專利名稱：提供過溫度保護的控制器、功率轉(zhuǎn)換器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脈沖寬度調(diào)制(pulse width modulation,PWM)控制器，特別是涉 及一種PWM控制器，其提供用于功率轉(zhuǎn)換器的過溫度保護。
背景技術(shù)：
圖1示出了利用具有過溫度保護的控制器60的現(xiàn)有的功率轉(zhuǎn)換器。功率轉(zhuǎn)換器 包括變壓器10、功率晶體管20、電阻器25、控制器60、熱敏電阻器36、整流器11與21、電容 器12與22以及次級反饋電路16?？刂破?0具有供電端VCC、輸出端GATE、感測端CS、反 饋端FB、溫度檢測端RT以及接地端GND。變壓器10包括初級繞組NP、輔助繞組Na以及次級 繞組Ns。輔助繞組Na通過整流器21對電阻器22充電，以生成供電電壓Vcc來對控制器60 供電。次級繞組Ns通過整流器11來生成跨于電容器12的功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓I。次級 反饋電路16包括電阻器13、基納二極管14以及光耦合器15。電阻器13耦接于功率轉(zhuǎn)換 器的輸出端與基納二極管14的陰極端之間。光耦合器15的輸入端耦接基納二極管14的 陽極端。次級反饋電路16接收功率轉(zhuǎn)換器的輸出端上的輸出電壓Vtj以生成反饋信號乂-電阻器25耦接于功率晶體管20的源極與參考接地之間。當(dāng)功率晶體管20被控制器60的 輸出端GATE所接通時，電阻器25將把流經(jīng)功率晶體管20的切換電流Ip轉(zhuǎn)換為感測電壓 Vcs。控制器60包括過溫度保護電路、過電流保護電路、調(diào)節(jié)電路以及脈沖寬度調(diào)制 (pulse width modulation，P麗)電路30。過溫度保護電路包括電流源34、比較器33以及 延遲電路35。電流源34耦接至控制器60的溫度檢測端RT以及比較器33的負端。熱敏電 阻器36耦接于控制器60的溫度檢測端RT與參考接地之間。比較器33的正端接收閾值電 壓VT。比較器33的輸出端通過延遲電路35來生成過溫度信號SQT。過電流保護電路包括 比較器31。比較器31具有接收限制電壓Vun的正端以及接收感測電壓Vcs的負端。比較器 31的輸出端生成過電流信號SQC。調(diào)節(jié)電路包括比較器32與電阻器37。比較器32的正端 接收反饋信號Vfb，且通過電阻器37而被上拉。比較器32的負端接收感測電壓Vcs。比較器 32的輸出端生成調(diào)節(jié)信號SKe。PWM電路30接收過電流信號Sqc、調(diào)節(jié)信號Sffi以及過溫度信 號SQT，以在控制器60的輸出端GATE上生成驅(qū)動信號\。圖2示出了控制器60的PWM電路的實施例。PWM電路30包括振蕩器301、反相器 302、觸發(fā)器303、與門304、與非門305與306、消隱電路(blanking circuit) 307以及緩沖 器308。反相器302的輸入端接收振蕩器301所生成的振蕩信號PLS。反相器302的輸出 端耦接觸發(fā)器303的頻率輸入端ck，以使能觸發(fā)器303。反相器302的輸出也耦接與門304 的第一輸入端。觸發(fā)器303的輸入端D接收過溫度信號Sra。觸發(fā)器303的輸出端Q耦接 與門304的第二輸入端。與門304的輸出端生成切換信號SPWM。過電流信號Sqc與調(diào)節(jié)信 號Sffi提供至與非門305的兩輸入端。與非門305的輸出端耦接與非門306的第一輸入端。 消隱電路307耦接于與門304的輸出端與與非門306的第二輸入端。與非門306的輸出端 耦接觸發(fā)器303的重置輸入端R，以重置觸發(fā)器303。緩沖器308接收切換信號Spwm來生成驅(qū)動信號Ve。在現(xiàn)有的控制器中，為了實現(xiàn)過溫度保護功能，通常需要一專用的封裝接腳。因 此，需要一方案用以減少控制器的接腳數(shù)量同時不破壞其原有功能，達到節(jié)省成本的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種提供過溫度保護的控制器，適用于功率轉(zhuǎn)換器。