具有可程序功能的返驰式电源供应电路及其控制方法_3

文档序号:9455397阅读:来源:国知局
ary winding) W30其中主要绕组Wl用以接收输入电压Vin,次要绕组W2用以于输出端OUT产生可程序输出电压Vout,第三绕组W3用以根据可程序输出电压Vout,产生相关于可程序输出电压Vout的回授讯号FB。
[0089]功率开关电路103与主要绕组Wl耦接,用以根据操作讯号GATE而操作其中功率开关,进而将输入电压Vin转换为可程序输出电压Vout。一次侧控制电路305与功率开关电路103耦接,用以根据目标控制讯号C0MP、电流感测讯号CS、与回授讯号FB,产生操作讯号GATE。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307根据设定讯号,调节目标控制讯号COMP,以产生可程序讯号,用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。
[0090]光耦合电路104与次要绕组W2耦接,用以根据可程序输出电压Vout与可程序讯号,产生目标控制讯号C0MP。二次侧控制电路307与光耦合电路104及次要绕组W2耦接,用以根据可程序输出电压Vout与设定讯号,产生可程序讯号。一次侧控制电路305根据回授讯号FB的上升速率及目标控制讯号COMP的控制位准或根据回授讯号FB的该上升速率及目标控制讯号COMP的变化速率,以决定过电压状况是否发生,进而决定是否产生过电压保护讯号,用以不导通功率开关。一次侧控制电路305根据回授讯号FB的上升速率及目标控制讯号COMP的控制位准或根据回授讯号FB的该上升速率及目标控制讯号的变化速率,以决定过电压状况是否发生的方式,将于后详述。
[0091]请参阅图4A-4G,显示本发明的第二个实施例。本实施例与第一个实施例不同之处,在于本实施例显示了较具体的二次侧控制电路407。如图4A所示,二次侧控制电路407包括比较电路Al、调整电路Ql、与数字模拟转换电路DAC。数字模拟转换电路DAC与比较电路Al耦接,用以将数字形式的设定讯号SET转换为模拟形式的参考电压Vref,以输入比较电路Al。比较电路Al根据可程序输出电压Vout与设定讯号SET,产生比较讯号ADJ。调整电路Ql与比较电路Al耦接,用以根据比较讯号ADJ,产生可程序讯号PS。
[0092]详言之,根据用户的设定或是负载电路(未示出,用以接收可程序输出电压Vout而操作的电路,此为本领域技术人员所熟知,在此不予赘述)的需求而决定设定讯号SET。在本实施例中,设定讯号SET例如为数字形式的讯号,可为单阶或多阶讯号,其中单阶讯号代表在可程序输出电压Vout尚未达到默认的目标位准前,设定讯号SET维持固定的数值;而多阶讯号代表在可程序输出电压Vout尚未达到默认的目标位准前,设定讯号SET的数值随时间增加或减少。数字模拟转换电路DAC接收设定讯号SET,并转换为模拟形式的参考电压Vref。请参阅图4B,在参考电压Vref的讯号波形示意图中,例如将参考电压Vref维持在位准Vrefl,以示意将可程序输出电压Vout调整至位准Vtrgtl ;而设定讯号SET以多阶形式升高,将使参考电压Vref自位准Vrefl以默认的速率,升高至位准Vref2,而示意将可程序输出电压Vout由位准Vtrgtl以默认上升速率升高至位准Vtrgt2。如图4A所示,比较电路Al比较分压Vdiv与参考电压Vref,产生比较讯号ADJ。其中,分压Vdiv由分压电路409接收可程序输出电压Vout,并取其分压而产生。调整电路Ql例如但不限于包含如图所示的开关元件,接收比较讯号ADJ而决定流经此开关元件的可程序讯号PS。可程序讯号PS经由光耦合电路104的操作,进而决定目标控制讯号C0MP,这亦使得目标控制讯号COMP以变化速率上升,如图4B所示。
[0093]图4B显示本实施例于正常操作中,目标控制讯号COMP、可程序输出电压Vout、与参考电压Vref的讯号波形示意图。首先,具有可程序功能的隔离式电源供应电路400于开机阶段STU,将目标控制讯号COMP的控制位准直接设定在预设控制位准PCL,使可程序输出电压Vout上升。此预设控制位准PCL例如略低于极大值MAX。接着将参考电压Vref设定在位准Vrefl,在本实施例中,例如以单阶形式的设定讯号SET,将参考电压Vref直接设定保持在位准Vrefl,示意可程序输出电压Vout需要被调整到位准Vtrgtl,使目标控制讯号COMP也直接设定在预设控制位准PCL,使可程序输出电压Vout继续上升。当可程序输出电压Vout达到位准Vtrgtl,目标控制讯号COMP的控制位准下降,以回授控制方式,维持可程序输出电压Vout于位准Vtrgtl。
[0094]接着,在本实施例中,例如以多阶形式的设定讯号SET,将参考电压Vref,由位准Vrefl逐渐提高到位准Vref2,示意将可程序输出电压Vout自位准Vtrgtl逐渐调整到位准Vtrgt2,目标控制讯号COMP会跟着逐渐上升,以提高可程序输出电压Vout ;当可程序输出电压Vout达到位准Vtrgt2,目标控制讯号COMP与电流感测讯号CS以回授控制的方式,维持可程序输出电压Vout于位准Vtrgt2。当有突发的状况使得可程序输出电压Vout瞬时下跌,如图中所示波形干扰glitchl,通过目标控制讯号COMP与电流感测讯号CS的回授控制,目标控制讯号COMP的控制位准会再次达到预设控制位准PCL,以提高可程序输出电压Vout,以达到位准Vtrgt2。当有突发的状况使得可程序输出电压Vout瞬时上升,如图中所示波形干扰glitch2,通过目标控制讯号COMP与电流感测讯号CS的回授控制,目标控制讯号COMP的控制位准会下降,以降低可程序输出电压Vout,以达到位准Vtrgt2。
