[发明专利]控制切换式电源转换器的功率开关跨压的方法及其电路

说明书

技术领域

本发明是关于切换式电源转换器(switched-mode power converter)，特别是关于控制切换式电源转换器的功率开关跨压的方法及其电路。

背景技术

切换式电源转换器，亦称为切换式电源(switched-mode power supply，SMPS)，是一种电子式的电源转换器。切换式电源转换器用以转换一输入电源并提供至一负载。一般而言，切换式电源转换器的输入电压和输出电压的电平并不相同。相较于线性式的电源转换器，切换式电源转换器可提供较高的功率转换效率及较小的电路尺寸。在具有变压器耦合(transformer-coupled)架构的切换式电源转换器中，其是通过一变压器隔离功率的输入端和输出端。其中，该变压器靠近输入电压的一边称为一次侧，另一边则称为二次侧。该变压器的一次侧包含一切换开关，其是利用脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)的方式加以控制。具有变压器耦合架构的切换式电源转换器可再分为顺向式(forward)和反驰式(fly back)的切换式电源转换器。

图1显示一种已知的反驰式切换式电源转换器。如图1所示，该切换式电源转换器100主要包含一整流器104、一变压器106、一稳压调整器108、一光耦合器110、一控制电路112和一功率开关SW1。该切换式电源转换器100连接至一交流电压源102，并通过该整流器104提供一近似直流的电压至该变压器106和该控制电路112。该控制电路112提供一脉冲宽度调制信号VOUT以控制该功率开关SW1。该变压器106即通过该功率开关SW1的开关变化由一次侧提供电源至二次侧。该稳压调整器108和该光耦合器110则用以提供该切换式电源转换器100的输出电压的反馈补偿信号V_COMP至该控制电路112。控制电路112即通过比较该反馈补偿信号V_COMP和流经该功率开关SW1的电流I_P进行其脉冲宽度调制的运算。

然而，图1的切换式电源转换器100具有以下缺点：当该切换式电源转换器100启动时，二次侧的输出电压是由接地电平开始往上升。该控制电路112的特性是使其急欲加快该变压器106转换能量的速度。据此，该反馈补偿信号V_COMP为一高电压而使得该功率开关SW1具有一较高的切换频率。

图2显示该切换式电源转换器100于启动时，该反馈补偿信号V_COMP和流经该功率开关SW1的电流I_P的关系图。如图2所示，在该功率开关SW1的第一个切换周期时，该功率开关SW1的切换频率较高，且其关闭时间较短，而使得该功率开关SW1于第二个切换周期时即进入连续模式。亦即，该变压器106的一次侧来不及放电完成即进入下一个切换周期，而使得流经该功率开关SW1的电流I_P越来越大。由于该功率开关SW1的跨压几乎正比于电流I_P，过高的电流I_P将导致该功率开关SW1的跨压过高而具有损坏的风险。

据此，业界所需要的是一种控制切换式电源转换器的功率开关跨压的方法及其电路，其可在一切换式电源转换器启动时，有效控制该切换式电源转换器的功率开关的跨压而不致导致损坏。

发明内容

本发明揭示一种控制切换式电源转换器的功率开关跨压的方法及其电路。根据本发明的一实施例的一种控制切换式电源转换器的功率开关跨压的方法，包含下列步骤：于启动一切换式电源转换器时，控制该切换式电源转换器的一功率开关的切换频率于一第一频率；以及经过一特定时间后，改变该功率开关的切换频率至一第二频率。其中，该第一频率低于该第二频率。

根据本发明的另一实施例的一种控制切换式电源转换器的功率开关跨压的方法，包含下列步骤：于启动一切换式电源转换器时，根据一第一电压信号控制该切换式电源转换器的一功率开关的切换频率；以及待该第一电压信号大于一临界值时，根据一第二电压信号控制该功率开关的切换频率。

根据本发明的一实施例的一种切换式电源转换器的控制器，包含一多工器、一时钟产生器和一脉冲宽度调制控制器。该多工器被设定以于启动时提供一低电平的输出信号，并于启动一段时间后提供一高电平的输出信号。该时钟产生器被设定以根据该多工器的输出信号提供一时钟信号。该脉冲宽度调制控制器被设定以根据该时钟信号提供一脉冲宽度调制信号。

上文已经概略地叙述本发明的技术特征，俾使下文的详细描述得以获得较佳了解。构成本发明的申请专利范围标的的其它技术特征将描述于下文。