用于电源供应器的电流电平控制装置及其相关电源供应器制造方法及图纸

用于电源供应器的电流电平控制装置，其包含有接收端，用来接收电流感测信号；参考电压产生单元，用来产生参考电压；适应性参考电压产生单元，耦接于该参考电压产生单元及该接收端，用来根据该电流感测信号的峰值变化，调整该参考电压，以产生适应性参考电压；比较器，耦接于该接收端及该适应性参考电压产生单元，用来比较该电流感测信号及该适应性参考电压，以产生比较结果；以及控制单元，耦接于该比较器，用来根据该比较结果，控制该电源供应器的开关晶体管的导通状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供一种用于电源供应器的电流电平控制装置及其相关电源供应 器，尤指一种根据电流感测信号的峰值变化，调整参考电压，使得实际启动 过电流保护的电压与预期启动过电流保护的电压相同，以改善传递延迟时间 的问题及保护点电压差异的电流电平控制装置及其相关电源供应器。
技术介绍
电源供应器是用来提供电子装置操作所需的电源，依其电路结构，通常可分为线性电源供应器(Linear Power Supply)及切换式电源供应器 (Switching Power Supply)等两种。其中，切换式电源供应器具有体积小、 重量轻及转换效率高的优点，使其已被广泛地运用至各领域，例如移动通讯 装置、个人数字助理、计算机与接口设备、服务器以及网络设备等电子装置 中。为求电源供应器正常稳定的运作，电源供应器的控制电路中的保护机制 是非常重要的部分，例如过电压、过电流、过功率等保护功能， 一旦遇有过 载或短路的情况发生，备有周全保护机制的电源供应器便可避免内部元件或 相关设备遭受损害。请参考图1,图1为已知交换式电源供应器10的示意图。交换式电源供 应器10具过电流保护功能，用来将输入电压信号VIN转换成适当大小的输出 电压信号V0UT,其主要是由变压器IOO、控制单元102、比较器104、开关晶 体管Ql及电流感测电阻Rs所组成，运作方式如下。首先，电流感测电阻Rs 根据变压器100的一次侧电流Id的大小，产生电流感测信号VCS。接着，比 较器104比较电流感测信号VCS与参考电压VREF，以输出指示信号SOC至控 制单元102,使得控制单元102可据以判断是否已达过电流保护范围。例如， 当电流感测信号VCS高于参考电压VREF时，比较器104可通过指示信号SOC 指示过电流情形发生，则控制单元102可控制开关晶体管Ql关闭，以降低一次侧电流Id的大小。简单来说，上述的保护机制是比较电流感测信号VCS与参考电压VREF， 据以将一次侧电流Id控制在适当的范围内，以达到保护的目的。然而，当电 流感测信号VCS高于参考电压VREF时，由于电路中必定存在非理想因子，使 得开关晶体管Ql并非实时关闭，尚需一段时间后，控制单元102才能关闭开 关晶体管Q1。亦即，自检测出过电流发生到开关晶体管Ql实际停止导通间， 存在着传递延迟时间T_D，因而实际停止导通的电流大小会略高于设定值。 换句话说，开始进行过电流保护时的电压(以下简称保护点电压)会较过电流 发生时的电压大，且在不同输入电压VIN的情况下，保护点电压亦会不同。详细来说，请参考图2,图2为传递延迟时间对不同输入电压的保护点 电压差异的示意图。交换式电源供应器10的输入电压信号VIN与电流感测信 号VCS电压值上升斜率是呈正比。亦即，当参考电压VREF的大小相同时，高 输入电压VH会产生斜率较大的电流感测信号，而低输入电压Vt则产生斜率较 小的电流感测信号；其中，同一电源供应器中有相同的传递延迟时间T_D, 传递延迟时间T—D与输入电压大小无关。如图2所示，当电流感测信号VCS 上升至参考电压VREF的功率限制电平时，亦即电流感测信号VCS大于或等于 参考电压VREF时，比较器104传送指示信号SOC至控制单元102,以将开关 晶体管Ql关闭。由于电路中存在非理想因子，因此，经传递延迟时间T—D后， 开关晶体管Q1始关闭，则一次侧电流Id随之切断。自检测出过电流发生至 开关晶体管Q1实际停止导通的时间，输入电压会持续传递功率，使得对应于 高输入电压VH的保护点电压为V。PPH，而对应于低输入电压VL的保护点电压为 V訊。换句话说，保护点电压会高于参考电压VREF，且输入电压越高，差异 状况越明显。在此情形下，当输入电压在大范围内变化，保护点会严重漂移， 使得高低输入电压的输出功率的落差极大。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的即在于提供一种用于电源供应器的电流电平控 制装置及其相关电源供应器。本专利技术揭露一种用于电源供应器的电流电平控制装置，其包含有接收端， 用来接收电流感测信号；参考电压产生单元，用来产生参考电压；适应性参 考电压产生单元，耦接于该参考电压产生单元及该接收端，用来根据该电流感测信号的峰值变化，调整该参考电压，以产生适应性参考电压；比较器，耦接于该接收端及该适应性参考电压产生单元，用来比较该电流感测信号及该适应性参考电压，以产生比较结果；以及控制单元，耦接于该比较器，用 来根据该比较结果，控制该电源供应器的开关晶体管的导通状态。本专利技术还揭露一种可防止过电流损害的电源供应器，包含有变压装置， 包含有一次侧电路及二次侧电路；开关晶体管，耦接于该一次侧电路；电流 感测单元，耦接于该开关晶体管，用来根据流经该开关晶体管的该一次侧电 路的电流，产生电流感测信号；以及电流电平控制装置，耦接于该电流感测 单元及该开关晶体管。