[发明专利]谐振转换器以及其间歇模式控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电源供应器，特别涉及一种应用间歇式控制的谐振转换器。

背景技术

近年来，由于节能环保的目的，电源供应器朝着高效率(high efficiency)、高功率密度、高可靠性与低成本的方向发展。谐振型转换器由于具有软切换特性，且操作在最大占空比(duty cycle)的状态，因而在满载时效率很高，并受到很多人的青睐。然而，谐振型转换器在轻载时效率并不理想。

为了克服此问题，已知技术是将谐振型转换器操作在一间歇式工作模式(Burst Mode)，藉以降低单位时间内的切换次数与总体损耗，使得效率能够提升。举例而言，如图1中所示，在间歇式工作模式中，当误差放大信号Vea等于或高于滞回比较电路的上限值Vref2时，压频转换器会被致能而用以产生振荡信号，使得半桥开关电路根据控制信号(LVG与HVG)进行切换。相反地，当误差放大信号Vea低于滞回比较电路的下限值Vref1时，压频转换器会被禁能而停止产生的振荡信号，使得半桥开关电路无驱动信号。

然而，间歇式工作模式控制仍具有些许不足之处。举例而言，由于误差放大信号Vea会在滞回比较电路之上、下限值Vref2与Vref1之间波动，且误差放大信号Vea与振荡信号的频率fosc成反比，所以在单次间歇模式工作周期(Burst Mode Working Period；BMWP)中，振荡信号的频率fosc会随着误差放大信号Vea由高变低而由低变高。此外，在单次间歇模式工作周期BMWP内的前几个驱动脉冲周期中，由于谐振网络阻抗降低所以会产生一个很大的谐振电流(意即谐振电流不平衡)，因而引发大的输出电压波纹、音频噪音以及最佳工作点变动(激磁电感电流磁偏以及无法零电压切换)…等问题。

发明内容

基于以上的考量，需要一种可降低输出电压波纹与音频噪音并提升效率的间歇式控制方式以及应用此控制方式的谐振转换器。

有鉴于此，本发明提供一种谐振转换器，包括一方波产生器、一谐振电路、一输出整流电路以及一控制器。方波产生器用以提供一方波电压，谐振电路用以根据方波电压进行谐振，而输出整流电路用以根据谐振电路的谐振，输出一输出电压。控制器用以在一间歇模式工作周期中提供一控制信号驱动方波产生器，其中控制信号包括至少一第一脉冲组以及至少一第二脉冲组，并且第一脉冲组包括至少一第一调节脉冲，而第二脉冲组包括多个驱动脉冲。方波产生器用以根据第一调节脉冲对谐振电路的一激磁电感电流以及一谐振电容电压进行预先调整，使得谐振转换器在第二脉冲组中的每个驱动脉冲的上升沿时，激磁电感电流大抵上相等，并且谐振电容电压也大抵上相等。

本发明亦提供另一种谐振转换器，包括一方波产生器、一谐振电路、一输出整流电路以及一控制器。方波产生器用以提供一方波电压，谐振电路，用以根据方波电压进行谐振，而输出整流电路，用以根据谐振电路的谐振，输出一输出电压。控制器用以在一间歇模式中提供一控制信号驱动方波产生器，其中控制信号包括至少一第一脉冲组以及至少两个第二脉冲组，并且第一脉冲组位于两个第二脉冲组之间，且包括至少一第一调节脉冲，而第二脉冲组位于第一调节脉冲之后，且包括多个驱动脉冲。方波产生器用以根据第一调节脉冲，调整谐振电路的一激磁电感电流以及一谐振电容电压，使得谐振转换器在第二脉冲组中的每个驱动脉冲的上升沿时，激磁电感电流大抵上相等，并且谐振电容电压也大抵上相等。

本发明亦提供一谐振转换器的间歇模式控制方法，包括在一间歇模式工作周期中，提供至少一第一调节脉冲，用以对一谐振电路的一激磁电感电流以及一谐振电容电压进行预先调整，并且于上述第一调节脉冲之后，提供至少一脉冲序列，用以间歇式地导通一方波产生器中的多个开关元件。脉冲序列包括多个驱动脉冲，且第一调节脉冲用以调整谐振电路的激磁电感电流以及谐振电容电压，使得谐振转换器在脉冲序列中的每个驱动脉冲的上升沿时，激磁电感电流大抵上相等，并且谐振电容电压也大抵上相等。

附图说明

图1为已知谐振转换器于间歇模式时的工作波形示意图。

图2为本发明的谐振转换器的一电路示意图。

图3为本发明的谐振转换器的一实施例。

图4为谐振转换器的主电路于间歇模式时的工作波形示意图。

图5为间歇工作模式的实施方式。

图6为谐振转换器的另一实施例。

图7为谐振转换器操作于间歇模式时的工作波形示意图。

图8为谐振转换器操作于间歇模式时的另一工作波形示意图。

图9为谐振转换器操作于间歇模式时的另一工作波形示意图。

【主要元件符号说明】