CN102651613A - 用于反激式电源变换器中的恒压和恒流模式的***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于反激式电源变换器中的恒压和恒流模式的***和方法。该***包括第一信号生成器,被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的输出信号。第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组有关,并且次级绕组至少与该电源变换器的输出电流相关联。另外,该***包括:斜坡信号生成器,被配置来接收输出信号并且生成斜坡信号;以及第一比较器,被配置来接收斜坡信号和第一阈值信号,并且至少基于与斜坡信号和第一阈值信号相关联的信息生成第一比较信号。此外,该***包括第二比较器,被配置来接收第二感测信号和第二阈值信号并且生成第二比较信号。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路。更具体地,本发明提供了用于恒压模式和恒流模式的***和方法。仅仅作为示例,本发明已被应用于具有初级侧感测(sensing)和调整(regulation)的反激式电源变换器。但是将认识到,本发明具有宽得多的应用范围。
背景技术
反激式电源变换器因其简单的结构和低的成本而被广泛应用在低功率应用中。但是在传统反激式变换器中,通常利用光电耦合器和TL431的隔离布置通过次级侧反馈来执行输出电压调整。除了增加***成本以外,由于电缆损耗引起的电压降通常是难以补偿的。
图1是用于具有次级侧控制的开关模式反激式电源变换***的简化传统示图。如图1所示,PWM控制器110用来控制和驱动电源MOSFETM1。使电源MOSFET M1导通和截止来控制递送给次级侧上的负载的功率。因此,恒定输出电压(CV)模式和恒定输出电流(CC)模式可以通过次级侧调整而被获得。
图2是示出反激式电源变换***的输出电压和输出电流特性的简化传统示图。如图2所示,如果输出电流Io在从零至Imax,的范围中,则***在恒压(CV)模式中操作。在CV模式中,输出电压Vo例如等于Vmax。替代地,如果输出电压在Vmax以下,则***在恒流(CC)模式中操作。在CC模式中,输出电流Io例如等于Imax,。在另一示例中,如果***的输出端子连接到经放电电池,则***在CC模式中操作。
为了减小开关模式反激式电源变换器的成本和大小并且也为了提高其效率,具有初级侧调整的电源变换器已变得越来越流行。在初级侧调整中,通过检测紧密耦合到次级绕组的辅助绕组的电压来感测输出电压。由于辅助绕组的电压反映出(image)与次级绕组相关联的输出电压,因此在辅助绕组中感测出的电压可被用来调整次级侧输出电压。通常不需要TL431和光电耦合器中的昂贵部分,因此可以减小成本和大小。另外,利用感测到的输出电压的信息,可以基于控制器的内部计算来调整输出电流。因此,通常不需要用于输出电流的感测电阻器,因此可以提高整体变换效率。
图3是具有初级侧感测和调制的开关模式反激式电源变换***的简化传统示图。图4是具有初级侧感测和调制的开关模式反激式电源变换***的另一简化传统示图。
如图所示,输出电压Vout被映射到节点INV处的DC电压VINV,因此通过VINV的调整而被调整。在初级侧调整中,VINV和Vout的关系可表达为:
其中,n是辅助绕组匝数与次级绕组匝数之比。另外,VD1和VD2是前向二极管压降。
设置因此,Vout由下式给出:
输出电压通过对辅助绕组的电压的调整而被调整。例如,感测到的电压VINV被与预定电压电平VREF相比较。VINV与VREF之差与误差信号相关联,此VINV与VREF之差被误差放大器放大。至少部分地基于经放大的误差信号,PWM/PFM信号被生成。
PWM/PFM信号控制电源开关的接通/断开,因此控制递送给次级侧的功率。结果,VINV与VREF之差变得越来越小,并且最终,VINV变得等于VREF。由于VINV是输出电压Vout的反映,因此如果某些条件得到满足,则输出电压Vout可以线性地取决于VINV,因此取决于VREF。
具体地,如下所示,如果二极管D1和D2两端的前向电压恒定,则输出电压Vout线性地取决于VREF。
然而,二极管的前向电压通常取决于流经该二极管的电流。因此,如果负载电流改变,则D2的前向电压改变。由于流经D1的电流即使在输出负载电流改变时也不变,因此D1的前向电压总是恒定的。
图5是具有初级侧感测和调制的开关模式反激式电源变换***的又一简化传统示图。电源变换***2000包括初级绕组2010、次级绕组2012、辅助绕组2014、电源开关2020、电流感测电阻器2030、输出电缆的等效电阻器2040、电阻器2050和2052,以及整流二极管2060和2062。例如,电源开关2020是NPN双极晶体管。在另一示例中,电源开关2020是MOSFET晶体管。在又一示例中,电源开关2020是IGBT晶体管。
如图5所示,为了在预定范围内调整输出电压,与输出电压和输出负载有关的信息通常需要被提取出来。在断续传导模式(DCM)中,这样的信息可以通过辅助绕组2014来提取。当电源开关2020导通时,能量被存储在次级绕组2012中。然后,当电源开关2020截止时,所存储能量被释放到输出端子,并且辅助绕组2014的电压映射初级侧上的输出电压,如下所示。
其中,VFB表示节点2054处的电压。R1和R2分别表示电阻器2050和2052的电阻值。另外,n表示辅助绕组2014与次级绕组2012之间的匝数比。具体地,n等于辅助绕组2014的匝数除以次级绕组2012的匝数。Vo和Io分别表示输出电压和输出电流。此外,分别地,VD1表示整流二极管2062的前向电压,VD2表示整流二极管2060的前向电压。此外,Req表示等效电阻器2040的电阻值,并且k表示等于的反馈系数。
图6是示出反激式电源变换***2000的传统操作机制的简化示图。如图6所示,变换***2000的控制器芯片使用采样保持机制。次级侧上的退磁处理几乎完成并且次级绕组2012的电流Isec几乎变为零时,节点2054处的电压VFB(其与辅助绕组2012的Vaux成比例)例如在图6的点A处被采样。采样得到的电压值通常被保持直到下一电压采样被执行为止。通过负反馈环,采样电压值可以变得等于参考电压VREF。因此,
VFB=VREF (5)
组合等式4和5,可以获得下式:
基于等式6,输出电压随着输出电流的增大而减小。另外,如上所述的控制方案通常由于二极管D2的前向电压的改变而对输出电压具有较差的调整。
此外,如果电源变换***2000在断续传导模式(DCM)中操作,则输出电流也可被调整,以便获得恒定输出电流。如图6所示,输出电流在每个开关周期中等于次级绕组2012的电流Isec的平均值,如下所示:
因此,
其中,N表示初级绕组2010与次级绕组2012之间的匝数比。具体地,N等于初级绕组2010的匝数除以次级绕组2012的匝数。另外,T表示积分周期,并且Ts表示等于电源变换***2000的开关频率的倒数的开关周期。例如,T等于或大于Ts。此外,Rs表示电流感测电阻器2030的电阻值。而且,Vcs_pk表示电流感测电阻器2030在每个开关周期内感测到的电压Vcs的峰值,并且TDemag表示退磁处理在每个开关周期内的持续时间。根据某种传统技术,输出电流可以取决于初级绕组的电感;因此,输出电流通常经受大的变化,其在大批量生产中通常不能得到有效地补偿。
因此,非常希望改进用于输出电压调整和输出电流控制的技术,例如,非常希望进行初级绕组电感补偿。
发明内容
本发明涉及集成电路。更具体地,本发明提供了用于恒压模式和恒流模式的***和方法。仅仅作为示例,本发明已被应用于具有初级侧感测和调整的反激式电源变换器。但是将认识到,本发明具有宽得多的应用范围。
根据一个实施例,一种用于调整电源变换器的***包括第一信号生成器,被配置来至少接收输入信号并且至少生成与退磁相关联的第一输出信号和与采样相关联的第二输出信号。另外,该***包括采样组件,被配置来至少接收输入信号和第二输出信号,至少基于与第二输出信号相关联的信息来采样输入信号,并且至少生成与一个或多个经采样大小相关联的第三输出信号。此外,该***包括误差放大器,被配置来至少接收第三输出信号和第一阈值电压并且通过电容器至少生成第四输出信号,该电容器被耦合到该误差放大器。此外,该***包括补偿组件,被配置来至少接收第四输出信号并且至少生成补偿信号。输入信号是补偿信号与第一感测信号的组合。第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且次级绕组与该电源变换器的输出电流和输出电压相关联。另外,该***包括用于至少调整输出电流的第一控制器。例如,第一控制器被配置为至少接收第一输出信号和第三输出信号,并且至少基于与第一输出信号和第三输出信号相关联的信息来至少生成第一控制信号。此外,该***包括用于至少调整输出电压的第二控制器。例如,第二控制器被配置为至少接收第四输出信号并且至少基于与第四输出信号相关联的信息来至少生成第二控制信号和第三控制信号。此外,该***包括振荡器,被配置为至少接收第一控制信号和第二控制信号并且至少生成时钟信号,以及第二信号生成器,被配置为至少接收时钟信号、第三控制信号和第四控制信号并且至少生成调制信号。另外,该***包括门驱动器,被配置为至少接收调制信号并且至少将驱动信号输出给开关。例如,该开关被配置为影响流经耦合到次级绕组的初级绕组的第一电流。此外,该***包括第三控制器,用于至少调整峰值电流。例如,第三控制器被配置为接收第三控制信号、第二感测信号和第二阈值电压,并且将第四控制信号输出给第二信号生成器。在另一示例中,第二感测信号与流经电源变换器的初级绕组的第一电流相关联。
根据另一实施例,一种用于调整电源变换器的***包括采样组件,被配置来至少接收输入信号,采样输入信号,并且至少生成与一个或多个经采样大小相关联的第一输出信号。例如,输入信号至少与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且次级绕组与电源变换器的输出电流和输出电压有关。另外,该***包括误差放大器,被配置来至少接收第一输出信号和阈值电压并且通过电容器生成第二输出信号,并且生成第三输出信号,该电容器被耦合到该误差放大器。此外,该***包括前向馈送组件,被配置来接收第三输出信号,并且至少基于与第三输出信号相关联的信息生成第四输出信号;以及控制器,用于至少调整输出电压。例如,控制器被配置来至少接收第二输出信号和第四输出信号,并且至少生成第一控制信号。此外,该***包括信号生成器,被配置来至少接收第一控制信号并且至少基于与第一控制信号相关联的信息来至少生成调制信号;以及门驱动器,被配置来至少接收调制信号并且至少将驱动信号输出给开关。例如,该开关被配置来影响流经耦合到次级绕组的初级绕组的第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***包括采样组件,被配置来至少接收输入信号,采样输入信号,并且至少生成与一个或多个经采样大小相关联的第一输出信号;以及误差放大器,被配置来至少接收第一输出信号和阈值电压并且通过电容器生成第二输出信号,并且生成第三输出信号,该电容器被耦合到该误差放大器。另外,该***包括前向馈送组件,被配置来接收第三输出信号,并且至少基于与第三输出信号相关联的信息生成第四输出信号;以及控制器,被配置来至少接收第二输出信号和第四输出信号,并且至少生成控制信号。此外,该***包括补偿组件,被配置来至少接收第二输出信号并且至少基于与第二输出信号相关联的信息来至少生成补偿信号,输入信号是补偿信号与另一信号的组合。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***包括第一信号生成器,被配置来至少接收输入信号并且至少生成与退磁相关联的第一输出信号和与采样相关联的第二输出信号。例如,输入信号至少与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且次级绕组与电源变换器的输出电流和输出电压有关。另外,该***包括采样组件,被配置来至少接收输入信号和第二输出信号,至少基于与第二输出信号相关联的信息来采样输入信号,并且至少生成与一个或多个经采样大小相关联的第三输出信号。此外,该***包括第一控制器,用于至少调整输出电流,该第一控制器被配置来至少接收第一输出信号和第三输出信号,并且至少基于与第一输出信号和第三输出信号相关联的信息来至少生成第一控制信号。此外,该***包括振荡器,被配置为至少接收第一控制信号并且至少基于与第一控制信号相关联的信息来至少生成时钟信号;以及第二信号生成器,被配置来至少接收时钟信号和第二控制信号,并且至少基于与时钟信号和第二控制信号相关联的信息来至少生成调制信号。另外,该***包括门驱动器,被配置来至少接收调制信号并且至少将驱动信号输出给开关。例如,开关被配置来影响流经耦合到次级绕组的初级绕组的第一电流。此外,该***包括用于至少调整峰值电流的第三控制器,被配置来至少接收感测信号和阈值电压,并且将第二控制信号输出给第二信号生成器。例如,感测信号与流经电源变换器的初级绕组的第一电流相关联。调制信号对应于开关频率,并且第一输出信号对应于退磁脉冲宽度。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***包括用于至少调整峰值电流的控制器。例如,控制器被配置来至少接收感测信号和第一阈值信号并且至少生成第一控制信号,并且感测信号与流经电源变换器的初级绕组的第一电流相关联。另外,该***包括信号生成器,被配置来至少接收第一控制信号并且至少生成调制信号;以及门驱动器,被配置来至少接收调制信号并且至少将驱动信号输出给开关。例如,该开关被配置来影响第一电流。在另一示例中,该控制器包括第一比较器,被配置来接收感测信号和第一阈值电压,并且至少基于与感测信号和第一阈值电压相关联的信息生成比较信号;以及电荷泵,被配置来接收比较信号并且至少基于与比较信号相关联的信息来生成第三控制信号。另外,该控制器包括阈值生成器,被配置来接收第二控制信号并且至少基于与第二控制信号相关联的信息生成第二阈值电压;以及第二比较器,被配置来接收第二阈值电压和感测信号,并且至少基于与第二阈值电压和感测信号相关联的信息生成第一控制信号。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法包括由第一信号生成器至少接收输入信号并且至少基于与输入信号相关联的信息来至少生成与退磁相关联的第一输出信号和与采样相关联的第二输出信号。另外,该方法包括通过采样组件来至少接收输入信号和第二输出信号,至少基于与第二输出信号相关联的信息来采样输入信号,并且至少生成与一个或多个经采样大小相关联的第三输出信号;通过误差放大器来至少接收第三输出信号和第一阈值电压并且通过电容器至少生成第四输出信号,该电容器被耦合到该误差放大器。此外,该方法包括通过补偿组件来至少接收第四输出信号并且至少基于与第四输出信号相关联的信息来至少生成补偿信号。例如,输入信号是补偿信号与第一感测信号的组合。在另一示例中,第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且次级绕组与该电源变换器的输出电流和输出电压相关联。另外,该方法包括通过用于至少调整输出电流的第一控制器来至少接收第一输出信号和第三输出信号,并且至少基于与第一输出信号和第三输出信号相关联的信息来至少生成第一控制信号;通过用于至少调整输出电压的第二控制器来至少接收第四输出信号并且至少基于与第四输出信号相关联的信息来至少生成第二控制信号和第三控制信号。此外,该方法包括通过振荡器来至少接收第一控制信号和第二控制信号并且通过该振荡器至少生成时钟信号;通过第二信号生成器来至少接收时钟信号、第三控制信号和第四控制信号并且通过该第二信号生成器至少生成调制信号。另外,该方法包括通过门驱动器来至少接收调制信号并且至少将驱动信号输出给开关以影响流经耦合到次级绕组的初级绕组的第一电流;通过用于至少调整峰值电流的第三控制器来接收第三控制信号、第二感测信号和第二阈值电压,并且将第四控制信号输出给第二信号生成器。例如,第二感测信号与流经电源变换器的初级绕组的第一电流相关联。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法包括通过采样组件来至少接收输入信号。例如,输入信号至少与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且次级绕组与电源变换器的输出电流和输出电压有关。另外,该方法包括通过采样组件对输入信号采样,至少生成与一个或多个经采样大小相关联的第一输出信号;通过误差放大器来至少接收第一输出信号和阈值电压并且通过电容器生成第二输出信号,该电容器被耦合到该误差放大器。此外,该方法包括通过误差放大器生成第三输出信号;通过前向馈送组件来接收第三输出信号,并且至少基于与第三输出信号相关联的信息生成第四输出信号;通过用于至少调整输出电压的控制器来至少接收第二输出信号和第四输出信号,并且至少基于与第二输出信号和第四输出信号相关联的信息来至少生成第一控制信号。此外,该方法包括通过信号生成器来至少接收第一控制信号并且至少基于与第一控制信号相关联的信息来至少生成调制信号;通过门驱动器来至少接收调制信号并且至少将驱动信号输出给开关来影响流经耦合到次级绕组的初级绕组的第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法包括通过采样组件来至少接收输入信号,由该采样组件采样输入信号,并且至少生成与一个或多个经采样大小相关联的第一输出信号。另外,该方法包括通过误差放大器来至少接收第一输出信号和阈值电压并且至少基于与第一输出信号和阈值电压相关联的信息来通过电容器生成第二输出信号,并且至少基于与第一输出信号和阈值电压相关联的信息生成第三输出信号,该电容器被耦合到该误差放大器。另外,该方法包括通过前向馈送组件来接收第三输出信号,并且至少基于与第三输出信号相关联的信息生成第四输出信号;通过控制器来至少接收第二输出信号和第四输出信号,并且至少基于与第二输出信号和第四输出信号相关联的信息来至少生成控制信号。此外,该方法包括通过补偿组件来至少接收第二输出信号并且至少基于与第二输出信号相关联的信息来至少生成补偿信号,输入信号是补偿信号与另一信号的组合。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法包括通过第一信号生成器来至少接收输入信号。例如,输入信号至少与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且次级绕组与电源变换器的输出电流和输出电压有关。另外,该方法包括至少基于与输入信号相关联的信息来至少生成与退磁相关联的第一输出信号和与采样相关联的第二输出信号;通过采样组件来至少接收输入信号和第二输出信号,至少基于与第二输出信号相关联的信息来采样输入信号,并且至少生成与一个或多个经采样大小相关联的第三输出信号。此外,该方法包括通过用于至少调整输出电流的第一控制器来至少接收第一输出信号和第三输出信号,并且至少基于与第一输出信号和第三输出信号相关联的信息来至少生成第一控制信号;通过振荡器来至少接收第一控制信号并且至少基于与第一控制信号相关联的信息来至少生成时钟信号。此外,该方法包括通过第二信号生成器来至少接收时钟信号和第二控制信号,并且至少基于与时钟信号和第二控制信号相关联的信息来至少生成调制信号;通过门驱动器来至少接收调制信号并且至少将驱动信号输出给开关以影响流经耦合到次级绕组的初级绕组的第一电流。此外,该方法包括通过用于至少调整峰值电流的第三控制器来至少接收感测信号和阈值电压,并且将第二控制信号输出给第二信号生成器。感测信号与流经电源变换器的初级绕组的第一电流相关联,调制信号对应于开关频率,并且第一输出信号对应于退磁脉冲宽度。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法包括通过用于至少调整峰值电流的控制器来至少接收感测信号和第一阈值信号。例如,感测信号与流经电源变换器的初级绕组的第一电流相关联。另外,该方法包括至少基于与感测信号和第一阈值电压相关联的信息来至少生成第一控制信号;通过信号生成器来至少接收第一控制信号并且至少基于与第一控制信号相关联的信息来至少生成调制信号;通过门驱动器来至少接收调制信号并且至少将驱动信号输出给开关以影响第一电流。用于至少生成第一控制信号的处理包括通过第一比较器来接收感测信号和第一阈值电压,并且至少基于与感测信号和第一阈值电压相关联的信息生成比较信号;通过电荷泵来接收比较信号并且至少基于与比较信号相关联的信息来生成第二控制信号;通过阈值生成器来接收第二控制信号并且至少基于与第二控制信号相关联的信息生成第二阈值电压;通过第二比较器来接收第二阈值电压和感测信号,并且至少基于与第二阈值电压和感测信号相关联的信息生成第一控制信号。
与传统技术相比,通过本发明获得了许多益处。本发明的某些实施例可以减少部分计数和/或降低***成本。本发明的一些实施例可以提高可靠性和/或效率。本发明的某些实施例可以简化开关模式反激式电源变换器中的电路设计。本发明的一些实施例提供了初级侧感测和调整方案。例如,初级侧感测和调整方案可以改善负载调整。在另一示例中,初级侧感测和调整方案可以补偿初级绕组电感变化以便在采用初级侧调整的反激式变换器中获得恒定的输出电流。本发明的某些实施例可以在CC模式中提供不随着初级绕组电感的改变而改变的恒定输出电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***包括:第一信号生成器,被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的输出信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组有关,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流相关联。另外,该***包括斜坡信号生成器,被配置来接收所述输出信号并且生成斜坡信号;以及第一比较器,被配置来接收所述斜坡信号和第一阈值信号,并且至少基于与所述斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息生成第一比较信号。此外,该***包括第二比较器,被配置来接收第二感测信号和第二阈值信号并且生成第二比较信号,所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该***包括第二信号生成器,被配置来至少接收所述第一比较信号和所述第二比较信号并且生成调制信号;以及门驱动器,被配置来接收所述调制信号并且向开关输出驱动信号。所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。所述输出信号与退磁持续时间相关联,并且所述驱动信号与开关周期相关联。该***还被配置来使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法包括接收第一感测信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该方法包括至少基于与所述第一感测信号相关联的信息生成输出信号。所述输出信号与退磁相关联。此外,该方法包括接收所述输出信号;至少基于与所述输出信号相关联的信息生成斜坡信号;接收所述斜坡信号和第一阈值信号;处理与所述斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息;至少基于与所述斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息生成第一比较信号。此外,该方法包括接收第二感测信号和第二阈值信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。另外,该方法包括处理与所述第二感测信号和所述第二阈值信号相关联的信息;至少基于与所述第二感测信号和所述第二阈值信号相关联的信息生成第二比较信号;接收所述第一比较信号和所述第二比较信号;处理与所述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息;至少基于与所述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息生成调制信号。此外,该方法包括接收所述调制信号;至少基于与所述调制信号相关联的信息来向开关输出驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。所述输出信号与退磁持续时间相关联,并且所述驱动信号与开关周期相关联。使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***包括第一信号生成器,被配置来至少接收输入信号并且至少生成与退磁相关联的输出信号,所述输入信号至少与电源变换器的输出电流相关联。另外,该***包括第一控制器,被配置来至少接收所述输出信号,并且至少基于与所述输出信号相关联的信息来至少生成第一控制信号;第二控制器,被配置来接收第一感测信号和第一阈值信号并且生成第二控制信号。所述第一感测信号与流经所述电源变换器的初级绕组的第一电流相关联。此外,该***包括振荡器,被配置来至少接收所述第一控制信号,并且至少基于与所述第一控制信号相关联的信息来至少生成时钟信号;第二信号生成器,被配置来至少接收所述时钟信号和所述第二控制信号,并且至少生成调制信号。此外,该***包括门驱动器,被配置来至少接收所述调制信号并且向开关至少输出驱动信号。所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。所述输出信号与退磁持续时间相关联,并且所述驱动信号与开关周期相关联。该***还被配置来使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定,并且使所述第一感测信号的峰值在大小上保持恒定。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法包括:至少接收输入信号,并且至少基于与所述输入信号相关联的信息来至少生成输出信号。所述输入信号至少与电源变换器的输出电流有关,并且所述输出信号与退磁有关。另外,该方法包括至少接收所述输出信号;处理与所述输出信号相关联的信息;至少基于与所述输出信号相关联的信息来至少生成时钟信号。此外,该方法包括接收感测信号和阈值信号。所述感测信号与流经所述电源变换器的初级绕组的第一电流相关联。此外,该方法包括处理与所述感测信号和所述阈值信号相关联的信息;至少基于与所述感测信号和所述阈值信号相关联的信息生成控制信号;至少接收所述时钟信号和所述控制信号;处理与所述时钟信号和所述控制信号相关联的信息;至少基于与所述时钟信号和所述控制信号相关联的信息来至少生成调制信号。另外,该方法包括至少接收所述调制信号;至少基于与所述调制信息相关联的信息向开关至少输出驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。所述输出信号与退磁持续时间相关联,并且所述驱动信号与开关周期相关联。使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定,并且使所述第一感测信号的峰值在大小上保持恒定。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***包括第一信号生成器,被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的第一输出信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组有关,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流相关联。另外,该***包括第一斜坡信号生成器,被配置来接收所述第一输出信号并且生成第一斜坡信号;第一比较器,被配置来接收所述第一斜坡信号和第一阈值信号,并且至少基于与所述第一斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息生成第一比较信号。此外,该***包括峰值检测器,被配置来接收驱动信号和第二感测信号并且生成峰值信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该***包括放大器,被配置来接收所述峰值信号和第二阈值信号并且通过电容器生成第二输出信号,所述电容器被耦合到所述放大器;第二比较器,被配置来接收所述第二输出信号和第二斜坡信号,并且生成第二比较信号。另外,该***包括第二信号生成器,被配置来至少接收所述第一比较信号和所述第二比较信号,并且生成调制信号;以及门驱动器,被配置来接收所述调制信号并且向所述峰值检测器和开关输出所述驱动信号。