本发明提出一种电压转换电路，以一电压转换控制器控制一功率级电路中的功率开关，以将一输入电压转换为一输出电压，并通过一光耦合器，感测该输出电压，该电压转换控制器包含：一多功能接脚，以外接一参数设定元件与该光耦合器；以及一参数取样设定单元，以提供不同的两默认电压，分别感测通过该多功能接脚上的两对应电流值，其中该两对应电流值相关于该参数设定元件的电阻值；或该参数取样设定单元提供不同的两默认电流，分别感测该多功能接脚上的两对应电压值，其中该两对应电压值相关于该参数设定元件的电阻值。该参数取样设定单元根据该两默认电压以及该两对应电流值或根据该两默认电流以及该两对应电压值，以设定该电压转换控制器的参数值。
一功率级电路，通过其中一功率开关的切换，将一输入电压转换为一输出电压；
一电压转换控制器，用以控制该功率开关，该电压转换控制器包含：
一多功能接脚，用以外接该参数设定元件与该光耦合器；以及
一参数取样设定单元，用以提供不同的两默认电压，以分别感测通过该多功能接脚上的两对应电流值，该参数取样设定单元根据该两默认电压以及该两对应电流值，以设定该电压转换控制器的参数值，其中该两对应电流值相关于该参数设定元件的电阻值；或该参数取样设定单元提供不同的两默认电流，以分别感测该多功能接脚上的两对应电压值，该参数取样设定单元根据该两默认电流以及该两对应电压值，以设定该电压转换控制器的参数值，其中该两对应电压值相关于该参数设定元件的电阻值，由此，可通过设定该参数设定元件的不同电阻值，以设定不同的该参数值。
2.如权利要求1所述的电压转换电路，其中，该参数设定元件为一电阻。
3.如权利要求1所述的电压转换电路，其中，该光耦合器包含一感光元件，且该参数取样设定单元提供该两默认电压，以分别感测通过该多功能接脚上的该两对应电流值，其中该参数设定元件与该感光元件耦接于该参数设定元件的一端，且此端耦接于该多功能接脚。
4.如权利要求1所述的电压转换电路，其中，该光耦合器包含一感光元件，且该参数取样设定单元提供该两默认电流，以分别感测该多功能接脚上的该两对应电压值，其中该感光元件经由该参数设定元件耦接于该多功能接脚。
5.如权利要求1所述的电压转换电路，其中，该参数取样设定单元提供该两默认电压，以分别感测通过该多功能接脚上的该两对应电流值，该参数取样设定单元包含：一电压电流转换电路，将该两默认电压转换为该两对应电流值；
一电流电压转换电路，将该两对应电流值转换为对应的两电压取样值；
一差值计算单元，计算该两电压取样值之差，以产生一参数设定讯号，用以设定该参数值。
6.如权利要求5所述的电压转换电路，其中，该差值计算单元包含一取样保持单元与一加减法单元，该取样保持单元撷取该两电压取样值之一，该加减法单元根据取样保持单元所撷取的该电压取样值以及该两电压取样值中的另一电压取样值，产生该两电压取样值之差。
7.如权利要求6所述的电压转换电路，其中，该差值计算单元还包含一计数器，计数该两电压取样值之差以产生该参数设定讯号。
8.如权利要求1所述的电压转换电路，其中，该参数取样设定单元提供该两默认电流，以分别感测该多功能接脚上的该两对应电压值，该参数取样设定单元包含：至少一电流源，用以提供该两默认电流，以在该多功能接脚上产生该两对应电压值；以及一差值计算单元，计算该两对应电压值之差，以产生一参数设定讯号，用以设定该参数值。
9.如权利要求8所述的电压转换电路，其中，该差值计算单元包含一取样保持单元与一加减法单元，该取样保持单元撷取该两对应电压值之一，该加减法单元根据取样保持单元所撷取的该对应电压值以及该两对应电压值中的另一对应电压值，产生该两电压取样值之差。
10.如权利要求9所述的电压转换电路，其中，该差值计算单元还包含一计数器，计数该两对应电压值之差以产生该参数设定讯号。
