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TW201340563A - 具有功率因子校正功能的電源供應電路，與用於其中之自動增益控制電路及其控制方法 - Google Patents

具有功率因子校正功能的電源供應電路，與用於其中之自動增益控制電路及其控制方法 Download PDF

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TW201340563A
TW201340563A TW102108999A TW102108999A TW201340563A TW 201340563 A TW201340563 A TW 201340563A TW 102108999 A TW102108999 A TW 102108999A TW 102108999 A TW102108999 A TW 102108999A TW 201340563 A TW201340563 A TW 201340563A
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Chia-Wei Liao
Jing-Meng Liu
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Richtek Technology Corp
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Abstract

本發明提出一種具有功率因子校正功能的電源供應電路，與用於其中之自動增益控制電路(automatic gain control,AGC)及其控制方法。具有功率因子校正功能的電源供應電路包含自動增益控制電路與負載驅動電路。其中，自動增益控制電路將輸入電壓轉換為調節電壓，而負載驅動電路將調節電壓轉換為輸出電壓並供應輸出電流給負載。自動增益控制電路根據輸入電壓而自動調整調節電壓，使得在不同的輸入電壓下，調節電壓具有固定的振幅或平均值，且負載驅動電路所產生的輸出電流與輸入電壓同相變化而具有功率因子校正(power factor correction,PFC)功能。

Description

具有功率因子校正功能的電源供應電路，與用於其中之自動 增益控制電路及其控制方法
本發明係有關一種具有功率因子校正功能的電源供應電路，與用於其中之自動增益控制電路及其控制方法；特別是指一種具有自動增益控制以及功率因子校正功能的電源供應電路，與用於其中之自動增益控制電路及其控制方法。
第1圖顯示一種先前技術電源供應電路100示意圖。如第1圖所示，待整流電壓Vac例如為交流電壓，經由整流電路101整流後，產生輸入電壓Vin1。整流電路101例如為橋示整流電路。電源供應電路100包括功率因子校正(power factor correction,PFC)電路102、功率級電路103、與控制電路105。PFC電路102用以使電流Iin2和輸入電壓Vin2同相變化以提升電能轉換的功率因子，並將輸入電壓Vin1轉換為輸入電壓Vin2；PFC電路102通常是個由功率開關和電感所構成的功率轉換電路，其做法有多種，為本領域中具有通常知識者所熟知，在此不予贅述。控制電路105產生驅動訊號GATE，操作功率級電路103中的功率開關，而將輸入電壓Vin2轉換為輸出電壓Vout並提供輸出電流Iout給負載(未示出)。此先前技術電源供應電路100的缺點在於，必須額外提供PFC電路102，且PFC電路102中包含功率開關和電感等成本較高的零件，因此電路成本相對較高。如果能省略PFC電路102，則整體電路成本可大幅下降。
此外，由於待整流電壓Vac在不同地區可能有不同的規格(例如110V和220V)，因此電源供應電路除了具有功率因子校正功能之外，更宜能因應不同的待整流電壓Vac(或整流後的輸入電壓Vin1)、而產生相同振幅或平均值的輸出電流Iout。
有鑑於此，本發明即針對上述先前技術之不足，提出一種電源供應電路，與用於其中之自動增益控制電路及其控制方法，在不同規格的輸入電壓下，仍能產生相同振幅或平均值的輸出電流，且自動增益控制電路並具有功率因子校正(power factor correction,PFC)功能，使得輸出電流與輸入電壓Vin同相變化。
