CN107306091B - 电源转换装置及其唤醒电压调校方法 - Google Patents

Abstract

一种电源转换装置及其唤醒电压调校方法，唤醒电压调校方法包含如下步骤：首先，固定电源转换装置的输出电流；感测电源转换装置脱离脉冲间歇模式的实际唤醒电压；再依据实际唤醒电压及预设唤醒电压的比较来调整预设唤醒电压，以使预设唤醒电压相同于实际唤醒电压。

Description

电源转换装置及其唤醒电压调校方法

技术领域

本发明涉及电源转换技术，且特别涉及一种可使相同规格的多个电源转换装置具有相同脱离脉冲间歇模式的唤醒电压的方法。

背景技术

交换式电源转换装置因具有重量轻、体积小及效率高等特点，被广泛应用于通讯、控制等电子系统以及家用电器。随着节能意识的抬头，各国开始对电源转换装置在轻载运行时的功率消耗做出更高的要求。

当电子系统于轻载操作时，可以使电源转换装置进入脉冲间歇模式(burstmode)，以降低功率损耗。更具体言之，当电源转换装置进入脉冲间歇模式时，传递电源转换装置中的功率开关的栅极控制信号的切换频率会降低，而让电源转换装置输出不连续的电流，以有效地降低功率损耗提高效能。

然而，电源转换装置输出的不连续电流会导致安装在电源转换装置内部的电感器及电容器发生共振并产生噪音。进一步地，因受限于元件误差值，使得标示相同规格的电源转换装置内部的电感器、电容器与不连续电流发生共振的频率不相同，并产生不同的噪音结果。

此外，电源转换装置在由轻载的低切换频率操作进入重载的高切换频率操作时(或称为电源转换装置脱离脉冲间歇模式)的唤醒电压也会因为前述的元件误差值而有不同，并产生不同的轻载效能。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种可以使电源转换装置脱离脉冲间歇模式的预设唤醒电压调整的方法。

依据本发明提供一种电源转换装置的唤醒电压调校方法，包含如下步骤：首先，固定电源转换装置的输出电流；感测电源转换装置脱离脉冲间歇模式的实际唤醒电压；再依据实际唤醒电压及预设唤醒电压的比较来调整预设唤醒电压，以使预设唤醒电压相同于实际唤醒电压。

本发明另提供一种电源转换装置，包含电源转换模块、控制单元及可变电阻器。控制单元电连接于电源转换模块，控制单元设有判断电源转换装置是否脱离脉冲间歇模式的预设唤醒电压；可变电阻器电连接于该控制单元；当电源转换装置的实际唤醒电压不同于预设唤醒电压时，依据实际唤醒电压及预设唤醒电压的比较以调整可变电阻器的电阻值，以使预设唤醒电压相同于实际唤醒电压。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1绘示依照本发明第一实施方式的电源转换装置的电路方框图；

图2绘示依照本发明第一实施方式的电源转换模块的电路图；以及

图3绘示依照本发明第二实施方式的电源转换装置的电路方框图。

其中，附图标记

10电源转换装置

100电源转换模块

102整流单元

120控制单元

122操作模式控制接脚

124内部电路

140可变电阻器

20电源

30电子装置

Cr谐振电容器

Cf输出滤波器

D二极管

D1、D2整流二极管

IN输入端

Lr谐振电感器

OUT输出端

Q1、Q2功率开关

Wp初级绕组

Ws次级绕组

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参照图1，其绘示依照本发明第一实施方式的电源转换装置的电路方框图。电源转换装置10包含电源转换模块100、控制单元120及可变电阻器140。电源转换装置10包含输入端IN及输出端OUT，输入端IN电连接于电源20，输出端OUT电连接于电子系统30。电子系统30可例如为个人电脑，并可供操作于轻载及重载；其中，电子系统30操作轻载时的吃载电力低于其操作于重载时的吃载电力。

当电子系统30操作于轻载时，电子系统30吃载电力降低，电源转换装置10进入脉冲间歇模式，以降低输出电力；藉此，电源转换装置10的功率损耗便能有效地降低，并可提高效能。当电子系统30操作于重载时，电子系统30吃载电力提高，电源转换装置10脱离脉冲间歇模式(并可例如是进入脉冲宽度调变模式)，提高输出电力以因应电子系统30的吃载。

