專利名稱：隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器，特別是一種具有控制電路的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
目前的電子裝置，為了符合安全規(guī)定的需求，電源供應(yīng)器必須要能夠提供穩(wěn)定輸出電壓與穩(wěn)定輸出電流。在此條件下，電源供應(yīng)器多半會(huì)結(jié)合變壓器，并且在變壓器的一次側(cè)設(shè)置切換式調(diào)節(jié)器來(lái)調(diào)整輸出電流。然而，在目前所公開(kāi)的相關(guān)變壓器的設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，在變壓器的一次側(cè)設(shè)置切換式調(diào)節(jié)器的技術(shù)，仍然無(wú)法非常精確地控制電源供應(yīng)器的輸出電流。因此，設(shè)計(jì)者必須再通過(guò)在電源供應(yīng)器的二次側(cè)增加電流回路，以達(dá)到具有直線特性的定電流曲線。在此情況下，制作成本大幅地增加。因此，如何達(dá)到既可以降低成本，又能精確地控制電源供應(yīng)器的輸出電流，實(shí)為一值得研究的課題。目前通過(guò)在變壓器的一次側(cè)設(shè)置切換式調(diào)節(jié)器來(lái)調(diào)整電源供應(yīng)器的輸出電流的做法，其特征在于必須取得一一次側(cè)切換電壓信號(hào)與一二次側(cè)切換電流的放電時(shí)間。其中， 一次側(cè)切換電壓信號(hào)產(chǎn)生于變壓器的一次側(cè)，二次側(cè)切換電流產(chǎn)生于變壓器的二次側(cè)。相關(guān)技術(shù)與研究可參考中國(guó)臺(tái)灣專利1277852號(hào)，此項(xiàng)專利公開(kāi)了一種切換式調(diào)節(jié)器，用以控制電源供應(yīng)器的輸出電流。該切換式調(diào)節(jié)器應(yīng)用于一電源供應(yīng)器的一變壓器的一次側(cè)。 該切換式調(diào)節(jié)器包括產(chǎn)生電流波形信號(hào)的一波型檢測(cè)器，用以檢測(cè)變壓器二次側(cè)切換電流放電時(shí)間的一放電時(shí)間檢測(cè)器，用以產(chǎn)生振蕩信號(hào)并控制切換信號(hào)的切換頻率的一振蕩器，用以積分一平均電流信號(hào)與放電時(shí)間并產(chǎn)生一積分信號(hào)的一積分器，用以放大積分信號(hào)并提供輸出電流控制回路的一誤差放大器，以及根據(jù)該誤差放大器的輸出可控制該切換信號(hào)的脈波寬度的一比較器。此專利所公開(kāi)的技術(shù)手段，利用一電流檢知端，直接檢測(cè)產(chǎn)生于電源供應(yīng)器的變壓器的一次側(cè)的一一次側(cè)切換電壓信號(hào)。但值得注意的是，電源供應(yīng)器的輸出電流雖可通過(guò)此技術(shù)特征獲得穩(wěn)定調(diào)整，但卻容易因開(kāi)關(guān)切換瞬間造成電壓彈跳的問(wèn)題，并且使得該切換式調(diào)節(jié)器造成誤判。此外，積分器、波型檢測(cè)器均增加該切換式調(diào)節(jié)器的制作成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器，應(yīng)用于一電源供應(yīng)器的一變壓器的一一次側(cè)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器，應(yīng)用于一變壓器的一一次側(cè)，其中，包括一放電時(shí)間檢測(cè)器，連接該變壓器，該放電時(shí)間檢測(cè)器用以檢測(cè)產(chǎn)生于該變壓器的一二次側(cè)的一切換電流的一放電時(shí)間，該放電時(shí)間檢測(cè)器輸出一放電時(shí)間信號(hào)與一反放電時(shí)間信號(hào)；—振蕩器，用以產(chǎn)生一振蕩信號(hào)；
一控制電路，該控制電路連接該放電時(shí)間檢測(cè)器，并且用以根據(jù)該放電時(shí)間信號(hào)及該反放電時(shí)間信號(hào)，對(duì)一臨界電壓進(jìn)行輸出電流波形重造、濾波、放大與比較的信號(hào)處理，該控制電路輸出一調(diào)整信號(hào)，其中，該臨界電壓相應(yīng)于產(chǎn)生于該變壓器的該一次側(cè)的一切換電壓信號(hào)的峰值，以及；一脈沖寬度調(diào)變器，該脈沖寬度調(diào)變器包括一第一輸入端與一第二輸入端，其中該第一輸入端連接該控制電路，該第二輸入端連接該振蕩器，該脈沖寬度調(diào)變器輸出一切換信號(hào)，其中，該切換信號(hào)的工作周期與頻率相應(yīng)于該振蕩信號(hào)與該調(diào)整信號(hào)，并且該調(diào)整信號(hào)用以重置該脈波寬度調(diào)變器。上述的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器，其中，該切換電壓信號(hào)為一充磁電流信號(hào)。