專利名稱：自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，特別是涉及一種使用于電源供應(yīng)器中，用以跟隨負載變化，從而改變輸出切換頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置。
背景技術(shù)：
在許多低功率輸出的應(yīng)用場合，如手機、無線電話、數(shù)字相機、PDA的充電器，以及打印機、電視游樂器與掌上隨身聽的交流電壓調(diào)整器等，對于待機時的省電要求都相當(dāng)高。
按目前已知的直流電源供應(yīng)裝置，如交換式電源供應(yīng)器(AC To DCSwitching Power Supply)中，為縮小變壓器的體積，大多使用高頻的脈沖寬度調(diào)變(PWM)控制直流輸出電壓，如圖1所示，為現(xiàn)有返馳式電源供應(yīng)裝置的電路示意圖，變壓器T1將電路區(qū)分成為一次側(cè)的前級電路101與二次側(cè)的后級電路102，該一次側(cè)前級電路101與該二次側(cè)后級電路102間以一光敏晶體管111及一光二極管112分離該一次側(cè)前級電路101與該二次側(cè)后級電路102的電信號，但卻可利用光信號反饋二次側(cè)后級電路102的電壓或電流輸出變化信號至一次側(cè)前級電路101，以同步調(diào)整該一次側(cè)前級電路101及二次側(cè)后級電路102的電壓及電流變化量，或者做為過電流及短路保護的反饋信號。
請再參考圖1，其中在一次側(cè)前級電路101輸入一交流電壓VAC，交流電壓VAC經(jīng)過一EMI濾波器1010、一橋式整流器BD1及一高壓濾波電容C1后成為一直流電壓Vin。直流電壓Vin通過一脈沖調(diào)整控制單元U1控制功率電子開關(guān)Q1的導(dǎo)通周期，從而傳送到該變壓器T1的一次側(cè)繞組。同時，變壓器T1的二次側(cè)繞組感應(yīng)輸出電壓，該輸出電壓通過二極管D1及電解電容C2整流濾波后，產(chǎn)生穩(wěn)定直流電壓Vout輸出。
直流電壓Vout通過一反饋穩(wěn)壓器D3與一光偶合器11將輸出直流電壓Vout轉(zhuǎn)換成一電壓信號VFB反饋至一次側(cè)前級電路101的脈沖寬度調(diào)整控制單元U1。同時，在功率電子開關(guān)Q1導(dǎo)通時通過電阻器R2取得一電流反饋信號Vcs，電流反饋信號Vcs被傳送到脈沖寬度調(diào)整控制單元U1，脈沖寬度調(diào)整控制單元U1取得該電流反饋信號Vcs與該電壓信號VFB從而運算輸出一調(diào)整脈沖PWM到功率電子開關(guān)Q1，用來穩(wěn)定輸出直流電壓Vout。該光偶合器11由該光敏晶體管111及該光二極管112組成。
請參考圖2，為現(xiàn)有脈沖寬度調(diào)整控制單元內(nèi)部電路方塊圖。脈沖寬度調(diào)整控制單元U1由PWM比較器14、過電流比較器16、正反器18及或(OR)柵電路等組成。脈沖寬度調(diào)變(PWM)技術(shù)的工作方式，就是由振蕩電路12提供一固定的頻率PWMclock給脈沖寬度調(diào)整控制單元U1。并且，脈沖寬度調(diào)整控制單元U1中的PWM比較器14則負責(zé)檢測輸出直流電壓Vout所反饋進來的電壓信號VFB，同時檢測該電流反饋信號Vcs以進行比較運算，用來輸出一調(diào)變輸出信號PWMout。過電流比較器16還取得該電流反饋信號Vcs與一限流準位1V進行比較運算，以輸出一過電流致能信號OCPEN。調(diào)變輸出信號PWMout與過電流致能信號OCPEN通過或(OR)的邏輯運算后，輸出一重置信號R到正反器18的R腳位。正反器18的S腳位連接到振蕩電路12用以取得固定的頻率PWMclock作為工作頻率，并通過或(OR)以及反(NOT)的邏輯運算后輸出一驅(qū)動信號Drv到功率開關(guān)(未圖示)。