11.一种电压转换控制器，用以控制一电压转换电路以将一输入电压转换为一输出电压，并通过一光耦合器，感测该输出电压，其特征在于，该电压转换控制器包含：一多功能接脚，用以外接一参数设定元件与该光耦合器；以及
一参数取样设定单元，用以提供不同的两默认电压，以分别感测通过该多功能接脚上的两对应电流值，该参数取样设定单元根据该两默认电压以及该两对应电流值，以设定该电压转换控制器的参数值，其中该两对应电流值相关于该参数设定元件的电阻值；或该参数取样设定单元提供不同的两默认电流，以分别感测该多功能接脚上的两对应电压值，该参数取样设定单元根据该两默认电流以及该两对应电压值，以设定该电压转换控制器的参数值，其中该两对应电压值相关于该参数设定元件的电阻值，由此，可通过设定该参数设定元件的不同电阻值，以设定不同的该参数值。
12.如权利要求11所述的电压转换控制器，其中，该参数取样设定单元提供该两默认电压，以分别感测通过该多功能接脚上的该两对应电流值，该参数取样设定单元包含：一电压电流转换电路，将该两默认电压转换为该两对应电流值；
一电流电压转换电路，将该两对应电流值转换为对应的两电压取样值；
一差值计算单元，计算该两电压取样值之差，以产生一参数设定讯号，用以设定该参数值。
13.如权利要求12所述的电压转换控制器，其中，该差值计算单元包含一取样保持单元与一加减法单元，该取样保持单元撷取该两电压取样值之一，该加减法单元根据取样保持单元所撷取的该电压取样值以及该两电压取样值中的另一电压取样值，产生该两电压取样值之差。
14.如权利要求13所述的电压转换控制器，其中，该差值计算单元还包含一计数单元，计数该两电压取样值之差以产生该参数设定讯号。
15.如权利要求11所述的电压转换控制器，其中，该参数取样设定单元提供该两默认电流，以分别感测该多功能接脚上的该两对应电压值，该参数取样设定单元包含：两电流源，用以分别提供该两默认电流，以在该多功能接脚上产生该两对应电压值；以及一差值计算单元，计算该两对应电压值之差，以产生一参数设定讯号，用以设定该参数值。
16.如权利要求15所述的电压转换控制器，其中，该差值计算单元包含一取样保持单元与一加减法单元，该取样保持单元撷取该两对应电压值之一，该加减法单元根据取样保持单元所撷取的该对应电压值以及该两对应电压值中的另一对应电压值，产生该两电压取样值之差。
17.如权利要求16所述的电压转换控制器，其中，该差值计算单元还包含一计数单元，计数该两对应电压值之差以产生该参数设定讯号。
电压转换电路以及电压转换控制器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电压转换电路，特别是通过耦接于光耦合器的一电阻来达成参数设定，以减少所需接脚的一种电压转换电路。
背景技术
[0002] 图1显示现有技术一种电压转换电路10示意图，为一返驰控制式(Flyback control)电压转换电路，其包含对应的电压转换控制器11以及电压转换单元12。因为在电压转换单元12中，变压器的一次侧和二次侧互相隔离，因此为了将输出电压的相关讯息传回传给变压器一次侧的电压转换控制器11，采用光耦合的方式，以光耦合器中的发光元件13a将输出电压相关讯息以光讯号的方式传递，再以光耦合器中的感光元件13b来接收并输入电压转换控制器11。
[0003] 由于电压转换控制器11通常为集成电路且接脚数目有限，因此，若是能使用同一个接脚来达成多种不同的功能，就可以在有限的接脚数目下提供更多的功能，或是降低封装成本。
[0004] 与本发明申请相关的现有技术可参阅美国专利US 723313，美国专利US 2015/0023071，美国专利US 8704590，美国专利US 7764521。
