在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動的控制器及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動的控制器及其方法。該控制器包含一電流接腳、一輔助接腳、一定電流控制單元及一控制信號產(chǎn)生單元。該電流接腳是用以接收根據(jù)流經(jīng)該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)電流和一電阻所決定的一次側(cè)電壓；該輔助接腳是用以接收有關該電源轉(zhuǎn)換器的一輔助繞組的一電壓；該定電流控制單元是用以根據(jù)該一次側(cè)電壓、有關于該電壓的一放電時間和一參考電壓，產(chǎn)生一調(diào)整信號，其中該參考電壓具有一預定范圍的電壓抖動量；該控制信號產(chǎn)生單元是用以根據(jù)該調(diào)整信號，調(diào)整一閘極控制信號的周期。因此，本發(fā)明可在該電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中使該閘極控制信號的周期產(chǎn)生抖動，以進行能量擴散，降低電磁干擾的峰值能量。
【專利說明】在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動的控制器及其方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是有關于一種在電源轉(zhuǎn)換器中產(chǎn)生抖動的控制器及其方法，尤指一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動的控制器及其方法。
【背景技術】
[0002]在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中，用以控制電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)的功率開關的控制器包含峰值控制器、放電時間偵測器、定電流控制器以及電壓控制振蕩器(voltage-controlled oscillator, VC0),而這些裝置可以適用于電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式操作，使輸出負載所獲得的電流大約為預定的定電流。
[0003]峰值控制器可有效地使流經(jīng)電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)繞組的最高峰值電流為預定值。放電時間偵測器通過電源轉(zhuǎn)換器的回授接腳以及輔助繞組的感應電壓，以產(chǎn)生放電信號，并作為偵測二次側(cè)繞組的放電時間的結(jié)果。定電流控制器根據(jù)放電信號所提供的放電時間，以及電源轉(zhuǎn)換器的閘極接腳所提供的開關周期，可決定當下開關周期中由二次側(cè)繞組輸出的二次側(cè)電荷量，是否等于開關周期中所預定的定電流所產(chǎn)生的總預估電荷量。如果有差異，控制電壓就會被改變，進而改變電壓控制振蕩器所輸出的頻率。被改變的頻率影響了下次的開關周期，進而影響了下一開關周期中的總預估電荷量，形成一負回授循環(huán)。因此，負回授循環(huán)將使二次側(cè)繞組輸出的二次側(cè)電荷量收斂至總預估電荷量，導致二次側(cè)繞組的平均輸出電流收斂至大約等于所預定的定電流，達到定電流控制的目的。
[0004]然而，在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中，如果利用電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)的電壓抖動，以產(chǎn)生功率開關的切換周期的抖動，則功率開關的切換周期的抖動將會被上述負回授循環(huán)消除。如此，因為在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中，并不容易產(chǎn)生功率開關的切換周期的抖動，所以如何在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中，產(chǎn)生功率開關的切換周期的抖動，將成為控制器的設計者的一個重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一實施例公開一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動的控制器。該控制器包含一電流接腳、一輔助接腳、一定電流控制單元及一控制信號產(chǎn)生單元。該電流接腳是用以接收根據(jù)流經(jīng)該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)電流和一電阻所決定的一次側(cè)電壓；該輔助接腳是用以接收有關該電源轉(zhuǎn)換器的一輔助繞組的一電壓；該定電流控制單元是耦接于該電流接腳和該輔助接腳，用以根據(jù)該一次側(cè)電壓、有關于該電壓的一放電時間和一參考電壓，產(chǎn)生一調(diào)整信號，其中該參考電壓具有一預定范圍的電壓抖動量；該控制信號產(chǎn)生單元是耦接于該定電流控制單元，用以根據(jù)該調(diào)整信號，調(diào)整一閘極控制信號的周期。
[0006]本發(fā)明的還一實施例公開一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動的方法，在該定電流模式產(chǎn)生抖動的一控制器包含一電流接腳、一輔助接腳、一定電流控制單兀、一閘極接腳及一控制信號產(chǎn)生單元，該控制信號產(chǎn)生單元包含一振蕩器。該方法包含該電流接腳接收根據(jù)流經(jīng)該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)電流和一電阻所決定的一次側(cè)電壓；該輔助接腳接收有關該電源轉(zhuǎn)換器的一輔助繞組的一電壓；該定電流控制單元根據(jù)該一次側(cè)電壓、有關于該電壓的一放電時間和一參考電壓，產(chǎn)生一調(diào)整信號，其中該參考電壓具有一預定范圍的電壓抖動量；該控制信號產(chǎn)生單元根據(jù)該調(diào)整信號，調(diào)整一閘極控制信號的周期。
