專利名稱：諧振式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路與控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制電路，特別是指一種用于諧振式功率轉(zhuǎn)換器的具有零電壓切換栓鎖與不對(duì)稱脈寬調(diào)變(asymmetrical PWM)的控制電路。
背景技術(shù)：
為了達(dá)到較高效率，諧振式功率轉(zhuǎn)換器處在重載及/或低輸入電壓情形下，諧振式功率轉(zhuǎn)換器的一切換頻率應(yīng)接近諧振式功率轉(zhuǎn)換器的諧振頻率。換言之，諧振式功率轉(zhuǎn)換器處在重載及/或低輸入電壓情形下，諧振式功率轉(zhuǎn)換器的切換頻率應(yīng)處在零電壓切換(zero voltage switching ；ZVS)區(qū)(如圖2所示的第I區(qū)與第2區(qū))。然而，當(dāng)諧振式功率轉(zhuǎn)換器的切換頻率隨著負(fù)載的增加及/或輸入電壓的下降而降低時(shí)，切換頻率也許會(huì)落入零電流切換(zero current switching ；ZCS)區(qū)(如圖2所示的第3區(qū))。若切換頻率降低而若入第3區(qū)時(shí)，諧振式功率轉(zhuǎn)換器的控制將會(huì)變成一非線性運(yùn)作。 此外，諧振式功率轉(zhuǎn)換器處在輕載期間，諧振式功率轉(zhuǎn)換器會(huì)運(yùn)作在較高切換頻率下，如此將會(huì)增加切換損耗以及造成低效率。關(guān)于諧振式功率轉(zhuǎn)換器與用于諧振式功率轉(zhuǎn)換器的不對(duì)稱脈寬調(diào)變(asy_etrical PWM)運(yùn)作的描述記載于美國(guó)專利第7，313，004號(hào)“Switching controller for resonant power converter”，以及美國(guó)專利申請(qǐng)案公開(kāi)第2010/0202162 號(hào) “ASYMMETRICAL RESONANT POWER CONVERTERS，，。因此，本發(fā)明用于防止諧振式功率轉(zhuǎn)換器運(yùn)作于第3區(qū)，且確保諧振式功率轉(zhuǎn)換器處在重載時(shí)運(yùn)作在零電壓切換。此外，本發(fā)明提供一種控制方法，其允許諧振式功率轉(zhuǎn)換器處在輕載期間，運(yùn)作在具有零電壓切換的脈寬調(diào)變模式(PWM Mode)下，以節(jié)省功率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一，在于提供一種諧振式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路與控制方法，其確保諧振式功率轉(zhuǎn)換器處在重載時(shí)運(yùn)作在零電壓切換。本發(fā)明的目的之一，在于提供一種諧振式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路與控制方法，其允許諧振式功率轉(zhuǎn)換器處在輕載期間，運(yùn)作在具有零電壓切換的脈寬調(diào)變模式，以節(jié)省功率。本發(fā)明的目的之一，在于提供一種諧振式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路與控制方法，其防止諧振式功率轉(zhuǎn)換器運(yùn)作在零電流切換。本發(fā)明的諧振式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路包含一第一晶體管、一第二晶體管、一控制器與一二極體。第一晶體管與第二晶體管經(jīng)由一諧振電路切換一變壓器?？刂破鹘邮找换厥谟嵦?hào)而產(chǎn)生一第一切換訊號(hào)與一第二切換訊號(hào)，以分別驅(qū)動(dòng)第一晶體管與第二晶體管。回授訊號(hào)是相關(guān)聯(lián)于諧振式功率轉(zhuǎn)換器的一輸出。二極管耦接在第二晶體管，并偵測(cè)第二晶體管的狀態(tài)而提供至控制器。第一切換訊號(hào)與第二切換訊號(hào)受控制器調(diào)變，以讓第二晶體管達(dá)到一零電壓切換。因?yàn)橹C振式功率轉(zhuǎn)換器的切換頻率操作于諧振頻率時(shí)，即可達(dá)到最大功率轉(zhuǎn)換與最大效率，因此本發(fā)明的設(shè)計(jì)讓諧振式功率轉(zhuǎn)換器的切換頻率接近于諧振頻率。本發(fā)明的諧振式功率轉(zhuǎn)換器的控制方法系包含下列步驟接收一回授訊號(hào)而產(chǎn)生一切換訊號(hào)；經(jīng)由一晶體管切換一變壓器與一諧振電路；偵測(cè)晶體管的狀態(tài)；以及限制晶體管的一最小切換頻率，以進(jìn)行零電壓切換。晶體管受驅(qū)動(dòng)于切換訊號(hào)，回授訊號(hào)是相關(guān)聯(lián)于諧振式功率轉(zhuǎn)換器的一輸出。


圖I為本發(fā)明的一諧振式功率轉(zhuǎn)換器的一控制電路的電路圖；圖2為諧振式功率轉(zhuǎn)換器的諧振電路的增益-頻率波形圖；圖3為本發(fā)明的控制電路的控制器的一實(shí)施例的電路圖；圖4為本發(fā)明的控制器的最小頻率規(guī)劃電路的一實(shí)施例的電路圖；
圖5為本發(fā)明的控制器的振蕩電路的一實(shí)施例的電路圖；圖6為本發(fā)明的控制器的脈寬調(diào)變電路的一實(shí)施例的電路圖；圖7為本發(fā)明的控制器的脈寬調(diào)變電路的脈波產(chǎn)生器的一實(shí)施例的電路圖；圖8為脈寬調(diào)變電路的一振蕩訊號(hào)CK、一脈波訊號(hào)PLS及一停滯時(shí)間訊號(hào)Sdt的波形圖；圖9為本發(fā)明的控制器的輸入電路的一實(shí)施例的電路圖；圖10為本發(fā)明的控制器的輸入電路的回授輸入電路的一實(shí)施例的電路圖；圖11為本發(fā)明的控制器的輸入電路的偵測(cè)電路的一實(shí)施例的電路圖；圖12為本發(fā)明的控制器的一反相振蕩訊號(hào)CK、一訊號(hào)0^及一零電壓切換偵測(cè)訊號(hào)ZVSD的波形圖；圖13為本發(fā)明的控制器的輸入電路的第一取樣-保持電路的一實(shí)施例的電路圖；圖14為本發(fā)明的控制器的脈寬調(diào)變電路的不對(duì)稱脈寬調(diào)變電路的一實(shí)施例的電路圖；圖15為本發(fā)明的控制器的脈寬調(diào)變電路的不對(duì)稱脈寬調(diào)變電路的脈寬調(diào)變單元的一實(shí)施例的電路圖；以及圖16為本發(fā)明的控制器的脈寬調(diào)變電路的訊號(hào)PWMO與PWMl的脈波寬度調(diào)變、振蕩訊號(hào)CK、一訊號(hào)SAW的波形圖。圖號(hào)對(duì)照說(shuō)明10 第一晶體管 100 控制器20 第二晶體管 200 最小頻率規(guī)劃電路210 放大器230 晶體管231 晶體管232 晶體管233 晶體管235 晶體管236 晶體管25 二極管30 電容300 振蕩器311 充電開(kāi)關(guān) 321 放電開(kāi)關(guān)330 電容341 比較器
342比較器343反及閘344反及閘345反相器346反相器35電感40電阻400脈寬調(diào)變電路410反相器411晶體管415電容416反相器417反及閘420及閘421及閘422反相器
430緩沖器435緩沖器45電阻450脈波產(chǎn)生器451反相器461反相器462晶體管463電流源465電容466反相器467及閘471反相器472晶體管473電流源475電容476反相器477及閘480或閘50變壓器500輸入電路51整流器52整流器520緩沖放大器521電流源525緩沖放大器530電流源531運(yùn)算放大器532二極管534開(kāi)關(guān)54或閘540預(yù)設(shè)定電路541比較器544反相器545或閘550回授輸入電路551晶體管552電阻553電阻556電阻557緩沖器558比較器559晶體管600偵測(cè)電路61回授電阻610電流源62稽納二極管620比較器625 及閘627及閘630 比較器635比較器640 或閘645及閘646 及閘65光稱合器650 D型正反器700第一取樣-保持電路71電阻72電阻73電容730加法電路735 參考準(zhǔn)位