电源转换模块100连接于输入端IN及输出端OUT，并可例如为图2所绘示的LLC谐振式电源转换模块。图2绘示依照本发明第一实施方式的电源转换模块的电路图，且为了方便说明，图2还绘示出控制单元120。在图2中，电源转换模块100包含功率开关Q1及Q2、谐振电容器Cr、谐振电感器Lr、变压器T、整流单元102及输出滤波器Cf。

功率开关Q1、Q2可例如为金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)。功率开关Q1、Q2的栅极分别电连接于控制单元120，功率开关Q1、Q2的漏极与源极之间分别连接有二极管D，二极管D也可以为功率开关Q1、Q2的寄生二极管。

此外，功率开关Q1的漏极及功率开关Q2的源极分别连接于输入端IN。功率开关Q1、Q2接收如图1所示的电源20所提供的电力，并依据控制单元120提供的控制信号以于导通或截止状态之间切换，并输出脉动直流信号。谐振电容器Cr连接在功率开关Q1的源极及功率开关Q2的漏极之间，以在功率开关Q1、Q2交替导通和截止的时接收脉动直流信号，谐振电感器Lr是连接于谐振电容器Cr及电压器T的初级绕组Wp之间。谐振电容器Cr除了用以阻隔脉动直流信号的直流分量外，并与谐振电感器Lr及初级绕组Wp的磁化电感形成谐振电路。

整流单元102包含整流二极管D1及D2，电连接于变压器T的次级绕组Ws，用以将通过变压器T的交流电力转换为具高频脉动成分的直流电力。输出滤波器Cf可例如为图2所示的电容器；输出滤波器Cf电连接于整流单元102，其用以滤除整流单元102输出的直流电力的高频脉动成分并输出平稳的直流电。

请同时参照图1及图2，控制单元120电连接于电源转换模块100，并依据电子系统30的操作模式及对应的电力需求来控制电源转换模块100的操作模式。更具体言之，控制单元120可例如是利用感知电子系统30的吃载电力来判定电子系统30是操作于轻载或重载；当电子系统30操作于轻载时，电源转换装置10进入脉冲间歇模式，控制单元120输出低切换频率的控制信号予功率开关Q1、Q2，以降低电源转换模块100输出的电压及/或电流；反之，当电子系统30操作于非轻载(即重载)，电源转换装置10脱离脉冲间歇模式，控制单元120输出高切换频率的控制信号予功率开关Q1、Q2，以提高电源转换模块100输出的电压及/或电流。

控制单元120设有供判定电源转换装置10是否脱离脉冲间歇模式的预设唤醒电压。控制单元120依据电源转换装置10的输出吃载大小所反应回来的电压信号(或称实际唤醒电压)及预设唤醒电压的比较以判断电源转换装置10是否脱离脉冲间歇模式；其中，当依据电源转换装置10的输出吃载大小所反应回来的电压信号(即前述的实际唤醒电压)大于或等于预设唤醒电压，电源转换模块100脱离脉冲间歇模式；反之，则电源转换模块100操作于脉冲间歇模式。

控制单元120可例如为集成电路，并具有如图1所示的操作模式控制接脚122，操作模式控制接脚122供产生用以判断电源转换装置10是否脱离脉冲间歇模式的参考电压。

可变电阻器140电连接于控制单元120的操作模式控制接脚122，并于电源转换装置10在实际操作时脱离脉冲间歇模式时的实际唤醒电压不同于预设唤醒电压时，依据实际唤醒电压及预设唤醒电压比较来调整电阻值，使预设唤醒电压相同于实际唤醒电压。

更具体言之，在理想状态下，实际唤醒电压等于预设唤醒电压。然而，受限于电源转换装置10的元件误差，常会让实际唤醒电压偏离预设唤醒电压。在这样的形况下，可以利用调整可变电阻器140的阻值来调整预设唤醒电压，如此一来，便可以避免电源转换装置10提前或延后脱离脉冲预设模式。