上述的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器，其中，該控制電路包括一輸出電流波形重造電路，用以根據(jù)該放電時(shí)間信號(hào)、該反放電時(shí)間信號(hào)、該切換信號(hào)與該臨界電壓，輸出一方波信號(hào)，其中，該方波信號(hào)的振幅相應(yīng)于該臨界電壓，該方波信號(hào)的出現(xiàn)時(shí)間與該放電時(shí)間信號(hào)同步，且該方波信號(hào)的波形相應(yīng)于一輸出電流的波形；一低通濾波器，用以過(guò)濾該方波信號(hào)以輸出一直流信號(hào)；一差值放大器，用以放大該直流信號(hào)成為該臨界電壓；以及一比較器，連接在該差值放大器與該脈沖寬度調(diào)變器之間，該比較器用以比較該臨界電壓與該切換電壓信號(hào)以產(chǎn)生該調(diào)整信號(hào)。上述的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器，其中，該輸出電流波形重造電路包括一第一開(kāi)關(guān)，該第一開(kāi)關(guān)的輸入端連接該臨界電壓，該第一開(kāi)關(guān)由該切換信號(hào)所控制；一第二開(kāi)關(guān)，串聯(lián)于該第一開(kāi)關(guān)，該第二開(kāi)關(guān)由該放電時(shí)間信號(hào)所控制；一第三開(kāi)關(guān)，連接該第二開(kāi)關(guān)，并且并聯(lián)于該第一開(kāi)關(guān)與該第二開(kāi)關(guān)，該第三開(kāi)關(guān)由該反放電時(shí)間信號(hào)所控制；一第一電容，連接至該第一開(kāi)關(guān)和該第二開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)，該第一電容用以儲(chǔ)存該臨界電壓；以及一緩沖器，連接至該第二開(kāi)關(guān)和該第三開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)，該緩沖器用以緩沖并輸出該方波信號(hào)。上述的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器，其中，該低通濾波器包括一第一電阻，連接在該輸出電流波形重造電路和該差值放大器之間，該第一電阻用以接收該方波信號(hào)；以及一第二電容，連接至該第一電阻和該差值放大器的接點(diǎn)，該第二電容用以濾除該方波信號(hào)的高頻部分。此種隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器包括一放電時(shí)間檢測(cè)器、一振蕩器、一脈沖寬度調(diào)變器與一控制電路。放電時(shí)間檢測(cè)器連接變壓器。放電時(shí)間檢測(cè)器可用以檢測(cè)產(chǎn)生于變壓器的一二次側(cè)的一切換電流的放電時(shí)間，并且輸出一放電時(shí)間信號(hào)與一反放電時(shí)間信號(hào)?？刂齐娐返妮斎攵诉B接放電時(shí)間檢測(cè)器，并且可用以根據(jù)放電時(shí)間信號(hào)與反放電時(shí)間信號(hào)，對(duì)一臨界電壓進(jìn)行輸出電流波形重造、濾波、放大、與比較的信號(hào)處理?？刂齐娐房捎靡暂敵鲆徽{(diào)整信號(hào)。其中，臨界電壓可為產(chǎn)生于變壓器的一次側(cè)的一切換電壓信號(hào)的峰值。振蕩器可用以產(chǎn)生一振蕩信號(hào)。脈沖寬度調(diào)變器的第一輸入端與第二輸入端分別連接控制電路與振蕩器。脈沖寬度調(diào)變器可用以接收調(diào)整信號(hào)和振蕩信號(hào)，并且據(jù)以輸出一切換信號(hào)。其中，切換信號(hào)的工作周期與頻率相應(yīng)于振蕩信號(hào)與調(diào)整信號(hào)，并且調(diào)整信號(hào)可用以重置脈波寬度調(diào)變器。本發(fā)明的技術(shù)效果在于根據(jù)本發(fā)明的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器可通過(guò)切換信號(hào)切換變壓器并且可穩(wěn)定調(diào)整電源供應(yīng)器的輸出電流。此外，根據(jù)本發(fā)明的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器還采用控制電路取代現(xiàn)有的波型檢測(cè)器與積分器。因此，根據(jù)本發(fā)明的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器并非直接檢測(cè)產(chǎn)生于變壓器的一次側(cè)的切換電壓信號(hào)，而是利用控制電路的回授設(shè)計(jì)，間接取得等值的臨界電壓。根據(jù)本發(fā)明的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器不但可穩(wěn)定調(diào)整電源供應(yīng)器的輸出電流，還可避免因開(kāi)關(guān)切換瞬間所造成的電壓彈跳的問(wèn)題。