配合圖2，請參考圖3，為現(xiàn)有脈沖寬度調(diào)整控制單元內(nèi)部信號波形示意圖。如圖3所示，其橫軸表示為時間軸t，縱軸表示為各波形圖，在時間t0到t1時間電壓信號VFB為重載，此時電流致能信號OCPEN與調(diào)變輸出信號PWMout經(jīng)過或(OR)的邏輯運算后輸出重置信號R，用以讓正反器18輸出的驅(qū)動信號Drv的輸出方波變寬，即功率開關(guān)(未圖示)的工作周期(duty cycle)變長，如此即可以提供負載所需的電力。
同理，在時間t1-t2時，處于正常工作的負載，此時正反器18輸出的驅(qū)動信號Drv的輸出方波會處于正常供應(yīng)電力的寬度。在時間t2-t3負載變輕，此時電流致能信號OCPEN與調(diào)變輸出信號PWMout經(jīng)過或(OR)的邏輯運算后輸出重置信號R。重置信號R與振蕩電路12輸出固定的頻率PWMclock同時經(jīng)過正反器18運算后，在可以讓正反器18輸出的驅(qū)動信號Drv的輸出方波變短，如此即可以提供輕負載所需的電力。而在此，驅(qū)動信號Drv所驅(qū)動的功率開關(guān)(未圖示)其工作頻率并不會因為輸出方波的工作周期(duty cycle)的改變而改變，換句話說，此電路的工作頻率永遠是固定的，如此在輕載下，驅(qū)動信號Drv會跟隨頻率PWMclock而固定產(chǎn)生工作周期短的方波，從而造成輕載下電力的損耗。在時間t3-t4為無載狀態(tài)，此時無驅(qū)動信號Drv輸出，此段時期為跳躍周期(SKIPPED CYCLE)。
當(dāng)電子產(chǎn)品在全負載或中負載條件下進行工作時，通常，是通過脈沖寬度調(diào)制技術(shù)(PWM)來控制切換開關(guān)的切換動作，其工作損耗有傳導(dǎo)損耗與開關(guān)切換損耗。但是電子產(chǎn)品在輕載時，若仍由脈沖寬度調(diào)制技術(shù)(PWM)來控制切換開關(guān)的切換動作，此時傳導(dǎo)損耗會因為電子產(chǎn)品處于輕載而下降，但是由于開關(guān)切換的工作頻率固定不變，所以開關(guān)切換損耗不會跟著負載下降而減少，所以在輕載時，使用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)(PWM)的工作模式，其整體效率會降低。
因此，市面上有一種脈沖寬度調(diào)制技術(shù)(PWM)其在輕載下可以停止輸出驅(qū)動信號到切換開關(guān)，用以停止切換開關(guān)的切換動作，以達到省電模式的作用。參考圖4，為現(xiàn)有具省電模式的脈沖寬度調(diào)制器的電路方塊示意圖。如圖4所示，脈沖寬度調(diào)制器20從負載取得一反饋電壓信號VFB與一反饋電流信號Vcs，該反饋電壓信號VFB傳送到一周期消隱比較器22并與一臨界電壓值Vthlf作比較運算，用以輸出一省電致能信號GreenEN。該反饋電壓信號VFB通過一分壓電路21以成為一反饋誤差電壓VE，該反饋誤差電壓VE與該反饋電流信號VCS同時被傳送到一PWM比較器24進行比較運算，以輸出調(diào)變輸出信號PWMout。該反饋電流信號Vcs與一限流準位1V通過一過電流比較器23進行比較運算，以輸出一過電流致能信號OCPEN。
該省電致能信號GreenEN、調(diào)變輸出信號PWMout及該過電流致能信號OCPEN經(jīng)過一或門26以進行或(OR)的邏輯運算后，輸出一重置信號R，該重置信號R被傳送到RS正反器28的重設(shè)端(R)并與傳送到RS正反器28設(shè)定端(S)的一頻率PWMclock進行運算處理，同時RS正反器28通過或(OR)以及反(NOT)邏輯運算后以輸出一驅(qū)動信號Drv，用以控制功率開關(guān)(未圖示)的切換動作。
