TWI556564B - 電路轉換器控制系統 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種電路轉換器控制系統,尤指一種採用數位化電路控制並依據輕載狀態與重載狀態調整責任週期之電路轉換器控制系統。
隨著科技日新月異的進步,電子裝置已充斥於人們的生活當中,其中,隨著消費型電子的節能形態及對於環保的重視,電子產品要求在待機時能消耗較低功率,以延長電池使用時間及降低電能消耗,因此電路轉換器如何設計成為業界中之所欲解決之課題。
請參閱第一圖,第一圖係顯示本發明先前技術之電源轉換器之方塊示意圖,一般而言,返馳式電路轉換器係包含一類比式PWM控制切換模組PA1以及一電路轉換器PA2,電路轉換器PA2係電性連接於類比式PWM控制切換模組PA1,且電路轉換器PA2一般係包含一橋式整流器PA21、一變壓器PA22、一濾波電路PA23、一負載開關PA24、一回授電路PA25、一補償電路PA26以及一負載電阻PA27,變壓器PA22係電性連接於橋式整流器PA21,並電性連接於濾波電路PA23,負載開關PA24電性連接於變壓器PA22以及負載電阻PA27,回授電路PA25電性
連接於濾波電路PA23以及補償電路PA26,且補償電路PA26係電性連接於類比式PWM控制切換模組PA1。
而類比式PWM控制切換模組PA1係依據負載之狀況來控制負載開關PA24之開啟與關閉,類比式PWM控制切換模組PA1係電性連接於電路轉換器PA2,且其主要係由如前沿消隱(LEB)電路、振盪器、誤差放大器、閉鎖電路以及比較器等所組成。然而,一般來說,採用此種類比式電路的設計較缺乏彈性,具體來說,若欲使電路轉換器PA2操作於連續導通模式(CCM)、不連續導通模式(DCM)或邊界導通模式(BCM)而需修改電路時,受限於類比式電路的架構而無法重新編程,因而需重新設計內部電路及補償電路PA26,使得實務上在使用時較不方便。
有鑒於現有技術是以類比式電路對負載開關進行控制,因而在類比式電路的架構之下,普遍具有需隨操作模式的不同而需費時修改電路之問題。緣此,本發明係提供一種電路轉換器控制系統,主要係採數位之方式設計電路,以解決上述之問題。
基於上述目的,本發明所採用之主要技術手段係提供一種電路轉換器控制系統,係電性連接於一電路轉換器,電路轉換器係包含一輸入級電路、一負載開關以及一輸出級電路,負載開關係電性連接於輸入級電路,輸出級電路係電性連接於輸入級電路而設置,電路轉換器控制系統包含一類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter;ADC)、一濾波器以及一控制模組。類比數位轉換器係電性連接於輸出級電路之一輸出端,用以將輸出端於相異時間所輸出之為類比信號之一相異時間回授輸出
電壓轉換為數位信號之相異時間回授輸出電壓,並用以將輸出端所輸出之為類比信號之一即時回授輸出電壓轉換為數位信號之即時回授輸出電壓。濾波器係電性連接於類比數位轉換器,用以依據為數位信號之相異時間回授輸出電壓取樣出一歷史回授平均電壓。控制模組係電性連接於類比數位轉換器、濾波器與負載開關,設有一電壓門檻值,用以接收輸出端所輸出之為數位信號之即時回授輸出電壓,並用以依據歷史回授平均電壓而偵測出電路轉換器之一負載狀態;控制模組依據即時回授輸出電壓與歷史回授平均電壓得出一電壓差異值。其中,控制模組係以一控制責任週期控制負載開關,在控制模組偵測出負載狀態係自一輕載狀態轉入至一重載狀態且電壓差異值達電壓門檻值時,係增加控制責任週期以控制負載開關;在控制模組偵測出負載狀態係自重載狀態轉入至輕載狀態且電壓差異值達電壓門檻值時,係降低控制責任週期以控制負載開關。
其中,上述電路轉換器控制系統之附屬技術手段之較佳實施例中,電路轉換器控制系統更包含一類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter;ADC),係電性連接於輸出端、濾波器與控制模組,用以將為類比信號之相異時間回授輸出電壓轉換為數位信號之相異時間回授輸出電壓,並用以將為類比信號之即時回授輸出電壓轉換為數位信號之即時回授輸出電壓。此外,電路轉換器控制系統更包含一驅動模組,驅動模組係電性連接於控制模組與負載開關,用以依據控制模組對負載開關之控制驅動負載開關,而電路轉換器為一返馳式轉換器。
其中,上述電路轉換器控制系統之附屬技術手段之較佳實施例中,電路轉換器控制系統更包含一可程式處理模組,
可程式處理模組包含一開啟時間查表單元以及一關閉時間查表單元,開啟時間查表單元係電性連接於類比數位轉換器與控制模組,設有即時回授輸出電壓與一開啟時間之對應關係,用以依據為數位信號之即時回授輸出電壓獲取所對應之開啟時間,藉以將代表開啟時間之一第一查表信號傳送至控制模組。關閉時間查表單元係電性連接於濾波器與控制模組,設有歷史回授平均電壓與一關閉時間之對應關係,用以依據歷史回授平均電壓獲取所對應之關閉時間,藉以將代表關閉時間之一第二查表信號傳送至控制模組,其中,控制模組係依據第一查表信號與第二查表信號調整控制責任週期。
