电源转换器的频率控制器及其相关的频率控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种电源转换器的频率控制器及相关频率控制方法。所述频率控制器包含一波谷信号产生单元、一波谷选择模块和一栅极信号产生单元。所述波谷信号产生单元根据一电压与一参考电压，产生对应所述电压的波谷信号；所述波谷选择模块根据一栅极控制信号、一补偿电压和所述波谷信号，产生一波谷选择信号；所述栅极信号产生单元根据所述波谷信号、所述波谷选择信号、所述补偿电压与一侦测电压，产生所述栅极控制信号。所述栅极控制信号的频率是随所述栅极控制信号的每一周期内所述电压的一对应波谷和一电源转换器的二次侧的负载改变，且介于一参考频率上限和一参考频率下限之间。因此，本发明可解决所述电源转换器轻载时产生噪音的问题。
【专利说明】
电源转换器的频率控制器及其相关的频率控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种电源转换器的频率控制器及其相关的频率控制方法，尤其涉及一种利用波谷选择信号使栅极控制信号的频率被逐步调整至介于参考频率上限和参考频率下限之间的频率控制器及其相关的频率控制方法。
【背景技术】
[0002]当电源转换器在轻载时，现有技术所公开的频率控制器是利用延迟组件插入一段遮蔽时间(blanking time)以降低电源转换器的栅极控制信号的频率，也就是说降低电源转换器在轻载时的切换损失，其中遮蔽时间可随着电源转换器二次侧的负载改变。上述插入一段遮蔽时间以降低电源转换器的栅极控制信号的频率的方法是强迫在遮蔽时间之后，电源转换器的准谐振模式(quasi resonant mode)才执行波谷切换。因此，电源转换器的最高切换频率便会受限制于遮蔽时间，也就是说电源转换器是在遮蔽时间后的下一个波谷执行波谷切换。
[0003]但由于现有技术是强迫电源转换器在遮蔽时间后的下一个波谷执行波谷切换，所以当遮蔽时间结束在一波谷附近时，电源转换器可能于每个周期是在不同波谷数执行波谷切换(例如电源转换器于前一周期是在第一波谷数执行波谷切换，目前周期是在第二波谷数执行波谷切换等)。如此，因为电源转换器可能于每个周期是在不同波谷数执行波谷切换，所以有可能造成两个连续周期间产生一差频。如果所述差频的频率落在人耳听力范围内，用户便会听到噪音。因此，现有技术对于用户而言并不是一个好的选择。
【发明内容】
[0004]本发明的一实施例公开一种电源转换器的频率控制器。所述频率控制器包含一波谷信号产生单元、一波谷选择模块和一栅极信号产生单元。所述波谷信号产生单元是用以根据一电压与一参考电压，产生对应于所述电压的波谷信号；所述波谷选择模块是用以根据一栅极控制信号、一补偿电压和所述波谷信号，产生一波谷选择信号；所述栅极信号产生单元是用以根据所述波谷信号、所述波谷选择信号、所述补偿电压与一侦测电压，产生所述栅极控制信号，其中所述栅极控制信号的频率是随所述栅极控制信号的每一周期内所述电压的一对应波谷改变，且所述对应波谷是随所述电源转换器的二次侧的负载改变。
[0005]本发明的另一实施例公开一种电源转换器的频率控制方法，其中一应用于所述频率控制方法的频率控制器包含一波谷信号产生单元、一波谷选择模块和一栅极信号产生单元，且所述波谷选择模块包含一参考频率上限/下限产生单元与一波谷选择器。所述频率控制方法包含所述波谷信号产生单元根据一电压与一参考电压，产生对应于所述电压的波谷信号；所述波谷选择模块根据一栅极控制信号、一补偿电压和所述波谷信号，产生一波谷选择信号；所述栅极信号产生单元根据所述波谷信号、所述波谷选择信号、所述补偿电压与一侦测电压，产生所述栅极控制信号，其中所述栅极控制信号的频率是随所述栅极控制信号的每一周期内所述电压的一对应波谷改变，且所述对应波谷是随所述电源转换器的二次侧的负载改变。
[0006]本发明公开一种电源转换器的频率控制器和电源转换器的频率控制方法。所述频率控制器和所述频率控制方法是利用一波谷信号产生单元产生一波谷信号，利用一波谷选择模块内的参考频率上限/下限产生单元根据一栅极控制信号和一补偿电压，产生随所述补偿电压改变的一参考频率上限和一参考频率下限，利用所述波谷选择模块内的波谷选择器根据所述参考频率上限、所述参考频率下限、所述波谷信号和所述栅极控制信号，产生一波谷选择信号，以及利用一栅极信号产生单元根据所述波谷信号、所述波谷选择信号、所述补偿电压与一侦测电压，产生所述栅极控制信号。因为所述波谷选择器是根据所述参考频率上限、所述参考频率下限、所述波谷信号和所述栅极控制信号，产生所述波谷选择信号，所以所述栅极信号产生单元所产生的栅极控制信号的频率将被逐步调整至介于所述参考频率上限和所述参考频率下限之间。由于所述栅极信号产生单元所产生的栅极控制信号的频率将被逐步调整至介于所述参考频率上限和所述参考频率下限之间，所以本发明可解决现有技术在所述电源转换器轻载时产生噪音的问题。
【附图说明】
