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TWI425754B - 返馳轉換系統及其回授控制裝置與方法 - Google Patents

返馳轉換系統及其回授控制裝置與方法 Download PDF

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TWI425754B
TWI425754B TW099112405A TW99112405A TWI425754B TW I425754 B TWI425754 B TW I425754B TW 099112405 A TW099112405 A TW 099112405A TW 99112405 A TW99112405 A TW 99112405A TW I425754 B TWI425754 B TW I425754B
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TW
Taiwan
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unit
feedback
primary
feedback loop
conversion system
Prior art date
Application number
TW099112405A
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English (en)
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TW201138284A (en
Inventor
Wei Chan Hsu
Chong-Hock Yeam
Siang Yu Yang
Original Assignee
Neoenergy Microelectronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US13/012,261 priority patent/US8804379B2/en
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Description

返馳轉換系統及其回授控制裝置與方法
本發明係有關於一種返馳轉換系統,特別是一種可選擇性使用初級回授及次級回授並可節能之返馳轉換系統。
用於電子產品中之電源供應器可能需要在電源之輸入與之輸出之間進行電氣隔離,且此隔離通常可使用變壓器實現。該變壓器可被放置於一稱為返馳轉換器(flyback converter)之組態中。一返馳轉換器經常藉由控制一系列供應到該轉換器之初級繞組的脈衝來調整該電源供應器之輸出。當該輸出需增加時,可延長該脈衝之導通時間;相反地,當該輸出需減少時,可縮短該脈衝之導通時間。
第一圖所示為一習知技術返馳轉換器示意圖,對於該返馳轉換器更進一步說明可參見美國專利早期公開20090116265號之說明。參見第一圖,該返馳轉換器10A包含一全橋整流濾波單元12A、一驅動單元14A、一切換開關16A、一變壓器單元20A、一輸出濾波單元30A、一回授單元32A。該變壓器單元20A更進一步包含一初級線圈(primary side coil)22A、一次級線圈(secondary side coil)24A及一輔助線圈(auxiliary coil)26A。在用於 AC-DC轉換用途時,該全橋整流濾波單元12A可接受一交流電輸入(例如一市電),然後轉換成一整流後輸出。
該整流後輸出經由該初級線圈22A及該切換開關16A而接地。在整流後輸出經由該初級線圈22A時,可以將能量耦合到該次級線圈24A及該輔助線圈26A。該次級側線圈24A將耦合電能經由該輸出濾波單元30A輸出到一負載(未圖示)。該回授單元32A可量測負載上之輸出功率(例如電流),以產生一回授信號,並將該回授信號回授至該驅動單元14A。該驅動單元14A依據該回授信號,或是來自一外部控制單元(未圖示)之控制信號以控制該切換開關16A之開關,進而控制該返馳轉換器10A之輸出功率。
隨著消費型電子的日益流行及對於環保的重視,電子產品要求在待機時能消耗較低功率,以延長電池使用時間及降低電能消耗。由於在次級側之電路常藉由電壓調整器(voltage regulator)及光耦合器(photo coupler)以將回授信號以光學方式傳遞給初級側電路,且待機時仍須監控輸出功率,因此會在待機時消耗不少電能。
