專利名稱：用于電源供應(yīng)器的切換控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種切換控制裝置，尤指一種用于并聯(lián)式電源供 應(yīng)器的切換控制裝置。
背景技術(shù)：
為了滿足電腦及通訊系統(tǒng)的高速運(yùn)作需求，電源供應(yīng)器必需要能 供應(yīng)中央處理器及其周邊裝置較大的切換電流，然而，電源供應(yīng)器在 供應(yīng)較大切換電流的同時(shí)，會(huì)有較多的功率損失。 一般說(shuō)來(lái)，電源供 應(yīng)器的功率損失與其所供應(yīng)的切換電流的平方成正比，也就是如下列 方程式(l)所示
PL0SS=l2xR ----------------------------------- (1)
其中，I為該電源供應(yīng)器的切換電流，而R為切換裝置的阻抗，例 如像是電感及晶體管的電阻...等。
較高的輸出電流會(huì)導(dǎo)致較低的效率，其中又以對(duì)低輸出電壓的電 源供應(yīng)器的效率的影響尤劇。近年來(lái)，各種并聯(lián)式輸出的技術(shù)已被廣 泛地用來(lái)解決此項(xiàng)問(wèn)題，例如，由Dinh所公開(kāi)的美國(guó)專利號(hào)6,262,566 "DC-to-DC controller having a multi-phase synchronous buck regulator"、 由Walters等人所公開(kāi)的美國(guó)專利號(hào)6,278,263 "Multi-phase converter with balanced currents"、由Ashbum等人所公開(kāi)的美國(guó)專利號(hào)6,362,608 "Multi-phase switching converters and methods"、及由Yang等人所公開(kāi) 的美國(guó)專禾lj號(hào)6,404,175 "Multi-phase and multi-module power supplies with balanced current between phases and modules，，等。然而，這些背景 技術(shù)有一項(xiàng)共同的缺點(diǎn)，也就是其僅能提供有限數(shù)目的并聯(lián)式通道 (parallel channel),具體言之，這些背景技術(shù)僅能提供二或三個(gè)通道。 這種僅能提供有限數(shù)目個(gè)通道的特性，會(huì)使并聯(lián)式輸出的技術(shù)在應(yīng)用 上不具彈性。這些背景技術(shù)尚有另一項(xiàng)缺點(diǎn)，也就是平衡電流方法 (balance current approach),必需不斷地量測(cè)切換電流，然而，量測(cè)切換電流會(huì)造成功率損失。

實(shí)用新型內(nèi)容
鑒于以上所述背景技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的一目的即在提供一 種用于并聯(lián)式電源供應(yīng)器的具有功率分享功能的切換控制裝置，以達(dá) 到不需量測(cè)切換電流，且能增加并聯(lián)式通道在應(yīng)用上的彈性。
為達(dá)成上述及其它目的，本實(shí)用新型所提供的用于電源供應(yīng)器的 切換控制裝置包含輸入電路，用來(lái)接收輸入信號(hào)，以產(chǎn)生相移信號(hào)； 電阻，其決定該輸入信號(hào)及該相移信號(hào)間的延遲時(shí)間；第一積分電路， 其耦接于該輸入電路，用來(lái)響應(yīng)于該輸入信號(hào)的脈沖寬度，以產(chǎn)生第 一積分信號(hào)；以及控制電路，用來(lái)產(chǎn)生切換該電源供應(yīng)器的切換信號(hào)。 該用于電源供應(yīng)器的切換控制裝置另包含第二積分電路，用來(lái)響應(yīng)于 切換信號(hào)的脈沖寬度，以產(chǎn)生第二積分信號(hào)。
本實(shí)用新型還提供一種用于并聯(lián)式電源供應(yīng)器的功率分享電路， 其特征在于，該功率分享電路包含輸入電路，用來(lái)接收輸入信號(hào)， 并據(jù)以產(chǎn)生相移信號(hào)；第一積分電路，其耦接于該輸入電路，用來(lái)將 該輸入信號(hào)予以積分，并據(jù)以產(chǎn)生第一積分信號(hào)；控制電路，其耦接 于該輸入電路，且響應(yīng)于該輸入信號(hào)而使能，并產(chǎn)生切換信號(hào)；以及 第二積分電路，耦接于該控制電路，用來(lái)將該切換信號(hào)予以積分，并 產(chǎn)生第二切換信號(hào)；其中，當(dāng)該第二積分信號(hào)一高于該第一積分信號(hào) 時(shí)，該切換信號(hào)便失效。