所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法包括接收第一感测信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该方法包括至少基于与所述第一感测信号相关联的信息生成第一输出信号;接收所述第一输出信号;至少基于与所述第一输出信号相关联的信息生成第一斜坡信号。所述第一输出信号与退磁有关。此外,该方法包括接收所述第一斜坡信号和第一阈值信号;处理与所述第一斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息;至少基于与所述第一斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息生成第一比较信号;接收驱动信号和第二感测信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该方法包括处理与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息;至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号;接收所述峰值信号和第二阈值信号;处理与所述峰值信号和所述第二阈值信号相关联的信息;至少基于与所述峰值信号和所述第二阈值信号相关联的信息生成第二输出信号。另外,该方法包括接收所述第二输出信号和第二斜坡信号;处理与所述第二输出信号和所述第二斜坡信号相关联的信息;至少基于与所述第二输出信号和所述第二斜坡信号相关联的信息生成第二比较信号。此外,该方法包括接收所述第一比较信号和所述第二比较信号;处理与所述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息;至少基于与所述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息生成调制信号。此外,该方法包括接收所述调制信号;以及至少基于与所述调制信号相关联的信息输出所述驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***包括第一信号生成器,被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的输出信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该***包括峰值检测器,被配置来接收驱动信号和第二感测信号并且生成峰值信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该***包括第二信号生成器,被配置来至少处理与所述输出信号和所述峰值信号相关联的信息,并且生成调制信号。此外,该***包括门驱动器,被配置来接收所述调制信号并且向所述峰值检测器和开关输出所述驱动信号。所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。所述输出信号与退磁持续时间相关联,并且所述驱动信号与开关周期相关联。该***还被配置来使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定;以及使所述峰值信号的平均大小在第一持续时间期间保持恒定。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法包括接收第一感测信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该方法包括至少基于与所述第一感测信号相关联的信息生成输出信号;接收驱动信号和第二感测信号;并且处理与驱动信号和第二感测信号相关联的信息。第一感测信号与退磁相关联,并且所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该方法包括至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号;至少处理与所述输出信号和所述峰值信号相关联的信息;至少基于与所述输出信号和所述峰值信号相关联的信息生成调制信号。此外,该方法包括接收所述调制信号;至少基于与所述调制信号相关联的信息向开关输出所述驱动信号,以至少影响流经所述初级绕组的所述第一电流。所述输出信号与退磁持续时间相关联,并且所述驱动信号与开关周期相关联。使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定;以及使所述峰值信号的平均大小在第一持续时间期间保持恒定。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***包括第一信号生成器,被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的第一输出信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组有关,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流相关联。另外,该***包括峰值检测器,被配置来接收驱动信号和第二感测信号并且生成峰值信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该***包括第二信号生成器,被配置来接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号,并且生成第二输出信号;放大器,被配置来接收所述第二输出信号和阈值信号并且通过电容器生成第三输出信号,所述电容器被耦合到所述放大器。此外,该***包括比较器,被配置来接收所述第三输出信号和斜坡信号,并且生成比较信号;第三信号生成器,被配置来至少接收所述比较信号和时钟信号,并且生成调制信号。另外,该***包括门驱动器,被配置来接收所述调制信号并且向所述峰值检测器、所述第二信号生成器和开关输出所述驱动信号。所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法包括接收第一感测信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组有关,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流相关联。另外,该方法包括生成与退磁相关联的第一输出信号;接收驱动信号和第二感测信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该方法包括处理与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息;至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号。此外,该方法包括接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号;处理与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息;至少基于与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息生成第二输出信号。另外,该方法包括接收所述第二输出信号和阈值信号;处理与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息;至少基于与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息生成第三输出信号。此外,该方法包括接收所述第三输出信号和斜坡信号;处理与所述第三输出信号和所述斜坡信号相关联的信息;至少基于与所述第三输出信号和所述斜坡信号相关联的信息生成比较信号。此外,该方法包括接收所述比较信号和时钟信号;处理与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息;至少基于与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息生成调制信号。另外,该方法包括接收所述调制信号;以及至少基于与所述调制信号相关联的信息输出所述驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***包括第一信号生成器,被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的第一输出信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该***包括峰值检测器,被配置来接收驱动信号和第二感测信号并且生成峰值信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联,并且第二信号生成器被配置来至少接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号,并且生成第二输出信号。此外,该***包括放大器,被配置来接收所述第二输出信号和阈值信号并且通过电容器生成第三输出信号;第三信号生成器,被配置来接收所述第三输出信号和第一输入信号并且生成第四输出信号。所述电容器被耦合到所述放大器,所述第一输入信号与由所述初级绕组接收的第二输入信号成比例。此外,该***包括比较器,被配置来接收所述第四输出信号和第二感测信号并生成比较信号;第四信号生成器,被配置来至少接收所述比较信号和时钟信号并且生成调制信号。另外,该***包括门驱动器,被配置来接收所述调制信号并且向所述峰值检测器、所述第二信号生成器和开关输出所述驱动信号。所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法包括接收第一感测信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该方法包括生成与退磁相关联的第一输出信号;接收驱动信号和第二感测信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该方法包括处理与所述驱动信号和第二感测信号相关联的信息;至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号。此外,该方法包括接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号;处理与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息;至少基于与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息生成第二输出信号。另外,该方法包括接收所述第二输出信号和阈值信号;处理与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息;至少基于与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息生成第三输出信号;接收所述第三输出信号和第一输入信号。所述第一输入信号与由所述初级绕组接收的第二输入信号成比例。此外,该方法包括处理与所述第三输出信号和所述第一输入信号相关联的信息;至少基于与所述第三输出信号和所述第一输入信号相关联的信息生成第四输出信号;接收所述第四输出信号和第二感测信号;处理与所述第四输出信号和所述第二感测信号相关联的信息;至少基于与所述第四输出信号和所述第二感测信号相关联的信息生成比较信号。此外,该方法包括至少接收所述比较信号和时钟信号;处理与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息;至少基于与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息生成调制信号。另外,该方法包括接收所述调制信号;以及至少基于与所述调制信号相关联的信息来输出所述驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***包括:第一信号生成器,被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的第一输出信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该***包括峰值检测器,被配置来接收驱动信号和第二感测信号并且生成峰值信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该***包括第二信号生成器,被配置来至少接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号,并且生成第二输出信号;放大器,被配置来接收所述第二输出信号和阈值信号并且通过电容器生成第三输出信号,所述电容器被耦合到所述放大器。此外,该***包括第三信号生成器,被配置来接收所述第一感测信号、所述第三输出信号和所述驱动信号并且生成第四输出信号;比较器,被配置来接收所述第四输出信号和所述第二感测信号并生成比较信号。另外,该***包括第四信号生成器,被配置来至少接收所述比较信号和时钟信号并且生成调制信号;门驱动器,被配置来接收所述调制信号并且向所述峰值检测器、所述第二信号生成器、所述第三信号生成器和开关输出所述驱动信号,所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法包括接收第一感测信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该方法包括生成与退磁相关联的第一输出信号;接收驱动信号和第二感测信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该方法包括处理与所述驱动信号和第二感测信号相关联的信息;至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号。另外,该方法包括接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号;处理与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息;至少基于与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息生成第二输出信号。此外,该方法包括接收所述第二输出信号和阈值信号;处理与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息;至少基于与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息生成第三输出信号。此外,该方法包括接收所述第一感测信号、所述第三输出信号和所述驱动信号;处理与所述第一感测信号、所述第三输出信号和所述驱动信号相关联的信息;至少基于与所述第一感测信号、所述第三输出信号和所述驱动信号相关联的信息生成第四输出信号。另外,该方法包括接收所述第四输出信号和所述第二感测信号;处理与所述第四输出信号和所述第二感测信号相关联的信息;至少基于与所述第四输出信号和所述第二感测信号相关联的信息生成比较信号。此外,该方法包括至少接收所述比较信号和时钟信号;处理与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息;至少基于与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息生成调制信号。此外,该方法包括接收所述调制信号;以及至少基于与所述调制信号相关联的信息来输出所述驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***包括第一信号生成器,被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的输出信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该***包括峰值检测器,被配置来接收驱动信号和第二感测信号并且生成峰值信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该***包括第二信号生成器,被配置来至少处理与所述输出信号和所述峰值信号相关联的信息,并且生成调制信号;以及门驱动器,被配置来接收所述调制信号并且至少向所述峰值检测器和开关输出所述驱动信号。所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。所述驱动信号与开关周期相关联,并且所述输出信号与退磁持续时间相关联。所述退磁持续时间在大小上与所述峰值信号相乘后等于退磁峰值。该***还被配置来使所述开关周期保持恒定,使所述退磁峰值的平均大小在第一持续时间期间保持恒定,并且使所述输出电流保持恒定。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法包括接收第一感测信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该方法包括生成与退磁相关联的输出信号;接收驱动信号和第二感测信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该方法包括处理与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息;至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号;处理与所述输出信号和所述峰值信号相关联的信息;至少基于与所述输出信号和所述峰值信号相关联的信息生成调制信号。此外,该方法包括接收所述调制信号;并且至少基于与所述调制信号相关联的信息输出所述驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。所述驱动信号与开关周期相关联,并且所述输出信号与退磁持续时间相关联。所述退磁持续时间在大小上与所述峰值信号相乘后等于退磁峰值。使所述开关周期保持恒定,使所述退磁峰值的平均大小在第一持续时间期间保持恒定,并且使所述输出电流保持恒定。
取决于实施例,可以获得这些益处中的一个或多个。可以参考下面的详细描述和附图全面地理解本发明的这些益处以及各种另外的目的、特征和优点。
附图说明
图1是用于具有次级侧控制的开关模式反激式电源变换***的简化传统示图。
图2是示出反激式电源变换***的输出电压和输出电流特性的简化传统示图。
图3是具有初级侧感测和调制的开关模式反激式电源变换***的简化传统示图。
图4是具有初级侧感测和调制的开关模式反激式电源变换***的另一简化传统示图。
图5是具有初级侧感测和调制的开关模式反激式电源变换***的又一简化传统示图。
图6是示出反激式电源变换***的传统操作机制的简化示图。
图7是根据本发明一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。
图8是根据本发明实施例的由作为开关模式电源变换***一部分的组件执行的信号采样和保持的简化时序图。
图9是示出根据本发明实施例的用于开关模式电源变换***的输出电压调整的某些组件的简化示图。
图10是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***一部分的组件的用于生成Demag信号的某些设备的简化示图。
图11是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***一部分的组件的用于生成Sampling_clk信号的某些设备的简化示图。
图12是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***一部分的组件的用于生成Sampling_clk信号的简化时序图。
图13是根据本发明另一实施例的开关模式电源变换***的简化时序图。
图14(a)是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***的部分的组件和误差放大器的某些设备的简化示图。
图14(b)是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***中的组件的一部分的电流源的某些设备的简化示图。
图15(a)是示出作为根据本发明另一实施例的开关模式电源变换***的部分的组件和误差放大器的某些设备的简化示图。
图15(b)是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***中的组件的一部分的电流源的某些设备的简化示图。
图16是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***的部分的组件和误差放大器的CMOS实现的简化示图。
图17是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***的一部分的组件的某些设备的简化示图。
图18是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***的一部分的用于恒定输出电流(CC)控制的组件的某些设备的简化示图。
图19是用于由作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***的一部分的脉冲拷贝电路生成D2C信号的简化时序图。
图20是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***500的一部分的用于电流感测(CS)峰值调整的组件的某些设备的简化示图。
图21是根据本发明又一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。
图22是作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***一部分的退磁检测组件的简化示图。
图23是根据本发明实施例的包括如图21和22所示的退磁检测组件的开关模式电源变换***的简化时序图。
图24是根据本发明另一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。
图25是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***的一部分的用于电流感测(CS)峰值调整的组件的某些设备的简化示图。
图26是根据本发明实施例的开关模式电源变换***的简化时序图。
图27是根据本发明某些实施例的分别作为开关模式电源变换***一部分的用于电流感测(CS)峰值调整的组件的简化时序图。
图28是根据本发明又一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。
图29是根据本发明实施例的开关模式电源变换***的简化时序图。
图30是作为根据本发明实施例的电源变换***一部分的逐周期峰值生成器的简化示图。
图31是作为根据本发明实施例的电源变换***一部分的逐周期峰值生成器的简化时序图。
图32是根据本发明又一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。
图33是根据本发明又一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。
图34是作为根据本发明实施例的电源变换***一部分的积分器的简化示图。
图35是根据本发明实施例的包括如图33和34所示的积分器的开关模式电源变换***的简化时序图。
图36是作为根据本发明实施例的电源变换***一部分的振荡器的简化示图。
图37是根据本发明实施例的开关模式电源变换***的简化时序图。
图38是根据本发明实施例的开关模式电源变换***的某些电流的简化时序图。
图39是根据本发明又一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。
图40是根据本发明又一实施例的用于向发光二极管供电的开关模式电源变换***的简化示图。
图41是根据本发明又一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。
图42是根据本发明实施例的开关模式电源变换***的简化时序图。
图43是根据本发明又一实施例的用于向发光二极管供电的开关模式电源变换***的简化示图。
图44是根据本发明又一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。
图45是根据本发明又一实施例的用于向发光二极管供电的开关模式电源变换***的简化示图。
具体实施方式
本发明涉及集成电路。更具体地,本发明提供了用于恒压模式和恒流模式的***和方法。仅仅作为示例,本发明已被应用于具有初级侧感测和调整的反激式电源变换器。但是将认识到,本发明具有宽得多的应用范围。
图7是根据本发明一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
开关模式电源变换***500包括初级绕组502、次级绕组504和辅助绕组506。另外,变换***500包括电阻器510、512和580。此外,变换***500包括电容器526、开关550和二极管554。此外,变换***500包括以下组件:
●用于生成Demag信号和Sampling_clk信号的组件520;
●用于采样和保持一个或多个信号的组件522;
●误差放大器524;
●用于负载补偿的组件532;
●用于恒压(CV)控制的组件534;
●用于生成PWM/PFM调制信号的组件538;
●用于电流感测(CS)峰值调整的组件540;
●用于恒流(CC)控制的组件542;
●用于生成门驱动信号的组件546;
●振荡器562;以及
●用于前向馈送的组件568。
在一个实施例中,组件520、522、532、534、538、540、542、546和568,误差放大器524以及振荡器562位于芯片590上。例如,芯片590至少包括端子516、530、552和566。尽管上面利用所选出的用于***500的一组组件进行了示出,然而还可以存在许多替代、修改和变体。例如,组件中的一些可被扩展和/或组合。其它组件可被***上面提到的那些组件中。取决于实施例,组件的排列可以与被替换的其它组件互换。例如,***500是开关模式反激式电源变换***。这些组件的进一步细节可在本说明书,更具体地可在下面找到。
如图7所示,根据本发明的实施例,输出电压Vout通过变换***500的初级侧来感测。例如,输出电压Vout的感测至少部分地取决于次级绕组504与辅助绕组506之间的匝数比。例如,次级绕组504紧密地耦合到辅助绕组506。在另一示例中,次级绕组504向二极管554发送信号556,并且通过二极管554被耦合到变换***500的输出。
在一个实施例中,辅助绕组506的输出信号508用VAUX表示。在另一实施例中,输出信号508经过包括电阻器510(即,R1)和电阻器512(即,R2)的分压器的处理。输出信号514(即,VINV)从该分压器被馈送到端子516(即,端子INV)。例如,输出信号514通过组件532被进行了负载补偿。在另一示例中,经补偿的信号514被馈送到组件520和522两者中。
根据一实施例,组件532包括如图14(a)、14(b)、15(a)和/或15(b)所示的一个或多个设备。根据另一实施例,组件520包括如图10和11所示的某些设备。例如,组件520将Sampling_clk信号输出给组件522。利用Sampling_clk,组件522生成Holding_clk信号。
在一个实施例中,组件522基于Sampling_clk信号对经补偿信号514采样,并且基于Holding_clk信号来保持经采样信号。例如,组件522在退磁将近结束时对经补偿信号514采样,并且保持经采样信号直到下次采样为止。在另一示例中,该采样和保持处理在图8中示出。
此外,如图7所示,经采样和保持的信号Vsamp从组件522被发送给误差放大器524。根据某些实施例,组件524包括如图14(a)、14(b)、15(a)和/或15(b)所示的一些设备。误差放大器524还接收参考信号Vref。例如,参考信号Vref基于变换***500的输出负载被补偿。在另一示例中,信号Vsamp被与参考信号Vref相比较,并且其差值被误差放大器524放大。在一个实施例中,误差放大器524通过电容器526生成输出信号528。例如,电容器526通过端子530(即,端子COMP)连接到误差放大器524。在另一示例中,输出信号528(即,VCOMP)反映了负载条件。在又一示例中,VCOMP被用来影响PWM/PFM开关频率和PWM/PFM脉宽,以便调整输出电压Vout。