再者,第一圖所示電路係為次級側回授(secondary side feedback)架構,若在一次側亦提供回授電路,例如可由驅動單元14A偵測輔助線圈26A之功率,以知道該返馳轉換器10A之輸出功率,即可提供一初級側回授(primary side feedback)電路。再者,亦可利用市售之具有一次側回授功能之開關調節器(例如Linear Technology之開關調節器LT3573),亦可在不需要次級側回授下,達成對於返馳轉換器輸出功率之調整。然而由於變 壓器單元20A及輸出濾波單元30A皆有一些非理想特性,因此由初級側偵測之功率無法反應真正的負載輸出狀態。再者,初級側回授電路尚有成本較高、無法用於較高功率(例如15W以上)用途及響應較慢的缺點。
本發明之一目的在於提供一種可選擇性使用初級回授或次級回授並可節能之返馳轉換系統。
本發明之另一目的在於提供一種可選擇性使用初級回授或次級回授並可節能之回授控制裝置。
本發明之另一目的在於提供一種可選擇性使用初級回授或次級回授並可節能之回授控制方法。
為達成本發明之上述目的,本發明之返馳轉換系統包含:一變壓器單元、一PWM控制單元、一初級回授迴路單元、一次級回授迴路單元,一迴路選擇單元及一功率偵測單元。該變壓器單元包含彼此電磁耦合之初級線圈、次級線圈及輔助線圈。該切換開關係電連接至該初級線圈;而該PWM控制單元係電連接至該切換開關。該初級回授迴路單元電連接至該輔助線圈,並依據該輔助線圈之耦合電壓以產生一初級回授電壓信號。該次級回授迴路單元電連接至該次級線圈,並依據該次級線圈之輸出電壓以產生一次級回授電壓信號。該迴路選擇單元操作性連接於該初級回授迴路單元及該次級回授迴路單元及電連接至該PWM控制單元,該迴路選擇單元選擇性地將該初級回授電壓信號及該次級回授電壓信號作為一回授輸入信號提供給該PWM控制單元,以控制該切換開關。 該功率偵測單元係電連接至該次級回授迴路單元且偵測一輸出功率,該功率偵測單元在輕載時除能該次級回授迴路單元。
為達成本發明之上述目的,本發明之返馳轉換系統之回授控制裝置包含:一初級回授迴路單元、一次級回授迴路單元,一迴路選擇單元及一功率偵測單元。該初級回授迴路單元電連接至一輔助線圈,以產生一初級回授電壓信號;該次級回授迴路單元電連接至一次級線圈,以產生一次級回授電壓信號。該迴路選擇單元操作性連接於該初級回授迴路單元及該次級回授迴路單元,及電連接至該PWM控制單元,該迴路選擇單元選擇性地將該初級回授電壓信號及該次級回授電壓信號作為一回授輸入信號提供給該PWM控制單元,以控制該切換開關。該功率偵測單元係電連接至該次級回授迴路單元且偵測一輸出功率,該功率偵測單元在輕載時除能該次級回授迴路單元。
為達成本發明之上述目的,本發明之返馳轉換系統之回授控制方法,係用於控制一返馳轉換系統之回授,且包含:(a)提供一初級回授迴路單元,該初級回授迴路單元電連接至一輔助線圈以產生一初級回授電壓信號;(b)提供一次級回授迴路單元,該次級回授迴路單元電連接至一次級線圈以產生一次級回授電壓信號;(c)判斷該返馳轉換系統是否在輕載狀況;(d)若該返馳轉換系統係在輕載狀況,將該次級回授迴路單元除能,且依據該初級回授電壓信號提供回授控制。
[習知]
10A‧‧‧返馳轉換器
12A‧‧‧全橋整流濾波單元
14A‧‧‧驅動單元
16A‧‧‧切換開關
20A‧‧‧變壓器單元
22A‧‧‧初級線圈
24A‧‧‧次級線圈
26A‧‧‧輔助線圈
30A‧‧‧輸出濾波單元
32A‧‧‧回授單元
[本發明]
100‧‧‧返馳轉換系統
200‧‧‧電力轉換裝置
300‧‧‧回授控制裝置
10‧‧‧迴路選擇單元
102‧‧‧遲滯比較器
Q1‧‧‧次級電晶體開關
Q2‧‧‧初級電晶體開關
104‧‧‧反相器
12‧‧‧初級回授迴路單元
122‧‧‧運算放大器
14‧‧‧PWM控制單元
20'‧‧‧組合電路
20‧‧‧次級回授迴路單元
Q3‧‧‧第一MOS開關
Q4‧‧‧第二MOS開關
R‧‧‧分壓電阻
202‧‧‧脈衝產生器
24‧‧‧電壓調節單元
22‧‧‧電流偵測單元
30‧‧‧隔離單元
30A‧‧‧光發射器
30B‧‧‧光電晶體
PFV‧‧‧初級回授電壓信號
SFV‧‧‧次級回授電壓信號
COMP‧‧‧回授輸入信號
PSEL‧‧‧回授選擇信號
PWM‧‧‧開關控制信號
Vref‧‧‧初級參考電壓
Vth‧‧‧臨界電壓
P1‧‧‧節點
Vdiv‧‧‧分壓電壓
Vout‧‧‧輸出電壓
Iout‧‧‧負載電流
S100-S126‧‧‧步驟
第一圖所示為一習知技術返馳轉換器示意圖。
第二圖為說明本發明返馳轉換系統概念之系統方塊圖。
第三圖為說明依據本發明一較佳實例之返馳轉換系統電路圖。
第四圖所示為說明本發明迴路選擇單元及初級回授迴路單元一種實現方式之電路圖。
第五圖所示為說明本發明第三圖中組合電路內細部元件之電路圖。
第六圖說明依據本發明方法之流程圖。
第七圖說明在第六圖所發生信號變化之波形圖。
請參考第二圖,其為說明本發明返馳轉換系統概念之系統方塊圖。本發明返馳轉換系統100主要包含一電力轉換裝置200,及一回授控制裝置300。該電力轉換裝置200接受一交流輸入並產生直流輸出到輸出埠。該電力轉換裝置200例如可包含第一圖所示之全橋整流濾波單元12A、變壓器單元20A、及輸出濾波單元30A,由於該些元件為習知技術,因此在此不再贅述。
