專(zhuān)利名稱(chēng)：適用于開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器的開(kāi)關(guān)控制器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種開(kāi)關(guān)控制器，更明確地說(shuō)，有關(guān)于一種適用于開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng) 器的開(kāi)關(guān)控制器。
背景技術(shù)：
在交流/直流轉(zhuǎn)換的切換式電源供應(yīng)器中，若要偵測(cè)主繞組(primarywinding)內(nèi) 能量?jī)?chǔ)存狀態(tài)，一種常使用的方法就是透過(guò)一輔助繞組(auxiliarywinding)。借由偵測(cè)輔 助繞組的跨壓，開(kāi)關(guān)控制器決定控制功率開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟與關(guān)閉的時(shí)機(jī)。舉例而言，當(dāng)切換式電 源轉(zhuǎn)換器作為功率因子校正(Powerfactor correction, PFC)之用時(shí)，一種操作方式是提供 固定的功率開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟時(shí)間(on-time)，而當(dāng)能量轉(zhuǎn)換的主繞組的能量完全耗盡后，便開(kāi)啟 功率開(kāi)關(guān)。其中當(dāng)主繞組中的儲(chǔ)能耗盡時(shí)，輔助繞組的電壓會(huì)開(kāi)始震蕩，由正電壓逐漸下降 再變成負(fù)電壓，因此透過(guò)偵測(cè)輔助繞組的電壓低到一定程度后，便可判知主繞組中的電流 已經(jīng)為零，此時(shí)再開(kāi)啟功率開(kāi)關(guān)，進(jìn)入下一個(gè)啟閉循環(huán)。然而，當(dāng)輔助繞組產(chǎn)生負(fù)電壓時(shí)，由于輔助電壓可能會(huì)進(jìn)入開(kāi)關(guān)控制器中，而使得 開(kāi)關(guān)控制器會(huì)直接接收到負(fù)電壓。如此，在開(kāi)關(guān)控制器中可能會(huì)產(chǎn)生拴鎖(latch-up)現(xiàn) 象，而使開(kāi)關(guān)控制器無(wú)法正常運(yùn)作，造成使用者的不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種適用于開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器的開(kāi)關(guān)控制 器及其方法，可避免產(chǎn)生拴鎖現(xiàn)象。本發(fā)明實(shí)施例提供一種開(kāi)關(guān)控制器。該開(kāi)關(guān)控制器適用于一開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器。 該開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器包括有一主繞組與一輔助繞組。該主繞組耦接至一輸入電源且被一功 率開(kāi)關(guān)控制以?xún)?chǔ)能或是釋能，以產(chǎn)生一輸出電源。該開(kāi)關(guān)控制器包括一驅(qū)動(dòng)電路、一箝制電 路，以及一偵測(cè)電路。該驅(qū)動(dòng)電路用以開(kāi)啟或是關(guān)閉該功率開(kāi)關(guān)，以使該主繞組進(jìn)行儲(chǔ)能或 是釋能。該箝制電路具有一偵測(cè)端。該偵測(cè)端透過(guò)一偵測(cè)電阻耦接至該輔助繞組，以一偵 測(cè)電流將自該偵測(cè)端的一偵測(cè)信號(hào)維持在一特定電壓之上。該偵測(cè)電路依據(jù)該偵測(cè)電流的 大小，來(lái)產(chǎn)生一控制信號(hào)，以控制該驅(qū)動(dòng)電路。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種控制開(kāi)關(guān)的方法。該控制開(kāi)關(guān)的方法適用于一開(kāi)關(guān)式電 源供應(yīng)器。該開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器包括有一主繞組與一輔助繞組。該主繞組耦接至一輸入電 源且被一功率開(kāi)關(guān)控制以?xún)?chǔ)能或是釋能，以產(chǎn)生一輸出電源。該方法包括有提供一偵測(cè)電 阻，其具有一端點(diǎn)耦接至該輔助繞組、箝制該偵測(cè)電阻的另一端點(diǎn)維持在一特定電壓之上、 偵測(cè)流經(jīng)該偵測(cè)電阻的一偵測(cè)電流，該偵測(cè)電流與該輸入電源具有一函數(shù)關(guān)系，因此可大 致反應(yīng)該輸入電源的電壓、依據(jù)該偵測(cè)電流的大小，來(lái)產(chǎn)生一控制信號(hào)，以及根據(jù)該控制信 號(hào)，決定該功率開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟或關(guān)，來(lái)使該主繞組進(jìn)行儲(chǔ)能或是釋能。本發(fā)明所提供的開(kāi)關(guān)控制器，透過(guò)一偵測(cè)電阻耦接至輔助繞組。本發(fā)明的開(kāi)關(guān)控 制器提供一偵測(cè)電流流經(jīng)偵測(cè)電阻，以將偵測(cè)電阻所傳送的一偵測(cè)信號(hào)維持在特定電壓(如0V)之上，來(lái)避免開(kāi)關(guān)控制器因接收到負(fù)電壓的偵測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生拴鎖現(xiàn)象。此外，本發(fā) 明的開(kāi)關(guān)控制器可通過(guò)偵測(cè)電流來(lái)偵測(cè)輸入電壓的大小，以據(jù)以控制功率開(kāi)關(guān)與開(kāi)關(guān)式電 源供應(yīng)器的運(yùn)作，帶給使用者更大的方便。


