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TWI568159B - 返馳式電源供應器及其控制電路與控制方法 - Google Patents

返馳式電源供應器及其控制電路與控制方法 Download PDF

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TWI568159B
TWI568159B TW104111537A TW104111537A TWI568159B TW I568159 B TWI568159 B TW I568159B TW 104111537 A TW104111537 A TW 104111537A TW 104111537 A TW104111537 A TW 104111537A TW I568159 B TWI568159 B TW I568159B
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TW
Taiwan
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signal
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pwm
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generating
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TW104111537A
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TW201541840A (zh
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張光甫
林梓誠
羅立狄
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立錡科技股份有限公司
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Description

返馳式電源供應器及其控制電路與控制方法
本發明係有關一種返馳式電源供應器及其控制電路與控制方法,特別是指一種當返馳式電源供應器操作於準諧振(quasi-resonant,QR)操作模式,根據脈寬調變(pulse width modulation,PWM)頻率,而適應性調整功率開關操作之返馳式電源供應器及其控制電路與控制方法。
一種先前技術返馳式電源供應器,將準諧振(quasi-resonant,QR)操作模式的控制方式,應用於非連續電流操作模式(discontinuous current mode,DCM)的控制架構中。可避免返馳式電源供應器進入連續電流操作模式(continuous current mode,CCM),但當返馳式電源供應器進入QR操作模式後,卻也使得頻寬縮小,進而造成輸出電壓紋波過大的問題。
有鑑於此,本發明即針對上述先前技術之不足,提出一種返馳式電源供應器及其控制電路與控制方法,當返馳式電源供應器操作於準諧振(quasi-resonant,OR)操作模式,根據脈寬調變(pulse width modulation,PWM)頻率, 而適應性調整功率開關之導通期間,或適應性調整其中的誤差放大器電路之操作頻寬,以補償輸出電壓紋波。
就其中一個觀點言,本發明提供了一種返馳式電源供應器,包含:一功率級電路,用以根據一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號,操作其中一功率開關以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓;一電壓感測電路,與該功率級電路耦接,用以根據該輸出電壓,產生一電壓感測訊號;一電流感測電路,與該功率級電路耦接,用以根據流經該功率開關之一開關電流,產生一電流感測訊號;以及一控制電路,與該功率級電路、該電壓感測電路、與該電流感測電路耦接,用以根據該電壓感測訊號與該電流感測訊號,以產生該PWM訊號;其中,當該返馳式電源供應器操作於一準諧振(quasi-resonant,QR)操作模式,該控制電路根據該電壓感測訊號示意該輸出電壓零電壓交越(zero voltage crossing,ZVC)時,而決定該功率開關導通之時點,並根據該電流感測訊號、該PWM訊號之一PWM頻率、與一預設臨界值,而決定該功率開關不導通之時點;其中,該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該功率開關之一導通期間,或適應性調整其中一誤差放大器電路之一操作頻寬或一放大器增益,以補償一輸出電壓紋波。
在其中一種較佳的實施例中,該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該導通期間,或適應性調整該操作頻寬或該放大器增益,以改變一電流感測訊號峰值,進而維持該返馳式電源供應器之一輸入功率為固定,並符合: 其中,P為該輸入功率,fs為該PWM頻率,Lm為一一次側電感值,Vcs為該電流感測訊號峰值,Rcs為該電流感測電路之一電阻值。
在其中一種較佳的實施例中,該控制電路以下列其中至少一種方式,根據該PWM頻率,而適應性調整該導通期間:(1)根據該PWM頻率,適應性調整該預設臨界值而產生一臨界值,並於該電流感測訊號達到該臨界值時,調整該PWM訊號,使該功率開關不導通;(2)根據該PWM頻率與該電流感測訊號,產生一電流指示訊號,於該電流指示訊號達到該預設臨界值時,調整該PWM訊號,使該功率開關不導通。
在前述實施例中,該控制電路較佳地根據該PWM頻率,適應性調整該預設臨界值而產生該臨界值,該控制電路包括:一QR控制電路,與該電壓感測電路耦接,用以於該輸出電壓發生ZVC時,產生一設定訊號,且於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;一頻率偵測電路,用以根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;一增益控制電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號、該週期長度訊號、及該預設臨界值,產生該臨界值;一比較電路,與該增益控制電路及該電流感測電路耦接,用以比較該電流感測訊號與該臨界值,而產生一重置訊號;以及一PWM訊號產生電路,與該比較電路及該QR控制電路耦接,用以根據該設定訊號與該重置訊號,產生該PWM訊號。
在前述實施例中,該增益控制電路較佳地包括:一頻率加權電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號、該PWM 訊號、及該週期長度訊號,產生一頻率加權訊號;以及一計算電路,與該頻率加權電路耦接,用以根據該預設臨界值與該頻率加權訊號,產生該臨界值。
在其中一種較佳的實施例中,該控制電路根據該PWM頻率與該電流感測訊號,產生該電流指示訊號,該控制電路包括:一QR控制電路,與該電壓感測電路耦接,用以於該輸出電壓發生ZVC時,產生一設定訊號,且於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;一頻率偵測電路,用以根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;一增益控制電路,與該QR控制電路、該頻率偵測電路、及該電流感測電路耦接,用以根據該QR感知訊號、該週期長度訊號、及該電流感測訊號,產生該電流指示訊號;一比較電路,與該增益控制電路耦接,用以比較該電流指示訊號與該預設臨界值,而產生一重置訊號;以及一PWM訊號產生電路,與該比較電路及該QR控制電路耦接,用以根據該設定訊號與該重置訊號,產生該PWM訊號。
在前述實施例中,該增益控制電路較佳地包括:一頻率加權電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號、該PWM訊號、及該週期長度訊號,產生一頻率加權訊號;以及一計算電路,與該頻率加權電路耦接,用以根據該電流感測訊號與該頻率加權訊號,產生該電流指示訊號。
在其中一種較佳的實施例中,該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該誤差放大器電路之該操作頻寬,該控制電路包括:一QR控制電路,與該電壓感測電路耦接,用以於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;一頻率偵測電路,用以根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號,該誤差放大器電路,包括:一頻寬控制電路,與該QR控制電路及該頻 率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號與該週期長度訊號,而產生一調整訊號;一放大電路,與該電壓感測電路耦接,用以根據一參考電壓與該電壓感測訊號,產生一放大訊號;一補償電阻電路,與該頻寬控制電路及該放大電路耦接;以及一補償電容電路,與該頻寬控制電路及該放大電路耦接;以及一PWM訊號產生電路,與該誤差放大器電路及該電流感測電路耦接,用以根據該放大訊號與該電流感測訊號,產生該PWM訊號;其中,該誤差放大器電路根據該調整訊號,調整該補償電阻電路之一補償電阻值或該補償電容電路之一補償電容值,以適應性調整該誤差放大器電路之該操作頻寬,進而補償該輸出電壓紋波。
