TWI759736B - 將控制資訊從電源轉換器之二次側提供至一次側的訊號傳輸電路,以及電源轉換器的控制電路 - Google Patents
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Abstract
訊號傳輸電路用以將控制資訊從電源轉換器之二次側傳輸到該電源轉換器之一次側。該訊號傳輸電路包含傳輸器電路、訊號變壓器及偵測電路。該傳輸器電路用以至少根據該二次側所輸出之第一控制訊號產生斜坡訊號。該第一控制訊號指示出提供給該一次側之開關的該控制資訊。該訊號變壓器耦接於該傳輸器電路,用以轉換該斜坡訊號以產生輸出訊號。該輸出訊號包含正向成分與負向成分以指示出該控制資訊。該偵測電路耦接於該訊號變壓器,用以偵測該正向成分與該負向成分,以將該控制資訊提供給該開關。
Description
本揭示內容係關於電源轉換的控制,尤指一種提供控制資訊給電源轉換器之一次側電路的開關的訊號傳輸電路,以及電源轉換器的控制電路。
電源轉換器的控制方案包含一次側穩壓(primary-side regulation)及二次側穩壓(secondary-side regulation)。由於採用一次側穩壓之電源轉換器可以省去二次側回授電路,因此,其已廣泛地使用在低功率應用中。然而,一次側穩壓缺乏高功率應用所需之定電壓輸出的準確度(constant-voltage output accuracy)。由於二次側穩壓可直接感測輸出電壓,因此,採用二次側穩壓之電源轉換器可用來提供準確的定電壓及定電流控制。舉例來說,採用二次側穩壓之電源轉換器可使用於各種操作在連續導通模式(continuous conduction mode,CCM)或不連續導通模式(discontinuous conduction mode,DCM)的應用中。
本揭示提供了一種訊號傳輸電路,其可提供控制資訊給電源轉換器之一次側電路的開關。本揭示另提供一種電源轉換器的控制電路。
在本揭示的某些實施例中,提供了一種用以將一控制資訊從一電源轉換器之一二次側傳輸至該電源轉換器之一一次側的訊號傳輸電路。該訊號傳輸電路包含一傳輸器電路、一訊號變壓器及一偵測電路。該傳輸器電路用以至少根據該二次側所輸出之一第一控制訊號產生一斜坡訊號。該第一控制訊號指示出提供給該一次側之一開關的該控制資訊。該訊號變壓器耦接於該傳輸器電路,用以轉換該斜坡訊號以產生一輸出訊號。該輸出訊號包含一正向成分與一負向成分以指示出該控制資訊。該偵測電路耦接於該訊號變壓器,用以偵測該正向成分與該負向成分以將該控制資訊提供給該開關。
在本揭示的某些實施例中,提供了一種一電源轉換器的控制電路,其包含一第一控制單元、一訊號傳輸電路及一第二控制單元。該第一控制單元耦接於該電源轉換器之一二次側電路,用以產生一第一控制訊號。該第一控制訊號包含一導通訊號與一旗標訊號。該導通訊號指示出用於該電源轉換器之一一次側電路之一開關的導通時間資訊,該旗標訊號指示出是否有啟用該電源轉換器之一預定功能。該訊號傳輸電路耦接於該第一控制單元,並包含一傳輸器電路、一訊號變壓器及一偵測電路。該傳輸器電路用以根據該導通訊號與該旗標訊號產生一斜坡訊號。該訊號變壓器耦接於該傳輸器電路,用以轉換該斜坡訊號以產生一輸出訊號。當該旗標訊號指示出該預定功能尚未啟用時,該傳輸器電路用以根據該導通訊
號產生該斜坡訊號,且該輸出訊號包含彼此相繼產生之一正向成分與一負向成分。當該旗標訊號指示出該預定功能啟用時,該傳輸器電路用以根據該旗標訊號產生該斜坡訊號,且該輸出訊號包含該正向成分與該負向成分兩者之中連續多次出現的一成分。該偵測電路耦接於該訊號變壓器,用以偵測該正向成分與該負向成分以產生一第二控制訊號。該第二控制單元耦接於該偵測電路與該開關之間,用以根據該第二控制訊號控制該開關。
100:電源轉換器
101:一次側
102:二次側
106:變壓器
106.1:一次繞組
106.2:二次繞組
110:一次側電路
112:開關
120:二次側電路
130,530,930:控制電路
140,160,540,560,940,960:控制單元
150,250,350,450,550,950:訊號傳輸電路
152,252,352,552:傳輸器電路
154,254,354:訊號變壓器
156,256,356,456,556,956:偵測電路
254.1,254.2:線圈部分
272:預驅動電路
274:驅動電路
276:轉導級
278:電流鏡級
282,382:放大電路
284,384,484:比較電路
354.1,354.2:繞組
370:輸入訊號產生器
372:預驅動級
372.1,372.2:預驅動電路
372.11,372.12,372.21,372.22:預驅動器
374:驅動級
374.1,374.2:驅動電路
380,580:接收器電路
390,590:處理電路
542:導通時間計算器
543,544,562,944,962,1126:控制器
564:驅動器
592:導通時間訊號產生器
594,994:訊號解碼器
704,1004,1114,1116:計數電路
714,1034:觸發電路
716:時脈產生器
718.1,718.2:單擊電路
719:或閘
724,1024,1124:輸出電路
726,1037,1038,1128:及閘
1035,1036:訊號產生器
C1,C2,C21:電容
D1:二極體
T1,T2:端子
TX,TXP,TXN,TP,TN,OUT:輸出端子
RX,RXP,RXN:輸入端子
RST:重置端子
R1,R21,R22,R23,R31,R32:電阻
IS21,IS23,IS24,IS31,IS32:電流源
IS22:電流槽
M21,M22,M23,M24,M25,M26,M27,M35,M36:電晶體
MP1,MP2:上拉電晶體
MN1,MN2:下拉電晶體
I21,I31,I32,I71,I101,I102,I11:反相器
OP21:放大器
CP21,CP31,CP32:比較器
DF0,DF0’,DF1~DFN,DF1’~DFN’,DFCNT:D型正反器
SF0,SF1:SR型正反器
CK:時脈輸入端子
D:資料輸入端子
Q:資料輸出端子
QB:反相資料輸出端子
RB:重置端子
S:設定端子
D71:延遲元件
VIN:輸入電壓
VOUT:輸出電壓
I1:輸入電流
I2:輸出電流
SCS,SCP,SON,SFLAG,SONP,SFLAGP,FCNT(i):控制訊號
CIN:控制資訊
SRP:斜坡訊號
SOUT:輸出訊號
SP:正向成分
SN:負向成分
SD,VRP:驅動訊號
VRF:參考訊號
IRP:電流訊號
SCA,SC1:放大訊號
SCB,SC2:參考訊號
STXP,STXN:斜坡脈波
STP,STN:輸入訊號
SUGP,SLGP,SUGN,SLGN:驅動訊號
STPI,STNI:反相訊號
CK1,CK2:偵測訊號
PWM_S,PWM_P:資訊訊號
VCMD,VCM1~VCMJ:指令訊號
t0,t1,t2,t21,t2N,t2’,t21’,t22’,t23’,t24’,t3,t3’:時間
Q1~QN,Q1’~QN’,QCNT:資料輸出
CS,CSF:計數訊號
VRSTB:重置訊號
VCK,VCKCNT,CKF,SQ,CKCMD,CKQ,CHK:時脈訊號
ENB:致能訊號
CVTH:預定值
SVCM,CNT(i),CNT(1)~CNT(4):資料訊號
EN:反相訊號
圖式中的各種特徵並不一定是按比例進行繪製的。為了能夠清楚地描述,可任意放大或縮小某些特徵的尺寸。
圖1是本揭示某些實施例之一示例性的電源轉換器的示意圖。
圖2是在本揭示某些實施例中圖1所示之訊號傳輸電路的至少一部份的一實施方式的示意圖。
圖3是在本揭示某些實施例中圖1所示之訊號傳輸電路的至少一部分的另一實施方式的示意圖。
圖4是在本揭示某些實施例中圖1所示之訊號傳輸電路的至少一部分的另一實施方式的示意圖。
圖5是在本揭示某些實施例中圖1所示之控制電路的一實施方式的示意圖。
圖6是在本揭示某些實施例中圖5所示之控制電路的操作所涉及的訊號波形的示意圖。
圖7是在本揭示某些實施例中圖5所示之訊號解碼器的一實施方式的示意圖。
圖8是在本揭示某些實施例中圖5所示之控制電路的操作所涉及的訊
號波形的示意圖。
圖9是在本揭示某些實施例中圖1所示之控制電路的一實施方式的示意圖。
圖10是在本揭示某些實施例中圖9所示之控制器的一實施方式的示意圖。
圖11是在本揭示某些實施例中圖9所示之訊號解碼器的一實施方式的示意圖。
圖12是在本揭示某些實施例中圖9所示之控制電路的操作所涉及的訊號波形的示意圖。
以下揭示內容提供了多種實施方式或例示,其能用以實現本揭示內容的不同特徵。下文所述之元件與配置的具體例子係用以簡化本揭示內容。當可想見,這些敘述僅為例示,其本意並非用於限制本揭示內容。舉例來說,若將一元件描述為與另一元件「連接(connected to)」或「耦接(coupled to)」,則兩者可直接連接或耦接,或兩者之間可能出現其他中間(intervening)元件。此外,本揭示內容可能會在多個實施例中重複使用元件符號和/或標號。此種重複使用乃是基於簡潔與清楚的目的,其本身不代表所討論的不同實施例和/或組態之間的關係。
本揭示的某些實施例詳述如下。當可理解,本揭示的實施例提供了許多可應用的概念,其可廣泛地實施於各種特定場合。以下所討論的實施例僅供說明的目的,並非用來限制本揭示的範圍。
在採用二次側穩壓之電源轉換器中,於二次側產生之一控
制訊號可傳送至一次側以控制一次側之切換操作。該控制訊號可實施為一方形電壓脈波(square voltage pulse)。設置於二次側與一次側之間的訊號變壓器(signal transformer)可用來感測二次側所產生之該方形電壓脈波。由於電動勢(electromotive force,EMF)係感應於訊號變壓器之中各繞組(winding)的兩端,因此,在一次側所感應之電動勢可用於切換操作。為了增加在一次側所感應之電動勢持續的時間,可將訊號變壓器設計為具有大尺寸,使得該方形電壓脈波所感應之電流的斜率(ramp rate)可減少。然而,考量成本及體積,會希望能縮小變壓器尺寸(諸如繞線尺寸(wire size))。
