CN111656683B - 具有校准的参考的信号放大器 - Google Patents

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Abstract

用于功率转换器的信号放大器包括可变参考发生器，该可变参考发生器被耦合以响应于调光控制信号而生成参考信号。可变增益电路被耦合以接收该参考信号、增益信号和表示该功率转换器的输出的反馈信号。该可变增益电路被耦合以响应于该参考信号和该增益信号而输出第一调整信号。该可变增益电路被耦合以响应于该反馈信号和该增益信号而输出第二调整信号。辅助放大器被耦合以响应于该第一调整信号和设置信号而输出该增益信号。

Description

具有校准的参考的信号放大器
背景信息
技术领域
本发明总体上涉及功率转换器，并且更具体地涉及用于功率转换器的输出感测。
背景技术
电子设备(诸如蜂窝电话、平板计算机、膝上型计算机等)使用电力来运行。开关模式功率转换器由于其高效率、小尺寸和低重量而被普遍使用以为当今的许多电子设备供电。常规的壁式插座提供高压交流(ac)电。在开关功率转换器中，通过能量传递元件转换高压ac输入以向负载提供良好调节的直流(dc)输出。在运行中，通过改变占空比(通常是开关的导通时间与总开关周期的比率)、改变开关频率或改变开关模式功率转换器中的开关的每单位时间的导通/断开脉冲数来接通和关断开关以提供期望的输出。
功率转换器可以为负载提供期望的输出量。一些实施例包括恒定电压、恒定电流、恒定功率等。功率转换器控制器可以感测功率转换器的输出参数以维持期望的输出。
附图说明
参考以下附图描述本发明的非限制性和非穷举性实施方案，其中相同的参考数字在所有各个视图中指代相同的部分，除非另有说明。
图1是例示了根据本公开内容的一实施方案的耦合到功率转换器的控制器中的比较器电路的信号放大器的一个实施例的示意图。
图2是例示了根据本公开内容的一实施方案的包括在功率转换器的控制器中的示例信号放大器中的可变增益电路的一个实施例的示意图。
图3是例示了根据本公开内容的一实施方案的耦合到比较器电路的信号放大器的另一个实施例的示意图，该比较器电路耦合到功率转换器的控制器中的触发器。
图4是例示了根据本公开内容的一实施方案的在图3的示例信号放大器中发现的各种示例波形脉冲的时序图。
图5是例示了根据本公开内容的一实施方案的包括控制器的功率转换器的一个实施例的示意图，该控制器具有被耦合以向负载提供恒定电流输出的信号放大器和比较器电路。
在附图的所有若干视图中，对应的参考字符指示对应的部件。技术人员将理解，附图中的元件是为了简化和清楚而例示的，并且不一定按比例绘制。例如，附图中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大，以帮助改善对本发明的各实施方案的理解。此外，通常未描绘在商业上可行的实施方案中有用的或必需的常见但容易理解的元件，以便于较不妨碍对本发明的这些各实施方案的查看。
具体实施方式
本文描述了功率转换器的实施例，该功率转换器包括具有信号放大电路的控制器，以在宽范围的恒定电流值上为负载提供恒定电流调节。在以下描述中，阐述了许多具体细节，以提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域的普通技术人员将明显的是，不需要采用具体细节来实践本发明。在其他情况下，未详细描述众所周知的材料或方法，以避免模糊本发明。
贯穿本说明书提及“一个实施方案(one embodiment)”、“一实施方案(anembodiment)”、“一个实施例(one example)”或“一实施例(an example)”意味着，结合该实施方案或实施例描述的具体特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在一个实施方案中”、“在一实施方案中”、“一个实施例”或“一实施例”不一定全指代相同的实施方案或实施例。此外，具体特征、结构或特性可以在一个或多个实施方案或实施例中以任何合适的组合和/或子组合进行组合。具体特征、结构或特性可以被包括在集成电路、电子电路、组合逻辑电路或提供所描述的功能的其他合适的部件中。另外，应理解，随此提供的附图用于向本领域普通技术人员进行解释的目的，并且附图不一定按比例绘制。
功率转换器控制器可以向诸如LED的负载提供恒定电流(CC)调节。在恒定电流的情况下，因为功率转换器可以确保不超过最大额定电流所以LED负载的可靠性增大，并且如果存在一串LED，则LED的亮度被匹配。功率转换器控制器可以感测诸如输出电压、输出电流或其组合的量，以进行输出调节。表示输出电流的信号可以由电流感测电阻器感测。随着LED的亮度降低，表示输出电流的信号相应地减小。功率转换器控制器可以使用恒定电流比较器来调节输出电流。