如图7所示,输出信号528被发送给组件532和534。例如,组件534在恒压(CV)模式中使输出电压Vout保持恒定。在另一示例中,组件534将控制信号536发送给组件538,并将控制信号558发送给振荡器562。作为响应,振荡器562向组件538输出时钟信号560。
另外,在一个实施例中,误差放大器524还向组件568输出信号570,作为响应,组件658生成信号572并发送给组件534。在另一实施例中,组件534接收信号572和信号528两者。
如图7所示,组件520还将Demag信号发送给组件542,组件542还接收信号Vsamp。作为响应,组件542输出控制信号592。根据一实施例,控制信号592被用来在恒流(CC)模式中使输出电流Iout保持恒定。例如,组件542包括如图17所示的一个或多个设备。在另一示例中,组件542通过振荡器562根据初级绕组电感来锁定开关频率,并且因此补偿初级绕组电感的变化。在又一示例中,使得恒流(CC)模式中的输出电流Iout独立于初级绕组电感。
根据一个实施例,组件538至少接收信号560、536和592,以及来自组件540的信号574。组件540除了接收来自端子566(即,端子CS)的信号564以外,还接收Vth_oc。例如,Vth_oc表示预定阈值电压电平。在另一示例中,信号564是电压信号。作为响应,组件538向组件546输出控制信号544,组件546进而向开关550发送驱动信号548。例如,控制信号544是调制信号。在另一示例中,开关是电源MOSFET。在又一示例中,开关是电源BJT。在又一示例中,开关通过端子552(即,端子Gate)连接到组件546。在又一示例中,驱动信号548由VGate表示。
根据一个实施例,控制信号544被用来确定PWM/PFM控制的导通时间和开关频率。例如,较大的VCOMP大小会产生较长的导通时间,并且因此将产生被递送到输出的较高的功率水平。在另一示例中,较大的VCOMP大小会产生较高的开关频率,并且因此将产生被递送到输出的较高的功率水平。根据另一实施例,PWM/PFM控制的导通时间由组件538确定,并且PWM/PFM控制的开关频率由振荡器562确定。
如上面所讨论并且这里进一步强调的,图7仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,变换***500还包括未在图5中示出的一个或多个组件。在另一示例中,变换***500还包括未在图5中示出的一个或多个连接。在又一示例中,变换***500包括与图5所示的组件不同的一个或多个组件。在又一示例中,变换***500包括与图5所示的连接不同的一个或多个连接。在又一示例中,电容器526可被用于环路稳定补偿的另一电路替换。
图8是根据本发明实施例的由作为开关模式电源变换***500一部分的组件522执行的信号采样和保持的简化时序图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图8所示,波形610表示作为时间的函数的VGate,波形620表示作为时间的函数的VAUX,波形630表示作为时间的函数的VINV,并且波形660表示作为时间的函数的Vsamp。另外,波形640表示作为时间的函数的Sampling_clk信号,并且波形650表示作为时间的函数的Holding_clk信号。
参考图7,如波形610所示的信号VGate被发送到开关550。例如,根据本发明的实施例,在开关550通过VGate而截止之后,存储在初级绕组502中的能量就被传送到辅助绕组506和次级绕组504两者。在另一示例中,如波形620所示的信号VAUX模拟次级绕组504处的信号556。在一个实施例中,信号556反映了临近每个退磁时段结束时的输出电压Vout。在又一示例中,如波形630所示的信号VINV模拟每个退磁时段期间的如波形620所示的信号VAUX。
另外,根据本发明一实施例,波形640示出了信号Sampling_clk的脉冲在退磁时段结束时被生成。根据另一实施例,波形650示出了信号Holding_clk的脉冲在退磁时段结束时被生成。
根据一实施例,如波形630所示的,信号VINV在Sampling_clk信号的下降沿被采样,并且在时钟周期的其余部分期间被保持。例如,信号VINV的经采样和保持的值被用来生成信号Vsamp。在另一示例中,信号幅度Va反映了组件522的输出电压。
如上面讨论并在这里进一步强调的,图8仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,Va从一个采样时钟周期到另一采样时钟周期而改变,因此Vsamp在大小上也从一个采样时钟周期到另一采样时钟周期而改变。
图9是示出根据本发明实施例的用于开关模式电源变换***500的输出电压调整的某些组件的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图7和9所示,根据一实施例,分压器接收来自辅助绕组506的信号508,并且向端子INV输出信号514。在另一实施例中,信号514通过组件532而被进行负载补偿。经补偿的信号514被馈送到组件520和522两者。
例如,组件522在临近退磁结束时对经补偿信号514采样,并保持经采样信号直到下次采样。经采样和保持的信号Vsamp从组件522被发送给误差放大器524,误差放大器524还接收参考信号Vref。信号Vsamp被与参考信号Vref相比较,并且其差值被误差放大器524放大。
在一个实施例中,误差放大器524通过电容器526生成输出信号528。例如,电容器526通过端子530(即,端子COMP)连接到误差放大器524。在另一示例中,输出信号528(即,VCOMP)反映了负载条件,并且影响PWM/PFM开关频率和PWM/PFM脉宽,以便调整输出电压Vout。
如图7和9所示,根据一实施例,输出信号528(即,VCOMP)被发送给组件534。例如,组件534将控制信号536发送给组件538,并将控制信号558发送给振荡器562。在一个实施例中,控制信号558是被注入振荡器562的电流。作为响应,振荡器562处理控制信号558以便确定时钟信号560的频率,并且还向组件538输出时钟信号560。在另一示例中,组件538接收信号560和536两者,并且向组件546输出控制信号544。组件546处理该控制信号544以便确定PWM/PFM开关频率和PWM/PFM脉宽两者。在一个实施例中,PWM/PFM脉宽用来确定初级绕组502的电流。初级绕组502的电流和PWM/PFM开关频率一起被用来调整输出电压,并且在CV模式中维持其恒定大小。
根据一个实施例,如果Vcomp的大小小于预定值,则电源变换***500处于CV模式。例如,如果电压Vsamp在大小上等于Vref,则Vcomp小于预定值。在CV模式中,Vcomp用来调节PWM/PFM开关频率和/或脉宽。例如,PWM/PFM开关频率和PWM/PFM脉宽两者被控制,以便使输出电压Vout保持恒定。
根据另一实施例,如果Vcomp的大小超过预定值,则电源变换***500处于CC模式。例如,如果电压Vsamp在大小上低于Vref,则Vcomp将超过预定值。在CC模式中,为了调整输出电流Iout,电压Vsamp被用来控制开关频率。例如,PWM/PFM开关频率与Vsamp成线性比例关系,Vsamp进而与输出电压Vout比例。
如上面讨论的,根据本发明一些实施例,参考图7,组件520包括如图10和11所示的设备。
图10是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***500一部分的组件520的用于生成Demag信号的某些设备的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图7和10所示,信号VINV由组件520接收并且被与两个阈值电压相比较。一个阈值电压是Vth1,另一阈值电压是Vsamp-Vth2。Vth1和Vth2是预定常数,并且Vsamp是从组件522接收的先前采样出的电压。至少部分地基于信号VINV与两个阈值电压的比较,Demag信号被生成。例如,退磁时段被检测,以便生成Demag信号。
图11是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***500一部分的组件520的用于生成Sampling_clk信号的某些设备的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图10所示,Demag信号被生成。至少部分地基于Demag信号,其它信号Pin1,Pin2,Sync1,Sync2,Samp1和Samp2也被生成,如图11所示。Demag信号的持续时间信息被积分器存储。例如,积分器包括开关和电容器910和920(即,分别为电容器C1和C2)。在另一示例中,电容器C1和C2的电压分别为节点912处的VC1和节点922处的VC2。
在一个实施例中,开关由信号Pin1和Pin2控制。在另一实施例中,所存储的Demag信号的持续时间信息被用来确定Sampling_clk信号的下一脉冲的定时。例如,Sampling_clk信号的下一脉冲正好在退磁时段结束之前出现,如图8所示。另外,下一脉冲的宽度由单稳态(one-shot)器件930确定。
图12是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***500一部分的组件520的用于生成Sampling_clk信号的简化时序图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图12所示,波形1010表示作为时间的函数的Sampling_clk信号,波形1020表示作为时间的函数的Tpau信号,并且波形1030表示作为时间的函数的Samp1信号。另外,波形1040表示作为时间的函数的VC2。此外,波形1050表示作为时间的函数的Sync2信号,波形1060表示作为时间的函数的Pin1信号,并且波形1070表示作为时间的函数的Demag信号。例如,Sampling_clk信号、Tpau信号、Samp1信号、Sync2信号、Pin1信号和Demag信号。
根据一个实施例,Sampling_clk信号的定时是基于前一周期中的Demag信号的定时和持续时间来确定的,并且Pin1和Pin2信号的每个是至少部分地基于当前周期中的Demag信号的持续时间来生成的。例如,Demag信号的持续时间是如图12所示的Demag信号的脉宽。根据另一实施例,Samp1信号具有与Samp2信号相同的脉宽。例如,脉宽等于开关550的截止与下一采样之间的时间间隔。在另一示例中,Samp1和Samp2信号被用来确定Sampling_clk信号的定时。
在一个实施例中,Pin1信号与Samp2信号之间的关系可通过以下的差等式来描述。
βPin1(k-1)-α*Samp2(k-1)-A*δ(k)=Samp2(k) (9)
其中,Pin1表示Pin1信号,并且Samp2表示Samp2信号。该关系可以进一步通过下面的Z变换来描述:
βPin1(Z)Z-1-α*Samp2(Z)Z-1-A=Samp2(Z) (10)
和
其中,A是恒定的初始值。
另外,第二项(时间→∞);因此
从等式12可看出,Samp2信号的脉宽在每个周期根据前一周期中的Demag信号的持续时间而被更新,
图13是根据本发明另一实施例的开关模式电源变换***500的简化时序图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图13所示,波形1110表示作为时间的函数的Vout,波形1120表示作为时间的函数的VINV,并且波形1130表示作为时间的函数的Demag信号。另外,波形1140表示作为时间的函数的端子CS处的信号564的电压电平,并且波形1150表示作为时间的函数的端子Gate处的信号548。
如上面讨论的,根据本发明某些实施例,参考图7,组件532包括如图14(a)、14(b)、15(a)和/或15(b)所示的一个或多个设备,并且,组件524包括如图14(a)、14(b)、15(a)和/或15(b)所示的一些设备。
图14(a)是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***500的部分的组件532和误差放大器524的某些设备的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图14(a)所示,组件532包括电流源1230,并且误差放大器524包括组件1210和跨导放大器1220。例如,组件1210确定两个输入信号在大小上的差异。
例如,组件1210接收电压信号Vsamp和参考信号Vref,并且生成大小等于Vref-Vsamp的信号570。在另一示例中,跨导放大器1220放大信号570以生成输出信号528。根据一个实施例,输出信号528由电容器526接收。例如,电容器526用作用于闭合环路的低通滤波器。另外,作为前向馈送路径一部分的组件568向闭合环路提供零,以提高变换***500的操作稳定性。
电流源1230生成随着输出负载变化的电流I_COMPEN_P。电流I_COMPEN_P流经端子INV和电阻器512。例如,电流I_COMPEN_P用来补偿因电缆引起的电压降以及随着输出电流Iout变化的其它电压损耗。在另一示例中,I_COMPEN_P电流在无负载条件时达到其最大值,并且在满负载条件时变为零。
根据一个实施例,通过负载补偿,输出电压Vout可被表达为如下。
其中,n是辅助绕组506与次级绕组504之间的匝数比。另外,VD1是二极管554的前向二极管压降,并且
例如,等式13中的最后一项表示用于抵消因电缆引起的电压降的补偿因子。
图14(b)是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***500中的组件532的一部分的电流源1230的某些设备的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
参考图14(a),组件532包括电流源1230。如图14(b)所示,电流源1230包括电压到电流转换器1240、恒流源1250和组件1260。例如,组件1260确定两个输入信号在大小上的差异。
例如,信号528(即,VCOMP)由电压到电流转换器1240接收并且被转换为电流I_COMPEN。在另一示例中,恒流源1250生成恒定电流Icc。电流Icc和I_COMPEN两者由组件1260接收,组件1260生成电流I_COMPEN_P。在一个实施例中,电流I_COMPEN_P等于Icc-I_COMPEN。在另一实施例中,如果VCOMP变大,则电流I_COMPEN_P变小。
图15(a)是示出作为根据本发明另一实施例的开关模式电源变换***500的部分的组件532和误差放大器524的某些设备的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图15(a)所示,组件532包括电流阱1330,并且误差放大器524包括组件1310和跨导放大器1320。例如,组件1310确定两个输入信号在大小上的差异。
例如,组件1310接收电压信号Vsamp和参考信号Vref,并且生成大小等于Vref-Vsamp的信号570。在另一示例中,跨导放大器1320放大信号570以生成输出信号528。根据一个实施例,输出信号528由电容器526接收。例如,电容器526用作用于闭合环路的低通滤波器。另外,作为前向馈送路径一部分的组件568向闭合环路提供零,以提高变换***500的操作稳定性。
电流阱1330生成随着输出负载变化的电流I_COMPEN_N。电流I_COMPEN_N流经电阻器510和端子INV。例如,电流I_COMPEN_N用来补偿因电缆引起的电压降以及随着输出电流Iout变化的其它电压损耗。在另一示例中,I_COMPEN_N电流在满负载条件时达到其最大值,并且在无负载条件时变为零。
图15(b)是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***500中的组件532的一部分的电流阱1330的某些设备的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
参考图15(a),组件532包括电流阱1330。如图15(b)所示,电流阱1330包括电压到电流转换器1340以及包括电阻器1350和1360的电流镜。例如,信号528(即,VCOMP)由电压到电流转换器1340接收并且被转换为电流I_COMPEN。在另一示例中,电流I_COMPEN由电流镜接收,电流镜生成电流I_COMPEN_N。在一个实施例中,电流I_COMPEN_N等于m×I_COMPEN,m是正整数。在另一实施例中,如果VCOMP变大,则电流I_COMPEN_N也变大。
图16是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***500的部分的组件568和误差放大器524的CMOS实现的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
图17是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***500的部分的组件542的某些设备的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图17所示,组件542包括电压到电流转换器1510、组件1520和锁相环1530。例如,组件1520确定两个输入信号在大小上的差异。在另一示例中,组件1520接收来自电压到电流转换器1510的信号1512和来自锁相环1530的信号1534,并且输出表示信号1512与信号1534的大小之差的信号1522。
如图7和17所示,组件522采样信号514并且生成信号Vsamp。另外,Demag信号由组件520生成。在一个实施例中,Demag信号的持续时间与初级绕组502的电流成比例并且也与次级绕组504的电流成比例。例如,Demag信号的持续时间是如图12所示的Demag信号的脉宽。
在一个实施例中,如果信号Vsamp在大小上小于信号Vref,则Vcomp的大小超过预定值,并且电源变换***500处于CC模式。例如,Vcomp的大小达到其最大值时,CC模式被检测到。在另一实施例中,在CC模式中,PWM/PFM开关频率由电压Vsamp来控制。例如,PWM/PFM开关频率与Vsamp成线性比例关系,Vsamp进而与输出电压Vout比例。
例如,在CC模式中,断续传导模式(DCM)下的Vout由下式给出:
其中,Po表示变换***500的输出功率。另外,Vo和Io分别表示输出电压Vout和输出电流Iout。此外,Lp表示初级绕组502的电感,Fsw表示开关频率,并且Ip表示初级绕组502的峰值电流。η是常数。
如果Fsw与Vsamp成比例,则Fsw也与Vo成比例,如下。
FSW=εVo (16)
其中,ε是常数。组合等式15和16,则
由于η和是ε常数,因此如果Ip和Lp被精确控制,则输出电流Io是恒定的。但是,如果Lp未被精确控制,则Io即使在CC模式中也可能改变。
替代地,如果
其中,α是常数,则
因此,如果Ip被精确控制并且如果等式18被满足,则可以使Io恒定。
另外,对于反激式操作,根据一实施例,可以通过次级绕组504的电感Ls、次级绕组504的峰值电流IP_sec以及输出电压Vo来确定退磁持续时间,如下。例如,退磁持续时间与Demag信号的持续时间(例如图12所示的Demag信号的脉宽)相同。
由于Ls与Lp成比例并且Ip_sec与Ip成比例,因此
其中,β是常数。如果满足了等式18,则
因此,如果Ip被精确控制,则
TDemag×FSW=γ (23)
并且
其中,γ是常数。组合等式19和24,
根据一实施例,如图7和17所示,在CC模式中,PWM/PFM开关频率由锁相环1530锁定。
例如,
并且Io∝γIp (27)
根据另一实施例,通过根据等式26基于TDemag来调节Fsw,γ保持恒定。例如,是等于或大于0.25并且等于或小于0.75的常数。因此,只要根据等式27将除了γ以外的Ip也控制为恒定的,则输出电流Io被保持为恒定。
例如,组件542根据初级绕组502的电感来锁定开关频率FSW,并且因此补偿了初级绕组电感的变化。在又一示例中,使得恒流(CC)模式中的输出电流Iout独立于初级绕组电感。根据一实施例,如图7和17所示,振荡器562来自作为组件542一部分的组件1520的信号1522,并且还向作为组件542一部分的锁相环1530发送时钟信号1532。
图18是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***500的一部分的用于恒定输出电流(CC)控制的组件542的某些设备的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图18所示,组件542包括脉冲拷贝电路1620、相位检测器1630、电荷泵1640和自校准电路1650。在一个实施例中,脉冲拷贝电路1620接收来自组件520的信号以及来自时钟分频器1610的时钟信号1614,并且生成信号1629。时钟信号1614用CLK4表示,并且信号1629用D2C表示。例如,D2C信号是Demag信号的拷贝,但是与时钟信号CLK4同步。
在另一实施例中,脉冲拷贝电路1620包括NAND(与非)门1622、MOS晶体管1624和1626,以及电容器1628。例如,NAND门1622接收Demag信号和时钟信号1614,并且生成电压信号D2。如图18所示,电压信号D2控制MOS晶体管1624。例如,如果信号D2为逻辑低电平,则MOS晶体管1624通过电流Ip2对电容器1628充电。在另一示例中,如果信号D2为逻辑高电平,则MOS晶体管1626通过电流In2对电容器1628放电。根据一个实施例,紧邻这样的放电之前,电容器1628的电压反映了信号D2低电压电平时的脉宽。根据另一实施例,电流Ip2等于电流In2。例如,信号D2低电压电平时的脉宽与信号D2C高电压电平时的脉宽相同。在另一示例中,信号D2C的上升沿与时钟信号1614的下降沿同步。在又一示例中,信号D2C的上升沿与由CLK2表示的时钟信号1612的下降沿同步。
图19是用于由作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***500的一部分的脉冲拷贝电路1620生成D2C信号的简化时序图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
波形1710表示作为时间的函数的时钟信号CLK2,波形1720表示作为时间的函数的时钟信号CLK4,并且波形1730表示作为时间的函数的Demag信号。另外,波形1740表示作为时间的函数的D2信号,并且波形1750表示作为时间的函数的D2C信号。
如图19所示,结果,D2C信号的上升沿与时钟信号CLK2的下降沿以及时钟信号CLK4的下降沿同步。此外,如图19所示,Demag信号高电压电平时的脉宽与D2C信号高电压电平时的脉宽相同。
参考图18,信号1629被从脉冲拷贝电路1620输出到相位检测器1630。相位检测器1630包括D触发器1632。例如,D触发器1632将D2C信号高电压电平时的脉宽与时钟信号CLK2低电压电平时的脉宽相比较。
在一个实施例中,如果D2C信号高电压电平时的脉宽大于时钟信号CLK2低电压电平时的脉宽,则Q端子处的信号1634为高电压电平,并且QN端子处的信号1636为低电压电平。在另一实施例中,如果D2C信号高电压电平时的脉宽小于时钟信号CLK2低电压电平时的脉宽,则Q端子处的信号1634为低电压电平,并且QN端子处的信号1636为高电压电平。
如图18所示,信号1634和1636由电荷泵1640接收。电荷泵1640包括电容器1642。例如,电容器1642响应于信号1634和1636而被充电或放电。在另一示例中,电容器1642的充电和放电被用来调整由Icc表示的电流信号1644。
根据一实施例,电流信号1644由振荡器562接收,振荡器562生成时钟信号1660。例如,电流信号1644被用来调整振荡器562的偏置电流,以调整时钟信号1660的频率。
如上面讨论并且在此进一步强调的,图7仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,如图18所示,变换***500包括时钟分频器1610,其接收时钟信号1660并且生成时钟信号1612和1614。
根据一个实施例,时钟信号1612的频率是时钟信号1660的频率的一半。根据另一实施例,时钟信号1612的频率是时钟信号1614的频率的两倍大。例如,如图19所示,时钟信号1614(即,时钟信号CLK4)的下降沿与时钟信号1612(即,时钟信号CLK2)的下降沿同步。
返回图18,时钟信号1612和1614被输出到组件542用于恒流(CC)控制。例如,如图17所示的时钟信号1532表示时钟信号1612和1614。在另一示例中,尽管图7和17未明确示出时钟分频器1610,然而根据一实施例,时钟分频器1610是变换***500的一部分。
作为响应,组件542生成由振荡器562接收的电流信号1644。例如,电流信号1644是如图17所示的信号1534。根据一个实施例,振荡器562、时钟分频器1610和组件542形成环路。
例如,该环路具有足够高的增益。在另一示例中,在该环路变得稳定之后,时钟信号1612的周期被锁定为Demag信号高电压电平时的脉宽的两倍长。在一个实施例中,Demag信号高电压电平时的脉宽与时钟信号1612(即,时钟信号CLK2)高电压电平时的脉宽相同,如图19所示。在另一实施例中,时钟信号1612的周期等于一常数乘以Demag信号高电压电平时的脉宽。例如,该常数等于1/γ.。
此外,如图19所示并且如上面所讨论的,根据本发明的实施例,Demag信号高电压电平时的脉宽与D2C信号高电压电平时的脉宽相同。因此,例如,D2C信号高电压电平时的脉宽与时钟信号CLK2高电压电平时的脉宽相同。
再次参考图18,自校准电路1650被配置为校准电流Ip2的大小和电流In2的大小。例如,电流Ip2的大小等于电流In2的大小。
根据一个实施例,如图18所示,Demag信号和时钟信号CLK4被馈送到包括振荡器562、时钟分频器1610和组件542的环路。该环路调节时钟信号CLK2的频率,以使得时钟信号CLK2的频率被锁定到Demag信号的频率。例如,时钟信号CLK2的频率等于驱动信号548的开关频率,如等式26所示。
如上面讨论的,在一个实施例中,输出电流Iout由开关550截止时的初级绕组502的峰值电流Ip来确定。但是,峰值电流Ip可能由于控制电路的传播延迟而随着AC输入电压(例如,图7中的VAC)改变。例如,较高的AC输入电压将产生较高的峰值电流Ip,反之亦然。因此,根据一个实施例,无论输入AC电压如何,峰值电流Ip都应当被精确控制在恒定电平。
图20是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***500的一部分的用于电流感测(CS)峰值调整的组件540的某些设备的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图20所示,组件540包括高速比较器1810、电荷泵1820、动态阈值生成器1830以及过流保护(OCP)比较器1840。
在一个实施例中,高速比较器1810除了接收来自端子566(即,端子CS)的信号564之外,还接收Vth_oc。例如,流经初级绕组502的电流被电阻器580感测,电阻器580的电阻用Rs表示。如图7所示,其大小由Is表示的电流582流经电阻器580,并且作为响应,电阻器580生成其大小用Vcs表示的电压信号564。在另一示例中,当开关550刚刚截止时,Vcs被与Vth_oc相比较。
在另一实施例中,高速比较器1810将Vth_oc与信号564相比较,并生成比较信号1812。比较信号1812由OCP_det表示。例如,比较信号1812由电荷泵1820接收。在另一示例中,电荷泵1820包括RS锁存器1822和电容器1824。在一个实施例中,RS锁存器1822接收比较信号1812,并且作为响应控制电容器1824的充电和放电。在另一实施例中,电容器1824提供电压信号1826,其由动态阈值生成器1830接收。
在又一实施例中,动态阈值生成器1830将电压信号1826转换为电流信号。例如,转换后的电流信号由电流镜处理,该电流镜生成动态电流信号1832。动态电流信号1832用Iocp_PWM表示。在另一示例中,电流信号1832由动态电阻器1834接收,动态电阻器1834由R2表示。在一个实施例中,动态电阻器1834包括线性电阻器1836以及晶体管1838和1839。例如,晶体管1838和1839提供与温度有关的电阻补偿。
