控制电路以及控制方法
【专利摘要】本发明提供一种控制方法，用以控制可调式功率转换器。控制方法包括：借助对变压器的反射信号进行取样以生成输出感测信号；接收反馈信号，其中，此反馈信号与可调式功率转换器的输出功率相关联；依据反馈信号以及输出感测信号来生成频率信号；以及依据反馈信号以及频率信号来生成切换信号，以切换变压器并调节可调式功率转换器的输出电压。反射电压与可调式功率转换器的输出电压相关联。切换信号的频率由频率信号来决定。切换信号的频率随着反馈信号的减少而减少。
【专利说明】控制电路以及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可调式功率转换器，特别是涉及一种可调式功率转换器的控制电路。
【背景技术】
[0002]可调式功率转换器的输出电压是可编程的，例如5伏(V)、9V、12V以及20V。因此，可调式功率转换器可适用于各种不同的应用中。举例来说，其可使用来对不同的移动装置进行充电，例如智能型手机、平板计算机以及笔记本型计算机等等。每当输出电压切换至不同的输出电平时，可调式功率转换器应也可以适应性地调整其节能机制，以便在低负载或无负载状态下节省功率。相关的节能技术可在名称为“PWM controller having off-timemodulation for power converter” 且编号为 6，545, 882 的美国专利、名称为 “Pulse widthmodulation controller having frequency modulation for power converter，，且编号为6, 597, 159 的美国专利、名称为 “PWM controller having adaptive off-time modulationfor power saving”且编号为6，661，679的美国专利以及名称为“Switching controlcircuit having off-time modulation to improve efficiency of primary-side controlledpower supply”且编号为7，362，593的美国专利中获得。
【发明内容】
[0003]因此，产业期望提供一种频率调制的方法与装置，以达到可调式功率转换器的节倉泛。
[0004]本发明提供一种控制电路，用于可调式功率转换器。此控制电路包括取样维持电路、输入电路、振荡电路以及脉宽调制电路。取样维持电路耦接变压器以生成输出感测信号，其中，此输出感测信号与可调式功率转换器的输出电压相关联。输入电路接收反馈信号，其中，此反馈信号与可调式功率转换器的输出功率相关联。振荡电路根据反馈信号以及输出感测信号来生成频率信号。脉宽调制电路生成切换信号以切换变压器并调节可调式功率转换器的输出电压。依据反馈信号而生成切换信号。切换信号的频率由频率信号来决定。切换信号的频率随着反馈信号的减少而减少。在低负载状态或无负载状态下，切换信号的频率随着可调式功率转换器的输出电压的增加而减少。在可调式功率转换器的输出电压被调节为第一输出电平的情况下，当可调式功率转换器的输出功率下降至低于第一阈值时，切换信号的频率开始减少。在可调式功率转换器的输出电压被调节为第二输出电平的情况下，当可调式功率转换器的输出功率下降至低于第二阈值时，切换信号的频率开始减少。第一输出电平高于第二输出电平，且第一阈值高于第二阈值。可调式功率转换器的输出电压是可编程的。
[0005]本发明提供一种控制方法，用以控制可调式功率转换器。控制方法包括:借助对变压器的反射信号进行取样以生成输出感测信号；接收反馈信号，其中，此反馈信号与可调式功率转换器的输出功率相关联；依据反馈信号以及输出感测信号来生成频率信号；以及依据反馈信号以及频率信号来生成切换信号，以便切换变压器并调节可调式功率转换器的输出电压。反射信号与可调式功率转换器的输出电压相关联。切换信号的频率由频率信号来决定。切换信号的频率随着反馈信号的减少而减少。
