切換電源轉換裝置制造方法
【專利摘要】一種切換電源轉換裝置，包含一個變壓器、一個一次側控制模塊及一個二次側控制模塊。當利用電壓箝制技術取代電阻性負載連接來停止自激轉換時，沒有電阻值不易決定及電阻值容易飄移的問題。當利用電流汲取技術取代電阻性負載連接來停止自激轉換時，電流值的飄移比電阻值的飄移較容易被減小。當不是采用自激轉換架構時，不需要利用電阻性負載連接來停止自激轉換，沒有電阻值不易決定及電阻值容易飄移的問題。
【專利說明】切換電源轉換裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種切換電源轉換裝置，特別是涉及一種二次側調節(jié)(secondary-side regulated)的切換電源轉換裝置。
【背景技術】
[0002]參閱圖1，美國專利US 7835163公開了一種現(xiàn)有的自激反激式切換電源轉換裝置，其采用二次側調節(jié)技術，也就是說通過位于變壓器11的二次側的控制器12控制位于變壓器11的一次側的開關元件13，以得到較佳的調節(jié)效果。
[0003]參閱圖1與圖2，控制器12的第一控制端CTLl與第二控制端CTL2間有三種狀態(tài)變化，分別是電阻性負載連接、短路及開路?？刂破?2在輸出電壓Vout大于目標電壓時，使其第一控制端CTLl與第二控制端CTL2間成電阻性負載連接狀態(tài)一段時間，阻止開關元件13被激發(fā)導通，從而現(xiàn)有的切換電源轉換裝置停止自激轉換，避免輸出電壓Vout繼續(xù)上升；在輸出電壓Vout小于目標電壓時，使其第一控制端CTLl與第二控制端CTL2間成短路狀態(tài)一段時間，導致開關元件13被激發(fā)導通，從而現(xiàn)有的切換電源轉換裝置開始自激轉換，以提升輸出電壓Vout ;在其它時候，使其第一控制端CTLl與第二控制端CTL2間成開路狀態(tài)，避免現(xiàn)有的切換電源轉換裝置的操作受到干擾。
[0004]然而，現(xiàn)有的切換電源轉換裝置有以下缺點:
[0005](I)設計者難以決定控制器13的第一控制端CTLl與第二控制端CTL2間成電阻性負載連接狀態(tài)時的電阻值為多少才能夠阻止開關元件13被激發(fā)導通；及
[0006](2)控制器13的第一控制端CTLl與第二控制端CTL2間成電阻性負載連接狀態(tài)時的電阻值容易因制程、溫度等的改變而飄移。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種切換電源轉換裝置，可以解決先前技術的至少部分問題。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個層面，本發(fā)明切換電源轉換裝置包含一個變壓器，包括一個一次側單元及一個二次側單元，該一次側單元包括一個第一繞組及一個第二繞組，該二次側單元包括一個第三繞組，該第一繞組至該第三繞組中的每一個具有一個第一端及一個第二端，該第一繞組至該第三繞組的第一端具有相同的電壓極性；一個一次側控制模塊，包括一個開關單元，該開關單元電連接到該第一繞組的第二端，其在導通與不導通間的切換受該第二繞組的第一端上的電壓控制；及一個二次側控制模塊。該二次側控制模塊包括:一個輸出電容，提供一個輸出電壓；一個整流開關單兀，與該第三繞組及該輸出電容串聯(lián)，提供一個整流路徑及一個開關路徑，該整流路徑允許該第三繞組的第一端至第二端的電流傳輸，該開關路徑在導通與不通導間切換，在導通時允許該第三繞組的第二端至第一端的電流傳輸；一個零電流偵測單元，電連接到該第三繞組，偵測流過該第三繞組的電流是否回復到零，以產生一個指示信號；及一個控制單元，電連接到該第三繞組、該輸出電容、該整流開關單元及該零電流偵測單元，在該輸出電壓小于一個目標電壓時，使該開關路徑導通一段時間，在該輸出電壓大于該目標電壓，且該指示信號指示流過該第三繞組的電流回復到零時，進行以下多個動作中的一個:將該第三繞組箝制為其第一端上的電壓小于其第二端上的電壓；及從該第三繞組的第一端汲取一個預設電流。
[0009]本發(fā)明所述切換電源轉換裝置中，該控制單元在該輸出電壓大于該目標電壓，且該指示信號指示流過該第三繞組的電流回復到零時，將該第三繞組箝制為其第一端上的電壓小于其第二端上的電壓。
[0010]本發(fā)明所述切換電源轉換裝置中，該控制單元包括:一個分壓器，電連接到該輸出電容，將該輸出電壓分壓以產生一個分壓電壓；一個比較器，電連接到該分壓器，比較該分壓電壓及一個相關于該目標電壓的參考電壓，以產生一個指示該輸出電壓與該目標電壓間關系的比較信號；一個電壓箝制器，電連接到該第三繞組，可操作以將該第三繞組箝制為其第一端上的電壓小于其第二端上的電壓；及一個控制器，電連接到該整流開關單元、該零電流偵測單元、該比較器及該電壓箝制器，在該比較信號指示該輸出電壓小于該目標電壓時，使該開關路徑導通該段時間，在該比較信號指示該輸出電壓大于該目標電壓，且該指示信號指示流過該第三繞組的電流回復到零時，使該電壓箝制器將該第三繞組箝制為其第一端上的電壓小于其第二端上的電壓。
[0011]本發(fā)明所述切換電源轉換裝置中，該第三繞組的第一端電連接到該整流開關單元，該第三繞組的第二端電連接到該輸出電容，該零電流偵測單元根據(jù)該第三繞組的第一端及第二端上的電壓產生該指示信號。
[0012]本發(fā)明所述切換電源轉換裝置中，該整流開關單元電連接在該第三繞組的第二端與該輸出電容間，該零電流偵測單元電連接到該第三繞組的第二端，根據(jù)該第三繞組的第二端上的電壓產生該指示信號。
[0013]本發(fā)明所述切換電源轉換裝置中，該控制單元在該輸出電壓大于該目標電壓，且該指示信號指示流過該第三繞組的電流回復到零時，從該第三繞組的第一端汲取該預設電流。
[0014]本發(fā)明所述切換電源轉換裝置中，該控制單元包括:一個分壓器，電連接到該輸出電容，將該輸出電壓分壓以產生一個分壓電壓；一個比較器，電連接到該分壓器，比較該分壓電壓及一個相關于該目標電壓的參考電壓，以產生一個指示該輸出電壓與該目標電壓間關系的比較信號；串聯(lián)的一個開關與一個電流源，電連接到該第三繞組的第一端，該開關受控制在導通與不導通間切換，該電流源在該開關導通時從該第三繞組的第一端汲取該預設電流；及一個控制器，電連接到該整流開關單元、該零電流偵測單元、該比較器及該開關，在該比較信號指示該輸出電壓小于該目標電壓時，使該開關路徑導通該段時間，在該比較信號指示該輸出電壓大于該目標電壓，且該指示信號指示流過該第三繞組的電流回復到零時，使該開關切換為導通。
[0015]本發(fā)明所述切換電源轉換裝置中，該開關單元包括一個第一雙極型晶體管，該雙極型晶體管具有一個基極、一個電連接到該第一繞組的第二端的集極，及一個電連接到該第二繞組的第二端的射極，該一次側控制模塊還包括:一個第一電阻，具有一個電連接到該第二繞組的第一端的第一端，及一個電連接到該第一雙極型晶體管的基極的第二端；一個第二電阻，具有一個電連接到該第二繞組的第一端的第一端，及一個第二端；一個電容，具有一個電連接到該第二電阻的第二端的第一端，及一個電連接到該第二繞組的第二端的第二端；及一個第二雙極型晶體管，具有一個電連接到該第二電阻的第二端的基極、一個電連接到該第一雙極型晶體管的基極的集極，及一個電連接到該第二繞組的第二端的射極。