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器設(shè)置于電源供應(yīng)器的示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器的示意圖；圖3為圖1的電源供應(yīng)器操作時(shí)的各點(diǎn)信號(hào)波形圖；圖4A為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的脈沖寬度調(diào)變器的示意圖；圖4B為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的脈沖寬度調(diào)變器的各點(diǎn)信號(hào)波形圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的輸出電流波形重造電路的示意圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的低通濾波器的示意圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的控制電路的各點(diǎn)信號(hào)波形圖。其中，附圖標(biāo)記10變壓器
20隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器
22放電時(shí)間檢測(cè)器
24振蕩器
26脈沖寬度調(diào)變器
28控制電路
30晶體管
40輔助電阻
41SR型正反器
42閘極驅(qū)動(dòng)器
50整流器
60電容
70整流器
100輸出電流波形重造電路
101第一開(kāi)關(guān)
102第二開(kāi)關(guān)
5
103第三開(kāi)關(guān)104第一電容105緩沖器200低通濾波器201第一電阻202第二電容300差值放大器400比較器Na輔助繞組Np一次側(cè)繞組Ns二次側(cè)繞組Rs檢測(cè)電阻V0輸出電壓Vin輸入電壓I0輸出電流Ip—次側(cè)切換電流Ipk一次側(cè)切換電流最大值Is二次側(cè)切換電流Ispk二次側(cè)切換電流最大值Vcs一次側(cè)切換電壓信號(hào)t。n高準(zhǔn)位時(shí)間區(qū)間tdisc放電時(shí)間tdisf低準(zhǔn)位時(shí)間區(qū)間T周期PLS振蕩信號(hào)VDD電源供應(yīng)端GND接地端VOUT輸出端VDET放電時(shí)間檢測(cè)端VS切換電壓檢知端Vg第一檢測(cè)端Vf第二檢測(cè)端Vpwm切換信號(hào)Vff反射電壓Ve臨界電壓VMod調(diào)整信號(hào)Vdis放電時(shí)間信號(hào)VdisB反放電時(shí)間信號(hào)Va, 緩沖信號(hào)
Va 方 波信號(hào)Vb 直流信號(hào)Vref 參考電壓
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述請(qǐng)參照?qǐng)D1，為本發(fā)明的一實(shí)施例的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器20設(shè)置于電源供應(yīng)器的示意圖。隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器20可應(yīng)用于一電源供應(yīng)器的一變壓器10的一一次側(cè)。電源供應(yīng)器有一輸出電壓V。、輸出電流I。與輸入電壓vin。電源供應(yīng)器包括變壓器10，并且變壓器10具有輔助繞組Na、一次側(cè)繞組Np與二次側(cè)繞組Ns。其中，一次側(cè)定義為共地于輸入電壓Vin的接地端的一側(cè)，而二次側(cè)定義為共地于輸出電壓V。的接地端的另一側(cè)。隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器20包括電源供應(yīng)端VDD、接地端GND、輸出端V0UT、放電時(shí)間檢測(cè)端VDET與切換電壓檢知端VS。電源供應(yīng)端VDD連接電容60的一端，且電容60的另一端接地。并且，電源供應(yīng)端 VDD與電容60的接點(diǎn)透過(guò)整流器50連接輔助繞組Na。接地端GND接地。輸出端VOUT連接晶體管30。放電時(shí)間檢測(cè)端VDET透過(guò)輔助電阻40連接輔助繞組NA。切換電壓檢知端VS位于晶體管30與檢測(cè)電阻RS之間。換言之，切換電壓檢知端 VS連接晶體管30與檢測(cè)電阻RS的接點(diǎn)。其中，檢測(cè)電阻Rs用以連接晶體管30的源極到接地。隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器20可透過(guò)放電時(shí)間檢測(cè)端VDET檢測(cè)反射電壓Vw，及透過(guò)切換電壓檢知端VS檢測(cè)相應(yīng)于變壓器的一次側(cè)所產(chǎn)生的一次側(cè)切換電流IP的一次側(cè)切換電壓信號(hào)v。s，以依據(jù)反射電壓Vw和一次側(cè)切換電壓信號(hào)V。