控制電路以及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種控制方法，用以控制可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器。控制方法包括：借助對(duì)變壓器的反射信號(hào)進(jìn)行取樣以生成輸出感測(cè)信號(hào)；接收反饋信號(hào)，其中，此反饋信號(hào)與可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出功率相關(guān)聯(lián)；依據(jù)反饋信號(hào)以及輸出感測(cè)信號(hào)來(lái)生成頻率信號(hào)；以及依據(jù)反饋信號(hào)以及頻率信號(hào)來(lái)生成切換信號(hào)，以切換變壓器并調(diào)節(jié)可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。反射電壓與可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓相關(guān)聯(lián)。切換信號(hào)的頻率由頻率信號(hào)來(lái)決定。切換信號(hào)的頻率隨著反饋信號(hào)的減少而減少。
【專利說(shuō)明】控制電路以及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器，特別是涉及一種可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓是可編程的，例如5伏(V)、9V、12V以及20V。因此，可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器可適用于各種不同的應(yīng)用中。舉例來(lái)說(shuō)，其可使用來(lái)對(duì)不同的移動(dòng)裝置進(jìn)行充電，例如智能型手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)以及筆記本型計(jì)算機(jī)等等。每當(dāng)輸出電壓切換至不同的輸出電平時(shí)，可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器應(yīng)也可以適應(yīng)性地調(diào)整其節(jié)能機(jī)制，以便在低負(fù)載或無(wú)負(fù)載狀態(tài)下節(jié)省功率。相關(guān)的節(jié)能技術(shù)可在名稱為“PWM controller having off-timemodulation for power converter” 且編號(hào)為 6，545, 882 的美國(guó)專利、名稱為 “Pulse widthmodulation controller having frequency modulation for power converter，，且編號(hào)為6, 597, 159 的美國(guó)專利、名稱為 “PWM controller having adaptive off-time modulationfor power saving”且編號(hào)為6，661，679的美國(guó)專利以及名稱為“Switching controlcircuit having off-time modulation to improve efficiency of primary-side controlledpower supply”且編號(hào)為7，362，593的美國(guó)專利中獲得。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因此，產(chǎn)業(yè)期望提供一種頻率調(diào)制的方法與裝置，以達(dá)到可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的節(jié)倉(cāng)泛。
[0004]本發(fā)明提供一種控制電路，用于可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器。此控制電路包括取樣維持電路、輸入電路、振蕩電路以及脈寬調(diào)制電路。取樣維持電路耦接變壓器以生成輸出感測(cè)信號(hào)，其中，此輸出感測(cè)信號(hào)與可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓相關(guān)聯(lián)。輸入電路接收反饋信號(hào)，其中，此反饋信號(hào)與可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出功率相關(guān)聯(lián)。振蕩電路根據(jù)反饋信號(hào)以及輸出感測(cè)信號(hào)來(lái)生成頻率信號(hào)。脈寬調(diào)制電路生成切換信號(hào)以切換變壓器并調(diào)節(jié)可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。依據(jù)反饋信號(hào)而生成切換信號(hào)。切換信號(hào)的頻率由頻率信號(hào)來(lái)決定。切換信號(hào)的頻率隨著反饋信號(hào)的減少而減少。在低負(fù)載狀態(tài)或無(wú)負(fù)載狀態(tài)下，切換信號(hào)的頻率隨著可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的增加而減少。在可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓被調(diào)節(jié)為第一輸出電平的情況下，當(dāng)可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出功率下降至低于第一閾值時(shí)，切換信號(hào)的頻率開始減少。在可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓被調(diào)節(jié)為第二輸出電平的情況下，當(dāng)可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出功率下降至低于第二閾值時(shí)，切換信號(hào)的頻率開始減少。第一輸出電平高于第二輸出電平，且第一閾值高于第二閾值?？烧{(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓是可編程的。