740類比數(shù)位轉(zhuǎn)換電路 750 暫存器751反相器760 數(shù)位類比轉(zhuǎn)換電路770加法電路800 不對(duì)稱脈寬調(diào)變電路801運(yùn)算放大器802 運(yùn)算放大器803電阻804晶體管805晶體管807晶體管820電阻840比較器841反相器842反相器 843及閘845正反器850脈寬調(diào)變單元860比較器861及閘865反及閘870正反器875正反器878比較器880 緩沖放大器881電流源890 緩沖放大器 900第二取樣-保持電路CK振蕩訊號(hào)GAT反相振蕩訊號(hào)CK。第一切換訊號(hào)CK1第二切換訊號(hào)CKa 訊號(hào)CKb訊號(hào)I8tl5 電流I807電流Ic充電電流源Id放電電流源Ix電流Ixi電流源Iy電流PLS脈波訊號(hào)Pkst預(yù)設(shè)定訊號(hào)PWM訊號(hào)PWMO 訊號(hào)PWMl訊號(hào)RESET系統(tǒng)重置訊號(hào)SAff訊號(hào)Sdt 停滯時(shí)間訊號(hào)Sess柔性啟動(dòng)結(jié)束訊號(hào)Sfb 輸入訊號(hào)S1訊號(hào)Sprt訊號(hào)Sti栓鎖訊號(hào)St2 栓鎖訊號(hào)Tdt時(shí)間Vcc 供應(yīng)電壓Vcom控制訊號(hào)Vfb 回授訊號(hào)Vfmx最大頻率訊號(hào)Vfkq電壓Vin輸入電壓V。 輸出電壓Vos偏移訊號(hào)Vpwm訊號(hào)Vpwmh訊號(hào)Vkz 門檻Vsh訊號(hào)Vsfj 柔性啟動(dòng)訊號(hào)Vty門檻WZ 波形WNZ波形ZVSD零電壓切換偵測(cè)訊號(hào)
具體實(shí)施方式
為使對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，用以較佳的實(shí)施例及附圖配合詳細(xì)的說(shuō)明，說(shuō)明如下請(qǐng)參閱圖1，其為本發(fā)明的一諧振式功率轉(zhuǎn)換器的一控制電路的電路圖。如圖所不，諧振式功率轉(zhuǎn)換器包含一控制器100、一第一晶體管10、一第二晶體管20、一二極體25、復(fù)數(shù)電容30、73、一電感35、復(fù)數(shù)電阻40、45、71、72、一變壓器50、復(fù)數(shù)整流器51、52、一回授電阻61、一稽納二極管62以及一光稱合器65?？刂破?00依據(jù)控制器100的一回授端FB的一回授訊號(hào)Vfb而產(chǎn)生第一切換訊號(hào)CKtl與第二切換訊號(hào)CK115該些晶體管10與20的閘極分別耦接控制器100，且該些晶體管10與20分別受控于該些切換訊號(hào)CKtl與CK115輸入電壓Vin供應(yīng)至第一晶體管10的汲極。第一晶體管10的源極耦接第二晶體管20的汲極、電容30的一端與二極管25的陰極。二極管25的陽(yáng)極耦接控制器100。二極管25稱接第二晶體管20,以偵測(cè)第二晶體管20的一零電壓切換(zero voltage switching ；ZVS)狀態(tài)。當(dāng)?shù)诙w管20導(dǎo)通且二極管25偵測(cè)到零電壓切換狀態(tài)時(shí)，二極管25會(huì)產(chǎn)生一零電壓切換偵測(cè)訊號(hào)ZVSD至控制器100。 一分壓電路包含兩個(gè)相互串聯(lián)的電阻40與45。電阻45的一端耦接控制器100，電阻45的另一端耦接第二晶體管20的源極及電阻40的一端，電阻40的另一端耦接于接地端。換言之，第二晶體管20的源極耦接電阻40與45間的共接點(diǎn)。一切換電流流過(guò)第二晶體管20。當(dāng)?shù)诙w管20被第二切換訊號(hào)CK1導(dǎo)通時(shí)，電阻40用于偵測(cè)切換電流。切換電流更藉由電阻45而產(chǎn)生一訊號(hào)S1至控制器100。訊號(hào)S1為習(xí)用技術(shù)，所以于此不再詳細(xì)描述。電容30的另一端稱接電感35的一端，電感35的另一端稱接變壓器50的一主繞組。電容30及電感35形成一諧振電路。晶體管10與20耦接諧振電路，且切換諧振電路與變壓器50。晶體管10與20經(jīng)由諧振電路切換變壓器50。整流器51與52的陰極相互耦接，整流器51與52的陽(yáng)極耦接變壓器50的第二繞組，以產(chǎn)生諧振式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓V。?；厥陔娮?1、稽納二極管62及光耦合器65形成一回授電路，以依據(jù)輸出電壓I而產(chǎn)生回授訊號(hào)VFB?；厥陔娮?1的一端耦接整流器51與52的陰極及諧振式功率轉(zhuǎn)換器的輸出端以接收輸出電壓％。回授電阻61的另一端耦接稽納二極管62的陰極。稽納二極管62的陽(yáng)極I禹接光I禹合器65的輸入端,光I禹合器65的輸出端耦接控制器100的回授端FB。換言之，回授端FB接收回授電路的光耦合器65的輸出端的回授訊號(hào)VFB。電阻71耦接控制器100的一 FMIN端，以決定諧振式功率轉(zhuǎn)換器的一最小切換頻率。電阻72耦接控制器100的一 FMAX端，而決定切換訊號(hào)CIV CK1的一最大切換頻率，以決定諧振式功率轉(zhuǎn)換器的一最大切換頻率。電容73耦接控制器100的一柔性啟動(dòng)端SS，以達(dá)到諧振式功率轉(zhuǎn)換器的柔性啟動(dòng)。電阻71、電阻72及電容73更耦接于接地端。請(qǐng)參閱圖2，其為諧振式功率轉(zhuǎn)換器的增益-頻率波形圖，其顯示諧振式功率轉(zhuǎn)換器的諧振電路的轉(zhuǎn)換功能。如圖所示，第I區(qū)定義為切換頻率高于諧振頻率frl的工作區(qū)；第2區(qū)定義為切換頻率高于諧振頻率fr2且低于諧振頻率frl的工作區(qū)。諧振電路運(yùn)作于第I區(qū)及第2區(qū)的阻抗為電感性，因此于重載時(shí)諧振式功率轉(zhuǎn)換器的晶體管10與20的切換可以達(dá)到零電壓切換(ZVS)。第3區(qū)定義為切換頻率低于諧振頻率fr2的工作區(qū)。諧振頻率fr2會(huì)對(duì)應(yīng)諧振式功率轉(zhuǎn)換器的負(fù)載狀態(tài)而改變。諧振電路運(yùn)作于第3區(qū)的阻抗為電容性，因此無(wú)法達(dá)到零電壓切換。
諧振式功率轉(zhuǎn)換器的諧振電路的諧振頻率frl與fr2可藉由方程式表示為fr1 = (^/LrCr))"1 fr2 = (7(Lr + Lm)Cr))_1其中電感值Lr為諧振電路的等效串聯(lián)電感值，其主要由諧振電路的電感35而決定。電容值Cr為諧振電路的等效串聯(lián)電容值，其由諧振電路的電容30的電容值而決定。電感值Lm為變壓器50的主繞組的磁感應(yīng)感值。電感值Lm連同電感值Lr與電容值Cr決定諧振電路的另一諧振頻率fr2。圖2所示的不同曲線表示不同質(zhì)量因子(quality factor)的增益值，質(zhì)量因子為一般習(xí)知的Q值。說(shuō)明書以下的討論與說(shuō)明是關(guān)于圖2所示的任何單一曲線。針對(duì)諧振式功率轉(zhuǎn)換器的回授回路控制，諧振式功率轉(zhuǎn)換器運(yùn)作在第I區(qū)或第2區(qū)時(shí)，輸出電壓I會(huì)依據(jù)切換頻率的降低而提升。然而，諧振式功率轉(zhuǎn)換器運(yùn)作在第3區(qū) 時(shí)，輸出電壓I是依據(jù)切換頻率的降低而下降，而為非線性運(yùn)作。因此，為了防止上述的非線性運(yùn)作，則必須避免運(yùn)作于第3區(qū)。請(qǐng)參閱圖3，其為本發(fā)明的控制器的一實(shí)施例的電路圖。如圖所示，控制器100包含一最小頻率規(guī)劃電路200、一振蕩電路300、一脈寬調(diào)變電路(PWM) 400及一輸入電路500。最小頻率規(guī)劃電路200經(jīng)由控制器100的FMIN端耦接電阻71 (如圖I所示)。最小頻率規(guī)劃電路200依據(jù)電阻71的阻抗而產(chǎn)生電流Ix與IY。輸入電路500經(jīng)由回授端FB耦接光耦合器65，并耦接二極管25，且經(jīng)由柔性啟動(dòng)端SS耦接電容73。另外，輸入電路500經(jīng)由FMAX端耦接電阻72，并耦接振蕩電路300及脈寬調(diào)變電路400?？刂齐娐芬罁?jù)輸出電壓V。(如圖I所示)而于回授端FB產(chǎn)生回授訊號(hào)VFB。當(dāng)二極管25 (如圖I所示)偵測(cè)到零電壓切換狀態(tài)時(shí)，二極管25的陽(yáng)極即產(chǎn)生零電壓切換偵測(cè)訊號(hào)ZVSD。一柔性啟動(dòng)訊號(hào)Vss依據(jù)電容73 (如圖I所示)的電容值而產(chǎn)生于柔性啟動(dòng)端SS0輸入電路500依據(jù)回授訊號(hào)Vfb、零電壓切換偵測(cè)訊號(hào)ZVSD、柔性啟動(dòng)訊號(hào)Vss及一最大頻率訊號(hào)Vfmx而產(chǎn)生一控制訊號(hào)VroM。