s產(chǎn)生一切換信號(hào)Vpwm,并經(jīng)由其輸出端VOUT輸出產(chǎn)生的切換信號(hào)VPWM。于此，隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器20可利用切換信號(hào)Vpwm切換晶體管30，以控制變壓器10的切換動(dòng)作。其中，一次側(cè)切換電壓信號(hào)火3可為一充磁電流信號(hào)。反射電SVw可透過(guò)整流器 50可進(jìn)一步對(duì)電容60進(jìn)行充電，以致使反射電壓Vw可藉此提供能量給隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器20。當(dāng)切換信號(hào)Vpwm為高準(zhǔn)位時(shí)，晶體管30被導(dǎo)通，晶體管30產(chǎn)生一次側(cè)切換電流 IP。而當(dāng)切換信號(hào)Vpwm切換到低準(zhǔn)位時(shí)，儲(chǔ)存在變壓器10的能量會(huì)被釋放到變壓器10的二次側(cè)，并且此能量可透過(guò)一整流器70傳輸?shù)诫娫垂?yīng)器的輸出端。于晶體管30被導(dǎo)通時(shí)，晶體管30在變壓器的一次側(cè)會(huì)產(chǎn)生一次側(cè)切換電流IP。 一次側(cè)切換電流IP可經(jīng)由檢測(cè)電阻Rs轉(zhuǎn)為一次側(cè)切換電壓信號(hào)v。s，且切換電壓檢知端VS 可檢測(cè)到此一次側(cè)切換電壓信號(hào)V。s。其中，一次側(cè)切換電流IP會(huì)隨著晶體管30導(dǎo)通的時(shí)間增加，并且達(dá)到一次側(cè)切換電流最大值Ipk。—次側(cè)切換電壓信號(hào)V。s的電壓值也會(huì)隨著晶體管30導(dǎo)通的時(shí)間增加，而達(dá)到臨界電壓\。其中，臨界電壓Ve為一次側(cè)切換電壓信號(hào)^的峰值。其中，檢測(cè)電阻&可為固定阻值，且臨界電壓Ve與一次側(cè)切換電流最大值Ipk可成正比，其關(guān)系如式⑴。Ve = Ipk^Rs --------------------------------------------------------
-α) 請(qǐng)參閱圖2，隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器20的內(nèi)部設(shè)置可包括一放電時(shí)間檢測(cè)器22、 一振蕩器24、一脈沖寬度調(diào)變器26與一控制電路28。放電時(shí)間檢測(cè)器22的輸入端連接放電時(shí)間檢測(cè)端VDET。放電時(shí)間檢測(cè)器22的輸出端連接控制電路28的一輸入端。脈沖寬度調(diào)變器26的第一輸入端與第二輸入端分別連接控制電路28與振蕩器 24。脈沖寬度調(diào)變器26可用以輸出切換信號(hào)Vpwm并且切換信號(hào)Vpwm可經(jīng)由輸出端VOUT連接晶體管30。放電時(shí)間檢測(cè)器22透過(guò)放電時(shí)間檢測(cè)端VDET檢測(cè)反射電壓Vw，據(jù)以提供放電時(shí)間信號(hào)Vdis與反放電時(shí)間信號(hào)VdisB給控制電路28。其中，放電時(shí)間信號(hào)Vdis與反放電時(shí)間信號(hào)VdisB相位相反。請(qǐng)配合參閱圖3，在此放電過(guò)程中，在變壓器的二次側(cè)會(huì)形成有二次側(cè)切換電流 Is,并且于變壓器的一次側(cè)會(huì)形成響應(yīng)二次側(cè)切換電流Is的反射電壓vw。其中，當(dāng)切換信號(hào) Vpwm剛被切換到低準(zhǔn)位時(shí)，二次側(cè)切換電流Is具有二次側(cè)切換電流最大值Ispk。而當(dāng)二次側(cè)切換電流Is隨著放電過(guò)程逐漸減少，且二次側(cè)切換電流Is最終回復(fù)到零時(shí)，反射電壓Vw則會(huì)立即驟降。其中，二次側(cè)切換電流最大值Ispk與一次側(cè)切換電流最大值Ipk可成正比，其關(guān)系式如式(2)。Ispk = Ipk*NP/Ns --------------------------------------------(2)圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)所量測(cè)到的波形圖。從圖3可以看出，二次側(cè)切換電流Is的放電時(shí)間tdis。，可以自切換信號(hào)Vpwm被切換到低準(zhǔn)位的時(shí)間點(diǎn)到二次側(cè)切換電流Is完全消失的時(shí)間點(diǎn)計(jì)算出來(lái)。由于放電時(shí)間檢測(cè)器22可經(jīng)由放電時(shí)間檢測(cè)端VDET檢測(cè)二次側(cè)切換電流Is(接收反射電壓V，故放電時(shí)間檢測(cè)器22可通過(guò)計(jì)算切換信號(hào)Vpwm被切換到低準(zhǔn)位的時(shí)間點(diǎn)到二次側(cè)切換電流Is完全消失的時(shí)間點(diǎn)得到二次側(cè)切換電流Is的放電時(shí)間tdis。。是故，放電時(shí)間檢測(cè)器22可有效檢測(cè)放電時(shí)間tdis。。