本發(fā)明涉及一種電源轉(zhuǎn)換技術(shù),特別是涉及一種電源供應(yīng)裝置。
背景技術(shù):
使用一個(gè)功率因數(shù)校正器及一個(gè)準(zhǔn)諧振返馳式轉(zhuǎn)換器的一個(gè)現(xiàn)有電源供應(yīng)裝置將一個(gè)交流的輸入電壓轉(zhuǎn)換成一個(gè)直流的輸出電壓。該輸出電壓被穩(wěn)定在多個(gè)預(yù)定電壓值中被選擇的一者?,F(xiàn)有電源供應(yīng)裝置所提供的一個(gè)電流取決于其自身的一個(gè)負(fù)載(loading)。由于現(xiàn)有電源供應(yīng)裝置通常是在特定輸出電壓下精心設(shè)計(jì),因此,現(xiàn)有電源供應(yīng)裝置無(wú)法在該輸出電壓及該負(fù)載的各種特定設(shè)置下具有相對(duì)高的轉(zhuǎn)換效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠克服先前技術(shù)缺點(diǎn)的電源供應(yīng)裝置。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置包含一個(gè)返馳式轉(zhuǎn)換器及一個(gè)控制器。
該返馳式轉(zhuǎn)換器接收一個(gè)體電壓,并根據(jù)該體電壓產(chǎn)生一個(gè)輸出電壓,該返馳式轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)包括一個(gè)初級(jí)繞組及一個(gè)次級(jí)繞組的變壓器,及一個(gè)電連接該初級(jí)繞組的開關(guān),該輸出電壓被穩(wěn)定在多個(gè)預(yù)定電壓值中被選擇的一者。
該控制器電連接該返馳式轉(zhuǎn)換器以接收該輸出電壓,并根據(jù)該輸出電壓產(chǎn)生一個(gè)相關(guān)于所述預(yù)定電壓值的選擇的控制信號(hào)。至少根據(jù)該輸出電壓及該控制信號(hào),該控制器產(chǎn)生一個(gè)相關(guān)于該電源供應(yīng)裝置的一個(gè)負(fù)載的反饋電壓,并以一個(gè)方式控制該開關(guān),使得該開關(guān)操作在一個(gè)相關(guān)于該反饋電壓的切換頻率,并使得該反饋電壓及該切換頻率相對(duì)于該反饋電壓的一個(gè)曲線中的至少一者因?yàn)樵摽刂菩盘?hào)而變化。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,該反饋電壓因?yàn)樵摽刂菩盘?hào)而變化。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,該切換頻率的一個(gè)上限因?yàn)樵摽刂菩盘?hào)而變化。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,該切換頻率相對(duì)于該反饋電壓的該曲線的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)因?yàn)樵摽刂菩盘?hào)而變化。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,該控制器包括:一個(gè)第一隔離反饋單元,電連接該返馳式轉(zhuǎn)換器以接收該輸出電壓,并根據(jù)該輸出電壓產(chǎn)生一個(gè)相關(guān)于該負(fù)載的第一反饋電流輸入;一個(gè)第二隔離反饋單元,電連接該返馳式轉(zhuǎn)換器以接收該輸出電壓,并根據(jù)該輸出電壓產(chǎn)生一個(gè)相關(guān)于所述預(yù)定電壓值的選擇的第二反饋電流輸入;及一個(gè)控制單元,電連接該開關(guān)及所述第一與第二隔離反饋單元,接收分別來(lái)自所述第一與第二隔離反饋單元的所述第一與第二反饋電流輸入,并根據(jù)該第二反饋電流輸入產(chǎn)生該控制信號(hào),至少根據(jù)該第一反饋電流輸入及該控制信號(hào),該控制單元產(chǎn)生該反饋電壓并控制該開關(guān)。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,該控制單元包括:一個(gè)調(diào)整控制電路,電連接該第二隔離反饋單元以接收該第二反饋電流輸入,并根據(jù)該第二反饋電流輸入產(chǎn)生該控制信號(hào);一個(gè)轉(zhuǎn)換電路,電連接該第一隔離反饋單元及該調(diào)整控制電路,接收分別來(lái)自該第一隔離反饋單元及該調(diào)整控制電路的該第一反饋電流輸入及該控制信號(hào),并根據(jù)該第一個(gè)反饋電流輸入及該控制信號(hào)產(chǎn)生該反饋電壓;一個(gè)頻率控制電路,電連接該轉(zhuǎn)換電路以接收該反饋電壓,并根據(jù)該反饋電壓產(chǎn)生一個(gè)控制電壓;及一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路,電連接該開關(guān)及該頻率控制電路,接收來(lái)自該頻率控制電路的該控制電壓,并至少根據(jù)該控制電壓產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)控制該開關(guān)。