CN103856058A - 电压转换电路以及电压转换控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电压转换电路，包含一应用电路及一电压转换控制器。应用电路包含一输出端、一回授端及耦接于回授端的一回授电容。输出端具有一输出电压，并耦接一电流负载。电压转换控制器具有一回授端针脚，耦接于所述回授端。电压转换控制器具有一第一模式以及一第二模式。于所述第一模式时，所述输出端提供受调节的输出电压并供应电流予电流负载，且回授端针脚接收一回授讯号。于所述第二模式时，所述输出电压不受调节，且所述回授端针脚提供固定周期性的一计数频率讯号，计数频率讯号的周期大小是由回授电容的电容值所决定。

Description

电压转换电路以及电压转换控制器

【技术领域】

本发明关于一种电压转换电路，特别是一种包含多功能的单一针脚的电压转换控制器的电压转换电路。

【背景技术】

请参考美国专利号US7,848,124。电压转换控制器是应用于一驰返式开关电源转换电路（fly-back switching power converter）之中。驰返式开关电源转换器为电压转换电路组态的一种，其目的在提供一稳定的输出电压。当所述驰返式开关电源转换电路处于稳态操作时，所述电压转换控制器通过负回授控制，针对其输出电压进行调节（regulation），以提供一稳定且额定的输出电压值以及输出电流予一电流负载。此时其负回授控制路径上的回授点IN3上具有一讯号，是为一与其输出电流大小线性相关的讯号，所述电压转换控制器即根据回授点IN3上的讯号进行负回授控制。而当所述驰返式开关电源转换电路处于非稳态操作时，例如当负载电流过大而进行负载电流过大保护操作，或是电路初始启动的软启动操作时，此时额定的输出电压值并未建立，而由于所述回授点IN3上的讯号与输出端的讯号相关，此时回授点IN3上的讯号在经历短暂的瞬时反应之后，最终为一连续的直流电压讯号，而且对于电路操作并未提供具有实质效益的功能。

在目前的主流应用上，电压转换控制器通常以集成电路实现，并配合外部的应用电路组成电压转换电路，以达到成本、电路体积、以及使用弹性上的优化。所述集成电路包含与外部电子组件电性相连的针脚（pins），而为求成本与体积的优化，在不影响使用弹性的前提下，集成电路的针脚数目可以愈少愈好。因此在设计上，若能让针脚在所有的电路使用状态之下，提供有实质效益的功能，即是对针脚的优化利用。以上述举例的先前技术而言，其代表回授点的针脚在电压转换控制器处于非稳态操作时，并未提供对于电路操作上具有实质效益的功能，此乃目前一般电压转换控制器集成电路的普遍现象。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供一种电压转换电路，包含一电压转换控制器，是一集成电路，且所述电压转换控制器能提供具有多功能的单一针脚，据以优化对针脚的利用。

本发明所揭露的电压转换电路，包含一应用电路及一电压转换控制器。应用电路包含一输出端、一回授端及耦接于回授端的一回授电容。输出端具有一输出电压，并耦接一电流负载。电压转换控制器具有一回授端针脚，耦接于所述回授端。电压转换控制器具有一第一模式以及一第二模式。于所述第一模式时，所述输出端提供受调节的输出电压并供应电流予电流负载，且回授端针脚接收一回授讯号。于所述第二模式时，所述输出电压不受调节，且所述回授端针脚提供固定周期性的一计数频率讯号，计数频率讯号的周期大小是由回授电容的电容值所决定。

本发明的功效在于，本发明所揭露的技术特征能够节省集成电路针脚的使用量，因而能进一步节省成本；且同一设计的电压转换控制器能使用于各种不同的应用上，也因而减少集成电路组件因应各种不同应用所衍生的版本数量，而简化制造商生产、库存、管理的问题。