[0095]当过电压状况发生时,例如光耦合电路104损坏,导致光耦合电路104开路,这将使目标控制讯号COMP的控制位准会维持于极大值MAX,而使可程序输出电压Vout的位准不断上升。回授讯号FB相关于可程序输出电压Vout,例如与输出电压Vout成正比。在本实施例中,一次侧控制电路405例如可根据回授讯号FB的上升速率及目标控制讯号COMP的控制位准或目标控制讯号COMP的变化速率,以决定过电压状况是否发生,进而决定是否产生过电压保护讯号,用以不导通功率开关。一次侧控制电路405根据回授讯号FB的上升速率及目标控制讯号COMP的控制位准或根据回授讯号FB的该上升速率及目标控制讯号的变化速率,以决定过电压状况是否发生的方式,例如可为下列几种方式:
[0096](I) 一次侧控制电路405判断回授讯号FB的上升速率是否超过默认上升速率,以及判断目标控制讯号COMP的控制位准是否超过预设控制位准PCL。举例而言,如图4C所示,过电压状况发生于时间点tO。当设定讯号SET示意将可程序输出电压Vout维持于位准Vtrgtl,而回授讯号FB的位准却开始超过对应可程序输出电压Vout的位准Vtrgtl时,即当回授讯号FB的位准开始超过位准FBtrgt I,则一次侧控制电路405开始计时一段期间A tl,量测回授讯号FB在此期间Atl所上升的位准差△ VI,计算回授讯号FB的上升速率是否超过默认上升速率,如果超过默认上升速率,且目标控制讯号COMP的控制位准也超过预设控制位准PCL,例如目标控制讯号COMP为极大值MAX,则一次侧控制电路405决定过电压状况发生,进而决定产生过电压保护讯号,用以不导通功率开关。如图4C所示,经由上述的判断方式,在时间点tl即可决定过电压状况发生,可通过启动过电压保护机制,将目标控制讯号COMP的控制位准降低,同时使参考电压Vref降低。当然,回授讯号FB的上升速率的计算方式,亦可以由回授讯号FB的位准开始超过位准FBtrgtl时,开始计算回授讯号FB上升位准差Δ Vl后,计时此段期间AU。
[0097](2) 一次侧控制电路405判断回授讯号FB的上升速率是否超过默认上升速率,以及判断目标控制讯号COMP的变化速率是否不为负值。举例而言,当过电压状况发生于可程序输出电压Vout维持于位准Vtrgtl —段时间之后,如图4D所示,过电压状况发生于时间点t2。当回授讯号FB的位准具有对应输出电压Vout的位准Vtrgtl时,即位准FBtrgtl,且当设定讯号SET示意将可程序输出电压Vout维持于位准Vtrgtl,但回授讯号FB的位准却开始超过对应输出电压Vout的位准Vtrgtl时,也就是当回授讯号FB的位准开始超过FBtrgtl,则一次侧控制电路405,开始计时一段期间Δ t2,量测回授讯号FB在此期间A t2所上升的位准差△ V2,计算回授讯号FB的上升速率是否超过默认上升速率,如果超过默认上升速率,且目标控制讯号COMP的控制位准的变化速率也不为负值,例如目标控制讯号COMP的控制位准自一相对较低位准在期间△ t2内,升高至极大值MAX,则目标控制讯号COMP的控制位准的变化速率也不为负值,则一次侧控制电路405决定过电压状况发生,进而决定产生过电压保护讯号,用以不导通功率开关。如图4D所示,经由上述的判断方式,在时间点t3即可决定过电压状况发生,可通过启动过电压保护机制,将目标控制讯号COMP的控制位准降低,同时使参考电压Vref降低。当然,FB的上升速率的方式,亦可以由回授讯号FB的位准开始超过位准FBtrgtl时,开始计算回授讯号FB上升位准差△ V2后,计时此段期间△ t2,以计算回授讯号FB的上升速率是否超过默认上升速率。
[0098](3) 一次侧控制电路405判断回授讯号FB由位准OVl上升预设位准差Δ OVl的期间At3是否低于预设期间;其中位准OVl相关于目标控制讯号COMP超过默认控制位准PCL时的回授讯号FB的位准。举例而言,当过电压状况发生于输出电压Vout维持于位准Vtrgtl一段时间之后,如图4E所示,过电压状况发生于时间点t3。当回授讯号FB由位准OVl上升预设位准差AOVl的期间At3,且当期间At3低于预设期间,则一次侧控制电路405决定回授讯号FB的上升速率超过默认上升速率,其中位准OVl例如为目标控制讯号COMP超过默认控制位准PCL时的回授讯号FB的位准(于时间点t4)。如图4E所示,经由上述的判断方式,在时间点t3即可决定过电压状况发生,可通过启动过电压保护机制,将目标控制讯号COMP的控制位准降低,同时使参考电压Vref降低。
[0099](4) 一次侧控制电路405判断目标控制讯号COMP的控制位准开始超过预设控制位准PCL的一段预设期间△ t4,回授讯号FB上升的位准差△ 0V2是否高于预设位准差,以决定回授讯号FB的上升速率是否超过默认上升速率。举例而言,当过电压状况发生于输出电压Vout维持于位准Vtrgtl —段时间之后,如图4F所示,过电压状况发生于时间点t5。当回授讯号FB由位准OVl上升预设位准差A0V2的期间At4,且回授讯号FB上升的位准差A 0V2高于预设位准差,则一次侧控制电路405决定回授讯号FB的上升速率超过默认上升速率,其中位准OVl例如为目标控制讯号COMP超过默
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