該切換信號(hào)響應(yīng)相移信號(hào)的使能而使能，并響應(yīng)于第一積分信號(hào) 及第二積分信號(hào)的比較結(jié)果而失效。該第一積分電路的時(shí)間常數(shù)(time constant)是相關(guān)于該第二積分電路的時(shí)間常數(shù)。如此一來(lái)，該切換信 號(hào)的脈沖寬度決定于該第一積分信號(hào)的位準(zhǔn)。該第一積分信號(hào)的位準(zhǔn) 隨著該輸入信號(hào)的脈沖寬度的增加而增加，而該切換信號(hào)的脈沖寬度 則隨著該第一積分信號(hào)的減少而減少。該切換信號(hào)的脈沖寬度將隨著 輸入信號(hào)的脈沖寬度相應(yīng)變化以實(shí)現(xiàn)功率分享。
此外，偵測(cè)電路被用來(lái)偵測(cè)該輸入信號(hào)，以在該偵測(cè)電路偵測(cè)到 該輸入信號(hào)并不存在時(shí)，使該切換信號(hào)得以響應(yīng)于脈沖信號(hào)而使能。 另有振蕩器被用來(lái)產(chǎn)生該脈沖信號(hào)及斜坡信號(hào)，且有誤差放大器耦接至該電源供應(yīng)器的輸出，用來(lái)產(chǎn)生誤差信號(hào)，使該切換信號(hào)得以響應(yīng) 于該誤差信號(hào)及該斜坡信號(hào)的比較結(jié)果而失效。假設(shè)輸入信號(hào)存在， 誤差放大器會(huì)因過(guò)電壓保護(hù)而運(yùn)作。
本實(shí)用新型的具有功率分享能力的切換控制裝置可獨(dú)立(tand-alone)運(yùn)作，也可與其它切換控制裝置并聯(lián)地運(yùn)作，以對(duì)功率供 應(yīng)器提供高輸出電流。理論上，本實(shí)用新型的切換控制裝置的并聯(lián)數(shù) 目并無(wú)限制。同步化及相移可進(jìn)一步用來(lái)分散(spread)切換干擾及降低 波紋(ripple)。當(dāng)使用功率分享替代平衡電流時(shí)，便不需量測(cè)切換電流， 如此將可簡(jiǎn)化電路，并進(jìn)而增進(jìn)該功率供應(yīng)器的效率。


圖1為本實(shí)用新型的第一實(shí)施例中并聯(lián)式電源供應(yīng)器的電路示意圖。
圖2為圖1所顯示的并聯(lián)式電源供應(yīng)器的切換控制裝置的較佳實(shí)施例的電路示意圖。
圖3為圖2所顯示的切換控制裝置中的功率分享電路的較佳實(shí)施例的電路示意圖。
圖4為圖2所顯示的切換控制裝置中的輸入電路的較佳實(shí)施例的電路示意圖。
圖5為圖2所顯示的切換控制裝置中的脈沖產(chǎn)生器的較佳實(shí)施例的電路示意圖。
圖6為圖2所顯示的切換控制裝置中偵測(cè)電路的較佳實(shí)施例的電路示意圖。
圖7為圖2所顯示的切換控制裝置中的第一積分電路的較佳實(shí)施例的電路示意圖。
圖8為圖2所顯示的切換控制裝置中的振蕩器電路的較佳實(shí)施例的電路示意圖。
圖9為圖2所顯示的切換控制裝置中的多路復(fù)用器的較佳實(shí)施例的電路示意圖。
圖10為圖2所顯示的切換控制裝置中的誤差放大器的較佳實(shí)施例的電路示意圖。
圖11為圖2所顯示的切換控制裝置中的重置電路的較佳實(shí)施例的 電路示意圖。
圖12為圖2所顯示的切換控制裝置中輸入信號(hào)SvK及切換信號(hào) PWM的波形圖。
圖13為本實(shí)用新型的第二較佳實(shí)施例中的并聯(lián)式電源供應(yīng)器的電路示意圖。
圖14為圖13所顯示的并聯(lián)式電源供應(yīng)器中的切換控制裝置的較 佳實(shí)施例的電路示意圖。
圖15為圖14所顯示的切換控制裝置中的功率分享電路的較佳實(shí)施例的電路示意圖。
第16圖為圖15所顯示切換控制裝置中的輸入電路的較佳實(shí)施例 的電路示意圖。
主要元件符號(hào)說(shuō)明
10、 20、 40、 510、 520、 540 切換控制裝置 12、 22、 42、 112-117、 225、 316、 620-622 15、 25、 45 電感 21、 41、 56、 57、 521、 541 電阻 50、 125、 145、 155、 185-187、 220、 325 60 誤差放大器 65、 615
80、 149觸發(fā)器
85、 159、 252、 253、 351、 351 與門(mén) 90 驅(qū)動(dòng)電路 100、 600功率分享電路
110、 610 輸入電路
120、 143、 150、 180、 210、 215、 320 電流源 130、 131、 630、 631 緩沖門(mén) 132、 133、 235-237、 315 與非門(mén)
134、 147、 151、 152、 157、 240、 241、 251、 360、 361反相器
135、 165、 170、 175 脈沖產(chǎn)生器 140偵測(cè)電路 142、 153、 181 晶體管 160第一積分電路 190-192、 211、 216開(kāi)關(guān) 200振蕩器230、 231、 330、 345 比較器
250多路復(fù)用器
300重置電路
SYN、 DLY、 IN 輸入端
FB反饋端
V。輸出電壓
CNT控制信號(hào)
RAMP