有关本发明的特征、实作与功效，兹配合图式作最佳实施例详细说明如下。

【附图说明】

图1为本发明的电压转换器的电路示意图。

图2为本发明的电压转换控制器的组成功能方块示意图。

图3为本发明的电压转换控制器进行软启动操作时，各主要端点的电压波形示意图。

图4为图3中局部放大区域的电压波形示意图。

图5为本发明的电压转换控制器进行输出过电流保护操作时，各主要端点的电压波形示意图。

图6为本发明的电压转换控制器之中，振荡控制器的电路示意图。

主要组件符号说明：

100  电压转换器               151  光感测组件

110  电源供应单元             243  第二电流开关

111  桥式全波整流器           244  第二电流组件

112  输入稳压电容             245  内部电压源

113  一次侧线圈               251  计数器

130  输出单元                 252  软启动控制电路

131  二次侧线圈               253  过载保护控制电路

132  输出端二极管             254  关闭逻辑电路

133  输出稳压电容             255  振荡控制器

134  第一回授电阻             280  充放电电路

135  第二回授电阻             310  输出电压波形

136  限流电阻                 320  振荡控制器的输出波形

137  发光二极管               330  回授端针脚的电压波形

138  三端并联稳压器           331  振荡控制器的第一比较电压值

150  回授电路单元             332  振荡控制器的第二比较电压值

340  限电流控制级的输出波形   242  第一电流开关

341  限电流控制级于稳态操作        等效限电流的电压值

下的350  感流电压脚的电压波形

152  回授电容                 360  340与350局部放大波形的区域

170  功率开关单元             510  过载保护控制电路的输出波形

171  功率开关                 520  振荡控制器输出波形

172  感流电阻                 530  回授端针脚的电压波形

200  电压转换控制器           531  振荡控制器的第一比较电压值

210  功率开关控制脚           532  振荡控制器的第二比较电压值

211  功率开关驱动级           540  限电流控制级的输出波形

212  脉宽调变闩锁器           550  感流电压脚的电压波形

213  内部振荡器               610  控制器输入端

214  脉宽调变比较器           620  控制器输出端

215  限电流控制级             630  第一比较器

220  感流电压脚               640  第二比较器

221  增益级                   650  第一比较电压

230  接地脚                   660  第二比较电压

240  回授端针脚               670  设定重置闩锁器

241  第一电流组件

【具体实施方式】

在说明书及后续的申请专利范围当中，"耦接"一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电气连接于所述第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电气连接至所述第二装置。

图1为一电压转换电路100的电路示意图。电压转换电路100是为一驰返式开关电源转换电路的组态。电压转换电路100包含本发明的电压转换控制器200以及一应用电路。应用电路包含一输出端及一回授端COMP。输出端具有一输出电压，并耦接一电流负载。电压转换控制器200更包含一电源供应单元110、一输出单元130、一回授电路单元150以及一功率开关单元170。

如图1所示，电源供应单元110包括一桥式全波整流器111、一输入稳压电容112、以及一一次侧线圈113。

桥式全波整流器111是将一输入的交流电源VAC进行全波整流并提供一全波整流结果于其输出。

输入稳压电容112耦接于桥式全波整流器111的输出，并对全波整流结果进行稳压，以产生一输入电压VIN于输入稳压电容112上。

一次侧线圈113具有第一端点与第二端点，且第一端点耦接于输入稳压电容112。电源供应单元110主要功用在于提供输入电压VIN予一次侧线圈113。

如图1所示，输出单元130包含一二次侧线圈131、一输出端二极管132、一输出稳压电容133、一第一回授电阻134、一第二回授电阻135、一限流电阻136、一发光二极管137、以及一三端并联稳压器138。

二次侧线圈131具有第一端点与第二端点，且与一次侧线圈113具互感关是而形成一变压器组件。

输出端二极管132的正极端耦接于二次侧线圈131的第一端点。输出端二极管132的负极端耦接于输出稳压电容133的一端，并形成一输出端的正端VOP。

输出稳压电容133的另一端耦接于二次侧线圈131的第二端点，并形成一输出端的负端VON。其中输出端的正端VOP与输出端的负端VON之间提供一输出电压。

第一回授电阻134耦接于输出端的正端VOP与第二回授电阻135的一端之间。第二回授电阻135的另一端耦接于输出端的负端VON。第一回授电阻134与第二回授电阻135的连接点提供一输出电压分压VFB，并耦接于三端并联稳压器138的输入端。

