操作于涟波控制模式的电源供应器以及其控制方法技术

本发明专利技术提出一种操作于涟波控制模式的电源供应器以及其控制方法。电源供应器用以供电至一负载，包含有一电源转换器、一远输出供电端、一传导线、一反馈电路、以及一电源控制器。该电源转换器用以将一输入电源转换为一近端输出电源。该电源转换器具有一电源输入端，接收该输入电源，以及一近输出供电端，输出该近端输出电源。该远输出供电端提供一远端输出电源至该负载。该传导线连接于该近输出供电端与该远输出供电端之间。该反馈电路依据该远输出供电端与该近输出供电端的电位，产生一反馈信号。该电源控制器控制该电源转换器，依据该反馈信号以及一参考信号，输出一脉冲至该电源转换器，其据以将该输入电源转换为该近端输出电源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一电源供应器以及其控制方法，尤其是关于一开关式电源供应器的反馈控制方式。
技术介绍
开关式电源供应器(switchingmodepowersupply)，因为其具有相当好的转换效率，所以广泛的应用于不同电压的电源间的转换。图1为已知的一开关式电源供应器10，用来对负载20供电。开关式电源供应器10中有一个降压式电源转换器(buckconverter)12，用来将具有一相对高电压的输入电压电源VIN，转换成一相对低电压的输出电压电源VO-N。输出电压电源VO-N的电压讯息，通过分压电路16，反馈给电源控制器14的反馈端FB。电源控制器14据以产生脉冲宽度调变(pulse-width-modulation，PWM)信号，控制降压式电源转换器12，以使输出电压电源VO-N大致稳定在一预设值。举例来说，当反馈端FB上的反馈电压VFB低于一个设定值时，电源控制器14就在高侧端HS上提供一脉冲，使高侧功率开关SWHS在一开启时间TON维持导通。此时，输入电压电源VIN开始供应电能给电感L与输出电容CO。开启时间TON结束后，电源控制器14通过低侧端LS开启低侧功率开关SWLS，直到电感L中存放的能量完全释放至输出电容CO为止。如果，反馈电压VFB已经超过那设定值了，那高侧功率开关SWHS就一直维持在关闭的状态。换言之，输出电压电源VO-N的电压偏低时，输入电压电源VIN就通过电感L转换电能给输出电压电源VO-N，拉升其电压；反之，当输出电压电源VO-N的电压偏高，电能转换就不发生。因此，输出电压电源VO-N-的电压可大致稳定在一预设值。但是，在一些应用的场合，电源转换器跟被驱动的负载，彼此相隔非常遥远。如同图1所示，负载20并非直接连接到输出电压电源VO-N，两者之间，有一段长度可观的传导线18，譬如印刷电路板(PCB)上的印刷铜导线。为了说明上的方便，传导线18与电源转换器12的接点在此说明书中称为近输出供电端ON，而传导线18与负载20的接点称为远输出供电端OR。近输出供电端ON上的输出电压电源VO-N也称为近端输出电源VO-N，而远输出供电端OR上提供有远端输出电源VO-R。尽管图1中的开关式电源供应器10可以将近端输出电源VO-N的电压大致稳定在预设值，但是，其却无法稳定远端输出电源VO-R的电压。举例来说，当负载20很轻或是无载时，流过传导线18的电流几乎可以忽略，所以远端输出电源VO-R与近端输出电源VO-N的电压将大约一样。但当负载20很重(heavy)时，流过传导线18的电流将会相当的可观，因此传导线18的寄生电阻所产生的压降，将造成远端输出电源VO-R的电压相当明显地低于近端输出电源VO-N的电压。远端输出电源VO-R才是真正对负载20供电的电源，因此其电压的稳定是非常重要的，不应随着负载20的轻重变化而被影响。
技术实现思路
本专利技术提出一种电源供应器，用以供电至一负载，包含有一电源转换器、一远输出供电端、一传导线、一反馈电路、以及一电源控制器。该电源转换器用以将一输入电源转换为一近端输出电源。该电源转换器具有一电源输入端，接收该输入电源，以及一近输出供电端，输出该近端输出电源。该远输出供电端提供一远端输出电源至该负载。该传导线连接于该近输出供电端与该远输出供电端之间。该反馈电路依据该远输出供电端与该近输出供电端的电位，产生一反馈信号。该电源控制器控制该电源转换器，依据该反馈信号以及一参考信号，输出一脉冲至该电源转换器，其据以将该输入电源转换为该近端输出电源。本专利技术还提出一种控制方法，用以控制一电源供应器供电至一负载。该电源供应器包含有一电源输入端以及一近输出供电端。该电源输入端接收一输入电源，该近输出供电端输出一近端输出电源，其由该输入电源转换而产生。一远端输出电源提供一远端输出电源，对一负载供电。一传导线连接于该近输出供电端与该远输出供电端之间。该电源控制方法包含有：接收该远端输出电源；接收该近端输出电源；依据该远端输出电源的电位与该近端输出电源的电位产生一反馈信号；依据该反馈信号与一参考信号产生一脉冲；以及，依据该脉冲将该输入电源转换为该近端输出电源。附图说明为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明，其中：图1为已知的一开关式电源供应器。图2为另一种开关式电源供应器。图3为依据本专利技术所实施的一电源供应器。图4分别显示高侧端HS上的信号SHS、低侧端LS上的信号SLS、反馈端FB上的反馈信号VFB，以及数字比较结果SOUT。图5显示一种开启时间TON的控制方法。图6显示另一种开启时间TON的控制方法。图中元件标号说明如下：10：开关式电源供应器12：降压式电源转换器14：电源控制器16：分压电路18：传导线20：负载30：开关式电源供应器60：电源供应器62：电源控制器64：比较器68：脉冲产生器70：反馈电路90、92、94、96、97、98：步骤CDECAP：离耦电容CFB：反馈电容Co：输出电容FB：反馈端GND：地端HS：高侧端L：电感LS：低侧端ON：近输出供电端OR：远输出供电端R1：电阻R2：电阻SHS：信号SLS：信号SOUT：数字比较结果SWHS：高侧功率开关SWLH：低侧功率开关t0、t1、t2：时间TCYC：转换周期TCYC-TAR：目标转换周期TOFF：关闭时间TON：开启时间VFB：反馈信号VREF：参考信号VIN：输入电压电源VO-N：输出电压电源、近端输出电源VO-R：远端输出电源具体实施方式针对现有技术中的缺点，一种可能的解决方式是将图1中的近端监测，改成远端监测(remotesensing)，如同图2所示。图2为另一种开关式电源供应器30，对负载20供电。图2中的分压电路16连接在远输出供电端OR与一地端GND之间，检测远端输出电源VO-R的电压，将检测结果反馈给电源控制器14的反馈端FB。理论上，既然图2中的电源控制器14监控的是远端输出电源VO-R的电压，开关式电源供应器30应该可以将远端输出电源VO-R的电压稳定在一预设值。但是，实作上图2的开关式电源供应器30仍可能发生远端输出电源VO-R电压不稳定的情形，或是输出涟波(outputripple)过大的问题。甚至有许多电源控制器的应用说明书中，都明白的指出其电源控制器不可应用于远端监测，原因的一即是受传导线18中所寄生的电感与电阻影响。一旦传导线18相当的长，其中所寄生的电感与电阻就变得相当可观。电感与电阻构成了一个低通电路，产生了信号延迟，也导致了整个控制回路的不稳定。图3为依据本专利技术所实施的一电源供应器60，对负载20供电。电源供应器60可以稳定远端输出电源VO-R的电压。电源供应器60包含有一电源控制器62、一降压式电源转换器12、一传导线18、以及一反馈电路70。电源控制器62可以是一集成电路，具有(但不限于)反馈端FB、高侧端HS、与低侧端LS的接脚。降压式电源转换器12，用来将具有一相对高电压的输入电压电源VIN，转换成一相对低电压的近端输出电源VO-N。传导线18连接于近输出供电端ON与远输出供电端OR之间，其寄生有电感与电阻所构成一低通电路，所以为一低通传导线。输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源供应器，用以供电至一负载，包含有：一电源转换器(power convert)，用以将一输入电源转换为一近端输出电源，包含有：一电源输入端，接收该输入电源；以及一近输出供电端(near output node)，输出该近端输出电源；一远输出供电端(remote output node)，提供一远端输出电源至该负载；一传导线，连接于该近输出供电端与该远输出供电端之间；一反馈电路，依据该远端输出电源的电位与该近端输出电源的电位产生一反馈信号；以及一电源控制器，依据该反馈信号以及一参考信号输出一脉冲(pulse)至该电源转换器，该电源转换器是依据该脉冲将该输入电源转换为该近端输出电源。

