功率转换器的一次侧调整式控制电路的制作方法
【专利摘要】本发明为功率转换器的一次侧调整式控制电路，其包含一讯号产生电路依据一输出负载产生一振荡讯号；一脉宽调变电路依据一电压回路讯号、一电流回路讯号及振荡讯号产生一切换讯号，以调整功率转换器的一输出；以及一调整电路接收一补偿讯号，以进行一输出缆线补偿与一唤醒。一旦功率转换器的输出低于一低电压门槛时，补偿讯号用于增加切换讯号的一切换频率。当输出负载改变时，控制电路用于减少输出的电压降。
【专利说明】功率转换器的一次侧调整式控制电路
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种功率转换器，特别是关于功率转换器的一种控制电路。
【背景技术】
[0002]一次侧调整技术已经揭示于许多专利案，例如:美国专利第6，721，192号“PWMcontroller regulating output voltage and output current in primary side，，；美国专利案第 6，853，563 号 “Primary-side controlled flyback power converter” ；美国专利案第7，016，204号“Close-loop PWM controller for primary-side controlled powerconverters” ；以及美国专利案第 7，362，593 号 “Switching control circuit havingoff-time modulation to improve efficiency of primary-side controlled powersupply”等等。该些先前技术的缺点为对于输出负载的改变的响应过于缓慢,尤其是当功率转换器运作于轻载或无载时，此现象更为显著。
[0003]请参阅图1，其为习知的一次侧调整式功率转换器的电路图。如图所示，一变压器10具有一一次侧绕组NP、一二次侧绕组Ns及一辅助绕组Na。一次侧绕组Np的一端耦接一输入电压Vin。二次侧绕组Ns经由一二极管40及一电容器45而产生一输出电压V。。一晶体管20耦接一次侧绕组Np的另一端，而切换变压器10，以从功率转换器的输入电压Vin转换能量至功率转换器的输出电压％。当晶体管20导通时，变压器10则被激磁。一旦晶体管20截止时，变压器10则被消磁，此时变压器10的能量经由二极管40传送至电容器45，以产生输出电压Vo。于产生输出电压Vo的同时,一反射电压Vaux产生于变压器10的辅助绕组Na,反射电压Vaux相关联于输出电压\。
[0004]一分压电路包含复数电阻器51与52，分压电路耦接辅助绕组Na，以依据辅助绕组Na的反射电压Vaux产生一反射讯号Vs。如此,反射讯号Vs相关联于反射电压VAUX。于变压器10消磁的期间，反射电压Vaux是相关联于输出电压V。。其表不反射讯号Vs亦相关联于输出电压V。。
[0005]一控制器50经由变压器10的辅助绕组Na和电阻器51与52取样变压器10的反射电压VAUX，以产生一切换讯号Sw，而切换变压器10与调整输出电压I。基于上述，反射讯号Vs相关联于反射电压VAUX，晶体管20受控于切换讯号Sw。控制器50更接收一电流感测讯号VK，以调整切换讯号Sw。一电流感测装置30，例如一电阻器，其耦接于晶体管20及接地端之间。电流感测装置30感测变压器10的一切换电流IP，并依据切换电流Ip产生电流感测讯号Vcs。
[0006]于变压器10消磁的期间，反射讯号Vs是相关联于输出电压I，所以仅可以于变压器10导通/截止时,取样输出电压V。的信息。一电阻器53连接于控制器50 (—输入端COMR),以用于输出缆线补偿。缆线补偿的详细运作可参见先前技术，美国专利第7，352，595号 “Primary-side controlled switching regulator，，.因为切换讯号Sw的切换频率于轻载状态或无载状态下会降低，以减少功率转换器的功率损耗，所以于变压器10的切换之间，无法侦测输出电压\的信息。因此，当功率转换器的输出负载迅速地从轻载改变为重载时，输出电压\将会发生显著的电压降。
[0007]请参阅图2，其为图1的习知一次侧调整式功率转换器的切换讯号Sw、输出负载LOAD及输出电压Vtj的波形图。如图所示，当输出负载于轻载状态期间突然地增加时,输出电压I的电压准位会显著地大幅降低。再者，于轻载状态时，切换讯号Sw会产生较长的切换周期，以减少功率转换器的切换损耗。因为功率转换器对于输出负载的变化会产生缓慢的响应，所以当功率转换器的输出负载增加而从轻载突然提升为重载时，输出电压％将会发生显著地电压降A VQ1。
[0008]鉴于上述问题，本发明提供一种功率转换器的控制电路，以改善功率转换器对于输出负载的改变的响应过于缓慢的缺点，以及可用于补偿输出缆线。