[0007]图1是本发明第一实施例公开一种应用在电源转换器的频率控制器的示意图。
[0008]图2是说明当电源转换器的二次侧的负载由重载转轻载时，补偿电压、电压、栅极控制信号、电流侦测接脚所接收的侦测电压、波谷信号和波谷选择信号的示意图。
[0009]图3是说明当电源转换器的二次侧的负载由轻载转重载时，补偿电压、电压、栅极控制信号、侦测电压、波谷信号和波谷选择信号的示意图。
[0010]图4是本发明第二实施例公开一种电源转换器的频率控制方法的流程图。
[0011]其中，附图标记说明如下:
[0012]100电源转换器
[0013]102分压电路
[0014]104功率开关
[0015]106电阻
[0016]200频率控制器
[0017]202波谷信号产生单元
[0018]204波谷选择模块
[0019]206栅极信号产生单元
[0020]208辅助接脚
[0021]210补偿接脚
[0022]212栅极接脚
[0023]214电流侦测接脚
[0024]2042参考频率上限/下限产生单元
[0025]2044波谷选择器
[0026]20442第一比较器
[0027]20444第二比较器
[0028]20446波谷选择信号产生单元
[0029]204462第一计数器
[0030]204464第二计数器
[0031]204466波谷译码器
[0032]AUX辅助绕组
[0033]A、B、C、D、E、F位置
[0034]CLKH参考频率上限
[0035]CLKL参考频率下限
[0036]DOWNS下数信号
[0037]FVU FV2第一波谷
[0038]GCS栅极控制信号
[0039]IPRI电流
[0040]PRI一次侧
[0041]QRD波谷信号
[0042]QRSEL波谷选择信号
[0043]SEC二次侧
[0044]SVU SV2第二波谷
[0045]TL、TM、TMl、TR、TRl周期
[0046]T1-T8时间
[0047]TON开启时间
[0048]TOFF关闭时间
[0049]TVl第三波谷
[0050]UPS上数信号
[0051]VD电压
[0052]VREF参考电压
[0053]VCOMP补偿电压
[0054]VOUT输出电压
[0055]400-418步骤
【具体实施方式】
[0056]请参照图1，图1是本发明第一实施例公开一种应用在电源转换器100的频率控制器200的示意图。如图1所示，频率控制器200包含一波谷信号产生单元202、一波谷选择模块204、一栅极信号产生单元206、一辅助接脚208、一补偿接脚210、一栅极接脚212和一电流侦测接脚214。如图1所示，波谷信号产生单元202是用以根据辅助接脚208所接收的电压VD与一参考电压VREF，产生一对应于电压VD的波谷信号QRD，其中电压VD是有关于电源转换器100的一次侧PRI的辅助绕组AUX，且由耦接于辅助绕组AUX的分压电路102所产生。如图1所示，波谷选择模块204包含一参考频率上限/下限产生单元2042和一波谷选择器2044，其中波谷选择器2044耦接于上限/下限产生单元2042和波谷信号产生单元202，且波谷选择器2044包含一第一比较器20442、一第二比较器20444和一波谷选择信号产生单元20446。另外，波谷选择信号产生单元20446包含一第一计数器204462、一第二计数器204464和一波谷译码器204466。
[0057]如图1所示，参考频率上限/下限产生单元2042是用以根据栅极信号产生单元206所产生的栅极控制信号GCS和补偿接脚210所接收的补偿电压VC0MP，产生一参考频率上限CLKH和一参考频率下限CLKL，其中补偿电压VCOMP是有关于电源转换器100的二次侧SEC的输出电压VOUT (也就是说补偿电压VCOMP和电源转换器100的二次侧SEC的负载有关)，且参考频率上限CLKH和参考频率下限CLKL会随补偿电压VCOMP而改变。如图1所示，波谷选择器2044耦接于参考频率上限/下限产生单元2042和波谷信号产生单元202。波谷选择器2044内的第一比较器20442是用以根据参考频率上限CLKH和栅极控制信号GCS的频率，产生一上数信号UPS ;波谷选择器2044内的第二比较器20444是用以根据参考频率下限CLKL和栅极控制信号GCS的频率，产生一下数信号DOWNS。另外，波谷选择器2044内的波谷选择信号产生单元20446耦接于第一比较器20442、第二比较器20444和波谷信号产生单元202，用以根据上数信号UPS和波谷信号QRD的数目，下数信号DOWNS和波谷信号QRD的数目，或一目前计数和波谷信号QRD的数目，产生一波谷选择信号QRSEL，其中所述目前计数是由第一计数器204462所产生以及波谷信号QRD的数目是由第二计数器204464所产生。