此外,由於電源轉換器可操作在一保護模式以確保穩定度與安全性,訊號變壓器可從二次側接收一控制訊號,其攜帶了用以指示該保護模式之啟用情形的訊息。然而,一次側可能無法辨識出該控制訊號是攜帶了切換操作的導通時間資訊(on-time information)還是攜帶了用以指示該保護模式之啟用情形的訊息。如此一來,該控制訊號無法立即致能電源轉換器進入該保護模式。
本揭示的實施例提供了示例性的訊號傳輸電路,其可藉由將一控制訊號轉換為一輸出訊號(包含一正向成分(positive-going component)與一負向成分(negative-going component)),將該控制訊號從一電源轉換器之一二次側傳輸至一一次側。本揭示的訊號傳輸電路可藉由偵測該正向成分與該負向成分,來感測或識別該控制訊號所攜帶之一控制資訊。舉例來說,該控制資訊可指示出位於一次側之開關的導通時間資訊(on-time information)或持續導通時間(on-time duration)。又例如,該控制資訊可指示出是一預定功能的啟用情形,諸如於一保護模式
中所執行之一保護功能。在某些實施例中,本揭示的訊號傳輸電路可利用電流斜坡脈波(current ramp pulse)或快速電流斜坡脈波(fast current ramp pulse),來感應出具有夠高的位準和夠寬的脈波寬度的電動勢,進而降低訊號傳輸所使用的互感(mutual inductance)。藉助於本揭示的訊號傳輸電路,採用二次側穩壓之電源轉換器不僅可使用具有低互感之訊號變壓器,並可辨識出控制資訊是否攜帶了用以指示出一預定功能(諸如一保護功能)之啟用情形的訊息。本揭示另提供了用於電源轉換器之示例性的控制電路。進一步的說明如下。
圖1是本揭示某些實施例之一示例性的電源轉換器的示意圖。電源轉換器100可用來將一輸入電壓VIN轉換為一輸出電壓VOUT。電源轉換器100可實施為交流對直流轉換器(AC/DC converter)、直流對直流轉換器(DC/DC converter)或其他類型的轉換器。例如,輸入電壓VIN可輸出自一整流電路(rectifier circuit),其用以轉換一交流電壓以產生一直流電壓,亦即,輸入電壓VIN。又例如,輸入電壓VIN可由一直流電源(DC power source)所供應。於此實施例中,為方便說明,電源轉換器100可利用一返馳式轉換器拓樸(flyback converter topology)來實施。在某些實施例中,電源轉換器100可利用其他類型的轉換器拓樸來實施,而不致背離本揭示的範圍。
電源轉換器100可包含一變壓器106、一一次側電路110、一二次側電路120以及一控制電路130。變壓器106包含一一次繞組(primary winding)106.1及一二次繞組(secondary winding)106.2。二次繞組106.2用以因應流經一次繞組106.1之一輸入電流I1,輸出一輸出電流I2。
一次側電路110耦接於一次繞組106.1,且位於電源轉換器100之一一次側101。一次側電路110可包含(但不限於)一電容C1及一開關112。電容C1耦接於輸入電壓VIN與一參考電壓(諸如一接地電壓)之間,用以保持輸入電壓VIN並濾除共模雜訊(common mode noise)。舉例來說,在輸入電壓VIN係為一次側電路110所包含之整流電路(圖1未示)所輸出之一整流電壓的某些實施例中,電容C1可稱為輸入儲能電容(input bulk capacitor),其可用來保持該整流電壓。開關112耦接於一次繞組106.1,用以根據一驅動訊號SD控制輸入電流I1。於此實施例中,開關112可利用一電晶體來實施,其中該電晶體可根據驅動訊號SD選擇性地導通。
二次側電路120耦接於二次繞組106.2,且位於電源轉換器100之一二次側102。二次側電路120用以根據輸出電流I2產生輸出電壓VOUT。於此實施例中,二次側電路120可包含(但不限於)一電容C2、一二極體D1及一電阻R1。電容C2的兩端子T1與T2分別耦接於二次繞組106.2之輸出與一參考電壓(諸如一接地電壓)。連接於該參考電壓之端子T2另耦接於二極體D1與電阻R1之間。
值得注意的是,一次側電路110與二次側電路120各自的電路結構均是用來方便說明而已,並非作為本揭示的限制。在某些實施例中,一次側電路110可包含其他電路,諸如一啟動電路(start-up circuit)或一箝位電路(clamp circuit)。在某些實施例中,可使用控制電路130所控制之一開關來取代二極體D1。這些設計上的變化與修飾均屬於本揭示的範圍。
控制電路130耦接於一次側電路110與二次側電路120之
間,用以根據二次側102所提供之一控制資訊來控制一次側101之開關112。控制電路130可包含(但不限於)一控制單元140、一訊號傳輸電路150及一控制單元160。於此實施例中,控制單元140可設置於二次側102,而控制單元160可設置於一次側101。
控制單元140耦接於二次側電路120,用以產生一控制訊號SCS,其可指示出用於開關112的控制資訊CIN。例如,控制單元140可因應輸出電壓VOUT產生控制訊號SCS,其中控制訊號SCS所攜帶之控制資訊CIN可指示出開關112於恆定導通時間(constant on-time,COT)之控制方案中的持續導通時間。又例如,控制單元140可因應一指令訊號(command signal)(圖1未示)來產生控制訊號SCS,其中該指令訊號可指示出電源轉換器100之一預定功能的啟用情形。因此,控制訊號SCS所攜帶之控制資訊CIN可指示出該預定功能的啟用情形。該預定功能可包含一保護功能、一序列功能(sequence function)或其他功能。該保護功能可包含(但不限於)欠壓鎖定保護(under voltage lockout protection)、短路保護(short circuit protection)、過電壓保護(over voltage protection)及過電流保護(over current protection)。該序列功能可包含(但不限於)關機功能(shutdown function)、軟啟動功能(soft start function)及電源穩定功能(power-good function)。
訊號傳輸電路150耦接於控制單元140,用以將控制資訊CIN從二次側102傳輸至一次側101。於此實施例中,訊號傳輸電路150用以傳輸控制訊號SCS,並據以產生可指示出控制資訊CIN的一控制訊號SCP。訊號傳輸電路150可包含一傳輸器電路152、一訊號變壓器154及一偵測電路156。傳輸器電路152用以根據控制訊號SCS產生一斜坡訊號SRP。
在某些實施例中,斜坡訊號SRP可實施為從傳輸器電路152輸出之一單端斜坡訊號(single-ended ramp signal)。在某些實施例中,斜坡訊號SRP可實施為包含從傳輸器電路152之一對輸出端子所輸出的一或多個斜坡脈波,諸如一或多個電流斜坡脈波。
訊號變壓器154耦接於傳輸器電路152,用以轉換斜坡訊號SRP以產生一輸出訊號SOUT,其可包含一正向成分(positive-going component)SP與一負向成分(negative-going component)SN以指示出控制資訊CIN。正向成分SP可以是一正向脈波,諸如一正向斜坡脈波。負向成分SN可以是一負向脈波,諸如一負向斜坡脈波。在某些實施例中,訊號變壓器154可實施為包含具有一一次繞組與一二次繞組的一變壓器,其中該一次繞組與該二次繞組分別耦接於傳輸器電路152與偵測電路156。當傳輸器電路152所輸出之斜坡訊號SRP具有夠高的斜率(ramp rate)時,於訊號變壓器154之輸出側所感應之輸出訊號SOUT可具有夠高的位準和夠寬的脈波寬度,進而可將訊號變壓器154所使用之互感減少至奈亨利(nano-Henry,nH)數量級而不會犧牲傳輸控制資訊CIN的準確性。在某些實施例中,電流斜率(current ramp rate)大約是介於2mA/ns與4mA/ns之間,具有大約50奈亨利之互感的訊號變壓器可感應從100mV至200mV之間的範圍內的電動勢,以提供準確的控制資訊CIN的傳輸。相較於現有的方法,其使用了具有微亨利(micro-Henry,μH)數量或更大數量級之互感的訊號變壓器,本揭示具有使用相當輕巧的訊號變壓器,因此更適用於行動應用(mobile applications)。
偵測電路156耦接於訊號變壓器154,用以偵測正向成分SP與負向成分SN以提供控制資訊CIN予開關112。於此實施例中,偵測電路
156可偵測正向成分SP與負向成分SN,進而根據正向成分SP與負向成分SN的預定序列型樣(sequence pattern)來產生指示出控制資訊CIN之控制訊號SCP。
控制單元160耦接於偵測電路156與開關112之間,用以根據控制訊號SCP控制開關112。於此實施例中,控制單元160可根據控制訊號SCP產生驅動訊號SD,進而控制開關112之切換操作。
於操作中,當控制訊號SCS所攜帶之控制資訊CIN係為指示出開關112之一持續導通時間(on-time duration)的一導通訊號(on signal)(諸如下文所述之導通訊號SON)時,訊號變壓器154可輸出彼此相繼的正向成分SP與負向成分SN,而正向成分SP與負向成分SN兩者之間具有的延遲時間係指示出該持續導通時間。當偵測出正向成分SP與負向成分SN係彼此相繼產生時,偵測電路156用以因應首先偵測到的輸出訊號SOUT(正向成分SP與負向成分SN兩者的其中之一)產生控制訊號SCP的一第一部分以導通開關112,以及因應第二個偵測到的輸出訊號SOUT(正向成分SP與負向成分SN兩者的其中之另一)產生控制訊號SCP的一第二部分以斷開開關112。舉例來說(但本揭示不限於此),控制訊號SCP之該第一部分與該第二部分可分別為控制訊號SCP之上升部分(rising portion)與下降部分(falling portion)。在某些實施例中,正向成分SP會先被輸出或先被偵測出,而負向成分SN緊跟在其後。在某些實施例中,負向成分SN會先被輸出或先被偵測出,而正向成分SP緊跟在其後。