振蕩器24可用以產(chǎn)生振蕩信號(hào)PLS?？刂齐娐?8的一輸入端連接放電時(shí)間檢測(cè)器22?？刂齐娐?8藉此連接關(guān)系，可接收相應(yīng)于放電時(shí)間tdis。的放電時(shí)間信號(hào)Vdis與反放電時(shí)間信號(hào)VdisB。并且控制電路28 可根據(jù)切換信號(hào)Vpwm、放電時(shí)間信號(hào)Vdis、反放電時(shí)間信號(hào)VdisB，對(duì)臨界電壓Ve進(jìn)行輸出電流波形重造、濾波、放大、與比較的信號(hào)處理，藉以輸出調(diào)整信號(hào)VM。d。脈沖寬度調(diào)變器26可經(jīng)由其第一和第二輸入端分別接收來(lái)自控制電路28的調(diào)整信號(hào)VM。d和來(lái)自振蕩器24的振蕩信號(hào)PLS。請(qǐng)參照?qǐng)D4A，脈沖寬度調(diào)變器26包括一 SR型正反器(SR flip flop)41與一閘極驅(qū)動(dòng)器(Gate Drive) 42 。閘極驅(qū)動(dòng)器42連接SR型正反器41的輸出端。SR型正反器41可根據(jù)振蕩信號(hào) PLS與調(diào)整信號(hào)VM。d作信號(hào)處理，接著閘極驅(qū)動(dòng)器42輸出切換信號(hào)VPWM。其中切換信號(hào)Vpwm 的工作周期與頻率相應(yīng)于振蕩信號(hào)PLS與調(diào)整信號(hào)VM。d，并且調(diào)整信號(hào)VM。d可用以重置脈波寬度調(diào)變器26。如圖4B所示，振蕩信號(hào)PLS可用以決定切換信號(hào)Vpwm何時(shí)被切換至高準(zhǔn)位；調(diào)整信號(hào)VM。d可用以決定切換信號(hào)VP 何時(shí)被切換至低準(zhǔn)位。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的控制電路28，如圖2所示，包括輸出電流波形重造電路
100、低通濾波器200、差值放大器300與比較器400。輸出電流波形重造電路100用以根據(jù)切換信號(hào)VPWM、放電時(shí)間信號(hào)Vdis與反放電時(shí)間信號(hào)VdisB，對(duì)臨界電壓V6進(jìn)行截取保值以重造二次側(cè)的輸出電流I0的二倍的量，并以相應(yīng)系數(shù)修正后，最終輸出電流波形重造電路100輸出一方波信號(hào)va。其中方波信號(hào)Va的振幅相應(yīng)于臨界電壓I，方波信號(hào)Va的出現(xiàn)時(shí)間與放電時(shí)間信號(hào)Vdis同步，并且方波信號(hào)Va的波形可相應(yīng)于輸出電流I0的波形。低通濾波器200連接輸出電流波形重造電路100。低通濾波器200可用以過(guò)濾方波信號(hào)Va并且輸出一直流信號(hào)vb。差值放大器300的負(fù)輸入端連接直流信號(hào)\。差值放大器300的正輸入端連接一參考電壓V&。差值放大器300根據(jù)直流信號(hào)Vb與參考電壓VMf可用以放大其差值，并且差值放大器300輸出臨界電壓Ve。其中，參考電壓Vref的值可相應(yīng)于輸出電流I。。例如當(dāng)輸出電流I。為0. 7安培時(shí)，參考電壓VMf可設(shè)置為0. 7伏特。在此，差值放大器300輸出的臨界電壓Ve可回授至輸出電流波形重造電路100的輸入端。藉此回授機(jī)制，輸出電流波形重造電路100可取得等值于一次側(cè)切換電壓信號(hào)v。s 的電壓并且決定切換位準(zhǔn)，因而可減少因開(kāi)關(guān)瞬間的抖動(dòng)而造成切換式調(diào)節(jié)器誤判。比較器400連接在差值放大器300與脈沖寬度調(diào)變器26之間。比較器400可用以比較臨界電壓入與一次側(cè)切換電壓信號(hào)V。s，并且比較器400輸出調(diào)整信號(hào)VM。d。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，請(qǐng)參閱圖5，輸出電流波形重造電路100包括一第一開(kāi)關(guān)
101、一第二開(kāi)關(guān)102、一第三開(kāi)關(guān)103、一第一電容104與一緩沖器105。第一開(kāi)關(guān)101用以連接臨界電壓Ve，并且第二開(kāi)關(guān)102串聯(lián)于第一開(kāi)關(guān)101。第三開(kāi)關(guān)103用以連接第二開(kāi)關(guān)102并且并聯(lián)于第一開(kāi)關(guān)101與第二開(kāi)關(guān)102。第一電容104 用以連接于第一開(kāi)關(guān)101與第二開(kāi)關(guān)102的接點(diǎn)。緩沖器105用以連接于第二開(kāi)關(guān)102與第三開(kāi)關(guān)103的接點(diǎn)。在第一開(kāi)關(guān)101與第二開(kāi)關(guān)102間，有一第一檢測(cè)端Vg。在緩沖器 105、第二開(kāi)關(guān)102與第三開(kāi)關(guān)103的共同接點(diǎn)處有一第二檢測(cè)端Vf。