具省電與高轉(zhuǎn)換效率機(jī)制的電源轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具省電與高轉(zhuǎn)換效率機(jī)制的電源轉(zhuǎn)換裝置。其中，電源轉(zhuǎn)換裝置包括變壓器、同步整流晶體管以及同步整流控制電路。變壓器的一次側(cè)的第一端用以接收輸入電壓。變壓器的二次側(cè)的第一端用以提供輸出電壓給負(fù)載。同步整流晶體管的第一漏/源極端耦接變壓器的二次側(cè)的第二端。同步整流晶體管的第二漏/源極端耦接第一接地端。同步整流晶體管的柵極端接收控制信號(hào)。同步整流控制電路接收同步整流晶體管的第一漏/源極端的信號(hào)以判斷負(fù)載的狀態(tài)并產(chǎn)生控制信號(hào)。當(dāng)負(fù)載為輕載時(shí)，同步整流控制電路進(jìn)入省電模式且關(guān)斷同步整流晶體管。
【專利說明】
具省電與高轉(zhuǎn)換效率機(jī)制的電源轉(zhuǎn)換裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種電源轉(zhuǎn)換技術(shù)，且特別是有關(guān)于一種具省電與高轉(zhuǎn)換效率機(jī)制的電源轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電源轉(zhuǎn)換裝置為現(xiàn)代電子裝置中不可或缺的元件。在以脈寬調(diào)變(pulse widthmodulat1n，簡(jiǎn)稱PffM)控制為基礎(chǔ)的電源轉(zhuǎn)換裝置中，其二次側(cè)通常具有整流二極管。由于整流二極管于導(dǎo)通狀態(tài)下的功率消耗較大，因此可采用導(dǎo)通電阻(Rds-on)較低的同步整流晶體管來(lái)取代整流二極管。在這樣的架構(gòu)下，尚需要一同步整流控制器來(lái)控制二次側(cè)的同步整流晶體管的啟閉。
[0003]一般來(lái)說，同步整流晶體管的柵極端與源極端之間具有寄生電容。當(dāng)同步整流晶體管在導(dǎo)通與截止之間進(jìn)行切換時(shí)，同步整流控制器需對(duì)寄生電容進(jìn)行充放電，從而產(chǎn)生功率消耗。除此之外，同步整流控制器本身也會(huì)消耗電能。上述的功率消耗于電源轉(zhuǎn)換裝置的負(fù)載為輕載時(shí)，將會(huì)降低電源轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換效率而不利于節(jié)能的表現(xiàn)。因此，如何有效地提升電源轉(zhuǎn)換裝置整體的轉(zhuǎn)換效率是電源轉(zhuǎn)換技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域所要面臨的重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種具省電與高轉(zhuǎn)換效率機(jī)制的電源轉(zhuǎn)換裝置，藉以解決先前技術(shù)所涉及的問題。
[0005]本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換裝置包括變壓器、同步整流晶體管以及同步整流控制電路。變壓器具有一次側(cè)與二次側(cè)。其中一次側(cè)的第一端用以接收輸入電壓，而二次側(cè)的第一端則用以提供輸出電壓給負(fù)載。同步整流晶體管的第一漏/源極端耦接二次側(cè)的第二端，同步整流晶體管的第二漏/源極端耦接第一接地端，且同步整流晶體管的柵極端用以接收控制信號(hào)。同步整流控制電路耦接同步整流晶體管，且接收同步整流晶體管的第一漏/源極端的信號(hào)以做為檢測(cè)信號(hào)。其中，同步整流控制電路根據(jù)檢測(cè)信號(hào)來(lái)判斷負(fù)載的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生控制信號(hào)。
[0006]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的電源轉(zhuǎn)換裝置中，當(dāng)同步整流控制電路判斷負(fù)載的狀態(tài)為輕載時(shí)，同步整流控制電路進(jìn)入省電模式，且同步整流晶體管受控于控制信號(hào)而被截止。當(dāng)同步整流控制電路判斷負(fù)載的狀態(tài)為中重或重載時(shí)，同步整流控制電路進(jìn)入正常操作模式，且同步整流晶體管受控于控制信號(hào)而被導(dǎo)通或被截止。
[0007]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的同步整流晶體管的第一漏/源極端與其本體(body)端之間具有寄生二極管。其中，同步整流控制電路計(jì)算檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間區(qū)間，根據(jù)時(shí)間區(qū)間的長(zhǎng)短來(lái)判斷負(fù)載的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生控制信號(hào)。其中，時(shí)間區(qū)間為同步整流晶體管或寄生二極管導(dǎo)通的時(shí)間。
[0008]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的同步整流控制電路包括計(jì)時(shí)電路、決策電路以及驅(qū)動(dòng)電路。計(jì)時(shí)電路接收檢測(cè)信號(hào)以計(jì)算時(shí)間區(qū)間，并產(chǎn)生與時(shí)間區(qū)間相關(guān)的第一信號(hào)。決策電路耦接計(jì)時(shí)電路以接收第一信號(hào)。決策電路判斷第一信號(hào)是否小于第一臨界值。若判斷結(jié)果為是，決策電路累加第一計(jì)數(shù)值。否則，決策電路重置第一計(jì)數(shù)值。當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值大于或等于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，決策電路判斷負(fù)載的狀態(tài)為輕載并產(chǎn)生模式信號(hào)以使同步整流控制電路操作于省電模式。驅(qū)動(dòng)電路耦接決策電路以接收模式信號(hào)。當(dāng)模式信號(hào)指示同步整流控制電路操作于省電模式時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生控制信號(hào)以關(guān)斷(turn off)同步整流晶體管。
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的決策電路判斷第一信號(hào)是否大于或等于第一臨界值。若判斷結(jié)果為是，決策電路累加第二計(jì)數(shù)值。否則，決策電路重置第二計(jì)數(shù)值。當(dāng)?shù)诙?jì)數(shù)值大于或等于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，決策電路判斷負(fù)載的狀態(tài)為中重或重載并產(chǎn)生模式信號(hào)以使同步整流控制電路操作于正常操作模式。驅(qū)動(dòng)電路還接收檢測(cè)信號(hào)。當(dāng)模式信號(hào)指示同步整流控制電路操作于正常操作模式時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路在檢測(cè)信號(hào)的電壓值小于第一參考電壓值時(shí)導(dǎo)通同步整流晶體管，且在檢測(cè)信號(hào)的電壓值大于第二參考電壓值時(shí)關(guān)斷同步整流晶體管。