圖1是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施的開(kāi)關(guān)控制器；
圖2是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施的箝制電路與偵測(cè)電路；
圖3是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施的開(kāi)關(guān)控制器利用映射電流以控制開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器的示意圖4為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施的模擬式的峰值記錄器的示意圖5為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施的數(shù)字式的峰值記錄器的示意圖6是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施的開(kāi)關(guān)控制器利用映射電流以控制開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器的另一實(shí)施例；
圖7是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施的開(kāi)關(guān)控制器利用映射電流以控制開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器的另一實(shí)施例；
圖8是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施的箝制電路的另一實(shí)施例。
主要元件符號(hào)說(shuō)明
1、2端點(diǎn)
100開(kāi)關(guān)控制器
101開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器
102整流器
110驅(qū)動(dòng)電路
120箝制電路
130偵測(cè)電路
310峰值記錄器
320過(guò)高電壓保護(hù)器
330過(guò)低電壓保護(hù)器
340零電位交越區(qū)偵測(cè)器
341零電位交越區(qū)調(diào)整電路
410開(kāi)關(guān)微調(diào)電路
510過(guò)電流保護(hù)器
511參考信號(hào)產(chǎn)生器
810計(jì)數(shù)器
820數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器
830:SR正反器
840:AND邏輯門(mén)
850周期信號(hào)產(chǎn)生器
C 控制端
Cout、C1 電容
CMP2, CMP3> CMP4 比較器CS 主繞組電流偵測(cè)信號(hào)D1、D2:二極管DET 偵測(cè)端ID:偵測(cè)電流Imi 映射電流ICO 電流控制震蕩器INV:反相器Laux 輔助繞組Lpki 主繞組仏 ％ 晶體管Qpff 功率開(kāi)關(guān)Rd:偵測(cè)電阻Rid:電流偵測(cè)電阻Rkec 記錄電阻RAMP 腳位Sc 控制信號(hào)Sclk 時(shí)脈信號(hào)Scmp 比較信號(hào)Siro 過(guò)高電壓偵測(cè)信號(hào)S111:過(guò)低電壓偵測(cè)信號(hào)Seef 參考信號(hào)Ssw:開(kāi)關(guān)控制信號(hào)Sai 零電位交越區(qū)信號(hào)Vac 交流電源Vaux:輔助電壓Vin 輸入電源Vqut:輸出電源Vpki 主跨壓Vsin Vkec 跨壓VKEF3:參考電壓Vkefz 零電位參考電壓Vss、Vdd、V腿電壓源
具體實(shí)施例方式有鑒于此，本發(fā)明提供一開(kāi)關(guān)控制器，透過(guò)一偵測(cè)電阻耦接至輔助繞組，且開(kāi)關(guān)控 制器接收自偵測(cè)電阻所傳送的一偵測(cè)信號(hào)。本發(fā)明的開(kāi)關(guān)控制器提供一偵測(cè)電流流經(jīng)偵測(cè) 電阻，以將偵測(cè)電阻所傳送的偵測(cè)信號(hào)維持在特定電壓(如0V)之上，來(lái)避免開(kāi)關(guān)控制器因 接收到負(fù)電壓而產(chǎn)生拴鎖現(xiàn)象。此外，本發(fā)明的開(kāi)關(guān)控制器可通過(guò)偵測(cè)電流來(lái)偵測(cè)輸入電壓的大小，并據(jù)以控制功率開(kāi)關(guān)與開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器的運(yùn)作。圖1是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施的開(kāi)關(guān)控制器100，適用于以一升壓轉(zhuǎn)換器(booster)架 構(gòu)的開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器101。