发明名称 定功率控制装置及其控制方法
摘要 一种定功率控制控制电路装置及其方法,适用于建构在一电源转换电路上,该电源转换电路具有一负载、一比较器、一驱动器,及一功率开关,该定功率控制控制电路装置包含一电压侦测单元及一电流侦测单元,该电压侦测单元电连接该负载,以取得一预设比例值的负载电压为第一讯号,该电流侦测单元电连接该功率开关,以援引流经该功率开关之电流为第二讯号,将该第一、二讯号连加,而得到一具有准位提升之锯齿波或三角波,并将其输入至该比较器上,藉由该比较器产生一脉宽调制讯号输入予该驱动器,以控制该功率开关之责任周期,进而达到对该电源转换电路作定功率之控制。
申请公布号 TWI260953 申请公布日期 2006.08.21
申请号 TW094116314 申请日期 2005.05.19
申请人 高毅电子股份有限公司 发明人 黄建铭;梁从主
分类号 H05B41/36 主分类号 H05B41/36
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种定功率控制电路装置,与一电源转换电路电性连接,该电源转换电路具有一负载、一比较器、一与该比较器电性连接的驱动器,及一与该驱动器电性连接的功率开关,该定功率控制电路装置包含:一电压侦测单元,与该负载电性连接,可自该负载取得一预设比例値之第一讯号;及一电流侦测单元,与该功率开关电性连接,可自该功率开关取得一第二讯号,将该第一讯号与该第二讯号加权后,输入该比较器并经该比较器比较参考讯号后,产生一脉宽调制讯号输入予该驱动器,再经由该驱动器控制该功率开关之责任周期,以达到定功率之控制。2.依据申请专利范围第1项所述之定功率控制电路装置,其中,该电压侦测单元具有一第一电阻,及一与该第一电阻串联之第二电阻,该第一、二电阻之中间相连接点另援引一讯号线至该比较器上。3.依据申请专利范围第1项所述之定功率控制电路装置,其中,该电压侦测单元可为一光耦合器(Photocoupler)。4.依据申请专利范围第1项所述之定功率控制电路装置,其中,该电压侦测单元可为一变压器(VoltageTransformer)。5.依据申请专利范围第1项所述之定功率控制电路装置,其中,该电压侦测单元可为一运算放大(Operational Amplifier)。6.依据申请专利范围第1或2项所述之定功率控制电路装置,其中,该电流侦测单元为一准位电阻,该准位电阻更分别与该功率开关及该电压侦测单元电连接。7.依据申请专利范围第1或2项所述之定功率控制电路装置,其中,该电流侦测单元可为一比流器(CurrentTransformer),该比流器更分别与该功率开关及该电压侦测单元电性连接。8.依据申请专利范围第1或2项所述之定功率控制电路装置,其中,该电流侦测单元可为一运算放大器,该运算放大器更分别与该功率开关及该电压侦测单元电性连接。9.依据申请专利范围第1项所述之定功率控制电路装置,更包含一输入电压侦测单元,该输入电压侦测单元分别与该电源转换电路之电源输入端及该比较器电连接,该比较器之参考讯号为一比例値的直流输入电压。10.依据申请专利范围第9项所述之定功率控制电路装置,其中,该输入电压侦测单元具有一第三电阻,及一与该第三电阻串联之第四电阻,该第三、四电阻之中间相连接点另援引一讯号线至该比较器上以作为参考电压。11.依据申请专利范围第1项所述之定功率控制电路装置,其中,该第一讯号回授之讯号为一电压,该第二讯号回授之讯号为一开关电流。12.依据申请专利范围第1项所述之定功率控制电路装置,其中,该功率开关是选自于BJT、MOSFET或IGBT等其中之一。13.依据申请专利范围第6项所述之定功率控制电路装置,其中,该准位电阻与该功率开关为相同电流回路。14.一种定功率控制电路装置之定功率控制方法,适用于建构在一电源转换电路上,该电源转换电路具有一负载、一比较器、一与该比较器电性连接的驱动器,及一与该驱动器电性连接的功率开关,该定功率控制电路装置具有一电压侦测单元及一电流侦测单元,该方法包含下列步骤:a)将该电压侦测单元电连接该电源转换电路之负载,以取得流至该负载之一预设比例値的第一讯号;b)将该电流侦测单元电连接该功率开关,援引流经该功率开关之第二讯号;c)将该第一、二讯号之値加权后,得一具有准位提升的锯齿波或三角波,并将其输入至该比较器上与一参考电压作比较;及d)该比较器产生一脉宽调制讯号输入予该驱动器,再经由该驱动器控制该功率开关之责任周期,以达到定功率之控制。15.