限流电阻136的一端耦接于输出端的正端VOP，另一端耦接于发光二极管137的正端。

发光二极管137的负端耦接于三端并联稳压器138的输出正端。三端并联稳压器138的输出负端耦接于输出端的负端VON。

如图1所示，三端并联稳压器138包含一参考电压值，当输入端的电压大于所述参考电压值，三端并联稳压器138的输出正端与输出负端之间为一导通的状态。反的，当其输入端的电压小于所述参考电压值，三端并联稳压器138的输出正端与输出负端之间为一不导通的状态。因此，当输出电压分压VFB大于所述参考电压值时，三端并联稳压器138的输出导通，并在发光二极管137上形成电流，且电流大小受到限流电阻136的限制，此时发光二极管137形成一发光的光源；而当输出电压分压VFB小于所述参考电压值时，三端并联稳压器138的输出不导通，发光二极管137上不具电流，亦即发光二极管137不发光。

如图1所示，功率开关单元170包含一功率开关171以及一感流电阻172。功率开关171的输出与感流电阻172串联相接，并耦接于一次侧线圈113的第二端点与接地端之间。当功率开关171打开时，输入稳压电容112、一次侧线圈113、功率开关171以及感流电阻172即形成一电流回路。由于一次侧线圈113是一电感性的组件，因此所述电流回路的形成将储存能量于一次侧线圈113上。另外，感流电阻172将所述电流回路上的电流讯号转为一电压讯号VCS。当功率开关171关闭时，一次侧线圈113上的储存能量通过与二次侧线圈131所形成的变压器组件，释放至二次侧线圈131形成一其上的电流，并于电压转换电路100处于稳态操作时，在输出端的正端与负端之间建立一额定的输出电压VOUT，并提供电流予串接于输出端的正端与负端之间的一电流负载（图中未示）。

如图1所示，回授电路单元150包含一光感测组件151以及一回授电容152。光感测组件151与发光二极管137形成一光耦合器的组态，当发光二极管137形成一发光的光源，光感测组件151即侦测到所述光源而形成一电流于其上，且所述电流大小与所述光源的强度成正比关是。由此可知，利用所述变压器以及所述光耦合器，可以将输入交流电源的一侧与输出端的一侧完全作电性上的隔离。

如图1所示，光感测组件151与回授电容152并联相接且耦接于应用电路的回授端COMP与接地端之间。所述电压转换控制器200是一集成电路单元，且具有多个针脚。针脚包含功率开关控制脚210、感流电压脚220、接地脚230以及回授端针脚240。功率开关控制脚210耦接于功率开关171的控制端，藉以控制功率开关171的开启与关闭。感流电压脚220是接受感流电阻172所产生的电压讯号VCS。接地脚230则耦接于接地端。回授端针脚240则耦接于回授端COMP。

图2为电压转换控制器200的组成功能方块示意图。电压转换控制器200更包含一第一电流组件241、一第一电流开关242、一第二电流开关243、一第二电流组件244、一内部电压源245、一计数器251、一软启动控制电路252、一过载保护控制电路253、一关闭逻辑电路254、一振荡控制器255、一功率开关驱动级211、一脉宽调变闩锁器212、一内部振荡器213、一脉宽调变比较器214、一限电流控制级215、以及一增益级221。

第一电流组件241耦接于内部电压源245与第一电流开关242的一端。

第一电流开关242的另一端耦接于回授端针脚240。

第一电流组件241与第一电流开关242的串接形成了一开关电流组件，其中第一电流组件241可为电阻组件或为电流源组件。

第二电流组件244耦接于接地脚230与第二电流开关243的一端。第二电流开关243的另一端耦接于回授端针脚240。

第二电流组件244与第二电流开关243的串接形成了另一开关电流组件，其中第二电流组件244可为电阻组件或为电流源组件。

振荡控制器255的输入耦接于回授端针脚240，并在电压转换电路100的非稳态操作时，产生一周期频率讯号于其输出端，藉以控制第一电流开关242以及第二电流开关243的开启以及关闭。

振荡控制器255的输出端并耦接至计数器251。计数器251在电压转换电路100的非稳态操作时，输出一结果予软启动控制电路252、并输出另一结果予过载保护控制电路253。

