浮動(dòng)接地電位電壓轉(zhuǎn)換電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種浮動(dòng)接地電位電壓轉(zhuǎn)換電路，特別是指一種其中的控制電路操作于高電位與浮動(dòng)接地電位之間的浮動(dòng)接地電位電壓轉(zhuǎn)換電路。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1A顯示一種典型的發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動(dòng)電路100示意圖。如圖1A所示，交流電壓Vac經(jīng)由整流電路101整流后，產(chǎn)生輸入電壓Vin。整流電路101例如為橋式整流電路。LED驅(qū)動(dòng)電路100利用其中的變壓器電路102接收輸入電壓Vin，并將其轉(zhuǎn)換為輸出電壓Vo。其中，LED驅(qū)動(dòng)電路100包含變壓器電路102、功率開關(guān)電路103、控制電路105、電流感測電路106、與零交叉感測電路107?？刂齐娐?05根據(jù)輸入電流感測電路106所產(chǎn)生的電流感測訊號(hào)CS與零交叉感測電路107所產(chǎn)生的零交叉感測訊號(hào)ZCD，產(chǎn)生操作訊號(hào)GATE，以操作功率開關(guān)電路103中的功率開關(guān)，而將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為輸出電壓No’用以供應(yīng)予LED電路10。變壓器電路102包括主要繞組Wl與次要繞組W2。其中，次要繞組W2電連接至參考電位REF，而主要繞組Wl與第三繞組W3耦接至接地電位GND，零交叉感測電路107根據(jù)第三繞組W3感應(yīng)次要繞組W2產(chǎn)生的輸出電壓Vo，產(chǎn)生零交叉感測訊號(hào)Z⑶。其中，零交叉感測電路107包括第三繞組W3，在實(shí)際電路中，第三繞組W3可位于變壓器電路102，為了說明方便，將第三繞組W3視為零交叉感測電路107的一部分。
[0003]以圖1B所示的訊號(hào)波形示意圖來說明LED驅(qū)動(dòng)電路100的操作方式。首先，于功率開關(guān)電路103中的功率開關(guān)由不導(dǎo)通變?yōu)閷?dǎo)通時(shí)(由操作訊號(hào)GATE的訊號(hào)波形圖中，由低電位變?yōu)楦唠娢坏臅r(shí)間點(diǎn)tl及t3所示意)，流經(jīng)主要繞組Wl的電流Iwl，由零電流逐漸增加；接著，當(dāng)電流Iwl達(dá)到設(shè)定電流10，控制電路105根據(jù)相關(guān)于電流Iwl的電流感測訊號(hào)CS，將于功率開關(guān)電路103中的功率開關(guān)由導(dǎo)通變?yōu)椴粚?dǎo)通(由操作訊號(hào)GATE的訊號(hào)波形圖中，由高電位變?yōu)榈碗娢坏臅r(shí)間點(diǎn)t2所示意)，因此，電流Iwl由設(shè)定電流1變?yōu)榱汶娏?。第三繞組W3感應(yīng)次要繞組W2產(chǎn)生的輸出電壓Vo，產(chǎn)生零交叉感測訊號(hào)Z⑶，其訊號(hào)波形如圖所示意。而控制電路105根據(jù)零交叉感測訊號(hào)ZCD，產(chǎn)生設(shè)定訊號(hào)SET (未示于圖1A)，設(shè)定訊號(hào)SET相關(guān)于電流Iw3由非零電流降低至變?yōu)榱汶娏鞯臅r(shí)間點(diǎn)t3，而導(dǎo)通功率開關(guān)電路103中的功率開關(guān)，以開始下一個(gè)操作周期。
[0004]在上述典型的LED驅(qū)動(dòng)電路100中，零交叉感測訊號(hào)Z⑶的方式是通過自第三繞組W3取得訊號(hào)，并以分壓的方式偵測電感跨壓的零交叉點(diǎn)。此種方式，并不適用于非隔離式電壓轉(zhuǎn)換電路。
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型即針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種浮動(dòng)接地電位電壓轉(zhuǎn)換電路，可適用于非隔離式的架構(gòu)，并可節(jié)省所需的零件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種浮動(dòng)接地電位電壓轉(zhuǎn)換電路，其可適用于非隔離式的架構(gòu)，并可節(jié)省所需的零件。
[0007]為達(dá)上述目的，就其中一個(gè)觀點(diǎn)言，本實(shí)用新型提供了一種浮動(dòng)接地電位電壓轉(zhuǎn)換電路，包含:一功率級電路，根據(jù)一操作訊號(hào)，切換其中至少一個(gè)功率開關(guān)以控制其中一電感的儲(chǔ)能與釋能，而將一輸入電壓轉(zhuǎn)換為一輸出電壓；一控制電路，與該功率級電路耦接，用以根據(jù)一電流感測訊號(hào)與一零交叉感測訊號(hào)，而產(chǎn)生該操作訊號(hào)，其中該控制電路操作于一高電位與一浮動(dòng)接地電位之間；以及一被動(dòng)電流感測元件電路，分別與該功率級電路及該控制電路耦接，以提供該電流感測訊號(hào)和該零交叉感測訊號(hào)；其中，被動(dòng)電流感測元件電路包括一被動(dòng)元件，串接于該電感的釋能路徑中，且該被動(dòng)元件用以感測流經(jīng)該電感的一電感電流，以產(chǎn)生該電流感測訊號(hào)，以及感測該電感電流由非零電流轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶娏鲿r(shí)的時(shí)間點(diǎn)，以產(chǎn)生該零交叉感測訊號(hào)。