其中,上述電路轉換器控制系統之附屬技術手段之另一較佳實施例中,電路轉換器控制系統包含一可程式處理模組,可程式處理模組包含一倍率器、一第一多工器以及一第二多工器,倍率器係電性連接於類比數位轉換器,係設有一倍率預設值,並用以將為數位信號之即時回授輸出電壓與倍率預設值進行運算,藉以產生一倍率運算值。第一多工器用以依據負載狀態選擇性地接收一輕載轉重載開啟時間值與一重載轉輕載開啟時間值中之一者,而第二多工器係電性連接於倍率器、第一多工器與控制模組,用以在負載狀態自輕載狀態轉入至重載狀態時,受觸發接收第一多工器所傳送之輕載轉重載開啟時間值,並將輕載轉重載開啟時間值傳送至控制模組;第二多工器並用以在負載狀態自重載狀態轉入至輕載狀態時,受觸發接收第一多工器所傳送之重載轉輕載開啟時間值,並將重載轉輕載開啟時間值傳送至控制模組,其中,在負載狀態為保持原狀態時,第二多工器係維持輸出倍率運算值。
其中,上述電路轉換器控制系統之附屬技術手段之另一較佳實施例中,可程式處理模組包含一關閉時間查表單元、一第三多工器以及一第四多工器,關閉時間查表單元係電性連接於濾波器,設有歷史回授平均電壓與一關閉時間之一對應關係表,用以依據歷史回授平均電壓獲取並傳送出所對應之關閉時間,第三多工器用以依據負載狀態選擇性地接收一輕載轉重載關閉時間值與一重載轉輕載關閉時間值中之一者,第四多工器係電性連接於關閉時間查表單元、第三多工器與控制模組,用以在負載狀態自輕載狀態轉入至重載狀態時,受觸發接收第三多工器所傳送之輕載轉重載關閉時間值,並將輕載轉重載關閉時間值傳送至控制模組;第四多工器並用以在負載狀態自重載狀態轉入至輕載狀態時,受觸發接收第三多工器所傳送之重載轉輕載關閉時間值,並將重載轉輕載關閉時間值傳送至控制模組,其中,在負載狀態為保持原狀態時,第四多工器係維持輸出關閉時間。
藉由本發明所採用之電路轉換器控制系統之主要技術手段後,由於是採用數位化之控制,因而可因應不同操作模式而重新編程,因此不需再費時重新進行電路設計,此外,也由於採用平均值與即時回授值之差值判斷,因而可有效依據重載與輕載的不同隨時調整責任週期的大小,進而可有效避免電路轉換器產生過衝(overshoot)與負載降低(load drop)之問題。
本發明所採用的具體實施例,將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。
PA1‧‧‧類比式PWM控制切換模組
PA2‧‧‧電路轉換器
PA21‧‧‧橋式整流器
PA22‧‧‧變壓器
PA23‧‧‧濾波電路
PA24‧‧‧負載開關
PA25‧‧‧回授電路
PA26‧‧‧補償電路
PA27‧‧‧負載電阻
1‧‧‧電路轉換器控制系統
11、11a‧‧‧類比數位轉換器
12、12a‧‧‧濾波器
13、13a‧‧‧控制模組
131、131a‧‧‧時間變數對照表
14、14a‧‧‧可程式處理模組
141‧‧‧開啟時間查表單元
1411‧‧‧第一對應關係表
142‧‧‧關閉時間查表單元
1421‧‧‧第二對應關係表
143a‧‧‧倍率器
144a‧‧‧第一多工器
145a‧‧‧第二多空器
146a‧‧‧關閉時間查表單元
1461a‧‧‧對應關係表
147a‧‧‧第三多工器
148a‧‧‧第四多工器
15‧‧‧驅動模組
2‧‧‧電路轉換器
21‧‧‧輸入級電路
22‧‧‧負載開關
23‧‧‧負載電阻
24‧‧‧輸出級電路
241‧‧‧輸出端
S1‧‧‧第一查表信號
S2‧‧‧第二查表信號
t0、t1‧‧‧時間
第一圖係顯示本發明先前技術之電源轉換器之方塊示意圖;第二圖係顯示本發明較佳實施例之電路轉換器控制系統與電路轉換器之方塊示意圖;第三圖係顯示本發明較佳實施例之輕載狀態轉重載狀態之波形示意圖;第四圖係顯示本發明較佳實施例之重載狀態轉輕載狀態之波形示意圖;以及第五圖係顯示本發明另一較佳實施例之可程式處理模組之方塊示意圖。
由於本發明所提供之電路轉換器控制系統中,其組合實施方式不勝枚舉,故在此不再一一贅述,僅列舉一較佳實施例加以具體說明。
請參閱第二圖,第二圖係顯示本發明較佳實施例之電路轉換器控制系統與電路轉換器之方塊示意圖。
如圖所示,本發明較佳實施例之電路轉換器控制系統1係電性連接於一電路轉換器2,電路轉換器2可為一返馳式轉換器,但其他實施例中不限於此,電路轉換器2包含一輸入級電路21、一負載開關22、一負載電阻23以及一輸出級電路24,輸入級電路21一般係包含有交流電源、橋式整流器、解耦電容(bulk capacitor)、電感、二極體、電容與變壓器之元件,其係為現有技術,不再贅述,而負載開關22係電性連接於輸入級電路21中之變壓器,負載電阻23係電性連接於負載開關22,輸出級電路24係電性連接於輸入級電路21,具體來說,其還可包含有
濾波電路、回授電路與補償電路等元件,同樣地,其係為現有技術,不再贅述。