[0058]请参照图2，图2是说明当电源转换器100的二次侧SEC的负载由重载转轻载时，补偿电压VC0MP、电压VD、栅极控制信号GCS、电流侦测接脚214所接收的侦测电压DV、波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL的示意图。如图1和图2所示，在时间Tl之前，电源转换器100的二次侧SEC的负载是维持重载。此时，栅极信号产生单元206可在栅极控制信号GCS的周期TL内电压VD的一第一波谷FVl根据波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL，启用栅极控制信号GCS，以及在栅极控制信号GCS的周期TL内，当侦测电压DV大于或等于补偿电压VCOMP时，栅极信号产生单元206可根据补偿电压VCOMP与侦测电压DV，关闭栅极控制信号GCS(如图2所示的A位置)，其中侦测电压DV是由流经电源转换器100的一次侧PRI的功率开关104的电流IPRI和一电阻106所决定，且栅极控制信号GCS是通过栅极接脚212传送至电源转换器100的一次侧PRI的功率开关104。因为栅极信号产生单元206可在栅极控制信号GCS的周期TL内电压VD的第一波谷FVl根据波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL，启用栅极控制信号GCS，以及在栅极控制信号GCS的周期TL内，根据补偿电压VCOMP与侦测电压DV，关闭栅极控制信号GCS，所以栅极信号产生单元206即可栅极控制信号GCS的周期TL内决定栅极控制信号GCS的开启时间TON和关闭时间T0FF，也就是说栅极信号产生单元206可根据波谷信号QRD、波谷选择信号QRSEL、补偿电压VCOMP与侦测电压DV，产生栅极控制信号GCS。
[0059]如图2所示，在时间Tl时，电源转换器100的二次侧SEC的负载降低，所以补偿电压VCOMP随着电源转换器100的二次侧SEC的负载而降低。因为电源转换器100的二次侧SEC的负载降低，所以对应栅极控制信号GCS的周期TM的开启时间TON和关闭时间TOFF的和较对应栅极控制信号GCS的周期TL的开启时间TON和关闭时间TOFF的和小，也就是说在时间Tl后，栅极控制信号GCS的频率增加且超过参考频率上限CLKH，导致波谷选择器2044内的第一比较器20442产生上数信号UPS。因此，第一计数器204462即可根据上数信号UPS上数一次(此时储存在第一计数器204462的数字为“2”)。在时间T2后，由于储存在第一计数器204462的数字为“2”，所以波谷译码器204466将会在电压VD的第一波谷FV2 (时间T3)之后产生波谷选择信号QRSEL(如图2所示的B位置)，也就是说在时间Τ3后，波谷译码器204466可根据第二计数器204464所记录的波谷信号QRD的数目“I” (对应第一波谷FV2)以及储存在第一计数器204462的数字“2”，在电压VD的第一波谷FV2之后产生波谷选择信号QRSEL。由于波谷译码器204466会在电压VD的第一波谷FV2之后产生波谷选择信号QRSEL，所以在时间Τ4(电压VD的第二波谷SVl)时，栅极信号产生单元206可根据波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL，启用栅极控制信号GCS。由于栅极信号产生单元206可根据波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL，在电压VD的第二波谷SVl (时间Τ4)启用栅极控制信号GCS，所以对应于栅极控制信号GCS的周期TMl的关闭时间TOFF增加，也就是说在时间Τ2之后，栅极控制信号GCS的频率将小于参考频率上限CLKH。但如果在时间Τ2之后，栅极控制信号GCS的频率仍大于参考频率上限CLKH，则频率控制器200可重复上述步骤直至栅极控制信号GCS的频率低于参考频率上限CLKH。
[0060]同理，如图2所示，在时间Τ5时，电源转换器100的二次侧SEC的负载再次降低，所以补偿电压VCOMP也随着电源转换器100的二次侧SEC的负载而再次降低。因为电源转换器100的二次侧SEC的负载再次降低，所以对应栅极控制信号GCS的周期TR的开启时间TON和关闭时间TOFF的和较对应栅极控制信号GCS的周期TMl的开启时间TON和关闭时间TOFF的和小，也就是说在时间Τ5后，栅极控制信号GCS的频率增加且超过参考频率上限CLKH，导致波谷选择器2044内的第一比较器20442再次产生上数信号UPS。因此，第一计数器204462即可根据上数信号UPS再上数一次(此时储存在第一计数器204462的数字为“3”)。在时间T6后，由于储存在第一计数器204462的数字为“3”，所以波谷译码器204466将会在电压VD的第二波谷SV2 (时间T7)之后产生波谷选择信号QRSEL (如图2所示的C位置)，也就是说在时间T7后，波谷译码器204466可根据第二计数器204464所记录的波谷信号QRD的数目“2” (对应第二波谷SV2)以及储存在第一计数器204462的数字“3”，在电压VD的第二波谷SV2之后产生波谷选择信号QRSEL。