[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的決策電路包括決策比較器、計(jì)數(shù)器以及SR正反器。決策比較器的正相輸入端耦接到計(jì)時(shí)電路以接收第一信號(hào)。決策比較器的反相輸入端接收第一臨界值。決策比較器比較第一信號(hào)與第一臨界值并產(chǎn)生決策信號(hào)。計(jì)數(shù)器耦接到?jīng)Q策比較器以接收決策信號(hào)。當(dāng)決策信號(hào)指示第一信號(hào)小于第一臨界值時(shí)，計(jì)數(shù)器累加第一計(jì)數(shù)值且重置第二計(jì)數(shù)值。否則，計(jì)數(shù)器重置第一計(jì)數(shù)值且累加第二計(jì)數(shù)值。其中，當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值大于或等于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生設(shè)定信號(hào)。當(dāng)?shù)诙?jì)數(shù)值大于或等于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生重置信號(hào)。SR正反器的設(shè)定端耦接到計(jì)數(shù)器以接收設(shè)定信號(hào)。SR正反器的重置端耦接到計(jì)數(shù)器以接收重置信號(hào)。SR正反器的正相輸出端輸出模式信號(hào)。
[0011]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的計(jì)時(shí)電路包括第一比較器、第二比較器、SR正反器、放電開關(guān)、電流源以及電容。第一比較器的反相輸入端接收檢測(cè)信號(hào)，其正相輸入端接收第一參考電壓值，并產(chǎn)生第一比較信號(hào)。第二比較器的正相輸入端接收檢測(cè)信號(hào)，其反相輸入端接收第二參考電壓值，并據(jù)以產(chǎn)生第二比較信號(hào)。SR正反器的設(shè)定端耦接到第一比較器以接收第一比較信號(hào)，其重置端耦接到第二比較器以接收第二比較信號(hào)，且其正相輸出端輸出第二信號(hào)。放電開關(guān)的控制端耦接到SR正反器的反相輸出端以接收反相的第二信號(hào)，其第二端耦接到第一接地端。電流源的第一端耦接到電源電壓，其第二端耦接到放電開關(guān)的第一端。電容的第一端耦接到電流源的第二端以產(chǎn)生第一信號(hào)，其第二端耦接到第一接地端。
[0012]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的同步整流控制電路計(jì)算檢測(cè)信號(hào)的周期時(shí)間，且根據(jù)周期時(shí)間的長(zhǎng)短而判斷負(fù)載的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生控制信號(hào)。其中，周期時(shí)間為電源轉(zhuǎn)換裝置的能量轉(zhuǎn)換周期。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的同步整流控制電路包括計(jì)時(shí)電路、決策電路以及驅(qū)動(dòng)電路。計(jì)時(shí)電路接收檢測(cè)信號(hào)以計(jì)算周期時(shí)間，并產(chǎn)生與周期時(shí)間相關(guān)的第一信號(hào)。決策電路耦接計(jì)時(shí)電路以接收第一信號(hào)。決策電路判斷第一信號(hào)是否大于第一臨界值。若判斷結(jié)果為是，決策電路判斷該負(fù)載的狀態(tài)為輕載并產(chǎn)生模式信號(hào)以使同步整流控制電路操作于省電模式。驅(qū)動(dòng)電路耦接決策電路以接收模式信號(hào)。當(dāng)模式信號(hào)指示同步整流控制電路操作于省電模式時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生控制信號(hào)以關(guān)斷(turn off)同步整流晶體管。
[0014]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的決策電路判斷第一信號(hào)是否小于或等于第一臨界值。若判斷結(jié)果為是，決策電路累加第一計(jì)數(shù)值。否則，決策電路重置第一計(jì)數(shù)值。當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值大于或等于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，決策電路判斷負(fù)載的狀態(tài)為中重或重載并產(chǎn)生模式信號(hào)以使同步整流控制電路操作于正常操作模式。驅(qū)動(dòng)電路還接收檢測(cè)信號(hào)。當(dāng)模式信號(hào)指示同步整流控制電路操作于正常操作模式時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路在檢測(cè)信號(hào)的電壓值小于第一參考電壓值時(shí)導(dǎo)通同步整流晶體管，且在檢測(cè)信號(hào)的電壓值大于第二參考電壓值時(shí)關(guān)斷同步整流晶體管。
[0015]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的決策電路包括比較器、計(jì)數(shù)器以及SR正反器。比較器的正相輸入端耦接到計(jì)時(shí)電路以接收第一信號(hào)，其反相輸入端接收第一臨界值。比較器比較第一信號(hào)與第一臨界值并產(chǎn)生比較信號(hào)。計(jì)數(shù)器接收檢測(cè)信號(hào)，且耦接到比較器以接收比較信號(hào)。在檢測(cè)信號(hào)的周期時(shí)間結(jié)束時(shí)，若比較信號(hào)指示第一信號(hào)小于或等于第一臨界值，計(jì)數(shù)器累加第一計(jì)數(shù)值。否則，計(jì)數(shù)器重置第一計(jì)數(shù)值。其中，當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值大于或等于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生重置信號(hào)。SR正反器的設(shè)定端耦接到比較器以接收比較信號(hào)，其重置端耦接到計(jì)數(shù)器以接收重置信號(hào)，且其正相輸出端輸出模式信號(hào)。
[0016]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的計(jì)時(shí)電路包括單擊電路、放電開關(guān)、電流源以及電容。單擊電路接收檢測(cè)信號(hào)，用以檢測(cè)檢測(cè)信號(hào)的邊緣以產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)。放電開關(guān)的控制端耦接到單擊電路以接收觸發(fā)信號(hào)，且其第二端耦接到第一接地端。電流源的第一端耦接到電源電壓，其第二端耦接到放電開關(guān)的第一端。電容的第一端耦接到電流源的第二端以產(chǎn)生第一信號(hào)，其第二端耦接到第一接地端。
[0017]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，電源轉(zhuǎn)換裝置還包括功率開關(guān)以及脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器。功率開關(guān)的第一端耦接一次側(cè)的第二端，其第二端耦接第二接地端，而其控制端則用以接收脈寬調(diào)變信號(hào)。脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器耦接功率開關(guān)的控制端，用以根據(jù)負(fù)載的狀態(tài)而產(chǎn)生并調(diào)整脈寬調(diào)變信號(hào)。其中，同步整流晶體管的第一漏/源極端與其本體端之間具有寄生二極管。其中，當(dāng)功率開關(guān)被截止且同步整流控制電路操作于省電模式時(shí)，同步整流晶體管受控于控制信號(hào)而被截止，且寄生二極管被導(dǎo)通。
[0018]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，當(dāng)功率開關(guān)被截止且同步整流控制電路操作于正常操作模式時(shí)，同步整流晶體管受控于控制信號(hào)而被導(dǎo)通。
[0019]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，當(dāng)功率開關(guān)被導(dǎo)通時(shí)，同步整流晶體管與寄生二極管被截止。