配合圖4，參考圖5，為現(xiàn)有具省電模式的脈沖寬度調(diào)制器的電路波形示意圖。如圖5所示其橫軸表示為時間軸t，縱軸表示為各波形圖。在時間t0到t1時間電壓信號VFB為正常負載狀態(tài)，此時電流致能信號OCPEN、調(diào)變輸出信號PWMout及省電致能信號GreenEN經(jīng)過或門26進行或(OR)的邏輯運算后，輸出重置信號R，用以讓正反器28輸出的驅(qū)動信號Drv驅(qū)動功率開關(guān)(未圖示)，以提供負載所需的電力。
同時，在時間t1以后負載即進入輕載狀態(tài)，此時反饋電壓信號VFB與臨界電壓值Vthlf執(zhí)行比較運算，并在反饋電壓信號VFB小于臨界電壓值Vthlf時，得到高電位的省電致能信號GreenEN，該省電致能信號GreenEN用來關(guān)閉驅(qū)動信號Drv的產(chǎn)生，進而在輕載下達到省電效果。
請參考圖6，為現(xiàn)有振蕩電路內(nèi)部電路方塊示意圖。振蕩電路12中利用電壓源VDD提供電力給分壓電阻R1、R2、R3以得到臨界電壓VH、VL，比較器121、122分別取得臨界電壓VH、VL并同時對電容CT輸出的充放電信號進行比較運算。運算后的信號，接著通過正反器123用以調(diào)整控制電流源I1及控制電流源I2執(zhí)行對電容CT的充放電動作。并且，振蕩電路12在正反器123的輸出端Q產(chǎn)生頻率PWMclock以提供脈沖寬度調(diào)制技術(shù)所需的參考頻率。
再參考圖4，該具省電模式的脈沖寬度調(diào)制器20可以調(diào)整臨界電壓值Vthlf與限流位準1V，使得負載在正常下可以根據(jù)頻率PWMclock輸出一般的驅(qū)動信號Drv到功率開關(guān)，并在輕載或無載時停止輸出驅(qū)動信號Drv到功率開關(guān)，以達到省電模式要求。但是，此種省電方式會讓負載在輕載或無載下處于休眠狀態(tài)，甚至可能進入關(guān)機狀態(tài)，造成不希望的控制IC關(guān)機或輸出的不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種利用輸出電壓反饋遲滯電路自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，以使用于電源供應(yīng)器中，用以跟隨負載變化，從而改變輸出的切換頻率。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種利用輸出電壓反饋遲滯電路自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，可以跟隨電源供應(yīng)器的負載變化，改變輸出驅(qū)動信號的頻率，其特點在于，包括有一遲滯比較電路，截取一反饋電壓、一高臨界電壓及一低臨界電壓，該電壓經(jīng)比較運算及遲滯運算后，輸出一變頻信號；一信號同步電路，連接于該遲滯比較電路，接收該變頻信號及一振蕩頻率，并在輸出端輸出一省電致能信號；一雙頻振蕩器，連接于該信號同步電路，接收該省電致能信號，用以輸出相應(yīng)的一振蕩頻率；及一PWM控制器，連接于該雙頻振蕩器，接收該振蕩頻率，并根據(jù)該振蕩頻率進行輸出一驅(qū)動信號。
上述利用輸出電壓反饋遲滯電路自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，其特點在于，該遲滯比較電路包括有一第一比較器，接收該高臨界電壓與該反饋電壓，比較輸出一第一比較信號；一第二比較器，接收該低臨界電壓與該反饋電壓，比較輸出一第二比較信號；及一正反器，連接于該第一比較器與該第二比較器，接收該第一比較信號及該第二比較信號，運算輸出該調(diào)頻信號。
