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运用低待机功率损耗控制调整式功率转换器的方法与装置

摘要

本发明是关于一种运用低待机功率损耗控制调整式功率转换器的方法与装置,其产生一第一电源与一第二电源,第二电源的电压准位低于第一电源的电压准位,第一电源与第二电源作为一控制器的一电源供应。当第一电源为低时,控制电路将使用第一电源作为其电源供应。当第一电源为高时,控制电路将使用第二电源作为其电源供应,以节省电源。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2016-08-17

    授权

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  • 2014-05-21

    实质审查的生效 IPC(主分类):H02M1/00 申请日:20140115

    实质审查的生效

  • 2014-04-23

    公开

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说明书

技术领域

本发明是有关于一种调整式功率转换器,尤其是关于控制调整式功率转换器的方法与装置。

背景技术

一调整式功率转换器所提供的输出电压及输出电流具有宽广范围,例如:5伏特(Volt)至20伏特以及0.5安培(Amp)至5安培。然而,调整式功率转换器达到低待机功率与较佳的保护,存在很高的困难度。鉴于上述问题,本发明解决上述问题及达成一低待机功率损耗的调整式功率转换器。

发明内容

本发明的目的是提供一种方法与装置,其控制一调整式功率转换器,而具有低待机功率损耗。

本发明的控制调整式功率转换器的方法,其包含产生一可调整参考讯号,以调整功率转换器的一输出电压;依据可调整参考讯号及输出电压产生一回授讯号;依据回授讯号产生一切换讯号,切换讯号切换一变压器以产生输出电压;产生一第一电源及一第二电源,第二电源的电压准位低于第一电源的电压准位,第一电源及第二电源作为一控制电路的一电源供应,以产生可调整参考讯号与回授讯号。当第一电源的电压准位低于一门槛时,控制电路将使用第一电源作为其电源供应;当第一电源的电压准位高于门槛时,控制电路将使用第二电源作为其电源供应。

本发明的控制调整式功率转换器的装置,其包含一控制电路、一切换控制器及一电源产生器。控制电路产生一可调整参考讯号,以调整功率转换器的一输出电压。控制电路依据可调整参考讯号及输出电压产生一回授讯号。切换控制器依据回授讯号产生一切换讯号,切换讯号切换一变压器,以产生输出电压。电源产生器耦接变压器,以产生一第一电源及一第二电源。第二电源的电压准位低于第一电源的电压准位,第一电源及第二电源作为控制电路的一电源供应。当第一电源的电压准位低于一门槛时,控制电路将使用第一电源作为其电源供应;当第一电源的电压准位高于门槛时,控制电路将使用第二电源作为其电源供应。

实施本发明产生的有益效果是:本发明的控制调整式功率转换器的方法与装置,通过产生一第一电源与一第二电源,第二电源的电压准位低于第一电源的电压准位,第一电源与第二电源作为一控制器的一电源供应。当第一电源为低时,控制电路将使用第一电源作为其电源供应。当第一电源为高时,控制电路将使用第二电源作为其电源供应,以节省电源。

附图说明

图1:其为本发明调整式功率转换器的一实施例的电路图;

图2:其为本发明控制电路的一实施例的电路图;

图3:其为本发明电源供应电路的一实施例的电路图;

图4:其为本发明回授电路的一实施例的电路图;

图5:其为本发明保护电路的一实施例的电路图;

图6:其为本发明计时器的一参考电路图;

图7:其为本发明切换控制器的一实施例的电路图;

图8:其为本发明脉宽调变电路的一参考电路图;

图9:其为本发明调整电路的一实施例的电路图;

图10:其为本发明脉波位置调变电路的一实施例的电路图;