本發(fā)明并不限于升壓轉(zhuǎn)換器，也可以適用于其它類(lèi)型轉(zhuǎn)換器， 譬如返馳轉(zhuǎn)換器(flyback converter)或是升降壓轉(zhuǎn)換器(buck-boost converter)。開(kāi) 關(guān)式電源供應(yīng)器101包括有一主繞組Lpki、一輔助繞組Laux、一功率開(kāi)關(guān)Qpw、一二極管D1、一 電容CQUT，以及一整流器102。在圖1中，整流器102用來(lái)將交流電源VAe整流(rectify)為 直流的輸入電源VIN。主繞組Lpki耦接至輸入電源Vin且被功率開(kāi)關(guān)Qpw控制儲(chǔ)能或是釋能， 并透過(guò)二極管D1對(duì)電容Qm充電，來(lái)產(chǎn)生輸出電源VOT。輔助繞組Laux的一端點(diǎn)耦接至電壓 源Vss (接地)，另一端則耦接至一偵測(cè)電阻Rd。由于輔助電壓Vaux比例于主繞組Lpki的主跨 壓VPKI，且當(dāng)功率開(kāi)關(guān)Qpw將主繞組Lpki的一端接地時(shí)，主跨壓Vpki大致等于輸入電壓Vin的 大小，因此，輔助電壓Vaux大致可反應(yīng)輸入電壓VIN。開(kāi)關(guān)控制器100包括有一驅(qū)動(dòng)電路110、一箝制電路120，以及一偵測(cè)電路130。驅(qū) 動(dòng)電路110輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)& ，當(dāng)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)^表示“開(kāi)啟”時(shí)，功率開(kāi)關(guān)Qpw開(kāi)啟， 此時(shí)主繞組Lpki處于儲(chǔ)能狀態(tài)，增加其中的電能；反之，當(dāng)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)^表示“關(guān)閉”時(shí)， 功率開(kāi)關(guān)Qpw關(guān)閉，此時(shí)主繞組Lpki處于釋能狀態(tài)，減少其中的電能。箝制電路120具有一 偵測(cè)端DET耦接至偵測(cè)電阻Rd，而耦接至輔助繞組Laux，透過(guò)箝制電路120可將偵測(cè)端DET 的電壓固定在一特定值(如0V)之上，而避免負(fù)電壓進(jìn)入開(kāi)關(guān)控制器100中。有兩種機(jī)會(huì)，輔助電壓Vaux為負(fù)電壓一種是當(dāng)功率開(kāi)關(guān)Qpw關(guān)閉時(shí)，且主繞組Lpki 中的儲(chǔ)能耗盡，輔助繞組Laux的電壓開(kāi)始震蕩；另一種是功率開(kāi)關(guān)Qpw開(kāi)啟，主繞組Lpki增加 其儲(chǔ)能時(shí)。這兩種機(jī)會(huì)下，箝制電路120都能夠避免負(fù)電壓進(jìn)入開(kāi)關(guān)控制器100中。當(dāng)功率開(kāi)關(guān)Qpw開(kāi)啟時(shí)，偵測(cè)電路130依據(jù)流經(jīng)偵測(cè)電阻Rd的偵測(cè)電流ID，以產(chǎn)生 控制信號(hào)&來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電路110。此外，偵測(cè)電阻Rd的跨壓Vkd是輔助電壓Vaux減掉偵測(cè) 端DET的固定電壓。由于功率開(kāi)關(guān)Qpw開(kāi)啟時(shí)，輔助電壓Vaux大致可反應(yīng)輸入電壓Vin，因此 偵測(cè)電路130可透過(guò)偵測(cè)電流Id而偵測(cè)輸入電壓Vin的大小。圖2是說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的箝制電路120與偵測(cè)電路130的示意圖。在圖2 中，電壓源Vdd可以是用來(lái)提供開(kāi)關(guān)控制器100電源的電源電壓VDD。箝制電路120包括有 一晶體管仏。晶體管Q1可以雙極結(jié)型晶體管(Bipolarjunction Transistor, BJT)實(shí)施， 也可用金氧半場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)或類(lèi)似的元件或電路實(shí)施。晶體管％的基極耦接至 一電壓源Vkefi，發(fā)射極則耦接至偵測(cè)電阻Rd同時(shí)也作為箝制電路120的偵測(cè)端DET。電壓 源Vkefi用來(lái)提供參考電壓，舉例來(lái)說(shuō)設(shè)為0. 7V，則偵測(cè)端DET的最低電壓將大約會(huì)是OV ( 0. 7V-Vbe_0N)。如此，可避免當(dāng)輔助電壓Vaux發(fā)生負(fù)電壓時(shí)，偵測(cè)端DET接收到相對(duì)應(yīng)的負(fù)電 壓，而開(kāi)關(guān)控制器100發(fā)生拴鎖現(xiàn)象。偵測(cè)電路130包括有一電流鏡由晶體管A與A所形成，流經(jīng)晶體管A的映射電流 Imi比例于偵測(cè)電流ID。根據(jù)圖1的說(shuō)明可知偵測(cè)電流Id大致可反應(yīng)輸入電壓Vin的大小， 因此映射電流Imi大致可反應(yīng)輸入電壓Vin的大小。如此一來(lái)，偵測(cè)電路130可輸出映射電 流Imi至驅(qū)動(dòng)電路110，以作為用來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電路110的控制信號(hào)S。