電路轉換器控制系統1包含一類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter;ADC)11、一濾波器12、一控制模組13、一可程式處理模組14以及一驅動模組15。類比數位轉換器11係電性連接於輸出級電路24之一輸出端241,而在此需要一提的是,本發明較佳實施例所指之電性連接可包含直接電性連接與間接電性連接,其中,類比數位轉換器11係經補償電路與回授電路而間接電性連接於輸出端241。濾波器12係電性連接於類比數位轉換器11,並可為一均方根(RMS)低通濾波器,但其他實施例中可採用其他具有取樣平均值能力之電路。
控制模組13係電性連接於類比數位轉換器11、濾波器12與負載開關22,而控制模組13例如可為一微控制器或是其他具有處理功能之功能電路,且控制模組13係間接電性連接於負載開關22,並設有一電壓門檻值,此電壓門檻值之單位可為電壓(可為正或負,一般係採用正值),並可視實務電路而決定,本發明較佳實施例係僅以120為例,其他實施例中可為80、90、100、120、140等數值。
可程式處理模組14可為可程式增益控制器,並包含一開啟時間查表單元141以及一關閉時間查表單元142,開啟時間查表單元141係電性連接於類比數位轉換器11與控制模組13,並設有一第一對應關係表1411,此第一對應關係表1411具有即時回授輸出電壓與開啟時間之對應關係,其例如下表一所示(其他實施例中不限於此,以下僅以數位8-bit之形式顯示出來,其仍視實務上之設計而定,且即時回授輸出電壓愈大,開啟時間
則愈大):
關閉時間查表單元142係電性連接於濾波器12與控制模組13,並設有一第二對應關係表1421,此第二對應關係表1421具有歷史回授平均電壓與關閉時間之對應關係,其例如下表二所示(其他實施例中不限於此,以下僅以數位8-bit之形式顯示出來,其仍視實務上之設計而定,且歷史回授平均電壓愈大,關閉時間則愈小):
而在此需要一提的是,控制模組13內可設有一時間變數對照表131,此時間變數對照表131可為即時回授輸出電壓、歷史回授平均電壓、電壓差異值、上述開啟時間、上述關閉時間以及一時間變數值之對應關係,但其他實施例中不限於此,而時間變數值可為倍數之值或是一固定數值,若為固定數值的話,一般最大為95%,最小為5%,特此敘明。
驅動模組15係電性連接於控制模組13與負載開關
22,其係可包含有切換點預測電路與開關驅動電路,此切換點預測電路與開關驅動電路為現有技術,因此不再贅述。
請一併參閱第二圖至第四圖,第三圖係顯示本發明較佳實施例之輕載狀態轉重載狀態之波形示意圖,第四圖係顯示本發明較佳實施例之重載狀態轉輕載狀態之波形示意圖。如圖所示,其中,電路轉換器2之輸入級電路21提供交流電後,係會於輸出級電路24之輸出端241產生類比式之輸出電壓並回授至電路轉換器控制系統1,而類比數位轉換器11會將此類比式之輸出電壓轉換為數位信號,其中,由於輸出端241於相異時間(例如第1秒、第2秒與第3秒)會分別輸出所對應之輸出電壓,而類比數位轉換器11會將輸出端241於相異時間所輸出之為類比信號之一相異時間回授輸出電壓轉換為數位信號之相異時間回授輸出電壓(假設現在時間為第4秒,第1至3秒之輸出電壓即定義為相異時間回授輸出電壓),並用以將輸出端241所輸出之為類比信號之一即時回授輸出電壓轉換為數位信號之即時回授輸出電壓(假設現在時間為第4秒,即時回授輸出電壓即為此時之輸出電壓)。
濾波器12係依據為數位信號之相異時間回授輸出電壓取樣出一歷史回授平均電壓,其取樣方法例如為取樣上述三個值以後進行平均,但其他實施例中不限於此。此外,控制模組13會在接收歷史回授平均電壓後,依據歷史回授平均電壓而偵測出電路轉換器2之一負載狀態,而此負載狀態係指輕載狀態與重載狀態,其偵測方式例如是於控制模組13內設有輕載判斷設定值(例如為62V)與重載判斷設定值(例如為182V),若歷史回授平均電壓小於或等於輕載判斷設定值則判斷負載狀態為輕載,若歷史回授平均電壓大於或等於重載判斷設定值則判斷為重載。控
制模組13會接收輸出端241所輸出之為數位信號之即時回授輸出電壓,並依據即時回授輸出電壓與歷史回授平均電壓得出一電壓差異值(此電壓差異值一般會取絕對值)。
其中,控制模組13係以一控制責任週期控制負載開關22之開啟與關閉,如第三圖所示,在控制模組13在t0秒偵測出負載狀態自上述之輕載狀態轉入至重載狀態且電壓差異值達電壓門檻值時,係進入快速轉移模式(Fast Transient Mode;FTM)而增加控制責任週期以控制負載開關22,舉例來說,若控制責任週期為40%,那麼係可於當下將控制責任週期增加至80%;另外,如第四圖所示,在控制模組13於t1秒偵測出負載狀態係自重載狀態轉入至輕載狀態且電壓差異值達電壓門檻值時,係進入快速轉移模式而降低控制責任週期以控制負載開關22,舉例來說,若控制責任週期為40%,那麼係可於當下將控制責任週期降低至20%。