[0016]本發(fā)明所述切換電源轉換裝置中，該開關單元包括一個金氧半場效晶體管，該金氧半場效晶體管具有一個柵極、一個電連接到該第一繞組的第二端的漏極，及一個電連接到該第二繞組的第二端的源極，該一次側控制模塊還包括:一個第一電阻，具有一個電連接到該第二繞組的第一端的第一端，及一個電連接到該金氧半場效晶體管的柵極的第二端；一個第二電阻，具有一個電連接到該第二繞組的第一端的第一端，及一個第二端；一個電容，具有一個電連接到該第二電阻的第二端的第一端，及一個電連接到該第二繞組的第二端的第二端；一個雙極型晶體管，具有一個電連接到該第二電阻的第二端的基極、一個電連接到該金氧半場效晶體管的柵極的集極，及一個電連接到該第二繞組的第二端的射極；及一個齊納二極管，具有一個電連接到該第二繞組的第二端的陽極，及一個電連接到該金氧半場效晶體管的柵極的陰極。
[0017]本發(fā)明所述切換電源轉換裝置中，該開關單元包括一個第一金氧半場效晶體管，該第一金氧半場效晶體管具有一個柵極、一個電連接到該第一繞組的第二端的漏極，及一個電連接到該第二繞組的第二端的源極，該一次側控制模塊還包括:一個第一電阻，具有一個電連接到該第二繞組的第一端的第一端，及一個第二端；一個二極管，具有一個電連接到該第一電阻的第二端的陽極，及一個電連接到該第一金氧半場效晶體管的柵極的陰極；一個齊納二極管，具有一個電連接到該第二繞組的第二端的陽極，及一個電連接到該第一金氧半場效晶體管的柵極的陰極；一個第二金氧半場效晶體管，具有一個電連接到該第一金氧半場效晶體管的柵極的柵極、一個電連接到該第一繞組的第二端的漏極，及一個源極；一個第二電阻，具有一個電連接到該第二金氧半場效晶體管的源極的第一端，及一個電連接到該第二繞組的第二端的第二端；一個放大器，具有一個電連接到該第二金氧半場效晶體管的源極的同相(non-1nverting)輸入端,一個接收一個參考電壓的反相(inverting)輸入端，及一個輸出端；及一個第三金氧半場效晶體管，具有一個電連接到該放大器的輸出端的柵極、一個電連接到該第一金氧半場效晶體管的柵極的漏極，及一個電連接到該第二繞組的第二端的源極。
[0018]本發(fā)明所述切換電源轉換裝置中，該開關單元包括:一個第一金氧半場效晶體管，具有一個柵極、一個電連接到該第一繞組的第二端的漏極，及一個源極；一個電阻，具有一個電連接到該第一金氧半場效晶體管的源極的第一端，及一個第二端；及一個第二金氧半場效晶體管，具有一個柵極、一個電連接到該電阻的第二端的漏極，及一個電連接到該第二繞組的第二端的源極；該一次側控制模塊還包括:一個二極管，具有一個陽極，及一個電連接到該第二金氧半場效晶體管的柵極的陰極；另一個電阻，電連接在該第二繞組的第一端與該二極管的陽極間；一個齊納二極管，具有一個電連接到該第二繞組的第二端的陽極，及一個電連接到該第二金氧半場效晶體管的柵極的陰極；一個放大器，具有一個電連接到該第一金氧半場效晶體管的源極的同相輸入端，一個接收一個參考電壓的反相輸入端，及一個輸出端；及一個第三金氧半場效晶體管，具有一個電連接到該放大器的輸出端的柵極、一個電連接到該第二金氧半場效晶體管的柵極的漏極，及一個電連接到該第二繞組的第二端的源極。[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一個層面，本發(fā)明切換電源轉換裝置包含:一個變壓器，包括一個一次側單元及一個二次側單元，該一次側單元包括一個第一繞組及一個第二繞組，該二次側單元包括一個第三繞組，該第一繞組至該第三繞組中的每一個具有一個第一端及一個第二端，該第一繞組至該第三繞組的第一端具有相同的電壓極性；一個二次側控制模塊；及一個一次側控制模塊。該二次側控制模塊包括:一個輸出電容，提供一個輸出電壓；一個整流開關單元，與該第三繞組及該輸出電容串聯(lián)，提供一個整流路徑及一個開關路徑，該整流路徑允許該第三繞組的第一端至第二端的電流傳輸，該開關路徑在導通與不通導間切換，在導通時允許該第三繞組的第二端至第一端的電流傳輸；一個零電流偵測單元，電連接到該第三繞組，偵測流過該第三繞組的電流是否回復到零，以產生一個指示信號；及一個第一控制單元，電連接到該第三繞組、該輸出電容、該整流開關單元及該零電流偵測單元，在該輸出電壓小于一個目標電壓時，使該開關路徑導通一段時間。該一次側控制模塊包括:一個開關單元，電連接到該第一繞組的第二端，受控制在導通與不導通間切換；及一個第二控制單元，電連接到該第二繞組及該開關單元，在該第二繞組的第二端上的電壓指示該輸出電壓小于一個自動啟動電壓期間，當該第二繞組的第二端上的電壓指示流過該第三繞組的電流回復到零時，使該開關單元導通，在該第二繞組的第二端上的電壓指示該輸出電壓大于該自動啟動電壓期間，當該第二繞組的第二端上的電壓指示該第一控制單元判斷出該輸出電壓小于該目標電壓時，使該開關單元導通，該第二控制單元還在流過該第一繞組的電流大于一個目標電流時，使該開關單元不導通。
[0020]本發(fā)明所述切換電源轉換裝置中，該第一控制單元包括:一個分壓器，電連接到該輸出電容，將該輸出電壓分壓以產生一個分壓電壓；一個比較器，電連接到該分壓器，比較該分壓電壓及一個相關于該目標電壓的參考電壓，以產生一個指示該輸出電壓與該目標電壓間關系的比較信號；及一個控制器，電連接到該整流開關單元、該零電流偵測單元及該比較器，在該比較信號指示該輸出電壓小于該目標電壓時，使該開關路徑導通該段時間。
[0021]本發(fā)明所述切換電源轉換裝置中，該第三繞組的第一端電連接到該整流開關單元，該第三繞組的第二端電連接到該輸出電容，該零電流偵測單元根據(jù)該第三繞組的第一端及第二端上的電壓產生該指示信號。
[0022]本發(fā)明所述切換電源轉換裝置中，該整流開關單元電連接在該第三繞組的第二端與該輸出電容間，該零電流偵測單元電連接到該第三繞組的第二端，根據(jù)該第三繞組的第二端上的電壓產生該指示信號。
[0023]本發(fā)明的有益效果在于:當利用電壓箝制技術取代電阻性負載連接來停止自激轉換時，沒有電阻值不易決定及電阻值容易飄移的問題；當利用電流汲取技術取代電阻性負載連接來停止自激轉換時，電流值的飄移比電阻值的飄移較容易被減?。划敳皇遣捎米约まD換架構時，不需要利用電阻性負載連接來停止自激轉換，沒有電阻值不易決定及電阻值容易飄移的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是一個電路示意圖，說明一種現(xiàn)有的自激反激式切換電源轉換裝置；
[0025]圖2是一個波形圖，說明圖1所示切換電源轉換裝置的操作；
[0026]圖3是一個電路示意圖，說明本發(fā)明切換電源轉換裝置的第一較佳實施例；[0027]圖4是一個波形圖，說明第一較佳實施例的操作；
[0028]圖5是一個電路示意圖，說明第一較佳實施例關于一個二次側控制模塊的第一種變形；
[0029]圖6是一個電路示意圖，說明第一較佳實施例關于二次側控制模塊的第二種變形；
[0030]圖7是一個電路示意圖，說明第一較佳實施例關于二次側控制模塊的第三種變形；