【技术特征摘要】
1.一种电源供应器，用以供电至一负载，包含有：一电源转换器(powerconvert)，用以将一输入电源转换为一近端输出电源，包含有：一电源输入端，接收该输入电源；以及一近输出供电端(nearoutputnode)，输出该近端输出电源；一远输出供电端(remoteoutputnode)，提供一远端输出电源至该负载；一传导线，连接于该近输出供电端与该远输出供电端之间；一反馈电路，依据该远端输出电源的电位与该近端输出电源的电位产生一反馈信号；以及一电源控制器，依据该反馈信号以及一参考信号输出一脉冲(pulse)至该电源转换器，该电源转换器是依据该脉冲将该输入电源转换为该近端输出电源。2.如权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，该反馈电路包含有：一分压电路，具有二电阻，通过一反馈端串联于该远输出供电端与一接地端之间；以及一反馈电容，连接于该反馈端与该近输出供电端之间。3.如权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，该电源转换器为一降压转换器(buckconverter)，具有一功率开关受控于该脉冲，且该脉冲的一脉冲宽度是与该功率开关的一开启时间有关。4.如权利要求3所述的电源供应器，其特征在于，该电源控制器检测该输入电源，以控制该脉冲宽度。5.如权利要求3所述的电源供应器，其特征在于，该电源控制器检测该近端输出电源，以控制该脉冲宽度。6.如权利要求3所述的电源供应器，其特征在于，该电源控制器检测该电源转换器的一转换周期，以控制该脉冲宽度转换周期转换周期。7.如权利要求1所述的电源供应器，其特征在于，该电源转换器包含：一比较器，比较该反馈信号以及一参考信号以产生一数字比较结果；以及一脉冲产生器(pulsegenerato...

【专利技术属性】
技术研发人员：何闿廷，林仓全，
申请(专利权)人：晨星半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71