理论上，诸如放大器和比较器的电路不具有输入偏移，但是在实施中可以具有输入偏移。在全亮度下，LED负载的信号较大，并且比较器的输入偏移可能是总体信号的小百分比误差。然而，随着LED的亮度降低，表示LED负载的信号降低，并且输入偏移可以变成到比较器的输入信号的较大百分比误差。根据本发明的教导的示例功率转换器控制器包括能够在表示输出电流的信号减小时保持输入偏移的百分比误差恒定的电路。如将在根据本公开内容的教导的各实施例中所讨论的，根据本发明的教导，具有包括信号放大器以可变地放大反馈信号和采样信号以进行恒定电流比较的控制器的功率转换器被利用，以在宽范围的恒定电流水平上提供精确的恒定电流调节。
为了例示，图1是例示了根据本公开内容的一实施方案的耦合到包括在功率转换器的控制器中的比较器电路108的信号放大器101的一个实施例的示意图。如所描绘的实施例中所示出的，信号放大器101包括可变参考发生器120，该可变参考发生器120被耦合以响应于调光控制信号UDIM 115而生成参考信号U1 103。在一个实施例中，调光控制信号UDIM115可以表示对诸如LED的调光输出的增大或减小的请求。可变增益电路112被耦合以接收来自可变参考发生器120的参考信号U1 103、增益信号UGAIN 107和表示功率转换器的输出的反馈信号U2 109。可变增益电路112被耦合以响应于参考信号U1 103和调光控制信号UDIM115而输出第一调整信号U1A 105。可变增益电路112还被耦合以响应于反馈信号U2 109和增益信号UGAIN 107而输出第二调整信号U2A 111。
辅助放大器106被耦合以响应于第一调整信号U1A 105和设置信号VSET 110而输出增益信号UGAIN 107。在一个实施例中，设置信号VSET110是耦合到辅助放大器106的非反相输入的恒定参考电压，并且调整信号U1A 105耦合到辅助放大器106的反相输入。
如所描绘的实施例中所示出的，包括在控制器中的比较器电路108耦合到信号放大器101，以将第一调整信号U1A 105与第二调整信号U2A 111进行比较以输出开关请求事件UCC 113。在一个实施例中，如例如将在图5中更详细地讨论的，根据本公开内容的教导，开关请求事件UCC 113被耦合以由开关请求电路接收，该开关请求电路被包括在功率转换器的控制器中以响应于第一调整信号U1A 105与第二调整信号U2A 111的比较而控制功率转换器的功率开关的开关以及在一些实施方案中控制功率转换器的整流器的开关，以调节恒定电流输出。
在所例示的实施例中，可变增益电路112包括第一可变增益放大器102，该第一可变增益放大器102被耦合以接收参考信号U1 103和增益信号UGAIN 107。第一可变增益放大器102被耦合以响应于增益信号UGAIN 107而改变参考信号U1 103的第一增益或放大率以输出第一调整信号U1A 105。第二可变增益放大器104被耦合以接收反馈信号U2 109和增益信号UGAIN 107。第二可变增益放大器104被耦合以响应于增益信号UGAIN 107而改变反馈信号U2109的第二增益或放大率以输出第二调整信号U2A 111。
在图1中所例示的实施例中，可变参考发生器120包括第一电流源122，该第一电流源122被耦合以提供第一参考电流I1 125。可变电流源124耦合到第一电流源122以响应于调光控制信号UDIM 115而从第一参考电流I1 125分流可变电流I2 127。参考电阻器RREF 126耦合到第一电流源122和可变电流源124，以响应于第一参考电流I1 125和可变电流I2 127之间的差而生成参考信号U1 103。
图2是例示了根据本公开内容的一实施方案的包括在功率转换器的控制器中的示例信号放大器中的可变增益电路212的一个实施例的示意图。应理解，图2的可变增益电路212可以是图1的可变增益电路112的一个实施例，并且下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与如上文所描述的类似地被耦合和起作用。如将讨论的并且如图2中所描绘的实施例中所示出的，可变增益电路212包括：第一可变增益放大器202，该第一可变增益放大器202包括耦合到第一分压器的第一运算放大器；以及第二可变增益放大器204，该第二可变增益放大器204包括耦合到第二分压器的第二运算放大器。