其中，切換信號(hào)V-用以控制第一開(kāi)關(guān)101。放電時(shí)間信號(hào)Vdis用以控制第二開(kāi)關(guān)102。反放電時(shí)間信號(hào)VdisB用以控制第三開(kāi)關(guān)103。接著，請(qǐng)配合參閱圖3。當(dāng)切換信號(hào)Vpwm為高準(zhǔn)位時(shí)，晶體管30被導(dǎo)通，晶體管30 產(chǎn)生一次側(cè)切換電流IP，此時(shí)二次側(cè)切換電流Is尚未形成。故我們定義切換信號(hào)Vpwm為高準(zhǔn)位的時(shí)間區(qū)間為高準(zhǔn)位時(shí)間區(qū)間t。n。在高準(zhǔn)位時(shí)間區(qū)間t。n內(nèi)，切換信號(hào)Vpwm為高準(zhǔn)位，放電時(shí)間信號(hào)Vdis為低準(zhǔn)位，反放電時(shí)間信號(hào)VdisB為高準(zhǔn)位。接著，經(jīng)過(guò)高準(zhǔn)位時(shí)間區(qū)間t。n后，切換信號(hào)Vpwm被切換為低準(zhǔn)位，于是，原先儲(chǔ)存在變壓器10的能量會(huì)被釋放到變壓器10的二次側(cè)，二次側(cè)切換電流Is被形成。隨著能量釋放到變壓器10的二次側(cè)的過(guò)程中，二次側(cè)切換電流Is會(huì)逐漸下降最終歸零。故我們定義從切換信號(hào)Vpwm剛被切換到低準(zhǔn)位，到二次側(cè)切換電流Is歸零的時(shí)間區(qū)間為放電時(shí)間 tdis。。在放電時(shí)間tdis。時(shí)間區(qū)間內(nèi)，切換信號(hào)Vpwm為低準(zhǔn)位，放電時(shí)間信號(hào)Vdis為高準(zhǔn)位，反放電時(shí)間信號(hào)VdisB為低準(zhǔn)位。接著，在切換信號(hào)V-仍為低準(zhǔn)位且二次側(cè)切換電流Is已經(jīng)回歸到零，到下一次切換信號(hào)Vpwm再被切換到高準(zhǔn)位的這段時(shí)間區(qū)間，我們定義為低準(zhǔn)位時(shí)間區(qū)間tdisf。在低準(zhǔn)位時(shí)間區(qū)間tdisf內(nèi)，切換信號(hào)Vpwm為低準(zhǔn)位，放電時(shí)間信號(hào)Vdis為低準(zhǔn)位，反放電時(shí)間信號(hào) Vdise為高準(zhǔn)位。是故，我們得到關(guān)系式t。n+tdisc+tdisf = Τ。其中，T為切換信號(hào)Vpwm的周期。
輸出電流波形重造電路100有一輸入端可用以接收從差值放大器300輸出并回授的臨界電壓I。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D3與圖5，在高準(zhǔn)位時(shí)間區(qū)間t。n內(nèi)，切換信號(hào)Vpwm為高準(zhǔn)位， 放電時(shí)間信號(hào)Vdis為低準(zhǔn)位，反放電時(shí)間信號(hào)VdisB為高準(zhǔn)位。因此第一開(kāi)關(guān)101與第三開(kāi)關(guān)103被關(guān)閉，第二開(kāi)關(guān)102被打開(kāi)。此時(shí)，臨界電壓Ve的值被傳送到第一電容104儲(chǔ)存， 并且第一檢測(cè)端Vg的電壓值相應(yīng)于臨界電壓\，第二檢測(cè)端Vf接地。在高準(zhǔn)位時(shí)間區(qū)間t。n后，切換信號(hào)Vpmw被切換到低準(zhǔn)位，輸出電流波形重造電路 100開(kāi)始操作在放電時(shí)間tdis。的時(shí)間區(qū)間。在放電時(shí)間tdis。的時(shí)間區(qū)間內(nèi)，切換信號(hào)Vpwm 為低準(zhǔn)位，放電時(shí)間信號(hào)Vdis為高準(zhǔn)位，反放電時(shí)間信號(hào)VdisB為低準(zhǔn)位。因此第一開(kāi)關(guān)101 與第三開(kāi)關(guān)103被打開(kāi)，第二開(kāi)關(guān)102被關(guān)閉。于是，先前第一檢測(cè)端Vg的電壓值(即臨界電壓VJ會(huì)被傳送到第二檢測(cè)端Vf。由于第二開(kāi)關(guān)102由放電時(shí)間信號(hào)Vdis所控制，因此在臨界電壓\被傳送到第二檢測(cè)端Vf的過(guò)程中，臨界電壓Ve會(huì)經(jīng)過(guò)放電時(shí)間tdis。的相位轉(zhuǎn)移(phaseshift)。而在第二檢測(cè)端Vf檢測(cè)到一振幅等于臨界電壓Ve且出現(xiàn)時(shí)間與放電時(shí)間信號(hào)Vdis同步的緩沖信號(hào)Va,。緩沖器105用以調(diào)整緩沖信號(hào)Va,并且輸出方波信號(hào)Va。緩沖信號(hào)Va，與方波信號(hào)Va的波形圖如圖7所示其中方波信號(hào)Va的振幅為緩沖信號(hào)Va，的振幅的A倍，方波信號(hào)Va的出現(xiàn)時(shí)間也與放電時(shí)間信號(hào)Vdis同步。其中，A= (NP/NS)/(2*K)，且K的值相等于檢測(cè)電阻Rs的值。