本發明返馳轉換系統100另外包含位在初級側之一迴路選擇單元(loop selector)10、一初級回授迴路單元(primary feedback loop unit)12、及一脈寬調變(PWM)控制單元14。本發明返馳轉換系統100另外包含位在次級側之一次級回授迴路單元(secondary feedback loop unit)20及一功率偵測單元(power monitoring unit);及包含連接於初級側及次級側之間之一隔離單元(isolation unit)30。依據本發明之較佳具體實例,該功 率偵測單元可以偵測輸出端之電壓或是電流,以偵測返馳轉換系統100之輸出功率。為了說明方便,在下文中以電流偵測單元22為範例說明功率偵測單元,但是本發明之範圍不以此為限,亦可以由電壓偵測單元實現。
在本發明中,如第二圖所示,該回授控制裝置300包含該迴路選擇單元10、該初級回授迴路單元12、該次級回授迴路單元20、該電流偵測單元22及該隔離單元30,以選擇性地將初級回授迴路單元12或該次級回授迴路單元20之回授信號供應給PWM控制單元14,藉此來調整該返馳轉換系統100之輸出。
該次級回授迴路單元20可以偵測該輸出埠之輸出電壓以產生一次級回授電壓信號SFV,該電流偵測單元22可將偵測之負載電流與一電流參考值比較以產生一回授選擇信號PSEL。該次級回授迴路單元20接受該回授選擇信號PSEL後,將該回授選擇信號PSEL與該次級回授電壓信號SFV一起傳送給隔離單元30。該隔離單元30為至少一個光耦合器或是比流器(current transformer);若次級回授迴路單元20將該回授選擇信號PSEL與該次級回授電壓信號SFV組合成一組合信號時,可利用一光耦合器傳送;若次級回授迴路單元20將該回授選擇信號PSEL與該次級回授電壓信號SFV分別傳送,則可使用兩組光耦合器,或採取分時多工方式,以利用一光耦合器傳送。
該初級回授迴路單元12係電連接至一輔助線圈(詳見後述),以偵測該返馳轉換系統100在初級側之功率,以產生一初級回授電壓信號PFV,並將該初級回授電壓信號PFV傳送至該迴路選擇單元 10。該隔離單元30將來自次級回授迴路單元20傳送來之該回授選擇信號PSEL與該次級回授電壓信號SFV以電氣隔離方式傳送至該迴路選擇單元10。該迴路選擇單元10可依據回授選擇信號PSEL內容以選擇該初級回授電壓信號PFV或是該次級回授電壓信號SFV作為一回授輸入信號COMP給該PWM控制單元14。
在額定功率負載狀況,亦即在滿載(full load)狀況或是正常負載(normal load)狀況,由於負載功率較高,所以負載電流大於該電流參考值,且該電流偵測單元22輸出該回授選擇信號PSEL以選擇次級回授迴路單元20產生之次級回授電壓信號SFV作為該PWM控制單元14之回授輸入信號COMP。若該回授選擇信號PSEL為一數位信號且預設之邏輯值為0(亦即預設之回授為選擇次級回授迴路單元20產生之次級回授電壓信號SFV),則在滿載狀況下,PSEL=0,且該迴路選擇單元10選擇次級回授電壓信號SFV傳送至該PWM控制單元14,以進一步控制一切換開關(詳見後述)。
在輕載(light load)狀況(例如在額定功率的5%-15%以下),由於負載功率較低,所以負載電流小於該電流參考值,且該電流偵測單元22輸出該回授選擇信號PSEL以選擇初級回授迴路單元12產生之初級回授電壓信號PFV作為該PWM控制單元14之回授輸入信號COMP。若該回授選擇信號PSEL為一數位信號且預設之邏輯值為0,則在輕載狀況下,PSEL=1,且該迴路選擇單元10選擇初級回授電壓信號PFV傳送至該PWM控制單元14,以進一步控制一切換開關(詳見後述)。
在該電流偵測單元22判斷輸出為輕載狀況下,該電流偵測單元22 可送出控制信號至次級回授迴路單元20,以關掉用於次級回授迴路單元20之電源,以節省功率。例如如第二圖所示,由於該回授選擇信號PSEL在滿載或是輕載時輸出位準不同,因此可利用該回授選擇信號PSEL控制該次級回授迴路單元20與該返馳轉換系統100輸出埠連接之一開關(未標號),切斷用於次級回授迴路單元20之電源,以節省功率。在此情況下,該電流偵測單元22可透過另一組光發射器(未圖示),以將回授選擇信號PSEL傳送給該迴路選擇單元10,此處可參見第二圖之虛線路徑部份。再者,一般而言,在次級回授迴路單元20內會有電壓調節單元,在輕載狀態下(例如待機時),電壓調節單元仍會消耗達數微瓦的功率。依據本發明之另一實施例,在輕載狀況下,可關閉次級回授迴路單元20之電壓調節單元電源,及由初級回授迴路單元12產生回授信號,也可有效降低待機電力消耗。藉由第二圖所示之返馳轉換系統,即可在滿載時,由次級回授迴路單元20提供回授信號,以提供精確且快速響應的回授控制;而在輕載時,由初級回授迴路單元12提供回授信號,並關掉次級回授迴路單元20之電源,以節省功率。由於在輕載狀況下,電壓調節較不重要,且濾波元件中之二極體順向壓降也較不具影響,因此初級回授迴路單元12即足以提供回授控制。再者,由於大多數電子裝置平時均處於待機狀態(亦即輕載狀態),藉由關掉次級回授迴路單元20之電源即可有效提供節能效果,增進環保效能。