而上述增加與降低之方法係可由開啟時間查表單元141與關閉時間查表單元142運作而得,具體來說,開啟時間查表單元141會依據為數位信號之即時回授輸出電壓而至第一對應關係表1411獲取所對應之當下的開啟時間,藉以將代表開啟時間之一第一查表信號S1傳送至控制模組13;此外,關閉時間查表單元142會依據歷史回授平均電壓而至第二對應關係表1421獲取所對應之當下的關閉時間,藉以將代表關閉時間之一第二查表信號S2傳送至控制模組13,控制模組13依據第一查表信號S1與第二查表信號S2控制計數器之計數值,進而調整增加或降低控制責任週期,並觸發驅動模組15依據控制模組13對負載開關22之控制(亦即調整後之控制責任週期)驅動負載開關22開啟或關
閉。
舉例來說,上述輕載狀態轉入至重載狀態之控制方法中,例如第一查表信號S1所代表之數值為10(ns),而第二查表信號S2所代表之數值為8(ns),且控制模組13依據即時回授輸出電壓與歷史回授平均電壓判斷出自輕載狀態轉入至重載狀態時,控制模組13會依據其所設有的時間變數對照表131(例如可取得在重載狀態下電壓差異值、開啟時間與關閉時間所對應之時間變數值),將原有的開啟時間與一時間變數值彼此運算(例如可將原有的開啟時間乘上時間變數值),而原有的關閉時間與另一時間變數值彼此運算(例如可將原有的關閉時間乘上另一時間變數值,其他實施例中可直接將原有的開啟時間調整為如95%之最大值,關閉時間則調整為如5%之最小值,其係視電壓差異值而定,若電壓差異值愈大則調整幅度愈大),進而快速地提升控制責任週期;同樣地,上述重載狀態轉入至輕載狀態之控制方法中,例如第一查表信號S1所代表之數值為20(ns),而第二查表信號S2所代表之數值為5(ns),且控制模組13依據即時回授輸出電壓與歷史回授平均電壓判斷出自重載狀態轉入至輕載狀態時,控制模組13會依據其所設有的時間變數對照表131(例如可取得在輕載狀態下電壓差異值、開啟時間與關閉時間所對應之時間變數值),將原有的開啟時間與一時間變數值彼此運算(例如可將原有的開啟時間乘上時間變數值),而原有的關閉時間與另一時間變數值彼此運算(例如可將原有的關閉時間乘上另一時間變數值,其他實施例中可直接將原有的開啟時間調整為如5%之最小值,關閉時間則調整為如95%之最大值,其係電壓差異值而定,若電壓差異值愈大則調整幅度愈大),進而快速地降低控制責任週期,以上
僅為舉例,並非用以限定本發明之範圍,特此敘明。
請參閱第五圖,第五圖係顯示本發明另一較佳實施例之可程式處理模組之方塊示意圖。如第五圖所示,與上述較佳實施例不同的地方在於,可程式處理模組14a包含一倍率器143a、一第一多工器144a、一第二多工器145a、一關閉時間查表單元146a、一第三多工器147a以及一第四多工器148a,倍率器143a係電性連接於類比數位轉換器11a,係設有一倍率預設值,此倍率預設值例如是0.1至2之間的倍數(其他實施例中不限於此),第二多工器145a係電性連接於倍率器143a、第一多工器144a與控制模組13a。關閉時間查表單元146a係電性連接於濾波器12a,設有與上述較佳實施例相同之歷史回授平均電壓與關閉時間之一對應關係表1461a。第四多工器148a係電性連接於關閉時間查表單元146a、第三多工器147a與控制模組13a。
倍率器143a用以將為數位信號之即時回授輸出電壓與倍率預設值進行運算,藉以產生一倍率運算值,具體來說,其係將即時回授輸出電壓乘上倍率預設值,以獲得上述之倍率運算值,但其他實施例中不限於此。第一多工器144a則用以依據負載狀態選擇性地接收一輕載轉重載開啟時間值與一重載轉輕載開啟時間值中之一者,而在此需要一提的是,倍率預設值、輕載轉重載開啟時間值與重載轉輕載開啟時間值都是可以依據實務操作而改寫的。
關閉時間查表單元146a係用以依據歷史回授平均電壓獲取並傳送出所對應之關閉時間,而第三多工器147a用以依據負載狀態選擇性地接收一輕載轉重載關閉時間值與一重載轉輕載關閉時間值中之一者,同樣地,輕載轉重載關閉時間值與重載轉
輕載關閉時間值也是可以依據實務操作而改寫的。
其中,在負載狀態為保持原狀態而未自輕載狀態轉至重載狀態或是自重載狀態轉入至輕載狀態時,第二多工器145a係維持輸出倍率運算值,第四多工器148a係維持輸出關閉時間,也就是說,在負載狀態未發生改變的情況下,第二多工器145a與第四多工器148a都是維持原輸出(分別依據倍率器143a之運算結果與關閉時間查表單元146a之查表結果而輸出)。
而當負載狀態自輕載狀態轉入至重載狀態時,第二多工器145a受觸發接收第一多工器144a所傳送之輕載轉重載開啟時間值(具體來說即第一多工器144a在此時是選擇接收並傳送出輕載轉重載開啟時間值),並將輕載轉重載開啟時間值傳送至控制模組13a,同時,第四多工器148a係受觸發接收第三多工器147a所傳送之輕載轉重載關閉時間值,並將輕載轉重載關閉時間值傳送至控制模組13a,使得控制模組13a可依據輕載轉重載開啟時間值與輕載轉重載關閉時間值調整控制責任週期。
另外,當負載狀態自重載狀態轉入至輕載狀態時,第二多工器145a受觸發接收第一多工器144a所傳送之重載轉輕載開啟時間值,並將重載轉輕載開啟時間值傳送至控制模組13a,第四多工器148a受觸發接收第三多工器147a所傳送之重載轉輕載關閉時間值,並將重載轉輕載關閉時間值傳送至控制模組13a,使得控制模組13a可依據重載轉輕載開啟時間值與重載轉輕載關閉時間值調整控制責任週期。