图11:其为本发明电源电路的一实施例的电路图;及

图12:其为本发明调整式功率转换器的另一实施例的电路图。

【图号对照说明】

10      变压器

11      二极管

12      二极管

13      电容器

14      电容器

15      电阻器

16      电阻器

18      电压调整装置

20      晶体管

25      电阻器

30      整流器

35      二极管

37      电压调整装置

40      输出电容器

45      电容器

50      光耦合器

51      电阻器

60      光耦合器

61      电阻器

70      电容器

80      微控制器

81      寄存器

82      寄存器

83      寄存器

85      内存

86      电阻器

87      电阻器

91      数字模拟转换器

92      数字模拟转换器

95      模拟数字转换器

100     控制电路

200     电源供应电路

210     晶体管

211     电阻器

212     电阻器

215     比较器

216     与门

220     运算放大器

221     电阻器

222     电阻器

225     晶体管

227     电容器

230     回授电路

240     误差放大器

245     缓冲器

250     保护电路

251     反相器

252     与门

253     RS正反器

256     电阻器

257     电阻器

260     多路复用器

265     比较器

271     晶体管

272     晶体管

280     计时器

281     反相器

282     晶体管

283     定电流源

285     电容器

290     比较器

300     切换控制器

310     电压侦测电路

315     比较器

320     电流侦测电路

325     放大器

331     或门

335     电阻器

336     晶体管

337     电阻器

338     电阻器

350     脉宽调变电路

351     反相器

360     振荡器

365     比较器

367     比较器

370     与门

375     正反器

400     调整电路

410     电流源

415     比较器

420     计时器

421     反相器

425     计时器

426     与门

427     反相器

450     数位解码器

460     寄存器

465     寄存器

470     数字模拟转换器

475     数字模拟转换器

480     加法电路

485     加法电路

500      脉波位置调变电路

510     晶体管

511     电阻器

512     电流源

520     电容器

530     比较器

570     正反器

580     脉波产生电路

600     电源电路

610     晶体管

611     电阻器

612     电阻器

615     比较器

620     运算放大器

621     电阻器

622     电阻器

625     晶体管

627     电容器

AVDD     第二调整电源

CK      时脉输入端

CLR     输入讯号

CNT     控制讯号

COMM    通信接口

COMV    电压回授讯号

CS      电流讯号

D       输入端

FB      回授讯号

IEA      电流回路讯号

IFB      电流回授讯号

IJ       电流调整讯号

IO       输出电流

IP       切换电流

IRF      参考讯号

NA              辅助绕组

NB              控制总线讯号

NM       数字数据

NP       一次侧绕组

NS       二次侧绕组

OFF     禁能讯号

OV      过电压讯号

PLS     时脉讯号

PRST    重置讯号

PRT     保护讯号

PWRST    电源启用重置讯号

Q       输出端

R       重置输入端

REF_I   参考讯号

REF_V   参考讯号

RMP     斜坡讯号

S       设定输入端

SCNT      脉波讯号

SD              数据讯号

SLP     斜率讯号

SM       解调讯号

SW       切换讯号

SX       控制讯号

SY       控制讯号

SYNC      同步讯号

TDS      放电时间讯号

TOUT      逾时讯号

VA       第二回授讯号

VB       回授讯号

VCC      第一电源供应电压

VCC1            第二电源供应电压

VDD             第一调整电源

VDD1      供应电压

VDD2      供应电压

VDD3      供应电压

VEA      电压回路讯号

VFB      回授讯号

VIN      输入电压

VJ       电压调整讯号

VO       输出电压

VO1      第二电源

VOV       过电压参考门槛

VRE1             参考电压

VRE2             参考电压

VREF1           参考电压

VREF2           参考电压

VRF      参考讯号

VRV      电压参考讯号

VS       反射讯号

VSEL      电源选择讯号

VT       门槛

VT1      门槛

VT2      门槛

VTH1      门槛   

具体实施方式

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1,其为本发明调整式功率转换器的一实施例的电路图。如图所示,一控制电路(CONTROL CIRCUIT)100从调整式功率转换器的一输出端接收一输出电压VO,而侦测输出电压VO,以构成回授回路。控制电路100产生一回授讯号FB,回授讯号FB经由一第一讯号转换装置耦接一切换控制器(PSR)300,以调整输出电压VO。其中,第一讯号转换装置可以为一光耦合器50。

一电容器70耦接控制电路100,并用于补偿一电压回授回路,以调整输出电压VO。控制电路100更产生一控制讯号SX,控制讯号SX经由一第二讯号转换装置控制切换控制器300。其中,第二讯号转换装置可以为一光耦合器60。控制讯号SX用于切换控制器300的调整及用于保护机制。一电阻器51耦接光耦合器50,并从调整式功率转换器的输出端接收输出电压VO,电阻器51用于偏压光耦合器50的操作电流。一电阻器61耦接光耦合器60,并接收调整式功率转换器的输出电压VO,电阻器61用于限制光耦合器60的电流。控制电路100包含一通信接口COMM,例如:通用序列总线电力传输(USB-PD)、国际电机电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)的工作群组(1823)所规范的行动装置的万用电源适配器(Universal Power Adapter for Mobile Devices,UPAMD)及单线通信(one-wire communication)等等,以与外部装置进行通信,例如行动电话、平板计算机(Tablet-PC)与笔记型计算机等等。

光耦合器50依据回授讯号FB产生耦接于切换控制器300的一回授讯号VB。光耦合器60依据控制讯号SX产生耦接于切换控制器300的一控制讯号SY,控制讯号SY表示控制讯号SX。切换控制器300产生一切换讯号SW,以切换一变压器10的一一次侧绕组NP,且经由一二次侧绕组NS、一整流器30及一输出电容器40产生输出电压VO及一输出电流IO于变压器10的二次侧,二次侧绕组NS包含两个绕组。输出电容器40耦接调整式功率转换器的输出端。一次侧绕组NP的一第一端接收一输入电压VIN。一晶体管20耦接一次侧绕组NP的一第二端,而依据切换讯号SW切换变压器10。

