專(zhuān)利名稱(chēng):電源供應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明有關(guān)于一種電源供應(yīng)器,且特別是有關(guān)于一種可以間歇式供電的電源供應(yīng)器。
背景技術(shù):
一般而言,當(dāng)使用交換式電源供應(yīng)裝置(switching mode power supply)做為電子裝置的電源時(shí),通常會(huì)以一個(gè)高頻的脈沖寬度調(diào)變(pulse width modulation,PWM)信號(hào)來(lái)控制功率開(kāi)關(guān)電路,使得輸入電壓可以被適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換以供應(yīng)給電子裝置。特別是,交換式電源供應(yīng)裝置判斷電子裝置是在輕載或待機(jī)時(shí),可以改為供應(yīng)相對(duì)較低的電能(例如僅提供足以維持待機(jī)電路所需的電能),以節(jié)省電力消耗。交換式電源供應(yīng)裝置在工作電流的需求很小時(shí),一般常會(huì)通過(guò)降頻或者進(jìn)入間歇供電模式(burst mode),來(lái)提供電子裝置所需的較低電能。以直接降頻來(lái)說(shuō),當(dāng)現(xiàn)有的交換式電源供應(yīng)裝置偵測(cè)電子裝置的狀態(tài)為待機(jī)狀態(tài)時(shí),可降低脈沖寬度調(diào)變電路的切換頻率,減少功率開(kāi)關(guān)電路的切換頻率,以節(jié)省功率損耗。另一方面,以間歇供電模式來(lái)說(shuō),交換式電源供應(yīng)裝置可以在切換信號(hào)的工作頻率不變的情形下,控制脈沖寬度調(diào)變電路暫停一預(yù)設(shè)時(shí)間,當(dāng)提供給電子裝置的電能低于一下限時(shí),才重新輸出脈波,使得功率開(kāi)關(guān)電路再次提供電能給電子裝置。
換句話說(shuō),間歇供電模式是將原本的連續(xù)脈波分割成連續(xù)的脈波群組輸出,使得脈波群組的頻率低于原本脈波的頻率,以減少提供電能給電子裝置。但是,為了進(jìn)一步減少電子裝置的供電,而將脈波群組的頻率調(diào)低至音頻范圍時(shí),反而會(huì)產(chǎn)生不悅耳的噪音。由于間歇供電模式乃是業(yè)界常用的省電手段,因此業(yè)界亟需一種可以解決在間歇供電模式產(chǎn)生噪音的電源供應(yīng)器,除了可降低電源供應(yīng)器在輕載時(shí)的切換次數(shù)以避免電能損失之外,更可進(jìn)一步地達(dá)到免除噪音的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題,本發(fā)明的目的在于提供一種電源供應(yīng)器,所述電源供應(yīng)器在間歇供電模式時(shí),不僅可以將原本較高頻率的連續(xù)脈波轉(zhuǎn)換成為較低頻率的連續(xù)脈波群組,還可以在脈波群組的頻率落入音頻之前,強(qiáng)制于連續(xù)的脈波群組之間加入額外的脈波。因此,所述電源供應(yīng)器在輕載時(shí),可保持切換頻率始終高于音頻,而不生噪音的問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例提供一種電源供應(yīng)器,用以提供輸出電壓給負(fù)載。所述電源供應(yīng)器包括功率開(kāi)關(guān)電路、負(fù)載判斷電路、脈沖寬度調(diào)變電路以及控制電路。所述功率開(kāi)關(guān)電路受控于脈沖寬度調(diào)變信號(hào),用以轉(zhuǎn)換輸入電壓成為輸出電壓。負(fù)載判斷電路用以判斷負(fù)載所承載的工作電流的數(shù)值是否小于第一門(mén)限值,據(jù)以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的第一指示信號(hào)。脈沖寬度調(diào)變電路受控于第二指示信號(hào),據(jù)以產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)變信號(hào)。控制電路用以接收并轉(zhuǎn)換第一指示信號(hào)成為第二指示信號(hào),其中控制電路具有計(jì)時(shí)器,計(jì)時(shí)器累計(jì)第一指示信號(hào)位于低電壓電平的持續(xù)時(shí)間,若控制電路判斷持續(xù)時(shí)間的數(shù)值達(dá)到第二門(mén)限值,則強(qiáng)制輸出至少一電壓脈沖給脈沖寬度調(diào)變電路,而第二指示信號(hào)為電壓脈沖與第一指示信號(hào)的合成信號(hào)。