電源轉(zhuǎn)換電路的控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于電源轉(zhuǎn)換電路的控制電路，尤指一種能降低芯片封裝引腳數(shù)目的控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子設(shè)備的體積越來越精簡，電子設(shè)備中的各個(gè)電子元件也必須隨著縮小，以便能容置于有限的空間內(nèi)。以集成電路元件而言，由于集成電路元件常需要使用許多的輸入引腳(Pin)及輸出引腳與其他電路元件進(jìn)行耦接，因此必須使用引腳較多且體積較大的封裝(package)，導(dǎo)致芯片(die)的面積常常遠(yuǎn)小于封裝的面積，不但會浪費(fèi)材料而造成環(huán)保問題，也會造成集成電路產(chǎn)品的體積無法有效地縮小。
[0003]在電源轉(zhuǎn)換電路的應(yīng)用中，當(dāng)電源轉(zhuǎn)換電路的控制電路以集成電路元件的方式實(shí)施時(shí)，其芯片的尺寸通常不大，然而需要許多引腳數(shù)與其他電路元件耦接，以進(jìn)行設(shè)置功率級(power stage)、接收反饋信號及接收運(yùn)作參數(shù)等運(yùn)作。因此，控制電路常常會受限于所需的引腳數(shù)目而必須采用較大的封裝，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)的彈性受限。
[0004]某些集成電路元件會讓內(nèi)部的電路區(qū)塊共用芯片封裝的引腳，以減少所需的引腳數(shù)目，因而能夠選用較小尺寸的封裝。由于各種集成電路產(chǎn)品的特性不同，并沒有一種共通的設(shè)計(jì)規(guī)則可以適用各種產(chǎn)品。然而，集成電路內(nèi)部的電路區(qū)塊共用引腳時(shí)仍必須藉由精確的控制，才能確保共用引腳的不同電路區(qū)塊能夠正常地運(yùn)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，在電源轉(zhuǎn)換電路的控制電路中，如何讓不同的電路區(qū)塊共用芯片封裝的引腳，且能夠正常的運(yùn)作，以有效地降低芯片封裝的引腳數(shù)目及芯片封裝的尺寸，實(shí)為業(yè)界有待解決的問題。
[0006]本說明書提供一種電源轉(zhuǎn)換電路的控制電路的實(shí)施例，用于設(shè)置一電源轉(zhuǎn)換電路；該電源轉(zhuǎn)換電路包含有一變壓器及一電流開關(guān)，該變壓器的一第一側(cè)用于耦接一輸入電壓及該電流開關(guān)，該變壓器的一第二側(cè)耦接于一負(fù)載，該電流開關(guān)耦接于該變壓器及一預(yù)設(shè)電位之間；該控制電路包含:一電壓輸入引腳，用于接收該輸入電壓；一多用途引腳，用于耦接該變壓器的一輔助線圈端；一脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路，用以設(shè)置該電流開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)；一低電壓鎖定電路，耦接于該電壓輸入引腳及該脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路；一電壓檢測電路，耦接于該多用途引腳及該脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路；一零電流偵測電路，耦接于該多用途引腳及該脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路；其中于一第一時(shí)段，該脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路設(shè)置該電流開關(guān)呈現(xiàn)不導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)該低電壓鎖定電路偵測到該電壓輸入引腳的一輸入信號大于一第一預(yù)設(shè)值時(shí)，該低電壓鎖定電路會設(shè)置該脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路導(dǎo)通該電流開關(guān)一預(yù)設(shè)時(shí)間，當(dāng)該電壓檢測電路偵測到該多用途引腳的一輔助線圈信號大于一第二預(yù)設(shè)值時(shí)，該電壓檢測電路會設(shè)置該脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路于一第二時(shí)段間歇地導(dǎo)通該電流開關(guān)；其中于該第二時(shí)段，當(dāng)該脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路設(shè)置該電流開關(guān)呈現(xiàn)不導(dǎo)通狀態(tài)，且當(dāng)該電壓檢測電路偵測到該多用途引腳的該輔助線圈信號小于一第三預(yù)設(shè)值，該零電流偵測電路會設(shè)置脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路間歇地導(dǎo)通導(dǎo)通該電流開關(guān)；其中于該第二時(shí)段，當(dāng)該電壓檢測電路偵測到該電壓輸入引腳的該輔助線圈信號小于一第四預(yù)設(shè)值時(shí)，該電壓檢測電路會于一第三時(shí)段設(shè)置該脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路，以將該電流開關(guān)設(shè)置為不導(dǎo)通狀態(tài)。