[0031]圖8是一個電路示意圖，說明本發(fā)明切換電源轉換裝置的第二較佳實施例；
[0032]圖9是一個電路示意圖，說明第一較佳實施例及第二較佳實施例關于一個一次側控制模塊的第一種變形；
[0033]圖10是一個電路示意圖，說明第一較佳實施例及第二較佳實施例關于一次側控制模塊的第二種變形；
[0034]圖11是一個電路示意圖，說明第一較佳實施例及第二較佳實施例關于一次側控制模塊的第三種變形；
[0035]圖12是一個電路示意圖，說明第一較佳實施例及第二較佳實施例關于一次側控制模塊的第四種變形；
[0036]圖13是一個電路示意圖，說明本發(fā)明切換電源轉換裝置的第三較佳實施例；
[0037]圖14是一個波形圖，說明第三較佳實施例的操作；
[0038]圖15是一個電路示意圖，說明第三較佳實施例關于一個二次側控制模塊的第一種變形；
[0039]圖16是一個電路示意圖，說明第三較佳實施例關于二次側控制模塊的第二種變形。
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0041]第一較佳實施例
[0042]參閱圖3，本發(fā)明切換電源轉換裝置的第一較佳實施例是一種自激反激式電源轉換裝置，采用二次側調節(jié)技術，包含一個變壓器2、一個一次側控制模塊3及一個二次側控制模塊4。
[0043]變壓器2包括一個一次側單元21及一個二次側單元22。一次側單元21包括一個第一繞組211及一個第二繞組212。二次側單元22包括一個第三繞組221。第一繞組211至第三繞組221中的每一個具有一個第一端及一個第二端。第一繞組211至第三繞組221的第一端具有相同的電壓極性。第一繞組21的第一端接收一個輸入電壓Vin。
[0044]一次側控制模塊3包括一個開關單元31。開關單元31電連接到第一繞組211的第二端，其在導通與不導通間的切換受第二繞組212的第一端上的電壓Vaux控制，且相關于第一繞組211是否有電流流過。
[0045]在本實施例中，開關單元31包括一個第一 NPN雙極型晶體管311。第一 NPN雙極型晶體管311具有一個基極、一個電連接到第一繞組211的第二端的集極，及一個電連接到第二繞組212的第二端的射極。第一 NPN雙極型晶體管311導通表示開關單元31導通，第一 NPN雙極型晶體管311不導通表示開關單元31不導通。一次側控制模塊3還包括一個第一電阻32及一個啟動單元33。第一電阻32具有一個電連接到第二繞組212的第一端的第一端，及一個電連接到第一 NPN雙極型晶體管311的基極的第二端。啟動單元33電連接到第一繞組211的第一端及第一 NPN雙極型晶體管311的基極，在輸入電壓Vin上升到足夠大時，輸出一個啟動電流脈沖Istartup來使第一 NPN雙極型晶體管311導通。
[0046]二次側控制模塊4包括一個輸出電容41、一個整流開關單元42、一個零電流偵測單元43及一個控制單元44。輸出電容41提供一個輸出電壓Vout。整流開關單元42與第三繞組221及輸出電容41串聯(lián)，提供一個整流路徑及一個開關路徑。整流路徑允許第三繞組221的第一端至第二端的電流傳輸。開關路徑在導通與不通導間切換，在導通時允許第三繞組221的第二端至第一端的電流傳輸。零電流偵測單元43電連接到第三繞組221，偵測流過第三繞組221的電流Is是否回復到零，以產生一個指示信號?？刂茊卧?4電連接到第三繞組221、輸出電容41、整流開關單元42及零電流偵測單元43，在輸出電壓Vout小于一個目標電壓Vtarget時，使整流開關單元42的開關路徑導通一段時間，在輸出電壓Vout大于目標電壓Vtarget，且指示信號指示流過第三繞組221的電流Is回復到零時，將第三繞組221箝制為其第一端上的電壓小于其第二端上的電壓一段時間。
[0047]在本實施例中，輸出電容41具有一個電連接到第三繞組的第二端的第一端，及一個第二端。
[0048]在本實施例中，整流開關單元42包括一個N型金氧半場效晶體管421。N型金氧半場效晶體管421具有一個柵極、一個電連接到第三繞組221的第一端的漏極、一個電連接到輸出電容41的第二端的源極，及一個電連接到其源極的基極。開關路徑形成在N型金氧半場效晶體管421的漏極與源極間，N型金氧半場效晶體管421導通表示開關路徑導通，N型金氧半場效晶體管421不導通表示開關路徑不導通。整流路徑由N型金氧半場效晶體管421的基極與漏極間的寄生二極管形成。當然，在其它實施例中，整流開關單元42可以還包括一個二極管(圖未示)來形成整流路徑。
[0049]在本實施例中，零電流偵測單元43電連接到第三繞組221的第一端及第二端，根據(jù)第三繞組221的第一端及第二端上的電壓Vctl、Vout產生指示信號。由于在流過第三繞組221的電流Is回復到零時，第三繞組221的第一端上的電壓Vctl會從小于第三繞組221的第二端上的電壓Vout上升到大于第三繞組221的第二端上的電壓Vout，所以零電流偵測單元43在第三繞組221的第一端與第二端間的電壓差異IVctl-Voutl小于一個預設值時，使指示信號在一個第一邏輯電平(例如邏輯高電平及邏輯低電平中的一者)，否則使指示信號在一個第二邏輯電平(例如邏輯高電平及邏輯低電平中的另一者)。
[0050]在本實施例中，控制單元44包括一個分壓器441、一個比較器442、一個電壓箝制器443及一個控制器444。
[0051]分壓器441并聯(lián)于輸出電容41,將輸出電壓Vout分壓以產生一個分壓電壓。在本實施例中，分壓器441采用電阻分壓技術，但是本發(fā)明不以此為限。
[0052]比較器442電連接到分壓器441，比較分壓電壓及一個相關于目標電壓Vtarget的第一參考電壓Vrefl，以產生一個指示輸出電壓Vout與目標電壓Vtarget間關系的比較信號。
[0053]電壓箝制器443電連接到第三繞組221的第一端及第二端，可操作以將第三繞組221箝制為其第一端上的電壓Vctl小于其第二端上的電壓Vout。
[0054]控制器444電連接到整流開關單元42的N型金氧半場效晶體管421的柵極、零電流偵測單元43、比較器442及電壓箝制器443，在比較信號指示分壓電壓小于第一參考電壓Vrefl (表示輸出電壓Vout小于目標電壓Vtarget)時,使N型金氧半場效晶體管421導通(表示整流開關單元42的開關路徑導通)一段時間，在比較信號指示分壓電壓大于第一參考電壓Vref I(表示輸出電壓Vout大于目標電壓Vtarget )，且指示信號指示流過第三繞組221的電流Is回復到零時，使電壓箝制器443將第三繞組221箝制為其第一端上的電壓Vctl小于其第二端上的電壓Vout —段時間。
[0055]參閱圖3與圖4，以下說明本實施例切換電源轉換裝置的操作。首先，啟動單元33在輸入電壓Vin上升到足夠大時，輸出啟動電流脈沖Istartup來使第一 NPN雙極型晶體管311導通(表示開關單元31導通)，第一繞組211開始有電流流過，且流過第一繞組211的電流Ip逐漸變大。
[0056]接著，在流過第一繞組211的電流Ip滿足條件(I)時，第一 NPN雙極型晶體管311自動不導通(表示開關單元31不導通)，第三繞組221開始有電流流過，導致輸出電壓Vout上升，且流過第三繞組221的電流Is逐漸變小:
[0057]Ιρ>β XIb,條件(I)
[0058]其中，β是第一 NPN雙極型晶體管311的共射極電流增益(common-emittercurrent gain), Ib是第一 NPN雙極型晶體管311的基極電流。
[0059]接著，在流過第三繞組221的電流Is回復到零時，第三繞組221的第一端上的電壓Vctl從小于第三繞組221的第二端上的電壓Vout上升到大于第三繞組221的第二端上的電壓Vout，導致第二繞組212的第一端上的電壓Vaux上升到足以使第一 NPN雙極型晶體管311導通，第一繞組211開始有電流流過，且流過第一繞組211的電流Ip逐漸變大。
[0060]上述第一 NPN雙極型晶體管311在導通與不導通間的切換會自動重復進行，使得輸出電壓Vout持續(xù)上升。
[0061]接著，控制器444在輸出電壓Vout大于目標電壓Vtarget，且流過第三繞組221的電流Is回復到零時，使電壓箝制器443將第三繞組221箝制為其第一端上的電壓Vctl小于其第二端上的電壓Vout —段時間，導致第二繞組212的第一端上的電壓Vaux不會上升到足以使第一 NPN雙極型晶體管311導通，第一 NPN雙極型晶體管311在導通與不導通間的切換停止，輸出電壓Vout停止上升。
[0062]接著,控制器444在輸出電壓Vout小于目標電壓Vtarget時,使N型金氧半場效晶體管421導通(表示整流開關單元42的開關路徑導通)一段時間，導致第三繞組221有電流流過，第三繞組221的第一端上的電壓Vctl小于第三繞組221的第二端上的電壓Vout。
[0063]接著，在N型金氧半場效晶體管421不導通(表示整流開關單元42的開關路徑不導通)時，第三繞組221的第一端上的電壓Vctl從小于第三繞組221的第二端上的電壓Vout上升到大于第三繞組221的第二端上的電壓Vout，導致第二繞組212的第一端上的電壓Vaux上升到足以使第一 NPN雙極型晶體管311導通，第一繞組211開始有電流流過，且流過第一繞組211的電流Ip逐漸變大。
[0064] 接著，在流過第一繞組211的電流Ip滿足條件⑴時，第一 NPN雙極型晶體管311自動不導通，第三繞組221開始有電流流過，導致輸出電壓Vout上升，且流過第三繞組221的電流Is逐漸變小。
[0065]接著，控制器444在輸出電壓Vout大于目標電壓Vtarget，且流過第三繞組221的電流Is回復到零時，使電壓箝制器443將第三繞組221箝制為其第一端上的電壓Vctl小于其第二端上的電壓Vout —段時間，導致第二繞組212的第一端上的電壓Vaux不會上升到足以使第一 NPN雙極型晶體管311導通，第一 NPN雙極型晶體管311在導通與不導通間的切換停止，輸出電壓Vout停止上升。
[0066]綜上所述，本實施例切換電源轉換裝置是利用電壓箝制技術來停止自激轉換，而不是利用電阻性負載連接來停止自激轉換，沒有電阻值不易決定及電阻值容易飄移的問題，因此確實能達成本發(fā)明的目的。
[0067]第一較佳實施例關于二次側控制模塊的變形
[0068]參閱圖5，本發(fā)明切換電源轉換裝置的第一較佳實施例關于二次側控制模塊4的第一種變形是以P型金氧半場效晶體管421’來取代N型金氧半場效晶體管421 (見圖3)。P型金氧半場效晶體管421’具有一個受控制器444控制的柵極、一個電連接到輸出電容41的第二端的漏極、一個電連接到第三繞組221的第一端的源極，及一個電連接到其源極的基極。
[0069]參閱圖6，本發(fā)明切換電源轉換裝置的第一較佳實施例關于二次側控制模塊4的第二種變形是整流開關單元42’還包括一個放大器422。放大器422具有一個電連接到第三繞組221的第一端的同相輸入端、一個接收一個下沉電壓Vsink的反相輸入端，及一個電連接到N型金氧半場效晶體管421的柵極的輸出端。下沉電壓Vsink小于輸出電壓Vout。放大器422受控制器444控制在致能與禁能間切換。當放大器422被致能時，N型金氧半場效晶體管421導通，第三繞組221的第一端上的電壓Vctl被拉至相同于下沉電壓Vsink，第三繞組221有電流流過。當放大器422被禁能時，N型金氧半場效晶體管421不導通。
[0070]參閱圖7，本發(fā)明切換電源轉換裝置的第一較佳實施例關于二次側控制模塊4的第三種變形是整流開關單元42改為電連接在第三繞組221的第二端與輸出電容41的第一端間。N型金氧半場效晶體管421具有一個受控制器444控制的柵極、一個電連接到輸出電容41的第一端的漏極、一個電連接到第三繞組221的第二端的源極，及一個電連接到其源極的基極。第三繞組221的第一端電連接到輸出電容41的第二端。零電流偵測單元43電連接到第三繞組221的第二端，根據(jù)第三繞組221的第二端上的電壓產生指示信號，在第三繞組221的第二端上的電壓與一個地電壓(第三繞組221的第一端上的電壓相同于地電壓)的差異小于預設值時，使指示信號在第一邏輯電平，否則使指示信號在第二邏輯電平。電壓箝制器443電連接到第三繞組221的第二端，可操作以將第三繞組221箝制為其第二端上的電壓小于地電壓。
[0071]第二較佳實施例
[0072]參閱圖8，本發(fā)明切換電源轉換裝置的第二較佳實施例與第一較佳實施例相似，不同的地方在于以一個開關445及一個電流源446取代電壓箝制器443 (見圖3)，也就是說以電流汲取技術取代電壓箝制技術。開關445與電流源446在第三繞組221的第一端與輸出電容41的第二端間串聯(lián)。開關445受控制器444控制在導通與不導通間切換。電流源446在開關445導通時從第三繞組221的第一端汲取一個預設電流?？刂破?44電連接到開關445，在比較信號指示輸出電壓Vout大于目標電壓Vtarget，且指示信號指示流過第三繞組221的電流Is回復到零時，使開關445切換為導通，電流源446從第三繞組221的第一端汲取預設電流，導致第一 NPN雙極型晶體管311不被激發(fā)導通。
[0073]綜上所述，本實施例切換電源轉換裝置是利用電流汲取技術來停止自激轉換，而不是利用電阻性負載連接來停止自激轉換，電流值因制程、溫度等改變而產生的飄移比電阻值因制程、溫度等改變而產生的飄移較容易被減小，因此確實能達成本發(fā)明的目的。
[0074]第一較佳實施例及第二較佳實施例關于一次側控制模塊的變形
[0075]參閱圖9，本發(fā)明切換電源轉換裝置的第一較佳實施例及第二較佳實施例關于一次側控制模塊3 (見圖3或圖8)的第一種變形是一次側控制模塊3’還包括一個第二電阻341、一個電容342及一個第二 NPN雙極型晶體管343。第二電阻341具有一個電連接到第二繞組212的第一端的第一端，及一個第二端。電容342具有一個電連接到第二電阻341的第二端的第一端，及一個電連接到第二繞組212的第二端的第二端。第二 NPN雙極型晶體管343具有一個電連接到第二電阻341的第二端的基極、一個電連接到第一 NPN雙極型晶體管311的基極的集極，及一個電連接到第二繞組212的第二端的射極。