于本發(fā)明一示范實(shí)施例中,當(dāng)所述負(fù)載判斷電路判斷負(fù)載所承載的工作電流的數(shù)值小于第一門(mén)限值時(shí),則對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的第一指示信號(hào)在低電壓電平與高電壓電平之間進(jìn)行周期性地切換。此外,若控制電路判斷持續(xù)時(shí)間的數(shù)值未達(dá)到第二門(mén)限值,則控制電路不產(chǎn)生電壓脈沖,而使得第二指示信號(hào)與第一指示信號(hào)相同。另一方面,當(dāng)所述負(fù)載判斷電路判斷負(fù)載所承載的工作電流的數(shù)值不小于第一門(mén)限值時(shí),則對(duì)應(yīng)產(chǎn)生保持在高電壓電平的第一指示信號(hào),并使控制電路不產(chǎn)生電壓脈沖,使得第二指示信號(hào)與第一指示信號(hào)相同。綜上所述,本發(fā)明提供的電源供應(yīng)器在間歇供電模式時(shí),可計(jì)算第一指示信號(hào)中的脈波群組時(shí)間間距,當(dāng)?shù)谝恢甘拘盘?hào)持續(xù)在低電壓電平的時(shí)間過(guò)長(zhǎng),可以強(qiáng)制于第一指示信號(hào)中加入電壓脈沖,使得提供給脈沖寬度調(diào)變電路的第二指示信號(hào)的頻率升高。因此,本發(fā)明提供的電源供應(yīng)器在輕載時(shí),可保持脈沖寬度調(diào)變電路的切換頻率始終高于音頻,而不生噪音的問(wèn)題。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂,下文特舉本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并配合所附圖式,作詳細(xì)說(shuō)明如下。
圖1所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電源供應(yīng)器的方塊圖。圖2A所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電源供應(yīng)器的電路示意圖。圖2B所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電源供應(yīng)器于間歇供電模式下的信號(hào)波形圖。圖2C所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的第一指示信號(hào)與第二指示信號(hào)的波形圖。圖3A所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的控制電路于重載時(shí)的電路示意圖。圖3B所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的控制電路于輕載時(shí)的電路示意圖。圖4所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的信號(hào)波形圖。其中,附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:1:電源供應(yīng)器10:功率開(kāi)關(guān)電路12:負(fù)載判斷電路14:脈沖寬度調(diào)變電路16:控制電路122:反饋電路124:比較電路142:鎖存器144:振蕩器146:斜率補(bǔ)償電路L:電感Dl:整流二極體
RLoad:負(fù)載ILoad:工作電流Rl、R2、Rc:電阻Cl、C2、Cc:電容compl、comp2:比較器OTA:誤差放大器Ml:晶體管Vin、Vout、Vfb、Vref、Vcomp、Vgate:電壓Vgroup、Vgroup1、Vcap、VR、fosc:電壓
具體實(shí)施例方式電源供應(yīng)器的實(shí)施例請(qǐng)參見(jiàn)圖1,圖1所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電源供應(yīng)器的方塊圖。如圖1所示,本實(shí)施例的電源供應(yīng)器I具有功率開(kāi)關(guān)電路10、負(fù)載判斷電路12、脈沖寬度調(diào)變電路14以及控制電路16。在此,功率開(kāi)關(guān)電路10分別耦接脈沖寬度調(diào)變電路14以及負(fù)載(未圖示),負(fù)載判斷電路12分別耦接負(fù)載以及控制電路16,而脈沖寬度調(diào)變電路14以及控制電路16互相連接。以下分別就電源供應(yīng)器I的各部元件做詳細(xì)的說(shuō)明。功率開(kāi)關(guān)電路10受控于脈沖寬度調(diào)變電路14產(chǎn)生的脈沖寬度調(diào)變信號(hào),用以轉(zhuǎn)換輸入電壓Vin成為輸出電壓Vout。