[0007]本發(fā)明公開一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動的控制器及其方法。該控制器及該方法是利用一定電流控制單元根據(jù)一一次側(cè)電壓、電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)的一放電時間和一參考電壓，產(chǎn)生一調(diào)整信號，其中該參考電壓具有隨時間改變的一預定范圍的電壓抖動量。然后，一控制信號產(chǎn)生單元根據(jù)該調(diào)整信號，調(diào)整一閘極控制信號的周期。因此，相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明可在該電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中使該閘極控制信號的周期產(chǎn)生抖動，以進行能量擴散，降低電磁干擾的峰值能量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是為本發(fā)明的一實施例說明一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動的控制器的示意圖。
[0009]圖2是為說明一次側(cè)電流、電壓、閘極控制信號、二次側(cè)電流、放電時間和閘極控制信號的周期的示意圖。
[0010]圖3是為說明一次側(cè)電壓的最大值、放電時間、閘極控制信號的周期和電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)的平均輸出電流的示意圖。
[0011]圖4是為本發(fā)明的還一實施例說明一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動的方法的流程圖。
[0012]其中，附圖標記說明如下:
[0013]100控制器
[0014]102電流接腳
`[0015]104輔助接腳
[0016]106定電流控制單元
[0017]108控制信號產(chǎn)生單元
[0018]110分壓電路
[0019]112功率開關
[0020]114閘極接腳
[0021]116一次側(cè)線圈
[0022]118二次側(cè)線圈
[0023]1082振蕩器
[0024]A點
[0025]AUX輔助繞組
[0026]AS調(diào)整信號
[0027]GCS閘極控制信號
[0028]IPRI一次側(cè)電流
[0029]ISEC二次側(cè)電流
[0030]IOUT平均輸出電流
[0031]PRI一次側(cè)[0032]P1、P2峰值
[0033]R電阻
[0034]SEC二次側(cè)
[0035]T周期
[0036]T1、T2、T3時間
[0037]TDIS放電時間
[0038]VPRI參考電壓
[0039]VREF參考電壓
[0040]VD電壓
[0041]VPRImax最大值
[0042]400-410步驟
【具體實施方式】[0043]請參照圖1和圖2，圖1是為本發(fā)明的一實施例說明一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動的控制器100的示意圖，和圖2是為說明一次側(cè)電流IPR1、電壓VD、閘極控制信號GCS、二次側(cè)電流ISEC、放電時間TDIS和閘極控制信號GCS的周期T的示意圖。如圖1所示，控制器100包含一電流接腳102、一輔助接腳104、一定電流控制單元106及一控制信號產(chǎn)生單元108。電流接腳102是用以接收根據(jù)流經(jīng)電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)電流IPRI和一電阻R所決定的一次側(cè)電壓VPRI ;輔助接腳104是用以接收有關電源轉(zhuǎn)換器的一輔助繞組AUX的一電壓VD，其中電壓VD是由耦接于輔助繞組AUX的分壓電路110根據(jù)一輔助電壓VAUX所產(chǎn)生。定電流控制單元106是耦接于電流接腳102和輔助接腳104，用以根據(jù)一次側(cè)電壓VPR1、有關于電壓VD的一放電時間TDIS和一參考電壓VREF，產(chǎn)生一調(diào)整信號AS，其中參考電壓VREF具有隨時間改變的一預定范圍(例如±a%，其中a是為一大于零的實數(shù))的電壓抖動量；控制信號產(chǎn)生單元108是耦接于定電流控制單元106且包含一振蕩器1082，其中振蕩器1082是用以根據(jù)調(diào)整信號AS，決定一振蕩頻率，且振蕩器1082的振蕩頻率是用以調(diào)整閘極控制信號GCS的周期T。因此，控制信號產(chǎn)生單元108即可根據(jù)振蕩器1082的振蕩頻率，調(diào)整閘極控制信號GCS的周期。另外，閘極控制信號GCS是通過控制器100還包含的一閘極接腳114傳送至電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)PRI的功率開關112。
[0044]如圖1和圖2所示，當控制信號產(chǎn)生單元108在時間Tl產(chǎn)生閘極控制信號GCS至電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)的功率開關112時，功率開關112開啟。此時，一次側(cè)電流IPRI逐漸從零開始增加。因為一次側(cè)電壓VPRI是根據(jù)流經(jīng)電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)電流IPRI和電阻R所決定，所以一次側(cè)電壓VPRI亦逐漸從零開始增加。在時間T2，當一次側(cè)電壓VPRI超過參考電壓VREF(如圖2所示的一次側(cè)電流IPRI的峰值Pl)時，控制信號產(chǎn)生單元108不產(chǎn)生閘極控制信號GCS，導致功率開關112關閉以及電壓VD上升。此時，一次側(cè)電流IPRI降至零以及電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)SEC開始放電。因此，電源轉(zhuǎn)換器的一二次側(cè)電流ISEC逐漸從二次側(cè)電流ISEC的峰值P2開始降低至零，其中二次側(cè)電流ISEC逐漸從峰值P2開始降低至零的時間是為放電時間TDIS。