TWI469520B - 脈波寬度調變電路之省電電路 - Google Patents

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Description

脈波寬度調變電路之省電電路
本發明係有關於一種省電電路，其係尤指一種脈波寬度調變電路之省電電路。
按，現今科技的進步，許多電子產品的功能越來越為強大，而帶給現今民眾在生活上的便利。現今電子裝置大部分皆包含一脈波寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)電路，以產生一脈波寬度調變訊號，脈波寬度調變訊號用於作為一切換訊號，以控制電子裝置之內部電路，例如電源供應器、功率轉換器、調整器或驅動電路…等。脈波寬度調變電路禁能切換訊號以控制電子裝置之內部電路時，脈波寬度調變電路之部分內部電路或/及電子裝置之部分內部電路暫時不需要作用，例如：脈波寬度調變電路之保護電路。上述的保護電路是依據電子裝置內部電路的狀態，進而控制脈波寬度調變電路，當切換訊號禁能時即會禁能電子裝置內部電路，保護電路在此狀態下暫時不需要作用，然而，這些暫時不需要作用的電路仍然會持續地運作，而消耗不必要的電源，如此即會浪費電源，無法節約能源。
本發明之目的之一，在於提供一種脈波寬度調變電路之省電電路，其藉由切換訊號禁能的同時，而禁能內部電路，而達到省電之目的
本發明之另一目的，在於提供一種脈波寬度調變電路之省電電路，其藉由一停滯時間控制電路依據切換訊號之禁能狀態，而產生一停滯時間控制訊號，以禁能內部電路，而達到省電的目的。
本發明之脈波寬度調變電路之省電電路包含一切換電路，以產生一切換訊號而切換一電路，切換訊號更用以控制至少一內部電路，當切換訊號 禁能時，則禁能內部電路而達到省電的目的。省電電路另可包含一停滯時間控制電路，其依據切換訊號而產生一停滯時間控制訊號，停滯時間控制訊號控制內部電路，當切換訊號禁能時，停滯時間控制訊號在預設時間禁能內部電路：即切換訊號禁能時，本發明之省電電路可在預設時間禁能內部電路。因此，當切換訊號禁能時，本發明之省電電路可節省電源消耗，而達到省電的目的。
茲為使 貴審查委員對本發明之結構特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：
請參閱第一圖，其為運用本發明之脈波寬度調變電路之省電電路之第一較佳實施例的電路圖，第一圖為具有脈波寬度調變電路與省電電路的電源供應器。其中脈波寬度調變電路不僅可應用於電源供應器，其更可應用於多種電路，因此本發明之省電電路可應用於多種電路之脈波寬度調變電路。本發明雖以電源供應器之脈波寬度調變電路作為本實施例，但本發明之省電電路並不侷限應用於電源供應器之脈波寬度調變電路。如第一圖所示，電源供應器包含具有變壓器T1 ，其具有一次側繞組NP 與二次側繞組NS ，一次側繞組NP 之二端分別接收一輸入電壓VIN 與耦接開關Q1 ，開關Q1 用以切換變壓器T1 ，開關Q1 可為功率電晶體。電阻RS 串聯於開關Q1 與接地端之間，以依據變壓器T1 之切換電流IP 而產生電流訊號VCS 。二次側繞組NS 耦接電源供應器之輸出端，並輸出輸出電壓V0 ，二次側繞組NS 之一端耦接整流器DS ，電容C0 耦接整流器DS 與二次側繞組NS 之另一端。
復參閱第一圖，切換電路10產生一切換訊號VPWM ，用於控制開關Q1 以切換變壓器T1 。切換電路10包含正反器12與及閘14。正反器12之輸入端D接收供應電壓VCC ，正反器12之時脈輸入端CK透過反相器20接收脈波訊號PLS，正反器12之輸出端Q耦接及閘14之輸入端，及閘14之另一輸入端經反相器20接收脈波訊號PLS，及閘14之輸出端產生切換訊號VPWM 以 控制開關Q1 。正反器12之重置端R接收重置訊號RST以重置正反器12而禁能切換訊號VPWM 。振盪器100用於產生脈波訊號PLS，脈波訊號PLS經反相器20而傳送至正反器12之時脈輸入端CK與及閘14之輸入端。
復參閱第一圖，脈波寬度調變電路之第一內部電路300包含第一電流源310、第一開關320與第一比較器330。第一電流源310耦接供應電壓VCC ，而經第一開關320供應電源至第一比較器330。第一開關320耦接於第一電流源310與第一比較器330之間，第一開關320受控於切換訊號VPWM 。第一比較器330之正輸入端接收一限制訊號VLMT ，第一比較器330之負輸入端接收電流訊號VCS ，而當電流訊號VCS 大於限制訊號VLMT 時，第一比較器330之輸出端產生一過電流訊號OC。