于實(shí)際上,功率開(kāi)關(guān)電路10為一個(gè)場(chǎng)效晶體管,而脈沖寬度調(diào)變信號(hào)為場(chǎng)效晶體管的柵極信號(hào)。在此,功率開(kāi)關(guān)電路10可在脈沖寬度調(diào)變信號(hào)位于高電壓電平時(shí),將其輸入端接收的輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換成輸出端送出的輸出電壓Vout。在脈沖寬度調(diào)變信號(hào)位于低電壓電平時(shí),功率開(kāi)關(guān)電路10即可停止送出輸出電壓Vout。以實(shí)際電路上的例子來(lái)說(shuō),功率開(kāi)關(guān)電路10的輸入端可耦接于功率因數(shù)校正(power factor correction, PFC)電路的輸出端,而功率開(kāi)關(guān)電路10的輸出端在連接到負(fù)載之前,還可具有整流器、濾波器等電路元件,使得本實(shí)施例的電源供應(yīng)器I輸出給負(fù)載的電壓更穩(wěn)定。換句話說(shuō),本實(shí)施例所述的功率開(kāi)關(guān)電路10可以是一個(gè)功率級(jí)(powerstage)電路中的一個(gè)主要元件,所述功率級(jí)電路可以搭配有其他的電路元件。當(dāng)然,本發(fā)明在此并不限制功率開(kāi)關(guān)電路10的實(shí)施方式或者功率開(kāi)關(guān)電路10搭配的電路元件,于所屬技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)者可以視需要而做適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)。負(fù)載判斷電路12用以判斷負(fù)載所承載的工作電流的數(shù)值是否小于第一門(mén)限值,據(jù)以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的第一指示信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō),負(fù)載判斷電路12可通過(guò)負(fù)載所承載的工作電流判斷負(fù)載的使用狀態(tài)。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)負(fù)載在待機(jī)或者是輕載狀態(tài)時(shí),工作電流相對(duì)較小,而當(dāng)負(fù)載在重載狀態(tài)時(shí),工作電流相對(duì)較大。于實(shí)際上,第一門(mén)限值是用來(lái)輔助負(fù)載判斷電路12判斷工作電流究竟屬于大或小,使用者可以依據(jù)不同的負(fù)載自行設(shè)定合適的第一門(mén)限值,本發(fā)明在此不加以限制。此外,負(fù)載判斷電路12還可以在所述工作電流產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電壓之后,再行判斷負(fù)載所承載的工作電流對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的電壓的數(shù)值是否小于第一門(mén)限值。也就是說(shuō),所述工作電流可以經(jīng)過(guò)電阻或其他阻抗轉(zhuǎn)換成電壓的形式,負(fù)載判斷電路12再由工作電流對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的電壓,來(lái)判斷負(fù)載屬于待機(jī)或者輕載狀態(tài)。當(dāng)負(fù)載判斷電路12判斷負(fù)載在待機(jī)或輕載狀態(tài)時(shí),所輸出的第一指示信號(hào)會(huì)在低電壓電平與高電壓電平之間進(jìn)行周期性地切換,使得本實(shí)施例的電源供應(yīng)器I進(jìn)入間歇供電模式。另一方面,當(dāng)負(fù)載判斷電路12判斷負(fù)載在重載狀態(tài)時(shí),所輸出的第一指示信號(hào)則持續(xù)在高電壓電平,即不會(huì)進(jìn)入間歇供電模式。換句話說(shuō),負(fù)載判斷電路12可為一種反饋級(jí)(feedback stage)電路,其可依據(jù)負(fù)載上的工作電流判斷負(fù)載的使用狀態(tài),并即時(shí)地決定本實(shí)施例的電源供應(yīng)器I是否進(jìn)入間歇供電模式。請(qǐng)繼續(xù)參見(jiàn)圖1,脈沖寬度調(diào)變電路14受控于第二指示信號(hào),據(jù)以產(chǎn)生控制功率開(kāi)關(guān)電路10的脈沖寬度調(diào)變信號(hào)。在此,所述第二指示信號(hào)為控制電路16所輸出的,可以視為控制電路16適當(dāng)?shù)卣{(diào)整過(guò)第一指示信號(hào)而產(chǎn)生的結(jié)果。