第一运算放大器包括被耦合以接收参考信号U1 203的第一输入(例如，非反相输入)和被耦合以生成第一调整信号U1A 205的输出。第一分压器包括耦合到第二电阻器R2230的第一电阻器R1 228。第一电阻器R1 228的第一端耦合到第一运算放大器的输出。第一电阻器R1228的第二端耦合到第一运算放大器的第二输入(例如，反相输入)。在运行中，第一电阻器R1 228与第二电阻器R2 230的第一电阻比率(例如，R1/R2)被耦合以响应于增益信号UGAIN 207而被调整以改变第一运算放大器的第一增益。
在所描绘的实施例中，应注意，出于解释的目的，第一电阻器R1228和第二电阻器R2 230二者被例示为可变电阻器。在各实施例中，应理解，本公开内容中的可变电阻器可以被实施为模拟或数字可变电阻器。应理解，在另一个实施例中，根据本公开内容的教导，第一电阻器R1 228和第二电阻器R2 230中的一个可以被实施为固定电阻电阻器，并且分压器的另一个电阻器可以被实施为可变电阻器以响应于增益信号UGAIN 207而调整第一电阻器R1 228与第二电阻器R2 230的第一电阻比率(例如，R1/R2)以改变第一运算放大器的第一增益。
另外，在另一个实施例中，应理解，第一电阻器R1 228和第二电阻器R2 230中的一个或二者可以用具有可变电阻的电路元件(诸如例如晶体管、MOSFET等)来实施。比如，在一个实施例中，根据本公开内容的教导，第一电阻R1 228可以用固定电阻电阻器来实施，而第二电阻R2 230可以用具有被耦合以接收增益信号UGAIN 207以改变第一运算放大器的第一增益的栅极端子的MOSFET来实施。
第二运算放大器包括被耦合以接收反馈信号U2 209的第一输入(例如，非反相输入)和被耦合以生成第二调整信号U2A 211的输出。第二分压器包括耦合到第四电阻器R4234的第三电阻器R3 232。第三电阻器R3 232的第一端耦合到第二运算放大器的输出。第三电阻器R3232的第二端耦合到第二运算放大器的第二输入(例如，反相输入)。在运行中，第三电阻器R3 232与第四电阻器R4 234的第二电阻比率(例如，R3/R4)被耦合以响应于增益信号UGAIN 207而被调整以改变第二运算放大器的第二增益。
在所描绘的实施例中，应注意，出于解释的目的，第三电阻器R3232和第四电阻器R4 234二者也被例示为可变电阻器。应理解，在另一个实施例中，根据本公开内容的教导，第三电阻器R3 232和第四电阻器R4 234中的一个可以被实施为固定电阻电阻器，并且分压器的另一个电阻器可以被实施为可变电阻器以响应于增益信号UGAIN 207而调整第三电阻器R3 232与第四电阻器R4 234的第一电阻比率(例如，R3/R4)以改变第二运算放大器的第二增益。
另外，在另一个实施例中，应理解，第三电阻器R3 232和第四电阻器R4 234中的一个或二者可以用具有可变电阻的电路元件(诸如例如晶体管、MOSFET等)来实施。比如，在一个实施例中，根据本公开内容的教导，第三电阻R3 232可以用固定电阻电阻器来实施，而第四电阻R4 234可以用具有被耦合以接收增益信号UGAIN 207以改变第二运算放大器的第二增益的栅极端子的MOSFET来实施。
图3是例示了根据本公开内容的一实施方案的包括可变增益电路312的信号放大器301的另一个实施例的示意图，该可变增益电路312耦合到比较器电路308，该比较器电路308耦合到功率转换器的控制器中的触发器350。应理解，图3的可变增益电路312可以是图1的可变增益电路112的另一个示例实施方式，并且下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与如上文所描述的类似地被耦合和起作用。如将描述的，类似于图1的可变增益电路112，根据本公开内容的教导，图3的可变增益电路312被耦合以接收参考信号U1 303、反馈信号U2 309和增益信号UGAIN 307，并且被耦合以响应于参考信号U1 303和增益信号UGAIN307而输出第一调整信号U1A 305，以及响应于反馈信号U2 309和增益信号UGAIN 307而输出第二调整信号U2A 311。
