[发明专利]快速负载瞬态反应的开关式电源供应器

说明书

实施例提供一快速负载暂态瞬态反应的开关式电源供应器，其具有隔离的一初级侧以及一次级侧。该电源供应器包含一初级侧控制电路以及一次级侧控制电路。该初级侧控制电路设于该初级侧，并控制一功率开关，以将位于该初级侧的一输入电源，转换为位于该次级侧的一输出电源。该输出电源有一输出电压。该次级侧控制电路设于该次级侧，用以检测该输出电压，可检测该输出电压的一下降速率。当该下降速率大于一预定值时，该次级侧控制电路可以提供信息至该初级侧控制电路。当该初级侧控制电路收到该信息时，该初级侧控制电路开始一开关周期，以便通过一电感元件，检测并校准该输出电压。

技术领域

本发明涉及一种开关式电源供应器，尤指采用初级侧控制的开关式电源供应器。

背景技术

电源供应器几乎是所有电子产品所必备的装置。举例来说，电源供应器可以将交流市电转换为电子产品的主要电路(core circuit)所需要的电源规格。在所有的电源供应器当中，开关式电源供应器具有转换效率佳以及产品体积小的优点，因此广受业界的普遍采用。

为了预防使用者受到不必要的雷击或是市电的高电压损害，电源供应器一般具有相隔离的初级侧与次级侧，两者之间没有直流电流。位于初级侧的电压电平都参考市电的输入地；而位于次级侧的电压电平则是参考一个浮动的输出地。

开关式电源供应器可在初级侧产生脉冲宽度调制(PWM)信号，来控制一功率开关，藉以控制从初级侧转换到次级侧的电能，目的是使在次级侧的一输出电源可以符合规格。举例来说，可以使输出电源的输出电压大约维持在很接近5V的一个可容许范围内。

一般来说，初级侧控制是由位于初级侧的电路通过一电感元件所产生的感应电动势，来间接检测位于次级侧的输出电压。相对来说，次级侧控制是由位于次级侧的电路来直接检测输出电压，然后通过光耦合器，在初级侧建立补偿电压。

为了降低功率开关的开关损失(switching loss)，在无载或是轻载时PWM信号的开关频率大多会设计的非常低。换言之，无载或是轻载时，开关式电源供应器的功率开关会维持在开路状态很久的一段时间，然后才切换到短路状态。此时，如果开关式电源供应器在次级侧所供电的负载突然从无载或是轻载转换成重载，如何让初级侧的PWM信号快速的反应就是很重要的课题。这样的反应速度称为负载瞬态反应(load-transient response)。尤其是初级侧控制的电源供应器，在无载或是轻载时，几乎大多时间是处于盲目而不知道次级侧的输出电压的状态下。如果负载瞬态反应不够快的话，可能会使输出电压下降到可容许范围之外。

发明内容

本发明的一实施例提供一电源供应器，其具有隔离的一初级侧以及一次级侧。该电源供应器包含一初级侧控制电路以及一次级侧控制电路。该初级侧控制电路设于该初级侧，并控制一功率开关，以将位于该初级侧的一输入电源，转换为位于该次级侧的一输出电源。该输出电源有一输出电压。该次级侧控制电路设于该次级侧，用以检测该输出电压，可检测该输出电压的一下降速率。当该下降速率大于一预定值时，该次级侧控制电路可以提供信息至该初级侧控制电路。当该初级侧控制电路收到该信息时，该初级侧控制电路开始一开关周期，以便通过一电感元件，检测并校准该输出电压。

附图说明

图1为依据本发明的实施例所产生的一充电器。

图2A显示没有本发明的快速反应时的一种可能结果。

图2B显示图1的充电器60在快速反应下的一种可能结果。

图3A显示依据本发明的实施例的控制方法。

图3B显示去抖动时间T_DEBOUNCE的定义。

图4显示如何判别下降速率RA_DROP是否大于一预设值RA_REF的一种电路方块示意图。

图5至图8显示四个下降速率检测器。