[0005]本發(fā)明提供一種控制方法，用以控制可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器。控制方法包括:借助對(duì)變壓器的反射信號(hào)進(jìn)行取樣以生成輸出感測(cè)信號(hào)；接收反饋信號(hào)，其中，此反饋信號(hào)與可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出功率相關(guān)聯(lián)；依據(jù)反饋信號(hào)以及輸出感測(cè)信號(hào)來(lái)生成頻率信號(hào)；以及依據(jù)反饋信號(hào)以及頻率信號(hào)來(lái)生成切換信號(hào)，以便切換變壓器并調(diào)節(jié)可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。反射信號(hào)與可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓相關(guān)聯(lián)。切換信號(hào)的頻率由頻率信號(hào)來(lái)決定。切換信號(hào)的頻率隨著反饋信號(hào)的減少而減少。
[0006]在低負(fù)載狀態(tài)或無(wú)負(fù)載狀態(tài)下，切換信號(hào)的頻率隨著可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的增加而減少。在可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的所述輸出電壓被調(diào)節(jié)為第一輸出電平的情況下，當(dāng)可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出功率下降至低于第一閾值時(shí)，切換信號(hào)的頻率開始減少。在可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓被調(diào)節(jié)為第二輸出電平的情況下，當(dāng)可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出功率下降至低于第二閾值時(shí)，切換信號(hào)的頻率開始減少。第一輸出電平高于第二輸出電平，且第一閾值高于第二閾值?？烧{(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓是可編程的。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器。
[0008]圖2表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，在圖1的可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器中的控制電路。
[0009]圖3表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，在圖2的控制電路中的電壓至電流轉(zhuǎn)換器。
[0010]圖4表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，在圖2的控制電路中的振蕩電路。
[0011]圖5表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，在圖2的控制電路中的脈寬調(diào)制電路。
[0012]圖6表不在不同輸出電壓電平下，切換信號(hào)的頻率對(duì)輸出功率的曲線。 [0013]附圖符號(hào)說(shuō)明
[0014]第I 圖:
[0015]10~變壓器；20~晶體管；
[0016]25~電阻器；30~光稱合器；
[0017]40~整流器；45~電容器；
[0018]51、52~電阻器；56、57~電阻器；
[0019]60~運(yùn)算放大器；70~電容器；
[0020]75~電阻器；100~控制電路；
[0021]I。~輸出電流；Na~輔助線圈；
[0022]Np~一次側(cè)線圈；Ns~二次側(cè)線圈；
[0023]Sff~切換信號(hào)；Vcs~切換電流信號(hào)；
[0024]Vfb~反饋信號(hào)；Vin~輸入電壓；
[0025]V0~輸出電壓；Vkef~參考電壓；
[0026]Vs~反射信號(hào)；
[0027]第2 圖:
[0028]100~控制電路；111~電阻器；
[0029]112~晶體管；117、118~電阻器；
[0030]120~取樣維持電路；
[0031]150~電壓至電流轉(zhuǎn)換器；
[0032]200~振蕩電路；300~脈寬調(diào)制電路；
[0033]CK~頻率信號(hào)；Im~調(diào)制信號(hào)；
[0034]KV0~輸出感測(cè)信號(hào)；RMP~斜坡信號(hào)；[0035]Sff~切換信號(hào)；\、Vb~反饋信號(hào)；