过载保护控制电路253则依据设定，控制关闭逻辑电路254，以决定是否暂时关闭电压转换控制器200。

脉宽调变比较器214具有一正端输入、一第一负端输入、一第二负端输入以及一输出。其第一负端输入耦接至回授端针脚240。其输出耦接至计数器251。

增益级221的输入耦接至感流电压脚220，增益级221的输出耦接至脉宽调变比较器214的正端输入。增益级221乃将其输入讯号经适当的线性放大后再输出。限电流控制级215提供一等效限电流的电压值于其输出，并耦接至脉宽调变比较器214的第二负端输入。

脉宽调变闩锁器212具有一设定输入端、一重置输入端以及一输出端。重置输入端耦接至脉宽调变比较器214的输出。内部振荡器213提供一脉宽调变操作频率，并耦接至脉宽调变闩锁器212的设定输入端。

功率开关驱动级211具有一输入端以及一输出端，其输入端耦接至脉宽调变闩锁器212的输出端，功率开关驱动级211的输出端耦接于功率开关控制脚210，并根据其输入端的输入讯号来驱动功率开关171控制端的电容性负载。

电压转换控制器200配合应用电路，以建立如图1所示的电压转换电路100。电压转换控制器200至少具有第一模式以及第二模式，例如稳态操作以及非稳态操作。且在第一模式下，回授端针脚240接收一回授讯号，而在第二模式下，回授端针脚240提供一计数频率讯号。所述回授讯号以及所述计数频率讯号不论在形成的方式以及操作上的作用皆有不同。

在电压转换电路100的稳态操作时，电压转换控制器200回授控制调节输出端的正端VOP与负端VON之间的电流负载，并提供受调节的一额定输出电压VOUT于输出电压。所谓受调节者，是指当外部应用电路以及电流负载各参数产生处于规格范围内的变化时，电压转换控制器200皆能以其配合外部应用电路所建立的负回授控制机制进行反应，以使输出电压保持在一额定的VOUT。

在电压转换电路100处于非稳态操作时，电压转换控制器200配合应用电路，将进行必要的反应以保护电压转换控制器200、应用电路中的各组件、以及电流负载，使应用电路免于因为过电压或过电流的情形而导致组件损毁或其它误动作。常见的非稳态操作的反应包括软启动、输入电压不足锁定、输出电压过高保护、输出过电流保护等等。本发明的实施例将以电压转换电路100的稳态操作，以及软启动、输出过电流保护的非稳态操作进行技术特征的说明，兹说明如下。

当电压转换电路100处于稳态操作时，输出电压为一涟波波形，且所述涟波波形的平均电压即为额定输出电压VOUT。试解释所述涟波波形的周期行为以及电压转换控制器200的调节动作如下。

周期的一开始，电压转换控制器200的内部振荡器213输出脉波，以触发脉宽调变闩锁器212的设定输入端而产生讯号“1”于触发脉宽调变闩锁器212的输出端，此时功率开关驱动级211则驱动功率开关171的控制端以开启功率开关171，并形成一电流回路而储存能量于一次侧线圈113上。此时所述变压器则未提供电流于所述输出端，故输出端上的电流负载所需电荷是来自于输出稳压电容133，因此所述输出电压线性下降。而由于一次侧线圈113上的电流，亦即功率开关171上的电流持续上升，因此感流电压脚220上的电压讯号VCS亦持续上升，直到VCS大于回授端针脚240上的电压值，此频率宽调变比较器214输出讯号“1”至脉宽调变闩锁器212的重置输入端而产生讯号“0”于脉宽调变闩锁器212的输出端，功率开关驱动级211因此关闭功率开关171。一次侧线圈113上的储存能量则通过与二次侧线圈131所形成的变压器组件，释放至二次侧线圈131形成一其上的电流，并藉以提供电流予负载电流并对输出稳压电容133进行充电。此时所述输出电压线性上升，直到内部振荡器213产生下一个脉波，而开启功率开关171。电压转换电路100因此进行周期性的操作。