图3的可变增益电路312和图1的可变增益电路112之间的一个差异是图3的可变增益电路312仅包括单个可变增益放大器302，该可变增益放大器302可以被实施为可变地放大参考信号U1 303和反馈信号U2 309二者。应理解，根据本发明的教导，通过仅利用可变增益放大器302，消除了两个单独的可变增益放大器之间可能存在的任何偏移(例如，图2的第一可变增益放大器202和第二可变增益放大器204之间可能存在的偏移，诸如过程不匹配或R1/R2与R3/R4的增益不匹配电阻比率)的缺点。如将示出的，图3的单个可变增益放大器302放大或增益升高(gain up)参考信号U1 303以生成第一调整信号U1A305，将其存储在存储元件C1 348上，并且然后在稍后的时间处放大或增益升高反馈信号U2 309以生成第二调整信号U2A 311，该第二调整信号U2A 311然后与存储的第一调整信号U1A 305进行比较。在不具有可变增益放大器302的情况下，比较器308的内部偏移可以大于参考信号U1 303和反馈信号U2 309。在具有可变增益放大器302的情况下，第一调整信号U1A 305和第二调整信号U2A 311是可以降低或消除比较器308的任何内部偏移的影响的较高幅度的信号。
为了例示，图3中所描绘的实施例示出了可变增益电路312包括不重叠时钟发生器336，不重叠时钟发生器336被耦合以响应于时钟信号UCLK 341而生成第一时钟信号UK1 337和第二时钟信号UK2 339。在一个实施例中，第一时钟信号UK1 337的逻辑高脉冲和第二时钟信号UK2 339的逻辑高脉冲是不重叠的。在一个实施例中，在第一时钟信号UK1 337的逻辑高脉冲和第二时钟信号UK2 339的逻辑高脉冲之间还存在停滞时间(dead time)，使得存在第一时钟信号UK1 337和第二时钟信号UK1 339二者在各自的逻辑高脉冲之间为逻辑低的时间。
继续所描绘的实施例，可变参考发生器320被耦合以响应于调光控制信号UDIM 315而生成参考信号U1 303，并且辅助放大器306被耦合以响应于第一调整信号U1A 305而生成增益信号UGAIN 307。第一开关电路352被耦合以接收参考信号U1 303、第一时钟信号UK1337、反馈信号U2 309和第二时钟信号UK2 339。第一开关电路352被耦合以在第一时钟信号UK1 337的逻辑高脉冲期间对参考信号U1 303进行采样。第一开关电路352被耦合以在第二时钟信号UK2 339的逻辑高脉冲期间对反馈信号U2 309进行采样。
可变增益放大器302被耦合以接收第一开关电路352的输出和增益信号UGAIN 307。可变增益放大器302被耦合以响应于增益信号UGAIN307而改变第一开关电路352的输出的增益或放大率。
在一个实施例中，电压偏移电路345也被包括在第一开关电路352的输出与可变增益放大器302的输入之间。在运行中，电压偏移电路345可以被耦合以在可变增益放大器302的输出在阈值以下时，将偏移电压明确地引入到参考信号U1 303以及反馈信号U2 309的低电压值，以降低单个可变增益放大器302的随机偏移的影响，以进一步保证低至接近于零伏特的恰当运行。在实施中，过程变化可以引入正偏移或负偏移，出于解释的目的，在图3中通过虚线的电压源338例示了该正偏移或负偏移。对于正偏移338，到可变增益放大器302的输入不受影响，因为辅助放大器可以调整增益信号UGAIN 307。然而，当负偏移338的幅度大于参考信号U1 303或反馈信号U2 309时，可变增益放大器302的输入可能在零伏特或负电压处。因此，如果可变增益放大器302接收在零伏特处的输入信号，则所需的增益信号UGAIN307将是无限的。在另一种情况下，如果可变增益放大器302接收具有负电压的输入信号，则可变增益放大器302的输出将提供对应于最低轨道供应电压的输出。
为了防止上述场景，电压偏移电路345在可变增益放大器UVGA 360的输出在阈值VTHR 353以下时通过断开开关S5 343和闭合开关S6 351来向第一开关电路352的输出提供正偏移电压355。在一个实施例中，阈值VTHR 353可以是1.5伏特。如果可变增益放大器UVGA360的输出在阈值VTHR 353以上，则不需要附加的偏移电压355，并且偏移电路闭合开关S5343和断开开关S6 351。在这样做时，根据本发明的教导，单个可变增益放大器302可以因此保持在高增益运行区域中运行；即使当参考信号U1 303和反馈信号U2 309接近零伏特时。
继续所描绘的实施例，第二开关电路354具有被耦合以接收可变增益放大器302的输出、第一时钟信号UK1 337和第二时钟信号UK2 339的输入。第二开关电路354的第一输出被耦合以在第一时钟信号UK1337的逻辑高脉冲期间输出第一调整信号U1A 305，并且第二开关电路354的第二输出被耦合以在第二时钟信号UK2 339的逻辑高脉冲期间输出第二调整信号U2A 311。存储元件348耦合到第二开关电路354的第一输出，以存储第二开关电路354的第一输出处的第一调整信号U1A305。在一个实施例中，存储元件348包括电容器C1，以存储第一调整信号U1A 305的电压，该电压是在第一时钟信号UK1 337的逻辑高脉冲期间由第二开关电路354输出的。
