具有可程序功能的返驰式电源供应电路及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有可程序功能的返驰式电源供应电路及其控制方法，特别是指一种改善过电压保护机制的具有可程序功能的返驰式电源供应电路及其控制方法。
【背景技术】
[0002]图1A与IB分别显示一种典型的具有可程序功能的返驰式电源供应电路100及其讯号波形示意图。具有可程序功能的返驰式电源供应电路100可于输出端OUT提供多个不同位准(例如图1B所示可程序输出电压Voutl的位准Vtrgtl与Vtrgt2)的可程序输出电压Vout。如图1A所示，交流电压Vac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。返驰式电源供应电路100利用其中的变压器电路102接收输入电压Vin，并将其转换为可程序输出电压Vout。其中，返驰式电源供应电路100包含前述变压器电路102、功率开关电路103、光耦合电路104、一次侧控制电路105、电流感测电路106、与二次侧控制电路107。一次侧控制电路105根据电流感测电路106所产生的电流感测讯号CS与光耦合电路104所产生的目标控制讯号C0MP，产生操作讯号GATE，以操作功率开关电路103中的功率开关，而将输入电压Vin转换为可程序输出电压Vout。变压器电路102包括主要绕组Wl与次要绕组W2。其中，次要绕组W2电连接至接地电位GND，而主要绕组Wl电连接至参考电位REF，电流感测电路106根据流经功率开关电路103中的功率开关电流，产生电流感测讯号CS。二次侧控制电路107根据设定讯号与可程序输出电压Vout，调节目标控制讯号C0MP，以调节该可程序输出电压Vout或改变可程序输出电压Vout的目标位准。
[0003]举例而言，如图1B的上半图可程序输出电压Voutl讯号波形所示，当具有可程序功能的返驰式电源供应电路100于输出端OUT提供具有位准Vtrgtl的可程序输出电压Voutl，然后再根据设定讯号，提供具有位准Vtrgt2的可程序输出电压Voutl。如图1A所示，二次侧控制电路107以接脚D+与D-接收数字的设定讯号，将其转换后，由接脚01与02所产生的设定操作讯号，用以分别导通或不导通其中的开关SI与S2，进而决定串联电阻R1、R2、R3与R4的阻值，并因此决定目标控制讯号C0MP。图1B上半部显示于正常操作中，目标控制讯号C0MP1与可程序输出电压Voutl的讯号波形示意图。当设定讯号示意将可程序输出电压Voutl调整到位准Vtrgtl，目标控制讯号C0MP1在初期会直接切换至极大值MAX ;当可程序输出电压Voutl达到位准Vtrgtl，目标控制讯号C0MP1与电流感测讯号CS以回授控制的方式，使目标控制讯号C0MP1的位准降低，并维持可程序输出电压Voutl于位准Vtrgtl0
[0004]接着，当设定讯号示意将可程序输出电压Voutl调整到位准Vtrgt2，目标控制讯号C0MP1会再次切换到极大值MAX，以提高可程序输出电压Voutl ;当可程序输出电压Voutl达到位准Vtrgt2，目标控制讯号C0MP1与电流感测讯号CS以回授控制的方式，使目标控制讯号C0MP1的控制位准降低，以维持可程序输出电压Voutl于位准Vtrgt2。当有突发的状况使得可程序输出电压Voutl瞬时下跌，如图中所示波形干扰glitchl，通过目标控制讯号COMPl与电流感测讯号CS的回授控制，目标控制讯号COMPl会再次切换到极大值MAX,以提高可程序输出电压Voutl，以达到位准Vtrgt2。当有突发的状况使得可程序输出电压Voutl瞬时上升，如图中所示波形干扰glitch2，通过目标控制讯号COMPl与电流感测讯号CS的回授控制，目标控制讯号COMPl的位准会下降，以降低可程序输出电压Voutl，以达到位准Vtrgt2。
[0005]前述正常操作中，以目标控制讯号COMPl的控制位准回授控制的方式，基本上是利用光耦合电路104中的光耦合元件，于可程序输出电压Voutl较高时，例如超过设定讯号将输出电压Voutl所设定的位准Vtrgtl，则流经光親合元件的电流相对较高，使得目标控制讯号COMPl的位准较低，而改变操作讯号GATE，进而使可程序输出电压Voutl降低；而于可程序输出电压VoutI较低时，例如低于设定讯号将输出电压Voutl所设定的位准VtrgtI，则流经光耦合元件的电流较低，使得目标控制讯号COMPl的控制位准较高，而改变操作讯号GATE，进而使可程序输出电压Voutl升高。
[0006]以下说明过电压状况发生时的电路操作与讯号变化，例如光耦合电路104中的光耦合元件损坏，导致光耦合电路104开路，这将使目标控制讯号C0MP2会维持于极大值MAX，而使可程序输出电压Vout2的位准不断上升。图1B下半部显示，将可程序输出电压Vout2维持在位准Vtrgtl的过程中，或是可程序输出电压Vout2自位准Vtrgtl调整到位准Vtrgt2的过程中，发生过电压状况的目标控制讯号C0MP2与可程序输出电压Vout2的讯号波形示意图。当设定讯号示意将可程序输出电压Vout2调整到位准Vtrgtl，目标控制讯号C0MP2在初期会达到极大值MAX ;当可程序输出电压Vout2达到位准Vtrgtl，目标控制讯号C0MP2与电流感测讯号CS以回授控制的方式，使目标控制讯号C0MP2的位准降低，以维持可程序输出电压Vout2于位准Vtrgtl。
