專利名稱：隔離式主級電路調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隔離式主級電路調(diào)節(jié)器，特別是一種具有控制電路的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
目前的電子裝置，為了符合安全規(guī)定的需求，電源供應(yīng)器必須要能夠提供穩(wěn)定輸出電壓與穩(wěn)定輸出電流。在此條件下，電源供應(yīng)器多半會結(jié)合變壓器，并且在變壓器的一次側(cè)設(shè)置切換式調(diào)節(jié)器來調(diào)整輸出電流。然而，在目前所公開的相關(guān)變壓器的設(shè)計領(lǐng)域中，在變壓器的一次側(cè)設(shè)置切換式調(diào)節(jié)器的技術(shù)，仍然無法非常精確地控制電源供應(yīng)器的輸出電流。因此，設(shè)計者必須再通過在電源供應(yīng)器的二次側(cè)增加電流回路，以達(dá)到具有直線特性的定電流曲線。在此情況下，制作成本大幅地增加。因此，如何達(dá)到既可以降低成本，又能精確地控制電源供應(yīng)器的輸出電流，實為一值得研究的課題。目前通過在變壓器的一次側(cè)設(shè)置切換式調(diào)節(jié)器來調(diào)整電源供應(yīng)器的輸出電流的做法，其特征在于必須取得一一次側(cè)切換電壓信號與一二次側(cè)切換電流的放電時間。其中， 一次側(cè)切換電壓信號產(chǎn)生于變壓器的一次側(cè)，二次側(cè)切換電流產(chǎn)生于變壓器的二次側(cè)。相關(guān)技術(shù)與研究可參考中國臺灣專利1277852號，此項專利公開了一種切換式調(diào)節(jié)器，用以控制電源供應(yīng)器的輸出電流。該切換式調(diào)節(jié)器應(yīng)用于一電源供應(yīng)器的一變壓器的一次側(cè)。 該切換式調(diào)節(jié)器包括產(chǎn)生電流波形信號的一波型檢測器，用以檢測變壓器二次側(cè)切換電流放電時間的一放電時間檢測器，用以產(chǎn)生振蕩信號并控制切換信號的切換頻率的一振蕩器，用以積分一平均電流信號與放電時間并產(chǎn)生一積分信號的一積分器，用以放大積分信號并提供輸出電流控制回路的一誤差放大器，以及根據(jù)該誤差放大器的輸出可控制該切換信號的脈波寬度的一比較器。此專利所公開的技術(shù)手段，利用一電流檢知端，直接檢測產(chǎn)生于電源供應(yīng)器的變壓器的一次側(cè)的一一次側(cè)切換電壓信號。但值得注意的是，電源供應(yīng)器的輸出電流雖可通過此技術(shù)特征獲得穩(wěn)定調(diào)整，但卻容易因開關(guān)切換瞬間造成電壓彈跳的問題，并且使得該切換式調(diào)節(jié)器造成誤判。此外，積分器、波型檢測器均增加該切換式調(diào)節(jié)器的制作成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器，應(yīng)用于一電源供應(yīng)器的一變壓器的一一次側(cè)。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種隔離式主級電路調(diào)節(jié)器，應(yīng)用于一變壓器的一一次側(cè)，其中，包括一放電時間檢測器，連接該變壓器，該放電時間檢測器用以檢測產(chǎn)生于該變壓器的一二次側(cè)的一切換電流的一放電時間，該放電時間檢測器輸出一放電時間信號與一反放電時間信號；—振蕩器，用以產(chǎn)生一振蕩信號；