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,該返馳式轉(zhuǎn)換器還包括一個(gè)電流感測(cè)元件,該電流感測(cè)元件電連接該開關(guān),并感測(cè)流經(jīng)該開關(guān)的一個(gè)電流以產(chǎn)生一個(gè)感測(cè)電壓;該控制單元還包括一個(gè)縮放電路,電連接該轉(zhuǎn)換電路以接收該反饋電壓,并根據(jù)一個(gè)縮放因數(shù)縮放該反饋電壓以產(chǎn)生一個(gè)縮放電壓,及一個(gè)第一比較器,具有一個(gè)電連接該電流感測(cè)元件以接收該感測(cè)電壓的第一輸入端、一個(gè)電連接該縮放電路以接收該縮放電壓的第二輸入端,及一個(gè)提供該感測(cè)電壓及該縮放電壓間的一個(gè)比較的結(jié)果的輸出端;及該驅(qū)動(dòng)電路還電連接該第一比較器以接收該比較的結(jié)果,且還根據(jù)來(lái)自該第一比較器的該比較的結(jié)果產(chǎn)生該驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,該縮放因數(shù)為一常數(shù)。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,該縮放電路還電連接該調(diào)整控制電路以接收該控制信號(hào),且該縮放因數(shù)因?yàn)樵摽刂菩盘?hào)而變化。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,該控制單元還包括一個(gè)電流補(bǔ)償電路,該電流補(bǔ)償電路電連接該調(diào)整控制電路及該第一比較器的該第一輸入端,接收來(lái)自該調(diào)整控制電路的該控制信號(hào),根據(jù)該控制信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)補(bǔ)償電流輸入,且將該補(bǔ)償電流輸入輸出至該第一比較器的該第一輸入端。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,該控制單元還包括一個(gè)第二比較器,該第二比較器具有一個(gè)電連接該轉(zhuǎn)換電路以接收該反饋電壓的第一輸入端、一個(gè)接收一個(gè)參考電壓的第二輸入端,及一個(gè)提供該反饋電壓及該參考電壓間的一個(gè)比較的結(jié)果的輸出端;及該驅(qū)動(dòng)電路還電連接該第二比較器以接收該比較的結(jié)果,且還根據(jù)來(lái)自該第二比較器的該比較的結(jié)果產(chǎn)生該驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,當(dāng)來(lái)自該第二比較器的該比較的結(jié)果指示該反饋電壓低于該參考電壓時(shí),該開關(guān)操作在一個(gè)不導(dǎo)通狀態(tài);及當(dāng)來(lái)自該第二比較器的該比較的結(jié)果指示該反饋電壓高于該參考電壓時(shí),該開關(guān)在一個(gè)導(dǎo)通狀態(tài)及該不導(dǎo)通狀態(tài)間切換。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,當(dāng)來(lái)自該第一比較器的該比較的結(jié)果指示該感測(cè)電壓高于該縮放電壓時(shí),該開關(guān)從該導(dǎo)通狀態(tài)切換至該不導(dǎo)通狀態(tài)。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,該變壓器還包括一個(gè)提供一個(gè)輔助電壓的輔助繞組;及該驅(qū)動(dòng)電路還電連接該輔助繞組以接收該輔助電壓,并還根據(jù)該輔助電壓產(chǎn)生該驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,當(dāng)根據(jù)該輔助電壓決定出該開關(guān)的一個(gè)跨壓在經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)段后到達(dá)其波谷時(shí),該開關(guān)從該不導(dǎo)通狀態(tài)切換至該導(dǎo)通狀態(tài),該時(shí)段從該開關(guān)最近一次由該不導(dǎo)通狀態(tài)至該導(dǎo)通狀態(tài)的切換開始,且等于一個(gè)控制頻率的一個(gè)倒數(shù),該控制頻率是該控制電壓的一個(gè)函數(shù)。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,該頻率控制電路產(chǎn)生隨著該反饋電壓的增加而增加的該控制電壓,并使得該控制電壓不低于一個(gè)最小電壓且不高于一個(gè)最大電壓,該最小電壓低于該最大電壓。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,該控制單元包括:一個(gè)調(diào)整控制電路,電連接該第二隔離反饋單元以接收第二反饋電流輸入,并根據(jù)該第二反饋電流輸入產(chǎn)生該控制信號(hào);一個(gè)轉(zhuǎn)換電路,電連接該第一隔離反饋單元以接收該第一反饋電流輸入,并根據(jù)該第一反饋電流輸入產(chǎn)生該反饋電壓;一個(gè)頻率控制電路,電連接該調(diào)整控制電路及該轉(zhuǎn)換電路,接收分別來(lái)自該調(diào)整控制電路及該轉(zhuǎn)換電路的該控制信號(hào)及該反饋電壓,并根據(jù)該控制信號(hào)及該反饋電壓產(chǎn)生一個(gè)控制電壓;及一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路,電連接該開關(guān)及該頻率控制電路,接收來(lái)自該頻率控制電路的該控制電壓,并根據(jù)該控制電壓產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)控制該開關(guān)。