[0005] 有鉴于上述，本发明提出一种电压转换电路以及其相关的电压转换控制器，以在接脚数目有限的情况下，使用同一个接脚来达成多种不同的功能。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种电压转换电路以及电压转换控制器，能够在接脚数目有限的情况下，使用同一个接脚来达成多种不同的功能。
[0007] 为达上述目的，就其中一个观点言，本发明提供了一种电压转换电路，包含：一功率级电路，通过其中一功率开关的切换，将一输入电压转换为一输出电压；一光耦合器，用以感测该输出电压；一参数设定元件；以及一电压转换控制器，用以控制该功率开关，该电压转换控制器包含：一多功能接脚，用以外接该参数设定元件与该光耦合器；以及一参数取样设定单元，用以提供不同的两默认电压，以分别感测通过该多功能接脚上的两对应电流值，该参数取样设定单元根据该两默认电压以及该两对应电流值，以设定该电压转换控制器的参数值，其中该两对应电流值相关于该参数设定元件的电阻值；或该参数取样设定单元提供不同的两默认电流，以分别感测该多功能接脚上的两对应电压值，该参数取样设定单元根据该两默认电流以及该两对应电压值，以设定该电压转换控制器的参数值，其中该两对应电压值相关于该参数设定元件的电阻值，由此，可通过设定该参数设定元件的不同电阻值，以设定不同的该参数值。
[0008] 为达上述目的，就另一个观点言，本发明提供了一种电压转换控制器，用以控制一电压转换电路以将一输入电压转换为一输出电压，并通过一光耦合器，感测该输出电压，该电压转换控制器包含：一多功能接脚，用以外接一参数设定元件与该光耦合器；以及一参数取样设定单元，用以提供不同的两默认电压，以分别感测通过该多功能接脚上的两对应电流值，该参数取样设定单元根据该两默认电压以及该两对应电流值，以设定该电压转换控制器的参数值，其中该两对应电流值相关于该参数设定元件的电阻值；或该参数取样设定单元提供不同的两默认电流，以分别感测该多功能接脚上的两对应电压值，该参数取样设定单元根据该两默认电流以及该两对应电压值，以设定该电压转换控制器的参数值，其中该两对应电压值相关于该参数设定元件的电阻值，由此，可通过设定该参数设定元件的不同电阻值，以设定不同的该参数值。
[0009] 在其中一种较佳的实施例中，该参数设定元件为一电阻。
[0010] 在其中一种较佳的实施例中，该光耦合器包含一感光元件，且该参数取样设定单元提供该两默认电压，以分别感测通过该多功能接脚上的该两对应电流值，其中该参数设定元件与该感光元件耦接于该参数设定元件的一端，且此端耦接于该多功能接脚。
[0011] 在其中一种较佳的实施例中，该光耦合器包含一感光元件，且该参数取样设定单元提供该两默认电流，以分别感测该多功能接脚上的该两对应电压值，其中该感光元件经由该参数设定元件耦接于该多功能接脚。
[0012] 在其中一种较佳的实施例中，该参数取样设定单元提供该两默认电压，以分别感测通过该多功能接脚上的该两对应电流值，该参数取样设定单元包含：一电压电流转换电路，将该两默认电压转换为该两对应电流值；一电流电压转换电路，将该两对应电流值转换为对应的两电压取样值；一差值计算单元，计算该两电压取样值之差，以产生一参数设定讯号，用以设定该参数值。
[0013] 在上述实施例的其中一种实施方式中，该差值计算单元包含一取样保持单元与一加减法单元，该取样保持单元撷取该两电压取样值之一，该加减法单元根据取样保持单元所撷取的该电压取样值以及该两电压取样值中的另一电压取样值，产生该两电压取样值之差。
[0014] 在上述实施例的其中一种实施方式中，该差值计算单元更包含一计数器，计数该两电压取样值之差以产生该参数设定讯号。
[0015] 在其中一种较佳的实施例中，该参数取样设定单元提供该两默认电流，以分别感测该多功能接脚上的该两对应电压值，该参数取样设定单元包含：至少一电流源，用以提供该两默认电流，以在该多功能接脚上产生该两对应电压值；以及一差值计算单元，计算该两对应电压值之差，以产生一参数设定讯号，用以设定该参数值。
