專(zhuān)利名稱(chēng)：偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于 一種電源轉(zhuǎn)換器，其尤指 一種偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換 器的輸入電壓的電路與方法。
背景技術(shù)：
按，現(xiàn)今切換式電源轉(zhuǎn)換器已廣泛被應(yīng)用于提供調(diào)整電壓與 電流。 一變壓器(一電感裝置)被應(yīng)用在電源轉(zhuǎn)換器，用以?xún)?chǔ)存能 量和電源轉(zhuǎn)換。請(qǐng)參閱圖1,其為習(xí)知技術(shù)電源轉(zhuǎn)換器的電路圖。 如圖所示， 一控制器15依據(jù)一回授訊號(hào)Vfb而在一輸出端OUT 產(chǎn)生一切換訊號(hào)Sw以調(diào)整電源轉(zhuǎn)換器的輸出。 一般而言，回授 訊號(hào)vfb是經(jīng)由控制器15的一回授端Fb所得知，其藉由一光耦 合器或具有一輔助繞組(圖中未示)的一回授電路偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換 器的輸出電壓Vo而得知。
上述的切換訊號(hào)Sw驅(qū)使一功率電晶體12,以切換一變壓器 10，變壓器IO接收電源轉(zhuǎn)換器的一輸入電壓Vin，變壓器10的 能量經(jīng)由一整流器17與一電容18轉(zhuǎn)換為電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓 Vo。 一電組Rs串聯(lián)功率電晶體12,以依據(jù)變壓器10的一切換電 流IP產(chǎn)生一電流訊號(hào)VI,電流訊號(hào)Vi傳送至控制器15的一電 流感測(cè)端VS，以控制并保護(hù)電源轉(zhuǎn)換器。 一電阻19更接收輸入 電壓ViN并耦接控制器15的一輸入端IN，以作為過(guò)電壓以及低 電壓等情形的保護(hù)。再者，電源轉(zhuǎn)換器的過(guò)功率保護(hù)需要偵測(cè)輸入電壓VIN，以 控制最大輸出功率為一固定值，此技術(shù)已揭露于美國(guó)專(zhuān)利第 6, 611， 439號(hào)"PWM controller for controlling output power limit of a power supply",此習(xí)用技術(shù)在運(yùn)用時(shí)會(huì)因?yàn)閳D1的 電阻19造成功率損失，特別是在高輸入電壓VlN。因此，本發(fā)明 提供不需使用電阻19的偵測(cè)輸入電壓ViN的電路，以節(jié)省能量， 并且可以不需在控制器15設(shè)置輸入端IN,進(jìn)而節(jié)省成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電 壓的電路與方法，其是藉由簡(jiǎn)易的電路與方法，偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器 的輸入電壓，以避免功率損失，并減少在控制器設(shè)置輸入端，進(jìn) 而節(jié)省成本。本發(fā)明的另一目的，在于提供一種偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電 壓的電路與方法，其電路簡(jiǎn)易，以達(dá)成降j氐電源轉(zhuǎn)換器成本的目 的。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。 依據(jù)本發(fā)明提出的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路與方法，其 包括一 電流感測(cè)電路用于依據(jù)一 變壓器的 一切換電流產(chǎn)生一 電 流訊號(hào)，其中變壓器用于作為一電感裝置； 一偵測(cè)電路用于偵測(cè) 電流訊號(hào)，以依據(jù)電流訊號(hào)的斜率而產(chǎn)生一斜率訊號(hào)，當(dāng)電源轉(zhuǎn) 換器的一功率電晶體導(dǎo)通時(shí)，偵測(cè)電路將于一第一周期期間取樣 電流訊號(hào)而產(chǎn)生一第 一訊號(hào)，且在一第二周期期間取樣電流訊號(hào) 而產(chǎn)生一第二訊號(hào)，其中第一訊號(hào)與第二訊號(hào)決定電流訊號(hào)的斜 率； 一訊號(hào)產(chǎn)生電路用于依據(jù)斜率訊號(hào)而產(chǎn)生一輸入電壓訊號(hào)， 其中輸入電壓的準(zhǔn)位關(guān)聯(lián)于電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下措施來(lái)進(jìn)一步 實(shí)現(xiàn)。前述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路，其中該偵測(cè)電路 于該電源轉(zhuǎn)換器的 一 功率電晶體導(dǎo)通時(shí)感測(cè)該電流訊號(hào)的該斜 率。前述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路，其中該偵測(cè)電路 于該電源轉(zhuǎn)換器的一功率電晶體導(dǎo)通時(shí)，在一第一周期期間取樣 該電流訊號(hào)而產(chǎn)生一第一訊號(hào)，并在一第二周期期間取樣該電流 訊號(hào)而產(chǎn)生一第二訊號(hào)，該第 一訊號(hào)與該第二訊號(hào)決定該電流訊 號(hào)的該斜率。