當控制訊號SCS所攜帶之控制資訊CIN係為指示出電源轉換器100之一預定功能的啟用情形的一旗標訊號(flag signal)(諸如下文所述之控制訊號SFLAG)時,訊號變壓器154可重複地輸出正向成分SP與負
向成分SN兩者之中的一成分。若正向成分SP與負向成分SN兩者之中的該成分係連續輸出一預定次數,偵測電路156則用以產生控制訊號SCP以啟用該預定功能。當偵測出正向成分SP與負向成分SN其中的該成分係連續輸出該預定次數時,偵測電路156用以產生控制訊號SCP以致能開關112執行該預定功能。
在某些實施例中,可調變重複產生的訊號成分(亦即,正向成分SP與負向成分SN的其中之一)的頻率,以快速地傳輸控制資訊CIN。例如,傳輸器電路152可根據不同的操作情境來調變斜坡訊號SRP之頻率。當控制訊號SCS所攜帶之控制資訊CIN指示出電源轉換器100之一預定功能的啟用情形時,傳輸器電路152可增加斜坡訊號SRP之頻率,使訊號變壓器154可將正向成分SP與負向成分SN兩者之中的該成分以高頻方式重複地輸出。
值得注意的是,當正向成分SP與負向成分SN的其中之一用於致能開關112之導通操作時,正向成分SP與負向成分SN的其中之另一不僅可用來致能開關112之斷開操作,也可用來致能開關112執行一預定功能。例如,在正向成分SP用於致能開關112之導通操作的某些實施例中,當負向成分SN係緊接在正向成分SP之後輸出至偵測電路156時,負向成分SN可用來致能開關112之斷開操作。此外,當偵測電路156偵測出負向成分SN係連續輸出一預定次數時,負向成分SN可用來致能開關112執行一預定功能。又例如,在負向成分SN用於致能開關112之導通操作的某些實施例中,當正向成分SP係緊接在負向成分SN之後輸出至偵測電路156時,正向成分SP可用來致能開關112之斷開操作。當偵測電路156偵測出正向成分SP係連續輸出一預定次數時,正向成分SP可用來致能開關112執行一預
定功能。
藉助於本揭示所提供之訊號傳輸方案,電源轉換器100不僅可採用具有低互感之訊號變壓器以進行二次側102與一次側101之間的訊號傳輸,並可成功地辨識二次側102所提供之控制資訊CIN。
圖2是在本揭示某些實施例中圖1所示之訊號傳輸電路150的至少一部份的實施方式的示意圖。於此實施例中,控制資訊CIN可以是導通時間資訊,其可指示出圖1所示之開關112的持續導通時間。訊號傳輸電路250可將控制訊號SCS所攜帶之導通時間資訊從圖1所示之二次側102傳輸至一次側101。
訊號傳輸電路250可包含一傳輸器電路252、一訊號變壓器254及一偵測電路256,其可分別作為圖1所示之傳輸器電路152、訊號變壓器154及偵測電路156的實施例。傳輸器電路252包含(但不限於)一預驅動電路(pre-driver circuit)272及一驅動電路274。預驅動電路272可用來接收控制訊號SCS(諸如具有矩形電壓脈波之導通訊號或下文所述之導通訊號SON)以產生一驅動訊號VRP,其為具有一斜坡向上部分(ramp-up portion)與一斜坡向下部分(ramp-down portion)的一電壓訊號。舉例來說(但本揭示不限於此),預驅動電路272可包含一反相器I21、一電流源IS21、一電流槽IS22、一電晶體M21、一電晶體M22及一電容C21。反相器I21之輸入端子用以接收控制訊號SCS。反相器I21之輸出端子耦接於複數個電晶體M21與M22各自的控制端子,諸如閘極端子。電容C21之一端子耦接於複數個電晶體M21與M22之間。電容C21之另一端子耦接於一參考電壓,諸如一接地電壓。電容C21用以保持驅動訊號VRP。驅動訊號VRP之斜率(諸如爬升率(ramp-up rate)或下降率(ramp-down
rate))可根據預驅動電路272之一或多個電路元件來調整。舉例來說,驅動訊號VRP之斜率可根據反相器I21、電晶體M21、電晶體M22及電容C21各自的尺寸之至少其一來調整。
驅動電路274可用來接收驅動訊號VRP以將斜坡訊號SRP從輸出端子TX輸出。於此實施例中,驅動電路274可實施為一轉導電路(transconductance circuit),其可將一電壓訊號轉換為一電流訊號。因此,斜坡訊號SRP可以是一電流訊號,諸如一斜坡電流。驅動電路274可包含(但不限於)一轉導級(transconductance stage)276及一電流鏡級(current mirror stage)278。轉導級276用以將驅動訊號VRP轉換為一電流訊號IRP,諸如一斜坡電流。轉導級276可包含一放大器OP21、一電晶體M23以及一電阻R21。放大器OP21包含三個輸入端子,其分別耦接於一參考訊號VRF、驅動訊號VRP及電阻R21。放大器OP21用以控制電晶體M23之切換操作,進而允許電流訊號IRP流經電晶體M23與電阻R21。電流鏡級278用以根據電流訊號IRP將斜坡訊號SRP從輸出端子TX輸出。於此實施例中,電流鏡級278可實施為包含複數個電晶體M24與M25。
訊號變壓器254可包含複數個線圈部分254.1與254.2。當斜坡訊號SRP流經線圈部分254.1時,線圈部分254.2可在偵測電路256之輸入端子RX感應出輸出訊號SOUT(諸如一電壓訊號)。輸出訊號SOUT可以是圖1所示之輸出訊號SOUT的實施例。根據複數個線圈部分254.1與254.2的排列方式,斜坡訊號SRP之斜坡向上部分可感應出輸出訊號SOUT之正向成分SP與負向成分SN的其中之一,以及斜坡訊號SRP之斜坡向下部分可感應出輸出訊號SOUT之正向成分SP與負向成分SN的其中之另一。於此實施例中,斜坡訊號SRP之斜坡向上部分與斜坡向下部分可分別感應出負向成分
SN與正向成分SP。
偵測電路256用以接收正向成分SP與負向成分SN以輸出控制訊號SCP。偵測電路256可包含一放大電路282與一比較電路284。放大電路282用以放大輸出訊號SOUT以產生一放大訊號SCA。於此實施例中,放大電路282可實施為一共汲極放大器(common drain amplifier)或源極追隨器(source follower),其可包含一電流源IS23、一電阻R22與一電晶體M26。
比較電路284耦接於放大電路282,用以將放大訊號SCA與一參考訊號SCB作比較,以判斷所接收的是正向成分SP還是負向成分SN。當放大訊號SCA的訊號位準大於參考訊號SCB的訊號位準時,可判斷出所接收的是正向成分SP與負向成分SN的其中之一。當放大訊號SCA的訊號位準小於參考訊號SCB的訊號位準時,可判斷出所接收的是正向成分SP與負向成分SN的其中之另一。於此實施例中,比較電路284可包含一比較器CP21、一電流源IS24、一電阻R23以及一電晶體M27。比較器CP21之反相端子用以接收放大訊號SCA。比較器CP21之非反相端子用以接收參考訊號SCB,其係因應從電流源IS24流向電阻R23與電晶體M27的電流而建立。
於操作中,當控制訊號SCS包含一上升部分與一下降部分以定義開關112之持續導通時間時,傳輸器電路252可產生具有一斜坡向上部分與一斜坡向下部分之斜坡訊號SRP。訊號變壓器254可分別因應該斜坡向上部分與該斜坡向下部分,輸出輸出訊號SOUT之正向成分SP與負向成分SN。當輸出訊號SOUT之負向成分SN輸出至電晶體M26時,放大訊號SCA之訊號位準會小於參考訊號SCB之訊號位準。比較器CP21可用來產生控
制訊號SCP之上升部分。當輸出訊號SOUT之正向成分SP輸出至電晶體M26時,放大訊號SCA之訊號位準會大於參考訊號SCB之訊號位準。比較器CP21可用來產生控制訊號SCP之下降部分。控制訊號SCP之上升部分與下降部分之間的延遲可指示出開關112之持續導通時間。因此,控制訊號SCS所攜帶之導通時間資訊可從圖1所示之二次側102傳輸至一次側101。
值得注意的是,輸入至線圈部分254.1之斜坡訊號SRP可以是具有大振幅之快速斜坡脈波。因此,線圈部分254.2所感應之電動勢可具有夠高的位準和夠寬的脈波寬度,進而降低訊號變壓器254所使用之互感。舉例來說,驅動訊號VRP可具有夠高的斜率,使輸出訊號SRP可實施為具有大振幅之快速電流斜坡脈波。
圖3是在本揭示某些實施例中圖1所示之訊號傳輸電路150的至少一部分的另一實施方式的示意圖。於此實施例中,訊號傳輸電路350可傳輸用來指示圖1所示之開關112之持續導通時間的控制資訊,或用來指示圖1所示之電源轉換器100之一預定功能的啟用情形的控制資訊。例如,訊號傳輸電路350可用來傳輸控制訊號SON,其攜帶了指示出圖1所示之開關112之持續導通時間的控制資訊。又例如,訊號傳輸電路350可用來傳輸一控制訊號SFLAG,其攜帶了指示出圖1所示之電源轉換器100之該預定功能的啟用情形的控制資訊。控制訊號SON與控制訊號SFLAG均可作為圖1所示之控制訊號SCS的實施例。
訊號傳輸電路350可包含一傳輸器電路352、一訊號變壓器354及一偵測電路356,其可分別作為圖1所示之傳輸器電路152、訊號變壓器154及偵測電路156的實施例。傳輸器電路352可根據控制訊號SON輸出複數個斜坡脈波STXP與STXN,以作為斜坡訊號SRP。此外,或者是,傳
輸器電路352可根據控制訊號SFLAG重複地輸出複數個斜坡脈波STXP與STXN的其中之一,以作為斜坡訊號SRP。複數個斜坡脈波STXP與STXN均可為(但不限於)一電流斜坡脈波或一快速電流斜坡脈波。舉例來說(但本揭示不限於此),當控制訊號SFLAG指示出該預定功能尚未啟用時,傳輸器電路352用以傳輸控制訊號SON,以將複數個斜坡脈波STXP與STXN彼此相繼地輸出。當控制訊號SFLAG指示出該預定功能啟用時,傳輸器電路352用以傳輸控制訊號SFLAG(而不是控制訊號SON),以重複地輸出複數個斜坡脈波STXP與STXN的其中之一。