S2 相移信號(hào) OFF重置信號(hào) SYN輸入信號(hào)
輸入整形信號(hào) SPI第一取樣信號(hào) VH、 VL作用點(diǎn)電壓
Im輸入電流 Tdly延遲時(shí)間 COM
Ill3、 I"4、 I"6、 Il20、 Il80、
256、 370 或非門(mén) 310 第二積分電路 SW、 OUT輸出端 V1N 輸入電壓 VFB 反饋信號(hào) PWM 切換信號(hào) 斜坡信號(hào)PLS脈沖信號(hào)
ON
PWRST
VT
Vref Sp2
320
輸出信號(hào)
電源開(kāi)啟重置信號(hào) 第一積分信號(hào) 參考電壓 第二取樣信號(hào) VR1、 VR2參考電壓
SAW 第二積分信號(hào) T0N1、 T0N2脈沖寬度 誤差信號(hào)I,o、 I20、 14。切換電流 電流
具體實(shí)施方式
以下配合附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，以使本領(lǐng)域技術(shù)人 員可輕易地了解本實(shí)用新型的技術(shù)特征與達(dá)成效果。
圖1為本實(shí)用新型的第一實(shí)施例中的并聯(lián)式功率供應(yīng)器。該并聯(lián) 式電源供應(yīng)器包含多個(gè)串接的功率轉(zhuǎn)換器，例如由切換控制裝置10及 電感15所共同組成的第一功率轉(zhuǎn)換器、由切換控制裝置20及電感25 所共同組成的第二功率轉(zhuǎn)換器、以及由切換控制裝置40及電感45所 共同組成的第四功率轉(zhuǎn)換器。電容50連接至該并聯(lián)式電源供應(yīng)器的輸 出端，切換控制裝置IO的電源端VIN連接至輸入電壓V,當(dāng)切換控 制裝置IO開(kāi)啟時(shí)，會(huì)產(chǎn)生切換電流I1Q，而切換電流U可由下列方程 式(2)來(lái)表示
<formula>see original document page 8</formula> (2)
其中，L15為電感15的電感值，電感15可消除切換電流中的波 紋電流，ToN.u)為控制切換器lO的開(kāi)啟時(shí)間(ontime)， VIN為該輸入電 壓，而Vo為輸出電壓。
切換控制裝置10的反饋端FB經(jīng)由電阻56及57耦接至輸出端。 電阻56及57共同形成分壓器，用來(lái)調(diào)節(jié)該電源供應(yīng)器輸出端的輸出 電壓V0。切換控制裝置10的輸出端SW經(jīng)由電阻21耦接至切換控制 裝置20的輸入端SYN。切換控制裝置40通過(guò)電阻41而由其之前的切 換控制裝置所控制。切換控制裝置10做為主要(master)控制器，而切換 控制裝置20及40則做為從屬(slave)控制器。所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出皆 連接至輸出端。其中所述從屬控制器可采菊鏈?zhǔn)?daisy chain)排列，以 同步化并分享功率。所述從屬控制器與主要控制器具有相同的開(kāi)啟時(shí) 間及切換周期。所述切換控制裝置的所述切換信號(hào)之間的延遲時(shí)間 (delay time)由電阻決定，例如由電阻21及41 ...等決定。
若所述功率轉(zhuǎn)換器運(yùn)作于連續(xù)電流模式(Continuous current mode, CCM)，則其切換電流會(huì)包含直流電流(DC cmrent)及波紋電流(ripple cmrent)。該電源供應(yīng)器的輸出電壓Vo及輸出電流Io可由下列方程式 (3)-(7)表示
<formula>see original document page 9</formula>-------------------------------------------------(3)
<formula>see original document page 9</formula>----------------------------- (4)
<formula>see original document page 9</formula>-----------------------------(5)
<formula>see original document page 9</formula>-----------------------------(6)
<formula>see original document page 9</formula>-------------------------------------------(7)
其中，L25及L45分別為電感25及45的電感值，TON.2o及ToN.4()為 切換控制裝置20及40的幵啟時(shí)間，IA.1Q為該第一功率轉(zhuǎn)換器的直流電流，u-20為該第二功率轉(zhuǎn)換器的直流電流，而u.40為該第四功率轉(zhuǎn)換器的直流電流。