在其中一種較佳的實施例中,該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該誤差放大器電路之該放大器增益,該控制電路包括:一QR控制電路,與該電壓感測電路耦接,用以於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;一頻率偵測電路,用以根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;該誤差放大器電路,包括:一放大器增益控制電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號與該週期長度訊號,而產生一放大器增益調整訊號;一放大電路,與該電壓感測電路耦接,用以根據該放大器增益調整訊號,調整該放大器增益,並根據一參考電壓、該電壓感測訊號、與該放大器增益,產生一放大訊號;一補償電阻電路,與該放大電路耦接;以及一補償電容電路,與該放大電路耦接;以及一PWM訊號產生電路,與該誤差放大器電路及該電流感測電路耦接,用以根據該放大訊號與該電流感測訊號,產生該PWM訊號。
就另一個觀點言,本發明提供了一種返馳式電源供應器之控制電路,該返馳式電源供應器包括一功率級電路、一電壓感測電路、一電流感測 電路、與該控制電路;其中,該功率級電路用以根據一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號,操作其中一功率開關以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓;該電壓感測電路與該功率級電路耦接,用以根據該輸出電壓,產生一電壓感測訊號;該電流感測電路,與該功率級電路耦接,用以根據流經該功率開關之一開關電流,產生一電流感測訊號;該控制電路與該功率級電路、該電壓感測電路、與該電流感測電路耦接,用以根據該電壓感測訊號與該電流感測訊號,以產生該PWM訊號;其中,當該返馳式電源供應器操作於一準諧振(quasi-resonant,QR)操作模式,該控制電路根據該電壓感測訊號示意該輸出電壓零電壓交越(zero voltage crossing,ZVC)時,而決定該功率開關導通之時點,並根據該電流感測訊號、該PWM訊號之一PWM頻率、與一預設臨界值,而決定該功率開關不導通之時點;其中,該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該功率開關之一導通期間,以補償一輸出電壓紋波;該控制電路包含:一QR控制電路,與該電壓感測電路耦接,用以於該輸出電壓發生ZVC時,產生一設定訊號,且於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;一頻率偵測電路,用以根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;一增益控制電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號、及該週期長度訊號,適應性調整該預設臨界值而產生一臨界值;一比較電路,與該增益控制電路及該電流感測電路耦接,用以比較該電流感測訊號與該臨界值,而產生一重置訊號;以及一PWM訊號產生電路,與該比較電路及該QR控制電路耦接,用以根據該設定訊號與該重置訊號,產生該PWM訊號,使得當電壓感測訊號示意該輸出電壓ZVC時,該功率開關導通,而於該電流感測訊號達到該臨界值時,該功率開關不導通。
在其中一種較佳的實施例中,該增益控制電路包括:一頻率加權電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號、該PWM訊號、及該週期長度訊號,產生一頻率加權訊號;以及一計算電路,與該頻率加權電路耦接,用以根據該預設臨界值與該頻率加權訊號,產生該臨界值。
在其中一種較佳的實施例中,該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該導通期間,以改變一電流感測訊號峰值,進而維持該返馳式電源供應器之一輸入功率為固定,並符合: 其中,P為該輸入功率,fs為該PWM頻率,Lm為一一次側電感值,Vcs為該電流感測訊號峰值,Rcs為該電流感測電路之一電阻值。
就另一個觀點言,本發明提供了一種返馳式電源供應器之控制電路,該返馳式電源供應器包括一功率級電路、一電壓感測電路、一電流感測電路、與該控制電路;其中,該功率級電路用以根據一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號,操作其中一功率開關以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓;該電壓感測電路與該功率級電路耦接,用以根據該輸出電壓,產生一電壓感測訊號;該電流感測電路,與該功率級電路耦接,用以根據流經該功率開關之一開關電流,產生一電流感測訊號;該控制電路與該功率級電路、該電壓感測電路、與該電流感測電路耦接,用以根據該電壓感測訊號與該電流感測訊號,以產生該PWM訊號;其中,當該返馳式電源供應器操作於一準諧振(quasi-resonant,QR)操作模式,該控制電路根據該電壓感測訊號示意該輸出電壓零電壓交越(zero voltage crossing,ZVC)時,而決定該功率開關導通之時點,並根據該電流感測訊號、該PWM訊號之一PWM頻率、與一預設臨界值,而決定該功率開關不導通之 時點;其中,該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該功率開關之一導通期間,以補償一輸出電壓紋波;該控制電路包含:一QR控制電路,與該電壓感測電路耦接,用以於該輸出電壓發生ZVC時,產生一設定訊號,且於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;一頻率偵測電路,用以根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;一增益控制電路,與該QR控制電路、該頻率偵測電路、及該電流感測電路耦接,用以根據該QR感知訊號、該週期長度訊號、及該電流感測訊號,產生一電流指示訊號;一比較電路,與該增益控制電路耦接,用以比較該電流指示訊號與該預設臨界值,而產生一重置訊號;以及一PWM訊號產生電路,與該比較電路及該QR控制電路耦接,用以根據該設定訊號與該重置訊號,產生該PWM訊號,使得當電壓感測訊號示意該輸出電壓ZVC時,該功率開關導通,而於該電流指示訊號達到該預設臨界值時,該功率開關不導通。
在其中一種較佳的實施例中,該增益控制電路包括:一頻率加權電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號、該PWM訊號、及該週期長度訊號,產生一頻率加權訊號;以及一計算電路,與該頻率加權電路耦接,用以根據該電流感測訊號與該頻率加權訊號,產生該電流指示訊號。
在其中一種較佳的實施例中,該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該導通期間,以改變一電流感測訊號峰值,進而維持該返馳式電源供應器之一輸入功率為固定,並符合: 其中,P為該輸入功率,fs為該PWM頻率,Lm為一一次側電感值,Vcs為該電流感測訊號峰值,Rcs為該電流感測電路之一電阻值。