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,該頻率控制電路產(chǎn)生隨著該反饋電壓的增加而增加的該控制電壓,使得該控制電壓不低于一個(gè)最小電壓且不高于一個(gè)第一最大電壓,且根據(jù)該控制信號(hào)可操作來(lái)使該控制電壓不高于一個(gè)第二最大電壓,該第二最大電壓高于該最小電壓且低于該第一最大電壓。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,該頻率控制電路產(chǎn)生隨著該反饋電壓的增加而增加且當(dāng)該反饋電壓等于一個(gè)因?yàn)樵摽刂菩盘?hào)而變化的參考電壓時(shí)等于一個(gè)最小電壓的該控制電壓,且該頻率控制電路使該控制電壓不低于該最小電壓且不高于一個(gè)最大電壓,該最小電壓低于該最大電壓。
本發(fā)明的電源供應(yīng)裝置,該電源供應(yīng)裝置還包括:一個(gè)電磁干擾濾波器,用來(lái)接收一個(gè)輸入電壓,并將該輸入電壓進(jìn)行濾波以產(chǎn)生一個(gè)濾波電壓;一個(gè)整流器,電連接該電磁干擾濾波器以接收該濾波電壓,并將該濾波電壓進(jìn)行整流以產(chǎn)生一個(gè)整流電壓;及一個(gè)功率因數(shù)校正器,電連接該整流器及該返馳式轉(zhuǎn)換器,接收來(lái)自該整流器的該整流電壓,并根據(jù)該整流電壓產(chǎn)生該體電壓給該返馳式轉(zhuǎn)換器。
本發(fā)明的有益的效果在于:該控制器使得該開關(guān)操作在一個(gè)相關(guān)于該反饋電壓的切換頻率,并使得該反饋電壓及該切換頻率相對(duì)于該反饋電壓的該曲線中的至少一者因?yàn)樵摽刂菩盘?hào)而變化,因此,本實(shí)施例該電源供應(yīng)裝置可在該輸出電壓及該負(fù)載的各種預(yù)定設(shè)置下具有相對(duì)高的轉(zhuǎn)換效率。
附圖說(shuō)明
圖1是一個(gè)方塊圖,說(shuō)明本發(fā)明電源供應(yīng)裝置的一個(gè)第一實(shí)施例;
圖2是一個(gè)電路方塊圖,說(shuō)明該第一實(shí)施例的一個(gè)返馳式轉(zhuǎn)換器及一個(gè)第二控制模組;
圖3是一個(gè)電路圖,說(shuō)明該第一實(shí)施例的該第二控制模組的一個(gè)第一隔離反饋單元;
圖4是一個(gè)電路圖,說(shuō)明該第一實(shí)施例的該第二控制模組的一個(gè)第二隔離反饋單元;
圖5是一個(gè)電路方塊圖,說(shuō)明該第一實(shí)施例的該第二控制模組的一個(gè)控制單元;
圖6是一個(gè)電路圖,說(shuō)明該第一實(shí)施例的該控制單元的一個(gè)轉(zhuǎn)換電路;
圖7是一個(gè)電路圖,說(shuō)明該第一實(shí)施例的該控制單元的一個(gè)電流補(bǔ)償電路;
圖8是一個(gè)曲線圖,說(shuō)明該第一實(shí)施例的一個(gè)控制電壓對(duì)一個(gè)反饋電壓的特性;
圖9是一個(gè)曲線圖,說(shuō)明該第一實(shí)施例的一個(gè)切換頻率對(duì)該反饋電壓的特性;
圖10是一個(gè)曲線圖,說(shuō)明在不同條件下,該第一實(shí)施例的該切換頻率對(duì)該反饋電壓的特性;
圖11是一個(gè)電路方塊圖,說(shuō)明本發(fā)明電源供應(yīng)裝置的一個(gè)第二實(shí)施例的一個(gè)控制單元;
圖12是一個(gè)曲線圖,說(shuō)明在不同條件下,該第二實(shí)施例的一個(gè)控制電壓對(duì)一個(gè)反饋電壓的特性;
圖13是一個(gè)曲線圖,說(shuō)明在不同條件下,該第二實(shí)施例的一個(gè)切換頻率對(duì)該反饋電壓的特性;
圖14是一個(gè)電路方塊圖,說(shuō)明本發(fā)明電源供應(yīng)裝置的一個(gè)第三實(shí)施例的一個(gè)控制單元;
圖15是一個(gè)電路圖,說(shuō)明該第三實(shí)施例的該控制單元的一個(gè)電壓補(bǔ)償元件;
圖16是一個(gè)曲線圖,說(shuō)明在不同條件下,該第三實(shí)施例的一個(gè)控制電壓對(duì)一個(gè)反饋電壓的特性;
圖17是一個(gè)曲線圖,說(shuō)明在不同條件下,該第三實(shí)施例的一個(gè)切換頻率對(duì)該反饋電壓的特性;
圖18是一個(gè)電路方塊圖,說(shuō)明本發(fā)明電源供應(yīng)裝置的一個(gè)第四實(shí)施例的一個(gè)控制單元;
圖19是一個(gè)電路圖,說(shuō)明該第四實(shí)施例的該控制單元的一個(gè)縮放電路;及
圖20是一個(gè)曲線圖,說(shuō)明在不同條件下,該第四實(shí)施例的一個(gè)切換頻率對(duì)一個(gè)縮放電壓的特性。
具體實(shí)施方式
在本發(fā)明被詳細(xì)描述前,應(yīng)當(dāng)注意在以下的說(shuō)明內(nèi)容中,類似的元件是以相同的編號(hào)來(lái)表示。