換言之,輸入電路500依據(jù)回授訊號(hào)Vfb、最大頻率訊號(hào)Vfmx與第二晶體管20的狀態(tài)而產(chǎn)生控制訊號(hào)VroM。最大頻率訊號(hào)Vfmx依據(jù)電阻72 (如圖I所示)的的阻抗而產(chǎn)生于FMAX端?！斎胗嵦?hào)Sfb關(guān)聯(lián)于回授訊號(hào)VFB。輸入電路500更從脈寬調(diào)變電路400接收訊號(hào)CKa與CKb。訊號(hào)CKa與CKb關(guān)聯(lián)于切換訊號(hào)CKtl與CK1，所以輸入電路500相當(dāng)于從脈寬調(diào)變電路400接收切換訊號(hào)CKtl與CK115因此，輸入電路500更依據(jù)回授訊號(hào)Vfb、零電壓切換偵測(cè)訊號(hào)ZVSD、柔性啟動(dòng)訊號(hào)Vss、最大頻率訊號(hào)Vfmx及切換訊號(hào)CKtlXK1而產(chǎn)生輸入訊號(hào)Sfb及一栓鎖訊號(hào)St2。振蕩電路300耦接最小頻率規(guī)劃電路200、脈寬調(diào)變電路400及輸入電路500。振蕩電路300分別從最小頻率規(guī)劃電路200及輸入電路500接收電流IX、IY及控制訊號(hào)VroM。振蕩電路300依據(jù)電流Ix與Iy而產(chǎn)生一振蕩訊號(hào)CK及一訊號(hào)SAW。當(dāng)諧振式功率轉(zhuǎn)換器完成柔性啟動(dòng)時(shí)，依據(jù)控制訊號(hào)Vot調(diào)變振蕩訊號(hào)CK及訊號(hào)SAW。于本發(fā)明的一實(shí)施例中，訊號(hào)SAW為一鋸齒訊號(hào)。振蕩訊號(hào)CK及訊號(hào)SAW更傳送至脈寬調(diào)變電路400，以產(chǎn)生切換訊號(hào)CKtl與CK115脈寬調(diào)變電路400耦接輸入電路500及振蕩電路300。脈寬調(diào)變電路400更從輸入電路500接收輸入訊號(hào)Sfb與栓鎖訊號(hào)St2及從FMAX端接收最大頻率訊號(hào)VFMX。脈寬調(diào)變電路400依據(jù)振蕩訊號(hào)CK與最大頻率訊號(hào)Vfmx而產(chǎn)生切換訊號(hào)CKtl與CK115脈寬調(diào)變電路400提供訊號(hào)CKa與CKb至輸入電路500。換言之，脈寬調(diào)變電路400相當(dāng)于提供切換訊號(hào)CKtl與CK1至輸入電路500。脈寬調(diào)變電路400于重載時(shí)，針對(duì)切換訊號(hào)CKtl與CK1提供一停滯時(shí)間訊號(hào)(圖3未示)，且在輕載時(shí)執(zhí)行脈波寬度調(diào)變的運(yùn)作。請(qǐng)參閱圖4，其為本發(fā)明的控制器的最小頻率規(guī)劃電路的一實(shí)施例的電路圖。如圖所示，最小頻率規(guī)劃電路200包含一電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換電路及復(fù)數(shù)電流鏡電路。該些電流鏡電路包含復(fù)數(shù)晶體管231、232、233、235與236。電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換電路包含一放大器210及一晶體管230。放大器210的正輸入端接收一電壓Vfkq,放大器210的輸出端稱接晶體管230的閘極,而控制晶體管230。晶體管230的汲極稱接電流鏡電路。晶體管230的源極率禹接放大器210的負(fù)輸入端，以及經(jīng)由控制器100 (如圖I所示)的FMIN端耦接電阻71的一端。一供應(yīng)電壓Vcc供應(yīng)至晶體管231、232與233的源極。晶體管231、232與233的閘極相互耦接。晶體管231的汲極耦接晶體管230的汲極及晶體管231、232、233的閘極。 晶體管233的汲極耦接振蕩電路300(如圖3所示)及產(chǎn)生電流Ix。晶體管232的汲極耦接晶體管235的汲極以及晶體管235、236的閘極。晶體管235與236的閘極相互耦接，晶體管235與236的源極耦接于接地端。晶體管236的汲極耦接振蕩電路300及產(chǎn)生電流IY。藉由上述可知，電阻71的阻抗與電壓Vfkq決定電流Ix、Iy的振幅。請(qǐng)參閱圖5，其為本發(fā)明的控制器的振蕩電路的一實(shí)施例的電路圖。如圖所示，振蕩電路300包含電流Ix、一充電開(kāi)關(guān)311、電流IY、一放電開(kāi)關(guān)321及一電容330。電流Ix及Iy用于作為電流源。電流Ix的一端耦接供應(yīng)電壓V。。。充電開(kāi)關(guān)311的一端耦接電流Ix的另一端，充電開(kāi)關(guān)311的另一端耦接電容330的一端及放電開(kāi)關(guān)321的一端。電容330的另一端耦接于接地端。電流Ix通過(guò)充電開(kāi)關(guān)311而對(duì)電容330充電。換言之，充電開(kāi)關(guān)311用于控制電容330的充電。放電開(kāi)關(guān)321的另一端耦接電流Iy的一端，電流Iy的另一端耦接于接地端。因此，電流Iy經(jīng)由放電開(kāi)關(guān)321而對(duì)電容330放電。換言之，放電開(kāi)關(guān)321是用于控制電容330的放電。藉由對(duì)電容330進(jìn)行充電與放電而于電容330產(chǎn)生訊號(hào)SAW?？刂朴嵦?hào)Vot作為振蕩電路300 (壓電控制振蕩電路；VC0)的跳變點(diǎn)電壓(trip-point voltage)。電流IX、IY、控制訊號(hào)Vcqm及電容330的電容值決定振蕩訊號(hào)CK及訊號(hào)SAW的頻率。振蕩電路300更包含比較器341、342、反及閘343、344、反相器345、346，以產(chǎn)生振蕩訊號(hào)CK。比較器341的正輸入端與負(fù)輸入端分別接收控制訊號(hào)Vtom及訊號(hào)SAW,并比較控制訊號(hào)Vcxil及訊號(hào)SAW。比較器342的正輸入端與負(fù)輸入端分別接收訊號(hào)SAW及一電壓(例如0. 5伏特)，以比較訊號(hào)SAW及電壓。反及閘343的一輸入端耦接比較器341的輸出端，反及閘344的輸出端耦接反及閘343的另一輸入端，反及閘344的一輸入端耦接比較器342的輸出端，反及閘344的另一輸入端、反及閘343的輸出端及反相器345的一輸入端相互耦接。反相器345的輸出端耦接反相器346的輸入端及放電開(kāi)關(guān)321的控制端，所以放電開(kāi)關(guān)321是受控于反相器345的輸出訊號(hào)。反相器346的輸出端I禹接充電開(kāi)關(guān)311的控制端及脈寬調(diào)變電路400 (如圖3所示)。振蕩訊號(hào)CK產(chǎn)生于反相器346的輸出端。由上述可知，充電開(kāi)關(guān)311是受控于振蕩訊號(hào)CK。此外，控制訊號(hào)Vot用于調(diào)變振蕩訊號(hào)CK及訊號(hào)SAW。請(qǐng)參閱圖6，其為本發(fā)明的控制器的脈寬調(diào)變電路的一實(shí)施例的電路圖。如圖所示，脈寬調(diào)變電路400包含一脈波產(chǎn)生器450、一消隱時(shí)間電路、一不對(duì)稱脈寬調(diào)變電路800、一時(shí)脈調(diào)整電路。脈波產(chǎn)生器450接收振蕩電路300 (如圖5所示)所產(chǎn)生的振蕩訊號(hào)CK。脈波產(chǎn)生器450依據(jù)振蕩訊號(hào)CK的上升邊緣及下降邊緣而產(chǎn)生一脈波訊號(hào)PLS?！潆婋娏髟碔。、一放電電流源ID、一電容415、一晶體管411及復(fù)數(shù)反相器410、416形成一消隱時(shí)間電路。反相器410的輸入端耦接脈波產(chǎn)生器450及接收脈波訊號(hào)PLS。反相器410的輸出端耦接晶體管411的閘極以驅(qū)動(dòng)晶體管411。充電電流源Ic的一端耦接供應(yīng)電壓Vrc。充電電流源I。的另一端耦接晶體管411的汲極、電容415的一端及反相器416的輸入端。晶體管411的源極耦接放電電流源Id的一端，放電電流源Id的另一端及電容415的另一端耦接于接地端。
