返馳式電源供應電路及其二次側控制電路與控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種返馳式電源供應電路及其二次側控制電路與控制方法，特別是指一種根據負載電流，適應性調整補償電路增益函數的零點(zero)的頻率或/及中頻增益的返馳式電源供應電路及其二次側控制電路與控制方法。
【背景技術】
[0002]在馬達或發(fā)光元件電路的電源供應電路的應用中，為了達到功率因子校正(powerfactor correct1n, PFC)，與輸出電壓可調整的功能(如可切換于5V、12V、24V等不同的電位之間)，往往需要兩級式的電源供應電路。舉例而言，如圖1A所示，交流電源30產生交流電壓Vac，電源供應電路100包含第一級功率因子校正(power factor correct1n, PFC)電路10與第二級的直流-直流(DC-DC)轉換電路20。其中，第一級PFC電路10將交流電壓Vac轉換成直流的輸出電壓Vout，而第二級的直流-直流轉換電路20便將第一級PFC電路10輸出的輸出電壓Vout轉換為負載電流Iload，以提供負載電路40使用，負載電路40例如為馬達或發(fā)光元件電路。其中，第一級PFC電路10通常為了達到輸出電壓Vout與交流電壓Vac隔離，大部分會使用隔離式電路來實現。而第二級的直流-直流轉換電路20，根據輸出功率及成本考慮，切換式電源供應電路或線性穩(wěn)壓器均可被使用，而發(fā)光元件電路調光功能也可以在此級實現。
[0003]舉例而言，電源供應電路100例如顯示一種可調光的隔離式發(fā)光元件電源供應電路示意圖，其中第一級PFC電路10操作在不連續(xù)導通模式(discontinuous conduct1nmode, DCM)，讓第一級PFC電路10達到高功率因子和隔離的效果。而第二級的直流-直流轉換電路20是利用線性穩(wěn)壓器，來調整負載電流Iload，進而調整發(fā)光元件電路的亮度。
[0004]但在前述的電路操作下，當負載電流Iload變小時，也就是負載電路40為輕載時，如果電路的控制系統(tǒng)的補償方式仍是固定不變，也就是采用負載電路40為重載時的補償方式；則電路在輕載狀態(tài)下可能會出現控制系統(tǒng)不穩(wěn)定的情形，如圖1B顯示輸出電壓Vout與負載電流Iload的波形示意圖，其輸出電壓Vout與負載電流Iload在輕載時會產生斷續(xù)的導通與不導通現象，因而讓發(fā)光元件電路產生閃爍(flicker)，而讓使用者產生不適的情況。
[0005]有鑒于此，本發(fā)明即針對上述現有技術的不足，提出一種返馳式電源供應電路及其二次側控制電路與控制方法，可以解決輕載時電路不穩(wěn)定的情形，例如讓發(fā)光元件電路即使在輕載時仍能維持相同亮度且不會閃爍。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足與缺陷，提出一種返馳式電源供應電路及其二次側控制電路與控制方法，可以解決輕載時電路不穩(wěn)定的情形，例如讓發(fā)光元件電路即使在輕載時仍能維持相同亮度且不會閃爍。
[0007]為達上述目的，就其中一個觀點言，本發(fā)明提供了一種返馳式電源供應電路，用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，并供應一負載電流予一負載電路，該返馳式電源供應電路包含:一變壓器電路，包括一主要繞組(primary winding)、一次要繞組(secondarywinding)與一第三繞組(tertiary winding)，其中該主要繞組用以接收該輸入電壓，該次要繞組用以于一輸出端產生該輸出電壓，該第三繞組用以根據該輸出電壓，產生一電壓感測訊號；一功率開關電路，與該主要繞組耦接，用以根據一操作訊號而操作其中一功率開關，進而將該輸入電壓轉換為該輸出電壓；一開關電流感測電路，與該功率開關電路親接，用以根據流經該功率開關的一開關電流，產生一開關電流感測訊號；一一次側控制電路，與該第三繞組、該開關電流感測電路、與該功率開關電路耦接，用以根據該電壓感測訊號、該開關電流感測訊號、與一回授訊號，產生該操作訊號；以及一二次側控制電路，與該輸出端及該一次側電路耦接，用以根據該負載電流，產生該回授訊號，并根據該負載電流適應性調整一補償電路增益函數的零點(zero)的頻率或/及中頻增益，以使該返馳式電源供應電路的一系統(tǒng)開環(huán)增益(system open loop gain)函數在低于一交越頻率(crossoverfrequency)的狀況下，其極點(pole)總數減去零點總數之差不超過I。
[0008]在其中一種較佳的實施例中，該返馳式電源供應電路還包含一光耦合電路，耦接于該一次側電路與該二次側電路之間，用以根據回授訊號，產生一光耦合訊號，以輸入該一次側控制電路。