【发明内容】
[0009]本发明的主要目的之一，在于提供一种功率转换器的控制电路，其具有输出缆线补偿与快速动态响应，如此在输出负载改变时，减少输出的电压降。
[0010]本发明揭不一种功率转换器的一控制电路，其包含一讯号产生电路、一脉宽调变电路及一调整电路。讯号产生电路依据功率转换器的一输出负载产生一振荡讯号。脉宽调变电路依据一电压回路讯号、一电流回路讯号及振荡讯号产生一切换讯号，以调整功率转换器的一输出。调整电路接收一补偿讯号，一旦功率转换器的输出低于一低电压门槛时，补偿讯号则用以增加切换讯号的一切换频率。振荡讯号决定切换讯号的切换频率。
[0011]实施本发明产生的有益效果是控制电路具有快速动态响应，在输出负载改变时，用于减少输出的电压降。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1:其为习知的一次侧调整式功率转换器的电路图；
图2:其为图1的习知一次侧调整式功率转换器的切换讯号Sw、输出负载LOAD及输出电压Vtj的波形图；
图3:其为本发明的功率转换器的一实施例的电路图；
图4:其为本发明的控制电路的一实施例的电路图；
图5:其为本发明的讯号产生电路的一实施例的电路图；
图6:其为本发明的脉宽调变电路的一实施例的电路图；
图7:其为本发明的升压电路的一实施例的电路图；
图8:其为本发明的调整电路的一实施例的电路图；
图9:其为本发明的切换讯号Sw、输出负载L系0AD、补偿讯号Sk及输出电压Vo的波形
图；
图10:其为本发明的控制电路的另一实施例的电路图；
图11:其为本发明图10的控制电路的讯号产生电路的一实施例的电路图；以及 图12:其为本发明的脉波产生器的一实施例的电路图。
[0013]【图号对照说明】
10变压器20晶体管· 30电流感测装置40二极管45电容器50控制器
51电阻器52电阻器
53电阻器55电阻器
60参考装置61电阻器
70光耦合器100控制电路
110电压侦测电路120第一误差放大器
125第一电容器130第一比较器
150升压电路151正反器
160电流源165开关
175比较器176反相器
210电流侦测电路220第二误差放大器
225第二电容器230第二比较器
250与非门300讯号产生电路
301比较器302时间延迟电路
303与非门304开关
305电压对电流转换电路310电流源
311晶体管312晶体管
313晶体管314晶体管
315晶体管317电流源
321充电开关322放电开关
325电容器331比较器
332比较器341与非门
342与非门345反相器
346反相器350讯号产生电路
351电流源352开关
360脉波产生器361与门
362电流源363晶体管
364反相器365电容器
367反相器368与门
369或门400脉宽调变电路
410反相器420与门
425正反器430输出缓冲器
451反相器452晶体管
453电流源460电容器
470比较器480加法器
500调整电路510电压对电流转换电路
511定电流源520转导缓冲放大器
521电容器525缓冲放大器
530 比较器531比较器538延迟电路539正反器
560定电流源570电压对电流转换电路
571电阻器COMR输入端
I1电流I2电流
I312电流Ic充电电流
Icmp电流回路讯号Id放电电流
10输出电流Iqsc电流
Ip切换电流LOAD输出负载
MODE讯号Na辅助绕组
Np一次侧绕组Ns二次侧绕组
PLS振荡讯号PRST电源启动重置讯号
Rmp斜坡讯号RST 重置讯号
Sd放电讯号Sds消磁讯号
Se补偿讯号St讯号
Sff切换讯号Vaux反射电压
Vcc供应电压Vqip电压回路讯号
Vcs电流感测讯号Vf顺向二极管电压
Vh门槛V1电流回授讯号
Vin输入电压\门槛
V0输出电压A V01电压降
A V02 电压降Vk参考电压
Veefi第一参考讯号Vkeke第二参考讯号
Veef3参考讯号Vm门槛
Vs反射讯号Vsaw讯号
Vti门槛Vt2门槛
Vta门槛Vtb门槛
Vv电压回授讯号。
【具体实施方式】
[0014]为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下:
请参阅图3，其为本发明的功率转换器的一实施例的电路图。如图所示，功率转换器包含变压器10，其具有一次侧绕组NP、二次侧绕组Ns及辅助绕组Na。一次侧绕组Np接收输入电压VIN。二次侧绕组Ns经由二极管40及电容器45而产生输出电压V。。晶体管20用于切换变压器10，以从输入电压Vin转换能量至输出电压V。。当晶体管20导通时，变压器10即被激磁，而且变压器10的切换电流Ip流经晶体管20。电流感测装置30耦接于晶体管20及接地端之间，其感测切换电流Ip而产生电流感测讯号Vcs，电流感测讯号Vcs耦接一控制电路100。所以，电流感测讯号Vcs相关联于变压器10的切换电流IP。