參見第三圖,為說明依據本發明一較佳實例之返馳轉換系統電路圖。在此須知第三圖所示者僅為實現本發明返馳轉換系統之一種 可行方式,而非對於本案專利範圍之限縮。該圖所示之部份元件與第一圖所示者類似,因此使用相同圖號,且不再贅述。該些單元為全橋整流濾波單元12A、切換開關16A、變壓器單元20A、輸出濾波單元30A。該變壓器單元20A更進一步包含一初級線圈22A、一次級線圈24A及一輔助線圈26A。
在第三圖所示電路中,在輔助線圈26A上所感應之電壓Vx在經過一二極體後產生一順向電壓Vcc,該順向電壓Vcc提供初級回授迴路單元12以產生初級回授電壓信號PFV,及供應給PWM控制單元14作為操作電源。再者,在第三圖所示電路中,亦可以省卻接於輔助線圈26A之二極體,而以一習知之初級回授迴路電路(如Linear Technology之LT3573)量測輔助線圈26A上所感應之電壓Vx,以提供初級回授電壓信號PFV。該PWM控制單元14係接收該迴路選擇單元10輸出之回授輸入信號COMP(可為初級回授電壓信號PFV或是次級回授電壓信號SFV),並輸出一開關控制信號PWM至該切換開關16A,以做回授控制。在此實施例中,隔離單元30為一光耦合器隔離單元且包含一光發射器(light emitter)30A及一光電晶體(photo transistor)30B。再者,為了說明方便,次級回授迴路單元20部份元件及電流偵測單元22係繪示成一組合方塊20'(其內部結構可參見後續配合第五圖之說明),並連接於輸出電壓Vout、分壓電壓Vdiv之間。
第四圖所示為說明本發明迴路選擇單元10及初級回授迴路單元12一種實現方式之電路圖。該初級回授迴路單元12包含一運算放大器122,且在接收順向電壓Vcc後,與一初級參考電壓Vref做比較 ,以產生初級回授電壓信號PFV。該迴路選擇單元10包含一遲滯比較器102、一次級電晶體開關(例如為MOS開關或是BJT開關)Q1、一初級電晶體開關(例如為MOS開關或是BJT開關)Q2及一反相器104。該遲滯比較器102正輸入端接收該回授選擇信號PSEL及該次級回授電壓信號SFV,而負輸入端接收一臨界電壓Vth,以選取回授選擇信號PSEL且去除該次級回授電壓信號SFV。該回授選擇信號PSEL直接或經由該反相器104而控制開關Q2及Q1,以分別將次級回授電壓信號SFV、或是初級回授電壓信號PFV選擇成為回授輸入信號COMP,並傳送至該PWM控制單元14做回授控制。
第五圖所示為說明本發明第三圖中組合電路20'內細部元件之電路圖。該組合電路20'包含該電流偵測單元22及該次級回授迴路單元20部份電路。該次級回授迴路單元20之圖示部份電路係包含第一及第二電晶體開關(例如為MOS開關或是BJT開關)Q3、Q4、一分壓電阻R及一脈衝產生器202。在下文中,該些電晶體開關係以第一MOS開關Q3及第二MOS開關Q4為例說明,但是本發明之範圍不以此為限。該第一MOS開關Q3之閘極接收該電流偵測單元22之輸出信號PSEL,且其源極/渠極經由該電阻R而電連接於輸出電壓Vout及節點P1之間。在滿載狀況時,電流偵測單元22經過比較負載電流後,送出控制信號至次級回授迴路單元20,以導通第一MOS開關Q3,此時輸出電壓Vout會通過電阻R而送至節點P1。復參見第三圖,此時電壓調節單元24(亦即圖示之TL431)工作,並使隔離單元30之光發射器30A送出回授選擇信號PSEL及次級回授電壓信號SFV。由於在節點P1之分壓電壓Vdiv係依據輸出電壓 Vout變化,因此可以作為次級回授電壓信號SFV的依據。
再者,在輕載狀況時,電流偵測單元22經過比較負載電流後,送出控制信號至次級回授迴路單元20,以關閉第一MOS開關Q3,此時在節點P1之分壓電壓Vdiv電壓不足以使電壓調節單元24操作,因此可以關閉電壓調節單元24電源以節省電能;同時,次級回授迴路單元20也不會產生次級回授電壓信號SFV。在由負載狀況由滿載變化到輕載狀況時,電流偵測單元22輸出電壓變化會驅動脈衝產生器202以在回授選擇信號PSEL上疊加(superimpose)一脈衝串(pulse train)。該加上脈衝串之回授選擇信號PSEL經由隔離單元30之光發射器30A送出後,可以通知迴路選擇單元10做回授迴路之切換。在負載狀況由滿載變化到輕載狀況時,電流偵測單元22輸出電壓變化即會透過該隔離單元30而以回授選擇信號PSEL通知該迴路選擇單元10。若在回授選擇信號PSEL加上脈衝串,即可使迴路選擇單元10更易判別負載變化及回授切換狀況。在此須知第三圖至第五圖僅為說明本發明返馳轉換系統之一種可行的電路實施例,而非對於本發明保護範圍之限制。本發明返馳轉換系統其他可行方式及方法係藉由下列圖示配合說明。