在時間T3，如圖1和圖2所示，定電流控制單元106可根據(jù)電壓VD的一個波谷(如圖2中的A點)，再次產(chǎn)生閘極控制信號GCS，導致控制器100開始重復上述的操作。[0045]請參照圖3，圖3是為說明一次側(cè)電壓VPRI的最大值VPRIMAX、放電時間TDIS、閘極控制信號GCS的周期T和電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)SEC的平均輸出電流IOUT的示意圖。如圖2和圖3所示，因為參考電壓VREF具有隨時間改變的預定范圍(例如±a%)的電壓抖動量，所以峰值Pl和一次側(cè)電壓VPRI亦具有隨時間改變的預定范圍(例如±a%)的抖動量。另外，可根據(jù)峰值Pl和電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)線圈116與二次側(cè)線圈118的匝數(shù)比，決定二次側(cè)電流ISEC的峰值P2，亦即峰值Pl和峰值P2的比值是等于一次側(cè)線圈116與二次側(cè)線圈118的匝數(shù)比。因為峰值Pl具有隨時間改變的預定范圍(例如±a%)的抖動量且峰值Pl峰值P2的比值是等于一次側(cè)線圈116與二次側(cè)線圈118的匝數(shù)比，所以放電時間TDIS亦具有隨時間改變的預定范圍(例如±a%)的時間抖動量。另外，閘極控制信號GCS的周期T的周期抖動量可由式(I)所決定:
【權(quán)利要求】
1.一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動的控制器，包含: 一電流接腳，用以接收根據(jù)流經(jīng)該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)電流和一電阻所決定的一次側(cè)電壓； 一輔助接腳，用以接收有關該電源轉(zhuǎn)換器的一輔助繞組的一電壓； 該控制器的特征在于還包括: 一定電流控制單元，耦接于該電流接腳和該輔助接腳，用以根據(jù)該一次側(cè)電壓、有關于該電壓的一放電時間和一參考電壓，產(chǎn)生一調(diào)整信號，其中該參考電壓具有一預定范圍的電壓抖動量；及 一控制信號產(chǎn)生單元，耦接于該定電流控制單元，用以根據(jù)該調(diào)整信號，調(diào)整一閘極控制信號的周期。
2.如權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，該閘極控制信號的周期具有一2倍預定范圍的周期抖動量。
3.如權(quán)利要求2所述的控制器，其特征在于，該控制信號產(chǎn)生單元還包含:一振蕩器，用以根據(jù)調(diào)整信號，決定一振蕩頻率，其中該振蕩頻率是用以調(diào)整該閘極控制信號的周期。
4.如權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，該參考電壓和該一次側(cè)電壓是用以關閉該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)的功率開關。
5.如權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，還包含: 一閘極接腳，其中該閘極控制信號是通過該閘極接腳傳送至該功率開關。
6.如權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于，該放電時間根據(jù)該參考電壓和該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)線圈與二次側(cè)線圈的匝數(shù)比，而具有該預定范圍的時間抖動量。
7.一種在電源轉(zhuǎn)換器的定電流模式中產(chǎn)生抖動的方法，在該定電流模式中產(chǎn)生抖動的一控制器包含一電流接腳、一輔助接腳、一定電流控制單元、一閘極接腳及一控制信號產(chǎn)生單元，該控制信號產(chǎn)生單元包含一振蕩器，該方法包含: 該電流接腳接收根據(jù)流經(jīng)該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)電流和一電阻所決定的一次側(cè)電壓； 該輔助接腳接收有關該電源轉(zhuǎn)換器的一輔助繞組的一電壓； 該方法的特征在于還包括: 該定電流控制單兀根據(jù)該一次側(cè)電壓、有關于該電壓的一放電時間和一參考電壓，產(chǎn)生一調(diào)整信號，其中該參考電壓具有一預定范圍的電壓抖動量；及 該控制信號產(chǎn)生單元根據(jù)該調(diào)整信號，調(diào)整一閘極控制信號的周期。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，該閘極控制信號的周期具有一2倍預定范圍的周期抖動量。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該控制信號產(chǎn)生單元根據(jù)該調(diào)整信號，調(diào)整該閘極控制信號的周期包含: 該振蕩器根據(jù)調(diào)整信號，決定一振蕩頻率 '及 根據(jù)該振蕩頻率，調(diào)整該閘極控制信號的周期； 其中該閘極控制信號的周期是受該振蕩頻率控制。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，該參考電壓和該一次側(cè)電壓是用以關閉該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)的功率開關。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，該放電時間根據(jù)該參考電壓和該電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)線圈與二次·側(cè)線圈的匝數(shù)比，具有該預定范圍的時間抖動量。
【文檔編號】H02M1/44GK103856038SQ201210499487
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月29日
【發(fā)明者】黃于蕓, 沈逸倫 申請人:通嘉科技股份有限公司