锁相装置及具锁相装置的切换式控制器制造方法及图纸

本发明专利技术为一种锁相装置及具锁相装置的切换式控制器，使用在一切换式电源供应器中，于一切换开关截止时，用来锁相该切换开关上所产生的共振电压信号的谷底电压，进而于谷底电压下导通该切换开关，以达成柔性切换并改善切换式电源供应器的系统效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种锁相装置及具锁相装置的切换式控制器，尤指一种使用在切换式电源供应器中，用来锁相一切换开关上所产生的共振电压信号的谷底电压的装置及控制器。
技术介绍
切换式电源供应器是用来将未调整的电源转换成可稳定调整的电压或电流。切换式电源供应器主要包含一变压器或一磁性元件，其具有一次侧绕组与二次侧绕组，用来提供电气隔离。一切换开关耦接至变压器的一次侧绕组，用来控制一次侧绕组到二次侧绕组间功率的传送。切换式电源供应器操作在高频，可以减少体积与重量。然而，切换开关的切换动作会产生切换损失与电磁干扰(EMI)。图1为现有的返驰式电源供应器。图2为图1的工作波形示意图。如图1所示，切换开关Q1使用于切换变压器T1，并且控制变压器T1一次侧绕组NP与二次侧绕组NS间功率的传送。当控制信号VG控制切换开关Q1导通时，能量储存于变压器T1。当控制信号VG控制切换开关Q1截止时，储存于变压器T1的能量将透过整流器D0释放至返驰式电源供应器的输出。同时，依据返驰式电源供应器的输出电压V0与变压器T1的匝数比，在变压器T1的一次侧绕组NP产生反射电压VR。因此，当切换开关Q1截止时，跨于切换开关Q1上的电压VD等于输入电压VIN加上反射电压VR。跨于切换开关Q1上的电压VD储能在切换开关Q1的寄生电容Cj上。在一放电时间TDS之后，变压器T1的储能完全地释放出来，寄生电容Cj上所储存的能量透过变压器T1的一次侧绕组NP传回至输入电压VIN。此时，寄生电容Cj与变压器T1的一次侧绕组NP的电感LP组成一共振组件(resonanttank)，其共振频率fR可以由下面公式(1)表示fR=12πLp×Cj---(1)]]>在共振的这段期间，寄生电容Cj上所储存的能量将来回地传送到变压器T1的一次侧的电感LP。一延迟时间Tq为寄生电容Cj上的端电压VD从峰值电压开始放电到谷底电压的时间。延迟时间Tq为一准共振(quasi-resonant)的时间。延迟时间Tq可以由下面公式(2)表示Tq=14×fR---(2)]]>复参考图2，现有的返驰式电源供应器使用的切换开关Q1会在高压下进行切换动作，而产生切换损失，同时共振期间更会产生电磁干扰。假使能够在寄生电容Cj端电压VD处于谷底电压期间导通切换开关Q1，如此即可以在较低的切换开关Q1的端电压下进行切换，以减少切换损失与降低电磁干扰，可达成柔性切换并改善电源转换器的系统效率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种锁相装置，使用在一切换式电源供应器中，于一切换开关截止时，用来锁相比例于该切换开关上所产生的共振电压信号的一待测信号的波峰值，进而于共振电压信号处于谷底电压下导通该切换开关，以达成柔性切换并改善切换式电源供应器的系统效率。本专利技术为一种锁相装置，包括有一取样单元，受控于一启始信号，经一第一延迟时间后对该待测信号进行取样，以得到一第一取样电压，再经过一第二延迟时间后对一待测信号进行取样，以得到一第二取样电压；一比较单元连接于该取样单元，接收该第一取样电压与该第二取样电压，再经过比较运算该第一取样电压与该第二取样电压后，输出一上下计数信号；该上下计数信号被传送到一连接于该比较单元的上下计数单元，该上下计数单元接收上下计数信号后，输出一调整信号；一延迟电路连接于该上下计数单元，由一电流源串接一电容组成，该电流源受控于该调整信号，用以改变输出电流的大小，以对该电容进行充电动作，充电时间即为该第一延迟时间；一延迟控制电路连接于该延迟电路，受控于该启始信号，以对该电容放电，并比较该电容上的充电电压值，以输出一控制信号；当第一取样电压与第二取样电压相近时，判断该待测信号已经到达波峰值。