切换式电源供应器及其控制电路与控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种切换式电源供应器及其控制电路与控制方法，特别是指一种改善总谐波失真(Total Harmonic Distort1n, THD)的切换式电源供应器及其控制电路与控制方法。
【背景技术】
[0002]图1A显示一种典型的隔离切换式电源供应器100示意图。如图1A所示，待整流电压Vac例如为直流或交流电压，经由整流电路101整流后，产生输入电压Vin。整流电路101例如为桥式整流电路。隔离式电源转换器电路100利用其中的变压器电路102接收输入电压Vin，转换为输出电压Vout。其中，隔离切换式电源供应器100包含前述变压器电路102、功率开关103、控制电路105、电流感测电路106、与电压感测电路107。控制电路105根据电流感测电路106所产生的电流感测讯号CS与电压感测电路107所产生的回授讯号FB，产生驱动讯号GATE，以将输入电压Vin转换为输出电压Vout。变压器电路102包括第一绕组W1、第二绕组W2、及第三绕组W3。其中，第二绕组耦接至接地电位，而第一绕组Wl与第三绕组W3共同耦接至参考电位，电压感测电路107根据第三绕组W3感应第二绕组W2产生的输出电压Vout，产生回授讯号FB。
[0003]图1B显示另一种隔离式电源转换器电路200示意图。其中，控制电路205根据电流感测电路106所产生的电流感测讯号CS与回授讯号FB，产生驱动讯号GATE，以将输入电压Vin转换为输出电压Vout。但与图1A所示的现有技术不同之处在于，电压感测电路207耦接于变压器电路202的第二绕组W2的输出端，直接感测输出电压Vout，利用光耦合器电路204，将电压感测电路207感测输出电压Vout的结果，光学转换为回授讯号FB，输入控制电路205。
[0004]前述典型的隔离切换式电源供应器100与200有总谐波失真(THD)的问题，为改善总谐波失真(THD)与提高功率转换效益，本发明即提出一种改善总谐波失真的切换式电源供应器及其控制电路与控制方法。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种改善总谐波失真的切换式电源供应器及其控制电路与控制方法。
[0006]为达上述目的，就其中一个观点言，本发明提供了一种切换式电源供应器，用以将输入电压转换为输出电压，所述切换式电源供应器包含:一功率级电路，根据一驱动讯号，切换其中至少一个功率开关以将输入电压转换为输出电压；以及一控制电路，与该功率级电路I禹接，该控制电路包括:一 PWM电路,根据一回授讯号，以产生一 PWM讯号；以及一塑形加权电路，与该PWM电路耦接，以接收该PWM讯号，并根据该输入电压，将该PWM讯号中，每一周期的升缘(rising edge)或降缘(falling edge)发生的时点，延迟一段预设时间,进而产生该驱动讯号。
[0007]为达上述目的，就另一个观点言，本发明提供了一种切换式电源供应器的控制电路，其中该切换式电源供应器用以将输入电压转换为输出电压，包括一功率级电路，根据一驱动讯号，切换其中至少一个功率开关以将输入电压转换为输出电压，所述控制电路包含:一 PWM电路，根据一回授讯号，以产生一 PWM讯号；以及一塑形加权电路，与该PWM电路耦接，以接收该PWM讯号，并根据该输入电压，将该PWM讯号中，每一周期的升缘(risingedge)或降缘(falling edge)发生的时点，延迟一段预设时间,进而产生该驱动讯号。
[0008]在一种较佳实施型态中，该预设时间于该输入电压上升时延长，于该输入电压下降时缩短。
[0009]在前述实施型态中，该预设时间可正比于该输入电压或该输入电压变化量。
[0010]在一种较佳实施型态中，该功率级电路包括一变压器电路。
[0011]在一种较佳实施型态中，该塑形加权电路包括:一斜坡产生电路，用以产生一斜坡，该斜坡产生电路接收该PWM讯号作为频率，且该斜坡产生电路所产生的斜坡相关于该输入电压的倒数；以及一位准比较器，将该斜坡产生电路所产生的斜坡与一参考位准比较，并根据比较结果而产生前述驱动讯号。
[0012]在一种较佳实施型态中，该塑形加权电路包括:一斜坡产生电路，用以产生一斜坡，该斜坡产生电路接收该PWM讯号作为频率；以及一位准比较器，将该斜坡产生电路所产生的斜坡与该输入电压的正比值相比较，并根据比较结果而产生前述驱动讯号。