參閱圖1,本發(fā)明電源供應(yīng)裝置的一個(gè)第一實(shí)施例適用于電連接一個(gè)電壓源8以接收一個(gè)交流的輸入電壓vin,并將該輸入電壓vin轉(zhuǎn)換成一個(gè)直流的輸出電壓vout。本實(shí)施例的該電源供應(yīng)裝置包括一個(gè)電磁干擾濾波器1、一個(gè)整流器2、一個(gè)功率因數(shù)校正器3、一個(gè)返馳式轉(zhuǎn)換器4及一個(gè)控制器7。該控制器7包括一個(gè)第一控制模組5及一個(gè)第二控制模組6。
該電磁干擾濾波器1適用于電連接該電壓源8以接收該輸入電壓vin,并將該輸入電壓vin進(jìn)行濾波以產(chǎn)生一個(gè)濾波電壓。
該整流器2電連接該電磁干擾濾波器1以接收該濾波電壓,并將該濾波電壓進(jìn)行整流以產(chǎn)生一個(gè)整流電壓。
該功率因數(shù)校正器3電連接該整流器2及該第一控制模組5,接收來(lái)自該整流器2的該整流電壓。在該第一控制模組5的控制下,該功率因數(shù)校正器3根據(jù)該整流電壓產(chǎn)生一個(gè)直流的體電壓(bulkvoltage),并允許該電壓源8所提供的一個(gè)電流的相位追隨其所提供的該輸入電壓vin的相位,借此得到一個(gè)高的功率因數(shù)。
該返馳式轉(zhuǎn)換器4電連接該功率因數(shù)校正器3及該第二控制模組6,接收來(lái)自該功率因數(shù)校正器3的該體電壓,并在該第二控制模組6的控制下根據(jù)該體電壓產(chǎn)生該輸出電壓vout。該輸出電壓vout被穩(wěn)定在多個(gè)預(yù)定電壓值(例如,5v及20v)中被選擇的一者。該返馳式轉(zhuǎn)換器4所提供的一個(gè)電流取決于本實(shí)施例的該電源供應(yīng)裝置的一個(gè)負(fù)載(loading)。
參閱圖2,該返馳式轉(zhuǎn)換器4包括一個(gè)變壓器41、一個(gè)開關(guān)42、一個(gè)電流感測(cè)元件43及一個(gè)整流濾波電路44。
該變壓器41包括一個(gè)初級(jí)繞組411、一個(gè)次級(jí)繞組412及一個(gè)輔助繞組413。該初級(jí)繞組411具有一個(gè)第一端及一個(gè)第二端。該次級(jí)繞組412具有一個(gè)第一端,及一個(gè)電連接一個(gè)接地的次級(jí)參考節(jié)點(diǎn)的第二端。該輔助繞組413具有一個(gè)提供一個(gè)輔助電壓vaux的第一端,及一個(gè)電連接一個(gè)接地的初級(jí)參考節(jié)點(diǎn)的第二端。所述初級(jí)、次級(jí)及輔助繞組411、412、413的所述第一端具有相同的電壓極性。
該開關(guān)42及該電流感測(cè)元件43串聯(lián)連接在該初級(jí)繞組411的該第一端及該初級(jí)參考節(jié)點(diǎn)間。該開關(guān)42電連接該初級(jí)繞組411的該第一端,且該電流感測(cè)元件43電連接該初級(jí)參考節(jié)點(diǎn)。串聯(lián)連接的該初級(jí)繞組411、該開關(guān)42及該電流感測(cè)元件43電連接該功率因數(shù)校正器3以接收該體電壓。該電流感測(cè)元件43感測(cè)流經(jīng)該開關(guān)42的一個(gè)電流以產(chǎn)生一個(gè)感測(cè)電壓vcs。在此實(shí)施例中,該開關(guān)42為,例如,一個(gè)n型金氧半場(chǎng)效電晶體,且該電流感測(cè)元件43為一個(gè)電阻器。
該整流濾波電路44電連接該次級(jí)繞組412,并將該次級(jí)繞組412的一個(gè)跨壓進(jìn)行整流及濾波,以產(chǎn)生該輸出電壓vout。在此實(shí)施例中,該整流濾波電路44包括一個(gè)用于整流的二極管441,及一個(gè)用于濾波的電容器442。該二極管441具有一個(gè)電連接該次級(jí)繞組412的該第一端的陽(yáng)極及一個(gè)陰極。該電容器442電連接在該二極管441的該陰極及該次級(jí)繞組412的該第二端間。該電容器442的一個(gè)跨壓作為該輸出電壓vout。
該第二控制模組6包括第一與第二隔離反饋單元61、62及一個(gè)控制單元63。
該第一隔離反饋單元61電連接該電容器442以接收該輸出電壓vout,并根據(jù)該輸出電壓vout產(chǎn)生一個(gè)第一反饋電流輸入ifb1。該第一反饋電流輸入ifb1相關(guān)于本實(shí)施例該電源供應(yīng)裝置的該負(fù)載。在此實(shí)施例中,該第一隔離反饋單元61的實(shí)施如圖3所示,該第一反饋電流輸入ifb1隨著該負(fù)載的增加而下降。
該第二隔離反饋單元62電連接該電容器442以接收該輸出電壓vout,并根據(jù)該輸出電壓vout產(chǎn)生一個(gè)相關(guān)于所述預(yù)定電壓值的選擇的第二反饋電流輸入ifb2。在此實(shí)施例中,該第二隔離反饋單元62的實(shí)施如圖4所示。當(dāng)該輸出電壓vout高于一個(gè)預(yù)定電壓閾值(例如,10v)時(shí),該第二反饋電流輸入ifb2的大小非零,當(dāng)該輸出電壓vout低于該預(yù)定電壓閾值時(shí),該第二反饋電流輸入ifb2的大小為零(即,沒有電流)。