就另一個觀點言,本發明提供了一種返馳式電源供應器之控制電路,該返馳式電源供應器包括一功率級電路、一電壓感測電路、一電流感測電路、與該控制電路;其中,該功率級電路用以根據一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號,操作其中一功率開關以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓;該電壓感測電路與該功率級電路耦接,用以根據該輸出電壓,產生一電壓感測訊號;該電流感測電路,與該功率級電路耦接,用以根據流經該功率開關之一開關電流,產生一電流感測訊號;該控制電路與該功率級電路、該電壓感測電路、與該電流感測電路耦接,用以根據該電壓感測訊號與該電流感測訊號,以產生該PWM訊號;其中,當該返馳式電源供應器操作於一準諧振(quasi-resonant,QR)操作模式,該控制電路根據該電壓感測訊號示意該輸出電壓零電壓交越(zero voltage crossing,ZVC)時,而決定該功率開關導通之時點,並根據該電流感測訊號、該PWM訊號之一PWM頻率、與一預設臨界值,而決定該功率開關不導通之時點;該控制電路包含:一QR控制電路,與該電壓感測電路耦接,用以於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;一頻率偵測電路,用以根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;一誤差放大器電路,包括:一頻寬控制電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號與該週期長度訊號,而產生一調整訊號;一放大電路,與該電壓感測電路耦接,用以根據一參考電壓與該電壓感測訊號,產生一放大訊號;一補償電阻電路,與該頻寬控制電路及該放大電路耦接;以及一補償電容電路,與該頻寬控制電路及該放大電路耦接;以及一PWM訊號產生電路,與該誤差放大器電路 及該電流感測電路耦接,用以根據該放大訊號與該電流感測訊號,產生該PWM訊號;其中,該誤差放大器電路根據該調整訊號,調整該補償電阻電路之一補償電阻值或該補償電容電路之一補償電容值,以適應性調整該誤差放大器電路之一操作頻寬,進而補償一輸出電壓紋波。
就另一個觀點言,本發明提供了一種返馳式電源供應器之控制電路,該返馳式電源供應器包括一功率級電路、一電壓感測電路、一電流感測電路、與該控制電路;其中,該功率級電路用以根據一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號,操作其中一功率開關以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓;該電壓感測電路與該功率級電路耦接,用以根據該輸出電壓,產生一電壓感測訊號;該電流感測電路,與該功率級電路耦接,用以根據流經該功率開關之一開關電流,產生一電流感測訊號;該控制電路與該功率級電路、該電壓感測電路、與該電流感測電路耦接,用以根據該電壓感測訊號與該電流感測訊號,以產生該PWM訊號;其中,當該返馳式電源供應器操作於一準諧振(quasi-resonant,QR)操作模式,該控制電路根據該電壓感測訊號示意該輸出電壓零電壓交越(zero voltage crossing,ZVC)時,而決定該功率開關導通之時點,並根據該電流感測訊號、該PWM訊號之一PWM頻率、與一預設臨界值,而決定該功率開關不導通之時點,其中該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整其中一誤差放大器電路之一放大器增益;該控制電路包含:一QR控制電路,與該電壓感測電路耦接,用以於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;一頻率偵測電路,用以根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;該誤差放大器電路,包括:一放大器增益控制電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號與該週期長度訊號,而產生一放大器增益調整訊號;一 放大電路,與該電壓感測電路耦接,用以根據該放大器增益調整訊號,調整該放大器增益,並根據一參考電壓、該電壓感測訊號、與該放大器增益,產生一放大訊號;一補償電阻電路,與該放大電路耦接;以及一補償電容電路,與該放大電路耦接;以及一PWM訊號產生電路,與該誤差放大器電路及該電流感測電路耦接,用以根據該放大訊號與該電流感測訊號,產生該PWM訊號。
在其中一種較佳的實施例中,該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該操作頻寬,以改變一電流感測訊號峰值,進而維持該返馳式電源供應器之一輸入功率為固定,並符合: 其中,P為該輸入功率,fs為該PWM頻率,Lm為一一次側電感值,Vcs為該電流感測訊號峰值,Rcs為該電流感測電路之一電阻值。
就另一個觀點言,本發明提供了一種返馳式電源供應器之控制方法,包含:根據一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號,操作一功率開關以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓;根據該輸出電壓,產生一電壓感測訊號;根據流經該功率開關之一開關電流,產生一電流感測訊號;根據該電壓感測訊號與該電流感測訊號,以產生該PWM訊號;當該返馳式電源供應器操作於一準諧振(quasi-resonant,QR)操作模式,根據該電壓感測訊號示意該輸出電壓零電壓交越(zero voltage crossing,ZVC)時,決定該功率開關導通之時點,並根據該電流感測訊號、該PWM訊號之一PWM頻率、與一預設臨界值,而決定該功率開關不導通之時點;以及根據該PWM頻率,而適應性調整該功率開關之一導通期間,或適應性調整其中一誤差放大器電路之一操作頻寬或一放大器增益,以補償一輸出電壓紋波。
在其中一種較佳的實施例中,該根據該PWM頻率,而適應性調整該功率開關之該導通期間,或適應性調整其中該誤差放大器電路之該操作頻寬,以補償該輸出電壓紋波之步驟,用以改變一電流感測訊號峰值,進而維持該返馳式電源供應器之一輸入功率為固定,並符合: 其中,P為該輸入功率,fs為該PWM頻率,Lm為一一次側電感值,Vcs為該電流感測訊號峰值,Rcs為一電流感測電路之一電阻值。
在其中一種較佳的實施例中,根據該PWM頻率,而適應性調整該功率開關之該導通期間,以下列其中至少一種方式:(1)根據該PWM頻率,適應性調整該預設臨界值而產生一臨界值,並於該電流感測訊號達到該臨界值時,調整該PWM訊號,使該功率開關不導通;(2)根據該PWM頻率與該電流感測訊號,產生一電流指示訊號,於該電流指示訊號達到該預設臨界值時,調整該PWM訊號,使該功率開關不導通。
在其中一種較佳的實施例中,該根據該PWM頻率,而適應性調整該功率開關之該導通期間,以補償該輸出電壓紋波之步驟包括:於該輸出電壓發生ZVC時,產生一設定訊號,且於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;根據該QR感知訊號、該週期長度訊號、及該預設臨界值,產生該臨界值;比較該電流感測訊號與該臨界值,而產生一重置訊號;以及根據該設定訊號與該重置訊號,產生該PWM訊號。
在前述實施例中,該根據該QR感知訊號、該週期長度訊號、及該預設臨界值,產生該臨界值之步驟,較佳地包括:根據該QR感知訊號、該PWM 訊號、及該週期長度訊號,產生一頻率加權訊號;以及根據該預設臨界值與該頻率加權訊號,產生該臨界值。
在其中一種較佳的實施例中,該根據該PWM頻率,而適應性調整該功率開關之該導通期間,以補償該輸出電壓紋波之步驟包括:於該輸出電壓發生ZVC時,產生一設定訊號,且於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;根據該QR感知訊號、該週期長度訊號、及該電流感測訊號,產生該電流指示訊號;比較該電流指示訊號與該預設臨界值,而產生一重置訊號;以及根據該設定訊號與該重置訊號,產生該PWM訊號。
在其中一種較佳的實施例中,該根據該QR感知訊號、該週期長度訊號、及該預設臨界值,產生該電流指示訊號之步驟,包括:根據該QR感知訊號、該PWM訊號、及該週期長度訊號,產生一頻率加權訊號;以及根據該電流感測訊號與該頻率加權訊號,產生該電流指示訊號。
在其中一種較佳的實施例中,根據該PWM頻率,而適應性調整該誤差放大器電路之該操作頻寬,以補償該輸出電壓紋波之步驟包括:於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;根據該QR感知訊號與該週期長度訊號,而產生一調整訊號;根據一參考電壓與該電壓感測訊號,產生一放大訊號;以及根據該放大訊號與該電流感測訊號,產生該PWM訊號;其中,根據該調整訊號,調整該誤差放大器電路之一補償電阻值或一補償電容值,以適應性調整該誤差放大器電路之該操作頻寬,進而補償該輸出電壓紋波。
在其中一種較佳的實施例中,根據該PWM頻率,而適應性調整該誤差放大器電路之該放大器增益,以補償該輸出電壓紋波之步驟包括:於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;根據該QR感知訊號與該週期長度訊號,而產生一放大器增益調整訊號;根據該放大器增益調整訊號,調整該放大器增益;根據一參考電壓、該電壓感測訊號、與該放大器增益,產生一放大訊號;以及根據該放大訊號與該電流感測訊號,產生該PWM訊號。
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‧‧‧整流電路
100‧‧‧返馳式電源供應器
103‧‧‧功率級電路
105,205,305‧‧‧控制電路
107‧‧‧電流感測電路
109‧‧‧電壓感測電路
1051,2051,3051‧‧‧QR控制電路
1053,2053,3053‧‧‧頻率偵測電路
