[发明专利]适用于初级侧控制的恒定电流控制单元及相关的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及初级侧控制的开关式电源供应器。

背景技术

电源供应器为大多电子产品所必备的一种电子装置，用来将电池或是市电，转换成电子产品所需求且具有特定规格的电源。在众多的电源供应器中，开关式电源供应器具有优越的电能转换效率以及小巧的产品体积，所以广受电源业界所欢迎。

目前开关式电源供应器中，有两种不同的控制方式：初级侧控制(primary side control，PSC)以及次级侧控制(secondary side control，SSC)。SSC直接在一电源供应器的一次级侧绕组所输出的一输出端耦接上检测电路，然后通过光耦合器(photo coupler)，将检测结果传送到位于初级侧的电源控制器，藉以控制这电源供应器在初级侧绕组所要存储与转换的能量。相对于SSC，PSC是通过直接检测在一辅助绕组上的反射电压，来间接的检测次级侧绕组所输出的电压，也间接地完成了检测电源供应器的一输出端的输出电压。PSC的检测以及转换能量的控制，都在初级侧完成。相较于SSC，PSC可能比较节省成本，因为不需要体积与费用都较大的光耦合器；PSC转换效率可能比较高，因为没有在次级侧会固定耗能的检测电路。

图1为一种已知的开关式电源供应器10，采用PSC。桥式整流器(bridge rectifier)20把市电来的交流(alternative current)市电AC转换成直流的输入电源V_IN。输入电源V_IN的电压可能具有M形波形，也可能被滤波成大致不随时间变化的一定值。电源控制器26通过驱动端GATE，周期性地控制功率开关34。功率开关34开启时，变压器的初级侧绕组PRM进行储能。当功率开关34关闭时，变压器的次级侧绕组SEC以及辅助绕组AUX释能，以建立输出电源V_OUT给负载24以及操作电源V_CC给电源控制器26。

分压电阻28与30检测辅助绕组AUX的跨压V_AUX，提供反馈电压信号V_FB给电源控制器26的反馈端FB。当功率开关34关闭时，跨压V_AUX也就是次级侧绕组SEC的跨压的一反射电压。依据反馈电压信号V_FB，电源控制器26在补偿电容32上建立补偿电压V_COM，并据以控制功率开关34。通过电流检测端CS，电源控制器26也检测电流检测电阻36上的电流检测电压V_CS，其反应流经功率开关34以及初级侧绕组PRM的流通电流I_PRM。

图2显示图1中的闸信号V_GATE、反馈电压信号V_FB、以及次级侧输出电流I_SEC。只要电源控制器26可以得知次级侧输出电流I_SEC-的峰值以及次级侧绕组SEC的真实放电时间T_DIS-R，电源控制器26便能推导出次级侧在一次开关周期内的输出电量跟平均输出电流，并用以判断是否超过一预设的最大输出电流。

一种已知的放电时间检测方式，是检测反馈电压信号V_FB，在闸信号V_GATE等于0时(也就是功率开关34关闭时)，第一次掉过约0伏特的时间点，得到预估放电时间T_DIS-E，作为真实放电时间T_DIS-R的预估值。事实上，如图2所示，预估放电时间T_DIS-E是跟所想要的真实放电时间T_DIS-R是有一段差距的。这样的差距会导致电源控制器26误判当下次级侧的平均输出电流。这样的差距也导致了开关式电源供应器10的最大输出电流不能很精确地等于那预设的最大输出电流。

本说明书中，具有相同的符号元件或装置，为具有相同或是类似功能、结构、或特性的元件或是装置，为业界人士能以具本说明书的教导而得知或推知，但不必然完全的相同。为简洁缘故，不会重复说明。

发明内容