該控制單元63電連接該輔助繞組413、該開關(guān)42、該電流感測(cè)元件43及所述第一與第二隔離反饋單元61、62,接收分別來(lái)自該輔助繞組413、該電流感測(cè)元件43及所述第一與第二隔離反饋單元61、62的該輔助電壓vaux、該感測(cè)電壓vcs,及所述第一與第二反饋電流輸入ifb1、ifb2。該控制單元63根據(jù)該輔助電壓vaux、該感測(cè)電壓vcs,及所述第一與第二反饋電流輸入ifb1、ifb2產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)drive,并將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)drive輸出至該開關(guān)42,以便控制該開關(guān)42在一個(gè)導(dǎo)通狀態(tài)及一個(gè)不導(dǎo)通狀態(tài)間的切換。
參閱圖5,在此實(shí)施例中,該控制單元63包括一個(gè)調(diào)整控制電路631、一個(gè)轉(zhuǎn)換電路632、一個(gè)縮放電路633、一個(gè)第一比較器634、一個(gè)電流補(bǔ)償電路635、一個(gè)第二比較器636、一個(gè)頻率控制電路637及一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路638。
該調(diào)整控制電路631電連接該第二隔離反饋單元62以接收該第二反饋電流輸入ifb2,并根據(jù)該第二反饋電流輸入ifb2產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)ctrl。在此實(shí)施例中,該調(diào)整控制電路631包括一個(gè)第一電阻器6311,該第一電阻器6311具有一個(gè)接收一個(gè)偏壓電壓vbias的第一端及一個(gè)第二端。該第一電阻器6311的該第二端電連接該第二隔離反饋單元62以接收該第二反饋電流輸入ifb2,并提供該控制信號(hào)ctrl。當(dāng)該輸出電壓vout是相對(duì)較高(例如,等于或近似于20v)時(shí),該控制信號(hào)ctrl為一個(gè)邏輯〝0〞電平(也稱作ctrl=0),當(dāng)該輸出電壓vout是相對(duì)較低(例如,等于或近似于5v)時(shí),該控制信號(hào)ctrl為一個(gè)邏輯〝1〞電平(也稱作ctrl=1)。
該轉(zhuǎn)換電路632電連接該第一隔離反饋單元61及該第一電阻器6311,接收分別來(lái)自該第一隔離反饋單元61及該第一電阻器6311的該第一反饋電流輸入ifb1及該控制信號(hào)ctrl,并根據(jù)該第一反饋電流輸入ifb1及該控制信號(hào)ctrl產(chǎn)生一個(gè)反饋電壓vfb。在此實(shí)施例中,該轉(zhuǎn)換電路632包括一個(gè)第一可變電阻器6321及一個(gè)緩沖器6322。該第一可變電阻器6321具有一個(gè)接收該偏壓電壓vbias的第一端、一個(gè)電連接該第一隔離反饋單元61以接收該第一反饋電流輸入ifb1的第二端,及一個(gè)電連接該第一電阻器6311以接收該控制信號(hào)ctrl的控制端。該緩沖器6322具有一個(gè)電連接該第一可變電阻器6321的該第二端的輸入端,及一個(gè)提供該反饋電壓vfb的輸出端。在此實(shí)施例中,該可變電阻器6321的實(shí)施如圖6所示,當(dāng)該控制信號(hào)ctrl為該邏輯〝0〞電平時(shí),該反饋電壓vfb等于(vbias-ifb1×r1),當(dāng)該控制信號(hào)ctrl為該邏輯〝1〞電平時(shí),該反饋電壓vfb等于(vbias-ifb1×r2),r1<r2。
該縮放電路633電連接該緩沖器6322以接收該反饋電壓vfb,并根據(jù)一個(gè)縮放因數(shù)縮放該反饋電壓vfb以產(chǎn)生一個(gè)縮放電壓vf(即,vf=k×vfb,參數(shù)k為該縮放因數(shù),該縮放因數(shù)k為一個(gè)常數(shù),0<k<1)。在此實(shí)施例中,該縮放電路633包括第二及第三電阻器6331、6332。所述第二及第三電阻器6331、6332串聯(lián)連接在該緩沖器6322的該輸出端及該初級(jí)參考節(jié)點(diǎn)間,該第二電阻器6331電連接該緩沖器6322的該輸出端,該第三電阻器6332電連接該初級(jí)參考節(jié)點(diǎn)。所述第二及第三電阻器6331、6332間的一個(gè)共同接點(diǎn)提供該縮放電壓vf。
該第一比較器634具有一個(gè)電連接該電流感測(cè)元件43以接收該感測(cè)電壓vcs的第一輸入端、一個(gè)電連接該第三電阻器6332以接收該縮放電壓vf的第二輸入端,及一個(gè)提供該感測(cè)電壓vcs及該縮放電壓vf間的一個(gè)比較的結(jié)果的輸出端。
該電流補(bǔ)償電路635電連接該第一電阻器6311及該第一比較器634的該第一輸入端,接收來(lái)自該第一電阻器6311的該控制信號(hào)ctrl。該電流補(bǔ)償電路635根據(jù)該控制信號(hào)ctrl產(chǎn)生一個(gè)補(bǔ)償電流輸入,且將該補(bǔ)償電流輸入輸出至該第一比較器634的該第一輸入端。在此實(shí)施例中,該電流補(bǔ)償電路635的實(shí)施如圖7所示,當(dāng)該控制信號(hào)ctrl為該邏輯〝0〞電平時(shí),該補(bǔ)償電流輸入的大小為零,當(dāng)該控制信號(hào)ctrl為該邏輯〝1〞電平時(shí),該補(bǔ)償電流輸入的大小等于非零的icomp。需注意的是,在其他實(shí)施例中,該電流補(bǔ)償電路635可被省略。