第六圖說明依據本發明方法之流程圖,第七圖說明在第六圖所發生部份信號變化之波形圖,同時請復參見第二圖之說明。在開機通電之後(S100),電流偵測單元22會藉由偵測負載電流Iout以判斷是否該返馳轉換系統100係在一輕載狀況(S110),若是則將回授選擇信號PSEL設定為一輕載位準,亦即設定PSEL=1,此表示將選用初級回授迴路單元12(S112),此時之時序為對應第七圖之 時間點t2。隨後電流偵測單元22送出控制信號將次級回授迴路單元20除能(disable)(S114),亦即關閉供應到次級回授迴路單元20之電源(切斷次級回授迴路單元20與輸出之連接),以解省電能。再者,另一種實現除能之方式為關閉第五圖所示之第一MOS開關Q3,以使輸出電壓Vout不會通過電阻R而送至節點P1,以達到節能作用。同時,迴路選擇單元10於步驟S116依據回授選擇信號PSEL以將初級回授迴路單元12致能(enable),亦即此時迴路選擇單元10選擇初級回授迴路單元12輸出之初級回授電壓信號PFV作為回授輸入信號COMP,以傳送至該PWM控制單元14做回授控制(S118)。因此由第七圖可看出,在輕載狀況(區間C、D、E),回授輸入信號COMP大致依循初級回授電壓信號PFV。
若電流偵測單元22會判斷該返馳轉換系統100係不在一輕載狀況(S110),則將回授選擇信號PSEL設定為一滿載位準,亦即設定PSEL=0(S120),此時之時序為對應第七圖之時間點t5。隨後電流偵測單元22送出控制信號將次級回授迴路單元20致能(S122),亦即使次級回授迴路單元20重新接上電源,或是導通第一MOS開關Q3,以使輸出電壓Vout通過電阻R而送至節點P1,以達到回授作用(S122)。同時,迴路選擇單元10依據回授選擇信號PSEL將初級回授迴路單元12除能(S124),亦即此時迴路選擇單元10選擇次級回授迴路單元20輸出之次級回授電壓信號SFV做回授控制(S126)。因此由第七圖可看出,在滿載狀況(區間A、B、F、G),回授輸入信號COMP大致依循次級回授電壓信號SFV。
再者,於時間點t2及t5,迴路選擇單元10亦可以選擇初級回授電 壓信號PFV及次級回授電壓信號SFV中較小者為回授輸入信號COMP。此時即可避免在次級回授迴路單元20除能且不產生次級回授電壓信號SFV後,萬一無法得到回授輸入信號COMP之空窗期狀況。
綜上所述,本發明之返馳轉換系統包含以下特點:
1.依據負載狀況選擇次級回授迴路或是初級回授迴路,並且在輕載時除能該次級回授迴路以節省電能。
2.藉由在輕載時於回授選擇信號PSEL加上脈衝串,以使初級側電路更易判斷回授切換狀況。
3.由於回授機制可選用次級回授迴路或是初級回授迴路,因此可應用於較大功率用途(例如在15W以上),並同時降低待機消耗電能。由於大多數電器較常處於待機狀態,有效降低待機消耗電能可以增進節能效果。
綜上所述,當知本發明已具有產業利用性、新穎性與進步性,又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用,完全符合發明專利申請要件,爰依專利法提出申請。
100‧‧‧返馳轉換系統
200‧‧‧電力轉換裝置
300‧‧‧回授控制裝置
10‧‧‧迴路選擇單元
12‧‧‧初級回授迴路單元
14‧‧‧PWM控制單元
20‧‧‧次級回授迴路單元
22‧‧‧電流偵測單元
30‧‧‧隔離單元

Claims (12)

  1. 一種返馳轉換系統,包含:一變壓器單元,包含彼此電磁耦合之初級線圈、次級線圈及輔助線圈;一切換開關,電連接至該初級線圈;一脈寬調變(PWM)控制單元,電連接至該切換開關;一初級回授迴路單元,電連接至該輔助線圈,並依據該輔助線圈之耦合電壓以產生一初級回授電壓信號;一次級回授迴路單元,電連接至該次級線圈,並依據該次級線圈之輸出電壓以產生一次級回授電壓信號;一迴路選擇單元,操作性連接於該初級回授迴路單元及該次級回授迴路單元,及電連接至該PWM控制單元,該迴路選擇單元選擇性地將該初級回授電壓信號及該次級回授電壓信號作為一回授輸入信號提供給該PWM控制單元,以控制該切換開關;及一功率偵測單元,係電連接至該次級回授迴路單元且偵測一輸出功率,該功率偵測單元在輕載時除能該次級回授迴路單元。
  2. 如申請專利範圍第1項之返馳轉換系統,其中更包含一隔離單元,該隔離單元操作性連接於該次級回授迴路單元及該迴路選擇單元之間,以達成電氣隔離。
  3. 如申請專利範圍第1項之返馳轉換系統,其中該功率偵測單元在輕載時切斷該次級回授迴路單元與該次級線圈之電連接,以達成除能。
  4. 如申請專利範圍第1項之返馳轉換系統,其中該次級回授迴路單元包含一電壓調節單元,且該功率偵測單元在輕載時關掉供應至該電壓調節單元之電源,以達成除能。