當(dāng)晶體管411截止時(shí),充電電流源I。對(duì)電容415充電。一停滯時(shí)間訊號(hào)(dead-timesignal) Sdt產(chǎn)生于反相器416的輸出端。換言之，脈波訊號(hào)PLS及振蕩訊號(hào)CK稱接消隱時(shí)間電路，以產(chǎn)生停滯時(shí)間訊號(hào)SDT。脈波訊號(hào)PLS系依據(jù)振蕩訊號(hào)CK的上升邊緣及下降邊緣而產(chǎn)生。停滯時(shí)間訊號(hào)Sdt被產(chǎn)生(邏輯高準(zhǔn)位)于脈波訊號(hào)PLS被禁能(邏輯低準(zhǔn)位)后的一延遲時(shí)間之后。放電電流源Id的放電電流及電容415的電容值決定此延遲時(shí)間。時(shí)脈調(diào)整電路包含及閘420、421、反相器422及緩沖器430、435。時(shí)脈調(diào)整電路接收振蕩訊號(hào)CK、不對(duì)稱脈寬調(diào)變電路800所產(chǎn)生的訊號(hào)PWMO與PWMl以及消隱時(shí)間電路所產(chǎn)生的停滯時(shí)間訊號(hào)SDT。及閘420從振蕩電路300(如圖5所示)接收振蕩訊號(hào)CK、從消隱時(shí)間電路接收停滯時(shí)間訊號(hào)Sdt及從不對(duì)稱脈寬調(diào)變電路800接收訊號(hào)PWM0。緩沖器430的輸入端耦接及閘420的輸出端，以接收及閘420所產(chǎn)生的訊號(hào)CKa。第一切換訊號(hào)CKtl產(chǎn)生于緩沖器430的輸出端。由上述可知，訊號(hào)CKa關(guān)聯(lián)于第一切換訊號(hào)CK。。及閘421經(jīng)由反相器422接收振蕩訊號(hào)CK、從消隱時(shí)間電路接收停滯時(shí)間訊號(hào)SDT以及從不對(duì)稱脈寬調(diào)變電路800接收訊號(hào)PWMl。緩沖器435的輸入端耦接及閘421的輸出端，以接收及閘421所產(chǎn)生的訊號(hào)CKb。第二切換訊號(hào)CK1產(chǎn)生于緩沖器435的輸出端。由上述可知，訊號(hào)CKb關(guān)聯(lián)于第二切換訊號(hào)CK115換言之，訊號(hào)PWMO耦接及閘420，以及訊號(hào)PWMl耦接及閘421，以產(chǎn)生訊號(hào)CKa、CKb。訊號(hào)CKa經(jīng)由緩沖器430產(chǎn)生第一切換訊號(hào)CK。。訊號(hào)CKb經(jīng)由緩沖器435產(chǎn)生第二切換訊號(hào)CKltj停滯時(shí)間訊號(hào)Sdt被產(chǎn)生,而用于重載下的切換訊號(hào)CKtl與CK115不對(duì)稱脈寬調(diào)變電路800依據(jù)輸入訊號(hào)Sfb、最大頻率訊號(hào)Vfmx、振蕩訊號(hào)CK、訊號(hào)SAff與栓鎖訊號(hào)St2而產(chǎn)生訊號(hào)PWM0、PWM1。不對(duì)稱脈寬調(diào)變電路800更接收脈波訊號(hào)PLS以產(chǎn)生訊號(hào)PWMl (如圖14所示)，及更接收停滯時(shí)間訊號(hào)Sdt以產(chǎn)生訊號(hào)PWMO (如圖14所示)。請(qǐng)參閱圖7，其為本發(fā)明的控制器的脈寬調(diào)變電路的脈波產(chǎn)生器的一實(shí)施例的電路圖。如圖所示，脈波產(chǎn)生器450包含反相器461、466、451、471與476、電流源463與473、晶體管462與472、電容465與475、及閘467與477及或閘480。反相器461的輸入端耦接振蕩電路300 (如圖5所示)及接收振蕩訊號(hào)CK。反相器461的輸出端耦接晶體管462的閘極，以驅(qū)動(dòng)晶體管462。電流源463的一端耦接供應(yīng)電壓V。。。電流源463的另一端耦接晶體管462的汲極、電容465的一端及反相器466的輸入端。晶體管462的源極及電容465的另一端耦接于接地端。當(dāng)晶體管462截止時(shí)，電流源463對(duì)電容465充電。反相器466的輸出端耦接及閘467的一輸入端，及閘467的另一輸入端耦接振蕩電路300以接收振蕩訊號(hào)CK。反相器451的輸入端耦接振蕩電路300及接收振蕩訊號(hào)CK。反相器451的輸出端耦接反相器471的輸入端。反相器471的輸出端耦接晶體管472的閘極，以驅(qū)動(dòng)晶體管472。電流源473的一端耦接供應(yīng)電壓Vrc，電流源473的另一端耦接晶體管472的汲極、電容475的一端及反相器476的輸入端。晶體管472的源極及電容475的另一端耦接于接地端。當(dāng)晶體管472截止時(shí)，電流源473對(duì)電容475充電。反相器476的輸出端耦接及閘477的輸入端。及閘477的另一輸入端耦接反相器451的輸出端。或閘480的輸入端耦接及閘467與477的輸出端。脈波訊號(hào)PLS產(chǎn)生于或閘480的輸出端。因此，脈波產(chǎn)生器450依據(jù)振蕩訊號(hào)CK的上升邊緣及下降邊緣而產(chǎn)生派波訊號(hào)PLS。請(qǐng)參閱圖8，其為振蕩訊號(hào)CK、脈波訊號(hào)PLS及停滯時(shí)間訊號(hào)Sdt的波形圖。脈波 訊號(hào)PLS依據(jù)振蕩訊號(hào)CK的上升邊緣及下降邊緣而產(chǎn)生(邏輯高準(zhǔn)位)。停滯時(shí)間訊號(hào)Sdt被產(chǎn)生于脈波訊號(hào)PLS被禁能(邏輯低準(zhǔn)位)后的延遲時(shí)間之后。請(qǐng)參閱圖9，其為本發(fā)明的控制器的輸入電路的一實(shí)施例的電路圖。如圖所示，輸入電路500包含一回授輸入電路550、一偵測(cè)電路600、一最小頻率箝制電路及一最大頻率箝制電路?；厥谳斎腚娐?50耦接柔性啟動(dòng)端SS及回授端FB，以產(chǎn)生輸入訊號(hào)Sfb及一柔性啟動(dòng)結(jié)束訊號(hào)Sess。輸入訊號(hào)Sfb關(guān)聯(lián)于回授訊號(hào)VFB。最小頻率箝制電路包含復(fù)數(shù)緩沖放大器520與525、一電流源521、一預(yù)設(shè)定電路540及一第一取樣-保持電路700。緩沖放大器520具有一開(kāi)汲極輸出(open-drain-output)。緩沖放大器520的正輸入端稱接回授輸入電路550的輸出端。緩沖放大器520的輸出端耦接緩沖放大器520的負(fù)輸入端及電流源521的一端。電流源521的另一端接收供應(yīng)電壓V。。。換言之，電流源521耦接緩沖放大器520的輸出端，以拉升緩沖放大器520的輸出。由上述可知，緩沖放大器520接收回授輸入電路550所產(chǎn)生的輸入訊號(hào)Sfb,以產(chǎn)生控制訊號(hào)Vcxil。零電壓切換偵測(cè)訊號(hào)ZVSD及訊號(hào)CKb耦接偵測(cè)電路600，以在一非零電壓切換狀態(tài)被偵測(cè)時(shí)產(chǎn)生栓鎖訊號(hào)ST1與St2。偵測(cè)電路600更接收訊號(hào)CKa、最大頻率訊號(hào)Vfmx及輸入訊號(hào)SFB，以產(chǎn)生栓鎖訊號(hào)ST1與ST2。輸入電路500產(chǎn)生的輸入訊號(hào)Sfb更耦接最小頻率箝制電路的第一取樣-保持電路700，以經(jīng)由緩沖放大器525箝制控制訊號(hào)Vot的最大值。第一取樣-保持電路700更接收偵測(cè)電路600所產(chǎn)生的栓鎖訊號(hào)ST1，以在第一取樣-保持電路700的輸出端產(chǎn)生一訊號(hào)VSH。緩沖放大器525具有一開(kāi)汲極輸出。緩沖放大器525的正輸入端稱接第一取樣-保持電路700,以接收訊號(hào)VSH。緩沖放大器525的輸出端耦接緩沖放大器525的負(fù)輸入端、電流源521的一端及緩沖放大器520的輸出端。因此，緩沖放大器525接收第一取樣-保持電路700所產(chǎn)生的訊號(hào)VSH，以產(chǎn)生控制訊號(hào)VroM。換言之，緩沖放大器525依據(jù)輸入訊號(hào)Sfb而箝制控制訊號(hào)Vqjm的最大值。栓鎖訊號(hào)Sti用于取樣及保持輸入訊號(hào)Sfb的一偏移值至第一取樣-保持電路700內(nèi)，以產(chǎn)生耦接緩沖放大器525的訊號(hào)VSH。預(yù)設(shè)定電路540用于接收輸入訊號(hào)Sfb、偏移訊號(hào)及一系統(tǒng)重置訊號(hào)RESET,以產(chǎn)生一預(yù)設(shè)定訊號(hào)PKST。預(yù)設(shè)定訊號(hào)Pkst用于預(yù)先設(shè)定第一取樣-保持電路700的內(nèi)部設(shè)定值及拉升訊號(hào)Vsh的準(zhǔn)位。預(yù)設(shè)定電路540包含比較器541、或閘545及反相器544。比較器541的負(fù)輸入端耦接回授輸入電路550的輸出端，以接收輸入訊號(hào)SFB。比較器541的正輸入端接收偏移訊號(hào)Vqs。比較器541的輸出端稱接或閘545的一輸入端。或閘545的另一輸入端稱接反相器544的輸出端。