[0015]一旦晶体管20截止时，变压器10会被消磁，并且变压器10的能量会被转移到输出电压％。同时，反射电压Vaux产生于变压器10的辅助绕组Na。控制电路100耦接于电阻器51与52所构成的分压电路，以取样反射讯号\。因此，反射讯号Vs相关联于反射电压Vaux，其表示控制电路100经由变压器10的辅助绕组Na与电阻器51和52取样变压器10的反射电压VAUX。于变压器10消磁的期间，反射电压Vaux相关联于输出电压\。
[0016]电阻器51的一第一端耦接辅助绕组Na。电阻器52耦接于电阻器51的一第二端及接地端之间。控制电路100连接于电阻器51与52的连接点，以取样反射讯号Vs而取样变压器10的反射电压VAUX。控制电路100产生切换讯号Sw，以控制晶体管20，而切换变压器10及调整功率转换器的输出(输出电压V。及/或输出电流I。)。一电阻器55耦接于控制电路100，以进行输出缆线补偿。控制电路100为一一次侧调整式控制电路，其包含一电压回路及一电流回路。当功率转换器操作在轻载状态或者无载状态时，切换讯号Sw的切换频率会降低。当负载状态为轻载状态或者无载状态时，功率转换器运作于休眠模式或者间歇省电模式(burst mode)o
[0017]—讯号转换装置，例如一光稱合器70,其稱接于电阻器55与功率转换器的输出端间。光稱合器70配合电阻器55产生一补偿讯号Sk,补偿讯号Sk稱接控制电路100的一端，以用于输出缆线补偿与控制电路100的唤醒。
[0018]当切换讯号Sw的切换频率为低且输出电压Vo低于一低电压门滥时,补偿讯号Sk用于唤醒控制电路100。其表示当切换讯号Sw的切换频率为低且功率转换器的输出电压\低于低电压门槛时，补偿讯号Sk即被产生。本发明的一实施例中，一参考装置60 (具有一参考电压Vk)及光耦合器70的一顺向二极管电压Vf决定低电压门槛。当控制电路100运作于轻载状态且输出电压I的电压准位低于低电压门槛时，补偿讯号Sk用于唤醒控制电路100，以产生切换讯号Sw。[0019]—电阻器61的一第一端稱接功率转换器的输出端。参考装置60稱接于电阻器61的一第二端及光耦合器70间。光耦合器70耦接功率转换器的输出端及经由电阻器55耦接控制电路100。于本发明的一实施例中，参考装置60可以为一稽纳二极管。
[0020][0014]请参阅图4，其为本发明的控制电路100的一实施例的电路图。如图所示，控制电路100包含一电压侦测电路(V-Loop) 110，其依据反射讯号Vs产生一电压回授讯号Vv。电压回授讯号Vv稱接一第一误差放大器120,以产生一电压回路讯号Vcm^其表不电压侦测电路110用于侦测反射讯号\，以产生电压回路讯号VCMP。
[0021]电压侦测电路110更依据反射讯号Vs产生一消磁讯号Sds。消磁讯号Sds稱接一电流侦测电路(1-Loop)210。电流侦测电路210依据电流感测讯号Vcs及消磁讯号Sds产生一电流回授讯号％。电流回授讯号V1相关联于功率转换器的输出电流Itj (如图3所示)。电流回授讯号V1耦接一第二误差放大器220，以产生一电流回路讯号1_。因为电流感测讯号Vcs相关联于变压器10的切换电流Ip (如图3所示)，所以表示电流侦测电路210用于侦测变压器10的切换电流IP，以产生电流回路讯号1-。
[0022]电压回授讯号Vv耦接于第一误差放大器120的一负输入端，以产生电压回路讯号vc*p。于本发明的一实例中，第一误差放大器120为一转导误差放大器(trans-conductanceerror amplifier)。一第一参考讯号Vkefi稱接于第一误差放大器120的一正输入端。第一误差放大器120的一输出端产生电压回路讯号Vcm^因此,第一误差放大器120依据反射讯号Vs产生电压回路讯号VeMP。其表示电压回路讯号Vqip的准位相关联于功率转换器的输出电压Vtj (如图3所示)的电压准位及输出负载。
[0023][0017] 一第一电容器125用于电压回路讯号Vcmp的频率补偿,其稱接第一误差放大器120的输出端。所以，第一电容器125为一频率补偿电容器。电压回路讯号Vaff更经由一第一比较器130、一与非门250及一脉宽调变电路(PWM)400而产生切换讯号Sw。第一比较器130的一正输入端I禹接第一电容器125及第一误差放大器120的输出端，以接收电压回路讯号第一比较器130的一负输入端接收一斜坡讯号Rmp,斜坡讯号Rmp产生于脉宽调变电路400。第一比较器130的一输出端I禹接与非门250的一第一输入端，以产生一重置讯号RST。重置讯号RST耦接脉宽调变电路400，以截止切换讯号Sw及调变切换讯号Sw的切换频率。