[0036]Vcs~切換電流信號(hào)；Vfb~反饋信號(hào)；
[0037]Vs~反射信號(hào)；
[0038]第3 圖:
[0039]150~電壓至電流轉(zhuǎn)換器；151、152~運(yùn)算放大器；
[0040]153~晶體管；155、158~電阻器；
[0041]159 ~電容器；161、162、163、164 ~晶體管；
[0042]165~電流源；171、172~晶體管；
[0043]Im~調(diào)制信號(hào)；Ix~電流信號(hào)；
[0044]KV0~輸出感測(cè)信號(hào)；Va~反饋信號(hào)；
[0045]第4 圖:
[0046]200~振蕩電路；210~定電流源；
[0047]211、212、2 13、216、217 ~晶體管；
[0048]230~電容器；241、242~開關(guān)；
[0049]251、252~比較器；253、254~與非門；
[0050]256~反相器；CK~頻率信號(hào)；
[0051]CKB~反相頻率信號(hào)；Ic~充電電流；
[0052]Id~放電電流；Im~調(diào)制信號(hào)；
[0053]RMP~斜坡信號(hào)；VH、Vl~跳變點(diǎn)電壓；
[0054]第5 圖:
[0055]300~脈寬調(diào)制電路；310~加法器；
[0056]320~比較器；350~觸發(fā)器；
[0057]360~緩沖器；RMP~斜坡信號(hào)；
[0058]CK~頻率信號(hào)Sw~切換信號(hào)；
[0059]Vb~反饋信號(hào)；Vcs~切換電流信號(hào)；
[0060]Vsaw ~信號(hào)；
[0061]第6 圖:
[0062]Fh~最大頻率；Fl~最小頻率；
[0063]P01~第一閾值；P02~第二閾值；
[0064]Sw~切換信號(hào)；VQ1、Vre~電壓電平。
【具體實(shí)施方式】
[0065]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，做如下詳細(xì)說(shuō)明。
[0066]圖1表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器。此可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器應(yīng)用反馳式架構(gòu)。變壓器10接收可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸入電壓VIN。晶體管20耦接來(lái)切換變壓器10的一次側(cè)線圈NP。控制電路100在其端點(diǎn)SW上生成切換信號(hào)Sw，以調(diào)節(jié)可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓V。。當(dāng)晶體管20接通時(shí)，流經(jīng)變壓器10的一次側(cè)線圈Np的切換電流將生成跨越電阻器25的切換電流信號(hào)Ves。切換電流信號(hào)Ves被提供至控制電路100的端點(diǎn)CS。根據(jù)在控制電路100的端點(diǎn)FB上所接收到的反饋信號(hào)Vfb來(lái)生成切換信號(hào)Sw。反饋信號(hào)Vfb與可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓\以及輸出電流Itj相關(guān)聯(lián)。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，反饋信號(hào)Vfb與可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出功率相關(guān)聯(lián)。變壓器10還包括輔助線圈Na。電阻器51與52耦接輔助線圈Na以生成反射信號(hào)Vs，此反射信號(hào)Vs被提供至控制電路100的端點(diǎn)VS。反射信號(hào)Vs表不變壓器的反映電壓。反射信號(hào)Vs的電平與在變壓器10的去磁化期間中輸出電壓I的電平相關(guān)聯(lián)。
[0067]變壓器10還包括二次側(cè)線圈Ns，其通過(guò)整流器40以及電容器45來(lái)生成輸出電壓%。運(yùn)算放大器60包括參考電壓Vkef，其耦接操作放大器60的正輸入端(+)。運(yùn)算放大器60在其負(fù)輸入端(-)上接收輸出電壓％的衰減電壓，所述的輸出電壓Vtj的衰減電壓由電阻器56與57所組成的分壓器所生成。電容器70以及電阻器75串聯(lián)耦接于運(yùn)算放大器60的負(fù)輸入端以及輸出端。根據(jù)參考電壓Vkef以及分壓器的信號(hào)，運(yùn)算放大器60的輸出端將驅(qū)動(dòng)光耦合器30，以在控制電路100的端點(diǎn)FB上提供反饋信號(hào)VFB。因此，控制電路100將調(diào)節(jié)輸出電壓V。，如下式(I)[0068]
【權(quán)利要求】
1.一種控制電路，用于可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器，包括: 取樣維持電路，耦接變壓器以生成輸出感測(cè)信號(hào)，其中，所述輸出感測(cè)信號(hào)與所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓相關(guān)聯(lián)； 輸入電路，接收反饋信號(hào)，其中，所述反饋信號(hào)與所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出功率相關(guān)聯(lián)； 振蕩電路，根據(jù)所述反饋信號(hào)以及所述輸出感測(cè)信號(hào)來(lái)生成頻率信號(hào)；以及脈寬調(diào)制電路，生成切換信號(hào)以切換所述變壓器并調(diào)節(jié)所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的所述輸出電壓； 其中，依據(jù)所述反饋信號(hào)生成所述切換信號(hào)；以及 其中，所述切換信號(hào)的頻率由所述頻率信號(hào)來(lái)決定，且所述切換信號(hào)的所述頻率隨著所述反饋信號(hào)的減少而減少。
