发明名称 电源供应器一次侧控制输出电流之切换式控制装置
摘要 一种切换式控制装置,应用于电源供应器之一次侧,用以控制输出电流。该切换式控制装置包含产生电流波形讯号的一波形侦测器;用以侦测二次侧切换电流放电时间的一放电时间侦测器;可产生振荡讯号来控制切换讯号的切换频率的一振荡器;藉由积分一平均电流讯号与放电时间用以产生一积分讯号的一积分器,并依据一电流波形讯号产生该平均电流讯号,并且该积分器的时间常数与该切换讯号的切换周期成正比例的关系,因此该积分讯号系正比于电源供应器的输出电流;可放大积分讯号并且提供一个输出电流控制回路的一误差放大器;以及依据该误差放大器的输出可控制该切换讯号的脉波宽度的一比较器。藉此,电源供应器之输出电流将可在一次侧得到稳定调整。
申请公布号 TWI277852 申请公布日期 2007.04.01
申请号 TW094109676 申请日期 2005.03.28
申请人 崇贸科技股份有限公司 发明人 杨大勇;洪国强
分类号 G05F1/10(2006.01) 主分类号 G05F1/10(2006.01)
代理机构 代理人
主权项 1.一种切换式控制装置,应用于一电源供应器的一 变压器一次侧,用以控制一输出电流,包括有: 一波形侦测器,透过一电流检知元件,取样该变压 器一次侧切换电流,用以产生一电流波形讯号; 一放电时间侦测器,连接至该变压器,用以侦测该 变压器二次侧切换电流的一放电时间; 一积分器,连接于该波形侦测器与该放电时间侦测 器,系取得该放电时间与该电流波形讯号,用以产 生一积分讯号;及 一脉宽控制器,连接该积分器,接收该积分讯号,用 以产生一切换讯号;该切换讯号用以切换该变压器 ,并且依据该参考电压来稳定调整该电源供应器的 输出电流。 2.如申请专利范围第1项所述之切换式控制装置,其 中该脉宽控制器包括有: 一运算放大器,连接该积分器,接收该积分讯号与 一参考电压,用以放大该积分讯号;及 一比较器,连接于该运算放大器与一脉宽调变电路 ,系依据该放大的积分讯号,透过该脉宽调变电路 用以控制该切换讯号之脉波宽度,并依据该参考电 压来稳定调整该电源供应器的该输出电流。 3.如申请专利范围第1项所述之切换式控制装置,更 进一步包括有一振荡器连接该波形侦测器、积分 器及该切换式控制器,用以产生一振荡讯号,以决 定该切换讯号的切换频率。 4.如申请专利范围第1项所述之切换式控制装置,其 中该积分器的一时间常数与该切换讯号的一切换 周期成正比例的关系。 5.如申请专利范围第1项所述之切换式控制装置,其 中该波形侦测器包括: 一第一比较器,系由其正端取得该变压器一次侧切 换电流讯号,并其负端连接至一第一电容,用以维 持该变压器一次侧切换电流讯号的峰値,并于其输 出端输出控制一第一开关导通或截止,该变压器一 次侧切换电流讯号的数値系正比于该一次侧切换 电流的数値; 一第一定电流源,透过该第一开关对该第一电容进 行充电; 一第一电晶体,并联连接该第一电容,用以对该第 一电容进行放电; 一第二电容,透过一第二开关取得该变压器一次侧 切换电流讯号,并维持该变压器一次侧切换电流讯 号的初始値;该第二开关根据一储存讯号来进行导 通或截止; 一第二电晶体,并联连接该第二电容,用以对该第 二电容进行放电; 一第三电容,透过一第三开关周期性地取样跨于该 第一电容的电压,用以产生一斜率电流波形讯号; 及 一第四电容,透过一第四开关周期性地取样跨于该 第二电容的电压,用以产生一偏移电流波形讯号。 6.如申请专利范围第1项所述之切换式控制装置,其 中该积分器包括: 一第一电压转电流转换器,依据该波形侦测器输出 之该偏移电流波形讯号,用以产生一第一可规划充 电电流; 一第二电压转电流转换器,依据该波形侦测器输出 之该斜率电流波形讯号,用以产生一第二可规划充 电电流; 一计时电容,透过一第五开关取得该第一可规划充 电电流与该第二可规划充电电流相加所产生之一 平均电流讯号,以进行充电; 一第三电晶体,并联连接该计时电容,用来对该计 时电容进行放电;及 一输出电容,透过一第六开关周期性地取样跨于该 计时电容的电压,用以产生该积分讯号。 