同樣地,控制模組13a可設有時間變數對照表131a,此時間變數對照表131a可為即時回授輸出電壓、歷史回授平均電壓、電壓差異值、上述輕載轉重載開啟時間值、上述輕載轉重載
關閉時間值、上述重載轉輕載開啟時間值、上述重載轉輕載關閉時間值以及一時間變數值之對應關係,但其他實施例中不限於此,而時間變數值可為倍數之值或是一固定數值,若為固定數值的話,一般最大為95%,最小為5%,特此敘明。而控制模組13a即可同樣透過上述時間變數對照表131a與接收到的輕載轉重載開啟時間值與輕載轉重載關閉時間值,或是重載轉輕載開啟時間值與重載轉輕載關閉時間值,藉由運算來快速提升或快速降低控制責任週期(運算方式同上述較佳實施例,不再贅述)。
綜合以上所述,採用之電路轉換器控制系統後,由於可因應不同操作模式而重新編程,因此不需再費時重新進行電路設計,也由於採用平均值與即時回授值之差值判斷,因而可有效依據重載與輕載的不同隨時調整責任週期的大小,進而可有效避免電路轉換器產生過衝與負載降低之問題。
藉由以上較佳具體實施例之詳述,係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神,而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地,其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
1‧‧‧電路轉換器控制系統
11‧‧‧類比數位轉換器
12‧‧‧濾波器
13‧‧‧控制模組
131‧‧‧時間變數對照表
14‧‧‧可程式處理模組
141‧‧‧開啟時間查表單元
1411‧‧‧第一對應關係表
142‧‧‧關閉時間查表單元
1421‧‧‧第二對應關係表
15‧‧‧驅動模組
2‧‧‧電路轉換器
21‧‧‧輸入級電路
22‧‧‧負載開關
23‧‧‧負載電阻
24‧‧‧輸出級電路
241‧‧‧輸出端
S1‧‧‧第一查表信號
S2‧‧‧第二查表信號
Claims (7)
- 一種電路轉換器控制系統,係電性連接於一電路轉換器,該電路轉換器係包含一輸入級電路、一負載開關以及一輸出級電路,該負載開關係電性連接於該輸入級電路,該輸出級電路係電性連接於該輸入級電路,該電路轉換器控制系統包含:一類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter;ADC),係電性連接於該輸出級電路之一輸出端,用以將該輸出端於相異時間所輸出之為類比信號之一相異時間回授輸出電壓轉換為數位信號之該相異時間回授輸出電壓,並用以將該輸出端所輸出之為類比信號之一即時回授輸出電壓轉換為數位信號之該即時回授輸出電壓;一濾波器,係電性連接於該類比數位轉換器,用以依據為數位信號之該相異時間回授輸出電壓取樣出一歷史回授平均電壓;以及一控制模組,係電性連接於該類比數位轉換器、該濾波器與該負載開關,設有一電壓門檻值,用以接收該輸出端所輸出之為數位信號之該即時回授輸出電壓,並用以依據該歷史回授平均電壓而偵測出該電路轉換器之一負載狀態;該控制模組依據該即時回授輸出電壓與該歷史回授平均電壓得出一電壓差異值;其中,該控制模組係以一控制責任週期控制該負載開關,在該控制模組偵測出該負載狀態係自一輕載狀態轉入至一重載狀態且該電壓差異值達該電壓門檻值時,係增加 該控制責任週期以控制該負載開關;在該控制模組偵測出該負載狀態係自該重載狀態轉入至該輕載狀態且該電壓差異值達該電壓門檻值時,係降低該控制責任週期以控制該負載開關。
- 如申請專利範圍第1項所述之電路轉換器控制系統,其中,該電路轉換器控制系統更包含一可程式處理模組,該可程式處理模組包含:一開啟時間查表單元,係電性連接於該類比數位轉換器與該控制模組,設有該即時回授輸出電壓與一開啟時間之一第一對應關係表,用以依據為數位信號之該即時回授輸出電壓獲取所對應之該開啟時間,藉以將代表該開啟時間之一第一查表信號傳送至該控制模組;以及一關閉時間查表單元,係電性連接於該濾波器與該控制模組,設有該歷史回授平均電壓與一關閉時間之一第二對應關係表,用以依據該歷史回授平均電壓獲取所對應之該關閉時間,藉以將代表該關閉時間之一第二查表信號傳送至該控制模組;其中,該控制模組係依據該第一查表信號與該第二查表信號調整該控制責任週期。
- 如申請專利範圍第2項所述之電路轉換器控制系統,其中,該控制模組內設有一時間變數對照表,該時間變數對照表具有該即時回授輸出電壓、該相異時間回授輸出電壓、該電壓差異值、該開啟時間、該關閉時間與一時間變數值之 對應關係,藉以在接收到該第一查表信號與該第二查表信號時,依據該時間變數對照表控制調整該控制責任週期。
- 如申請專利範圍第1項所述之電路轉換器控制系統,其中,該電路轉換器控制系統更包含一驅動模組,係電性連接於該控制模組與該負載開關,用以依據該控制模組對該負載開關之控制驅動該負載開關。
- 如申請專利範圍第1項所述之電路轉換器控制系統,其中,該電路轉換器為一返馳式轉換器。