承接上述，脈波寬度調變電路之一第二內部電路400包含第二電流源410、第二開關420與第二比較器430。第二電流源410耦接供應電壓VCC ，而經第二開關420供應電源至第二比較器430。第二開關420耦接於第二電流源410與第二比較器430之間，第二開關420受控於切換訊號VPWM 。第二比較器430之正輸入端接收一迴授訊號VFB ，第二比較器430之負輸入端接收電流訊號VCS ，當電流訊號VCS 大於迴授訊號VFB 時，第二比較器430之輸出端產生一迴授控制訊號CNTR。一般而言，迴授訊號VFB 可藉由一光耦合器耦接於變壓器T1 之二次側繞組NS (圖中未示)或藉由迴授電路耦接於變壓器T1 之輔助繞組(圖中未示)，以偵測電源供應器之輸出訊號VO 所得知；由於輔助繞組之電壓相關於電源供應器之輸出電壓VO ，因此，迴授訊號VFB 與輸出電壓VO 相關。
復參閱第一圖，第一內部電路300與第二內部電路400耦接至及閘30之輸入端以分別傳送過電流訊號OC與迴授控制訊號CNTR至及閘30。及閘30之輸出端產生重置訊號RST，以重置正反器12而使切換電路10禁能切換訊號VPWM 。在此實施例第一內部電路300與第二內部電路400作為保護電路，以保護電源供應器。第一內部電路300與第二內部電路400受控於切換訊號VPWM ，因此，當切換訊號VPWM 禁能時，第一內部電路300與第二內部 電路400將被禁能，以達到省電的目的。切換訊號VPWM 不僅可控制第一內部電路300與第二內部電路400，其更可控制脈波寬度調變電路之任何內部電路或電源供應器之任何內部電路，以達到省電的目的。
請參閱第二圖，其為運用於本發明之脈波寬度調變電路之省電電路的振盪器之一較佳實施例的電路圖。如圖所示，振盪器100包含充電電流源ICH 、充電開關SCH 、放電電流源IDCH 、放電開關SDCH 與電容COSC 。充電電流源ICH 耦接供應電壓VCC ，充電開關SCH 耦接於充電電流源ICH 與電容COSC 之間，充電電流ICH 經充電開關SCH 對電容COSC 充電，充電開關SCH 用以控制電容COSC 的充電。放電電流源IDCH 耦接於接地端，放電開關SDCH 耦接於放電電流源IDCH 與電容COSC 之間，放電電流源IDHC 經放電開關SDCH 對電容COSC 進行放電，放電開關SDCH 用以控制電容COSC 的放電，所以，在電容COSC 即產生一振盪訊號VOSC 。
復參閱第二圖，振盪器100更包含比較器110與120、反及閘130與140，以產生脈波訊號PLS。脈波訊號PLS更用以控制放電開關SDCH 。比較器110之輸入端接收高臨界值VH 與振盪訊號VOSC ，並比較高臨界值VH 與振盪訊號VOSC ；比較器120之輸入端接收低臨界值VL 與振盪訊號VOSC ，並比較低臨界值VL 與振盪訊號VOSC 。反及閘130之一輸入端耦接比較器110之輸出端，反及閘140之一輸入端耦接比較器120之輸出端，反及閘140之另一輸入端耦接反及閘130之輸出端，反及閘140之輸出端耦接反及閘130之另一輸入端，反及閘130之輸出端產生脈波訊號PLS，反及閘140之輸出訊號更用以控制充電開關SCH 。
請參閱第三圖，其為運用本發明脈波寬度調變電路之省電電路的第二較佳實施例的電路圖，第三圖為具有脈波寬度調變電路與省電電路之電源供應器。如圖所示，本實施例之大部分電路皆同於第一圖之實施例，所以，本實施例與第一圖之實施例的相同處在此不再贅述。本實施例與第一圖之實施例不同之處在於本實施例更包含一停滯時間控制電路500，停滯時間控制電路500依據切換訊號VPWM 產生一停滯時間控制訊號DCS，停滯時間控制電路500更耦接振盪器100以接收振盪訊號VOSC ，而控制停滯時間控制訊號 DCS。
停滯時間控制訊號DCS控制脈波寬度調變電路之第一內部電路300與第二內部控制電路400。當切換訊號VPWM 禁能時，停滯時間控制訊號DCS在預設的時間內亦被禁能，因此，當切換訊號VPWM 禁能時，停滯時間控制訊號DCS在預設的時間內禁能第一內部電路300與第二內部電路400以達到省電的目的。停滯時間控制訊號DCS不僅可控制第一內部電路300與第二內部電路400，更可控制脈波寬度調變電路之任何內部電路或電源供應器之任何內部電路，以達到省電的目的。