由于所述從屬控制器的開(kāi)啟時(shí)間及切換周期設(shè)計(jì)成相等于該主要 控制器的開(kāi)啟時(shí)間T(^及切換周期T，因此，若電感15、 25和45的電 感值都相同，則每一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器會(huì)有相等的輸出電流。
圖2為本實(shí)用新型的切換控制裝置的較佳實(shí)施例的電路示意圖。 該切換控制裝置包含功率分享電路(power-sharing circuit, PSC)100，其 輸入端SYN，用來(lái)接收輸入信號(hào)Syn，因此輸入信號(hào)Sw為另一個(gè)切 換控制裝置所輸出的輸出信號(hào)。功率分享電路100響應(yīng)于輸入信號(hào)SYN 而產(chǎn)生相移(phase-shift)信號(hào)S2、控制信號(hào)CNT和第一積分信號(hào)VT。
當(dāng)輸入信號(hào)SYN使能達(dá)延遲時(shí)間TDw后，相移信號(hào)S2才被產(chǎn)生。控制
信號(hào)CNT是用以指示輸入信號(hào)Syn是否有效。第一積分信號(hào)VT的產(chǎn)
生則與輸入信號(hào)SvN的脈沖寬度相關(guān)。
振蕩器(oscillator， OSC)200用來(lái)產(chǎn)生脈沖信號(hào)PLS及斜坡(ramp)信 號(hào)RAMP。脈沖信號(hào)PLS及相移信號(hào)S2皆連接至多路復(fù)用器 (multiplexer, MUX)250。控制信號(hào)CNT被傳送到多路復(fù)用器250，用以 控制多路復(fù)用器250。多路復(fù)用器250在控制信號(hào)CNT使能時(shí)所輸出 的信號(hào)相同于相移信號(hào)S2;而多路復(fù)用器250在控制信號(hào)CNT失效時(shí)， 所輸出的信號(hào)相同于脈沖信號(hào)PLS。多路復(fù)用器250的輸出信號(hào)ON 被傳送至觸發(fā)器80，用以設(shè)定觸發(fā)器80。觸發(fā)器80與與門(mén)85共同形 成控制電路。該控制電路在與門(mén)85的輸出端產(chǎn)生切換信號(hào)PWM。
與門(mén)85的輸入端連接至觸發(fā)器80的輸出端及多路復(fù)用器250的 輸出端。觸發(fā)器80受控于重置信號(hào)(reset signal)OFF而重置。重置電路 300響應(yīng)第一積分信號(hào)VT或誤差信號(hào)COM而產(chǎn)生重置信號(hào)OFF。具 體言之，當(dāng)控制信號(hào)CNT失效時(shí)，重置信號(hào)OFF響應(yīng)誤差信號(hào)COM 而產(chǎn)生。誤差信號(hào)COM與斜坡信號(hào)RAMP比較結(jié)果將控制重置信號(hào) OFF的產(chǎn)生。當(dāng)該切換控制裝置運(yùn)作成主要控制器時(shí)，控制信號(hào)CNT 失效；反之，若切換控制裝置運(yùn)作成從屬控制器，則控制信號(hào)CNT將 使能，且重置信號(hào)OFF將響應(yīng)第一積分信號(hào)VT而產(chǎn)生。
誤差放大器60耦接至反饋端FB，以依據(jù)該電源供應(yīng)器的輸出電 壓產(chǎn)生誤差信號(hào)COM。誤差放大器60于控制信號(hào)CNT使能時(shí)，提供 過(guò)電壓(over-voltage)的保護(hù)。切換信號(hào)PWM被傳送到驅(qū)動(dòng)電路90，用 以控制驅(qū)動(dòng)電路90，以進(jìn)而切換該電源供應(yīng)器。驅(qū)動(dòng)電路90的輸出為 該切換控制裝置的輸出端SW。
圖3為功率分享電路100的較佳實(shí)施例的電路示意圖。功率分享 電路100包含輸入電路110及第一積分電路160。其中，輸入電路110
耦接至輸入端SYN,用來(lái)接收輸入信號(hào)SYN，并產(chǎn)生控制信號(hào)CNT、 相移信號(hào)S2和輸入整形(input-shaping)信號(hào)S,。其中，輸入整形信號(hào) S,連接至第一積分電路160;第一積分電路160響應(yīng)輸入整形信號(hào)S， 及切換信號(hào)PWM而產(chǎn)生第一積分信號(hào)VT。
圖4為輸入電路110的較佳實(shí)施例的電路示意圖。晶體管112、 113 及114共同形成電流鏡。該電流鏡是連接至輸入端SYN，以接收輸入 信號(hào)Syn。輸入信號(hào)Syk軀幼晶體管112產(chǎn)生輸入電流1112。而晶體管 113及114則依據(jù)電流1112分別產(chǎn)生電流1113及1114。電流源120產(chǎn)生電 流lm。其中電流Iw流向晶體管113，以與1113相比較。
反相器130的輸入端連接至電流源120及晶體管113的連接點(diǎn)。 反相器130響應(yīng)于電流I12Q及1113的比較結(jié)果，而產(chǎn)生輸入整形信號(hào)S,。 具體言之，當(dāng)電流1113高于電流112。時(shí)，輸入整形信號(hào)S,會(huì)被使能(高 邏輯準(zhǔn)位)。晶體管115及116共同形成另一電流鏡，該電流鏡依據(jù)電 流1114產(chǎn)生電流1116，而電流1116用來(lái)對(duì)電容125充電。
