TWI448060B - A system and method for adjusting a power converter - Google Patents
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Description
本發明涉及積體電路。更具體地,本發明提供了用於定壓模式和定流模式的系統和方法。僅僅作為示例,本發明已被應用於具有初級側感測(sensing)和調整(regulation)的返馳式電源變換器。但是將認識到,本發明具有更廣的應用範圍。
返馳式電源變換器因其簡單的結構和低的成本而被廣泛應用在低功率應用中。但是在傳統返馳式變換器中,通常利用光電耦合器和TL431的隔離佈置通過次級側回饋來執行輸出電壓調整。除了增加系統成本以外,由於電纜損耗引起的電壓降通常是難以補償的。
圖1是用於具有次級側控制的開關模式返馳式電源變換系統的簡化傳統示圖。如圖1所示,PWN控制器110用來控制和驅動電源MOSFET M1。使電源MOSFET M1導通和截止來控制遞送給次級側上的負載的功率。因此,恒定輸出電壓(CV)模式和恒定輸出電流(CC)模式可以通過次級側調整來獲得。
圖2是示出返馳式電源變換系統的輸出電壓和輸出電流特性的簡化傳統示圖。如圖2所示,如果輸出電流Io
在從零至Imax
,的範圍中,則系統在定壓(CV)模式中操作。在CV模式中,輸出電壓Vo
例如等於Vmax
。替代地,如果輸出電壓在Vmax
以下,則系統在定流(CC)模式中操作。在CC模式中,輸出電流Io
例如等於Imax
,。在另一示例中,如果系統的輸出端子連接到經放電電池,則系統在CC模式中操作。
為了減小開關模式返馳式電源變換器的成本和大小並且也為了提高其效率,具有初級側調整的電源變換器已變得越來越流行。在初級側調整中,通過檢測緊密耦合到次級繞組的輔助繞組的電壓來感測輸出電壓。由於輔助繞組的電壓反映出(image)與次級繞組相關聯的輸出電壓,因此在輔助繞組中感測出的電壓可被用來調整次級側輸出電壓。通常不需要TL431和光電耦合器中的昂貴部分,因此可以減小成本和大小。另外,利用感測到的輸出電壓的資訊,可以基於控制器的內部計算來調整輸出電流。因此,通常不需要用於輸出電流的感測電阻器,因此可以提高整體變換效率。
圖3是具有初級側感測和調節的開關模式返馳式電源變換系統的簡化傳統示圖。圖4是具有初級側感測和調節的開關模式返馳式電源變換系統的另一簡化傳統示圖。
如圖所示,輸出電壓Vout
被映射到節點INV處的DC電壓VINV
,因此通過VINV
的調整來調整。在初級側調整中,VINV
和Vout
的關係可表達為:
其中,n是輔助繞組匝數與次級繞組匝數之比。另外,VD1
和VD2
是前向二極體壓降。
設置,因此,Vout
由下式給出:
輸出電壓通過對輔助繞組的電壓的調整來調整。例如,感測到的電壓VINV
與預定電壓位準VREF
相比較。VINV
與VREF
之差與誤差信號相關聯,此VINV
與VREF
之差被誤差放大器放大。至少部分地基於經放大的誤差信號來產生PWM/PFM信號。
PWM/PFM信號控制電源開關的接通/斷開,因此控制遞送給次級側的功率。結果,VINV
與VREF
之差變得越來越小,並且最終,VINV
變得等於VREF
。由於VINV
是輸出電壓Vout
的反映,因此如果某些條件得到滿足,則輸出電壓Vout
可以線性地取決於VINV
,因此取決於VREF
。
具體地,如下所示,如果二極體D1和D2兩端的前向電壓恒定,則輸出電壓Vout
線性地取決於VREF
。
然而,二極體的前向電壓通常取決於流經該二極體的電流。因此,如果負載電流改變,則D2的前向電壓改變。由於流經D1的電流即使在輸出負載電流改變時也不變,因此D1的前向電壓總是恒定的。
圖5是具有初級側感測和調節的開關模式返馳式電源變換系統之又一簡化傳統示圖。電源變換系統2000包括初級繞組2010、次級繞組2012、輔助繞組2014、電源開關2020、電流感測電阻器2030、輸出電纜的等效電阻器2040、電阻器2050和2052,以及整流二極體2060和2062。例如,電源開關2020是NPN雙極電晶體。在另一示例中,電源開關2020是MOSFET電晶體。在又一示例中,電源開關2020是IGBT電晶體。
如圖5所示,為了在預定範圍內調整輸出電壓,與輸出電壓和輸出負載有關的資訊通常需要被提取出來。在斷續傳導模式(DCM)中,這樣的資訊可以通過輔助繞組2014來提取。當電源開關2020導通時,能量被儲存在次級繞組2012中。然後,當電源開關2020截止時,所儲存能量被釋放到輸出端子,並且輔助繞組2014的電壓映射初級側上的輸出電壓,如下所示。
其中,VFB
表示節點2054處的電壓。R1
和R2
分別表示電阻器2050和2052的電阻值。另外,n表示輔助繞組2014與次級繞組2012之間的匝數比。具體地,n等於輔助繞組2014的匝數除以次級繞組2012的匝數。Vo
和Io
分別表示輸出電壓和輸出電流。此外,分別地,VD1
表示整流二極體2062的前向電壓,VD2
表示整流二極體2060的前向電壓。此外,Req
表示等效電阻器2040的電阻值,並且k表示等於的回饋係數。
圖6是示出返馳式電源變換系統2000的傳統操作機制的簡化示圖。如圖6所示,變換系統2000的控制器晶片使用採樣保持機制。次級側上的退磁處理幾乎完成並且次級繞組2012的電流Isec
幾乎變為零時,節點2054處的電壓VFB
(其與輔助繞組2012的Vaux
成比例)例如在圖6的點A處被採樣。採樣得到的電壓值通常被保持直到執行下一電壓採樣為止。通過負反饋環,採樣電壓值可以變得等於參考電壓VREF
。因此,
V FB
=V REF
(5)
組合等式4和5,可以獲得下式:
基於等式6,輸出電壓隨著輸出電流的增大而減小。另外,如上所述的控制方案通常由於二極體D2的前向電壓的改變而對輸出電壓具有較差的調整。
此外,如果電源變換系統2000在斷續傳導模式(DCM)中操作,則也可調整輸出電流,以便獲得恒定輸出電流。如圖6所示,輸出電流在每個開關週期中等於次級繞組2012的電流Isec