反相器544的輸入端接收系統(tǒng)重置訊號(hào)RESET?；蜷l545的輸出端產(chǎn)生預(yù)設(shè)定訊號(hào)PKST。當(dāng)輸入訊號(hào)Sfb低于偏移訊號(hào)Vre或在諧振式功率轉(zhuǎn)換器的電源啟動(dòng)狀態(tài)期間產(chǎn)生系統(tǒng)重置訊號(hào)RESET時(shí)，預(yù)設(shè)定訊號(hào)Pkst被產(chǎn)生而用于預(yù)先設(shè)定第一取樣-保持電路700。最大頻率箝制電路包含電流源530、緩沖電路及開(kāi)關(guān)534。電流源530的一端耦接供應(yīng)電壓電流源530的另一端經(jīng)由控制器100(如圖I所示)的FMAX端而耦接電阻72 (如圖I所示)。電流源530與電阻72配合而將產(chǎn)生最大頻率訊號(hào)VFMX。緩沖電路包含運(yùn)算放大器531及二極管532，且接收最大頻率訊號(hào)VFMX，以經(jīng)由開(kāi)關(guān)534箝制控制訊號(hào)Vtom的最小值。開(kāi)關(guān)534耦接于緩沖電路及輸入電路500的輸出端之 間?；厥谳斎腚娐?50所產(chǎn)生的柔性啟動(dòng)結(jié)束訊號(hào)Sess致能開(kāi)關(guān)534。當(dāng)柔性啟動(dòng)結(jié)束時(shí)，控制訊號(hào)Vot系依據(jù)輸入訊號(hào)Sfb而產(chǎn)生。運(yùn)算放大器531的正輸入端耦接電流源530及FMAX端，以接收最大頻率訊號(hào)VFMX。運(yùn)算放大器531的負(fù)輸入端耦接二極管532的陰極及開(kāi)關(guān)534的一端。運(yùn)算放大器531的輸出端耦接二極管532的陽(yáng)極。此外，控制訊號(hào)Vot的最大值系藉由最小頻率箝制電路的第一取樣-保持電路700所產(chǎn)生的訊號(hào)Vsh所箝制，切換訊號(hào)CKtl與CK1 (如圖I所示)的最小頻率即被限制，以避免訊號(hào)CKtl與CK1運(yùn)作于第3區(qū)，而達(dá)到零電壓切換。換言之，諧振式功率轉(zhuǎn)換器的最小切換頻率被限制，以避免諧振式功率轉(zhuǎn)換器運(yùn)作于第3區(qū)。另外，最大頻率箝制電路所產(chǎn)生的最大頻率訊號(hào)Vfmx箝制控制訊號(hào)Vtom的最小值，而控制切換訊號(hào)CKtl與CK1的最大頻率，以在諧振式功率轉(zhuǎn)換器處于輕載時(shí)達(dá)到高效率轉(zhuǎn)換。若輸入訊號(hào)Sfb的準(zhǔn)位更低于最大頻率訊號(hào)Vfmx時(shí)，則控制器100 (如圖I所示)將開(kāi)始進(jìn)行切換訊號(hào)CKtl與CK1的脈波寬度調(diào)變的操作。輸入訊號(hào)Sfb的準(zhǔn)位低于最大頻率訊號(hào)Vfmx時(shí)，其表示諧振式功率轉(zhuǎn)換器的切換頻率達(dá)到最大切換頻率。換言之，一旦諧振式功率轉(zhuǎn)換器的切換頻率達(dá)到最大切換頻率時(shí)，即開(kāi)始進(jìn)行切換訊號(hào)CKtl與CK1的脈波寬度調(diào)變的操作。脈波寬度調(diào)變的操作受控于偵測(cè)電路600所產(chǎn)生的栓鎖訊號(hào)ST2。由上述可知，控制訊號(hào)Vcmm系依據(jù)輸入訊號(hào)Sfb、訊號(hào)Vsh或最大頻率訊號(hào)Vfmx而產(chǎn)生。請(qǐng)參閱圖10，其為本發(fā)明的控制器的輸入電路的回授輸入電路的一實(shí)施例的電路圖。如圖所示，回授輸入電路550包含準(zhǔn)位偏移電路、緩沖器557、電阻556、比較器558及晶體管559。準(zhǔn)位偏移電路包含電阻552與553及晶體管551。晶體管551的汲極耦接供應(yīng)電壓V。。，晶體管551的源極耦接電阻552的一端。電阻552與553為相互串聯(lián)。電阻553的一端耦接于接地端。晶體管551的閘極經(jīng)由回授端FB接收回授訊號(hào)VFB，以產(chǎn)生輸入訊號(hào)SFB。換言之，晶體管551受控于回授訊號(hào)VFB。緩沖器557具有開(kāi)汲極輸出。緩沖器557的正輸入端耦接柔性啟動(dòng)端SS，并接收柔性啟動(dòng)訊號(hào)Vss，以柔性啟動(dòng)。緩沖器557的輸出端耦接緩沖器557的負(fù)輸入端及電阻552與553的一共接點(diǎn)。輸入訊號(hào)Sfb產(chǎn)生于緩沖器557的輸出端。緩沖器557依據(jù)柔性啟動(dòng)訊號(hào)Vss的電壓而箝制輸入訊號(hào)Sfb的值。
電阻556的一端耦接供應(yīng)電壓Vrc及晶體管551的汲極。電阻556的另一端耦接晶體管559的汲極并經(jīng)由柔性啟動(dòng)端SS而耦接電容73 (如圖I所示)。晶體管559的源極耦接于接地端。晶體管559的閘極受控于訊號(hào)SPKT。因此，當(dāng)晶體管559截止時(shí)，供應(yīng)電壓Vrc經(jīng)由電阻556而充電電容73 (如圖I所示)。訊號(hào)Sm控制晶體管559的導(dǎo)通或截止。訊號(hào)Sm被致能于諧振式功率轉(zhuǎn)換器的柔性啟動(dòng)期間(例如電源啟動(dòng)周期或保護(hù)狀態(tài)期間)。也就是說(shuō)，當(dāng)柔性啟動(dòng)完成時(shí)且晶體管559被截止下，供應(yīng)電壓Vrc會(huì)對(duì)電容73充電。比較器558的負(fù)輸入端耦接門檻VTY。比較器558的正輸入端耦接柔性啟動(dòng)端SS以接收柔性啟動(dòng)訊號(hào)Vss。當(dāng)柔性啟動(dòng)端SS的柔性啟動(dòng)訊號(hào)Vss高于門檻Vty時(shí)，比較器558的輸出端產(chǎn)生柔性啟動(dòng)結(jié)束訊號(hào)Sess。此外，因?yàn)檩斎胗嵦?hào)Sfb與回授訊號(hào)Vfb成比例，所以輸入訊號(hào)Sfb的值關(guān)聯(lián)于功率轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載。請(qǐng)參閱圖11，其為本發(fā)明的控制器的輸入電路的偵測(cè)電路的一實(shí)施例的電路圖。如圖所示，偵測(cè)電路600包含電流源610、比較器620、630、635、及閘625、627、645、646、或 閘640及D型正反器650。電流源610的一端耦接供應(yīng)電壓\c,電流源610的另一端耦接二極管25的陽(yáng)極(如圖I所示)及比較器620的正輸入端。換言之，比較器620的正輸入端接收零電壓切換偵測(cè)訊號(hào)ZVSD。比較器620的負(fù)輸入端耦接門檻VKZ。當(dāng)零電壓切換偵測(cè)訊號(hào)ZVSD高于門檻Vkz時(shí)，比較器620的輸出端將輸出一邏輯高準(zhǔn)位訊號(hào)(非零電壓切換狀態(tài))。比較器630的正輸入端接收回授輸入電路550 (如圖9所不)所產(chǎn)生的輸入訊號(hào)SFB。比較器630的負(fù)輸入端接收偏移訊號(hào)I。當(dāng)輸入訊號(hào)Sfb高于偏移訊號(hào)Vffi時(shí)，比較器630的輸出端也將輸出一邏輯高準(zhǔn)位訊號(hào)。輸入訊號(hào)Sfb高于偏移訊號(hào)Vtfi即表示諧振功率轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載為重載。比較器635的負(fù)輸入端接收回授輸入電路550所產(chǎn)生的輸入訊號(hào)SFB。比較器635的正輸入端耦接控制器100 (如圖I所示)的FMAX端，以接收最大頻率訊號(hào)VFMX。當(dāng)輸入訊號(hào)Sfb小于最大頻率訊號(hào)Vfmx,比較器635的輸出端也將輸出一邏輯高準(zhǔn)位訊號(hào)。輸入訊號(hào)Sfb小于最大頻率訊號(hào)Vfmx即表示脈波寬度調(diào)變運(yùn)作已啟始。比較器620與630的兩輸出端分別耦接及閘625的兩輸入端。比較器620與635的兩輸出端分別耦接及閘627的兩輸入端。及閘625與627的輸出端耦接或閘640的兩輸入端?；蜷l640的輸出傳送至D型正反器650的D輸入端，以產(chǎn)生栓鎖訊號(hào)ST。D型正反器650的時(shí)脈輸入端受訊號(hào)CKb驅(qū)動(dòng)。D型正反器650的重置輸入端R受控于訊號(hào)CKA。零電壓切換(ZVS)表示晶體管的寄生二極管(body diode)在晶體管被閘極驅(qū)動(dòng)訊號(hào)導(dǎo)通前(例如圖I所示的切換訊號(hào)CKtl與CK1)即被諧振電路的循環(huán)電流導(dǎo)通。