[0024]电压回路讯号Vaip亦耦接一讯号产生电路(OSC) 300，以调变讯号产生电路300所产生的一振荡讯号PLS的频率及切换讯号Sw的切换频率。因为电压回路讯号Vaff是相关联于功率转换器的输出负载，因此讯号产生电路300是依据功率转换器的输出负载产生振荡讯号PLS。此外，振荡讯号PLS的频率及切换讯号Sw的切换频率会依据电压回路讯号Vaff的降低及功率转换器的输出负载的降低而降低。振荡讯号PLS耦接脉宽调变电路400，以致能切换讯号Sw及决定切换讯号Sw的切换频率。
[0025]电流回授讯号V1耦接第二误差放大器220的一负输入端，以产生电流回路讯号Ic*p。于本发明的一实施例中，第二误差放大器220为一转导误差放大器。一第二参考讯号Veef2稱接至第二误差放大器220的一正输入端。第二误差放大器220的一输出端产生电流回路讯号1?。一第二电容器225稱接第二误差放大器220的输出端,其用于电流回路讯号Icmp的频率补偿。所以， 第二电容器225为一频率补偿电容器。电流回路讯号Iaff的准位相关联于功率转换器的输出电流Itj (如图3所示)。
[0026]电流回路讯号Icmp更经由一第二比较器230、与非门250及脉宽调变电路400产生切换讯号Sw。第二比较器230的一正输入端稱接第二电容器225及第二误差放大器220的输出端，以接收电流回路讯号Ic；MP。第二比较器230的一负输入端接收斜坡讯号Rmp。第二比较器230的一输出端耦接与非门250的一第二输入端，以产生重置讯号RST。与非门250的一输出端产生重置讯号RST，重置讯号RST耦接脉宽调变电路400，以截止切换讯号Sw。电流回路讯号Iaff用于调整功率转换器的输出电流Itj为一定电流。脉宽调变电路400更接收电流感测讯号Vcs，以调变切换讯号Sw。
[0027]电压侦测电路110、电流侦测电路210、电压回路讯号Vqip及电流回路讯号Icmp的详细运作，请参阅美国专利案第7，016，204号“Close-loop PWM controller forprimary-side controlled power converters”。于轻载状态下调变切换讯号Sw的频率的详细操作，请参阅美国专利案第7，362，593号“Switching control circuit havingoff-time modulation to improve efficiency of primary-side controlled powersupply，，。
[0028]一调整电路(ADJ)500接收补偿讯号SK。于正常运作下，光耦合器70与电阻器55(如图3所不)会拉低补偿讯号SK。一旦输出电压Vo低于低电压门滥,补偿讯号会被拉高。当补偿讯号Sk高于一门滥Vta (如图8所不)时,调整电路500将产生一讯号ST。讯号St驱动一升压电路150。升压电路150依据讯号St产生一脉波讯号，以充电第一电容器125及提升电压回路讯号Vcmp的准位。因此，当输出电压N0低于低电压门槛时，讯号St用于增加电压回路讯号Vaff的准位。如此，振荡讯号PLS的频率及切换讯号Sw的切换频率会随着电压回路讯号Vqip的准位的增加而增加。由上述可知，电压回路讯号Vaff调变振荡讯号PLS的频率及切换讯号Sw的切换频率。
[0029]于轻载状态期间，振荡讯号PLS的频率及切换讯号Sw的切换频率会降低到数赫兹(Hz)0 一旦补偿讯号Sk与讯号St被产生(逻辑高准位)，振荡讯号PLS的频率与切换讯号Sw的切换频率会立即增加(例如:大于20千赫兹(KHz))，以减少输出电压V。的电压降。输出电压\的波形绘示于图9。因此，于轻载状态期间，补偿讯号Sk用于增加振荡讯号PLS的频率及切换讯号Sw的切换频率。
[0030]复参阅图9，当功率转换器运作于轻载状态期间，若输出负载突然地增加，其会导致输出电压％低于低电压门槛，此时补偿讯号Sk即会被产生(逻辑高准位)。补偿讯号Sk用于唤醒控制电路100 (如图3所示)，以调变切换讯号Sw，切换讯号Sw的切换频率会增加。如此，即可以让控制电路100达到快速动态响应，其可以减少输出电压Vtj的电压降AVtj2t5如图9所示，电压降AVffi明显小于图2所示的电压降AVt^
[0031]于非轻载状态期间，补偿讯号Sk是低于门槛Vta (如图8所示)，且因为电流回授讯号V1相关联于输出电流1，所以电阻器55的电阻值与功率转换器的输出电流1决定补偿讯号Sk的准位，以达到输出缆线补偿。因此，调整电路500依据输出电流Itj与电阻器55的电阻值产生并调变第一参考讯号Vkefi。调整电路500更产生一讯号MODE，讯号MODE耦接于讯号产生电路300，以决定切换讯号Sw的最小切换频率。假若用于唤醒轻载运作下的控制电路100的光耦合器70并 未配置时，讯号MODE将会禁能(逻辑低准位)，以设定最小切换频率为一较高频率，而改善功率转换器的反应时间。假若用于唤醒的光耦合器70有配置时，讯号MODE将会致能，以设定最小切换频率为一非常低频率，以减少运作于轻载状态下的功率损耗。