的平均值,如下所示:
其中,N表示初級繞組2010與次級繞組2012之間的匝數比。具體地,N等於初級繞組2010的匝數除以次級繞組2012的匝數。另外,T表示積分週期,並且Ts
表示等於電源變換系統2000的開關頻率的倒數的開關週期。例如,T等於或大於Ts
。此外,Rs
表示電流感測電阻器2030的電阻值。而且,Vcs_pk
表示電流感測電阻器2030在每個開關週期內感測到的電壓Vcs
的峰值,並且TDemag
表示退磁處理在每個開關週期內的持續時間。根據某種傳統技術,輸出電流可以取決於初級繞組的電感;因此,輸出電流通常經受大的變化,其在大批量生產中通常不能得到有效地補償。
因此,非常希望改進用於輸出電壓調整和輸出電流控制的技術,例如,非常希望進行初級繞組電感補償。
本發明涉及積體電路。更具體地,本發明提供了用於定壓模式和定流模式的系統和方法。僅僅作為示例,本發明已被應用於具有初級側感測和調整的返馳式電源變換器。但是將認識到,本發明具有更廣的應用範圍。
根據一個實施例,一種用於調整電源變換器的系統包括第一信號產生器,配置以至少接收第一感測信號並且至少產生與退磁相關聯的第一輸出信號。另外,該系統包括採樣元件,配置以至少接收輸入信號和第二輸出信號,至少基於與第二輸出信號相關聯的資訊來採樣輸入信號,並且至少產生與一個或多個經採樣大小相關聯的第三輸出信號。此外,該系統包括誤差放大器,配置以至少接收第三輸出信號和第一閾值電壓並且通過電容器至少產生第四輸出信號,該電容器被耦合到該誤差放大器。此外,該系統包括補償元件,配置以至少接收第四輸出信號並且至少產生補償信號。輸入信號是補償信號與第一感測信號的組合。第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且次級繞組與該電源變換器的輸出電流和輸出電壓相關聯。另外,該系統包括用於至少調整輸出電流的第一控制器。例如,第一控制器配置以至少接收第一輸出信號和第三輸出信號,並且至少基於與第一輸出信號和第三輸出信號相關聯的資訊來至少產生第一控制信號。此外,該系統包括用於至少調整輸出電壓的第二控制器。例如,第二控制器配置以至少接收第四輸出信號並且至少基於與第四輸出信號相關聯的資訊來至少產生第二控制信號和第三控制信號。此外,該系統包括振盪器,配置以至少接收第一控制信號和第二控制信號並且至少產生時鐘信號,以及第二信號產生器,配置以至少接收時鐘信號、第三控制信號和第四控制信號並且至少產生調節信號。另外,該系統包括閘驅動器,配置以至少接收調節信號並且至少將驅動信號輸出給開關。例如,該開關配置以影響流經耦合到次級繞組的初級繞組的第一電流。此外,該系統包括第三控制器,用於至少調整峰值電流。例如,第三控制器配置以接收第三控制信號、第二感測信號和第二閾值電壓,並且將第四控制信號輸出給第二信號產生器。在另一示例中,第二感測信號與流經電源變換器的初級繞組的第一電流相關聯。
根據另一實施例,一種用於調整電源變換器的系統包括採樣元件,配置以至少接收輸入信號,採樣輸入信號,並且至少產生與一個或多個經採樣大小相關聯的第一輸出信號。例如,輸入信號至少與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且次級繞組與電源變換器的輸出電流和輸出電壓有關。另外,該系統包括誤差放大器,配置以至少接收第一輸出信號和閾值電壓並且通過電容器產生第二輸出信號,並且產生第三輸出信號,該電容器被耦合到該誤差放大器。此外,該系統包括前向饋送元件,配置以接收第三輸出信號,並且至少基於與第三輸出信號相關聯的資訊產生第四輸出信號;以及控制器,用於至少調整輸出電壓。例如,控制器配置以至少接收第二輸出信號和第四輸出信號,並且至少產生第一控制信號。此外,該系統包括信號產生器,配置以至少接收第一控制信號並且至少基於與第一控制信號相關聯的資訊來至少產生調節信號;以及閘驅動器,配置以至少接收調節信號並且至少將驅動信號輸出給開關。例如,該開關配置以影響流經耦合到次級繞組的初級繞組的第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統包括採樣元件,配置以至少接收輸入信號,採樣輸入信號,並且至少產生與一個或多個經採樣大小相關聯的第一輸出信號;以及誤差放大器,配置以至少接收第一輸出信號和閾值電壓並且通過電容器產生第二輸出信號,並且產生第三輸出信號,該電容器被耦合到該誤差放大器。另外,該系統包括前向饋送元件,配置以接收第三輸出信號,並且至少基於與第三輸出信號相關聯的資訊產生第四輸出信號;以及控制器,配置以至少接收第二輸出信號和第四輸出信號,並且至少產生控制信號。此外,該系統包括補償元件,配置以至少接收第二輸出信號並且至少基於與第二輸出信號相關聯的資訊來至少產生補償信號,輸入信號是補償信號與另一信號的組合。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統包括第一信號產生器,配置以至少接收輸入信號並且至少產生與退磁相關聯的第一輸出信號和與採樣相關聯的第二輸出信號。例如,輸入信號至少與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且次級繞組與電源變換器的輸出電流和輸出電壓有關。另外,該系統包括採樣元件,配置以至少接收輸入信號和第二輸出信號,至少基於與第二輸出信號相關聯的資訊來採樣輸入信號,並且至少產生與一個或多個經採樣大小相關聯的第三輸出信號。此外,該系統包括第一控制器,用於至少調整輸出電流,該第一控制器配置以至少接收第一輸出信號和第三輸出信號,並且至少基於與第一輸出信號和第三輸出信號相關聯的資訊來至少產生第一控制信號。此外,該系統包括振盪器,配置以至少接收第一控制信號並且至少基於與第一控制信號相關聯的資訊來至少產生時鐘信號;以及第二信號產生器,配置以至少接收時鐘信號和第二控制信號,並且至少基於與時鐘信號和第二控制信號相關聯的資訊來至少產生調節信號。另外,該系統包括閘驅動器,配置以至少接收調節信號並且至少將驅動信號輸出給開關。