就其中一觀點言，本發明提供了一種電源供應電路，用以根據一輸入電壓產生一輸出電流，其中在不同規格的輸入電壓下，該輸出電流具有大致相同的平均值，該電源供應電路包含：一自動增益控制電路，用以產生一與該輸入電壓同相之調節訊號，其中在不同規格的輸入電壓下，該調節訊號具有大致相同的振幅或平均值；以及一負載驅動電路，以開迴路的連接關係接受該調節訊號控制，以產生該輸出電流。
在其中一種較佳的實施型態中，該負載驅動電路包括一控制電路和一功率級電路，該控制電路以開迴路的連接關係接受該調節訊號，根據該調節訊號產生驅動訊號控制該功率級電路以產生該輸出電流。
在其中一種較佳的實施型態中，該自動增益控制電路包括：一電壓電流轉換電路，用以將一輸入電壓轉換為一調節電流；一電流電壓轉換電路，與該電壓電流轉換電路耦接，用以將該調節電流轉換為一調節電壓；一低通濾波電路，與該電流電壓轉換電路耦接，用以取得該調節電壓中一低頻訊號；以及一比較電路，與該低通濾波電路耦接，用以根據該低頻訊號與一參考電壓，產生一控制訊號用以控制該電壓電流轉換電路中之一參數，以維持該調節電壓在不同規格的輸入電壓下，仍具有大致相同的振幅或平均值。
在其中一種較佳的實施型態中，該自動增益控制電路包括：一電壓電流轉換電路，用以將一輸入電壓轉換為一調節電流；一電流電壓轉換電路，與該電壓電流轉換電路耦接，用以將該調節電流轉換為一調節電壓；一低通濾波電路，與該電流電壓轉換電路耦接，用以取得該調節電壓中一低頻訊號；以及一比較電路，與該低通濾波電路耦接，用以根據該低頻訊號與一參考電壓，產生一控制訊號用以控制該電流電壓轉換電路中 之一參數，以維持該調節電壓在不同規格的輸入電壓下，仍具有大致相同的振幅或平均值。
在其中一種較佳的實施型態中，該比較電路是一差動放大電路。
就其中一觀點言，本發明提供了一種電源供應電路，包含：一自動增益控制電路，包括：一電壓電流轉換電路，用以將一輸入電壓轉換為一調節電流；一電流電壓轉換電路，與該電壓電流轉換電路耦接，用以將該調節電流轉換為一調節電壓；一低通濾波電路，與該電流電壓轉換電路耦接，用以取得該調節電壓中一低頻訊號；以及一比較電路，與該低通濾波電路耦接，用以根據該低頻訊號與一參考電壓，產生一控制訊號；以及一負載驅動電路，與該電流電壓轉換電路耦接，用以將該輸入電壓或調節電壓轉換為該輸出電壓並供應一輸出電流，其中該輸出電流與該調節電壓同相變化；其中，該控制訊號用以輸入該電壓電流轉換電路或該電流電壓轉換電路，以自動調整該輸入電壓轉換為該調節電流之轉換比例、或該調節電流轉換為該調節電壓之轉換比例。
就另一觀點言，本發明提供一種自動增益控制電路，用於一電源供應電路中，該電源供應電路用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓並供應一輸出電流，其中該輸出電流與該調節電壓同相變化，所述自動增益控制電路包含：一電壓電流轉換電路，用以將該輸入電壓轉換為一調節電流；一電流電壓轉換電路，與該電壓電流轉換電路耦接，用以將該調節電流轉換為一調節電壓；一低通濾波電路，與該電流電壓轉換電路耦接，用以取得該調節電壓中一低頻訊號；以及一比較電路，與該低通濾波電路耦接，用以根據該低頻訊號與一參考電壓，產生一控制訊號；其中，該控制訊號用以輸入該電壓電流轉換電路或該電流電壓轉換電路，以自動調整該輸入電壓轉換為該調節電流之轉換比例、或該調節電流轉換為該調節電壓之轉換比例。
在其中一種較佳的實施型態中，該電壓電流轉換電路包括：一差動放大器電路，用以根據該輸入電壓與一調節電流回授訊號，產生一差動放大訊號；一電晶體，與該差動放大器電路耦接，用以根據該差動放 大訊號而操作，產生該調節電流；以及一可變電阻電路，與該電晶體耦接，用以根據該調節電流，產生該調節電流回授訊號，其中該可變電阻電路之電阻值受控於該控制訊號。
前述的實施型態中，該可變電阻電路例如可包括一金屬氧化物半導體元件，由控制訊號控制其電阻值。
前述的實施型態中，該電流電壓轉換電路可包括：一電流鏡電路，用以將該調節電流複製而產生一複製調節電流；以及一阻抗電路，與該電流鏡電路耦接，用以將該複製調節電流轉換為該調節電壓。
在另一種較佳的實施型態中，該電流電壓轉換電路包括：一電流鏡電路，用以將該調節電流複製而產生一複製調節電流；以及一可變電阻電路，與該電流鏡電路耦接，用以將該複製調節電流轉換為該調節電壓，其中該可變電阻電路之電阻值受控於該控制訊號。
前述的實施型態中，該可變電阻電路例如可包括一金屬氧化物半導體元件，由控制訊號控制其電阻值。
在一種較佳的實施型態中，該電壓電流轉換電路更包括一增益上限設定電路，與該可變電阻電路串聯，用以設定該自動增益控制電路中一增益上限。