在另一实施例中,动态电阻器1834将电流信号1832转换为电压信号1835。电压信号1835用OCP_ref表示。例如,如果Vth_oc在大小上小于电压信号564,则电压信号1835将被动态阈值生成器1830调得较低。在另一示例中,如果Vth_oc在大小上大于电压信号564,则电压信号1835将被动态阈值生成器1830调得较高。
如图20所示,电压信号1835由过流保护(OCP)比较器1840接收。OCP比较器1840还接收来自端子566(即,端子CS)的信号564。例如,OCP比较器1840将OCP_ref与信号564相比较,并且生成信号574。在另一示例中,信号574由组件538接收,以调整初级绕组502的峰值电流。
如上面讨论的,信号564例如由高速比较器1810与Vth_OC相比较,并且由OCP比较器1840与OCP_ref相比较。在一个实施例中,高速比较器1810、电荷泵1820、动态阈值生成器1830、OCP比较器1840以及其它组件形成了具有高增益的环路。在另一实施例中,即使线电压的改变导致信号564的斜率的改变,初级绕组502的峰值电流也被维持在恒定电平。在又一实施例中,即使PWM/PFM信号的传播延迟改变,初级绕组502的峰值电流也被维持在恒定电平。
根据又一实施例,如图20所示,比较信号1812被用来控制电荷泵1820,以调节由OCP_ref表示的电压信号1835。例如,电压信号1835用作OCP比较器1840的阈值电压。结果,根据本发明某些实施例,初级绕组502的峰值电流被内部环调整为使得峰值电流等于而不管线电压的大小如何。因此,基于等式25,恒定的输出电流例如为如下。
在另一示例中,通过调整由VINV表示的输出信号514来控制输出电压Vo。因此,根据本发明一些实施例,可以分别在CV模式和CC模式中获得恒定电压Vo和恒定电流Io。例如,CC模式可应用于为电池充电直到电池的电压达到预定大小为止。
根据另一实施例,一种用于调整电源变换器的***(例如,如图7所示)包括第一信号生成器(例如,如组件520所示),被配置来至少接收输入信号并且至少生成与退磁相关联的第一输出信号和于采样相关联的第二输出信号。另外,该***包括采样组件(例如,如组件522所示),被配置来至少接收输入信号和第二输出信号,至少基于与第二输出信号相关联的信息来采样输入信号,并且至少生成与一个或多个经采样大小相关联的第三输出信号。此外,该***包括误差放大器(例如,如组件524所示),被配置来至少接收第三输出信号和第一阈值电压并且通过电容器至少生成第四输出信号,该电容器被耦合到该误差放大器。此外,该***包括补偿组件(例如,如组件532所示),被配置来至少接收第四输出信号并且至少生成补偿信号。输入信号是补偿信号与第一感测信号的组合。第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且次级绕组与该电源变换器的输出电流和输出电压相关联。另外,该***包括用于至少调整输出电流的第一控制器(例如,如组件542所示)。例如,第一控制器被配置为至少接收第一输出信号和第三输出信号,并且至少基于与第一输出信号和第三输出信号相关联的信息来至少生成第一控制信号。此外,该***包括用于至少调整输出电压的第二控制器(例如,如组件534所示)。例如,第二控制器被配置为至少接收第四输出信号并且至少基于与第四输出信号相关联的信息来至少生成第二控制信号(例如,如信号558所示)和第三控制信号(例如,如信号536所示)。此外,该***包括振荡器(例如,如组件562所示),被配置为至少接收第一控制信号和第二控制信号并且至少生成时钟信号,以及第二信号生成器(例如,如组件538所示),被配置为至少接收时钟信号、第三控制信号和第四控制信号并且至少生成调制信号。另外,该***包括门驱动器(例如,如组件546所示),被配置为至少接收调制信号并且至少将驱动信号输出给开关。例如,该开关被配置为影响流经耦合到次级绕组的初级绕组的第一电流。此外,该***包括第三控制器(例如,如组件540所示),用于至少调整峰值电流。例如,第三控制器被配置为接收第三控制信号、第二感测信号和第二阈值电压,并且将第四控制信号输出给第二信号生成器。在另一示例中,第二感测信号与流经电源变换器的初级绕组的第一电流相关联。
例如,该***还包括前向馈送组件(例如,如组件568所示),被配置来从误差放大器(例如,如组件524所示)接收第五输出信号,并且将第六输出信号输出给第二控制器(例如,如组件534所示)。在另一示例中,该***被配置来在第四输出信号在大小上大于预定值时将输出电流调整为恒定电流电平,并且在第四输出信号在大小上小于该预定值时,将输出电压调整为恒定电压电平。在又一示例中,采样组件(例如,如组件522所示)被配置来在退磁时段结束是或者接近退磁时段结束时对收入信号执行至少一次采样处理,生成第一经采样大小,并且保持该第一经采样大小直到第二经采样大小被生成为止,第一经采样大小和第二经采样大小是一个或多个经采样大小中的两个。在又一示例中,第一信号生成器(例如,如组件520所示并且如图7和10所示)还被配置来结束第三输出信号,至少基于与第三输出信号相关联的信息确定第三阈值电压,将第三阈值电压与收入信号在大小上进行比较,并且至少基于与第三阈值电压和收入信号相关联的信息生成第一输出信号。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***(例如,如图7和9所示)包括采样组件(例如,如组件522所示),被配置来至少接收输入信号,采样输入信号,并且至少生成与一个或多个经采样大小相关联的第一输出信号。例如,输入信号至少与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且次级绕组与电源变换器的输出电流和输出电压有关。另外,该***包括误差放大器(例如,如组件524所示),被配置来至少接收第一输出信号和阈值电压并且通过用于环路稳定补偿的电路来生成第二输出信号,并且生成第三输出信号。例如,用于环路稳定补偿的电路时电容器(例如,如电容器526所示),并且该电容器被耦合到该误差放大器。此外,该***包括前向馈送组件(例如,如组件568所示),被配置来接收第三输出信号,并且至少基于与第三输出信号相关联的信息生成第四输出信号;以及控制器(例如,如组件534所示),用于至少调整输出电压。例如,控制器被配置来至少接收第二输出信号和第四输出信号,并且至少生成第一控制信号。此外,该***包括信号生成器(例如,如组件538所示),被配置来至少接收第一控制信号并且至少基于与第一控制信号相关联的信息来至少生成调制信号;以及门驱动器(例如,如组件546所示),被配置来至少接收调制信号并且至少将驱动信号输出给开关。例如,该开关被配置来影响流经耦合到次级绕组的初级绕组的第一电流。
例如,该控制器(例如,如组件534所示)还被配置来在第二输出信号在大小上小于预定值时将输出电压调整为恒定电压电平。在另一示例中,该***还包括补偿组件(例如,如组件532所示),被配置来至少接收第二输出信号并且至少基于与第二输出信号相关联的信息生成补偿信号。例如,输入信号时补偿信号与感测信号的组合,并且感测信号至少与耦合到次级绕组的第一绕组相关联。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***例如由图7、14(a)和14(b)或者由图7、15(a)和15(b)所示。该***包括采样组件(例如,如组件522所示),被配置来至少接收输入信号,采样输入信号,并且至少生成与一个或多个经采样大小相关联的第一输出信号;以及误差放大器(例如,如组件524所示),被配置来至少接收第一输出信号和阈值电压并且通过电容器生成第二输出信号,并且生成第三输出信号,该电容器被耦合到该误差放大器。另外,该***包括前向馈送组件(例如,如组件568所示),被配置来接收第三输出信号,并且至少基于与第三输出信号相关联的信息生成第四输出信号;以及控制器(例如,如组件534所示),被配置来至少接收第二输出信号和第四输出信号,并且至少生成控制信号。此外,该***包括补偿组件(例如,如组件532所示),被配置来至少接收第二输出信号并且至少基于与第二输出信号相关联的信息来至少生成补偿信号,输入信号是补偿信号与另一信号的组合。
例如,第二输出信号时电压信号,并且补偿信号时电流信号。在另一示例者,该***还包括信号生成器(例如,如组件538所示),被配置来至少接收控制信号,并且至少基于与控制信号相关联的信息来至少生成调制信号;以及门驱动器(例如,如组件546所示),被配置来至少接收调制信号,并且至少将驱动信号输出给开关,该开关被配置来影响流经电源变换器的初级绕组的电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***(例如,如图7和17所示)包括第一信号生成器(例如,如组件520所示),被配置来至少接收输入信号并且至少生成与退磁相关联的第一输出信号和与采样相关联的第二输出信号。例如,输入信号至少与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且次级绕组与电源变换器的输出电流和输出电压有关。另外,该***包括采样组件(例如,如组件522所示),被配置来至少接收输入信号和第二输出信号,至少基于与第二输出信号相关联的信息来采样输入信号,并且至少生成与一个或多个经采样大小相关联的第三输出信号。此外,该***包括第一控制器(例如,如组件542所示),用于至少调整输出电流,该第一控制器被配置来至少接收第一输出信号和第三输出信号,并且至少基于与第一输出信号和第三输出信号相关联的信息来至少生成第一控制信号。此外,该***包括振荡器(例如,如组件562所示),被配置为至少接收第一控制信号并且至少基于与第一控制信号相关联的信息来至少生成时钟信号;以及第二信号生成器(例如,如组件538所示),被配置来至少接收时钟信号和第二控制信号,并且至少基于与时钟信号和第二控制信号相关联的信息来至少生成调制信号。另外,该***包括门驱动器(例如,如组件546所示),被配置来至少接收调制信号并且至少将驱动信号输出给开关。例如,开关被配置来影响流经耦合到次级绕组的初级绕组的第一电流。此外,该***包括用于至少调整峰值电流的第三控制器(例如,如组件540所示),被配置来至少接收感测信号和阈值电压,并且将第二控制信号输出给第二信号生成器(例如,如组件538所示)。例如,感测信号与流经电源变换器的初级绕组的第一电流相关联。调制信号对应于开关频率,并且第一输出信号对应于退磁脉冲宽度。
例如,开关频率与退磁脉冲宽度成反比,开关周期与退磁脉冲宽度成正比,并且输出电流与峰值电流成比例。在另一示例中,峰值电流是恒定的,并且输出电流是恒定的。在另一示例中,在权利要求12的***(例如,如图7和17所示)中,第一控制器(例如,如组件542所示)包括电压到电流转换器(例如,如组件1510所示),被配置来结束第三输出信号并且声称第二电流;锁相环(例如,如组件1530所示),被配置来至少接收第一输出信号和时钟信号并且生成第三电流;以及确定组件(例如,如组件1520所示),被配置来接收第二电流和第三电流,确定第二电流和第三电流在大小上的差异,并且至少基于与第二电流和第三电流相关联的信息生成第一控制信号。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***(例如,如图7和20所示)包括用于至少调整峰值电流的控制器(例如,如组件540所示)。例如,控制器被配置来至少接收感测信号和第一阈值信号并且至少生成第一控制信号,并且感测信号与流经电源变换器的初级绕组的第一电流相关联。另外,该***包括信号生成器(例如,如组件538所示),被配置来至少接收第一控制信号并且至少生成调制信号;以及门驱动器(例如,如组件546所示),被配置来至少接收调制信号并且至少将驱动信号输出给开关。例如,该开关被配置来影响第一电流。在另一示例中,该控制器(例如,如组件540所示)包括第一比较器(例如,如组件1810所示),被配置来接收感测信号和第一阈值电压,并且至少基于与感测信号和第一阈值电压相关联的信息生成比较信号;以及电荷泵(例如,如组件1820所示),被配置来接收比较信号并且至少基于与比较信号相关联的信息来生成第二控制信号。另外,该控制器(例如,如组件540所示)包括阈值生成器(例如,如组件1830所示),被配置来接收第二控制信号并且至少基于与第二控制信号相关联的信息生成第二阈值电压;以及第二比较器(例如,如组件1840所示),被配置来接收第二阈值电压和感测信号,并且至少基于与第二阈值电压和感测信号相关联的信息生成第一控制信号。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法(例如,如图7实现的)包括由第一信号生成器(例如,如组件520所示)至少接收输入信号并且至少基于与输入信号相关联的信息来至少生成与退磁相关联的第一输出信号和与采样相关联的第二输出信号。另外,该方法包括通过采样组件(例如,如组件522所示)来至少接收输入信号和第二输出信号,至少基于与第二输出信号相关联的信息来采样输入信号,并且至少生成与一个或多个经采样大小相关联的第三输出信号;通过误差放大器(例如,如组件524所示)来至少接收第三输出信号和第一阈值电压并且通过电容器至少生成第四输出信号,该电容器被耦合到该误差放大器。此外,该方法包括通过补偿组件(例如,如组件532所示)来至少接收第四输出信号并且至少基于与第四输出信号相关联的信息来至少生成补偿信号。例如,输入信号是补偿信号与第一感测信号的组合。在另一示例中,第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且次级绕组与该电源变换器的输出电流和输出电压相关联。另外,该方法包括通过用于至少调整输出电流的第一控制器(例如,如组件542所示)来至少接收第一输出信号和第三输出信号,并且至少基于与第一输出信号和第三输出信号相关联的信息来至少生成第一控制信号;通过用于至少调整输出电压的第二控制器(例如,如组件534所示)来至少接收第四输出信号并且至少基于与第四输出信号相关联的信息来至少生成第二控制信号(例如,如信号558所示)和第三控制信号(例如,如信号536所示)。此外,该方法包括通过振荡器(例如,如组件562所示)来至少接收第一控制信号和第二控制信号并且通过该振荡器(例如,如组件562所示)至少生成时钟信号;通过第二信号生成器(例如,如组件538所示)来至少接收时钟信号、第三控制信号和第四控制信号并且通过该第二信号生成器(例如,如组件538所示)至少生成调制信号。另外,该方法包括通过门驱动器(例如,如组件546所示)来至少接收调制信号并且至少将驱动信号输出给开关以影响流经耦合到次级绕组的初级绕组的第一电流;通过用于至少调整峰值电流的第三控制器(例如,如组件540所示)来接收第三控制信号、第二感测信号和第二阈值电压,并且将第四控制信号输出给第二信号生成器。例如,第二感测信号与流经电源变换器的初级绕组的第一电流相关联。
在另一示例中,该方法还包括通过前向馈送组件(例如,如组件568所示)来接收来自误差放大器(例如,如组件524所示)的第五输出信号,并且至少基于与第五输出信号相关联的信息来向第二控制器(例如,如组件534所示)输出第六输出信号。在又一示例中,该方法还包括在第四输出信号在大小上大于预定值时将输出电流调整为恒定电流电平,并且在第四输出信号在大小上小于预定值时将输出电压调整为恒定电压电平。在又一示例中,用于采样输入信号的处理包括在第一退磁时段结束时或者在接近第一退磁时段结束时采样输入信号,生成与第一退磁时段相对应的第一经采样大小,在或者接近第二退磁时段结束时采样输入信号,并且生成与第二退磁时段相关联的第二经采样大小。第一经采样大小和第二经采样大小是一个或多个经采样大小中的两个。在又一示例中,用于至少生成第三输出信号的处理包括保持第一经采样大小直到第二经采样大小被生成为止。在又一示例中,在该方法(例如,如图7和10实现的)中,用于至少生成与退磁相关联的第一输出信号和于采样相关联的第二输出信号的处理包括接收第三输出信号,至少基于与第三输出信号相关联的信息确定第三阈值电压,将第三阈值电压与输入信号在大小上进行比较,并且至少基于与第三阈值电压和输入信号相关联的信息生成第一输出信号。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法(例如,如图7和9所示)包括通过采样组件(例如,如组件522所示)来至少接收输入信号。例如,输入信号至少与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且次级绕组与电源变换器的输出电流和输出电压有关。另外,该方法包括通过采样组件(例如,如组件522所示)对输入信号采样,至少生成与一个或多个经采样大小相关联的第一输出信号;通过误差放大器(例如,如组件524所示)来至少接收第一输出信号和阈值电压并且通过电容器生成第二输出信号,该电容器被耦合到该误差放大器。此外,该方法包括通过误差放大器生成第三输出信号;通过前向馈送组件来接收第三输出信号,并且至少基于与第三输出信号相关联的信息生成第四输出信号;通过用于至少调整输出电压的控制器(例如,如组件534所示)来至少接收第二输出信号和第四输出信号,并且至少基于与第二输出信号和第四输出信号相关联的信息来至少生成第一控制信号。此外,该方法包括通过信号生成器(例如,如组件538所示)来至少接收第一控制信号并且至少基于与第一控制信号相关联的信息来至少生成调制信号;通过门驱动器(例如,如组件546所示)来至少接收调制信号并且至少将驱动信号输出给开关来影响流经耦合到次级绕组的初级绕组的第一电流。
例如,该方法还包括如果第二输出信号在大小上小于预定值则将输出电压调整为恒定电压电平。在另一示例中,该方法包括通过补偿组件(例如,如组件532所示)来至少接收第二输出信号,并且至少基于与第二输出信号相关联的信息生成补偿信号。输入信号时补偿信号与感测信号的组合,并且感测信号至少与耦合到次级绕组的第一绕组相关联。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法例如由图7、14(a)和14(b)或者由图7、15(a)和15(b)所示。该方法包括通过采样组件(例如,如组件522所示)来至少接收输入信号,由该采样组件(例如,如组件522所示)采样输入信号,并且至少生成与一个或多个经采样大小相关联的第一输出信号。另外,该方法包括通过误差放大器(例如,如组件524所示)来至少接收第一输出信号和阈值电压并且至少基于与第一输出信号和阈值电压相关联的信息来通过电容器生成第二输出信号,并且至少基于与第一输出信号和阈值电压相关联的信息生成第三输出信号,该电容器被耦合到该误差放大器。另外,该方法包括通过前向馈送组件(例如,如组件568所示)来接收第三输出信号,并且至少基于与第三输出信号相关联的信息生成第四输出信号;通过控制器(例如,如组件534所示)来至少接收第二输出信号和第四输出信号,并且至少基于与第二输出信号和第四输出信号相关联的信息来至少生成控制信号。此外,该方法包括通过补偿组件(例如,如组件532所示)来至少接收第二输出信号并且至少基于与第二输出信号相关联的信息来至少生成补偿信号,输入信号是补偿信号与另一信号的组合。
例如,第二输出信号时电压信号,并且补偿信号是电流信号。在另一示例中,该方法还包括通过信号生成器(例如,如组件538所示)至少接收控制信号,至少基于与控制信号相关联的信息来至少生成调制信号,通过门驱动器(例如,如组件546所示)来至少接收调制信号,并且至少将驱动信号输出给开关以影响流经电源变换器的初级绕组的电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法(例如,如图7和17实现的)包括通过第一信号生成器(例如,如组件520所示)来至少接收输入信号。例如,输入信号至少与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且次级绕组与电源变换器的输出电流和输出电压有关。另外,该方法包括至少基于与输入信号相关联的信息来至少生成与退磁相关联的第一输出信号和与采样相关联的第二输出信号;通过采样组件(例如,如组件522所示)来至少接收输入信号和第二输出信号,至少基于与第二输出信号相关联的信息来采样输入信号,并且至少生成与一个或多个经采样大小相关联的第三输出信号。此外,该方法包括通过用于至少调整输出电流的第一控制器(例如,如组件542所示)来至少接收第一输出信号和第三输出信号,并且至少基于与第一输出信号和第三输出信号相关联的信息来至少生成第一控制信号;通过振荡器(例如,如组件562所示)来至少接收第一控制信号并且至少基于与第一控制信号相关联的信息来至少生成时钟信号。此外,该方法包括通过第二信号生成器(例如,如组件538所示)来至少接收时钟信号和第二控制信号,并且至少基于与时钟信号和第二控制信号相关联的信息来至少生成调制信号;通过门驱动器(例如,如组件546所示)来至少接收调制信号并且至少将驱动信号输出给开关以影响流经耦合到次级绕组的初级绕组的第一电流。此外,该方法包括通过用于至少调整峰值电流的第三控制器(例如,如组件540所示)来至少接收感测信号和阈值电压,并且将第二控制信号输出给第二信号生成器(例如,如组件538所示)。感测信号与流经电源变换器的初级绕组的第一电流相关联,调制信号对应于开关频率,并且第一输出信号对应于退磁脉冲宽度。
例如,开关频率与退磁脉冲宽度成反比,并且输出电流与峰值电流成正比。在另一示例中,峰值电流是恒定的,并且输出电流是恒定的。
在又一示例中,例如由图7和17所示,用于至少生成第一控制信号的处理包括通过电压到电流转换器(例如,如组件1510所示)来接收第三输出信号,至少基于与第三输出信号相关联的信息生成第二电流,通过锁相环(例如,如组件1530所示)来至少接收第一输出信号和时钟信号,并且至少基于与第一输出信号和时钟信号相关联的信息生成第三电流。另外,用于至少生成第一控制信号的处理包括通过确定组件(例如,如组件1520所示)来接收第二电流和第三电流,并且至少基于与第二电流和第三电流相关联的信息生成第一控制信号,该确定组件被配置来确定第二电流和第三电流在大小上的差异。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法(例如,如图7和20所示)包括通过用于至少调整峰值电流的控制器(例如,如组件540所示)来至少接收感测信号和第一阈值信号。例如,感测信号与流经电源变换器的初级绕组的第一电流相关联。另外,该方法包括至少基于与感测信号和第一阈值电压相关联的信息来至少生成第一控制信号;通过信号生成器(例如,如组件538所示)来至少接收第一控制信号并且至少基于与第一控制信号相关联的信息来至少生成调制信号;通过门驱动器(例如,如组件546所示)来至少接收调制信号并且至少将驱动信号输出给开关以影响第一电流。用于至少生成第一控制信号的处理包括通过第一比较器(例如,如组件1810所示)来接收感测信号和第一阈值电压,并且至少基于与感测信号和第一阈值电压相关联的信息生成比较信号;通过电荷泵(例如,如组件1820所示)来接收比较信号并且至少基于与比较信号相关联的信息来生成第二控制信号;通过阈值生成器(例如,如组件1830所示)来接收第二控制信号并且至少基于与第二控制信号相关联的信息生成第二阈值电压;通过第二比较器((例如,如组件1840所示))来接收第二阈值电压和感测信号,并且至少基于与第二阈值电压和感测信号相关联的信息生成第一控制信号。
与传统技术相比,通过本发明获得了许多益处。本发明的某些实施例可以减少部分计数和/或降低***成本。本发明的一些实施例可以提高可靠性和/或效率。本发明的某些实施例可以简化开关模式反激式电源变换器中的电路设计。本发明的一些实施例提供了初级侧感测和调整方案。例如,初级侧感测和调整方案可以改善负载调整。在另一示例中,初级侧感测和调整方案可以补偿初级绕组电感变化以便在采用初级侧调整的反激式变换器中获得恒定的输出电流。本发明的某些实施例可以在CC模式中提供不随着初级绕组电感的改变而改变的恒定输出电流。
本发明的某些实施例使用上面的方法(a)、(b)或(c)来实现恒流(CC)模式,其中,输出电流被维持在恒定电平,而不管初级绕组、次级绕组和辅助绕组的电感水平和输出电压如何。
图21是根据本发明又一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
电源变换***2100包括初级绕组2110,次级绕组2112,辅助绕组2114,电阻器2120、2122和2124,开关2130,退磁检测组件2150,电流源2160,电流阱2162,开关2164和2166,NOT(非)门2170,电容器2172,比较器2180和2182,触发器组件2190,以及驱动组件2192。例如,退磁检测组件2150,电流源2160,电流阱2162,开关2164和2166,NOT门2170,电容器2172,比较器2180和2182,触发器组件2190,以及驱动组件2192位于芯片2140上。在另一示例中,芯片2140至少包括端子2142、2144和2146。在又一示例中,***2100是开关模式反激式电源变换***。
如上面讨论并且在此强调的,图21仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,前沿消隐(leading-edge blanking)组件被***在端子2146与比较器2180之间,并且所***的前沿消隐组件接收来自端子2146的信号并且将信号2147输出到比较器2180。
图22是作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***2100一部分的退磁检测组件2150的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。该退磁检测组件2150包括比较器2210、触发器组件2220和2222、NOT门2230和2232,以及AND门2240。
图23是根据本发明实施例的包括如图21和22所示的退磁检测组件2150的开关模式电源变换***2100的简化时序图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图23所示,波形2310表示作为时间的函数的反馈信号2143(例如,VFB),波形2320表示作为时间的函数的Demag信号2151,并且波形2330表示作为时间的函数的斜坡信号2165(例如,Vramp)。另外,波形2340表示作为时间的函数的控制信号2185,波形2350表示作为时间的函数的驱动信号2193,并且波形2360表示作为时间的函数的感测信号2147(例如,Vcs)。
如图21和23所示,当驱动信号2193(对应于波形2350)为逻辑高电平时,开关2130导通并且因此被闭合上。根据一个实施例,流经初级绕组2110的电流2111线性地倾斜上升,并且信号2147(例如Vcs)也线性地倾斜上升。例如,信号2147(例如Vcs)由比较器2180接收,比较器2180还接收阈值信号2181(例如Vthoc)。在另一示例中,比较器2180将信号2147(例如Vcs)与阈值信号2181(例如Vthoc)相比较,并且将比较信号2187输出给触发器组件2190。在一个实施例中,触发器组件2190还接收来自比较器2182的控制信号2185,并且生成调制信号2191。在另一实施例中,调制信号2191由驱动器组件2192接收,作为响应,驱动器组件2192生成驱动信号2193。
如波形2350和2360所示的,如果信号2147(例如Vcs)在大小上达到阈值信号2181(例如Vthoc),则驱动信号2193从逻辑高电平变为逻辑低电平,并且开关2130截止并且因此被断开。例如,当开关2130截止时,所存储的能量被递送给电源变换***2100的输出,并且退磁处理开始。在另一示例中,在退磁处理期间,流经初级绕组2112的电流线性地倾斜下降。
如图21所示,辅助绕组2114的输出电压(例如,Vaux)反映了电源变换***2100的输出电压(例如,Vo),并且被电阻器2120和2122转换为反馈信号2143(例如,VFB)。例如,反馈信号2143(例如,VFB)由作为退磁检测组件2150一部分的比较器2210接收。在另一示例中,比较器2210将反馈信号2143(例如,VFB)与阈值信号2211(例如,0.1V)相比较。
如波形2310和2320所示,当反馈信号2143(例如,VFB)上升到阈值信号2211(例如,0.1V)以上时,Demag信号2151变为逻辑高电平,其指示退磁处理的开始。此外,当反馈信号2143(例如,VFB)下降到阈值信号2211(例如,0.1V)以下时,Demag信号2151变为逻辑低电平,其指示退磁处理的结束。例如,当流经次级绕组2112的电流下降到几乎为零时,退磁处理结束。在另一示例中,在退磁处理结束之后,电源变换***2100进入谐振振荡状态,并且反馈信号2143(例如,VFB)(对应于波形2310)近似为正弦波。