而当负载电流的电流值增加，由于电压转换电路100暂时无法提供足够的电流予负载电流，故由输出稳压电容133提供所需的额外电荷，因而造成输出电压下降。此时输出电压的分压VFB小于三端并联稳压器138的参考电压时，三端并联檼压器138的输出正端与输出负端之间不导通，亦即发光二极管137的输出不具电流且不发光。光感测组件151则未侦测到光源，因而其上亦不具电流。而在稳态操作时，第一电流开关242开关导通，而第二电流开关243则开关截止。当光感测组件151不具电流时，第一电流组件241提供一电流对回授电容152充电，回授端针脚240上的电压值上升，而造成当一次侧线圈113进行储存能量时，其操作的电流上限提高，亦即能储存较多能量，因而于下半周期释放至二次侧线圈131时能提供一较大的电流以提供输出单元130所需，并对输出电压进行调节，以回复其额定电压VOUT。

反的，当负载电流的电流值减少，由于电压转换电路100提供过多电流予输出端，多余的电流即对输出稳压电容133充电，而造成输出电压上升。此时输出电压的分压VFB大于三端并联檼压器138的参考电压时，三端并联檼压器138的输出正端与输出负端之间导通，亦即发光二极管137形成电流而发光。光感测组件151侦测到光源，因而其上形成电流，并造成回授电容152放电。回授端针脚240上的电压值下降，亦即当一次侧线圈113进行储存能量时，其操作的电流上限下降，亦即储存较少能量，因而于下半周期释放至二次侧线圈131时提供一较小的电流予输出单元130，藉此对输出电压进行调节，以回复其额定电压VOUT。由以上负载电流变化所引起的瞬时行为，可观察到电压转换控制器200利用其与应用电路所建立的负回授控制机制，能作出对应的操作，而对输出电压进行调节，以使输出电压保持在一额定的电压VOUT。或称电压转换电路100此时处于一稳态操作的状态。另外，由上述操作可知，回授端针脚240上的电压值与所述负载电流的电流大小成线性相关，此即一电流模式控制（current-mode control）的电压转换器所具有的特性。然而在其它的电压转换器组态中，例如在一电压模式控制（voltage-mode control）的电压转换器中，回授端针脚240上的电压值则与输出电压大小成线性相关，此为先前技术已揭露的技术特征，在此不另赘述。

而当所述电压转换控制器200刚开始启动时，输出电压的稳态操作尚未建立，亦即电压转换电路100处于一非稳态操作的状态。此时所述电压转换控制器200即进行软启动操作，并建立输出电压的稳态操作，以使电压转换电路100达到稳态操作的状态。软启动操作可以有效地避免电路刚开始启动时，电路中各组件操作于极限状况而降低其使用寿命，并能减少电路启动时于电源供应单元110所产生的突波。软启动操作允许的时间愈长，其所能达成的保护效果愈好，然而电路启动时间必须考虑应用上的系统规格而通常会有一最大值限制，因而形成设计上的取舍。电压转换控制器200的软启动操作将配合图3的波形图说明的。

图3为电压转换控制器200进行软启动操作时，各主要端点的电压波形示意图。其中310为输出电压波形，320为振荡控制器255的输出波形，330为回授端针脚240上的电压波形，331为振荡控制器255的一第一比较电压值，332为振荡控制器255的一第二比较电压值，340为限电流控制级215的输出波形，341为限电流控制级215在电压转换电路100处于稳态操作下的等效限电流的电压值，350为感流电压脚220上的电压波形，即VCS的电压波形，360为图4所示的340与350局部放大波形的区域。

如图3所示，由于振荡控制器255的输出是控制开启第一电流开关242以及第二电流开关243的两者的一，而当电压转换控制器200一开始启动时，回授端针脚240上的电压小于第一比较电压值331，因此第一电流开关242被开启，第一电流组件241提供一电流流入回授端针脚240的端点，再由于输出电压并未建立，反应至光感测组件151即其不具电流，因此第一电流组件241提供的电流即对回授电容152充电，因此回授端针脚240上的电压持续上升，直到大于第一比较电压值331，此时振荡控制器255的输出改变，第一电流开关242开关截止，且第二电流开关243开关导通。此时第二电流组件244提供一电流流出回授端针脚240的端点，造成回授电容152放电，因此回授端针脚240上的电压开始持续下降，直到小于第二比较电压值332，此时振荡控制器255的输出改变，第一电流开关242开关导通，且第二电流开关243开关截止，而回授端针脚240上的电压开始持续上升，最后形成如330所示的周期性波形部份。而振荡控制器255的输出亦形成如320所示的周期性波形部份。另外，所述周期的大小可直接由回授电容152的电容值来决定。