[0076]第二電阻341、電容342及第二 NPN雙極型晶體管343用于使第一 NPN雙極型晶體管311切換為不導通，第一 NPN雙極型晶體管311從切換為導通到切換為不導通的時間間隔(也就是導通時間)取決于第二電阻341及電容342的時間常數(shù)。
[0077]參閱圖10，本發(fā)明切換電源轉換裝置的第一較佳實施例及第二較佳實施例關于一次側控制模塊3 (見圖3或圖8)的第二種變形是:(I)以一個N型金氧半場效晶體管311’取代第一 NPN雙極型晶體管311 (見圖3或圖8);及⑵一次側控制模塊3”還包括一個第二電阻351、一個電容352、一個NPN雙極型晶體管353及一個齊納二極管354。
[0078]N型金氧半場效晶體管311’具有一個電連接到第一電阻32的第二端的柵極、一個電連接到第一繞組211的第二端的漏極、一個電連接到第二繞組212的第二端的源極，及一個電連接到其源極的基極。第二電阻351具有一個電連接到第二繞組212的第一端的第一端，及一個第二端。電容352具有一個電連接到第二電阻351的第二端的第一端,及一個電連接到第二繞組212的第二端的第二端。NPN雙極型晶體管353具有一個電連接到第二電阻351的第二端的基極、一個電連接到N型金氧半場效晶體管311’的柵極的集極，及一個電連接到第二繞組212的第二端的射極。齊納二極管354具有一個電連接到第二繞組212的第二端的陽極，及一個電連接到N型金氧半場效晶體管311’的柵極的陰極。
[0079]第二電阻351、電容352及NPN雙極型晶體管353用于使N型金氧半場效晶體管311’切換為不導通，N型金氧半場效晶體管311’從切換為導通到切換為不導通的時間間隔(也就是導通時間)取決于第二電阻351及電容352的時間常數(shù)。齊納二極管354在N型金氧半場效晶體管311’導通時，將N型金氧半場效晶體管311’的柵極上的電壓箝制在其崩潰電壓。
[0080]值得注意的是，在一次側控制模塊3”中以N型金氧半場效晶體管311’取代第一NPN雙極型晶體管311 (見圖3或圖8)，可以提高切換電源轉換裝置的轉換效率。
[0081]參閱圖11，本發(fā)明切換電源轉換裝置的第一較佳實施例及第二較佳實施例關于一次側控制模塊3 (見圖3或圖8)的第三種變形是:(I)以一個第一 N型金氧半場效晶體管311”取代第一 NPN雙極型晶體管311 (見圖3或圖8);(2) —次側控制模塊3" /還包括一個二極管361、一個齊納二極管362、一個第二 N型金氧半場效晶體管363、一個第二電阻364、一個放大器365及一個第三N型金氧半場效晶體管366;及(3)改變第一電阻32及啟動單元33的電連接關系。
[0082]第一 N型金氧半場效晶體管311”具有一個柵極、一個電連接到第一繞組211的第二端的漏極、一個電連接到第二繞組212的第二端的源極，及一個電連接到其源極的基極。第一電阻32具有一個電連接到第二繞組212的第一端的第一端，及一個第二端。啟動電路33電連接到第一繞組211的第二端及第一 N型金氧半場效晶體管311”的柵極。二極管361具有一個電連接到第一電阻32的第二端的陽極，及一個電連接到第一 N型金氧半場效晶體管311”的柵極的陰極。齊納二極管362具有一個電連接到第二繞組212的第二端的陽極，及一個電連接到第一 N型金氧半場效晶體管311”的柵極的陰極。第二 N型金氧半場效晶體管363具有一個電連接到第一 N型金氧半場效晶體管311”的柵極的柵極、一個電連接到第一繞組211的第二端的漏極、一個源極，及一個電連接到其源極的基極。第二電阻364具有一個電連接到第二 N型金氧半場效晶體管363的源極的第一端，及一個電連接到第二繞組212的第二端的第二端。放大器365具有一個電連接到第二 N型金氧半場效晶體管363的源極的同相輸入端，一個接收一個第二參考電壓Vref2的反相輸入端，及一個輸出端。第三N型金氧半場效晶體管366具有一個電連接到放大器365的輸出端的柵極、一個電連接到第一 N型金氧半場效晶體管311”的柵極的漏極、一個電連接到第二繞組212的第二端的源極，及一個電連接到其源極的基極。
[0083]齊納二極管362在第一 N型金氧半場效晶體管311”導通時，將第一 N型金氧半場效晶體管311”的柵極上的電壓箝制在其崩潰電壓。第二 N型金氧半場效晶體管363、第二電阻364、放大器365及第三N型金氧半場效晶體管366用于使第一 N型金氧半場效晶體管311”切換為不導通，第一 N型金氧半場效晶體管311”從切換為導通到切換為不導通的時間間隔(也就是導通時間)取決于第二 N型金氧半場效晶體管363的源極上的電壓何時上升到大于第二參考電壓Vref2。
[0084]值得注意的是，在一次側控制模塊3"'中以第一 N型金氧半場效晶體管311”取代第一 NPN雙極型晶體管311(見圖3或圖8)，可以提高切換電源轉換裝置的轉換效率。另夕卜，元件31、33、361?366能夠以一個集成電路來實現(xiàn)，從而提高一次側控制模塊3",的精確度。
[0085]參閱圖12，本發(fā)明切換電源轉換裝置的第一較佳實施例及第二較佳實施例關于一次側控制模塊3 (見圖3或圖8)的第四種變形是:(I)以一個第一 N型金氧半場效晶體管312、一個第二電阻313及一個第二 N型金氧半場效晶體管314取代第一 NPN雙極型晶體管311 (見圖3或圖8); (2) —次側控制模塊3"，〃還包括一個二極管371、一個第一齊納二極管372、一個放大器373、一個第三N型金氧半場效晶體管374、一個第三電阻375及一個第二齊納二極管376 ;及(3)改變第一電阻32及啟動單元33的電連接關系。
[0086]第一 N型金氧半場效晶體管312具有一個柵極、一個電連接到第一繞組211的第二端的漏極、一個源極，及一個電連接到其源極的基極。第二電阻313具有一個電連接到第一 N型金氧半場效晶體管312的源極的第一端，及一個第二端。第二 N型金氧半場效晶體管314具有一個柵極、一個電連接到第二電阻313的第二端的漏極、一個電連接到第二繞組212的第二端的源極，及一個電連接到其源極的基極。第二 N型金氧半場效晶體管314導通表示開關單元31導通，第二 N型金氧半場效晶體管314不導通表示開關單元31不導通。[0087]第一電阻32具有一個電連接到第二繞組212的第一端的第一端，及一個第二端。啟動電路33電連接到第一N型金氧半場效晶體管312的源極及第二N型金氧半場效晶體管314的柵極。二極管371具有一個電連接到第一電阻32的第二端的陽極，及一個電連接到第二 N型金氧半場效晶體管314的柵極的陰極。第一齊納二極管372具有一個電連接到第二繞組212的第二端的陽極，及一個電連接到第二 N型金氧半場效晶體管314的柵極的陰極。放大器373具有一個電連接到第一 N型金氧半場效晶體管312的源極的同相輸入端，一個接收一個第二參考電壓Vref2的反相輸入端，及一個輸出端。第三N型金氧半場效晶體管374具有一個電連接到放大器373的輸出端的柵極、一個電連接到第二 N型金氧半場效晶體管314的柵極的漏極、一個電連接到第二繞組212的第二端的源極，及一個電連接到其源極的基極。第三電阻375具有一個電連接到第一繞組211的第一端的第一端，及一個電連接到第一 N型金氧半場效晶體管312的柵極的第二端。第二齊納二極管376具有一個電連接到第二繞組212的第二端的陽極，及一個電連接到第一 N型金氧半場效晶體管312的柵極的陰極。