例如,開關配置以影響流經耦合到次級繞組的初級繞組的第一電流。此外,該系統包括用於至少調整峰值電流的第三控制器,配置以至少接收感測信號和閾值電壓,並且將第二控制信號輸出給第二信號產生器。例如,感測信號與流經電源變換器的初級繞組的第一電流相關聯。調節信號對應於開關頻率,並且第一輸出信號對應於退磁脈衝寬度。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統包括用於至少調整峰值電流的控制器。例如,控制器配置以至少接收感測信號和第一閾值信號並且至少產生第一控制信號,並且感測信號與流經電源變換器的初級繞組的第一電流相關聯。另外,該系統包括信號產生器,配置以至少接收第一控制信號並且至少產生調節信號;以及閘驅動器,配置以至少接收調節信號並且至少將驅動信號輸出給開關。例如,該開關配置以影響第一電流。在另一示例中,該控制器包括第一比較器,配置以接收感測信號和第一閾值電壓,並且至少基於與感測信號和第一閾值電壓相關聯的資訊產生比較信號;以及電荷泵,配置以接收比較信號並且至少基於與比較信號相關聯的資訊來產生第二控制信號。另外,該控制器包括閾值產生器,配置以接收第二控制信號並且至少基於與第二控制信號相關聯的資訊產生第二閾值電壓;以及第二比較器,配置以接收第二閾值電壓和感測信號,並且至少基於與第二閾值電壓和感測信號相關聯的資訊產生第一控制信號。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法包括由第一信號產生器至少接收輸入信號並且至少基於與輸入信號相關聯的資訊來至少產生與退磁相關聯的第一輸出信號和與採樣相關聯的第二輸出信號。另外,該方法包括通過採樣元件來至少接收輸入信號和第二輸出信號,至少基於與第二輸出信號相關聯的資訊來採樣輸入信號,並且至少產生與一個或多個經採樣大小相關聯的第三輸出信號;通過誤差放大器來至少接收第三輸出信號和第一閾值電壓並且通過電容器至少產生第四輸出信號,該電容器被耦合到該誤差放大器。此外,該方法包括通過補償元件來至少接收第四輸出信號並且至少基於與第四輸出信號相關聯的資訊來至少產生補償信號。例如,輸入信號是補償信號與第一感測信號的組合。在另一示例中,第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且次級繞組與該電源變換器的輸出電流和輸出電壓相關聯。另外,該方法包括通過用於至少調整輸出電流的第一控制器來至少接收第一輸出信號和第三輸出信號,並且至少基於與第一輸出信號和第三輸出信號相關聯的資訊來至少產生第一控制信號;通過用於至少調整輸出電壓的第二控制器來至少接收第四輸出信號並且至少基於與第四輸出信號相關聯的資訊來至少產生第二控制信號和第三控制信號。此外,該方法包括通過振盪器來至少接收第一控制信號和第二控制信號並且通過該振盪器至少產生時鐘信號;通過第二信號產生器來至少接收時鐘信號、第三控制信號和第四控制信號並且通過該第二信號產生器至少產生調節信號。另外,該方法包括通過閘驅動器來至少接收調節信號並且至少將驅動信號輸出給開關以影響流經耦合到次級繞組的初級繞組的第一電流;通過用於至少調整峰值電流的第三控制器來接收第三控制信號、第二感測信號和第二閾值電壓,並且將第四控制信號輸出給第二信號產生器。例如,第二感測信號與流經電源變換器的初級繞組的第一電流相關聯。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法包括通過採樣元件來至少接收輸入信號。例如,輸入信號至少與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且次級繞組與電源變換器的輸出電流和輸出電壓有關。另外,該方法包括通過採樣元件對輸入信號採樣,至少產生與一個或多個經採樣大小相關聯的第一輸出信號;通過誤差放大器來至少接收第一輸出信號和閾值電壓並且通過電容器產生第二輸出信號,該電容器被耦合到該誤差放大器。此外,該方法包括通過誤差放大器產生第三輸出信號;通過前向饋送元件來接收第三輸出信號,並且至少基於與第三輸出信號相關聯的資訊產生第四輸出信號;通過用於至少調整輸出電壓的控制器來至少接收第二輸出信號和第四輸出信號,並且至少基於與第二輸出信號和第四輸出信號相關聯的資訊來至少產生第一控制信號。此外,該方法包括通過信號產生器來至少接收第一控制信號並且至少基於與第一控制信號相關聯的資訊來至少產生調節信號;通過閘驅動器來至少接收調節信號並且至少將驅動信號輸出給開關來影響流經耦合到次級繞組的初級繞組的第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法包括通過採樣元件來至少接收輸入信號,由該採樣元件採樣輸入信號,並且至少產生與一個或多個經採樣大小相關聯的第一輸出信號。另外,該方法包括通過誤差放大器來至少接收第一輸出信號和閾值電壓並且至少基於與第一輸出信號和閾值電壓相關聯的資訊來通過電容器產生第二輸出信號,並且至少基於與第一輸出信號和閾值電壓相關聯的資訊產生第三輸出信號,該電容器被耦合到該誤差放大器。另外,該方法包括通過前向饋送元件來接收第三輸出信號,並且至少基於與第三輸出信號相關聯的資訊產生第四輸出信號;通過控制器來至少接收第二輸出信號和第四輸出信號,並且至少基於與第二輸出信號和第四輸出信號相關聯的資訊來至少產生控制信號。此外,該方法包括通過補償元件來至少接收第二輸出信號並且至少基於與第二輸出信號相關聯的資訊來至少產生補償信號,輸入信號是補償信號與另一信號的組合。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法包括通過第一信號產生器來至少接收輸入信號。例如,輸入信號至少與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且次級繞組與電源變換器的輸出電流和輸出電壓有關。