  5. 如申請專利範圍第1項之返馳轉換系統,其中該次級回授迴路單元更包含一脈衝產生器,該脈衝產生器係電連接至該功率偵測單元之輸出,以於輕載時在該功率偵測單元之一回授選擇信號上加上脈衝串。
  6. 一種返馳轉換系統之回授控制裝置,該返馳轉換系統係包含一變壓器單元、一切換開關、及一脈寬調變(PWM)控制單元;且該回授控制裝置包含:一初級回授迴路單元,電連接至該變壓器單元之一輔助線圈,並產生一初級回授電壓信號;一次級回授迴路單元,電連接至該變壓器單元之一次級線圈,並產生一次級回授電壓信號;一迴路選擇單元,操作性連接於該初級回授迴路單元及該次級回授迴路單元,及電連接至該PWM控制單元,該迴路選擇單元選擇性地將該初級回授電壓信號及該次級回授電壓信號作為一回授輸入信號提供給該PWM控制單元,以控制該切換開關,及一功率偵測單元,係電連接至該次級回授迴路單元且偵測一輸出功率,該功率偵測單元在輕載時除能該次級回授迴路單元。
  7. 如申請專利範圍第6項之回授控制裝置,其中更包含一隔離單元,該光隔離單元操作性連接於該次級回授迴路單元及該迴路選擇單元之間,以達成電氣隔離。
  8. 如申請專利範圍第6項之回授控制裝置,其中該功率偵測單元在 輕載時切斷該次級回授迴路單元與該次級線圈之電連接,以達成除能。
  9. 如申請專利範圍第6項之回授控制裝置,其中該次級回授迴路單元包含一電壓調節單元,且該功率偵測單元在輕載時關掉供應至該電壓調節單元電源,以達成除能。
  10. 如申請專利範圍第6項之回授控制裝置,其中該次級回授迴路單元更包含一脈衝產生器,該脈衝產生器係電連接至該功率偵測單元之輸出,以於輕載時在該功率偵測單元之一回授選擇信號上加上脈衝串。
  11. 一種返馳轉換系統之回授控制方法,係用於控制一返馳轉換系統之回授,該返馳轉換系統包含一變壓器單元、一切換開關、及一脈寬調變(PWM)控制單元;該回授控制方法包含:(a)提供一初級回授迴路單元,該初級回授迴路單元電連接至該變壓器單元之一輔助線圈以產生一初級回授電壓信號;(b)提供一次級回授迴路單元,該次級回授迴路單元電連接至該變壓器單元之一次級線圈以產生一次級回授電壓信號;(c)判斷該返馳轉換系統是否在輕載狀況;(d)若該返馳轉換系統係在輕載狀況,將該次級回授迴路單元除能,且依據該初級回授電壓信號提供回授控制;其中該次級回授迴路單元係包含一電壓調節單元,且於步驟(d)除能時係關閉該電壓調節單元電源;或者於步驟(d)除能時係切斷該次級回授迴路單元電源。
  12. 如申請專利範圍第11項之回授控制方法,其中在步驟(c)若該返馳轉換系統並非在輕載狀況;則進行下列步驟: (e1)將該次級回授迴路單元致能,且依據該次級回授電壓信號提供回授控制;及(e2)將該初級回授迴路單元除能。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI581535B (zh) * 2016-01-19 2017-05-01 群光電能科技股份有限公司 過電壓保護電路

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201007177D0 (en) * 2010-04-30 2010-06-09 Texas Instr Cork Ltd Inverted feedback opto sensing scheme for low standby power applications
JP5691712B2 (ja) * 2011-03-23 2015-04-01 サンケン電気株式会社 定電流電源装置
TWI446685B (zh) * 2011-11-03 2014-07-21 Pegatron Corp 備援式電源控制系統
TWI481171B (zh) * 2011-12-07 2015-04-11 Acbel Polytech Inc Exchange power supply with low sense current and its current sensing module
EP2605388B1 (en) * 2011-12-15 2020-12-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Switch mode power supply for an image forming apparatus
US9203292B2 (en) 2012-06-11 2015-12-01 Power Systems Technologies Ltd. Electromagnetic interference emission suppressor
US9203293B2 (en) 2012-06-11 2015-12-01 Power Systems Technologies Ltd. Method of suppressing electromagnetic interference emission