变压器10的一辅助绕组NA经由电阻器15与16构成的一分压电路产生耦接于切换控制器300的一反射讯号VS,反射讯号VS相关联于输出电压VO。一电阻器25耦接于晶体管20及一接地端之间,而感测变压器10的一切换电流IP,以产生耦接于切换控制器300的一电流讯号CS。切换控制器300依据回授讯号VB、控制讯号SY、反射讯号VS及电流讯号CS产生切换讯号SW。控制电路100设置于变压器10的二次侧,切换控制器300设置于变压器10的一次侧。

调整式功率转换器包含一电源产生器,其产生一第一电源及一第二电源VO1。电源产生器耦接变压器10的二次侧绕组NS,电源产生器包含整流器30、输出电容器40、一二极管35及一电容器45。经由整流器30及输出电容器40所产生的输出电压VO提供第一电源,以供应电源至控制电路100。变压器10经由二极管35及电容器45产生第二电源VO1,以供应电源至控制电路100。

二极管35的一阳极耦接二次侧绕组NS。电容器45耦接于接地端及二极管35的一阴极之间。当输出电压VO的电压准位为低时,控制电路100将使输出电压VO作为其电源供应。然,当输出电压VO变为一高电压时,控制电路100将切换其电源供应为第二电源VO1,以节省电源。如此,输出电压VO为高电压时,控制电路100将使用第二电源VO1作为其电源供应。第二电源VO1的电压准位低于输出电压VO(第一电源)的电压准位。

此外,调整式功率转换器包含一电压产生器,其产生一第一电源供应电压VCC及一第二电源供应电压VCC1。电压产生器耦接变压器10的辅助绕组NA,电压产生器包含二极管11、12及电容器13、14。变压器10经由二极管11及电容器13产生第一电源供应电压VCC,以供应电源至切换控制器300。二极管11的一阳极耦接变压器10的辅助绕组NA,电容器13耦接于接地端及二极管11的一阴极之间。辅助绕组NA包含两个绕组。变压器10经由二极管12及电容器14产生第二电源供应电压VCC1,以供应电源至切换控制器300。二极管12的一阳极耦接辅助绕组NA,电容器14耦接于接地端及二极管12的一阴极之间。

当第一电源供应电压VCC的电压准位为低时,切换控制器300将使第一电源供应电压VCC作为其电源供应。当第一电源供应电压VCC变为一高电压时,切换控制器300将切换第二电源供应电压VCC1为其电源供应,以节省电源。如此,当第一电源供应电压VCC变为高电压时,切换控制器300将使用第二电源供应电压VCC1作为其电源供应。其中,第二电源供应电压VCC1的电压准位低于第一电源供应电压VCC的电压准位。

请参阅图2,其为本发明控制电路100的一实施例的电路图。如图所示,一嵌入式微控制器(MCU)80具有一内存85,且内存85包含一程序内存及一数据存储器。微控制器80产生一控制讯号CNT及一控制总线讯号NB,控制总线讯号NB为双向(输入/输出)。微控制器80包含用以与主机及/或输入/输出装置通信的通信接口COMM。控制总线讯号NB控制一模拟数字转换器(ADC)95及数字模拟转换器(DAC)91、92。微控制器80经由控制总线讯号NB和寄存器(REG)81与82控制数字模拟转换器91与92。寄存器81与82分别具有参考值,控制总线讯号NB用于设定参考值。

控制总线讯号NB亦控制一寄存器(REG)83,其用于产生一电源选择讯号VSEL。一电源供应电路(LDO)200接收输出电压VO(第一电源)及第二电源VO1,而产生一第一调整电源VDD,以供应电源至控制电路100的电路。电源供应电路200更接收电源选择讯号VSEL,以选择输出电压VO(第一电源)或第二电源VO1,以产生调整电源VDD

电阻器86与87构成一分压电路,并依据输出电压VO产生一回授讯号VFB,且回授讯号VFB耦接模拟数字转换器95及一回授电路230。如此,模拟数字转换器95侦测输出电压VO,模拟数字转换器95的一输出端耦接微控制器80,所以藉由控制总线讯号NB,微控制器80可以从模拟数字转换器95读取输出电压VO的信息。