因此，若圖I所示的第二晶體管20的寄生二極管并未在第二晶體管20導(dǎo)通前被導(dǎo)通時(shí)，栓鎖訊號(hào)St將被產(chǎn)生以指示非零電壓切換狀態(tài)。比較器630的輸出端及栓鎖訊號(hào)St耦接及閘的兩輸入端，以于及閘645的輸出端產(chǎn)生栓鎖訊號(hào)ST1。栓鎖訊號(hào)Sn是用于限制切換訊號(hào)CKtl與CK1的最小切換頻率，以避免諧振式功率轉(zhuǎn)換器運(yùn)作于第3區(qū)。比較器635的輸出聯(lián)合栓鎖訊號(hào)St并經(jīng)由及閘646產(chǎn)生栓鎖訊號(hào)ST2，以達(dá)到脈波寬度調(diào)變運(yùn)作的零電壓切換。及閘646的兩輸入端接收栓鎖訊號(hào)St及比較器635所產(chǎn)生的輸出訊號(hào)。請(qǐng)參閱圖12，其為本發(fā)明的控制器的反相振蕩訊號(hào)訊號(hào)CKb及零電壓切換偵測(cè)訊號(hào)ZVSD的波形圖。反相振蕩訊號(hào)(CK )為振蕩訊號(hào)CK的反相訊號(hào)。訊號(hào)CKb產(chǎn)生于反相振蕩訊號(hào)(CK )被致能后的一時(shí)間Tdt的后。時(shí)間Tdt是關(guān)聯(lián)于停滯時(shí)間訊號(hào)Sdt(如圖6所示)。零電壓切換偵測(cè)訊號(hào)ZVSD的波形WZ表示零電壓切換狀態(tài)。零電壓切換偵測(cè)訊號(hào)ZVSD的波形WNZ表示非零電壓切換狀態(tài)。請(qǐng)參閱13圖，其為本發(fā)明的控制器的輸入電路的第一取樣-保持電路的一實(shí)施例的電路圖。如圖所示，第一取樣-保持電路700包含參考準(zhǔn)位735、加法電路730與770、類比數(shù)位轉(zhuǎn)換電路740、暫存器750、反相器751及數(shù)位類比轉(zhuǎn)換電路760。參考準(zhǔn)位735的正端耦接回授輸入電路550 (如圖9所示)，以接收輸入訊號(hào)SFB。參考準(zhǔn)位735的負(fù)端耦接加法電路730的正輸入端。因此,參考準(zhǔn)位735會(huì)偏移輸入訊號(hào)Sfb的準(zhǔn)位,而降低輸入訊號(hào)Sfb的準(zhǔn)位。加法電路730的正輸入端接收經(jīng)由參考準(zhǔn)位735降低準(zhǔn)位后的輸入訊號(hào)SFB。偏移訊號(hào)Vtfi耦接加法電路730的負(fù)輸入端。加法電路730的輸出端耦接類比數(shù)位轉(zhuǎn)換電路740的輸入端。因此，輸入訊號(hào)Sfb會(huì)減去參考準(zhǔn)位735與偏移訊號(hào)Vtfi的準(zhǔn)位，經(jīng)相減后的輸入訊號(hào)Sfb耦接類比數(shù)位轉(zhuǎn)換電路740，并經(jīng)類比數(shù)位轉(zhuǎn)換電路740轉(zhuǎn)換為數(shù)位訊號(hào)。類比數(shù)位轉(zhuǎn)換電路740的輸出傳送至?xí)捍嫫?50的輸入端。暫存器750耦接于類 比數(shù)位轉(zhuǎn)換電路740。類比數(shù)位轉(zhuǎn)換電路740的輸出為數(shù)位訊號(hào)。預(yù)設(shè)定訊號(hào)Pkst經(jīng)由反相器751而預(yù)先設(shè)定暫存器750。反相器751的輸入端接收預(yù)設(shè)定訊號(hào)PKST。反相器751的輸出端耦接暫存器750。栓鎖訊號(hào)Sn耦接暫存器750的時(shí)脈輸入端，以栓鎖類比數(shù)位轉(zhuǎn)換電路740的輸出至?xí)捍嫫?50。暫存器750的輸出端耦接數(shù)位類比轉(zhuǎn)換電路760，以傳輸數(shù)位訊號(hào)至數(shù)位類比轉(zhuǎn)換電路760。數(shù)位類比轉(zhuǎn)換電路760轉(zhuǎn)換暫存器750所輸出的數(shù)位訊號(hào)為類比訊號(hào)。數(shù)位類比轉(zhuǎn)換電路760的輸出(類比訊號(hào))經(jīng)由另一加法電路770，而與偏移訊號(hào)Vtfi相加以產(chǎn)生訊號(hào)Vsh (第一取樣-保持電路700的輸出)。加法電路770接收偏移訊號(hào)Vtfi及數(shù)位類比轉(zhuǎn)換電路760所輸出的類比訊號(hào)，以產(chǎn)生訊號(hào)VSH。因此，數(shù)位類比轉(zhuǎn)換電路760所輸出的類比訊號(hào)是用于產(chǎn)生訊號(hào)VSH，以箝制控制訊號(hào)VOT(如圖9所示)。請(qǐng)參閱圖14，其為本發(fā)明的控制器的脈寬調(diào)變電路的不對(duì)稱脈寬調(diào)變電路的一實(shí)施例的電路圖。如圖所示,不對(duì)稱脈寬調(diào)變電路800包含管理電路、電阻820、電流源Ixl、t匕較器840、及閘843、反相器841與842、正反器845及脈寬調(diào)變單元850。管理電路包含電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換電路及包含晶體管804與805的電流鏡電路。電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換電路包含運(yùn)算放大器801與802、電阻803及晶體管807。運(yùn)算放大器801的正輸入端接收最大頻率訊號(hào)VFMX。運(yùn)算放大器801的輸出端耦接晶體管807的閘極，以驅(qū)動(dòng)晶體管807。晶體管807的汲極稱接電流鏡電路。晶體管807的源極耦接運(yùn)算放大器801的負(fù)輸入端及電阻803的一端。電阻803的另一端耦接運(yùn)算放大器802的負(fù)輸入端及輸出端。因此，運(yùn)算放大器802的負(fù)輸入端及輸出端相互耦接。輸入訊號(hào)Sfb傳輸至運(yùn)算放大器802的正輸入端。當(dāng)輸入訊號(hào)Sfb的值低于最大頻率運(yùn)號(hào)Vfmx的值時(shí)，電壓對(duì)電流轉(zhuǎn)換電路用于產(chǎn)生一電流I8OT。電流I■產(chǎn)生于晶體管807的汲極。電流I■可以表示為 1807 — (Vfmx-Sfb) /Rso3其中，R8tl3為電阻803的電阻值。因?yàn)椋畲箢l率訊號(hào)Vfmx及電阻803的電阻值為常數(shù)，所以電流I8tl7是由輸入訊號(hào)Sfb所決定。供應(yīng)電壓Vrc供應(yīng)至晶體管804與805的源極。晶體管804與805的閘極相互耦接。晶體管804的汲極耦接晶體管807的汲極及晶體管804與805的閘極。因此，包含晶體管804與805的電流鏡電路接收電流I8tl7,而于晶體管805的汲極產(chǎn)生電流18(15。由上述可知，由于電流I■相關(guān)于電流18(|7，所以一旦輸入訊號(hào)Sfb的值低于最大頻率訊號(hào)Vfmx的值時(shí)，電流I8tl5即被產(chǎn)生。換言之，當(dāng)輸入訊號(hào)Sfb的值低于最大頻率訊號(hào)Vfmx的值時(shí),管理電路被用于致能電流18(15。反之，當(dāng)輸入訊號(hào)Sfb的值高于最大頻率訊號(hào)Vfmx的值時(shí)，管理電路禁能電流I8tl5?；谏鲜?，最大頻率訊號(hào)Vfmx是一常數(shù)，且電流I■是依據(jù)輸入訊號(hào)Sfb的值而產(chǎn)生。換言之，電流I8tl5是依據(jù)回授訊號(hào)Vfb(如圖I所示)的值而產(chǎn)生。也就是說(shuō)，管理電路依據(jù)輸入訊號(hào)Sfb的準(zhǔn)位及最大頻率訊號(hào)Vfmx而產(chǎn)生電流I8tl5于晶體管805。此外，因?yàn)檩斎胗嵦?hào)Sfb與回授訊號(hào)Vfb成比例，所以輸入訊號(hào)Sfb的值相關(guān)于諧振式功率轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載。供應(yīng)電壓\c更供應(yīng)至電流源Ixi的一端。電流源Ixi的另一端耦接晶體管805的汲極及電阻820的一端。電阻820的另一端耦接于接地端。電流源Ixi與電流I■共同產(chǎn) 生一訊號(hào)Vpwm于電阻820。電流I8tl5及訊號(hào)Vpwm可以表不為
. Vfmx - Sfb 1805 = -X K --------------------------------------(I)
R803Vpwm — (IXi+1805) X R82O(2)其中，K值為包含晶體管804與805的電流鏡的比率。R820及R8tl3分別為電阻820與803的電阻值。依據(jù)上列方程式(I)與(2)，訊號(hào)Vpwm可以改寫為Vpwm = [Ixi + (-x K)] x Rs20