[0008]在其中一種較佳的實(shí)施例中，該浮動(dòng)接地電位電壓轉(zhuǎn)換電路不具有與該電感并聯(lián)的分壓電路。
[0009]在其中一種較佳的實(shí)施例中，該被動(dòng)電流感測元件電路僅由單一電阻組成，不包括除該電阻外的其它元件。
[0010]在其中一種較佳的實(shí)施例中，于該零交叉感測訊號(hào)示意該電感電流由非零電流轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶娏鲿r(shí)，該功率開關(guān)開始導(dǎo)通一段時(shí)間。
[0011 ] 在其中一種較佳的實(shí)施例中，于該電流感測訊號(hào)示意該電感電流到達(dá)一設(shè)定電流時(shí)，該功率開關(guān)由導(dǎo)通切換為不導(dǎo)通。
[0012]在其中一種較佳的實(shí)施例中，該功率級電路包括一降壓型功率轉(zhuǎn)換電路或一升降壓型功率轉(zhuǎn)換電路。
[0013]在其中一種較佳的實(shí)施例中，該控制電路包括一集成電路芯片，且該電流感測訊號(hào)與該零交叉感測訊號(hào)共享該集成電路芯片的一接腳。
[0014]在其中一種較佳的實(shí)施例中，該控制電路包括一集成電路芯片，且該電流感測訊號(hào)與該浮動(dòng)接地電位共享該集成電路芯片的一接腳。
[0015]在其中一種較佳的實(shí)施例中，該被動(dòng)電流感測元件電路的一端定義為該零交叉感測訊號(hào)，另一端定義為該浮動(dòng)接地電位。
[0016]在其中一種較佳的實(shí)施例中，該控制電路包括:一比較電路，用以比較該零交叉感測訊號(hào)與該浮動(dòng)接地電位的位準(zhǔn)，以產(chǎn)生一設(shè)定訊號(hào)；一狀態(tài)機(jī)(state machine)電路，用以提供一重置訊號(hào)；一正反器電路，與該比較電路和該狀態(tài)機(jī)電路耦接，用以根據(jù)該設(shè)定訊號(hào)與該重置訊號(hào)，產(chǎn)生一栓鎖訊號(hào)，其中該設(shè)定訊號(hào)用以設(shè)定該栓鎖訊號(hào)且該重置訊號(hào)用以重置該正反器電路；以及一驅(qū)動(dòng)電路，與該正反器電路耦接，用以根據(jù)該栓鎖訊號(hào)，產(chǎn)生該操作訊號(hào)。
[0017]下面通過具體實(shí)施例詳加說明，當(dāng)更容易了解本實(shí)用新型的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其所達(dá)成的功效。
【附圖說明】
[0018]圖1A顯示一種典型的發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動(dòng)電路100示意圖；
[0019]圖1B顯示LED驅(qū)動(dòng)電路100的訊號(hào)波形示意圖；
[0020]圖2A顯示本實(shí)用新型的第一個(gè)實(shí)施例；
[0021]圖2B顯示根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的訊號(hào)波形示意圖；
[0022]圖2C顯示與本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例對照的假設(shè)電路架構(gòu)，此假設(shè)電路架構(gòu)是將圖1A現(xiàn)有技術(shù)中偵測零交叉點(diǎn)的方式應(yīng)用在浮動(dòng)地電位的架構(gòu)中；
[0023]圖3顯示本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)施例；
[0024]圖4顯示本實(shí)用新型的第三個(gè)實(shí)施例；
[0025]圖5顯示本實(shí)用新型第四個(gè)實(shí)施例；
[0026]圖6顯示本實(shí)用新型第五個(gè)實(shí)施例；
[0027]圖7A-7J顯示同步或異步的降壓型、升壓型、反壓型、升降壓型、及升反壓型功率級電路；