[0088]第一齊納二極管372在第二 N型金氧半場效晶體管314導通時，將第二 N型金氧半場效晶體管314的柵極上的電壓箝制在其崩潰電壓。放大器373及第三N型金氧半場效晶體管374用于使第二 N型金氧半場效晶體管314切換為不導通，第二 N型金氧半場效晶體管314從切換為導通到切換為不導通的時間間隔(也就是導通時間)取決于第一 N型金氧半場效晶體管312的源極上的電壓何時上升到大于第二參考電壓Vref2。第三電阻375及第二齊納二極管376用于提供一個足以使第一 N型金氧半場效晶體管312導通的電壓。
[0089]值得注意的是，在一次側控制模塊3", 〃中以第一 N型金氧半場效晶體管312及第二 N型金氧半場效晶體管314取代第一 NPN雙極型晶體管311 (見圖3或圖8)，可以提高切換電源轉換裝置的轉換效率。另外，元件313、314、33、371?374能夠以一個集成電路來實現(xiàn)，從而提高一次側控制模塊3"，〃的精確度，而且這個集成電路能夠以純低壓制程來制造。再者，第二 N型金氧半場效晶體管314的源極直接電連接到第二繞組212的第二端，導致第二 N型金氧半場效晶體管314在導通與不導通間的切換較容易控制。
[0090]第三較佳實施例
[0091]參閱圖13，本發(fā)明切換電源轉換裝置的第三較佳實施例是一種非自激反激式電源轉換裝置，采用二次側調節(jié)技術，包含一個變壓器5、一個一次側控制模塊6及一個二次側控制|吳塊7。
[0092]變壓器5包括一個一次側單元51及一個二次側單元52。一次側單元51包括一個第一繞組511及一個第二繞組512。二次側單元52包括一個第三繞組521。第一繞組511至第三繞組521中的每一個具有一個第一端及一個第二端。第一繞組511至第三繞組521的第一端具有相同的電壓極性。第一繞組51的第一端接收一個輸入電壓Vin。
[0093]二次側控制模塊7與第一較佳實施例的二次側控制模塊4 (見圖3)相似，不同的地方在于:(I)第一控制單元74相較于控制單元44 (見圖3)省略了電壓箝制器443 (見圖3);及(2)控制器744相較于控制器444 (見圖3)省略了與電壓箝制器443 (見圖3)相關的動作。
[0094]一次側控制模塊6包括一個開關單元61及一個第二控制單元62。開關單元61電連接到第一繞組511的第二端，其在導通與不導通間的切換相關于第一繞組511是否有電流流過。第二控制單元62電連接到第二繞組512及開關單元61，在第二繞組512的第二端上的電壓Vaux指示輸出電壓Vout小于一個自動啟動電壓Vautostart期間,先使開關單元61導通，之后當?shù)诙@組512的第二端上的電壓Vaux指示流過第三繞組521的電流Is回復到零時，使開關單元61導通；在第二繞組512的第二端上的電壓Vaux指示輸出電壓Vout大于自動啟動電壓Vautostart期間，當?shù)诙@組512的第二端上的電壓Vaux指示第一控制單元74判斷出輸出電壓Vout小于目標電壓Vtarget時,使開關單元61導通。自動啟動電壓Vautostart小于目標電壓Vtarget。第二控制單元62還在流過第一繞組511的電流Ip大于一個目標電流Itarget時,使開關單元61不導通。
[0095]在本實施例中，開關單元61包括一個NPN雙極型晶體管611。NPN雙極型晶體管611具有一個基極、一個電連接到第一繞組511的第二端的集極，及一個射極。
[0096]在本實施例中，第二控制單兀62包括一個分壓器621、一個電阻622、一個放大器623、一個致動器624、一個RS觸發(fā)器625及一個驅動器626。
[0097]分壓器621并聯(lián)于第二繞組512，將第二繞組512的第二端上的電壓Vaux分壓以產生一個輔助分壓電壓。在本實施例中，分壓器621采用電阻分壓技術，但是本發(fā)明不以此為限。
[0098]電阻622具有一個電連接到NPN雙極型晶體管611的射極的第一端，及一個電連接第二繞組512的第一端的第二端。
[0099]放大器623具有一個電連接到NPN雙極型晶體管611的射極的同相輸入端、一個接收一個第二參考電壓Vref2的反相輸入端，及一個輸出一個重設信號的輸出端。
[0100]致動器624電連接到分壓器621，根據(jù)輔助分壓電壓產生一個設定信號。
[0101]RS觸發(fā)器625具有一個電連接到致動器624以接收設定信號的設定端(S)、一個電連接到放大器623的輸出端以接收重設信號的重設端(R)，及一個輸出端(Q)。
[0102]驅動器626電連接到RS觸發(fā)器625的輸出端(Q)及NPN雙極型晶體管611的基極，根據(jù)RS觸發(fā)器625的輸出端(Q)上的信號驅動NPN雙極型晶體管611在導通與不導通間切換。
[0103]放大器623在NPN雙極型晶體管611的射極上的電壓大于第二參考電壓Vref2(表示流過第一繞組511的電流Ip大于目標電流Itarget)時，通過重設信號使RS觸發(fā)器625的輸出端(Q)上的信號被重設到邏輯低電平，從而驅動器626使NPN雙極型晶體管611不導通。
[0104]致動器624在輔助分壓電壓小于一個預設電壓(表示第二繞組512的第二端上的電壓Vaux指示輸出電壓Vout小于自動啟動電壓Vautostart)期間,先通過設定信號使RS觸發(fā)器625的輸出端(Q)上的信號被設定到邏輯高電平，從而驅動器626使NPN雙極型晶體管611導通，之后當輔助分壓電壓降為零(表示第二繞組512的第二端上的電壓Vaux指示流過第三繞組521的電流Is回復到零)時，通過設定信號使NPN雙極型晶體管611導通，此時，本實施例切換電源轉換裝置操作在自動啟動模式。致動器624在輔助分壓電壓的波峰值大于預設電壓(表示第二繞組512的第二端上的電壓Vaux指示輸出電壓Vout大于自動啟動電壓Vautostart)期間，當輔助分壓電壓降為零后又出現(xiàn)正電壓(表示第二繞組512的第二端上的電壓Vaux指示二次側控制模塊7判斷出輸出電壓Vout小于目標電壓Vtarget)時，通過設定信號使NPN雙極型晶體管611導通，此時，本實施例切換電源轉換裝置操作在調節(jié)模式。
[0105]在本實施例中，一次側控制模塊6還包括一個二極管63、一個電容64及一個啟動單元65。二極管63、電容64及啟動單元65用于提供第二控制單元62所需的電源電壓Vdd。在輸入電壓Vin上升到足夠大時，先由啟動單元65供應電力一段時間，之后由第二繞組512通過二極管63供應電力。
[0106]參閱圖13與圖14，以下說明本實施例切換電源轉換裝置的操作。首先，在輸入電壓Vin上升到足夠大時，啟動單元33開始供應電力，導致電源電壓Vdd上升。在電源電壓Vdd上升到足夠大時，致動器624通過設定信號使NPN雙極型晶體管611導通，第一繞組511開始有電流流過，且流過第一繞組511的電流Ip逐漸變大。