[0007]接着，例如在将可程序输出电压Vout2维持在位准Vtrgtl的过程中，或是将可程序输出电压Vout2自位准Vtrgtl调整到位准Vtrgt2的过程中，过电压状况发生，目标控制讯号C0MP2会再次达到并维持于极大值MAX，使得可程序输出电压Vout2不断上升，甚至超过位准Vtrgt2。现有技术的控制方式，是利用计时目标控制讯号C0MP2维持于极大值MAX的期间，当此期间超过默认的过电压期间0VT，由一次侧控制电路105强制降低目标控制讯号C0MP2 —段“不确定原因再现时间(Hiccup time) ”。接着再次使目标控制讯号C0MP2改变为极大值MAX，使输出电压Vout2上升。
[0008]此种现有技术的过电压保护机制，往往因为可程序输出电压Vout在过电压状况发生时，因为在默认的过电压期间OVT内，可程序输出电压Vout提升过高，而导致电路损坏。图2所示的现有技术，用以改善前述光耦合电路104中的光耦合元件损坏，导致光耦合电路104开路问题。如图2所示，与图1不同之处，具有可程序功能的返驰式电源供应电路200中的光耦合电路204，包含两组并联的光耦合元件204a与204b。二次侧控制电路207分别耦接至光耦合元件204a与204b的发光元件，而一次侧控制电路205分别与并联的光耦合元件204a与204b的光接收元件串联。如此一来，光耦合元件204a与204b其中之一损坏导致开路，则另一个未损坏的元件仍可使目标控制讯号COMP根据设定讯号与可程序输出电压Vout而维持正常操作，以保持正常的回授控制机制。
[0009]图2所示的现有技术虽然改善了图1A与IB显示的现有技术的过电压保护机制问题，但其所需要的电路制造成本提高，所占空间也需要增加，且改善的效果有限。
[0010]有鉴于此，为在输出端提供可程序输出电压，并改善过电压保护机制，本发明即针对上述现有技术的不足，提出一种具有可程序功能的返驰式电源供应电路及其控制方法。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供一种具有可程序功能的返驰式电源供应电路及其控制方法，可在输出端提供可程序输出电压，并改善过电压保护机制。
[0012]为达上述目的，就其中一个观点言，本发明提供了一种有可程序功能的返驰式电源供应电路，包含:一变压器电路，包括一主要绕组(primary winding)、一次要绕组(secondary winding)与一第三绕组(tertiary winding)，其中该主要绕组用以接收一输入电压，该次要绕组用以于一输出端产生一可程序输出电压，该第三绕组用以根据该可程序输出电压，产生相关于该可程序输出电压的一回授讯号；一功率开关电路，与该主要绕组耦接，用以根据一操作讯号而操作其中一功率开关，进而将该输入电压转换为该可程序输出电压；一一次侧控制电路，与该功率开关电路耦接，用以根据一目标控制讯号，产生该操作讯号；一光耦合电路，与该次要绕组耦接，用以根据该可程序输出电压与一可程序讯号，产生该目标控制讯号；以及一二次侧控制电路，与该光耦合电路及该次要绕组耦接，用以根据该可程序输出电压与一设定讯号，产生该可程序讯号；其中，该一次侧控制电路根据该回授讯号的一上升速率及该目标控制讯号的一控制位准或该目标控制讯号的一变化速率，以决定一过电压状况是否发生，进而决定是否产生一过电压保护讯号，用以不导通该功率开关。
[0013]在其中一种较佳的实施例中，该一次侧控制电路根据该回授讯号的该上升速率及该目标控制讯号的该控制位准，以决定该过电压状况是否发生的决定方式，包括:判断该回授讯号的该上升速率是否超过一默认上升速率，以及判断该目标控制讯号的该控制位准是否超过一预设控制位准。
[0014]在其中一种较佳的实施例中，该一次侧控制电路根据该回授讯号的该上升速率及该目标控制讯号的该变化速率，决定过电压状况是否发生的决定方式，包括:判断该回授讯号的该上升速率是否超过一默认上升速率，以及判断该目标控制讯号的该变化速率是否不为负值。
[0015]在其中一种较佳的实施例中，该一次侧控制电路根据该回授讯号的该上升速率及该目标控制讯号的该控制位准，以决定过电压状况是否发生的决定方式，包括:判断该回授讯号由一第一位准上升一预设位准差的期间是否低于一预设期间，以决定该回授讯号的该上升速率是否超过一默认上升速率；其中该第一位准相关于该目标控制讯号超过一默认控制位准时的该回授讯号的位准。
[0016]在其中一种较佳的实施例中，该一次侧控制电路根据该回授讯号的该上升速率及该目标控制讯号的该控制位准，以决定过电压状况是否发生的决定方式，包括:判断该目标控制讯号的该控制位准开始超过一预设控制位准的一段预设期间，该回授讯号上升的一位准差是否高于一预设位准差，以决定该回授讯号的上升速率是否超过一默认上升速率。
[0017]在其中一种较佳的实施例中，该一次侧控制电路根据该回授讯号的该上升速率及该目标控制讯号的该控制位准，以决定过电压状况是否发生的决定方式，包括:判断该目标控制讯号的该控制位准超过一预设控制位准开始的一段预设期间，该回授讯号是否超过一第二位准。
[0018]在其中一种较佳的实施例中，该二次侧控制电路包括:一比较电路，根据该可程序输出电压与该设定讯号，产生一比较讯号；以及一调整电路，与该比较电路耦接，用以根据该比较讯号，产生该可程序讯号。
[0019]在前述实施例中，该二次侧控制电路较佳地还包括一数字模拟转换电路，与该比较电路耦接，用以将数字的设定讯号转换为模拟的参考电压，输入该比较电路。