[0020]基于上述，本發(fā)明所提出的電源轉(zhuǎn)換裝置中的同步整流控制電路可根據(jù)同步整流晶體管的第一漏/源極端的信號(hào)而檢測(cè)出同步整流晶體管(或其寄生二極管)導(dǎo)通的時(shí)間區(qū)間或是電源轉(zhuǎn)換裝置的電源轉(zhuǎn)換周期時(shí)間，并據(jù)以判斷負(fù)載的狀態(tài)變化。當(dāng)同步整流控制電路判斷負(fù)載的狀態(tài)為輕載時(shí)，同步整流控制電路可進(jìn)入省電模式并關(guān)斷同步整流晶體管。如此一來(lái)，可避免同步整流晶體管在導(dǎo)通與截止之間進(jìn)行切換時(shí)，同步整流控制電路需對(duì)同步整流晶體管的寄生電容進(jìn)行充放電所造成的功率消耗。除此之外，在省電模式下，同步整流控制電路也可將用以驅(qū)動(dòng)同步整流晶體管的相關(guān)電路關(guān)閉以達(dá)到節(jié)能的目的，從而提高輕載時(shí)的電源轉(zhuǎn)換效率。
[0021]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0022]下面的所附圖式是本發(fā)明的說明書的一部分，示出了本發(fā)明的示例實(shí)施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本發(fā)明的原理。
[0023]圖1是依照本發(fā)明一實(shí)施例所示出的電源轉(zhuǎn)換裝置的電路示意圖；
[0024]圖2是圖1的電源轉(zhuǎn)換裝置與圖3的同步整流控制電路的信號(hào)時(shí)序示意圖；
[0025]圖3是圖1的電源轉(zhuǎn)換裝置的同步整流控制電路的一實(shí)施例的電路示意圖；
[0026]圖4是圖1的電源轉(zhuǎn)換裝置的同步整流控制電路的另一實(shí)施例的電路示意圖；
[0027]圖5是圖1的電源轉(zhuǎn)換裝置與圖4的同步整流控制電路的信號(hào)時(shí)序示意圖。
[0028]附圖標(biāo)記說明:
[0029]200:電源轉(zhuǎn)換裝置；
[0030]210:脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器；
[0031 ]260:同步整流控制電路；
[0032]462、562:計(jì)時(shí)電路；
[0033]462_1、464_2、564_2:SR 正反器；
[0034]464、564:決策電路；
[0035]464_1、564_1:計(jì)數(shù)器；
[0036]466、566:驅(qū)動(dòng)電路；
[0037]562_1:單擊電路；
[0038]Cgs:寄生電容；
[0039]cmpl:第一比較器；
[0040]cmp2:第二比較器；
[0041]cmp3:決策比較器；
[0042]cmp4:比較器；
[0043]cntl:第一計(jì)數(shù)值
[0044]cnt2:第二計(jì)數(shù)值；
[0045]Ce、Co:電容；
[0046]Dr:寄生二極管；
[0047]GNDl:弟一接地立而；
[0048]GND2:第二接地端；
[0049]Ic:電流源；
[0050]Is:電流；
[0051]K:線圈比；
[0052]M:第二預(yù)設(shè)值；
[0053]Mp:功率開關(guān)；
[0054]Msr:同步整流晶體管；
[0055]N、Y:第一預(yù)設(shè)值；
[0056]Np: 一次側(cè)；
[0057]Ns: 二次側(cè)；
[0058]PffM:脈寬調(diào)變信號(hào)；
[0059]Q:正相輸出端；
[0060]/Q:反相輸出端；
[0061]R:重置端；
[0062]S:設(shè)定端；
[0063]scpl:第一比較信號(hào)；
[0064]scp2:第二比較信號(hào)；
[0065]scp3:決策信號(hào)；
[0066]scp4:比較信號(hào)；
[0067]SET:設(shè)定信號(hào)；
[0068]Sm:模式信號(hào)；
[0069]strobe_out:觸發(fā)信號(hào)；
[0070]swl:放電開關(guān)；
[0071]RESET:重置信號(hào)；
[0072]RL:負(fù)載；
[0073]T:變壓器；
[0074]TO、Tl、Tl，、T2、T3、T4、Τ5、Τ6、Τ7、Τ8、T9、Τ10、Τ20、Τ21、Τ22、Τ30、TpO, Τρ?、Τρ2、Τρ3、Τρ4、Τρ5:時(shí)間；
[0075]Tcyc:周期時(shí)間；
[0076]Tref:第一臨界時(shí)間；
[0077]Tsr:時(shí)間區(qū)間；
[0078]Vc:第一信號(hào)；
[0079]VD:檢測(cè)信號(hào)；
[0080]VDD:電源電壓；
[0081]VF:負(fù)電壓值；
[0082]VG:控制信號(hào)；
[0083]VIN:輸入電壓；
[0084]Vref:第一臨界值；
[0085]VSR:第二信號(hào)；
[0086]/VSR:反相的第二信號(hào)；
[0087]Vthl:第一參考電壓值；
[0088]Vth2:第二參考電壓值；
[0089]Vth3:第三參考電壓值；
[0090]VOUT:輸出電壓。
【具體實(shí)施方式】
[0091]為了使本揭露的內(nèi)容可以被更容易明了，以下特舉實(shí)施例做為本揭露確實(shí)能夠據(jù)以實(shí)施的范例。另外，凡可能之處，在圖式及實(shí)施方式中使用相同標(biāo)號(hào)的元件/構(gòu)件/步驟，系代表相同或類似部件。
[0092]圖1是依照本發(fā)明一實(shí)施例所示出的電源轉(zhuǎn)換裝置的電路示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，電源轉(zhuǎn)換裝置200包括變壓器T、同步整流晶體管Msr、同步整流控制電路260、功率開關(guān)Mp以及脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器210。變壓器T包括一次側(cè)Np與二次側(cè)Ns。其中，一次側(cè)Np的第一端(例如同名端(common-polarity terminal,即打點(diǎn)處)用以接收輸入電壓VIN,而二次側(cè)Ns的第一端(例如異名端(opposite-polarity terminal,即未打點(diǎn)處)則用以提供輸出電壓VOUT給負(fù)載RL (例如電子裝置)，但不限于此。
[0093]同步整流晶體管Msr的第一漏/源極端耦接二次側(cè)Ns的第二端(例如同名端)，同步整流晶體管Msr的第二漏/源極端耦接第一接地端GND1，而同步整流晶體管Msr的柵極端則用以接收控制信號(hào)VG。同步整流控制電路260耦接同步整流晶體管Msr，且接收同步整流晶體管Msr的第一漏/源極端的信號(hào)以做為檢測(cè)信號(hào)VD。其中，同步整流控制電路260根據(jù)檢測(cè)信號(hào)VD來(lái)判斷負(fù)載RL的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生控制信號(hào)VG。其中，同步整流晶體管Msr的第一漏/源極端與其本體(body)端之間具有寄生二極管Dr。
[0094]另一方面，功率開關(guān)Mp的第一端耦接一次側(cè)Np的第二端(例如異名端)，功率開關(guān)Mp的第二端耦接第二接地端GND2，而功率開關(guān)Mp的控制端則用以接收脈寬調(diào)變信號(hào)PWM。脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器210耦接功率開關(guān)Mp的控制端，用以根據(jù)負(fù)載RL的狀態(tài)(或是電源供應(yīng)需求)而產(chǎn)生并調(diào)整脈寬調(diào)變信號(hào)PWM。
[0095]以下將對(duì)電源轉(zhuǎn)換裝置200的運(yùn)作進(jìn)行詳細(xì)的說明。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1與圖2。圖2是圖1的電源轉(zhuǎn)換裝置與圖3的同步整流控制電路的信號(hào)時(shí)序示意圖。其中，有關(guān)同步整流控制電路260內(nèi)部的信號(hào)將在稍后搭配其他圖示進(jìn)行說明。在時(shí)間TO時(shí)，功率開關(guān)Mp導(dǎo)通，輸入電壓VIN提供電力至變壓器T的一次側(cè)Np的線圈以進(jìn)行儲(chǔ)能。在此同時(shí)，同步整流晶體管Msr及寄生二極管Dr則是截止?fàn)顟B(tài)。因此，檢測(cè)信號(hào)VD的電壓電平為KX VIN，其中K為電壓器T的二次側(cè)Ns與一次側(cè)Np的線圈比。