R803當(dāng)輸入訊號(hào)Sfb的值高于最大頻率訊號(hào)Vfmx的值，而管理電路禁能電流I8tl5時(shí)，則電流源Ixi決定訊號(hào)PWMO與PWMl的最小脈波寬度。訊號(hào)Vpwm相關(guān)于輸入訊號(hào)SFB。因此，訊號(hào)Vpw相關(guān)于回授訊號(hào)Vfb(如圖I所不)。比較器840的負(fù)輸入端耦接電阻820，以接收訊號(hào)VPWM。比較器840的正輸入端耦接振蕩器300 (如圖5所示)，以接收訊號(hào)SAW。當(dāng)訊號(hào)Vpwm高于訊號(hào)SAW時(shí)，比較器840的輸出端將輸出一邏輯低準(zhǔn)位訊號(hào)。及閘843的輸入端I禹接比較器840的輸出端。及閘843的另一輸入端經(jīng)由反相器842接收振蕩訊號(hào)CK。及閘843的輸出端耦接正反器845的重置輸入端R，以截止正反器845的輸出(訊號(hào)PWM1)。經(jīng)由反相器841，正反器845的時(shí)脈輸入端接收脈波訊號(hào)PLS，以驅(qū)動(dòng)正反器845。脈波訊號(hào)PLS是由脈波產(chǎn)生器450所產(chǎn)生(如圖6所示)。供應(yīng)電壓V。。被供應(yīng)至正反器845的輸入端D，正反器845的輸出端Q產(chǎn)生訊號(hào) PWMl?；谏鲜?，訊號(hào)PWMl是由正反器845依據(jù)脈波訊號(hào)PLS的下降邊緣而產(chǎn)生與導(dǎo)通。當(dāng)訊號(hào)Vpwm高于訊號(hào)SAW時(shí)，比較器840截止訊號(hào)PWMl。此外，當(dāng)振蕩訊號(hào)CK為邏輯高準(zhǔn)位時(shí)，訊號(hào)PWMl則被重置。若輸入訊號(hào)Sfb高于最大頻率訊號(hào)Vfmx時(shí),訊號(hào)Vpwm處于低準(zhǔn)位狀態(tài)，且訊號(hào)PWMl將為最大工作周期。于輕載期間，當(dāng)輸入訊號(hào)Sfb低于最大頻率訊號(hào)Vfmx時(shí)，則訊號(hào)PWMl的脈波寬度會(huì)依據(jù)訊號(hào)Vpwm的增加而減少。訊號(hào)Vpwm更耦接脈寬調(diào)變單元850，以產(chǎn)生訊號(hào)PWM0。脈寬調(diào)變單元850接收振蕩訊號(hào)CK、脈波訊號(hào)PLS、輸入訊號(hào)Sfb、訊號(hào)Vpw、訊號(hào)SAW、偵測(cè)電路600 (如圖9所不)所產(chǎn)生的栓鎖訊號(hào)St2、脈寬調(diào)變電路400 (如圖6所示)所產(chǎn)生的停滯時(shí)間Sdt及最大頻率訊號(hào)VFMX，以產(chǎn)生訊號(hào)PWMO。請(qǐng)參閱圖15，其為本發(fā)明的控制器的脈寬調(diào)變電路的不對(duì)稱脈寬調(diào)變電路的脈寬調(diào)變單元的一實(shí)施例的電路圖。脈寬調(diào)變單元850包含脈寬調(diào)變箝制電路、比較器860、及閘861、正反器870與875及反及閘865。脈寬調(diào)變箝制電路包含緩沖放大器880與890、電流源881、第二取樣-保持電路900及比較器878。緩沖放大器880具有一開(kāi)汲極輸出。緩沖放大器880的正輸入端耦接電阻820 (如圖14所示)，以接收訊號(hào)VPWM。緩沖放大器880的輸出端耦接緩沖放大器880的負(fù)輸入端、電流源881的一端及緩沖放大器890的輸出端。電流源881的另一端接收供應(yīng)電壓V。。。電流源881用于拉升準(zhǔn)位。換言之，電流源881耦接緩沖放大器880的輸出端以拉升準(zhǔn)位。另外，開(kāi)汲極緩沖放大器890箝制緩沖放大器880的輸出準(zhǔn)位。比較器878的負(fù)輸入端耦接控制器100 (如圖I所示)的FMAX端，以接收最大頻率訊號(hào)VFMX。比較器878的正輸入端耦接回授輸入電路550的輸出端(如圖9所示)，以接收輸入訊號(hào)SFB。比較器878的輸出端產(chǎn)生預(yù)設(shè)定訊號(hào)PKT2。換言之，當(dāng)輸入訊號(hào)Sfb高于最大 頻率訊號(hào)Vfmx時(shí)，比較器878將輸出預(yù)設(shè)定訊號(hào)Pkst2而預(yù)先設(shè)定第二取樣-保持電路900。第二取樣-保持電路900依據(jù)訊號(hào)Vpwm、栓鎖訊號(hào)St2及預(yù)設(shè)定訊號(hào)Pkst2而產(chǎn)生訊號(hào)VPWffi。當(dāng)栓鎖訊號(hào)St2被致能(非零電壓切換狀態(tài))時(shí)，訊號(hào)Vpwmh將被第二取樣保持-電路900取樣及保持。在脈波寬度調(diào)變運(yùn)作期間，訊號(hào)Vpwmh(具有一準(zhǔn)位偏移)會(huì)被輸出，以箝制可以讓第二晶體管20的切換達(dá)到(如圖I所示)零電壓切換的一最高準(zhǔn)位。當(dāng)輸入訊號(hào)Sfb低于最大頻率訊號(hào)Vfmx，脈寬調(diào)變箝制電路的第二取樣-保持電路900箝制訊號(hào)Vpwmh的準(zhǔn)位，以限制訊號(hào)PWMO的一最小脈波寬度。因此，訊號(hào)Vpwmh是作為一第二控制訊號(hào)，而前述的控制訊號(hào)Vcxil即為第一控制訊號(hào)。訊號(hào)Vpwmh相關(guān)于訊號(hào)VPWM。故，由于訊號(hào)Vpw相關(guān)于回授訊號(hào)Vfb,所以訊號(hào)Vpwmh相關(guān)于回授訊號(hào)VFB。緩沖放大器890的正輸入端耦接第二取樣-保持電路900，以接收訊號(hào)VPWMH。緩沖放大器890的輸出端耦接緩沖放大器890的負(fù)輸入端、電流源881的一端及緩沖放大器880的輸出端。緩沖放大器890的輸出是受控于訊號(hào)VPWMH。比較器860的負(fù)輸入端f禹接緩沖放大器880與890的輸出端及電流源881的一端，以接收訊號(hào)Vpwm或訊號(hào)VPWMH。比較器860的正輸入端耦接振蕩器300 (如圖5所示)，以接收訊號(hào)SAW。當(dāng)訊號(hào)Vpwm或訊號(hào)Vpwmh高于訊號(hào)SAW時(shí)，比較器860的輸出端將輸出邏輯低準(zhǔn)位訊號(hào)。訊號(hào)Vpwm經(jīng)由緩沖放大器880耦接比較器860。此外，訊號(hào)Vp■經(jīng)由緩沖放大器890耦接比較器860。當(dāng)訊號(hào)Vpwm或訊號(hào)Vpwmh低于訊號(hào)SAW時(shí)，比較器860將輸出一邏輯高準(zhǔn)位訊號(hào)。及閘861的一輸入端稱接比較器860的輸出端。及閘861的另一輸入端稱接脈寬調(diào)變電路400(如圖6所示)，以接收停滯時(shí)間訊號(hào)SDT。及閘861的輸出端耦接正反器870的時(shí)脈輸入端。也就是說(shuō)，比較器860的輸出及停滯時(shí)間訊號(hào)Sdt經(jīng)由及閘861而致能正反器870。供應(yīng)電壓Vrc供應(yīng)至正反器870與875的輸入端D。正反器870的輸出端Q耦接正反器875的時(shí)脈輸入端。正反器875的輸出端Q產(chǎn)生訊號(hào)PWM0。換言之，正反器870的輸出致能正反器875，以產(chǎn)生訊號(hào)PWM0。正反器875的重置輸入端R耦接振蕩器300 (如圖5所示)，以接收振蕩訊號(hào)CK。也就是說(shuō)，振蕩訊號(hào)CK用于重置正反器875。