所述脈沖寬度調(diào)變信號(hào)是用來(lái)控制功率開(kāi)關(guān)電路10的導(dǎo)通與否,于所屬技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)者應(yīng)可輕易的明白脈沖寬度調(diào)變電路14的實(shí)做方式,本實(shí)施例在此不加以贅述??刂齐娐?6用以接收并轉(zhuǎn)換第一指示信號(hào)成為第二指示信號(hào)。特別是,其中控制電路可具有計(jì)時(shí)器(未繪示于圖1),所述計(jì)時(shí)器累計(jì)第一指示信號(hào)位于低電壓電平的持續(xù)時(shí)間,若控制電路16判斷持續(xù)時(shí)間的數(shù)值達(dá)到第二門(mén)限值,則強(qiáng)制輸出至少一電壓脈沖給脈沖寬度調(diào)變電路14,使得第二指示信號(hào)實(shí)際上可為電壓脈沖與第一指示信號(hào)的合成信號(hào)。于實(shí)際上,當(dāng)負(fù)載判斷電路12判斷負(fù)載是重載時(shí),負(fù)載判斷電路12所輸出的第一指示信號(hào)始終保持在高電壓電平,因此控制電路16的計(jì)時(shí)器不會(huì)啟動(dòng),也不會(huì)輸出任何的電壓脈沖給脈沖寬度調(diào)變電路14。也就是說(shuō),在負(fù)載是重載時(shí),控制電路16并未啟動(dòng)調(diào)整第一指示信號(hào)的機(jī)制,故第一指示信號(hào)與第二指示信號(hào)實(shí)際上是一樣的信號(hào)。另一方面,在負(fù)載的狀態(tài)在待機(jī)或輕載時(shí),由于負(fù)載判斷電路12所輸出的第一指示信號(hào)會(huì)在低電壓電平與高電壓電平之間進(jìn)行周期性地切換,控制電路16的計(jì)時(shí)器便會(huì)在第一指示信號(hào)為低電壓電平時(shí)啟動(dòng),而開(kāi)始計(jì)算第一指示信號(hào)位于低電壓電平的持續(xù)時(shí)間。若計(jì)時(shí)器判斷持續(xù)時(shí)間過(guò)久,則控制電路16才會(huì)輸出電壓脈沖給脈沖寬度調(diào)變電路14,并在輸出電壓脈沖后重新計(jì)算所述持續(xù)時(shí)間。請(qǐng)注意,本實(shí)施例的計(jì)時(shí)器并不是在啟動(dòng)之后一定會(huì)促使控制電路16產(chǎn)生電壓脈沖。在此,若所述持續(xù)時(shí)間的數(shù)值未達(dá)到第二門(mén)限值,而第一指示信號(hào)即切換回高電壓電平時(shí),計(jì)時(shí)器便會(huì)結(jié)束這次的計(jì)算并將所述持續(xù)時(shí)間歸零,待下一次第一指示信號(hào)位于低電壓電平時(shí),再次計(jì)算新的持續(xù)時(shí)間。以實(shí)際例子來(lái)說(shuō),當(dāng)所述持續(xù)時(shí)間的單位是微秒的時(shí)候,所述第二門(mén)限值可以被對(duì)應(yīng)在40到60之間。也就是說(shuō),當(dāng)持續(xù)時(shí)間達(dá)到40微秒(μ s)到60微秒之間時(shí),控制電路16便強(qiáng)制輸出電壓脈沖給脈沖寬度調(diào)變電路14。特別是,持續(xù)時(shí)間達(dá)到恰好50微秒(也就是所述第二門(mén)限值對(duì)應(yīng)在50)時(shí),控制電路16便強(qiáng)制輸出電壓脈沖給脈沖寬度調(diào)變電路14。舉例來(lái)說(shuō),由于正常人可以聽(tīng)見(jiàn)大約在20到20000赫茲范圍內(nèi)的頻率,若所述持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于50微秒時(shí),則此信號(hào)的頻率將會(huì)落入20000赫茲之內(nèi),因而產(chǎn)生可被聽(tīng)到的噪音。然而,本實(shí)施例的控制電路16可在所述持續(xù)時(shí)間恰好達(dá)到50微秒時(shí),即時(shí)產(chǎn)生電壓脈沖,相當(dāng)于將信號(hào)頻率擋在20000赫茲左右,不使其向下落入人的聽(tīng)覺(jué)頻率中,顯見(jiàn)本實(shí)施例的電源供應(yīng)器I有防止噪音的功效。當(dāng)然,由于每個(gè)人的聽(tīng)覺(jué)頻率上限并不是固定數(shù)值(例如有些人可以聽(tīng)到的頻率上限較高,而有些人較低),因此本實(shí)施例并不限定第二門(mén)限值僅對(duì)應(yīng)到50微秒,而是可以選自一個(gè)區(qū)間范圍(例如40微秒到60微秒之間)中的數(shù)值。于所屬技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)者可以視需要而適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)第二門(mén)限值的數(shù)值。