[0096]在時(shí)間Tl時(shí)，功率開關(guān)Mp反應(yīng)于脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器210所產(chǎn)生的脈寬調(diào)變信號(hào)PffM而截止(turned off)?；诎翊味?Lenz’ s law),變壓器T的一次側(cè)Np所儲(chǔ)存的能量將轉(zhuǎn)移至變壓器T的二次側(cè)Ns。于此同時(shí)，同步整流晶體管Msr中的寄生二極管Dr處于順向偏壓而導(dǎo)通。由于同步整流晶體管Msr的本體端耦接第一接地端GND1，因此同步整流晶體管Msr的第一漏/源極端的電壓電平(也即檢測(cè)信號(hào)VD的電壓電平)將由KXVIN下降至負(fù)電壓值VF。
[0097]當(dāng)同步整流控制電路260檢測(cè)到檢測(cè)信號(hào)VD的電壓電平(也即負(fù)電壓值VF)小于第一參考電壓值Vthl (例如-200MV，但不限于此)時(shí)，同步整流控制電路260可導(dǎo)通同步整流晶體管Msr，如時(shí)間Tl到時(shí)間Tl’之間所示。此時(shí)，轉(zhuǎn)移至變壓器T的二次側(cè)Ns的能量將會(huì)開始對(duì)電容Co進(jìn)行充電，并且供應(yīng)直流輸出電壓VOUT給負(fù)載RL。因此，變壓器T的二次側(cè)Ns的電流Is將由同步整流晶體管Msr的第二漏/源極端經(jīng)由其內(nèi)部感應(yīng)的通道(channel)而流向第一漏/源極端。
[0098]隨著所儲(chǔ)存的能量持續(xù)地對(duì)電容Co進(jìn)行充電，二次側(cè)Ns的電流Is將會(huì)持續(xù)降低，使得檢測(cè)信號(hào)VD的電壓電平由負(fù)電壓值VF向上拉升。直到檢測(cè)信號(hào)VD的電壓電平到達(dá)第三參考電壓值Vth3 (例如-70Mv，但不限于此)，如時(shí)間T2所示。此時(shí)，同步整流控制電路260將開始降低控制信號(hào)VG的電壓電平以維持檢測(cè)信號(hào)VD的電壓電平于第三參考電壓值Vth3。由于二次側(cè)Ns的電流Is仍將持續(xù)下降，最終將導(dǎo)致同步整流控制電路260無(wú)法維持檢測(cè)信號(hào)VD的電壓電平于第三參考電壓值Vth3并上升至第二參考電壓值Vth2 (例如-30mV，但不限于此)，如時(shí)間T3所示。此時(shí)，變壓器T所儲(chǔ)存的能量已經(jīng)完全傳送至電容Co，故二次側(cè)Ns的電流Is降至零，同步整流控制電路260將關(guān)斷同步整流晶體管Msr。其中，由時(shí)間Tl至?xí)r間T3的時(shí)間區(qū)間Tsr即為同步整流晶體管Msr的導(dǎo)通時(shí)間。亦或是，時(shí)間區(qū)間Tsr也可視為變壓器T所儲(chǔ)存的能量對(duì)電容Co進(jìn)行充電的時(shí)間。
[0099]在時(shí)間T3，功率開關(guān)Mp與同步整流晶體管Msr皆為截止?fàn)顟B(tài)。由于變壓器T所儲(chǔ)存的能量已經(jīng)轉(zhuǎn)移結(jié)束，因此其一次側(cè)Np的線圈與功率開關(guān)Mp的寄生電容以及一次側(cè)Np的線圈中的電感將開始產(chǎn)生諧振。直到功率開關(guān)Mp再次導(dǎo)通時(shí)，輸入電壓VIN再次提供電力至變壓器T的一次側(cè)Np的線圈以進(jìn)行儲(chǔ)能，并隨后重復(fù)地執(zhí)行類似在時(shí)間TO到時(shí)間T4之間所執(zhí)行的運(yùn)作(例如時(shí)間T4到時(shí)間T8之間)。
[0100]如同先前所述，脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器210可根據(jù)負(fù)載RL的狀態(tài)(或是電源供應(yīng)需求)而產(chǎn)生并調(diào)整脈寬調(diào)變信號(hào)PWM。當(dāng)負(fù)載RL的狀態(tài)為輕載而使得電源供應(yīng)需求降低時(shí)，脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器210可調(diào)降脈寬調(diào)變信號(hào)PffM的工作周期(duty cycle) 0如此一來(lái)，功率開關(guān)Mp反應(yīng)于脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器210所產(chǎn)生的脈寬調(diào)變信號(hào)PffM而導(dǎo)通的時(shí)間(例如時(shí)間TO到時(shí)間Tl之間)將會(huì)變短，從而降低變壓器T每一次儲(chǔ)存的能量。在此情況下，變壓器T每一次轉(zhuǎn)移的能量會(huì)隨著所儲(chǔ)存能量的降低而降低。因此，電容Co的充電時(shí)間(也即時(shí)間區(qū)間Tsr)也隨之降低。換句話說，同步整流晶體管Msr的導(dǎo)通時(shí)間將會(huì)降低。反之亦然。
[0101]由于檢測(cè)信號(hào)VD的時(shí)間區(qū)間Tsr為同步整流晶體管Msr的導(dǎo)通時(shí)間，因此，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，同步整流控制電路260可計(jì)算檢測(cè)信號(hào)VD的時(shí)間區(qū)間Tsr，且根據(jù)時(shí)間區(qū)間Tsr的長(zhǎng)短來(lái)判斷負(fù)載RL的狀態(tài)(例如輕載或是中重或重載)，并據(jù)以產(chǎn)生控制信號(hào)VG0
[0102]舉例來(lái)說，當(dāng)同步整流控制電路260根據(jù)時(shí)間區(qū)間Tsr而判斷負(fù)載RL的狀態(tài)為輕載時(shí)，同步整流控制電路260可進(jìn)入省電模式并產(chǎn)生控制信號(hào)VG以關(guān)斷同步整流晶體管Msr。此時(shí)，二次側(cè)Ns的電流Is將流經(jīng)同步整流晶體管Msr中的寄生二極管Dr。如此一來(lái)，可避免同步整流晶體管Msr在導(dǎo)通與截止之間進(jìn)行切換時(shí)，同步整流控制電路260需對(duì)同步整流晶體管Msr的寄生電容Cgs進(jìn)行充放電所造成的功率消耗。除此之外，在省電模式下，同步整流控制電路260也可將用以驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)VG的相關(guān)電路關(guān)閉以達(dá)到節(jié)能的目的，從而提聞?shì)p載時(shí)的電源轉(zhuǎn)換效率。
[0103]以下請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1、圖2與圖3。圖3是圖1的電源轉(zhuǎn)換裝置的同步整流控制電路的一實(shí)施例的電路示意圖。同步整流控制電路260包括計(jì)時(shí)電路462、決策電路464以及驅(qū)動(dòng)電路466。計(jì)時(shí)電路462接收檢測(cè)信號(hào)VD以計(jì)算時(shí)間區(qū)間Tsr，并產(chǎn)生與時(shí)間區(qū)間Tsr相關(guān)的第一信號(hào)Vc。
[0104]決策電路464耦接計(jì)時(shí)電路462以接收第一信號(hào)Vc。決策電路464判斷第一信號(hào)Vc是否小于第一臨界值Vref。若判斷結(jié)果為是，決策電路464累加第一計(jì)數(shù)值cntl (例如圖2的時(shí)間T3與T7處)，否則重置第一計(jì)數(shù)值cntl (例如圖2的時(shí)間Tp2處)。當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值cntl大于或等于第一預(yù)設(shè)值N時(shí)，亦即，連續(xù)N個(gè)(N為正整數(shù))以上的時(shí)間區(qū)間Tsr的時(shí)間長(zhǎng)度皆小于第一臨界時(shí)間Tref時(shí)(例如圖2的時(shí)間T7處)，決策電路464可判斷負(fù)載RL的狀態(tài)為輕載并產(chǎn)生模式信號(hào)Sm以使同步整流控制電路260操作于省電模式。其中，第一臨界時(shí)間Tref與第一臨界值Vref相關(guān)聯(lián)。