請參閱第四圖，其為運用於本發明之脈波寬度調變電路之省電電路的振盪器之另一較佳實施例的電路圖。配合第三圖，本實施例之振盪器100之大部份電路與第二圖之振盪器100相同，本實施例之振盪器100與第二圖之振盪器100的相同處在此不再贅述，其不同之處在於本實施例之振盪器100所產生之振盪訊號VOSC 更傳送至停滯時間控制電路500(如第三圖所示)，以控制停滯時間控制訊號DCS。
請參閱第五圖，其為運用於本發明脈波寬度調變電路之省電電路中的停滯時間控制電路之第一較佳實施例之電路圖。如第五圖所示，停滯時間控制電路500包含一預致能(pre一enabling)電路505、反相器520、540與一正反器530。正反器530之設定輸入端S透過反相器520接收切換訊號VPWM ，正反器530之重置輸入端R耦接預致能電路505，正反器530之輸出端Q耦接反相器540而在反相器540的輸出端產生停滯時間控制訊號DCS。預致能電路505至少包含一比較器510。比較器510之輸出端耦接正反器530之重置輸入端R，比較器510之輸入端分別接收一門檻訊號VTH 與振盪訊號VOSC ，並比較門檻訊號VTH 與振盪訊號VOSC ，進而控制正反器530的重置；當振盪訊號VOSC 小於門檻訊號VTH ，則停滯時間控制訊號DCS為致能狀態，此時，停滯時間控制訊號DCS致能脈波寬度調變電路之第一內部電路300與第二內部電路400(如第三圖所示)；當切換訊號VPWM 禁能時，停滯時間控制訊號DCS為禁能，此時停滯時間控制訊號DCS禁能脈波寬度調變電路之第 一內部電路300與第二內部電路400，而達到省電的目的。
請參閱第六圖，其為本發明之省電電路的波形圖。如圖所示，門檻訊號VTH 小於高臨界值VH ，而大於低臨界值VL 。預致能電路505(如第五圖所示)在切換訊號VPWM 致能前預先致能停滯時間控制訊號DCS。因此，停滯時間控制訊號DCS之致能時間早於切換訊號VPWM 之致能時間，停滯時間控制訊號DCS之致能時間比切換訊號VPWM 之致能時間提前一個預致能時間Td1 。振盪訊號VOSC 與門檻訊號VTH 決定停滯時間控制訊號DCS之致能時間，而門檻訊號VTH 與低臨界值VL 決定時間Td1 。
請參閱第七圖，其為運用本發明省電電路之第三較佳實施例的電路圖，第七圖為具有脈波寬度調變電路與省電電路之電源供應器的電路圖。如圖所示，第三較佳實施例之大部分電路與第三圖之實施例相同，所以，本實施例與第三圖之實施例之相同處在此不再贅述，其不同之處在於本實施例之脈波訊號PLS更傳送至停滯時間控制電路500，以控制停滯時間控制訊號DCS。
請參閱第八圖，其為運用於本發明脈波寬度調變電路之省電電路中的停滯時間控制電路之第二較佳實施例之電路圖。配合第七圖，本實施例之停滯時間控制電路500之大部份電路與第五圖之停滯時間控制電路500相同，所以，本實施例與第五圖之停滯時間控制電路500之相同處在此不再贅述，其不同之處在於本實施例之停滯時間控制電路500更包含一及閘550。及閘550之輸入端分別接收脈波訊號PLS與耦接比較器510之輸出端。及閘550之輸出端耦接正反器530之重置輸入端R，以重置正反器530。當脈波訊號PLS禁能時，預致能電路505則停止重置正反器530，停滯時間控制訊號DCS之波形如第九圖所示。
請參閱第十圖，其為運用於本發明脈波寬度調變電路之省電電路中的停滯時間控制電路之第三較佳實施例之電路圖。配合第七圖之實施例，本實施例之停滯時間控制電路500之大部份電路相同於第八圖之停滯時間控制電路500，所以，本實施例與第八圖之停滯時間控制電路500之相同處在 此不再贅述，其不同之處在於本實施例之停滯時間控制電路500更包括一延遲電路560，以取代反相器520(如第八圖所示)；延遲電路560包含電流源570、電晶體580與電容590。電流源570耦接供應電壓VCC 並耦接電容590，以對電容590充電；電容590耦接正反器530之設定輸入端S；電流源570更耦接電晶體580，切換訊號VPWM 傳送至電晶體580，以驅動電晶體580，電晶體580更耦接於接地端。當切換訊號VPWM 禁能時，延遲電路560用以延遲切換訊號VPWM 禁能停滯時間控制訊號DCS。因此，切換訊號VPWM 禁能的預設的時間之後，停滯時間控制訊號DCS才被切換訊號VPWM 禁能。