上述利用輸出電壓反饋遲滯電路自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，其特點在于，該第一比較器，其非反向輸入端連接到電源供應(yīng)器負載端，用以接收該反饋電壓，并其反相輸入端連接到一直流電源，用以接收該高臨界電壓。
上述利用輸出電壓反饋遲滯電路自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，其特點在于，該第二比較器，其反相輸入端連接到電源供應(yīng)器負載端，用以接收該反饋電壓，非反向輸入端通過一第一電阻器連接到一直流電源，并通過一第二電阻器連接到一參考地端。
上述利用輸出電壓反饋遲滯電路自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，其特點在于，該正反器為一RS正反器，其一重設(shè)端(R)連接到該第一比較器的輸出端，一設(shè)定端(S)連接到該第二比較器的輸出端。
上述利用輸出電壓反饋遲滯電路自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，其特點在于，該雙頻振蕩器可輸出一高頻波段或一低頻波段的振蕩頻率。
上述利用輸出電壓反饋遲滯電路自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，其特點在于，該高頻波段的振蕩頻率范圍為40Khz到100Khz。
上述自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，其特點在于，該低頻波段的振蕩頻率范圍為18Khz到27Khz。
上述利用輸出電壓反饋遲滯電路自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，其特點在于，該信號同步電路為一RS正反器。
本發(fā)明的功效，在于通過提供PWM控制器接收振蕩頻率，輸出一驅(qū)動信號，使得電源供應(yīng)器可以適時反應(yīng)隨時變化的運行環(huán)境，從而達到更好的效率或更穩(wěn)定的輸出以達到省電的功效，并且本發(fā)明用于跟隨負載變化，改變輸出的切換頻率。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1為現(xiàn)有返馳式電源供應(yīng)裝置的電路示意圖；圖2為現(xiàn)有脈沖寬度調(diào)整控制單元內(nèi)部電路方塊圖；圖3為現(xiàn)有脈沖寬度調(diào)整控制單元內(nèi)部信號波形示意圖；圖4為現(xiàn)有具省電模式的脈沖寬度調(diào)制器的電路方塊示意圖；圖5為現(xiàn)有具省電模式的脈沖寬度調(diào)制器的電路波形示意圖；圖6為現(xiàn)有振蕩電路內(nèi)部電路方塊示意圖；圖7為本發(fā)明脈沖寬度調(diào)制裝置的電路方塊示意圖；圖8為本發(fā)明雙頻振蕩器的電路方塊示意圖；圖9為本發(fā)明PWM控制器內(nèi)部電路方塊示意圖；圖10為本發(fā)明電路信號波形示意圖；及圖11為本發(fā)明有/無遲滯時的輸出功率、調(diào)頻信號、反饋電壓及振蕩頻率的關(guān)系比較波形示意圖。
其中，附圖標記T1-變壓器，101-前級電路1010-EMI濾波器，102-后級電路VAC-交流電壓11-光偶合器，12-振蕩電路121、122-比較器，123-正反器111-光敏晶體管，112-光二極管U1-脈沖寬度調(diào)整控制單元14-PWM控制器，16-過電流比較器18-正反器，20-脈沖寬度調(diào)制器21-分壓電路，22-周期消隱比較器23-過電流比較器，24-PWM控制器26-或門，28-RS正反器3-脈沖寬度調(diào)制裝置，32-遲滯比較電路
