电源转换器的次谐波改善电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种电源转换器的次谐波改善电路及方法，根据功率开关的开关周期比选择不同的电流限制信号，在该开关周期比过大时能避免下个周期的开关周期比发生剧烈的变化，进而减缓次谐波问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电源转换器，特别是关于一种。
技术介绍
图1是以典型的驰返式电源转换器为例，其中整流电路10将交流电压VAC整流， 电容Cbulk用以稳压整流电路10的输出以产生电压Vbulk，控制电路14送出信号GATE切换与变压器12的一次侧线圈Lp串联的功率开关M1，进而使电压Vbulk转换为输出电压Vo， 感测电阻Rcs与功率开关Ml串联，用以取得与电流Ip相关的信号Vcs，控制电路14根据信号Vcs与预设的电流限制信号决定信号GATE。近来，为了提升产品竞争力，降低成本也成为设计时的要求目标，因此元件的选用也日益严苛，电容Cbulk相对于以往的设计也越来越小。然而，对于相同额定的系统来说，当系统处于低输入电压时，较小的电容Cbulk将使电压Vbulk的维持时间(hold up time)变短，因此从变压器12的一次侧看到的电压Vbulk 将变化极大，这在系统开机脱离软启动(soft-start)或进入过载时，将产生严重的次谐波问题。严重的次谐波可能造成在满载时低输入电压无法启动或输入电压高低压过载保护 (over current protection)差异极大的问题。图2用以说明现有驰返式电源转换器的次谐波问题，其中波形20为控制电路14 内部的时脉CLK，波形22为前缘遮蔽信号LEB，波形24为信号GATE，波形26为电流限制信号，波形28为信号Vcs。时脉CLK用以决定信号GATE的周期，而前缘遮蔽信号LED则是用以遮蔽信号Vcs的突波，当信号Vcs大于电流限制信号时，信号GATE转为低准位以使功率开关Ml关闭(turn off)。参照图2，在低输入电压时，功率开关Ml的导通时间(ontime)较长以取得足够的能量，如时间tl至时间t2，然而，功率开关Ml的切换周期是固定的，因此功率开关Ml的截止时间(off time)会相对的变短，这造成能量无法完全释放，所以当功率开关Ml再次打开(turn on)时，如时间t3所示，信号Vcs的起始准位变高，使得信号Vcs很快的大于电流限制信号，如时间t4所示，因而导致功率开关Ml的导通时间变短，功率开关 Ml的导通时间的剧烈变化将使驰返式电源转换器产生严重的次谐波问题。因此，一种有效改善次谐波问题的电路，乃为所冀。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提出一种。根据本专利技术，一种电源转换器的次谐波改善电路包括第一电流限制信号产生器， 提供第一电流限制信号；第二电流限制信号产生器，提供第二电流限制信号；控制器检测该电源转换器的功率开关的开关周期比产生切换信号；以及选择电路根据该切换信号从该第一及第二电流限制信号中选取其中一个作为最终电流限制信号来限制该功率开关上的电流最大值。当该开关周期比小于预设的临界值时，该选择电路选择该第一电流限制信号作为该最终电流限制信号，当该开关周期比大于该预设的临界值时，该选择电路选择该第二电流限制信号作为该最终电流限制信号。根据本专利技术，一种电源转换器的次谐波改善方法包括提供第一电流限制信号及第二电流限制信号；以该第一电流限制信号作为该最终电流限制信号来限制该电源转换器的功率开关上的电流最大值；以及检测该功率开关的开关周期比，当该开关周期比小于预设的临界值时，维持该第一电流限制信号作为该最终电流限制信号，当该开关周期比大于该预设的临界值时，选择该第二电流限制信号作为该最终电流限制信号。根据本专利技术，一种电源转换器的次谐波改善电路包括多个电流限制信号产生器， 提供多个电流限制信号；控制器检测该电源转换器的功率开关的开关周期比产生切换信号；以及选择电路根据该切换信号选择该多个电流限制信号其中一个作为该最终电流限制信号来限制该功率开关上的电流最大值。当该开关周期比小于预设的临界值时，该选择电路选择该多个电流限制信号中的第一电流限制信号作为该最终电流限制信号；当该开关周期比大于该临界值时，该选择电路依序选择该第一电流限制信号以外的其他电流限制信号作为该最终电流限制信号后，再选择该第一电流限制信号作为该最终电流限制信号，反复此一机制。根据本专利技术，一种电源转换器的次谐波改善方法包括提供多个电流限制信号； 从该多个电流限制信号中选取第一电流限制信号作为该最终电流限制信号来限制该电源转换器的功率开关上的电流最大值；检测该功率开关的开关周期比，当该开关周期比小于预设的临界值时，维持该第一电流限制信号作为该最终电流限制信号，当该开关周期比大于该预设的临界值时，依序选择该第一电流限制信号之外的其他电流限制信号作为该最终电流限制信号；以及在依序选择该其他电流限制信号作为该最终电流限制信号之后，再选择该第一电流限制信号作为该最终电流限制信号，反复此一机制。由于本专利技术的最终电流限制信号可以根据功率开关的开关周期比来改变，因此当该开关周期比过大时，于下个周期可以选择适当的最终电流限制信号来避免该开关周期比变化过大，进而减缓次谐波问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。在附图中图1为典型的驰返式电源转换器；图2用以说明现有驰返式电源转换器的次谐波问题；图3为应用本专利技术的驰返式电源转换器；图4为图3中电流限制信号控制器的实施例；图5为控制电路内部的信号；图6为次谐波改善电路的另一实施例；以及图7为图6信号的波形。附图标号10 整流电路12 变压器14 控制电路20振荡器22SR正反器24比较器26次谐波改善电路28电流限制信号控制器30选择电路32电流限制信号产生器34电流限制信号产生器36电流限制信号产生器40比较器42反相器44D型正反器46D型正反器50最终电流限制信号Vclf52最终电流限制信号Vclf具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。图3为应用本专利技术的驰返式电源转换器，其包括变压器12、功率开关Ml与变压器 12的一次侧线圈串联、感测电阻Rcs与功率开关Ml串联以及控制电路14控制功率开关Ml 的切换以将输入电压Vin转换为输出电压Vo。控制电路14包括振荡器20提供时脉CLK及与该时脉CLK同步的锯齿波信号Vosc ；SR正反器22根据时脉CLK触发控制信号GATE ；比较器24根据最终电流限制信号Vclf及信号Vcs产生信号Sl以重置SR正反器22，其中信号Vcs与通过功率开关Ml的电流Ip相关；以及次谐波改善电路26检测控制信号GATE的开关周期比(duty ratio)，并据以改变最终电流限制信号Vclf。次谐波改善电路26在控制信号GATE的开关周期比大于预设的临界值时，将改变最终电流限制信号Vclf，以避免控制信号GATE的开关周期比在下一个周期时发生剧烈变化，进而减缓次谐波问题。次谐波改善电路26包括电流限制信号控制器28、选择电路30以及两个电流限制信号产生器32及34，其中电流限制信号产生器32提供锯齿波的第一电流限制信号Veil， 电流限制信号产生器34提供定值的第二电流限制信号Vcl2。提供锯齿波的第一电流限制信号Vcll的电流限制信号产生器32是相当常见的技术，目前也已经有许多相关的专利，例如美国专利号第6，674本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林昆馀，黄培伦，
申请(专利权)人：日隆电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：