此控制器包括切 換電路、驅(qū)動電路、過溫度保護電路以及信號生成器。切換電路生成切換信號。驅(qū)動電路由 高壓側(cè)晶體管以及低壓側(cè)晶體管所組成，以生成驅(qū)動信號。驅(qū)動信號用來調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器。 過溫度保護電路耦接驅(qū)動電路。熱敏電阻器耦接驅(qū)動電路，且在切換信號的關(guān)閉期間，調(diào)整 跨于熱敏電阻器的驅(qū)動信號。信號生成器控制過溫度保護電路。信號生成器還耦接驅(qū)動電 路，以驅(qū)動高壓側(cè)晶體管以及低壓側(cè)晶體管。過溫度保護電路包括電流源電路以及比較器。電流源電路被使能以提供電流至熱 敏電阻器，以在切換信號的關(guān)閉期間根據(jù)信號生成器所生成的第一信號來調(diào)整跨于熱敏電 阻器的驅(qū)動信號。比較器在切換信號的關(guān)閉期間比較閾值電壓與驅(qū)動信號，以生成過溫度 信號。過溫度信號用以禁能驅(qū)動信號以關(guān)閉功率轉(zhuǎn)換器。信號生成器包括鋸齒信號、第一比較電路、使能電路以及第二比較電路。鋸齒電路 根據(jù)切換信號來生成第一驅(qū)動信號以及鋸齒信號。第一驅(qū)動信號用來驅(qū)動高壓側(cè)晶體管。 第一比較電路比較鋸齒信號與第一參考電壓，以禁能第二驅(qū)動信號。第二驅(qū)動信號根據(jù)第 一驅(qū)動信號的下降緣而被使能，以驅(qū)動低壓側(cè)晶體管。使能電路根據(jù)第二驅(qū)動信號的下降 緣來生成第一信號。第一信號用來使能過溫度保護電路。第二比較電路比較鋸齒信號與第 二參考電壓，以使能第二信號。第二信號用來禁能過溫度保護電路。熱敏電阻器為負溫度 系數(shù)電阻器。當(dāng)在切換信號的關(guān)閉期間功率轉(zhuǎn)換器的環(huán)境溫度升高時，切換信號的電平降 低?？刂破鬟€包括箝制電路。此箝制電路被使能來耦接至熱敏電阻器，以在切換信號 的關(guān)閉期間箝制驅(qū)動信號的上限電平。本發(fā)明還提供一種提供過溫度保護的功率轉(zhuǎn)換器，包括變壓器、功率開關(guān)以及控 制器。變壓器具有初級繞組、次級繞組以及輔助繞組。功率開關(guān)耦接變壓器的初級繞組以 調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器?？刂破骶哂休敵龆?，以根據(jù)切換信號生成驅(qū)動信號來切換功率開關(guān)。熱 敏電阻器耦接至控制器的輸出端。在切換信號的關(guān)閉期間，調(diào)整跨于熱敏電阻器的驅(qū)動信號?？刂破靼ㄇ袚Q電路、過溫度保護電路以及箝制電路。切換電路生成切換信號。過 溫度保護電路耦接至熱敏電阻器，以在切換信號的關(guān)閉期間，調(diào)整跨于熱敏電阻器的驅(qū)動 信號。箝制電路被使能來耦接至熱敏電阻器，以在切換信號的關(guān)閉期間箝制驅(qū)動信號的上 限電平。熱敏電阻器為負溫度系數(shù)電阻器。本發(fā)明還提供一種提供過溫度保護的方法，適用于功率轉(zhuǎn)換器。此方法包括提供 切換信號；根據(jù)切換信號生成驅(qū)動信號以切換功率開關(guān)，藉以調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器；在切換信 號的關(guān)閉期間，生成鋸齒信號；當(dāng)鋸齒信號超過第一參考電壓時，使能過溫度保護電路；根 據(jù)功率轉(zhuǎn)換器的環(huán)境溫度來調(diào)整驅(qū)動信號；比較驅(qū)動信號與閾值電壓以使能延遲信號，藉 以在延遲時間后生成過溫度信號；以及當(dāng)鋸齒信號超過第二參考電壓時，禁能過溫度保護電路。在切換信號的關(guān)閉期間，驅(qū)動信號被調(diào)整為低于一上限電平。此上限電平用來避免 功率開關(guān)在切換信號的關(guān)閉期間內(nèi)被接通。過溫度信號用來斷開功率開關(guān)。第二參考電壓 電平大于第一參考電壓電平。本發(fā)明的一目的在于提供過溫度保護給功率轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明的另一目的在于減少功率轉(zhuǎn)換器的控制器的接腳數(shù)量，同時不破壞功率轉(zhuǎn) 換器的原有保護功能。


