專利名稱：功率轉(zhuǎn)換器的控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種功率轉(zhuǎn)換器，特別是關(guān)于一種柔性切換式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路。
背景技術(shù)：
反馳式(Flyback)功率轉(zhuǎn)換器已被廣泛地被使用于供應(yīng)電源至眾多電子產(chǎn)品，例如家電設(shè)備、計(jì)算機(jī)、電池充電器等等。為了實(shí)現(xiàn)高效能及減少功率損耗，當(dāng)功率轉(zhuǎn)換器運(yùn)作于高輸入電壓及高頻率切換時(shí)，該功率轉(zhuǎn)換器被設(shè)計(jì)運(yùn)作于準(zhǔn)諧振切換 (Quasi-Resonant ；QR)，該準(zhǔn)諧振切換有益于降低切換損失及電磁干擾(Electromagnetic interference ；EMI)。然而，該準(zhǔn)諧振切換轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn)是其具有一變動(dòng)切換頻率，該準(zhǔn)諧振切換頻率是根據(jù)輸入電壓及輸出負(fù)載的變化而變動(dòng)，在許多應(yīng)用上，許多特定頻帶由于干擾的產(chǎn)生而不適用。間歇省電模式切換是避免特定切換頻率發(fā)生的一種方式。本發(fā)明的目的是提供一種控制電路，其可適應(yīng)性操作功率轉(zhuǎn)換器于準(zhǔn)諧振切換及間歇省電模式，以實(shí)現(xiàn)高效能與防止系統(tǒng)被干擾。反馳式功率轉(zhuǎn)換器的詳細(xì)技術(shù)已記載于參考書籍中，如 Keith H. Billings, “ Switch mode Power Supply Handbook"， McGraw-Hill Book Co. , Dec.1989 ；及 Abraham I. Pressman, " Switching Power Supply Design" ,McGraw-Hill Book Co. ,Dec. 1991。該準(zhǔn)諧振功率轉(zhuǎn)換器的相關(guān)技術(shù)已記載于先前技術(shù)，美國(guó)專利第7，426，120號(hào)"Switching control circuit having a valley voltage detector to achieve soft switching for a resonant power converter，，。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其適應(yīng)性操作功率轉(zhuǎn)換器于準(zhǔn)諧振及間歇省電模式。本發(fā)明的技術(shù)方案是一功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其包含一脈寬調(diào)變電路，產(chǎn)生一切換訊號(hào)以切換該功率轉(zhuǎn)換器的一變壓器；—回授輸入電路，耦接該功率轉(zhuǎn)換器的一輸出，以產(chǎn)生一回授訊號(hào)，該回授訊號(hào)用于截止該切換訊號(hào)；一偵測(cè)電路，耦接該變壓器，并根據(jù)該變壓器的一波形產(chǎn)生一波谷訊號(hào)；一頻率變換電路，接收該回授訊號(hào)和該波谷訊號(hào)，用以產(chǎn)生一頻率變換訊號(hào)，該頻率變換訊號(hào)導(dǎo)通該切換訊號(hào)；以及一間歇省電訊號(hào)，接收該回授訊號(hào)，用以產(chǎn)生一間歇省電訊號(hào)，以禁能該切換訊號(hào)；其中，該回授訊號(hào)相關(guān)聯(lián)于該功率轉(zhuǎn)換器的一輸出負(fù)載。本發(fā)明中，其中該偵測(cè)電路經(jīng)過至少一電阻耦接該變壓器，以產(chǎn)生該波谷訊號(hào)。本發(fā)明中，其中該間歇省電電路包含具有一磁滯范圍的一臨界訊號(hào)，以產(chǎn)生該間歇省電訊號(hào)。