反相器131的輸入端連接至電容125，而反相器131的輸出端則連 接至與非門(mén)132的輸入端。與非門(mén)132的另一輸入端輸入該輸入整形 信號(hào)Sp至于與非門(mén)132的輸出端則耦接至脈沖產(chǎn)生器135以產(chǎn)生相
移信號(hào)S2。因此，在輸入信號(hào)SvN使能及相移信號(hào)S2使能之間，存在
一延遲時(shí)間Tdly。其中電阻(例如電阻21或41)決定輸入電流1112的大
小，而延遲時(shí)間tdly的長(zhǎng)短則由輸入電流1112及電容125的電容值所
共同決定。
晶體管117連接至電容125，用來(lái)對(duì)電容125放電。與非門(mén)133用 來(lái)控制晶體管117的導(dǎo)通/截止。其中，與非門(mén)133的第一輸入端接收 該輸入整形信號(hào)S,，而該切換信號(hào)PWM則經(jīng)由反相器134輸入到與 非門(mén)133的第二輸入端。如此一來(lái)， 一旦輸入整形信號(hào)S，失效或切換 信號(hào)PWM使能時(shí)，電容125便會(huì)被放電。此外，偵測(cè)電路140用來(lái) 偵測(cè)輸入信號(hào)Syn的瑜入。偵測(cè)電路140將響應(yīng)相移信號(hào)S2而產(chǎn)生控 制信號(hào)CNT。
圖5為脈沖產(chǎn)生器135的較佳實(shí)施例的電路示意圖。反相器151 連接至脈沖產(chǎn)生器135的輸入端I N，用來(lái)接收輸入信號(hào)。反相器151 的輸出則經(jīng)由反相器152傳送至晶體管153，用以控制晶體管153。電容155與晶體管153并聯(lián)，電流源150耦接電容155且用來(lái)對(duì)電容155 充電。反相器157的輸入端連接至電容155，反相器157的輸出端則連 接至與門(mén)159的輸入端。與門(mén)159的另一輸入端則連接至反相器151 的輸出端，至于與門(mén)159的輸出端則連接至脈沖產(chǎn)生器135的輸出端 0 U T 。如此一來(lái)，脈沖產(chǎn)生器135便可響應(yīng)脈沖產(chǎn)生器135的輸入 信號(hào)的下降緣(fallingedge)，而產(chǎn)生脈沖電壓，其中，脈沖電壓的脈沖 寬度則由電流源150的電流及電容155的電容值所共同決定。
圖6為偵測(cè)電路140的較佳實(shí)施例的電路示意圖。相移信號(hào)S2被 傳送至控制晶體管142，用以控制晶體管142。晶體管142則是用來(lái) 控制電容145放電。電流源143連接電容145，且用來(lái)對(duì)電容145充電。 反相器147的輸入端連接至電容145，反相器147的輸出端則連接重 置觸發(fā)器149，以用來(lái)重置觸發(fā)器149。觸發(fā)器149被相移信號(hào)S2所使 能。觸發(fā)器149響應(yīng)相移信號(hào)S2以產(chǎn)生控制信號(hào)CNT。具體言之，當(dāng) 相移信號(hào)S2沒(méi)有在暫停期間(time-outperiod)內(nèi)輸入(input),則控制信 號(hào)CNT將失效。該暫停期間是由電流源143的電流以及電容145的電 容值所共同決定。
圖7為第一積分電路160的較佳實(shí)施例的電路示意圖。電流源180 經(jīng)由開(kāi)關(guān)190連接至電容185，以用來(lái)對(duì)電容185充電。開(kāi)關(guān)190由輸 入整形信號(hào)S,所控制。電容186經(jīng)由開(kāi)關(guān)191耦接至電容185。開(kāi)關(guān) 191由第一取樣信號(hào)Sw所控制。電容187經(jīng)由開(kāi)關(guān)192連接至電容186， 以用來(lái)產(chǎn)生第一積分信號(hào)VT。開(kāi)關(guān)192是是由第二取樣信號(hào)Sp2所控 制。第二取樣信號(hào)SP2由切換信號(hào)PWM經(jīng)由脈沖產(chǎn)生器165所產(chǎn)生。 脈沖產(chǎn)生器170響應(yīng)輸入整形信號(hào)S,，而產(chǎn)生第一取樣信號(hào)Sp,。晶體 管181連接至電容185，并響應(yīng)第一取樣信號(hào)SP1的結(jié)束，而對(duì)電容185 放電。第一取樣信號(hào)Sn傳送到脈沖產(chǎn)生器175,而脈沖產(chǎn)生器175的 輸出端耦接于晶體管181，以控制晶體管181。如此一來(lái)，輸入信號(hào) Syn的脈沖寬度T0N1、電流源180的電流118。以及電容185的電容值
C,85便可共同決定第一積分信號(hào)Vt的大小，第一積分信號(hào)Vt可由下列
方程式(8)表示<formula>see original document page 12</formula> (8)