[0032]请参阅图5，其为本发明的讯号产生电路300的一实施例的电路图。如图所示，一电压对电流转换电路(V-1)305依据电压回路讯号Vcmp产生一电流电流Itfic的准位与电压回路讯号Vqip的准位成比例。电流Itjsc经由复数电流镜、一充电开关321及一放电开关322而对一电容器325充电与放电，以产生振荡讯号PLS。如此，当电压回路讯号Vaff的准位降低时，振荡讯号PLS的频率也随着降低。
[0033][0027] 一第一电流镜包含晶体管311与313。一第二电流镜包含晶体管311与312。一第三电流镜包含晶体管314与315。第一电流镜产生一放电电流ID，以对电容器325进行放电。晶体管311与313的闸极相互耦接，晶体管311与313的源极皆耦接于接地端。晶体管311的汲极耦接晶体管311与313的闸极，且接收电流1.。晶体管313的汲极产生放电电流Id。第二电流镜产生一电流I312。晶体管312的闸极耦接晶体管311的闸极，晶体管312的源极耦接于接地端，晶体管312的汲极产生电流1312。
[0034]第三电流镜依据电流I312产生一充电电流Ic，以对电容器325进行充电。晶体管314与315的源极皆耦接供应电压V。。，晶体管314与315的闸极相互耦接，晶体管314的汲极耦接晶体管312的汲极，以接收电流1312。晶体管314的汲极更耦接晶体管314与315的闸极，晶体管315的汲极产生充电电流Ic。
[0035]充电开关321耦接于晶体管315的汲极及电容器325的一第一端之间。当充电开关321导通时，充电电流I。对电容器325进行充电。放电开关322耦接于晶体管313的汲极及电容器325的第一端之间。当放电开关322导通时，放电电流Id对电容器325进行放电。因此，一讯号Vsaw产生于电容器325。电容器325的一第二端稱接于接地端。
[0036]讯号产生电路300更包含比较器331与332、与非门341与342以及反相器345与346,以产生振荡讯号PLS。比较器331的一正输入端接收一门滥Vh,比较器331的一负输入端接收讯号Vsaw,比较器331比较讯号Vsaw与门滥VH。比较器332的一负输入端接收一门槛\，比较器332的一正输入端接收讯号VSAW，比较器332比较讯号Vsaw及门槛\。
[0037]与非门341的一第一输入端I禹接比较器331的一输出端，与非门342的一输出端率禹接与非门341的一第二输入端，与非门342的一第一输入端I禹接比较器332的一输出端，与非门342的一第二输入端I禹接与非门341的一输出端。反相器345的一输入端I禹接与非门341的输出端。反相器345的一输出端I禹接反相器346的一输入端及充电开关321的一控制端。因此，反相器345的一输出讯号控制充电开关321。反相器346的一输出端f禹接放电开关322的一控制端及脉宽调变电路400 (如图4所示)。振荡讯号PLS产生于反相器346的输出端。其表不振荡讯号PLS控制放电开关322。
[0038]讯号产生电路300更包含一电流源310。此电流源310用于决定电容器325的一最小充电电流及一最小放电电流。因此，电流源310用于决定振荡讯号PLS的一最小频率。电流源310的一第一端耦接供应电压\c。一开关304耦接于电流源310的一第二端及晶体管311的汲极之间，以致能电流源310。
[0039]电压回路讯号Vqip更耦接一比较器301的一负输入端。比较器301的一正输入端接收一门槛VT1，比较器301用于比较电压回路讯号Vcmp与门槛VT1，比较器301的一输出端耦接一时间延迟电路(DLY) 302的一输入端。时间延迟电路302用于延迟比较器301的一输出。时间延迟电路302的一输出端f禹接一与非门303的一第一输入端。与非门303的一第二输入端接收讯号MODE。与非门303的一输出端控制开关304。
[0040]开关304用于致能电流源310。当电压回路讯号Vaff高于门槛Vn时，开关304导通及致能电流源310。因此，振荡讯号PLS的最小频率及切换讯号Sw的最小频率可以为一第一频率F1 (例如1.5千赫兹(KHz))。其表示当电压回路讯号Vqip的准位高于门槛Vti时，最小频率为第一频率Fp电流Ire。及电流源310的电流决定第一频率F115其表示电压回路讯号Vcmp的一第一准位决定第一频率F1,而电压回路讯号Vcmp的此第一准位高于门滥VT1。
