，其操作原理屬於習知技術，下文不作進一步說明。
進一步再參閱第三圖，本發明第二實施例變頻電源控制器的系統示意圖。如第三圖所示，本發明第二實施例的變頻電源控制器10A是搭配整流單元20、電源單元21、電感單元30、切換單元40、輸出單元50、電流感測單元60以及輔助繞組LA而實現變頻電源控制，而且本發明的變頻電源控制器10A包含電源接腳T1、接地接腳T2、驅動接腳T3、電壓感測接腳T4以及輔助繞組偵測接腳T6，而要注意的是，本發明的第二實施例是類似於上述的第一實施例，其中主要的差異在於第二實施例是搭配輔助繞組LA，而非第一實施例中的負載電壓偵測單元70，此外，第二實施例是配置輔助繞組偵測接腳T6，用以取代第一實施例的負載電壓偵測接腳T5，所以在下文中對其餘相同元件的技術不再贅述。
具體而言，第二實施例的輔助繞組偵測接腳T6是經由輔助繞組LA而連接至接地電位VGND，其中輔助繞組LA是用以形成一次側回授。進一步，輔助繞組LA是耦合至初級側繞組LP與次級測繞組LS，用以藉感應初級側繞組LP的初級側電壓以及次級側繞組LS的次級側電壓而產生輔助繞組電壓VAUX，並由輔助繞組偵測接腳T6接收輔助繞組電壓VAUX，其中輔助繞組電壓VAUX是相對應於負載R的負載程度而當作負載偵測電壓，如同第一實施例的負載偵測電壓VCOMP。因此，第二實施例使用輔助繞組電壓VAUX的負載電壓偵測方式實質上是有別於第一實施例搭配負載電壓偵測單元70所形成的二次側回授。由於使用輔助繞組LA形成一次側回授的方式是返馳(Flyback)電源轉器中眾所周知的技術，因而下文中並不作詳細的描述。
如同第一實施例是由變頻電源控制器10執行變頻電源控制，第二實施例所實現的變頻電源控制是由變頻電源控制器10A執行，換言之，第二實施例變頻電源控制器10A所執行的變頻電源控制是如第二圖所示，依據負載偵測電壓VCOMP判斷負載程度而變動PWM頻率Fsw，藉以改善電源轉效率，降低切換損失，尤其是還能應付瞬時的尖峰負載，比如開機瞬間，避免誤動作而停止運作。此外，第二實施例所使用的第一負載電壓V1、第二負載電壓V2、第三負載電壓V3、第四負載電壓V4、第一頻率F1、第二頻率F2、第三頻率F3以及第四頻率F4的技術特徵也已在上述第一實施例中詳細說明，因而不再贅述。
綜合而言，本發明的特點主要在於利用變頻電源控制器依據負載程度而執行包含省電模式、谷底切換模式、準諧振模式、導通模式、尖峰負載模式的變頻電源控制，能涵蓋很低的極輕負載，到輕負載、中負載、滿負載，甚至是尖峰負載的超重負載的功率需求，不僅達到省電、低切換損失的目的，還同時確保操作的安全性，尤其可避免過度設計。
此外，本發明的另一特點在於變頻電源控制可依據外部輸入電源的電壓高低而選取適當的操作模式，藉以達到較佳化的功效，滿足不同的應用環境需求。
以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之發明精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。
10、10A:變頻電源控制器 20:整流單元 21:電源單元 30:電感單元 40:切換單元 50:輸出單元 60:電流感測單元 70:負載電壓偵測單元 F1:第一頻率 F2:第二頻率 F3:第三頻率 F4:第四頻率 Fsw:PWM頻率 LA:輔助繞組 LP:初級側繞組 LS:次級側繞組 RL:負載 T1:電源接腳 T2:接地接腳 T3:驅動接腳 T4:電壓感測接腳 T5:負載電壓偵測接腳 T6:輔助繞組偵測接腳 V1:第一負載電壓 V2:第二負載電壓 V3:第三負載電壓 V4:第四負載電壓 VAC:外部輸入電源 VAUX:輔助繞組電壓 VCOMP:負載偵測電壓 VCS:電流感測電壓 VDD:電源電壓 VGND:接地電位 VIN:整流電源 VOUT:輸出電源
第一圖顯示本發明第一實施例變頻電源控制器的系統示意圖。 第二圖顯示本發明第一實施例變頻電源控制器中脈衝寬度調變頻率對負載偵測電壓的操作示意圖。 第三圖顯示本發明第二實施例變頻電源控制器的系統示意圖。
F1:第一頻率
F2:第二頻率
F3:第三頻率
F4:第四頻率
Fsw:PWM頻率
V1:第一負載電壓
V2:第二負載電壓
V3:第三負載電壓
V4:第四負載電壓
VAC:外部輸入電源
VCOMP:負載偵測電壓

Claims (10)