[0028]圖8顯示根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種訊號(hào)波形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]請參閱圖2A，顯示本實(shí)用新型的第一個(gè)實(shí)施例。如圖2A所示，浮動(dòng)接地電位電壓轉(zhuǎn)換電路200包含功率級電路(包括圖中功率開關(guān)T、電感L、與二極管D的電路)、控制電路205、與被動(dòng)電流感測元件電路207。(圖中的肖特基二極管DF為較佳而并非必須。)其中，功率級電路根據(jù)操作訊號(hào)GATE，切換其中至少一個(gè)功率開關(guān)T以將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為輸出電壓Vout以供應(yīng)予LED電路10?？刂齐娐?05與功率級電路耦接，用以根據(jù)電流感測訊號(hào)CS與零交叉感測訊號(hào)Z⑶，而產(chǎn)生操作訊號(hào)GATE，其中控制電路205操作于高電位與浮動(dòng)接地電位VSS之間(亦即控制電路205的正負(fù)電源分別為該高電位與浮動(dòng)接地電位VSS,將于后詳述)。被動(dòng)電流感測元件電路207分別與功率級電路及控制電路205耦接，以提供零交叉感測訊號(hào)ZCD。被動(dòng)電流感測元件電路207包括被動(dòng)元件，例如但不限于如圖所示的電阻，與功率級電路中電感L串接，并電連接于浮動(dòng)接地電位VSS，且被動(dòng)元件(如圖所示的電阻)用以感測流經(jīng)電感L的電感電流IL，以產(chǎn)生零交叉感測訊號(hào)ZCD，且功率開關(guān)T于零交叉感測訊號(hào)ZCD示意電感電流IL由非零電流轉(zhuǎn)變?yōu)榱汶娏鲿r(shí)，導(dǎo)通一段設(shè)定時(shí)間。
[0030]集成電路芯片在操作時(shí)需要高電位(經(jīng)常表示為VDD)與地電位(經(jīng)常表示為VSS或GND)作為其正負(fù)電源。一般而言，集成電路芯片中的地電位是固定的0V，例如圖1A現(xiàn)有技術(shù)即是如此，其地電位接腳GND連接于地(OV)。但在某些情況下，為了降低高電位與地電位之間的壓差，使集成電路芯片內(nèi)部的元件可使用較低規(guī)格的元件來制作，而提出浮動(dòng)地電位的做法。請參閱圖2A，此為浮動(dòng)接地電位電壓轉(zhuǎn)換電路200，其中功率開關(guān)T、二極管D、電感L構(gòu)成降壓型功率轉(zhuǎn)換電路，控制電路205控制功率開關(guān)T的切換操作，將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為輸出電壓Vout，提供給LED電路10使用。被動(dòng)電流感測元件電路207產(chǎn)生電流感測訊號(hào)CS，傳送至控制電路205內(nèi)部，以回授控制LED電路10的電流。此技術(shù)中，集成電路芯片(在本實(shí)施例中為控制電路205)的地電位接腳VSS連接于節(jié)點(diǎn)PH，當(dāng)功率開關(guān)T導(dǎo)通時(shí)，節(jié)點(diǎn)PH的電壓等于輸入電壓Vin減去功率開關(guān)T的導(dǎo)通電阻和被動(dòng)電流感測元件電路207所造成的壓降，當(dāng)功率開關(guān)T不導(dǎo)通時(shí)，節(jié)點(diǎn)PH的電壓等于OV減去二極管DF的壓降，所以節(jié)點(diǎn)PH的電位并不是固定的，亦即該集成電路芯片的地電位VSS是浮動(dòng)的。以下在本文中，為使名詞一目了然便于區(qū)分其意涵，將以GND表示絕對地電位，以VSS表示浮動(dòng)地電位(雖然業(yè)界也常以VSS表示絕對地電位，但本文中將以VSS專指浮動(dòng)地電位)。
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型，功率級電路可為同步或異步的降壓型、升壓型、反壓型、升降壓型、升反壓型、或返馳型功率級電路，如圖7A-7J所示。但較佳的實(shí)施方式中，功率級電路包括降壓型功率轉(zhuǎn)換電路或升降壓型功率轉(zhuǎn)換電路。
[0032]請參閱圖2B，顯示根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的訊號(hào)波形示意圖，并對照圖2A，來說明本實(shí)用新型實(shí)施例的操作方式。首先，于功率級電路中的功率開關(guān)T由不導(dǎo)通變?yōu)閷?dǎo)通時(shí)(由操作訊號(hào)GATE的訊號(hào)波形圖中，由低電位變?yōu)楦唠娢坏臅r(shí)間點(diǎn)tl及t3所示意)，流經(jīng)電感L的電流IL，由零電流逐漸增加；接著，當(dāng)電流IL達(dá)到設(shè)定電流10，控制電路205根據(jù)相關(guān)于電流IL的電流感測訊號(hào)CS，將于功率級電路中的功率開關(guān)T由導(dǎo)通變?yōu)椴粚?dǎo)通(由操作訊號(hào)GATE的訊號(hào)波形圖中，由高電位變?yōu)榈碗娢坏臅r(shí)間點(diǎn)t2所示意)，因此，電流IL由設(shè)定電流1逐漸下降至零電流。而控制電路205根據(jù)零交叉感測訊號(hào)Z⑶，產(chǎn)生訊號(hào)SET，訊號(hào)SET相關(guān)于電流IL由非零電流降低至變?yōu)榱汶娏鞯臅r(shí)間點(diǎn)t3，而導(dǎo)通功率級電路中的功率開關(guān)T，以開始下一個(gè)操作周期。
[0033]本實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)不同之處，在于以下幾點(diǎn):一是本實(shí)用新型