[发明专利]固定导通时间切换式转换装置

说明书

本发明揭露了一种固定导通时间切换式转换装置，其包含一变压器，此变压器具有一次侧与二次侧，一次侧连接一电子开关，二次侧连接一负载与一处理器。处理器通过至少一耦合元件连接位于一次侧的一驱动器，以藉此连接电子开关。处理器接收负载上的一输出电压或一输出电流，以据此产生一控制讯号。驱动器通过耦合元件接收控制讯号，并据此切换电子开关，以控制变压器调节输出电压与输出电流，其中电子开关的开关状态的时间长度受控制讯号的负缘提升至正缘的时间点及正缘下降至负缘的时间点所决定，以达到高速负载暂态响应。

技术领域

本发明关于一种切换式转换装置，且特别关于一种固定导通时间(constant on-time，COT)切换式转换装置。

背景技术

近年来随着科技的进步，具有各式各样不同功能的电子产品已逐渐被研发出来，这些具有各式各样不同功能的电子产品不但满足了人们的各种不同需求，更融入每个人的日常生活，使得人们生活更为便利。这些各式各样不同功能的电子产品是由各种电子元件所组成，而每一个电子元件所需的电源电压不尽相同，因此，现今的供电系统提供的交流电源并不适合直接提供给电子产品使用。为了提供适当的电压给每一个电子元件使其正常运作，这些电子产品需要藉由电源转换电路将交流电源，例如一般的市电，转换为适当的电压给每一个电子元件使用。

传统的交流转直流的电源转换器(AC/DC Converter)是采用隔离式分压的设计，将交流电源与整流器耦合之后，再利用外部变压器将高电压的交流电源转换为低电压的直流电源，用以提供低电压的直流电源器件使用。如图1所示，传统的电源转换器包含一变压器10，其一次侧连接一电子开关12，二次侧连接一负载14、一输出电容15与一分压器16，分压器16连接一处理器18。处理器18通过一光耦合器20连接一控制器22，此控制器22连接电子开关12，以控制其开关状态。当负载14上有负载电压及负载电流时，分压器16可以撷取负载电压中的分压，并将其传送给处理器18。处理器18依据此分压产生一类比讯号或称模拟讯号，并将其通过光耦合器20由二次侧传送给位于一次侧的控制器22，使控制器22能根据此类比讯号来切换电子开关12。由于此处理器18由TL431与补偿电路所组成，所以处理器18以零点与极点之补偿方式负责对整个电源转换器进行回路增益与频宽的补偿，以降低负载电压中的涟波讯号，使整个系统稳定。然而，由于控制器22位于一次侧，无法直接侦测负载电压，且TL431与补偿电路亦无法实时将负载电压中的信号传到控制器22，反而会使负载电压中的信号延迟变形，甚至变慢后，才传至控制器22，造成控制器22也无法实时因应负载电压中的涟波讯号，改变电子开关12的切换方式，进而迅速稳定负载电压。再者，连接于二次侧的一二极管24是作为同步整流器，但此在连续电流模式(CCM)并不容易控制。

因此，本发明在针对上述的困扰，提出一种固定导通时间(constant on-time，COT)切换式转换装置，以解决现有技术中所产生的问题。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种固定导通时间(constant on-time，COT)切换式转换装置，其是基于变压器的二次侧安装能直接侦测输出电压或输出电流的处理器，并实时通过耦合元件将输出电压或输出电流中的信号，传送至一次侧，以利用二次侧之信号决定位于变压器的一次侧的电子开关的导通与关闭的时间，进而调节输出电压或输出电流，在不需要采用补偿电路的前提下，达到高速负载暂态响应。

本发明的次要目的，在于提供一种固定导通时间切换式转换装置，其是将耦合元件以电场、磁场、压电材质或光作为媒介，将输出电压或输出电流中的信号从二次侧传送至一次侧，且不采任何编码或解码技术，使变压器的二次侧独立地调节输出电压与输出电流。

本发明的再一目的，在于提供一种固定导通时间切换式转换装置，其是分别将控制器与驱动器形成于一晶片单元中，再将两个晶片单元与耦合元件整合于一封装结构中，以达到体积微小化，同时降低占有印刷电路板的面积，与物料清单(BOM)成本。