另外,該方法包括至少基於與輸入信號相關聯的資訊來至少產生與退磁相關聯的第一輸出信號和與採樣相關聯的第二輸出信號;通過採樣元件來至少接收輸入信號和第二輸出信號,至少基於與第二輸出信號相關聯的資訊來採樣輸入信號,並且至少產生與一個或多個經採樣大小相關聯的第三輸出信號。此外,該方法包括通過用於至少調整輸出電流的第一控制器來至少接收第一輸出信號和第三輸出信號,並且至少基於與第一輸出信號和第三輸出信號相關聯的資訊來至少產生第一控制信號;通過振盪器來至少接收第一控制信號並且至少基於與第一控制信號相關聯的資訊來至少產生時鐘信號。此外,該方法包括通過第二信號產生器來至少接收時鐘信號和第二控制信號,並且至少基於與時鐘信號和第二控制信號相關聯的資訊來至少產生調節信號;通過閘驅動器來至少接收調節信號並且至少將驅動信號輸出給開關以影響流經耦合到次級繞組的初級繞組的第一電流。此外,該方法包括通過用於至少調整峰值電流的第三控制器來至少接收感測信號和閾值電壓,並且將第二控制信號輸出給第二信號產生器。感測信號與流經電源變換器的初級繞組的第一電流相關聯,調節信號對應於開關頻率,並且第一輸出信號對應於退磁脈衝寬度。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法包括通過用於至少調整峰值電流的控制器來至少接收感測信號和第一閾值信號。例如,感測信號與流經電源變換器的初級繞組的第一電流相關聯。另外,該方法包括至少基於與感測信號和第一閾值電壓相關聯的資訊來至少產生第一控制信號;通過信號產生器來至少接收第一控制信號並且至少基於與第一控制信號相關聯的資訊來至少產生調節信號;通過閘驅動器來至少接收調節信號並且至少將驅動信號輸出給開關以影響第一電流。用於至少產生第一控制信號的處理包括通過第一比較器來接收感測信號和第一閾值電壓,並且至少基於與感測信號和第一閾值電壓相關聯的資訊產生比較信號;通過電荷泵來接收比較信號並且至少基於與比較信號相關聯的資訊來產生第二控制信號;通過閾值產生器來接收第二控制信號並且至少基於與第二控制信號相關聯的資訊產生第二閾值電壓;通過第二比較器來接收第二閾值電壓和感測信號,並且至少基於與第二閾值電壓和感測信號相關聯的資訊產生第一控制信號。
與傳統技術相比,通過本發明獲得了許多益處。本發明的某些實施例可以減少部分計數和/或降低系統成本。本發明的一些實施例可以提高可靠性和/或效率。本發明的某些實施例可以簡化開關模式返馳式電源變換器中的電路設計。本發明的一些實施例提供了初級側感測和調整方案。例如,初級側感測和調整方案可以改善負載調整。在另一示例中,初級側感測和調整方案可以補償初級繞組電感變化以便在採用初級側調整的返馳式變換器中獲得恒定的輸出電流。本發明的某些實施例可以在CC模式中提供不隨著初級繞組電感的改變而改變的恒定輸出電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統包括:第一信號產生器,配置以接收第一感測信號並且產生與退磁相關聯的輸出信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組有關,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流相關聯。另外,該系統包括斜坡信號產生器,配置以接收所述輸出信號並且產生斜坡信號;以及第一比較器,配置以接收所述斜坡信號和第一閾值信號,並且至少基於與所述斜坡信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊產生第一比較信號。此外,該系統包括第二比較器,配置以接收第二感測信號和第二閾值信號並且產生第二比較信號,所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該系統包括第二信號產生器,配置以至少接收所述第一比較信號和所述第二比較信號並且產生調節信號;以及閘驅動器,配置以接收所述調節信號並且向開關輸出驅動信號。所述開關配置以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。所述輸出信號與退磁持續時間相關聯,並且所述驅動信號與開關週期相關聯。該系統還配置以使所述退磁持續時間與所述開關週期之比保持恒定。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法包括接收第一感測信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該方法包括至少基於與所述第一感測信號相關聯的資訊產生輸出信號。所述輸出信號與退磁相關聯。此外,該方法包括接收所述輸出信號;至少基於與所述輸出信號相關聯的資訊產生斜坡信號;接收所述斜坡信號和第一閾值信號;處理與所述斜坡信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊;至少基於與所述斜坡信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊產生第一比較信號。此外,該方法包括接收第二感測信號和第二閾值信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。另外,該方法包括處理與所述第二感測信號和所述第二閾值信號相關聯的資訊;至少基於與所述第二感測信號和所述第二閾值信號相關聯的資訊產生第二比較信號;接收所述第一比較信號和所述第二比較信號;處理與所述第一比較信號和所述第二比較信號相關聯的資訊;至少基於與所述第一比較信號和所述第二比較信號相關聯的資訊產生調節信號。此外,該方法包括接收所述調節信號;至少基於與所述調節信號相關聯的資訊來向開關輸出驅動信號,以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。所述輸出信號與退磁持續時間相關聯,並且所述驅動信號與開關週期相關聯。使所述退磁持續時間與所述開關週期之比保持恒定。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統包括第一信號產生器,配置以至少接收輸入信號並且至少產生與退磁相關聯的輸出信號,所述輸入信號至少與電源變換器的輸出電流相關聯。