320-第一比較器，322-第二比較器324-正反器，33-信號同步電路34-雙頻振蕩器，340-振蕩產(chǎn)生單元3400、3402-比較器，3404-RS正反器342-頻率選擇單元，344-第一充放電單元346-第二充放電單元36-PWM控制器，360-比較器361、362-或門電路，364-RS正反器366-分壓電路4-或門，5-功率開關(guān)具體實施方式
請參考圖7，為本發(fā)明脈沖寬度調(diào)制裝置的電路方塊示意圖。本發(fā)明的脈沖寬度調(diào)制裝置3，可以跟隨電源供應(yīng)器的負載變化，從而改變輸出驅(qū)動信號的頻率，包括有一遲滯比較電路32、一信號同步電路33、一雙頻振蕩器34及一PWM控制器36。
請再參考圖7，本發(fā)明在電源供應(yīng)器負載端接收一反饋電壓VFB，同時利用一定電流源CIS傳送電力給兩個串接的第一電阻器R1及第二電阻器R2，并通過該串接的兩個電阻器R1、R2進行電力的分壓，以分別得到一高臨界電壓VH及一低臨界電壓VL。之后，遲滯比較電路32截取該反饋電壓VFB、該高臨界電壓VH及該低臨界電壓VL，經(jīng)比較運算及遲滯運算后，輸出一變頻信號QS。變頻信號QS被傳送到連接于該遲滯比較電路32的信號同步電路33。信號同步電路33根據(jù)變頻信號QS用以輸出一省電致能信號GreenEN并將其傳送到雙頻振蕩器34，該雙頻振蕩器34接收該省電致能信號GreenEN后，輸出相應(yīng)的一振蕩頻率到連接于該雙頻振蕩器34的PWM控制器36。PWM控制器36并根據(jù)該振蕩頻率進行反饋電壓信號VFB及反饋電流信號Vcs的比較運算，以輸出一驅(qū)動信號Drv。該驅(qū)動信號Drv與一過電壓信號OVP同時進行或(OR)4的邏輯運算及非門(NOT)計算，用以控制功率開關(guān)5的切換動作。
在遲滯比較電路32中，使用一第一比較器320的非反向輸入端(+)連接到電源供應(yīng)器負載端(未圖示)，用以接收該反饋電壓VFB，并其反相輸入端(一)連接到該定電流源CIS，用以接收該高臨界電壓VH。遲滯比較電路32利用一第二比較器322的反相輸入端(一)連接到電源供應(yīng)器負載端，用以接收該反饋電壓VFB，并其非反向輸入端(+)是通過第一電阻器R1連接到定電流源CIS，同時通過第二電阻器R2連接到一參考地端G，用以接收該低臨界電壓VL。在遲滯比較電路32中更有一正反器324，為一RS正反器，RS正反器的一重設(shè)端(R)連接到該第一比較器320的輸出端，一設(shè)定端(S)連接到該第二比較器322的輸出端，并該RS正反器的一輸出端Q連接到該信號同步電路33是輸出該變頻信號QS到該信號同步電路33，該信號同步電路33為一RS正反器。
請參考圖8，為本發(fā)明雙頻振蕩器的電路方塊示意圖。雙頻振蕩器34由一振蕩產(chǎn)生單元340通過一頻率選擇單元342連接一第一充放電單元344與一第二充放電單元346，用以輸出兩個不同的振蕩頻率。該振蕩產(chǎn)生單元340利用三個電阻R3、R4、R5通過兩個比較器3400、3402連接一RS正反器3404組成。三個電阻R3、R4、R5接收電源VDD以分壓取得一第一參考電壓Vthhigh、一第二參考電壓Vthlow，并于RS正反器3404的輸出端Q及Q分別產(chǎn)生一周期信號輸出。該頻率選擇單元342接收該些周期信號以及從遲滯比較電路32傳送過來的省電致能信號GreenEN，用以選擇驅(qū)動該第一充放電單元344或該第二充放電單元346以進行充放電的動作。該第一充放電單元344包括有一第一充電控制電流源Iclf與一第一放電控制電流源Idclf，通過調(diào)整該兩個控制電流源可以在電容器CT上產(chǎn)生不同第一充放電信號輸出。該第二充放電單元346包括有一第二充電控制電流源Ichf與一第二放電控制電流源Idchf，通過調(diào)整該兩個控制電流源可以在電容器CT上產(chǎn)生不同第二充放電信號輸出。