2.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其中，在低負(fù)載狀態(tài)或無(wú)負(fù)載狀態(tài)下，所述切換信號(hào)的所述頻率隨著所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的所述輸出電壓的增加而減少。
3.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其中，在所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的所述輸出電壓被調(diào)節(jié)為第一輸出電平的情況下，當(dāng)所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的所述輸出功率下降至低于第一閾值時(shí)，所述切換信號(hào)的所述頻率開始減少；以及 其中，在所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的所述輸出電壓被調(diào)節(jié)為第二輸出電平的情況下，當(dāng)所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的所述輸出功率下降至低于第二閾值時(shí)，所述切換信號(hào)的所述頻率開始減少。
4.如權(quán)利要求3所述的控制電路，其中，所述第一輸出電平高于所述第二輸出電平，且所述第一閾值高于所述第二閾值。
5.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其中，所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的所述輸出電壓是可編程的。
6.一種控制方法，用以控制可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器，包括: 借助對(duì)變壓器的反射信號(hào)進(jìn)行取樣以生成輸出感測(cè)信號(hào)； 接收反饋信號(hào)，其中，所述反饋信號(hào)與所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出功率相關(guān)聯(lián)； 依據(jù)所述反饋信號(hào)以及所述輸出感測(cè)信號(hào)來(lái)生成頻率信號(hào)；以及依據(jù)所述反饋信號(hào)以及所述頻率信號(hào)來(lái)生成切換信號(hào)，以切換所述變壓器并調(diào)節(jié)所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓； 其中，所述反射信號(hào)與所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的所述輸出電壓相關(guān)聯(lián)；以及其中，所述切換信號(hào)的頻率由所述頻率信號(hào)來(lái)決定，且所述切換信號(hào)的所述頻率隨著所述反饋信號(hào)的減少而減少。
7.如權(quán)利要求6所述的控制方法，其中，在低負(fù)載狀態(tài)或無(wú)負(fù)載狀態(tài)下，所述切換信號(hào)的所述頻率隨著所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的所述輸出電壓的增加而減少。
8.如權(quán)利要求6所述的控制方法，其中，在所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的所述輸出電壓被調(diào)節(jié)為第一輸出電平的情況下，當(dāng)所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的所述輸出功率下降至低于第一閾值時(shí)，所述切換信號(hào)的所述頻率開始減少；以及 其中，在所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的所述輸出電壓被調(diào)節(jié)為第二輸出電平的情況下，當(dāng)所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的所述輸出功率下降至低于第二閾值時(shí)，所述切換信號(hào)的所述頻率開始減少。
9.如權(quán)利要求8所述的控制方法，其中，所述第一輸出電平高于所述第二輸出電平，且所述第一閾值高于所述第二閾值。
10.如權(quán)利要求6所述的控制方法，其中，所述可調(diào)式功率轉(zhuǎn)換器的所述輸出電壓是可編程 的。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK104022656SQ201410298233
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】楊大勇, 陳榮升, 林立 申請(qǐng)人:崇貿(mào)科技股份有限公司, 快捷半導(dǎo)體(蘇州)有限公司