微控制器80控制数字模拟转换器91与92的输出。第一数字模拟转换器91依据第一寄存器81的参考值产生一电压参考讯号VRV,以控制输出电压VO。第二数字模拟转换器92依据第二寄存器82的参考值产生一过电压参考门槛VOV,以达过电压保护。因此,数字模拟转换器91与92作为一参考产生电路,而产生电压参考讯号VRV及过电压参考门槛VOV。电压参考讯号VRV及过电压参考门槛VOV为可调整参考讯号。微控制器80依据输出电压VO的电压准位控制过电压参考门槛VOV

寄存器81与82依据控制电路100的电源启用(power-on)而被重置,以提供一初始值。举例来说,第一寄存器81的初始值用于产生电压参考讯号VRV的一最小值,其用于产生一5伏特的输出电压VO。换言之,电压参考讯号VRV及过电压参考门槛VOV依据功率转换器的电源启用而被重置为初始值。回授电路230依据电压参考讯号VRV、过电压参考门槛VOV、输出电压VO、回授讯号VFB、控制讯号CNT及控制总线讯号NB而产生一电压回授讯号COMV、回授讯号FB及控制讯号SX。回授电路230侦测输出电压VO,并依据回授讯号VFB及电压参考讯号VRV产生回授讯号FB。回授讯号FB藉由光耦合器50(如图1所示)从回授电路230转换至切换控制器300。

请参阅图3,其为本发明电源供应电路200的一实施例的电路图。如图所示,电阻器211及212构成的一分压电路接收输出电压VO(第一电源),且衰减输出电压VO。一比较器215的一正输入端耦接电阻器211及212的连接点,以接收衰减后的输出电压VO。一参考电压VREF1供应至比较器215的一负输入端,比较器215比较参考电压VREF1及衰减后的输出电压VO。比较器215的一输出端耦接一与门216的一输入端,以控制一晶体管210。与门216的一输出端耦接晶体管210的一闸极,晶体管210的一源极接收输出电压VO,第二电源VO1耦接晶体管210的一汲极。

比较器215经由分压电路接收输出电压VO(第一电源)。当衰减后的输出电压VO低于参考电压VREF1时,比较器215导通晶体管210。电源选择讯号VSEL亦耦接与门216,以控制晶体管210。比较器215具有迟滞而为一迟滞比较器。

一电压调整器包含一运算放大器220、一参考电压VREF2、一晶体管225、一电容器227及电阻器221、222,用以产生调整电源VDD。晶体管225的一源极耦接晶体管210的汲极。电容器227耦接于接地端及晶体管225的一汲极之间,以产生调整电源VDD。电阻器221的一第一端耦接电容器227,以接收调整电源VDD。电阻器222耦接于接地端及电阻器221的一第二端之间。运算放大器220的一正输入端耦接电阻器221及222的连接点,以接收衰减后的调整电源VDD。参考电压VREF2供应至运算放大器220的一负输入端,运算放大器220的一输出端耦接晶体管225的一闸极,以控制晶体管225。

当晶体管210导通时(第一电源VO的电压准位低于一门槛,门槛相关联于参考电压VREF1),调整电源VDD由输出电压VO产生。当晶体管210截止时(第一电源VO的电压准位高于门槛),调整电源VDD由第二电源VO1产生,以节省电源。

请参阅图4,其为本发明回授电路230的一实施例的电路图。如图所示,一误差放大器240依据回授讯号VFB与电压参考讯号VRV产生电压回授讯号COMV。回授讯号VFB耦接误差放大器240的一负输入端,电压参考讯号VRV传输至误差放大器240的一正输入端,误差放大器240的一输出端输出电压回授讯号COMV。因此,误差放大器240依据输出电压VO(如图1所示)及电压参考讯号VRV产生电压回授讯号COMV。电压回授讯号COMV连接电容器70(如图1所示),而用于回路补偿。

电压回授讯号COMV更连接一缓冲器(OD)245的一正输入端,而产生回授讯号FB。缓冲器245的一负输入端耦接缓冲器245的一输出端。缓冲器245的输出为开汲极。一保护电路(PROTECTION)250依据过电压参考门槛VOV、输出电压VO、控制讯号CNT及控制总线讯号NB产生控制讯号SX

请参阅图5,其为本发明保护电路250的一实施例的电路图。如图所示,由微控制器80(如图2所示)输出的控制讯号CNT经由一反相器251清除一计时器(TIMER)280,其为一监视(watch-dog)计时器。若控制讯号CNT未周期性地被产生,而为逻辑低准位时,计时器280将会产生一逾时(expired)讯号TOUT(逻辑低准位)。逾时讯号TOUT可以视为一暂停(time-out)讯号。逾时讯号TOUT及一电源启用重置(power-on reset)讯号PWRST经由一与门252耦接一RS正反器253的一重置输入端R,而重置RS正反器253。微控制器80经由控制总线讯号NB设定RS正反器253,控制总线讯号NB耦接RS正反器253的一设定输入端S。