1055,2055‧‧‧增益控制電路
1057,2057‧‧‧比較電路
1059,2059,3059‧‧‧PWM訊號產生電路
1061,2061‧‧‧頻率加權電路
1063,2063‧‧‧計算電路
3052‧‧‧誤差放大器電路
4051‧‧‧電壓電流轉換電路
4052‧‧‧電流電壓轉換電路
4054‧‧‧電阻電路
4055‧‧‧電流鏡電路
5051‧‧‧頻寬控制電路
5053,7053‧‧‧放大電路
5055‧‧‧補償電阻電路
5057‧‧‧補償電容電路
7051‧‧‧放大器增益控制電路
1.1T0,1.2T0,1.3T0‧‧‧預設週期長度訊號
A1,A2‧‧‧差動放大器電路
C1‧‧‧電容
COMP‧‧‧放大訊號
CS‧‧‧電流感測訊號
CS’‧‧‧電流指示訊號
CS_TH‧‧‧預設臨界值
CS_TH’‧‧‧臨界值
DRV‧‧‧驅動電路
FB‧‧‧電壓感測訊號
GATE‧‧‧操作訊號
GND‧‧‧接地電位
Ia,Ia’,Ib,Ib’‧‧‧電流
PS‧‧‧功率開關
Q0,Q1,Q2‧‧‧通道訊號
QQ1,QQ2,QQ3‧‧‧調整訊號
R0,R1,R2,R3,R4,R5,R6‧‧‧電阻
REF‧‧‧參考電位
SW1,SW2‧‧‧電晶體
T‧‧‧週期長度訊號
Vac‧‧‧交流電壓
Vin‧‧‧輸入電壓
Vout‧‧‧輸出電壓
VREF‧‧‧參考電壓
W1‧‧‧主要繞組
W2‧‧‧次要繞組
W3‧‧‧第三繞組
第1A-1D圖顯示本發明的第一個實施例。
第2A-2B圖顯示本發明的第二個實施例。
第3A-3B圖顯示本發明的第三個實施例。
第4A-4B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。
請參閱第1A-1D圖,顯示本發明的第一個實施例。如第1A圖所示,交流電壓Vac經由整流電路10整流後,產生輸入電壓Vin。整流電路10例如為橋式整流電路。返馳式電源供應器100利用其中之功率級電路103接收輸入電壓 Vin,並將其轉換為輸出電壓Vout。其中,返馳式電源供應器100包含前述功率級電路103、控制電路105、電流感測電路107、與電壓感測電路109。功率級電路103根據脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號所產生的操作訊號GATE,操作其中功率開關PS,以將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vout。電壓感測電路109與功率級電路103耦接,根據輸出電壓Vout,產生電壓感測訊號FB。電流感測電路107與功率級電路103耦接,根據流經功率開關PS之開關電流,產生電流感測訊號CS。控制電路105與功率級電路103、電壓感測電路109、與電流感測電路107耦接,根據電流感測訊號CS與電壓感測訊號FB,產生PWM訊號,並根據PWM訊號,產生操作訊號GATE,以操作功率開關PS,而將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vout。功率級電路103包括變壓器電路與功率開關PS。變壓器電路具有主要繞組W1與次要繞組W2。其中,次要繞組W2電連接至參考電位REF,而主要繞組W1與電壓感測電路109中的第三繞組W3耦接至接地電位GND。電壓感測電路109根據第三繞組W3感應次要繞組W2產生之輸出電壓Vout,產生電壓感測訊號FB。在本實施例中,電壓感測電路109包括第三繞組W3;但在實際電路中,第三繞組W3可位於功率級電路103中的變壓器電路,為了說明方便,將第三繞組W3視為電壓感測電路109之一部分。
在本實施例中,當返馳式電源供應器100操作於準諧振(quasi-resonant,QR)操作模式,控制電路105根據電壓感測訊號FB示意輸出電壓Vout零電壓交越(zero voltage crossing,ZVC)時,而決定功率開關PS導通之時點,並根據電流感測訊號CS、PWM訊號之PWM頻率、與預設臨界值CS_TH,而決定功率開關PS不導通之時點。其中,輸出電壓Vout零電壓交越(ZVC),示意輸出電壓Vout自非零位準變為零位準,此為本領域中具有通常知識者所熟知,在此不予 贅述。此外,PWM訊號及其PWM頻率、CCM、DCM、與QR操作模式亦為本領域中具有通常知識者所熟知,在此不予贅述。本實施例與先前技術其中一個不同之處,在於,在本實施例中,控制電路105根據PWM頻率,而適應性調整功率開關PS之導通期間,或適應性調整控制電路105中,誤差放大器電路(未示出,於後詳述)之操作頻寬(bandwidth)或放大器增益,以補償輸出電壓紋波。
在本實施例中,當返馳式電源供應器100操作於QR操作模式,控制電路105根據PWM頻率,而適應性調整功率開關PS的導通期間,或適應性調整控制電路105中之誤差放大器的操作頻寬或放大器增益,以改變電流感測訊號CS的電流感測訊號峰值,進而維持返馳式電源供應器100之輸入功率為固定,並符合: 其中,P為輸入功率,fs為PWM頻率,Lm為一次側電感值,Vcs為電流感測訊號峰值,Rcs為電流感測電路107之電阻值。舉例而言,當PWM頻率fs下降時,適應性調整功率開關PS的導通期間、誤差放大器的操作頻寬、或放大器增益,以改變電流感測訊號CS的電流感測訊號峰值Vcs,使電流感測訊號峰值Vcs的平方與PWM頻率fs之乘積維持固定,而補償輸出電壓紋波。
此外,控制電路105在根據PWM頻率,而適應性調整功率開關PS的導通期間方式中,例如以下列其中至少一種方式調整:(1)根據PWM頻率,適應性調整預設臨界值CS_TH而產生臨界值CS_TH’,並於電流感測訊號CS達到臨界值CS_TH’時,調整PWM訊號,使功率開關PS不導通; (2)根據PWM頻率與電流感測訊號CS,產生電流指示訊號CS’,於電流指示訊號CS’達到預設臨界值CS_TH時,調整PWM訊號,使功率開關PS不導通。
上述兩種方式將於後詳述。
如第1B圖所示,在本實施例中,控制電路105例如但不限於包括:QR控制電路1051、頻率偵測電路1053、增益控制電路1055、比較電路1057、以及PWM訊號產生電路1059。QR控制電路1051與電壓感測電路109耦接,於輸出電壓Vout發生ZVC時,產生設定訊號,且於返馳式電源供應器100操作於QR操作模式時,產生QR感知訊號。頻率偵測電路1053根據PWM頻率,而產生週期長度訊號T,其中,週期長度訊號T例如正比於PWM頻率的倒數。增益控制電路1055與QR控制電路1051及頻率偵測電路1053耦接,根據QR感知訊號、週期長度訊號T、及預設臨界值CS_TH,產生臨界值CS_TH’。比較電路1057與增益控制電路1055及電流感測電路107耦接,並比較電流感測訊號CS與臨界值CS_TH’,而產生重置訊號。PWM訊號產生電路1059,與比較電路1057及QR控制電路1051耦接,用以根據設定訊號與重置訊號,產生PWM訊號。PWM訊號產生電路1059例如但不限於如圖所示之SR正反器,其為本技術領域中具有通常知識者所熟知,在此不予贅述。如圖所示,控制電路105例如更包括驅動電路DRV,以將PWM訊號轉換為操作訊號GATE。其中,控制電路105例如包括一晶片,則驅動電路DRV可以設置於此晶片中或此晶片外。
如第1C圖所示,在本實施例中,增益控制電路1055例如但不限於包括頻率加權電路1061與計算電路1063。頻率加權電路1061與QR控制電路1051及頻率偵測電路1053耦接,根據QR感知訊號、PWM訊號、及週期長度訊號T,產生頻率加權訊號。計算電路1063與頻率加權電路1061耦接,根據預設臨界值 CS_TH與頻率加權訊號,產生臨界值CS_TH’。如圖所示,頻率加權電路1061例如具有複數串連的電阻R0、R1、與R2,並藉由複數通道訊號Q0、Q1、與Q2,導通或不導通對應的複數開關,而決定與計算電路1063的串聯電阻值,代表頻率加權訊號。而通道訊號Q0、Q1、與Q2則由PWM頻率之週期長度訊號T與不同的預設週期長度訊號1.1T0、1.2T0、及1.3T0比較後,再與QR感知訊號及PWM訊號通過SR正反器之輸出訊號,作及邏輯閘運算而產生。如此一來,增益控制電路1055可在返馳式電源供應器100操作於QR模式時,根據PWM頻率產生頻率加權訊號,而使計算電路1063依照頻率加權訊號適應性調整預設臨界值CS_TH,而產生臨界值CS_TH’,而達成控制電路105根據PWM頻率,而適應性調整功率開關PS之導通期間,以保持輸入功率固定,而補償輸出電壓紋波。如圖所示之複數反邏輯閘係考量訊號之邏輯運算正確之設置,為本領域中具有通常知識者所熟知,在此不予贅述。
請繼續參閱第1C圖,計算電路1063包括電壓電流轉換電路4051與電流電壓轉換電路4052。電壓電流轉換電路4051包括:差動放大器電路A1、電晶體SW1、與電阻電路4054。差動放大器電路A1,用以根據預設臨界值CS_TH與電流回授訊號,產生差動放大訊號。電晶體SW1與差動放大器電路A1耦接,用以根據差動放大訊號而操作,產生電流Ia。電阻電路4054與電晶體SW1耦接,用以根據電流Ia,產生電流回授訊號。如圖所示,差動放大器電路A1接收預設臨界值CS_TH,與電流回授訊號比較,根據其比較的結果產生差動放大訊號,用以操作電晶體SW1,因此電流Ia將等於預設臨界值CS_TH除以電阻電路4054的電阻值。