如所描绘的实施例中所示出的，包括在控制器中的比较器电路308耦合到信号放大器301中的可变增益电路312，以将第一调整信号U1A305与第二调整信号U2A 311进行比较以输出开关请求事件UCC 313。具体地，比较器电路308耦合到存储元件348和第二开关电路354的第二输出，以在第二时钟信号UK2 339的逻辑高脉冲结束时响应于第一调整信号U1A305与第二调整信号U2A 311的比较而输出开关请求事件UCC 313，该开关请求事件UCC 313将由功率转换器的开关请求电路接收。
如图3中所描绘的实施例中所示出的，触发器350耦合到比较器电路308的输出，以响应于第二时钟信号UK2 339而锁存来自比较器电路308的开关请求事件UCC 313。在一个实施例中，反相器349耦合到触发器350的时钟输入，使得触发器350被耦合以响应于反相的第二时钟信号UK2 339而锁存来自比较器电路308的开关请求事件UCC 313。因此，在一个实施例中，触发器350被耦合以响应于第二时钟信号UK2339的下降沿而锁存请求事件UCC 313。
为了例示，图4是例示了根据本公开内容的一实施方案的在图3的示例信号放大器301中发现的各种示例波形脉冲的时序图。因此，应理解，下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与如上文所描述的类似地被耦合和起作用。如图4中所示出的，UCLK 441的逻辑高脉冲的上升沿在时间t1处开始。第一时钟信号UK1 437的逻辑高脉冲在时间t2处出现。在时间t3处，出现时钟信号UCLK 441的逻辑高脉冲的下降沿，这导致第一时钟信号UK1 437的下降沿在时间t4处出现。在时间t4与时间t5之间的停滞时间之后，第二时钟信号UK2 439的上升沿在时间t5处出现。在时间t6处，出现第二时钟信号UK2 439的下降沿，这导致开关请求事件UCC 413的上升沿响应于第二时钟信号UK2439的下降沿也在时间t6处出现。在时间t6之后在第一时钟信号UK1437与第二时钟信号UK2 439之间存在停滞时间。在时间t7处，出现第二时钟信号UK2 439的下降沿，这导致开关请求事件UCC 413转变为逻辑低。
如先前所提及的，图5是例示了根据本公开内容的一实施方案的包括控制器595的功率转换器500的一个实施例的示意图，该控制器595具有被耦合以向负载568提供恒定电流IO 570输出的信号放大器501和比较器电路508。应理解，图5的信号放大器501可以是图3的信号放大器301或图1的信号放大器101的一个实施例，并且下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与如上文所描述的类似地被耦合和起作用。
如图5中所描绘的实施例中所例示的，功率转换器500包括耦合在功率转换器500的输入和输出之间的能量传递元件560。在所描绘的实施例中，出于解释的目的，以反激式拓扑来配置功率转换器500，但是应理解，其他功率转换器拓扑也可以得益于本发明的教导。如所描绘的实施例中所示出的，能量传递元件560的输入包括耦合到功率开关582的初级绕组558，该功率开关582耦合到初级侧接地574。初级绕组558还耦合到输入电容器CIN554以接收输入电压VIN 552。箝位电路556耦合在能量传递元件560的初级绕组558两端，以箝位功率开关582暴露于的电压。能量传递元件560的输出包括次级绕组562，该次级绕组562耦合到输出电容器CO 564，该输出电容器CO 564耦合到次级接地576和整流器电路578。
在所描绘的实施例中，功率转换器500的输出与功率转换器500的输入电流隔离，使得在初级接地574和次级接地576之间不存在直流(dc)路径。在所描绘的实施例中，整流器电路578用通过同步整流器控制信号580控制的同步整流器来实施。应理解，在其他实施例中，可以利用诸如例如二极管电路的其他电路来实施整流器电路578。
图5中所示出的实施例还例示了负载568(诸如例如一串发光二极管(LED))耦合到功率转换器500的输出以从功率转换器500接收恒定电流(CC)IO 570。在所例示的实施例中，应理解，LED负载568的亮度用由功率转换器500的输出提供的恒定电流IO 570控制。对于来自LED负载568的较暗照明条件，由功率转换器500提供较小的恒定电流IO 570，并且对于来自LED负载568的较亮照明条件，由功率转换器500提供较大的恒定电流IO 570。