依据申请专利范围第14项所述之定功率控制方法,更包含一介于步骤b)与步骤c)间之步骤e),将该第二讯号转换为电压讯号。16.依据申请专利范围第14项所述之定功率控制方法,其中,步骤a)中,该电压侦测单元具有复数电阻,且该等电阻串联在一起,而电压则是跨压于该等电阻上。17.依据申请专利范围第14项所述之定功率控制方法,其中,步骤a)中,该电压侦测单元具有一第一电阻,及一与该第一电阻串联之第二电阻,此时以该第一电阻及该第二电阻组成之电压侦测单元将负载电压予以分压之后,再将该第二电阻之跨压输出,而得该第一讯号。18.依据申请专利范围第14项所述之定功率控制方法,其中,步骤a)中该电压侦测单元可包含一光耦合器、变压器或运算放大器等电子电路,以取得该第一讯号。19.依据申请专利范围第14项所述之定功率控制方法,其中,步骤b)中该电流侦测单元为一准位电阻,并分别与该功率开关及该电压侦测单元电性连接,利用电阻特性以取得该功率开关之电流讯号。20.依据申请专利范围第14项所述之定功率控制方法,其中,步骤b)中该电流侦测单元为一比流器(Current Transformer),并分别与该功率开关及该电压侦测单元电性连接,藉由该比流器援引该功率开关流出之电流并将其转换为电压讯号后输出。21.依据申请专利范围第14或15项所述之定功率控制方法,其中,步骤a)中,该负载单元具有复数电阻,且该等电阻串联在一起,而该负电压则是跨压于该等电阻上。22.依据申请专利范围第14或15项所述之定功率控制方法,其中,步骤c)中,该参考讯号为一比例値的输入电压,可使PWM讯号能因应输入电压的变化作调整,让输出达到定功率。23.依据申请专利范围第22项所述之定功率控制方法,其中,该参考讯号亦可控制电源转换器之额定输出功率,调整输入电压可改变参考讯号之大小,即可改变电源转换器之输出功率,若负载为灯管,即可轻易的达到调光的功能。图式简单说明:图1是一示意图,说明灯管等效阻抗会随使用时间而增大,若灯管功率固定,则灯管电压会随使用时间而上昇,灯管电流会下降;图2是一般三级电路架构的电子式安定器之方块示意图;图3是该三级电路架构的电子式安定器的电路示意图;图4是一电路示意图,说明传统定功率控制法需同时侦测灯管电压与电流,两者再由一乘法器相乘得到灯管功率,经一误差放大器后,再与锯齿波做比较而得到PWM讯号;图5是本发明定功率控制电路装置及其控制方法之第一较佳实施例的局部电路方块示意图,特别是指用于降压型(Buck)电源转换电路;图6是本发明定功率控制电路装置之控制方法的方块流程示意图;图7是本发明定功率控制电路装置及其控制方法之第一较佳实施例的电路示意图,说明该电流侦测单元具有一第一电阻与一第二电阻,该电压侦测单元则为一准位电阻之电路实施态样;图8是本发明定功率控制电路装置及其控制方法之第二较佳实施例的局部电路方块示意图;图9是该第二较佳实施例之控制方块示意图;图10是一波形示意图,说明该第一讯号与该第二讯号加权后而得一准位提升之锯齿波或三角波,再与第三讯号比较而得到PWM讯号;图11是该第二较佳实施例之电路示意图;图12是本发明定功率控制电路装置及其控制方法之第三较佳实施例的电路示意图,特别是指用于昇压型(Boost)转换电路;图13是本发明定功率控制电路装置及其控制方法之第四较佳实施例的电路示意图,特别是指用于降升压型(Buck-Boost)转换电路;图14是本发明定功率控制电路装置及其控制方法之第五较佳实施例的电路示意图,特别是指用于顺向型(Forward)电源转换电路;图15是本发明定功率控制电路装置及其控制方法之第六较佳实施例的电路示意图,特别是指用于返驰式(Flyback)电源转换电路;图16是本发明定功率控制电路装置及其控制方法之第七较佳实施例的电路示意图,特别是指用于推挽式电源转换电路;图17是本发明定功率控制电路装置及其控制方法之第八较佳实施例的电路示意图,特别是指用于半桥式电源转换电路上;图18是本发明定功率控制电路装置及其控制方法之第九较佳实施例的电路示意图,特别是指用于全桥式电源转换电路上;图19是本发明定功率控制电路装置及其控制方法之第十较佳实施例的电路示意图,特别是指用于低压侧驱动的降压型电源转换电路上;图20是一实测数据表,说明本发明定功率控制电路装置及其控制方法可广泛适用于不同厂牌之灯管;及图21是以图示来表示图19之实测数据,说明本发明定功率控制电路装置及其控制方法的定功率效果。
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