充放電信號反饋傳送到兩個比較器3400、3402的輸入端，并分別與第一參考電壓Vthhigh、第二參考電壓Vthlow通過兩個比較器3400、3402進行比較運算。運算后通過RS正反器3404的輸出端Q及Q分別輸出一周期信號。該雙頻振蕩器34可根據(jù)省電致能信號GreenEN用以改變輸出的第一充放電信號或第二充放電信號，并在反饋比較后，在RS正反器3404的輸出端Q輸出一低頻波段(18Khz到27Khz)或一一高頻波段(40Khz到100Khz)的振蕩頻率。
請參考圖9，為本發(fā)明PWM控制器內(nèi)部電路方塊示意圖。PWM控制器36由一比較器360、或門電路362、361、一RS正反器364及一分壓電路366組成。分壓電路366接收反饋電壓信號VFB用以輸出一誤差電壓信號VE，比較器360輸入端接收該誤差電壓信號VE及反饋電流信號Vcs以執(zhí)行比較運算，用以輸出一調(diào)變輸出信號PWMout。調(diào)變輸出信號PWMout與一過電流致能信號OCPEN通過或門電路362進行或(OR)的邏輯運算后，輸出一重置信號R到RS正反器364的R腳位。RS正反器364的S腳位連接到圖7所示的雙頻振蕩器34，用以取得振蕩頻率PWMclock作為工作頻率，并通過或門電路361與一非門(NOT)輸出一驅(qū)動信號Drv。
配合圖7，請參考圖10，為本發(fā)明電路信號波形示意圖。如圖10所示，其縱軸表示電壓(V)，橫軸表示時間(t)。配合圖7，該遲滯比較電路32利用第一比較器320接收該高臨界電壓VH與該反饋電壓VFB，從而比較輸出一第一比較信號CS1。利用一第二比較器322接收該低臨界電壓VL與該反饋電壓VFB，從而比較輸出一第二比較信號CS2。該第一比較信號CS1與該第二比較信號CS2分別傳送到RS正反器324的重置端(R)及設(shè)定端(S)，并通過RS正反器324進行運算用以輸出該變頻信號QS。該變頻信號QS被傳送到信號同步電路33，信號同步電路33根據(jù)振蕩頻率PWMclock輸出省電致能信號GreenEN到該雙頻振蕩器34。省電致能信號GreenEN用來選擇該雙頻振蕩器32輸出的振蕩頻率PWMclock。該振蕩頻率PWMclock被傳送到PWM控制器36，該PWM控制器36接收該振蕩頻率PWMclock后，根據(jù)該振蕩頻率PWMclock進行輸出一驅(qū)動信號。圖10所示的振蕩頻率PWMclock，在輕載(low)下為22KHZ，即周期時間為45μs，在重載(high)下為65KHZ，即周期時間為15μs。
請再參考圖10，在時間t0-t1期間，電路處于輕載狀態(tài)，此時省電致能信號GreenEN為高電位，高電位的省電致能信號GreenEN被傳入雙頻振蕩器34中，用以調(diào)整其內(nèi)部電容器CT上的充放電信號以輸出低振蕩頻率PWMclock給PWM控制器36使用。上述中，省電致能信號GreenEN在時間t1時，由高電位下降至低電位，其準位下降同步于振蕩頻率PWMclock。并且，在時間t1-t2期間，電路處于重載狀態(tài)，此時省電致能信號GreenEN為低電位，低電位的省電致能信號GreenEN被傳入雙頻振蕩器34中，用以調(diào)整其內(nèi)部電容器CT上的充放電信號以輸出高振蕩頻率PWMclock給PWM控制器36使用。上述中，省電致能信號GreenEN在時間t2時，由低電位上升至高電位，其準位上升同步于第二比較信號CS2。接著，時間t2-t3期間又恢復(fù)到輕載狀態(tài)，此時雙頻振蕩器34輸出低振蕩頻率PWMclock給PWM控制器36使用。