为了调节提供给负载568的恒定电流IO 570，控制器595被包括在功率转换器500中，并且被耦合以响应于反馈信号U2 509而生成驱动信号UD 584以控制功率开关582的开关，这控制能量从功率转换器500的输入到负载568的传递。在所描绘的实施例中，反馈信号U2 509表示功率转换器500的输出，并且在感测电阻器RSEN 590两端生成，RSEN590耦合在次级接地576与负载568之间。在一个实施例中，反馈信号U2 509表示通过负载568的电流IO570。
如所描绘的实施例中所示出的，控制器595包括次级控制器587和初级控制器586。在该实施例中，次级控制器587被耦合以接收表示功率转换器500的输出的反馈信号U2 509以生成同步整流器控制信号580以控制同步整流器的开关。在该实施例中，次级控制器587还生成反馈请求信号UFBR 588，该反馈请求信号UFBR 588由初级控制器接收以生成驱动信号UD 584以控制功率开关582的开关以控制能量从功率转换器500的输入到输出的传递。
在图5中所描绘的实施例中，信号放大器501被耦合以接收反馈信号U2 509，并且被耦合以生成第一调整信号U1A 505和第二调整信号U2A 507，如上文在图1-图4中所详细讨论的。比较器电路508被耦合以将第一调整信号U1A 505与第二调整信号U2A 507进行比较以生成开关请求信号UCC 513，该开关请求信号UCC 513被耦合以由开关请求电路589接收。在一个实施例中，开关请求电路589被耦合以生成同步整流器控制信号580和反馈请求信号UFBR 588以调节提供给负载568的恒定电流IO 570。在该实施例中，根据本发明的教导，同步整流器控制信号580控制整流器电路578中的同步整流器的开关，并且反馈请求信号UFBR588由初级控制器586接收以生成驱动信号UD 584，以控制功率开关582的开关。在一个实施例中，根据本发明的教导，反馈请求信号UFBR 588可以通过磁或光通信链路由初级控制器586从次级控制器587接收，使得功率转换器500的输入与输出之间的电流隔离被维持。
对本发明的例示的实施例的以上述描述，包括摘要中所描述的内容，并非意在是穷举的或是对所公开的确切形式的限制。尽管出于例示性目的在本文中描述了本发明的具体实施方案和实施例，但是在不脱离本发明的更广泛的精神和范围的情况下，各种等同改型是可能的。实际上，应理解，提供具体示例电压、电流、频率、功率范围值、时间等是用于解释的目的，并且根据发明的教导，也可以在其他实施方案和实施例中采用其他值。

Claims (22)

1.一种用于功率转换器的信号放大器，包括：
可变参考发生器，所述可变参考发生器被耦合以响应于调光控制信号而生成参考信号；
可变增益电路，所述可变增益电路被耦合以接收所述参考信号、增益信号和表示所述功率转换器的输出的反馈信号，其中所述可变增益电路被耦合以响应于所述参考信号和所述增益信号而输出第一调整信号，并且其中所述可变增益电路被耦合以响应于所述反馈信号和所述增益信号而输出第二调整信号；和
辅助放大器，所述辅助放大器被耦合以响应于所述第一调整信号和设置信号而输出所述增益信号。
2.根据权利要求1所述的信号放大器，其中所述可变增益电路包括：
第一可变增益放大器，所述第一可变增益放大器被耦合以接收所述参考信号和所述增益信号，其中所述第一可变增益放大器被耦合以响应于所述增益信号而改变所述参考信号的第一增益以输出所述第一调整信号；和
第二可变增益放大器，所述第二可变增益放大器被耦合以接收所述反馈信号和所述增益信号，其中所述第二可变增益放大器被耦合以响应于所述增益信号而改变所述反馈信号的第二增益以输出所述第二调整信号。
3.根据权利要求1所述的信号放大器，其中所述可变增益电路包括：
第一运算放大器，所述第一运算放大器具有被耦合以接收所述参考信号的第一输入和被耦合以生成所述第一调整信号的输出；
第一分压器，所述第一分压器包括耦合到第二电阻器的第一电阻器，其中所述第一电阻器的第一端耦合到所述第一运算放大器的输出，其中所述第一电阻器的第二端耦合到所述第一运算放大器的第二输入，其中所述第一电阻器与所述第二电阻器的第一电阻比率被耦合以响应于所述增益信号而被调整以改变所述第一运算放大器的第一增益；
第二运算放大器，所述第二运算放大器具有被耦合以接收所述反馈信号的第一输入和被耦合以生成所述第二调整信号的输出；和
第二分压器，所述第二分压器包括耦合到第四电阻器的第三电阻器，其中所述第三电阻器的第一端耦合到所述第二运算放大器的输出，其中所述第三电阻器的第二端耦合到所述第二运算放大器的第二输入，其中所述第三电阻器与所述第四电阻器的第二电阻比率被耦合以响应于所述增益信号而被调整以改变所述第二运算放大器的第二增益。