圖1示出了現(xiàn)有的功率轉(zhuǎn)換器；
圖2示出了圖1中現(xiàn)有的功率轉(zhuǎn)換器內(nèi)控制器的PWM電路；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的功率轉(zhuǎn)換器；
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的控制器的PWM電路；
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的控制器的信號生成器；
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的控制器的各種波形；
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施例KPWM電路的延遲電路；以及
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的提供給功率轉(zhuǎn)換器過溫度保護的方法。
附圖符號說明
圖1
10 -變壓器；11 整流器；
12 -電容器；13 電阻器；
14 -基納二極管；15 光耦合器；
16 -次級反饋電路；20 功率晶體管；
21 -整流器；22 電容器；
25 -電阻器；
30 -脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路；
31、32、33 比較器；34 電流源；
35 -延遲電路；36 熱敏電阻器；
37 -電阻器；60 控制器；
CS -感測端；FB 反饋端；
GATE. 輸出端；GND 接地端；
T丄P-切換電流；Na 輔助繞組；
Np 4刀級繞組；Ns 次級繞組；
RT -溫度檢測端；Sqc 過電流信號；
S - 0OT-過溫度信號；Seg 調(diào)節(jié)信號；
V - vCC-供電電壓；Vcs 感測電壓；
V - vFB-反饋信號；Vg 驅(qū)動信號；
V vLMT 限制電壓；V。 輸出電壓；
VT -閾值電壓；VCC 供電端。
圖2
30 --脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路；
301 振蕩器；302 反相器；
303 觸發(fā)器；304 與門；
305,306 與非門；307 消隱電路；
308 緩沖器；ck 觸發(fā)器的頻
D 觸發(fā)器303的輸入端； PLS 振蕩信號
Q 觸發(fā)器303的輸出端
R 觸發(fā)器303的重置輸入端；
S -- 0OC、過電流信號；S - 0OT-過溫度信號
SpWM 切換信號；S0EG4周節(jié)信號；
Vg--驅(qū)動信號。
圖3
10 --變壓器；11 整流器；
12 --電容器；13 電阻器；
14 --基納二極管；15 光耦合器；
16 --次級反饋電路；20 功率晶體管
21 --整流器；22 電容器；
25 --電阻器；31,32 比較器
36 --熱敏電阻器；37 電阻器；
50 --脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路；
100 控制器；CS 感測端；
FB --反饋端；GATE 輸出端；
GND 接地端；Ip 切換電流；
Na--輔助繞組；Np 初級繞組；
Ns--次級繞組；Sqc 過電流信號；
S - 0RG、調(diào)節(jié)信號；Vcc 供電電壓；
Vcs'、感測電壓；Vfb 反饋信號；
Vg--驅(qū)動信號；VvLMT限制電壓；
V0--輸出電壓；VCC 供電端。
圖4
50 --脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路；
70 --信號生成器；301 〃振蕩器；
302 反相器；303 〃觸發(fā)器；