一控制電路，該控制電路連接該放電時間檢測器，并且用以根據(jù)該放電時間信號及該反放電時間信號，對一臨界電壓進(jìn)行輸出電流波形重造、濾波、放大與比較的信號處理，該控制電路輸出一調(diào)整信號，其中，該臨界電壓相應(yīng)于產(chǎn)生于該變壓器的該一次側(cè)的一切換電壓信號的峰值，以及；一脈沖寬度調(diào)變器，該脈沖寬度調(diào)變器包括一第一輸入端與一第二輸入端，其中該第一輸入端連接該控制電路，該第二輸入端連接該振蕩器，該脈沖寬度調(diào)變器輸出一切換信號，其中，該切換信號的工作周期與頻率相應(yīng)于該振蕩信號與該調(diào)整信號，并且該調(diào)整信號用以重置該脈波寬度調(diào)變器。上述的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器，其中，該切換電壓信號為一充磁電流信號。上述的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器，其中，該控制電路包括一輸出電流波形重造電路，用以根據(jù)該放電時間信號、該反放電時間信號、該切換信號與該臨界電壓，輸出一方波信號，其中，該方波信號的振幅相應(yīng)于該臨界電壓，該方波信號的出現(xiàn)時間與該放電時間信號同步，且該方波信號的波形相應(yīng)于一輸出電流的波形；一低通濾波器，用以過濾該方波信號以輸出一直流信號；一差值放大器，用以放大該直流信號成為該臨界電壓；以及一比較器，連接在該差值放大器與該脈沖寬度調(diào)變器之間，該比較器用以比較該臨界電壓與該切換電壓信號以產(chǎn)生該調(diào)整信號。上述的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器，其中，該輸出電流波形重造電路包括一第一開關(guān)，該第一開關(guān)的輸入端連接該臨界電壓，該第一開關(guān)由該切換信號所控制；一第二開關(guān)，串聯(lián)于該第一開關(guān)，該第二開關(guān)由該放電時間信號所控制；一第三開關(guān)，連接該第二開關(guān)，并且并聯(lián)于該第一開關(guān)與該第二開關(guān)，該第三開關(guān)由該反放電時間信號所控制；一第一電容，連接至該第一開關(guān)和該第二開關(guān)的接點(diǎn)，該第一電容用以儲存該臨界電壓；以及一緩沖器，連接至該第二開關(guān)和該第三開關(guān)的接點(diǎn)，該緩沖器用以緩沖并輸出該方波信號。上述的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器，其中，該低通濾波器包括一第一電阻，連接在該輸出電流波形重造電路和該差值放大器之間，該第一電阻用以接收該方波信號；以及一第二電容，連接至該第一電阻和該差值放大器的接點(diǎn)，該第二電容用以濾除該方波信號的高頻部分。此種隔離式主級電路調(diào)節(jié)器包括一放電時間檢測器、一振蕩器、一脈沖寬度調(diào)變器與一控制電路。放電時間檢測器連接變壓器。放電時間檢測器可用以檢測產(chǎn)生于變壓器的一二次側(cè)的一切換電流的放電時間，并且輸出一放電時間信號與一反放電時間信號?？刂齐娐返妮斎攵诉B接放電時間檢測器，并且可用以根據(jù)放電時間信號與反放電時間信號，對一臨界電壓進(jìn)行輸出電流波形重造、濾波、放大、與比較的信號處理?？刂齐娐房捎靡暂敵鲆徽{(diào)整信號。其中，臨界電壓可為產(chǎn)生于變壓器的一次側(cè)的一切換電壓信號的峰值。振蕩器可用以產(chǎn)生一振蕩信號。脈沖寬度調(diào)變器的第一輸入端與第二輸入端分別連接控制電路與振蕩器。脈沖寬度調(diào)變器可用以接收調(diào)整信號和振蕩信號，并且據(jù)以輸出一切換信號。其中，切換信號的工作周期與頻率相應(yīng)于振蕩信號與調(diào)整信號，并且調(diào)整信號可用以重置脈波寬度調(diào)變器。本發(fā)明的技術(shù)效果在于根據(jù)本發(fā)明的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器可通過切換信號切換變壓器并且可穩(wěn)定調(diào)整電源供應(yīng)器的輸出電流。此外，根據(jù)本發(fā)明的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器還采用控制電路取代現(xiàn)有的波型檢測器與積分器。因此，根據(jù)本發(fā)明的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器并非直接檢測產(chǎn)生于變壓器的一次側(cè)的切換電壓信號，而是利用控制電路的回授設(shè)計，間接取得等值的臨界電壓。