在一種較佳的實施型態中，該電壓電流轉換電路更包括一增益下限設定電路，與該可變電阻電路並聯，用以設定該自動增益控制電路中一增益下限。
在一種較佳的實施型態中，該電流鏡電路更包括一定電流源，以設定該調節電壓一最低值。
在一種較佳的實施型態中，該負載驅動電路包括：一差動放大器電路，根據該調節電壓與一電流感測訊號產生一差動放大訊號；一功率級電路，根據該差動放大訊號，操作其中至少一功率開關，以將該輸入電壓或調節電壓轉換為該輸出電壓並供應一輸出電流；以及一電流感測電路，與該差動放大器電路耦接，以根據該輸出電流或其相關訊號而產生該電流感測訊號。
就另一觀點言，本發明提供一種自動增益控制電路控制方 法，其中該自動增益控制電路用於一電源供應電路中，該電源供應電路用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓並供應一輸出電流，其中該輸出電流與該調節電壓同相變化，所述自動增益控制電路控制方法，包含：將該輸入電壓轉換為一調節電流；將該調節電流轉換為一調節電壓；過濾該調節電壓以取得一低頻訊號；以及根據該低頻訊號與一參考電壓，產生一控制訊號；其中，該控制訊號用以輸入該電壓電流轉換電路或該電流電壓轉換電路，以自動調整該輸入電壓轉換為該調節電流之轉換比例、或該調節電流轉換為該調節電壓之轉換比例。
在其中一種實施型態中，該自動增益控制電路控制方法更包括：設定該輸入電壓轉換為該調節電流之轉換比例上下限，藉以設定該自動增益控制電路之一增益的上下限。
在其中一種實施型態中，該自動增益控制電路控制方法更包括：設定該調節電流轉換為該調節電壓之轉換比例上下限，藉以設定該自動增益控制電路之一增益的上下限。
在其中一種實施型態中，該自動增益控制電路控制方法更包括：設定該調節電壓一最低值。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
10‧‧‧LED電路
100,200,300,400‧‧‧電源供應電路
101‧‧‧整流電路
102‧‧‧PFC電路
103,203,6031‧‧‧功率級電路
105,205‧‧‧控制電路
2051‧‧‧差動放大器
2053‧‧‧PWM訊號產生電路
210‧‧‧自動增益控制電路
220‧‧‧負載驅動電路
303,603,703,803‧‧‧負載驅動電路
305,405,905‧‧‧自動增益控制電路
3051,4051,9051‧‧‧電壓電流轉換電路
3052,4052,9052‧‧‧電流電壓轉換電路
3053,4053‧‧‧低通濾波電路
4054,4059‧‧‧可變電阻電路
4055‧‧‧電流鏡電路
4056,4058‧‧‧阻抗電路
6032,7032,8032‧‧‧電流感測電路
9053‧‧‧增益上限設定電路
9054‧‧‧增益下限設定電路
9055‧‧‧定電流源
ACTL‧‧‧接腳
A1,A2,A3‧‧‧差動放大器電路
CS‧‧‧電流感測訊號
C1‧‧‧電容
GATE‧‧‧驅動訊號
GND‧‧‧接地電位
Ia‧‧‧調節電流
Ia’‧‧‧複製調節電流
Ib‧‧‧定電流源之電流
ILED LED‧‧‧電流
R1,R2,R3,R4‧‧‧電阻
SW1‧‧‧功率開關
SW2‧‧‧電晶體
Vac‧‧‧待整流電壓
Vin,Vin1,Vin2‧‧‧輸入電壓
Vout‧‧‧輸出電壓
Vref‧‧‧參考電壓
Vrsin‧‧‧調節電壓
第1圖顯示一種先前技術電源供應電路100示意圖。
第2A圖顯示本發明第一個實施例。
第2B圖顯示本發明第二個實施例。
第3圖顯示本發明第三個實施例。
第4圖顯示本發明第四個實施例。
第5圖顯示本發明第五個實施例。
第6圖顯示本發明第六個實施例。
第7圖顯示本發明第七個實施例。
第8圖顯示本發明第八個實施例。
第9A-9K圖顯示功率級電路可為同步或非同步之降壓型、升壓型、反壓型、升降壓型、升反壓型或返馳型功率級電路。
