谐振非对称半桥返驰式电源转换器及其切换控制电路的制作方法

本发明涉及一种返驰式电源转换器，特别涉及一种谐振非对称半桥(asymmetrical half-bridge，ahb)返驰式电源转换器，其具有差动电压感测的功能。本发明还涉及一种用以控制谐振非对称半桥返驰式电源转换器的切换控制电路。

背景技术：

1、图1是显示已知的谐振非对称半桥返驰式电源转换器1001的示意图。若已知的谐振非对称半桥返驰式电源转换器1001欲应用于较广的电压范围(例如：5v～20v或5v～48v)，当输出电压vout为一高位准(例如：48v)的电压，用以感测辅助电压vaux的电压比例必须受限于dmg接脚上的最大额定电压，而成为一相对地较低的电压比例。然而，图1所示的现有技术的缺点在于：当输出电压vout为一低位准(例如：5v)的电压，如此低的电压比例将会造成较低的噪音信号比(signal-to-noise ratio，snr)。

2、相较于现有技术，本发明即提出一种谐振非对称半桥返驰式电源转换器，其具有感测不同的差动电压的功能，由此本发明能够增加噪音信号比(signal-to-noise ratio，snr)。

技术实现思路

1、于一观点中，本发明提供一种切换控制电路，用以控制一谐振非对称半桥(asymmetrical half-bridge，ahb)返驰式电源转换器中的一功率级电路，其中该功率级电路包括：彼此相互耦接的一变压器、一谐振电容、一第一晶体管及一第二晶体管，由此转换一输入电源而产生一输出电源；该切换控制电路包含：一分压器，其耦接于该变压器的一辅助绕组，其中该分压器用以将经由该辅助绕组所产生的一辅助信号进行分压；一差动输入感测电路，其包括：一第一输入端与一第二输入端，其中该第一输入端与该第二输入端耦接于该分压器以感测该辅助信号，由此产生一峰值信号与一去磁时间(demagnetization-time)信号；一反馈电路，用以根据该谐振非对称半桥返驰式电源转换器的该输出电源的一电性特性，产生一反馈信号；以及一脉冲宽度调制电路，用以根据该反馈信号、该峰值信号与该去磁时间信号，产生一第一脉冲宽度调制信号与一第二脉冲宽度调制信号，其中该第一脉冲宽度调制信号与该第二脉冲宽度调制信号分别用以控制该谐振非对称半桥返驰式电源转换器的该第一晶体管与该第二晶体管；其中该第一脉冲宽度调制信号与该第二脉冲宽度调制信号用以控制该第一晶体管与该第二晶体管以切换该变压器，由此产生该谐振非对称半桥返驰式电源转换器的该输出电源；其中该去磁时间信号的一使能状态期间相关于该谐振非对称半桥返驰式电源转换器的该输出电源的一电流位准或一功率位准；其中在该变压器已经被去磁的状况下，该峰值信号相关于该变压器的一准谐振(quasi-resonance)状态。

2、于一实施例中，当该第一脉冲宽度调制信号转为一关断状态以关断该第一晶体管时及当该辅助信号高于一电压阈值时，该差动输入感测电路用以产生该峰值信号。

3、于一实施例中，切换控制电路还包含：一第一输入电路，其耦接于该第一输入端，其中当该第一脉冲宽度调制信号转为一导通状态以导通该第一晶体管时及当该变压器被激磁(magnetized)时，该第一输入电路用以产生一输入电压相关的电流信号；其中该输入电压相关的电流信号相关于该谐振非对称半桥返驰式电源转换器的一输入电压的一位准。

4、于一实施例中，该差动输入感测电路用以根据该第一输入端与该第二输入端之间的一跨压，产生一输出电压相关的电流信号；其中该输出电压相关的电流信号相关于该谐振非对称半桥返驰式电源转换器的一输出电压的一位准。

5、于一实施例中，该输出电压相关的电流信号用以产生一反射输出电压信号，其中该反射输出电压信号用以针对该谐振非对称半桥返驰式电源转换器的该输出电压执行过高电压保护及过低电压保护。

6、于一实施例中，该去磁时间信号根据该输出电压相关的电流信号、该输入电压相关的电流信号与该第一脉冲宽度调制信号的一导通时间而产生。

7、于一实施例中，切换控制电路还包含：一计时仿拟电路；其中当该第一脉冲宽度调制信号转为一关断状态以关断该第一晶体管时，该去磁时间信号转为该使能状态；以及其中当该计时仿拟电路的一电容被放电至该电容的一电压低于一第一放电阈值时，该去磁时间信号转为一禁止状态；其中该计时仿拟电路的该电容于该第一脉冲宽度调制信号的一导通时间内通过一输入电压相关的电流信号而被充电，且，该计时仿拟电路的该电容于该第一脉冲宽度调制信号转为一关断状态时，通过一输出电压相关的电流信号而被放电。

8、于一实施例中，当该电容的一电压低于一第二放电阈值时，一边界延伸信号被产生，其中该边界延伸信号用以使该去磁时间信号持续该使能状态期间，以产生一逆向循环电流，由此该逆向循环电流使该第一晶体管实现零电压切换。