过电压参考门槛VOV及一门槛VT耦接一多路复用器(MUX)260,多路复用器260输出过电压参考门槛VOV或门槛VT,以作为过电压保护的一过电压门槛。因此,多路复用器260配合第二寄存器82与第二数字模拟转换器92(如图2所示)作为产生过电压门槛的一门槛产生电路。过电压参考门槛VOV或门槛VT经由多路复用器260耦接一比较器265,多路复用器260受控于RS正反器253的一输出端Q。当RS正反器253设定时,过电压参考门槛VOV将会被输出至比较器265的一负输入端。当RS正反器253重置时,门槛VT将会被输出至比较器265的负输入端,以用于过电压保护。输出电压VO经由电阻器256与257构成的一分压电路耦接比较器265的一正输入端。

门槛VT为过电压保护的一最小门槛。藉由微控制器80调整过电压参考门槛VOV的准位即可调整过电压保护的过电压门槛,因此过电压门槛为一可调整过电压门槛。当控制讯号CNT未周期性地产生时,过电压门槛会重置为一最小值(门槛VT)。举例来说,过电压门槛调整为14伏特,以对应于一12伏特的输出电压VO;过电压门槛调整为6伏特,以对应于一5伏特的输出电压VO。当微控制器80未适时地产生控制讯号CNT时,即使输出电压VO设定为12伏特,过电压门槛仍会被重置为6伏特,如此当微控制器80错误运作下,此方式可以防护功率转换器免于异常运作。此外,过电压门槛亦会依据功率转换器的电源启用而重置为最小值。

比较器265的一输出讯号耦接一晶体管271的一闸极。当输出电压VO高于过电压门槛(过电压参考门槛VOV或门槛VT)时,比较器265的输出讯号驱动晶体管271,以产生控制讯号SX(逻辑低准位)。晶体管271的一源极耦接于接地端,晶体管271的一汲极输出控制讯号SX。如此,比较器265用于比较输出电压VO与过电压门槛,以进行过电压保护。比较器265配合晶体管271而作为一过电压保护电路,以产生控制讯号SX。控制讯号SX作为一过电压讯号。如图1所示,控制讯号SX经由光耦合器60传输至切换控制器300,以禁能切换讯号SW而进行过电压保护。

微控制器80产生的控制讯号CNT亦驱动一晶体管272,而产生控制讯号SX。控制讯号CNT耦接晶体管272的一闸极,晶体管272的一源极耦接于接地端,晶体管272的一汲极输出控制讯号SX。晶体管271的输出与晶体管272的输出相互并联,所以控制讯号SX用于功率转换器的保护及微控制器80的控制。

请参阅图6,其为本发明计时器280的一参考电路图。如图所示,计时器280包含一反相器281、一晶体管282、一定电流源283、一电容器285及一比较器290。定电流源283的一第一端耦接一供应电压VDD1,定电流源283的一第二端耦接晶体管282的一汲极及电容器285的一第一端,晶体管282的一源极及电容器285的一第二端耦接于接地端。计时器280的一输入讯号CLR经由反相器281耦接晶体管282的一闸极,以控制晶体管282。于此实施例中,输入讯号CLR为图5所示的反相器251所产生的反相控制讯号                                               。比较器290的一负输入端耦接电容器285的第一端,比较器290的一正输入端接收一门槛VTH1。比较器290比较电容器285的电压及门槛VTH1,以产生逾时讯号TOUT

定电流源283用于对电容器285充电。计时器280的输入讯号CLR经由反相器281及晶体管282对电容器285放电。当电容器285未适时地被输入讯号CLR放电,且电容器285的电压已被充电而高于门槛VTH1时,比较器290将会产生逾时讯号TOUT。此时,逾时讯号TOUT的准位为逻辑低准位。

请参阅图7,其为本发明切换控制器300的一实施例的电路图。如图所示,切换控制器300包含一电压侦测电路(V-DET)310,其侦测图1所示的变压器10的反射讯号VS,电压侦测电路310依据反射讯号VS产生一电压回路讯号VEA及一放电时间讯号TDS。电压回路讯号VEA相关联于图1所示的输出电压VO,放电时间讯号TDS相关联于变压器10的消磁时间。因此,切换控制器300藉由侦测变压器10的反射讯号VS而侦测输出电压VO

一电流侦测电路(I-DET)320依据电流讯号CS及放电时间讯号TDS产生一电流回路讯号IEA。电压侦测电路310及电流侦测电路320是相关于功率转换器的一次侧调整(Primary Side Regulation,PSR)的技术,而一次侧调整技术的细节可以参阅美国专利第6,977,824号“Control circuit for controlling output current at the primary side of a power converter”、 美国专利第7,016,204号“Close-loop PWM controller for primary-side controlled power converters”及美国专利第7,352,595号“Primary-side controlled switching regulator”等等。