是故，方波信號(hào)Va的振幅被調(diào)整為Ve*(NP/Ns)/(2*K)。接著，在下一次切換信號(hào)Vpwm被切換到高準(zhǔn)位前，輸出電流波形重造電路100操作在低準(zhǔn)位時(shí)間區(qū)間tdisf。在低準(zhǔn)位時(shí)間區(qū)間tdisf內(nèi)，切換信號(hào)Vpwm為低準(zhǔn)位，放電時(shí)間信號(hào) Vdis為低準(zhǔn)位，反放電時(shí)間信號(hào)VdisB為高準(zhǔn)位。因此第一開(kāi)關(guān)101與第二開(kāi)關(guān)102被打開(kāi)， 第三開(kāi)關(guān)103被關(guān)閉。此時(shí)第一檢測(cè)端Vg無(wú)信號(hào)，而第二檢測(cè)端Vf被接地。是故，在連續(xù)操作模式下，輸出電流波形重造電路100依據(jù)此方法，反復(fù)對(duì)臨界電壓Ve進(jìn)行取樣保值與相位轉(zhuǎn)移(phase shift)的信號(hào)處理過(guò)程，并且最終輸出電流波形重造電路100可用以輸出一振幅相應(yīng)于臨界電壓V6且出現(xiàn)時(shí)間與放電時(shí)間信號(hào)Vdis同步的方波信號(hào)Va?；诖颂卣?，方波信號(hào)Va的波形可相應(yīng)于輸出電流I。的波形。也就是說(shuō)，輸出電流波形重造電路100可用以重現(xiàn)一相應(yīng)于輸出電流I0的波形。如圖6所示，低通濾波器200包括一第一電阻201與一第二電容202。其中第一電阻201連接在輸出電流波形重造電路100與差值放大器300之間。第一電阻201可用以接收方波信號(hào)Va。第二電容202連接至第一電阻201與差值放大器300的接點(diǎn)。由于第二電容202 具有電抗作用，并且第二電容202與輸出電流波形重造電路100并聯(lián)。因此，第二電容202 可用以濾除方波信號(hào)Va的高頻部分。是故，低通濾 波器200基于其第一電阻與第二電容的特性，可用以過(guò)濾方波信號(hào)Va 的高頻部分并輸出一直流信號(hào)\。直流信號(hào)Vb、方波信號(hào)Va與緩沖信號(hào)Va，的波形關(guān)系圖可一并參閱圖7。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器20可通過(guò)切換信號(hào)Vpwm切換變壓器10。由于電源供應(yīng)器的輸出電流I0可視為變壓器10于切換信號(hào)Vpwm的一次周期T內(nèi)， 產(chǎn)生于二次側(cè)的一平均電流。故可表示為I0= (Ispk*tdisc)/(2*T)------------------------------------(3)根據(jù)式(1)與式(2)，我們可把式(3)改寫為以下I0 = (Np/Ns) * (Ve*tdisc/Rs) / (2*T)-------------------------------(4)是故，由式(4)，我們可以看出，電源供應(yīng)器的輸出電流I?？山?jīng)由隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器獲得穩(wěn)定調(diào)整。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器可通過(guò)切換信號(hào)切換變壓器并且可穩(wěn)定調(diào)整電源供應(yīng)器的輸出電流。此外，根據(jù)本發(fā)明的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器還采用具有回授設(shè)計(jì)的控制電路取代現(xiàn)有的波型檢測(cè)器與積分器。因此，根據(jù)本發(fā)明的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器并非直接檢測(cè)產(chǎn)生于變壓器的一次側(cè)的切換電壓信號(hào)，而是間接取得等值的臨界電壓。是故，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器不但可穩(wěn)定調(diào)整電源供應(yīng)器的輸出電流，還可避免因開(kāi)關(guān)切換瞬間所造成的電壓彈跳的問(wèn)題。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)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)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器，應(yīng)用于一變壓器的一一次側(cè)，其特征在于，包括 一放電時(shí)間檢測(cè)器，連接該變壓器，該放電時(shí)間檢測(cè)器用以檢測(cè)產(chǎn)生于該變壓器的一二次側(cè)的一切換電流的一放電時(shí)間，該放電時(shí)間檢測(cè)器輸出一放電時(shí)間信號(hào)與一反放電時(shí)間信號(hào)；一振蕩器，用以產(chǎn)生一振蕩信號(hào)；一控制電路，該控制電路連接該放電時(shí)間檢測(cè)器，并且用以根據(jù)該放電時(shí)間信號(hào)及該反放電時(shí)間信號(hào)，對(duì)一臨界電壓進(jìn)行輸出電流波形重造、濾波、放大與比較的信號(hào)處理，該控制電路輸出一調(diào)整信號(hào)，其中，該臨界電壓相應(yīng)于產(chǎn)生于該變壓器的該一次側(cè)的一切換電壓信號(hào)的峰值，以及；一脈沖寬度調(diào)變器，該脈沖寬度調(diào)變器包括一第一輸入端與一第二輸入端，其中該第一輸入端連接該控制電路，該第二輸入端連接該振蕩器，該脈沖寬度調(diào)變器輸出一切換信號(hào)，其中，該切換信號(hào)的工作周期與頻率相應(yīng)于該振蕩信號(hào)與該調(diào)整信號(hào)，并且該調(diào)整信號(hào)用以重置該脈波寬度調(diào)變器。
2.如權(quán)利要求1所述的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器，其特征在于，該切換電壓信號(hào)為一充磁電流信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器，其特征在于，該控制電路包括一輸出電流波形重造電路，用以根據(jù)該放電時(shí)間信號(hào)、該反放電時(shí)間信號(hào)、該切換信號(hào)與該臨界電壓，輸出一方波信號(hào)，其中，該方波信號(hào)的振幅相應(yīng)于該臨界電壓，該方波信號(hào)的出現(xiàn)時(shí)間與該放電時(shí)間信號(hào)同步，且該方波信號(hào)的波形相應(yīng)于一輸出電流的波形； 一低通濾波器，用以過(guò)濾該方波信號(hào)以輸出一直流信號(hào)； 一差值放大器，用以放大該直流信號(hào)成為該臨界電壓；以及一比較器，連接在該差值放大器與該脈沖寬度調(diào)變器之間，該比較器用以比較該臨界電壓與該切換電壓信號(hào)以產(chǎn)生該調(diào)整信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器，其特征在于，該輸出電流波形重造電路包括一第一開(kāi)關(guān)，該第一開(kāi)關(guān)的輸入端連接該臨界電壓，該第一開(kāi)關(guān)由該切換信號(hào)所控制；一第二開(kāi)關(guān)，串聯(lián)于該第一開(kāi)關(guān)，該第二開(kāi)關(guān)由該放電時(shí)間信號(hào)所控制； 一第三開(kāi)關(guān)，連接該第二開(kāi)關(guān)，并且并聯(lián)于該第一開(kāi)關(guān)與該第二開(kāi)關(guān)，該第三開(kāi)關(guān)由該反放電時(shí)間信號(hào)所控制；一第一電容，連接至該第一開(kāi)關(guān)和該第二開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)，該第一電容用以儲(chǔ)存該臨界電壓；以及一緩沖器，連接至該第二開(kāi)關(guān)和該第三開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)，該緩沖器用以緩沖并輸出該方波信號(hào)。
5.如權(quán)利要求3所述的隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器，其特征在于，該低通濾波器包括一第一電阻，連接在該輸出電流波形重造電路和該差值放大器之間，該第一電阻用以接收該方波信號(hào)；以及一第二電容，連接至該第一電阻和該差值放大器的接點(diǎn)，該第二電容用以濾除該方波信號(hào)的高頻部分。
全文摘要
一種隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器，應(yīng)用于電源供應(yīng)器的變壓器的一次側(cè)。隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器輸出一切換信號(hào)，并且可通過(guò)切換信號(hào)切換變壓器，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)定輸出電流的功效。隔離式主級(jí)電路調(diào)節(jié)器包括放電時(shí)間檢測(cè)器、振蕩器、脈沖寬度調(diào)變器與控制電路。放電時(shí)間檢測(cè)器可用以檢測(cè)產(chǎn)生于變壓器的二次側(cè)的切換電流的放電時(shí)間。振蕩器可用以產(chǎn)生振蕩信號(hào)?？刂齐娐房捎靡暂敵稣{(diào)整信號(hào)。脈沖寬度調(diào)變器可根據(jù)振蕩器輸出的振蕩信號(hào)與控制電路輸出的調(diào)整信號(hào)輸出切換信號(hào)，其中切換信號(hào)的工作周期與頻率相應(yīng)于振蕩信號(hào)與調(diào)整信號(hào)。
文檔編號(hào)H02M3/335GK102215000SQ20101014572
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者呂宗憲, 張隆國(guó), 甘瑞銘 申請(qǐng)人:聚積科技股份有限公司