9、于一实施例中，该第一脉冲宽度调制信号的一不导通时间相关于该反馈信号的一位准；其中该第一脉冲宽度调制信号的该不导通时间根据该谐振非对称半桥返驰式电源转换器的一输出负载的减少而增加。

10、于一实施例中，该第二脉冲宽度调制信号的一导通时间大于该变压器的一去磁时间，由此使该谐振非对称半桥返驰式电源转换器实现零电压切换。

11、于一实施例中，该谐振非对称半桥返驰式电源转换器的一输出电压是可程序化的，且，该谐振非对称半桥返驰式电源转换器的该输出电压包括：一最大值与一最小值，其中该最大值与该最小值之间的一比例等于或大于4，或者等于或大于9。

12、于一实施例中，该谐振非对称半桥返驰式电源转换器是一通用串行总线电源传输(universal serial bus power delivery，usb pd)型的电源转换器，其中该输出电压的最大值是48伏特(volt，v)，而该输出电压的最小值是5伏特(volt，v)。

13、于另一观点中，本发明提供一种谐振非对称半桥返驰式电源转换器，包含：一功率级电路，其包括：彼此相互耦接的一变压器、一谐振电容、一第一晶体管及一第二晶体管，由此转换一输入电源而产生一输出电源；以及上述的任一切换控制电路，其中该切换控制电路用以控制该谐振非对称半桥返驰式电源转换器中的该功率级电路。

14、以下将通过具体实施例详加说明，以更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所实现的效果。

技术特征：

1.一种切换控制电路，用以控制一谐振非对称半桥返驰式电源转换器中的一功率级电路，其中，该功率级电路包括：彼此相互耦接的一变压器、一谐振电容、一第一晶体管及一第二晶体管，由此转换一输入电源而产生一输出电源；该切换控制电路包含：

2.如权利要求1所述的切换控制电路，其中，当该第一脉冲宽度调制信号转为一关断状态以关断该第一晶体管时及当该辅助信号高于一电压阈值时，该差动输入感测电路用以产生该峰值信号。

3.如权利要求1所述的切换控制电路，其中，还包含：

4.如权利要求3所述的切换控制电路，其中，该差动输入感测电路用以根据该第一输入端与该第二输入端之间的一跨压，产生一输出电压相关的电流信号；

5.如权利要求4所述的切换控制电路，其中，该输出电压相关的电流信号用以产生一反射输出电压信号，其中，该反射输出电压信号用以针对该谐振非对称半桥返驰式电源转换器的该输出电压执行过高电压保护及过低电压保护。

6.如权利要求4所述的切换控制电路，其中，该去磁时间信号根据该输出电压相关的电流信号、该输入电压相关的电流信号与该第一脉冲宽度调制信号的一导通时间而产生。

7.如权利要求1所述的切换控制电路，其中，还包含：

8.如权利要求7所述的切换控制电路，其中，当该电容的一电压低于一第二放电阈值时，一边界延伸信号被产生，其中，该边界延伸信号用以使该去磁时间信号持续该使能状态期间，以产生一逆向循环电流，由此该逆向循环电流使该第一晶体管实现零电压切换。

9.如权利要求1所述的切换控制电路，其中，该第一脉冲宽度调制信号的一不导通时间相关于该反馈信号的一位准；其中，该第一脉冲宽度调制信号的该不导通时间根据该谐振非对称半桥返驰式电源转换器的一输出负载的减少而增加。

10.如权利要求1所述的切换控制电路，其中，该第二脉冲宽度调制信号的一导通时间大于该变压器的一去磁时间，由此使该谐振非对称半桥返驰式电源转换器实现零电压切换。

11.如权利要求1所述的切换控制电路，其中，该谐振非对称半桥返驰式电源转换器的一输出电压是可程序化的，且，该谐振非对称半桥返驰式电源转换器的该输出电压包括：一最大值与一最小值，其中，该最大值与该最小值之间的一比例等于或大于4，或者等于或大于9。

12.如权利要求1所述的切换控制电路，其中，该谐振非对称半桥返驰式电源转换器是一通用串行总线电源传输型的电源转换器，其中，该输出电压的最大值是48伏特，而该输出电压的最小值是5伏特。

13.一种谐振非对称半桥返驰式电源转换器，包含：

技术总结一种谐振非对称半桥返驰式电源转换器及其切换控制电路。该谐振非对称半桥返驰式电源转换器包括：第一及第二晶体管，用以切换与谐振电容耦接的变压器，以产生输出电源；分压器，其耦接于变压器的辅助绕组；差动输入感测电路，其包括：第一与第二输入端，其中第一与第二输入端耦接于分压器，且，用以感测辅助信号，由此产生峰值信号与一去磁时间信号；及脉冲宽度调制电路，用以根据峰值信号与去磁时间信号，产生第一与第二脉冲宽度调制信号，分别用以控制谐振非对称半桥返驰式电源转换器的第一与第二晶体管；其中去磁时间信号的使能状态期间相关于谐振非对称半桥返驰式电源转换器的输出电源的位准。技术研发人员：杨大勇,陈裕昌,吴信义,林昆馀受保护的技术使用者：立锜科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20