請繼續參閱第1C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SW1耦接,以將 電流Ia複製而產生複製電流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,以將複製電流Ia’轉換為臨界值CS_TH’。此外,臨界值CS_TH’亦需要考慮到計算電路1063中的串聯電阻值,也就是頻率加權訊號而決定。當計算電路1063中的串聯電阻值越高,代表PWM頻率越低,使得臨界值CS_TH’越高,電流感測訊號CS要達到臨界值CS_TH’的期間增加,而實現當PWM頻率下降時,適應性增加功率開關PS的導通期間,以補償輸出電壓紋波。
第1D圖顯示通道訊號Q0、Q1、與Q2,以及週期長度訊號T與QR感知訊號的訊號波形圖。如圖所示,顯示QR模式時,當週期長度訊號T越大,代表PWM頻率越低,適應性利用通道訊號Q0、Q1、與Q2決定頻率加權訊號,以適應性增加預設臨界值CS_TH,而產生較高的臨界值CS_TH’,而達成控制電路105調整功率開關PS之導通期間,使輸入功率(及輸出功率)固定,並補償輸出電壓紋波。
請參閱第2A-2B圖,顯示本發明的第二個實施例。如第2A圖所示,在本實施例中,控制電路205例如但不限於包括:QR控制電路2051、頻率偵測電路2053、增益控制電路2055、比較電路2057、以及PWM訊號產生電路2059。QR控制電路2051與電壓感測電路109耦接,於輸出電壓Vout發生ZVC時,產生設定訊號,且於返馳式電源供應器100操作於QR操作模式時,產生QR感知訊號。頻率偵測電路2053根據PWM頻率,而產生週期長度訊號T,其中,週期長度訊號T例如正比於PWM頻率的倒數。增益控制電路2055與電流感測電路107、QR控制電路2051及頻率偵測電路2053耦接,根據QR感知訊號、週期長度訊號T、及電流感測訊號CS,產生電流指示訊號CS’。比較電路2057與增益控制電路2055耦接,並比較電流指示訊號CS’與預設臨界值CS_TH,而產生重置訊號。PWM訊號產 生電路2059,與比較電路2057及QR控制電路2051耦接,用以根據設定訊號與重置訊號,產生PWM訊號。PWM訊號產生電路2059例如但不限於如圖所示之SR正反器,其為本技術領域中具有通常知識者所熟知,在此不予贅述。如圖所示,控制電路205例如更包括驅動電路DRV,以將PWM訊號轉換為操作訊號GATE。其中,控制電路205例如包括一晶片,則驅動電路DRV可以設置於此晶片中或此晶片外。
如第2B圖所示,在本實施例中,增益控制電路2055例如但不限於包括頻率加權電路2061與計算電路2063。頻率加權電路2061與QR控制電路2051及頻率偵測電路2053耦接,根據QR感知訊號、PWM訊號、及週期長度訊號T,產生頻率加權訊號。計算電路2063與頻率加權電路2061耦接,根據電流感測訊號CS與頻率加權訊號,產生電流指示訊號CS’。如圖所示,頻率加權電路2061例如具有複數串連的電阻R0、R1、與R2,並藉由複數通道訊號Q0、Q1、與Q2,導通或不導通對應的複數開關,而決定與計算電路2063的串聯電阻值,代表頻率加權訊號。而通道訊號Q0、Q1、與Q2則由相關於PWM頻率之週期長度訊號T與不同的預設週期長度訊號1.1T0、1.2T0、及1.3T0比較後,再與QR感知訊號及PWM訊號通過SR正反器之輸出訊號,作及邏輯閘運算而產生。如此一來,增益控制電路2055可在返馳式電源供應器100操作於QR模式時,根據PWM頻率產生頻率加權訊號,而使計算電路2063依照頻率加權訊號,適應性調整電流感測訊號CS,而產生電流指示訊號CS’,而達成控制電路205根據PWM頻率,而適應性調整功率開關PS之導通期間,以保持輸入功率固定,而補償輸出電壓紋波。如圖所示之複數反邏輯閘係考量訊號之邏輯運算正確之設置,為本領域中具有通常知識者所熟知,在此不予贅述。
請繼續參閱第2B圖,計算電路2063包括電壓電流轉換電路4051與電流電壓轉換電路4052。電壓電流轉換電路4051包括:差動放大器電路A2、電晶體SW2、與電阻電路4054。差動放大器電路A2,用以根據電流感測訊號CS與電流回授訊號,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,產生電流Ib。電阻電路4054與電晶體SW2耦接,用以根據電流Ib,產生電流回授訊號。如圖所示,差動放大器電路A2接收電流感測訊號CS,與電流回授訊號比較,根據其比較的結果產生差動放大訊號,用以操作電晶體SW2,因此電流Ib將等於電流感測訊號CS除以電阻電路4054的電阻值。
請繼續參閱第2B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Ib複製而產生複製調節電流Ib’。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Ib’轉換為電流指示訊號CS’。此外,電流指示訊號CS’亦需要考慮到計算電路2063中的串聯電阻值,也就是頻率加權訊號而決定。當計算電路2063中的串聯電阻值越低,代表PWM頻率越低,使得電流指示訊號CS’越低,電流指示訊號CS’要達到預設臨界值CS_TH的期間增加,而實現當PWM頻率下降時,適應性增加功率開關PS的導通期間,以補償輸出電壓紋波。
請參閱第3A-3B圖,顯示本發明的第三個實施例。如第3A與3B圖所示,控制電路305根據PWM訊號之PWM頻率,而適應性調整其中之誤差放大器電路3052之操作頻寬(bandwidth)。控制電路305包括:QR控制電路3051、誤差放大器電路3052、頻率偵測電路3053、與PWM訊號產生電路3059。其中,QR控制電路3051與電壓感測電路109耦接,用以於返馳式電源供應器100操作於QR 操作模式時,產生QR感知訊號。頻率偵測電路3053用以根據PWM訊號之PWM頻率,而產生週期長度訊號T。如第3B圖所示,誤差放大器電路3052包括:頻寬控制電路5051、放大電路5053、補償電阻電路5055、與補償電容電路5057。頻寬控制電路5051與QR控制電路3051及頻率偵測電路3053耦接,用以根據QR感知訊號與週期長度訊號T,而產生調整訊號。放大電路5053與電壓感測電路109耦接,用以根據預設的參考電壓VREF與電壓感測訊號FB,產生放大訊號COMP。補償電阻電路5055與頻寬控制電路5051及放大電路5053耦接。補償電容電路5057與頻寬控制電路5051及放大電路5053耦接。誤差放大器電路3052根據調整訊號,調整補償電阻電路5055之補償電阻值或補償電容電路5057之補償電容值,以適應性調整誤差放大器電路3052之操作頻寬,進而補償輸出電壓紋波。PWM訊號產生電路3059與誤差放大器電路3052及電流感測電路107耦接,用以根據放大訊號COMP與電流感測訊號CS,產生PWM訊號。其中,誤差放大器電路中之補償電阻電路與補償電容電路為本領域中具有通常知識者所熟知,在此不予贅述。
請參閱第4A-4B圖,顯示本發明的第四個實施例。第4A圖顯示一種較具體的誤差放大器電路3052實施例。如第4A圖所示,頻寬控制電路5051包括複數個D型正反器,例如但不限於如圖所示的三個D型正反器,其根據QR感知訊號與週期長度訊號T,產生複數調整訊號,例如但不限於如圖所示的調整訊號QQ1、QQ2、與QQ3。補償電阻電路5055包括電阻R6、複數串連的電阻(例如但不限於如圖所示的電阻R3、R4、與R5)與對應的開關,補償電容電路5057例如包括電容C1。頻寬控制電路5051根據QR感知訊號與週期長度訊號T,產生調整訊號QQ1、QQ2、與QQ3,用以決定補償電阻電路5055的電阻值,進而決定誤差放大器電路3052的補償電阻值,以根據PWM頻率適應性調整誤差放大器電路3052的 操作頻寬,進而補償該輸出電壓紋波。當然,補償電容電路5057亦可以包括複數的電容並聯,並對應耦接開關,以根據PWM頻率適應性調整誤差放大器電路3052的補償電容,而調整操作頻寬,進而補償該輸出電壓紋波。
第4B圖顯示調整訊號QQ1、QQ2、與QQ3,以及週期長度訊號T與QR感知訊號的訊號波形圖。如圖所示,顯示QR模式時,當週期長度訊號T越大,代表PWM頻率越低,利用適應性調整訊號QQ1、QQ2、與QQ3,調整補償電阻電路5055之補償電阻值或補償電容電路5057之補償電容值,以適應性調整誤差放大器電路3052之操作頻寬,進而補償輸出電壓紋波。