圖8為振蕩器200的較佳實(shí)施例的電路示意圖。電流源210經(jīng)由 開(kāi)關(guān)211耦接至電容220，以用來(lái)對(duì)電容220充電。電流源215經(jīng)由開(kāi) 關(guān)216耦接至電容220,以用來(lái)對(duì)電容220放電。比較器230包含作用 點(diǎn)電壓(trip-point voltage)VH，比較器231則包含作用點(diǎn)電壓VL。比較 器230及231彼此耦合，且共同偵測(cè)電容220的電壓。與非門(mén)235及 236形成一閂鎖電路(latchcircuit)。比較器230的輸出端及比較器231 的輸出端均連接至該閂鎖電路。該閂鎖電路的輸出端則連接至與非門(mén) 237的輸入端。至于與非門(mén)237的輸出端則連接至反相器240以產(chǎn)生脈 沖信號(hào)PLS。脈沖信號(hào)PLS另被傳送至開(kāi)關(guān)216，以控制開(kāi)關(guān)216的 導(dǎo)通/截止。與非門(mén)237的輸出端則用來(lái)控制開(kāi)關(guān)211的導(dǎo)通/截止。當(dāng) 控制信號(hào)CNT使能時(shí)，可經(jīng)由晶體管225而對(duì)電容220放電?？刂菩?號(hào)CNT更通過(guò)反相器241以及與非門(mén)237，來(lái)控制脈沖信號(hào)PLS失效。
圖9為多路復(fù)用器250的較佳實(shí)施例的電路示意圖。與門(mén)252接 收脈沖信號(hào)PLS，與門(mén)253接收相移信號(hào)S2，控制信號(hào)CNT連接至與 門(mén)253;控制信號(hào)CNT另經(jīng)由反相器251輸入至與門(mén)252?；蚍情T(mén)256 響應(yīng)與門(mén)252及253的輸出，而產(chǎn)生多路復(fù)用器250的輸出信號(hào)ON。
圖10為誤差放大器60的較佳實(shí)施例的電路示意圖。誤差放大器 60包含連接反饋端FB的運(yùn)算收大器65。運(yùn)算放大器65的正輸入端經(jīng) 由開(kāi)關(guān)61或另一開(kāi)關(guān)62，而連接至參考電壓V^或另一參考電壓VR1。 其中，參考電壓vr2的電壓高于參考電壓V^的電壓?？刂菩盘?hào)CNT 用來(lái)控制開(kāi)關(guān)62的導(dǎo)通/截止?？刂菩盘?hào)CNT也經(jīng)由反相器67控制開(kāi) 關(guān)61的導(dǎo)通/截止。如此一來(lái)，當(dāng)控制信號(hào)CNT失效時(shí)，參考電壓V^ 便施加于功能放大器65，以作為反饋控制。同時(shí)，功能放大器65會(huì)依 據(jù)該電源供應(yīng)器的輸出電壓Vo而產(chǎn)生誤差信號(hào)COM。 一旦控制信號(hào) CNT使能時(shí)，切換信號(hào)PWM便會(huì)依據(jù)輸入信號(hào)SvN而產(chǎn)生，且參考 電壓vr2施加于功能放大器65。誤差放大器60如同比較器而運(yùn)作，用 來(lái)提供過(guò)電壓的保護(hù)。若該電源供應(yīng)器的輸出電壓Vo高于一過(guò)電壓臨 限值(over-voltage threshold),則切換信號(hào)PWM將失效。其中該過(guò)電壓臨限值是決定于參考電壓Vr2大小。
圖11是重置電路300的較佳實(shí)施例的電路示意圖。重置電路300 包含第二積分電路310、比較器330、 340和345、或門(mén)350、或非門(mén)370、與門(mén)351和352以及反相器360和361 。其中，第二積分電路310 包含電流源320、電容325、晶體管316以及與非門(mén)315。
切換信號(hào)PWM及控制信號(hào)CNT輸入至與非門(mén)315;與非門(mén)315 的輸出端經(jīng)由晶體管316耦接至電容325，用來(lái)對(duì)電容325放電；電流 源320耦接至電容325，并于切換信號(hào)PWM及控制信號(hào)CNT使能時(shí) 對(duì)電容325充電。第二積分信號(hào)SAW響應(yīng)切換信號(hào)PWM的使能而產(chǎn) 生；第二積分信號(hào)SAW傳送至比較器330，以用來(lái)與第一積分信號(hào) Vt比狡。比狡器330的輸出端耦接或門(mén)350、與門(mén)351以及或非門(mén)370， 以產(chǎn)生重置信號(hào)OFF。如此一來(lái)， 一旦第二積分信號(hào)SAW高于第一積 分信號(hào)VT，切換信號(hào)PWM便會(huì)失效。切換信號(hào)PWM的脈沖寬度T0N2 可由下列方程式(9)表示
<formula>see original document page 14</formula>(9)
其中，C325為電容325的電容值，而132。為電流源320的電流大小。 參閱方程式(8)，方程式(9)可改寫(xiě)為下列方程式(10):
<formula>see original document page 14</formula>(10)
