[發(fā)明專利]并聯(lián)調(diào)節(jié)器、返馳轉(zhuǎn)換器及其輸出回授的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010599484.8
• 申請日: 2010-12-21
• 公開（公告）號: CN102566635A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐健夫;陳曜洲;潘均宏
• 申請（專利權(quán)）人: 立锜科技股份有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56;G05F1/46
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明系有關(guān)一種并聯(lián)調(diào)節(jié)器，特別是關(guān)于一種可以降低功率損失的并聯(lián)調(diào)節(jié)器。

背景技術(shù)

TL431是一種三端的并聯(lián)調(diào)節(jié)器晶片，已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用，例如電流限制(currentlimit)、電流源(current?source)、定電流吸收(constant?current?sink)、固定及可調(diào)參考電壓產(chǎn)生器、恒壓電路、恒流電路、運(yùn)算放大器、靴帶(boot-strap)電路、低功率偏壓供應(yīng)等等。圖1左側(cè)系TL431的電路符號，右側(cè)系其內(nèi)部方塊圖，這種并聯(lián)調(diào)節(jié)器10具有陰極12、陽極14和參考極16，在陰極12和陽極14之間有雙極性接面電晶體(BJT)Q，誤差放大器18根據(jù)參考極16的電壓Vref和內(nèi)部的參考電壓VI之間的差值決定BJT?Q的基極偏壓，進(jìn)而控制從陰極12流到陽極14的電流Ik。參照圖1及圖2，當(dāng)電壓Vref小于電壓VI時，BJT?Q截止，因此電流Ik幾乎為零；當(dāng)電壓Vref大于電壓VI時，電流Ik隨著電壓Vref與VI之間的差值增加而上升；當(dāng)電壓Vref大于某個值VM后，電流Ik不再增加，維持在最大值。從圖2可知，當(dāng)并聯(lián)調(diào)節(jié)器10操作在電壓Vref較大的范圍時，因?yàn)殡娏鱅k比較大，所以功率損失比較大。此外，在某些應(yīng)用中，較大的電流Ik會導(dǎo)致其他電路產(chǎn)生較大的功率損失。

由于環(huán)保的因素，特別是無載功率損失的緣故，綠色交流對直流電源轉(zhuǎn)換已經(jīng)成為一種趨勢，此乃由于某些電子產(chǎn)品在不使用時可能會一直不拔除電源之故。有許多工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)針對無載功率損失給予規(guī)范，例如歐盟(EU)及加州能源委員會(CEC)。在工業(yè)應(yīng)用上，目前100mW的無載功率損失已經(jīng)相當(dāng)不錯了，但是各廠商仍不斷研發(fā)以期將無載功率損失降到50mW或30mW。TL431常應(yīng)用在返馳轉(zhuǎn)換器，例如參照圖3，變壓器20的一次側(cè)線圈Lp連接在電源輸入端Vin及功率開關(guān)Mp之間，返馳控制器22藉脈寬調(diào)變(PWM)信號Spwm切換功率開關(guān)Mp，二次側(cè)線圈Ls因而產(chǎn)生電流經(jīng)二極體Do對電容Co充電而產(chǎn)生輸出電壓Vo，電阻R1及R2組成的分壓器24分壓輸出電壓Vo產(chǎn)生分壓電壓Vfb給并聯(lián)調(diào)節(jié)器10的參考極16，并聯(lián)調(diào)節(jié)器10和光耦合器(photocoupler)26組成隔離式回授電路，根據(jù)分壓電壓Vfb決定光耦合器26的電流IF，因而控制回授電流Icomp，返馳控制器22根據(jù)感測電阻Rcs的電壓Vcs及回授電流Icomp調(diào)變PWM信號Spwm的工作周期(dutycycle)以控制變壓器20從一次側(cè)傳遞到二次側(cè)的功率，進(jìn)而調(diào)節(jié)輸出電壓Vo。美國專利申請公開號20080037296提出一種綠色模式返馳PWM裝置，在輕載減少功率開關(guān)MP的切換以降低功率損失。參照圖3及圖4，返馳轉(zhuǎn)換器操作于綠色模式時，每當(dāng)輸出電壓Vo下降到小于臨界值Vo_L時，提供PWM信號Spwm切換功率開關(guān)Mp以使輸出電壓Vo上升，每當(dāng)輸出電壓Vo上升到大于臨界值Vo_H時，停止提供PWM信號Spwm，因此輸出電壓Vo將緩慢下降，直到其下降到小于臨界值Vo_L時，再度提供PWM信號Spwm。因?yàn)楣β书_關(guān)Mp在輸出電壓Vo從Vo_H降到Vo_L期間不切換，所以減少功率損失。然而，參照圖2到圖4，在綠色模式期間，分壓電壓Vfb在Vfb_L及Vfb_H之間擺動，因此并聯(lián)調(diào)節(jié)器10從電源輸出端Vo抽取較大的電流IF，造成輸出電壓Vo下降的速度較快，因而導(dǎo)致功率開關(guān)Mp的切換次數(shù)較多。例如圖4中的波形28及30所示，電流IF越大，輸出電壓Vo下降的速度越快，越早達(dá)到Vo_L，因此越早提供PWM信號Spwm切換功率開關(guān)Mp，亦即功率開關(guān)Mp停止切換的期間縮短，切換次數(shù)增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一，在于提出一種可以降低功率損失的并聯(lián)調(diào)節(jié)器。

本發(fā)明的目的之一，在于提出一種較低的輕載或無載功率損失的返馳轉(zhuǎn)換器及其控制方法。

根據(jù)本發(fā)明，一種并聯(lián)調(diào)節(jié)器包含陰極、陽極和參考極，MOSFET連接在該陰極及陽極之間，以及誤差放大器具有正輸入端接受內(nèi)部參考電壓，負(fù)輸入端連接該參考極，輸出端連接該MOSFET的控制端。當(dāng)該參考極的電壓在一區(qū)間內(nèi)時，該參考極的電壓越大，該MOSFET的電流越小。

根據(jù)本發(fā)明，一種返馳轉(zhuǎn)換器包含返馳控制器控制變壓器從一次側(cè)傳遞到二次側(cè)的功率，光耦合器從電源輸出端提供回授電流給該返馳控制器，并聯(lián)調(diào)節(jié)器根據(jù)該電源輸出端的電壓控制該回授電流。當(dāng)該輸出電壓在一區(qū)間內(nèi)時，該輸出電壓越大，該回授電流越小。