在某些實施例中,當傳輸器電路352用以根據控制訊號SON輸出複數個斜坡脈波STXP與STXN以作為斜坡訊號SRP時,複數個斜坡脈波STXP與STXN的其中之一可指示出一導通操作,而複數個斜坡脈波STXP與STXN的其中之另一可指示出一斷開操作。舉例來說(但本揭示不限於此),圖1所示之開關112的持續導通時間可根據控制訊號SON之上升部分與下降部分來決定。傳輸器電路352可因應控制訊號SON之上升部分與下降部分的其中之一將斜坡脈波STXP從輸出端子TXP輸出,以及因應控制訊號SON之上升部分與下降部分的其中之另一將斜坡脈波STXN從輸出端子TXN輸出。在某些實施例中,當傳輸器電路352用以根據控制訊號SFLAG重複地輸出複數個斜坡脈波STXP與STXN兩者之中的一斜坡脈波時,該斜坡脈波可以是對應於圖1所示之開關112之斷開操作的斜坡脈波。
傳輸器電路352包含(但不限於)一輸入訊號產生器370、一預驅動級372以及一驅動級374。輸入訊號產生器370用以因應控制訊號SON與控制訊號SFLAG來產生至少一輸入訊號。舉例來說(但本揭示不限於此),當傳輸器電路352用來傳輸控制訊號SON時,輸入訊號產生器370可
因應控制訊號SON產生複數個輸入訊號STP與STN。當傳輸器電路352用來傳輸控制訊號SFLAG時,輸入訊號產生器370可產生複數個輸入訊號STP與STN的其中之一。於此實施例中,複數個輸入訊號STP與STN可分別從複數個輸出端子TP與TN輸出。
預驅動級372耦接於輸入訊號產生器370,用以根據複數個輸入訊號STP與STN產生複數個驅動訊號SUGP、SLGP、SUGN與SLGN。在某些實施例中,複數個驅動訊號SUGP與SLGP可以是彼此互補(complementary)的訊號。此外,或者是,複數個驅動訊號SUGN與SLGN可以是彼此互補的訊號。於此實施例中,預驅動級372可包含複數個預驅動電路372.1與372.2。預驅動電路372.1用以根據輸入訊號STP產生複數個驅動訊號SUGP與SLGP。預驅動電路372.2用以根據輸入訊號STN產生複數個驅動訊號SUGN與SLGN。
在某些實施例中,可調整複數個驅動訊號SUGP、SLGP、SUGN與SLGN各自的迴轉率(slew rate)之至少其一。舉例來說,預驅動電路372.1可包含一反相器I31、一預驅動器(pre-driver)372.11及一預驅動器372.12。反相器I31用以將輸入訊號STP進行反相以產生一反相訊號STPI。複數個預驅動器372.11與372.12可分別根據反相訊號STPI來產生複數個驅動訊號SUGP與SLGP。預驅動電路372.2可包含一反相器I32、一預驅動器372.21及一預驅動器372.22。反相器I32用以將輸入訊號STN進行反相以產生一反相訊號STNI。複數個預驅動器372.21與372.22可分別根據反相訊號STNI來產生複數個驅動訊號SUGN與SLGN。複數個預驅動器372.11、372.12、372.21與372.22之至少其一可調整相對應之驅動訊號的迴轉率。
驅動級374可根據複數個驅動訊號SUGP、SLGP、SUGN與
SLGN輸出斜坡訊號SRP。驅動級374包含(但不限於)複數個驅動電路374.1與374.2。驅動電路374.1用以根據複數個驅動訊號SUGP與SLGP將斜坡脈波STXP從輸出端子TXP輸出。於此實施例中,驅動電路374.1可包含彼此串聯耦接之一上拉電晶體(pull-up transistor)MP1與一下拉電晶體(pull-down transistor)MN1。上拉電晶體MP1可根據驅動訊號SUGP選擇性地導通,而下拉電晶體MN1可根據驅動訊號SLGP選擇性地導通。預驅動電路372.1可根據輸入訊號STP依序導通上拉電晶體MP1與下拉電晶體MN1,以控制上拉電晶體MP1與下拉電晶體MN1輸出一電流斜坡脈波。該電流斜坡脈波可從輸出端子TXP輸出以作為斜坡脈波STXP,其中輸出端子TXP係耦接於上拉電晶體MP1與下拉電晶體MN1之間。
相似地,驅動電路374.2可包含彼此串聯耦接之一上拉電晶體MP2與一下拉電晶體MN2。上拉電晶體MP2可根據驅動訊號SUGN選擇性地導通,而下拉電晶體MN2可根據驅動訊號SLGN選擇性地導通。預驅動電路372.2可根據輸入訊號STN依序導通上拉電晶體MP2與下拉電晶體MN2,以控制上拉電晶體MP2與下拉電晶體MN2輸出一電流斜坡脈波。該電流斜坡脈波可從輸出端子TXN輸出以作為斜坡脈波STXN,其中輸出端子TXN係耦接於上拉電晶體MP2與下拉電晶體MN2之間。
在某些實施例中,可根據驅動訊號SUGP/SLGP的波形以及電晶體MP1/MP2的尺寸來調整斜坡脈波STXP/STXN之斜率與振幅。斜坡脈波STXP/STXN可以是具有大振幅之快速電流斜坡脈波。例如,預驅動器372.11可藉由調整驅動訊號SUGP之波形(諸如增加驅動訊號SUGP之迴轉率),快速地導通電晶體MP1。又例如,預驅動器372.21可藉由調整驅動訊號SUGN之波形(諸如增加驅動訊號SUGN之迴轉率),快速地導通電晶
體MP2。
訊號變壓器354可用來轉換斜坡脈波STXP以產生正向成分SP與負向成分SN的其中之一,以及轉換斜坡脈波STXN以產生正向成分SP與負向成分SN的其中之另一。例如,當斜坡脈波STXP與斜坡脈波STXN係彼此相繼地輸出至訊號變壓器354時,訊號變壓器354可產生彼此相繼的正向成分SP與負向成分SN。又例如,當斜坡脈波STXP與斜坡脈波STXN的其中之一係重複地輸出至訊號變壓器354時,訊號變壓器354可重複地產生正向成分SP與負向成分SN的其中之一。
於此實施例中,訊號變壓器354可包含複數個繞組354.1與354.2。繞組354.1之一端用以接收斜坡脈波STXP,繞組354.1之另一端用以接收斜坡脈波STXN。繞組354.2之一端用以將輸出訊號SOUT輸出,繞組354.2之另一端耦接於一參考電壓(諸如一接地電壓)。舉例來說,繞組354.1耦接於複數個輸出端子TXP與TXN之間。繞組354.2耦接於偵測電路356之複數個輸入端子RXP與RXN之間。當斜坡脈波STXP與斜坡脈波STXN依序輸出至訊號變壓器354時,訊號變壓器354可將正向成分SP與負向成分SN依序輸出至輸入端子RXP。當斜坡脈波STXN與斜坡脈波STXP依序輸出至訊號變壓器354時,訊號變壓器354可將負向成分SN與正向成分SP依序輸出至輸入端子RXP。
值得注意的是,由於輸入至繞組354.1之斜坡脈波STXP與斜坡脈波STXN均可為具有大振幅之快速電流斜坡脈波,因此,繞組354.2所感應之電動勢可具有夠高的位準和夠寬的脈波寬度,進而降低訊號變壓器354所使用之互感。
偵測電路356用以接收正向成分SP與負向成分SN以輸出控
制訊號SCP。偵測電路356可包含一接收器電路380及一處理電路390。接收器電路380耦接於訊號變壓器354,用以接收正向成分SP與負向成分SN以輸出複數個偵測訊號CK1與CK2。舉例來說,當於輸入端子RXP上偵測出正向成分SP時,接收器電路380可輸出複數個偵測訊號CK1與CK2的其中之一。當於輸入端子RXP上偵測出負向成分SN時,接收器電路380可輸出複數個偵測訊號CK1與CK2的其中之另一。
於此實施例中,接收器電路380可包含一放大電路382以及一比較電路384。放大電路382用以放大輸出訊號SOUT以產生一放大訊號SC1。於此實施例中,放大電路382可實施為共汲極放大器,其包含一電流源IS31、一電阻R31及一電晶體M35。
比較電路384耦接於放大電路382,用以將放大訊號SC1與一參考訊號SC2作比較,以判斷所接收的是正向成分SP還是負向成分SN。當放大訊號SC1的訊號位準大於參考訊號SC2的訊號位準時,可判斷出所接收的是正向成分SP與負向成分SN的其中之一。當放大訊號SC1的訊號位準小於參考訊號SC2的訊號位準時,可判斷出所接收的是正向成分SP與負向成分SN的其中之另一。
於此實施例中,比較電路384可包含一電流源IS32、一電阻R32、一電晶體M36以及複數個比較器CP31與CP32。導通電晶體M36可允許電流源IS32所輸出之電流流經電阻R32與電晶體M36,進而將參考訊號SC2提供給複數個比較器CP31與CP32。比較器CP31之非反相端子耦接於放大訊號SC1,而比較器CP31之反相端子耦接於參考訊號SC2。比較器CP32之非反相端子耦接於參考訊號SC2,而比較器CP32之反相端子耦接於放大訊號SC1。當放大訊號SC1之訊號位準大於參考訊號SC2之訊號
位準時,比較器CP31之輸出端子可用來輸出偵測訊號CK1。當放大訊號SC1之訊號位準小於參考訊號SC2之訊號位準時,比較器CP32之輸出端子可用來輸出偵測訊號CK2。
處理電路390耦接於接收器電路380,用以根據複數個偵測訊號CK1與CK2之至少其一產生控制訊號SCP。例如,當複數個偵測訊號CK1與CK2係彼此相繼輸出時,處理電路390可根據複數個偵測訊號CK1與CK2產生控制訊號SCP。於一實施方式中,偵測訊號CK2係緊接於偵測訊號CK1之後。於另一實施方式中,偵測訊號CK1係緊接於偵測訊號CK2之後。控制訊號SCP可指示出圖1所示之開關112的持續導通時間,其可由複數個偵測訊號CK1與CK2兩者之間的時間延遲(time delay)來定義。又例如,當複數個偵測訊號CK1與CK2的其中之一係連續輸出一預定次數時,處理電路390可產生控制訊號SCP以致能圖1所示之開關112執行一預定功能。
於操作中,輸入訊號產生器370可分別因應控制訊號SON之一上升部分與一下降部分,產生輸入訊號STP與輸入訊號STN。該上升部分與該下降部分可分別指示出圖1所示之開關112的導通操作與斷開操作。驅動級374可依序輸出複數個斜坡脈波STXP與STXN。訊號變壓器354可依序輸出正向成分SP與負向成分SN。正向成分SP與負向成分SN可分別對應於開關112的導通操作與斷開操作。
此外,接收器電路380可分別因應正向成分SP與負向成分SN,產生偵測訊號CK1與偵測訊號CK2。舉例來說,當正向成分SP輸入至輸入端子RXP時,由於電晶體M35之閘極的訊號位準會上升,放大訊號SC1之訊號位準會因此上升。比較器CP31可產生偵測訊號CK1以指示出偵
