以反馳式架構(gòu)為基礎(chǔ)的電源轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種電源轉(zhuǎn)換技術(shù)，且特別是有關(guān)于一種以反馳式架構(gòu)為基礎(chǔ)(flyback-based)的電源轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電源轉(zhuǎn)換裝置(power convers1n apparatus)主要的用途是將電力公司所提供的高壓且低穩(wěn)定性的交流輸入電壓(AC input voltage)轉(zhuǎn)換成適合各種電子裝置(electronic device)使用的低壓且穩(wěn)定性較佳的直流輸出電壓(DC output voltage)。因此，電源轉(zhuǎn)換裝置廣泛地應(yīng)用在電腦、辦公室自動(dòng)化設(shè)備、工業(yè)控制設(shè)備以及通信設(shè)備等電子裝置中。
[0003]現(xiàn)今電源轉(zhuǎn)換裝置中的控制架構(gòu)(control structure)大多采用脈寬調(diào)制控制芯片(pulse width modulat1n control chip, PWM control chip)。而且，為了要保護(hù)電源轉(zhuǎn)換裝置免于受到過溫度(over temperature, 0T)、過電壓(over voltage, 0V)以及過電流(over current, OC)的現(xiàn)象而損毀，現(xiàn)今脈寬調(diào)制控制芯片大多會(huì)設(shè)置獨(dú)立的多只檢測引腳(detect1n pin)以各別執(zhí)行過溫度保護(hù)(OTP)的檢測以及過電壓保護(hù)(OVP)的檢測。換言之，現(xiàn)今脈寬調(diào)制控制芯片的單一只檢測引腳頂多只能對應(yīng)到一種相關(guān)的功能檢測而已，從而最終地增加脈寬調(diào)制控制芯片整體的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種以反馳式架構(gòu)(flyback-based)為基礎(chǔ)的電源轉(zhuǎn)換裝置,藉以解決先前技術(shù)所述及的問題。
[0005]本發(fā)明的電源轉(zhuǎn)換裝置包括反馳式電源轉(zhuǎn)換線路、控制芯片以及檢測輔助線路。反馳式電源轉(zhuǎn)換線路用以接收交流輸入電壓，并且反應(yīng)于脈寬調(diào)制信號而對交流輸入電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，藉以產(chǎn)生并提供直流輸出電壓?？刂菩酒罱臃瘩Y式電源轉(zhuǎn)換線路，并反應(yīng)于電源供應(yīng)需求而產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號以控制反馳式電源轉(zhuǎn)換線路的運(yùn)作，其中控制芯片具有多功能檢測引腳(mult1-funct1n detect1n pin)。檢測輔助線路稱接反馳式電源轉(zhuǎn)換線路與控制芯片的多功能檢測引腳。檢測輔助線路輔助控制芯片通過多功能檢測引腳取得關(guān)聯(lián)于直流輸出電壓的輔助電壓，藉以根據(jù)輔助電壓決定脈寬調(diào)制信號的轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)間點(diǎn)。檢測輔助線路在第一檢測階段輔助控制芯片通過多功能檢測引腳執(zhí)行過溫度保護(hù)的檢測，并在第二檢測階段輔助控制芯片通過多功能檢測引腳執(zhí)行過電壓保護(hù)的檢測。
[0006]在本發(fā)明一實(shí)施例中，控制芯片在脈寬調(diào)制信號的使能期間內(nèi)進(jìn)入第一檢測階段，并且在脈寬調(diào)制信號的禁能期間內(nèi)進(jìn)入第二檢測階段。
[0007]在本發(fā)明一實(shí)施例中，控制芯片在脈寬調(diào)制信號的第一周期的禁能期間內(nèi)進(jìn)入第一檢測階段，并且在脈寬調(diào)制信號的第二周期的禁能期間內(nèi)進(jìn)入第二檢測階段。