该电流电平控制装置包含有接收端，耦接于该电流感 测单元，用来接收该电流感测信号；参考电压产生单元，用来产生参考电压； 适应性参考电压产生单元，耦接于该参考电压产生单元及该接收端，用来根 据该电流感测信号的峰值变化，调整该参考电压，以产生适应性参考电压； 比较器，耦接于该接收端及该适应性参考电压产生单元，用来比较该电流感 测信号及该适应性参考电压，以产生比较结果；以及控制单元，耦接于该比 较器及该开关晶体管，用来根据该比较结果，控制该开关晶体管的导通状态。附图说明图1为已知交换式电源供应器的示意图。图2为传递延迟时间对不同输入电压的保护点电压差异的示意图。图3为本专利技术实施例一电源供应器的示意图。图4为图3中电流电平控制装置的示意图。图5A至图5C为图4中电流电平控制装置的运作示意图。图6为图4中适应性参考电压产生单元的一实施例示意图。图7为图6中峰值电流检测单元的示意图。图8为图6中参考电压校正单元的示意图。[主要元件标号说明〗10 交换式电源供应器100 变压器102、 408 控制单元104、 406 比较器Ql 开关晶体管Rs 电流感测电阻30 电源供应器300 变压装置302 电流电平控制装置400 接收端402 参考电压产生单元4 适应性参考电压产生单元600 峰值电流检测单元2 参考电压校正单元Q2 晶体管700、 802 运算放大器702、 806 电容800 误差放大器804 电阻CMP 比较结果VIN 输入电压信号VOUT 输出电压信号Id —次侧电流VCS 电流感测信号VREF 参考电压VREF—ADP 适应性参考电压SOC 指示信号T_D 传递延迟时间VH、、 输入电压V0PP 、 V附l、 0CP—P1、 0CP—P2、 0CP—P3、 0CP—P4、 0CP—P5、 0CP—P6保护 点电压具体实施例方式请参考图3,图3为本专利技术实施例一电源供应器30的示意图。电源供应 器30较佳地为切换式电源供应器，其包含有变压装置300、开关晶体管Q1、 电流感测电阻Rs及电流电平控制装置302。变压装置300包含有一次侧电路及二次侧电路，用来将输入电压信号VIN转换成输出电压信号V0UT。开关晶 体管Ql耦接于变压装置300的一次侧电路，用来切换变压装置300的运作。 电流感测电阻Rs耦接于开关晶体管306，用来实现电流感测单元，以根据流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电源供应器的电流电平控制装置，包含有：　接收端，用来接收电流感测信号；　参考电压产生单元，用来产生参考电压；　适应性参考电压产生单元，耦接于该参考电压产生单元及该接收端，用来根据该电流感测信号的峰值变化，调整该参考 电压，以产生适应性参考电压；　比较器，耦接于该接收端及该适应性参考电压产生单元，用来比较该电流感测信号及该适应性参考电压，以产生比较结果；以及　控制单元，耦接于该比较器，用来根据该比较结果，控制该电源供应器的开关晶体管的导通状态 。

【技术特征摘要】
US 2008-4-15 61/044,9081.一种用于电源供应器的电流电平控制装置，包含有接收端，用来接收电流感测信号；参考电压产生单元，用来产生参考电压；适应性参考电压产生单元，耦接于该参考电压产生单元及该接收端，用来根据该电流感测信号的峰值变化，调整该参考电压，以产生适应性参考电压；比较器，耦接于该接收端及该适应性参考电压产生单元，用来比较该电流感测信号及该适应性参考电压，以产生比较结果；以及控制单元，耦接于该比较器，用来根据该比较结果，控制该电源供应器的开关晶体管的导通状态。2. 根据权利要求1所述的电流电平控制装置，其中该适应性参考电压产 生单元包含有峰值电流检测单元，耦接于该接收端，用来检测该电流感测信号的峰值 变化；以及参考电压校正单元，耦接于该峰值电流检测单元、该参考电压产生单元 及该比较器，用来根据该峰值电流检测单元的检测结果，调整该参考电压， 以输出该适应性参考电压至该比较器。3. 根据权利要求2所述的电流电平控制装置，其中该峰值电流检测单元 包含有晶体管，包含有第一端、第二端及第三端，该第一端耦接于电压源，该 晶体管用来根据该第二端所接收的信号，导通该第一端至该第三端的信号连 结；运算放大器，包含有第一输入端耦接于该接收端，第二输入端耦接于该 晶体管的该第三端，及输出端耦接于该晶体管的该第二端；以及电容，其一端耦接于该晶体管的该第三端与该运算放大器的该第二输入 端之间，另一端耦接于地端。4. 根据权利要求3所述的电流电平控制装置，其中该晶体管是n型金属 氧化物半导体晶体管，该第一端是漏极，该第二端是栅极，以及该第三端是 源极。5. 根据权利要求2所述的电流电平控制装置，其中该峰值电流检测单元包含有误差放大器，包含有第一输入端耦接于该峰值电流检测单元，第二输入 端耦接于该参考电压产生单元，及输出端；运算放大器，包含有第一输入端耦接于该参考电压产生单元，第二输入 端耦接于该误差放大器的该输出端，及输出端耦接于该比较器；电阻，其一端耦接于该比较器与该运算放大器的该第二输入端之间，另一端耦接于该运算放大器的该第二输入端与该误差放大器的该输出端之间； 以及电容，其一端耦接于该运算放大器的该第二输入端与该误差放大器的该 输出端之间，另一端耦接于地端。6. —种可防止过电流损害的电源供应器，包含有 变压装置，包含有一次侧电路及二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王燕晖，吴继浩，洪家杰，林金延，
申请(专利权)人：绿达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]