由于波谷译码器204466会在电压VD的第二波谷SV2之后产生波谷选择信号QRSEL，所以在时间T8(电压VD的第三波谷TVl)时，栅极信号产生单元206即可根据波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL，启用栅极控制信号GCS。由于栅极信号产生单元206可根据波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL，在电压VD的第三波谷TVl (时间Τ8)启用栅极控制信号GCS，所以对应于栅极控制信号GCS的周期TRl的关闭时间TOFF增加，也就是说在时间Τ6之后，栅极控制信号GCS的频率将小于参考频率上限CLKH。但如果在时间Τ6之后，栅极控制信号GCS的频率仍大于参考频率上限CLKH，则频率控制器200可重复上述步骤直至栅极控制信号GCS的频率低于参考频率上限CLKH。
[0061]另外，如图2所示，当电源转换器100的二次侧SEC的负载维持不变时，栅极控制信号GCS的频率会介于参考频率上限CLKH和参考频率下限CLKL。此时，波谷译码器204466将根据第一计数器204462的目前计数和第二计数器204464所记录的波谷信号QRD的数目，产生波谷选择信号QRSEL。例如在图2中的时间Τ4之后，如果电源转换器100的二次侧SEC的负载维持不变，则栅极控制信号GCS的频率将会介于参考频率上限CLKH和参考频率下限CLKL。因为栅极控制信号GCS的频率将会介于参考频率上限CLKH和参考频率下限CLKL，所以波谷译码器204466将根据第一计数器204462的目前计数(也就是说数字“2”)与第二计数器204464所记录的波谷信号QRD的数目，在电压VD的第一波谷之后产生波谷选择信号QRSEL。
[0062]请参照图3，图3是说明当电源转换器100的二次侧SEC的负载由轻载转重载时，补偿电压VC0MP、电压VD、栅极控制信号GCS、侦测电压DV、波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL的示意图。如图1和图3所示，在时间Tl之前，电源转换器100的二次侧SEC的负载是维持轻载。此时，栅极信号产生单元206可在栅极控制信号GCS的周期TL内电压VD的一第三波谷TVl根据波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL，启用栅极控制信号GCS，以及在栅极控制信号GCS的周期TL内，当侦测电压DV大于或等于补偿电压VCOMP时，栅极信号产生单元206可根据补偿电压VCOMP与侦测电压DV，关闭栅极控制信号GCS (如图3所示的D位置)。
[0063]如图3所示，在时间Tl时，电源转换器100的二次侧SEC的负载增加，所以补偿电压VCOMP随着电源转换器100的二次侧SEC的负载而增加。因为电源转换器100的二次侧SEC的负载增加，所以对应栅极控制信号GCS的周期TM的开启时间TON和关闭时间TOFF的和较对应栅极控制信号GCS的周期TL的开启时间TON和关闭时间TOFF的和大，也就是说在时间Tl后，栅极控制信号GCS的频率降低且低于参考频率下限CLKL，导致波谷选择器2044内的第二比较器20444产生下数信号DOWNS。因此，第一计数器204462即可根据下数信号DOWNS下数一次(因为在时间Tl前，栅极信号产生单元206是在电压VD的第三波谷TVl启用栅极控制信号GCS，所以此时储存在第一计数器204462的数字是由“3”变为“2”)。在时间T2后，由于储存在第一计数器204462的数字为“2”，所以波谷译码器204466将会在电压VD的第一波谷FVl (时间T3)之后产生波谷选择信号QRSEL(如图3所示的E位置)，也就是说在时间T3后，波谷译码器204466可根据第二计数器204464所记录的波谷信号QRD的数目“I”(对应第一波谷FVl)以及储存在第一计数器204462的数字“2”，产生波谷选择信号QRSEL。由于波谷译码器204466会在电压VD的第一波谷FVl之后产生波谷选择信号QRSEL，所以在时间T4(电压VD的第二波谷SVl)时，栅极信号产生单元206可根据波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL，启用栅极控制信号GCS。由于栅极信号产生单元206可根据波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL，在电压VD的第二波谷SVl (时间Τ4)启用栅极控制信号GCS，所以对应于栅极控制信号GCS的周期TMl的关闭时间TOFF减少，也就是说在时间Τ2之后，栅极控制信号GCS的频率将大于参考频率下限CLKL。但如果在时间Τ2之后，栅极控制信号GCS的频率仍小于参考频率下限CLKL，则频率控制器200可重复上述步骤直至栅极控制信号GCS的频率大于参考频率下限CLKL。