本發(fā)明中，其中該頻率變換電路包含一訊號(hào)產(chǎn)生電路，用以根據(jù)該回授訊號(hào)的一準(zhǔn)位產(chǎn)生一鋸齒訊號(hào)，該鋸齒訊號(hào)比較一臨界訊號(hào)用以產(chǎn)生一快速放電訊號(hào)，當(dāng)該快速放電訊號(hào)致能時(shí)，該波谷訊號(hào)導(dǎo)通該頻率變換訊號(hào)。本發(fā)明中，其中該切換訊號(hào)的一截止時(shí)間根據(jù)該回授訊號(hào)的減少而增加。本發(fā)明中，其中該切換訊號(hào)的一最大切換頻率被限制。本發(fā)明中，其中該脈寬調(diào)變電路包含一比較器，接收該回授訊號(hào)和一斜坡訊號(hào)，用以產(chǎn)生一重置訊號(hào)；以及一正反器，接收該頻率變換訊號(hào)，用以導(dǎo)通該切換訊號(hào)；其中，該切換訊號(hào)根據(jù)該重置訊號(hào)而被截止，該斜坡訊號(hào)根據(jù)該切換訊號(hào)而產(chǎn)生。本發(fā)明中，其中該偵測(cè)電路包含一偵測(cè)端，耦接該變壓器，用以偵測(cè)該變壓器的該波形；一電壓箝位電路，箝制位于該偵測(cè)端的一最小電壓；一電流偵測(cè)電路，根據(jù)該偵測(cè)端流出的一電流產(chǎn)生一電流訊號(hào)；以及一比較器，根據(jù)該電流訊號(hào)產(chǎn)生該波谷訊號(hào)；其中，該波谷訊號(hào)僅在該切換訊號(hào)截止時(shí)被產(chǎn)生。本發(fā)明中，其中該偵測(cè)電路根據(jù)該變壓器的該波形更產(chǎn)生一放電時(shí)間訊號(hào)，該放電時(shí)間訊號(hào)耦接該頻率變換電路，用以產(chǎn)生該頻率變換訊號(hào)，該放電時(shí)間訊號(hào)表示該變壓器為完全消磁。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明是依據(jù)該回授訊號(hào)的一準(zhǔn)位產(chǎn)生一間歇省電訊號(hào)，該間歇省電訊號(hào)禁能該切換訊號(hào)，以達(dá)到該間歇省電模式切換。


圖1為一切換式功率轉(zhuǎn)換器的電路圖；圖2為本發(fā)明的控制電路的一較佳實(shí)施例的電路圖；圖3為本發(fā)明的間歇省電電路的一較佳實(shí)施例的電路圖；圖4為本發(fā)明的斜坡訊號(hào)電路的一較佳實(shí)施例的電路圖；圖5為本發(fā)明的偵測(cè)電路的一較佳實(shí)施例的電路圖；圖6為本發(fā)明的頻率變換電路的一較佳實(shí)施例的電路圖；圖7為本發(fā)明的訊號(hào)產(chǎn)生電路的一較佳實(shí)施例的電路圖；圖8為本發(fā)明的電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器的一較佳實(shí)施例的電路圖；圖9為本發(fā)明的切換訊號(hào)及反射電壓的波形；圖IOA為本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換器運(yùn)作于間歇省電模式下的切換訊號(hào)與反射電壓的波形；圖IOB為本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換器在重載時(shí)運(yùn)作于準(zhǔn)諧振和波谷切換下的鋸齒訊號(hào)、 波谷訊號(hào)、頻率變換訊號(hào)以及切換訊號(hào)的波形；以及圖IOC為本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換器在輕載時(shí)運(yùn)作于準(zhǔn)諧振和延伸波谷切換下的鋸齒訊號(hào)、波谷訊號(hào)、頻率變換訊號(hào)以及切換訊號(hào)的波形。圖號(hào)對(duì)照說明10變壓器20晶體管
31電阻 32電阻40整流器45電容47電阻 48稽納二極管49光耦合器50控制電路51晶體管52電阻53電阻54電阻60脈寬調(diào)變電路65反相器75反相器76電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器80正反器85與門100間歇省電電路110比較器115反相器120開關(guān)125開關(guān)150斜坡電路151反相器152電阻160晶體管165電流源170電容175比較器200偵測(cè)電路210電流源213電阻215晶體管220晶體管231晶體管232晶體管240電阻250比較器251反相器260比較器270電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器280電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器300頻率變換電路312電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器316晶體管317晶體管318晶體管320晶體管321晶體管324 