[0006]在低负载状态或无负载状态下，切换信号的频率随着可调式功率转换器的输出电压的增加而减少。在可调式功率转换器的所述输出电压被调节为第一输出电平的情况下，当可调式功率转换器的输出功率下降至低于第一阈值时，切换信号的频率开始减少。在可调式功率转换器的输出电压被调节为第二输出电平的情况下，当可调式功率转换器的输出功率下降至低于第二阈值时，切换信号的频率开始减少。第一输出电平高于第二输出电平，且第一阈值高于第二阈值。可调式功率转换器的输出电压是可编程的。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1表示根据本发明一实施例的可调式功率转换器。
[0008]图2表示根据本发明一实施例，在图1的可调式功率转换器中的控制电路。
[0009]图3表示根据本发明一实施例，在图2的控制电路中的电压至电流转换器。
[0010]图4表示根据本发明一实施例，在图2的控制电路中的振荡电路。
[0011]图5表示根据本发明一实施例，在图2的控制电路中的脉宽调制电路。
[0012]图6表不在不同输出电压电平下，切换信号的频率对输出功率的曲线。 [0013]附图符号说明
[0014]第I 图:
[0015]10~变压器；20~晶体管；
[0016]25~电阻器；30~光稱合器；
[0017]40~整流器；45~电容器；
[0018]51、52~电阻器；56、57~电阻器；
[0019]60~运算放大器；70~电容器；
[0020]75~电阻器；100~控制电路；
[0021]I。~输出电流；Na~辅助线圈；
[0022]Np~一次侧线圈；Ns~二次侧线圈；
[0023]Sff~切换信号；Vcs~切换电流信号；
[0024]Vfb~反馈信号；Vin~输入电压；
[0025]V0~输出电压；Vkef~参考电压；
[0026]Vs~反射信号；
[0027]第2 图:
[0028]100~控制电路；111~电阻器；
[0029]112~晶体管；117、118~电阻器；
[0030]120~取样维持电路；
[0031]150~电压至电流转换器；
[0032]200~振荡电路；300~脉宽调制电路；
[0033]CK~频率信号；Im~调制信号；
[0034]KV0~输出感测信号；RMP~斜坡信号；[0035]Sff~切换信号；\、Vb~反馈信号；
[0036]Vcs~切换电流信号；Vfb~反馈信号；
[0037]Vs~反射信号；
[0038]第3 图:
[0039]150~电压至电流转换器；151、152~运算放大器；
[0040]153~晶体管；155、158~电阻器；
[0041]159 ~电容器；161、162、163、164 ~晶体管；
[0042]165~电流源；171、172~晶体管；
[0043]Im~调制信号；Ix~电流信号；
[0044]KV0~输出感测信号；Va~反馈信号；
[0045]第4 图:
[0046]200~振荡电路；210~定电流源；
[0047]211、212、2 13、216、217 ~晶体管；
[0048]230~电容器；241、242~开关；
[0049]251、252~比较器；253、254~与非门；
[0050]256~反相器；CK~频率信号；
[0051]CKB~反相频率信号；Ic~充电电流；
[0052]Id~放电电流；Im~调制信号；
[0053]RMP~斜坡信号；VH、Vl~跳变点电压；
[0054]第5 图:
[0055]300~脉宽调制电路；310~加法器；
[0056]320~比较器；350~触发器；
[0057]360~缓冲器；RMP~斜坡信号；
[0058]CK~频率信号Sw~切换信号；
[0059]Vb~反馈信号；Vcs~切换电流信号；
[0060]Vsaw ~信号；
[0061]第6 图:
[0062]Fh~最大频率；Fl~最小频率；
[0063]P01~第一阈值；P02~第二阈值；
[0064]Sw~切换信号；VQ1、Vre~电压电平。
【具体实施方式】
[0065]为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，做如下详细说明。
[0066]图1表示根据本发明一实施例的可调式功率转换器。此可调式功率转换器应用反驰式架构。变压器10接收可调式功率转换器的输入电压VIN。晶体管20耦接来切换变压器10的一次侧线圈NP。控制电路100在其端点SW上生成切换信号Sw，以调节可调式功率转换器的输出电压V。。当晶体管20接通时，流经变压器10的一次侧线圈Np的切换电流将生成跨越电阻器25的切换电流信号Ves。切换电流信号Ves被提供至控制电路100的端点CS。根据在控制电路100的端点FB上所接收到的反馈信号Vfb来生成切换信号Sw。反馈信号Vfb与可调式功率转换器的输出电压\以及输出电流Itj相关联。详细来说，反馈信号Vfb与可调式功率转换器的输出功率相关联。变压器10还包括辅助线圈Na。电阻器51与52耦接辅助线圈Na以生成反射信号Vs，此反射信号Vs被提供至控制电路100的端点VS。反射信号Vs表不变压器的反映电压。反射信号Vs的电平与在变压器10的去磁化期间中输出电压I的电平相关联。