根據(jù)本發(fā)明的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器不但可穩(wěn)定調(diào)整電源供應(yīng)器的輸出電流，還可避免因開關(guān)切換瞬間所造成的電壓彈跳的問題。以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明隔離式主級電路調(diào)節(jié)器設(shè)置于電源供應(yīng)器的示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器的示意圖；圖3為圖1的電源供應(yīng)器操作時的各點(diǎn)信號波形圖；圖4A為根據(jù)本發(fā)明一實施例的脈沖寬度調(diào)變器的示意圖；圖4B為根據(jù)本發(fā)明一實施例的脈沖寬度調(diào)變器的各點(diǎn)信號波形圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明一實施例的輸出電流波形重造電路的示意圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明一實施例的低通濾波器的示意圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明一實施例的控制電路的各點(diǎn)信號波形圖。其中，附圖標(biāo)記10變壓器
20隔離式主級電路調(diào)節(jié)器
22放電時間檢測器
24振蕩器
26脈沖寬度調(diào)變器
28控制電路
30晶體管
40輔助電阻
41SR型正反器
42閘極驅(qū)動器
50整流器
60電容
70整流器
100輸出電流波形重造電路
101第一開關(guān)
102第二開關(guān)
5
103第三開關(guān)104第一電容105緩沖器200低通濾波器201第一電阻202第二電容300差值放大器400比較器Na輔助繞組Np一次側(cè)繞組Ns二次側(cè)繞組Rs檢測電阻V0輸出電壓Vin輸入電壓I0輸出電流Ip—次側(cè)切換電流Ipk一次側(cè)切換電流最大值Is二次側(cè)切換電流Ispk二次側(cè)切換電流最大值Vcs一次側(cè)切換電壓信號t。n高準(zhǔn)位時間區(qū)間tdisc放電時間tdisf低準(zhǔn)位時間區(qū)間T周期PLS振蕩信號VDD電源供應(yīng)端GND接地端VOUT輸出端VDET放電時間檢測端VS切換電壓檢知端Vg第一檢測端Vf第二檢測端Vpwm切換信號Vff反射電壓Ve臨界電壓VMod調(diào)整信號Vdis放電時間信號VdisB反放電時間信號Va, 緩沖信號
Va 方 波信號Vb 直流信號Vref 參考電壓
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述請參照圖1，為本發(fā)明的一實施例的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器20設(shè)置于電源供應(yīng)器的示意圖。隔離式主級電路調(diào)節(jié)器20可應(yīng)用于一電源供應(yīng)器的一變壓器10的一一次側(cè)。電源供應(yīng)器有一輸出電壓V。、輸出電流I。與輸入電壓vin。電源供應(yīng)器包括變壓器10，并且變壓器10具有輔助繞組Na、一次側(cè)繞組Np與二次側(cè)繞組Ns。其中，一次側(cè)定義為共地于輸入電壓Vin的接地端的一側(cè)，而二次側(cè)定義為共地于輸出電壓V。的接地端的另一側(cè)。隔離式主級電路調(diào)節(jié)器20包括電源供應(yīng)端VDD、接地端GND、輸出端V0UT、放電時間檢測端VDET與切換電壓檢知端VS。電源供應(yīng)端VDD連接電容60的一端，且電容60的另一端接地。并且，電源供應(yīng)端 VDD與電容60的接點(diǎn)透過整流器50連接輔助繞組Na。接地端GND接地。輸出端VOUT連接晶體管30。放電時間檢測端VDET透過輔助電阻40連接輔助繞組NA。切換電壓檢知端VS位于晶體管30與檢測電阻RS之間。換言之，切換電壓檢知端 VS連接晶體管30與檢測電阻RS的接點(diǎn)。其中，檢測電阻Rs用以連接晶體管30的源極到接地。