- 如申請專利範圍第1項所述之電路轉換器控制系統,其中,該電路轉換器控制系統包含一可程式處理模組,該可程式處理模組包含:一倍率器,係電性連接於該類比數位轉換器,係設有一倍率預設值,並用以將為數位信號之該即時回授輸出電壓與該倍率預設值進行運算,藉以產生一倍率運算值;一第一多工器,用以依據該負載狀態選擇性地接收一輕載轉重載開啟時間值與一重載轉輕載開啟時間值中之一者;以及一第二多工器,係電性連接於該倍率器、該第一多工器與該控制模組,用以在該負載狀態自該輕載狀態轉入至該重載狀態時,受觸發接收該第一多工器所傳送之該輕載轉重載開啟時間值,並將該輕載轉重載開啟時間值傳送至該控制模組;該第二多工器並用以在該負載狀態自該 重載狀態轉入至該輕載狀態時,受觸發接收該第一多工器所傳送之該重載轉輕載開啟時間值,並將該重載轉輕載開啟時間值傳送至該控制模組;其中,在該負載狀態為保持原狀態時,該第二多工器係維持輸出該倍率運算值。
- 如申請專利範圍第6項所述之電路轉換器控制系統,其中,該可程式處理模組包含:一關閉時間查表單元,係電性連接於該濾波器,設有該歷史回授平均電壓與一關閉時間之一對應關係表,用以依據該歷史回授平均電壓獲取並傳送出所對應之該關閉時間;一第三多工器,用以依據該負載狀態選擇性地接收一輕載轉重載關閉時間值與一重載轉輕載關閉時間值中之一者;以及一第四多工器,係電性連接於該關閉時間查表單元、該第三多工器與該控制模組,用以在該負載狀態自該輕載狀態轉入至該重載狀態時,受觸發接收該第三多工器所傳送之該輕載轉重載關閉時間值,並將該輕載轉重載關閉時間值傳送至該控制模組;該第四多工器並用以在該負載狀態自該重載狀態轉入至該輕載狀態時,受觸發接收該第三多工器所傳送之該重載轉輕載關閉時間值,並將該重載轉輕載關閉時間值傳送至該控制模組;其中,在該負載狀態為保持原狀態時,該第四多工器係維持輸出該關閉時間。
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|---|---|---|---|---|
| EP3563641B1 (en) * | 2016-12-29 | 2025-09-03 | Texas Instruments Incorporated | Adaptive turn-off delay time compensation for led controller |
| EP3484011B1 (en) * | 2017-04-25 | 2021-09-01 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Power supply device and charging control method |
| CN107256059B (zh) * | 2017-06-06 | 2019-01-08 | 深圳市英特源电子有限公司 | 一种高精确度负载检测电路及电源管理芯片 |
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| US10770983B2 (en) * | 2018-12-06 | 2020-09-08 | Infineon Technologies Austria Ag | Circuits and methods for secondary-side rectified voltage sensing in isolated switched-mode power converters |
| US11309801B2 (en) * | 2019-06-27 | 2022-04-19 | Dialog Semiconductor Inc. | Flyback converter with improved dynamic load response |
| US11736026B2 (en) * | 2020-05-29 | 2023-08-22 | Dialog Semiconductor Inc. | Flyback converter with fast load transient detection |
| TWI758924B (zh) * | 2020-10-28 | 2022-03-21 | 產晶積體電路股份有限公司 | 調適性導通時間控制的電源控制系統 |
| CN113403445A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-09-17 | 山东师范大学 | 一种转炉烟气净化回收智能控制系统和控制方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101882875B (zh) * | 2010-04-13 | 2013-02-27 | 矽创电子股份有限公司 | 可调整切换频率的电源供应装置 |
| TWI431883B (zh) * | 2010-05-24 | 2014-03-21 | Leadtrend Tech Corp | 控制方法以及控制器 |
