[发明专利]返驰式功率转换器的切换控制器及其控制器与控制电路

说明书

技术领域

本发明是关于一种功率转换器，特别是关于一种返驰式功率转换器(flyback power converter)的切换控制电路。

背景技术

图1A是表示已知返驰式功率转换器。此功率转换器包括桥式整流器35、输入电容器36、控制器90、变压器10、功率晶体管20、检测电阻器31、整流器40、输出电容器45与二次侧反馈电路。变压器10包括一次侧线圈N_P、二次侧线圈N_S以及辅助线圈N_A。二次侧反馈电路包括电阻器52、齐纳二极管(作为电压调整器)60、以及光耦合器50。桥式整流器35将一交流(alternating current，AC)输入电压V_AC转换为一脉动直流输入电压(pulsating direct current(DC)input voltage)V_IN。此输入电压V_IN还通过输入电容器36来进行滤波，以变成近乎直流的输入电压V_IN，其仅具有相对小的涟波(ripple)。控制器90生成一切换信号S_W，以通过功率晶体管20来切换变压器10。整流器40以及输出电容器45耦合变压器10的二次侧线圈N_S，以生成功率转换器的一输出电压V_O。切换信号S_W是根据一反馈信号V_FB而生成，用以调整功率转换器的输出电压V_O。反馈信号V_FB通过二次侧反馈电路耦合至功率转换器的输出。因此，反馈信号V_FB与功率转换器的输出电压V_O相关联。输入电容器36用来储存能量，并提供一最小输入电压V_IN以确保功率转换器的适当操作。当没有输入电容器36的滤波作用时，脉动直流输入电压V_IN将会导致较高的输出线路涟波以及非线性功率转换操作。此外，输入电容器36在功率转换器中一般占用了颇大的空间。因此，如可免除输入电容器36的使用，将会使得功率转换器具有较长寿命、较小尺寸、以及制造成本大大减低等优点。

因此，对于相关产业而言，期望能有一种控制器，其能调整功率转换器的输出，而不需使用输入电容器。

发明内容

本发明提供一种返驰式功率转换器的切换控制器。此切换控制器包括切换电路、取样维持电路、电压检测电路、振荡器以及比较器。切换电路根据反馈信号生成切换信号。切换信号用来切换变压器以调整返驰式功率转换器的输出电压。取样维持电路耦接切换电路，且根据维持信号来维持反馈信号。当返驰式功率转换器的输入电压的电平低于低阈值时，电压检测电路生成维持信号。反馈信号是根据返驰式功率转换器的输出电压而生成。振荡电路限制切换信号的最大频率。最大频率根据调制信号的减少而增加。调制信号与输入电压的电平相关联。一旦调制信号的电平低于一阈值时，最大频率增加。当输入电压的电平低于极低阈值时，比较器生成控制信号。控制信号被启用以使返驰式功率转换器在连续电流模式操作下运作。当输入电压的电平高于极低阈值时，返驰式功率转换器在临界电流模式操作及/或非连续电流模式操作下运作。

本发明还提供一种功率转换器的控制器。此控制器包括切换电路、电压检测电路、振荡电路、取样维持电路以及比较器。切换电路根据反馈信号生成切换信号。切换信号用来切换变压器以调整该功率转换器的输出电压。电压检测电路根据功率转换器的输入电压的电平来生成调制信号。振荡电路限制切换信号的最大频率。反馈信号根据功率转换器的输出电压而生成。最大频率根据调制信号的减少而增加。当调制信号的电平低于一阈值时，最大频率增加。取样维持电路根据维持信号来维持反馈信号。当输入电压低于低阈值时，电压检测电路生成维持信号。当输入电压的电平低于极低阈值时，比较器生成控制信号。控制信号被启用以使功率转换器在连续电流模式操作下运作。当输入电压的电平高于极低阈值时，功率转换器在临界电流模式操作及/或非连续电流模式操作下运作。