具有二極管的漏電流保護的控制器及其操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有二極管的漏電流保護的控制器及其操作方法，尤其涉及一種不僅具有低成本，且當(dāng)二極管具有漏電流時可快速進入漏電流保護的控制器及其操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今返馳式(flyback)電源轉(zhuǎn)換器是最受歡迎的電源轉(zhuǎn)換器之一，其運作原理為當(dāng)所述返馳式電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)的功率開關(guān)開啟時，所述返馳式電源轉(zhuǎn)換器儲存能量且耦接于所述返馳式電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)的二極管是反向偏壓；當(dāng)所述返馳式電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)的功率開關(guān)關(guān)閉時，所述返馳式電源轉(zhuǎn)換器釋放能量至所述返馳式電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)且耦接于所述返馳式電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)的二極管是順向偏壓。然而當(dāng)所述返馳式電源轉(zhuǎn)換器運作在重載一段時間后，所述二極管的溫度上升以至于當(dāng)所述功率開關(guān)開啟時，所述二極管可能無法鎖住所述反向偏壓，導(dǎo)致所述返馳式電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)于所述功率開關(guān)開啟時具有漏電流。如圖1所示，如果所述功率開關(guān)開啟且所述二極管鎖住所述反向偏壓，則因為所述二極管的阻抗較大，所以當(dāng)所述功率開關(guān)關(guān)閉時，對應(yīng)所述返馳式電源轉(zhuǎn)換器的輔助繞組的電壓VD的波峰WP衰減較慢；如圖2所示，如果所述功率開關(guān)開啟且所述二極管無法鎖住所述反向偏壓，則所述二極管將具有漏電流，所以當(dāng)所述功率開關(guān)關(guān)閉時，因為所述二極管的阻抗較小，所以電壓VD的波峰WP衰減較快，其中第1、2圖所示IPRI是流經(jīng)所述功率開關(guān)的電流。
[0003]當(dāng)所述二極管于所述功率開關(guān)開啟時具有漏電流時，所述漏電流可能會使所述二極管的溫度持續(xù)上升直到所述二極管故障。另外，當(dāng)所述二極管的溫度持續(xù)上升時，所述二極管可能燒毀設(shè)置所述二極管的印刷電路板，或甚至是燒毀應(yīng)用所述返馳式電源轉(zhuǎn)換器的適配器(adapter)。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)是利用過溫度保護以防止上述燒毀情況的發(fā)生，但過溫度保護需要額外的電路實現(xiàn)，導(dǎo)致所述適配器的成本上升。另外，另一現(xiàn)有技術(shù)是利用特定二極管以防止上述燒毀情況的發(fā)生，但同樣地所述特定二極管也會使所述適配器的成本上升。因此，對于所述返馳式電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計者而言，上述現(xiàn)有技術(shù)所公開的解決方案都不是好的選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一實施例公開一種具有二極管的漏電流保護的控制器，其中所述二極管是應(yīng)用于一電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)。所述控制器包含一比較單元、一參考電壓產(chǎn)生單元、一超時(time out)信號產(chǎn)生單元和一柵極信號產(chǎn)生單元。