| TWI437809B (zh) * | 2012-01-19 | 2014-05-11 | ||
| TWI443946B (zh) * | 2010-07-29 | 2014-07-01 | Tpv Electronics Fujian Co Ltd | 過功率保護補償電路及返馳式電源 |
| TWI460571B (zh) * | 2011-07-19 | 2014-11-11 | Acbel Polytech Inc | Power factor control circuit and its control method |
| TWI496401B (zh) * | 2013-07-03 | 2015-08-11 | Anpec Electronics Corp | 具快速暫態響應的電流模式直流對直流轉換裝置 |
| TWI496405B (zh) * | 2013-07-05 | 2015-08-11 | Nat Univ Chung Cheng | A single inductance multi-stage output conversion device that increases the load range |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0626480B2 (ja) * | 1987-04-15 | 1994-04-06 | 沖電気工業株式会社 | スイツチングレギユレ−タ |
| US7057907B2 (en) * | 2003-11-21 | 2006-06-06 | Fairchild Semiconductor Corporation | Power converter having improved control |
| US7554310B2 (en) * | 2005-03-18 | 2009-06-30 | Power-One, Inc. | Digital double-loop output voltage regulation |
| US7378805B2 (en) * | 2005-03-22 | 2008-05-27 | Fairchild Semiconductor Corporation | Single-stage digital power converter for driving LEDs |
| US7417879B2 (en) * | 2006-03-08 | 2008-08-26 | Micrel, Inc. | PFM and current controlled switching regulator |
| US7755342B2 (en) * | 2006-05-04 | 2010-07-13 | International Rectifier Corporation | Multi-mode switching control circuit and method for improving light load efficiency in switching power supplies |
| US7518885B2 (en) * | 2006-10-04 | 2009-04-14 | Power Integrations, Inc. | Method and apparatus for a control circuit with multiple operation modes |
| US7791324B2 (en) * | 2007-03-30 | 2010-09-07 | Intersil Americas Inc. | Switching regulator without a dedicated input current sense element |
| US8130522B2 (en) * | 2007-06-15 | 2012-03-06 | The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate | Digital power factor correction |
| US7893674B2 (en) * | 2007-09-26 | 2011-02-22 | Qualcomm, Incorporated | Switch mode power supply (SMPS) and methods thereof |
| US7800351B2 (en) * | 2008-03-24 | 2010-09-21 | Active-Semi, Inc. | High efficiency voltage regulator with auto power-save mode |
| JP2010049523A (ja) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Mitsubishi Electric Corp | 定電流スイッチング電源装置及びその駆動方法、光源駆動装置及びその駆動方法、並びに画像表示装置 |