隔離式主級電路調(diào)節(jié)器20可透過放電時間檢測端VDET檢測反射電壓Vw，及透過切換電壓檢知端VS檢測相應(yīng)于變壓器的一次側(cè)所產(chǎn)生的一次側(cè)切換電流IP的一次側(cè)切換電壓信號v。s，以依據(jù)反射電壓Vw和一次側(cè)切換電壓信號V。s產(chǎn)生一切換信號Vpwm,并經(jīng)由其輸出端VOUT輸出產(chǎn)生的切換信號VPWM。于此，隔離式主級電路調(diào)節(jié)器20可利用切換信號Vpwm切換晶體管30，以控制變壓器10的切換動作。其中，一次側(cè)切換電壓信號火3可為一充磁電流信號。反射電SVw可透過整流器 50可進(jìn)一步對電容60進(jìn)行充電，以致使反射電壓Vw可藉此提供能量給隔離式主級電路調(diào)節(jié)器20。當(dāng)切換信號Vpwm為高準(zhǔn)位時，晶體管30被導(dǎo)通，晶體管30產(chǎn)生一次側(cè)切換電流 IP。而當(dāng)切換信號Vpwm切換到低準(zhǔn)位時，儲存在變壓器10的能量會被釋放到變壓器10的二次側(cè)，并且此能量可透過一整流器70傳輸?shù)诫娫垂?yīng)器的輸出端。于晶體管30被導(dǎo)通時，晶體管30在變壓器的一次側(cè)會產(chǎn)生一次側(cè)切換電流IP。 一次側(cè)切換電流IP可經(jīng)由檢測電阻Rs轉(zhuǎn)為一次側(cè)切換電壓信號v。s，且切換電壓檢知端VS 可檢測到此一次側(cè)切換電壓信號V。s。其中，一次側(cè)切換電流IP會隨著晶體管30導(dǎo)通的時間增加，并且達(dá)到一次側(cè)切換電流最大值Ipk?！蝹?cè)切換電壓信號V。s的電壓值也會隨著晶體管30導(dǎo)通的時間增加，而達(dá)到臨界電壓\。其中，臨界電壓Ve為一次側(cè)切換電壓信號^的峰值。其中，檢測電阻&可為固定阻值，且臨界電壓Ve與一次側(cè)切換電流最大值Ipk可成正比，其關(guān)系如式⑴。Ve = Ipk^Rs --------------------------------------------------------
-α) 請參閱圖2，隔離式主級電路調(diào)節(jié)器20的內(nèi)部設(shè)置可包括一放電時間檢測器22、 一振蕩器24、一脈沖寬度調(diào)變器26與一控制電路28。放電時間檢測器22的輸入端連接放電時間檢測端VDET。放電時間檢測器22的輸出端連接控制電路28的一輸入端。脈沖寬度調(diào)變器26的第一輸入端與第二輸入端分別連接控制電路28與振蕩器 24。脈沖寬度調(diào)變器26可用以輸出切換信號Vpwm并且切換信號Vpwm可經(jīng)由輸出端VOUT連接晶體管30。放電時間檢測器22透過放電時間檢測端VDET檢測反射電壓Vw，據(jù)以提供放電時間信號Vdis與反放電時間信號VdisB給控制電路28。其中，放電時間信號Vdis與反放電時間信號VdisB相位相反。請配合參閱圖3，在此放電過程中，在變壓器的二次側(cè)會形成有二次側(cè)切換電流 Is,并且于變壓器的一次側(cè)會形成響應(yīng)二次側(cè)切換電流Is的反射電壓vw。其中，當(dāng)切換信號 Vpwm剛被切換到低準(zhǔn)位時，二次側(cè)切換電流Is具有二次側(cè)切換電流最大值Ispk。而當(dāng)二次側(cè)切換電流Is隨著放電過程逐漸減少，且二次側(cè)切換電流Is最終回復(fù)到零時，反射電壓Vw則會立即驟降。其中，二次側(cè)切換電流最大值Ispk與一次側(cè)切換電流最大值Ipk可成正比，其關(guān)系式如式(2)。Ispk = Ipk*NP/Ns --------------------------------------------(2)圖3為根據(jù)本發(fā)明一實施例的實驗所量測到的波形圖。從圖3可以看出，二次側(cè)切換電流Is的放電時間tdis。，可以自切換信號Vpwm被切換到低準(zhǔn)位的時間點(diǎn)到二次側(cè)切換電流Is完全消失的時間點(diǎn)計算出來。