請參閱第十一圖，其為本發明之省電電路的波形圖。如圖所示，此波形圖之停滯時間控制訊號DCS係由第十圖之停滯時間控制電路500所產生，當切換訊號VPWM 禁能時，停滯時間控制電路500之延遲電路560用以控制停滯時間控制訊號DCS在預設的一個延遲時間Td2後禁能。因此，切換訊號VPWM 禁能的預設的時間之後，停滯時間控制訊號DCS才禁能。其中電流源570之電流大小與電容590(如第十圖所示)之電容量決定時間Td2 。
請參閱第十二圖，其為運用本發明之省電電路之第四較佳實施例的電路圖。如圖所示，本實施例之大部分電路與第七圖之實施例相同，所以，本實施例與第七圖之實施例的相同處在此不再贅述，其不同之處在於本實施例之脈波訊號PLS與振盪訊號VOSC 並不傳送至停滯時間控制電路500，此外如第十三圖所示，切換訊號VPWM 傳送至停滯時間控制電路500中的正反器530之重置輸入端R，以重置正反器530，不需預致能電路505(請參考第十圖與第八圖之實施例)。因此，當切換訊號VPWM 致能(如第十四圖所示)時，將致能停滯時間控制訊號DCS。
綜上所述，本發明係提供省電電路以控制內部電路，而達到省電之目的。當切換訊號禁能時，省電電路則禁能內部電路，因此，當切換訊號禁能時，可藉由省電電路減少電源消耗，以達到省電之目的。
本發明係實為一具有新穎性、進步性及可供產業利用者，應符合我國專利法所規定之專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈 鈞局 早日賜准專利，至感為禱。
惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
10‧‧‧切換電路
100‧‧‧振盪器
12‧‧‧正反器
14‧‧‧及閘
20‧‧‧反相器
30‧‧‧及閘
300‧‧‧第一內部電路
310‧‧‧第一電流源
320‧‧‧第一開關
330‧‧‧第一比較器
400‧‧‧第二內部電路
410‧‧‧第二電流源
420‧‧‧第二開關
430‧‧‧第二比較器
500‧‧‧停滯時間控制電路
505‧‧‧預致能電路
510‧‧‧比較器
520‧‧‧反相器
530‧‧‧正反器
540‧‧‧反相器
550‧‧‧及閘
560‧‧‧延遲電路
570‧‧‧電流源
580‧‧‧電晶體
590‧‧‧電容
CNTR‧‧‧迴授控制訊號
CK‧‧‧時脈輸入端
CO ‧‧‧電容
COSC ‧‧‧電容
DCS‧‧‧停滯時間控制訊號
DS ‧‧‧整流器
IDCH ‧‧‧放電電流源
IP ‧‧‧切換電流
ICH ‧‧‧充電電流源
NP ‧‧‧一次側繞組
NS ‧‧‧二次側繞組
VCS ‧‧‧電流訊號
VO ‧‧‧輸出電壓
VPWM ‧‧‧切換訊號
VCC ‧‧‧供應電壓
VLMT ‧‧‧限制訊號
VOSC ‧‧‧振盪訊號
VH ‧‧‧高臨界值
VL ‧‧‧低臨界值
VTH ‧‧‧門檻訊號
VFB ‧‧‧迴授訊號
OC‧‧‧過電流訊號
PLS‧‧‧脈波訊號
Q1 ‧‧‧開關
RS ‧‧‧電阻
RST‧‧‧重置訊號
SCH ‧‧‧充電開關
SDCH ‧‧‧放電開關
Td1 ‧‧‧預致能時間
Td2 ‧‧‧延遲時間
T1 ‧‧‧變壓器
第一圖為運用本發明之第一較佳實施例的電路圖；第二圖為本發明中振盪器之一較佳實施例的電路圖；第三圖為運用本發明之第二較佳實施例的電路圖；第四圖為本發明中振盪器的另一較佳實施例的電路圖；第五圖為本發明中停滯時間控制電路之第一較佳實施例的電路圖；第六圖為本發明之第二較佳實施例的波形圖；第七圖為運用本發明之第三較佳實施例的電路圖；第八圖為本發明中停滯時間控制電路之第二較佳實施例的電路圖；第九圖為本發明之第三較佳實施例的波形圖；第十圖為本發明中停滯時間控制電路之第三較佳實施例的電路圖；第十一圖本發明之第三較佳實施例的另一波形圖；第十二圖為運用本發明之第四較佳實施例的電路圖；第十三圖為本發明中停滯時間控制電路之第四較佳實施例的電路圖；以及第十四圖為本發明之第四較佳實施例的波形圖。
10‧‧‧切換電路
100‧‧‧振盪器
12‧‧‧正反器
14‧‧‧及閘
20‧‧‧反相器
30‧‧‧及閘
300‧‧‧第一內部電路
310‧‧‧第一電流源
320‧‧‧第一開關
330‧‧‧第一比較器
400‧‧‧第二內部電路
410‧‧‧第二電流源
420‧‧‧第二開關
430‧‧‧第二比較器
CNTR‧‧‧迴授控制訊號
CK‧‧‧時脈輸入端
CO ‧‧‧電容
DS ‧‧‧整流器
IP ‧‧‧切換電流
NP ‧‧‧一次側繞組
NS ‧‧‧二次側繞組
VCS ‧‧‧電流訊號
VO ‧‧‧輸出電壓
VPWM ‧‧‧切換訊號
VCC ‧‧‧供應電壓