电压回路讯号VEA耦接一比较器315的一正输入端,一参考讯号REF_V供应至比较器315的一负输入端。电压回路讯号VEA耦接比较器315,当电压回路讯号VEA高于参考讯号REF_V时,比较器315产生一过电压讯号OV,以进行过电压保护。因此,切换控制器300侦测反射讯号VS,以进行切换控制器300的过电压保护。

电流回路讯号IEA耦接一放大器325的一负输入端,一参考讯号REF_I供应至放大器325的一正输入端。电流回路讯号IEA配合参考讯号REF_I产生一电流回授讯号IFB,以产生切换讯号SW。切换讯号SW用于切换变压器10,以调整功率转换器的输出电流IO(如图1所示)。由于电流回路讯号IEA相关联于放电时间讯号TDS,而放电时间讯号TDS相关联于变压器10的消磁时间,所以切换控制器300侦测变压器10的反射讯号VS,以依据变压器10的消磁时间调整功率转换器的输出电流IO

一电容器326耦接电流回授讯号IFB,以用于回路补偿。一调整电路400依据控制讯号SY及电源启用重置讯号PWRST产生参考讯号REF_V、REF_I及一保护讯号PRT。参考讯号REF_V作为过电压保护的一过电压门槛讯号。本发明藉由侦测反射讯号VS而进行过电压保护。参考讯号REF_I作为一电流参考讯号,以调整功率转换器的输出电流IO。由于控制讯号SY代表微控制器80所产生的控制讯号SX(如图2所示),所以参考讯号REF_V及REF_I是受控于控制讯号SX,以进行输出电压VO的过电压保护及输出电流IO的调整。换言之,参考讯号REF_V及REF_I是可以调整。

保护讯号PRT及过电压讯号OV经由一或门331产生一禁能讯号OFF。一电阻器335用于拉升回授讯号VB,回授讯号VB经由一准位偏移电路产生一第二回授讯号VA。准位偏移电路包含一晶体管336及电阻器335、337与338。晶体管336的一汲极耦接一供应电压VDD2。电阻器335的一第一端耦接供应电压VDD2及晶体管336的汲极。电阻器335的一第二端耦接晶体管336的一闸极及回授讯号VB。晶体管336的闸极更接收回授讯号VB,晶体管336的一源极耦接电阻器337的一第一端,电阻器338耦接于电阻器337的一第二端及接地端之间。第二回授讯号VA产生于电阻器337及电阻器338的连接点。第二回授讯号VA相关联于回授讯号VB

一脉宽调变电路(PWM)350依据第二回授讯号VA、电流回授讯号IFB、禁能讯号OFF及电源启用重置讯号PWRST产生切换讯号SW。一电源电路600接收电源供应电压VCC及VCC1,以产生一第二调整电源AVDD,以供应电源至切换控制器300的电路。

请参阅图8,其为本发明脉宽调变电路350的一参考电路图。如图所示,一振荡器(OSC)360产生一时脉讯号PLS及一斜坡讯号RMP。时脉讯号PLS耦接一正反器375的一时脉输入端CK,正反器375的一输出端Q输出切换讯号SW,禁能讯号OFF经由一反相器351耦接正反器375的一输入端D。

斜坡讯号RMP耦接比较器365与367的负输入端,电流回授讯号IFB耦接比较器365的一正输入端,以与斜坡讯号RMP进行比较。第二回授讯号VA耦接比较器367的一正输入端,以与斜坡讯号RMP进行比较。比较器365与367的输出端耦接一与门370的输入端,禁能讯号OFF更经由反相器351耦接与门370的输入端。电源启用重置讯号PWRST亦耦接与门370的输入端。与门370的一输出端耦接正反器375的一重置输入端R。

时脉讯号PLS经由正反器375周期性地致能切换讯号SW。当斜坡讯号RMP高于比较器365的电流回授讯号IFB或高于比较器367的第二回授讯号VA时,切换讯号SW将会被禁能。再者,禁能讯号OFF经由反相器351与与门370亦禁能切换讯号SW,而电源启用重置讯号PWRST亦经由与门370禁能切换讯号SW

请参阅图9,其为本发明调整电路400的一实施例的电路图。如图所示,一电流源410用于拉升控制讯号SY,电流源410从一供应电压VDD3耦接至一比较器415的一负输入端,而控制讯号SY也耦接比较器415的负输入端。当控制讯号SY低于供应至比较器415的一正输入端的一门槛VT1时,比较器415产生一脉波讯号SCNT