CN103516236B (zh) * 2012-06-15 2016-05-25 Tdk株式会社 转换器
US9287792B2 (en) 2012-08-13 2016-03-15 Flextronics Ap, Llc Control method to reduce switching loss on MOSFET
US9118253B2 (en) * 2012-08-15 2015-08-25 Flextronics Ap, Llc Energy conversion architecture with secondary side control delivered across transformer element
US9178506B2 (en) * 2012-09-20 2015-11-03 Crydom, Inc. High speed charge control for power switching devices
US9318965B2 (en) 2012-10-10 2016-04-19 Flextronics Ap, Llc Method to control a minimum pulsewidth in a switch mode power supply
KR101422939B1 (ko) * 2012-12-05 2014-07-23 삼성전기주식회사 역률 보상 회로 구동 장치
US9627915B2 (en) 2013-03-15 2017-04-18 Flextronics Ap, Llc Sweep frequency mode for multiple magnetic resonant power transmission
US9093911B2 (en) * 2013-03-15 2015-07-28 Flextronics Ap, Llc Switching mode power converter using coded signal control
KR101889108B1 (ko) * 2013-06-28 2018-08-17 매그나칩 반도체 유한회사 대기전력소모를 감소시키는 전력변환장치
US9369050B1 (en) * 2014-04-21 2016-06-14 Universal Lighting Technologies, Inc. Indirect current sensing method for a constant current flyback converter
US9621053B1 (en) 2014-08-05 2017-04-11 Flextronics Ap, Llc Peak power control technique for primary side controller operation in continuous conduction mode
US10291132B2 (en) * 2014-12-22 2019-05-14 Infineon Technologies Austria Ag Integrated circuit with selection between primary side voltage regulation and secondary side voltage regulation
US10893591B2 (en) * 2016-01-25 2021-01-12 O2Micro, Inc. Controllers, systems, and methods for driving a light source
US10097010B2 (en) * 2016-04-19 2018-10-09 Infineon Technologies Ag Control of freewheeling voltage
CN110061618A (zh) * 2018-01-18 2019-07-26 亚荣源科技(深圳)有限公司 一种电磁辐射抑制电路
CN111830424B (zh) * 2019-03-29 2023-07-25 捷拓科技股份有限公司 负载状态检测装置
US11309801B2 (en) * 2019-06-27 2022-04-19 Dialog Semiconductor Inc. Flyback converter with improved dynamic load response
US11736026B2 (en) * 2020-05-29 2023-08-22 Dialog Semiconductor Inc. Flyback converter with fast load transient detection