[0107]接著,在流過第一繞組511的電流Ip大于目標電流Itarget時,放大器623通過重設信號使NPN雙極型晶體管611不導通，第三繞組521開始有電流流過，導致輸出電壓Vout上升，且流過第三繞組521的電流Is逐漸變小。
[0108]接著，在流過第三繞組521的電流Is回復到零時，致動器624通過設定信號使NPN雙極型晶體管611導通，第一繞組511開始有電流流過，且流過第一繞組511的電流Ip逐漸變大。
[0109]上述致動器624及放大器623使NPN雙極型晶體管611在導通與不導通間的切換會重復進行，使得輸出電壓Vout持續(xù)上升，直到輸出電壓Vout大于自動啟動電壓Vautostart 才停止。
[0110]接著，在輸出電壓Vout上升到足夠大時，控制器744在輸出電壓Vout小于目標電壓Vtarget時，使N型金氧半場效晶體管721導通一段時間，導致第二繞組512的第二端上的電壓Vaux為正，致動器624通過設定信號使NPN雙極型晶體管611導通，第一繞組511開始有電流流過，且流過第一繞組511的電流Ip逐漸變大。
[0111]接著，在流過第一繞組511的電流Ip大于目標電流Itarget時,放大器623通過重設信號使NPN雙極型晶體管611不導通，第三繞組521開始有電流流過，導致輸出電壓Vout上升，且流過第三繞組521的電流Is逐漸變小。
[0112]較佳地，控制器744在使N型金氧半場效晶體管721導通時，是將N型金氧半場效晶體管721的柵極上的電壓Vsink從第一電壓電平Vl逐漸遞增到第二電壓電平V2，再逐漸遞減到第一電壓電平VI，當N型金氧半場效晶體管721的柵極上的電壓Vsink大于第三電壓電平V3時，N型金氧半場效晶體管721導通，當N型金氧半場效晶體管721的柵極上的電壓Vsink小于第三電壓電平V3時，N型金氧半場效晶體管721不導通，如此一來，可以降低本實施例切換電源轉換裝置所產生的電磁干擾。
[0113]綜上所述，本實施例切換電源轉換裝置不是采用自激轉換架構，不需要利用電阻性負載連接來停止自激轉換，沒有電阻值不易決定及電阻值容易飄移的問題，因此確實能達成本發(fā)明的目的。
[0114]第三較佳實施例關于二次側控制模塊的變形
[0115]參閱圖15，本發(fā)明切換電源轉換裝置的第三較佳實施例關于二次側控制模塊7的第一種變形是以P型金氧半場效晶體管721’來取代N型金氧半場效晶體管721 (見圖13)。P型金氧半場效晶體管721’具有一個受控制器744控制的柵極、一個電連接到輸出電容71的第二端的漏極、一個電連接到第三繞組521的第一端的源極，及一個電連接到其源極的基極。
[0116]參閱圖16，本發(fā)明切換電源轉換裝置的第三較佳實施例關于二次側控制模塊7的第二種變形是整流開關單元72改為電連接在第三繞組521的第二端與輸出電容71的第一端間。N型金氧半場效晶體管721具有一個受控制器744控制的柵極、一個電連接到輸出電容71的第一端的漏極、一個電連接到第三繞組521的第二端的源極，及一個電連接到其源極的基極。第三繞組521的第一端電連接到輸出電容71的第二端。零電流偵測單元73電連接到第三繞組521的第二端，根據(jù)第三繞組521的第二端上的電壓產生指示信號，在第三繞組521的第二端上的電壓與一個地電壓(第三繞組521的第一端上的電壓相同于地電壓)的差異小于預設值時，使指示信號在第一邏輯電平，否則使指示信號在第二邏輯電平。
【權利要求】
1.一種切換電源轉換裝置，包含: 一個變壓器，包括一個一次側單元及一個二次側單元，該一次側單元包括一個第一繞組及一個第二繞組，該二次側單元包括一個第三繞組，該第一繞組至該第三繞組中的每一個具有一個第一端及一個第二端，該第一繞組至該第三繞組的第一端具有相同的電壓極性； 一個一次側控制模塊，包括一個開關單元，該開關單元電連接到該第一繞組的第二端，其在導通與不導通間的切換受該第二繞組的第一端上的電壓控制；及一個二次側控制模塊； 其特征在于:該二次側控制模塊包括: 一個輸出電容，提供一個輸出電壓； 一個整流開關單 元，與該第三繞組及該輸出電容串聯(lián)，提供一個整流路徑及一個開關路徑，該整流路徑允許該第三繞組的第一端至第二端的電流傳輸，該開關路徑在導通與不通導間切換，在導通時允許該第三繞組的第二端至第一端的電流傳輸； 一個零電流偵測單元，電連接到該第三繞組，偵測流過該第三繞組的電流是否回復到零，以產生一個指示信號；及 一個控制單元，電連接到該第三繞組、該輸出電容、該整流開關單元及該零電流偵測單兀，在該輸出電壓小于一個目標電壓時，使該開關路徑導通一段時間，在該輸出電壓大于該目標電壓，且該指示信號指示流過該第三繞組的電流回復到零時，進行以下多個動作中的一個: 將該第三繞組箝制為其第一端上的電壓小于其第二端上的電壓；及 從該第三繞組的第一端汲取一個預設電流。
2.根據(jù)權利要求1所述的切換電源轉換裝置，其特征在于:該控制單元在該輸出電壓大于該目標電壓，且該指示信號指示流過該第三繞組的電流回復到零時，將該第三繞組箝制為其第一端上的電壓小于其第二端上的電壓。
3.根據(jù)權利要求2所述的切換電源轉換裝置，其特征在于:該控制單元包括: 一個分壓器，電連接到該輸出電容，將該輸出電壓分壓以產生一個分壓電壓； 一個比較器，電連接到該分壓器，比較該分壓電壓及一個相關于該目標電壓的參考電壓，以產生一個指不該輸出電壓與該目標電壓間關系的比較信號； 一個電壓箝制器，電連接到該第三繞組，可操作以將該第三繞組箝制為其第一端上的電壓小于其第二端上的電壓；及 一個控制器，電連接到該整流開關單元、該零電流偵測單元、該比較器及該電壓箝制器，在該比較信號指示該輸出電壓小于該目標電壓時，使該開關路徑導通該段時間，在該比較信號指示該輸出電壓大于該目標電壓，且該指示信號指示流過該第三繞組的電流回復到零時，使該電壓箝制器將該第三繞組箝制為其第一端上的電壓小于其第二端上的電壓。
4.根據(jù)權利要求3所述的切換電源轉換裝置，其特征在于:該第三繞組的第一端電連接到該整流開關單元，該第三繞組的第二端電連接到該輸出電容，該零電流偵測單元根據(jù)該第三繞組的第一端及第二端上的電壓產生該指示信號。
5.根據(jù)權利要求3所述的切換電源轉換裝置，其特征在于:該整流開關單元電連接在該第三繞組的第二端與該輸出電容間，該零電流偵測單元電連接到該第三繞組的第二端，根據(jù)該第三繞組的第二端上的電壓產生該指示信號。
6.根據(jù)權利要求1所述的切換電源轉換裝置，其特征在于:該控制單元在該輸出電壓大于該目標電壓，且該指示信號指示流過該第三繞組的電流回復到零時，從該第三繞組的第一端汲取該預設電流。
7.根據(jù)權利要求6所述的切換電源轉換裝置，其特征在于:該控制單元包括: 一個分壓器，電連接到該輸出電容，將該輸出電壓分壓以產生一個分壓電壓； 一個比較器，電連接到該分壓器，比較該分壓電壓及一個相關于該目標電壓的參考電壓，以產生一個指不該輸出電壓與該目標電壓間關系的比較信號； 串聯(lián)的一個開關與一個電流源，電連接到該第三繞組的第一端，該開關受控制在導通與不導通間切換，該電流源在該開關導通時從該第三繞組的第一端汲取該預設電流；及一個控制器，電連接到該整流開關單元、該零電流偵測單元、該比較器及該開關，在該比較信號指示該輸出電壓小于該目標電壓時，使該開關路徑導通該段時間，在該比較信號指示該輸出電壓大于該目標電壓，且該指示信號指示流過該第三繞組的電流回復到零時，使該開關切換為導通。