前述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路，其中該偵測(cè)電路包括 一第一電容，于該電源轉(zhuǎn)換器的一功率電晶體導(dǎo)通后，經(jīng) 一第一開(kāi)關(guān)于一第一周期其間，取樣并保持該電流訊號(hào)； 一第 二電容，于該功率電晶體導(dǎo)通后，經(jīng)一第二開(kāi)關(guān)于一第二周期其 間，取樣并保持該電流訊號(hào)；以及一第三電容，取樣并保持該第 一電容與該第二電容的電壓差，產(chǎn)生一斜率訊號(hào)；其中，該斜率 訊號(hào)關(guān)聯(lián)于該電流訊號(hào)的該斜率。前述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路，其中該第一開(kāi)關(guān) 受該電源轉(zhuǎn)換器的一振蕩電路產(chǎn)生的一第一取樣訊號(hào)控制，該第 二開(kāi)關(guān)受該振蕩電路產(chǎn)生的 一第二取樣訊號(hào)控制。前述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路，其中該振蕩電路 更產(chǎn)生一振蕩訊號(hào)，以致能該功率電晶體，該第一取樣訊號(hào)與該
第二取樣訊號(hào)同步于該振蕩訊號(hào)。前述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路，其中該訊號(hào)產(chǎn)生電路包括 一運(yùn)算放大器，放大該電流訊號(hào)的該斜率以產(chǎn)生該輸 入電壓ifl號(hào)。前述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路，其中該電感裝置 為一變壓器。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí) 現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的 一種偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的方法， 其步驟包含依據(jù)一電感裝置的一切換電流，產(chǎn)生一電流訊號(hào)； 感測(cè)該電流訊號(hào)的波形，產(chǎn)生一斜率訊號(hào)；以及依據(jù)該斜率訊號(hào) 產(chǎn)生一輸入電壓訊號(hào)，該輸入電壓訊號(hào)的準(zhǔn)位關(guān)聯(lián)于該電源轉(zhuǎn)換 器的該輸入電壓。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。前述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的方法，其中該斜率訊號(hào) 關(guān)聯(lián)于該切換電流的 一斜率。前述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的方法，其中感觀'J該電流 訊號(hào)的波形，產(chǎn)生一斜率訊號(hào)的步驟更包括于該電源轉(zhuǎn)換器的 一功率電晶體導(dǎo)通時(shí)，在一第一周期期間取樣該電流訊號(hào)，以產(chǎn) 生一第一訊號(hào)；于該功率電晶體導(dǎo)通時(shí)，在一第二周期期間取 樣該電流訊號(hào)，以產(chǎn)生一第二訊號(hào)；以及依據(jù)該第一訊號(hào)與該第 二訊號(hào)產(chǎn)生該斜率訊號(hào)。前述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的方法，其中該電感裝置 為一變壓器。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下措施來(lái)進(jìn)一步 實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提供的一種偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路，其包含 一偵測(cè)電路，感測(cè)一電感裝置的一切換電流，產(chǎn)生一斜率 訊號(hào)；以及一訊號(hào)產(chǎn)生電路，耦接該偵測(cè)電路，依據(jù)該斜率訊號(hào) 產(chǎn)生一輸入電壓訊號(hào)；其中，該輸入電壓訊號(hào)的準(zhǔn)位關(guān)聯(lián)于該電 源轉(zhuǎn)換器的該輸入電壓。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下措施來(lái)進(jìn)一步 實(shí)現(xiàn)。前述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路，其中該斜率訊號(hào) 關(guān)聯(lián)于該切換電流的 一斜率。前述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路，其中該偵測(cè)電路 于該電源轉(zhuǎn)換器的一功率電晶體導(dǎo)通時(shí)，在一第一周期期間取樣 該電流訊號(hào)而產(chǎn)生一第 一訊號(hào)，并在一第二周期期間取樣該電流 訊號(hào)而產(chǎn)生一第二訊號(hào)，該偵測(cè)電3各依據(jù)該第一訊號(hào)與該第二訊 號(hào)產(chǎn)生該斜率訊號(hào)。前述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路，其中該偵測(cè)電路 更包括 一第一開(kāi)關(guān)，于該電源轉(zhuǎn)換器的一功率電晶體導(dǎo)通時(shí)， 在一第一周期期間導(dǎo)通； 一第一電容，于該電源轉(zhuǎn)換器的一功率電晶體導(dǎo)通后，經(jīng)一第一開(kāi)關(guān)于一第一周期其間，取樣并保持該 電流訊號(hào)； 一第二電容，于該功率電晶體導(dǎo)通后，經(jīng)一第二開(kāi)關(guān) 于一第二周期其間，取樣并保持該電流訊號(hào)；以及一第三電容， 取樣并保持該第一電容與第二電容的電壓差，產(chǎn)生該斜率訊號(hào)； 其中，該斜率訊號(hào)關(guān)聯(lián)于該電流訊號(hào)的一斜率。前述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路，其中該第一開(kāi)關(guān)
受該電源轉(zhuǎn)換器的 一振蕩電路產(chǎn)生的 一第 一取樣訊號(hào)控制，該第 二開(kāi)關(guān)受該振蕩電路產(chǎn)生的一第二取樣訊號(hào)控制。前述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路，其中該振蕩電路 更產(chǎn)生一振蕩訊號(hào)以致能該功率電晶體，該第一取樣訊號(hào)與該第 二取樣訊號(hào)同步于該振蕩訊號(hào)。前述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路，其中該訊號(hào)產(chǎn)生電路更包括 一運(yùn)算放大器，放大該斜率訊號(hào)以產(chǎn)生該輸入電壓 訊號(hào)。本發(fā)明的有益效果是提供的 一種偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電 壓的電路與方法，其是通過(guò)簡(jiǎn)易的電路與方法，偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器 的輸入電壓，以避免功率損失，并減少在控制器設(shè)置輸入端，進(jìn) 而節(jié)省成本。并且電路簡(jiǎn)易，可以達(dá)成降低電源轉(zhuǎn)換器成本的目 的。


圖1為習(xí)知技術(shù)的電源轉(zhuǎn)換器的電路圖；圖2為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換器的電路方塊圖；圖3為本發(fā)明的較佳實(shí)施例的切換電流的波形圖；圖4為本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，切換控制器的電路圖；圖5為本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，振蕩電路的電路圖；圖6為本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，輸入電壓偵測(cè)電路的電路圖；圖7為本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，偵測(cè)電路的電路圖； 圖8為本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，脈波產(chǎn)生器的電路圖9為本發(fā)明的切換控制器中，復(fù)數(shù)訊號(hào)的波形圖；圖IO為本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，訊號(hào)產(chǎn)生電路的電路圖;圖11本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，消隱電路的電路圖。圖號(hào)i兌明10變壓器12功率電晶體15控制器17整流器18濾波電容19電阻100振蕩電路110充電電力中u115開(kāi)關(guān)120;故電電流125開(kāi)關(guān)130電容150比較器151比較器155反及閘156反及閘159反相器160比較器165及閘170比較器175及閘20功率電晶體200輸入電壓偵測(cè)電路210偵測(cè)電路211第二開(kāi)關(guān)212第四開(kāi)關(guān)214反相器215第一開(kāi)關(guān)216第三開(kāi)關(guān)219第五開(kāi)關(guān)220第二電容223第一電容225第三電容158反相器230脈波產(chǎn)生器231電晶體232固定電流源235電容236反或閘250訊號(hào)產(chǎn)生電路30變壓器31斜率32斜率33斜率300輸入訊號(hào)產(chǎn)生器310運(yùn)算放大器315電阻316電阻320比較器325比較器330運(yùn)算放大器335電阻336電阻340運(yùn)算放大器345電阻346電阻350保護(hù)訊號(hào)產(chǎn)生器360及閘370延遲電路40整流器45電容50切換控制器60切換電路62比較器63比較器65反及閘66反及閘70正反器75及閘80消隱電路81反相器82電晶體83電容85固定電流源87比較器89反及閘IPS振蕩訊號(hào)Ip切換電流LP電感裝置FB回授端
OUT輸出端Sw切換訊號(hào)Sk消隱訊號(hào)Rs電阻CK時(shí)月永，命入端R重置端D輸入端Q輸出端RAMP斜坡訊號(hào)Ton導(dǎo)通時(shí)間Vh點(diǎn)電壓Vl點(diǎn)電壓Vr參考電壓Vm電流限制訊號(hào)Vv專(zhuān)lr入電壓i孔號(hào)Vb消隱調(diào)整訊號(hào)VM電流限制訊號(hào)Vfb回授訊號(hào)VIN輸入電壓Vi電流訊號(hào)VS電流感測(cè)端Vo輸出電壓Vi臨界電壓V2臨界電壓VSD斜率訊號(hào)Vcc供應(yīng)電壓Vth臨界電壓Vtl臨界電壓
具體實(shí)施例方式為使審查委員對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn) 一步的了解與認(rèn)識(shí)，謹(jǐn)佐以較佳的實(shí)施例及配合詳細(xì)的說(shuō)明，說(shuō) 明如后請(qǐng)參閱圖2,其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換器的電 路圖。如圖所示，電源轉(zhuǎn)換器包括一功率電晶體20、 一變壓器 30、 一整流器40、 一電容45、 一切換控制器50與一電阻Rs。變 壓器30用于作為一電感裝置并接收一輸入電壓Vin，功率電晶體 20串聯(lián)變壓器30以切換變壓器30。電阻RS用于作為一電流感 測(cè)電路，并依據(jù)變壓器30的一切換電流IP形成一電流訊號(hào)Vi， 電流訊號(hào)Vi代表切換電流lp。切換控制器50的一電流感測(cè)端 Vs接收電流訊號(hào)VI以控制并保護(hù)電源轉(zhuǎn)換器。切換控制器50的 一輸出端OUT依據(jù)電流訊號(hào)Vi與一回授訊號(hào)VFB產(chǎn)生一切換訊號(hào) Sw以控制功率電晶體20,進(jìn)而調(diào)整電源轉(zhuǎn)換器的輸出，回授訊 號(hào)VFB是切換控制器50依據(jù)電源轉(zhuǎn)換器的輸出而產(chǎn)生在切換控 制器50的一回授端FB,以達(dá)到回授調(diào)整。變壓器30的能量經(jīng) 整流器40與電容45而轉(zhuǎn)換為電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓Vo。切換控制器50偵測(cè)輸入電壓Vin以保護(hù)電源轉(zhuǎn)換器，切換 控制器50是藉由感測(cè)切換電流IP的斜率以偵測(cè)輸入電壓Vin。 如圖3所示，切換電流Ip的斜率依據(jù)輸入電壓Vin的準(zhǔn)位而產(chǎn)生， 例如斜率31、 32與33分別依據(jù)輸入電壓VlNl、 VlN2與VlN3(圖 未示)而產(chǎn)生，其中輸入電壓VIN1>輸入電壓VlN2〉輸入電壓 VIN3。當(dāng)切換訊號(hào)SW為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，切換電流IP是依據(jù)下列公 式而產(chǎn)生<formula>formula see original document page 15</formula>------------------------------------- ( 1)<formula>formula see original document page 15</formula>2) 其中，LP為變壓器30的一次側(cè)繞組的電感；TON為切換訊號(hào)SW 的導(dǎo)通時(shí)間。請(qǐng)參閱圖4,其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的切換控制器的電 路圖。如圖所示，切換控制器50包含一切換電路60,其依據(jù)一 振蕩訊號(hào)IPS產(chǎn)生切換訊號(hào)Sw。 一振蕩電路100用于產(chǎn)生振蕩訊 號(hào)IPS與時(shí)序訊號(hào)Sl、 S2，時(shí)序訊號(hào)Sl、 S2用于作為取樣訊號(hào)，
并由振蕩電^各IOO輸出至一輸入電壓偵測(cè)電路200,輸入電壓偵 測(cè)電路200接收電流訊號(hào)VI，并依據(jù)電流訊號(hào)Vl的斜率產(chǎn)生一 輸入電壓訊號(hào)Vv(如圖IO所示)，在這期間，輸入電壓偵測(cè)電路 200依據(jù)輸入電壓訊號(hào)Vv產(chǎn)生一控制訊號(hào)ENB、 一電流限制訊號(hào) VM與一消隱調(diào)整訊號(hào)VB，以控制與保護(hù)電源轉(zhuǎn)換器。上述的輸 入電壓訊號(hào)Vv的準(zhǔn)位關(guān)聯(lián)于電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓VlN。請(qǐng)復(fù)參閱圖4，切換電路60包含一正反器70，并經(jīng)一及閘 75產(chǎn)生切換訊號(hào)Sw，及閘75的一輸入端耦接正反器70的輸出 端Q,及閘75的另一輸入端耦接振蕩電路100，以接收振蕩訊號(hào) IPS而限制切換訊號(hào)SW的最大導(dǎo)通時(shí)間。正反器70的輸入端D 耦接輸入電壓偵測(cè)電路200，以接收控制訊號(hào)ENB，若控制訊號(hào) ENB致能時(shí)，正反器70依據(jù)正反器70的一時(shí)脈輸入端CK接收 的振蕩訊號(hào)IPS而致能， 一旦控制訊號(hào)ENB被禁能時(shí)，切換訊號(hào) Sw亦會(huì)被禁能。承上所述，切換訊號(hào)Sw輸入至一消隱電路80,消隱電路80 依據(jù)切換訊號(hào)Sw而產(chǎn)生消隱訊號(hào)SK。當(dāng)切換訊號(hào)Sw致能時(shí)，消 隱訊號(hào)SK確保切換訊號(hào)Sw的最小導(dǎo)通時(shí)間。消隱調(diào)整訊號(hào)Vb 輸入至消隱電路80 (Blanking circuit),以調(diào)整消隱訊號(hào)SK的 消隱時(shí)間。因此，消隱訊號(hào)Sk的消隱時(shí)間將依據(jù)輸入電壓Vin 減少而增加，且消隱電路80輸出消隱訊號(hào)SK至一反及閘66的 一輸入端。反及閘66的輸出端耦接正反器70的重置端R,以重 置正反器70,反及閘66的另一輸入端耦接一反及閘65的輸出 端，反及閘65的一輸入端耦接一比較器62的輸出端，反及閘 65的另一輸入端耦接一比較器63的輸出端。比較器62用來(lái)限
制切換電流IP的最大值，比較器62的正輸入端耦接輸入電壓偵 測(cè)電路200，以接收電流限制訊號(hào)VM,比較器62的負(fù)輸入端與 比較器63的負(fù)輸入端皆接收電流訊號(hào)Vi,比較器63的正輸入端 接收回4受訊號(hào)VFB，以進(jìn)行回授回i 各控制。請(qǐng)參閱圖5,其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的振蕩電路的電路 圖。如圖所示， 一充電電流IIO接收一供應(yīng)電壓Vcc,充電電流 110串聯(lián)一開(kāi)關(guān)115以對(duì)一電容130進(jìn)行充電。 一放電電流120 耦接至接地端，；故電電流120串聯(lián)一開(kāi)關(guān)125以對(duì)電容130進(jìn)行 放電，因此即在電容130產(chǎn)生一斜坡訊號(hào)RAMP。比較器150、 151、 反及閘155、 156與一反相器158是用以產(chǎn)生振蕩訊號(hào)IPS以控 制開(kāi)關(guān)115。振蕩訊號(hào)IPS更經(jīng)反相器159以控制開(kāi)關(guān)125，振 蕩訊號(hào)IPS更分別傳送至如圖4所示的輸入電壓偵測(cè)電路200與 切換電路60。斜坡訊號(hào)RAMP分別傳送至比較器150的負(fù)輸入端 與比較器151的正輸入端。點(diǎn)電壓Vh、 VL分別傳送至比較器150 的正輸入端與比較器151的負(fù)輸入端，其中斜坡訊號(hào)RAMP擺動(dòng) 于點(diǎn)電壓VH、 VL之間。請(qǐng)復(fù)參閱圖5,反及閘155的一輸入端耦接比較器15G的輸 出端，反及閘156的一輸入端耦接比較器151的輸出端，反及閘 156的另一輸入端耦接反及閘155的輸出端，反及閘156的輸出 端耦接反及閘155的另一輸入端，反及閘155的輸出端耦接反相 器158的輸入端，反相器158的輸出端產(chǎn)生振蕩訊號(hào)IPS,反相 器158的輸出端更耦接反相器159的輸入端，以接收振蕩訊號(hào) IPS,反相器159反相振蕩訊號(hào)IPS以控制開(kāi)關(guān)125。比較器160、 170的負(fù)輸入端接收斜坡訊號(hào)，以產(chǎn)生時(shí)序訊
號(hào)Sl、 S2,臨界電壓Vi、 V2分別傳送至比較器160與比較器170 的正輸入端，上述的臨界電壓與點(diǎn)電壓的準(zhǔn)位的大小分別為 Vh〉V2〉Vi〉Vl。比較器160的輸出端耦接一及閘165的輸入端，以 產(chǎn)生第一時(shí)序訊號(hào)Sl。比較器170的輸出端耦接及閘175的輸入 端，以產(chǎn)生第二時(shí)序訊號(hào)S2，比較器165、 175的輸入端更接收 振蕩訊號(hào)IPS與切換訊號(hào)Sw。 一旦振蕩訊號(hào)IPS致能切換訊號(hào) Sw與導(dǎo)通功率電晶體20 (如圖2所示)時(shí)，第一時(shí)序訊號(hào)Sl會(huì) 在一第一周期Tl期間產(chǎn)生，且第二時(shí)序訊號(hào)S2會(huì)在第一二周期 T2期間產(chǎn)生(如圖9所示)，第一時(shí)序訊號(hào)Sl與第二時(shí)序訊號(hào)S2 是與振蕩訊號(hào)IPS同步。請(qǐng)參閱圖6,其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的輸入電壓偵測(cè)電 路的電路圖。如圖所示，輸入電壓偵測(cè)電路200包括一偵測(cè)電路 210與一訊號(hào)產(chǎn)生電路250,偵測(cè)電S各210偵測(cè)電流訊號(hào)Vi的斜 率而產(chǎn)生一斜率訊號(hào)Vsd,偵測(cè)電路210是依據(jù)振蕩訊號(hào)IPS與 時(shí)序訊號(hào)Sl 、 S2量測(cè)電流訊號(hào)Vl的斜率，偵測(cè)電3各210是偵測(cè) 電流訊號(hào)Vi的波形以產(chǎn)生斜率訊號(hào)VSD，且斜率訊號(hào)VSD關(guān)聯(lián)于 切換電流Ip的斜率。訊號(hào)產(chǎn)生電路250接收斜率訊號(hào)VSD而產(chǎn)生 輸入電壓訊號(hào)Vv(如圖10所示)、控制訊號(hào)ENB、電流限制訊號(hào) VM與消隱調(diào)整訊號(hào)VB。請(qǐng)參閱圖7,其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的偵測(cè)電路的電路 圖。如圖所示， 一第一電容223的一第一端經(jīng)一第一開(kāi)關(guān)215接 收電流訊號(hào)Vi，第一電容223的一第二端經(jīng)一第三開(kāi)關(guān)216耦接 至接地端。 一第二電容220的一第一端經(jīng)一第二開(kāi)關(guān)211接收電 流訊號(hào)Vi,第二電容220的一第二端耦接至接地端，第二電容"0的第一端更經(jīng)一第四開(kāi)關(guān)212耦接第一電容223的第一端。 第二時(shí)序訊號(hào)S2控制第二開(kāi)關(guān)211導(dǎo)通與截止，且第二時(shí)序訊 號(hào)S2經(jīng)一反相器214控制第四開(kāi)關(guān)212導(dǎo)通與截止，第一時(shí)序 訊號(hào)Si控制第一開(kāi)關(guān)215與第三開(kāi)關(guān)216。一第三電容225的一 第一端經(jīng)一第五開(kāi)關(guān)219耦接第一電容223的第二端，第三電容 "5的一第二端耦接至接地端， 一脈波訊號(hào)SP控制第五開(kāi)關(guān)219 導(dǎo)通與截止，脈波訊號(hào)SP由一脈波產(chǎn)生器230依據(jù)振蕩訊號(hào)IPS 而產(chǎn)生。斜率訊號(hào)VSD產(chǎn)生于第三電容225。請(qǐng)復(fù)參閱圖7,在功率電晶體20導(dǎo)通之后(如圖2所示)， 第一電容223經(jīng)由第一開(kāi)關(guān)215與第三開(kāi)關(guān)216而取樣并保持電 流訊號(hào)Vi,以在第一周期Tl期間(如圖9所示)產(chǎn)生一第一訊號(hào)， 且第二電容220經(jīng)由第二開(kāi)關(guān)211而取樣并保持電流訊號(hào)Vl,以 在第二周期T2期間(如圖9所示)產(chǎn)生一第二訊號(hào)，而第三電容 225則取樣并保持第一訊號(hào)與第二訊號(hào)的電壓差，以產(chǎn)生斜率訊 號(hào)Vsd，斜率訊號(hào)Vsd關(guān)聯(lián)于電流訊號(hào)Vi的斜率。請(qǐng)參閱圖8，其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的脈波產(chǎn)生器的電 路圖。如圖所示，脈波產(chǎn)生器230包含一固定電流源232、 一電 晶體231、 一電容235與一反或閘236。脈波產(chǎn)生器230依據(jù)振 蕩訊號(hào)IPS的下降邊緣產(chǎn)生脈波訊號(hào)Sp。電晶體231的閘極接收 振蕩訊號(hào)IPS,以由振蕩訊號(hào)IPS控制電晶體231,電晶體231 的源極耦接于接地端，固定電流源232耦接于電晶體231的汲極 與供應(yīng)電壓Vcc之間，電容235從電晶體231耦接至接地端。反 或閘236的輸入端分別耦接電容235與接收振蕩訊號(hào)IPS,反或 閘236的輸出端產(chǎn)生脈波訊號(hào)Sp。當(dāng)電晶體231依據(jù)振蕩訊號(hào)IPS的下降邊緣而截止時(shí)，固定電流源232將對(duì)電容235進(jìn)行充 電，脈波訊號(hào)SP則在電容235充電期間致能，固定電流源232 的電流大小與電容235的電容量決定脈波訊號(hào)SP的脈波寬度。請(qǐng)參閱圖9，其為本發(fā)明的切換控制器的"^號(hào)的波形圖。如 圖所示，振蕩電路100分別依據(jù)臨界電壓Vl與V2產(chǎn)生時(shí)序訊號(hào) Sl與S2(如圖5所示)。第一時(shí)序訊號(hào)Sl包括第一周期Tl,第二 時(shí)序訊號(hào)S2包括第二周期T2。偵測(cè)電路210在第一周期Tl期間 取樣電流訊號(hào)Vi，以產(chǎn)生第一訊號(hào)(如圖7所示)，同理偵測(cè)電路 210在第二周期T2期間取樣電流訊號(hào)VI，以產(chǎn)生第二訊號(hào)，斜 率訊號(hào)vsd是依據(jù)第一訊號(hào)與第二訊號(hào)的電壓差所決定。請(qǐng)參閱圖10，其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的訊號(hào)產(chǎn)生電路 的電路圖。如圖所示，訊號(hào)產(chǎn)生電路250包含一輸入訊號(hào)產(chǎn)生器 300與一保護(hù)訊號(hào)產(chǎn)生器350。輸入訊號(hào)產(chǎn)生器300具有一運(yùn)算 放大器310,用以;改大斜率訊號(hào)VSD以產(chǎn)生輸入電壓訊號(hào)Vv,運(yùn) 算放大器310的正輸入端接收斜率訊號(hào)Vsd。 一電阻315耦接運(yùn) 算放大器310的負(fù)輸入端與接地端之間， 一電阻316從運(yùn)算放大 器310的負(fù)輸入端耦接至運(yùn)算放大器310的輸出端，電阻315與 316決定^:大器310的放大的增益。請(qǐng)復(fù)參閱圖10,保護(hù)訊號(hào)產(chǎn)生器350包含比較器320、 325 與運(yùn)算放大器330、 340,其皆接收輸入電壓訊號(hào)Vv。 一電阻335 耦接運(yùn)算放大器330的負(fù)輸入端與接收輸入電壓訊號(hào)Vv, —電阻 336從運(yùn)算放大器330的負(fù)輸入端耦接至運(yùn)算放大器330的輸出 端，電阻335與336決定運(yùn)算放大器330的增益。 一電阻345耦 接運(yùn)算放大器340的負(fù)輸入端與接收輸入電壓訊號(hào)Vv， 一電阻
346從運(yùn)算放大器340的負(fù)輸入端耦接至運(yùn)算放大器340的輸出 端，電阻345與346決定運(yùn)算放大器340的增益。 一參考電壓 VR傳送至運(yùn)算放大器330與340的正輸入端。再者，臨界電壓Vth與Vtl，分別傳送至比4交器320的正輸 入端與比較器325的負(fù)輸入端，比較器320的負(fù)輸入端接收輸入 電壓訊號(hào)Vv,比較器320用以偵測(cè)輸入電壓訊號(hào)Vv而偵測(cè)輸入 電壓訊號(hào)Vv發(fā)生過(guò)電壓的情形。比較器325的正輸入端接收輸 入電壓訊號(hào)Vv,比較器325用以偵測(cè)輸入電壓ifl號(hào)Vv而偵測(cè)輸 入電壓訊號(hào)Vv發(fā)生低電壓的情形。及閘360的輸入端耦接比較 器320與325的輸出端，及閘360的輸出端經(jīng)一延遲電路370產(chǎn) 生控制訊號(hào)ENB。當(dāng)輸入電壓訊號(hào)Vv發(fā)生過(guò)電壓或低電壓情形 時(shí)，延遲電路370 ^是供一時(shí)間延遲以禁能控制i禮號(hào)ENB。承接上述，運(yùn)算放大器330產(chǎn)生電流限制"i禮號(hào)Vm,而運(yùn)算放 大器340產(chǎn)生消隱調(diào)整訊號(hào)Vb。電流限制訊號(hào)VM依據(jù)輸入電壓 訊號(hào)Vv增加而減少，而消隱調(diào)整訊號(hào)VB依才居I命入電壓訊號(hào)Vv 減少而增加。請(qǐng)參閱圖11，其為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的消隱電路的電 路圖。如圖所示，消隱電路80包括一固定電流源85、 一電晶體 82、 一電容83、 一比較器87、 一反相器81與一反及閘89。消 隱電路80依據(jù)切換訊號(hào)的上升邊緣產(chǎn)生消隱訊號(hào)Sk。固定電流 源85接收供應(yīng)電壓Vcc并耦接電晶體82的汲才及，電晶體82的 閘極與源極分別耦接反相器81的輸出端與接地端。電容83耦接 于電晶體82的汲極與接地端之間。切換訊號(hào)Sw傳送至反相器81 的輸入端經(jīng)反相器81反相后以控制電晶體82，因此，當(dāng)切換訊
號(hào)Sw導(dǎo)通時(shí)，固定電流源85將開(kāi)始對(duì)電容83充電。請(qǐng)復(fù)參閱圖11，電容83耦接比4交器87的負(fù)輸入端以和比 較器87的正輸入端所接收的消隱調(diào)整訊號(hào)Vb比較，比較器87 的輸出端耦接反及閘89的一輸入端，反及閘89的另一輸入端接 收切換訊號(hào)Sw，消隱訊號(hào)Sk產(chǎn)生于反及閘89的輸出端。固定電 流源85的電流大小、電容83的電容量與消隱調(diào)整訊號(hào)Vb的準(zhǔn) 位將決定消隱訊號(hào)SK的消隱時(shí)間，因此消隱i禮號(hào)SK的消隱時(shí)間 依據(jù)輸入電壓VlN減少而增加。綜上所述，本發(fā)明的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路與方 法，其依據(jù)切換電流而產(chǎn)生電流訊號(hào)，再藉由感測(cè)電流訊號(hào)，以 依據(jù)電流訊號(hào)的斜率產(chǎn)生斜率訊號(hào)，如此即可依據(jù)斜率訊號(hào)產(chǎn)生 輸入電壓訊號(hào)，此輸入電壓訊號(hào)的準(zhǔn)位關(guān)聯(lián)于電源轉(zhuǎn)換器的輸入 電壓。本發(fā)明提供不需使用電阻的偵測(cè)輸入電壓ViN的電路，以 節(jié)省能量，并且可以不需在控制器設(shè)置輸入端IN,進(jìn)而節(jié)省成 本。以上所述，zf義為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定 本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu) 造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán) 利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路，其特征在于，其包含一電流感測(cè)電路，依據(jù)一電感裝置的一切換電流產(chǎn)生一電流訊號(hào)；一偵測(cè)電路，用以接收并感測(cè)該電流訊號(hào)的一斜率；以及一訊號(hào)產(chǎn)生電路，依據(jù)該電流訊號(hào)的該斜率產(chǎn)生一輸入電壓訊號(hào)；其中，該輸入電壓訊號(hào)的準(zhǔn)位關(guān)聯(lián)于該電源轉(zhuǎn)換器的該輸入電壓。
2 、如權(quán)利要求1所述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路， 其特征在于，該偵測(cè)電路于該電源轉(zhuǎn)換器的一功率電晶體導(dǎo)通 時(shí)感測(cè)該電流訊號(hào)的該殺+率。
3、 如權(quán)利要求1所述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路， 其特征在于，該偵測(cè)電路于該電源轉(zhuǎn)換器的一功率電晶體導(dǎo)通 時(shí)，在一第一周期期間取樣該電流訊號(hào)而產(chǎn)生一第一訊號(hào)，并 在一第二周期期間取樣該電流訊號(hào)而產(chǎn)生一第二訊號(hào)，該第一 訊號(hào)與該第二訊號(hào)決定該電流訊號(hào)的該斜率。
4、 如權(quán)利要求1所述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路， 其特征在于，該偵測(cè)電路包括一第一電容，于該電源轉(zhuǎn)換器的一功率電晶體導(dǎo)通后，經(jīng) 一第一開(kāi)關(guān)于一第一周期其間，取樣并保持該電流訊號(hào)；一第二電容，于該功率電晶體導(dǎo)通后，經(jīng)一第二開(kāi)關(guān)于一第二周期其間，取樣并保持該電流訊號(hào)；以及一第三電容，取樣并保持該第一電容與該第二電容的電壓 差，產(chǎn)生一斜率訊號(hào)；其中，該斜率訊號(hào)關(guān)聯(lián)于該電流訊號(hào)的該斜率。
5 、如權(quán)利要求4所述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路， 其特征在于，該第 一開(kāi)關(guān)受該電源轉(zhuǎn)換器的 一振蕩電路產(chǎn)生的 一第 一 取樣訊號(hào)控制，該第二開(kāi)關(guān)受該振蕩電路產(chǎn)生的 一 第二 取樣訊號(hào)控制。
6、如權(quán)利要求5所述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路， 其特征在于，該振蕩電路更產(chǎn)生一振蕩訊號(hào)，以致能該功率電 晶體，該第 一取樣訊號(hào)與該第二:f又樣訊號(hào)同步于該振蕩訊號(hào)。
7 、如權(quán)利要求1所述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路， 其特征在于，該訊號(hào)產(chǎn)生電路包括一運(yùn)算放大器，放大該電流訊號(hào)的該斜率以產(chǎn)生該輸入電 壓訊號(hào)。
8 、如權(quán)利要求1所述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路， 其特征在于，該電感裝置為一變壓器。
9、 一種偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的方法，其特征在于， 其步驟包含依據(jù)一電感裝置的一切換電流，產(chǎn)生一電流訊號(hào)； 感測(cè)該電流訊號(hào)的波形，產(chǎn)生一斜率訊號(hào)；以及 依據(jù)該斜率訊號(hào)產(chǎn)生一輸入電壓訊號(hào)，該輸入電壓訊號(hào)的 準(zhǔn)位關(guān)聯(lián)于該電源轉(zhuǎn)換器的該輸入電壓。
10、 如權(quán)利要求9所述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的方 法，其特征在于，該斜率訊號(hào)關(guān)聯(lián)于該切:換電流的一斜率。
11、 如權(quán)利要求9所述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的方 法，其特征在于，感測(cè)該電流訊號(hào)的波形，產(chǎn)生一斜率訊號(hào)的步驟更包括于該電源轉(zhuǎn)換器的一功率電晶體導(dǎo)通時(shí)，在一第一周期期 間取樣該電流訊號(hào)，以產(chǎn)生一第一訊號(hào)；于該功率電晶體導(dǎo)通時(shí)，在 一 第二周期期間取樣該電流訊 號(hào)，以產(chǎn)生一第二訊號(hào)；以及依據(jù)該第一訊號(hào)與該第二訊號(hào)產(chǎn)生該凍牛率訊號(hào)。
12、 如權(quán)利要求9所述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的方 法，其特征在于，該電感裝置為一變壓器。
13、 一種偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路，其特征在于， 其包含一偵測(cè)電路，感測(cè)一電感裝置的一切換電流，產(chǎn)生一斜率 訊號(hào)；以及一訊號(hào)產(chǎn)生電路，耦接該偵測(cè)電路，依據(jù)該斜率訊號(hào)產(chǎn)生 一輸入電壓訊號(hào)；其中，該輸入電壓訊號(hào)的準(zhǔn)位關(guān)聯(lián)于該電源轉(zhuǎn)換器的該輸 入電壓。
14、 如權(quán)利要求13所述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電 路，其特征在于，該斜率訊號(hào)關(guān)聯(lián)于該切換電流的一斜率。
15、 如權(quán)利要求13所述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電 路，其特征在于，該偵測(cè)電路于該電源轉(zhuǎn)換器的一功率電晶體 導(dǎo)通時(shí)，在一第一周期期間取樣該電流訊號(hào)而產(chǎn)生一第一訊號(hào)， 并在一第二周期期間取樣該電流i凡號(hào)而產(chǎn)生一第二訊號(hào)，該偵測(cè)電路依據(jù)該第 一訊號(hào)與該第二i禮號(hào)產(chǎn)生該殺牛率訊號(hào)。
16、 如權(quán)利要求13所述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電 路，其特征在于，該偵測(cè)電路更包括一第一開(kāi)關(guān)，于該電源轉(zhuǎn)換器的一功率電晶體導(dǎo)通時(shí)，在 一第一周期期間導(dǎo)通；一第一電容，于該電源轉(zhuǎn)換器的一功率電晶體導(dǎo)通后，經(jīng) 一第一開(kāi)關(guān)于一第一周期其間，取樣并保持該電流訊號(hào)；一第二電容，于該功率電晶體導(dǎo)通后，經(jīng)一第二開(kāi)關(guān)于一 第二周期其間，取樣并保持該電流訊號(hào)；以及一第三電容，取樣并保持該第一電容與第二電容的電壓差， 產(chǎn)生該斜率訊號(hào)；其中，該斜率訊號(hào)關(guān)聯(lián)于該電流訊號(hào)的一斜率。
17、 如權(quán)利要求16所述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電 路，其特征在于，該第一開(kāi)關(guān)受該電源轉(zhuǎn)換器的一振蕩電路產(chǎn) 生的一第一取樣訊號(hào)控制，該第二開(kāi)關(guān)受該振蕩電路產(chǎn)生的一 第二取樣訊號(hào)控制。
18、 如權(quán)利要求17所述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電 路，其特征在于，該振蕩電路更產(chǎn)生一振蕩訊號(hào)以致能該功率 電晶體，該第 一取樣訊號(hào)與該第二取樣訊號(hào)同步于該振蕩訊號(hào)。
19、 如權(quán)利要求13所述的偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電 路，其特征在于，該訊號(hào)產(chǎn)生電i 各更包括一運(yùn)算放大器，放大該斜率訊號(hào)以產(chǎn)生該輸入電壓訊號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種偵測(cè)電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的電路與方法，其包含一電流感測(cè)電路，用于依據(jù)一電感裝置的一切換電流產(chǎn)生一電流訊號(hào)；一偵測(cè)電路用以感測(cè)電流訊號(hào)，并依據(jù)電流訊號(hào)的斜率產(chǎn)生一斜率訊號(hào)；一訊號(hào)產(chǎn)生電路用于依據(jù)斜率訊號(hào)產(chǎn)生一輸入電壓訊號(hào)，輸入電壓訊號(hào)的準(zhǔn)位關(guān)聯(lián)于電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓。
文檔編號(hào)H02M3/335GK101159417SQ200710123360
公開(kāi)日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月12日
發(fā)明者楊大勇, 林乾元 申請(qǐng)人:崇貿(mào)科技股份有限公司