該第二比較器636具有一個(gè)電連接該緩沖器6322以接收該反饋電壓vfb的第一輸入端、一個(gè)接收一個(gè)第一參考電壓vref1的第二輸入端,及一個(gè)提供該反饋電壓vfb及該第一參考電壓vref1間的一個(gè)比較的結(jié)果的輸出端。
該頻率控制電路637電連接該緩沖器6322以接收該反饋電壓vfb,并根據(jù)該反饋電壓vfb產(chǎn)生一個(gè)控制電壓vc。在此實(shí)施例中,該頻率控制電路637包括一個(gè)轉(zhuǎn)換元件6371、一個(gè)放大器6372、一個(gè)二極管6373及一個(gè)第一齊納二極管(zenerdiode)6374。該轉(zhuǎn)換元件6371電連接該緩沖器6322以接收該反饋電壓vfb,且還接收第二及第三參考電壓vref2、vref3、一個(gè)最小電壓vmin及一個(gè)第一最大電壓vmax1,該第二參考電壓vref2小于該第三參考電壓vref3,且該最小電壓vmin小于該第一最大電壓vmax1。該轉(zhuǎn)換元件6371根據(jù)該反饋電壓vfb、所述第二及第三參考電壓vref2、vref3、該最小電壓vmin及該第一最大電壓vmax1,產(chǎn)生該控制電壓vc。舉例來(lái)說(shuō),該控制電壓vc如下述公式(1):
vc=vmin+[(vmax1-vmin)/(vref3-vref2)]×(vfb-vref2)公式(1)。
該放大器6372具有一個(gè)接收該最小電壓vmin的非反相輸入端、一個(gè)電連接該轉(zhuǎn)換元件6371的反相輸入端,及一個(gè)輸出端。該二極管6373具有一個(gè)電連接該放大器6372的該輸出端的陽(yáng)極,及一個(gè)電連接該放大器6372的該反相輸入端的陰極。該放大器6372及該二極管6373相配合以使該控制電壓vc不低于該最小電壓vmin(即,vc≥vmin)。該第一齊納二極管6374的一個(gè)崩潰(breakdown)電壓等于該第一最大電壓vmax1。該第一齊納二極管6374具有一個(gè)電連接該初級(jí)參考節(jié)點(diǎn)的陽(yáng)極,及一個(gè)電連接該轉(zhuǎn)換元件6371的陰極。該第一齊納二極管6374使該控制電壓vc不高于其本身的該崩潰電壓(即,vc≤vmax1)。因此,如圖8所示,當(dāng)該反饋電壓vfb低于該第二參考電壓vref2時(shí),該控制電壓vc等于該最小電壓vmin。當(dāng)該反饋電壓vfb在所述第二及第三參考電壓vref2、vref3間時(shí),該控制電壓vc隨著該反饋電壓vfb的增加而從該最小電壓vmin線性增加至該第一最大電壓vmax1。當(dāng)該反饋電壓vfb高于該第三參考電壓vref3時(shí),該控制電壓vc等于該第一最大電壓vmax1。需注意的是,在其他實(shí)施例中,當(dāng)該反饋電壓vfb在所述第二及第三參考電壓vref2、vref3間時(shí),該控制電壓vc可隨著該反饋電壓vfb的增加而分段線性或非線性增加。
該驅(qū)動(dòng)電路638電連接該輔助繞組413、該開關(guān)42、所述第一及第二比較器634、636及該頻率控制電路637,接收分別來(lái)自該輔助繞組413、所述第一及第二比較器634、636及該頻率控制電路637的該輔助電壓vaux、所述比較的結(jié)果及該控制電壓vc。該驅(qū)動(dòng)電路638根據(jù)該輔助電壓vaux、所述比較的結(jié)果及該控制電壓vc產(chǎn)生該驅(qū)動(dòng)信號(hào)drive,并將該驅(qū)動(dòng)信號(hào)drive輸出至該開關(guān)42,以控制該開關(guān)42在該導(dǎo)通狀態(tài)及該不導(dǎo)通狀態(tài)間的切換。當(dāng)來(lái)自該第二比較器636的該比較的結(jié)果指示該反饋電壓vfb低于該第一參考電壓vref1時(shí),該開關(guān)42操作在該不導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)來(lái)自該第二比較器636的該比較的結(jié)果指示該反饋電壓vfb高于該第一參考電壓vref1時(shí),該開關(guān)42在該導(dǎo)通狀態(tài)及該不導(dǎo)通狀態(tài)間切換。當(dāng)來(lái)自該第一比較器634的該比較的結(jié)果指示該感測(cè)電壓vcs高于該縮放電壓vf時(shí),該開關(guān)42從該導(dǎo)通狀態(tài)切換至該不導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)根據(jù)該輔助電壓vaux決定出該開關(guān)42的一個(gè)跨壓在經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)段后到達(dá)其波谷時(shí),該開關(guān)42從該不導(dǎo)通狀態(tài)切換至該導(dǎo)通狀態(tài)。該時(shí)段從該開關(guān)42最近一次由該不導(dǎo)通狀態(tài)至該導(dǎo)通狀態(tài)的切換開始,且等于一個(gè)控制頻率的一個(gè)倒數(shù)。該控制頻率是該控制電壓vc的一個(gè)函數(shù)(即,f(vc))。該控制頻率隨著該控制電壓vc的增加而增加,且等于,例如,(a×vc+b),參數(shù)a、b為預(yù)定常數(shù)。
