开关式电源供应器以及提供一输出电压的控制方法技术

技术编号:8302084 阅读:171 留言:0更新日期:2013-02-07 06:58
本发明专利技术实施例提供一种开关式电源供应器以及于一输出电源端提供一输出电压的控制方法。开关式电源供应器耦接至一输入电源端以及一接地端。该开关式电源供应器包含有一控制器、一第一电感、以及一升压电路。该控制器控制一功率开关。该功率开关耦接至该电源输入端以及一连接端,该控制器受该连接端以及一操作电源端所供电。该第一电感耦接于该连接端以及一放电端。该升压电路耦接至该放电端、该操作电源端以及该连接端,以使该操作电源端之一操作电压大致不低于该放电端之一放电电压。该放电端耦接至一输出负载。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是相关于一种电源供应器以及其控制方法,尤指一种电路体积可以相当缩减的电源供应器以及控制方法。
技术介绍
电源供应器几乎是每个电子产品都必需有电子装置,来将外来电源(可能是市电也可能是电池),转换成一负载(load)所需要的特定电源。举例来说,负载如果是一 25V直流驱动马达,则一相对应的电源供应器就可能需要从IlOV的市电,来产生25V的输出电源。电源供应器一般都非常注重转换效率(conversion efficiency)。但是,对于现阶段讲究轻薄短小的电子产品而言,如何缩小电源供应器的体积以及成本,也非常受电源供应器的业界所重视。·图I为已知的电源供应器8,其具有返驰架构(flyback topology) 10。电源供应器8在电源输出端OUT产生输出电压Vtm,来对输出负载20供电。控制器18控制返驰架构10中的功率开关15,以控制变压器的储能或是释能。操作电源供应器12在操作电源端VCC提供操作电压V。。,对控制器18供电。图I的电源供应器8虽然广为使用,但是可能有体积过大与成本偏高的问题。举例来说,变压器需要有三个电感绕组一次侧绕组PRM、二次侧绕组SEC以及辅助绕组AUX。三个电感绕组的整体体积与成本将会相当可观。还有,电源供应器8稳定输出电压Vtot的方法,一般是用LT431(未示出)比较输出电压Vott跟一期望值后,然后将比较结果透过光率禹合器(photo coupler)(未示出)传递到控制器18的补偿端COM。LT431跟光稱合器的体积与成本也将会相当可观。
技术实现思路
本专利技术的一实施例提供一种开关式电源供应器,耦接至一输入电源端以及一接地端。该开关式电源供应器包含有一控制器、一第一电感、以及一升压电路。该控制器控制一功率开关。该功率开关耦接至该输入电源端以及一连接端,该控制器受该连接端以及一操作电源端所供电。该第一电感耦接于该连接端以及一放电端。该升压电路耦接至该放电端、该操作电源端以及该连接端,以使该操作电源端的一操作电压大致不低于该放电端的一放电电压。该放电端I禹接至一输出负载。本专利技术的一实施例提供一种于一输出电源端提供一输出电压的控制方法,包含有以一操作电源端以及一连接端,对一控制器供电;使该操作电源端的一操作电压大致上不低于一放电端的一放电电压;f禹接一输出负载于该放电端以及一接地端之间,以于该输出负载上提供该输出电压;以该控制器控制一功率开关,该功率开关I禹接于一输入电源端以及该连接端之间,该功率开关控制流经一第一电感的电感电流;以及,当该连接端的一连接电压被拉高时,抬高该操作电压。其中,该第一电感稱接于该连接端与该放电端之间。附图说明图I为已知的电源供应器。图2与图3显示依据本专利技术所实施的二电源供应器。图4A显示依据本专利技术所实施的一电源供应器。图4B显示图4A中之一些信号波形。图5A显示依据本专利技术所实施的一电源供应器。图5B显示图5A中之一些信号波形。图6与图7显示了依据本专利技术所实施的二电源供应器。 主要元件符号说明8 电源供应器10 返驰架构12 操作电源供应器13 桥式整流器15 功率开关18 控制器20 输出负载30 电源供应器32 降压架构34 功率开关35 二极体36 电感38 控制器39 电感40 电容41 升压电路42、44分压电阻43 二极体46 启动电阻80 电源供应器90 电源供应器92、94分压电阻96 控制器98、99分压电阻100 电源供应器102 控制器110、120电源供应器AC 交流电源线AUX 辅助绕组COM 补偿端DIS 放电端DRV 驱动端FB分压端FB/Z⑶反馈/零电流端IN 输入电源端Mdiv乘数OUT 电源输出端PRM 一次侧绕组 SEC 二次侧绕组tZCD时间点Tdis放电时间Ton开启时间Vcc操作电压VCC 操作电源端Vdet检测电压Vdis放电电压Vdev电压Vfb反馈电压Vin输入电压Vout输出电压Vs电压VS连接端具体实施例方式图2显示依据本专利技术所实施的电源供应器30,其包含有降压架构(bucktopology) 32。