[0041]当电压回路讯号Vcmp低于门槛Vn时，比较器301经由时间延迟电路302(例如:延迟时间为10毫秒(msec))及与非门303而截止开关304 (禁能电流源310)，如此振荡讯号PLS的最小频率仅由电流1。％决定。因此，振荡讯号PLS及切换讯号Sw的最小频率可以低于一第二频率F2 (例如:5赫兹(Hz)或更低频率)。第二频率F2低于第一频率Fp假若光耦合器70 (如图3所示)未被装备时，讯号MODE则禁能(逻辑低准位)。讯号MODE会经由与非门303导通开关304，振荡讯号PLS及切换讯号Sw的最小频率会为第一频率Fp相反地，假若光耦合器70装备时，振荡讯号PLS及切换讯号Sw的最小频率将为第二频率F2。
[0042]请参阅图6，其为本发明的脉宽调变电路400的一实施例的电路图。如图所示，振荡讯号PLS经由一反相器410、一正反器425及一输出缓冲器430导通切换讯号Sw。正反器425的一输入端D接收供应电压V。。。振荡讯号PLS经由反相器410稱接正反器425的一时脉输入端CK。正反器425的一输出端Q f禹接输出缓冲器430的一输入端。输出缓冲器430的一输出端产生切换讯号Sw。振荡讯号PLS决定切换讯号Sw的切换频率。[0043]—反相器451、一晶体管452、一电流源453、一电容器460及一比较器470组成一电路，此电路限制切换讯号Sw的最大导通时间并产生斜坡讯号IV。正反器425所产生的一输出讯号经由反相器451而耦接晶体管452的闸极，以驱动晶体管452。电流源453的一端耦接供应电压V。。，电流源453的另一端耦接晶体管452的汲极及电容器460的一端。晶体管452的源极及电容器460的另一端皆耦接于接地端。当正反器425的输出讯号的准位为逻辑高准位且晶体管452截止时，电流源453对电容器460进行充电。
[0044]电容器460所产生的一讯号稱接比较器470的一负输入端,一门滥Vt2稱接至比较器470的一正输入端，比较器470比较电容器460的讯号及门滥VT2。比较器470的一输出端I禹接一与门420的一第一输入端,重置讯号RST f禹接至与门420的一第二输入端，与门420的一输出端I禹接至正反器425的一重置输入端R。其表不比较器470的一输出讯号及重置讯号RST经由与门420重置正反器425，以截止(禁能)切换讯号Sw。
[0045]脉宽调变电路400更包含一加法器480。电容器460产生的讯号及电流感测讯号Vcs I禹接加法器480,以产生斜坡讯号Rmp。因此，电容器460的讯号配合电流感测讯号Vcs产生斜坡讯号Rmp，以进行脉波宽度调变。
[0046]请参阅图7，其为本发明的升压电路150的一实施例的电路图。如图所示，升压电路150包含一正反器151、一电流源160、一开关165、一比较器175及一反相器176。供应电压V。。稱接至正反器151的一输入端D。讯号St稱接正反器151的一时脉输入端CK。正反器151的一输出端Q控制开关165。开关165稱接于电流源160及第一电容器125 (如图4所示)之间。电流源160更耦接供应电压Vrc。讯号St经由正反器151导通开关165。电流源160经由开关165对第一电容器125 (电压回路讯号Vcmp)进行充电。
[0047]电压回路讯号Vcmp稱接比较器175的一正输入端，比较器175的一负输入端接收一门槛VKT1，比较器175比较电压回路讯号Vcmp与门槛VKT1。比较器175的一输出端耦接反相器176的一输入端,反相器176的一输出端稱接正反器151的一重置输入端R。
[0048]一旦电压回路讯号Vcmp的准位高于门槛VKT1，比较器175及反相器176会重置正反器151 (截止开关165)。当讯号St致能时，门槛Vm决定电压回路讯号Vaff的准位，所以当补偿讯号Sk (如图4所示)被产生时，此电路决定切换讯号Sw的切换频率(例如:20千赫兹(KHz))。一旦电压回路讯号Vcmp的准位低于门滥Vkti,补偿讯号31(用于增加电压回路讯号Vcmp的准位。
[0049]此外，当电压回路讯号Vcmp的准位高于门ffiVKT1时，因正反器151被重置，所以补偿讯号Sk的产生将不会改变电压回路讯号Vqip的准位及切换讯号Sw的切换频率。其表示补偿讯号Sk的产生仅会在功率转换器的输出负载低于一门槛准位时增加切换讯号Sw的切换频率。
[0050]请参阅图8，其为本发明的调整电路500的一实施例的电路图。如图所示，一电压对电流转换电路(V-D510接收电流回授讯号V1,以依据电流回授讯号V1产生一电流Iltj因为电流回授讯号V1相关联于功率转换器的输出电流Itj (如图3所示)，所以电流I1相关联于输出电流L。一定电流源511耦接供应电压V。。。定电流源511用于轻载状态期间拉升补偿讯号SK。定电流源511的电流及电流I1耦接电阻器55 (如图3所示)，而产生补偿讯号Sk，补偿讯号Sk用于输出缆线补偿及电路唤醒。如此，补偿讯号Sk是依据输出电流Itj而产生。[0051]一转导缓冲放大器520及一电容器521对用于输出缆线补偿的补偿讯号Sk提供一低通滤波及一频率补偿。转导缓冲放大器520的一正输入端接收补偿讯号SK。转导缓冲放大器520的一负输入端稱接转导缓冲放大器520的一输出端。电容器521稱接于转导缓冲放大器520的输出端及接地端间。