在請參考圖7的信號同步電路33在時間t3-t4時，該變頻信號QS為高電位、振蕩頻率PWMclock為低電位，該變頻信號QS被傳送到信號同步電路33的重置端(R)，振蕩頻率PWMclock被傳送到信號同步電路33的設(shè)定端(S)。由于信號同步電路33的重置端(R)其信號優(yōu)先權(quán)高于設(shè)定端(S)所以在此電時間，省電致能信號GreenEN仍保持高電位并不會因為振蕩頻率PWMclock準位下降而改變。該高振蕩頻率PWMclock，為一65KHZ的振蕩頻率，并該低振蕩頻率PWMclock，為一22KHZ的振蕩頻率。
如上述說明中，遲滯比較電路32將該反饋電壓VFB用來和高臨界電壓VH、低臨界電壓VL進行比較運算，以控制變頻信號QS來延緩雙頻振蕩器34的動作，用以避免雙頻振蕩器34因為負載變化時產(chǎn)生的干擾信號或噪聲而造成輸出振蕩頻率的切換過于頻繁或造成切換時的誤動作。
請參考圖11，為本發(fā)明有/無遲滯時的輸出功率、調(diào)頻信號、反饋電壓及振蕩頻率的關(guān)系比較波形示意圖。其中于時間t1-t2期間，輸出功率Pout的負載變化時，輸出電壓Vout則會受到影響，因此會造成反饋電壓VFB產(chǎn)生噪聲(noise)的干擾現(xiàn)象，從而影響省電致能信號GreenEN的波形輸出。電路中若無遲滯時，省電致能信號GreenEN輸出為S1的波形，此時因為省電致能信號GreenEN不穩(wěn)定，使得圖7所示的雙頻振蕩器34輸出的振蕩頻率PWMclock，會反復(fù)地切換輸出低振蕩頻率與高振蕩頻率，從而導(dǎo)致電路功率損失、工作效率降低。
電路中若有遲滯時，可以得到穩(wěn)定的省電致能信號GreenEN輸出為S2的波形，此時圖7所示的雙頻振蕩器34輸出的振蕩頻率PWMclock即會穩(wěn)定的輸出低振蕩頻率(Low Frequency)以防止噪聲(noise)的干擾現(xiàn)象。并且，在時間t3-t4期間，輸出功率Pout的負載變化時，會影響輸出電壓Vout，相同地，此時一樣會造成反饋電壓VFB產(chǎn)生噪聲(noise)的干擾，從而影響省電致能信號GreenEN的波形輸出。電路中若無遲滯時，如圖7所示的雙頻振蕩器34會反復(fù)地切換輸出低振蕩頻率與高振蕩頻率，從而導(dǎo)致電路功率損失、工作效率降低。若是，電路中有遲滯時，如圖7所示的雙頻振蕩器34即會穩(wěn)定地輸出高振蕩頻率(High Frequency)以防止噪聲(noise)的干擾現(xiàn)象。
本發(fā)明是利用一遲滯比較電路，用來截取一反饋電壓、一高臨界電壓及一低臨界電壓，并將該些電壓進行比較運算及遲滯運算后輸出一變頻信號到信號同步電路，信號同步電路輸出省電致能信號GreenEN到該雙頻振蕩器。該雙頻振蕩器接收該省電致能信號GreenEN，用以輸出相應(yīng)的一振蕩頻率，該振蕩頻率被傳送到該PWM控制器，該PWM控制器接收該振蕩頻率后，根據(jù)該振蕩頻率進行輸出一驅(qū)動信號。該雙頻振蕩器會跟隨負載的輕重變化，從而分別改變輸出兩個波段即一高頻波段(40Khz到100Khz)、一低頻波段(18Khz到27Khz)的振蕩頻率以提供給PWM控制器，使得電源供應(yīng)器可以適時反應(yīng)隨時變化的運行環(huán)境，從而達到更好的效率或更穩(wěn)定的輸出以達到省電的效果。