由方程式(10)可看出，適當(dāng)?shù)倪x取Q25使其與d85相關(guān)，及將電流 I，設(shè)定為與電流I賜相關(guān)，則切換信號(hào)PWM的脈沖寬度Ton2會(huì)相等 于輸入信號(hào)STO的脈沖寬度Tow。如此一來(lái)，第一枳分信號(hào)Vt便會(huì)隨
著輸入信號(hào)Syn的脈沖寬度T0N1的增加而增加；而切換信號(hào)PWM的
脈沖寬度ToN2則會(huì)隨著第一積分信號(hào)Vr的減少而減少。
第二積分信號(hào)SAW另傳送至比較器340與誤差信號(hào)COM比較，
以提供過(guò)電壓的保護(hù)。若反饋端FB的反饋信號(hào)VfB高于參考電壓VK2，
則誤差信號(hào)COM會(huì)變成低邏輯(logic-low)信號(hào)。比較器345的輸出端 連接或門(mén)350?；蜷T(mén)350的輸出端則連接至與門(mén)351，而與門(mén)351的另 一輸入端則連接至控制信號(hào)CNT。與門(mén)351的輸出端連接或非門(mén)370， 以產(chǎn)生重置信號(hào)OFF?；蚍情T(mén)370的第二輸入端則連接與門(mén)352的輸 出端。控制信號(hào)CNT經(jīng)由反相器360輸入到與門(mén)352的輸入端，而與 門(mén)352的另一輸入端則連接比較器345的輸出端。誤差信號(hào)COM及斜 坡信號(hào)RAMP輸入至比較器345，以在控制信號(hào)CNT失效時(shí)，產(chǎn)生重 置信號(hào)OFF。電源開(kāi)啟重置信號(hào)PWRST經(jīng)由反相器361輸入至或非
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門(mén)370的第三輸入端。
圖12為輸入信號(hào)Sy^及切換信號(hào)PWM的波形圖。輸入信號(hào)Sw 用來(lái)在延遲時(shí)間T^y之后產(chǎn)生切換信號(hào)PWM。第一積分信號(hào)Vt依據(jù) 輸入信號(hào)SvN的脈沖寬度Tow而產(chǎn)生。 一旦切換信號(hào)PWM產(chǎn)生，第 二積分信號(hào)SAW會(huì)相應(yīng)地產(chǎn)生。 一旦第二積分信號(hào)SAW高于第一積 分信號(hào)VT，切換信號(hào)PWM便會(huì)失效。切換信號(hào)PWM的脈沖寬度ToN2 因而等于輸入信號(hào)SvN的脈沖寬度ToN1。如此一來(lái)，并聯(lián)式電源供應(yīng) 器的功率分享便得以實(shí)現(xiàn)。
圖13顯示本實(shí)用新型并聯(lián)式電源供應(yīng)器的另一較佳實(shí)施例。其中， 延遲端DLY是用來(lái)調(diào)整延遲時(shí)間TDLY。延遲時(shí)間丁01^可由從延遲端 DLY至接地點(diǎn)之間的一電阻來(lái)加以決定；舉例來(lái)說(shuō)該電阻為電阻521 及541 ，其是用來(lái)分別調(diào)整化切換控制裝置520及540的延遲時(shí)間TDbY。
圖14為該切換控制裝置的另一較佳實(shí)施例的電路示意圖。圖14 的切換控制裝置為切換控制裝置510、 520及540的較佳實(shí)施例。其中 延遲端DLY是耦接至功率分享電路600。圖15顯示圖14中的功率分 享電路600的較佳實(shí)施例的電路示意圖。其中延遲端DLY是連接至輸 入電路610。
圖16顯示圖15中的輸入電路610的電路示意圖。緩沖門(mén)630連 接至輸入端SYN，用來(lái)接收輸入信號(hào)Sw;緩沖門(mén)630響應(yīng)于輸入信 號(hào)Syn，以產(chǎn)生輸入整形信號(hào)S,。瑜入整形信號(hào)S,于瑜入信號(hào)Syn高 于緩沖門(mén)630的臨限電壓時(shí)使能。運(yùn)算放大器615的正輸入端連接至 參考電壓Vref，而運(yùn)算放大器615的負(fù)輸入端則耦接至延遲端DLY。 運(yùn)算放大器615與晶體管620共同依據(jù)電阻值(例如圖13中的電阻521 或541)而產(chǎn)生電流162()。晶體管621及622共同形成電流鏡，該電流鏡 依據(jù)電流1620而產(chǎn)生電流1622。電流1622用來(lái)對(duì)電容125充電。緩沖門(mén) 631的輸入端連接至電容125，緩沖門(mén)631的輸出端則連接與非門(mén)132 的輸入端。與非門(mén)132的另一輸入端則輸入該輸入整形信號(hào)S,。至于 與非門(mén)132的輸出端則經(jīng)由脈沖產(chǎn)生器135產(chǎn)生相移信號(hào)S2。延遲時(shí)
間Tdly因此便會(huì)存在于瑜入信號(hào)Syn使能以及相移信號(hào)S2使能時(shí)之間。
電流162()及電流1622的大小是是由電阻521或541的電阻值決定，而延
遲時(shí)間TDLY的長(zhǎng)短是是由電流l622及電容125的電容值決定。