測到正向成分SP。當負向成分SN輸入至輸入端子RXP時,由於電晶體M35之閘極的訊號位準會下降,放大訊號SC1之訊號位準會因此下降。比較器CP32可產生偵測訊號CK2以指示出偵測到負向成分SN。處理電路390可依序接收複數個偵測訊號CK1與CK2以產生控制訊號SCP,其可指示出控制訊號SON所攜帶之導通時間資訊。
當所接收的是用來指示出一預定功能之啟用情形的控制訊號SFLAG時,輸入訊號產生器370可產生輸入訊號STN,以致能預驅動電路372.2產生複數個驅動訊號SUGN與SLGN。驅動電路374.2可根據複數個驅動訊號SUGN與SLGN重複地輸出斜坡脈波STXN。訊號變壓器354可接收斜坡脈波STXN,以重複地從輸入端子RXP輸出負向成分SN。接收器電路380可在每次接收到輸入端子RXP時,輸出偵測訊號CK2。接下來,處理電路390可判斷偵測訊號CK2是否連續產生一預定次數。當判斷出偵測訊號CK2係連續產生該預定次數時,處理電路390可產生控制訊號SCP,其可用來致能圖1所示之開關112執行該預定功能。
值得注意的是,以上所述之電路拓樸與操作係僅供說明的目的,並非用來限制本揭示的範圍。在某些實施例中,傳輸器電路352可利用其他電路拓樸來實施。舉例來說(但本揭示不限於此),預驅動電路372.1與驅動電路374.1可分別由圖2所示之預驅動電路272與驅動電路274來取代。此外,或者是,預驅動電路372.2與驅動電路374.2可分別由圖2所示之預驅動電路272與驅動電路274來取代。只要可以產生一或多個攜帶了二次側電路所提供之控制資訊的斜坡脈波,傳輸電路可以有多種設計變化與修飾方式。
在某些實施例中,正向成分SP與負向成分SN可分別對應於
圖1所示之開關112的斷開操作與導通操作。例如,當傳輸器電路352用以傳輸控制訊號SON時,輸入訊號產生器370可分別因應控制訊號SON之上升部分與下降部分,產生輸入訊號STN與輸入訊號STP。驅動級374可依序輸出複數個斜坡脈波STXN與STXP。因此,在比較器CP31產生偵測訊號CK1之前,比較器CP32可產生偵測訊號CK2。處理電路390可依序接收複數個偵測訊號CK2與CK1以產生控制訊號SCP,其指示出控制訊號SON所攜帶之導通時間資訊。
此外,或者是,當所接收的是用以指示出一預定功能之啟用情形的控制訊號SFLAG時,輸入訊號產生器370可產生輸入訊號STP,進而致能預驅動電路372.1產生複數個驅動訊號SUGP與SLGP。驅動電路374.1可根據複數個驅動訊號SUGP與SLGP重複地輸出斜坡脈波STXP。訊號變壓器354可接收斜坡脈波STXP,以重複地從輸入端子RXP輸出正向成分SP。接收器電路380可在每次接收到正向成分SP時,輸出偵測訊號CK1。接下來,當判斷出偵測訊號CK1係連續產生一預定次數時,處理電路390可產生控制訊號SCP,其可用來致能圖1所示之開關112執行該預定功能。
圖4是在本揭示某些實施例中圖1所示之訊號傳輸電路150的至少一部分的另一實施方式的示意圖。除了偵測電路456包含的接收器電路480以外,訊號傳輸電路450可與圖3所示之訊號傳輸電路350相似/相同。於此實施例中,接收器電路480可包含一比較電路484及圖3所示之放大電路382。比較電路484可包含圖3所示之電流源IS32、電阻R32、電晶體M36及複數個比較器CP31與CP32。
如圖4所示,比較器CP31之非反相端子與反相端子分別耦接於參考訊號SC2與放大訊號SC1。比較器CP32之非反相端子與反相端子
分別耦接於放大訊號SC1與參考訊號SC2。因此,當放大訊號SC1之訊號位準大於參考訊號SC2之訊號位準時,比較器CP32可輸出偵測訊號CK2。當放大訊號SC1之訊號位準小於參考訊號SC2之訊號位準時,比較器CP31可輸出偵測訊號CK1。
於操作中,當傳輸器電路352分別因應控制訊號SON之上升部分與下降部分輸出斜坡脈波STXP與斜坡脈波STXN時,訊號變壓器354可依序輸出正向成分SP與負向成分SN。接收器電路480可分別因應正向成分SP與負向成分SN產生偵測訊號CK2與偵測訊號CK1。當傳輸器電路352分別因應控制訊號SON之上升部分與下降部分輸出斜坡脈波STXN與斜坡脈波STXP時,訊號變壓器354可依序輸出負向成分SN與正向成分SP。接收器電路480可分別因應負向成分SN與正向成分SP產生偵測訊號CK1與偵測訊號CK2。由於所屬領域中具有通常知識者在閱讀上述關於圖1至圖3的相關段落說明之後,應可瞭解訊號傳輸電路450的操作細節,因此,關於控制訊號SON與控制訊號SFLAG的傳輸的進一步說明在此便不再贅述。
為便於理解本揭示的內容,以下提供圖1所示之控制電路130的某些實施方式來進一步說明本揭示所提供之訊號傳輸方案。所屬領域中具有通常知識者應可瞭解其他採用圖1所示之控制電路130的架構的實施方式均屬於本揭示的範圍。
圖5是在本揭示某些實施例中圖1所示之控制電路130的一實施方式的示意圖。控制電路530可包含(但不限於)一控制單元540、一訊號傳輸電路550及一控制單元560,其可分別作為圖1所示之控制單元140、訊號傳輸電路150及控制單元160的實施例。此外,控制單元540與訊號傳輸電路550的一部分可位於圖1所示之二次側102。控制單元560與
訊號傳輸電路550的另一部分可位於圖1所示之一次側101。
控制單元540可用來產生控制訊號SON與控制訊號SFLAG,其均可作為圖1所示之控制訊號SCS的實施例。控制單元540可包含一導通時間計算器(on-time calculator)542、一控制器543及一控制器544。導通時間計算器542可根據圖1所示之二次側電路120所產生之輸出電壓VOUT來產生一資訊訊號PWM_S,諸如一脈波訊號或一脈波寬度調變(pulse width modulation,PWM)訊號。資訊訊號PWM_S可攜帶提供給圖1所示之開關112的導通時間資訊。控制器543耦接於導通時間計算器542,用以根據資訊訊號PWM_S產生控制訊號SON。控制訊號SON可指示出資訊訊號PWM_S所攜帶之導通時間資訊。在某些實施例中,控制電路530可採用恆定導通時間之控制方案以進行輸出調節(output regulation),其中控制器543可利用一恆定導通時間控制器(COT controller)來實施。控制器543可根據資訊訊號PWM_S產生一或多個脈波,其均具有相同的脈波寬度。所產生的一或多個脈波可作為傳送至訊號傳輸電路550的控制訊號SON。
控制器544可用來產生控制訊號SFLAG,其可指示出是否有啟用圖1所示之電源轉換器100的一預定功能。於此實施例中,控制器544可因應一指令訊號VCMD產生控制訊號SFLAG,其中指令訊號VCMD可啟用控制器544發送一旗標訊號以作為控制訊號SFLAG。
訊號傳輸電路550耦接於複數個控制器543與544,用以傳輸控制訊號SON所攜帶之控制資訊,並據以產生一控制訊號SONP。訊號傳輸電路550另可用來傳輸控制訊號SFLAG所攜帶之控制資訊,並據以產生一控制訊號SFLAGP。於此實施例中,訊號傳輸電路550可包含一傳輸器電路
552、一偵測電路556及圖3所示之訊號變壓器354。傳輸器電路552與偵測電路556可分別作為圖1所示之傳輸器電路152與偵測電路156的實施例。舉例來說(但本揭示不限於此),傳輸器電路552可利用圖3所示之傳輸器電路352或圖2所示之傳輸器電路252來實施。
於此實施例中,傳輸器電路552可根據控制訊號SON與控制訊號SFLAG之至少其一來產生斜坡訊號SRP。當控制訊號SFLAG指示出該預定功能未啟用時,傳輸器電路552可根據控制訊號SON產生斜坡訊號SRP。當控制訊號SFLAG指示出該預定功能啟用時,傳輸器電路552可根據控制訊號SFLAG產生斜坡訊號SRP。
偵測電路556可偵測輸出訊號SOUT之正向成分SP與負向成分SN來產生控制訊號SON與控制訊號SFLAG。例如,當傳輸器電路552用以根據控制訊號SON產生斜坡訊號SRP時,偵測電路556可偵測出正向成分SP與負向成分SN係彼此相繼地產生,進而產生控制訊號SONP。當傳輸器電路552用以根據控制訊號SFLAG產生斜坡訊號SRP時,偵測電路556可偵測出正向成分SP與負向成分SN的其中之一係連續多次地產生,進而產生控制訊號SFLAGP。
偵測電路556包含(但不限於)一接收器電路580及一處理電路590。接收器電路580可利用圖3所示之接收器電路380或圖4所示之接收器電路480來實施。於此實施例中,接收器電路580可用以接收正向成分SP與負向成分SN,以分別輸出偵測訊號CK1與偵測訊號CK2。
處理電路590可作為圖3所示之處理電路390的實施例,並可根據複數個偵測訊號CK1與CK2產生複數個控制訊號SONP與SFLAGP。舉例來說(但本揭示不限於此),當複數個偵測訊號CK1與CK2係彼此相繼
地輸出時,處理電路590可根據複數個偵測訊號CK1與CK2產生控制訊號SONP。控制訊號SONP可指示出圖1所示之開關112的持續導通時間,其可由複數個偵測訊號CK1與CK2所定義。又例如,當複數個偵測訊號CK1與CK2的其中之一係連續地輸出一預定次數時,處理電路590可用來產生控制訊號SFLAGP,以致能圖1所示之開關112執行一預定功能。於此實施例中,當複數個偵測訊號CK1與CK2係彼此相繼地產生時,複數個偵測訊號CK1與CK2可分別用來致能圖1所示之開關112的導通操作與關斷操作。當偵測訊號CK2係連續地輸出一預定次數時,處理電路590可產生控制訊號SFLAGP以致能圖1所示之開關112執行該預定功能。
處理電路590可包含一導通時間訊號產生器(on-time signal generator)592及一訊號解碼器594。導通時間訊號產生器592耦接於接收器電路580,用以根據複數個偵測訊號CK1與CK2產生控制訊號SONP,進而傳輸複數個偵測訊號CK1與CK2所攜帶之導通時間資訊。例如,導通時間訊號產生器592可因應偵測訊號CK1將控制訊號SONP設為一第一訊號位準,以及因應偵測訊號CK2將控制訊號SONP設為一第二訊號位準。因此,複數個偵測訊號CK1與CK2所定義之持續導通時間可由控制訊號SONP持續處在該第一訊號位準的時間來指示出。