304 與門；305,306 與非門；
307 消隱電路；309 〃與非門；
310 比較器；311 〃電流源；
312,313 開關(guān)；314 —二極管；
315 緩沖器；316 〃晶體管；
317 緩沖器；318 〃晶體管；
319 延遲電路；ck 觸發(fā)器303的時鐘輸入端；D 觸發(fā)器303的輸入端；GATE 輸出端；PLS 振蕩信號；Q 觸發(fā)器303的輸出端；R 觸發(fā)器303的重置輸入端；S1 第一信號；S2 第二信號；Sd 延遲信號；Sh 第一驅(qū)動信號；Sl 第二驅(qū)動信號；S。c 過電流信號；Spwm 切換信號；Skg 調(diào)節(jié)信號；Sot 過溫度信號；Vcc 供電電壓；Ve 驅(qū)動信號；Vt 閾值電壓。圖 570 信號生成器；711、712 反相器；713 電流源；714、715 開關(guān)；716 電容器；717、718 比較器；720、721、722 或非門；S1 第一信號；S2 第二信號；Sh 第一驅(qū)動信號；Sl 第二驅(qū)動信號；Spwm 切換信號；\c 供電電壓；Vki 第一參考信號；Vk2 第二參考信號；Vemp 斜坡信號。圖6:A 時間點；S1 第一信號；S2 第二信號；Sh 第一驅(qū)動信號；Sl 第二驅(qū)動信號；Spwm 切換信號；Vf 二極管314的正向電壓；\ 驅(qū)動信號；Vki 第一參考信號；Vk2 第二參考信號；Vemp 斜坡信號；Vt 閾值電壓。圖7:319 延遲電路；321、322、326 觸發(fā)器；ck 觸發(fā)器的時鐘輸入端；D 觸發(fā)器的輸入端；GATE 輸出端；PLS 振蕩信號；Q 觸發(fā)器的輸出端；ρ 觸發(fā)器的反相輸出端；R 觸發(fā)器的重置輸入端；Sot 過溫度信號；Sd 延遲信號；Vcc 供電電壓。圖8:1001. .. 1007 方法步驟。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并結(jié) 合附圖詳細說明如下。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的功率轉(zhuǎn)換器。此功率轉(zhuǎn)換器包括變壓器10、功率 開關(guān)20、電阻器25、控制器100、熱敏電阻器36、整流器11與21、電容器12與22以及次級 反饋電路16。在此實施例中，功率開關(guān)20為一功率晶體管?？刂破?00具有供電端VCC、 輸出端GATE、感測端CS、反饋端FB以及接地端GND。變壓器10包括初級繞組NP、輔助繞組 Na以及次級繞組Ns。輔助繞組Na通過整流器21對電容器22充電，以生成供電電壓Vcc來 對控制器60供電。次級繞組Ns通過整流器11來生成跨于電容器12的功率轉(zhuǎn)換器的輸出 電壓V。。次級反饋電路16包括電阻器13、基納二極管14以及光耦合器15。電阻器13耦 接于功率轉(zhuǎn)換器的輸出端與基納二極管14的陰極端之間。光耦合器15的輸入端耦接基納 二極管14的陽極端。次級反饋電路16接收功率轉(zhuǎn)換器的輸出端上的輸出電壓\以生成一 反饋信號VFB。電阻器25耦接于功率晶體管20的源極與參考接地之間。當(dāng)功率晶體管20 被控制器60的輸出端GATE控制而接通時，電阻器25將把流經(jīng)功率晶體管20的切換電流 IP轉(zhuǎn)換為感測電壓Vcs?？刂破?00包括過電流保護電路、調(diào)節(jié)電路以及脈沖寬度調(diào)制(pulse width modulation, PWM)電路50。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，具有負溫度系數(shù)特性的熱敏電阻器36 耦接于控制器100的輸出端GATE。當(dāng)環(huán)境溫度升高時，熱敏電阻器36的電阻值將降低，反 之亦然。過電流保護電路包括比較器31。比較器31的正端接收限制電壓V ，其負端接收 感測電壓Vcs。比較器31的輸出端生成過電流信號、。調(diào)節(jié)電路包括比較器32與電阻器 37。比較器32的正端接收反饋電壓Vfb，且通過電阻器37來上拉。