，以下將更進(jìn)一步地說(shuō) 明。圖3是開(kāi)關(guān)控制器100利用映射電流Imi以控制開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器101運(yùn)作的第 一實(shí)施例的示意圖。偵測(cè)電路130所產(chǎn)生的映射電流Im流經(jīng)一記錄電阻RKK，由于映射電流Im大致可反應(yīng)輸入電壓Vin的大小，因此記錄電阻Rkec上所形成的跨壓Vkk可依比例大致 反應(yīng)輸入電源Vin的電壓。開(kāi)關(guān)控制器100還包括一峰值記錄器310，峰值記錄器310耦接 至記錄電阻Rkec,用以偵測(cè)記錄電阻Rkec的跨壓Vkec的峰值而記錄一峰值信號(hào)SPEAK。由于記 錄電阻Rkec上所形成的跨壓Vkec可依比例大致反應(yīng)輸入電源Vin的電壓，因此，峰值信號(hào)Speak 大致可反應(yīng)輸入電源Vin的電壓的最高值。峰值記錄器310可以模擬電路方式實(shí)施，如圖4 所示，模擬式的峰值記錄器310包含二極管D2、電容C1與晶體管仏。峰值記錄器310也可以 數(shù)字電路方式實(shí)施，如圖5所示，數(shù)字式的峰值記錄器310包含比較器CMP4、計(jì)數(shù)器810、數(shù) 字模擬轉(zhuǎn)換器820、SR正反器830、AND邏輯門(mén)840、周期信號(hào)產(chǎn)生器850，以及反相器INV， 其中周期信號(hào)產(chǎn)生器850產(chǎn)生時(shí)脈信號(hào)SM。時(shí)脈信號(hào)Sm的頻率小于50Hz。時(shí)脈信號(hào)Sm 用來(lái)重置計(jì)數(shù)器810的計(jì)數(shù)值(如歸零)，以使峰值記錄器310重新判斷輸入電源Vin的電 壓的最高值。由于圖4與圖5所示的峰值記錄器310的工作原理為業(yè)界所現(xiàn)有的技術(shù)，故 在此不再贅述。本發(fā)明的一實(shí)施方式中，開(kāi)關(guān)控制器100包括有一輸入電壓Vin過(guò)低電壓保護(hù)器 330，用以依據(jù)峰值信號(hào)Speak來(lái)判斷輸入電源Vin是否處于一過(guò)低電壓保護(hù)區(qū)。輸入電壓Vin 過(guò)低壓防護(hù)一般又稱(chēng)為電力黯淡保護(hù)(brownoutprotection)。舉例而言，過(guò)低電壓保護(hù)器 330可以一比較器實(shí)施，過(guò)低電壓保護(hù)器330比較峰值信號(hào)Speak與一過(guò)低參考電壓VKE%， 當(dāng)峰值信號(hào)Speak的電位低于過(guò)低參考電壓V·時(shí)，過(guò)低電壓保護(hù)器330判斷輸入電源Vin 處于過(guò)低電壓保護(hù)區(qū)，且此時(shí)過(guò)低電壓保護(hù)器330輸出過(guò)低電壓偵測(cè)信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路 110(驅(qū)動(dòng)電路110在圖3中未示出)，進(jìn)而使開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器101停止運(yùn)作。本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，開(kāi)關(guān)控制器100包括有一過(guò)高電壓保護(hù)器320，同理， 過(guò)高電壓保護(hù)器320依據(jù)峰值信號(hào)Speak可判斷輸入電源Vin是否高到處于一過(guò)高電壓保護(hù) 區(qū)，而輸出過(guò)高電壓偵測(cè)信號(hào)^id給驅(qū)動(dòng)電路110，進(jìn)而使開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器101停止運(yùn)作。開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器101可作為功率因子校正(Power factor correction,PFC)之 用。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，開(kāi)關(guān)控制器100包括一零電位交越區(qū)偵測(cè)器340連接至 記錄電阻RKK，用以根據(jù)記錄電阻Rkec的跨壓Vkec以判斷該輸入電源Vin進(jìn)入一零電位交越 區(qū)，而輸出零電位交越區(qū)信號(hào)、給驅(qū)動(dòng)電路110，來(lái)調(diào)整功率開(kāi)關(guān)Qpw的開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)間， 有關(guān)零電位交越區(qū)偵測(cè)的原理和操作方式已于申請(qǐng)人的另一篇中國(guó)臺(tái)灣專(zhuān)利申請(qǐng)案中詳 細(xì)敘述，申請(qǐng)?zhí)枮?97131900。譬如說(shuō)，當(dāng)跨壓VKEe的電壓小于一零電位參考電壓Vkefz時(shí)， 便認(rèn)定輸入電源Vin進(jìn)入零電位交越區(qū)。