請參閱第2A圖，在本發明的第一個實施例中，電源供應電路200內可以省略PFC電路。詳言之，電源供應電路200包含功率級電路203和控制電路205，其中控制電路205所產生的驅動訊號GATE，操作功率級電路203中的至少一個功率開關SW1，而將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vout。功率級電路203例如但不限於可為第9A-9K圖所示之同步或非同步之降壓型、升壓型、反壓型、升降壓型、升反壓型或返馳型功率級電路。控制電路205中包含差動放大器2051和脈寬調變(PWM)訊號產生器2053，其中差動放大器2051的一端接收相關於輸出電流Iout的電流感測訊號CS、另一端接收相關於輸入電壓Vin的訊號，兩者相比較後，將其差值放大輸入PWM訊號產生器2053，藉以產生驅動訊號GATE。在本實施例中，輸入電壓Vin經過電阻R1、R2取分壓，並經過電容C1穩壓後輸入差動放大器2051，但此安排方式僅是較佳而非絕對必要，如差動放大器2051的構成元件可以耐受高壓，則可將輸入電壓Vin直接輸入差動放大器2051而不必取分壓、或是不必使用電容C1來穩壓。藉由電路的回授平衡機制，差動放大器2051的兩輸入端電位會達到平衡(假設差動放大器2051的內部偏壓可忽略)，因此電流感測訊號CS將會隨輸入電壓Vin而變化，亦即輸出電流Iout會跟隨輸入電壓Vin的相位，達成PFC功能。
以上實施例的電源供應電路200中，若待整流電壓Vac的振幅不同時，例如110V與220V，將造成輸出電流Iout的振幅或平均值亦隨之改變，因此本發明在以下的實施例中進一步提出：可在電源供應電路設置自動增益控制電路，藉由自動調整的方式，使輸出電流Iout不但相位與輸入電壓Vin相同，且輸出電流Iout的振幅或平均值不會隨待整流電壓Vac的振幅(或輸入電壓Vin的振幅)而改變。
第2B圖顯示本發明的第二個實施例，在本實施例中，電源供應電路200包含自動增益控制電路210和負載驅動電路220，其中負載驅 動電路220例如但不限於可具有第一實施例中的功率級電路203和控制電路205。自動增益控制電路210將輸入電壓Vin轉換為調節電壓Vrsin；在輸入電壓Vin轉換為調節電壓Vrsin的過程中，調節電壓Vrsin和輸入電壓Vin保持相同的相位，但輸入電壓Vin轉換為調節電壓Vrsin的轉換比例被自動調整，以使調節電壓Vrsin具有固定的振幅或平均值，而不受輸入電壓的不同規格所影響。
需說明的是，在自動增益控制電路210將輸入電壓Vin轉換為調節電壓Vrsin的過程中，並不需要自負載驅動電路220取得回授訊號，亦即自動增益控制電路210和負載驅動電路220兩者之間為開迴路的連接關係。這種安排方式的優點是：負載驅動電路220可以針對驅動負載的需要來單獨設計，在電路的參數設定上比較單純，而不需要因為考慮到回授控制自動增益控制電路210，而使電路的參數設定複雜化。舉例而言，假設被驅動的負載是發光二極體(LED)電路，則負載驅動電路220可使用針對該應用所設計的LED驅動電路，僅需將差動放大器2051的一端連接到調節電壓Vrsin即可，其他電路參數都不需要更動。
第3圖顯示本發明的第三個實施例，其中舉例顯示自動增益控制電路的較具體結構。如第3圖所示，電源供應電路300包括自動增益控制電路305與負載驅動電路303。其中，自動增益控制電路305可對應於第二個實施例中的自動增益控制電路210，而負載驅動電路303可對應於第二個實施例中的負載驅動電路220。自動增益控制電路305具有電壓電流轉換電路3051、電流電壓轉換電路3052、低通濾波電路3053、與差動放大器電路A1。電壓電流轉換電路3051用以將輸入電壓Vin轉換為調節電流。電流電壓轉換電路3052與電壓電流轉換電路3051耦接，用以將調節電流轉換為調節電壓Vrsin。在輸入電壓Vin轉換為調節電流、再轉換為調節電壓Vrsin的過程中，調節電壓Vrsin和輸入電壓Vin保持相同的相位，但輸入電壓Vin轉換為調節電流的轉換比例、或是調節電流轉換為調節電壓Vrsin的轉換比例被自動調整，以使調節電壓Vrsin具有固定的振幅。負載驅動電路303例如可包含第2B圖實施例中的功率級電路203和控制電路205，將調節電壓Vrsin轉換為輸出電壓Vout並供應輸出電流Iout，亦即第2圖實施例中的 輸入電壓Vin改為第3圖實施例中的調節電壓Vrsin，使得輸出電流Iout與調節電壓Vrsin同相位、亦即與輸入電壓Vin同相位。低通濾波電路3053與電流電壓轉換電路3052耦接，用以取得調節電壓Vrsin中的低頻訊號，可視為取得調節電壓Vrsin的平均值。差動放大器電路A1與低通濾波電路3053耦接，用以根據前述低頻訊號與參考電壓Vref，產生控制訊號。控制訊號可回授輸入電壓電流轉換電路3051或電流電壓轉換電路3052，以自動調整輸入電壓Vin轉換為調節電流的轉換比例、或是自動調整調節電流轉換為調節電壓Vrsin的轉換比例。根據回授控制的基本原理，當電路平衡時，差動放大器電路A1的兩輸入端電位相等(假設差動放大器電路A1的內部偏壓可忽略)，因此可藉由回授控制使調節電壓Vrsin的平均值實質等於參考電壓Vref，亦即不論輸入電壓Vin的振幅如何，調節電壓Vrsin都會具有固定的平均值，換言之假設無其他控制因子變動調節電壓Vrsin的振幅，則調節電壓Vrsin的振幅也會固定；若有其他控制因子改變其振幅(例如改變其峰值或谷值)，則雖然振幅改變，平均值仍不變。