[0064]同理，如图3所示，在时间Τ5时，电源转换器100的二次侧SEC的负载再次增加，所以补偿电压VCOMP也随着电源转换器100的二次侧SEC的负载而增加。因为电源转换器100的二次侧SEC的负载增加，所以对应栅极控制信号GCS的周期TR的开启时间TON和关闭时间TOFF的和较对应栅极控制信号GCS的周期TMl的开启时间TON和关闭时间TOFF的和大，也就是说在时间Τ6后，栅极控制信号GCS的频率降低且低于参考频率下限CLKL，导致波谷选择器2044内的第二比较器20444产生下数信号DOWNS。因此，第一计数器204462即可根据下数信号DOWNS再下数一次(此时储存在第一计数器204462的数字为“I”)。在时间T7后，由于储存在第一计数器204462的数字为“ I ”，所以波谷译码器204466将会在电压VD的第一波谷FV2 (时间T8)之前产生波谷选择信号QRSEL(如图3所示的F位置)，也就是说在时间T7后，波谷译码器204466可根据第二计数器204464所记录的波谷信号QRD的数目“O”以及储存在第一计数器204462的数字(I)，产生波谷选择信号QRSEL。因此，在时间T8(电压VD的第一波谷FV2)时，栅极信号产生单元206即可根据波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL，启用栅极控制信号GCS。由于栅极信号产生单元206可根据波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL，在电压VD的第一波谷FV2(时间T8)启用栅极控制信号GCS，所以对应于栅极控制信号GCS的周期TRl的关闭时间TOFF减少，也就是说在时间T8之后，栅极控制信号GCS的频率将大于参考频率下限CLKL。但如果在时间T8之后，栅极控制信号GCS的频率仍小于参考频率下限CLKL，则频率控制器200可重复上述步骤直至栅极控制信号GCS的频率大于参考频率下限CLKL。
[0065]另外，如图3所示，当电源转换器100的二次侧SEC的负载维持不变时，栅极控制信号GCS的频率会介于参考频率上限CLKH和参考频率下限CLKL。此时，波谷译码器204466将根据第一计数器204462的目前计数和第二计数器204464所记录的波谷信号QRD的数目，产生波谷选择信号QRSEL。例如在图3中的时间T4之后，如果电源转换器100的二次侧SEC的负载维持不变，则栅极控制信号GCS的频率将会介于参考频率上限CLKH和参考频率下限CLKL。因为栅极控制信号GCS的频率将会介于参考频率上限CLKH和参考频率下限CLKL，所以波谷译码器204466将根据第一计数器204462的目前计数(也就是说数字“2”)与第二计数器204464所记录的波谷信号QRD的数目，在电压VD的第一波谷之后产生波谷选择信号QRSEL。
[0066]请参照图1、图2、图3和图4，图4是本发明第二实施例公开一种电源转换器的频率控制方法的流程图。图4的频率控制方法是利用图1的电源转换器100和频率控制器200说明，详细步骤如下:
[0067]步骤400:开始；
[0068]步骤402:波谷信号产生单元202根据一电压VD与一参考电压VREF，产生对应于电压VD的波谷信号QRD ;
[0069]步骤404:参考频率上限/下限产生单元2042根据一栅极控制信号GCS和一补偿电压VC0MP，产生一参考频率上限CLKH和一参考频率下限CLKL ；
[0070]步骤406:当栅极控制信号GCS的频率大于参考频率上限CLKH时，进行步骤408 ;当栅极控制信号GCS的频率小于参考频率下限CLKL时，进行步骤412 ;当栅极控制信号GCS的频率介于参考频率上限CLKH和参考频率下限CLKL之间时，进行步骤416 ;
[0071]步骤408:第一比较器20442根据参考频率上限CLKH和栅极控制信号GCS的频率，产生一上数信号UPS ；
[0072]步骤410:波谷选择信号产生单元20446根据上数信号UPS和波谷信号QRD，产生一波谷选择信号QRSEL，进行步骤418 ;
[0073]步骤412:第二比较器20444根据参考频率下限CLKL和栅极控制信号GCS的频率，产生一下数信号DOWNS ；
[0074]步骤414:波谷选择信号产生单元20446根据下数信号DOWNS和波谷信号QRD，产生一波谷选择信号QRSEL，进行步骤418 ;
[0075]步骤416:波谷选择信号产生单元20446根据一目前计数和波谷信号QRD，产生一波谷选择信号QRSEL，进行步骤418 ;
[0076]步骤418:栅极信号产生单元206根据波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL，在栅极控制信号GCS的每一周期内电压VD的一对应波谷启用栅极控制信号GCS，以及在栅极控制信号GCS的所述每一周期内根据补偿电压VCOMP与一侦测电压DV，关闭栅极控制信号GCS，跳回步骤402和步骤404。