[0007]上述實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)之一是電源轉(zhuǎn)換器的控制電路能夠有效地降低芯片封裝的引腳數(shù)目，并且能夠使內(nèi)部的電路區(qū)塊能夠正常的運(yùn)作。因此，控制電路能夠采用弓I腳數(shù)較少且尺寸較小的封裝，而能有效地縮小集成電路元件的尺寸。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)將藉由以下的說明和附圖進(jìn)行更詳細(xì)的解說。
【附圖說明】
[0008]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本申請的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。
[0009]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換電路簡化后的功能方塊圖。
[0010]圖2為圖1中的控制電路的一實(shí)施例簡化后的功能方塊圖。
[0011]圖3為圖1中的電源轉(zhuǎn)換電路運(yùn)作時(shí)的數(shù)個(gè)信號簡化后的時(shí)序圖。
[0012]圖4為圖2中的電壓檢測電路的一實(shí)施例簡化后的功能方塊圖。
[0013]【符號說明】
[0014]100 電源轉(zhuǎn)換電路
[0015]110 整流電路
[0016]130 變壓器
[0017]150 電流開關(guān)
[0018]170 控制電路
[0019]172 輸入電壓引腳
[0020]174 多用途引腳
[0021]176 開關(guān)控制引腳
[0022]190 負(fù)載
[0023]210 參考電壓產(chǎn)生電路
[0024]230 低電壓鎖定電路
[0025]250 電壓檢測電路
[0026]270 零電流偵測電路
[0027]280 脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路
[0028]290 驅(qū)動(dòng)電路
[0029]410 電流鏡電路
[0030]430 取樣電路
[0031]450 存儲裝置
[0032]470 比較電路
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下將配合相關(guān)附圖來說明本發(fā)明之實(shí)施例。在這些附圖中，相同的標(biāo)號表示相同或類似的元件或或方法流程。
[0034]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換電路100簡化后的功能方塊圖。電源轉(zhuǎn)換電路100包含有整流電路110、變壓器130、電流開關(guān)150以及控制電路170，用以依據(jù)交流信號Vac而對負(fù)載190進(jìn)行供電。為了使圖面簡明而易于說明，電源轉(zhuǎn)換電路100的部分元件及連接關(guān)系并未繪示于圖1中。
[0035]在本實(shí)施例中，整流電路110用于將交流信號Vac整流為直流的輸入電壓信號Vin，并且可以采用全橋整流電路、半橋整流電路或其他合適的整流電路等方式實(shí)現(xiàn)。
[0036]變壓器130第一側(cè)的一端通過電容和電感等電路元件而耦接至整流電路110，變壓器130第一側(cè)的另一端耦接于電流開關(guān)150。變壓器130的第二側(cè)通過電容和電感等電路元件而耦接于負(fù)載190。
[0037]電流開關(guān)150耦接于變壓器130的第一側(cè)以及預(yù)設(shè)電位Vl之間。例如，可以將預(yù)設(shè)電位Vl設(shè)置為接地端的電位或其他合適的電位。電流開關(guān)150的控制端耦接于控制電路170，以依據(jù)控制電路170的設(shè)置而呈現(xiàn)導(dǎo)通或不導(dǎo)通狀態(tài)。電流開關(guān)150可以采用雙極性接面晶體管(BJT)、場效晶體管(FET)或者其他合適的電路元件等方式實(shí)現(xiàn)。
[0038]控制電路170包含有輸入電壓引腳172、多用途引腳174、及開關(guān)控制引腳176。輸入電壓引腳172通過電阻、電感及電容等電路元件而接收輸入電壓信號Vin，多用途引腳174通過電阻所組成的分壓電路而耦接于變壓器130的輔助線圈端，開關(guān)控制引腳176耦接于電流開關(guān)150的控制端。
[0039]圖2為圖1控制電路170的一實(shí)施例簡化后的功能方塊圖?？刂齐娐?70包含有參考電壓產(chǎn)生電路210、低電壓鎖定電路230、電壓檢測電路250、零電流偵測電路270、脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路280及驅(qū)動(dòng)電路290。為了使圖面簡明而易于說明，控制電路170的部分元件及連接關(guān)系并未繪示于圖2中。
[0040]參考電壓產(chǎn)生電路210用于產(chǎn)生合適的電壓信號，以提供其他的電路區(qū)塊進(jìn)行運(yùn)作。參考電壓產(chǎn)生電路210可以藉由產(chǎn)生合適的電壓及/或產(chǎn)生合適的電流，以提供所需的電壓信號。