VLMT ‧‧‧限制訊號
VFB ‧‧‧迴授訊號
OC‧‧‧過電流訊號
PLS‧‧‧脈波訊號
Q1 ‧‧‧開關
RS ‧‧‧電阻
RST‧‧‧重置訊號
T1 ‧‧‧變壓器

Claims (19)

  1. 一種脈波寬度調變電路之省電電路，其包含：一切換電路，該切換電路產生一切換訊號以切換一電路；以及一停滯時間控制電路，該停滯時間控制電路依據該切換訊號，產生一停滯時間控制訊號控制至少一內部電路，該切換訊號禁能時，該停滯時間控制訊號禁能該內部電路。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之省電電路，其中該停滯時間控制訊號致能於該切換訊號致能之前。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之省電電路，其中該停滯時間控制電路包含：一預致能電路，該預致能電路在該切換訊號致能之前預先致能該停滯時間控制訊號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之省電電路，其中該停滯時間控制訊號禁能於該切換訊號禁能之後。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之省電電路，其中該停滯時間控制電路包含：一延遲電路，該延遲電路在該切換訊號禁能時延遲該停滯時間控制訊號之禁能的時間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之省電電路，更包括：一振盪器，該振盪器產生一脈波訊號，該切換電路依據該脈波訊號產生該切換訊號。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之省電電路，更包括：一振盪器，該振盪器產生一振盪訊號，該停滯時間控制電路依據該振盪訊號控制該停滯時間控制訊號。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之省電電路，其中該振盪訊號小於一門檻訊號時，該停滯時間控制電路致能該停滯時間控制訊號。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之省電電路，其中該振盪器產生一脈波訊 號，該停滯時間控制電路依據該振盪訊號與該脈波訊號控制該停滯時間控制訊號。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之省電電路，其中該切換訊號用以切換一變壓器。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之省電電路，其中該內部電路為該脈波寬度調變電路之一保護電路。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之省電電路，其中該保護電路產生一重置訊號重置該切換電路以禁能該切換訊號。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之省電電路，其中該內部電路包含在該脈波寬度調變電路內。
  14. 一種脈波寬度調變電路之省電電路，其包含：一切換電路，該切換電路產生一切換訊號以切換一電路；其中，該切換訊號更用以控制至少一內部電路，該切換訊號禁能時禁能該內部電路。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之省電電路，更包括：一振盪器，該振盪器產生一脈波訊號，該切換電路依據該脈波訊號產生該切換訊號。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之省電電路，其中該切換訊號用以切換一變壓器。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之省電電路，其中該內部電路為該脈波寬度調變電路之一保護電路。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之省電電路，其中該保護電路產生一重置訊號重置該切換電路以禁能該切換訊號。
  19. 如申請專利範圍第14項所述之省電電路，其中該內部電路包含在該脈波寬度調變電路內。
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