由于放電時間檢測器22可經(jīng)由放電時間檢測端VDET檢測二次側(cè)切換電流Is(接收反射電壓V，故放電時間檢測器22可通過計算切換信號Vpwm被切換到低準(zhǔn)位的時間點(diǎn)到二次側(cè)切換電流Is完全消失的時間點(diǎn)得到二次側(cè)切換電流Is的放電時間tdis。。是故，放電時間檢測器22可有效檢測放電時間tdis。。振蕩器24可用以產(chǎn)生振蕩信號PLS?？刂齐娐?8的一輸入端連接放電時間檢測器22?？刂齐娐?8藉此連接關(guān)系，可接收相應(yīng)于放電時間tdis。的放電時間信號Vdis與反放電時間信號VdisB。并且控制電路28 可根據(jù)切換信號Vpwm、放電時間信號Vdis、反放電時間信號VdisB，對臨界電壓Ve進(jìn)行輸出電流波形重造、濾波、放大、與比較的信號處理，藉以輸出調(diào)整信號VM。d。脈沖寬度調(diào)變器26可經(jīng)由其第一和第二輸入端分別接收來自控制電路28的調(diào)整信號VM。d和來自振蕩器24的振蕩信號PLS。請參照圖4A，脈沖寬度調(diào)變器26包括一 SR型正反器(SR flip flop)41與一閘極驅(qū)動器(Gate Drive) 42 。閘極驅(qū)動器42連接SR型正反器41的輸出端。SR型正反器41可根據(jù)振蕩信號 PLS與調(diào)整信號VM。d作信號處理，接著閘極驅(qū)動器42輸出切換信號VPWM。其中切換信號Vpwm 的工作周期與頻率相應(yīng)于振蕩信號PLS與調(diào)整信號VM。d，并且調(diào)整信號VM。d可用以重置脈波寬度調(diào)變器26。如圖4B所示，振蕩信號PLS可用以決定切換信號Vpwm何時被切換至高準(zhǔn)位；調(diào)整信號VM。d可用以決定切換信號VP 何時被切換至低準(zhǔn)位。根據(jù)本發(fā)明的一實施例的控制電路28，如圖2所示，包括輸出電流波形重造電路
100、低通濾波器200、差值放大器300與比較器400。輸出電流波形重造電路100用以根據(jù)切換信號VPWM、放電時間信號Vdis與反放電時間信號VdisB，對臨界電壓V6進(jìn)行截取保值以重造二次側(cè)的輸出電流I0的二倍的量，并以相應(yīng)系數(shù)修正后，最終輸出電流波形重造電路100輸出一方波信號va。其中方波信號Va的振幅相應(yīng)于臨界電壓I，方波信號Va的出現(xiàn)時間與放電時間信號Vdis同步，并且方波信號Va的波形可相應(yīng)于輸出電流I0的波形。低通濾波器200連接輸出電流波形重造電路100。低通濾波器200可用以過濾方波信號Va并且輸出一直流信號vb。差值放大器300的負(fù)輸入端連接直流信號\。差值放大器300的正輸入端連接一參考電壓V&。差值放大器300根據(jù)直流信號Vb與參考電壓VMf可用以放大其差值，并且差值放大器300輸出臨界電壓Ve。其中，參考電壓Vref的值可相應(yīng)于輸出電流I。。例如當(dāng)輸出電流I。為0. 7安培時，參考電壓VMf可設(shè)置為0. 7伏特。在此，差值放大器300輸出的臨界電壓Ve可回授至輸出電流波形重造電路100的輸入端。藉此回授機(jī)制，輸出電流波形重造電路100可取得等值于一次側(cè)切換電壓信號v。s 的電壓并且決定切換位準(zhǔn)，因而可減少因開關(guān)瞬間的抖動而造成切換式調(diào)節(jié)器誤判。比較器400連接在差值放大器300與脈沖寬度調(diào)變器26之間。比較器400可用以比較臨界電壓入與一次側(cè)切換電壓信號V。s，并且比較器400輸出調(diào)整信號VM。d。根據(jù)本發(fā)明一實施例，請參閱圖5，輸出電流波形重造電路100包括一第一開關(guān)
101、一第二開關(guān)102、一第三開關(guān)103、一第一電容104與一緩沖器105。第一開關(guān)101用以連接臨界電壓Ve，并且第二開關(guān)102串聯(lián)于第一開關(guān)101。第三開關(guān)103用以連接第二開關(guān)102并且并聯(lián)于第一開關(guān)101與第二開關(guān)102。第一電容104 用以連接于第一開關(guān)101與第二開關(guān)102的接點(diǎn)。緩沖器105用以連接于第二開關(guān)102與第三開關(guān)103的接點(diǎn)。