[0041 ] 低電壓鎖定電路230耦接于電壓輸入引腳172，用以偵測輸入電壓信號Vin是否已經(jīng)進(jìn)入合適的工作電壓范圍。在本實(shí)施例中，低電壓鎖定電路230依據(jù)電壓輸入引腳172的輸入信號Vcc以及參考電壓產(chǎn)生電路210所產(chǎn)生的第一參考電壓信號Vrl,而對應(yīng)地產(chǎn)生低電壓鎖定信號Vuvlo，使脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路280及驅(qū)動(dòng)電路290等電路能夠開始進(jìn)入運(yùn)作狀態(tài)。
[0042]電壓檢測電路250耦接于多用途引腳174，藉由偵測多用途引腳174的輔助線圈信號Vaux,以決定驅(qū)動(dòng)電路290等電路能夠開始進(jìn)入運(yùn)作狀態(tài)。在本實(shí)施例中，電壓檢測電路250依據(jù)多用途引腳174的輔助線圈信號Vaux以及參考電壓產(chǎn)生電路210所產(chǎn)生的第二參考電壓信號Vr2，而對應(yīng)地產(chǎn)生電壓檢測信號Vb1，以藉由設(shè)置脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路280產(chǎn)生適當(dāng)?shù)恼{(diào)制信號Vp，使驅(qū)動(dòng)電路290能對應(yīng)地設(shè)置電流開關(guān)150的運(yùn)作狀態(tài)。
[0043]零電流偵測電路270耦接于多用途引腳174，當(dāng)電流開關(guān)150呈現(xiàn)不導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，藉由偵測多用途引腳174的輔助線圈信號Vaux，以藉由設(shè)置脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路280產(chǎn)生適當(dāng)?shù)恼{(diào)制信號Vp，使驅(qū)動(dòng)電路290能設(shè)置電流開關(guān)150的運(yùn)作狀態(tài)。
[0044]脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路280可以藉由改變調(diào)制信號Vp的工作周期(duty cycle),而對應(yīng)地設(shè)置驅(qū)動(dòng)電路290設(shè)置電流開關(guān)150的導(dǎo)通時(shí)間。脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路280可以間歇地導(dǎo)通電流開關(guān)150，以提供適當(dāng)?shù)碾娏χ霖?fù)載190。此外，脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路280也可以依據(jù)低電壓鎖定電路230、電壓檢測電路250、零電流偵測電路270或其他電路區(qū)塊的設(shè)置，而將調(diào)制信號Vp設(shè)置為一個(gè)或多個(gè)預(yù)設(shè)電位，使驅(qū)動(dòng)電路290將電流開關(guān)150設(shè)置為不導(dǎo)通狀態(tài)。脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路280可以采用比較電路或誤差放大電路等方式實(shí)現(xiàn)，例如，脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路280可以采用誤差放大電路比較周期性信號(例如，方波、弦波及鋸齒波等周期性信號)以及參考電壓產(chǎn)生電路210所提供的參考電壓信號，以產(chǎn)生調(diào)制信號Vp。
[0045]驅(qū)動(dòng)電路290會依據(jù)脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路280所產(chǎn)生的調(diào)制信號Vp，而對應(yīng)地產(chǎn)生開關(guān)信號Vsw，以將電流開關(guān)150設(shè)置為導(dǎo)通狀態(tài)或不導(dǎo)通狀態(tài)。
[0046]圖3為的電源轉(zhuǎn)換電路100運(yùn)作時(shí)的數(shù)個(gè)信號簡化后的時(shí)序圖，以下以圖3搭配圖1和圖2，進(jìn)一步說明電源轉(zhuǎn)換電路100的運(yùn)作方式。
[0047]在圖3的實(shí)施例中，參考電壓產(chǎn)生電路210將第一參考電壓信號Vrl設(shè)置為第一預(yù)設(shè)值Vthl，將第二參考電壓信號Vr2設(shè)置為第二預(yù)設(shè)值Vth2。
[0048]在時(shí)段TO時(shí)，輸入電壓信號Vin還不足以讓電源轉(zhuǎn)換電路100進(jìn)行正常運(yùn)作。低電壓鎖定電路230會偵測電壓輸入引腳172的輸入信號Vcc。由于電壓輸入引腳172的輸入信號Vcc小于第一預(yù)設(shè)值Vthl，低電壓鎖定電路230將低電壓鎖定信號Vuvlo設(shè)置為無效(在本實(shí)施例中為低電位)，并使用低電壓鎖定信號Vuvlo設(shè)置脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生電路280，以使驅(qū)動(dòng)電路290對應(yīng)地設(shè)置電流開關(guān)150呈現(xiàn)不導(dǎo)通狀態(tài)。
[0049]在時(shí)段Tl中，輸入電壓信號Vin增加而能夠使電源轉(zhuǎn)換電路100進(jìn)行正常運(yùn)作。低電壓鎖定電路230會偵測電壓輸入引腳172的輸入信號Vcc。當(dāng)電壓輸入引腳172的輸入信號Vcc大于第一預(yù)設(shè)值Vthl，低電壓鎖定電路230