請參閱第5圖,顯示本發明的第五個實施例。第5圖顯示,在第3A圖中的控制電路305中,亦可以根據PWM訊號之PWM頻率,而適應性調整其中之誤差放大器電路3052之放大器增益而非操作頻寬(bandwidth)。如第5圖所示,誤差放大器電路3052包括:放大器增益控制電路7051、放大電路7053、補償電阻電路5055、與補償電容電路5057。放大器增益控制電路7051與QR控制電路3051及頻率偵測電路3053耦接,用以根據QR感知訊號與週期長度訊號T,而產生放大器增益調整訊號。放大電路7053與電壓感測電路109耦接,用以根據預設的參考電壓VREF與電壓感測訊號FB,產生放大訊號COMP。補償電阻電路5055與放大電路7053耦接。補償電容電路5057與放大電路7053耦接。誤差放大器電路3052根據放大器增益調整訊號,以適應性調整誤差放大器電路3052之放大器增益,進而補償輸出電壓紋波。PWM訊號產生電路3059與誤差放大器電路3052及電流感測電路107耦接,用以根據放大訊號COMP與電流感測訊號CS,產生PWM訊號。其中,放大器增益為本領域中具有通常知識者所熟知,在此不予贅述。
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,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。又如,電阻或分壓電路並非僅限於電阻元件,亦可以其他電路,如電晶體電路等取代。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。
105‧‧‧控制電路
1051‧‧‧QR控制電路
1053‧‧‧頻率偵測電路
1055‧‧‧增益控制電路
1057‧‧‧比較電路
1059‧‧‧PWM訊號產生電路
CS‧‧‧電流感測訊號
CS_TH‧‧‧預設臨界值
CS_TH’‧‧‧臨界值
DRV‧‧‧驅動電路
FB‧‧‧電壓感測訊號
GATE‧‧‧操作訊號

Claims (27)

  1. 一種返馳式電源供應器,包含:一功率級電路,用以根據一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號,操作其中一功率開關以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓;一電壓感測電路,與該功率級電路耦接,用以根據該輸出電壓,產生一電壓感測訊號;一電流感測電路,與該功率級電路耦接,用以根據流經該功率開關之一開關電流,產生一電流感測訊號;以及一控制電路,與該功率級電路、該電壓感測電路、與該電流感測電路耦接,用以根據該電壓感測訊號與該電流感測訊號,以產生該PWM訊號;其中,當該返馳式電源供應器操作於一準諧振(quasi-resonant,QR)操作模式,該控制電路根據該電壓感測訊號示意該輸出電壓零電壓交越(zero voltage crossing,ZVC)時,而決定該功率開關導通之時點,並根據該電流感測訊號、該PWM訊號之一PWM頻率、與一預設臨界值,而決定該功率開關不導通之時點;其中,該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該功率開關之一導通期間,或適應性調整其中一誤差放大器電路之一操作頻寬或一放大器增益,以補償一輸出電壓紋波。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之返馳式電源供應器,其中該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該導通期間,或適應性調整該操作頻寬或該放大器增益,以改變一電流感測訊號峰值,進而維持該返馳式電源供應器之一輸入功率為固定,並符合: 其中,P為該輸入功率,fs為該PWM頻率,Lm為一一次側電感值,Vcs為該電流感測訊號峰值,Rcs為該電流感測電路之一電阻值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之返馳式電源供應器,其中該控制電路以下列其中至少一種方式,根據該PWM頻率,而適應性調整該導通期間:(1)根據該PWM頻率,適應性調整該預設臨界值而產生一臨界值,並於該電流感測訊號達到該臨界值時,調整該PWM訊號,使該功率開關不導通;(2)根據該PWM頻率與該電流感測訊號,產生一電流指示訊號,於該電流指示訊號達到該預設臨界值時,調整該PWM訊號,使該功率開關不導通。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之返馳式電源供應器,其中該控制電路根據該PWM頻率,適應性調整該預設臨界值而產生該臨界值,該控制電路包括:一QR控制電路,與該電壓感測電路耦接,用以於該輸出電壓發生ZVC時,產生一設定訊號,且於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;一頻率偵測電路,用以根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;一增益控制電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號、該週期長度訊號、及該預設臨界值,產生該臨界值;一比較電路,與該增益控制電路及該電流感測電路耦接,用以比較該電流感測訊號與該臨界值,而產生一重置訊號;以及一PWM訊號產生電路,與該比較電路及該QR控制電路耦接,用以根據該設定訊號與該重置訊號,產生該PWM訊號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之返馳式電源供應器,其中該增益控制電路包括:一頻率加權電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號、該PWM訊號、及該週期長度訊號,產生一頻率加權訊號;以及一計算電路,與該頻率加權電路耦接,用以根據該預設臨界值與該頻率加權訊號,產生該臨界值。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之返馳式電源供應器,其中該控制電路根據該PWM頻率與該電流感測訊號,產生該電流指示訊號,該控制電路包括:一QR控制電路,與該電壓感測電路耦接,用以於該輸出電壓發生ZVC時,產生一設定訊號,且於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;一頻率偵測電路,用以根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;一增益控制電路,與該QR控制電路、該頻率偵測電路、及該電流感測電路耦接,用以根據該QR感知訊號、該週期長度訊號、及該電流感測訊號,產生該電流指示訊號;一比較電路,與該增益控制電路耦接,用以比較該電流指示訊號與該預設臨界值,而產生一重置訊號;以及一PWM訊號產生電路,與該比較電路及該QR控制電路耦接,用以根據該設定訊號與該重置訊號,產生該PWM訊號。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之返馳式電源供應器,其中該增益控制電路包括:一頻率加權電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號、該PWM訊號、及該週期長度訊號,產生一頻率加權訊號;以及一計算電路,與該頻率加權電路耦接,用以根據該電流感測訊號與該頻率加權訊號,產生該電流指示訊號。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之返馳式電源供應器,其中該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該誤差放大器電路之該操作頻寬,該控制電路包括:一QR控制電路,與該電壓感測電路耦接,用以於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;一頻率偵測電路,用以根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;該誤差放大器電路,包括:一頻寬控制電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號與該週期長度訊號,而產生一調整訊號;一放大電路,與該電壓感測電路耦接,用以根據一參考電壓與該電壓感測訊號,產生一放大訊號;一補償電阻電路,與該頻寬控制電路及該放大電路耦接;以及一補償電容電路,與該頻寬控制電路及該放大電路耦接;以及一PWM訊號產生電路,與該誤差放大器電路及該電流感測電路耦接,用以根據該放大訊號與該電流感測訊號,產生該PWM訊號; 其中,該誤差放大器電路根據該調整訊號,調整該補償電阻電路之一補償電阻值或該補償電容電路之一補償電容值,以適應性調整該誤差放大器電路之該操作頻寬,進而補償該輸出電壓紋波。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之返馳式電源供應器,其中該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該誤差放大器電路之該放大器增益,該控制電路包括:一QR控制電路,與該電壓感測電路耦接,用以於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;一頻率偵測電路,用以根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;該誤差放大器電路,包括:一放大器增益控制電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號與該週期長度訊號,而產生一放大器增益調整訊號,其中該放大器增益調整訊號用以調整該誤差放大器電路之一放大器增益;一放大電路,與該電壓感測電路耦接,用以根據該放大器增益調整訊號,調整該放大器增益,並根據一參考電壓、該電壓感測訊號、與該放大器增益,產生一放大訊號;一補償電阻電路,與該放大電路耦接;以及一補償電容電路,與該放大電路耦接;以及一PWM訊號產生電路,與該誤差放大器電路及該電流感測電路耦接,用以根據該放大訊號與該電流感測訊號,產生該PWM訊號。