為了更詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容,請(qǐng)繼續(xù)參見(jiàn)圖2A、圖2B與圖2C。圖2A所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電源供應(yīng)器的電路示意圖,圖2B說(shuō)明間歇供電模式下的信號(hào)波形,而圖2C所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的第一指示信號(hào)與第二指示信號(hào)的波形圖。請(qǐng)注意,雖然本發(fā)明示出了如圖2A所示的電路圖,但圖2A只是用以作為一實(shí)施的方式,并不代表本發(fā)明所有電路結(jié)構(gòu)僅限制在圖2A的內(nèi)容。如圖所不,功率開(kāi)關(guān)電路10可以通過(guò)一電感L自iu級(jí)電路(例如功率因數(shù)校正電路)接收輸入電壓Vin后,再經(jīng)由整流二極體Dl與電容Cl耦接負(fù)載RLoad,使得負(fù)載接收輸出電壓Vout且具有工作電流ILoad。由圖2A可知,負(fù)載判斷電路12還可具有反饋電路122以及比較電路124。于所述反饋電路122中,主要是利用電阻Rl與R2感測(cè)負(fù)載的使用狀態(tài),接著感測(cè)結(jié)果Vfb饋入誤差放大器OTA與一參考電壓值Vref做比較,誤差放大器OTA產(chǎn)生的輸出結(jié)果為電壓Vcomp。此外,補(bǔ)償電路(包含電阻Re與電容Ce)可耦接在誤差放大器OTA的輸出端,使得誤差放大器OTA輸出的電壓Vcomp可饋入比較電路124與對(duì)應(yīng)指示第一門(mén)限值的電壓Vburst做比較。于實(shí)際上,當(dāng)負(fù)載RLoad的工作電流ILoad較大時(shí),對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的電壓Vcomp較高,在已取得適當(dāng)?shù)膶?duì)應(yīng)指示第一門(mén)限值的電壓Vburst的情況下,即可判斷電壓Vcomp大于(或不小于)電壓Vburst,也就是負(fù)載處在重載狀態(tài)。此時(shí),比較電路124輸出的比較結(jié)果(也就是第一指示信號(hào)Vgroup)可持續(xù)在高電壓電平。相反的,當(dāng)負(fù)載RLoad的工作電流ILoad較小時(shí),對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的電壓Vcomp較低,在已取得適當(dāng)?shù)碾妷篤burst的情況下,即可判斷電壓Vcomp小于電壓Vburst,也就是負(fù)載處在輕載狀態(tài)。此時(shí),第一指示信號(hào)Vgroup便會(huì)在低電壓電平與高電壓電平的間進(jìn)行周期性地切換,而進(jìn)入間歇供電模式。請(qǐng)繼續(xù)參見(jiàn)圖2A,脈沖寬度調(diào)變電路14至少具有一鎖存器142與一振蕩器144,振蕩器144耦接控制電路16,鎖存器142耦接于振蕩器144與功率開(kāi)關(guān)電路10之間,振蕩器144用以接收并轉(zhuǎn)換第二指示信號(hào)Vgroupl成振蕩信號(hào)fosc,而鎖存器142至少根據(jù)振蕩信號(hào)144產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)變信號(hào)Vgate以控制功率開(kāi)關(guān)電路10。在此,脈沖寬度調(diào)變電路14又可以包括斜率補(bǔ)償電路146以及比較器comp2等元件,而與傳統(tǒng)的脈沖寬度調(diào)變電路不同之處在于,所述振蕩信號(hào)fosc還可反饋至控制電路16控制電壓脈沖的產(chǎn)生過(guò)程。請(qǐng)一并參見(jiàn)圖2A與圖2B,圖2B所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電源供應(yīng)器于間歇供電模式下的信號(hào)波形圖。在此,圖2A中所示的比較器compl于實(shí)際上可以是一遲滯比較器,而電壓Vburst實(shí)際上可以是一個(gè)數(shù)值或是一個(gè)范圍,其中所述范圍的下限以電壓Vburst-表示,且所述范圍的上限以電壓Vburst+表示。當(dāng)負(fù)載RLoad的工作電流ILoad變小時(shí),誤差放大器輸出電壓Vcomp會(huì)隨著工作電流ILoad變低。