[0008]在本發(fā)明一實(shí)施例中，控制芯片包括控制主體、過溫度保護(hù)單元、過電壓保護(hù)單元以及谷值電壓(valley voltage)檢測單元。控制主體用以作為控制芯片的運(yùn)作核心，并且反應(yīng)于電源供應(yīng)需求而產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號。過溫度保護(hù)單元耦接控制主體，用以在第一檢測階段執(zhí)行過溫度保護(hù)的檢測，并且據(jù)以提供第一檢測結(jié)果給控制主體，其中控制主體反應(yīng)于第一檢測結(jié)果而決定是否啟動(dòng)過溫度保護(hù)機(jī)制。過電壓保護(hù)單元耦接控制主體，用以在第二檢測階段執(zhí)行過電壓保護(hù)的檢測，并且據(jù)以提供第二檢測結(jié)果給控制主體，其中控制主體還反應(yīng)于第二檢測結(jié)果而決定是否啟動(dòng)過電壓保護(hù)機(jī)制。谷值電壓(valleyvoltage)檢測單元耦接控制主體，用以從檢測輔助線路獲取輔助電壓，并據(jù)以提供第三檢測結(jié)果，其中控制主體還反應(yīng)于第三檢測結(jié)果而決定是否使能脈寬調(diào)制信號。
[0009]在本發(fā)明一實(shí)施例中，谷值電壓檢測單元從檢測輔助線路獲取關(guān)聯(lián)于直流輸出電壓的輔助電壓，比較輔助電壓與參考谷值電壓，并且據(jù)以產(chǎn)生第三檢測結(jié)果。當(dāng)輔助電壓大于等于參考谷值電壓時(shí)，控制主體反應(yīng)于第三檢測結(jié)果將脈寬調(diào)制信號維持在禁能電平，以及當(dāng)輔助電壓小于參考谷值電壓時(shí)，控制主體反應(yīng)于第三檢測結(jié)果將脈寬調(diào)制信號從禁能電平調(diào)整至使能電平。
[0010]在本發(fā)明一實(shí)施例中，當(dāng)過溫度保護(hù)單元執(zhí)行過溫度保護(hù)的檢測時(shí)，過溫度保護(hù)單元提供檢測電流，使得檢測輔助線路反應(yīng)于檢測電流產(chǎn)生關(guān)聯(lián)于環(huán)境溫度的熱敏電壓，其中過溫度保護(hù)單元比較熱敏電壓與過溫度保護(hù)參考電壓，并且據(jù)以產(chǎn)生第一檢測結(jié)果。
[0011]在本發(fā)明一實(shí)施例中，當(dāng)控制主體反應(yīng)于第一檢測結(jié)果而決定啟動(dòng)過溫度保護(hù)機(jī)制時(shí)，控制主體停止輸出脈寬調(diào)制信號，直至控制主體反應(yīng)于第一檢測結(jié)果而決定關(guān)閉過溫度保護(hù)機(jī)制為止。
[0012]在本發(fā)明一實(shí)施例中，當(dāng)過電壓保護(hù)單元執(zhí)行過電壓保護(hù)的檢測時(shí)，過電壓保護(hù)單元從檢測輔助線路獲取關(guān)聯(lián)于直流輸出電壓的輔助電壓，其中過電壓保護(hù)單元比較輔助電壓與過電壓保護(hù)參考電壓，并且據(jù)以產(chǎn)生第二檢測結(jié)果。
[0013]在本發(fā)明一實(shí)施例中，當(dāng)控制主體反應(yīng)于第二檢測結(jié)果而決定啟動(dòng)過電壓保護(hù)機(jī)制時(shí)，控制主體停止輸出脈寬調(diào)制信號，直至控制主體反應(yīng)于第二檢測結(jié)果而決定關(guān)閉過電壓保護(hù)機(jī)制為止。
[0014]在本發(fā)明一實(shí)施例中，過溫度保護(hù)單元包括檢測電流源、第一采樣開關(guān)、第一比較器以及第二采樣開關(guān)。檢測電流源用以產(chǎn)生檢測電流。第一采樣開關(guān)的第一端耦接檢測電流源的輸出端。第一采樣開關(guān)的第二端耦接多功能檢測引腳。第一采樣開關(guān)的控制端接收第一控制信號。第一比較器的正輸入端接收過溫度保護(hù)參考電壓，且第一比較器的輸出端用以輸出第一檢測結(jié)果。第二采樣開關(guān)的第一端耦接第一采樣開關(guān)的第二端與多功能檢測引腳。第二采樣開關(guān)的第二端耦接第一比較器的負(fù)輸入端。第二采樣開關(guān)的控制端接收第一控制信號。
[0015]在本發(fā)明一實(shí)施例中，過電壓保護(hù)單元包括第三采樣開關(guān)以及第二比較器。第三采樣開關(guān)的第一端耦接多功能檢測引腳。第三采樣開關(guān)的控制端接收第二控制信號。第二比較器的正輸入端耦接第三采樣開關(guān)的第二端。第二比較器的負(fù)輸入端接收過電壓保護(hù)參考電壓。第二比較器的輸出端用以輸出第二檢測結(jié)果。