第4圖顯示本發明的第四個實施例。如第4圖所示，電源供應電路400包括自動增益控制電路405與負載驅動電路303。其中，自動增益控制電路405具有電壓電流轉換電路4051、電流電壓轉換電路4052、低通濾波電路4053、與差動放大器電路A1。其中，電壓電流轉換電路4051包括：差動放大器電路A2、電晶體SW2、與可變電阻電路4054。差動放大器電路A2，用以根據輸入電壓與調節電流回授訊號，產生差動放大訊號。電晶體SW2與差動放大器電路A2耦接，用以根據差動放大訊號而操作，產生調節電流Ia。可變電阻電路4054與電晶體SW2耦接，用以根據調節電流Ia，產生調節電流回授訊號。如圖所示，差動放大器電路A2接收相關於輸入電壓Vin的分壓訊號(電阻R4的跨壓)，與調節電流回授訊號比較，根據其比較的結果產生差動放大訊號，用以操作電晶體SW2，因此調節電流Ia將等於輸入電壓Vin的分壓(電阻R4的跨壓)除以可變電阻電路4054的電阻值。可變電阻電路4054例如但不限於如圖中右下方所示之金屬氧化物半導體(metal oxide semiconductor,MOS)元件，可由控制訊號控制其電阻值。換言之，可藉由控制訊號改變可變電阻電路4054的電阻值，來改變調 節電流Ia，亦即可自動地調整輸入電壓Vin轉換為調節電流的轉換比例。顯然，改變輸入電壓Vin轉換為調節電流的轉換比例，其方法不只一種，在第4圖所示電路中，如將電阻R3或R4改為可變電阻，並以控制訊號回授控制該可變電阻的電阻值，也同樣能改變輸入電壓Vin轉換為調節電流的轉換比例。
請繼續參閱第4圖，在本實施例中，電流電壓轉換電路4052包括：電流鏡電路4055與阻抗電路4056。電流鏡電路4055與電晶體SW2耦接，以將調節電流Ia複製而產生複製調節電流Ia’。阻抗電路4056例如但不限於如圖所示之電阻，與電流鏡電路4055耦接，以將複製調節電流Ia’轉換為調節電壓Vrsin。圖中也舉例顯示低通濾波電路4053可以是RC串聯電路。
請參閱第5圖，顯示本發明的第五個實施例。與第四個實施例不同的是，如第5圖所示，可變電阻電路4054改換為阻抗電路4058，而阻抗電路4056改換為可變電阻電路4059，且差動放大器電路A1所輸出的控制訊號改為控制可變電阻電路4059的電阻值，以自動地調整調節電流轉換為調節電壓Vrsin的轉換比例。可變電阻電路4054例如但不限於如圖中右下方所示之MOS元件，可由控制訊號控制其電阻值。依此方式，同樣可以使調節電壓Vrsin在不同的輸入電壓Vin之下，都仍具有固定的平均值及/或振幅。顯然，改變調節電流轉換為調節電壓Vrsin的轉換比例，其方法不只一種，在第5圖所示電路中，如以控制訊號來控制電流鏡電路4055的複製比例(例如改變電流鏡電路4055中任一電晶體的尺寸)，也同樣可以自動地調整調節電壓Vrsin。又，如綜合第4圖和第5圖的實施例，使控制訊號既控制電壓電流轉換電路4051、也控制電流電壓轉換電路4052，顯然也是一種可行的方式。
請參閱第6圖，顯示本發明的第六個實施例。本實施例顯示負載驅動電路603更具體的實施例。如圖所示，負載驅動電路603具有差動放大器電路A3、功率級電路6031、與電流感測電路6032。差動放大器電路A3根據調節電壓Vrsin與電流感測訊號產生差動放大訊號。功率級電路6031根據差動放大訊號，操作其中至少一功率開關，以將輸入電壓Vin或調節 電壓Vrin轉換為輸出電壓Vout，用以供應給負載10，負載10例如但不限於如圖所示之LED電路10。假設輸出電壓Vout並未連接其他電路，則輸出電流Iout等於LED電流ILED；若輸出電壓Vout還連接到其他電路，則LED電流ILED仍相關於輸出電流Iout並具有可知的相關性。電流感測電路6032設置在LED電流ILED的路徑上(LED電路10的上端或下端皆可)，以根據LED電流ILED，產生電流感測訊號傳送給差動放大器電路A3。根據回授控制的基本原理，以上安排可使LED電流ILED與調節電壓Vrsin同相位變化，且由於調節電壓Vrsin具有固定的平均值及/或振幅，因此LED電流ILED也具有固定的平均值及/或振幅，可避免應用在不同輸入電壓Vin的環境下，LED電路10產生不同的亮度。