訊號解碼器594耦接於接收器電路580,用以根據複數個偵測訊號CK1與CK2產生控制訊號SFLAGP。舉例來說,訊號解碼器594可對偵測訊號CK2連續輸出的次數進行計數。在偵測訊號CK2連續輸出的次數到達該預定次數之前,訊號解碼器594可在偵測訊號CK1輸入至訊號解碼器594時將偵測訊號CK2連續輸出的次數所對應的計數值進行重置。當偵測訊號CK2連續輸出的次數到達該預定次數時,訊號解碼器594用以產生
控制訊號SFLAGP。
控制單元560耦接於偵測電路556與圖1所示之開關112之間,用以根據控制訊號SONP與控制訊號SFLAGP之至少其一產生驅動訊號SD。控制單元560可包含一控制器562以及一驅動器564。控制器562可用來產生一資訊訊號PWM_P,諸如一脈波訊號或一脈波寬度調變訊號。資訊訊號PWM_P可攜帶提供給圖1所示之開關112的控制資訊。舉例來說,當控制訊號SFLAGP指示出該預定功能未啟用時,控制器562可根據控制訊號SONP產生資訊訊號PWM_P。當控制訊號SFLAGP指示出該預定功能啟用時,控制器562可根據控制訊號SFLAGP產生資訊訊號PWM_P。此外,驅動器564耦接於圖1所示之開關112,用以根據資訊訊號PWM_P產生驅動訊號SD。
圖6是在本揭示某些實施例中圖5所示之控制電路530的操作所涉及的訊號波形的示意圖。請連同圖5參閱圖6。於此實施例中,控制電路530首先可提供用以指示圖1所示之開關112的持續導通時間的控制資訊,接著可提供用以指示圖1所示之電源轉換器100之一預定功能的啟用情形的控制資訊。當控制電路530用來提供指示出持續導通時間的控制資訊時,複數個偵測訊號CK1與CK2可分別因應輸出訊號SOUT之正向成分SP與負向成分SN而產生。
於時間t0,傳輸器電路552可因應控制訊號SON之上升部分而輸出斜坡脈波STXP。訊號變壓器354可轉換斜坡脈波STXP以產生輸出訊號SOUT之正向成分SP。接收器電路580可偵測正向成分SP以輸出偵測訊號CK1,其中偵測訊號CK1可於此實施例中實施為一脈波訊號。接下來,導通時間訊號產生器592可將控制訊號SONP設為一第一訊號位準(諸如邏輯
高位準)。具有該第一訊號位準之控制訊號SONP可用來致能圖1所示之開關112的導通操作。
於時間t1,傳輸器電路552可可因應控制訊號SON之下降部分而輸出斜坡脈波STXN。訊號變壓器354可轉換斜坡脈波STXN以產生輸出訊號SOUT之負向成分SN。接收器電路580可偵測負向成分SN以輸出偵測訊號CK2,其中偵測訊號CK2可於此實施例中實施為一脈波訊號。接來,導通時間訊號產生器592可將控制訊號SONP設為一第二訊號位準(諸如邏輯低位準)。具有該第二訊號位準之控制訊號SONP可用來致能圖1所示之開關112的斷開操作。因此,控制訊號SONP處於該第一訊號位準的持續時間可對應於圖1所示之開關112的持續導通時間。控制訊號SONP可指示出提供給圖1所示之開關112的導通時間資訊。
於時間t2,指令訊號VCMD轉變成高訊號位準,以指示出圖1所示之電源轉換器100之一預定功能的啟用。控制器544可被指令訊號VCMD啟用而輸出控制訊號SFLAG,進而通知傳輸器電路552關於該預定功能的啟用情形。在時間t2之後,傳輸器電路552可重複地輸出斜坡脈波STXN連續多次。因此,訊號變壓器354可重複地輸出負向成分SN,以及接收器電路580可重複地輸出偵測訊號CK2。在某些實施例中,傳輸器電路552可調變重複輸出之負向成分SN的頻率。舉例來說,傳輸器電路552可基於一預定頻率重複地輸出負向成分SN。於時間t3,由於偵測訊號CK2連續輸出的次數到達一預定次數,因此,訊號解碼器594可將控制訊號SFLAGP設為邏輯高位準。具有邏輯高位準之控制訊號SFLAGP可通知控制器562關於該預定功能的啟用。
圖7是在本揭示某些實施例中圖5所示之訊號解碼器594的
一實施方式的示意圖。於此實施例中,訊號解碼器594包含(但不限於)一計數電路(counter circuit)704、一觸發電路(trigger circuit)714以及一輸出電路724。計數電路704可用來對偵測訊號CK2連續輸出的次數進行計數,並具以產生一計數訊號CS,其可指示出偵測訊號CK2連續輸出的次數。計數電路704可包含彼此串接(coupled in cascade)的複數個D型正反器(D flip-flop)DF1~DFN,其中N是大於1的正整數。各個D型正反器包含一時脈輸入端子CK、一資料輸入端子D、一資料輸出端子Q、一反相資料輸出端子QB以及一重置端子RB。複數個D型正反器DF1~DFN可對一時脈訊號VCKCNT的時脈週期的個數進行計數,以產生計數訊號CS,其中計數訊號CS包含複數個D型正反器DF1~DFN各自的資料輸出Q1~QN。時脈訊號VCKCNT可因應偵測訊號CK2而產生。
觸發電路714耦接於圖5所示之接收器電路580與計數電路704之間,用以根據偵測訊號CK2致能計數電路704,以及根據偵測訊號CK1重置計數電路704。舉例來說,觸發電路714可在連續多次接收偵測訊號CK2時輸出時脈訊號VCKCNT,以及在接收偵測訊號CK2之後緊接著接收偵測訊號CK1時,重置計數電路704。於此實施例中,觸發電路714可包含一時脈產生器716、複數個單擊電路(one-shot circuit)718.1與718.2、一反相器I71、一延遲元件(delay element)D71、一或閘719、一SR型正反器(SR flip-flop)SF0以及一D型正反器DF0。時脈產生器716用以根據複數個偵測訊號CK1與CK2產生一時脈訊號VCK。
舉例來說(但本揭示不限於此),時脈產生器716可在每次偵測訊號CK1緊接著偵測訊號CK2輸入至時脈產生器716時,產生時脈訊號VCK的一脈波。單擊電路718.1可根據時脈訊號VCK產生一時脈訊號
VCKP。於此實施例中,單擊電路718.1可因應時脈訊號VCK的各脈波產生時脈訊號VCKP,其中相較於時脈訊號VCK中相對應之脈波來說,時脈訊號VCKP的各脈波可具有較長的持續時間。此外,反相器I71、延遲元件D71與單擊電路718.2可串接於時脈產生器716與或閘719的一輸入之間。或閘719的另一輸入耦接於一致能訊號ENB。SR型正反器SF0包含一設定端子S、一重置端子R、一資料輸出端子Q及一反相資料輸出端子QB。設定端子S耦接於偵測訊號CK2。重置端子R耦接於或閘719的輸出。SR型正反器SF0的資料輸出端子Q用以產生時脈訊號VCKCNT。
D型正反器DF0包含一時脈輸入端子CK、一資料輸入端子D、一資料輸出端子Q、一反相資料輸出端子QB以及一重置端子RB。D型正反器DF0的時脈輸入端子CK耦接於時脈訊號VCKP。D型正反器DF0的資料輸入端子D耦接於SR型正反器SF0的資料輸出端子Q。D型正反器DF0的資料輸出端子Q用以輸出一重置訊號VRSTB。D型正反器DF0的重置端子RB耦接於致能訊號ENB。由於所屬技術領域中具有通常知識者在閱讀上述關於圖3至圖6的相關段落說明之後,應可瞭解觸發電路714可致能計數電路704以對偵測訊號CK2連續輸出的次數進行計數,因此,關於觸發電路714的進一步說明在此便不再贅述。
輸出電路724耦接於計數電路704,用以產生控制訊號SFLAGP。舉例來說,輸出電路724用以接收計數訊號CS,以判斷偵測訊號CK2連續輸出的次數是否到達一預定次數。當偵測訊號CK2連續輸出的次數到達該預定次數時,輸出電路724用以產生控制訊號SFLAGP。
於此實施例中,輸出電路724可包含一及閘726以及一SR型正反器SF1。SR型正反器SF1包含一設定端子S、一重置端子R、一資料輸
出端子Q及一反相資料輸出端子QB。SR型正反器SF1的設定端子S耦接於及閘726的輸出。SR型正反器SF1的重置端子R耦接於致能訊號ENB。SR型正反器SF1的資料輸出端子Q可用來輸出控制訊號SFLAGP。於此實施例中,當複數個資料輸出Q1~QN中的各資料輸出具有邏輯高位準(亦即,偵測訊號CK2連續輸出的次數到達該預定次數)時,輸出電路724可輸出具有邏輯高位準的控制訊號SFLAGP。
請再次圖7再次參閱圖5。於操作中,觸發電路714可在時間t2之後,根據偵測訊號CK2產生時脈訊號VCKCNT,進而致能計數電路704對偵測訊號CK2的連續接收次數進行計數。舉例來說,在偵測訊號CK2的連續接收次數到達一預定次數之前,可在每次接收到偵測訊號CK2時(諸如時間t21)增加計數訊號CS所指示之計數值。偵測訊號CK2的連續接收次數可在時間t2N到達該預定次數。接下來,輸出電路724可將控制訊號SFLAGP設為邏輯高位準(諸如時間t3)。
值得注意的是,圖7所示之電路架構係僅供說明的目的,並非用來限制本揭示的範圍。只要訊號解碼器594可辨識出偵測訊號CK2的連續接收次數,進而產生用以指示出一預定功能之啟用情形的控制訊號SFLAGP,對訊號解碼器594之電路架構進行修飾是可行的。
圖8是在本揭示某些實施例中圖5所示之控制電路530的操作所涉及的訊號波形的示意圖。除了複數個偵測訊號CK1與CK2係分別因應負向成分SN與正向成分SP而產生之外,圖8所示之訊號波形係與圖5所示之訊號波形相似。請連同圖5參閱圖8。於此實施例中,傳輸器電路552可分別因應控制訊號SON之上升部分與下降部分而產生斜坡脈波STXN與斜坡脈波STXP。訊號變壓器354可分別因應斜坡脈波STXN與斜坡脈波STXP而
產生輸出訊號SOUT之負向成分SN與正向成分SP。此外,當控制器544被指令訊號VCMD啟用而輸出具有高邏輯位準的控制訊號SFLAG,進而發送控制訊號SFLAG時,傳輸器電路552可連續多次輸出斜坡脈波STXN。由於所屬領域中具有通常知識者在閱讀上述關於圖1至圖7相關的段落說明之後,應可瞭解圖5所示之控制電路530基於圖8所示之訊號波形的操作細節,因此,進一步的說明在此便不再贅述。
