在电压波谷的谷底切换的电源控制器以及相关的控制方法
【技术领域】
[0001]本说明书所揭示的技术大致涉及开关式电源供应器的电源控制器以及相关的控制方法，尤其涉及可操作开关式电源供应器在准谐振模式(quas1-resonant mode)的电源控制器。
【背景技术】
[0002]电源转换器是种用来将电池或是市电所提供的电能，转换成具有特定电压或是电流的电能，来正确地提供电子设备适当的电能。当今，电子设备非常讲究要环境友善，因此，电源转换器的转换效能是一个非常重要的课题。一般对于转换效能的定义，是指电源转换器的输入电能为分母，而对负载的输出电能为分子，所得到的比值。如果电源转换器自身所消耗的电能越低，转换效能就会越高。电源供应的相关产业们，都不断地致力于追求更高的转换效能。
[0003]不论是理论上或是实际上的结果，操作于准谐振模式下的电源转换器都被证实了具有相当良好的转换效率。图1显示了可操作在准谐振模式下的开关式电源供应器10。
[0004]桥式整流器20提供了全波整流，将市电插座上的交流电源，转换成直流输入电源Vino直流输入电源Vin的电压可能有类似英文字母M的波形，或是大致稳定在一个定值。电源控制器26可以是具有许多引脚的一集成电路，这些引脚可提供集成电路电连接到周边的元件。通过驱动引脚GATE，电源控制器26周期地开关功率开关34。当功率开关34开启时，变压器的主绕组PRM开始储能；当功率开关34关闭时，变压器通过次级侧绕组SEC与辅助绕组AUX释放能量，来分别建立输出电源Vott (供电给负载24)以及操作电源V。。(供电给电源控制器26)。
[0005]电阻28与30组成了一分压器，来检测辅助绕组AUX上的跨压VAUX，并在电源控制器26的反馈引脚FB上，提供了反馈电压信号VFB。
[0006]图2显示图1中的一些信号的波形。在时间tQ，驱动引脚GATE上的驱动信号VeATE快速的掉落，关闭了功率开关34，开始了关闭时间TQFF。在功率开关34与主绕组PRM之间的接点P上有信号VP，其突然的上升。跨压VAUX，其大致会映射主绕组PRM的跨压，在时间tQ也突然地变成正值。因为反馈电压信号Vfb大致是比例于跨压VAUX，所以反馈电压信号Vfb在时间h也突然地变成正值。变压器从时间h，开始释放能量。
[0007]当变压器在时间h完全释放能量完后，大致上是因为主绕组PRM与接点P上的寄生电容所构成的振荡电路，跨压Vaux开始振荡。图2中的跨压Vaux的波形有三个波谷VL1、VL2以及VL3。这里的波谷指的是跨压Vaux大约小于OV的时候。如同图2所示，波谷VL3在还没有结束前，关闭时间Ttw就结束了。一般，操作在准谐振模式的电源控制器会波谷出现时，开启功率开关34,而这种技术也称为波谷切换(valley switching)。如果功率开关34在跨压Vaux位于一个波谷的最底部时刚好被开启，那信号Vp是从一个区域最小值开始被放电，所以就可以得到较小的切换损失(switching loss)。但是，事情总是很难那么完美的。目前用来操作在准谐振模式的已知控制方法，大都是在波谷开始后，提供一段固定的延迟时间(delay time) Td，就开启一个功率开关。如同图2所举例的，功率开关34在波谷VL3开始一延迟时间Td后就被开启。这里的延迟时间Td是一种设计的结果，当集成电路制造出来后，就是一个固定不可变的常数。如果延迟时间Td没有选好，没有跟整个开关式电源供应器相匹配，那切换损失就不会是最佳化。
【发明内容】
[0008]实施例揭示有一种电源控制器，适用于一开关式电源供应器。该开关式电源供应器包含有一功率开关。该电源控制器包含有一反馈引脚、一箝制电路、一峰值检测器、一波谷检测器、以及一延迟电路。该反馈引脚可电耦接至一变压器的一辅助绕组。该箝制电路电连接至该反馈引脚，架构来提供一箝制电流，以箝制该反馈引脚的一电压。该峰值检测器电连接至该箝制电路，用以产生一峰值记录，其对应该箝制电流的一峰值。该波谷检测器电连接至该反馈引脚，架构来提供一进入信号，其可以指出一电压波谷的一起始时间点。该延迟电路架构来用以在该进入信号出现一延迟时间后，提供一触发信号。该延迟时间随着该峰值记录而变化，且该触发信号可开启该功率开关。