如图21所示,Demag信号2151由开关2166和NOT门2170接收,NOT门2170作为响应将信号2171输出给开关2164。例如,如果Demag信号2151为逻辑高电平,则开关2164断开并且开关2166闭合。因此,根据一个实施例,电容器2172通过电流阱2162被放电,并且斜坡信号2165(例如,Vramp)线性地下降。在另一示例中,如果Demag信号2151为逻辑低电平,则开关2164闭合并且开关2166断开。因此,根据另一实施例,电容器2172通过电流源2160被充电,并且斜坡信号2165(例如,Vramp)线性地上升。
根据又一实施例,斜坡信号2165(例如,Vramp)由比较器2182接收,比较器2182还接收阈值信号2183(例如,Vref)。例如,比较器2182将斜坡信号2165(例如,Vramp)与阈值信号2183(例如,Vref)相比较,并且向触发器组件2190输出控制信号2185。如波形2330和2350所示,如果斜坡信号2165(例如,Vramp)在大小上达到阈值信号2183(例如,Vref),则驱动信号2193从逻辑低电平变为逻辑高电平,并且开关2130导通。
如图21、22和23所示,例如,电源变换***2100的开关周期如下:
其中,Ts表示开关周期,并且TDemag表示退磁处理的持续时间。I2表示电流源2160的充电电流的大小,并且I1表示电流阱2162的放电电流的大小。
在一个实施例中,如果
Vcs_pk=Vthoc (30)
则
其中,Vcs_pk表示信号2147(例如Vcs)的峰值,并且Vthoc表示阈值信号2181的大小。另外,Ip表示流经初级绕组2110的电流2111的峰值,并且Rs表示电阻器2124的电阻值。在另一实施例中,假设初级绕组2110与次级绕组2112之间的效率为100%,则输出电流为:
其中,Io表示输出电流,并且N表示初级绕组2110与次级绕组2112之间的匝数比。利用等式29和31,等式32变为:
图24是根据本发明另一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
开关模式电源变换***2400包括以下组件:
●用于生成Demag信号和Sampling_clk信号的组件2420;
●用于采样和保持一个或多个信号的组件2422;
●用于生成PWM/PFM调制信号的组件2438;
●用于电流感测(CS)峰值调整的组件2440;
●用于生成门驱动信号的组件2446;
●振荡器2462;
●电压到电流转换器2510;
●用于确定两个输入信号在大小上的差异的组件2520;
●时钟分频器2610;
●脉冲拷贝电路2620;以及
●相位检测器和电荷泵2635。
在一个实施例中,组件2420、2422、2438、2440和2446,振荡器2462,电压到电流转换器2510,组件2520,时钟分频器2610,脉冲拷贝电路2620,以及相位检测器和电荷泵2635位于芯片2490上。例如,芯片2490至少包括端子2416、2452和2466。
尽管上面利用所选出的用于***2400的一组组件进行了示出,然而还可以存在许多替代、修改和变体。例如,组件中的一些可被扩展和/或组合。在另一示例中,前沿消隐组件被***在端子2466与组件2440之间,并且所***的前沿消隐组件接收来自端子2466的信号并且将信号2464输出给组件2440。取决于实施例,组件的排列可以与被替换的其它组件互换。这些组件的进一步细节可在本说明书中找到。
例如,开关模式电源变换***2400与开关模式电源变换***500相同。在另一示例中,芯片2490与芯片590相同。在又一示例中,端子2416、2452和2466分别与端子516、552和566相同。
在又一示例中,组件2420、2422、2438、2440和2446分别与组件520、522、538、540和546相同,并且振荡器2462与振荡器562相同。在又一示例中,电压到电流转换器2510与电压到电流转换器1510相同,并且组件2520与组件1520相同。在又一示例中,时钟分频器2610和脉冲拷贝电路2620分别与时钟分频器1610和脉冲拷贝电路1620相同,并且相位检测器和电荷泵2635包括相位检测器1630和电荷泵1640。返回参考图17和18,根据一个实施例,组件542包括电压到电流转换器1510、组件1520和锁相环1530,并且锁相环1530至少包括脉冲拷贝电路1620、相位检测器1630和电荷泵1640。
在又一示例中,信号2414、2444、2448、2460、2464和2474分别与信号514、544、548、560、564和574相同。在又一示例中,信号2512和2522分别与信号1512和1522相同。在又一示例中,信号2612、2614、2629、2644和2660与信号1612、1614、1629、1644和1660相同。
图25是示出作为根据本发明实施例的开关模式电源变换***2400的一部分的用于电流感测(CS)峰值调整的组件2440的某些设备的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。如图25所示,组件2440包括高速比较器2710、逻辑控制组件2722、电荷泵2724、动态阈值生成器2730以及过流保护(OCP)比较器2740。
例如,组件2440包括与高速比较器1810、动态阈值生成器1830以及过流保护(OCP)比较器1840相同的高速比较器2710、动态阈值生成器2730以及过流保护(OCP)比较器2740。在另一示例中,逻辑控制组件2722和电荷泵2724形成电荷泵1820。在又一示例中,信号2464和2474分别与信号564和574相同。在又一示例中,信号2712、2726和2735分别与信号1812、1826和1835相同。
返回图24,根据一个实施例,开关模式电源变换***2400是反激式电源变换器。在另一实施例中,开关模式电源变换***2400包括用于控制开关频率的一个或多个组件,以及用于控制流经初级绕组的峰值电流的一个或多个组件。例如,峰值电流被调整到预定电平,而不管线路AC输入电压如何。
根据另一实施例,开关模式电源变换***2400的输出电压由通过端子2416(例如,端子FB)的信号2414(例如,VFB)表示。例如,信号2414(例如,VFB)被组件2422采样和保持,组件2422的输出Vsamp由电压到电流转换器2510接收。在另一示例中,电压到电流转换器2510与组件2520一起生成信号2522,信号2522用来确定振荡器2462生成的信号2660的频率。
根据又一实施例,信号2414(例如,VFB)由组件2420接收。例如,组件2420向脉冲拷贝电路2620输出Demag信号,并且Demag信号表示退磁处理的持续时间(例如,TDemag)。在又一示例中,信号由一锁相环处理,该锁相环包括振荡器2462、时钟分频器2610、脉冲拷贝电路2620、相位检测器和电荷泵2635以及组件2520。在又一示例中,该锁相环调节信号2660的振荡频率,以使得
其中,β是常数。在又一示例中,β等于2。
图26是根据本发明实施例的开关模式电源变换***2400的简化时序图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图26所示,波形2680表示作为时间的函数的信号2612(例如,CLK2),并且波形2682表示作为时间的函数的信号2614(例如,CLK4)。另外,波形2684表示作为时间的函数的Demag信号,波形2686表示作为时间的函数的信号2629,并且波形2688表示作为时间的函数的信号2522。
例如,在信号2614(对应于波形2682)的下降沿处,Demag信号(对应于波形2684)被同步到信号2629(对应于波形2686)。在另一示例中,在信号2629(对应于波形2686)的下降沿处,信号2612(对应于波形2680)被采样。
根据一个实施例,如果从信号2612采样出的值对应于逻辑低电平,则退磁处理的持续时间(例如,TDemag)小于信号2612(对应于波形2680)的半个周期。根据另一实施例,作为响应,信号2522(对应于波形2688)在大小上减小,从而导致信号2612(对应于波形2680)的频率也减小。
图25和/或图20示出了根据某些实施例的用于调整初级绕组的峰值电流的一种或多种实现方式。例如,在恒流(CC)模式中,感测到的电压(例如,Vcs)的峰值通过反馈被调整到预定电平,而不管线路AC输入电压和/或延迟时间如何。
在另一示例中,如图25所示,当电源开关(例如,开关550)刚刚截止时,信号2464(例如,Vcs)由比较器2710与预定阈值信号(例如,Vth_oc)相比较。根据一个实施例,比较器2710输出信号2712,以便调节信号2735(例如,信号OCP_ref),信号2735被用作比较器2740的阈值电压。根据另一实施例,感测到的电压(例如,Vcs)的峰值通过这样的反馈被调整到预定电平(例如,Vth_oc),以使得开关模式电源变换***2400的输出电流保持恒定。
图27是根据本发明某些实施例的分别作为开关模式电源变换***500或2400一部分的用于电流感测(CS)峰值调整的组件540或2440的简化时序图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
参考图27和20,根据一个实施例,波形2780表示作为时间的函数的信号560(例如,CLK),并且波形2782表示作为时间的函数的信号564(例如,CS)。根据另一实施例,波形2784表示作为时间的函数的信号LEB_b,并且波形2786表示作为时间的函数的信号1812(例如,OCP_det)。根据又一实施例,波形2790表示作为时间的函数的、作为信号Charge_con_b与信号Charge相与(AND)的结果的信号(例如,UP),并且波形2792表示作为时间的函数的、作为信号Charge_con与信号Charge_b相与的结果的信号(例如,DOWN)。例如,信号Charge和信号Charge_b都是短脉冲信号。根据又一实施例,波形2794表示作为时间的函数的信号1826(例如,Vcontrol),并且波形表示作2796为时间的函数的信号1835(例如,OCP_ref)。
如图27所示,根据一个实施例,如果信号564(对应于波形2782)的峰值小于Vth_oc(例如,0.9V),则信号1812(对应于波形2786)为逻辑低电平,并且信号1835(对应于波形2796)逐步增大。根据另一实施例,如果信号564(对应于波形2782)在一时段期间变得大于Vth_oc(例如,0.9V),则信号1812(对应于波形2786)在该同一时段期间为逻辑高电平,并且信号1835(对应于波形2796)逐步减小,以便动态地在预定电平(例如,Vth_oc)处获得感测电压(例如,Vcs)的恒定峰值。
图28是根据本发明又一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
电源变换***2800包括初级绕组2810,次级绕组2812,辅助绕组2814,电阻器2820、2822和2824,开关2830,斜坡生成器2832,跨导放大器2834,逐周期(cycle-by-cycle)峰值生成器2836,前沿消隐组件2838,退磁检测组件2850,电流源2860,电流阱2862,开关2864和2866,NOT(非)门2870,电容器2872和2858,比较器2880和2882,触发器组件2890,以及驱动组件2892。
例如,斜坡生成器2832、跨导放大器2834、逐周期峰值生成器2836、前沿消隐组件2838、退磁检测组件2850、电流源2860、电流阱2862、开关2864和2866、NOT门2870、电容器2872、比较器2880和2882、触发器组件2890以及驱动组件2892位于芯片2840上。在另一示例中,芯片2840至少包括端子2842、2844、2846和2848。在又一示例中,***2800是开关模式反激式电源变换***。在又一示例中,退磁检测组件2850与如图22所示的退磁检测组件2150相同。
图29是根据本发明实施例的开关模式电源变换***2800的简化时序图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图29所示,波形2910表示作为时间的函数的输入信号2813(例如,Vin),波形2920表示作为时间的函数的斜坡信号2833(例如,VB),并且波形2922表示作为时间的函数的信号2881(例如,CMP)。另外,波形2930表示作为时间的函数的感测信号2847(例如,Vcs),并且波形2940表示作为时间的函数的峰值信号2837(例如,Vc2)。
此外,波形2950表示作为时间的函数的反馈信号2843(例如,VFB),并且波形2960表示作为时间的函数的Demag信号2851,并且波形2970表示作为时间的函数的另一斜坡信号2865(例如,VA)。此外,波形2980表示作为时间的函数的控制信号2885,并且波形2990表示作为时间的函数的驱动信号2893。
如图28和29所示,当驱动信号2893(对应于波形2990)为逻辑高电平时,开关2830导通。根据一个实施例,流经初级绕组2810的电流2811线性地倾斜上升,并且信号2847(例如,Vcs)通过前沿消隐组件2838也线性地倾斜上升。例如,信号2847(例如,Vcs)由逐周期峰值检测器2836接收,检测器2836检测每个开关周期内的信号2847的峰值并且输出峰值信号2837(对应于波形2940),峰值信号2837表示检测到的信号2847的峰值。在另一示例中,峰值信号2837(例如,Vc2)由跨导放大器2834接收,跨导放大器2834还接收参考信号2835(例如Vref2)。
根据一个实施例,峰值信号2837(例如,Vc2)与参考信号2835(例如Vref2)之间的电压差被放大并且被转换为电流信号,该电流信号进而被电容器2858转换为电压信号2881(例如,CMP)。根据另一实施例,电压信号2881(对应于波形2922)由比较器2880接收,比较器2880还接收斜坡信号2833(对应于波形2920)。
例如,电压信号2881(例如,CMP)的大小随着时间是恒定的。在另一示例中,比较器2880将电压信号2881(对应于波形2922)与斜坡信号2833(对应于波形2920)相比较,并且向触发器组件2890输出比较信号2887。在一个实施例中,触发器组件2890还接收来自比较器2882的控制信号2885并且生成调制信号2891。在另一实施例中,调制信号2891由驱动器组件2892接收,作为响应,驱动器组件2892生成驱动信号2893。
如波形2920和2990所示的,如果斜坡信号2833(例如,VB)达到电压信号2881(例如,CMP),则驱动信号2893从逻辑高电平变为逻辑低电平并且开关2830截止。例如,当开关2830截止时,所存储能量被递送到电源变换***2800的输出并且退磁处理开始。在另一示例中,在退磁处理期间,流经次级绕组2812的电流线性地倾斜下降。
如图28所示,辅助绕组2814的输出电压(例如,Vaux)反映电源变换***2800的输出电压(例如,Vo),并且被电阻器2820和2822转换为反馈信号2843(例如,VFB)。例如,反馈信号2843(例如,VFB)由退磁检测组件2850接收,组件2850将反馈信号2843(例如,VFB)与阈值信号(例如,0.1V)相比较。
根据一个实施例,如波形2950和2960所示,当反馈信号2843(例如,VFB)上升到阈值信号(例如,0.1V)以上时,Demag信号2851变为逻辑高电平,其指示退磁处理的开始。根据另一实施例,当反馈信号2843(例如,VFB)下降到阈值信号(例如,0.1V)以下时,Demag信号2851变为逻辑低电平,其指示退磁处理的结束。例如,当流经次级绕组2812的电流下降到几乎为零时,退磁处理结束。在另一示例中,在退磁处理结束之后,电源变换***2800进入谐振振荡状态,并且反馈信号2843(例如,VFB)(对应于波形2310)近似为正弦波。
如图28所示,Demag信号2851由开关2866和NOT门2870接收,NOT门2870作为响应将信号2871输出给开关2864。例如,如果Demag信号2851为逻辑高电平,则开关2864断开并且开关2866闭合。因此,根据一个实施例,电容器2872通过电流阱2862被放电,并且斜坡信号2865(例如,VA)线性地下降。在另一示例中,如果Demag信号2851为逻辑低电平,则开关2864闭合并且开关2866断开。因此,根据另一实施例,电容器2872通过电流源2860被充电,并且斜坡信号2865(例如,VA)线性地上升。
根据又一实施例,斜坡信号2865(例如,VA)由比较器2882接收,比较器2882还接收阈值信号2883(例如,Vref1)。例如,比较器2882将斜坡信号2865(例如,VA)与阈值信号2883(例如,Vref1)相比较,并且向触发器组件2890输出控制信号2885。如波形2970和2990所示,如果斜坡信号2865(例如,VA)在大小上达到阈值信号2883(例如,Vref1),则驱动信号2893从逻辑低电平变为逻辑高电平,并且开关2830导通。
图30是作为根据本发明实施例的电源变换***2800一部分的逐周期峰值生成器2836的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
在一个实施例中,逐周期峰值生成器2836包括比较器3010,开关3020、3022和3024,缓冲器3030,电容器3040和3042,电流源3050,以及单稳态生成器3060。在另一实施例中,开关3022和3024分别由信号3062和3064控制,信号3062和3064是单稳态生成器3060响应于驱动信号2893生成的。例如,信号3062和3064各自是具有300ns脉宽的单稳态信号。
图31是作为根据本发明实施例的电源变换***2800一部分的逐周期峰值生成器2836的简化时序图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图31所示,波形3110表示作为时间的函数的驱动信号2893,并且波形3120表示作为时间的函数的感测信号2847(例如,Vcs)。另外,波形3130表示作为时间的函数的单稳态信号3062,并且波形3140表示作为时间的函数的单稳态信号3064。此外,波形3150表示作为时间的函数的信号3023(例如,Vc1),并且波形3160表示作为时间的函数的信号3031。此外,波形3180表示作为时间的函数的峰值信号2837(例如,Vc2)。
如图30和31所示,单稳态生成器3060接收驱动信号2893(对应于波形3110),并且响应于驱动信号2893的上升沿生成单稳态信号3062(对应于波形3130)。例如,单稳态信号3062具有300ns的脉宽。在另一示例中,当单稳态信号3062为逻辑高电平时,开关3022被闭合;因此,电容器3040被放电并且信号3023(对应于波形3150)下降到逻辑低电平。
在又一示例中,信号3023(对应于波形3150)由比较器3010接收,比较器3010将信号3023与信号2847(对应于波形3120)相比较。根据一个实施例,如果信号2847在大小上大于信号3023,则开关3020闭合并且电容器3022通过电流源3050被充电。根据另一实施例,如果信号3023在大小上达到信号2847,则开关3020断开;因此,信号3023在相应的信号周期中表示信号2874的峰值,直到开关3022通过单稳态信号3022的下一脉冲被再次闭合为止。根据又一实施例,信号3023由缓冲器3030接收,缓冲器3030生成信号3031(对应于波形3160)。
根据又一实施例,单稳态生成器3060接收驱动信号2893(对应于波形3110),并且响应于驱动信号2893的下降沿生成单稳态信号3064(对应于波形3140)。例如,单稳态信号3064具有300ns的脉宽。在另一示例中,当单稳态信号3064为逻辑高电平时,开关3024被闭合;因此,电容器3042被充电并且信号2837(对应于波形3170)被用来对信号3031采样。在又一示例中,经采样的信号3031被保持在电容器3042上并且作为信号2837被输出,信号2837表示相应信号周期中的信号2874的峰值直到驱动信号2844的下一脉冲到来为止。
参考图28,例如,电源变换***2800的开关周期如下:
其中,Ts表示开关周期,并且TDemag表示退磁处理的持续时间。I2表示电流源2860的充电电流的大小,并且I1表示电流阱2862的放电电流的大小。
根据一个实施例,AC输入信号2815被转换为经整流的输入信号2813(例如,Vin),如下:
其中,Vin表示经整流的输入信号2813。另外,Vrms表示AC输入信号2815的均方根大小,并且TAC表示AC输入信号2815的周期。例如,TAC等于20ms。
在另一示例中,因此,峰值信号2837为
其中,Vc2表示峰值信号2837。另外,ton表示驱动信号2893的脉宽,并且Rs表示电阻器2824的电阻值。此外,Lp表示初级绕组2810的电感。
在又一示例中,如图28所示,峰值信号2837被平均并且使得峰值信号2837的平均值等于参考信号2835。根据一个实施例,如果
则,
其中,gm是跨导放大器2834的跨导值,并且Ccmp是电容器2858的电容值。另外,T表示积分周期,并且K是远大于1的正整数。例如,T等于或大于TAC。在另一示例中,K不小于3。在又一示例中,K等于3,5,6,10或20。在又一示例中,跨导放大器2834的带宽远小于AC输入信号2815的频率。此外,Vcs_ave表示峰值信号2837的平均值,并且Vref2表示参考信号2835。此外,Vcs_pk表示信号2847的峰值,其例如等于Vc2。
根据另一实施例,如图28所示,
其中,I0表示开关模式电源变换***2800的输出电流,并且N表示初级绕组2810与次级绕组2812之间的匝数比。另外,Rs表示电阻器2824的电阻值,并且Ts表示电源变换***2800的开关周期。此外,TDemag表示每个开关周期内的退磁处理的持续时间。
根据又一实施例,将等式35和39与等式40组合,可以获得下式:
例如,基于等式41,由于I1,I2,Vref2,Rs和N都是常数,因此输出电流Io是恒定的。在另一示例中,电源变换***2800使和保持恒定,以便使输出电流Io保持恒定。在一个实施例中,通过至少满足等式38来使保持恒定。在另一实施例中,通过至少满足等式35来使保持恒定。
如上面讨论并且在此强调的,图28仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,电源变换***2800包括用于将AC输入信号2815转换为由初级绕组2810接收的DC信号的一个或多个大容量电容器,如图32所示。
图32是根据本发明又一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
例如,除了电源变换***3200还包括电容器3210和3220、电阻器3230以及电感器3240以外,电源变换***3200与电源变换***2800相同。在另一示例中,电容器3210和3220、电阻器3230以及电感器3240用来将AC输入信号3215转换为DC输入信号3213(例如,Vin)。
根据一个实施例,电源变换***2800的优点在于无需使用一个或多个大容量电容器以及将AC输入信号转换为由初级绕组2810接收的DC输入信号。根据又一实施例,尽管如此,电源变换***2800可以利用一个或多个这样的大容量电容器来操作,如图32所示。
图33是根据本发明又一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
电源变换***3300包括初级绕组3310,次级绕组3312,辅助绕组3314,电阻器3320、3322和3324,开关3330,跨导放大器3334,逐周期峰值生成器3336,前沿消隐组件3338,退磁检测组件3350,振荡器3360,AND门3366,电容器3358,积分器3370,比较器3382,触发器组件3390以及驱动组件3392。
例如,跨导放大器3334、逐周期峰值生成器3336、前沿消隐组件3338、退磁检测组件3350、振荡器3360、AND门3366、积分器3370、比较器3382、触发器组件3390以及驱动组件3392位于芯片3340上。在另一示例中,芯片3340至少包括端子3342、3344、3346和3348。在又一示例中,***3300是开关模式反激式电源变换***。在又一示例中,退磁检测组件3350与如图22所示的退磁检测组件2150相同。在又一示例中,逐周期峰值生成器3336与如图30所示的逐周期峰值生成器2836相同。在又一示例中,积分器3370是在每个开关周期之后(例如,在每个开关周期内的退磁处理结束时)被重置的逐周期积分器。
图34是作为根据本发明实施例的电源变换***3300一部分的积分器3370的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
在一个实施例中,积分器3370包括开关3420、3422和3424,电容器3440和3442,晶体管3450、3452和3454,放大器3460,单稳态生成器3460和3462,以及电阻器3470。在另一实施例中,开关3320由Demag信号3351控制。在又一实施例中,开关3422和3424分别由信号3461和3463控制。例如,信号3461由单稳态生成器3460响应于驱动信号3393而生成。在另一示例中,信号3463由单稳态生成器3462响应于Demag信号3351而生成。
图35是根据本发明实施例的包括如图33和34所示的积分器3370的开关模式电源变换***3300的简化时序图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图35所示,波形3510表示作为时间的函数的驱动信号3393,波形3520表示作为时间的函数的感测信号3347(例如,Vcs),并且波形3530表示作为时间的函数的峰值信号3337(例如,Vc2)。另外,波形3540表示作为时间的函数的单稳态信号3461,并且波形3550表示作为时间的函数的单稳态信号3463。此外,波形3560表示作为时间的函数的Demag信号3351。此外,波形3570表示作为时间的函数的信号3423,并且波形3580表示作为时间的函数的信号3372。
如图34和35所示,单稳态生成器3460接收驱动信号3393(对应于波形3510)并且响应于驱动信号3393的上升沿生成信号3461(对应于波形3540)。例如,信号3461是单稳态信号。在另一示例中,当单稳态信号3461为逻辑高电平时,开关3422被闭合;因此,电容器3440被放电并且信号3423(对应于波形3570)下降为逻辑低电平。
根据一个实施例,当Demag信号3351(对应于波形3560)为逻辑高电平时,开关3420闭合。根据另一实施例,峰值信号3337(对应于波形3530)由放大器3460接收,放大器3460将作为电压信号的峰值信号3337转换为电流信号,当开关3420通过Demag信号3351被闭合时,该电流信号用来对电容器3440充电。例如,电容器3440输出信号3423(对应于波形3570)。在另一示例中,信号3423由缓冲器3030接收,缓冲器3030生成信号3431。
根据又一实施例,单稳态生成器3462接收Demag信号3351(对应于波形3560),并且响应于Demag信号3351的下降沿而生成信号3463(对应于波形3550)。例如,信号3463是单稳态信号。在另一示例中,当单稳态信号3463为逻辑高电平时,开关3424被闭合;因此,电容器3442被充电并且信号3372(对应于波形3580)被用来对信号3431采样。在又一示例中,经采样信号3431被保持在电容器3442上并且作为信号3372被输出直到驱动信号3344的下一脉冲到来为止。
根据又一实施例,信号3372为
其中,Vc4表示信号3372,并且Vc2表示峰值信号3337。另外,TDemag表示每个开关周期内的退磁处理的持续时间。此外,R3表示电阻器3470的电阻值,并且C3表示电容器3440的电容值。
图36是作为根据本发明实施例的电源变换***3300一部分的振荡器3360的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
在一个实施例中,振荡器3360至少包括电阻器3640和电容器3650。在另一实施例中,振荡器3360接收参考信号3610、3620和3630,并且生成时钟信号3362和斜坡信号3364。在又一实施例中,时钟信号3362和斜坡信号3364的周期由下式确定:
其中,Tosc表示时钟信号3362和斜坡信号3364的周期。另外,Vref1、Vref2和Vref3分别表示参考信号3610、3620和3630。此外,R5表示电阻器3640的电阻值,并且C5表示电容器3650的电容值。
在又一实施例中,电源变换***3300的开关周期等于时钟信号3362和斜坡信号3364的周期,并且开关频率被确定为如下:
其中,Fsw表示电源变换***3300的开关频率。例如,电源变换***3300以固定的开关频率操作。