所述比較單元是用于接收一補償電壓，以及根據(jù)所述補償電壓和一臨界值，輸出一對應(yīng)的選擇信號；所述參考電壓產(chǎn)生單元是用于根據(jù)所述對應(yīng)的選擇信號，輸出一對應(yīng)的參考電壓區(qū)間；所述超時信號產(chǎn)生單元是用于根據(jù)所述對應(yīng)的選擇信號，決定一對應(yīng)的超時時間，以及在所述對應(yīng)的超時時間中當(dāng)對應(yīng)所述電源轉(zhuǎn)換器的輔助繞組的一電壓沒有波峰穿越所述對應(yīng)的參考電壓區(qū)間的上限時，產(chǎn)生一對應(yīng)的超時信號；所述柵極信號產(chǎn)生單元是用于根據(jù)所述對應(yīng)的超時信號，進入所述漏電流保護或一準(zhǔn)諧振模式(quas1-resonant mode) ο
[0006]本發(fā)明的另一實施例公開一種具有二極管的漏電流保護的控制器，其中所述二極管是應(yīng)用于一電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)。所述控制器包含一比較單元、一參考電壓產(chǎn)生單元、一超時信號產(chǎn)生單元和一柵極信號產(chǎn)生單元。所述比較單元是用于接收一補償電壓，以及根據(jù)所述補償電壓和一臨界值，輸出一對應(yīng)的選擇信號；所述參考電壓產(chǎn)生單元是用于根據(jù)對應(yīng)所述電源轉(zhuǎn)換器的輔助繞組的一電壓的前多個波峰，輸出一第一參考電壓區(qū)間，以及在所述前多個波峰后，輸出一第二參考電壓區(qū)間；所述超時信號產(chǎn)生單元是用于根據(jù)所述對應(yīng)的選擇信號，決定一對應(yīng)的超時時間，以及在所述對應(yīng)的超時時間中當(dāng)對應(yīng)所述電源轉(zhuǎn)換器的輔助繞組的一電壓沒有波峰穿越所述第一參考電壓區(qū)間的上限和所述第二參考電壓區(qū)間的上限，或所述第二參考電壓區(qū)間的上限時，產(chǎn)生一對應(yīng)的超時信號，其中所述第一參考電壓區(qū)間的上限大于所述第二參考電壓區(qū)間的上限；所述柵極信號產(chǎn)生單元是用于根據(jù)所述對應(yīng)的超時信號，進入所述漏電流保護或一準(zhǔn)諧振模式。
[0007]本發(fā)明的另一實施例公開一種控制器的操作方法，其中所述控制器具有二極管的漏電流保護，所述二極管是應(yīng)用于一電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)，以及所述控制器包含一比較單元、一參考電壓產(chǎn)生單元、一超時信號產(chǎn)生單元和一柵極信號產(chǎn)生單元。所述操作方法包含所述比較單元接收一補償電壓；所述比較單元根據(jù)所述補償電壓和一臨界值，輸出一對應(yīng)的選擇信號；所述參考電壓產(chǎn)生單元根據(jù)所述對應(yīng)的選擇信號，輸出一對應(yīng)的參考電壓區(qū)間；所述超時信號產(chǎn)生單元根據(jù)所述對應(yīng)的選擇信號，決定一對應(yīng)的超時時間；所述超時信號產(chǎn)生單元在所述對應(yīng)的超時時間中當(dāng)對應(yīng)所述電源轉(zhuǎn)換器的輔助繞組的一電壓沒有波峰穿越所述對應(yīng)的參考電壓區(qū)間的上限時，產(chǎn)生一對應(yīng)的超時信號；及所述柵極信號產(chǎn)生單元根據(jù)所述對應(yīng)的超時信號，進入所述漏電流保護或一準(zhǔn)諧振模式。
[0008]本發(fā)明的另一實施例公開一種控制器的操作方法，其中所述控制器具有二極管的漏電流保護，所述二極管是應(yīng)用于一電源轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)，以及所述控制器包含一比較單元、一參考電壓產(chǎn)生單元、一超時信號產(chǎn)生單元和一柵極信號產(chǎn)生單元。