[0009]在其中一種較佳的實施例中，該二次側控制電路包括:一電流調節(jié)電路，用以與該負載電路耦接，而調節(jié)該負載電流；一負載電流感測電路，與該電流調節(jié)電路耦接，用以根據該負載電流，產生一負載電流感測訊號；一跨導放大器，與該負載電流感測電路耦接，用以根據該負載電流感測訊號、一調節(jié)參考訊號與一補償訊號，產生該回授訊號；以及一補償電路，與該跨導放大器耦接，用以根據該負載電流，產生該補償訊號；其中，該補償電路根據該負載電流，產生該補償訊號，以適應性調整該補償電路增益函數的零點的頻率或/及中頻增益，以使該系統(tǒng)開環(huán)增益函數在低于該交越頻率的狀況下，其極點總數減去零點總數之差不超過I。
[0010]在前述實施例中，該補償電路較佳地具有:一可變RC電路，與該跨導放大器耦接，用以根據一負載判斷訊號，調整其中一 RC參數，而調整該補償電路增益函數的零點的頻率或/及中頻增益；以及一負載判斷電路，根據該負載電流與一負載參考訊號，產生該負載判斷訊號。
[0011 ] 在前述實施例中，該補償電路較佳地還包括一磁滯電路，與該可變RC電路及該負載判斷電路耦接，用以磁滯調整該負載判斷訊號。
[0012]在前述實施例中，該負載判斷電路較佳地根據該負載電流，判斷該負載電路為一輕載或一重載，并于判斷該負載電路為該重載時，使可變RC電路調整該補償電路增益函數的零點的頻率，以消除一預設重載的一未補償系統(tǒng)回路增益函數的極點；當判斷該負載電路為該輕載時，使可變RC電路調整該補償電路增益函數的零點的頻率或/及中頻增益，以使該系統(tǒng)開環(huán)增益函數在低于該交越頻率的狀況下，其極點總數減去零點總數之差不超過
1
[0013]為達上述目的，就另一個觀點言，本發(fā)明提供了一種返馳式電源供應電路的控制方法，該返馳式電源供應電路用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，并供應一負載電流予一負載電路，該返馳式電源供應電路的控制方法包含:根據一操作訊號，操作一功率開關以將該輸入電壓轉換為該輸出電壓，并提供該負載電流；根據該輸出電壓，產生一電壓感測訊號；根據流經該功率開關的一開關電流，產生一開關電流感測訊號；根據該負載電流，產生一回授訊號；根據該電壓感測訊號、該開關電流感測訊號、與該回授訊號，產生該操作訊號；以及根據該負載電流，適應性調整一補償電路增益函數的零點(zero)的頻率或/及中頻增益，以使該返馳式電源供應電路的一系統(tǒng)開環(huán)增益(system open loop gain)函數在低于一交越頻率(crossover frequency)的狀況下，其極點(pole)總數減去零點總數之差不超過1
[0014]在其中一種較佳的實施例中，該根據該回授訊號，產生該操作訊號的步驟包括:根據回授訊號，產生一光親合訊號；以及根據該光親合訊號，產生該操作訊號。
[0015]在其中一種較佳的實施例中，該根據該負載電流，適應性調整一補償電路增益的零點(zero)的頻率或/及中頻增益的步驟包括:調節(jié)該負載電流；根據該負載電流，產生一負載電流感測訊號；根據該負載電流感測訊號、一調節(jié)參考訊號與一補償訊號，產生該回授訊號；以及根據該負載電流，產生該補償訊號；其中，該補償電路根據該負載電流，產生該補償訊號，以適應性調整該補償電路增益函數的零點的頻率或/及中頻增益，以使該系統(tǒng)開環(huán)增益函數在低于該交越頻率的狀況下，其極點總數減去零點總數之差不超過I。
[0016]在前述實施例中，該根據該負載電流，產生該補償訊號的步驟較佳地包括:根據一負載判斷訊號，調整一 RC參數，而調整該補償電路增益函數的零點的頻率或/及中頻增益；以及根據該負載電流與一負載參考訊號，產生該負載判斷訊號。
[0017]在前述實施例中，該根據該負載電流，產生該補償訊號的步驟較佳地還包括:磁滯調整該負載判斷訊號。
[0018]在前述實施例中，該根據該負載電流與一負載參考訊號，產生該負載判斷訊號的步驟較佳地包括:根據該負載電流，判斷該負載電路為一輕載或一重載；其中，于判斷該負載電路為該重載時，調整該補償電路增益函數的零點的頻率，以消除一預設重載的一未補償系統(tǒng)回路增益函數的極點；其中，當判斷該負載電路為該輕載時，調整該補償電路增益函數的零點的頻率或/及中頻增益，以使該系統(tǒng)開環(huán)增益函數在低于該交越頻率的狀況下，其極點總數減去零點總數之差不超過I。
[0019]為達上述目的，就另一個觀點言，本發(fā)明提供了一種返馳式電源供應電路的二次側控制電路，該返馳式電源供應電路用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓，并供應一負載電流予一負載電路，且該返馳式電源供應電路包括:一變壓器電路，包括一主要繞組(primary winding)、一次要繞組(secondary winding)與一第三繞組(tertiarywinding)，其中該主要繞組用以接收該輸入電壓，該次要繞組用以于一輸出端產生該輸出電壓，該第三繞組用以根據該輸出電壓，產生一電壓感測訊號；一功率開關電路，與該主要繞組耦接，用以根據一操作訊號而操作其中一功率開關，進而將該輸入電壓轉換為該輸出電壓；一開關電流感測電路，與該功率開關電路耦接，用以根據流經該功率開關的一開關電流，產生一開關電流感測訊號；一一次側控制電路，與該第三繞組、該開關電流感測電路、該二次側控制