另外,該系統包括第一控制器,配置以至少接收所述輸出信號,並且至少基於與所述輸出信號相關聯的資訊來至少產生第一控制信號;第二控制器,配置以接收第一感測信號和第一閾值信號並且產生第二控制信號。所述第一感測信號與流經所述電源變換器的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該系統包括振盪器,配置以至少接收所述第一控制信號,並且至少基於與所述第一控制信號相關聯的資訊來至少產生時鐘信號;第二信號產生器,配置以至少接收所述時鐘信號和所述第二控制信號,並且至少產生調節信號。此外,該系統包括閘驅動器,配置以至少接收所述調節信號並且向開關至少輸出驅動信號。所述開關配置以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。所述輸出信號與退磁持續時間相關聯,並且所述驅動信號與開關週期相關聯。該系統還配置以使所述退磁持續時間與所述開關週期之比保持恒定,並且使所述第一感測信號的峰值在大小上保持恒定。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法包括:至少接收輸入信號,並且至少基於與所述輸入信號相關聯的資訊來至少產生輸出信號。所述輸入信號至少與電源變換器的輸出電流有關,並且所述輸出信號與退磁有關。另外,該方法包括至少接收所述輸出信號;處理與所述輸出信號相關聯的資訊;至少基於與所述輸出信號相關聯的資訊來至少產生時鐘信號。此外,該方法包括接收感測信號和閾值信號。所述感測信號與流經所述電源變換器的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該方法包括處理與所述感測信號和所述閾值信號相關聯的資訊;至少基於與所述感測信號和所述閾值信號相關聯的資訊產生控制信號;至少接收所述時鐘信號和所述控制信號;處理與所述時鐘信號和所述控制信號相關聯的資訊;至少基於與所述時鐘信號和所述控制信號相關聯的資訊來至少產生調節信號。另外,該方法包括至少接收所述調節信號;至少基於與所述調節資訊相關聯的資訊向開關至少輸出驅動信號,以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。所述輸出信號與退磁持續時間相關聯,並且所述驅動信號與開關週期相關聯。使所述退磁持續時間與所述開關週期之比保持恒定,並且使所述第一感測信號的峰值在大小上保持恒定。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統包括第一信號產生器,配置以接收第一感測信號並且產生與退磁相關聯的第一輸出信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組有關,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流相關聯。另外,該系統包括第一斜坡信號產生器,配置以接收所述第一輸出信號並且產生第一斜坡信號;第一比較器,配置以接收所述第一斜坡信號和第一閾值信號,並且至少基於與所述第一斜坡信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊產生第一比較信號。此外,該系統包括峰值檢測器,配置以接收驅動信號和第二感測信號並且產生峰值信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該系統包括放大器,配置以接收所述峰值信號和第二閾值信號並且通過電容器產生第二輸出信號,所述電容器被耦合到所述放大器;第二比較器,配置以接收所述第二輸出信號和第二斜坡信號,並且產生第二比較信號。另外,該系統包括第二信號產生器,配置以至少接收所述第一比較信號和所述第二比較信號,並且產生調節信號;以及閘驅動器,配置以接收所述調節信號並且向所述峰值檢測器和開關輸出所述驅動信號。所述開關配置以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法包括接收第一感測信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該方法包括至少基於與所述第一感測信號相關聯的資訊產生第一輸出信號;接收所述第一輸出信號;至少基於與所述第一輸出信號相關聯的資訊產生第一斜坡信號。所述第一輸出信號與退磁有關。此外,該方法包括接收所述第一斜坡信號和第一閾值信號;處理與所述第一斜坡信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊;至少基於與所述第一斜坡信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊產生第一比較信號;接收驅動信號和第二感測信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該方法包括處理與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊產生峰值信號;接收所述峰值信號和第二閾值信號;處理與所述峰值信號和所述第二閾值信號相關聯的資訊;至少基於與所述峰值信號和所述第二閾值信號相關聯的資訊產生第二輸出信號。另外,該方法包括接收所述第二輸出信號和第二斜坡信號;處理與所述第二輸出信號和所述第二斜坡信號相關聯的資訊;至少基於與所述第二輸出信號和所述第二斜坡信號相關聯的資訊產生第二比較信號。此外,該方法包括接收所述第一比較信號和所述第二比較信號;處理與所述第一比較信號和所述第二比較信號相關聯的資訊;至少基於與所述第一比較信號和所述第二比較信號相關聯的資訊產生調節信號。