上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。因此，本實(shí)用新型的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如后述的權(quán)利要求所列。
權(quán)利要求1. 一種用于電源供應(yīng)器的切換控制裝置，其特征在于，該切換控制裝置包含輸入電路，其耦接于輸入端，并接收輸入信號(hào)，且產(chǎn)生相移信號(hào)；第一積分電路，其耦接于該輸入電路，并響應(yīng)于該輸入信號(hào)的脈沖寬度且產(chǎn)生第一積分信號(hào)；以及控制電路，其耦接于該第一積分電路，并產(chǎn)生切換該電源供應(yīng)器的切換信號(hào)；其中，該切換信號(hào)響應(yīng)于該相移信號(hào)而使能，而該切換信號(hào)的脈沖寬度是決定于該第一積分信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換控制裝置，其特征在于，該第一積分 信號(hào)隨著該輸入信號(hào)的脈沖寬度的增加而增加，而該切換信號(hào)的脈沖 寬度則隨著該第一積分信號(hào)的減少而減少。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換控制裝置,其特征在于，其另包含電阻， 該電阻決定該輸入信號(hào)使能時(shí)及該相移信號(hào)使能時(shí)之間的延遲時(shí)間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換控制裝置，其特征在于，該輸入電路 包含偵測(cè)電路，該偵測(cè)電路偵測(cè)該輸入信號(hào)的輸入。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換控制裝置，其特征在于，其另包含 振蕩器，其產(chǎn)生脈沖信號(hào)及斜坡信號(hào)；以及誤差放大器，其耦接至該電源供應(yīng)器的輸出端，并產(chǎn)生誤差信號(hào)； 其特征在于，若該輸入信號(hào)不存在，則該切換信號(hào)響應(yīng)于該脈沖 信號(hào)而使能，且響應(yīng)于該誤差信號(hào)及該斜坡信號(hào)間的比較而失效。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的切換控制裝置，其特征在于，該誤差放大 器于該輸入信號(hào)存在時(shí)，提供過(guò)電壓的保護(hù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切換控制裝置，其特征在于，其另包含 第二積分電路，響應(yīng)該切換信號(hào)的脈沖寬度，并產(chǎn)生第二積分信號(hào)，其特征在于，該輸入電路另產(chǎn)生相移信號(hào)，而該切換信號(hào)是響應(yīng) 于該第一積分信號(hào)及該第二積分信號(hào)間的比較而失效。
8. —種用于電源供應(yīng)器的切換控制裝置，其特征在于，該切換控制 裝置包含輸入電路，接收輸入信號(hào)，并據(jù)以產(chǎn)生相移信號(hào)；第一積分電路，其是耦接于該輸入電路，并將該輸入信號(hào)予以積分，且據(jù)以產(chǎn)生第一積分信號(hào)；控制電路，其是耦接于該輸入電路，并被相移信號(hào)使能，且產(chǎn)生 切換信號(hào)，該控制電路另被重置信號(hào)失效；以及第二積分電路，耦接于該控制電路，并將該切換信號(hào)予以積分， 且產(chǎn)生第二切換信號(hào)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的切換控制裝置，其特征在于，其另包含電 阻，該電阻耦接于該輸入電路，并決定該輸入信號(hào)及該相移信號(hào)間的 延遲時(shí)間。
專利摘要一種用于電源供應(yīng)器的切換控制裝置，其包含輸入電路、第一積分電路、及控制電路。其中，該輸入電路耦接于輸入端，用來(lái)接收輸入信號(hào)，以產(chǎn)生相移信號(hào)。該第一積分電路耦接于該輸入電路，用來(lái)響應(yīng)該輸入信號(hào)的脈沖寬度而產(chǎn)生第一積分信號(hào)。該控制電路耦接于該第一積分電路，用來(lái)產(chǎn)生切換該電源供應(yīng)器的切換信號(hào)。該切換信號(hào)響應(yīng)該相移信號(hào)而使能，而該切換信號(hào)的脈沖寬度決定于該第一積分信號(hào)。
文檔編號(hào)H02M3/158GK201078838SQ20072015320
公開(kāi)日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2007年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月16日
發(fā)明者楊大勇, 林志和, 陳鈺民 申請(qǐng)人:崇貿(mào)科技股份有限公司