| US8912773B2 (en) * | 2011-01-20 | 2014-12-16 | International Rectifier Corporation | Synchronous buck converter including multi-mode control for light load efficiency and related method |
| US8976543B1 (en) * | 2011-03-15 | 2015-03-10 | Lockheed Martin Corporation | Full bridge power supply with digital feedback |
| GB201105145D0 (en) * | 2011-03-28 | 2011-05-11 | Tdk Lambda Uk Ltd | Controller |
| TWI477051B (zh) * | 2011-03-28 | 2015-03-11 | Neoenergy Microelectronics Inc | 初次級雙回授控制之返馳式電源轉換器 |
| WO2012160588A1 (ja) * | 2011-05-20 | 2012-11-29 | パナソニック株式会社 | スイッチング電源装置及び半導体装置 |
| US8892914B2 (en) * | 2011-12-08 | 2014-11-18 | Active-Semi, Inc. | Programmable fault protect for processor controlled high-side and low-side drivers |
| TWI488414B (zh) * | 2012-10-30 | 2015-06-11 | Lite On Technology Corp | 具初級側回授控制之返馳式電壓轉換器及其電壓控制方法 |
| US8917073B2 (en) * | 2012-11-02 | 2014-12-23 | Monolithic Power Systems, Inc. | Cot converter with controlled frequency and associated method |
| JP5958431B2 (ja) * | 2013-07-19 | 2016-08-02 | 株式会社村田製作所 | スイッチング電源装置 |
| CN103872915A (zh) * | 2014-02-28 | 2014-06-18 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 直流-直流变换器及其直流-直流变换器系统 |
-
2015
- 2015-09-18 TW TW104130941A patent/TWI556564B/zh active
-
2016
- 2016-09-16 US US15/267,630 patent/US9847726B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101882875B (zh) * | 2010-04-13 | 2013-02-27 | 矽创电子股份有限公司 | 可调整切换频率的电源供应装置 |
| TWI431883B (zh) * | 2010-05-24 | 2014-03-21 | Leadtrend Tech Corp | 控制方法以及控制器 |
| TWI443946B (zh) * | 2010-07-29 | 2014-07-01 | Tpv Electronics Fujian Co Ltd | 過功率保護補償電路及返馳式電源 |
| TWI460571B (zh) * | 2011-07-19 | 2014-11-11 | Acbel Polytech Inc | Power factor control circuit and its control method |
| TWI437809B (zh) * | 2012-01-19 | 2014-05-11 | ||
| TWI496401B (zh) * | 2013-07-03 | 2015-08-11 | Anpec Electronics Corp | 具快速暫態響應的電流模式直流對直流轉換裝置 |
| TWI496405B (zh) * | 2013-07-05 | 2015-08-11 | Nat Univ Chung Cheng | A single inductance multi-stage output conversion device that increases the load range |
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