比較器32的負端接收 感測電壓Vcs。比較器32的輸出端生成調(diào)節(jié)信號SKe。過電流信號Sre與調(diào)節(jié)信號Sffi被提 供至PWM電路50以生成驅(qū)動信號\。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的控制器100的PWM電路50。PWM電路50包括 切換電路、過溫度保護電路、箝制電路、信號生成器70以及驅(qū)動電路。切換電路包括振 蕩器301、反相器302、觸發(fā)器303、與門304、與非門305與306以及消隱電路(blanking circuit) 307。過溫度保護電路包括電流源311、開關(guān)312、比較器310、與非門309以及延遲 電路319，其中，電流源311與開關(guān)312形成電流源電路。驅(qū)動電路包括緩沖器315與317 以及晶體管316與318。在此實施例中，箝制電路由開關(guān)313與二極管314來實現(xiàn)。振蕩器301生成振蕩信號PLS。振蕩信號PLS通過反相器302而被提供至觸發(fā)器 303的時鐘輸入端ck與與門304的第一輸入端。觸發(fā)器303的輸出端Q耦接與門304的第 二輸入端。與門304的輸出端生成切換信號SPWM。過電流信號Src與調(diào)節(jié)信號Sffi被提供至 與非門305的兩輸入端。與非門305的輸出端耦接與非門306的第一輸入端。與非門306 的第二輸入端通過消隱電路307來接收切換信號SPWM。與非門306的輸出端耦接觸發(fā)器303 的重置輸入端R，以重置觸發(fā)器303。切換信號Spwm被提供至信號生成器70以生成第一驅(qū)動信號Sh、第二驅(qū)動信號&、 第一信號S1以及第二信號S2。電流源311的第一端耦接供電電壓V。。。開關(guān)312與開關(guān)313 串聯(lián)耦接于電流源311的第二端與二極管314的陽極之間。二極管314的陰極耦接參考接 地。開關(guān)312及313皆由第一信號S1K控制。晶體管316及晶體管318串聯(lián)耦接于供電電壓與參考接地之間，其中，耦接供電電壓的晶體管316稱為高壓側(cè)晶體管，而耦接參 考接地的晶體管318稱為低壓側(cè)晶體管。第一驅(qū)動信號Sh通過緩沖器315控制晶體管316。 第二驅(qū)動信號&通過緩沖器317控制晶體管318。晶體管316與318的共同連接點耦接控 制器100的輸出端GATE，以生成驅(qū)動信號\。開關(guān)312與開關(guān)313的共通連接點也耦接控 制器100的輸出端GATE。控制器100的輸出端GATE耦接比較器310的正輸入端。比較器 310的負輸入端接收閾值電壓VT。比較器310的輸出端耦接與非門309的第一輸入端。與 非門309的第二輸入端接收第二信號S2。與非門309的輸出端提供延遲信號Sd至延遲電 路319的輸入端。延遲電路319的輸出端生成過溫度信號Sra至觸發(fā)器303的輸入端D。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的控制器100的信號生成器70。信號生成器70包 括鋸齒電路、第一比較電路、第二比較電路以及使能電路。鋸齒電路包括反相器711與712、 電流源713、開關(guān)714與715以及電容器716。第一比較電路包括比較器717以及或非門 720。第二比較電路包括比較器718以及或非門722。在此實施例中，使能電路由或非門721 來實現(xiàn)。電流源713的第一端耦接供電電壓V『開關(guān)714與715串聯(lián)耦接于電流源713的 第二端與參考接地之間。開關(guān)715受控于切換信號SPWM。反相器712的輸入端接收切換信 號S·。反相器712的輸出端耦接反相器711的輸入端。反相器711的輸出端生成第一驅(qū)動信號SH。切換信號Spwm通過反相器712控制開 關(guān)714。電容器716與開關(guān)715并聯(lián)。由跨于電容器716上獲得斜坡電壓V胃。斜坡電壓 Vfflp被提供至比較器717的正端以及比較器718的負端。比較器717的負端以及比較器718 的正端分別接收第一參考信號Vki與第二參考信號VK2。