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)輸入電源Vin沒(méi)有進(jìn)入零電位交越區(qū) 時(shí)，可以把功率開(kāi)關(guān)Qpw的開(kāi)啟時(shí)間大約設(shè)為一個(gè)定值；當(dāng)輸入電源Vin進(jìn)入零電位交越區(qū) 時(shí)，可以把功率開(kāi)關(guān)Qpw的開(kāi)啟時(shí)間大約設(shè)為另一個(gè)比較大的定值。此外，零電位交越區(qū)信號(hào)Szd可用來(lái)周期性地重置峰值記錄器310，以使峰值記錄 器310在每當(dāng)輸入電源Vin進(jìn)入零電位交越區(qū)時(shí)，重新判斷輸入電源Vin的電壓的最高值。 舉例而言，在圖4中，模擬式的峰值記錄器310中的晶體管A根據(jù)零電位交越區(qū)信號(hào)Szd以 重置電容C1的跨壓。在圖5中，數(shù)字式的峰值記錄器310中的計(jì)數(shù)器810可根據(jù)零電位交 越區(qū)信號(hào)Szd以重置其計(jì)數(shù)值(如歸零)。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，開(kāi)關(guān)控制器100還包括有一零電位交越區(qū)調(diào)整電路 341，用來(lái)根據(jù)峰值記錄器310所產(chǎn)生的峰值信號(hào)Speak以判斷輸入電源Vin的電壓的最高值。 舉例而言，當(dāng)零電位交越區(qū)調(diào)整電路341根據(jù)峰值信號(hào)Speak判斷輸入電源Vin為110V時(shí)，零電位交越區(qū)調(diào)整電路341設(shè)定零電位參考電壓Vkefz的電位為30V ；當(dāng)零電位交越區(qū)調(diào)整電 路341根據(jù)峰值信號(hào)Speak判斷輸入電源Vin為220V時(shí)，零電位交越區(qū)調(diào)整電路341設(shè)定零 電位參考電壓Vkefz的電位為60V。也就是說(shuō)，零電位交越區(qū)調(diào)整電路341根據(jù)輸入電源Vin 的大小，以調(diào)整零電位交越區(qū)的基準(zhǔn)。如此，可使零電位交越區(qū)在整個(gè)交流電源Vac的循環(huán) 周期(約60Hz)所占的時(shí)間比例，大約維持在一個(gè)定值。圖6是開(kāi)關(guān)控制器100利用映射電流Imi以控制開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器101運(yùn)作的另 一實(shí)施例的示意圖。該實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)控制器100包括一開(kāi)關(guān)微調(diào)電路410耦接至由晶體 管Q2與A所形成的電流鏡。驅(qū)動(dòng)電路110根據(jù)一電流控制震蕩器ICO所產(chǎn)生的斜波信號(hào) 來(lái)輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)Ssw以控制功率開(kāi)關(guān)QPW。斜波信號(hào)的頻率原則上是固定的，舉例來(lái)說(shuō)， 可由圖6所示的開(kāi)關(guān)控制器100的腳位RAMP外接于一外界電阻所決定。而開(kāi)關(guān)微調(diào)電路 410可依據(jù)映射電流Imi來(lái)調(diào)整斜波信號(hào)的上升或下降的速度，進(jìn)而使得功率開(kāi)關(guān)Qpw的開(kāi) 啟時(shí)間隨著輸入電源Vin而變化。舉例而言，當(dāng)輸入電源Vin的電壓偏高，且功率開(kāi)關(guān)Qpw開(kāi) 啟時(shí)，映射電流Imi也偏高。透過(guò)電流鏡映射與電流相加，供應(yīng)給電流控制震蕩器ICO的電 流也偏高，所以導(dǎo)致了斜波信號(hào)的上升速度比較快，可以縮短功率開(kāi)關(guān)Qpw開(kāi)啟時(shí)間。相對(duì) 地，當(dāng)輸入電源Vin的電壓偏低時(shí)，功率開(kāi)關(guān)Qpw的開(kāi)啟時(shí)間可以相對(duì)地被延長(zhǎng)。因此功率 開(kāi)關(guān)Qpw的開(kāi)啟時(shí)間隨著輸入電源Vin變化而些許地變化，便可以達(dá)到改善功率因子(power factor)的效果。圖7是開(kāi)關(guān)控制器100利用映射電流Imi以控制開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器101運(yùn)作的另 一實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器101包括一電流偵測(cè)電阻Res-接于功 率開(kāi)關(guān)QPW。當(dāng)功率開(kāi)關(guān)Qpw開(kāi)啟時(shí)，流經(jīng)主繞組Vpki的電流也會(huì)通過(guò)電流偵測(cè)電阻Rcs，因 此電流偵測(cè)電阻Rcs的跨壓可反應(yīng)流經(jīng)主繞組Lpki的電流的大小，而作為一主繞組電流偵測(cè) 信號(hào)CS。開(kāi)關(guān)控制器100還包括一過(guò)電流保護(hù)器510耦接至偵測(cè)電路130中晶體管Q2與 Q3所形成的電流鏡。過(guò)電流保護(hù)器510包括有一參考信號(hào)產(chǎn)生器511，以及一比較器CMP2。 參考信號(hào)產(chǎn)生器511依據(jù)映射電流Imi以提供參考信號(hào)SKEF。比較器CMP2比較參考信號(hào)Skef 與主繞組電流偵測(cè)信號(hào)CS，并輸出比較信號(hào)Sqip給驅(qū)動(dòng)電路110，以決定功率開(kāi)關(guān)Qpw的關(guān) 閉時(shí)機(jī)。