[0016] 在上述实施例的其中一种实施方式中，该差值计算单元包含一取样保持单元与一加减法单元，该取样保持单元撷取该两对应电压值之一，该加减法单元根据取样保持单元所撷取的该对应电压值以及该两对应电压值中的另一对应电压值，产生该两电压取样值之差。
[0017] 在上述实施例的其中一种实施方式中，该差值计算单元更包含一计数单元，计数该两对应电压值之差以产生该参数设定讯号。
[0018] 以下通过具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图说明
[0019] 图1显示一种现有技术的电压转换电路示意图；
[0020] 图2-3显示本发明的一实施例的电压转换电路与电压转换控制器示意图；
[0021] 图4-5显示本发明的另一实施例的电压转换电路与电压转换控制器示意图。
[0022] 图中符号说明
[0023] 10 电压转换电路
[0024] 11 电压转换控制器
[0025] 12 电压转换单元
[0026] 20 电压转换电路
[0027] 21 电压转换控制器
[0028] 211 参数取样设定单元
[0029] 2111 电流电压转换电路
[0030] 2112 差值计算单元
[0031] 21121 加减法单元
[0032] 2113 电压电流转换电路
[0033] 22 光耦合器
[0034] 221 感光元件
[0035] 222 发光元件
[0036] 23 功率级电路
[0037] Ccomp 电容
[0038] COMP 多功能接脚
[0039] Count 计数器
[0040] EA1 误差放大器
[0041] GATE、CS 接脚
[0042] I1、I2 对应电流值
[0043] Id 电流
[0044] Iset1、Iset2 默认电流
[0045] M1、M2 功率开关
[0046] M3 晶体管
[0047] R1 参数设定元件
[0048] Rg 电阻
[0049] S/H 取样保持单元
[0050] TA1、TA2 控制讯号
[0051] V1、V2 对应电压值
[0052] △V 差值
[0053] Vc 对应电压
[0054] Vcomp 电压值
[0055] Vin 输入电压
[0056] Vout 输出电压
[0057] Vset1、Vset2 默认电压
具体实施方式
[0058] 请参照图2，显示本发明的第一个实施例的电压转换电路20，其包含一参数设定元件R1、一电压转换控制器21、一光耦合器22以及一功率级电路23。参数设定元件R1可为任何具有阻值的元件；在本实施例中，参数设定元件R1例如但不限于可为一电阻。电压转换控制器用以控制功率级电路23中的功率开关M2，以将输入电压Vin转换为输出电压Vout。光耦合器22包含一感光元件221以及一发光元件222，用以产生与输出电压Vout相关的回授讯号。电压转换控制器21的操作模式包含一初始模式以及一正常模式，初始模式用于设定电压转换控制器21的参数值，正常模式用于控制电压转换电路20的电压转换。电压转换控制器21包含一多功能接脚COMP以及一参数取样设定单元211(参阅图3、5)。多功能接脚COMP外接于参数设定元件R1与光耦合器22。在图2的实施例中，参数设定元件R1与感光元件221耦接于参数设定元件R1的一端，且此端耦接于多功能接脚COMP。此外，多功能接脚COMP可另耦接于一电容Ccomp，以提供稳压过滤噪声的功能。
[0059] 对应于图2的实施例，请参阅图3。当电压转换控制器21处于初始模式，参数取样设定单元211提供不同的两默认电压Vset1、Vset2于多功能接脚COMP，并分别感测通过多功能接脚COMP上的两对应电流值I1、I2，两对应电流值I1、I2分别对应于两默认电压Vset1、Vset2并相关于参数设定元件R1的电阻值。参数取样设定单元211根据两默认电压Vset1、Vset2以及两对应电流值I1、I2，以设定电压转换控制器的参数值。