图37是根据本发明实施例的开关模式电源变换***3300的简化时序图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图37所示,波形3710表示作为时间的函数的输入信号3313(例如,Vin),并且波形3720表示作为时间的函数的驱动信号3393。另外,波形3730表示作为时间的函数的时钟信号3362,波形3740表示作为时间的函数的斜坡信号3364,并且波形3742表示作为时间的函数的信号3381(例如,CMP)。此外,波形3750表示作为时间的函数的感测信号3347(例如,Vcs),并且波形3760表示作为时间的函数的峰值信号3337(例如,Vc2)。此外,波形3770表示作为时间的函数的Demag信号3351,并且波形3780表示作为时间的函数的信号3372。
如图33和37所示,在信号3362(对应于波形3730)的上升沿处,驱动信号3393(对应于波形3720)变为逻辑高电平并且开关3330导通。根据一个实施例,流经初级绕组3310的电流3311线性地倾斜上升,并且信号3347(例如,Vcs)通过前沿消隐组件3338也线性地倾斜上升。例如,信号3347(例如,Vcs)由逐周期峰值检测器3336接收,检测器3336检测每个开关周期内的信号3347的峰值并且输出峰值信号3337(对应于波形3760),峰值信号3337表示检测到的信号3347的峰值。在另一示例中,峰值信号3337(例如,Vc2)由积分器3370接收,积分器3370还接收驱动信号3393(对应于波形3720)和Demag信号3351(对应于波形3770),并且向跨导放大器3334输出信号3372(对应于波形3780)。
根据一个实施例,跨导放大器3334还接收参考信号3335(例如Vref),并且作为响应,将信号3372(例如,Vc4)与参考信号3335(例如Vref)之间的电压差放大并转换为电流信号,该电流信号进而被电容器3358转换为电压信号3381(例如,CMP)。根据另一实施例,电压信号3381(对应于波形3742)由比较器3382接收,比较器3382还接收斜坡信号3364(对应于波形3740)。
例如,电压信号3381(例如,CMP)的大小随着时间是恒定的。在另一示例中,比较器3382将电压信号3381(对应于波形3742)与斜坡信号3364(对应于波形3740)相比较,并且向触发器组件3390输出比较信号3385。在一个实施例中,触发器组件3390还至少接收来自振荡器3360的时钟信号3362,并且生成信号3391。在另一实施例中,信号3391由AND门3366接收,AND门3366还接收时钟信号3362并且生成调制信号3368。在又一实施例中,驱动器组件3392接收调制信号3368,并且生成驱动信号3393。
如波形3720、3740和3742所示的,如果斜坡信号3364达到电压信号3381(例如,CMP),则驱动信号3393从逻辑高电平变为逻辑低电平并且开关3330截止。例如,当开关3330截止时,所存储能量被递送到电源变换***3300的输出并且退磁处理开始。在另一示例中,在退磁处理期间,流经次级绕组3312的电流线性地倾斜下降。
如图33所示,辅助绕组3314的输出电压(例如,Vaux)反映电源变换***3300的输出电压(例如,Vo),并且被电阻器3320和3322转换为反馈信号3343(例如,VFB)。例如,反馈信号3343(例如,VFB)由退磁检测组件3350接收,组件3350将反馈信号3343(例如,VFB)与阈值信号(例如,0.1V)相比较。
根据一个实施例,当反馈信号3343(例如,VFB)上升到阈值信号(例如,0.1V)以上时,Demag信号3351变为逻辑高电平,其指示退磁处理的开始,如波形3770所示的。根据另一实施例,当反馈信号3343(例如,VFB)下降到阈值信号(例如,0.1V)以下时,Demag信号3351变为逻辑低电平,其指示退磁处理的结束。例如,当流经次级绕组3312的电流下降到几乎为零时,退磁处理结束。在另一示例中,在退磁处理结束之后,电源变换***3300进入谐振振荡状态,并且反馈信号3343(例如,VFB)近似为正弦波。根据又一实施例,如波形3720和3730所示,在时钟信号3362的下一上升沿处,驱动信号3393再次变为逻辑高电平并且开关3330再次导通。
在一个实施例中,AC输入信号3315被转换为经整流的输入信号3313(例如,Vin),如下:
其中,Vin表示经整流的输入信号3313。另外,Vrms表示AC输入信号3315的均方根大小,并且TAC表示AC输入信号3315的周期。例如,TAC等于20ms。
在另一示例中,峰值信号3337为
其中,Vc2表示峰值信号3337。另外,ton表示驱动信号3393的脉宽,并且Rs表示电阻器3324的电阻值。此外,Lp表示初级绕组3310的电感。
在又一示例中,基于等式42,信号3372等于
其中,Vc4表示信号3372,并且TDemag表示每个开关周期内的退磁处理的持续时间。另外,R3表示电阻器3470的电阻值,并且C3表示电容器3440的电容值。此外,Vcs_pk表示信号3347的峰值,其例如等于Vc2。
在又一示例中,如图33所示,信号3372被平均并且使得信号3372的平均值等于参考信号3335。根据一个实施例,如果
则,
其中,gm是跨导放大器3334的跨导值,并且Ccmp是电容器3358的电容值。另外,T表示积分周期,并且K是远大于1的正整数。例如,T等于或大于TAC。在另一示例中,K不小于3。在又一示例中,K等于3、5、6、10或20。在又一示例中,跨导放大器3334的带宽远小于AC输入信号3315的频率。此外,Vc4_ave表示信号3372的平均值,并且Vref表示参考信号3335。
根据另一实施例,组合等式47和49,可以获得下式:
根据又一实施例,基于等式44,电源变换***3300以固定开关频率操作,则
其中,I0表示开关模式电源变换***3300的输出电流,并且N表示初级绕组3310与次级绕组3312之间的匝数比。另外,Rs表示电阻器3324的电阻值,其是常数。此外,Ts表示电源变换***3300的开关周期,其是等于1/Fsw的常数。
根据又一实施例,将等式44和50与等式51组合,可以获得下式:
如果
则
例如,基于等式54,由于K0,Vref,Rs和N都是常数,因此输出电流Io是恒定的。在另一示例中,电源变换***3300意图使和Ts保持恒定,以便使输出电流Io保持恒定。在一个实施例中,通过至少满足等式48来使保持恒定。在另一实施例中,通过至少满足等式44来使Ts保持恒定。
如图33所示,在一个实施例中,经整流输入电压3313(例如,Vin)由下式确定
在另一实施例中,流经初级绕组3310的电流3311的峰值由下式确定
其中,Ip表示电流3311的峰值,并且Lp表示初级绕组3310的电感。另外,ton表示驱动信号3393的脉宽。
图38是根据本发明实施例的开关模式电源变换***3300的某些电流的简化时序图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
例如,波形3810表示作为时间的函数的电流3311,并且波形3820表示作为时间的函数的经整流输入电流3317(例如,Iin)。在另一示例中,经整流输入电流3317(例如,Iin)对应于如图33所示的经整流输入电压3313(例如,Vin)。
如图38所示,在一个实施例中,经整流输入电流3317(例如,Iin)为
其中,Iin表示经整流输入电流3317。在另一实施例中,组合等式56与等式57,可以获得:
在又一实施例中,
其中,Vcmp表示信号3381。另外,Vref2和Vref3是分别表示参考信号3620和3630的常数。例如,基于等式59,如果满足等式48,则ton在AC输入信号3315的至少一个周期内是恒定的,并且因此,Vcmp在AC输入信号3315的至少一个周期内是恒定的。
如果
则,根据等式58,
Iin=M×Vin
(61)
根据一个实施例,如图38所示,基于等式44,电源变换***3300的开关周期Ts是恒定的;因此,M在AC输入信号3315的至少一个周期内也是正整数,并且电源变换***3300的功率因子(PF)等于1或者基本上等于1。例如,电源变换***3300的功率因子(PF)等于或大于0.9。根据另一实施例,通过至少满足等式44和48,电源变换***3300的功率因子(PF)接近于1。
如上面讨论并且在此强调的,图33仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,电源变换***3300包括用于将AC输入信号3315转换为由初级绕组3310接收的DC信号的一个或多个大容量电容器,如图39所示。
图39是根据本发明又一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
例如,除了电源变换***3900还包括电容器3910和3920、电阻器3930以及电感器3940以外,电源变换***3900与电源变换***3300相同。在另一示例中,电容器3910和3920、电阻器3930以及电感器3940用来将AC输入信号3915转换为DC输入信号3913(例如,Vin)。
参考图33和39,根据一个实施例,电源变换***3900可以在功率因子等于1或基本上等于1的情况下获得恒定的输出电流。例如,电源变换***3900的功率因子(PF)等于或大于0.9。根据另一实施例,电源变换***3300被用来向一个或多个发光二极管提供功率,如图40所示。
图40是根据本发明又一实施例的用于向发光二极管供电的开关模式电源变换***3300的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,电源变换***3300被用来向一个或多个发光二极管4010提供功率。
图41是根据本发明又一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
电源变换***4100包括初级绕组4110,次级绕组4112,辅助绕组4114,电阻器4120、4122、4124、4126和4128,开关4130,跨导放大器4134,逐周期峰值生成器4136,前沿消隐组件4138,退磁检测组件4150,振荡器4160,AND门4166,电容器4158,积分器4170,比较器4182,乘法器4184,触发器组件4190以及驱动组件4192。
例如,跨导放大器4134、逐周期峰值生成器4136、前沿消隐组件4138、退磁检测组件4150、振荡器4160、AND门4166、积分器4170、比较器4182、乘法器4184、触发器组件4190以及驱动组件4192位于芯片4140上。在另一示例中,芯片4140至少包括端子4142、4144、4146、4148和4149。在又一示例中,***4100是开关模式反激式电源变换***。
在又一示例中,退磁检测组件4150与如图22所示的退磁检测组件2150相同。在又一示例中,逐周期峰值生成器4136与如图30所示的逐周期峰值生成器2836相同。在又一示例中,积分器4170与如图34所示的积分器3370相同。在又一示例中,振荡器4160与如图36所示的振荡器3360相同。在又一示例中,积分器4170是在每个开关周期之后(例如,在每个开关周期内的退磁处理结束时)被重置的逐周期积分器。
图42是根据本发明实施例的开关模式电源变换***4100的简化时序图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
如图42所示,波形4210表示作为时间的函数的输入信号4113(例如,Vin),并且波形4220表示作为时间的函数的驱动信号4193,并且波形4230表示作为时间的函数的时钟信号4162。另外,波形4240表示作为时间的函数的4183(例如,MULT),并且波形4242表示作为时间的函数的信号4181(例如,CMP)。此外,波形4250表示作为时间的函数的感测信号4147(例如,Vcs),并且波形4260表示作为时间的函数的峰值信号4137(例如,Vc2),并且波形4262表示作为时间的函数的信号4185。此外,波形4270表示作为时间的函数的Demag信号4151,并且波形4280表示作为时间的函数的信号4172。
如图41和42所示,在信号4162(对应于波形4230)的上升沿处,驱动信号4193(对应于波形4220)变为逻辑高电平并且开关4130导通。根据一个实施例,流经初级绕组4110的电流4111线性地倾斜上升,并且信号4147(例如,Vcs)通过前沿消隐组件4138也线性地倾斜上升。例如,信号4147(例如,Vcs)由逐周期峰值检测器4136接收,检测器4136检测每个开关周期内的信号4147的峰值并且输出峰值信号4137(对应于波形4260),峰值信号4137表示检测到的信号4147的峰值。在另一示例中,峰值信号4137(例如,Vc2)由积分器4170接收,积分器4170还接收驱动信号4193(对应于波形4220)和Demag信号4151(对应于波形4270),并且向跨导放大器4134输出信号4172(对应于波形4280)。
根据一个实施例,跨导放大器4134还接收参考信号4135(例如Vref),并且作为响应,将信号4172(例如,Vc4)与参考信号4135(例如Vref)之间的电压差放大并转换为电流信号,该电流信号进而被电容器4158转换为电压信号4181(例如,CMP)。例如,电压信号4181(例如,CMP)在大小上随着时间是恒定的。在另一示例中,电压信号4181(对应于波形4242)由乘法器4184接收,乘法器4184还接收信号4183(对应于波形4240)。在又一示例中,信号4183通过电阻器4126和4128而与输入信号4113(例如,Vin)成比例。
根据另一实施例,乘法器4184作为响应向比较器4182输出信号4185(对应于波形4262),比较器4182还接收感测信号4147(对应于波形4250)。例如,比较器4182将信号4185(对应于波形4262)与感测信号4147(对应于波形4250)相比较,并且向触发器组件4190输出比较信号4187。在一个实施例中,触发器组件4190还至少接收来自振荡器4160的时钟信号4162,并且生成信号4191。在另一实施例中,信号4191由AND门4166接收,AND门4166还接收时钟信号4162并且生成调制信号4168。在又一实施例中,驱动器组件4192接收调制信号4168,并且生成驱动信号4193。
如波形4220、4250和4262所示的,如果信号4147达到信号4185,则驱动信号4193从逻辑高电平变为逻辑低电平并且开关4130截止。例如,当开关4130截止时,所存储能量被递送到电源变换***4100的输出并且退磁处理开始。在另一示例中,在退磁处理期间,流经次级绕组4112的电流线性地倾斜下降。
如图41所示,辅助绕组4114的输出电压(例如,Vaux)反映电源变换***4100的输出电压(例如,Vo),并且被电阻器4120和4122转换为反馈信号4143(例如,VFB)。例如,反馈信号4143(例如,VFB)由退磁检测组件4150接收,组件4150将反馈信号4143(例如,VFB)与阈值信号(例如,0.1V)相比较。
根据一个实施例,当反馈信号4143(例如,VFB)上升到阈值信号(例如,0.1V)以上时,Demag信号4151变为逻辑高电平,其指示退磁处理的开始,如波形4270所示的。根据另一实施例,当反馈信号4143(例如,VFB)下降到阈值信号(例如,0.1V)以下时,Demag信号4151变为逻辑低电平,其指示退磁处理的结束。例如,当流经次级绕组4112的电流下降到几乎为零时,退磁处理结束。在另一示例中,在退磁处理结束之后,电源变换***4100进入谐振振荡状态,并且反馈信号4143(例如,VFB)近似为正弦波。根据又一实施例,如波形4220和4230所示,在时钟信号4162的下一上升沿处,驱动信号4193再次变为逻辑高电平并且开关4130再次导通。
在一个实施例中,如图41所示,输出电流为
其中,I0表示开关模式电源变换***4100的输出电流。另外,N是表示初级绕组4110与次级绕组4112之间的匝数比的常数。此外,Rs表示电阻器4124的电阻值,并且Vref表示参考信号4135,Rs和Vref都是恒定的。此外,K0是常数。
例如,为了获得等式62,电源变换***4100以固定开关频率操作,并且
其中,gm是跨导放大器4134的跨导值,并且Ccmp是电容器4158的电容值。另外,TAC表示AC输入信号4115的周期,并且K是远大于1的正整数。例如,K不小于3。在另一示例中,K等于3、5、6、10或20。在又一示例中,跨导放大器4134的带宽远小于AC输入信号4115的频率。
在又一示例中,基于等式62,由于K0,Vref,Rs和N都是常数,因此输出电流Io是恒定的。在另一示例中,电源变换***4100意图使和Ts保持恒定,以便使输出电流Io保持恒定。I表示积分周期。例如,T等于或大于TAC。在一个实施例中,通过至少满足等式63来使保持恒定。在另一实施例中,通过振荡器3360来使Ts保持恒定。
如图41所示,在一个实施例中,信号4185被确定为如下:
其中,Vcs_pk表示感测信号4147的峰值,并且Vmp表示信号4185。另外,α是乘法器4184的恒定系数。此外,Vcmp表示信号4181,并且Vmult表示信号4183。此外,R3和R4分别表示电阻器4126和4128的电阻值,并且Vin表示经整流输入电压4113。
在另一示例中,感测信号4147的峰值为
其中,ton表示驱动信号4193的脉宽,并且Rs表示电阻器4124的电阻值。另外,Lp表示初级绕组4110的电感。
组合等式64和65,可以获得下式:
例如,基于等式66,如果满足等式63,则ton在AC输入信号4115的至少一个周期内是恒定的,并且因此,Vcmp在AC输入信号4115的至少一个周期内是恒定的。
在另一示例中,如图41所示,与经整流输入电压4113(例如,Vin)相对应的经整流输入电流4117(例如,Iin)为
其中,Iin表示经整流输入电流4117,并且Ts表示电源变换***4100的开关周期。
如果
则,根据等式67,
Iin=M×Vin
(69)
根据一个实施例,如图41所示,电源变换***4100的开关周期Ts是恒定的,并且ton在AC输入信号4115的至少一个周期内是恒定的;因此,M在AC输入信号4115的至少一个周期内也是正整数,并且电源变换***4100的功率因子(PF)等于1或者基本上等于1。例如,电源变换***4100的功率因子(PF)等于或大于0.9。根据另一实施例,通过至少使开关频率保持恒定并且满足等式63,电源变换***4100的功率因子(PF)等于1或者基本上等于1。
如上面讨论并且在此强调的,图41仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,电源变换***4100包括用于将AC输入信号4115转换为由初级绕组4110接收的DC信号的一个或多个大容量电容器。
参考图41,根据一个实施例,电源变换***4100可以在功率因子等于1或基本上等于1的情况下获得恒定的输出电流。根据另一实施例,电源变换***4100被用来向一个或多个发光二极管提供功率,如图43所示。
图43是根据本发明又一实施例的用于向发光二极管供电的开关模式电源变换***4100的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,电源变换***4100被用来向一个或多个发光二极管4310提供功率。
图44是根据本发明又一实施例的具有初级侧感测和调整的开关模式电源变换***的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
电源变换***4400包括初级绕组4410,次级绕组4412,辅助绕组4414,电阻器4420、4422和4424,开关4126,放大器4128,开关4430,跨导放大器4434,逐周期峰值生成器4436,前沿消隐组件4438,退磁检测组件4450,振荡器4460,AND门4466,电容器4458,积分器4470,比较器4482,乘法器4484,触发器组件4490以及驱动组件4492。
例如,跨导放大器4434、逐周期峰值生成器4436、前沿消隐组件4438、退磁检测组件4450、振荡器4460、AND门4466、积分器4470、比较器4482、乘法器4484、触发器组件4490以及驱动组件4492位于芯片4440上。在另一示例中,芯片4440至少包括端子4442、4444、4446和4448。在又一示例中,***4400是开关模式反激式电源变换***。在又一示例中,积分器4470是在每个开关周期之后(例如,在每个开关周期内的退磁处理结束时)被重置的逐周期积分器。
根据一个实施例,初级绕组4410,次级绕组4412,辅助绕组4414,电阻器4420、4422和4424,开关4430,跨导放大器4434,逐周期峰值生成器4436,前沿消隐组件4438,退磁检测组件4450,振荡器4460,AND门4466,电容器4458,积分器4470,比较器4482,触发器组件4490以及驱动组件4492分别与如下组件相同:初级绕组4110,次级绕组4112,辅助绕组4114,电阻器4120、4122和4124,开关4130,跨导放大器4134,逐周期峰值生成器4136,前沿消隐组件4138,退磁检测组件4150,振荡器4160,AND门4166,电容器4158,积分器4170,比较器4182,触发器组件4190以及驱动组件4192。
根据另一实施例,开关4493由驱动信号4493控制。例如,如果驱动信号4493为逻辑高电平,则开关4493闭合。在另一实施例中,当开关4493闭合时,反馈信号4443(例如,VFB)通过放大器4428(例如,运算放大器)被钳位到地电平。在又一示例中,反馈信号4443(例如,VFB)被设置为零,并且电流信号4483由下式确定
其中,IFB表示电流信号4483。另外,Vin表示经整流输入电压4413,并且Vaux表示辅助电压4419。此外,Naux是辅助绕组4414的匝数,并且Np是初级绕组4410的匝数。此外,R1表示电阻器4420的电阻值。
在又一示例中,基于等式70,电流信号4483与经整流输入电压4413成比例,如下:
IFB∝Vin (71)
根据又一实施例,电流信号4483由乘法器4484接收,乘法器4484还接收电压信号4481并且向比较器4482输出信号4485。例如,信号4485由下式确定:
Vmo=b×Vcmp×IFB (72)
其中,Vmo表示信号4485。另外,Vcmp表示电压信号4481,并且b是乘法器4484的恒定系数。
在另一示例中,将等式72与等式64相组合可以看出,信号4485与信号4185类似并且与电压信号4481和经整流输入电压4413的积成比例,如下:
Vmo∝Vcmp×Vin (73)
根据另一实施例,如至少等式73所示,通过至少使开关频率保持恒定并且满足等式63,电源变换***4400的功率因子(PF)等于1或者基本上等于1。例如,电源变换***4400的功率因子(PF)等于或大于0.9。
如上面讨论并且在此强调的,图44仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,电源变换***4400包括用于将AC输入信号4415转换为由初级绕组4410接收的DC信号的一个或多个大容量电容器。
参考图44,根据一个实施例,电源变换***4400可以在功率因子等于1或基本上等于1的情况下获得恒定的输出电流。根据另一实施例,电源变换***4400被用来向一个或多个发光二极管提供功率,如图45所示。
图45是根据本发明又一实施例的用于向发光二极管供电的开关模式电源变换***4400的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,电源变换***4400被用来向一个或多个发光二极管4510提供功率。
根据另一实施例,一种用于调整电源变换器的***(例如,如图21所示)包括:第一信号生成器(例如,如组件2150所示),被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的输出信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组有关,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流相关联。另外,该***包括斜坡信号生成器(例如,如组件2170、2160、2162、2164、2166和2172的组合所示),被配置来接收所述输出信号并且生成斜坡信号(例如,如信号2165所示);以及第一比较器(例如,如组件2182所示),被配置来接收所述斜坡信号和第一阈值信号(例如,如信号2183所示),并且至少基于与所述斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息生成第一比较信号。此外,该***包括第二比较器(例如,如组件2180所示),被配置来接收第二感测信号(例如,如信号2147所示)和第二阈值信号并且生成第二比较信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该***包括第二信号生成器(例如,如组件2190所示),被配置来至少接收所述第一比较信号和所述第二比较信号并且生成调制信号(例如,如信号2191所示);以及门驱动器(例如,如组件2192所示),被配置来接收所述调制信号并且向开关输出驱动信号(例如,如信号2193所示)。所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。所述输出信号与退磁持续时间(例如,TDemag)相关联,并且所述驱动信号与开关周期(例如,Ts)相关联。该***还被配置来使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法(例如,如图21实现的)包括接收第一感测信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该方法包括至少基于与所述第一感测信号相关联的信息生成输出信号。所述输出信号与退磁相关联。此外,该方法包括接收所述输出信号;至少基于与所述输出信号相关联的信息生成斜坡信号;接收所述斜坡信号和第一阈值信号;处理与所述斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息;至少基于与所述斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息生成第一比较信号。此外,该方法包括接收第二感测信号和第二阈值信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。另外,该方法包括处理与所述第二感测信号和所述第二阈值信号相关联的信息;至少基于与所述第二感测信号和所述第二阈值信号相关联的信息生成第二比较信号;接收所述第一比较信号和所述第二比较信号;处理与所述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息;至少基于与所述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息生成调制信号。此外,该方法包括接收所述调制信号;至少基于与所述调制信号相关联的信息来向开关输出驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。所述输出信号与退磁持续时间相关联,并且所述驱动信号与开关周期相关联。使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***(例如,如图7或图24所示)包括第一信号生成器(例如,如组件520或组件2420所示),被配置来至少接收输入信号并且至少生成与退磁相关联的输出信号,所述输入信号至少与电源变换器的输出电流相关联。另外,该***包括第一控制器(例如,如组件542或者如组件2510、2520、2620和2635的组合所示),被配置来至少接收所述输出信号,并且至少基于与所述输出信号相关联的信息来至少生成第一控制信号;第二控制器(例如,如组件540或组件2440所示),被配置来接收第一感测信号和第一阈值信号并且生成第二控制信号。所述第一感测信号与流经所述电源变换器的初级绕组的第一电流相关联。此外,该***包括振荡器(例如,如组件562或组件2462所示),被配置来至少接收所述第一控制信号,并且至少基于与所述第一控制信号相关联的信息来至少生成时钟信号;第二信号生成器(例如,如组件538或组件2438所示),被配置来至少接收所述时钟信号和所述第二控制信号,并且至少生成调制信号。此外,该***包括门驱动器(例如,如组件546或组件2446所示),被配置来至少接收所述调制信号并且向开关至少输出驱动信号。所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。所述输出信号与退磁持续时间(例如,TDemag)相关联,并且所述驱动信号与开关周期(例如,Ts)相关联。