7.如申请专利范围第3项所述之切换式控制装置,其 中该振荡器包括有: 一第三电压转电流转换器,具有一振荡运算放大器 、一振荡电阻与一振荡电晶体,其中该第三电压转 电流转换器产生一参考电流; 一第一振荡电流镜,具有一第一振荡电晶体、一第 二振荡电晶体与一第三振荡电晶体,其中该第三振 荡电晶体产生一振荡充电电流; 一第二振荡电流镜,具有一第四振荡电晶体与一第 五振荡电晶体,其中该第五振荡电晶体产生一振荡 放电电流; 一振荡电容,透过一第一振荡开关连接至该第三振 荡电晶体的汲极,与透过一第二振荡开关连接至该 第五振荡电晶体的汲极; 一振荡比较器,其正端连接至该振荡电容,系产生 一振荡讯号用以对该第二振荡开关进行导通或截 止; 一第三振荡开关,其一第一端连接到一高临界电压 ,一第二端连接至该振荡比较器的负端; 一第四振荡开关,其一第一端连接到一低临界电压 ,一第二端连接至该振荡比较器的负端,系受控于 该振荡讯号; 一振荡反相器,其一输入端连接至该振荡比较器的 输出端,系产生一反相振荡讯号,用以对该第一振 荡开关与该第三振荡开关进行导通或截止; 一第一反相器、一第二反相器、一第三反相器与 一第四反相器串联连接,其中该第一反相器的输入 端系由该振荡讯号所提供;及 一AND闸,用以产生一清除讯号,其中该AND闸的第一 输入端连接至该第四反相器的输出端,其中该AND闸 的第二输入端连接至该第一反相器的输出端,其中 该清除讯号用以对该第一电晶体、该第二电晶体 与该第三电晶体进行导通或截止。 8.如申请专利范围第1项所述之切换式控制装置,其 中该放电时间侦测器包括有: 一延迟电路,对于该切换讯号的下降边缘提供一传 输延迟,其中该传输延迟的时间系由内部之一第一 零点侦测定电流源的电流与一第一零点侦测电容 的电容値所决定; 一单次触发讯号产生器,连接于该延迟电路,系根 据该传输延迟用以产生一电压取样讯号,该电压取 样讯号的脉波宽度系由其内部之一第二零点侦测 定电流源的电流与一第二零点侦测电容的电容値 所决定; 一零点侦测运算放大器,其正端连接至该变压器的 该辅助绕组,用以侦测一反射电压; 一取样电容,透过一取样开关连接至该零点侦测运 算放大器的输出端,系根据该取样开关之导通或截 止用以取样该反射电压; 一零点侦测比较器,其正端连接该取样电容,负端 则透过一参考电压临界値连接至该零点侦测运算 放大器的负端与输出端; 一第四零点侦测反相器,具有一输入端系由该切换 讯号所供应; 一第五零点侦测反相器,具有一输入端系由该电压 取样讯号所供应; 一第三零点侦测AND闸,具有一第一输入端系连接至 该零点侦测比较器的输出端; 一第四零点侦测AND闸,用以产生一放电时间讯号, 其中该第四零点侦测AND闸的第一输入端连接至该 第四零点侦测反相器的输出端; 一第一SR型正反器,其一输出端连接至该第四零点 侦测AND闸的第二输入端,一设定端连接至该第四零 点侦测反相器的输出端,一重置端连接至该第三零 点侦测AND闸的输出端;及 一第二SR型正反器,其一设定端连接至该第五零点 侦测反相器的输出端,一重置端系接收该切换讯号 ,一输出端连接至该第三零点侦测AND闸的第二输入 端。 图式简单说明: 第一图为本发明切换式控制装置设置于电源供应 器示意图; 第二图为第一图的电源供应器操作在不连续导通 模式下之各点讯号波形图; 第三图为第一图的电源供应器操作在连续导通模 式下之各点讯号波形图; 第四图为本发明较佳实施例之切换式控制装置示 意图; 第五图为输出电压Vo与输出电流Io的对应关系之曲 线示意图; 第六图为本发明较佳实施例之波形侦测器示意图; 第七图为本发明较佳实施例之积分器示意图; 第八图为本发明较佳实施例之振荡器示意图;及 第九图为本发明较佳实施例之放电时间侦测器示 意图。
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