市电的交流电源线(AC power lines) AC,经过桥式整流器(bridge rectifier) 13整流后,在输入电源端IN产生输入电压VIN,并提供接地端。视各个地方所提供的交流电源,输入电压Vin的最大值可能介于90V到260V。输入电压Vin可以大约是一个DC定值,或是具有M形变化的波形。降压架构32中,功率开关34耦接在输入电源端IN与连接端VS之间,二极体35在连接端VS与接地端之间,电感36在放电端DIS与连接端VS之间。放电端DIS与接地端对输出负载20供电。控制器38透过驱动端DRV,开启或是关闭功率开关34。控制器38受操作电源端VCC以及连接端VS所供电。分压电路,包含有分压电阻44以及42,用来检查操作电源端VCC到连接端VS之间的跨压,也就是电容40的跨压,而在分压端FB上产生反馈电压Vfb给控制器38。控制器38依据反馈电压Vfb,来控制功率开关34。譬如说,控制器38控制了功率开关34的工作周期比(duty cycle)。升压电路(bootstrap circuit) 41 f禹接到三端操作电源端VCC、连接端VS、以及放电端DIS。当操作电源端VCC上的操作电压V。。比放电端DIS的放电电压Vdis低时,升压电路41中的二极体43就会导通,使操作电压Vcc大约等于放电电压VDIS。所以,操作电压Vcc将大致不低于放电电压Vdis。电容40大致维持操作电源端VCC到连接端VS之间的跨压。当连接端VS的电压Vs上升时,因为电容40所提供的电容耦合,操作电压Vcc也会上升。启动电阻46耦接在输入电源端IN以及操作电源端VCC,提供一开始时,控制器38所需要的电源。在交流电源线AC刚刚供电的开机时间(startup time)内,功率开关34关闭,放电电压Vdis还没有建立,假设为0V。此时,启动电阻46从输入电源端IN抽取电流,对电容40充电。因此,电容40跨压渐渐上升。当电容40跨压到达足以使控制器38开始操作时,譬如说,电容40跨压超过了12V,控制器38开始周期性的开启或是关闭功率开关34。当功率开关34被开启(turned ON),呈现短路状态时,电感36会被充电·(energize),同时,流经电感36的电流,会对放电端DIS充电,开始抬高放电电压VDIS。此时,连接端VS的电压Vs大约等于输入电压VIN。当功率开关34被关闭时,呈现开路状态时,因为电感36中的电流,连接端VS的电压Vs大约会被拉低到0V。此时,如果放电电压Vdis大于操作电压Ncc, 二极体43就导通,使操作电压V。。大约等于放电电压Vdis。所以,此时电容40的跨压(操作电压V。。与电压Vs之间的差异),大约就等于放电电压Vdis。反馈电压Vfb大致反应了电容40的跨压。控制器38可以控制功率开关34的工作周期比,以使反馈电压Vfb逼近一个预设值,也就是电容40的跨压会逼近一个相对应的目标值VTAK。如此,放电电压Vdis就可以被大致稳压在目标值VTAK。举例来说,如果分压电阻44与42的电阻比值为9 I,而控制器38使反馈电压Vfb逼近2. 5V,则放电电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关式电源供应器,耦接至一输入电源端以及一接地端,包含有:一控制器,控制一功率开关,该功率开关耦接至该输入电源端以及一连接端,该控制器受该连接端以及一操作电源端所供电;一第一电感,耦接于该连接端以及一放电端;以及一升压电路(bootstrap?circuit),耦接至该放电端、该操作电源端以及该连接端,以使该操作电源端的一操作电压大致不低于该放电端的一放电电压;其中,该放电端耦接至一输出负载。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:林建良
申请(专利权)人:芯瑞科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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