[0105]驅(qū)動(dòng)電路466耦接決策電路464以接收模式信號(hào)Sm。當(dāng)模式信號(hào)Sm指示同步整流控制電路260操作于省電模式時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路466產(chǎn)生控制信號(hào)VG以關(guān)斷同步整流晶體管Msr0
[0106]舉例來(lái)說，在圖2的時(shí)間T7與Tp5之間，同步整流控制電路260操作于省電模式。此時(shí)，控制信號(hào)VG的電壓值保持在OV以關(guān)斷同步整流晶體管Msr。在時(shí)間T8時(shí)，功率開關(guān)Mp導(dǎo)通，輸入電壓VIN提供電力至變壓器T的一次側(cè)Np的線圈以進(jìn)行儲(chǔ)能。在時(shí)間T9時(shí)，功率開關(guān)Mp反應(yīng)于脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器210所產(chǎn)生的脈寬調(diào)變信號(hào)PffM而截止。變壓器T的一次側(cè)Np所儲(chǔ)存的能量將轉(zhuǎn)移至變壓器T的二次側(cè)Ns。于此同時(shí)，同步整流晶體管Msr中的寄生二極管Dr處于順向偏壓而導(dǎo)通，因此同步整流晶體管Msr的第一漏/源極端的電壓電平(也即檢測(cè)信號(hào)VD的電壓電平)將由KXVIN下降至負(fù)電壓值VF。此時(shí)，由于同步整流晶體管Msr被截止，故二次側(cè)Ns的電流Is將流經(jīng)同步整流晶體管Msr中的寄生二極管Dr。
[0107]隨著所儲(chǔ)存的能量持續(xù)地對(duì)電容Co進(jìn)行充電，二次側(cè)Ns的電流Is將會(huì)持續(xù)降低，使得檢測(cè)信號(hào)VD的電壓電平由負(fù)電壓值VF向上拉升。直到檢測(cè)信號(hào)VD的電壓電平到達(dá)第二參考電壓值Vth2 (例如-30mV，但不限于此)，如時(shí)間TlO所示。此時(shí)，變壓器T所儲(chǔ)存的能量已經(jīng)完全傳送至電容Co，故二次側(cè)Ns的電流Is降至零，使得同步整流晶體管Msr中的寄生二極管Dr被截止。其中，由時(shí)間T9至?xí)r間TlO的時(shí)間區(qū)間Tsr為寄生二極管Dr導(dǎo)通的時(shí)間，也即變壓器T所儲(chǔ)存的能量對(duì)電容Co進(jìn)行充電的時(shí)間。因此，當(dāng)同步整流控制電路260操作于省電模式下，仍可通過計(jì)算檢測(cè)信號(hào)VD的時(shí)間區(qū)間Tsr，且根據(jù)時(shí)間區(qū)間Tsr的長(zhǎng)短來(lái)判斷負(fù)載RL的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生控制信號(hào)VG。
[0108]另一方面，當(dāng)決策電路464判斷第一信號(hào)Vc大于或等于第一臨界值Vref時(shí)，決策電路464累加第二計(jì)數(shù)值cnt2 (例如圖2的時(shí)間Tp2與Τρ5處)，否則，決策電路464重置第二計(jì)數(shù)值cnt2。當(dāng)?shù)诙?jì)數(shù)值cnt2大于或等于第二預(yù)設(shè)值M時(shí)(例如圖2的時(shí)間Tp5處)，亦即，連續(xù)M個(gè)以上的時(shí)間區(qū)間Tsr的時(shí)間長(zhǎng)度皆大于或等于第一臨界時(shí)間Tref時(shí)，決策電路464可判斷負(fù)載RL的狀態(tài)為中重或重載并產(chǎn)生模式信號(hào)Sm以使同步整流控制電路260操作于正常操作模式。
[0109]舉例來(lái)說，在圖2的時(shí)間Τ7之前與時(shí)間Τρ5之后，同步整流控制電路260操作于正常操作模式。其中，驅(qū)動(dòng)電路466可接收檢測(cè)信號(hào)VD以控制同步整流晶體管Msr的啟閉。當(dāng)模式信號(hào)Sm指示同步整流控制電路260操作于正常操作模式時(shí)，如同先前所述，驅(qū)動(dòng)電路466在檢測(cè)信號(hào)VD的電壓值小于第一參考電壓值Vthl (例如-200mV,但不限于此)時(shí)導(dǎo)通同步整流晶體管Msr，且在檢測(cè)信號(hào)VD的電壓值大于第二參考電壓值Vth2(例如-30mV，但不限于此)時(shí)關(guān)斷同步整流晶體管Msr。其中，有關(guān)同步整流晶體管Msr啟閉的詳細(xì)運(yùn)作可參考上述有關(guān)時(shí)間TO到時(shí)間T3的相關(guān)說明，在此不再贅述。
[0110]如圖3所示,在本發(fā)明的一實(shí)施例中，決策電路464可包括決策比較器cmp3、計(jì)數(shù)器464_1以及SR正反器464_2。決策比較器cmp3的正相輸入端耦接到計(jì)時(shí)電路462以接收第一信號(hào)Vc，其反相輸入端接收第一臨界值Vref。決策比較器cmp3比較第一信號(hào)Vc與第一臨界值Vref并產(chǎn)生決策信號(hào)scp3。計(jì)數(shù)器464_1稱接到?jīng)Q策比較器cmp3以接收決策信號(hào)scp3。當(dāng)決策信號(hào)scp3指示第一信號(hào)Vc小于第一臨界值Vref時(shí)，計(jì)數(shù)器464_1累加第一計(jì)數(shù)值cntl且重置第二計(jì)數(shù)值cnt2，否則，計(jì)數(shù)器464_1重置第一計(jì)數(shù)值cntl且累加第二計(jì)數(shù)值cnt2。其中，當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值cntl大于或等于第一預(yù)設(shè)值N(N為正整數(shù))時(shí)，計(jì)數(shù)器464_1產(chǎn)生設(shè)定信號(hào)SET。當(dāng)?shù)诙?jì)數(shù)值cnt2大于或等于第二預(yù)設(shè)值M(Μ為正整數(shù))時(shí)，計(jì)數(shù)器464_1產(chǎn)生重置信號(hào)RESET。SR正反器464_2的設(shè)定端S耦接到計(jì)數(shù)器464_1以接收設(shè)定信號(hào)SET，SR正反器464_2的重置端R耦接到計(jì)數(shù)器464_1以接收重置信號(hào)RESET，且SR正反器464_2的正相輸出端Q輸出模式信號(hào)Sm。
[0111]以下將針對(duì)計(jì)時(shí)電路462的實(shí)施方式進(jìn)行說明。如圖3所示，計(jì)時(shí)電路462包括第一比較器cmpl、第二比較器cmp2、SR正反器462_1、放電開關(guān)swl、電流源Ic以及電容Ce。第一比較器cmpl的反相輸入端接收檢測(cè)信號(hào)VD。第一比較器cmpl的正相輸入端接收第一參考電壓值Vthl (例如_200mV，但不限于此)，并產(chǎn)生第一比較信號(hào)scpl。第二比較器cmp2的正相輸入端接收檢測(cè)信號(hào)VD。第二比較器cmp2的反相輸入端接收第二參考電壓值Vth2(例如-30mV，但不限于此)，并產(chǎn)生第二比較信號(hào)scp2。SR正反器462_1的設(shè)定端S耦接到第一比較器cmpl以接收第一比較信號(hào)scpl，其重置端R耦接到第二比較器cmp2以接收第二比較信號(hào)scp2，且其正相輸出端Q輸出第二信號(hào)VSR。在本實(shí)施例中，第二信號(hào)VSR為邏輯高電平的時(shí)間區(qū)間可視為變壓器T所儲(chǔ)存的能量對(duì)電容Co進(jìn)行充電的時(shí)間區(qū)間Tsr,或是同步整流晶體管Msr或寄生二極管Dr導(dǎo)通的時(shí)間區(qū)間Tsr。
[0112]放電開關(guān)swl的控制端耦接到SR正反器462_1的反相輸出端/Q以接收反相的第二信號(hào)/VSR，且放電開關(guān)swl的第二端耦接到第一接地端GND1。電流源Ic的第一端耦接到電源電壓VDD，而電流源Ic的第二端耦接到放電開關(guān)swl的第一端。電容Ce的第一端耦接到電流源Ic的第二端以產(chǎn)生第一信號(hào)Vc，而電容Ce的第二端耦接到第一接地端GNDl。其中，第一臨界時(shí)間Tref可視為電流源Ic對(duì)電容Ce進(jìn)行充電使得第一信號(hào)Vc的電壓電平上升至第一臨界值Vref的時(shí)間。
