[发明专利]隔离式电源转换器电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种隔离式电源转换器电路及其控制方法；特别是指一种降低待机消耗功率的隔离式电源转换器电路及其控制方法。

背景技术

图1A显示一种典型的隔离式电源转换器电路100示意图。如图1A所示，待整流电压Vac例如为直流或交流电压，经由整流电路101整流后，产生输入电压Vin。整流电路101例如为桥式整流电路。隔离式电源转换器电路100利用其中的变压器电路102接收输入电压Vin，转换为输出电压Vout。其中，隔离式电源转换器电路100包含前述变压器电路102、功率开关103、控制电路105、电流感测电路106、与电压感测电路107。控制电路105根据电流感测电路106所产生的电流感测讯号CS与电压感测电路107所产生的电压感测讯号COMP，产生驱动讯号GATE，以将输入电压Vin转换为输出电压Vout。变压器电路102包括第一绕组W1、第二绕组W2、及第三绕组W3。其中，第二绕组耦接至接地电位，而第一绕组W1与第三绕组W3共同耦接至参考电位，电压感测电路107根据第三绕组W3感应第二绕组W2产生的输出电压Vout，产生电压感测讯号COMP。

图2A显示另一种隔离式电源转换器电路200示意图。其中，控制电路205根据电流感测电路106所产生的电流感测讯号CS与电压感测讯号COMP，产生驱动讯号GATE，以将输入电压Vin转换为输出电压Vout。但与图1A所示的现有技术不同之处在于，电压感测电路207耦接于变压器电路202的第二绕组W2的输出端，直接感测输出电压Vout，利用光耦合器电路204，将电压感测电路207感测输出电压Vout的结果，光学转换为电压感测讯号COMP，输入控制电路205。

比较图1A与图2A两种现有技术，图1A显示的现有技术由于不是直接感测输出电压Vout，因此其控制的准确度较低，但其优点是：利用变压器绕组感应输出电压Vout，产生电压感测讯号COMP的方式，于隔离式电源转换器电路100处于待机状态、或是负载电路处于轻载时（即输出电压Vout维持于某位准而不被消耗降低时），隔离式电源转换器电路100所消耗的功率较低，请参阅图1B，显示隔离式电源转换器电路100处于待机状态，且待整流电压Vac介于80至260V间，隔离式电源转换器电路100所消耗的待机功率Pstb，只有数毫瓦(mW)。另一方面，图2A显示的现有技术，由于是直接感测输出电压Vout，因此其控制的准确度较高，但利用光耦合器电路204，将电压感测电路207感测输出电压Vout的结果，光学转换为电压感测讯号COMP，于隔离式电源转换器电路200处于待机状态、或是负载电路处于轻载时，隔离式电源转换器电路200所消耗的功率远较为高，请参阅图2B，显示隔离式电源转换器电路200处于待机状态，且待整流电压Vac介于90至390V间，隔离式电源转换器电路200所消耗的待机功率Pstb，则高达数十毫瓦(mW)。

现有技术隔离式电源转换器电路200中，流经光耦合器电路204的电流，于隔离式电源转换器电路200处于待机状态，或是负载电路处于轻载时较高；而于隔离式电源转换器电路200处于正常操作状态时较低。图2C显示流经光耦合器电路204的电流(即光耦合电流Iopt)与输出电压Vout的关系，当输出电压Vout低于电压位准VL时，代表：或是因为电路处于启动状态、或是因为负载电路消耗电能使输出电压Vout降低，因此隔离式电源转换器电路200必须正常操作，以提供电能予负载电路来提高输出电压Vout，此时光耦合电流Iopt较低，其所消耗功率较低；而当输出电压Vout高于电压位准VL时，代表输出电压Vout已足够，因此隔离式电源转换器电路200处于待机状态，不需进行转换操作来提供电能予负载电路，此时光耦合电流Iopt较高，其所消耗功率较高。以上对光耦合电流Iopt的安排方式，是为了可以在隔离式电源转换器电路200启动初期，使电路正常操作所致，因为光耦合器电路204的电源来自输出电压Vout，而在隔离式电源转换器电路200启动初期，输出电压Vout尚低，故在启动初期不能提供较高的光耦合电流Iopt，只能安排成：使较低的输出电压Vout对应于较低的光耦合电流Iopt、较高的输出电压对应于较高的光耦合电流Iopt，这样才能根据光耦合电流Iopt来进行回授控制，而接受电压感测讯号COMP的控制电路205也才能辨识输出电压Vout的对应状态。

有鉴于图1A现有技术的控制准确度问题、以及图2A现有技术的待机功耗问题，本发明即针对上述现有技术的不足，提出一种隔离式电源转换器电路及其控制方法，其可达成较高的控制准确度，又可以降低待机功率。