[发明专利]电源转换器的控制电路及控制方法

说明书

技术领域

本发明有关电源转换器的控制电路及控制方法，尤指一种可降低电源转换器的声频噪音的控制电路及控制方法。

背景技术

在许多系统应用中，会将输入电源通过电源转换器转换成适当的电压及电流，以对负载提供适当的电力。为了能够更有效地利用能源，当负载较低时，电源转换器会降低输出至负载的能量，而于负载较高时，电源转换器会提高输出至负载的能量。例如，电源转换器的控制电路可以藉由控制电流开关的切换频率，以调整输出至负载的能量。然而，当电流开关的切换频率落在人的声频范围(audible frequency，如20Hz～20KHz)时，电源转换器的电容、电感或变压器等电路元件会产生人耳可察觉的噪音(以下称声频噪音)，而造成使用者的不适。

有些电源转换器会将切换频率设置为高于人的声频范围，以避免产生声频噪音。然而，当负载所需的能量较低时，这些电源转换器无法进一步降低切换频率以减少所输出的能量，而会造成能源的浪费。

在美国第8,049,481号专利中，电源转换器的控制电路会依据负载的高低，而分别使用不同的信号调变方式产生控制信号，以调整电流开关的切换频率并降低声频噪音。例如，电源转换器的控制电路会依据负载的高低，而采用脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)、脉冲频率调制(pulse frequency modulation,PFM)、深度脉冲宽度调制(deep PWM)、深度脉冲频率调制(deep PFM)等信号调变方式来产生电流开关的控制信号。然而，此类电源转换器的控制电路需要藉由在多种的信号调变方式间进行切换以产生控制信号，因此需要复杂的控制机制，而造成硬件设计的困难度大幅增加。此外，电源转换器的控制电路在多种的信号调变方式间进行切换时，所产生的控制信号容易产生涟波，因此控制电路还需要采用额外的控制机制以避免或降低涟波的产生，以避免在多种调变方式间切换所产生的暂态响应问题而影响电源转换器的效能。

发明内容

有鉴于此，如何降低或消除电源转换器所产生的声频噪音，并且能够有效率地利用能源，实为业界有待解决的问题。

本说明书提供了一种电源转换器的控制电路的实施例，用于设置一电源转换器的一电流开关，以对一负载供电，该控制电路包含：一反馈信号比较电路，用于依据一反馈信号及一参考电压以产生一比较信号；一频率信号产生电路，耦接于该反馈信号比较电路，用于依据该比较信号而产生一频率信号；一电流峰值设置电路，耦接于该频率信号产生电路，用于依据该频率信号产生一电流阈值，并将一电流感测信号与该电流阈值进行比较，以产生一重置信号；以及一信号处理电路，耦接于该频率信号产生电路与该电流峰值设置电路，用于依据该频率信号及该重置信号而产生一控制信号，以设置该电流开关的导通状态；其中于一第一时段中，该电流峰值设置电路会固定该电流阈值，并且该频率信号产生电路会依据该比较信号而设置该频率信号的频率，而于一第二时段中，该电流峰值设置电路会降低该电流阈值，并且该频率信号产生电路会降低该频率信号的频率。

本说明书另提供了一种电源转换器的控制电路的实施例，用于设置一电源转换器的一电流开关，以对一负载供电，该控制电路包含：一频率信号产生电路，用于依据该电源转换器输出至该负载的一电流输出信号而产生一频率信号；一阈值产生电路，用于产生一电流阈值，当该电流输出信号大于一第一负载阈值时，将该电流阈值设置为一第一电流值，而当该电流输出信号位于该第一负载阈值及一第二负载阈值之间时，将该电流阈值随着该电流输出信号的降低而降低，当该电流输出信号小于该第二负载阈值时，将该电流阈值设置为一第二电流值；一感测电流比较电路，耦接于该阈值产生电路，将一电流感测信号与该电流阈值进行比较，以产生一重置信号；以及一信号处理电路，耦接于该频率信号产生电路与该感测电流比较电路，依据该频率信号及该重置信号而产生一控制信号，以设置该电流开关的导通状态；其中该控制信号的频率会随着该电流输出信号的降低而降低。

本说明书另提供了一种电源转换器的控制方法的实施例，用于设置一电源转换器的一电流开关，以对一负载供电，其包含：依据一反馈信号及一参考电压以产生一比较信号；依据该比较信号而产生一频率信号；依据该频率信号产生一电流阈值，并将一电流感测信号与该电流阈值进行比较，以产生一重置信号；依据该频率信号及该重置信号而产生一控制信号，以设置该电流开关的导通状态；于一第一时段，固定该电流阈值，并且依据该比较信号而设置该频率信号的频率；以及于一第二时段，降低该电流阈值，并且降低该频率信号的频率。