在某些實施例中,本揭示所提供之訊號傳輸方案可傳輸用以指示出電源轉換器之預定功能的功能類型(function type)的控制資訊。圖9是在本揭示某些實施例中圖1所示之控制電路130的一實施方式的示意圖。除了訊號傳輸電路950可接收可以指示出圖1所示之電源轉換器100之預定功能的功能類型的控制訊號SFLAG以外,控制電路930所示之電路拓樸可相似或相同於圖5所示之控制電路530。此外,或者是,訊號傳輸電路950可輸出一控制訊號FCNT(i),其可攜帶用以指示出電源轉換器100之預定功能的功能類型的資訊。
於此實施例中,當控制單元940用以產生控制訊號SFLAG(其指示出啟用了一預定功能)時,斜坡脈波STXN從傳輸器電路552連續輸出的次數可根據該預定功能的功能類型來決定。舉例來說,控制器944可根據指令訊號VCMD產生控制訊號SFLAG。指令訊號VCMD不僅可啟用控制器944以輸出控制訊號SFLAG,也可指示出該預定功能的功能類型。在某些實施例中,指令訊號VCMD可啟用控制器944以輸出具有一預定週期個數的控制訊號SFLAG,其中該預定週期個數係根據該預定功能的功能類型來決定。傳輸器電路552可接收控制訊號SFLAG以連續地輸出斜坡脈波STXN一預定次數。連續輸出斜坡脈波STXN的該預定次數可等於控制訊號
SFLAG的該預定週期個數。
此外,或者是,當控制訊號SFLAG指示出一預定功能啟用時,偵測電路956可藉由偵測負向成分SN連續出現的次數,來產生控制訊號FCNT(i)。控制單元960可根據控制訊號FCNT(i)判斷該預定功能的功能類型。例如,當控制訊號SFLAG指示出一預定功能啟用時,接收器電路580可根據從訊號變壓器354連續輸出的負向成分SN,連續多次輸出偵測訊號CK2。訊號解碼器994可辨識出偵測訊號CK2從接收器電路580連續輸出的次數。當偵測訊號CK2連續輸出的次數到達一預定次數時,訊號解碼器994可輸出控制訊號FCNT(i),其可指示出該預定次數。控制器962可根據控制訊號FCNT(i)判斷該預定功能的功能類型。
圖10是在本揭示某些實施例中圖9所示之控制器944的一實施方式的示意圖。請連同圖9參閱圖10。控制器944可包含(但不限於)一計數電路1004、一輸出電路1024以及一觸發電路1034。計數電路1004可對控制訊號SFLAG的週期個數進行計數,並據以產生一計數訊號CSF。於此實施例中,用以產生控制訊號SFLAG的輸出電路1024可利用一單擊電路來實施。因此,控制訊號SFLAG的週期個數可等於一時脈訊號CKF的時脈週期個數,其中時脈訊號CKF係輸入至該單擊電路。計數電路1004可對時脈訊號CKF的時脈週期個數進行計數,進而對控制訊號SFLAG的週期個數進行計數。舉例來說,計數電路1004可包含彼此串接之複數個D型正反器DF1’~DFN’,其中N是大於1的正整數。各個D型正反器包含一時脈輸入端子CK、一資料輸入端子D、一資料輸出端子Q、一反相資料輸出端子QB以及一重置端子RB。複數個D型正反器DF1’~DFN’用以對時脈訊號CKF的時脈週期個數進行計數,以產生計數訊號CSF,其包含複數個D型
正反器DF1’~DFN’各自的資料輸出Q1’~QN’。
觸發電路1034可因應J個指令訊號VCM1~VCMJ而產生時脈訊號CKF,其中J是正整數。J個指令訊號VCM1~VCMJ中的各指令訊號均可作為指令訊號VCMD。此外,J個指令訊號VCM1~VCMJ可致使時脈訊號CKF具有不同時脈週期個數,進而產生具有不同週期個數的控制訊號SFLAG。由於訊號傳輸電路950可因應控制訊號SFLAG的週期個數來產生控制訊號FCNT(i),因此,J個指令訊號VCM1~VCMJ可使控制單元960致能圖1所示之開關112執行不同類型的功能,諸如欠壓鎖定保護、短路保護、過電壓保護、過電流保護或其他類型的保護功能。
舉例來說(但本揭示不限於此),觸發電路1034可包含複數個訊號產生器1035與1036、複數個及閘1037與1038、複數個反相器I101與I102,以及一D型正反器DF0’。訊號產生器1035用以接收J個指令訊號VCM1~VCMJ的其中之一以產生一預定值CVTH與一資料訊號SVCM。訊號產生器1036用以根據預定值CVTH與計數訊號CSF產生一時脈訊號SQ。例如,在計數訊號CSF所指示之計數值到達預定值CVTH之前,訊號產生器1036可連續地輸出一脈波以作為時脈訊號SQ的一部分。當計數訊號CSF所指示之計數值到達預定值CVTH時,訊號產生器1036可停止輸出一脈波,使時脈訊號SQ維持在邏輯低位準。
此外,及閘1037可根據產生資料訊號SVCM與時脈訊號SQ產生一時脈訊號CKQ,以及將時脈訊號CKQ發送至D型正反器DF0’之時脈輸入端子CK。反相器I101用以將D型正反器DF0’之資料輸出端子Q的資料輸出進行反相。反相器I102用以將致能訊號ENB進行反相以產生一反相訊號EN,其中反相訊號EN係耦接於複數個D型正反器DF0’與DF1’~DFN’各自
的重置端子RB。及閘1038用以根據一時脈訊號CKCMD與反相器I101之輸出產生時脈訊號CKF。因此,在計數訊號CSF所指示之計數值到達預定值CVTH之前,及閘1038可連續地輸出一脈波以作為時脈訊號CKF的一部分。在計數訊號CSF所指示之計數值到達預定值CVTH之後,時脈訊號CKF可維持在邏輯低位準。
圖11是在本揭示某些實施例中圖9所示之訊號解碼器994的一實施方式的示意圖。除了觸發電路1114與輸出電路1124之外,訊號解碼器994之電路拓樸可相似或相同於圖7所示之訊號解碼器794。於此實施例中,除了計數電路1116與反相器I11之外,觸發電路1114可相似或相同於圖7所示之觸發電路714。計數電路1116用以對偵測訊號CK2連續輸出的次數進行計數,並於偵測訊號CK2連續輸出的次數到達一預定次數時,從一輸出端子OUT發送一脈波訊號CHK。此外,計數電路1116可從一重置端子RST接收時脈訊號VCK,以對計數電路1116的計數結果進行重置。反相器I11用以對致能訊號ENB進行反相以產生反相訊號EN,其係耦接於D型正反器DF0之重置端子RB。
輸出電路1124可包含一控制器1126、一D型正反器DFCNT、一及閘1128以及圖7所示之SR型正反器SF1。控制器1126可將具有N位元之計數訊號CS(亦即,複數個資料輸出Q1~QN)轉換為一資料訊號CNT(i),其中i在1至2N之間的範圍內。資料訊號CNT(i)對應於計數訊號CS所指示之計數值。舉例來說(但本揭示不限於此),控制器1126可在計數訊號CS指示出十進位計數值「1」時輸出具有邏輯高位準的資料訊號CNT(1)、在計數訊號CS指示出十進位計數值「2」時輸出具有邏輯高位準的資料訊號CNT(2),以此類推。D型正反器DFCNT係由脈波訊號
CHK所時控(clocked),並用以接收資料訊號CNT(i)而據以將一資料輸出QCNT發送至SR型正反器SF1。此外,及閘1128用以接收資料訊號CNT(i)與控制訊號SFLAGP以產生控制訊號FCNT(i)。
圖12是在本揭示某些實施例中圖9所示之控制電路930的操作所涉及的訊號波形的示意圖。請連同圖9至圖11參閱圖12。在時間t2’之前,訊號傳輸電路950可用來傳輸控制單元940所發送之控制訊號SON,以產生控制訊號SONP。在時間t2’,指令訊號VCMD轉變成高訊號位準,以指示出圖1所示之電源轉換器100之一預定功能的啟用。舉例來說(但本揭示不限於此),指令訊號VCMD可以是J個指令訊號VCM1~VCMJ的其中之一,其可致使輸出電路1024輸出具有四個週期的控制訊號SFLAG。因此,傳輸器電路552可從時間t21’至t24’連續輸出斜坡脈波STXN四次。
於時間t21’,接收器電路580可接收負向成分SN以產生偵測訊號CK2。計數訊號CS可由二進位數字0001(其指示出十進位計數值「1」)來表示。因此,控制器1126可輸出具有邏輯高位準的資料訊號CNT(1)。相似地,控制器1126可於時間t22’輸出具有邏輯高位準的資料訊號CNT(2)、於時間t23’輸出具有邏輯高位準的資料訊號CNT(3),以及於時間t24’輸出具有邏輯高位準的資料訊號CNT(4)。在時間t24’之後,訊號產生器1036可判斷出計數訊號CSF所指示之計數值到達預定值CVTH。因此,觸發電路1034可輸出具有邏輯低位準的時脈訊號CKF。計數訊號CSF所指示之計數值可維持不變。
於時間t3’,由於偵測訊號CK2已被連續接收四次,計數電路1116可發送脈波訊號CHK以時控(clock)D型正反器DFCNT。D型正反器DFCNT可因應計數訊號CNT(4)輸出具有邏輯高位準之資料輸出QCNT。
SR型正反器SF1可因應資料輸出QCNT輸出具有邏輯高位準之控制訊號SFLAGP。此外,及閘1128可產生具有邏輯高位準之控制訊號FCNT(i)。控制器962可根據控制訊號SFLAGP與控制訊號FCNT(i)產生資訊訊號PWM_P。控制訊號SFLAGP可通知控制器962關於該預定功能之啟用情形。控制訊號FCNT(i)可通知控制器962關於該預定功能之功能類型。
值得注意的是,圖10和圖11所示之電路架構係僅供說明的目的,並非用來限制本揭示的範圍。在某些實施例中,只要控制訊號SFLAG的週期個數可因應不同的指令訊號VCM1~VCMJ來改變,可利用其他電路架構來實施圖10所示之控制器944。在某些實施例中,只要控制訊號FCNT(i)可因應偵測訊號CK2的連續接收次數來產生,可利用其他電路架構來實施圖11所示之訊號解碼器994。
藉助於本揭示所提供之控制方案,使用二次側穩壓之電源轉換器不僅可採用具有低互感之訊號變壓器,也可以辨識出從二次側電路發送的訊號所攜帶的控制資訊。舉例來說,本揭示所提供之控制方案可根據利用訊號變壓器所感應出的正向成分與負向成分之至少其一,辨識出多種控制資訊。因此,本揭示所提供之控制方案可確保電源轉換器的安全性及穩定度。