第二參考信號電平大于第一參考信 號電平。或非門720、721、及722的第一輸入端皆接收第一驅(qū)動信號SH。或非門720的第二 輸入端耦接比較器717的輸出端。或非門722的第二輸入端耦接比較器718的輸出端。或 非門720的輸出端生成第二驅(qū)動信號&。第二驅(qū)動信號&被提供至或非門721的第二輸入 端?；蚍情T721的輸出端以及或非門722的輸出端分別生成第一信號S1以及第二信號S2。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的控制器100的各種波形。同時參閱圖5，當(dāng)切換 信號Spwm被禁能(disabled)時，開關(guān)714將接通，且開關(guān)715將斷開。電流源713將通過 開關(guān)714對電容器716充電，以生成跨于電容器716的斜坡電壓V胃。參閱圖6，斜坡電壓 Vemp視為鋸齒信號。一旦切換信號Spwm被禁能，第一驅(qū)動信號Sh將被禁能。第二驅(qū)動信號 &將依據(jù)第一驅(qū)動信號Sh的下降緣而被使能(enabled)。再參閱圖4，晶體管318通過緩 沖器317而被第二驅(qū)動信號&接通。驅(qū)動信號Ve因此而將被下拉至參考接地的電平(例 如0V)。一旦斜坡電壓V胃持續(xù)增加且超過第一參考電壓Vki的電平時，第二驅(qū)動信號&將 被禁能。第一信號SJf根據(jù)第二驅(qū)動信號&的下降緣而被使能。這將斷開晶體管318，并 接通開關(guān)312及313。參閱圖3，熱敏電阻器36耦接于控制器100的輸出端GATE與參考接地之間。當(dāng)開 關(guān)312與313被第一信號S1接通時，二極管314的一串聯(lián)寄生電阻器(未顯示)將通過控 制器100的輸出端GATE而與熱敏電阻器36并聯(lián)。由于二極管314的寄生電阻器的電阻值 相對地小于熱敏電阻器36的電阻值，因此由電流源311所提供的大部分電流將流至二極管 314。在此時，驅(qū)動信號Ve的電平接著將被上拉至二極管314的正向電壓^的電平。二極 管314的正向電壓Vf確保了此時驅(qū)動信號Ve的上限電平，以避免功率晶體管20在切換信 號Spwm的關(guān)閉期間內(nèi)被接通。被提供至比較器310的負端的閾值電壓Vt定義過溫度條件，且閾值電壓Vt低于二極管314的正向電壓VF。由于熱敏電阻器36具有負溫度系數(shù)特性， 因此熱敏電阻器36的電壓電平(其也等于驅(qū)動信號Ve的電平)將隨著環(huán)境溫度升高而降 低。當(dāng)驅(qū)動信號Ve的電平變?yōu)榈陀诙O管314的正向電壓Vf時，電流源311所提供的大部 分電流將流至熱敏電阻器36。當(dāng)驅(qū)動信號Ve的電平持續(xù)地隨著環(huán)境溫度升高而降低且變 為低于閾值電壓Vt時(例如在圖6中由”A”所指的時間點)，比較器310將通過與非門306 來使能延遲信號SD。一旦延遲信號Sd被使能的時間長于延遲電路319所提供的延遲時間， 延遲電路319將生成低邏輯過溫度信號Sra給觸發(fā)器303的輸入端D，以禁能切換信號Spwm, 這將會禁能驅(qū)動信號\以切斷能量轉(zhuǎn)移，且保護功率轉(zhuǎn)換器避免受到過溫度狀態(tài)的損壞。一旦斜坡信號Vkmp持續(xù)地增加且超過第二參考電壓Vk2的電平時，第二信號S2將被 使能。被使能的第二信號S2將通過與非門309來禁能延遲信號SD。只要與非門309的第 二輸入端接收被禁能的第二信號S2,過溫度保護電路將被禁能。因此，過溫度保護電路由第 一信號S1所使能，且被第二信號S2所禁能。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的PWM電路50的延遲電路319。延遲電路319實 質(zhì)上為一計數(shù)器，其包括串聯(lián)的觸發(fā)器321、322、及326。這些串聯(lián)的觸發(fā)器的時鐘輸入端 ck接收振蕩信號PLS。這些串聯(lián)的觸發(fā)器的重置輸入端R接收延遲信號SD。當(dāng)延遲信號Sd 被使能時，振蕩信號PLS將驅(qū)動這些觸發(fā)器器以生成延遲時間。