  1. 一種變頻電源控制器，係用以搭配一整流單元、一電源單元、一切換單元、一電流感測單元、一電感單元、一輸出單元以及一負載電壓偵測單元而實現一變頻電源控制，該切換單元包含一金氧半(Metal-Oxide-Semiconductor，MOS)電晶體、或一氮化鎵場效電晶體(GaN (Gallium Nitride) FET)、或一碳化矽-金氧半場效電晶體(SiC-MOSFET)，該電感單元包含至少一繞組，且該變頻電源控制器包括： 一電源接腳，係連接至該電源單元，用以接收一電源電壓，供該變頻電源控制器運作； 一接地接腳，係連接至一接地電位； 一驅動接腳，係連接至該切換單元的一閘極； 一電壓感測接腳，係連接至該切換單元的一源極以及該電流感測單元的一端，該電流感測單元的一另一端連接至該接地電位，由該電流感測單元的該端產生一電流感測電壓；以及 一負載電壓偵測接腳，係連接至該負載電壓偵測單元， 其中該整流單元接收並整流一外部輸入電源後產生一整流電源，該電源單元接收該外部輸入電源，且經處理後產生並輸出一電源電壓，該電感單元包含相互耦合的一初級側繞組以及一次級側繞組，用以提供一變壓功能，該初級側繞組的一端連接該整流單元以接收該整流電源，該初級側繞組的一另一端連接該切換單元的一汲極，該電流感測單元的一端連接至該切換單元的一源極，該電流感測單元的一另一端連接至該接地電位，該輸出單元連接至該次級側繞組的一端，用以產生一輸出電源，並供電給連接至該輸出單元的一負載，該次級側繞組的一另一端連接至該接地電位，該負載電壓偵測單元連接至該輸出單元，用以接收該輸出電源，並產生一負載偵測電壓，該變頻電源控制器產生一驅動信號，並輸出至該驅動接腳，該驅動信號為一脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)信號，並具有一PWM頻率，該變頻電源控制器具有預設的一第一負載電壓、一第二負載電壓、一第三負載電壓以及一第四負載電壓，用以比較該負載偵測電壓而判斷一負載程度，該第一負載電壓小於該第二負載電壓，該第二負載電壓小於該第三負載電壓，該第三負載電壓小於該第四負載電壓，該變頻電源控制是由該變頻電源控制器執行，用以依據該負載程度而變動該PWM頻率，且包含： 在該負載偵測電壓不高於該第一負載電壓時，該負載程度為一極輕負載，且該變頻電源控制器進入一省電(Burst)模式，該PWM頻率保持在一第一頻率； 在該負載偵測電壓高於該第一負載電壓且不高於該第二負載電壓時，該負載程度為一輕負載，且該變頻電源控制器進入一谷底切換(Valley Switch)模式，並在該切換單元被關閉時，且如果該電流感測電壓下降至一特定數目的谷底，則打開該切換單元而導通，該PWM頻率是隨著該負載偵測電壓增加而由該第一頻率上升到一第二頻率，該第二頻率大於該第一頻率； 在該負載偵測電壓高於該第二負載電壓且不高於該第三負載電壓時，該負載程度為一中負載，且該變頻電源控制器進入一準諧振 (quasi-Resonance，QR)模式，該PWM頻率是隨著該負載偵測電壓增加而由該第二頻率下降到一第三頻率，該第三頻率是介於該第一頻率以及該第二頻率之間； 在該負載偵測電壓高於該第三負載電壓且不高於該第四負載電壓時，該負載程度為一滿負載，且該變頻電源控制器進入一導通模式，該PWM頻率保持在該第三頻率；以及 在該負載偵測電壓高於該第四負載電壓時，該負載程度為一超重負載，且該變頻電源控制器進入一尖峰負載(Peak Load)模式，該PWM頻率是隨著該負載偵測電壓增加而由該第三頻率上升到一第四頻率，該第四頻率大於該第三頻率。
  2. 如請求項1之變頻電源控制器，其中該導通模式為一連續導通模式(Continuous Conduction Mode，CCM)或一不連續導通模式(Discontinuous Conduction Mode，DCM)，並由該變頻電源控制器選定。
  3. 如請求項1之變頻電源控制器，其中該特定數目的谷底由該變頻電源控制器預設。
  4. 如請求項3之變頻電源控制器，其中該尖峰負載模式維持預設的一尖峰負載操作時間後停止，且停止產生該驅動信號，並再等待預設的一尖峰負載停止時間後，重新執行該尖峰負載模式。
  5. 如請求項1之變頻電源控制器，其中該變頻電源控制器在該外部輸電源為90~180Vac時，是用該導通模式取代該準諧振模式；該變頻電源控制器在該外部輸電源為180~270Vac時，是用該準諧振模式取代該導通模式以及該尖峰負載模式；以及，該變頻電源控制器在該外部輸電源為180~270Vac時，是用該導通模式取代該尖峰負載模式。