  10. 一種返馳式電源供應器之控制電路,該返馳式電源供應器包括一功率級電路、一電壓感測電路、一電流感測電路、與該控制電路;其中, 該功率級電路用以根據一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號,操作其中一功率開關以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓;該電壓感測電路與該功率級電路耦接,用以根據該輸出電壓,產生一電壓感測訊號;該電流感測電路,與該功率級電路耦接,用以根據流經該功率開關之一開關電流,產生一電流感測訊號;該控制電路與該功率級電路、該電壓感測電路、與該電流感測電路耦接,用以根據該電壓感測訊號與該電流感測訊號,以產生該PWM訊號;其中,當該返馳式電源供應器操作於一準諧振(quasi-resonant,QR)操作模式,該控制電路根據該電壓感測訊號示意該輸出電壓零電壓交越(zero voltage crossing,ZVC)時,而決定該功率開關導通之時點,並根據該電流感測訊號、該PWM訊號之一PWM頻率、與一預設臨界值,而決定該功率開關不導通之時點;其中,該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該功率開關之一導通期間,以補償一輸出電壓紋波;該控制電路包含:一QR控制電路,與該電壓感測電路耦接,用以於該輸出電壓發生ZVC時,產生一設定訊號,且於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;一頻率偵測電路,用以根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;一增益控制電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號、及該週期長度訊號,適應性調整該預設臨界值而產生一臨界值;一比較電路,與該增益控制電路及該電流感測電路耦接,用以比較該電流感測訊號與該臨界值,而產生一重置訊號;以及 一PWM訊號產生電路,與該比較電路及該QR控制電路耦接,用以根據該設定訊號與該重置訊號,產生該PWM訊號,使得當該電壓感測訊號示意該輸出電壓ZVC時,該功率開關導通,而於該電流感測訊號達到該臨界值時,該功率開關不導通。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之返馳式電源供應器之控制電路,其中該增益控制電路包括:一頻率加權電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號、該PWM訊號、及該週期長度訊號,產生一頻率加權訊號;以及一計算電路,與該頻率加權電路耦接,用以根據該預設臨界值與該頻率加權訊號,產生該臨界值。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之返馳式電源供應器之控制電路,其中該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該導通期間,以改變一電流感測訊號峰值,進而維持該返馳式電源供應器之一輸入功率為固定,並符合: 其中,P為該輸入功率,fs為該PWM頻率,Lm為一一次側電感值,Vcs為該電流感測訊號峰值,Rcs為該電流感測電路之一電阻值。
  13. 一種返馳式電源供應器之控制電路,該返馳式電源供應器包括一功率級電路、一電壓感測電路、一電流感測電路、與該控制電路;其中,該功率級電路用以根據一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號,操作其中一功率開關以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓;該電壓感測電路與該 功率級電路耦接,用以根據該輸出電壓,產生一電壓感測訊號;該電流感測電路,與該功率級電路耦接,用以根據流經該功率開關之一開關電流,產生一電流感測訊號;該控制電路與該功率級電路、該電壓感測電路、與該電流感測電路耦接,用以根據該電壓感測訊號與該電流感測訊號,以產生該PWM訊號;其中,當該返馳式電源供應器操作於一準諧振(quasi-resonant,QR)操作模式,該控制電路根據該電壓感測訊號示意該輸出電壓零電壓交越(zero voltage crossing,ZVC)時,而決定該功率開關導通之時點,並根據該電流感測訊號、該PWM訊號之一PWM頻率、與一預設臨界值,而決定該功率開關不導通之時點;其中,該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該功率開關之一導通期間,以補償一輸出電壓紋波;該控制電路包含:一QR控制電路,與該電壓感測電路耦接,用以於該輸出電壓發生ZVC時,產生一設定訊號,且於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;一頻率偵測電路,用以根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;一增益控制電路,與該QR控制電路、該頻率偵測電路、及該電流感測電路耦接,用以根據該QR感知訊號、該週期長度訊號、及該電流感測訊號,產生一電流指示訊號;一比較電路,與該增益控制電路耦接,用以比較該電流指示訊號與該預設臨界值,而產生一重置訊號;以及一PWM訊號產生電路,與該比較電路及該QR控制電路耦接,用以根據該設定訊號與該重置訊號,產生該PWM訊號,使得當該電壓感測訊號示意 該輸出電壓ZVC時,該功率開關導通,而於該電流指示訊號達到該預設臨界值時,該功率開關不導通。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之返馳式電源供應器之控制電路,其中該增益控制電路包括:一頻率加權電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號、該PWM訊號、及該週期長度訊號,產生一頻率加權訊號;以及一計算電路,與該頻率加權電路耦接,用以根據該電流感測訊號與該頻率加權訊號,產生該電流指示訊號。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之返馳式電源供應器之控制電路,其中該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該導通期間,以改變一電流感測訊號峰值,進而維持該返馳式電源供應器之一輸入功率為固定,並符合: 其中,P為該輸入功率,fs為該PWM頻率,Lm為一一次側電感值,Vcs為該電流感測訊號峰值,Rcs為該電流感測電路之一電阻值。
  16. 一種返馳式電源供應器之控制電路,該返馳式電源供應器包括一功率級電路、一電壓感測電路、一電流感測電路、與該控制電路;其中,該功率級電路用以根據一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號,操作其中一功率開關以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓;該電壓感測電路與該功率級電路耦接,用以根據該輸出電壓,產生一電壓感測訊號;該電流感測電路,與該功率級電路耦接,用以根據流經該功率開關之一開關電流, 產生一電流感測訊號;該控制電路與該功率級電路、該電壓感測電路、與該電流感測電路耦接,用以根據該電壓感測訊號與該電流感測訊號,以產生該PWM訊號;其中,當該返馳式電源供應器操作於一準諧振(quasi-resonant,QR)操作模式,該控制電路根據該電壓感測訊號示意該輸出電壓零電壓交越(zero voltage crossing,ZVC)時,而決定該功率開關導通之時點,並根據該電流感測訊號、該PWM訊號之一PWM頻率、與一預設臨界值,而決定該功率開關不導通之時點;該控制電路包含:一QR控制電路,與該電壓感測電路耦接,用以於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;一頻率偵測電路,用以根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;一誤差放大器電路,包括:一頻寬控制電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號與該週期長度訊號,而產生一調整訊號;一放大電路,與該電壓感測電路耦接,用以根據一參考電壓與該電壓感測訊號,產生一放大訊號;一補償電阻電路,與該頻寬控制電路及該放大電路耦接;以及一補償電容電路,與該頻寬控制電路及該放大電路耦接;以及一PWM訊號產生電路,與該誤差放大器電路及該電流感測電路耦接,用以根據該放大訊號與該電流感測訊號,產生該PWM訊號;其中,該誤差放大器電路根據該調整訊號,調整該補償電阻電路之一補償電阻值或該補償電容電路之一補償電容值,以適應性調整該誤差放大器電路之一操作頻寬,進而補償一輸出電壓紋波。
  17. 一種返馳式電源供應器之控制電路,該返馳式電源供應器包括一功率級電路、一電壓感測電路、一電流感測電路、與該控制電路;其中,該功率級電路用以根據一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號,操作其中一功率開關以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓;該電壓感測電路與該功率級電路耦接,用以根據該輸出電壓,產生一電壓感測訊號;該電流感測電路,與該功率級電路耦接,用以根據流經該功率開關之一開關電流,產生一電流感測訊號;該控制電路與該功率級電路、該電壓感測電路、與該電流感測電路耦接,用以根據該電壓感測訊號與該電流感測訊號,以產生該PWM訊號;其中,當該返馳式電源供應器操作於一準諧振(quasi-resonant,QR)操作模式,該控制電路根據該電壓感測訊號示意該輸出電壓零電壓交越(zero voltage crossing,ZVC)時,而決定該功率開關導通之時點,並根據該電流感測訊號、該PWM訊號之一PWM頻率、與一預設臨界值,而決定該功率開關不導通之時點,其中該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整其中一誤差放大器電路之一放大器增益;該控制電路包含:一QR控制電路,與該電壓感測電路耦接,用以於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;一頻率偵測電路,用以根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;該誤差放大器電路,包括:一放大器增益控制電路,與該QR控制電路及該頻率偵測電路耦接,用以根據該QR感知訊號與該週期長度訊號,而產生一放大器增益調整訊號; 一放大電路,與該電壓感測電路耦接,用以根據該放大器增益調整訊號,調整該放大器增益,並根據一參考電壓、該電壓感測訊號、與該放大器增益,產生一放大訊號;一補償電阻電路,與該放大電路耦接;以及一補償電容電路,與該放大電路耦接;以及一PWM訊號產生電路,與該誤差放大器電路及該電流感測電路耦接,用以根據該放大訊號與該電流感測訊號,產生該PWM訊號。
  18. 如申請專利範圍第16或17項所述之返馳式電源供應器之控制電路,其中該控制電路根據該PWM頻率,而適應性調整該操作頻寬或該放大器增益,以改變一電流感測訊號峰值,進而維持該返馳式電源供應器之一輸入功率為固定,並符合: 其中,P為該輸入功率,fs為該PWM頻率,Lm為一一次側電感值,Vcs為該電流感測訊號峰值,Rcs為該電流感測電路之一電阻值。
  19. 一種返馳式電源供應器之控制方法,包含:根據一脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號,操作一功率開關以將一輸入電壓轉換為一輸出電壓;根據該輸出電壓,產生一電壓感測訊號;根據流經該功率開關之一開關電流,產生一電流感測訊號;根據該電壓感測訊號與該電流感測訊號,以產生該PWM訊號;當該返馳式電源供應器操作於一準諧振(quasi-resonant,QR)操作模式,根據該電壓感測訊號示意該輸出電壓零電壓交越(zero voltage crossing,ZVC) 時,決定該功率開關導通之時點,並根據該電流感測訊號、該PWM訊號之一PWM頻率、與一預設臨界值,而決定該功率開關不導通之時點;以及根據該PWM頻率,而適應性調整該功率開關之一導通期間,或適應性調整其中一誤差放大器電路之一操作頻寬或一放大器增益,以補償一輸出電壓紋波。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之返馳式電源供應器之控制方法,其中該根據該PWM頻率,而適應性調整該功率開關之該導通期間,或適應性調整其中該誤差放大器電路之該操作頻寬或該放大器增益,以補償該輸出電壓紋波之步驟,用以改變一電流感測訊號峰值,進而維持該返馳式電源供應器之一輸入功率為固定,並符合: 其中,P為該輸入功率,fs為該PWM頻率,Lm為一一次側電感值,Vcs為該電流感測訊號峰值,Rcs為一電流感測電路之一電阻值。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之返馳式電源供應器之控制方法,其中該根據該PWM頻率,而適應性調整該功率開關之該導通期間,以下列其中至少一種方式:(1)根據該PWM頻率,適應性調整該預設臨界值而產生一臨界值,並於該電流感測訊號達到該臨界值時,調整該PWM訊號,使該功率開關不導通;(2)根據該PWM頻率與該電流感測訊號,產生一電流指示訊號,於該電流指示訊號達到該預設臨界值時,調整該PWM訊號,使該功率開關不導通。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之返馳式電源供應器之控制方法,其中該根據該PWM頻率,而適應性調整該功率開關之該導通期間,以補償該輸出電壓紋波之步驟包括:於該輸出電壓發生ZVC時,產生一設定訊號,且於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;根據該QR感知訊號、該週期長度訊號、及該預設臨界值,產生該臨界值;比較該電流感測訊號與該臨界值,而產生一重置訊號;以及根據該設定訊號與該重置訊號,產生該PWM訊號。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之返馳式電源供應器之控制方法,其中該根據該QR感知訊號、該週期長度訊號、及該預設臨界值,產生該臨界值之步驟,包括:根據該QR感知訊號、該PWM訊號、及該週期長度訊號,產生一頻率加權訊號;以及根據該預設臨界值與該頻率加權訊號,產生該臨界值。
  24. 如申請專利範圍第21項所述之返馳式電源供應器之控制方法,其中該根據該PWM頻率,而適應性調整該功率開關之該導通期間,以補償該輸出電壓紋波之步驟包括:於該輸出電壓發生ZVC時,產生一設定訊號,且於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;根據該QR感知訊號、該週期長度訊號、及該電流感測訊號,產生該電流指示訊號; 比較該電流指示訊號與該預設臨界值,而產生一重置訊號;以及根據該設定訊號與該重置訊號,產生該PWM訊號。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之返馳式電源供應器之控制方法,其中該根據該QR感知訊號、該週期長度訊號、及該預設臨界值,產生該電流指示訊號之步驟,包括:根據該QR感知訊號、該PWM訊號、及該週期長度訊號,產生一頻率加權訊號;以及根據該電流感測訊號與該頻率加權訊號,產生該電流指示訊號。
  26. 如申請專利範圍第19項所述之返馳式電源供應器之控制方法,其中根據該PWM頻率,而適應性調整該誤差放大器電路之該操作頻寬,以補償該輸出電壓紋波之步驟包括:於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號;根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;根據該QR感知訊號與該週期長度訊號,而產生一調整訊號;根據一參考電壓與該電壓感測訊號,產生一放大訊號;以及根據該放大訊號與該電流感測訊號,產生該PWM訊號;其中,根據該調整訊號,調整該誤差放大器電路之一補償電阻值或一補償電容值,以適應性調整該誤差放大器電路之該操作頻寬,進而補償該輸出電壓紋波。
  27. 如申請專利範圍第19項所述之返馳式電源供應器之控制方法,其中根據該PWM頻率,而適應性調整該誤差放大器電路之該放大器增益,以補償該輸出電壓紋波之步驟包括:於該返馳式電源供應器操作於該QR操作模式時,產生一QR感知訊號; 根據該PWM頻率,而產生一週期長度訊號;根據該QR感知訊號與該週期長度訊號,而產生一放大器增益調整訊號;根據該放大器增益調整訊號,調整該放大器增益;根據一參考電壓、該電壓感測訊號、與該放大器增益,產生一放大訊號;以及根據該放大訊號與該電流感測訊號,產生該PWM訊號。
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