此外,該方法包括接收所述調節信號;以及至少基於與所述調節信號相關聯的資訊輸出所述驅動信號,以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統包括第一信號產生器,配置以接收第一感測信號並且產生與退磁相關聯的輸出信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該系統包括峰值檢測器,配置以接收驅動信號和第二感測信號並且產生峰值信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該系統包括第二信號產生器,配置以至少處理與所述輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊,並且產生調節信號。此外,該系統包括閘驅動器,配置以接收所述調節信號並且向所述峰值檢測器和開關輸出所述驅動信號。所述開關配置以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。所述輸出信號與退磁持續時間相關聯,並且所述驅動信號與開關週期相關聯。該系統還配置以使所述退磁持續時間與所述開關週期之比保持恒定;以及使所述峰值信號的平均大小在第一持續時間期間保持恒定。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法包括接收第一感測信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該方法包括至少基於與所述第一感測信號相關聯的資訊產生輸出信號;接收驅動信號和第二感測信號;並且處理與驅動信號和第二感測信號相關聯的資訊。第一感測信號與退磁相關聯,並且所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該方法包括至少基於與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊產生峰值信號;至少處理與所述輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊;至少基於與所述輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊產生調節信號。此外,該方法包括接收所述調節信號;至少基於與所述調節信號相關聯的資訊向開關輸出所述驅動信號,以至少影響流經所述初級繞組的所述第一電流。所述輸出信號與退磁持續時間相關聯,並且所述驅動信號與開關週期相關聯。使所述退磁持續時間與所述開關週期之比保持恒定;以及使所述峰值信號的平均大小在第一持續時間期間保持恒定。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統包括第一信號產生器,配置以接收第一感測信號並且產生與退磁相關聯的第一輸出信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組有關,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流相關聯。另外,該系統包括峰值檢測器,配置以接收驅動信號和第二感測信號並且產生峰值信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該系統包括第二信號產生器,配置以接收所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號,並且產生第二輸出信號;放大器,配置以接收所述第二輸出信號和閾值信號並且通過電容器產生第三輸出信號,所述電容器被耦合到所述放大器。此外,該系統包括比較器,配置以接收所述第三輸出信號和斜坡信號,並且產生比較信號;第三信號產生器,配置以至少接收所述比較信號和時鐘信號,並且產生調節信號。另外,該系統包括閘驅動器,配置以接收所述調節信號並且向所述峰值檢測器、所述第二信號產生器和開關輸出所述驅動信號。所述開關配置以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法包括接收第一感測信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組有關,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流相關聯。另外,該方法包括產生與退磁相關聯的第一輸出信號;接收驅動信號和第二感測信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該方法包括處理與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊產生峰值信號。此外,該方法包括接收所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號;處理與所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊;至少基於與所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊產生第二輸出信號。另外,該方法包括接收所述第二輸出信號和閾值信號;處理與所述第二輸出信號和所述閾值信號相關聯的資訊;至少基於與所述第二輸出信號和所述閾值信號相關聯的資訊產生第三輸出信號。此外,該方法包括接收所述第三輸出信號和斜坡信號;處理與所述第三輸出信號和所述斜坡信號相關聯的資訊;至少基於與所述第三輸出信號和所述斜坡信號相關聯的資訊產生比較信號。此外,該方法包括接收所述比較信號和時鐘信號;處理與所述比較信號和所述時鐘信號相關聯的資訊;至少基於與所述比較信號和所述時鐘信號相關聯的資訊產生調節信號。