[0013]为达上述目的，就另一个观点言，本发明提供了一种切换式电源供应器的控制方法，其中该切换式电源供应器用以将输入电压转换为输出电压，包括一功率级电路，根据一驱动讯号，切换其中至少一个功率开关以将输入电压转换为输出电压，所述切换式电源供应器的控制方法包含:根据一回授讯号，以产生一 PWM讯号；以及接收该PWM讯号，并根据该输入电压，将该PWM讯号中，每一周期的升缘(rising edge)或降缘(falling edge)发生的时点，延迟一段预设时间，进而产生该驱动讯号。
[0014]在一种较佳实施型态中，该预设时间于该输入电压上升时延长，于该输入电压下降时缩短。
[0015]在前述实施型态中，该预设时间可正比于该输入电压或该输入电压变化量。
[0016]下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
【附图说明】
[0017]图1A显示一种典型的隔离切换式电源供应器100示意图；
[0018]图1B显示另一种隔离式电源转换器电路200示意图；
[0019]图2A-2C显示本发明的第一个实施例；
[0020]图3A-3J显示同步或异步的降压型、升压型、反压型、升降压型、与升反压型功率级电路；
[0021]图4显示根据本发明，输入电压Vin与延迟的预设时间Tdelay的讯号波形示意图；
[0022]图5显示本发明第二个实施例；
[0023]图6A-6C显示本发明第三、第四、第五个实施例。
[0024]图中符号说明
[0025]100, 200隔离切换式电源供应器
[0026]101整流电路
[0027]102, 202变压器电路
[0028]103功率开关
[0029]105, 205控制电路
[0030]106电流感测电路
[0031]107电压感测电路
[0032]204光耦合器电路
[0033]300切换式电源供应器
[0034]302功率级电路
[0035]303功率开关
[0036]305控制电路
[0037]3051PWM 电路
[0038]3053塑形加权电路
[0039]CS电流感测讯号
[0040]Csl充电电流源
[0041]Cs2放电电流源
[0042]Cl电容
[0043]FB回授讯号
[0044]I, II, 12电流
[0045]NI, N2, N3, N4, N5 反相元件
[0046]PWMlPWM 讯号
[0047]PWM2驱动讯号
[0048]Q输出端
[0049]Ql, Q2开关
[0050]R重置端
[0051]S设定端
[0052]Tdelayl, Tdelay2 预设时间
[0053]Vac待整流电压
[0054]Vin输入电压
[0055]Vout输出电压
[0056]Wl第一绕组
[0057]W2第二绕组
[0058]W3第三绕组
【具体实施方式】
[0059]请参阅图2A-2C，显示本发明的第一个实施例。如图2A所示，切换式电源供应器300包含功率级电路302与控制电路305。功率级电路302根据一驱动讯号GATE，切换其中功率开关303以将输入电压Vin转换为输出电压Vout。控制电路305与功率级电路302耦接，其包括脉宽调变(pulse width modulat1n, PWM)电路3051与塑形加权电路3053。PWM电路3051根据回授讯号FB，以产生PWM讯号PWMl。回授讯号FB与输出电压Vout相关，例如可以取自功率级电路302的输出端、或自输出电压Vout取得、或当功率级电路302为使用变压器的隔离式功率转换电路时，可自辅助绕组处取得。塑形加权电路3053与PWM电路3051耦接，以接收PWM讯号PWMl，并根据输入电压Vin，将PWM讯号PWMl中，每一周期的升缘(rising edge)或降缘(falling edge)发生的时点，延迟一段预设时间Tdelayl或Tdelay2，如图2B与2C所示意，进而产生驱动讯号PWM2。如图2B与2C所示意，PWM电路3051产生HVM讯号PWM1，并将其输入塑形加权电路3053。参阅图2B，塑形加权电路3053将PWM讯号PWMl每一周期的升缘发生的时点，延迟一段预设时间Tdelayl，而产生驱动讯号PWM2。参阅图2C，塑形加权电路3053将PWM讯号PWMl每一周期的降缘发生的时点，延迟一段预设时间Tdelay2，而产生驱动讯号PWM2。其中，功率级电路302除了图1A与图1B所示的隔离切换式电源供应器之外，亦可为同步或异步的降压型、升压型、反压型、或升降压型功率级电路，如图3A-3J所示。如图1A与IB所示，隔离切换式电源供应器100与200包含了变压器电路102与202。
[0060]图4显示根据本发明，输入电压Vin与延迟的预设时间Tdelay的讯号波形示意图。如图所不，预设时间Tdelay于输入电压Vin上升时延长,于该输入电压Vin下降时缩短。一种较佳的实