  6. 一種變頻電源控制器，係用以搭配一整流單元、一電源單元、一切換單元、一電流感測單元、一電感單元、一輸出單元以及一輔助繞組而實現一變頻電源控制，該切換單元包含一金氧半(MOS)電晶體、或一氮化鎵場效電晶體(GaN FET)、或一碳化矽-金氧半場效電晶體(SiC-MOSFET)，該電感單元包含至少一繞組，且該變頻電源控制器包含： 一電源接腳，係連接至該電源單元，用以接收一電源電壓，供該變頻電源控制器運作； 一接地接腳，係連接至一接地電位； 一驅動接腳，係連接至該切換單元的一閘極； 一電壓感測接腳，係連接至該切換單元的一源極以及該電流感測單元的一端，該電流感測單元的一另一端連接至該接地電位，由該電流感測單元的該端產生一電流感測電壓；以及 一輔助繞組偵測接腳，係經由該輔助繞組而連接至該接地電位， 其中該整流單元接收並整流一外部輸入電源後產生一整流電源，該電源單元接收該外部輸入電源，且經處理後產生並輸出一電源電壓，該電感單元包含相互耦合的一初級側繞組以及一次級側繞組，用以提供一變壓功能，該初級側繞組的一端連接該整流單元以接收該整流電源，該初級側繞組的一另一端連接該切換單元的一汲極，該電流感測單元的一端連接至該切換單元的一源極，該電流感測單元的一另一端連接至該接地電位，該輸出單元連接至該次級側繞組的一端，用以產生一輸出電源，並供電給連接至該輸出單元的一負載，該次級側繞組的一另一端連接至該接地電位，該輔助繞組是耦合至該初級側繞組與該次級測繞組，用以藉感應該初級側繞組的初級側電壓以及該次級側繞組的次級側電壓而產生一輔助繞組電壓，且該輔助繞組電壓是相對應於該負載的負載程度而當作一負載偵測電壓，並由該輔助繞組偵測接腳接收該輔助繞組電壓，該變頻電源控制器產生一驅動信號，並輸出至該驅動接腳，該驅動信號為一脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)信號，並具有一PWM頻率，該變頻電源控制器具有預設的一第一負載電壓、一第二負載電壓、一第三負載電壓以及一第四負載電壓，用以比較該負載偵測電壓而判斷一負載程度，該第一負載電壓小於該第二負載電壓，該第二負載電壓小於該第三負載電壓，該第三負載電壓小於該第四負載電壓，該變頻電源控制是由該變頻電源控制器執行，用以依據該負載程度而變動該PWM頻率，且包含： 在該負載偵測電壓不高於該第一負載電壓時，該負載程度為一極輕負載，且該變頻電源控制器進入一省電(Burst)模式，該PWM頻率保持在一第一頻率； 在該負載偵測電壓高於該第一負載電壓且不高於該第二負載電壓時，該負載程度為一輕負載，且該變頻電源控制器進入一谷底切換(Valley Switch)模式，並在該切換單元被關閉時，且如果該電流感測電壓下降至一特定數目的谷底，則打開該切換單元而導通，該PWM頻率是隨著該負載偵測電壓增加而由該第一頻率上升到一第二頻率，該第二頻率大於該第一頻率； 在該負載偵測電壓高於該第二負載電壓且不高於該第三負載電壓時，該負載程度為一中負載，且該變頻電源控制器進入一準諧振 (quasi-Resonance，QR)模式，該PWM頻率是隨著該負載偵測電壓增加而由該第二頻率下降到一第三頻率，該第三頻率是介於該第一頻率以及該第二頻率之間； 在該負載偵測電壓高於該第三負載電壓且不高於該第四負載電壓時，該負載程度為一滿負載，且該變頻電源控制器進入一導通模式，該PWM頻率保持在該第三頻率；以及 在該負載偵測電壓高於該第四負載電壓時，該負載程度為一超重負載，且該變頻電源控制器進入一尖峰負載(Peak Load)模式，該PWM頻率是隨著該負載偵測電壓增加而由該第三頻率上升到一第四頻率，該第四頻率大於該第三頻率。
  7. 如請求項6之變頻電源控制器，其中該導通模式為一連續導通模式(CCM)或一不連續導通模式(DCM)，並由該變頻電源控制器選定。
  8. 如請求項6之變頻電源控制器，其中該特定數目的谷底由該變頻電源控制器預設。
  9. 如請求項6之變頻電源控制器，其中該尖峰負載模式維持預設的一尖峰負載操作時間後停止，且停止產生該驅動信號，並再等待預設的一尖峰負載停止時間後，重新執行該尖峰負載模式。
  10. 如請求項6之變頻電源控制器，其中該變頻電源控制器在該外部輸電源為90~180Vac時，是用該導通模式取代該準諧振模式；該變頻電源控制器在該外部輸電源為180~270Vac時，是用該準諧振模式取代該導通模式以及該尖峰負載模式；以及，該變頻電源控制器在該外部輸電源為180~270Vac時，是用該導通模式取代該尖峰負載模式。
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