另外,該方法包括接收所述調節信號;以及至少基於與所述調節信號相關聯的資訊輸出所述驅動信號,以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統包括第一信號產生器,配置以接收第一感測信號並且產生與退磁相關聯的第一輸出信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該系統包括峰值檢測器,配置以接收驅動信號和第二感測信號並且產生峰值信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯,並且第二信號產生器配置以至少接收所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號,並且產生第二輸出信號。此外,該系統包括放大器,配置以接收所述第二輸出信號和閾值信號並且通過電容器產生第三輸出信號;第三信號產生器,配置以接收所述第三輸出信號和第一輸入信號並且產生第四輸出信號。所述電容器被耦合到所述放大器,所述第一輸入信號與由所述初級繞組接收的第二輸入信號成比例。此外,該系統包括比較器,配置以接收所述第四輸出信號和第二感測信號並產生比較信號;第四信號產生器,配置以至少接收所述比較信號和時鐘信號並且產生調節信號。另外,該系統包括閘驅動器,配置以接收所述調節信號並且向所述峰值檢測器、所述第二信號產生器和開關輸出所述驅動信號。所述開關配置以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法包括接收第一感測信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該方法包括產生與退磁相關聯的第一輸出信號;接收驅動信號和第二感測信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該方法包括處理與所述驅動信號和第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊產生峰值信號。此外,該方法包括接收所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號;處理與所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊;至少基於與所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊產生第二輸出信號。另外,該方法包括接收所述第二輸出信號和閾值信號;處理與所述第二輸出信號和所述閾值信號相關聯的資訊;至少基於與所述第二輸出信號和所述閾值信號相關聯的資訊產生第三輸出信號;接收所述第三輸出信號和第一輸入信號。所述第一輸入信號與由所述初級繞組接收的第二輸入信號成比例。此外,該方法包括處理與所述第三輸出信號和所述第一輸入信號相關聯的資訊;至少基於與所述第三輸出信號和所述第一輸入信號相關聯的資訊產生第四輸出信號;接收所述第四輸出信號和第二感測信號;處理與所述第四輸出信號和所述第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與所述第四輸出信號和所述第二感測信號相關聯的資訊產生比較信號。此外,該方法包括至少接收所述比較信號和時鐘信號;處理與所述比較信號和所述時鐘信號相關聯的資訊;至少基於與所述比較信號和所述時鐘信號相關聯的資訊產生調節信號。另外,該方法包括接收所述調節信號;以及至少基於與所述調節信號相關聯的資訊來輸出所述驅動信號,以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統包括:第一信號產生器,配置以接收第一感測信號並且產生與退磁相關聯的第一輸出信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該系統包括峰值檢測器,配置以接收驅動信號和第二感測信號並且產生峰值信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該系統包括第二信號產生器,配置以至少接收所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號,並且產生第二輸出信號;放大器,配置以接收所述第二輸出信號和閾值信號並且通過電容器產生第三輸出信號,所述電容器被耦合到所述放大器。此外,該系統包括第三信號產生器,配置以接收所述第一感測信號、所述第三輸出信號和所述驅動信號並且產生第四輸出信號;比較器,配置以接收所述第四輸出信號和所述第二感測信號並產生比較信號。另外,該系統包括第四信號產生器,配置以至少接收所述比較信號和時鐘信號並且產生調節信號;閘驅動器,配置以接收所述調節信號並且向所述峰值檢測器、所述第二信號產生器、所述第三信號產生器和開關輸出所述驅動信號,所述開關配置以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法包括接收第一感測信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該方法包括產生與退磁相關聯的第一輸出信號;接收驅動信號和第二感測信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該方法包括處理與所述驅動信號和第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊產生峰值信號。另外,該方法包括接收所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號;處理與所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊;至少基於與所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊產生第二輸出信號。此外,該方法包括接收所述第二輸出信號和閾值信號;處理與所述第二輸出信號和所述閾值信號相關聯的資訊;至少基於與所述第二輸出信號和所述閾值信號相關聯的資訊產生第三輸出信號。此外,該方法包括接收所述第一感測信號、所述第三輸出信號和所述驅動信號;處理與所述第一感測信號、所述第三輸出信號和所述驅動信號相關聯的資訊;至少基於與所述第一感測信號、所述第三輸出信號和所述驅動信號相關聯的資訊產生第四輸出信號。