[0060] 举例言之，在本实施例中，参数取样设定单元211包含：一电压电流转换电路2113、一电流电压转换电路2111、以及一差值计算单元2112。电压电流转换电路2113分别根据两默认电压Vset1、Vset2而产生两对应电流值I1、I2，通过多功能接脚COMP。电流电压转换电路2111将两对应电流值I1、I2转换为电压取样值。差值计算单元2112计算该两电压取样值之差，以产生一参数设定讯号，用以设定电压转换控制器的参数值。
[0061] 详言之，举例而言，电压电流转换电路2113例如但不限于可包含图3所示的误差放大器EA1与晶体管M3，误差放大器EA1的一输入端接收默认电压Vset1或Vset2、另一输入端耦接于多功能接脚COMP；误差放大器EA1的输出端控制晶体管M3，且晶体管M3的下端也耦接于多功能接脚COMP。在电路回授平衡时，误差放大器EA1的两输入端电压相等(不考虑元件匹配误差)，因此多功能接脚COMP的电位等于默认电压Vset1或Vset2。默认电压Vset1或Vset2将使得多功能接脚COMP对外流出电流，此电流会分流通过参数设定元件R1与感光元件221，其中，当默认电压为Vset1时，通过参数设定元件R1的电流为Vset1/R1，通过感光元件221的电流为Id，而I1＝(Vset1/R1)+Id；又，当默认电压为Vset2时，通过参数设定元件R1的电流为Vset2/R1，通过感光元件221的电流为Id，而I2＝(Vset2/R1)+Id。因此，根据I1与I2的差值以及默认电压Vset1与Vset2的差值，可得知参数设定元件R1的电阻值(仍以R1表示)：R1＝(Vset2-Vset1)/(I2-I1)。也就是说，可以通过设定参数设定元件R1的不同电阻值，以设定不同的参数值。
[0062] 由上述计算式可知，因默认电压Vset1和Vset2为已知，仅需取得I1与I2的差值，就可以获知R1。不过，由于默认电压Vset1和Vset2是分别于不同时间提供，因此必须储存其一，才能与另一者相减。以模拟电路来实现时，为了计算上的便利，可先将I1与I2转换为电压，以便利取样储存。所以，在本实施例中，参数取样设定单元211包含电流电压转换电路2111，以将两对应电流值I1、I2转换为电压取样值。电流电压转换电路2111例如但不限于可包含一电流镜电路和一电阻Rg，其中，电流镜电路用以复制I1或I2、而电阻Rg将I1或I2转换为电压取样值。
[0063] 差值计算单元2112计算该两电压取样值之差，以产生一参数设定讯号，用以设定电压转换控制器的参数值。在本实施例中，差值计算单元2112包含一取样保持单元S/H与一加减法单元21121，取样保持单元S/H撷取两电压取样值之一并输出一对应电压Vc，加减法单元21121根据对应电压Vc以及两电压取样值中另一电压取样值，以产生两者之差。在一实施例中，加减法单元21121的输出即可作为模拟的参数设定讯号。在另一实施例中，加减法单元21121的输出可再经由一计数器count予以计数，以产生数字的参数设定讯号。
[0064] 前述的两默认电压Vset1、Vset2的差值(Vset2-Vset1)除以两对应电流值I1、I2的差值(I1-I2)的目的是扣除流过感光元件221的电流Id，虽然在初始模式中，电路刚启动，但不排除感光元件221上可能有暗电流(dark current)，而此暗电流可能造成计算参数设定元件R1的电阻值时的误差。但给予两默认电压Vset1、Vset2时，就可以消除电流Id的影响。