假使電壓Vcomp小于電壓Vburst-,則比較器compl輸出的第一指示信號(hào)Vgroup會(huì)從高電壓電平變成低電壓電平,并使得脈沖寬度調(diào)變信號(hào)Vgate停止切換。當(dāng)Vgate停止切換時(shí),Vout電壓會(huì)慢慢下降,Vfb就會(huì)降低,誤差放大器的輸出電壓Vcomp上升,假使Vcomp電壓上升大于Vburst+,比較器comp I輸出Vgroup會(huì)從低電壓電平變成高電壓電平,脈沖寬度調(diào)變信號(hào)Vgate開(kāi)始切換。當(dāng)Vgate持續(xù)切換,Vout電壓會(huì)慢慢上升,Vfb就會(huì)上升,誤差放大器的輸出電壓Vcomp下降,等到Vcomp小于電壓Vburst-,則比較器compl輸出的第一指示信號(hào)Vgroup會(huì)從高電壓電平變成低電壓電平。這個(gè)過(guò)程反復(fù)持續(xù)下去,使得Vgroup在低電壓電平和高電壓電平之間切換。
從圖2C來(lái)看,由于第一指示信號(hào)Vgroup會(huì)在低電壓電平與高電壓電平之間進(jìn)行周期性地切換,控制電路16中的計(jì)時(shí)器主要是用來(lái)偵測(cè)第一指示信號(hào)Vgroup在低電壓電平的持續(xù)時(shí)間Tl,當(dāng)持續(xù)時(shí)間Tl未達(dá)到第二門(mén)限值時(shí),控制電路16是不會(huì)動(dòng)作的。然而,如果負(fù)載RLoad的工作電流ILoad太小,第一指示信號(hào)Vgroup會(huì)在低電壓準(zhǔn)位維持較久的時(shí)間,一旦持續(xù)時(shí)間Tl過(guò)長(zhǎng),將會(huì)使得脈沖寬度調(diào)變信號(hào)Vgate進(jìn)入音頻產(chǎn)生噪音。換句話說(shuō),若持續(xù)時(shí)間Tl超過(guò)了第二門(mén)限值的時(shí)間T2的界限時(shí),控制電路16便會(huì)在第一指示信號(hào)Vgroup中強(qiáng)制加入電壓脈沖,使得控制電路16輸出的第二指示信號(hào)Vgroupl,與原本的第一指示信號(hào)Vgroup略有不同。本發(fā)明在此不限制電壓脈沖的數(shù)量,于所屬技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)者可以自行設(shè)定。針對(duì)控制電路16的部分,為了使所屬技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)者更清楚明了其一種實(shí)施的例子,請(qǐng)繼續(xù)參見(jiàn)圖3A與圖3B。圖3A所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的控制電路于重載時(shí)的電路示意圖,而圖3B所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的控制電路于輕載時(shí)的電路示意圖。如圖3A所示,當(dāng)電壓Vcomp大于(或不小于)第一門(mén)限值Vburst時(shí),第一指示信號(hào)Vgroup會(huì)保持在高電壓電平(在此以I表示)。此時(shí),由于計(jì)時(shí)器162中的晶體管Ml導(dǎo)通,使得電容C2不處在充電狀態(tài)(即電壓Vcap無(wú)法提高),而電壓Vcap小于計(jì)時(shí)電壓VR0因此,于所屬技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)者可看出第二指示信號(hào)Vgroupl與第一指示信號(hào)Vgroup并無(wú)不同,實(shí)質(zhì)上都是保持在高電壓電平。另一方面,如圖3B所示,當(dāng)電壓Vcomp小于第一門(mén)限值Vburst時(shí),第一指示信號(hào)Vgroup 一開(kāi)始是會(huì)保持在低電壓電平(在此以O(shè)表示),同時(shí)振蕩信號(hào)fosc初始也應(yīng)在低電壓電平。此時(shí),由于計(jì)時(shí)器162中的晶體管Ml截止,使得電流源對(duì)電容C2持續(xù)充電,進(jìn)而讓電壓Vcap提高。在此,由于電流源的電流值以及電容C2的電容值是使用者可以預(yù)先設(shè)計(jì)的,當(dāng)然可以計(jì)算推估電壓Vcap達(dá)到計(jì)時(shí)電壓VR的時(shí)間。如前所述,電壓Vcap達(dá)到計(jì)時(shí)電壓VR的時(shí)間應(yīng)被設(shè)定約莫在50微秒左右。