进一步说明，振荡控制器255、第一电流组件241、第一电流开关242、第二电流开关243、以及第二电流组件244的组合形成一充放电电路280，如图2中所示。所述充放电电路280是于第二模式时，对所述回授电容152进行周期性的充放电，以形成前述的周期性波形。其中振荡控制器255分别于回授电容152的电压上升至第一比较电压值331和下降至第二比较电压值332时，改变振荡控制器255的输出位准。

如图3所示，在软启动操作下，限电流控制级215的输出并非一开始即为如341所示的电压值，而是以分段递增的方式，来设定功率开关171的限电流大小，以达到软启动的保护电路组件以及减少电路突波的目的。图4所示为图3中340与350局部放大波形的区域360。当内部振荡器213发出脉波以开启功率开关171时，此时感流电压脚220上的电压波形350，即VCS，为一直线上升的波形，直到大于限电流控制级215所设定的值，亦即图中的340，使得脉宽调变比较器214输出“1”，而关闭所述功率开关171，直到下一次内部振荡器213发出脉波。因此形成了如图中的VCS的周期性讯号。

请回到图3。如图3所示，电压转换控制器200中的计数器251可以利用前述振荡控制器255的输出所形成的周期性波形，进行计数而并将结果输出至软启动控制电路252，软启动控制电路252即依计数的结果而逐步将限电流控制级215的输出增加，以达到软启动的操作。值得注意的是，振荡控制器255的输出的周期，将决定软启动操作的时间长度，因此在电路应用上，用户可通过直接改变电压转换控制器200外部的回授电容152的电容值，来设计软启动操作的时间，而使同一设计的电压转换控制器200能使用于各种不同的应用上，因而减少集成电路组件因应各种不同应用所衍生的版本数量，而简化制造商生产、库存、管理的问题。

另外，在电压转换电路100处于稳态操作时，若负载电流增加，并大于电压转换电路100所能供应的输出电流，此时会触发电压转换控制器200进行输出过电流保护的非稳态操作。输出过电流保护的目的，在于防止电路组件一直处于过高的电流操作状况之下而损毁，甚至造成燃烧而导致使用上安全性的虞。电压转换控制器200的输出过电流保护操作将配合图5的波形图说明的。

图5为电压转换控制器200进行输出过电流保护操作时，各主要端点的电压波形示意图。其中510为所述过载保护控制电路253的输出波形，520为振荡控制器255的输出波形，530为回授端针脚240上的电压波形，531为振荡控制器255的一第一比较电压值，532为振荡控制器255的一第二比较电压值，540为限电流控制级215的输出波形，550为感流电压脚220上的电压波形，即VCS的电压波形。

如图5所示，电压转换电路100一开始处于稳态操作的状态。在一时间点t1时，其输出端的负载电流增加，并大于电压转换电路100所能供应的输出电流，此时由于电压转换电路100的供应电流能力不足，导致输出电压持续低于额定输出电压VOUT。反应至光感测组件151则是未侦测到光源，因而其上不具电流。第一电流组件241的电流因此对回授电容152持续充电，回授端针脚240上的电压持续上升，直到大于第一比较电压值531，此时振荡控制器255的输出改变，并关闭第一电流开关242，且开启第二电流开关243。

此时第二电流组件244提供一电流流出回授端针脚240的端点，造成回授电容152放电，因此回授端针脚240上的电压开始持续下降，直到小于第二比较电压值532，此时振荡控制器255的输出改变，并开启第一电流开关242，且关闭第二电流开关243，而回授端针脚240上的电压开始持续上升，最后形成如530所示的周期性波形部份。而振荡控制器255的输出亦形成如520所示的周期性波形部份。另外，所述周期的大小可直接由回授电容152的电容值来决定。

如图5所示，电压转换控制器200中的计数器251可以利用前述振荡控制器255的输出所形成的周期性波形进行计数，并在达到一预设计数值时发出讯号予过载保护控制电路253，进行输出过电流保护的动作，例如通知关闭逻辑电路254，以持续关闭功率开关171而不再输出电流。如图5中的t2时所示，此时过载保护控制电路253的输出波形510发出脉波，功率开关171截止，感流电压脚220上的电压波形550，即VCS的电压，则持续为0。