4.根据权利要求1所述的信号放大器，其中所述可变参考发生器包括：
第一电流源，所述第一电流源被耦合以提供第一参考电流；
可变电流源，所述可变电流源耦合到所述第一电流源，以响应于所述调光控制信号而从所述第一参考电流分流可变电流；和
参考电阻器，所述参考电阻器耦合到所述第一电流源和所述可变电流源，以响应于所述第一参考电流与所述可变电流之间的差而生成所述参考信号。
5.根据权利要求1所述的信号放大器，其中比较器电路被耦合以将所述第一调整信号与所述第二调整信号进行比较，以响应于所述第一调整信号与所述第二调整信号的比较而将开关请求事件输出到所述功率转换器的开关请求电路。
6.根据权利要求1所述的信号放大器，其中可变增益电路包括：
不重叠时钟发生器，所述不重叠时钟发生器被耦合以生成第一时钟信号和第二时钟信号，其中所述第一时钟信号的逻辑高脉冲和所述第二时钟信号的逻辑高脉冲是不重叠的；
第一开关电路，所述第一开关电路被耦合以接收所述参考信号、所述第一时钟信号、所述反馈信号和所述第二时钟信号，其中所述第一开关电路的输出被耦合以在所述第一时钟信号的逻辑高脉冲期间输出所述参考信号，并且其中所述第一开关电路的输出被耦合以在所述第二时钟信号的逻辑高脉冲期间输出所述反馈信号；
可变增益放大器，所述可变增益放大器具有被耦合以接收所述第一开关电路的输出和所述增益信号的输入，其中所述可变增益放大器被耦合以响应于所述增益信号而改变第一开关电路的输出的增益；
第二开关电路，所述第二开关电路具有被耦合以接收所述可变增益放大器的输出、所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的输入，其中所述第二开关电路的第一输出被耦合以在所述第一时钟信号的逻辑高脉冲期间输出所述第一调整信号，并且其中所述第二开关电路的第二输出被耦合以在所述第二时钟信号的逻辑高脉冲期间输出所述第二调整信号；和
存储元件，所述存储元件耦合到所述第二开关电路的第一输出，以存储所述第二开关电路的第一输出处的所述第一调整信号。
7.根据权利要求6所述的信号放大器，所述信号放大器还包括耦合在所述第一开关电路的输出与所述可变增益放大器的输入之间的电压偏移电路。
8.根据权利要求7所述的信号放大器，其中所述电压偏移电路被耦合以在所述可变增益放大器电路的输出在阈值以下时向所述第一开关电路的输出提供偏移。
9.根据权利要求6所述的信号放大器，其中所述存储元件包括电容器，所述电容器耦合到所述第二开关电路的第一输出，以存储所述第二开关电路的第一输出处的所述第一调整信号。
10.根据权利要求6所述的信号放大器，其中比较器电路耦合到所述存储元件和所述第二开关电路的第二输出，以在所述第二时钟信号的逻辑高脉冲期间响应于所述第一调整信号与所述第二调整信号的比较而将开关请求事件输出到所述功率转换器的开关请求电路。
11.根据权利要求10所述的信号放大器，其中触发器耦合到所述比较器电路的输出，以响应于所述第二时钟信号而锁存来自所述比较器电路的所述开关请求事件。
12.根据权利要求11所述的信号放大器，其中所述触发器被耦合以响应于反相的第二时钟信号而锁存来自所述比较器电路的所述开关请求事件。
13.一种功率转换器，包括：
能量传递元件，所述能量传递元件耦合在功率转换器输入与功率转换器输出之间；
功率开关，所述功率开关耦合到所述能量传递元件的输入和所述功率转换器输入；和
控制器，所述控制器被耦合以响应于表示所述功率转换器输出的反馈信号而生成驱动信号，所述驱动信号被耦合以控制所述功率开关的开关以控制能量从所述功率转换器输入到耦合到所述功率转换器输出的负载的传递，其中所述控制器被耦合以调节到耦合到所述功率转换器输出的所述负载的恒定负载电流，其中所述控制器包括：
信号放大器，所述信号放大器被耦合以接收所述反馈信号，并且被耦合以生成第一调整信号和第二调整信号，其中所述信号放大器包括：
可变参考发生器，所述可变参考发生器被耦合以响应于调光控制信号而生成参考信号；
可变增益电路，所述可变增益电路被耦合以接收所述参考信号、增益信号和所述反馈信号，其中所述可变增益电路被耦合以响应于所述参考信号和所述增益信号而输出所述第一调整信号，并且其中所述可变增益电路被耦合以响应于所述反馈信号和所述增益信号而输出所述第二调整信号；和
辅助放大器，所述辅助放大器被耦合以响应于所述第一调整信号和设置信号而输出所述增益信号；
比较器电路，所述比较器电路被耦合以将所述第一调整信号与所述第二调整信号进行比较，以输出开关请求事件；和
开关请求电路，所述开关请求电路被耦合以接收来自所述比较器电路的所述开关请求事件，以控制耦合到所述功率转换器的输出的同步整流器的开关；和