電流源325電阻330訊號(hào)產(chǎn)生電路340電容341反相器345延遲電路350比較器351開關(guān)355電流源356開關(guān)361比較器363電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器365反相器367 反相器370比較器371 電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換器380定電流385 開關(guān)410比較器411 晶體管412電阻421 晶體管422晶體管430 第二電流源435第一電流源GATE 輸出端I輸出電流I2 電流訊號(hào)
I3電流訊號(hào)!411電流
I435電流NA輔助繞組
Np一次側(cè)繞組Ns二次側(cè)繞組
PLS頻率變換訊號(hào)RMP斜坡訊號(hào)
SAW鋸齒訊號(hào)SBT間歇省電訊號(hào)
Sd控制訊號(hào)Sfd快速放電訊號(hào)
SMT最大導(dǎo)通訊號(hào)SPWM切換訊號(hào)
Sj放電時(shí)間訊號(hào)Sv波谷訊號(hào)
T1時(shí)間T2時(shí)間
T3時(shí)間T4時(shí)間
T5時(shí)間T 1BST間歇省電周期
Ts周期V輸入電壓
V3臨界訊號(hào)VAUX反射電壓
VB回授訊號(hào)Vcc供應(yīng)電壓
VFB回授端VFB回授電壓
VIN輸入電壓V0輸出電壓
^EEF參考電壓VS偵測(cè)端
Vs偵測(cè)電壓Vn臨界訊號(hào)
Vt2臨界訊號(hào)VTA第一臨界訊號(hào)
VTB第二臨界訊號(hào)Vtc第三臨界訊號(hào)
Vtd臨界訊號(hào)
具體實(shí)施例方式為使對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，用以較佳的實(shí)施例及附圖配合詳細(xì)的說明，說明如下請(qǐng)參閱圖1，其為切換式功率轉(zhuǎn)換器的電路圖。一變壓器10包含一輔助繞組Na、 一一次側(cè)繞組Np和一二次側(cè)繞組Ns，該一次側(cè)繞組Np的一端耦接一輸入電壓VIN。一功率晶體管20耦接于該一次側(cè)繞組Np的另一端和一接地端之間。該二次側(cè)繞組Ns經(jīng)由一整流器40和一輸出電容45產(chǎn)生一輸出電壓V。。該二次側(cè)繞組Ns的一端耦接該整流器40的一端，該輸出電容45耦接于該整流器40的另一端和該二次側(cè)繞組Ns的另一端之間。該輸出電容45亦耦接該切換式功率轉(zhuǎn)換器的一輸出，用以產(chǎn)生該輸出電壓\。為了調(diào)整該輸出電壓V。，一控制電路50于一輸出端GATE產(chǎn)生一切換訊號(hào)SPWM，用以經(jīng)由該功率晶體管20切換該變壓器10。當(dāng)該功率晶體管20導(dǎo)通時(shí)，該輸入電壓Vin用以激磁該變壓器10，所以一激磁電流流經(jīng)該變壓器10的該一次側(cè)繞組Np和該功率晶體管 20。一旦該切換訊號(hào)Spwm被禁能與該功率晶體管20被截止時(shí)，開始消磁該變壓器10。儲(chǔ)存于該變壓器10的能量將被傳送到該二次側(cè)繞組Ns和該輔助繞組Na。因此，該切換訊號(hào)Spwm 的致能表示該變壓器10的激磁，該切換訊號(hào)Spwm的禁能表示該變壓器10的消磁。假如該整流器40的順向電壓可被忽略，該輔助繞組Na的一反射電壓Vaux可被表示為
權(quán)利要求
