发明名称 用于功率转换器之具有频率调变的脉冲宽度调变控制器
摘要 本发明提出PWM控制器的频率调变,用以降低在轻载及无载状况中的切换频率。频率调变系藉由调变振荡器的作用点(trip-point)电压来达成。增加作用点电压会降低切换频率。电压回授回路的回授电压系用来当作参考值。在PWM控制器之电流感应输入中的感应电压系表示变压器之初级电流的资讯。取样电压系在PWM讯号关闭的期间从感应电压来取样。作用点电压为回授电压及取样电压的函数。启始电压为取样电压与定义轻载状况位准时的定值电压之和。一旦回授电压低于启始电压,作用点电压将会增加且切换频率将会降低。在PWM控制器中的频率调变可在轻载及无载的情况中,降低电源供应器的功率消耗。
申请公布号 TW583821 申请公布日期 2004.04.11
申请号 TW091112877 申请日期 2002.06.13
申请人 崇贸科技股份有限公司 发明人 杨大勇
分类号 H02M3/335;G05F1/40 主分类号 H02M3/335
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路二段一○○号七楼之一;萧锡清 台北市中正区罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种用以降低轻载状况及无载状况中的切换频 率之具有频率调变的脉冲宽度调变(PWM)控制器,系 接收一回授电压与一感应电压,该脉冲宽度调变控 制器包括: 一作用点电压调节器,提供一调变作用点电压,以 决定该脉冲宽度调变控制器的切换频率,而切换频 率会随着该调变作用点电压的增加而降低; 其中,该回授电压系来自于电源供应器的电压回授 回路,且该感应电压在该脉冲宽度调变控制器的脉 冲宽度调变讯号关闭的期间,系藉由来自于该脉冲 宽度调变控制器的电流感应输入取样开关来取样 。2.如申请专利范围第1项所述之用以降低轻载状 况及无载状况中的切换频率之具有频率调变的脉 冲宽度调变控制器,该回授电压系决定该调变作用 点电压,当该回授电压低于一启始电压,该调变作 用点电压将随着该回授电压的降低而开始增加;其 中一入口电压系一常数,用以定义轻载功率的准位 且该启始电压系该入口电压及该感应电压的和。3 .如申请专利范围第1项所述之用以降低轻载状况 及无载状况中的切换频率之具有频率调变的脉冲 宽度调变控制器,该作用点电压调节器包括了: 一取样开关,用以取样该脉冲宽度调变控制器之一 电流感应输入的电压,其中该取样开关系藉由一取 样讯号来致能; 一保持电容,用以保持感应电压,其系藉由该取样 开关来取样; 一缓冲放大器,用以放大该感应电压; 一第一加法器,用以将该缓冲放大器的输出与一入 口电压相加而产生一启始电压; 一第二加法器,其将第一加法器的输出减去一回授 电压; 一斜率放大器,用以放大该第二加法器的输出,其 中该斜率放大器的增益系决定了对应于该回授电 压的降低之切换频率的下降斜率; 一限幅器,用以箝位该斜率放大器的输出振幅; 一第三加法器,用以将该限制器的输出与一主电压 相加,并且该第三加法器的输出系用于该脉冲宽度 调变控制器的该调变作用点电压,其中该调变作用 点电压系决定该脉冲宽度调变控制器的切换频率, 其中该主电压系一常数,用以决定在正常状况及高 载状况中的切换频率;以及 一及闸,相连于一高侧比较器及一低侧比较器,用 以产生取样讯号,其中该及闸有三个输入,该及闸 的第一输入系连接至该脉冲宽度调变控制器的一 脉波讯号,其表示一脉冲宽度调变讯号的关闭,该 及闸的第二输入及第三输入系连接至该高侧比较 器的输出及该低侧比较器的输出,一高定电压系连 接至该高侧比较器的正输入,一低定电压系连接至 该低侧比较器的负输入,该高侧比较器的负输入及 该低侧比较器的正输入系连接在一起且连接至该 脉冲宽度调变控制器的RC输入,其中RC输入系用来 连接时间常数电阻及时间常数电容,用以决定切换 频率。