如此一來(lái),該返馳式轉(zhuǎn)換器4操作在一個(gè)準(zhǔn)諧振模式,且流經(jīng)該初級(jí)繞組411(見圖2)的一個(gè)電流具有一個(gè)最大值。當(dāng)該控制信號(hào)ctrl為該邏輯〝0〞電平時(shí),流經(jīng)該初級(jí)繞組411的該電流的該最大值等于((k×vfb)/rcs),當(dāng)該控制信號(hào)ctrl為該邏輯〝1〞電平時(shí),流經(jīng)該初級(jí)繞組411的該電流的該最大值為((k×vfb)/rcs–icomp),參數(shù)rcs為該電流感測(cè)元件43的一個(gè)電阻值。此外,如圖9所示,當(dāng)該反饋電壓vfb低于該第一參考電壓vref1時(shí),該開關(guān)42操作的一個(gè)切換頻率fs為零;當(dāng)該反饋電壓vfb在所述第一及第二參考電壓vref1、vref2間時(shí),該切換頻率fs近似于f(vmin);當(dāng)該反饋電壓vfb在所述第二及第三參考電壓vref2、vref3間時(shí),該切換頻率fs隨著該反饋電壓vfb的增加而從近似于f(vmin)增加至近似于f(vmax1);當(dāng)該反饋電壓vfb高于該第三參考電壓vref3時(shí),該切換頻率fs近似于f(vmax1),然后隨著該反饋電壓vfb的增加而從近似于f(vmax1)開始下降。
從圖10可知,該反饋電壓vfb因?yàn)樵摽刂菩盘?hào)ctrl的改變,等效上造成該切換頻率fs相對(duì)于該反饋電壓vfb的一個(gè)曲線的橫向偏移。因此,本實(shí)施例該電源供應(yīng)裝置可在該輸出電壓vout及該負(fù)載的各種預(yù)定設(shè)置下(例如,(該輸出電壓vout,該負(fù)載)={(5v,25%)、(5v,50%)、(5v,75%)、(5v,100%)、(20v,25%)、(20v,50%)、(20v,75%)、(20v,100%)})具有相對(duì)高的轉(zhuǎn)換效率。
再參閱圖1、2,需注意的是,該第二控制模組6的控制單元63及該第一控制模組5的控制邏輯可被制造在單一個(gè)集成電路中,借此,本實(shí)施例該電源供應(yīng)裝置得到小的體積及高的功率密度。
參閱圖11,本發(fā)明電源供應(yīng)裝置的一個(gè)第二實(shí)施例為該第一實(shí)施例的修改,二者不同處在于:
1.省略該轉(zhuǎn)換電路632′到該第一電阻器6311的連接,該轉(zhuǎn)換電路632′不是根據(jù)該控制信號(hào)ctrl來(lái)產(chǎn)生該反饋電壓vfb,且用一個(gè)第四電阻器6321′來(lái)取代該第一可變電阻器6321(見圖5)。
2.省略該電流補(bǔ)償電路635(見圖5)。
3.該頻率控制電路637′還包括一個(gè)開關(guān)6375及一個(gè)第二齊納二極管6376。該第二齊納二極管6376的一個(gè)崩潰電壓等于一個(gè)第二最大電壓vmax2,該最小電壓vmin小于該第二最大電壓vmax2且該第二最大電壓vmax2小于該第一最大電壓vmax1(即,vmin<vmax2<vmax1)。該第二齊納二極管6376具有一個(gè)電連接該初級(jí)參考節(jié)點(diǎn)的陽(yáng)極及一個(gè)陰極。該開關(guān)6375電連接在該轉(zhuǎn)換元件6371及該第二齊納二極管6376的該陰極間,且還電連接該第一電阻器6311以接收該控制信號(hào)ctrl。該開關(guān)6375根據(jù)該控制信號(hào)ctrl而操作在一個(gè)導(dǎo)通狀態(tài)及一個(gè)不導(dǎo)通狀態(tài)間。該第二齊納二極管6376及該開關(guān)6375相配合根據(jù)該控制信號(hào)ctrl選擇性地使該控制電壓vc不高于該第二最大電壓vmax2。通過(guò)所述第一與第二齊納二極管6374、6376及該開關(guān)6375,當(dāng)該控制信號(hào)ctrl為該邏輯〝0〞電平時(shí),該控制電壓vc不高于該第一最大電壓vmax1,當(dāng)該控制信號(hào)ctrl為該邏輯〝1〞電平時(shí),該控制電壓vc不高于該第二最大電壓vmax2。
如此一來(lái),在ctrl=0及ctrl=1的條件下,該控制電壓vc對(duì)該反饋電壓vfb的特性如圖12所示。在ctrl=0及ctrl=1的條件下,該切換頻率fs對(duì)該反饋電壓vfb的特性如圖13所示。
從圖12、13可知,該控制電壓vc的一個(gè)上限因?yàn)樵摽刂菩盘?hào)ctrl的改變?cè)斐稍撉袚Q頻率fs的一個(gè)上限的改變,進(jìn)而該切換頻率fs相對(duì)于該反饋電壓vfb的該曲線改變。因此,本實(shí)施例該電源供應(yīng)裝置可在該輸出電壓vout及該負(fù)載的各種預(yù)定設(shè)置下,具有相對(duì)高的轉(zhuǎn)換效率。
參閱圖14,本發(fā)明電源供應(yīng)裝置的一個(gè)第三實(shí)施例為該第一實(shí)施例的修改,二者不同處在于:
1.省略該轉(zhuǎn)換電路632′到該第一電阻器6311的連接,該轉(zhuǎn)換電路632′不是根據(jù)該控制信號(hào)ctrl來(lái)產(chǎn)生該反饋電壓vfb,且用一個(gè)第四電阻器6321′來(lái)取代該第一可變電阻器6321(見圖5)。
2.省略該電流補(bǔ)償電路635(見圖5)。
3.該頻率控制電路637〞還包括一個(gè)電壓補(bǔ)償元件6377。該電壓補(bǔ)償元件6377電連接該第一電阻器6311以接收該控制信號(hào)ctrl,且還接收該第二參考電壓vref2。該電壓補(bǔ)償元件6377根據(jù)該控制信號(hào)ctrl及該第二參考電壓vref2,產(chǎn)生一個(gè)第四參考電壓vref4。該轉(zhuǎn)換元件6371根據(jù)取代該第二參考電壓vref2的該第四參考電壓vref4、該第三參考電壓vref3、該最小電壓vmin及該第一最大電壓vmax1,產(chǎn)生該控制電壓vc。舉例來(lái)說(shuō),該控制電壓vc如下述公式(2):
