[发明专利]谐振电源转换器的切换控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种谐振式电源转换器，特别涉及一种谐振式电源转换器的控制电路。

背景技术

电源转换器常用于将不规则的电源转换为规则的电源。电源转换器通常包括具有相互绝缘的初级绕组和次级绕组的一个变压器。切换装置与初级绕组相耦接，用于控制电能从初级绕组转移至次级绕组。电源转换器工作在高频环境下，其尺寸和重量可减小。然而，电源转换器存在切换损失、组件应力及电磁干扰(EMI)等问题。近年来，已经发展出一些可减低切换损耗的对高频电源进行转换的电源转换器。其中，由Tamas S.Szepesi所提的美国专利4,535,399“Regulated switched power circuit with resonant load”及由Frank S.Wendt所提的美国专利4,631,652“Frequency controlledresonant regulator”中均有对谐振切换技术的描述。

为降低在无负载情况下的电源损耗，由John N.Park以及Robert L.Steigerwald等人所提美国专利4,541,041“Full load to no-load controlfor a voltage fed resonant inverter”提出一种间歇切换方案(burstswitching schemes)以对谐振电源进行控制。在各种谐振电源转换器中，变压器的漏感或附加磁性组件(additional magnetic components)被当作一谐振电感，以产生用于软切换的循环电流。

然而，现有技术的谐振电源转换器仍然存在很多缺点。谐振电感与谐振电容形成一谐振电路用以使电源转换器的最大电能加载到负载上。尽管根据负载的不同，可控制电源转换器的切换频率在谐振频率上下变化，其切换频率的变化仍受到限制，以确保线性操作和软切换的实现。电源谐振器还存在音频扰动衰减率较低和间歇切换噪声的缺点。本发明所要克服的就是这些缺陷。

发明内容

本发明的一个目的是在提供一种谐振电源转换器的整合控制器，以确定该谐振电源转换器的切换频率的范围，从而实现该谐振电源转换器的线性操作。

本发明提供一种谐振电源转换器的切换控制器，包括：与反馈端耦接的反馈电路，其用于接收反馈信号并根据该反馈信号产生调整信号；与最小频率设置端耦接的最小频率设置电路，其用于产生第一电流信号以决定电源转换器的最小切换频率；与最大频率设置端耦接的最大频率设置电路，其用于根据调整信号产生第二电流信号以决定电源转换器的最大切换频率；及振荡电路，其用于根据第一电流信号及第二电流信号以产生振荡信号，其中振荡信号可决定电源转换器的切换频率。

在本发明的较佳实施例中，上述的切换控制器进一步包括一与前馈端耦接的前馈电路，其用于接收一前馈信号，该前馈信号代表该电源转换器的输入电压，且其可对该电源转换器的切换频率进行调整。

在本发明的一个实施例中，上述的切换控制器进一步包括与软启动端耦接的软启动电路，其用于接收软启动信号，而此软启动信号用于设置前述的调整信号。

在本发明的较佳实施例中，上述的切换控制器进一步包括与一个功率电平可调整端耦接的电源管理电路，其用于接收功率级别信号以产生间歇信号，当前述的反馈信号低于一轻载阈值时，间歇信号就会产生，而轻载阈值则是由功率级别信号决定。此外，间歇信号用于控制电源转换器的切换信号的开启与关闭。

在本发明的另一个实施例中，上述的切换控制器进一步包括一个与保护输入端耦接的监测电路，其用于产生过压信号；及一延迟时间电路，其可根据过压信号来启始第一延迟时间。其中，当保护输入端的电压高于一过压阈值时，过压信号就会产生；而当第一延迟时间结束，此延迟时间电路就会产生一个保护信号以使电源转换器的切换信号禁能。

本发明还提出一种电源转换器的切换控制电路，包括：与反馈端耦接的反馈电路，其用于接收反馈信号并根据该反馈信号产生调整信号；最小频率设置电路，其用于产生第一信号以决定电源转换器的最小切换频率；最大频率设置电路，其用于根据调整信号产生第二信号以决定电源转换器的最大切换频率；前馈电路，其用于接收前馈信号，该前馈信号代表电源转换器的输入电压；及振荡电路，其用于根据第一信号及第二信号产生振荡信号，其中，该振荡信号可决定电源转换器的切换频率，前馈信号用于调整振荡信号。