US11527962B2 (en) * 2020-09-14 2022-12-13 Dialog Semiconductor Inc. Power adapter having ultra low standby power
CN115037164B (zh) * 2022-08-12 2022-11-18 杰华特微电子股份有限公司 一种宽范围输出的开关变换器及其控制方法
US20250149966A1 (en) * 2023-11-07 2025-05-08 Diodes Incorporated Apparatus and Method for Reducing Stand-by Power Consumption in Isolated Power Conversion System

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200607216A (en) * 2004-08-03 2006-02-16 Niko Semiconductor Co Ltd Low-power flyback switching circuit with primary side voltage feedback
US20080049472A1 (en) * 2004-07-07 2008-02-28 Akio Nishida Switching Power Supply Device and Electronic Apparatus

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7558082B2 (en) * 2002-03-29 2009-07-07 Det International Holding Limited Method and apparatus for controlling a synchronous rectifier
JP3973652B2 (ja) * 2004-05-24 2007-09-12 松下電器産業株式会社 スイッチング電源装置
CN1937383A (zh) * 2005-09-22 2007-03-28 松下电器产业株式会社 开关电源装置、半导体装置以及控制方法
US7505288B2 (en) * 2005-11-29 2009-03-17 Potentia Semiconductor Corporation DC converter with independently controlled outputs
US8125799B2 (en) * 2009-10-23 2012-02-28 Bcd Semiconductor Manufacturing Limited Control circuits and methods for switching mode power supplies
US7889522B2 (en) * 2008-12-04 2011-02-15 Leadtrend Technology Corp. Flyback switching power supply and control method thereof
US8559196B2 (en) * 2009-03-12 2013-10-15 System General Corp. Output voltage control circuit of power converter for light-load power saving

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080049472A1 (en) * 2004-07-07 2008-02-28 Akio Nishida Switching Power Supply Device and Electronic Apparatus
TW200607216A (en) * 2004-08-03 2006-02-16 Niko Semiconductor Co Ltd Low-power flyback switching circuit with primary side voltage feedback

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI581535B (zh) * 2016-01-19 2017-05-01 群光電能科技股份有限公司 過電壓保護電路

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US8804379B2 (en) 2014-08-12
US20110255311A1 (en) 2011-10-20
TW201138284A (en) 2011-11-01

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