由本实施例的操作可知，在电压转换电路100处于稳态操作的状态时，所述回授讯号，亦即回授端针脚240上的电压讯号，线性相关于输出电流大小，以提供电压转换控制器200进行调节输出电压的负回授控制所需讯号，或亦可解释为回授端针脚240上的电压讯号是由所述负回授控制的回路及其相关组件所产生。而脉宽调变比较器214是接收回授端针脚240上的电压讯号，以进行动态操作。而在电压转换电路100处于非稳态操作的状态时，所述计数频率讯号，亦即回授端针脚240上的电压讯号，则为一周期性的讯号，且周期大小由外部的回授电容152的电容值决定，因而提供了一个频率大小相对精确而可供计数的频率讯号，以供非稳态操作的所需，或亦可解释为回授端针脚240上的电压讯号是由第一电流组件241、第一电流开关242、第二电流开关243、第二电流组件244、内部电压源245、振荡控制器255以及回授电容152所产生。而振荡控制器255是接收回授端针脚240上的电压，而进行动态操作。可知回授端针脚240上的电压讯号在电压转换电路100的两种操作状态下，是由所述电压转换控制器与所述应用电路的不同电路成份所产生，并分别提供了不同功能但又为电路操作所必需的讯号予电压转换控制器200中的两个子电路，即脉宽调变比较器214以及振荡控制器255。反观先前技术中电压转换控制器的回授端针脚上的电压则于任何状态下皆由相同电路成份所产生，且仅能于电压转换器在稳态操作时提供有意义的讯号以供利用。故本发明所揭露的技术特征能够节省集成电路针脚的使用量，因而能进一步节省成本；且同一设计的电压转换控制器能使用于各种不同的应用上，也因而减少集成电路组件因应各种不同应用所衍生的版本数量，而简化制造商生产、库存、管理的问题。

图6所示为电压转换控制器200之中，所述荡控制器255的一电路实施例。振荡控制器255包含一控制器输入端610、一控制器输出端620、一第一比较器630、一第二比较器640、一第一比较电压650、一第二比较电压660、以及一设定重置闩锁器670。控制器输入端610耦接于回授端针脚240，且控制器输出端620的讯号用以控制第一电流开关242与第二电流开关243的导通或截止。第一比较器630具有一正输入端、一负输入端以及一输出端，其中所述正输入端耦接于控制器输入端610，且所述负输入端耦接于第一比较电压650。第二比较器640具有一正输入端、一负输入端以及一输出端，其中所述负输入端耦接于控制器输入端610，且所述正输入端耦接于第二比较电压660。设定重置闩锁器670具有一设定输入端、一重置输入端、以及一输出端，其中所述设定输入端耦接于第一比较器630的输出端，所述重置输入端耦接于第二比较器640的输出端，且设定重置闩锁器670的输出端耦接于控制器输出端620。

如图6所示，通常设计上第一比较电压650大于第二比较电压660。当控制器输入端610的电压小于第二比较电压660时，第二比较器640输出“1”予设定重置闩锁器670的重置输入端，因而控制器输出端620的输出为“0”。当控制器输入端610的电压大于第一比较电压650时，第一比较器630输出“1”予设定重置闩锁器670的设定输入端，因而控制器输出端620的输出为“1”。当控制器输入端610的电压界于第一比较电压650与第二比较电压660之间时，第一比较器630与第二比较器640皆输出“0”，设定重置闩锁器670的输出，亦即控制器输出端620的输出则维持不变。

虽然本发明的实施例揭露如上所述，然并非用以限定本发明，任何熟习相关技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，举凡依本发明申请范围所述的形状、构造、特征及数量当可做些许的变更，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (12)

1.一种电压转换控制器，应用于一电压转换电路，所述电压转换电路操作其中的一功率开关，以将一输入电压转换为一输出电压于一输出端，并产生一回授讯号，所述回授讯号耦接于一回授电容，其特征在于，所述电压转换控制器包括：

