在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動(dòng)的控制器及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動(dòng)的控制器及其方法。該控制器包含一電流接腳、一輔助接腳、一定電流控制單元及一控制信號(hào)產(chǎn)生單元。該電流接腳是用以接收根據(jù)流經(jīng)該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)電流和一電阻所決定的一次側(cè)電壓；該輔助接腳是用以接收有關(guān)該電源轉(zhuǎn)換器的一輔助繞組的一電壓；該定電流控制單元是用以根據(jù)該一次側(cè)電壓、有關(guān)于該電壓的一放電時(shí)間和一參考電壓，產(chǎn)生一調(diào)整信號(hào)，其中該參考電壓具有一預(yù)定范圍的電壓抖動(dòng)量；該控制信號(hào)產(chǎn)生單元是用以根據(jù)該調(diào)整信號(hào)，調(diào)整一閘極控制信號(hào)的周期。因此，本發(fā)明可在該電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中使該閘極控制信號(hào)的周期產(chǎn)生抖動(dòng)，以進(jìn)行能量擴(kuò)散，降低電磁干擾的峰值能量。
【專利說(shuō)明】在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動(dòng)的控制器及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種在電源轉(zhuǎn)換器中產(chǎn)生抖動(dòng)的控制器及其方法，尤指一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動(dòng)的控制器及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中，用以控制電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)的功率開關(guān)的控制器包含峰值控制器、放電時(shí)間偵測(cè)器、定電流控制器以及電壓控制振蕩器(voltage-controlled oscillator, VC0),而這些裝置可以適用于電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式操作，使輸出負(fù)載所獲得的電流大約為預(yù)定的定電流。
[0003]峰值控制器可有效地使流經(jīng)電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)繞組的最高峰值電流為預(yù)定值。放電時(shí)間偵測(cè)器通過(guò)電源轉(zhuǎn)換器的回授接腳以及輔助繞組的感應(yīng)電壓，以產(chǎn)生放電信號(hào)，并作為偵測(cè)二次側(cè)繞組的放電時(shí)間的結(jié)果。定電流控制器根據(jù)放電信號(hào)所提供的放電時(shí)間，以及電源轉(zhuǎn)換器的閘極接腳所提供的開關(guān)周期，可決定當(dāng)下開關(guān)周期中由二次側(cè)繞組輸出的二次側(cè)電荷量，是否等于開關(guān)周期中所預(yù)定的定電流所產(chǎn)生的總預(yù)估電荷量。如果有差異，控制電壓就會(huì)被改變，進(jìn)而改變電壓控制振蕩器所輸出的頻率。被改變的頻率影響了下次的開關(guān)周期，進(jìn)而影響了下一開關(guān)周期中的總預(yù)估電荷量，形成一負(fù)回授循環(huán)。因此，負(fù)回授循環(huán)將使二次側(cè)繞組輸出的二次側(cè)電荷量收斂至總預(yù)估電荷量，導(dǎo)致二次側(cè)繞組的平均輸出電流收斂至大約等于所預(yù)定的定電流，達(dá)到定電流控制的目的。
[0004]然而，在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中，如果利用電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)的電壓抖動(dòng)，以產(chǎn)生功率開關(guān)的切換周期的抖動(dòng)，則功率開關(guān)的切換周期的抖動(dòng)將會(huì)被上述負(fù)回授循環(huán)消除。如此，因?yàn)樵陔娫崔D(zhuǎn)換器的定電流模式中，并不容易產(chǎn)生功率開關(guān)的切換周期的抖動(dòng)，所以如何在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中，產(chǎn)生功率開關(guān)的切換周期的抖動(dòng)，將成為控制器的設(shè)計(jì)者的一個(gè)重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一實(shí)施例公開一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動(dòng)的控制器。該控制器包含一電流接腳、一輔助接腳、一定電流控制單元及一控制信號(hào)產(chǎn)生單元。該電流接腳是用以接收根據(jù)流經(jīng)該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)電流和一電阻所決定的一次側(cè)電壓；該輔助接腳是用以接收有關(guān)該電源轉(zhuǎn)換器的一輔助繞組的一電壓；該定電流控制單元是耦接于該電流接腳和該輔助接腳，用以根據(jù)該一次側(cè)電壓、有關(guān)于該電壓的一放電時(shí)間和一參考電壓，產(chǎn)生一調(diào)整信號(hào)，其中該參考電壓具有一預(yù)定范圍的電壓抖動(dòng)量；該控制信號(hào)產(chǎn)生單元是耦接于該定電流控制單元，用以根據(jù)該調(diào)整信號(hào)，調(diào)整一閘極控制信號(hào)的周期。