1.一種功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其特征在于，其包含一脈寬調(diào)變電路，產(chǎn)生一切換訊號(hào)以切換該功率轉(zhuǎn)換器的一變壓器； 一回授輸入電路，耦接該功率轉(zhuǎn)換器的一輸出，以產(chǎn)生一回授訊號(hào)，該回授訊號(hào)用于截止該切換訊號(hào)；一偵測(cè)電路，耦接該變壓器，并根據(jù)該變壓器的一波形產(chǎn)生一波谷訊號(hào)； 一頻率變換電路，接收該回授訊號(hào)和該波谷訊號(hào)，用以產(chǎn)生一頻率變換訊號(hào)，該頻率變換訊號(hào)導(dǎo)通該切換訊號(hào)；以及一間歇省電訊號(hào)，接收該回授訊號(hào)，用以產(chǎn)生一間歇省電訊號(hào)，以禁能該切換訊號(hào)； 其中，該回授訊號(hào)相關(guān)聯(lián)于該功率轉(zhuǎn)換器的一輸出負(fù)載。
2.如權(quán)利要求1所述的該控制電路，其特征在于，其中該偵測(cè)電路經(jīng)過至少一電阻耦接該變壓器，以產(chǎn)生該波谷訊號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的該控制電路，其特征在于，其中該間歇省電電路包含具有一磁滯范圍的一臨界訊號(hào)，以產(chǎn)生該間歇省電訊號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的該控制電路，其特征在于，其中該頻率變換電路包含一訊號(hào)產(chǎn)生電路，用以根據(jù)該回授訊號(hào)的一準(zhǔn)位產(chǎn)生一鋸齒訊號(hào)，該鋸齒訊號(hào)比較一臨界訊號(hào)用以產(chǎn)生一快速放電訊號(hào)，當(dāng)該快速放電訊號(hào)致能時(shí)，該波谷訊號(hào)導(dǎo)通該頻率變換訊號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的該控制電路，其特征在于，其中該切換訊號(hào)的一截止時(shí)間根據(jù)該回授訊號(hào)的減少而增加。
6.如權(quán)利要求1所述的該控制電路，其特征在于，其中該切換訊號(hào)的一最大切換頻率被限制。
7.如權(quán)利要求1所述的該控制電路，其特征在于，其中該脈寬調(diào)變電路包含 一比較器，接收該回授訊號(hào)和一斜坡訊號(hào)，用以產(chǎn)生一重置訊號(hào)；以及一正反器，接收該頻率變換訊號(hào)，用以導(dǎo)通該切換訊號(hào)；其中，該切換訊號(hào)根據(jù)該重置訊號(hào)而被截止，該斜坡訊號(hào)根據(jù)該切換訊號(hào)而產(chǎn)生。
8.如權(quán)利要求1所述的該控制電路，其特征在于，其中該偵測(cè)電路包含 一偵測(cè)端，耦接該變壓器，用以偵測(cè)該變壓器的該波形；一電壓箝位電路，箝制位于該偵測(cè)端的一最小電壓； 一電流偵測(cè)電路，根據(jù)該偵測(cè)端流出的一電流產(chǎn)生一電流訊號(hào)；以及一比較器，根據(jù)該電流訊號(hào)產(chǎn)生該波谷訊號(hào)； 其中，該波 谷訊號(hào)僅在該切換訊號(hào)截止時(shí)被產(chǎn)生。
9.如權(quán)利要求1所述的該控制電路，其特征在于，其中該偵測(cè)電路根據(jù)該變壓器的該波形更產(chǎn)生一放電時(shí)間訊號(hào)，該放電時(shí)間訊號(hào)耦接該頻率變換電路，用以產(chǎn)生該頻率變換訊號(hào)，該放電時(shí)間訊號(hào)表示該變壓器為完全消磁。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其包含一脈寬調(diào)變電路用于產(chǎn)生一切換訊號(hào)，以切換該功率轉(zhuǎn)換器的一變壓器。一回授輸入電路耦接該功率轉(zhuǎn)換器的一輸出，用以產(chǎn)生一回授訊號(hào)，該回授訊號(hào)用于截止該切換訊號(hào)。一偵測(cè)電路耦接該變壓器，用以根據(jù)該變壓器的一波形產(chǎn)生一波谷訊號(hào)。一頻率變換電路接收該回授訊號(hào)和該波谷訊號(hào)，用以產(chǎn)生一頻率變換訊號(hào)，該頻率變換訊號(hào)導(dǎo)通該切換訊號(hào)。一間歇省電電路接收該回授訊號(hào)，用以產(chǎn)生一間歇省電訊號(hào)而禁能該切換訊號(hào)。
文檔編號(hào)H02M7/217GK102355145SQ20111025390
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者李俊慶, 楊大勇, 謝志賢, 陳榮升 申請(qǐng)人:崇貿(mào)科技股份有限公司