[0077]在步骤402中，如图1所示，波谷信号产生单元202是用以根据辅助接脚208所接收的电压VD与参考电压VREF，产生对应于电压VD的波谷信号QRD，其中电压VD是有关于电源转换器100的一次侧PRI的辅助绕组AUX，且由耦接于辅助绕组AUX的分压电路102所产生。
[0078]在步骤404中，如图1所示，参考频率上限/下限产生单元2042可根据栅极信号产生单元206所产生的栅极控制信号GCS和补偿接脚210所接收的补偿电压VC0MP，产生参考频率上限CLKH和参考频率下限CLKL，其中补偿电压VCOMP是有关于电源转换器100的二次侧SEC的输出电压VOUT (也就是说补偿电压VCOMP和电源转换器100的二次侧SEC的负载有关)，且参考频率上限CLKH和参考频率下限CLKL会随补偿电压VCOMP而改变。
[0079]在步骤408和步骤410中，如图1和图2所示，在时间Tl时，电源转换器100的二次侧SEC的负载降低，所以补偿电压VCOMP随着电源转换器100的二次侧SEC的负载而降低。因为电源转换器100的二次侧SEC的负载降低，所以对应栅极控制信号GCS的周期TM的开启时间TON和关闭时间TOFF的和较对应栅极控制信号GCS的周期TL的开启时间TON和关闭时间TOFF的和小，也就是说在时间Tl后，栅极控制信号GCS的频率增加且超过参考频率上限CLKH，导致波谷选择器2044内的第一比较器20442产生上数信号UPS。因此，第一计数器204462即可根据上数信号UPS上数一次(此时储存在第一计数器204462的数字为“2”)。在时间T2后，由于储存在第一计数器204462的数字为“2”，所以波谷译码器204466将会在电压VD的第一波谷FV2 (时间T3)之后产生波谷选择信号QRSEL (如图2所示的B位置)，也就是说在时间T3后，波谷译码器204466可根据第二计数器204464所记录的波谷信号QRD的数目“I” (对应第一波谷FV2)以及储存在第一计数器204462的数字“2”，在电压VD的第一波谷FV2之后产生波谷选择信号QRSEL。在步骤418中，由于波谷译码器204466会在电压VD的第一波谷FV2之后产生波谷选择信号QRSEL，所以在时间T4 (电压VD的第二波谷SVl)时，栅极信号产生单元206可根据波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL，启用栅极控制信号GCS。由于栅极信号产生单元206可根据波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL，在电压VD的第二波谷SVl (时间T4)启用栅极控制信号GCS，所以对应于栅极控制信号GCS的周期TMl的关闭时间TOFF增加，也就是说在时间T2之后，栅极控制信号GCS的频率将小于参考频率上限CLKH。但如果在时间T2之后，栅极控制信号GCS的频率仍大于参考频率上限CLKH，则频率控制器200可重复上述步骤直至栅极控制信号GCS的频率低于参考频率上限CLKH。另外，在步骤418中，当侦测电压DV大于或等于补偿电压VCOMP时，栅极信号产生单元206可根据补偿电压VCOMP与侦测电压DV，关闭栅极控制信号GCS (例如图2所示的A位置)。
[0080]在步骤412和步骤414中，如图1和图3所示，在时间Tl时，电源转换器100的二次侧SEC的负载增加，所以补偿电压VCOMP随着电源转换器100的二次侧SEC的负载而增加。因为电源转换器100的二次侧SEC的负载增加，所以对应栅极控制信号GCS的周期TM的开启时间TON和关闭时间TOFF的和较对应栅极控制信号GCS的周期TL的开启时间TON和关闭时间TOFF的和大，也就是说在时间Tl后，栅极控制信号GCS的频率降低且低于参考频率下限CLKL，导致波谷选择器2044内的第二比较器20444产生下数信号DOWNS。因此，第一计数器204462即可根据下数信号DOWNS下数一次(因为在时间Tl前，栅极信号产生单元206是在电压VD的第三波谷TVl启用栅极控制信号GCS，所以此时储存在第一计数器204462的数字是由“3”变为“2”)。在时间T2后，由于储存在第一计数器204462的数字为“2”，所以波谷译码器204466将会在电压VD的第一波谷FVl (时间T3)之后产生波谷选择信号QRSEL(如图3所示的E位置)，也就是说在时间T3后，波谷译码器204466可根据第二计数器204464所记录的波谷信号QRD的数目“ I”(对应第一波谷FVl)以及储存在第一计数器204462的数字“2”，产生波谷选择信号QRSEL。在步骤418中，如图3所示，由于波谷译码器204466会在电压VD的第一波谷FVl之后产生波谷选择信号QRSEL，所以在时间T4(电压VD的第二波谷SVl)时，栅极信号产生单元206可根据波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL，启用栅极控制信号GCS。由于栅极信号产生单元206可根据波谷信号QRD和波谷选择信号QRSEL，在电压VD的第二波谷SVl (时间Τ4)启用栅极控制信号GCS，所以对应于栅极控制信号GCS的周期TMl的关闭时间TOFF减少，也就是说在时间Τ2之后，栅极控制信号GCS的频率将大于参考频率下限CLKL。但如果在时间Τ2之后，栅极控制信号GCS的频率仍小于参考频率下限CLKL，则频率控制器200可重复上述步骤直至栅极控制信号GCS的频率大于参考频率下限CLKL。