舉例而言，當(dāng)主繞組電流偵測(cè)信號(hào)CS大于參考信號(hào)Skef，表示流經(jīng)主繞組Lpki的電 流過(guò)高，因此比較器CMP2輸出表示“過(guò)電流”的比較信號(hào)SCMP，以使驅(qū)動(dòng)電路110關(guān)閉功率開(kāi) 關(guān)QPW。一般而言，驅(qū)動(dòng)電路110控制功率開(kāi)關(guān)Qpw關(guān)閉至功率開(kāi)關(guān)Qpw完全關(guān)閉之間會(huì)有一 延遲時(shí)間。由于流經(jīng)主繞組Lpki的電流會(huì)隨輸入電源Vin的變動(dòng)而變動(dòng)，造成延遲時(shí)間也會(huì) 輸入電源Vin的變動(dòng)而變動(dòng)，因此驅(qū)動(dòng)電路110將無(wú)法準(zhǔn)確地執(zhí)行過(guò)電流保護(hù)機(jī)制。在本實(shí) 施例中，過(guò)電流保護(hù)器510可根據(jù)輸入電源Vin，以使驅(qū)動(dòng)電路110調(diào)整該功率開(kāi)關(guān)的關(guān)閉 時(shí)機(jī)。舉例而言，當(dāng)參考信號(hào)產(chǎn)生器511根據(jù)映射電流Imi判斷輸入電源Vin的電壓增加時(shí)， 參考信號(hào)產(chǎn)生器511降低參考信號(hào)Skef ；當(dāng)參考信號(hào)產(chǎn)生器511根據(jù)映射電流Imi判斷輸入 電源Vin的電壓降低時(shí)，參考信號(hào)產(chǎn)生器511增加參考信號(hào)SKEF。如此可使驅(qū)動(dòng)電路110較 準(zhǔn)確地執(zhí)行過(guò)電流保護(hù)機(jī)制，而可使透過(guò)主繞組所轉(zhuǎn)換的最大功率，大致為一個(gè)定值，不會(huì) 隨著輸入電源Vin的電壓而改變。請(qǐng)參考圖8，為圖1中的箝制電路120的另一實(shí)施例600的示意圖。箝制電路600
包含一晶體管A以及一比較器CMP3。比較器CMP3的正輸入端接收參考電壓VKEF3，且參考電 壓Vkef3等于特定電壓Vpke ；比較器CMP3負(fù)輸入端耦接于箝制電路600的偵測(cè)端DET ；比較器CMP3的輸出端ο耦接至晶體管A的控制端C，以控制晶體管A開(kāi)啟或是關(guān)閉。當(dāng)箝制電路 600的偵測(cè)端DET上的電位降低至約等于特定電壓Vpke時(shí)，比較器CMP3即控制晶體管仏開(kāi) 啟。如此一來(lái)，箝制電路600即可維持偵測(cè)端DET上的電位在特定電壓Vpke之上。綜上所述，本發(fā)明所提供的開(kāi)關(guān)控制器，透過(guò)一偵測(cè)電阻耦接至輔助繞組。本發(fā)明 的開(kāi)關(guān)控制器提供一偵測(cè)電流流經(jīng)偵測(cè)電阻，以將偵測(cè)電阻所傳送的一偵測(cè)信號(hào)維持在特 定電壓(如0V)之上，來(lái)避免開(kāi)關(guān)控制器因接收到負(fù)電壓的偵測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生拴鎖現(xiàn)象。此 外，本發(fā)明的開(kāi)關(guān)控制器可通過(guò)偵測(cè)電流來(lái)偵測(cè)輸入電壓的大小，以據(jù)以控制功率開(kāi)關(guān)與 開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器的運(yùn)作，帶給使用者更大的方便。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修 飾，都應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于，適用于一開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器，該開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器包 括有一主繞組與一輔助繞組，其中該主繞組耦接至一輸入電源且被一功率開(kāi)關(guān)控制以?xún)?chǔ)能 或是釋能，以產(chǎn)生一輸出電源，該開(kāi)關(guān)控制器包括一驅(qū)動(dòng)電路，用以開(kāi)啟或是關(guān)閉該功率開(kāi)關(guān)，以使該主繞組進(jìn)行儲(chǔ)能或是釋能；一箝制電路，具有一偵測(cè)端，透過(guò)一偵測(cè)電阻耦接至該輔助繞組，以一偵測(cè)電流將自該 偵測(cè)端的一偵測(cè)信號(hào)維持在一特定電壓之上；以及一偵測(cè)電路，依據(jù)該偵測(cè)電流的大小，來(lái)產(chǎn)生一控制信號(hào)，以控制該驅(qū)動(dòng)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于，該偵測(cè)電路包括有一電流鏡，用以 提供該偵測(cè)電流與一映射電流，該映射電流比例于該偵測(cè)電流，且該偵測(cè)電流流經(jīng)該偵測(cè) 電阻，而在該偵測(cè)電阻上所形成的跨壓即大致反應(yīng)該輸入電源的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于，該映射電流流經(jīng)一記錄電阻，而在 