[0006]本發(fā)明的還一實(shí)施例公開一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動(dòng)的方法，在該定電流模式產(chǎn)生抖動(dòng)的一控制器包含一電流接腳、一輔助接腳、一定電流控制單兀、一閘極接腳及一控制信號(hào)產(chǎn)生單元，該控制信號(hào)產(chǎn)生單元包含一振蕩器。該方法包含該電流接腳接收根據(jù)流經(jīng)該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)電流和一電阻所決定的一次側(cè)電壓；該輔助接腳接收有關(guān)該電源轉(zhuǎn)換器的一輔助繞組的一電壓；該定電流控制單元根據(jù)該一次側(cè)電壓、有關(guān)于該電壓的一放電時(shí)間和一參考電壓，產(chǎn)生一調(diào)整信號(hào)，其中該參考電壓具有一預(yù)定范圍的電壓抖動(dòng)量；該控制信號(hào)產(chǎn)生單元根據(jù)該調(diào)整信號(hào)，調(diào)整一閘極控制信號(hào)的周期。
[0007]本發(fā)明公開一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動(dòng)的控制器及其方法。該控制器及該方法是利用一定電流控制單元根據(jù)一一次側(cè)電壓、電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)的一放電時(shí)間和一參考電壓，產(chǎn)生一調(diào)整信號(hào)，其中該參考電壓具有隨時(shí)間改變的一預(yù)定范圍的電壓抖動(dòng)量。然后，一控制信號(hào)產(chǎn)生單元根據(jù)該調(diào)整信號(hào)，調(diào)整一閘極控制信號(hào)的周期。因此，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可在該電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中使該閘極控制信號(hào)的周期產(chǎn)生抖動(dòng)，以進(jìn)行能量擴(kuò)散，降低電磁干擾的峰值能量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是為本發(fā)明的一實(shí)施例說(shuō)明一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動(dòng)的控制器的示意圖。
[0009]圖2是為說(shuō)明一次側(cè)電流、電壓、閘極控制信號(hào)、二次側(cè)電流、放電時(shí)間和閘極控制信號(hào)的周期的示意圖。
[0010]圖3是為說(shuō)明一次側(cè)電壓的最大值、放電時(shí)間、閘極控制信號(hào)的周期和電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)的平均輸出電流的示意圖。
[0011]圖4是為本發(fā)明的還一實(shí)施例說(shuō)明一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動(dòng)的方法的流程圖。
[0012]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0013]100控制器
[0014]102電流接腳
`[0015]104輔助接腳
[0016]106定電流控制單元
[0017]108控制信號(hào)產(chǎn)生單元
[0018]110分壓電路
[0019]112功率開關(guān)
[0020]114閘極接腳
[0021]116一次側(cè)線圈
[0022]118二次側(cè)線圈
[0023]1082振蕩器
[0024]A點(diǎn)
[0025]AUX輔助繞組
[0026]AS調(diào)整信號(hào)
[0027]GCS閘極控制信號(hào)
[0028]IPRI一次側(cè)電流
[0029]ISEC二次側(cè)電流
[0030]IOUT平均輸出電流
[0031]PRI一次側(cè)[0032]P1、P2峰值
[0033]R電阻
[0034]SEC二次側(cè)
[0035]T周期
[0036]T1、T2、T3時(shí)間
[0037]TDIS放電時(shí)間
[0038]VPRI參考電壓
[0039]VREF參考電壓
[0040]VD電壓
[0041]VPRImax最大值
[0042]400-410步驟