在第一開關(guān)101與第二開關(guān)102間，有一第一檢測端Vg。在緩沖器 105、第二開關(guān)102與第三開關(guān)103的共同接點(diǎn)處有一第二檢測端Vf。其中，切換信號V-用以控制第一開關(guān)101。放電時間信號Vdis用以控制第二開關(guān)102。反放電時間信號VdisB用以控制第三開關(guān)103。接著，請配合參閱圖3。當(dāng)切換信號Vpwm為高準(zhǔn)位時，晶體管30被導(dǎo)通，晶體管30 產(chǎn)生一次側(cè)切換電流IP，此時二次側(cè)切換電流Is尚未形成。故我們定義切換信號Vpwm為高準(zhǔn)位的時間區(qū)間為高準(zhǔn)位時間區(qū)間t。n。在高準(zhǔn)位時間區(qū)間t。n內(nèi)，切換信號Vpwm為高準(zhǔn)位，放電時間信號Vdis為低準(zhǔn)位，反放電時間信號VdisB為高準(zhǔn)位。接著，經(jīng)過高準(zhǔn)位時間區(qū)間t。n后，切換信號Vpwm被切換為低準(zhǔn)位，于是，原先儲存在變壓器10的能量會被釋放到變壓器10的二次側(cè)，二次側(cè)切換電流Is被形成。隨著能量釋放到變壓器10的二次側(cè)的過程中，二次側(cè)切換電流Is會逐漸下降最終歸零。故我們定義從切換信號Vpwm剛被切換到低準(zhǔn)位，到二次側(cè)切換電流Is歸零的時間區(qū)間為放電時間 tdis。。在放電時間tdis。時間區(qū)間內(nèi)，切換信號Vpwm為低準(zhǔn)位，放電時間信號Vdis為高準(zhǔn)位，反放電時間信號VdisB為低準(zhǔn)位。接著，在切換信號V-仍為低準(zhǔn)位且二次側(cè)切換電流Is已經(jīng)回歸到零，到下一次切換信號Vpwm再被切換到高準(zhǔn)位的這段時間區(qū)間，我們定義為低準(zhǔn)位時間區(qū)間tdisf。在低準(zhǔn)位時間區(qū)間tdisf內(nèi)，切換信號Vpwm為低準(zhǔn)位，放電時間信號Vdis為低準(zhǔn)位，反放電時間信號 Vdise為高準(zhǔn)位。是故，我們得到關(guān)系式t。n+tdisc+tdisf = Τ。其中，T為切換信號Vpwm的周期。
輸出電流波形重造電路100有一輸入端可用以接收從差值放大器300輸出并回授的臨界電壓I。請同時參照圖3與圖5，在高準(zhǔn)位時間區(qū)間t。n內(nèi)，切換信號Vpwm為高準(zhǔn)位， 放電時間信號Vdis為低準(zhǔn)位，反放電時間信號VdisB為高準(zhǔn)位。因此第一開關(guān)101與第三開關(guān)103被關(guān)閉，第二開關(guān)102被打開。此時，臨界電壓Ve的值被傳送到第一電容104儲存， 并且第一檢測端Vg的電壓值相應(yīng)于臨界電壓\，第二檢測端Vf接地。在高準(zhǔn)位時間區(qū)間t。n后，切換信號Vpmw被切換到低準(zhǔn)位，輸出電流波形重造電路 100開始操作在放電時間tdis。的時間區(qū)間。在放電時間tdis。的時間區(qū)間內(nèi)，切換信號Vpwm 為低準(zhǔn)位，放電時間信號Vdis為高準(zhǔn)位，反放電時間信號VdisB為低準(zhǔn)位。因此第一開關(guān)101 與第三開關(guān)103被打開，第二開關(guān)102被關(guān)閉。于是，先前第一檢測端Vg的電壓值(即臨界電壓VJ會被傳送到第二檢測端Vf。由于第二開關(guān)102由放電時間信號Vdis所控制，因此在臨界電壓\被傳送到第二檢測端Vf的過程中，臨界電壓Ve會經(jīng)過放電時間tdis。的相位轉(zhuǎn)移(phaseshift)。而在第二檢測端Vf檢測到一振幅等于臨界電壓Ve且出現(xiàn)時間與放電時間信號Vdis同步的緩沖信號Va,。緩沖器105用以調(diào)整緩沖信號Va,并且輸出方波信號Va。緩沖信號Va，與方波信號Va的波形圖如圖7所示其中方波信號Va的振幅為緩沖信號Va，的振幅的A倍，方波信號Va的出現(xiàn)時間也與放電時間信號Vdis同步。其中，A= (NP/NS)/(2*K)，且K的值相等于檢測電阻Rs的值。是故，方波信號Va的振幅被調(diào)整為Ve*(NP/Ns)/(2*K)。