在本發(fā)明的一實施例中，切 換期間為10μ s，且延遲時間則為10ms。在延遲時間之后，觸發(fā)器326的反相輸出端β將生 成低邏輯過溫度信號Sra。當(dāng)延遲信號Sd被禁能時，這些觸發(fā)器將被重置，且過溫度信號Sra 將再次變?yōu)楦哌壿?。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的提供給功率轉(zhuǎn)換器過溫度保護的方法。首先，生 成切換信號(步驟1001)。接著，根據(jù)所述切換信號來生成驅(qū)動信號以切換功率開關(guān)，藉 以調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器(步驟1002)。然后，在所述切換信號的關(guān)閉期間生成鋸齒信號(步驟 1003)。接著，當(dāng)所述鋸齒信號超過第一參考電壓時，使能過溫度保護電路(步驟1004)。接 著，根據(jù)所述功率轉(zhuǎn)換器的環(huán)境溫度來調(diào)整驅(qū)動信號(步驟1005)。接著，藉由比較所述驅(qū) 動信號與閾值電壓，以使能延遲信號而在延遲時間后生成過溫度信號(步驟1006)。最后， 當(dāng)所述鋸齒信號超過第二參考電壓時，禁能過溫度保護電路(步驟1007)。在切換信號關(guān)閉 期間，驅(qū)動信號被調(diào)整為低于一上限電平。過溫度信號用來關(guān)閉功率轉(zhuǎn)換器。所述上限電 平則用來避免功率開關(guān)在切換信號的關(guān)閉期間內(nèi)被接通。第二參考信號電平大于第一參考 信號電平。本發(fā)明雖以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可做若干的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保 護范圍是以本發(fā)明的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
1權(quán)利要求
1.一種提供過溫度保護的控制器，適用于功率轉(zhuǎn)換器，包括 切換電路，生成切換信號；驅(qū)動電路，由高壓側(cè)晶體管以及低壓側(cè)晶體管所組成，以生成驅(qū)動信號，其中，所述驅(qū) 動信號用來調(diào)節(jié)所述功率轉(zhuǎn)換器；過溫度保護電路，耦接所述驅(qū)動電路，其中，熱敏電阻器耦接所述驅(qū)動電路，且在所述 切換信號的關(guān)閉期間，調(diào)整跨于所述熱敏電阻器的所述驅(qū)動信號；以及信號生成器，控制所述過溫度保護電路；其中，所述信號生成器還耦接所述驅(qū)動電路， 以驅(qū)動所述高壓側(cè)晶體管以及所述低壓側(cè)晶體管。
2.如權(quán)利要求1所述的控制器，其中，所述過溫度保護電路包括電流源電路，被使能以提供電流至所述熱敏電阻器，以在所述切換信號的所述關(guān)閉期 間根據(jù)所述信號生成器所生成的第一信號來調(diào)整跨于所述熱敏電阻器的所述驅(qū)動信號；以 及比較器，在所述切換信號的所述關(guān)閉期間比較閾值電壓與所述驅(qū)動信號，以生成過溫 度信號，其中，所述過溫度信號用以禁能所述驅(qū)動信號以關(guān)閉所述功率轉(zhuǎn)換器。
3.如權(quán)利要求2所述的控制器，其中，所述信號生成器包括鋸齒電路，根據(jù)所述切換信號來生成第一驅(qū)動信號以及鋸齒信號，其中，所述第一驅(qū)動 信號用來驅(qū)動所述高壓側(cè)晶體管；第一比較電路，比較所述鋸齒信號與第一參考電壓，以禁能第二驅(qū)動信號，其中，所述 第二驅(qū)動信號根據(jù)所述第一驅(qū)動信號的下降緣而被使能，以驅(qū)動所述低壓側(cè)晶體管；使能電路，根據(jù)所述第二驅(qū)動信號的下降緣來生成所述第一信號，其中，所述第一信號 用來使能所述過溫度保護電路；以及第二比較電路，比較所述鋸齒信號與第二參考電壓，以使能第二信號，其中，所述第二 信號用來禁能所述過溫度保護電路。