[0016]在本發(fā)明一實(shí)施例中，脈寬調(diào)制信號、第一控制信號以及第二控制信號具有相同的周期，并且第一與第二控制信號互為反相。
[0017]在本發(fā)明一實(shí)施例中，谷值電壓檢測單元包括第三比較器。第三比較器，其正輸入端接收參考谷值電壓，其負(fù)輸入端耦接多功能檢測引腳，且其輸出端用以輸出第三檢測結(jié)果O
[0018]在本發(fā)明一實(shí)施例中，過溫度保護(hù)單元包括檢測電流源、第一采樣開關(guān)以及采樣及保持電路。檢測電流源用以產(chǎn)生檢測電流。第一采樣開關(guān)的第一端耦接檢測電流源的輸出端。第一采樣開關(guān)的第二端耦接多功能檢測引腳。第一采樣開關(guān)的控制端接收第一控制信號。第一比較器的正輸入端接收過溫度保護(hù)參考電壓，且第一比較器的輸出端用以輸出第一檢測結(jié)果。采樣及保持電路耦接在多功能檢測引腳與第一比較器的負(fù)輸入端之間，其中采樣及保持電路依據(jù)第一與第二控制信號對多功能檢測引腳上的電壓進(jìn)行采樣及保持，藉以作為第一比較器的比較依據(jù)。
[0019]在本發(fā)明一實(shí)施例中，過電壓保護(hù)單元包括第二采樣開關(guān)以及第二比較器。第二采樣開關(guān)的第一端耦接多功能檢測引腳。第二采樣開關(guān)的控制端接收第二控制信號。第二比較器的正輸入端耦接第二采樣開關(guān)的第二端。第二比較器的負(fù)輸入端接收過電壓保護(hù)參考電壓。第二比較器的輸出端用以輸出第二檢測結(jié)果。
[0020]在本發(fā)明一實(shí)施例中，第一與第二控制信號的周期為脈寬調(diào)制信號的周期的兩倍。
[0021]在本發(fā)明一實(shí)施例中，反馳式電源轉(zhuǎn)換線路包括整流電路、變壓器、功率開關(guān)、第一二極管以及第一電容。整流電路接收交流輸入電壓。變壓器具有主線圈、次線圈與輔助線圈。主線圈的同名端耦接整流電路以接收整流后的交流輸入電壓，并且次線圈與輔助線圈的同名端耦接接地端。功率開關(guān)的第一端耦接主線圈的異名端。功率開關(guān)的第二端耦接接地端。功率開關(guān)的控制端耦接控制主體以接收脈寬調(diào)制信號。第一二極管的陽極耦接次線圈的異名端，且第一二極管的陰極輸出直流輸出電壓。第一電容耦接于第一二極管的陰極與接地端之間。
[0022]在本發(fā)明一實(shí)施例中，控制芯片還具有電源引腳。反馳式電源轉(zhuǎn)換線路還包括第一電阻、第二二極管以及第二電容。第一電阻耦接在整流電路的輸入端與電源引腳之間。第二二極管的陽極耦接輔助線圈的異名端。第二二極管的陰極耦接電源引腳。第二電容的第一端耦接電源引腳，且第二電容的第二端耦接接地端。
[0023]在本發(fā)明一實(shí)施例中，檢測輔助線路包括第三二極管、第二電阻、第三電阻以及熱敏電阻。第三二極管的陽極耦接輔助線圈的異名端。第二電阻的第一端耦接第二二極管的陰極。第三電阻的第一端耦接第二電阻的第二端，且第三電阻的第二端耦接接地端。
[0024]基于上述，本發(fā)明實(shí)施例提出一種電源轉(zhuǎn)換裝置，其可通過共用同一只多功能檢測引腳的配置方式，令控制芯片可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種不同的控制及檢測保護(hù)功能。如此一來，控制芯片的單一只多功能檢測引腳不僅可對應(yīng)到多種相關(guān)的功能檢測及控制方式，因此可一并實(shí)現(xiàn)提高電源轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換效率以及降低控制芯片整體成本的效果。
[0025]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換裝置的示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換裝置的電路架構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的控制芯片的電路架構(gòu)示意圖；
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