于所屬技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)者可知,電壓Vcap達(dá)到計(jì)時(shí)電壓VR的時(shí)間并不僅僅與計(jì)時(shí)電壓VR的大小有關(guān),還與電流源的電流值以及電容C2的電容值相關(guān)。本發(fā)明在此并不限制使用者應(yīng)調(diào)整計(jì)時(shí)電壓VR的大小、電流源的電流值或是電容C2的電容值,只要計(jì)時(shí)器162在50微秒左右可以被觸發(fā)一次,即符合本發(fā)明所稱(chēng)的計(jì)時(shí)器162的精神。當(dāng)然,本發(fā)明同樣不限制計(jì)時(shí)器162的實(shí)施方式,圖3A與圖3B僅僅做為一個(gè)可能的例子,而不是用以限制本案的權(quán)利范圍。承接上述,當(dāng)電壓Vcap達(dá)到計(jì)時(shí)電壓VR后,計(jì)時(shí)器162的輸出電壓便會(huì)被切換成高電壓電平(也就是O變成I),而控制電路16的鎖存器的R(reset)便會(huì)被觸發(fā),使得原本在低電壓電平的第二指示信號(hào)Vgroupl被切換成高電壓電平。然而,當(dāng)圖2A中的振蕩器144接收了高電壓電平的第二指示信號(hào)Vgroupl后,便會(huì)對(duì)應(yīng)開(kāi)始產(chǎn)生振蕩信號(hào)fosc。因此回到圖3B,當(dāng)振蕩信號(hào)fosc變成高電壓電平后,晶體管Ml再次被導(dǎo)通,使得電容C2停止充電狀態(tài)(即電壓Vcap釋放歸零),進(jìn)而使第二指示信號(hào)Vgroupl轉(zhuǎn)回低電壓電平并停止振蕩信號(hào)fosc,也就是重新進(jìn)入下一個(gè)持續(xù)時(shí)間的計(jì)算過(guò)程。從信號(hào)的角度來(lái)說(shuō),請(qǐng)參見(jiàn)圖4,圖4所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的信號(hào)波形圖。由圖4可看出,當(dāng)電壓Vcomp仍高于第一門(mén)限值Vburst時(shí),第一指示信號(hào)Vgroup與第二指示信號(hào)Vgroupl并無(wú)差異。當(dāng)電壓Vcomp小于第一門(mén)限值Vburst時(shí),電壓Vcap便開(kāi)始逐漸升高,待電壓Vcap達(dá)到計(jì)時(shí)電壓VR時(shí),控制電路16觸發(fā)了一個(gè)電壓脈沖。由此,使得第二指示信號(hào)Vgroupl的頻率向上提升,避免第二指示信號(hào)Vgroupl控制的脈沖寬度調(diào)變電路14產(chǎn)生落入音頻的脈沖寬度調(diào)變信號(hào)Vgate。另外,從圖4中也可看出,控制電路16輸出的第二指示信號(hào)Vgroupl相當(dāng)于在第一指示信號(hào)Vgroup中加入一個(gè)電壓脈沖,也就是第二指示信號(hào)Vgroupl相當(dāng)于電壓脈沖與第一指示信號(hào)Vgroup的合成信號(hào)。綜上所述,本發(fā)明實(shí)施例提供的電源供應(yīng)器在間歇供電模式時(shí),可計(jì)算第一指示信號(hào)在低電壓電平的時(shí)間,當(dāng)?shù)谝恢甘拘盘?hào)持續(xù)在低電壓電平的時(shí)間過(guò)長(zhǎng),可以先將控制電路輸出的第二指示信號(hào)強(qiáng)制切換成高電壓電平,再切換回低電壓電平。相當(dāng)于強(qiáng)制輸出一個(gè)電壓脈沖,使得提供給脈沖寬度調(diào)變電路的第二指示信號(hào)的頻率升高。因此,本發(fā)明提供的電源供應(yīng)器在輕載時(shí),可保持脈沖寬度調(diào)變電路的切換頻率始終高于音頻,而不生噪音的問(wèn)題。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例,其并非用以局限本發(fā)明的專(zhuān)利范圍。
權(quán)利要求
1.一種電源供應(yīng)器,用以提供一輸出電壓給一負(fù)載,該電源供應(yīng)器包括: 一功率開(kāi)關(guān)電路,受控于一脈沖寬度調(diào)變信號(hào),用以轉(zhuǎn)換一輸入電壓成為該輸出電壓; 一負(fù)載判斷電路,耦接該負(fù)載,用以判斷該負(fù)載所承載的一工作電流的數(shù)值是否小于一第一門(mén)限值,據(jù)以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的一第一指示信號(hào); 一脈沖寬度調(diào)變電路,耦接該功率開(kāi)關(guān)電路,受控于一第二指示信號(hào),據(jù)以產(chǎn)生該脈沖寬度調(diào)變信號(hào);以及 