[0067]变压器10还包括二次侧线圈Ns，其通过整流器40以及电容器45来生成输出电压%。运算放大器60包括参考电压Vkef，其耦接操作放大器60的正输入端(+)。运算放大器60在其负输入端(-)上接收输出电压％的衰减电压，所述的输出电压Vtj的衰减电压由电阻器56与57所组成的分压器所生成。电容器70以及电阻器75串联耦接于运算放大器60的负输入端以及输出端。根据参考电压Vkef以及分压器的信号，运算放大器60的输出端将驱动光耦合器30，以在控制电路100的端点FB上提供反馈信号VFB。因此，控制电路100将调节输出电压V。，如下式(I)[0068]
【权利要求】
1.一种控制电路，用于可调式功率转换器，包括: 取样维持电路，耦接变压器以生成输出感测信号，其中，所述输出感测信号与所述可调式功率转换器的输出电压相关联； 输入电路，接收反馈信号，其中，所述反馈信号与所述可调式功率转换器的输出功率相关联； 振荡电路，根据所述反馈信号以及所述输出感测信号来生成频率信号；以及脉宽调制电路，生成切换信号以切换所述变压器并调节所述可调式功率转换器的所述输出电压； 其中，依据所述反馈信号生成所述切换信号；以及 其中，所述切换信号的频率由所述频率信号来决定，且所述切换信号的所述频率随着所述反馈信号的减少而减少。
2.如权利要求1所述的控制电路，其中，在低负载状态或无负载状态下，所述切换信号的所述频率随着所述可调式功率转换器的所述输出电压的增加而减少。
3.如权利要求1所述的控制电路，其中，在所述可调式功率转换器的所述输出电压被调节为第一输出电平的情况下，当所述可调式功率转换器的所述输出功率下降至低于第一阈值时，所述切换信号的所述频率开始减少；以及 其中，在所述可调式功率转换器的所述输出电压被调节为第二输出电平的情况下，当所述可调式功率转换器的所述输出功率下降至低于第二阈值时，所述切换信号的所述频率开始减少。
4.如权利要求3所述的控制电路，其中，所述第一输出电平高于所述第二输出电平，且所述第一阈值高于所述第二阈值。
5.如权利要求1所述的控制电路，其中，所述可调式功率转换器的所述输出电压是可编程的。
6.一种控制方法，用以控制可调式功率转换器，包括: 借助对变压器的反射信号进行取样以生成输出感测信号； 接收反馈信号，其中，所述反馈信号与所述可调式功率转换器的输出功率相关联； 依据所述反馈信号以及所述输出感测信号来生成频率信号；以及依据所述反馈信号以及所述频率信号来生成切换信号，以切换所述变压器并调节所述可调式功率转换器的输出电压； 其中，所述反射信号与所述可调式功率转换器的所述输出电压相关联；以及其中，所述切换信号的频率由所述频率信号来决定，且所述切换信号的所述频率随着所述反馈信号的减少而减少。
7.如权利要求6所述的控制方法，其中，在低负载状态或无负载状态下，所述切换信号的所述频率随着所述可调式功率转换器的所述输出电压的增加而减少。
8.如权利要求6所述的控制方法，其中，在所述可调式功率转换器的所述输出电压被调节为第一输出电平的情况下，当所述可调式功率转换器的所述输出功率下降至低于第一阈值时，所述切换信号的所述频率开始减少；以及 其中，在所述可调式功率转换器的所述输出电压被调节为第二输出电平的情况下，当所述可调式功率转换器的所述输出功率下降至低于第二阈值时，所述切换信号的所述频率开始减少。
9.如权利要求8所述的控制方法，其中，所述第一输出电平高于所述第二输出电平，且所述第一阈值高于所述第二阈值。
10.如权利要求6所述的控制方法，其中，所述可调式功率转换器的所述输出电压是可编程 的。
【文档编号】H02M3/335GK104022656SQ201410298233
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】杨大勇, 陈荣升, 林立 申请人:崇贸科技股份有限公司, 快捷半导体(苏州)有限公司