請參閱第7圖，顯示本發明的第七個實施例。本實施例顯示負載驅動電路703更具體的實施例。如圖所示，負載驅動電路703具有差動放大器電路A3、功率級電路6031、與電流感測電路7032。與第六個實施例不同的是，在本實施例中，電流感測電路7032例如可改為偵測輸出電流Iout。
第8圖顯示本發明第八個實施例。如第8圖所示，自動增益控制電路905具有電壓電流轉換電路9051、電流電壓轉換電路9052、低通濾波電路4053、與差動放大器電路A1。與第四個實施例(第4圖)相比，電壓電流轉換電路9051除包括：差動放大器電路A2、電晶體SW2、與回授電路4054之外，更包括增益上限設定電路9053與增益下限設定電路9054。增益上限設定電路9053與可變電阻電路4054串聯，用以設定自動增益控制電路905中的增益上限，其例如但不限於如圖所示之電阻。增益下限設定電路9054與可變電阻電路4054並聯，用以設定自動增益控制電路905中的增益下限，其例如但不限於如圖所示之電阻。詳言之，假設可變電阻電路4054為圖示的MOS元件，當其斷路時電阻為無窮大，則輸入電壓Vin轉換為調節電流的轉換比例將被增益下限設定電路9054的電阻值所決定。當可變電阻電路4054為圖示的MOS元件，且為完全導通時電阻為零，則輸入電壓Vin轉換為調節電流的轉換比例將被增益上限設定電路9053與增益下限設定電路9054的並聯電阻值所決定。
此外，請繼續參閱第9圖，與第四個實施例(第4圖)相比， 電流鏡電路9052更包括定電流源9055，以設定調節電壓Vrsin的最低值(谷值)。詳言之，調節電流為Ia，複製調節電流為Ia’定電流源9055之電流值為Ib，則Ia’=Ia+Ib，亦即當Ia為零時，Ib決定複製調節電流Ia’之最低值，也就是決定調節電壓Vrsin的最低值(谷值)。當調節電壓Vrsin的谷值被決定後，因為平均值為固定，故振幅會相應調整，當谷值上調時，峰值會下降、又當谷值下調時，峰值會上升。
顯然，第9圖設定增益上下限的方式，也可以應用在第五個實施例(第5圖)之中，將增益上限設定電路9053改為與可變電阻電路4059串聯、增益下限設定電路9054改為與可變電阻電路4059並聯。
以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化。例如，差動放大器電路A1可改為比較器電路，產生數位輸出，以數位的形式控制可變電阻，因此在說明書和申請專利範圍中將以「比較電路」作為涵括差動放大器電路和比較器電路的總稱；又如，各實施例中圖示直接連接的兩電路或元件間，可插置不影響主要功能的其他電路或元件；再如，差動放大器電路的輸入端正負可以互換，僅需對應修正電路的訊號處理方式即可。凡此種種，皆可根據本發明的教示類推而得，因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。
300‧‧‧電源供應電路
303‧‧‧負載驅動電路
305‧‧‧自動增益控制電路
3051‧‧‧電壓電流轉換電路
3052‧‧‧電流電壓轉換電路
3053‧‧‧低通濾波電路
A1‧‧‧差動放大器電路
Vin‧‧‧輸入電壓
Vout‧‧‧輸出電壓
Vref‧‧‧參考電壓
Vrsin‧‧‧調節電壓

Claims (28)

  1. 一種電源供應電路，包含：一自動增益控制電路，包括：一電壓電流轉換電路，用以將一輸入電壓轉換為一調節電流；一電流電壓轉換電路，與該電壓電流轉換電路耦接，用以將該調節電流轉換為一調節電壓；一低通濾波電路，與該電流電壓轉換電路耦接，用以取得該調節電壓中一低頻訊號；以及一比較電路，與該低通濾波電路耦接，用以根據該低頻訊號與一參考電壓，產生一控制訊號；以及一負載驅動電路，與該電流電壓轉換電路耦接，用以將該輸入電壓或調節電壓轉換為該輸出電壓並供應一輸出電流，其中該輸出電流與該調節電壓同相變化；其中，該控制訊號用以輸入該電壓電流轉換電路或該電流電壓轉換電路，以自動調整該輸入電壓轉換為該調節電流之轉換比例、或該調節電流轉換為該調節電壓之轉換比例。