該雙頻振蕩器會在重載時，輸出高頻波段(40Khz到100Khz)的振蕩頻率，并在輕載下輸出低頻波段(18Khz到27Khz)的振蕩頻率以提供給PWM控制器。如此，本發(fā)明即可以利用遲滯電路的頻率延緩功能，用來改善現(xiàn)有省電技術(shù)于負載變化時所產(chǎn)生頻率不必要的切換情形，從而減少不必要的切換損失，同時可以防止噪聲(noise)的干擾現(xiàn)象以達到省電功效。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，可以跟隨電源供應(yīng)器的負載變化，改變輸出驅(qū)動信號的頻率，其特征在于，包括有一遲滯比較電路，截取一反饋電壓、一高臨界電壓及一低臨界電壓，該電壓經(jīng)比較運算及遲滯運算后，輸出一變頻信號；一信號同步電路，連接于該遲滯比較電路，接收該變頻信號及一振蕩頻率，并在輸出端輸出一省電致能信號；一雙頻振蕩器，連接于該信號同步電路，接收該省電致能信號，用以輸出相應(yīng)的一振蕩頻率；及一PWM控制器，連接于該雙頻振蕩器，接收該振蕩頻率，并根據(jù)該振蕩頻率進行輸出一驅(qū)動信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，其特征在于，該遲滯比較電路包括有一第一比較器，接收該高臨界電壓與該反饋電壓，比較輸出一第一比較信號；一第二比較器，接收該低臨界電壓與該反饋電壓，比較輸出一第二比較信號；及一正反器，連接于該第一比較器與該第二比較器，接收該第一比較信號及該第二比較信號，運算輸出該調(diào)頻信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，其特征在于，該第一比較器，其非反向輸入端連接到電源供應(yīng)器負載端，用以接收該反饋電壓，并其反相輸入端連接到一直流電源，用以接收該高臨界電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，其特征在于，該第二比較器，其反相輸入端連接到電源供應(yīng)器負載端，用以接收該反饋電壓，非反向輸入端通過一第一電阻器連接到一直流電源，并通過一第二電阻器連接到一參考地端。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，其特征在于，該正反器為一RS正反器，其一重設(shè)端(R連接到該第一比較器的輸出端，一設(shè)定端(S)連接到該第二比較器的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，其特征在于，該雙頻振蕩器可輸出一高頻波段或一低頻波段的振蕩頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，其特征在于，該高頻波段的振蕩頻率范圍為40Khz到100Khz。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，其特征在于，該低頻波段的振蕩頻率范圍為18Khz到27Khz。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，其特征在于，該信號同步電路為一RS正反器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自動改變輸出頻率的脈沖寬度調(diào)制裝置，可以跟隨電源供應(yīng)器的負載變化，改變輸出驅(qū)動信號的頻率，包括有遲滯比較電路，截取反饋電壓、高臨界電壓及低臨界電壓，該電壓經(jīng)比較運算及遲滯運算后，輸出變頻信號；信號同步電路，連接于該遲滯比較電路，接收該變頻信號及振蕩頻率，并在輸出端輸出省電致能信號；雙頻振蕩器，連接于該信號同步電路，接收該省電致能信號，用以輸出相應(yīng)的振蕩頻率；及PWM控制器，連接于該雙頻振蕩器，接收該振蕩頻率，并根據(jù)該振蕩頻率進行輸出驅(qū)動信號。本發(fā)明用于跟隨負載變化，改變輸出的切換頻率。
文檔編號H02M7/00GK1780131SQ20041009118
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月23日
發(fā)明者吳俊政 申請人:尼克森微電子股份有限公司