vc=vmin+[(vmax1-vmin)/(vref3-vref4)]×(vfb-vref4)公式(2)。
在此實(shí)施例中,該電壓補(bǔ)償元件6377的實(shí)施如圖15所示。當(dāng)該控制信號(hào)ctrl為該邏輯〝0〞電平時(shí),該第四參考電壓vref4低于該第二參考電壓vref2,當(dāng)該控制信號(hào)ctrl為該邏輯〝1〞電平時(shí),該第四參考電壓vref4等于該第二參考電壓vref2。通過(guò)該電壓補(bǔ)償元件6377,該轉(zhuǎn)換元件6371所產(chǎn)生的該控制電壓vc隨著該反饋電壓vfb的增加而增加,且當(dāng)該反饋電壓vfb等于該第四參考電壓vref4(該第四參考電壓vref4因?yàn)樵摽刂菩盘?hào)ctrl而變化)時(shí),該控制電壓vc等于該最小電壓vmin。
如此一來(lái),在ctrl=0及ctrl=1的條件下,該控制電壓vc對(duì)該反饋電壓vfb的特性如圖16所示。在ctrl=0及ctrl=1的條件下,該切換頻率fs對(duì)該反饋電壓vfb的特性如圖17所示。
從圖16、17可知,該第四參考電壓vref4因?yàn)樵摽刂菩盘?hào)ctrl的改變,造成該切換頻率fs相對(duì)于該反饋電壓vfb的該曲線的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的改變,該轉(zhuǎn)折點(diǎn)相關(guān)于該第二參考電壓vref2。因此,本實(shí)施例該電源供應(yīng)裝置可在該輸出電壓vout及該負(fù)載的各種預(yù)定設(shè)置下具有相對(duì)高的轉(zhuǎn)換效率。
需注意的是,在其他實(shí)施例中,于該切換頻率fs相對(duì)于該反饋電壓vfb的該曲線中,根據(jù)該控制信號(hào)ctrl可改變?cè)撉€的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)(相關(guān)于取代該第二參考電壓vref2的該第三參考電壓vref3),或改變?cè)撉€相關(guān)于所述第二及第三參考電壓vref2、vref3的多個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
參閱圖18,本發(fā)明電源供應(yīng)裝置的一個(gè)第四實(shí)施例為該第一實(shí)施例的修改,二者不同處在于:
1.省略該電流補(bǔ)償電路635(見圖5)。
2.該縮放電路633′還電連接該第一電阻器6311以接收該控制信號(hào)ctrl,且該縮放因數(shù)因?yàn)樵摽刂菩盘?hào)ctrl而變化。當(dāng)該控制信號(hào)ctrl為該邏輯〝0〞電平時(shí),該縮放電壓vf等于(k1×vfb),當(dāng)該控制信號(hào)ctrl為該邏輯〝1〞電平時(shí),該縮放電壓vf等于(k2×vfb),參數(shù)k1、k2為常數(shù),且k1>k2。在此實(shí)施例中,用一個(gè)第二可變電阻器6332′來(lái)取代該第三電阻器6332(見圖5)。該第二可變電阻器6332′具有一個(gè)電連接該第二電阻器6331的第一端、一個(gè)電連接該初級(jí)參考節(jié)點(diǎn)的第二端,及一個(gè)電連接該第一電阻器6311以接收該控制信號(hào)ctrl的控制端。在此實(shí)施例中,該第二可變電阻器6332′的實(shí)施如圖19所示。
如此一來(lái),在ctrl=0及ctrl=1的條件下,該切換頻率fs對(duì)該反饋電壓vfb的特性如圖10所示。在ctrl=0及ctrl=1的條件下,該切換頻率fs對(duì)該反饋電壓vfb的特性如圖20所示。
從圖10、20可知,該反饋電壓vfb因?yàn)樵摽刂菩盘?hào)ctrl的改變等效上造成該切換頻率fs相對(duì)于該反饋電壓vfb的該曲線的橫向偏移,且該縮放電壓vf因?yàn)樵摽刂菩盘?hào)ctrl的改變,造成該切換頻率fs相對(duì)于該縮放電壓vf的該曲線的橫向縮放。因此,本實(shí)施例該電源供應(yīng)裝置可在該輸出電壓vout及該負(fù)載的各種預(yù)定設(shè)置下具有相對(duì)高的轉(zhuǎn)換效率。
需注意的是,在其他實(shí)施例中,可用一個(gè)可變電阻器來(lái)取代該第二電阻器6331(見圖5),而非取代該第三電阻器6332(見圖5)。
需注意的是,在其他實(shí)施例中,可以采用上述用來(lái)改變?cè)摲答侂妷簐fb、該切換頻率fs相對(duì)于該反饋電壓vfb的該曲線及該切換頻率fs相對(duì)于該縮放電壓vf的該曲線的技術(shù)的任意組合。
以上所述者,僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已,當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍,即凡依本發(fā)明權(quán)利要求書及說(shuō)明書內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的等效變化與修飾,皆仍屬本發(fā)明的范圍。