另外本专利技术还指出一种具锁相装置的切换式控制器，使用于一切换式电源供应器中，于一切换开关截止时，取得一启始信号，受控于该启始信号，用以检测比例于该切换开关上所产生的一共振电压信号的一待测信号的波峰值，进而输出一控制信号导通该切换开关，包括有一启始信号产生单元，透过一电阻用来接收该共振电压信号，比较运算该共振电压信号与一临界电压，用以输出该启始信号；一电流转电压单元，连接于该电阻，将流过该电阻上的电流转换成为比例于该共振电压信号的该待测信号；一取样单元，连接于该启始信号产生单元与该电流转电压单元，受控于该启始信号，经一第一延迟时间后，对该待测信号进行取样，以得到一第一取样电压，再经过一第二延迟时间后，对该待测信号进行取样，以得到一第二取样电压；一比较单元，连接于该取样单元，接收该第一取样电压与该第二取样电压，比较运算该第一取样电压与该第二取样电压后，输出一上下计数信号；一上下计数单元，连接于该比较单元，接收该上下计数信号，输出一调整信号；一延迟电路，由一电流源串接一电容组成，该电流源受控于该调整信号，以改变电流值，并对该电容进行充电动作，充电时间即为该第一延迟时间；及一延迟控制电路，连接于该延迟电路，受控于该启始信号与一切换信号，透过一放电开关的导通用以对该电容放电，并比较该电容上的充电电压值，以输出该控制信号；其中，当该第一取样电压与该第二取样电压相近时，判断该待测信号已经到达波峰值。附图说明图1为现有的返驰式电源供应器；图2为图1的工作波形示意图；图3为本专利技术较佳实施例的切换式电源供应器电路示意图；图4为本专利技术较佳实施例的具有锁相装置的切换式控制装置电路方块示意图；图5为本专利技术较佳实施例的锁相装置电路方块示意图；图6为本专利技术最佳实施例的锁相装置的工作波形示意图；及图7A到图7C为本专利技术最佳实施例的锁相装置的峰值电压锁相工作波形示意图。图号说明现有技术切换开关Q1变压器TR整流器D0输出电压V0输入电压VIN寄生电容Cj本专利技术光耦合器45切换式控制装置50正反器53 输出电路54比较器55 电阻R56偏移电压V57脉宽产生电路90锁相装置100 电流转电压单元102运算放大器1022启始信号产生单元104取样单元106 取样信号产生器1062上下计数单元107 比较单元108延迟控制电路1090 延迟电路1091反相器1092反及闸1094 比较器1096正反器320、330反相器325、33具体实施方式请参考图3，为本专利技术较佳实施例的切换式电源供应器电路示意图。切换式控制装置50至少包含反馈端FB、电流检测端CS、输入端VS与输出端OUT。输出端OUT产生驱动信号VPWM用以驱动切换开关Q1。切换开关Q1用以切换一变压器TR(或一磁性元件)，并且在电流感测电阻RS上产生切换电流信号VCS。变压器TR包含一次侧绕组NP、二次侧绕组NS与辅助绕组NA。一次侧绕组NP耦接至切换开关Q1。二次侧绕组NS透过整流器D0与输出电容C0耦接至切换式电源供应器的输出。辅助绕组NA透过另一整流器DA与电容CST用以提供电源给切换式控制装置50。电阻RA耦接于辅助绕组NA与切换式控制装置50的输入端VS之间。光耦合器45透过电阻RK与稳压器ZK耦接至切换式电源供应器的输出端以取得输出电压V0，并输出反馈信号VFB到切换式控制装置50的反馈端FB。切换式控制装置50接收反馈信号VFB与切换电流信号VCS，用以输出一切换信号SW与一驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锁相装置，受控于一启始信号，用来检测一待测信号的波峰值，进而输出一控制信号，包括有：　　　　一取样单元，受控于该启始信号，经一第一延迟时间后，对该待测信号进行取样，以得到一第一取样电压，再经过一第二延迟时间后，对该待测信号进行取样，以得到一第二取样电压；　　　　一比较单元，连接于该取样单元，接收该第一取样电压与该第二取样电压，比较运算该第一取样电压与该第二取样电压后，输出一上下计数信号；　　　　一上下计数单元，连接于该比较单元，接收该上下计数信号，输出一调整信号；　　　　一延迟电路，连接于该上下计数单元，由一电流源串接一电容组成，该电流源受控于该调整信号，以改变电流值，并对该电容进行充电动作，充电时间即为该第一延迟时间；及　　　　一延迟控制电路，连接于该延迟电路，受控于该启始信号与一切换信号，透过一放电开关的导通用以对该电容放电，并比较该电容上的充电电压值，以输出该控制信号；　　　　其中，当该第一取样电压与该第二取样电压相近时，判断该待测信号已经到达波峰值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨大勇，吕瑞鸿，李俊庆，曹峰诚，陈佐民，
申请(专利权)人：崇贸科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]