[0052]经由低通滤波后，电容器521的讯号更经由另一电压对电流转换电路570(V_I)产生一电流12。电流I2相关联于功率转换器的输出电流L。一定电流源560决定(限制)电流I2的最大电流。定电流源560耦接供应电压\c，并输出电流至电压对电流转换电路570。一参考讯号Vkef3经由一缓冲放大器525 f禹接至一电阻器571,以产生第一参考讯号VKEF1。由上述可知，第一参考讯号Vkefi是由调整电路500依据补偿讯号Sk而产生。此外，因为补偿讯号Sk相关联于输出电流1，所以第一参考讯号Vkefi是经由调整电路500依据输出电流1而产生及调变。
[0053]参考讯号Vkef3稱接缓冲放大器525的一正输入端,缓冲放大器525的一负输入端率禹接缓冲放大器525的一输出端。电阻器571的一第一端I禹接缓冲放大器525的输出端，电阻器571的一第二端耦接电流12。电流I2及电阻器571用于调变第一参考讯号Vkefi的准位，以用于输出缆线补偿。假若功率转换器的输出电流Itj (如图3所示)增加时，则第一参考讯号Vkefi的准位将会对应增加，以增加电压回路讯号Vqip (如图4所示)的准位，如此输出电压\会对应增加，以补偿功率转换器的输出缆线的电压降。因此，补偿讯号Sk用于补偿电压回路讯号VeMP，以用于输出缆线补偿。
[0054]一比较器530的一正输入端接收补偿讯号SK，比较器530的一负输入端耦接门槛Vta,比较器530的一输出端输出讯号ST。比较器530比较补偿讯号Sk及门滥Vta,以产生讯号ST。当补偿讯号Sk的准位高于门滥Vta时，比较器530将产生讯号ST。
[0055]调整电路500更包含一比较器531、一延迟电路(DLY) 538及一正反器539。比较器531的一正输入端接收补偿讯号Sk,比较器531的一负输入端I禹接一门滥Vtb。比较器531的一输出端I禹接正反器539的一输入端D。正反器539的一输出端Q输出讯号MODE。当功率转换器运作时，调整电路500将会侦测光耦合器70 (如图3所示)是否存在？假若光耦合器70不存在时,补偿讯号Sk的准位将会低于门滥VTB。因此，比较器531的输出讯号会禁能，及正反器539将会禁能讯号MODE。
[0056][0050]假若光稱合器70有装备,则于电源启动期间补偿讯号Sk的准位会高于门槛VTB。因此，比较器531的输出讯号会致能。一电源启动重置讯号PRST耦接正反器539的一时脉输入端CK，经过延迟电路538的一延迟后(例如:电源供应至控制电路100后延迟200微(y )秒)触发(clock)正反器539。因此，当功率转换器运作时，若补偿讯号Sk高于门槛VTB，正反器539将会产生及致能讯号MODE。电源启动重置讯号PRST更耦接正反器539的一重置输入端R，以重置正反器539。
[0057]请参阅图10，其为本发明的控制电路100的另一实施例的电路图。如图所示，此实施例的控制电路100比较图4的控制电路100，其差异在于此实施例的控制电路100不包含升压电路150，而且调整电路500产生的讯号St直接耦接一讯号产生电路(OSC) 350，以在补偿讯号Sk高于门槛Vta (如图8所示)时，增加振荡讯号PLS的频率及切换讯号Sw的切换频率。
[0058]请参阅图11，其为本发明图10的控制电路100的讯号产生电路350的一实施例的电路图。如图所示，讯号产生电路350与图5的讯号产生电路300的差异在于讯号产生电路350更包含电流源317与351、一开关352及一脉波产生器360。此外，讯号产生电路350并未包含比较器301、时间延迟电路302、与非门303、开关304、电流源310及晶体管312、314与315。讯号产生电路350不同于讯号产生电路300 (如图5所示)的电路将在后续说明，而讯号产生电路350的其余电路同于图5的讯号产生电路300，所以于此不再详述。
[0059]振荡讯号PLS及讯号St^接脉波产生器360,以产生一放电讯号Sd,放电讯号Sd致能开关352。开关352耦接于电流源351及晶体管311的汲极之间。电流源351更耦接供应电压其表示振荡讯号PLS及讯号St经由脉波产生器360致能开关352。此外，脉波产生器360接收讯号MODE，以产生放电讯号SD。
[0060]电流源351经由开关352与第一电流镜而对电容器325进行放电,第一电流镜由晶体管311和313所构成。振荡讯号PLS的频率会随着电容器325的放电电流Id的增加而增加。电流源317耦接于供应电压Vcc与充电开关321之间，以对电容器325进行充电。