[0065] 请参照图4、5，在另一实施例中，感光元件221经由参数设定元件R1耦接于多功能接脚COMP(即，参数设定元件R1耦接于多功能接脚COMP和感光元件221之间)。当电压转换控制器21处于初始模式，参数取样设定单元211提供不同的两默认电流Iset1、Iset2，经多功能接脚COMP流出，以分别感测多功能接脚COMP上的两对应电压值V1、V2(参照多功能接脚COMP的电压值VCOMP，图5)，参数取样设定单元211根据两默认电流Iset1、Iset2以及两对应电压值V1、V2，以设定电压转换控制器211的参数值。
[0066] 举例言之，在图5实施例中，参数取样设定单元211包含：至少一电流源(图示为两电流源、但亦可等效改变为单一可变电流源)，用以提供该两默认电流Iset1、Iset2，以在多功能接脚COMP上产生两对应电压值V1、V2；以及一差值计算单元2112，用以计算该两对应电压值V1、V2之差，以产生一参数设定讯号，用以设定电压转换控制器的参数值。至少一电流源提供两默认电流Iset1、Iset2的方式，例如，可以由单一可变电流源，在不同的时间点提供两不同的电流，或是，如图所示，由两电流源，根据控制讯号TA1、TA2，而在不同的时间提供两不同的电流。
[0067] 详言之，当电压转换控制器21处于初始模式，至少一电流源提供两默认电流Iset1、Iset2，经多功能接脚COMP流出，以产生多功能接脚上的两对应电压值V1、V2。其中，两对应电压值V1、V2包含参数设定元件R1上的跨压以及感光元件221上的跨压。当默认电流为Iset1时，参数设定元件R1上的跨压等于V1-(感光元件221上的跨压)，即(Iset1*R1)＝V1-(感光元件221上的跨压)；又，当默认电流为Iset2时，参数设定元件R1上的跨压等于V2-(感光元件221上的跨压)，即(Iset2*R1)＝V2-(感光元件221上的跨压)。因此，根据V1与V2的差值以及默认电流Iset1与Iset2的差值，可得知参数设定元件R1的电阻值(仍以R1表示)：R1＝(V2-V1)/(Iset2-Iset1)。上式中，感光元件221上的跨压因已被扣除，而不造成影响。也就是说，可以通过设定参数设定元件R1的不同电阻值，以设定不同的参数值。
[0068] 差值计算单元2112计算该两对应电压值V1、V2之差，以产生一参数设定讯号，用以设定电压转换控制器的参数值。在本实施例中，差值计算单元2112包含一取样保持单元S/H与一加减法单元21121，取样保持单元S/H撷取两对应电压值V1、V2之一并输出一对应电压Vc，加减法单元21121根据对应电压Vc以及对应电压值V1、V2中另一电压取样值，以产生两者的差值△V。在一实施例中，加减法单元21121的输出即可作为模拟的参数设定讯号。在另一实施例中，加减法单元21121的输出可再经由一计数器count予以计数，以产生数字的参数设定讯号。
[0069] 根据本发明，可通过设定参数设定元件R1的不同电阻值，以对电压转换控制器21设定不同的参数值，且不需要使用到额外的接脚；此外，虽然多功能接脚COMP也与感光元件221耦接，但感光元件221上的电流或跨压不会对参数设定造成影响。
[0070] 以上已针对较佳实施例来说明本发明，以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以思及各种等效变化。例如，两电流源可改换为能够提供两种以上电流的单一可变电流源；电流电压转换电路中的电流镜电路可以改换为其他形式的电流镜电路；实施例中显示直接连接的两电路或元件之间，可以插置不影响主要功能的其他电路或元件，如开关、讯号放大电路、位准平移电路、模拟数字转换电路、数字模拟转换电路、暂存电路等；以模拟电路实现的电路，可改以数字电路来实现；等等。凡此种种，皆可根据本发明的教示类推而得，因此，本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。