該記錄電阻上所形成的跨壓可依比例大致反應(yīng)該輸入電源的電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于，還包括有一零電位交越區(qū)偵測(cè)器， 耦接至該記錄電阻，用以偵測(cè)該記錄電阻的跨壓的變化，來(lái)判斷該輸入電源進(jìn)入一零電位 交越區(qū)，而輸出一零電位交越區(qū)信號(hào)給該驅(qū)動(dòng)電路，以調(diào)整該功率開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于，還包括有一零電位交越區(qū)調(diào)整電 路，用以透過(guò)一峰值記錄器來(lái)判斷該輸入電源的電壓的最高值，藉以調(diào)整該零電位交越區(qū) 偵測(cè)器判斷該輸入電源進(jìn)入該零電位交越區(qū)的基準(zhǔn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于，還包括有一峰值記錄器，耦接至該 記錄電阻，用以偵測(cè)該記錄電阻的跨壓的峰值而記錄有一峰值信號(hào)，其可大致反應(yīng)該輸入 電源的電壓的最高值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于，還包括有一過(guò)低電壓保護(hù)器，耦接 至該峰值記錄器，用以依據(jù)該峰值信號(hào)來(lái)判斷該輸入電源處于一過(guò)低電壓保護(hù)區(qū)時(shí)，輸出 一過(guò)低電壓偵測(cè)信號(hào)給該驅(qū)動(dòng)電路，使該開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器停止運(yùn)作。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于，還包括有一過(guò)高電壓保護(hù)器，耦接 至該峰值記錄器，用以依據(jù)該峰值信號(hào)來(lái)判斷該輸入電源處于一過(guò)高電壓保護(hù)區(qū)時(shí)，輸出 一過(guò) 高電壓偵測(cè)信號(hào)給該驅(qū)動(dòng)電路，使該開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器停止運(yùn)作。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于，還包括有一開(kāi)關(guān)微調(diào)電路，耦接至 該電流鏡，該開(kāi)關(guān)微調(diào)電路依據(jù)該映射電流以調(diào)整該功率開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于，該驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)一電流控制震蕩 器所產(chǎn)生的一斜波信號(hào)，以產(chǎn)生一開(kāi)關(guān)控制信號(hào)來(lái)開(kāi)啟或是關(guān)閉該功率開(kāi)關(guān)；該開(kāi)關(guān)微調(diào) 電路依據(jù)該映射電流來(lái)調(diào)整該斜波信號(hào)的上升或下降的速度，以調(diào)整該功率開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟或 關(guān)閉時(shí)間。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于，還包括有一過(guò)電流保護(hù)器，耦接 至該電流鏡，該過(guò)電流保護(hù)器包括有一參考信號(hào)產(chǎn)生器，用以提供一參考信號(hào)；以及一比較器，用以比較該參考信號(hào)與可反應(yīng)流經(jīng)該主繞組的電流的一主繞組電流偵測(cè)信 號(hào)，并輸出一比較信號(hào)給該驅(qū)動(dòng)電路，以決定該功率開(kāi)關(guān)的關(guān)閉時(shí)機(jī)；其中該參考信號(hào)產(chǎn)生器可依據(jù)該映射電流來(lái)調(diào)整該參考信號(hào)的高低，進(jìn)而使該驅(qū)動(dòng)電路調(diào)整該功率開(kāi)關(guān)的關(guān)閉時(shí)機(jī)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于，該箝制電路包括 一雙極結(jié)型晶體管，其發(fā)射極耦接至該偵測(cè)電阻；以及一電壓源，耦接至該雙極結(jié)型晶體管的基極，用以使該雙極結(jié)型晶體管操作在一特定 操作模式。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于，該雙極結(jié)型晶體管的發(fā)射極電 壓約略為零。