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路，其中該電壓電流轉換電路包括：一差動放大器電路，用以根據該輸入電壓與一調節電流回授訊號，產生一差動放大訊號；一電晶體，與該差動放大器電路耦接，用以根據該差動放大訊號而操作，產生該調節電流；以及一可變電阻電路，與該電晶體耦接，用以根據該調節電流，產生該調節電流回授訊號，其中該可變電阻電路之電阻值受控於該控制訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電源供應電路，其中該可變電阻電路包括一金屬氧化物半導體元件，由控制訊號控制其電阻值。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之電源供應電路，其中該電流電壓轉換電路包括：一電流鏡電路，用以將該調節電流複製而產生一複製調節電流；以及 一阻抗電路，與該電流鏡電路耦接，用以將該複製調節電流轉換為該調節電壓。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路，其中該電流電壓轉換電路包括：一電流鏡電路，用以將該調節電流複製而產生一複製調節電流；以及一可變電阻電路，與該電流鏡電路耦接，用以將該複製調節電流轉換為該調節電壓，其中該可變電阻電路之電阻值受控於該控制訊號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之電源供應電路，其中該可變電阻電路包括一金屬氧化物半導體元件，由控制訊號控制其電阻值。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應電路，其中該負載驅動電路包括：一差動放大器電路，根據該調節電壓與一電流感測訊號產生一差動放大訊號；一功率級電路，根據該差動放大訊號，操作其中至少一功率開關，以將該輸入電壓或調節電壓轉換為該輸出電壓並供應一輸出電流；以及一電流感測電路，與該差動放大器電路耦接，以根據該輸出電流或其相關訊號而產生該電流感測訊號。
  8. 如申請專利範圍第2或5項所述之電源供應電路，其中該電壓電流轉換電路更包括一增益上限設定電路，與該可變電阻電路串聯，用以設定該自動增益控制電路中一增益上限。
  9. 如申請專利範圍第2或5項所述之電源供應電路，其中該電壓電流轉換電路更包括一增益下限設定電路，與該可變電阻電路並聯，用以設定該自動增益控制電路中一增益下限。
  10. 如申請專利範圍第4或5項所述之電源供應電路，其中該電流鏡電路更包括一定電流源，以設定該調節電壓一最低值。
  11. 一種自動增益控制電路，用於一電源供應電路中，該電源供應電路用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓並供應一輸出電流，其中該輸出電流與該調節電壓同相變化，所述自動增益控制電路包含：一電壓電流轉換電路，用以將該輸入電壓轉換為一調節電流；一電流電壓轉換電路，與該電壓電流轉換電路耦接，用以將該調節 電流轉換為一調節電壓；一低通濾波電路，與該電流電壓轉換電路耦接，用以取得該調節電壓中一低頻訊號；以及一比較電路，與該低通濾波電路耦接，用以根據該低頻訊號與一參考電壓，產生一控制訊號；其中，該控制訊號用以輸入該電壓電流轉換電路或該電流電壓轉換電路，以自動調整該輸入電壓轉換為該調節電流之轉換比例、或該調節電流轉換為該調節電壓之轉換比例。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之自動增益控制電路，其中該電壓電流轉換電路包括：一差動放大器電路，用以根據該輸入電壓與一調節電流回授訊號，產生一差動放大訊號；一電晶體，與該差動放大器電路耦接，用以根據該差動放大訊號而操作，產生該調節電流；以及一可變電阻電路，與該電晶體耦接，用以根據該調節電流，產生該調節電流回授訊號，其中該可變電阻電路之電阻值受控於該控制訊號。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之自動增益控制電路，其中該可變電阻電路包括一金屬氧化物半導體元件，由控制訊號控制其電阻值。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之自動增益控制電路，其中該電流電壓轉換電路包括：一電流鏡電路，用以將該調節電流複製而產生一複製調節電流；以及一阻抗電路，與該電流鏡電路耦接，用以將該複製調節電流轉換為該調節電壓。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之自動增益控制電路，其中該電流電壓轉換電路包括：一電流鏡電路，用以將該調節電流複製而產生一複製調節電流；以及一可變電阻電路，與該電流鏡電路耦接，用以將該複製調節電流轉換為該調節電壓，其中該可變電阻電路之電阻值受控於該控制訊號。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之自動增益控制電路，其中該可變電阻電路包括一金屬氧化物半導體元件，由控制訊號控制其電阻值。