[0081]另外，在步骤416中，当电源转换器100的二次侧SEC的负载维持不变时，栅极控制信号GCS的频率会介于参考频率上限CLKH和参考频率下限CLKL。此时，波谷译码器204466将根据第一计数器204462的目前计数和第二计数器204464所记录的波谷信号QRD的数目，产生波谷选择信号QRSEL。例如在图2中的时间Τ4之后，如果电源转换器100的二次侧SEC的负载维持不变，则栅极控制信号GCS的频率将会介于参考频率上限CLKH和参考频率下限CLKL。因为栅极控制信号GCS的频率将会介于参考频率上限CLKH和参考频率下限CLKL，所以波谷译码器204466将根据第一计数器204462的目前计数(也就是说数字“2”)与第二计数器204464所记录的波谷信号QRD的数目，在电压VD的第一波谷之后产生波谷选择信号QRSEL。同理，如图3所示，当电源转换器100的二次侧SEC的负载维持不变时，栅极控制信号GCS的频率会介于参考频率上限CLKH和参考频率下限CLKL。此时，波谷译码器204466将根据第一计数器204462的目前计数和第二计数器204464所记录的波谷信号QRD的数目，产生波谷选择信号QRSEL。例如在图3中的时间Τ4之后，如果电源转换器100的二次侧SEC的负载维持不变，则栅极控制信号GCS的频率将会介于参考频率上限CLKH和参考频率下限CLKL。因为栅极控制信号GCS的频率将会介于参考频率上限CLKH和参考频率下限CLKL，所以波谷译码器204466将根据第一计数器204462的目前计数(也就是说数字“2”)与第二计数器204464所记录的波谷信号QRD的数目，在电压VD的第一波谷之后产生波谷选择信号QRSEL。
[0082]综上所述，本发明所公开的电源转换器的频率控制器和电源转换器的频率控制方法是利用波谷信号产生单元产生一波谷信号，利用参考频率上限/下限产生单元根据一栅极控制信号和一补偿电压，产生随所述补偿电压改变的一参考频率上限和一参考频率下限，利用波谷选择器根据所述参考频率上限、所述参考频率下限、所述波谷信号和所述栅极控制信号，产生一波谷选择信号，以及利用栅极信号产生单元根据所述波谷信号、所述波谷选择信号、所述补偿电压与一侦测电压，产生所述栅极控制信号。因为波谷选择器是根据所述参考频率上限、所述参考频率下限、所述波谷信号和所述栅极控制信号，产生所述波谷选择信号，所以栅极信号产生单元所产生的栅极控制信号的频率将被逐步调整至介于所述参考频率上限和所述参考频率下限之间。由于栅极信号产生单元所产生的栅极控制信号的频率将被逐步调整至介于所述参考频率上限和所述参考频率下限之间，所以本发明可解决现有技术在所述电源转换器轻载时产生噪音的问题。
[0083]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电源转换器的频率控制器，包含: 一波谷信号产生单元，用以根据一电压与一参考电压，产生对应于所述电压的波谷信号; 其特征在于另包含: 一波谷选择模块，用以根据一栅极控制信号、一补偿电压和所述波谷信号，产生一波谷选择信号；及 一栅极信号产生单元，用以根据所述波谷信号、所述波谷选择信号、所述补偿电压与一侦测电压，产生所述栅极控制信号，其中所述栅极控制信号的频率是随所述栅极控制信号的每一周期内所述电压的一对应波谷改变，且所述对应波谷是随所述电源转换器的二次侧的负载改变。2.如权利要求1所述的频率控制器，其特征在于另包含: 一辅助接脚，用以接收所述电压，其中所述电压是有关于所述电源转换器的一次侧的辅助绕组。3.如权利要求1所述的频率控制器，其特征在于另包含: 一补偿接脚，用以接收所述补偿电压，其中所述补偿电压是有关于所述电源转换器的二次侧的输出电压。4.如权利要求1所述的频率控制器，其特征在于另包含: 一栅极接脚，其中所述栅极控制信号是通过所述栅极接脚传送至所述电源转换器的一次侧的功率开关。5.如权利要求1所述的频率控制器，其特征在于所述波谷选择模块包含: 一参考频率上限/下限产生单元，用以根据所述栅极控制信号和所述补偿电压，产生一参考频率上限和一参考频率下限；及 一波谷选择器，耦接于所述参考频率上限/下限产生单元和所述波谷信号产生单元，用以根据所述参考频率上限、所述参考频率下限、所述波谷信号和所述栅极控制信号，产生所述波谷选择信号。