14.一種控制開(kāi)關(guān)的方法，其特征在于，適用于一開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器，該開(kāi)關(guān)式電源供 應(yīng)器包括有一主繞組與一輔助繞組，其中該主繞組耦接至一輸入電源且被一功率開(kāi)關(guān)控制 以?xún)?chǔ)能或是釋能，以產(chǎn)生一輸出電源，該方法包括有提供一偵測(cè)電阻，其具有一端點(diǎn)耦接至該輔助繞組； 箝制該偵測(cè)電阻的另一端點(diǎn)維持在一特定電壓之上；偵測(cè)流經(jīng)該偵測(cè)電阻的一偵測(cè)電流，該偵測(cè)電流與該輸入電源具有一函數(shù)關(guān)系，因此 可大致反應(yīng)該輸入電源的電壓；依據(jù)該偵測(cè)電流的大小，來(lái)產(chǎn)生一控制信號(hào)；以及根據(jù)該控制信號(hào)，決定該功率開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟或關(guān)閉，來(lái)使該主繞組進(jìn)行儲(chǔ)能或是釋能。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制開(kāi)關(guān)的方法，其特征在于，偵測(cè)該偵測(cè)電流的方法包 括有提供一電流鏡以提供比例于該偵測(cè)電流的一映射電流；以及使該映射電流流經(jīng)一記錄電阻，在該記錄電阻上所形成的跨壓可反應(yīng)該輸入電源的電壓。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制開(kāi)關(guān)的方法，其特征在于，還包括有依據(jù)該記錄電阻的跨壓的變化，來(lái)判斷該輸入電源進(jìn)入一零電位交越區(qū)，并據(jù)以調(diào)整 該功率開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)間。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制開(kāi)關(guān)的方法，其特征在于，還包括有記錄該記錄電阻的跨壓的一峰值信號(hào)，該峰值信號(hào)可大致反應(yīng)該輸入電源的電壓的最 高值；以及依據(jù)該峰值信號(hào)來(lái)判斷該輸入電源的電壓的最高值，藉以調(diào)整判斷該輸入電源進(jìn)入該 零電位交越區(qū)的基準(zhǔn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制開(kāi)關(guān)的方法，其特征在于，還包括有記錄該記錄電阻的跨壓的一峰值信號(hào)，該峰值信號(hào)可大致反應(yīng)該輸入電源的電壓的最高值。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的控制開(kāi)關(guān)的方法，其特征在于，還包括有 依據(jù)該峰值信號(hào)來(lái)判斷該輸入電源處于一過(guò)低電壓保護(hù)區(qū)；以及當(dāng)該輸入電源處于該過(guò)低電壓保護(hù)區(qū)時(shí)，該開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器停止運(yùn)作。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的控制開(kāi)關(guān)的方法，其特征在于，還包括有 依據(jù)該峰值信號(hào)來(lái)判斷該輸入電源處于一過(guò)高電壓保護(hù)區(qū)；以及當(dāng)該輸入電源處于該過(guò)高電壓保護(hù)區(qū)時(shí)，該開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器停止運(yùn)作。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制開(kāi)關(guān)的方法，其特征在于，還包括有依據(jù)該映射電流來(lái)調(diào)整該功率開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)間。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制開(kāi)關(guān)的方法，其特征在于，還包括有比較一參考信號(hào)與流經(jīng)該主繞組的一主繞組電流，以決定該功率開(kāi)關(guān)的關(guān)閉時(shí)機(jī)；以依據(jù)該映射電流來(lái)調(diào)整該參考信號(hào)的高低，進(jìn)而調(diào)整該功率開(kāi)關(guān)的關(guān)閉時(shí)機(jī)。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制開(kāi)關(guān)的方法，其特征在于，該特定電壓約略為零。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器的開(kāi)關(guān)控制器及其方法，該開(kāi)關(guān)控制器透過(guò)一偵測(cè)電阻耦接至該開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器的一輔助繞組。開(kāi)關(guān)控制器提供一偵測(cè)電流流經(jīng)偵測(cè)電阻，以將偵測(cè)電阻所傳送的一偵測(cè)信號(hào)維持在特定電壓之上。如此，開(kāi)關(guān)控制器可避免因接收到負(fù)電壓的偵測(cè)信號(hào)而產(chǎn)生拴鎖現(xiàn)象。此外，該開(kāi)關(guān)控制器可通過(guò)偵測(cè)電流來(lái)偵測(cè)該開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器的一輸入電壓的大小，以據(jù)以控制該開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器的運(yùn)作。
文檔編號(hào)H02M3/335GK102142774SQ20101010713
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者葉文中, 吳宗修, 莊明男 申請(qǐng)人:通嘉科技股份有限公司