一脉波位置调变(pulse-position modulation)电路(PPM)500依据脉波讯号SCNT产生一解调讯号SM及一同步讯号SYNC,脉波讯号SCNT表示控制电路100(如图2所示)的控制讯号SX。解调讯号SM及同步讯号SYNC耦接一数字译码器(DECODER)450,而产生一数字数据NM。数字数据NM储存至一寄存器(REG)460及一寄存器(REG)465。寄存器460耦接一数字模拟转换器(DAC)470,并输出数字数据NM至数字模拟转换器470,以产生一电压调整讯号VJ。一加法电路480将一参考讯号VRF与电压调整讯号VJ相加,而产生参考讯号REF_V。寄存器465耦接至一数字模拟转换器(DAC)475,并输出数字数据NM至数字模拟转换器475,以产生一电流调整讯号IJ。一加法电路485将一参考讯号IRF与电流调整讯号IJ相加,而产生参考讯号REF_I。换言之,数字数据NM用于产生电压调整讯号VJ及电流调整讯号IJ,以产生参考讯号REF_V与REF_I。

因此,参考讯号REF_V及参考讯号REF_I是可以藉由控制电路100的微控制器80(如图1所示)进行调整。变压器10(如图1所示)的反射讯号VS是用于切换控制器300的过电压保护。过电压保护(输出电压VO)的门槛(参考讯号REF_V)是由位于变压器10的二次侧的控制电路100所调整。再者,用于输出电流IO(如图1所示)调整的参考讯号REF_I可以由位于变压器10的二次侧的控制电路100进行调整,所以输出电流IO的数值可以由位于变压器10的二次侧的控制电路100进行调整。

脉波讯号SCNT更耦接一计时器(TIMER_L)420,以侦测脉波讯号SCNT的脉波宽度。如此,计时器420用于侦测图1所示的控制讯号SX的逻辑低准位周期。当脉波讯号SCNT的脉波宽度超过一周期TOV时,计时器420会经由一反相器421产生保护讯号PRT。计时器420的电路可以同于图6所示的计时器280的电路。定电流源283的电流、电容器285的电容值及门槛VTH1的值决定周期TOV

保护讯号PRT耦接切换控制器300的或门331(如图7所示),以产生禁能讯号OFF,而禁能切换讯号SW。当位于变压器10的二次侧的控制电路100侦测到输出电压VO为过电压时,图5所示的控制讯号SX(脉波讯号SCNT)将会被产生且持续超过周期TOV,所以当侦测到输出电压VO为过电压时,切换控制器300将会禁能切换讯号SW

再者,另一计时器(TIMER_H)425经由一反相器427接收脉波讯号SCNT,计时器425的一输出端耦接一与门426。当脉波讯号SCNT未被产生且持续超过一特定周期TOT时,计时器425会经由与门426产生一重置讯号PRST。计时器425的电路可以同于图6所示的计时器280的电路。定电流源283的电流、电容器285的电容值及门槛VTH1的值决定周期TOT。电源启用重置讯号PWRST亦耦接与门426,而经由与门426产生重置讯号PRST。重置讯号PRST清除寄存器460与465的数据,而重置电压调整讯号VJ及电流调整讯号IJ的值为零。

因此,当控制电路100未周期性地产生控制讯号SX或者当功率转换器的电源启用时,用于过电压保护的参考讯号REF_V将会被设定为一最小值(参考讯号VRF),其为初始值。再者,当控制电路100未周期性地产生控制讯号SX或者当功率转换器的电源启用时,用于调整输出电流IO的参考讯号REF_I将会被设定为一最小值(参考讯号IRF),其为初始值。所以,若微控制器80处于不适当的运作时,过电压保护的门槛(参考讯号REF_V)及输出电流调整的参考讯号REF_I将会被重置为最小值,以保护及调整功率转换器。

故,控制电路100产生的控制讯号SX是用于,

(1) 当控制电路100侦测到过电压时,进行过电压保护;

(2) 设定切换控制器300的过电压门槛(REF_V)及电流参考讯号(REF_I);及

(3) 重置切换控制器300的计时器425,以确保控制电路100正常运作,除此之外,切换控制器300的过电压门槛(REF_V)及电流参考讯号(REF_I)会重置为最小值,以保护及调整功率转换器。

请参阅图10,其为本发明脉波位置调变电路500的一实施例的电路图。脉波位置调变电路500作为一解调器,以用于具有脉波位置调变的一输入讯号,例如:控制讯号SX、SY及脉波讯号SCNT。一电流源512从供应电压VDD3耦接至一电容器520的一第一端,以对电容器520充电,电容器520的一第二端耦接于接地端。一电阻器511耦接于电容器520的第一端及一晶体管510的一汲极之间。晶体管510的一源极耦接于接地端。脉波讯号SCNT耦接晶体管510的一闸极,以驱动晶体管510。脉波讯号SCNT经由晶体管510及电阻器511而对电容器520放电。因此,一斜率讯号SLP产生于电容器520。

