專利名稱：用于檢測(cè)變壓器的輸入電壓的檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率轉(zhuǎn)換器，且更明確地說涉及一種切換式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路。
背景技術(shù)：
目前已廣泛使用各種功率轉(zhuǎn)換器來提供調(diào)節(jié)的電壓和電流。由于安全原因，離線式功率轉(zhuǎn)換器使用變壓器來將其一次側(cè)與二次側(cè)隔離。因?yàn)樽儔浩鞯姆瓷潆妷嚎捎糜谡{(diào)節(jié)，所以功率轉(zhuǎn)換器的控制器通常包含電壓檢測(cè)端，所述電壓檢測(cè)端耦合至變壓器以檢測(cè)變壓器的反射電壓。近來的發(fā)展中，揭示了許多控制方案，例如Yang等人的美國專利第6,853,563號(hào)“Primary-sidecontrolled flyback power converter”、Yang等人的美國專利第7,016,204號(hào)“Close-loop PWM controller for primary-side controlled powerconverters”，其中電壓檢測(cè)端是由反饋輸入端來操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種檢測(cè)電路，其使用電壓檢測(cè)端來檢測(cè)變壓器的輸入電壓。因此，不需要另外的反饋(feedback)輸入端。
本發(fā)明提供一種用以檢測(cè)變壓器的輸入電壓的檢測(cè)電路。所述檢測(cè)電路包括耦合至變壓器的繞組的電流源電路；電流-電壓電路耦合至所述電流源電路，以響應(yīng)于自所述電流源電路輸出的電流來產(chǎn)生第一電壓；以及取樣和保持電路通過取樣所述第一電壓產(chǎn)生輸出電壓。脈沖產(chǎn)生器耦合至所述取樣和保持電路，以響應(yīng)于所述變壓器的切換來提供脈沖信號(hào)。所述取樣和保持電路的操作為所述輸出電壓提供低通過濾。所述變壓器耦合至所述輸入電壓。因此，所述輸出電壓與所述變壓器的所述輸入電壓相關(guān)。


附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，所述附圖并入本說明書中并組成本說明書的一部分。

本發(fā)明的實(shí)施例，并與具體實(shí)施方式
一起用來解釋本發(fā)明的原理。
圖1展示具有耦合至變壓器的電壓檢測(cè)端的功率轉(zhuǎn)換器的示意圖。
圖2展示本發(fā)明檢測(cè)電路的較佳實(shí)施例。
圖3展示本發(fā)明檢測(cè)電路的較佳實(shí)施例的的信號(hào)波形圖。
圖4展示本發(fā)明檢測(cè)電路脈沖產(chǎn)生器的較佳實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1展示具有電壓檢測(cè)端的功率轉(zhuǎn)換器100。變壓器10包含一次側(cè)繞組NP、二次側(cè)繞組NS和輔助繞組NA。二次側(cè)繞組NS通過整流器40和電容器45而耦合至功率轉(zhuǎn)換器100的輸出VO。變壓器10的一次側(cè)繞組NP自輸入電壓VIN連接至晶體管20。晶體管20用來切換變壓器10并調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器100的輸出VO。功率轉(zhuǎn)換器100具有包含電壓檢測(cè)端IN的控制電路50，所述電壓檢測(cè)端IN通過分壓器30而耦合至變壓器10的輔助繞組NA。電阻器32和35形成分壓器30。圖2展示控制電路50中檢測(cè)電路200。圖2所展示的檢測(cè)電路200為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，其包括耦合至電壓檢測(cè)端IN的第一電路210。第一電路210電流源電路，其可用一晶體管61形成。偏置電路220耦合至第一電路210以便為晶體管61的柵極提供偏置電壓Vbias。恒定電流源70、電阻器71和晶體管62形成偏置電路220的較佳實(shí)施例。偏置電路220用以產(chǎn)生偏置電壓Vbias。在變壓器10的切換期間，當(dāng)電壓檢測(cè)端IN處產(chǎn)生的電壓低于電壓VS時(shí)，電壓檢測(cè)端IN的電壓將被箝位至電壓VS。電壓VS由恒定電流源70的電流和電阻器71的電阻值決定。第一電路61輸出的電流IS可表示為，Is=Vs-(-TNATNP×VIN×K)REQ······(1)]]>其中TNA和TNP分別是輔助繞組NA和一次側(cè)繞組NP的繞組匝數(shù)；K是分壓器30(電阻器32和35)的比率；REQ是電阻器32和35的等效電阻值；VIN是變壓器10的輸入電壓。
第二電路230耦合至第一電路210以響應(yīng)于電流IS來產(chǎn)生輸出電壓VX。第二電路230包含電流-電壓電路240以及取樣和保持電路250。電流-電壓電路240連接至第一電路210以響應(yīng)于自第一電路210輸出的電流IS來產(chǎn)生第一電壓VO。取樣和保持電路250通過取樣第一電壓VO而進(jìn)一步產(chǎn)生輸出電壓VX。晶體管63、64和電阻裝置65形成電流-電壓電路240的較佳實(shí)施例。晶體管63經(jīng)耦合至晶體管61以接收晶體管61的電流I1。晶體管64將來自晶體管63的電流I1鏡射為電流I2以應(yīng)用至電阻裝置65。第一電壓VO產(chǎn)生于電阻裝置65處。取樣和保持電路250的較佳實(shí)施例包含開關(guān)81、85和電容器82、86。開關(guān)81連接至電阻裝置65以將第一電壓VO取樣至電容器82。開關(guān)85連接至電容器82以將來自電容器82的信號(hào)取樣至電容器86。電容器86的電容值大于電容器82的電容值。因此，開關(guān)85和電容器86的切換操作形成低通濾波器。輸出電壓VX產(chǎn)生于電容器86處。因?yàn)樽儔浩?0耦合至輸入電壓VIN，因此輸出電壓VX與變壓器10的輸入電壓VIN相關(guān)?？赏ㄟ^以下方程序(2)和(3)來表示輸出電壓VXVx=Is×G×R65×11+jωjω0······(2)]]>Vx=Vs+(TNATNP×VIN×K)REQ×G×R65×11+jωjω0······(3)]]>其中G是由晶體管63和64的幾何比率決定的增益；R65是電阻裝置65的電阻值；ω0是低通濾波器的主極點(diǎn)(dominant pole)。