[0061]请参阅图12,其为本发明的讯号产生电路350的脉波产生器360的一实施例的电路图。如图所示，脉波产生器360依据振荡讯号PLS的致能及讯号St的致能产生放电讯号SD。振荡讯号PLS及讯号St I禹接一与门361的两输入端,与门361的一输出端I禹接一晶体管363的闸极，以驱动晶体管363。一电流源362的一端耦接供应电压V。。，电流源362的另一端稱接晶体管363的汲极与一电容器365的一端。晶体管363的源极及电容器365的另一端皆耦接于接地端。
[0062]当晶体管363截止时，电流源362对电容器365进行充电。当振荡讯号PLS及讯号St被致能且晶体管363导通时，晶体管363即对电容器365进行放电。一反相器367的一输入端I禹接电容器365,反相器367的一输出端I禹接一与门368的一第一输入端，与门368的一第二输入端I禹接与门361的输出端,与门368的一输出端I禹接一或门369的一第一输入端，以产生放电讯号SD。此外,讯号MODE经由一反相器364 I禹接或门369的一第二输入端。若讯号MODE禁能，则放电讯号Sd维持致能。
[0063]上文仅为本发明的较佳实施`例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。
【权利要求】
1.一种功率转换器的一次侧调整式控制电路，其特征在于，其包含: 一讯号产生电路，依据该功率转换器的一输出负载产生一振荡讯号； 一脉宽调变电路，依据一电压回路讯号、一电流回路讯号及该振荡讯号产生一切换讯号，以调整该功率转换器的一输出；以及 一调整电路，经由一讯号转换装置接收一补偿讯号； 其中，一旦该功率转换器的该输出低于一低电压门槛时，该补偿讯号用于增加该切换讯号的一切换频率；该振荡讯号决定该切换讯号的该切换频率。
2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，其更包含一误差放大器，该误差放大器依据一反射讯号产生该电压回路讯号，该误差放大器具有一参考讯号并耦接一频率补偿电容器。
3.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于，其中该补偿讯号是依据该功率转换器的一输出电流所产生，该调整电路依据该功率转换器的该输出电流产生与调变该参考讯号。
4.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，其中该补偿讯号更用于补偿该电压回路讯号，以用于一输出缆线补偿。
5.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，其更包含一端，该端耦接一电阻器与该讯号转换装置，以产生该补偿讯号，该电阻器用于一输出缆线补偿。
6.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，其中该切换讯号具有一最小频率，若该讯号转换装置并未装备时，该最小频率为一第一频率；若该讯号转换装置有装备时，该最小频率为一第二频率，该第一频 率高于该第二频率。
7.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，其更包含一升压电路，该升压电路耦接该调整电路，该调整电路依据该补偿讯号驱动该升压电路，以增加该切换讯号的该切换频率。
8.—种功率转换器的控制电路，其特征在于，其包含: 一讯号产生电路，依据该功率转换器的一输出负载产生一振荡讯号； 一脉宽调变电路，依据一电压回路讯号、一电流回路讯号及该振荡讯号产生一切换讯号，以调整该功率转换器的一输出；以及 一调整电路，接收一补偿讯号，用于一输出缆线补偿与一唤醒； 其中，一旦该功率转换器的该输出低于一低电压门槛时，该补偿讯号用于增加该切换讯号的一切换频率；该振荡讯号决定该切换讯号的该切换频率。
9.如权利要求8所述的控制电路，其特征在于，其更包含一端，该端耦接一电阻器与一讯号转换装置，以产生该补偿讯号。
10.如权利要求8所述的控制电路，其特征在于，其中该补偿讯号用于调变该电压回路讯号的准位，以用于该输出缆线补偿。
11.如权利要求8所述的控制电路，其特征在于，其中该电压回路讯号调变该切换讯号的该切换频率；该切换讯号具有一最小频率，该最小频率为一第一频率，该电压回路讯号的一第一准位决定该第一频率；当该电压回路讯号低于一门槛且经一延迟时间后，该最小频率为一第二频率，该第一频率高于该第二频率。
12.如权利要求8所述的控制电路，其特征在于，其中该切换讯号具有一最小频率，若用于该唤醒的一讯号转换装置并未装备时，该最小频率为一高频率；若用于该唤醒的该讯号转换装置有装 备时，该最小频率为一低频率。
【文档编号】H02M1/42GK103683898SQ201310461960
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2012年10月1日
【发明者】杨大勇 申请人:崇贸科技股份有限公司, 快捷半导体(苏州)有限公司