[0113]在本發(fā)明圖3的實(shí)施例中，計(jì)時(shí)電路462采用電流源Ic及受控于反相的第二信號(hào)/VSR的放電開關(guān)swl來(lái)對(duì)電容Ce進(jìn)行放電與充電，從而獲得時(shí)間區(qū)間Tsr的長(zhǎng)短，然而本發(fā)明并不以此為限。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，也可使用計(jì)數(shù)器來(lái)計(jì)數(shù)第二信號(hào)VSR位于邏輯高電平的時(shí)間以獲得時(shí)間區(qū)間Tsr。
[0114]另一方面，如同先前所述，脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器210可根據(jù)負(fù)載RL的狀態(tài)(或是電源供應(yīng)需求)而產(chǎn)生并調(diào)整脈寬調(diào)變信號(hào)PWM。舉例來(lái)說，當(dāng)負(fù)載RL的狀態(tài)為輕載而使得電源供應(yīng)需求降低時(shí)，可降低電源轉(zhuǎn)換裝置200的能量轉(zhuǎn)換的頻率。此時(shí)，脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器210可調(diào)整脈寬調(diào)變信號(hào)PffM以使功率開關(guān)Mp截止的時(shí)間變長(zhǎng)，從而使得脈寬調(diào)變信號(hào)PWM的頻率降低。如此一來(lái)，檢測(cè)信號(hào)VD的周期時(shí)間Tcyc (例如圖2的時(shí)間T4到時(shí)間T8的時(shí)間區(qū)間，或者是時(shí)間T5到時(shí)間T9的時(shí)間區(qū)間，端視設(shè)計(jì)需求而論)將會(huì)隨之上升。反之亦然。
[0115]因此，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，同步整流控制電路260也可計(jì)算檢測(cè)信號(hào)VD的周期時(shí)間Tcyc，且根據(jù)周期時(shí)間Tcyc的長(zhǎng)短來(lái)判斷負(fù)載RL的狀態(tài)(例如輕載或者是中重或重載)，并據(jù)以產(chǎn)生控制信號(hào)VG。
[0116]以下請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1、圖4與圖5。圖4是圖1的電源轉(zhuǎn)換裝置的同步整流控制電路的另一實(shí)施例的電路示意圖。圖5是圖1的電源轉(zhuǎn)換裝置與圖4的同步整流控制電路的信號(hào)時(shí)序示意圖。其中，為了便于閱讀，圖5的檢測(cè)信號(hào)VD中有關(guān)于低于OV以及諧振部份的波形將予以省略。
[0117]同步整流控制電路260包括計(jì)時(shí)電路562、決策電路564以及驅(qū)動(dòng)電路566。計(jì)時(shí)電路562接收檢測(cè)信號(hào)VD以計(jì)算周期時(shí)間Tcyc，并產(chǎn)生與周期時(shí)間Tcyc相關(guān)的第一信號(hào)Vc0
[0118]決策電路564耦接計(jì)時(shí)電路562以接收第一信號(hào)Vc。決策電路564判斷第一信號(hào)Vc是否大于第一臨界值Vref。若判斷結(jié)果為是(例如圖5的時(shí)間T20處)，決策電路564判斷負(fù)載RL的狀態(tài)為輕載并產(chǎn)生模式信號(hào)Sm以使同步整流控制電路260操作于省電模式。驅(qū)動(dòng)電路566耦接決策電路564以接收模式信號(hào)Sm。當(dāng)模式信號(hào)Sm指示同步整流控制電路260操作于省電模式時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路566產(chǎn)生控制信號(hào)VG以關(guān)斷同步整流晶體管Msr。
[0119]另一方面，當(dāng)決策電路564判斷第一信號(hào)Vc小于或等于第一臨界值Vref時(shí)(例如圖5的時(shí)間T21、T22、T30處所示)，決策電路564累加第一計(jì)數(shù)值cntl，否則，決策電路564重置第一計(jì)數(shù)值cntl。當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值cntl大于或等于第一預(yù)設(shè)值Y時(shí)(例如圖5的時(shí)間T30之后)，亦即，連續(xù)Y個(gè)以上的周期時(shí)間Tcyc皆小于或等于第一臨界時(shí)間Tref時(shí)，決策電路564可判斷負(fù)載RL的狀態(tài)為中重或重載并產(chǎn)生模式信號(hào)Sm以使同步整流控制電路260操作于正常操作模式。其中，第一臨界時(shí)間Tref與第一臨界值Vref相關(guān)。
[0120]類似于圖3所示的同步整流控制電路260的驅(qū)動(dòng)電路466，圖4的驅(qū)動(dòng)電路566接收檢測(cè)信號(hào)VD。當(dāng)模式信號(hào)Sm指示同步整流控制電路260操作于正常操作模式時(shí)(例如在圖5的時(shí)間T20以前以及時(shí)間T30之后)，驅(qū)動(dòng)電路566在檢測(cè)信號(hào)VD的電壓值小于第一參考電壓值Vthl (例如-200mV，但不限于此)時(shí)導(dǎo)通同步整流晶體管Msr，且在檢測(cè)信號(hào)VD的電壓值大于第二參考電壓值Vth2 (例如-30mV，但不限于此)時(shí)關(guān)斷同步整流晶體管Msr。其中，有關(guān)同步整流晶體管Msr啟閉的詳細(xì)運(yùn)作可參考上述有關(guān)圖1?圖3的相關(guān)說明，在此不再贅述。
[0121]除此之外，在圖5的時(shí)間T20到時(shí)間T30之間，同步整流控制電路260操作于省電模式。此時(shí)，控制信號(hào)VG的電壓值保持在OV以關(guān)斷同步整流晶體管Msr。此時(shí)，功率開關(guān)Mp與同步整流晶體管Msr的運(yùn)作可參照上述圖1?圖3的相關(guān)說明，在此不再贅述。
[0122]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，決策電路564包括比較器cmp4、計(jì)數(shù)器564_1以及SR正反器564_2。比較器cmp4的正相輸入端稱接到計(jì)時(shí)電路562以接收第一信號(hào)Vc,其反相輸入端接收第一臨界值Vref。比較器cmp4比較第一信號(hào)Vc與第一臨界值Vref并產(chǎn)生比較信號(hào)scp4。計(jì)數(shù)器564_1接收檢測(cè)信號(hào)VD。計(jì)數(shù)器564_1耦接到比較器cmp4以接收比較信號(hào)scp4。在檢測(cè)信號(hào)VD的周期時(shí)間Tcyc結(jié)束時(shí)，若比較信號(hào)scp4指示第一信號(hào)Vc小于或等于第一臨界值Vref，計(jì)數(shù)器564_1累加第一計(jì)數(shù)值cntl，否則，計(jì)數(shù)器564_1重置第一計(jì)數(shù)值cntl。其中，當(dāng)?shù)谝挥?jì)數(shù)值cntl大于或等于第一預(yù)設(shè)值Y (Y為正整數(shù))時(shí),計(jì)數(shù)器564_1產(chǎn)生重置信號(hào)RESET。SR正反器564_2的設(shè)定端S耦接到比較器cmp4以接收比較信號(hào)Scp4，其重置端R耦接到計(jì)數(shù)器564_1以接收重置信號(hào)RESET，且其正相輸出端Q輸出模式信號(hào)Sm。