4.如申请专利范围第1项所述之用以降低轻 载状况及无载状况中的切换频率之具有频率调变 的脉冲宽度调变控制器,该作用点电压调节器具有 一范例电路,包括: 一取样开关,用以取样该脉冲宽度调变控制器之一 电流感应输入的电压,其中该取样开关系藉由一取 样讯号来致能; 一保持电容,用以保持一其藉由取样开关来取样的 感应电压; 一输入运算放大器,其正输入系连接至该保持电容 ; 一第一缓冲电阻与一第二缓冲电阻,决定了该输入 运算放大器的增益,其中该第一缓冲电阻系从该输 入运算放大器的负输入连接至地,而该第二缓冲电 阻系配置于该输入运算放大器的负输入与输出之 间; 一输出运算放大器及一第一输出电阻,其中该输出 运算放大器的输出会经由该第一输出电阻而产生 用于该脉冲宽度调变控制器的调变作用点电压; 一第一限制电阻,连接于该输入运算放大器的输出 与该输出运算放大器的正输入之间; 一第二限制电阻,从该输出运算放大器的正输入连 接至该脉冲宽度调变控制器的参考电压; 第一增益电阻与一第二增益电阻,决定了该输出运 算放大器的增益,其中该第一增益电阻系连接于该 输出运算放大器的负输入与一回授电压之间,其中 该第二增益电阻系连接于该输出运算放大器的负 输入与输出之间;以及 一第二输出电阻,从该调变作用点电压连接至该脉 冲宽度调变控制器的参考电压,用以产生主电压。 5.如申请专利范围第1项所述之用以降低轻载状况 及无载状况中的切换频率之具有频率调变的脉冲 宽度调变控制器,该作用点电压调节器具有一范例 电路,包括: 一取样开关,用以取样该脉冲宽度调变控制器之一 电流感应输入中的电压,其中该取样开关系藉由一 取样讯号来致能; 一保持电容,用以保持一藉由取样开关取样的感应 电压; 一感应运算放大器、一感应电阻及一第一VI电晶 体,组成一第一V-I转换器,用以将该感应电压转换 成一感应电流,其中该感应运算放大器的正输入系 连接至该保持电容,该感应运算放大器的负输入系 连接至该第一VI电晶体的源极及感应电阻,该感应 电阻系连接至地,而第一VI电晶体的闸极系藉由该 感应运算放大器的输出来驱动; 一第一镜电晶体与一第二镜电晶体,组成一第一电 流镜,其中该感应电流系驱动该第一电流镜的输入 ; 一第一定电流源,与该第一电流镜的输出相加,用 以产生一入口电流; 一第三镜电晶体与一第四镜电晶体,组成一第二电 流镜及输出一启始电流,其中该第二电流镜的输入 系藉由该入口电流来驱动; 一回授运算放大器、一回授电阻及一第二VI电晶 体,组成一第二V-I转换器,用以将一回授电压转换 成一回授电流,其中该回授运算放大器的正输入系 连接至该保持电容,该回授运算放大器的负输入系 连接至该第二VI电晶体的源极及该回授电阻,该回 授电阻系连接至地,该第二VI电晶体的闸极系由该 回授运算放大器的输出驱动; 一第五镜电晶体与一第六镜电晶体,组成一第三电 流镜及输出一边缘电流,其中该第三电流镜的输入 系藉由该回授电流来驱动; 一第七镜电晶体与一第八镜电晶体,组成一第四电 流镜,其中该第四电流镜的输入系由该启始电流减 去该边缘电流的电流来驱动,其中该第四电流镜的 增益系决定了对应于回授电压的降低之切换频率 的下降斜率; 一第二定电流源,与该第四电流镜的输出相加,用 以产生一作用点电流;以及 一作用点电阻与该作用点电流,用以产生该调变作 用点电压。图式简单说明: 图1绘示的是包含有3842 PWM控制器的返驰电源供应 器电路图; 图2绘示的是3842 PWM控制器的电路图; 图3系显示图2中的电路之波形; 图4系概略地绘示根据本发明实例之一,针对频率 调变的作用点电压调节器的方块图; 图5绘示的是如图4所绘示之作用点电压调节器的 范例电路; 图6绘示的是如图4所绘示之作用点电压调节器的 另一范例电路。
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