一控制電路,耦接于該負(fù)載判斷電路與該脈沖寬度調(diào)變電路之間,用以接收并轉(zhuǎn)換該第一指示信號(hào)成為該第二指示信號(hào); 其中該控制電路具有一計(jì)時(shí)器,該計(jì)時(shí)器累計(jì)該第一指示信號(hào)位于低電壓電平的一持續(xù)時(shí)間,若該控制電路判斷該持續(xù)時(shí)間的數(shù)值達(dá)到一第二門(mén)限值,則強(qiáng)制輸出至少一電壓脈沖給該脈沖寬度調(diào)變電路,而該第二指示信號(hào)為該電壓脈沖與該第一指示信號(hào)的合成信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的電源供應(yīng)器,其中當(dāng)該負(fù)載判斷電路判斷該負(fù)載所承載的該工作電流的數(shù)值小于該第一門(mén)限值時(shí),則對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的該第一指示信號(hào)在低電壓電平與高電壓電平之間進(jìn)行周期性地切換。
3.如權(quán)利要求2所述的電源供應(yīng)器,其中若該控制電路判斷該持續(xù)時(shí)間的數(shù)值未達(dá)到該第二門(mén)限值,則該控制電路不產(chǎn)生該電壓脈沖,使得該第二指示信號(hào)與該第一指示信號(hào)相同。
4.如權(quán)利要求1所述的電源供應(yīng)器,其中當(dāng)該負(fù)載判斷電路判斷該負(fù)載所承載的該工作電流的數(shù)值不小于該第一門(mén)限值時(shí),則對(duì)應(yīng)產(chǎn)生保持在高電壓電平的該第一指示信號(hào),并使該控制電路不產(chǎn)生該電壓脈沖,使得該第二指示信號(hào)與該第一指示信號(hào)相同。
5.如權(quán)利要求1所述的電源供應(yīng)器,其中該脈沖寬度調(diào)變電路至少具有一鎖存器與一振蕩器,該振蕩器耦接該控制電路,該鎖存器耦接于該振蕩器與該功率開(kāi)關(guān)電路之間,該振蕩器用以接收并轉(zhuǎn)換該第二指示信號(hào)成一振蕩信號(hào),而該鎖存器至少根據(jù)該振蕩信號(hào)以產(chǎn)生該脈沖寬度調(diào)變信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的電源供應(yīng)器,其中于該持續(xù)時(shí)間的數(shù)值等于該第二門(mén)限值時(shí),該控制電路先將該第一指示信號(hào)提高成高電壓電平,若該控制電路偵測(cè)到該振蕩器已產(chǎn)生該振蕩信號(hào),則該控制電路再將該第一指示信號(hào)拉回低電壓電平,以形成該電壓脈沖。
7.如權(quán)利要求1所述的電源供應(yīng)器,其中該持續(xù)時(shí)間達(dá)到40微秒至60微秒的范圍時(shí),該控制電路即強(qiáng)制輸出該電壓脈沖給該脈沖寬度調(diào)變電路。
8.如權(quán)利要求7所述的電源供應(yīng)器,其中該持續(xù)時(shí)間達(dá)到50微秒時(shí),該控制電路即強(qiáng)制輸出該電壓脈沖給該脈沖寬度調(diào)變電路。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電源供應(yīng)器,包括功率開(kāi)關(guān)電路、負(fù)載判斷電路、脈沖寬度調(diào)變電路以及控制電路。負(fù)載判斷電路判斷負(fù)載所承載的工作電流的數(shù)值是否小于第一門(mén)限值,以產(chǎn)生第一指示信號(hào)。脈沖寬度調(diào)變電路受控于第二指示信號(hào),以產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)變信號(hào)以驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)電路??刂齐娐肪哂杏?jì)時(shí)器,計(jì)時(shí)器累計(jì)第一指示信號(hào)位于低電壓電平的持續(xù)時(shí)間,若控制電路判斷持續(xù)時(shí)間的數(shù)值達(dá)到第二門(mén)限值,則輸出至少一電壓脈沖給脈沖寬度調(diào)變電路,而控制電路輸出的第二指示信號(hào)為電壓脈沖與第一指示信號(hào)的合成信號(hào)。由此本發(fā)明解決了輕載時(shí)產(chǎn)生噪音的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H02M5/293GK103138593SQ201110396548
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者李銘富, 李俊欣, 任永星, 林冠佑, 張偉勛 申請(qǐng)人:盛群半導(dǎo)體股份有限公司