[0123]以下將針對(duì)計(jì)時(shí)電路562的實(shí)施方式進(jìn)行更進(jìn)一步的說明。如圖4所示，計(jì)時(shí)電路562包括單擊電路562_1、放電開關(guān)swl、電流源Ic以及電容Ce。單擊電路562_1接收檢測(cè)信號(hào)VD，用以檢測(cè)檢測(cè)信號(hào)VD的邊緣(例如上升邊緣或是下降邊緣)以產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)strobe_out。放電開關(guān)swl的控制端稱接單擊電路562_1以接收觸發(fā)信號(hào)strobe_out,且放電開關(guān)swl的第二端耦接第一接地端GNDl。電流源Ic的第一端耦接到電源電壓VDD，電流源Ic的第二端耦接到放電開關(guān)swl的第一端。電容Ce的第一端耦接到電流源Ic的第二端以產(chǎn)生第一信號(hào)Vc，電容Ce的第二端耦接到第一接地端GNDl。
[0124]詳細(xì)來(lái)說，當(dāng)單擊電路562_1檢測(cè)到檢測(cè)信號(hào)VD的上升邊緣時(shí)，單擊電路562_1可產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于上升邊緣的觸發(fā)信號(hào)str0be_0Ut，并據(jù)以瞬間導(dǎo)通放電開關(guān)swl以使第一信號(hào)Vc放電至第一接地端GNDl的電平，并在隨后關(guān)斷放電開關(guān)swl。然后，電流源Ic開始對(duì)電容Ce進(jìn)行充電，直到單擊電路562_1檢測(cè)到檢測(cè)信號(hào)VD的下一次的上升邊緣為止。如此一來(lái)，第一信號(hào)Vc的電壓電平可忠實(shí)地反應(yīng)出檢測(cè)信號(hào)VD的周期時(shí)間Tcyc的長(zhǎng)短。其中，第一臨界時(shí)間Tref可視為電流源Ic對(duì)電容Ce充電使得第一信號(hào)Vc的電壓電平上升至第一臨界值Vref時(shí)的時(shí)間。
[0125]在本發(fā)明圖4的實(shí)施例中，計(jì)時(shí)電路562是采用單擊電路562_1、放電開關(guān)swl、電流源Ic以及電容Ce來(lái)獲得檢測(cè)信號(hào)VD的周期時(shí)間Tcyc，但本發(fā)明并不以此為限。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，也可以使用計(jì)數(shù)器來(lái)計(jì)算檢測(cè)信號(hào)VD的周期時(shí)間Tcyc。
[0126]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換裝置中的同步整流控制電路可根據(jù)同步整流晶體管的第一漏/源極端的信號(hào)而檢測(cè)出同步整流晶體管(或其寄生二極管)導(dǎo)通的時(shí)間區(qū)間或是電源轉(zhuǎn)換裝置的能量轉(zhuǎn)換周期，并據(jù)以判斷負(fù)載的狀態(tài)變化。當(dāng)同步整流控制電路判斷負(fù)載的狀態(tài)為輕載時(shí)，同步整流控制電路可進(jìn)入省電模式并關(guān)斷同步整流晶體管。如此一來(lái)，可避免同步整流晶體管在導(dǎo)通與截止之間進(jìn)行切換時(shí)，同步整流控制電路需對(duì)同步整流晶體管的寄生電容進(jìn)行充放電所造成的功率消耗。除此之外，在省電模式下，同步整流控制電路也可將用以驅(qū)動(dòng)同步整流晶體管的相關(guān)電路關(guān)閉以達(dá)到節(jié)能的目的，從而提高輕載時(shí)的電源轉(zhuǎn)換效率。
[0127]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括: 變壓器，具有一次側(cè)與二次側(cè)，其中該一次側(cè)的第一端用以接收輸入電壓，而該二次側(cè)的第一端則用以提供輸出電壓給負(fù)載； 同步整流晶體管，該同步整流晶體管的第一漏/源極端耦接該二次側(cè)的第二端，該同步整流晶體管的第二漏/源極端耦接第一接地端，且該同步整流晶體管的柵極端則用以接收控制信號(hào)；以及 同步整流控制電路，耦接該同步整流晶體管，且接收該同步整流晶體管的第一漏/源極端的信號(hào)以做為檢測(cè)信號(hào)， 其中，該同步整流控制電路根據(jù)該檢測(cè)信號(hào)來(lái)判斷該負(fù)載的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生該控制信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 當(dāng)該同步整流控制電路判斷該負(fù)載的狀態(tài)為輕載時(shí)，該同步整流控制電路進(jìn)入省電模式，且該同步整流晶體管受控于該控制信號(hào)而被截止；以及 當(dāng)該同步整流控制電路判斷該負(fù)載的狀態(tài)為中重或重載時(shí)，該同步整流控制電路進(jìn)入正常操作模式，且該同步整流晶體管受控于該控制信號(hào)而被導(dǎo)通或被截止。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該同步整流晶體管的該第一漏/源極端與其本體(body)端之間具有寄生二極管， 其中，該同步整流控制電路計(jì)算該檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間區(qū)間，根據(jù)該時(shí)間區(qū)間的長(zhǎng)短來(lái)判斷該負(fù)載的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生該控制信號(hào)， 其中，該時(shí)間區(qū)間為該同步整流晶體管或該寄生二極管導(dǎo)通的時(shí)間。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該同步整流控制電路包括: 計(jì)時(shí)電路，接收該檢測(cè)信號(hào)以計(jì)算該時(shí)間區(qū)間，并產(chǎn)生與該時(shí)間區(qū)間相關(guān)的第一信號(hào); 決策電路，耦接該計(jì)時(shí)電路以接收該第一信號(hào)，該決策電路判斷該第一信號(hào)是否小于第一臨界值，若判斷結(jié)果為是，該決策電路累加第一計(jì)數(shù)值，否則，該決策電路重置該第一計(jì)數(shù)值，當(dāng)該第一計(jì)數(shù)值大于或等于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，該決策電路判斷該負(fù)載的狀態(tài)為輕載并產(chǎn)生模式信號(hào)以使該同步整流控制電路操作于該省電模式；以及 驅(qū)動(dòng)電路，耦接該決策電路以接收該模式信號(hào)，當(dāng)該模式信號(hào)指示該同步整流控制電路操作于該省電模式時(shí)，該驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生該控制信號(hào)以關(guān)斷(turn off)該同步整流晶體管。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 該決策電路判斷該第一信號(hào)是否大于或等于該第一臨界值，若判斷結(jié)果為是，該決策電路累加第二計(jì)數(shù)值，否則，該決策電路重置該第二計(jì)數(shù)值，當(dāng)該第二計(jì)數(shù)值大于或等于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，該決策電路判斷該負(fù)載的狀態(tài)為中重或重載并產(chǎn)生該模式信號(hào)以使該同步整流控制電路操作于該正常操作模式；以及 該驅(qū)動(dòng)電路還接收該檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)該模式信號(hào)指示該同步整流控制電路操作于該正常操作模式時(shí)，該驅(qū)動(dòng)電路在該檢測(cè)信號(hào)的電壓值小于第一參考電壓值時(shí)導(dǎo)通該同步整流晶體管，且在該檢測(cè)信號(hào)的電壓值大于第二參考電壓值時(shí)關(guān)斷該同步整流晶體管。