6.如权利要求5所述的频率控制器，其特征在于所述波谷选择器包含: 一第一比较器，用以当所述栅极控制信号的频率大于所述参考频率上限时，根据所述参考频率上限和所述栅极控制信号的频率，产生一上数信号； 一第二比较器，用以当所述栅极控制信号的频率小于所述参考频率下限时，根据所述参考频率下限和所述栅极控制信号的频率，产生一下数信号；及 一波谷选择信号产生单元，耦接于所述第一比较器、所述第二比较器和所述波谷信号产生单元，用以根据所述上数信号和所述波谷信号，所述下数信号和所述波谷信号，或一目前计数和所述波谷信号，产生所述波谷选择信号，其中所述目前计数是由所述波谷选择器内的第一计数器所产生。7.如权利要求5所述的频率控制器，其特征在于所述参考频率上限和所述参考频率下限是随所述补偿电压改变。8.如权利要求1所述的频率控制器，其特征在于另包含: 一电流侦测接脚，用以接收所述侦测电压，其中所述侦测电压是由流经所述电源转换器的一次侧的功率开关的电流和一电阻所决定。9.如权利要求1所述的频率控制器，其特征在于所述补偿电压和所述电源转换器的二次侧的负载有关。10.如权利要求1所述的频率控制器，其特征在于所述栅极信号产生单元是根据所述波谷信号和所述波谷选择信号，在所述每一周期内所述电压的所述对应波谷启用所述栅极控制信号，以及在所述每一周期内根据所述补偿电压与所述侦测电压，关闭所述栅极控制信号。11.一种电源转换器的频率控制方法，其中一应用于所述频率控制方法的频率控制器包含一波谷信号产生单元、一波谷选择模块和一栅极信号产生单元，且所述波谷选择模块包含一参考频率上限/下限产生单元与一波谷选择器，所述频率控制方法包含: 所述波谷信号产生单元根据一电压与一参考电压，产生对应于所述电压的波谷信号； 其特征在于另包含: 所述波谷选择模块根据一栅极控制信号、一补偿电压和所述波谷信号，产生一波谷选择信号；及 所述栅极信号产生单元根据所述波谷信号、所述波谷选择信号、所述补偿电压与一侦测电压，产生所述栅极控制信号，其中所述栅极控制信号的频率是随所述栅极控制信号的每一周期内所述电压的一对应波谷改变，且所述对应波谷是随所述电源转换器的二次侧的负载改变。12.如权利要求11所述的频率控制方法，其特征在于所述电压是有关于所述电源转换器的一次侧的辅助绕组。13.如权利要求11所述的频率控制方法，其特征在于所述补偿电压是有关于所述电源转换器的二次侧的输出电压。14.如权利要求11所述的频率控制方法，其特征在于所述波谷选择模块根据所述栅极控制信号、所述补偿电压和所述波谷信号，产生所述波谷选择信号包含: 所述参考频率上限/下限产生单元根据所述栅极控制信号和所述补偿电压，产生一参考频率上限和一参考频率下限；及 所述波谷选择器根据所述参考频率上限、所述参考频率下限、所述波谷信号和所述栅极控制信号，产生所述波谷选择信号。15.如权利要求14所述的频率控制方法，其特征在于所述波谷选择器根据所述参考频率上限、所述参考频率下限、所述波谷信号和所述栅极控制信号，产生所述波谷选择信号包含: 当所述栅极控制信号的频率大于所述参考频率上限时，根据所述参考频率上限和所述栅极控制信号的频率，产生一上数信号；及 根据所述上数信号和所述波谷信号，产生所述波谷选择信号。16.如权利要求14所述的频率控制方法，其特征在于所述波谷选择器根据所述参考频率上限、所述参考频率下限、所述波谷信号和所述栅极控制信号，产生所述波谷选择信号包含: 当所述栅极控制信号的频率小于所述参考频率下限时，根据所述参考频率下限和所述栅极控制信号的频率，产生一下数信号；及 根据所述下数信号和所述波谷信号，产生所述波谷选择信号。17.如权利要求14所述的频率控制方法，其特征在于所述波谷选择器根据所述参考频率上限、所述参考频率下限、所述波谷信号和所述栅极控制信号，产生所述波谷选择信号包含: 当所述栅极控制信号的频率介于所述参考频率上限和所述参考频率下限时，根据一目前计数和所述波谷信号，产生所述波谷选择信号。18.如权利要求11所述的频率控制方法，其特征在于所述参考频率上限和所述参考频率下限是随所述补偿电压改变。19.如权利要求11所述的频率控制方法，其特征在于所述补偿电压和所述电源转换器的一■次侧的负载有关。20.如权利要求11所述的频率控制方法，其特征在于所述栅极信号产生单元根据所述波谷信号、所述波谷选择信号、所述补偿电压与所述侦测电压，产生所述栅极控制信号包含: 所述栅极信号产生单元根据所述波谷信号和所述波谷选择信号，在所述每一周期内所述电压的所述对应波谷启用所述栅极控制信号；及 所述栅极信号产生单元在所述每一周期内根据所述补偿电压与所述侦测电压，关闭所述栅极控制信号。
【文档编号】H02M3/335GK105991032SQ201510047628
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月29日
【发明人】黄俊胜, 邹明璋
【申请人】通嘉科技股份有限公司