接著，在下一次切換信號Vpwm被切換到高準(zhǔn)位前，輸出電流波形重造電路100操作在低準(zhǔn)位時間區(qū)間tdisf。在低準(zhǔn)位時間區(qū)間tdisf內(nèi)，切換信號Vpwm為低準(zhǔn)位，放電時間信號 Vdis為低準(zhǔn)位，反放電時間信號VdisB為高準(zhǔn)位。因此第一開關(guān)101與第二開關(guān)102被打開， 第三開關(guān)103被關(guān)閉。此時第一檢測端Vg無信號，而第二檢測端Vf被接地。是故，在連續(xù)操作模式下，輸出電流波形重造電路100依據(jù)此方法，反復(fù)對臨界電壓Ve進(jìn)行取樣保值與相位轉(zhuǎn)移(phase shift)的信號處理過程，并且最終輸出電流波形重造電路100可用以輸出一振幅相應(yīng)于臨界電壓V6且出現(xiàn)時間與放電時間信號Vdis同步的方波信號Va?；诖颂卣?，方波信號Va的波形可相應(yīng)于輸出電流I。的波形。也就是說，輸出電流波形重造電路100可用以重現(xiàn)一相應(yīng)于輸出電流I0的波形。如圖6所示，低通濾波器200包括一第一電阻201與一第二電容202。其中第一電阻201連接在輸出電流波形重造電路100與差值放大器300之間。第一電阻201可用以接收方波信號Va。第二電容202連接至第一電阻201與差值放大器300的接點(diǎn)。由于第二電容202 具有電抗作用，并且第二電容202與輸出電流波形重造電路100并聯(lián)。因此，第二電容202 可用以濾除方波信號Va的高頻部分。是故，低通濾 波器200基于其第一電阻與第二電容的特性，可用以過濾方波信號Va 的高頻部分并輸出一直流信號\。直流信號Vb、方波信號Va與緩沖信號Va，的波形關(guān)系圖可一并參閱圖7。根據(jù)本發(fā)明的一實施例的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器20可通過切換信號Vpwm切換變壓器10。由于電源供應(yīng)器的輸出電流I0可視為變壓器10于切換信號Vpwm的一次周期T內(nèi)， 產(chǎn)生于二次側(cè)的一平均電流。故可表示為I0= (Ispk*tdisc)/(2*T)------------------------------------(3)根據(jù)式(1)與式(2)，我們可把式(3)改寫為以下I0 = (Np/Ns) * (Ve*tdisc/Rs) / (2*T)-------------------------------(4)是故，由式(4)，我們可以看出，電源供應(yīng)器的輸出電流I?？山?jīng)由隔離式主級電路調(diào)節(jié)器獲得穩(wěn)定調(diào)整。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器可通過切換信號切換變壓器并且可穩(wěn)定調(diào)整電源供應(yīng)器的輸出電流。此外，根據(jù)本發(fā)明的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器還采用具有回授設(shè)計的控制電路取代現(xiàn)有的波型檢測器與積分器。因此，根據(jù)本發(fā)明的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器并非直接檢測產(chǎn)生于變壓器的一次側(cè)的切換電壓信號，而是間接取得等值的臨界電壓。是故，根據(jù)本發(fā)明的一實施例的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器不但可穩(wěn)定調(diào)整電源供應(yīng)器的輸出電流，還可避免因開關(guān)切換瞬間所造成的電壓彈跳的問題。