[0009]实施例揭示有一种电源控制器，适用于一开关式电源供应器。该开关式电源供应器包含有一功率开关。该电源控制器包含有一反馈引脚、一箝制电路、一底部检测器、一波谷检测器、以及一延迟电路。该反馈引脚可电耦接至一变压器的一辅助绕组。该辅助绕组的一跨压的一电压波形可以提供一电压波谷。该箝制电路电连接至该反馈引脚，架构来提供一箝制电流，以箝制该反馈引脚上的一电压。该底部检测器架构来提供一波谷信号，其大约可指出该电压波谷的一谷底的出现。该波谷检测器电连接至该反馈引脚，架构来提供一进入信号，以指出该电压波谷的一起始时间点。该延迟电路架构来提供一参考信号。该参考信号对应该起始时间点开始到该谷底结束之间的一最佳化延迟时间。该延迟电路在该进入信号出现一延迟时间后，提供一触发信号。该延迟时间不长于该最佳化延迟时间。该触发信号可开启该功率开关。
[0010]实施例揭示一种适用于一开关式电源供应器的控制方法。该开关式电源供应器包含有一变压器以及一功率开关。该控制方法包含有:提供一箝制电流，以箝制一反馈引脚上的一电压，其中，该反馈引脚通过一电阻，电连接至该变压器的一辅助绕组，且该辅助绕组的一跨压可提供一电压波谷；产生一峰值记录，其大致对应该箝制电流的一峰值；提供一进入信号，其可以指出该电压波谷的一起始时间点；依据该峰值记录，提供一谷底信号，其大约可指出该电压波谷的一谷底的出现；提供一参考信号，其对应该起始时间点开始到该谷底结束之间的一最佳化延迟时间；以及，在该谷底信号被致能，指出该谷底开始时，提供一触发信号，其可开启该功率开关。该起始时间点到该触发信号被提供之间的一延迟时间，不会长于该最佳化延迟时间。
【附图说明】
[0011]图1显示了可操作在准谐振模式下的开关式电源供应器10。
[0012]图2显示图1中的一些信号的波形。
[0013]图3举例依据本发明所实施的一电源控制器。
[0014]图4举例FB箝制电路。
[0015]图5举例峰值检测器。
[0016]图6举例图3中的底部检测器。
[0017]图7举例图3中的延迟电路。
[0018]图8显示在图1中的电源控制器26被图3中的电源控制器60所取代时，其中一些信号的波形。
[0019]【符号说明】
[0020]10开关式电源供应器
[0021]20桥式整流器
[0022]24负载
[0023]26电源控制器
[0024]28电阻
[0025]30电阻
[0026]34功率开关
[0027]60电源控制器
[0028]62FB箝制电路
[0029]64峰值检测器
[0030]65波谷检测器
[0031]66脱离检测器
[0032]68进入检测器
[0033]70底部检测器
[0034]72延迟电路
[0035]74最大频率限制器
[0036]76开启时间控制器
[0037]80SR 寄存器
[0038]90NMOS
[0039]92NMOS
[0040]94比较器
[0041]96SR 寄存器
[0042]AUX辅助绕组
[0043]FB反馈引脚
[0044]GATE驱动引脚
[0045]Iclmp箝制电流
[0046]P接点
[0047]PRM主绕组
[0048]Sbottom谷底信号
[0049]Sexit脱离信号
[0050]SEC次级侧绕组
[0051]Smx_F遮断信号
[0052]SP_GATE信号
[0053]Sqed进入信号
[0054]SQED_TD触发信号
[0055]t。、tp t。。、t0i > t()2、七。3、t04、t05、t06> t07、t08、t09、t10 时间
[0056]Td延迟时间
[0057]TD_NEW延迟时间
[0058]Tm最佳化延迟时间
[0059]Toff关闭时间
[0060]Ton开启时间
[0061]Va检测电压
[0062]Vaux跨压
[0063]Vcc操作电源
[0064]Vd参考电压
[0065]Vfb反馈电压信号
[0066]Vgate驱动信号
[0067]Vin输入电源
[0068]VL1、VL2、VL3 波谷
[0069]Vout输出电源
[0070]Vp信号
[0071]Vpeak峰值记录
[0072]Vtd斜坡信号
【具