该***还被配置来使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定,并且使所述第一感测信号的峰值在大小上保持恒定。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法(例如,如图7或图24实现的)包括:至少接收输入信号,并且至少基于与所述输入信号相关联的信息来至少生成输出信号。所述输入信号至少与电源变换器的输出电流有关,并且所述输出信号与退磁有关。另外,该方法包括至少接收所述输出信号;处理与所述输出信号相关联的信息;至少基于与所述输出信号相关联的信息来至少生成时钟信号。此外,该方法包括接收感测信号和阈值信号。所述感测信号与流经所述电源变换器的初级绕组的第一电流相关联。此外,该方法包括处理与所述感测信号和所述阈值信号相关联的信息;至少基于与所述感测信号和所述阈值信号相关联的信息生成控制信号;至少接收所述时钟信号和所述控制信号;处理与所述时钟信号和所述控制信号相关联的信息;至少基于与所述时钟信号和所述控制信号相关联的信息来至少生成调制信号。另外,该方法包括至少接收所述调制信号;至少基于与所述调制信息相关联的信息向开关至少输出驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。所述输出信号与退磁持续时间相关联,并且所述驱动信号与开关周期相关联。使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定,并且使所述第一感测信号的峰值在大小上保持恒定。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***(例如,如图28或32所示)包括第一信号生成器(例如,如组件2850所示),被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的第一输出信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组有关,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流相关联。另外,该***包括第一斜坡信号生成器(例如,如组件2860、2862、2864、2866、2870和2872的组合所示),被配置来接收所述第一输出信号并且生成第一斜坡信号(例如,如信号2865所示);第一比较器(例如,如组件2882所示),被配置来接收所述第一斜坡信号和第一阈值信号(例如,如信号2883所示),并且至少基于与所述第一斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息生成第一比较信号(例如,如信号2885所示)。此外,该***包括峰值检测器(例如,如组件2836所示),被配置来接收驱动信号(例如,如信号2893所示)和第二感测信号(例如,如信号2847所示)并且生成峰值信号(例如,如信号2837所示)。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该***包括放大器(例如,如组件2834所示),被配置来接收所述峰值信号和第二阈值信号(例如,如信号2835所示)并且通过电容器生成第二输出信号(例如,如信号2881所示),所述电容器被耦合到所述放大器;第二比较器(例如,如组件2880所示),被配置来接收所述第二输出信号和第二斜坡信号(例如,如信号2833所示),并且生成第二比较信号(例如,如信号2887所示)。另外,该***包括第二信号生成器(例如,如组件2890所示),被配置来至少接收所述第一比较信号和所述第二比较信号,并且生成调制信号(例如,如信号2891所示);以及门驱动器(例如,如组件2892所示),被配置来接收所述调制信号并且向所述峰值检测器和开关输出所述驱动信号。所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法(例如,如图28或图32实现的)包括接收第一感测信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该方法包括至少基于与所述第一感测信号相关联的信息生成第一输出信号;接收所述第一输出信号;至少基于与所述第一输出信号相关联的信息生成第一斜坡信号。所述第一输出信号与退磁有关。此外,该方法包括接收所述第一斜坡信号和第一阈值信号;处理与所述第一斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息;至少基于与所述第一斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息生成第一比较信号;接收驱动信号和第二感测信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该方法包括处理与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息;至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号;接收所述峰值信号和第二阈值信号;处理与所述峰值信号和所述第二阈值信号相关联的信息;至少基于与所述峰值信号和所述第二阈值信号相关联的信息生成第二输出信号。另外,该方法包括接收所述第二输出信号和第二斜坡信号;处理与所述第二输出信号和所述第二斜坡信号相关联的信息;至少基于与所述第二输出信号和所述第二斜坡信号相关联的信息生成第二比较信号。此外,该方法包括接收所述第一比较信号和所述第二比较信号;处理与所述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息;至少基于与所述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息生成调制信号。此外,该方法包括接收所述调制信号;以及至少基于与所述调制信号相关联的信息输出所述驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***(例如,如图28或32所示)包括第一信号生成器(例如,如组件2850所示),被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的输出信号(例如,如信号2851所示)。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该***包括峰值检测器(例如,如组件2836所示),被配置来接收驱动信号和第二感测信号并且生成峰值信号(例如,如信号2837所示)。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该***包括第二信号生成器(例如,如组件2890所示),被配置来至少处理与所述输出信号(例如,如信号2851所示)和所述峰值信号(例如,如信号2837所示)相关联的信息,并且生成调制信号(例如,如信号2891所示)。此外,该***包括门驱动器(例如,如组件2892所示),被配置来接收所述调制信号并且向所述峰值检测器和开关输出所述驱动信号。所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。所述输出信号与退磁持续时间(例如,TDemag)相关联,并且所述驱动信号与开关周期(例如,Ts)相关联。该***还被配置来使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定;以及使所述峰值信号的平均大小在第一持续时间(例如,T)期间保持恒定。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法(例如,如图28或32实现的)包括接收第一感测信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该方法包括至少基于与所述第一感测信号相关联的信息生成输出信号;接收驱动信号和第二感测信号;并且处理与驱动信号和第二感测信号相关联的信息。第一感测信号与退磁相关联,并且所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该方法包括至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号;至少处理与所述输出信号和所述峰值信号相关联的信息;至少基于与所述输出信号和所述峰值信号相关联的信息生成调制信号。此外,该方法包括接收所述调制信号;至少基于与所述调制信号相关联的信息向开关输出所述驱动信号,以至少影响流经所述初级绕组的所述第一电流。所述输出信号与退磁持续时间(例如,TDemag)相关联,并且所述驱动信号与开关周期(例如,Ts)相关联。使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定;以及使所述峰值信号的平均大小在第一持续时间(例如,T)期间保持恒定。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***(例如,如图33、图39或图40所示)包括第一信号生成器(例如,如组件3350所示),被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的第一输出信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组有关,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流相关联。另外,该***包括峰值检测器(例如,如组件3336所示),被配置来接收驱动信号(例如,如信号3393所示)和第二感测信号(例如,如信号3347所示)并且生成峰值信号(例如,如信号3337所示)。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该***包括第二信号生成器(例如,如组件3370所示),被配置来接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号,并且生成第二输出信号(例如,如信号3372所示);放大器(例如,如组件3334所示),被配置来接收所述第二输出信号和阈值信号(例如,如信号3335所示)并且通过电容器生成第三输出信号(例如,如信号3381所示),所述电容器被耦合到所述放大器。此外,该***包括比较器(例如,如组件3382所示),被配置来接收所述第三输出信号和斜坡信号(例如,如信号3364所示),并且生成比较信号(例如,如信号3385所示);第三信号生成器(例如,如组件3366和3390的组合所示),被配置来至少接收所述比较信号和时钟信号(例如,如组件3362所示),并且生成调制信号(例如,如组件3368所示)。另外,该***包括门驱动器(例如,如组件3392所示),被配置来接收所述调制信号并且向所述峰值检测器、所述第二信号生成器和开关输出所述驱动信号。所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法(例如,如图33、图39或图40实现的)包括接收第一感测信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组有关,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流相关联。另外,该方法包括生成与退磁相关联的第一输出信号;接收驱动信号和第二感测信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该方法包括处理与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息;至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号。此外,该方法包括接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号;处理与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息;至少基于与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息生成第二输出信号。另外,该方法包括接收所述第二输出信号和阈值信号;处理与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息;至少基于与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息生成第三输出信号。此外,该方法包括接收所述第三输出信号和斜坡信号;处理与所述第三输出信号和所述斜坡信号相关联的信息;至少基于与所述第三输出信号和所述斜坡信号相关联的信息生成比较信号。此外,该方法包括接收所述比较信号和时钟信号;处理与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息;至少基于与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息生成调制信号。另外,该方法包括接收所述调制信号;以及至少基于与所述调制信号相关联的信息输出所述驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***(例如,如图41或43所示)包括第一信号生成器(例如,如组件4150所示),被配置来接收第一感测信号(例如,如信号4143所示)并且生成与退磁相关联的第一输出信号(例如,如信号4151所示)。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该***包括峰值检测器(例如,如组件4136所示),被配置来接收驱动信号(例如,如信号4193所示)和第二感测信号(例如,如信号4147所示)并且生成峰值信号(例如,如信号4137所示)。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联,并且第二信号生成器(例如,如组件4170所示)被配置来至少接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号,并且生成第二输出信号(例如,如信号4172所示)。此外,该***包括放大器(例如,如组件4134所示),被配置来接收所述第二输出信号和阈值信号(例如,如信号4135所示)并且通过电容器生成第三输出信号(例如,如信号4181所示);第三信号生成器(例如,如组件4184所示),被配置来接收所述第三输出信号和第一输入信号(例如,如信号4183所示)并且生成第四输出信号(例如,如信号4185所示)。所述电容器被耦合到所述放大器,所述第一输入信号与由所述初级绕组接收的第二输入信号(例如,如信号4113所示)成比例。此外,该***包括比较器(例如,如组件4182所示),被配置来接收所述第四输出信号和第二感测信号并生成比较信号(例如,如信号4187所示);第四信号生成器(例如,如组件4166和4190的组合所示),被配置来至少接收所述比较信号和时钟信号(例如,如信号4162所示)并且生成调制信号(例如,如信号4168所示)。另外,该***包括门驱动器(例如,如信号4192所示),被配置来接收所述调制信号并且向所述峰值检测器、所述第二信号生成器和开关输出所述驱动信号。所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法(例如,如图41或43实现的)包括接收第一感测信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该方法包括生成与退磁相关联的第一输出信号;接收驱动信号和第二感测信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该方法包括处理与所述驱动信号和第二感测信号相关联的信息;至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号。此外,该方法包括接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号;处理与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息;至少基于与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息生成第二输出信号。另外,该方法包括接收所述第二输出信号和阈值信号;处理与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息;至少基于与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息生成第三输出信号;接收所述第三输出信号和第一输入信号。所述第一输入信号与由所述初级绕组接收的第二输入信号成比例。此外,该方法包括处理与所述第三输出信号和所述第一输入信号相关联的信息;至少基于与所述第三输出信号和所述第一输入信号相关联的信息生成第四输出信号;接收所述第四输出信号和第二感测信号;处理与所述第四输出信号和所述第二感测信号相关联的信息;至少基于与所述第四输出信号和所述第二感测信号相关联的信息生成比较信号。此外,该方法包括至少接收所述比较信号和时钟信号;处理与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息;至少基于与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息生成调制信号。另外,该方法包括接收所述调制信号;以及至少基于与所述调制信号相关联的信息来输出所述驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***(例如,如图44或45所示)包括:第一信号生成器(例如,如组件4450所示),被配置来接收第一感测信号(例如,如信号4443所示)并且生成与退磁相关联的第一输出信号(例如,如信号4451所示)。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该***包括峰值检测器(例如,如组件4436所示),被配置来接收驱动信号(例如,如信号4493所示)和第二感测信号(例如,如信号4447所示)并且生成峰值信号(例如,如信号4437所示)。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该***包括第二信号生成器(例如,如组件4470所示),被配置来至少接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号,并且生成第二输出信号(例如,如信号4472所示);放大器(例如,如组件4434所示),被配置来接收所述第二输出信号和阈值信号(例如,如信号4435所示)并且通过电容器生成第三输出信号(例如,如信号4481所示),所述电容器被耦合到所述放大器。此外,该***包括第三信号生成器(例如,如组件4426,4428和4484的组合所示),被配置来接收所述第一感测信号、所述第三输出信号和所述驱动信号并且生成第四输出信号(例如,如信号4485所示);比较器(例如,如组件4482所示),被配置来接收所述第四输出信号和所述第二感测信号并生成比较信号。另外,该***包括第四信号生成器(例如,如组件4466和4490的组合所示),被配置来至少接收所述比较信号和时钟信号(例如,如信号4462所示)并且生成调制信号(例如,如信号4468所示);门驱动器(例如,如组件4492所示),被配置来接收所述调制信号并且向所述峰值检测器、所述第二信号生成器、所述第三信号生成器和开关输出所述驱动信号,所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法(例如,如图44或45实现的)包括接收第一感测信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该方法包括生成与退磁相关联的第一输出信号;接收驱动信号和第二感测信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该方法包括处理与所述驱动信号和第二感测信号相关联的信息;至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号。另外,该方法包括接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号;处理与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息;至少基于与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息生成第二输出信号。此外,该方法包括接收所述第二输出信号和阈值信号;处理与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息;至少基于与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息生成第三输出信号。此外,该方法包括接收所述第一感测信号、所述第三输出信号和所述驱动信号;处理与所述第一感测信号、所述第三输出信号和所述驱动信号相关联的信息;至少基于与所述第一感测信号、所述第三输出信号和所述驱动信号相关联的信息生成第四输出信号。另外,该方法包括接收所述第四输出信号和所述第二感测信号;处理与所述第四输出信号和所述第二感测信号相关联的信息;至少基于与所述第四输出信号和所述第二感测信号相关联的信息生成比较信号。此外,该方法包括至少接收所述比较信号和时钟信号;处理与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息;至少基于与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息生成调制信号。此外,该方法包括接收所述调制信号;以及至少基于与所述调制信号相关联的信息来输出所述驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***(例如,如图33、图39、图40、图41、图43、图44或图45所示)包括第一信号生成器(例如,如组件3350所示),被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的输出信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该***包括峰值检测器(例如,如组件3336所示),被配置来接收驱动信号和第二感测信号并且生成峰值信号(例如,如信号3337所示)。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该***包括第二信号生成器(例如,如组件3366和3390的组合所示),被配置来至少处理与所述输出信号(例如,如信号3351所示)和所述峰值信号(例如,如信号3337所示)相关联的信息,并且生成调制信号(例如,如信号3368所示);以及门驱动器(例如,如组件3392所示),被配置来接收所述调制信号并且至少向所述峰值检测器和开关输出所述驱动信号。所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。所述驱动信号与开关周期(例如,Ts)相关联,并且所述输出信号与退磁持续时间(例如,TDemag)相关联。所述退磁持续时间在大小上与所述峰值信号相乘后等于退磁峰值。该***还被配置来使所述开关周期保持恒定,使所述退磁峰值的平均大小在第一持续时间(例如,T)期间保持恒定,并且使所述输出电流保持恒定。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法(例如,如图33、图39、图40、图41、图43、图44或图45实现的)包括接收第一感测信号。所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,并且所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关。另外,该方法包括生成与退磁相关联的输出信号;接收驱动信号和第二感测信号。所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联。此外,该方法包括处理与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息;至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号;处理与所述输出信号和所述峰值信号相关联的信息;至少基于与所述输出信号和所述峰值信号相关联的信息生成调制信号。此外,该方法包括接收所述调制信号;并且至少基于与所述调制信号相关联的信息输出所述驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。所述驱动信号与开关周期(例如,Ts)相关联,并且所述输出信号与退磁持续时间(例如,TDemag)相关联。所述退磁持续时间在大小上与所述峰值信号相乘后等于退磁峰值。使所述开关周期保持恒定,使所述退磁峰值的平均大小在第一持续时间(例如,T)期间保持恒定,并且使所述输出电流保持恒定。
尽管已描述了本发明的特定实施例,然而本领域技术人员将明白,存在与所描述实施例等同的其它实施例。因此,将明白,本发明不受所示出的特定实施例的限制,而是仅由所附权利要求的范围来限定。
Claims (62)
1.一种用于调整电源变换器的***,该***包括:
第一信号生成器,被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的输出信号,所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组有关,所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流相关联;
斜坡信号生成器,被配置来接收所述输出信号并且生成斜坡信号;
第一比较器,被配置来接收所述斜坡信号和第一阈值信号,并且至少基于与所述斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息生成第一比较信号;
第二比较器,被配置来接收第二感测信号和第二阈值信号并且生成第二比较信号,所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联;
第二信号生成器,被配置来至少接收所述第一比较信号和所述第二比较信号并且生成调制信号;以及
门驱动器,被配置来接收所述调制信号并且向开关输出驱动信号,所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流;
其中:
所述输出信号与退磁持续时间相关联;
所述驱动信号与开关周期相关联;以及
该***还被配置来使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定。
2.如权利要求1所述的***,还被配置来使所述第二感测信号的峰值在大小上保持恒定。
3.如权利要求2所述的***,还被配置来使所述输出电流保持恒定。
4.如权利要求1所述的***,其中:
所述斜坡信号生成器包括电容器、电流源和电流阱;
其中:
所述电容器被配置为在所述输出信号为第一逻辑电平时通过所述电流阱被放电,并且在所述输出信号为第二逻辑电平时通过所述电流源被充电;以及
所述电容器还被配置来输出所述斜坡信号。
5.如权利要求4所述的***,其中:
所述第一逻辑电平是逻辑高电平;以及
所述第二逻辑电平是逻辑低电平。
6.如权利要求1所述的***,其中,所述第二信号生成器包括触发器组件。
7.一种用于调整电源变换器的方法,该方法包括:
接收第一感测信号,所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关;
至少基于与所述第一感测信号相关联的信息生成输出信号,所述输出信号与退磁相关联;
接收所述输出信号;
至少基于与所述输出信号相关联的信息生成斜坡信号;
接收所述斜坡信号和第一阈值信号;
处理与所述斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息;
至少基于与所述斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息生成第一比较信号;