一比较器530的一正输入端耦接电容器520的第一端,一门槛VT2供应至比较器530的一负输入端。当斜率讯号SLP高于门槛VT2时,比较器530将会产生一逻辑高准位的一数据讯号SD。数据讯号SD耦接一正反器570的一输入端D,脉波讯号SCNT更耦接正反器570的一时脉输入端CK,所以正反器570会依据脉波讯号SCNT闩锁数据讯号SD于正反器570,以产生解调讯号SM于正反器570的一输出端Q。电源启用重置讯号PWRST耦接正反器570的一重置输入端R,以重置正反器570。脉波讯号SCNT更经由一脉波产生电路580产生同步讯号SYNC。解调讯号SM是依据控制讯号SX的脉波位置而产生。

请参阅图11,其为本发明电源电路600的一实施例的电路图。如图所示,电阻器611及612构成的一分压电路接收第一电源供应电压VCC,且衰减第一电源供应电压VCC。一比较器615的一正输入端耦接电阻器611及612的连接点,以接收衰减后的第一电源供应电压VCC。一参考电压VRE1供应至比较器615的一负输入端,比较器615比较参考电压VRE1及衰减后的第一电源供应电压VCC,比较器615的一输出端耦接一晶体管610的一闸极。晶体管610的一源极接收第一电源供应电压VCC,第二电源供应电压VCC1耦接晶体管610的一汲极。

比较器615经由电阻器611与612接收第一电源供应电压VCC。当衰减后的第一电源供应电压VCC低于参考电压VRE1时,比较器615导通晶体管610。比较器615具有迟滞而为一迟滞比较器。

一电压调整器包含一运算放大器620、一参考电压VRE2、一晶体管625、一电容器627及电阻器621、622,以产生调整电源AVDD。晶体管625的一源极耦接晶体管610的汲极,电容器627耦接于接地端及晶体管625的一汲极之间,以产生调整电源AVDD。电阻器621的一第一端耦接电容器627,以接收调整电源AVDD,电阻器622耦接于接地端及电阻器621的一第二端之间。运算放大器620的一正输入端耦接电阻器621及622的连接点,以接收衰减后的调整电源AVDD。参考电压VRE2供应至运算放大器620的一负输入端,运算放大器620的一输出端耦接晶体管625的一闸极,以控制晶体管625。

当晶体管610导通(第一电源供应电压VCC的电压准位低于一门槛电压,门槛电压相关联于参考电压VRE1)时,调整电源AVDD由第一电源供应电压VCC产生。当晶体管610截止时(第一电源供应电压VCC的电压准位高于门槛电压),调整电源AVDD由第二电源供应电压VCC1产生,以节省电源。

请参阅图12,其为本发明调整式功率转换器的另一实施例的电路图。如图所示,此调整式功率转换器无须设置图1所示的二极管12与35。此实施例的电源产生器包含整流器30、输出电容器40、电容器45及一电压调整装置37,以产生第一电源(输出电压VO)及第二电源VO1。电压产生器包含二极管11、电容器13、14及一电压调整装置18,以产生第一电源供应电压VCC及第二电源供应电压VCC1

输出电压VO提供第一电源,以提供电源至控制电路100。经由电压调整装置37,例如:一稽纳二极管,输出电压VO(第一电源)更产生第二电源VO1,以提供电源至控制电路100的电路。电压调整装置37的一第一端耦接输出电容器40及输出电压VO。电容器45耦接于接地端及电压调整装置37的一第二端之间,以产生第二电源VO1

当输出电压VO的电压准位为低时,控制电路100将使输出电压VO作为其电源供应。然,当输出电压VO为一高电压时,控制电路100将切换第二电源VO1作为其电源供应,以节省电源。第二电源VO1的电压准位低于输出电压VO的电压准位(第一电源)。

再者,变压器10经由二极管11及电容器13产生第一电源供应电压VCC,以供应电源至切换控制器300的电路。经由电压调整装置18,例如:一稽纳二极管,第一电源供应电压VCC更产生第二电源供应电压VCC1,以供应电源至切换控制器300的电路。电压调整装置18的一第一端耦接电容器13及第一电源供应电压VCC。电容器14耦接于接地端及电压调整装置18的一第二端之间,以产生第二电源供应电压VCC1

第二电源供应电压VCC1的电压准位低于第一电源供应电压VCC的电压准位。当第一电源供应电压VCC的电压准位为低时,切换控制器300使第一电源供应电压VCC作为其电源供应。当第一电源供应电压VCC变为一高电压时,切换控制器300将切换第二电源供应电压VCC1作为其电源供应,以节省电源。

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。

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