控制電路50中的切換電路150產(chǎn)生切換信號(hào)VSW用以調(diào)整功率轉(zhuǎn)換器100。切換信號(hào)VSW通過輸出緩沖器90產(chǎn)生控制電路50中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)VG以便控制如圖1中所展示的晶體管20以調(diào)整功率轉(zhuǎn)換器100。切換信號(hào)VSW進(jìn)一步控制開關(guān)81的導(dǎo)通/關(guān)斷。因此，在晶體管20導(dǎo)通期間，開始取樣第一電壓VO。脈沖產(chǎn)生器100根據(jù)切換信號(hào)VSW的下降沿(falling edge)產(chǎn)生脈沖信號(hào)PLS以控制開關(guān)85。開關(guān)85是在開關(guān)81取樣之后受控以執(zhí)行取樣。圖3展示控制電路50中的切換信號(hào)VSW、驅(qū)動(dòng)信號(hào)VG和脈沖信號(hào)PLS的信號(hào)波形。輸出緩沖器90導(dǎo)致傳播延遲TD1。脈沖信號(hào)PLS的另一延遲時(shí)間TD2和脈沖寬度TD3由脈沖產(chǎn)生器100產(chǎn)生。
圖4展示本發(fā)明脈沖產(chǎn)生器100較佳實(shí)施例的示意圖。恒定電流源110、晶體管115、電容器116和NOR門117形成第一脈沖產(chǎn)生器83。第一脈沖產(chǎn)生器83響應(yīng)于切換信號(hào)VSW的下降沿而產(chǎn)生第一脈沖信號(hào)。恒定電流源120、晶體管125、電容器126和NOR門127形成第二脈沖產(chǎn)生器。第二脈沖產(chǎn)生器應(yīng)于第一脈沖信號(hào)的下降沿而產(chǎn)生脈沖信號(hào)PLS。恒定電流源110的電流值和電容器116的電容值決定第一脈沖信號(hào)的脈沖寬度。第一脈沖信號(hào)的脈沖寬度產(chǎn)生延遲時(shí)間TD2。恒定電流源120的電流值和電容器126的電容值決定脈沖信號(hào)PLS的脈沖寬度TD3。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易了解，可在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作出各種修改和變更。鑒于前文所述，倘若對(duì)本發(fā)明作出的修改和變更在所附權(quán)利要求書及其等效物的范圍內(nèi)，則希望本發(fā)明涵蓋這些修改和變更。
權(quán)利要求
1.一種輸入電壓檢測(cè)電路，其包括電流源電路，其耦合至變壓器的繞組；電流-電壓電路，其耦合至所述電流源電路，以響應(yīng)于自所述電流源電路輸出的電流來產(chǎn)生第一電壓；和取樣和保持電路，其通過取樣所述第一電壓來產(chǎn)生輸出電壓，其中所述變壓器耦合至輸入電壓，且所述輸出電壓與所述變壓器的所述輸入電壓相關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入電壓檢測(cè)電路，其進(jìn)一步包括脈沖產(chǎn)生器，所述脈沖產(chǎn)生器耦合至所述取樣和保持電路，并響應(yīng)于所述變壓器的切換提供脈沖信號(hào)至所述取樣和保持電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入電壓檢測(cè)電路，其進(jìn)一步包括偏置電路，所述偏置電路耦合至所述電流源電路，并提供偏置電壓至所述電流源電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入電壓檢測(cè)電路，其中所述電流源電路是通過電阻器耦合至所述變壓器的所述繞組。
5.一種檢測(cè)電路，其包括第一電路，其耦合至變壓器；和第二電路，其耦合至所述第一電路，并響應(yīng)于自所述第一電路輸出的電流產(chǎn)生輸出電壓，其中所述變壓器耦合至輸入電壓，且所述輸出電壓與所述輸入電壓相關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測(cè)電路，其進(jìn)一步包括偏置電路，所述偏置電路耦合至所述第一電路，并提供偏置電壓至所述第一電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測(cè)電路，其中所述第二電路包括低通濾波器，所述低通濾波器用于產(chǎn)生所述輸出電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的檢測(cè)電路，其中所述低通濾波器是切換式電容濾波器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于檢測(cè)變壓器的輸入電壓的電路。所述電路包括耦合至變壓器的繞組的電流源電路。電流－電壓電路耦合至所述電流源電路，以響應(yīng)于自所述電流源電路輸出的電流來產(chǎn)生第一電壓。取樣和保持電路通過取樣所述第一電壓來產(chǎn)生輸出電壓。所述變壓器耦合至所述輸入電壓，且所述輸出電壓與所述變壓器的所述輸入電壓相關(guān)。
文檔編號(hào)H02M7/00GK1908682SQ20061011480
公開日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2006年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月9日
發(fā)明者李俊慶, 楊大勇 申請(qǐng)人:崇貿(mào)科技股份有限公司