接收第二感测信号和第二阈值信号,所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联;
处理与所述第二感测信号和所述第二阈值信号相关联的信息;
至少基于与所述第二感测信号和所述第二阈值信号相关联的信息生成第二比较信号;
接收所述第一比较信号和所述第二比较信号;
处理与所述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息;
至少基于与所述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息生成调制信号;
接收所述调制信号;
至少基于与所述调制信号相关联的信息来向开关输出驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流;
其中:
所述输出信号与退磁持续时间相关联;
所述驱动信号与开关周期相关联;以及
使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定。
8.一种用于调整电源变换器的***,该***包括:
第一信号生成器,被配置来至少接收输入信号并且至少生成与退磁相关联的输出信号,所述输入信号至少与电源变换器的输出电流相关联;
第一控制器,被配置来至少接收所述输出信号,并且至少基于与所述输出信号相关联的信息来至少生成第一控制信号;
第二控制器,被配置来接收第一感测信号和第一阈值信号并且生成第二控制信号,所述第一感测信号与流经所述电源变换器的初级绕组的第一电流相关联;
振荡器,被配置来至少接收所述第一控制信号,并且至少基于与所述第一控制信号相关联的信息来至少生成时钟信号;
第二信号生成器,被配置来至少接收所述时钟信号和所述第二控制信号,并且至少生成调制信号;
门驱动器,被配置来至少接收所述调制信号并且向开关至少输出驱动信号,所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流;
其中:
所述输出信号与退磁持续时间相关联;以及
所述驱动信号与开关周期相关联;
其中,所述***还被配置来:
使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定;以及
使所述第一感测信号的峰值在大小上保持恒定。
9.如权利要求8所述的***,还包括:
补偿组件,被配置来至少生成补偿信号;
其中:
所述输入信号是所述补偿信号与第二感测信号的组合;
所述第二感测信号与耦合到所述电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联;
所述次级绕组至少与所述电源变换器的所述输出电流有关。
10.一种用于调整电源变换器的方法,该方法包括:
至少接收输入信号,所述输入信号至少与电源变换器的输出电流有关;
至少基于与所述输入信号相关联的信息来至少生成输出信号,所述输出信号与退磁有关;
至少接收所述输出信号;
处理与所述输出信号相关联的信息;
至少基于与所述输出信号相关联的信息来至少生成时钟信号;
接收感测信号和阈值信号,所述感测信号与流经所述电源变换器的初级绕组的第一电流相关联;
处理与所述感测信号和所述阈值信号相关联的信息;
至少基于与所述感测信号和所述阈值信号相关联的信息生成控制信号;
至少接收所述时钟信号和所述控制信号;
处理与所述时钟信号和所述控制信号相关联的信息;
至少基于与所述时钟信号和所述控制信号相关联的信息来至少生成调制信号;
至少接收所述调制信号;
至少基于与所述调制信息相关联的信息向开关至少输出驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流;
其中:
所述输出信号与退磁持续时间相关联;
所述驱动信号与开关周期相关联;
使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定;以及
使所述第一感测信号的峰值在大小上保持恒定。
11.一种用于调整电源变换器的***,该***包括:
第一信号生成器,被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的第一输出信号,所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组有关,所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流相关联;
第一斜坡信号生成器,被配置来接收所述第一输出信号并且生成第一斜坡信号;
第一比较器,被配置来接收所述第一斜坡信号和第一阈值信号,并且至少基于与所述第一斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息生成第一比较信号;
峰值检测器,被配置来接收驱动信号和第二感测信号并且生成峰值信号,所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联;
放大器,被配置来接收所述峰值信号和第二阈值信号并且通过电容器生成第二输出信号,所述电容器被耦合到所述放大器;
第二比较器,被配置来接收所述第二输出信号和第二斜坡信号,并且生成第二比较信号;
第二信号生成器,被配置来至少接收所述第一比较信号和所述第二比较信号,并且生成调制信号;以及
门驱动器,被配置来接收所述调制信号并且向所述峰值检测器和开关输出所述驱动信号,所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
12.如权利要求11所述的***,其中:
所述第一输出信号与退磁持续时间相关联;
所述驱动信号与开关周期相关联;以及
该***还被配置来使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定。
13.如权利要求12所述的***,还被配置来使所述峰值信号的平均大小在第一持续时间期间保持恒定。
14.如权利要求13所述的***,还被配置来使所述输出电流保持恒定。
15.如权利要求11所述的***,其中,所述峰值信号表示在所述驱动信号的每个开关周期内所述第二感测信号的峰值大小。
16.如权利要求11所述的***,其中:
所述第一斜坡信号生成器包括电容器、电流源和电流阱;
其中:
所述电容器被配置为在所述第一输出信号为第一逻辑电平时通过所述电流阱被放电,并且在所述第一输出信号为第二逻辑电平时通过所述电流源被充电;以及
所述电容器还被配置来输出所述第一斜坡信号。
17.如权利要求16所述的***,其中:
所述第一逻辑电平是逻辑高电平;以及
所述第二逻辑电平是逻辑低电平。
18.如权利要求11所述的***,其中,所述第二信号生成器包括触发器组件。
19.如权利要求11所述的***,还包括第二斜坡信号生成器,被配置来生成所述第二斜坡信号。
20.如权利要求11所述的***,其中,所述放大器包括跨导放大器。
21.一种用于调整电源变换器的方法,该方法包括:
接收第一感测信号,所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关;
至少基于与所述第一感测信号相关联的信息生成第一输出信号,所述第一输出信号与退磁有关;
接收所述第一输出信号;
至少基于与所述第一输出信号相关联的信息生成第一斜坡信号;
接收所述第一斜坡信号和第一阈值信号;
处理与所述第一斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息;
至少基于与所述第一斜坡信号和所述第一阈值信号相关联的信息生成第一比较信号;
接收驱动信号和第二感测信号,所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联;
处理与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息;
至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号;
接收所述峰值信号和第二阈值信号;
处理与所述峰值信号和所述第二阈值信号相关联的信息;
至少基于与所述峰值信号和所述第二阈值信号相关联的信息生成第二输出信号;
接收所述第二输出信号和第二斜坡信号;
处理与所述第二输出信号和所述第二斜坡信号相关联的信息;
至少基于与所述第二输出信号和所述第二斜坡信号相关联的信息生成第二比较信号;
接收所述第一比较信号和所述第二比较信号;
处理与所述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息;
至少基于与所述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息生成调制信号;
接收所述调制信号;以及
至少基于与所述调制信号相关联的信息输出所述驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
22.一种用于调整电源变换器的***,该***包括:
第一信号生成器,被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的输出信号,所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关;
峰值检测器,被配置来接收驱动信号和第二感测信号并且生成峰值信号,所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联;
第二信号生成器,被配置来至少处理与所述输出信号和所述峰值信号相关联的信息,并且生成调制信号;以及
门驱动器,被配置来接收所述调制信号并且向所述峰值检测器和开关输出所述驱动信号,所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流;
其中:
所述输出信号与退磁持续时间相关联;以及
所述驱动信号与开关周期相关联;
其中,该***还被配置来:
使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定;以及
使所述峰值信号的平均大小在第一持续时间期间保持恒定。
23.如权利要求22所述的***,还被配置来使所述输出电流保持恒定。
24.一种用于调整电源变换器的方法,该方法包括:
接收第一感测信号,所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关;
至少基于与所述第一感测信号相关联的信息生成输出信号,所述第一感测信号与退磁有关;
接收驱动信号和第二感测信号;
处理与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息,所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联;
至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号;
至少处理与所述输出信号和所述峰值信号相关联的信息;
至少基于与所述输出信号和所述峰值信号相关联的信息生成调制信号;
接收所述调制信号;
至少基于与所述调制信号相关联的信息向开关输出所述驱动信号,以至少影响流经所述初级绕组的所述第一电流;
其中:
所述输出信号与退磁持续时间相关联;
所述驱动信号与开关周期相关联;
使所述退磁持续时间与所述开关周期之比保持恒定;以及
使所述峰值信号的平均大小在第一持续时间期间保持恒定。
25.一种用于调整电源变换器的***,该***包括:
第一信号生成器,被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的第一输出信号,所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组有关,所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流相关联;
峰值检测器,被配置来接收驱动信号和第二感测信号并且生成峰值信号,所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联;
第二信号生成器,被配置来接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号,并且生成第二输出信号;
放大器,被配置来接收所述第二输出信号和阈值信号并且通过电容器生成第三输出信号,所述电容器被耦合到所述放大器;
比较器,被配置来接收所述第三输出信号和斜坡信号,并且生成比较信号;
第三信号生成器,被配置来至少接收所述比较信号和时钟信号,并且生成调制信号;
门驱动器,被配置来接收所述调制信号并且向所述峰值检测器、所述第二信号生成器和开关输出所述驱动信号,所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
26.如权利要求25所述的***,其中:
所述驱动信号与开关周期相关联;以及
该***还被配置来使所述开关周期保持恒定。
27.如权利要求26所述的***,其中:
所述第一输出信号与退磁持续时间相关联;
所述退磁持续时间与所述峰值信号相乘后在大小上等于退磁峰值;以及
该***还被配置来使所述退磁峰值的平均大小在第一持续时间期间保持恒定。
28.如权利要求27所述的***,还被配置来使所述输出电流保持恒定。
29.如权利要求25所述的***,还被配置来:
时所述输出电流保持恒定;以及
使所述功率因子保持基本上等于1。
30.如权利要求29所述的***,还被配置来至少将所述输出电流提供给一个或多个发光二极管。
31.如权利要求25所述的***,还包括振荡器,被配置来生成所述时钟信号和所述斜坡信号。
32.如权利要求25所述的***,其中,所述第三信号生成器包括耦合到与门的触发器组件。
33.如权利要求25所述的***,其中,所述第二输出信号在大小上与所述退磁持续时间和所述峰值信号的积成比例。
34.如权利要求25所述的***,其中,所述峰值信号表示在所述驱动信号的每个开关周期内所述第二感测信号的峰值大小。
35.如权利要求25所述的***,其中,所述放大器包括跨导放大器。
36.如权利要求25所述的***,其中,所述第二信号生成器包括逐周期积分器,所述逐周期积分器针对每个开关周期被重置。
37.一种用于调整电源变换器的方法,该方法包括:
接收第一感测信号,所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组有关,所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流相关联;
生成与退磁相关联的第一输出信号;
接收驱动信号和第二感测信号,所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联;
处理与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息;
至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号;
接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号;
处理与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息;
至少基于与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息生成第二输出信号;
接收所述第二输出信号和阈值信号;
处理与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息;
至少基于与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息生成第三输出信号;
接收所述第三输出信号和斜坡信号;
处理与所述第三输出信号和所述斜坡信号相关联的信息;
至少基于与所述第三输出信号和所述斜坡信号相关联的信息生成比较信号;
接收所述比较信号和时钟信号;
处理与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息;
至少基于与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息生成调制信号;
接收所述调制信号;以及
至少基于与所述调制信号相关联的信息输出所述驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
38.一种用于调整电源变换器的***,该***包括:
第一信号生成器,被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的第一输出信号,所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关;
峰值检测器,被配置来接收驱动信号和第二感测信号并且生成峰值信号,所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联;
第二信号生成器,被配置来至少接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号,并且生成第二输出信号;
放大器,被配置来接收所述第二输出信号和阈值信号并且通过电容器生成第三输出信号,所述电容器被耦合到所述放大器;
第三信号生成器,被配置来接收所述第三输出信号和第一输入信号并且生成第四输出信号,所述第一输入信号与由所述初级绕组接收的第二输入信号成比例;
比较器,被配置来接收所述第四输出信号和第二感测信号并生成比较信号;
第四信号生成器,被配置来至少接收所述比较信号和时钟信号并且生成调制信号;
门驱动器,被配置来接收所述调制信号并且向所述峰值检测器、所述第二信号生成器和开关输出所述驱动信号,所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
39.如权利要求38所述的***,其中,所述第三信号生成器包括用于生成所述第四输出信号的乘法器,所述第四输出信号在大小上等于所述第三输出信号乘以所述第一输入信号。
40.如权利要求38所述的***,其中:
所述驱动信号与开关周期相关联;以及
该***还被配置来使所述开关周期保持恒定。
41.如权利要求38所述的***,其中:
所述第一输出信号与退磁持续时间相关联;
所述退磁持续时间与所述峰值信号相乘后在大小上等于退磁峰值;以及
该***还被配置来使所述退磁峰值的平均大小在第一持续时间期间保持恒定。
42.如权利要求38所述的***,还被配置来使所述输出电流保持恒定。
43.如权利要求38所述的***,还被配置来:
使所述输出电流保持恒定;以及
使所述功率因子保持基本上等于1。
44.如权利要求38所述的***,还被配置来至少将所述输出电流提供给一个或多个发光二极管。
45.如权利要求38所述的***,其中,所述第二输出信号在大小上与所述退磁持续时间和所述峰值信号的积成比例。
46.如权利要求38所述的***,其中,所述峰值信号表示在所述驱动信号的每个开关周期内所述第二感测信号的峰值大小。
47.如权利要求38所述的***,其中,所述第二信号生成器包括逐周期积分器,所述逐周期积分器针对每个开关周期被重置。
48.一种用于调整电源变换器的方法,该方法包括:
接收第一感测信号,所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关;
生成与退磁相关联的第一输出信号;
接收驱动信号和第二感测信号,所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联;
处理与所述驱动信号和第二感测信号相关联的信息;
至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号;
接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号;
处理与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息;
至少基于与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息生成第二输出信号;
接收所述第二输出信号和阈值信号;
处理与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息;
至少基于与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息生成第三输出信号;
接收所述第三输出信号和第一输入信号,所述第一输入信号与由所述初级绕组接收的第二输入信号成比例;
处理与所述第三输出信号和所述第一输入信号相关联的信息;
至少基于与所述第三输出信号和所述第一输入信号相关联的信息生成第四输出信号;
接收所述第四输出信号和第二感测信号;
处理与所述第四输出信号和所述第二感测信号相关联的信息;
至少基于与所述第四输出信号和所述第二感测信号相关联的信息生成比较信号;
至少接收所述比较信号和时钟信号;
处理与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息;
至少基于与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息生成调制信号;
接收所述调制信号;以及
至少基于与所述调制信号相关联的信息来输出所述驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
49.一种用于调整电源变换器的***,该***包括:
第一信号生成器,被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的第一输出信号,所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关;
峰值检测器,被配置来接收驱动信号和第二感测信号并且生成峰值信号,所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联;
第二信号生成器,被配置来至少接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号,并且生成第二输出信号;
放大器,被配置来接收所述第二输出信号和阈值信号并且通过电容器生成第三输出信号,所述电容器被耦合到所述放大器;
第三信号生成器,被配置来接收所述第一感测信号、所述第三输出信号和所述驱动信号并且生成第四输出信号;
比较器,被配置来接收所述第四输出信号和所述第二感测信号并生成比较信号;
第四信号生成器,被配置来至少接收所述比较信号和时钟信号并且生成调制信号;
门驱动器,被配置来接收所述调制信号并且向所述峰值检测器、所述第二信号生成器、所述第三信号生成器和开关输出所述驱动信号,所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
50.如权利要求49所述的***,其中,所述第三信号生成器包括:
开关,被配置来接收所述第一感测信号并且由所述驱动信号控制;
乘法器,被配置来输出所述第四输出信号;以及
运算放大器,被耦合到所述开关和所述乘法器。
51.如权利要求49所述的***,其中:
所述驱动信号与开关周期相关联;以及
该***还被配置来使所述开关周期保持恒定。
52.如权利要求51所述的***,其中:
所述第一输出信号与退磁持续时间相关联;
所述退磁持续时间与所述峰值信号相乘后在大小上等于退磁峰值;以及
该***还被配置来使所述退磁峰值的平均大小在第一持续时间期间保持恒定。
53.如权利要求52所述的***,还被配置来使所述输出电流保持恒定。
54.如权利要求49所述的***,还被配置来:
使所述输出电流保持恒定;以及
使所述功率因子保持基本上等于1。
55.如权利要求49所述的***,还被配置来至少将所述输出电流提供给一个或多个发光二极管。
56.如权利要求49所述的***,其中,所述第二输出信号在大小上与所述退磁持续时间和所述峰值信号的积成比例。
57.如权利要求49所述的***,其中,所述峰值信号表示在所述驱动信号的每个开关周期内所述第二感测信号的峰值大小。
58.如权利要求49所述的***,其中,所述第二信号生成器包括逐周期积分器,所述逐周期积分器针对每个开关周期被重置。
59.一种用于调整电源变换器的方法,该方法包括:
接收第一感测信号,所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关;
生成与退磁相关联的第一输出信号;
接收驱动信号和第二感测信号,所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联;
处理与所述驱动信号和第二感测信号相关联的信息;
至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号;
接收所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号;
处理与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息;
至少基于与所述驱动信号、所述第一输出信号和所述峰值信号相关联的信息生成第二输出信号;
接收所述第二输出信号和阈值信号;
处理与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息;
至少基于与所述第二输出信号和所述阈值信号相关联的信息生成第三输出信号;
接收所述第一感测信号、所述第三输出信号和所述驱动信号;
处理与所述第一感测信号、所述第三输出信号和所述驱动信号相关联的信息;
至少基于与所述第一感测信号、所述第三输出信号和所述驱动信号相关联的信息生成第四输出信号;
接收所述第四输出信号和所述第二感测信号;
处理与所述第四输出信号和所述第二感测信号相关联的信息;
至少基于与所述第四输出信号和所述第二感测信号相关联的信息生成比较信号;
至少接收所述比较信号和时钟信号;
处理与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息;
至少基于与所述比较信号和所述时钟信号相关联的信息生成调制信号;
接收所述调制信号;以及
至少基于与所述调制信号相关联的信息来输出所述驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流。
60.一种用于调整电源变换器的***,该***包括:
第一信号生成器,被配置来接收第一感测信号并且生成与退磁相关联的输出信号,所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关;
峰值检测器,被配置来接收驱动信号和第二感测信号并且生成峰值信号,所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联;
第二信号生成器,被配置来至少处理与所述输出信号和所述峰值信号相关联的信息,并且生成调制信号;以及
门驱动器,被配置来接收所述调制信号并且至少向所述峰值检测器和开关输出所述驱动信号,所述开关被配置来影响流经所述初级绕组的所述第一电流;
其中:
所述驱动信号与开关周期相关联;
所述输出信号与退磁持续时间相关联;以及
所述退磁持续时间与所述峰值信号相乘后在大小上等于退磁峰值;
其中,该***还被配置来:
使所述开关周期保持恒定;
使所述退磁峰值的平均大小在第一持续时间期间保持恒定;以及
使所述输出电流保持恒定。
61.如权利要求60所述的***,还被配置来使功率因子保持基本上等于1。
62.一种用于调整电源变换器的方法,该方法包括:
接收第一感测信号,所述第一感测信号与耦合到电源变换器的次级绕组的第一绕组相关联,所述次级绕组至少与所述电源变换器的输出电流有关;
生成与退磁相关联的输出信号;
接收驱动信号和第二感测信号,所述第二感测信号与流经耦合到所述电源变换器的次级绕组的初级绕组的第一电流相关联;
处理与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息;
至少基于与所述驱动信号和所述第二感测信号相关联的信息生成峰值信号;
处理与所述输出信号和所述峰值信号相关联的信息;
至少基于与所述输出信号和所述峰值信号相关联的信息生成调制信号;
接收所述调制信号;以及
至少基于与所述调制信号相关联的信息输出所述驱动信号,以影响流经所述初级绕组的所述第一电流;
其中:
所述驱动信号与开关周期相关联;
所述输出信号与退磁持续时间相关联;以及
所述退磁持续时间与所述峰值信号相乘后在大小上等于退磁峰值;
其中:
使所述开关周期保持恒定;
使所述退磁峰值的平均大小在第一持续时间期间保持恒定;以及
使所述输出电流保持恒定。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |