[发明专利]电源控制器、电源供应器以及相关的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及开关式电源供应器，特别是涉及开关频率会随周遭环境改变的开关式电源供应器。

背景技术

电源供应器为大多电子产品所必备的一种电子装置，用来将电池或是市电的输入电源，转换成电子产品所需要的特别规格的输出电源。而随着科技技术的演进，电源供应器的转换效率也不断的被要求到更好的境界。转换效率定义为输出电源的输出功率对输入电源的输入功率的比值。

举例来说，图1中的表格显示对于电源供应器的转换效率要求，其中，第一行为电源供应器的额定输出功率，第二行为美国能源部(Department of Energy，DoE)所公布的2013年新的转换效率要求，第三行为当前国际能源效率标示协议书(International Efficiency Marking Protocol)的第五级(level V)的转换效率要求，第四行为第二行与第三行之间差异。从图1中的第四行可以看出，未来将要实行的DoE2013年新的转换效率要求，针对额定输出功率为3瓦到5瓦之间小瓦特数的电源供应器的转换效率，有比较大的改善要求。

为了要达到严格的转换效率要求，开关式电源供应器往往为小瓦特数的电源供应器最佳选择的其中之一。图2显示现有技术中的一开关式电源供应器10，其采用返驰式(flyback topology)。桥式整流器12的一输入端口(input port)输入连接到交流电的市电，在输出端口产生输入电源V_LINE与接地线。变压器14有三个绕组：主绕组PRM、次绕组SEC、以及辅助绕组AUX。电源控制器16利用切换功率开关18，来控制变压器14的储能与释能。当功率开关18短路时，输入电源V_LINE使变压器14增加电能。当功率开关18开路时，变压器14释能，来建立输出电源V_OUT以及操作电源V_CC。在图2中，电源控制器16为初级侧控制(primary side control，PSR)，其通过回馈端FB与辅助绕组AUX，来检测输出电源V_OUT的输出电压，产生补偿信号V_COMP。补偿信号V_COMP可影响功率开关18的开路或短路时间，达到调控输出电源V_OUT的输出电压的目的。举例来说，当补偿信号V_COMP越高，表示输出电源V_OUT的输出功率越高。

在轻载时，现有的电源控制器16有采用降低功率开关18开关频率的技巧，来减少功率开关18的切换损失(switching loss)，提高转换效率。图3显示电源控制器16的一种功率开关18开关频率f_SW与补偿端COM上的补偿信号V_COMP的关系。如图所示，开关频率f_SW随着补偿信号V_COMP而变化，当输出电源V_OUT的输出功率越高，补偿信号V_COMP越大，开关频率f_SW越高。

只是，仅仅图3的开关频率f_SW与补偿信号V_COMP的关系，似乎无法达到DoE所公布的2013年新的转换效率要求。电源供应器的业界需要有更适切的方法或结构。

本说明书中，具有相同的符号元件或装置，为具有相同或是类似功能、结构、或特性的元件或是装置，为业界人士能以具有本说明书的教导而得知或推知，但不必然完全的相同。为简洁缘故，不会重复说明。

发明内容

本发明的实施例揭示一种电源控制器，用以控制一电源供应器中的一功率开关。该电源供应器可将一输入电源转换成一输出电源。该电源控制器包含有一最高开关频率决定装置、一输入电压检测器、以及一逻辑电路。该最高开关频率决定装置，依据一最高开关频率对一补偿信号的一预设关系，提供一最短开关周期，其为该最高开关频率的倒数。该补偿信号是关联于该输出电源的一输出功率。该输入电压检测器用以检测该输入电源的一输入电压，以决定该预设关系。该逻辑电路使该功率开关的一开关周期，不短于该最短开关周期。

本发明的实施例还揭示一种方法，适用于一电源供应器，其包含有一功率开关。该电源供应器可将一输入电源转换成一输出电源。该方法包含有：提供一开关周期，切换该功率开关；检测该输入电源的一输入电压；提供一补偿信号，其关联于该输出电源；依据该输入电压以及该补偿信号，决定一最短开关周期；以及，使该开关周期，不短于该最短开关周期。

附图说明