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該決策電路包括: 決策比較器，其正相輸入端耦接到該計(jì)時(shí)電路以接收該第一信號(hào)，其反相輸入端接收該第一臨界值，該決策比較器比較該第一信號(hào)與該第一臨界值并產(chǎn)生決策信號(hào)； 計(jì)數(shù)器，耦接到該決策比較器以接收該決策信號(hào)，當(dāng)該決策信號(hào)指示該第一信號(hào)小于該第一臨界值時(shí)，該計(jì)數(shù)器累加該第一計(jì)數(shù)值且重置該第二計(jì)數(shù)值，否則，該計(jì)數(shù)器重置該第一計(jì)數(shù)值且累加該第二計(jì)數(shù)值，其中，當(dāng)該第一計(jì)數(shù)值大于或等于該第一預(yù)設(shè)值時(shí)，該計(jì)數(shù)器產(chǎn)生設(shè)定信號(hào)，當(dāng)該第二計(jì)數(shù)值大于或等于該第二預(yù)設(shè)值時(shí)，該計(jì)數(shù)器產(chǎn)生重置信號(hào)；以及 SR正反器，其設(shè)定端耦接到該計(jì)數(shù)器以接收該設(shè)定信號(hào)，其重置端耦接到該計(jì)數(shù)器以接收該重置信號(hào)，且其正相輸出端輸出該模式信號(hào)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該計(jì)時(shí)電路包括: 第一比較器，其反相輸入端接收該檢測(cè)信號(hào)，其正相輸入端接收該第一參考電壓值，并產(chǎn)生第一比較信號(hào)； 第二比較器，其正相輸入端接收該檢測(cè)信號(hào)，其反相輸入端接收該第二參考電壓值，并產(chǎn)生第二比較信號(hào)； SR正反器，其設(shè)定端耦接到該第一比較器以接收該第一比較信號(hào)，其重置端耦接到該第二比較器以接收該第二比較信號(hào)，且其正相輸出端輸出第二信號(hào)； 放電開關(guān)，其控制端耦接到該SR正反器的反相輸出端以接收反相的該第二信號(hào)，其第二端耦接到該第一接地端； 電流源，其第一端耦接到電源電壓，其第二端耦接到該放電開關(guān)的第一端；以及電容，其第一端耦接到該電流源的第二端以產(chǎn)生該第一信號(hào)，其第二端耦接到該第一接地端。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 該同步整流控制電路計(jì)算該檢測(cè)信號(hào)的周期時(shí)間，且根據(jù)該周期時(shí)間的長(zhǎng)短而判斷該負(fù)載的狀態(tài)，并據(jù)以產(chǎn)生該控制信號(hào)， 其中，該周期時(shí)間為該電源轉(zhuǎn)換裝置的能量轉(zhuǎn)換周期。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該同步整流控制電路包括: 計(jì)時(shí)電路，接收該檢測(cè)信號(hào)以計(jì)算該周期時(shí)間，并產(chǎn)生與該周期時(shí)間相關(guān)的第一信號(hào)；以及 決策電路，耦接該計(jì)時(shí)電路以接收該第一信號(hào)，該決策電路判斷該第一信號(hào)是否大于第一臨界值，若判斷結(jié)果為是，該決策電路判斷該負(fù)載的狀態(tài)為輕載并產(chǎn)生模式信號(hào)以使該同步整流控制電路操作于該省電模式；以及 驅(qū)動(dòng)電路，耦接該決策電路以接收該模式信號(hào)，當(dāng)該模式信號(hào)指示該同步整流控制電路操作于該省電模式時(shí)，該驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生該控制信號(hào)以關(guān)斷(turn off)該同步整流晶體管。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 該決策電路判斷該第一信號(hào)是否小于或等于該第一臨界值，若判斷結(jié)果為是，該決策電路累加第一計(jì)數(shù)值，否則，該決策電路重置該第一計(jì)數(shù)值，當(dāng)該第一計(jì)數(shù)值大于或等于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，該決策電路判斷該負(fù)載的狀態(tài)為中重或重載并產(chǎn)生該模式信號(hào)以使該同步整流控制電路操作于該正常操作模式；以及 該驅(qū)動(dòng)電路還接收該檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)該模式信號(hào)指示該同步整流控制電路操作于該正常操作模式時(shí)，該驅(qū)動(dòng)電路在該檢測(cè)信號(hào)的電壓值小于第一參考電壓值時(shí)導(dǎo)通該同步整流晶體管，且在該檢測(cè)信號(hào)的電壓值大于第二參考電壓值時(shí)關(guān)斷該同步整流晶體管。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該決策電路包括: 比較器，其正相輸入端耦接到該計(jì)時(shí)電路以接收該第一信號(hào)，其反相輸入端接收該第一臨界值，該比較器比較該第一信號(hào)與該第一臨界值并產(chǎn)生比較信號(hào)； 計(jì)數(shù)器，接收該檢測(cè)信號(hào)，耦接到該比較器以接收該比較信號(hào)，在該檢測(cè)信號(hào)的該周期時(shí)間結(jié)束時(shí)，若該比較信號(hào)指示該第一信號(hào)小于或等于該第一臨界值，該計(jì)數(shù)器累加該第一計(jì)數(shù)值，否則，該計(jì)數(shù)器重置該第一計(jì)數(shù)值，其中，當(dāng)該第一計(jì)數(shù)值大于或等于該第一預(yù)設(shè)值時(shí)，該計(jì)數(shù)器產(chǎn)生重置信號(hào)；以及 SR正反器，其設(shè)定端耦接到該比較器以接收該比較信號(hào)，其重置端耦接到該計(jì)數(shù)器以接收該重置信號(hào)，且其正相輸出端輸出該模式信號(hào)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，該計(jì)時(shí)電路包括: 單擊電路，接收該檢測(cè)信號(hào)，用以檢測(cè)該檢測(cè)信號(hào)的邊緣以產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)； 放電開關(guān)，其控制端耦接到該單擊電路以接收該觸發(fā)信號(hào)，且其第二端耦接到該第一接地端； 電流源，其第一端耦接到電源電壓，其第二端耦接到該放電開關(guān)的第一端；以及 電容，其第一端耦接到該電流源的第二端以產(chǎn)生該第一信號(hào)，其第二端耦接到該第一接地端。13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，還包括: 功率開關(guān)，其第一端耦接該一次側(cè)的第二端，其第二端耦接第二接地端，而其控制端則用以接收脈寬調(diào)變信號(hào)；以及 脈寬調(diào)變信號(hào)產(chǎn)生器，耦接該功率開關(guān)的控制端，用以根據(jù)該負(fù)載的狀態(tài)而產(chǎn)生并調(diào)整該脈寬調(diào)變信號(hào)， 其中，該同步整流晶體管的該第一漏/源極端與其本體端之間具有寄生二極管， 其中，當(dāng)該功率開關(guān)被截止且該同步整流控制電路操作于該省電模式時(shí)，該同步整流晶體管受控于該控制信號(hào)而被截止，且該寄生二極管被導(dǎo)通。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 當(dāng)該功率開關(guān)被截止且該同步整流控制電路操作于該正常操作模式時(shí)，該同步整流晶體管受控于該控制信號(hào)而被導(dǎo)通。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電源轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 當(dāng)該功率開關(guān)被導(dǎo)通時(shí)，該同步整流晶體管與該寄生二極管被截止。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK105991034SQ201510071716
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月11日
【發(fā)明人】徐健國(guó)
【申請(qǐng)人】力林科技股份有限公司