反及閘865的兩輸入端耦接振蕩器300與脈波產(chǎn)生器450 (如圖6所示)，以接收振蕩訊號(hào)CK及脈波訊號(hào)PLS。反及閘865的輸出端耦接正反器870的重置輸入端R，以截止正反器870的輸出。換言之，振蕩訊號(hào)CK及脈波訊號(hào)PLS經(jīng)由反及閘865重置正反器870。因此，當(dāng)訊號(hào)Vpwm或訊號(hào)Vpwmh低于訊號(hào)SAW時(shí),訊號(hào)PWMO可以被控制,且周期性的導(dǎo)通。訊號(hào)PWMO是依據(jù)振蕩訊號(hào)CK的致能而截止。請(qǐng)參閱圖16，其為本發(fā)明的控制器的脈寬調(diào)變電路的振蕩訊號(hào)CK、訊號(hào)SAW與訊號(hào)PWMO、PWMl的脈波寬度調(diào)變的波形圖。訊號(hào)PWMl的脈波寬度是依據(jù)訊號(hào)SAW與訊號(hào)Vpwm(如圖14所示)的比較而調(diào)變。訊號(hào)PWMO的脈波寬度是依據(jù)訊號(hào)SAW與訊號(hào)VPWM(或訊號(hào)Vpwmh)的比較而調(diào)變。因此，第一切換訊號(hào)CKtl及第二切換訊號(hào)CK1被調(diào)變，而達(dá)到第二晶體管20(如圖I所示)的零電壓切換。脈寬調(diào)變箝制電路(如圖15所示)的第二取樣-保持電路900會(huì)箝制訊號(hào)Vpwmh的準(zhǔn)位，以確保訊號(hào)PWMO的最小脈波寬度。訊號(hào)PWMO的最小脈波寬度將讓第二晶體管20的切換可以達(dá)到零電壓切換。因?yàn)榈谝磺袚Q訊號(hào)CKtl的脈波寬度相關(guān)于訊號(hào)PWMO的脈波寬度,所以第一切換訊號(hào)CKtl的最小脈波寬度被脈寬調(diào)變 箝制電路的第二取樣-保持電路900所限制，以達(dá)到第二晶體管20的零電壓切換。為了避免非線性的運(yùn)作，諧振式功率轉(zhuǎn)換器應(yīng)避免運(yùn)作于第3區(qū)域。因?yàn)橹C振式功率轉(zhuǎn)換器的切換頻率操作于諧振頻率時(shí)，即可達(dá)到最大功率轉(zhuǎn)換與最大效率，因此本發(fā)明的設(shè)計(jì)讓諧振式功率轉(zhuǎn)換器的切換頻率接近于諧振頻率，且避開(kāi)第3區(qū)的非線性運(yùn)作。綜上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種諧振式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路，其特征在于，其包含 一第一晶體管，經(jīng)由一諧振電路切換一變壓器； 一第二晶體管，經(jīng)由該諧振電路切換該變壓器； 一控制器，接收一回授訊號(hào)并產(chǎn)生一第一切換訊號(hào)與一第二切換訊號(hào)，以分別驅(qū)動(dòng)該第一晶體管與該第二晶體管，該回授訊號(hào)相關(guān)聯(lián)于該諧振式功率轉(zhuǎn)換器的一輸出；以及一二極體，耦接該第二晶體管并偵測(cè)該第二晶體管的狀態(tài)，而提供至該控制器； 其中，該第一切換訊號(hào)與該第二切換訊號(hào)受調(diào)變，以讓該第二晶體管進(jìn)行一零電壓切換。
2.如權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，更包含一電阻，其耦接該控制器以決定一最大切換頻率。
3.如權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，其中該控制器包含 一輸入電路，依據(jù)該回授訊號(hào)、一最大頻率訊號(hào)與該第二晶體管的狀態(tài)而產(chǎn)生一控制訊號(hào)； 一振蕩電路，依據(jù)該控制訊號(hào)產(chǎn)生一振蕩訊號(hào)；以及 一脈寬調(diào)變電路，依據(jù)該振蕩訊號(hào)與該最大頻率訊號(hào)而產(chǎn)生該第一切換訊號(hào)與該第二切換訊號(hào)。
4.如權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，其中該諧振式功率轉(zhuǎn)換器的切換頻率達(dá)到一最大切換頻率時(shí)，該第一切換訊號(hào)與該第二切換訊號(hào)的一脈波寬度將會(huì)被調(diào)變。
5.如權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，更包含一脈寬調(diào)變箝制電路，其限制該第一切換訊號(hào)的一最小脈波寬度，讓該第二晶體管進(jìn)行該零電壓切換。
6.如權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，更包含一最小頻率箝制電路，其限制該第一切換訊號(hào)與該第二切換訊號(hào)的一最小切換頻率，讓該第一晶體管與該第二晶體管進(jìn)行該零電壓切換。
7.如權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，其中該控制器包含一第一取樣-保持電路，其箝制一第一控制訊號(hào)而限制一最小切換頻率，該第一控制訊號(hào)相關(guān)聯(lián)于該回授訊號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的控制電路，其特征在于，其中該第一取樣-保持電路包含 一類比數(shù)位轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換一訊號(hào)為一數(shù)位訊號(hào)； 一暫存器，耦接該類比數(shù)位轉(zhuǎn)換電路，并栓鎖該類比數(shù)位轉(zhuǎn)換電路的該數(shù)位訊號(hào)于該暫存器；以及 一數(shù)位類比轉(zhuǎn)換電路，耦接該暫存器，并轉(zhuǎn)換該暫存器所輸出的該數(shù)位訊號(hào)為一類比訊號(hào)，該類比訊號(hào)用于箝制該第一控制訊號(hào)。
9.如權(quán)利要求I所述的控制電路，其特征在于，其中該控制器更包含一第二取樣-保持電路，其箝制一第二控制訊號(hào)，以限制該第一切換訊號(hào)的一最小脈波寬度，該第二控制訊號(hào)相關(guān)聯(lián)于該回授訊號(hào)。
10.一種諧振式功率轉(zhuǎn)換器的控制方法，其特征在于，其包含 接收一回授訊號(hào)并產(chǎn)生一切換訊號(hào)； 經(jīng)由一晶體管切換一變壓器與一諧振電路； 偵測(cè)該晶體管的狀態(tài)，以進(jìn)行一零電壓切換；以及 限制該晶體管的一最小切換頻率，以進(jìn)行該零電壓切換；其中，該晶體管受驅(qū)動(dòng)于該切換訊號(hào)，該回授訊號(hào)相關(guān)聯(lián)于該諧振式功率轉(zhuǎn)換器的一輸出。
11.如權(quán)利要求10所述的控制方法，其特征在于，更藉由一電阻決定該切換訊號(hào)的一最大切換頻率。
12.如權(quán)利要求10所述的控制方法，其特征在于，其中偵測(cè)該晶體管的狀態(tài)，是藉由一二極體偵測(cè)該晶體管的狀態(tài)，該二極管耦接于該晶體管。
13.如權(quán)利要求10所述的控制方法，其特征在于，更包含 依據(jù)該回授訊號(hào)、一最大頻率訊號(hào)與該晶體管的狀態(tài)而產(chǎn)生一控制訊號(hào)； 依據(jù)該控制訊號(hào)產(chǎn)生一振蕩訊號(hào)；以及 依據(jù)該振蕩訊號(hào)與該最大頻率訊號(hào)而產(chǎn)生該切換訊號(hào)。
14.如權(quán)利要求10所述的控制方法，其特征在于，其中該諧振式功率轉(zhuǎn)換器的切換頻率達(dá)到一最大切換頻率時(shí)，該切換訊號(hào)的一脈波寬度將會(huì)被調(diào)變。
15.如權(quán)利要求10所述的控制方法，其特征在于，更藉由一脈寬調(diào)變箝制電路限制該切換訊號(hào)的一最小脈波寬度，讓該晶體管進(jìn)行該零電壓切換。
16.如權(quán)利要求10所述的控制方法，其特征在于，更藉由一最小頻率箝制電路限制該切換訊號(hào)的一最小切換頻率，讓該晶體管進(jìn)行該零電壓切換。
17.如權(quán)利要求10所述的控制方法，其特征在于，更藉由一第一取樣-保持電路箝制一第一控制訊號(hào)，而限制一最小切換頻率，該第一控制訊號(hào)相關(guān)聯(lián)于該回授訊號(hào)。
18.如權(quán)利要求10所述的控制方法，其特征在于，更藉由一第二取樣-保持電路箝制一第二控制訊號(hào)，以限制該切換訊號(hào)的一最小脈波寬度，該第二控制訊號(hào)相關(guān)聯(lián)于該回授訊號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種諧振式功率轉(zhuǎn)換器的控制電路與控制方法，控制電路包含一第一晶體管、一第二晶體管、一控制器與一二極體。第一晶體管與第二晶體管經(jīng)由一諧振電路切換一變壓器?？刂破鹘邮找换厥谟嵦?hào)而產(chǎn)生一第一切換訊號(hào)與一第二切換訊號(hào)，以分別驅(qū)動(dòng)第一晶體管與第二晶體管。回授訊號(hào)是相關(guān)聯(lián)于諧振式功率轉(zhuǎn)換器的一輸出。二極管耦接在第二晶體管，并偵測(cè)第二晶體管的狀態(tài)而提供至控制器。第一切換訊號(hào)與第二切換訊號(hào)受控制器調(diào)變，以讓第二晶體管達(dá)到一零電壓切換。
文檔編號(hào)H02M3/158GK102801318SQ20121016702
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者楊大勇, 林天麒 申請(qǐng)人:崇貿(mào)科技股份有限公司