所屬技術領域中的通常知識者應可瞭解對上述實施例進行變更、替代或更動均是可行的。舉例來說,可改變重複產生之訊號成分的頻率。所屬技術領域中的通常知識者應當明白,其可利用本揭示作為基礎,想到其他變更、替代或更動,而這些均等的實施方式仍屬於本揭示之精神與範圍。
100:電源轉換器
101:一次側
102:二次側
106:變壓器
106.1:一次繞組
106.2:二次繞組
110:一次側電路
112:開關
120:二次側電路
130:控制電路
140,160:控制單元
150:訊號傳輸電路
152:傳輸器電路
154:訊號變壓器
156:偵測電路
C1,C2:電容
D1:二極體
T1,T2:端子
VIN
:輸入電壓
VOUT
:輸出電壓
I1:輸入電流
I2:輸出電流
SCS
,SCP
:控制訊號
CIN:控制資訊
SRP
:斜坡訊號
SOUT
:輸出訊號
SP
:正向成分
SN
:負向成分
SD
:驅動訊號
Claims (21)
- 一種將一控制資訊從一電源轉換器之一二次側傳輸到該電源轉換器之一一次側的訊號傳輸電路,包含:一傳輸器電路,用以至少根據該二次側所輸出之一第一控制訊號產生一斜坡訊號,其中該第一控制訊號指示出提供給該一次側之一開關的該控制資訊;一訊號變壓器,耦接於該傳輸器電路,用以轉換該斜坡訊號以產生一輸出訊號,其中該輸出訊號包含一正向成分與一負向成分兩者的至少一成分以指示出該控制資訊;以及一偵測電路,耦接於該訊號變壓器,用以偵測該正向成分與該負向成分兩者的該至少一成分,並產生一第二控制訊號以將該控制資訊提供給該開關,其中該第二控制訊號指示出提供給該開關的該控制資訊。
- 如請求項1所述之訊號傳輸電路,其中當該第一控制訊號係為一導通訊號時,該正向成分與該負向成分係彼此相繼產生,以及該偵測電路用以因應該正向成分與該負向成分兩者之中首先被偵測到的一成分,產生該第二控制訊號的一第一部分以導通該開關,並因應該正向成分與該負向成分兩者之中第二個被偵測到的另一成分,產生該第二控制訊號的一第二部分以斷開該開關。
- 如請求項2所述之訊號傳輸電路,其中該第二控制訊號的該第一部分 係為該第二控制訊號的上升部分,以及該第二控制訊號的該第二部分係為該第二控制訊號的下降部分。
- 如請求項2所述之訊號傳輸電路,其中當該第一控制訊號係為一旗標訊號時,該正向成分與該負向成分兩者之中的該另一成分係連續產生一預定次數,且該偵測電路用以產生該第二控制訊號以致能該開關執行一預定功能。
- 如請求項1所述之訊號傳輸電路,其中該偵測電路包含:一接收器電路,耦接於訊號變壓器,用以接收該正向成分與該負向成分,以分別輸出一第一偵測訊號及一第二偵測訊號;以及一處理電路,耦接於該接收器電路,其中當該第一偵測訊號與該第二偵測訊號係彼此相繼輸出時,該處理電路用以根據該第一偵測訊號與該第二偵測訊號產生該第二控制訊號;該第二控制訊號指示出該第一偵測訊號與該第二偵測訊號之間的時間延遲所定義之該開關的持續導通時間。
- 如請求項5所述之訊號傳輸電路,其中該接收器電路包含:一放大電路,用以放大該輸出訊號以產生一放大訊號;以及一比較電路,耦接於該放大電路,用以將該放大訊號與一參考訊號作比較,以判斷所接收的是該正向成分還是該負向成分,其中當該放大訊號的訊號位準大於該參考訊號的訊號位準時,判斷出所接收的是該正向成分與該負向成分的其中之一;當該放大訊號的訊號 位準小於該參考訊號的訊號位準時,判斷出所接收的是該正向成分與該負向成分的其中之另一。
- 如請求項6所述之訊號傳輸電路,其中該比較電路包含:一第一比較器,具有一第一非反相端子、一第一反相端子及一第一輸出端子,其中該第一非反相端子耦接於該放大訊號,以及該第一反相端子耦接於該參考訊號;當該放大訊號的訊號位準大於該參考訊號的訊號位準時,該第一輸出端子用以輸出該第一偵測訊號與該第二偵測訊號的其中之一;以及一第二比較器,具有一第二非反相端子、一第二反相端子及一第二輸出端子,其中該第二非反相端子耦接於該參考訊號,以及該第二反相端子耦接於該放大訊號;當該放大訊號的訊號位準小於該參考訊號的訊號位準時,該第二輸出端子用以輸出該第一偵測訊號與該第二偵測訊號的其中之另一。
- 如請求項5所述之訊號傳輸電路,其中該接收器電路用以輸出該第一偵測訊號與該第二偵測訊號的其中之一以致能該開關的導通操作,以及輸出該第一偵測訊號與該第二偵測訊號的其中之另一以致能該開關的斷開操作;當該第一偵測訊號與該第二偵測訊號的其中之該另一係連續輸出一預定次數時,該處理電路用以產生該第二控制訊號以致能該開關執行一預定功能。
- 如請求項8所述之訊號傳輸電路,其中該處理電路包含: 一導通時間訊號產生器,耦接於該接收器電路,其中該導通時間訊號產生器用以因應該第一偵測訊號將該第二控制訊號設為一第一訊號位準,以及因應該第二偵測訊號將該第二控制訊號設為一第二訊號位準;以及一訊號解碼器,耦接於該接收器電路,其中該訊號解碼器用以對該第二偵測訊號連續輸出的次數進行計數;當該第二偵測訊號連續輸出的次數到達該預定次數時,該訊號解碼器用以產生該第二控制訊號。
- 如請求項9所述之訊號傳輸電路,其中該訊號解碼器包含:一計數電路,用以對該第二偵測訊號連續輸出的次數進行計數,並產生一計數訊號,該計數訊號指示出該第二偵測訊號連續輸出的次數;一觸發電路,耦接於該接收器電路與該計數電路之間,用以根據該第二偵測訊號致能該計數電路,以及根據該第一偵測訊號重置該計數電路;以及一輸出電路,耦接於該計數電路,用以接收該計數訊號以判斷該第二偵測訊號連續輸出的次數是否到達該預定次數,其中當該第二偵測訊號連續輸出的次數到達該預定次數時,該輸出電路用以產生該第二控制訊號。
- 如請求項9所述之訊號傳輸電路,其中當該第二偵測訊號連續輸出的次數到達該預定次數時,該訊號解碼器另用以輸出一第三控制訊號,該第 三控制訊號指示出該第二偵測訊號連續輸出的次數;該開關所執行之該預定功能的功能類型係由該第三控制訊號來決定。
- 如請求項1所述之訊號傳輸電路,其中當該控制資訊指示出該開關之一持續導通時間時,該傳輸器電路用以根據該第一控制訊號輸出一第一斜坡脈波與一第二斜坡脈波,以作為該斜坡訊號;該第一斜坡脈波與該第二斜坡脈波的其中之一指示出該開關的導通操作,以及該第一斜坡脈波與該第二斜坡脈波的其中之另一指示出該開關的斷開操作。
- 如請求項12所述之訊號傳輸電路,其中該傳輸器電路包含:一輸出端子,用以輸出該第一斜坡脈波;彼此串聯耦接之一上拉電晶體及一下拉電晶體,其中該輸出端子耦接於該上拉電晶體與該下拉電晶體之間;一輸入訊號產生器,用以因應該第一控制訊號產生一輸入訊號;以及一預驅動器,耦接於該上拉電晶體、該下拉電晶體及該輸入訊號產生器,用以根據該輸入訊號依序導通該上拉電晶體與該下拉電晶體,以控制該上拉電晶體與該下拉電晶體輸出一電流斜坡脈波,其中該電流斜坡脈波係從該輸出端子輸出以作為該第一斜坡脈波。
- 如請求項12所述之訊號傳輸電路,其中該持續導通時間係根據該第一控制訊號之一上升部分與一下降部分來決定;該傳輸器電路用以因應該上升部分與該下降部分的其中之一輸出該第一斜坡脈波,以及因應該上升部 分與該下降部分的其中之另一輸出該第二斜坡脈波。
- 如請求項12所述之訊號傳輸電路,其中當該控制資訊指示出該電源轉換器之一預定功能的啟用情形時,該傳輸器電路用以根據該第一控制訊號重複地輸出該第一斜坡脈波與該第二斜坡脈波的其中之該另一,以作為該斜坡訊號。
- 如請求項15所述之訊號傳輸電路,其中該第一斜坡脈波與該第二斜坡脈波的其中之該另一連續輸出的次數係根據該預定功能之功能類型來決定。
- 如請求項16所述之訊號傳輸電路,其中當該傳輸器電路用以重複地輸出該第一斜坡脈波與該第二斜坡脈波的其中之該另一時,該訊號變壓器用以重複地輸出該正向成分與該負向成分兩者之中的一成分;該偵測電路用以偵測該正向成分與該負向成分兩者之中的該成分是否連續輸出一預定次數;該訊號傳輸電路另包含:一控制單元,耦接於該傳輸器電路,用以產生該第一控制訊號,以及在該偵測電路偵測出該正向成分與該負向成分兩者之中的該成分連續輸出該預定次數時,停止產生該第一控制訊號。
- 如請求項1所述之訊號傳輸電路,其中該斜坡訊號包含一第一斜坡脈波與一第二斜坡脈波;該訊號變壓器用以轉換該第一斜坡脈波以產生該正向成分與該負向成分的其中之一,以及轉換該第二斜坡脈波以產生該正向 成分與該負向成分的其中之另一。
- 如請求項18所述之訊號傳輸電路,其中該訊號變壓器包含:包含一第一端與一第二端之一第一繞組,其中該第一繞組之該第一端用以接收該第一斜坡脈波,以及該第一繞組之該第二端用以接收該第二斜坡脈波;以及包含一第一端與一第二端之一第二繞組,其中該第二繞組之該第一端用以輸出該輸出訊號,以及該第二繞組之該第二端耦接於一參考電壓。
- 一種一電源轉換器的控制電路,包含:一第一控制單元,耦接於該電源轉換器之一二次側電路,用以產生一第一控制訊號,該第一控制訊號包含一導通訊號與一旗標訊號,該導通訊號指示出用於該電源轉換器之一一次側電路之一開關的導通時間資訊,該旗標訊號指示出是否有啟用該電源轉換器之一預定功能;一訊號傳輸電路,耦接於該第一控制單元,該訊號傳輸電路包含:一傳輸器電路,用以根據該導通訊號與該旗標訊號產生一斜坡訊號;一訊號變壓器,耦接於該傳輸器電路,用以轉換該斜坡訊號以產生一輸出訊號,其中當該旗標訊號指示出該預定功能尚未啟用時,該傳輸器電路用以根據該導通訊號產生該斜坡訊號,且該輸 出訊號包含彼此相繼產生之一正向成分與一負向成分;當該旗標訊號指示出該預定功能啟用時,該傳輸器電路用以根據該旗標訊號產生該斜坡訊號,且該輸出訊號包含該正向成分與該負向成分兩者之中連續多次出現的一成分;以及一偵測電路,耦接於該訊號變壓器,用以偵測該正向成分與該負向成分以產生一第二控制訊號;以及一第二控制單元,耦接於該偵測電路與該開關之間,用以根據該第二控制訊號控制該開關。
- 如請求項20所述之控制電路,其中當該旗標訊號指示出該預定功能啟用時,該偵測電路用以偵測該正向成分與該負向成分兩者之中的該成分連續出現的次數,來產生該第二控制訊號;該第二控制單元用以根據該第二控制訊號來決定該預定功能之功能類型。
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