8.根據(jù)權利要求1所述的切換電源轉換裝置，其特征在于:該開關單元包括一個第一雙極型晶體管，該雙極型晶體管具有一個基極、一個電連接到該第一繞組的第二端的集極，及一個電連接到該第二繞組的第二端的射極，該一次側控制模塊還包括: 一個第一電阻，具有一個電連接到該第二繞組的第一端的第一端，及一個電連接到該第一雙極型晶體管的基極的第二端； 一個第二電阻，具有一個電連接到該第二繞組的第一端的第一端，及一個第二端； 一個電容，具有一個電連接到該第二電阻的第二端的第一端，及一個電連接到該第二繞組的第二端的第二端；及 一個第二雙極型晶體管，具有一個電連接到該第二電阻的第二端的基極、一個電連接到該第一雙極型晶體管的基極的集極，及一個電連接到該第二繞組的第二端的射極。
9.根據(jù)權利要求1所述的切換電源轉換裝置，其特征在于:該開關單元包括一個金氧半場效晶體管，該金氧半場效晶體管具有一個柵極、一個電連接到該第一繞組的第二端的漏極，及一個電連接到該第二繞組的第二端的源極，該一次側控制模塊還包括: 一個第一電阻，具有一個電連接到該第二繞組的第一端的第一端，及一個電連接到該金氧半場效晶體管的柵極的第二端； 一個第二電阻，具有一個電連接到該第二繞組的第一端的第一端，及一個第二端； 一個電容，具有一個電連接到該第二電阻的第二端的第一端，及一個電連接到該第二繞組的第二端的第二端； 一個雙極型晶體管，具有一個電連接到該第二電阻的第二端的基極、一個電連接到該金氧半場效晶體管的柵極的集極， 及一個電連接到該第二繞組的第二端的射極；及 一個齊納二極管，具有一個電連接到該第二繞組的第二端的陽極，及一個電連接到該金氧半場效晶體管的柵極的陰極。
10.根據(jù)權利要求1所述的切換電源轉換裝置，其特征在于:該開關單元包括一個第一金氧半場效晶體管，該第一金氧半場效晶體管具有一個柵極、一個電連接到該第一繞組的第二端的漏極，及一個電連接到該第二繞組的第二端的源極，該一次側控制模塊還包括:一個第一電阻，具有一個電連接到該第二繞組的第一端的第一端，及一個第二端； 一個二極管，具有一個電連接到該第一電阻的第二端的陽極，及一個電連接到該第一金氧半場效晶體管的柵極的陰極； 一個齊納二極管，具有一個電連接到該第二繞組的第二端的陽極，及一個電連接到該第一金氧半場效晶體管的柵極的陰極； 一個第二金氧半場效晶體管，具有一個電連接到該第一金氧半場效晶體管的柵極的柵極、一個電連接到該第一繞組的第二端的漏極，及一個源極； 一個第二電阻，具有一個電連接到該第二金氧半場效晶體管的源極的第一端，及一個電連接到該第二繞組的第二端的第二端； 一個放大器，具有一個電連接到該第二金氧半場效晶體管的源極的同相輸入端，一個接收一個參考電壓的反相輸入端，及一個輸出端；及 一個第三金氧半場效晶體管,具有一個電連接到該放大器的輸出端的柵極、一個電連接到該第一金氧半場效晶體管的柵極的漏極，及一個電連接到該第二繞組的第二端的源極。
11.根據(jù)權利要求1所述的切換電源轉換裝置，其特征在于:該開關單元包括: 一個第一金氧半場效晶體管，具有一個柵極、一個電連接到該第一繞組的第二端的漏極，及一個源極； 一個電阻，具有一個電連接到該第一金氧半場效晶體管的源極的第一端，及一個第二端；及 一個第二金氧半場效晶體管，具有一個柵極、一個電連接到該電阻的第二端的漏極，及一個電連接到該第二繞組的第二端的源極； 該一次側控制模塊還包括: 一個二極管，具有一個陽極，及一個電連接到該第二金氧半場效晶體管的柵極的陰極； 另一個電阻，電連接在該第二繞組的第一端與該二極管的陽極間； 一個齊納二極管，具有一個電連接到該第二繞組的第二端的陽極，及一個電連接到該第二金氧半場效晶體管的柵極的陰極； 一個放大器，具有一個電連接到該第一金氧半場效晶體管的源極的同相輸入端，一個接收一個參考電壓的反相輸入端，及一個輸出端；及 一個第三金氧半場效晶體管,具有一個電連接到該放大器的輸出端的柵極、一個電連接到該第二金氧半場效晶體管的柵極的漏極，及一個電連接到該第二繞組的第二端的源極。
12.一種切換電源轉換裝置，包含: 一個變壓器，包括一個一次側單元及一個二次側單元，該一次側單元包括一個第一繞組及一個第二繞組，該二次側單元包括一個第三繞組，該第一繞組至該第三繞組中的每一個具有一個第一端及一個第二端，該第一繞組至該第三繞組的第一端具有相同的電壓極性； 一個二次側控制模塊 '及 一個一次側控制模塊；其特征在于:該二次側控制模塊包括: 一個輸出電容，提供一個輸出電壓； 一個整流開關單元，與該第三繞組及該輸出電容串聯(lián)，提供一個整流路徑及一個開關路徑，該整流路徑允許該第三繞組的第一端至第二端的電流傳輸，該開關路徑在導通與不通導間切換，在導通時允許該第三繞組的第二端至第一端的電流傳輸； 一個零電流偵測單元，電連接到該第三繞組，偵測流過該第三繞組的電流是否回復到零，以產生一個指示信號；及 一個第一控制單元，電連接到該第三繞組、該輸出電容、該整流開關單元及該零電流偵測單元，在該輸出電壓小于一個目標電壓時，使該開關路徑導通一段時間； 該一次側控制模塊包括: 一個開關單元，電連接到該第一繞組的第二端，受控制在導通與不導通間切換；及一個第二控制單元，電連接到該第二繞組及該開關單元，在該第二繞組的第二端上的電壓指示該輸出電壓小于一個自動啟動電壓期間，當該第二繞組的第二端上的電壓指示流過該第三繞組的電流回復到零時，使該開關單元導通，在該第二繞組的第二端上的電壓指示該輸出電壓大于該自動啟動電壓期間，當該第二繞組的第二端上的電壓指示該第一控制單元判斷出該輸出電壓小于該目標電壓時，使該開關單元導通，該第二控制單元還在流過該第一繞組的電流大于一個目標電流時，使該開關單元不導通。
13.根據(jù)權利要求12所述的切換電源轉換裝置，其特征在于:該第一控制單元包括: 一個分壓器，電連接到該輸出電容，將該輸出電壓分壓以產生一個分壓電壓； 一個比較器，電連接到該分壓器，比較該分壓電壓及一個相關于該目標電壓的參考電壓，以產生一個指示該輸出電壓與該目標電壓間關系的比較信號 '及 一個控制器，電連接到該整流開關單元、該零電流偵測單元及該比較器，在該比較信號指示該輸出電壓小于該目標電壓時，使該開關路徑導通該段時間。
14.根據(jù)權利要求13所述的切換電源轉換裝置，其特征在于:該第三繞組的第一端電連接到該整流開關單元，該第三繞組的第二端電連接到該輸出電容，該零電流偵測單元根據(jù)該第三繞組的第一端及第二端上的電壓產生該指示信號。
15.根據(jù)權利要求13所述的切換電源轉換裝置，其特征在于:該整流開關單元電連接在該第三繞組的第二端與該輸出電容間，該零電流偵測單元電連接到該第三繞組的第二端，根據(jù)該第三繞組的第二端上的電壓產生該指示信號。
【文檔編號】H02M1/36GK103915997SQ201310047072
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年2月6日 優(yōu)先權日:2013年1月7日
【發(fā)明者】唐健夫, 林梓誠, 陳曜洲 申請人:立锜科技股份有限公司