一回授端针脚，耦接于所述回授电容，并用于接收所述回授讯号或提供一计数频率讯号；以及

一功率开关控制脚，用以控制所述电压转换电路中所述功率开关的操作；

其中所述电压转换控制器具有一第一模式及一第二模式；其中所述第一模式时，所述输出端提供受调节的所述输出电压并供应电流予一电流负载，且所述回授端针脚接收所述回授讯号，所述回授讯号与所述输出电压或所述电流负载的电流大小相关；所述第二模式时，所述输出电压不受调节，且所述回授端针脚提供固定周期性的所述计数频率讯号，所述计数频率讯号的周期大小是由所述回授电容的电容值所决定。

2.根据权利要求1所述的电压转换控制器，其特征在于，其中所述第二模式是为一软启动操作或为一负载电流过大的保护操作。

3.根据权利要求1所述的电压转换控制器，其特征在于，其中所述计数频率讯号是于一软启动操作或一负载电流过大的保护操作之中，作为计算时间长度的频率，以决定所述软启动操作或所述负载电流过大的保护操作的时间长度。

4.根据权利要求1所述的电压转换控制器，其特征在于，其中所述电压转换电路是为一驰返式开关电源转换器。

5.根据权利要求1所述的电压转换控制器，其特征在于，所述的电压转换控制器更包含一充放电电路，于所述第二模式时，对所述回授电容进行周期性的充放电。

6.根据权利要求5所述的电压转换控制器，其特征在于，其中所述充放电电路更包含：

一第一开关电流，耦接于所述回授端针脚，且电流方向为流入所述回授端针脚；以及

一第二开关电流，耦接于所述回授端针脚，且电流方向为流出所述回授端针脚。

7.根据权利要求6所述的电压转换控制器，其特征在于，其中所述第一开关电流包含一开关组件，以及一电流源组件或一电阻组件，或所述第二开关电流包含一开关组件，以及一电流源组件或一电阻组件。

8.根据权利要求6所述的电压转换控制器，其特征在于，其中更包含一振荡控制器以及一计数器；当电压转换器工作于所述第二模式时，所述振荡控制器利用控制所述第一开关电流与所述第二开关电流的导通或截止，对所述回授电容进行周期性的充放电，而形成固定周期性的所述计数频率讯号，用以作为所述计数器的频率来源。

9.根据权利要求5所述的电压转换控制器，其特征在于，其中所述充放电电路更包含一振荡控制器，所述振荡控制器分别于所述回授电容的电压上升至一第一比较电压值和下降至一第二比较电压值时，改变所述振荡控制器的输出位准。

10.根据权利要求8所述的电压转换控制器，其特征在于，其中所述振荡控制器包含：

一控制器输入端，耦接于所述回授端针脚；

一控制器输出端，用以输出一讯号以控制所述第一开关电流与所述第二开关电流的导通或截止；

一第一比较器，具有两输入端以及一输出端，其两输入端分别耦接于所述控制器输入端以及所述第一比较电压；

一第二比较器，具有两输入端以及一输出端，其两输入端分别耦接于所述控制器输入端以及所述第二比较电压；以及

一设定重置闩锁器，具有一设定输入端、一重置输入端、以及一输出端，其中所述设定输入端耦接于所述第一比较器的输出端，所述重置输入端耦接于所述第二比较器的输出端，且所述设定重置闩锁器的输出端耦接于所述控制器输出端。

11.一种电压转换电路，其特征在于，所述的电压转换电路包含：

一应用电路，且所述应用电路包含一输出端、一回授端以及耦接于所述回授端的一回授电容；所述输出端具有一输出电压，并耦接一电流负载；以及

一电压转换控制器，具有一回授端针脚，耦接于所述回授端；其中所述电压转换控制器具有一第一模式及一第二模式；

其中所述第一模式时，所述输出端提供受调节的所述输出电压并供应电流予所述电流负载，且所述回授端针脚提供一回授讯号，所述回授讯号与所述输出电压或所述电流负载的电流大小相关；所述第二模式时，所述输出电压不受调节，且所述回授端针脚接收固定周期性的一计数频率讯号，所述计数频率讯号的周期大小是由所述回授电容的电容值所决定。

12.根据权利要求11所述的电压转换电路，其特征在于，所述电压转换电路是为一驰返式开关电源转换器。

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