初级控制器电路，所述初级控制器电路被耦合以接收来自所述开关请求电路的反馈请求信号，以生成所述驱动信号以控制所述功率开关的开关。
14.根据权利要求13所述的功率转换器，其中所述可变增益电路包括：
第一可变增益放大器，所述第一可变增益放大器被耦合以接收所述参考信号和所述增益信号，其中所述第一可变增益放大器被耦合以响应于所述增益信号而改变所述参考信号的第一增益以输出所述第一调整信号；和
第二可变增益放大器，所述第二可变增益放大器被耦合以接收所述反馈信号和所述增益信号，其中所述第二可变增益放大器被耦合以响应于所述增益信号而改变所述反馈信号的第二增益以输出所述第二调整信号。
15.根据权利要求13所述的功率转换器，其中所述可变增益电路包括：
第一运算放大器，所述第一运算放大器具有被耦合以接收所述参考信号的第一输入和被耦合以生成所述第一调整信号的输出；
第一分压器，所述第一分压器包括耦合到第二电阻器的第一电阻器，其中所述第一电阻器的第一端耦合到所述第一运算放大器的输出，其中所述第一电阻器的第二端耦合到所述第一运算放大器的第二输入，其中所述第一电阻器与所述第二电阻器的第一电阻比率被耦合以响应于所述增益信号而被调整以改变所述第一运算放大器的第一增益；
第二运算放大器，所述第二运算放大器具有被耦合以接收所述反馈信号的第一输入和被耦合以生成所述第二调整信号的输出；和
第二分压器，所述第二分压器包括耦合到第四电阻器的第三电阻器，其中所述第三电阻器的第一端耦合到所述第二运算放大器的输出，其中所述第三电阻器的第二端耦合到所述第二运算放大器的第二输入，其中所述第三电阻器与所述第四电阻器的第二电阻比率被耦合以响应于所述增益信号而被调整以改变所述第二运算放大器的第二增益。
16.根据权利要求13所述的功率转换器，其中所述可变参考发生器包括：
第一电流源，所述第一电流源被耦合以提供第一参考电流；
可变电流源，所述可变电流源耦合到所述第一电流源，以响应于所述调光控制信号而从所述第一参考电流分流可变电流；和
参考电阻器，所述参考电阻器耦合到所述第一电流源和所述可变电流源，以响应于所述第一参考电流与所述可变电流之间的差而生成所述参考信号。
17.根据权利要求13所述的功率转换器，其中可变增益电路包括：
不重叠时钟发生器，所述不重叠时钟发生器被耦合以生成第一时钟信号和第二时钟信号，其中所述第一时钟信号的逻辑高脉冲和所述第二时钟信号的逻辑高脉冲是不重叠的；
第一开关电路，所述第一开关电路被耦合以接收所述参考信号、所述第一时钟信号、所述反馈信号和所述第二时钟信号，其中所述第一开关电路的输出被耦合以在所述第一时钟信号的逻辑高脉冲期间输出所述参考信号，并且其中所述第一开关电路的输出被耦合以在所述第二时钟信号的逻辑高脉冲期间输出所述反馈信号；
可变增益放大器，所述可变增益放大器具有被耦合以接收所述第一开关电路的输出和所述增益信号的输入，其中所述可变增益放大器被耦合以响应于所述增益信号而改变第一开关电路的输出的增益；
第二开关电路，所述第二开关电路具有被耦合以接收所述可变增益放大器的输出、所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的输入，其中所述第二开关电路的第一输出被耦合以在所述第一时钟信号的逻辑高脉冲期间输出所述第一调整信号，并且其中所述第二开关电路的第二输出被耦合以在所述第二时钟信号的逻辑高脉冲期间输出所述第二调整信号；和
存储元件，所述存储元件耦合到所述第二开关电路的第一输出，以存储所述第二开关电路的第一输出处的所述第一调整信号。
18.根据权利要求17所述的功率转换器，所述功率转换器还包括耦合在所述第一开关电路的输出与所述可变增益放大器的输入之间的电压偏移电路。
19.根据权利要求18所述的功率转换器，其中所述电压偏移电路被耦合以在所述可变增益放大器电路的输出在阈值以下时向所述第一开关电路的输出提供偏移。
20.根据权利要求17所述的功率转换器，其中所述存储元件包括电容器，所述电容器耦合到所述第二开关电路的第一输出，以存储所述第二开关电路的第一输出处的所述第一调整信号。
21.根据权利要求17所述的功率转换器，其中所述比较器电路耦合到所述存储元件和所述第二开关电路的第二输出，以在所述第二时钟信号的逻辑高脉冲期间响应于所述第一调整信号与所述第二调整信号的比较而输出所述开关请求事件。
22.根据权利要求21所述的功率转换器，其中触发器耦合在所述比较器电路的输出和所述开关请求电路之间，以响应于所述第二时钟信号而锁存来自所述比较器电路的所述开关请求事件。
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