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種隔離式主級電路調(diào)節(jié)器，應(yīng)用于一變壓器的一一次側(cè)，其特征在于，包括 一放電時間檢測器，連接該變壓器，該放電時間檢測器用以檢測產(chǎn)生于該變壓器的一二次側(cè)的一切換電流的一放電時間，該放電時間檢測器輸出一放電時間信號與一反放電時間信號；一振蕩器，用以產(chǎn)生一振蕩信號；一控制電路，該控制電路連接該放電時間檢測器，并且用以根據(jù)該放電時間信號及該反放電時間信號，對一臨界電壓進(jìn)行輸出電流波形重造、濾波、放大與比較的信號處理，該控制電路輸出一調(diào)整信號，其中，該臨界電壓相應(yīng)于產(chǎn)生于該變壓器的該一次側(cè)的一切換電壓信號的峰值，以及；一脈沖寬度調(diào)變器，該脈沖寬度調(diào)變器包括一第一輸入端與一第二輸入端，其中該第一輸入端連接該控制電路，該第二輸入端連接該振蕩器，該脈沖寬度調(diào)變器輸出一切換信號，其中，該切換信號的工作周期與頻率相應(yīng)于該振蕩信號與該調(diào)整信號，并且該調(diào)整信號用以重置該脈波寬度調(diào)變器。
2.如權(quán)利要求1所述的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器，其特征在于，該切換電壓信號為一充磁電流信號。
3.如權(quán)利要求1所述的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器，其特征在于，該控制電路包括一輸出電流波形重造電路，用以根據(jù)該放電時間信號、該反放電時間信號、該切換信號與該臨界電壓，輸出一方波信號，其中，該方波信號的振幅相應(yīng)于該臨界電壓，該方波信號的出現(xiàn)時間與該放電時間信號同步，且該方波信號的波形相應(yīng)于一輸出電流的波形； 一低通濾波器，用以過濾該方波信號以輸出一直流信號； 一差值放大器，用以放大該直流信號成為該臨界電壓；以及一比較器，連接在該差值放大器與該脈沖寬度調(diào)變器之間，該比較器用以比較該臨界電壓與該切換電壓信號以產(chǎn)生該調(diào)整信號。
4.如權(quán)利要求3所述的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器，其特征在于，該輸出電流波形重造電路包括一第一開關(guān)，該第一開關(guān)的輸入端連接該臨界電壓，該第一開關(guān)由該切換信號所控制；一第二開關(guān)，串聯(lián)于該第一開關(guān)，該第二開關(guān)由該放電時間信號所控制； 一第三開關(guān)，連接該第二開關(guān)，并且并聯(lián)于該第一開關(guān)與該第二開關(guān)，該第三開關(guān)由該反放電時間信號所控制；一第一電容，連接至該第一開關(guān)和該第二開關(guān)的接點(diǎn)，該第一電容用以儲存該臨界電壓；以及一緩沖器，連接至該第二開關(guān)和該第三開關(guān)的接點(diǎn)，該緩沖器用以緩沖并輸出該方波信號。
5.如權(quán)利要求3所述的隔離式主級電路調(diào)節(jié)器，其特征在于，該低通濾波器包括一第一電阻，連接在該輸出電流波形重造電路和該差值放大器之間，該第一電阻用以接收該方波信號；以及一第二電容，連接至該第一電阻和該差值放大器的接點(diǎn)，該第二電容用以濾除該方波信號的高頻部分。
全文摘要
一種隔離式主級電路調(diào)節(jié)器，應(yīng)用于電源供應(yīng)器的變壓器的一次側(cè)。隔離式主級電路調(diào)節(jié)器輸出一切換信號，并且可通過切換信號切換變壓器，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)定輸出電流的功效。隔離式主級電路調(diào)節(jié)器包括放電時間檢測器、振蕩器、脈沖寬度調(diào)變器與控制電路。放電時間檢測器可用以檢測產(chǎn)生于變壓器的二次側(cè)的切換電流的放電時間。振蕩器可用以產(chǎn)生振蕩信號?？刂齐娐房捎靡暂敵稣{(diào)整信號。脈沖寬度調(diào)變器可根據(jù)振蕩器輸出的振蕩信號與控制電路輸出的調(diào)整信號輸出切換信號，其中切換信號的工作周期與頻率相應(yīng)于振蕩信號與調(diào)整信號。
文檔編號H02M3/335GK102215000SQ20101014572
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者呂宗憲, 張隆國, 甘瑞銘 申請人:聚積科技股份有限公司