4.如權(quán)利要求1所述的控制器，其中，所述熱敏電阻器為負溫度系數(shù)電阻器，且當(dāng)在 所述切換信號的所述關(guān)閉期間所述功率轉(zhuǎn)換器的環(huán)境溫度升高時，所述切換信號的電平降 低。
5.如權(quán)利要求1所述的控制器，還包括一箝制電路，被使能來耦接至所述熱敏電阻器，以在所述切換信號的所述關(guān)閉期間箝 制所述驅(qū)動信號的上限電平。
6.一種提供過溫度保護的功率轉(zhuǎn)換器，包括 變壓器，具有初級繞組、次級繞組以及輔助繞組；功率開關(guān)，耦接所述變壓器的所述初級繞組以調(diào)節(jié)所述功率轉(zhuǎn)換器；以及 控制器，具有輸出端，以根據(jù)切換信號生成驅(qū)動信號來切換所述功率開關(guān)，其中，熱敏 電阻器耦接至所述控制器的所述輸出端。
7.如權(quán)利要求6所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，在所述切換信號的關(guān)閉期間，調(diào)整跨于所述 熱敏電阻器的所述驅(qū)動信號。
8.如權(quán)利要求7所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述控制器包括 切換電路，生成所述切換信號；過溫度保護電路，耦接至所述熱敏電阻器，以在所述切換信號的所述關(guān)閉期間，調(diào)整跨于所述熱敏電阻器的所述驅(qū)動信號；以及箝制電路，被使能來耦接至所述熱敏電阻器，以在所述切換信號的所述關(guān)閉期間箝制 所述驅(qū)動信號的上限電平。
9.如權(quán)利要求6所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中，所述熱敏電阻器為負溫度系數(shù)電阻器。
10. 一種提供過溫度保護的方法，適用于功率轉(zhuǎn)換器，包括 生成切換信號；根據(jù)所述切換信號生成驅(qū)動信號以切換功率開關(guān)，藉以調(diào)節(jié)所述功率轉(zhuǎn)換器；在所述切換信號的關(guān)閉期間，生成鋸齒信號；當(dāng)所述鋸齒信號超過第一參考電壓時，使能過溫度保護電路；根據(jù)所述功率轉(zhuǎn)換器的環(huán)境溫度來調(diào)整所述驅(qū)動信號；比較所述驅(qū)動信號與閾值電壓以使能延遲信號，藉以在延遲時間后生成過溫度信號；以及當(dāng)所述鋸齒信號超過第二參考電壓時，禁能所述過溫度保護電路。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，在所述切換信號的所述關(guān)閉期間，所述驅(qū)動信號 被調(diào)整為低于上限電平。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述上限電平用來避免所述功率開關(guān)在所述切 換信號的所述關(guān)閉期間內(nèi)被接通。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述過溫度信號用來斷開所述功率開關(guān)。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第二參考電壓的電平大于所述第一參考電 壓的電平。
全文摘要
本發(fā)明提供一種過溫度保護的控制器、功率轉(zhuǎn)換器及其方法。該功率轉(zhuǎn)換器，包括變壓器、功率開關(guān)以及控制器。變壓器具有初級繞組、次級繞組以及輔助繞組。功率開關(guān)耦接變壓器的初級繞組以調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器。控制器具有輸出端，以根據(jù)切換信號生成驅(qū)動信號來切換功率開關(guān)。熱敏電阻器耦接控制器的輸出端。在切換信號的關(guān)閉期間，調(diào)整跨于熱敏電阻器的驅(qū)動信號。
文檔編號H02H7/10GK102005731SQ20101054381
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者黃偉軒 申請人:崇貿(mào)科技股份有限公司