【具體實(shí)施方式】[0043]請(qǐng)參照?qǐng)D1和圖2，圖1是為本發(fā)明的一實(shí)施例說(shuō)明一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動(dòng)的控制器100的示意圖，和圖2是為說(shuō)明一次側(cè)電流IPR1、電壓VD、閘極控制信號(hào)GCS、二次側(cè)電流ISEC、放電時(shí)間TDIS和閘極控制信號(hào)GCS的周期T的示意圖。如圖1所示，控制器100包含一電流接腳102、一輔助接腳104、一定電流控制單元106及一控制信號(hào)產(chǎn)生單元108。電流接腳102是用以接收根據(jù)流經(jīng)電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)電流IPRI和一電阻R所決定的一次側(cè)電壓VPRI ;輔助接腳104是用以接收有關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的一輔助繞組AUX的一電壓VD，其中電壓VD是由耦接于輔助繞組AUX的分壓電路110根據(jù)一輔助電壓VAUX所產(chǎn)生。定電流控制單元106是耦接于電流接腳102和輔助接腳104，用以根據(jù)一次側(cè)電壓VPR1、有關(guān)于電壓VD的一放電時(shí)間TDIS和一參考電壓VREF，產(chǎn)生一調(diào)整信號(hào)AS，其中參考電壓VREF具有隨時(shí)間改變的一預(yù)定范圍(例如±a%，其中a是為一大于零的實(shí)數(shù))的電壓抖動(dòng)量；控制信號(hào)產(chǎn)生單元108是耦接于定電流控制單元106且包含一振蕩器1082，其中振蕩器1082是用以根據(jù)調(diào)整信號(hào)AS，決定一振蕩頻率，且振蕩器1082的振蕩頻率是用以調(diào)整閘極控制信號(hào)GCS的周期T。因此，控制信號(hào)產(chǎn)生單元108即可根據(jù)振蕩器1082的振蕩頻率，調(diào)整閘極控制信號(hào)GCS的周期。另外，閘極控制信號(hào)GCS是通過(guò)控制器100還包含的一閘極接腳114傳送至電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)PRI的功率開關(guān)112。
[0044]如圖1和圖2所示，當(dāng)控制信號(hào)產(chǎn)生單元108在時(shí)間Tl產(chǎn)生閘極控制信號(hào)GCS至電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)的功率開關(guān)112時(shí)，功率開關(guān)112開啟。此時(shí)，一次側(cè)電流IPRI逐漸從零開始增加。因?yàn)橐淮蝹?cè)電壓VPRI是根據(jù)流經(jīng)電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)電流IPRI和電阻R所決定，所以一次側(cè)電壓VPRI亦逐漸從零開始增加。在時(shí)間T2，當(dāng)一次側(cè)電壓VPRI超過(guò)參考電壓VREF(如圖2所示的一次側(cè)電流IPRI的峰值Pl)時(shí)，控制信號(hào)產(chǎn)生單元108不產(chǎn)生閘極控制信號(hào)GCS，導(dǎo)致功率開關(guān)112關(guān)閉以及電壓VD上升。此時(shí)，一次側(cè)電流IPRI降至零以及電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)SEC開始放電。因此，電源轉(zhuǎn)換器的一二次側(cè)電流ISEC逐漸從二次側(cè)電流ISEC的峰值P2開始降低至零，其中二次側(cè)電流ISEC逐漸從峰值P2開始降低至零的時(shí)間是為放電時(shí)間TDIS。在時(shí)間T3，如圖1和圖2所示，定電流控制單元106可根據(jù)電壓VD的一個(gè)波谷(如圖2中的A點(diǎn))，再次產(chǎn)生閘極控制信號(hào)GCS，導(dǎo)致控制器100開始重復(fù)上述的操作。[0045]請(qǐng)參照?qǐng)D3，圖3是為說(shuō)明一次側(cè)電壓VPRI的最大值VPRIMAX、放電時(shí)間TDIS、閘極控制信號(hào)GCS的周期T和電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)SEC的平均輸出電流IOUT的示意圖。如圖2和圖3所示，因?yàn)閰⒖茧妷篤REF具有隨時(shí)間改變的預(yù)定范圍(例如±a%)的電壓抖動(dòng)量，所以峰值Pl和一次側(cè)電壓VPRI亦具有隨時(shí)間改變的預(yù)定范圍(例如±a%)的抖動(dòng)量。另外，可根據(jù)峰值Pl和電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)線圈116與二次側(cè)線圈118的匝數(shù)比，決定二次側(cè)電流ISEC的峰值P2，亦即峰值Pl和峰值P2的比值是等于一次側(cè)線圈116與二次側(cè)線圈118的匝數(shù)比。因?yàn)榉逯礟l具有隨時(shí)間改變的預(yù)定范圍(例如±a%)的抖動(dòng)量且峰值Pl峰值P2的比值是等于一次側(cè)線圈116與二次側(cè)線圈118的匝數(shù)比，所以放電時(shí)間TDIS亦具有隨時(shí)間改變的預(yù)定范圍(例如±a%)的時(shí)間抖動(dòng)量。另外，閘極控制信號(hào)GCS的周期T的周期抖動(dòng)量可由式(I)所決定:
【權(quán)利要求】
1.一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動(dòng)的控制器，包含: 一電流接腳，用以接收根據(jù)流經(jīng)該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)電流和一電阻所決定的一次側(cè)電壓； 一輔助接腳，用以接收有關(guān)該電源轉(zhuǎn)換器的一輔助繞組的一電壓； 該控制器的特征在于還包括: 一定電流控制單元，耦接于該電流接腳和該輔助接腳，用以根據(jù)該一次側(cè)電壓、有關(guān)于該電壓的一放電時(shí)間和一參考電壓，產(chǎn)生一調(diào)整信號(hào)，其中該參考電壓具有一預(yù)定范圍的電壓抖動(dòng)量；及 一控制信號(hào)產(chǎn)生單元，耦接于該定電流控制單元，用以根據(jù)該調(diào)整信號(hào)，調(diào)整一閘極控制信號(hào)的周期。
2.如權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，該閘極控制信號(hào)的周期具有一2倍預(yù)定范圍的周期抖動(dòng)量。
3.如權(quán)利要求2所述的控制器，其特征在于，該控制信號(hào)產(chǎn)生單元還包含:一振蕩器，用以根據(jù)調(diào)整信號(hào)，決定一振蕩頻率，其中該振蕩頻率是用以調(diào)整該閘極控制信號(hào)的周期。
4.如權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，該參考電壓和該一次側(cè)電壓是用以關(guān)閉該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)的功率開關(guān)。
5.如權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，還包含: 一閘極接腳，其中該閘極控制信號(hào)是通過(guò)該閘極接腳傳送至該功率開關(guān)。
6.如權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，該放電時(shí)間根據(jù)該參考電壓和該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)線圈與二次側(cè)線圈的匝數(shù)比，而具有該預(yù)定范圍的時(shí)間抖動(dòng)量。
7.一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動(dòng)的方法，在該定電流模式中產(chǎn)生抖動(dòng)的一控制器包含一電流接腳、一輔助接腳、一定電流控制單元、一閘極接腳及一控制信號(hào)產(chǎn)生單元，該控制信號(hào)產(chǎn)生單元包含一振蕩器，該方法包含: 該電流接腳接收根據(jù)流經(jīng)該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)電流和一電阻所決定的一次側(cè)電壓； 該輔助接腳接收有關(guān)該電源轉(zhuǎn)換器的一輔助繞組的一電壓； 該方法的特征在于還包括: 該定電流控制單兀根據(jù)該一次側(cè)電壓、有關(guān)于該電壓的一放電時(shí)間和一參考電壓，產(chǎn)生一調(diào)整信號(hào)，其中該參考電壓具有一預(yù)定范圍的電壓抖動(dòng)量；及 該控制信號(hào)產(chǎn)生單元根據(jù)該調(diào)整信號(hào)，調(diào)整一閘極控制信號(hào)的周期。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，該閘極控制信號(hào)的周期具有一2倍預(yù)定范圍的周期抖動(dòng)量。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該控制信號(hào)產(chǎn)生單元根據(jù)該調(diào)整信號(hào)，調(diào)整該閘極控制信號(hào)的周期包含: 該振蕩器根據(jù)調(diào)整信號(hào)，決定一振蕩頻率 '及 根據(jù)該振蕩頻率，調(diào)整該閘極控制信號(hào)的周期； 其中該閘極控制信號(hào)的周期是受該振蕩頻率控制。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，該參考電壓和該一次側(cè)電壓是用以關(guān)閉該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)的功率開關(guān)。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，該放電時(shí)間根據(jù)該參考電壓和該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)線圈與二次·側(cè)線圈的匝數(shù)比，具有該預(yù)定范圍的時(shí)間抖動(dòng)量。
【文檔編號(hào)】H02M1/44GK103856038SQ201210499487
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月29日
【發(fā)明者】黃于蕓, 沈逸倫 申請(qǐng)人:通嘉科技股份有限公司