[发明专利]切换式电源供应器及其驱动电路与控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种切换式电源供应器及其驱动电路与控制方法，特别是指一种可控制使其操作模式操作于或接近于边界导通模式(Boundary Conduction Mode，BCM)的切换式电源供应器及其驱动电路与控制方法。

背景技术

图1显示现有技术的切换式电源供应器电路图，其中PWM控制器11控制功率级12中至少一个功率晶体管以将输入电压Vin转换为输出电压Vout。功率级12可为但不限于同步或异步的降压型、升压型、反压型、或升降压型转换电路，如图2A-2H所示。回到图1，回授电路13产生与输出电压Vout相关的回授讯号并将此回授讯号输入PWM控制器11，以使PWM控制器11可控制功率级12以调节输出电压Vout或输出电流Iout至欲达到的目标。

图3显示切换式电源供应器产生两输出电压：第一输出电压Vout1与第二输出电压Vout2，并有两回授电路：第一回授电路13A及第二回授电路13B。功率级12在本图中可为但不限于同步或异步的升反压型转换电路，如图4A及4B所示。

图5A-5C显示切换式电源供应器的三种操作模式讯号波形图，其以图2D的异步升压型切换式电源供应器为例。如图5A所示，在连续导通模式(Continuous Conduction Mode，CCM)中，功率开关在电感电流I(L)降至零以前导通。如此会引起较大的开关切换损失以及较高的电磁干扰(electro-magnetic interferences，EMI)，特别是在高电压应用中。而在不连续导通模式(Discontinuous Conduction Mode，DCM)中，如图5C所示，为供应所需的功率至输出端，需要较高的峰值电流，且因而需要具有较高额定电流的功率开关，如此会造成较高的导通功率损失。

因此，在许多的应用情况中，切换式电源供应器操作于如图5B所示的边界导通模式(BCM)是最佳的模式。

有鉴于此，本发明即针对上述现有技术的不足，提出一种切换式电源供应器及其驱动电路与控制方法，以使切换式电源供应器操作于BCM。

发明内容

本发明目的之一在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种可受控操作于边界导通模式的切换式电源供应器。

本发明的另一目的在于，提出一种上述切换式电源供应器的驱动电路。

本发明的又一目的在于，提出一种上述切换式电源供应器的控制方法。

为达上述目的，就其中一个观点言，本发明提供了一种切换式电源供应器，用以将输入电压转换为输出电压，其可操作于连续导通模式(continuous conduction mode，CCM)、不连续导通模式(discontinuousconduction mode，DCM)、或两者之间的边界导通模式(boundaryconduction mode，BCM)，所述切换式电源供应器包含：功率级，其根据一脉宽调变(pulse width modulation，PWM)讯号，切换至少一个功率晶体管以将输入电压转换为输出电压；模式侦测电路，与该功率级耦接，以侦测该切换式电源供应器的操作模式，并产生一模式讯号；回授电路，根据该输出电压产生一回授讯号；控制讯号产生电路，根据该模式讯号产生一控制讯号；以及PWM控制器，根据该回授讯号产生该PWM讯号，并根据该控制讯号而调整该PWM讯号的导通时间(On-time)、关闭时间(Off-time)、或频率，以使切换式电源供应器的操作模式可趋近于BCM。上述切换式电源供应器中，当该切换式电源供应器操作于DCM时，该控制讯号减少该PWM讯号的导通时间、减少其关闭时间、或增加其频率；当该切换式电源供应器操作于CCM时，该控制讯号增加PWM讯号导通时间、增加其关闭时间、或降低其频率，以使切换式电源供应器的操作模式可操作于或接近于BCM。