当实际唤醒电压低于预设唤醒电压时，电源转换装置10会延后脱离脉冲间歇模式；在此情况下，可通过调整可变电阻器140的电阻值以降低预设脱离电压，直至预设脱离电压相同于实际脱离电压。而当实际唤醒电压高于预设唤醒电压时，电源转换装置10会提前脱离脉冲间歇模式；在此情况下，可通过调整可变电阻器140的电阻值以让预设脱离电压提高，使预设脱离电压相同于实际脱离电压。藉此，便可让相同规格的电源转换装置具备相同噪音及轻载效率。

综上所述，本发明的电源转换装置可以使用如下述的唤醒电压调校方法以使得相同规格的电源转换装置的实际唤醒电压相同于预设唤醒电压。

第一步骤，固定电源转换装置10的输出电流，使电源转换装置10的输出电流同于固定于其脱离脉冲间歇模式后的操作电流。

第二步骤，感测电源转换装置10脱离脉冲间歇模式的实际唤醒电压。

第三步骤，依据实际唤醒电压及电源转换装置10的预设唤醒电压的比较调整预设唤醒电压，使预设唤醒电压相同于实际唤醒电压。

前述的第一至第三步骤可以由图1所示的控制单元120于电源转换装置10组装完成后自动进行预设唤醒电压的调整；或者，也可以通过设有可变电阻器140的外部工具进行人工调整。其中，在人工调整时，设有可变电阻器140的工具会电连接于电源转换装置10中的操作模式控制接脚122；接着，在依序进行前述第一至第三步骤，以达到电源转换装置10预设唤醒电压的调整。

请参照图3，其绘示依照本发明第二实施方式的电源转换装置的电路方框图。图3所绘示的电源转换装置10a包含电源转换模块100及控制单元120a。图3所绘示的电源转换模块100与前述第一实施方式所示的电源转换模块100的各元件的功能与相关说明皆相同，在此不予赘述。

图3所绘示的控制单元120a可以通过内部电路124的自动调整(例如是阻抗调整)来实现在第一实施方式中电源转换装置10预设唤醒电压的调整的功能；换言之，图3所示的控制单元120a可以在不需要图2所示的可变电阻器140的状况下，实现电源转换装置10预设换醒电压的调整。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种电源转换装置的唤醒电压调校方法，其特征在于，包含：

a)固定该电源转换装置的一输出电流；

b)感测该电源转换装置脱离脉冲间歇模式的一实际唤醒电压；

c)依据该实际唤醒电压及一预设唤醒电压的比较来调整该预设唤醒电压，以使该预设唤醒电压相同于该实际唤醒电压；

d)提供一可变电阻器，电连接于该电源转换装置；以及

e)当该预设唤醒电压不同于该实际唤醒电压时，依据该实际唤醒电压及该预设唤醒电压的比较来调整该可变电阻器的电阻值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该可变电阻器依据该实际唤醒电压及该预设唤醒电压的比较所产生的一电压差值以调整该预设唤醒电压。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)、b)，以及c)是以一控制单元来达成。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，使该输出电流固定于该电源转换装置脱离间歇脉冲模式的电流。

5.一种电源转换装置，其特征在于，包含：

一电源转换模块；

一控制单元，电连接于该电源转换模块，该控制单元设有判断该电源转换装置是否脱离脉冲间歇模式的一预设唤醒电压；以及

一可变电阻器，连接于该控制单元的一操作模式控制接脚；

其中，当该电源转换装置的一实际唤醒电压不同于该预设唤醒电压时，该控制单元依据该实际唤醒电压及该预设唤醒电压的比较来调整该预设唤醒电压，以让该预设唤醒电压相同于该实际唤醒电压；

其中，该操作模式控制接脚具有该预设唤醒电压的调整功能，该控制单元依据该实际唤醒电压及该预设唤醒电压的比较来调整该可变电阻器的电阻值，以让该预设唤醒电压相同于该实际唤醒电压。

6.根据权利要求5所述的电源转换装置，其特征在于，该控制单元依据该实际唤醒电压及该预设唤醒电压的比较自动调整该预设唤醒电压。

7.根据权利要求6所述的电源转换装置，其特征在于，该控制单元更包含一内部电路以供调整该预设唤醒电压。

8.根据权利要求5所述的电源转换装置，其特征在于，该电源转换模块为LLC谐振式电源转换模块。