  17. 如申請專利範圍第12或15項所述之自動增益控制電路，其中該電壓電流轉換電路更包括一增益上限設定電路，與該可變電阻電路串聯，用以設定該自動增益控制電路中一增益上限。
  18. 如申請專利範圍第12或15項所述之自動增益控制電路，其中該電壓電流轉換電路更包括一增益下限設定電路，與該可變電阻電路並聯，用以設定該自動增益控制電路中一增益下限。
  19. 如申請專利範圍第14或15項所述之自動增益控制電路，其中該電流鏡電路更包括一定電流源，以設定該調節電壓一最低值。
  20. 一種自動增益控制電路控制方法，其中該自動增益控制電路用於一電源供應電路中，該電源供應電路用以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓並供應一輸出電流，其中該輸出電流與該調節電壓同相變化，所述自動增益控制電路控制方法，包含：將該輸入電壓轉換為一調節電流；將該調節電流轉換為一調節電壓；過濾該調節電壓以取得一低頻訊號；以及根據該低頻訊號與一參考電壓，產生一控制訊號；其中，該控制訊號用以輸入該電壓電流轉換電路或該電流電壓轉換電路，以自動調整該輸入電壓轉換為該調節電流之轉換比例、或該調節電流轉換為該調節電壓之轉換比例。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之自動增益控制電路控制方法，更包括：設定該輸入電壓轉換為該調節電流之轉換比例上下限，藉以設定該自動增益控制電路之一增益的上下限。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之自動增益控制電路控制方法，更包括：設定該調節電流轉換為該調節電壓之轉換比例上下限，藉以設定該自動增益控制電路之一增益的上下限。
  23. 如申請專利範圍第20項所述之自動增益控制電路控制方法，更包括：設定該調節電壓一最低值。
  24. 一種電源供應電路，用以根據一輸入電壓產生一輸出電流，其中在不同 規格的輸入電壓下，該輸出電流具有大致相同的平均值，該電源供應電路包含：一自動增益控制電路，用以產生一與該輸入電壓同相之調節訊號，其中在不同規格的輸入電壓下，該調節訊號具有大致相同的振幅或平均值；以及一負載驅動電路，以開迴路的連接關係接受該調節訊號控制，以產生該輸出電流。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之電源供應電路，其中該負載驅動電路包括一控制電路和一功率級電路，該控制電路以開迴路的連接關係接受該調節訊號，根據該調節訊號產生驅動訊號控制該功率級電路，以產生該輸出電流。
  26. 如申請專利範圍第24項所述之電源供應電路，其中該該自動增益控制電路包括：一電壓電流轉換電路，用以將一輸入電壓轉換為一調節電流；一電流電壓轉換電路，與該電壓電流轉換電路耦接，用以將該調節電流轉換為一調節電壓；一低通濾波電路，與該電流電壓轉換電路耦接，用以取得該調節電壓中一低頻訊號；以及一比較電路，與該低通濾波電路耦接，用以根據該低頻訊號與一參考電壓，產生一控制訊號用以控制該電壓電流轉換電路中之一參數，以維持該調節電壓在不同規格的輸入電壓下，仍具有大致相同的振幅或平均值，其中該調節電壓作為前述調節訊號。
  27. 如申請專利範圍第24項所述之電源供應電路，其中該該自動增益控制電路包括：一電壓電流轉換電路，用以將一輸入電壓轉換為一調節電流；一電流電壓轉換電路，與該電壓電流轉換電路耦接，用以將該調節電流轉換為一調節電壓；一低通濾波電路，與該電流電壓轉換電路耦接，用以取得該調節電壓中一低頻訊號；以及一比較電路，與該低通濾波電路耦接，用以根據該低頻訊號與一參 考電壓，產生一控制訊號用以控制該電流電壓轉換電路中之一參數，以維持該調節電壓在不同規格的輸入電壓下，仍具有大致相同的振幅或平均值，其中該調節電壓作為前述調節訊號。
  28. 如申請專利範圍第26或27項所述之電源供應電路，其中該，該比較電路是一差動放大電路。
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