所述操作方法包含所述比較單元接收一補償電壓；所述參考電壓產(chǎn)生單元根據(jù)對應(yīng)所述電源轉(zhuǎn)換器的輔助繞組的一電壓的前多個波峰，輸出一第一參考電壓區(qū)間，以及在所述前多個波峰后，輸出一第二參考電壓區(qū)間；所述比較單元根據(jù)所述補償電壓和一臨界值，輸出一對應(yīng)的選擇信號；所述超時信號產(chǎn)生單元根據(jù)所述對應(yīng)的選擇信號，決定一對應(yīng)的超時時間；所述超時信號產(chǎn)生單元在所述對應(yīng)的超時時間中當(dāng)對應(yīng)所述電源轉(zhuǎn)換器的輔助繞組的一電壓沒有波峰穿越所述第一參考電壓區(qū)間的上限和所述第二參考電壓區(qū)間的上限，或所述第二參考電壓區(qū)間的上限時，產(chǎn)生一對應(yīng)的超時信號，其中所述第一參考電壓區(qū)間的上限大于所述第二參考電壓區(qū)間的上限；及所述柵極信號產(chǎn)生單元根據(jù)所述對應(yīng)的超時信號，進入所述漏電流保護或一準(zhǔn)諧振模式。
[0009]本發(fā)明公開一種具有二極管的漏電流保護的控制器及其操作方法。所述控制器及所述操作方法是利用一比較單元根據(jù)一補償電壓和一臨界值，輸出一對應(yīng)的選擇信號，利用一參考電壓產(chǎn)生單元根據(jù)所述對應(yīng)的選擇信號或?qū)?yīng)一輔助繞組的電壓的波峰，輸出一對應(yīng)的參考電壓區(qū)間，利用一超時信號產(chǎn)生單元根據(jù)所述對應(yīng)的選擇信號，決定一對應(yīng)的超時時間和在所述對應(yīng)的超時時間中根據(jù)對應(yīng)所述輔助繞組的電壓的波峰和所述對應(yīng)的參考電壓區(qū)間的上限，產(chǎn)生一對應(yīng)的超時信號，以及利用一柵極信號產(chǎn)生單元根據(jù)所述對應(yīng)的超時信號，進入一漏電流保護或一準(zhǔn)諧振模式。因此，相較于現(xiàn)有技術(shù)，因為本發(fā)明只需根據(jù)所述補償電壓、所述臨界值和對應(yīng)所述輔助繞組的電壓即可運作，所以本發(fā)明不僅具有低成本，且當(dāng)所述二極管具有漏電流時可快速進入所述漏電流保護。
【附圖說明】
[0010]圖1是說明如果所述功率開關(guān)開啟且所述二極管鎖住所述反向偏壓，則當(dāng)所述功率開關(guān)關(guān)閉時，對應(yīng)所述返馳式電源轉(zhuǎn)換器的輔助繞組的電壓的波峰衰減較慢的示意圖。
[0011]圖2是說明如果所述功率開關(guān)開啟且所述二極管無法鎖住所述反向偏壓，則當(dāng)所述功率開關(guān)關(guān)閉時，對應(yīng)所述返馳式電源轉(zhuǎn)換器的輔助繞組的電壓的波峰衰減較快的示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明第一實施例公開一種具有二極管的漏電流保護的控制器的示意圖。
[0013]圖4A、4B是本發(fā)明第二實施例公開一種控制器的操作方法的流程圖。
[0014]圖5是說明當(dāng)二極管具有漏電流時，第一超時信號、對應(yīng)電源轉(zhuǎn)換器的輔助繞組的電壓的波峰、第一超時時間、流經(jīng)功率開關(guān)的電流和第一參考電壓區(qū)間的上限和下限的關(guān)系不意圖。
[0015]圖6是說明當(dāng)二極管不具有漏電流時，對應(yīng)電源轉(zhuǎn)換器的輔助繞組的電壓的波峰、柵極信號、流經(jīng)功率開關(guān)的電流和第二參考電壓區(qū)間的上限和下限的關(guān)系示意圖。
[0016]圖7是說明當(dāng)二極管不具有漏電流時，第二超時信號、對應(yīng)電源轉(zhuǎn)換器的輔助繞組的電壓的波峰、第二超時時間、柵極信號、流經(jīng)功率開關(guān)的電流和第二參考電壓區(qū)間的上限和下限的關(guān)系示意圖。
[0017]圖8是本發(fā)明第三實施例公開一種具有二極管的漏電流保護的控制器的示意圖。
[0018]圖9A、9B是本發(fā)明第四實施例公開一種控制器的操作方法的流程圖。
[0019]圖10是說明對應(yīng)電源轉(zhuǎn)換器的輔助繞組的電壓的波峰、第一參考電壓區(qū)間的上限和下限、第二參考電壓區(qū)間的上限和下限和流經(jīng)功率開關(guān)的電流的關(guān)