另外,該方法包括接收所述第四輸出信號和所述第二感測信號;處理與所述第四輸出信號和所述第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與所述第四輸出信號和所述第二感測信號相關聯的資訊產生比較信號。此外,該方法包括至少接收所述比較信號和時鐘信號;處理與所述比較信號和所述時鐘信號相關聯的資訊;至少基於與所述比較信號和所述時鐘信號相關聯的資訊產生調節信號。此外,該方法包括接收所述調節信號;以及至少基於與所述調節信號相關聯的資訊來輸出所述驅動信號,以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統包括第一信號產生器,配置以接收第一感測信號並且產生與退磁相關聯的輸出信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該系統包括峰值檢測器,配置以接收驅動信號和第二感測信號並且產生峰值信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該系統包括第二信號產生器,配置以至少處理與所述輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊,並且產生調節信號;以及閘驅動器,配置以接收所述調節信號並且至少向所述峰值檢測器和開關輸出所述驅動信號。所述開關配置以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。所述驅動信號與開關週期相關聯,並且所述輸出信號與退磁持續時間相關聯。所述退磁持續時間在大小上與所述峰值信號相乘後等於退磁峰值。該系統還配置以使所述開關週期保持恒定,使所述退磁峰值的平均大小在第一持續時間期間保持恒定,並且使所述輸出電流保持恒定。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法包括接收第一感測信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該方法包括產生與退磁相關聯的輸出信號;接收驅動信號和第二感測信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該方法包括處理與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊產生峰值信號;處理與所述輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊;至少基於與所述輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊產生調節信號。此外,該方法包括接收所述調節信號;並且至少基於與所述調節信號相關聯的資訊輸出所述驅動信號,以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。所述驅動信號與開關週期相關聯,並且所述輸出信號與退磁持續時間相關聯。所述退磁持續時間在大小上與所述峰值信號相乘後等於退磁峰值。使所述開關週期保持恒定,使所述退磁峰值的平均大小在第一持續時間期間保持恒定,並且使所述輸出電流保持恒定。
取決於實施例,可以獲得這些益處中的一個或多個。可以參考下面的詳細描述和附圖全面地理解本發明的這些益處以及各種另外的目的、特徵和優點。
本發明涉及積體電路。更具體地,本發明提供了用於定壓模式和定流模式的系統和方法。僅僅作為示例,本發明已應用於具有初級側感測和調整的返馳式電源變換器。但是應理解本發明具有更廣的應用範圍。
圖7是根據本發明一實施例具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
開關模式電源變換系統500包括初級繞組502、次級繞組504和輔助繞組506。另外,變換系統500包括電阻器510、512和580。此外,變換系統500包括電容器526、開關550和二極體554。此外,變換系統500包括以下元件:
●用於產生Demag
信號和Sampling_clk
信號的元件520;●用於採樣和保持一個或多個信號的元件522;●誤差放大器524;●用於負載補償的元件532;●用於定壓(CV)控制的元件534;●用於產生PWM/PFM調節信號的元件538;●用於電流感測(CS)峰值調整的元件540;●用於定流(CC)控制的元件542;●用於產生閘驅動信號的元件546;●振盪器562;以及●用於前向饋送的元件568。
在一個實施例中,元件520、522、532、534、538、540、542、546和568,誤差放大器524以及振盪器562位於晶片590上。例如,晶片590至少包括端子516、530、552和566。儘管上面利用所選出之用於系統500的一組元件進行了示出,然而還可以存在許多替代、修改和變體。例如,元件中的一些可被擴展和/或組合。其它元件可被***上面提到的那些元件中。取決於實施例,元件的排列可以與被替換的其它元件互換。例如,系統500是開關模式返馳式電源變換系統。這些元件的進一步細節可在本說明書,更具體地可在下面找到。
如圖7所示,根據本發明的實施例,輸出電壓Vout
通過變換系統500的初級側來感測。例如,輸出電壓Vout
的感測至少部分地取決於次級繞組504與輔助繞組506之間的匝數比。例如,次級繞組504緊密地耦合到輔助繞組506。在另一示例中,次級繞組504向二極體554發送信號556,並且通過二極體554被耦合到變換系統500的輸出。
在一個實施例中,輔助繞組506的輸出信號508用VAUX
表示。在另一實施例中,輸出信號508經過包括電阻器510(即,R1
)和電阻器512(即,R2
)的分壓器的處理。輸出信號514(即,VINV
)從該分壓器被饋送到端子516(即,端子INV)。例如,輸出信號514通過負載補償的元件532被進行了負載補償。在另一示例中,經補償的信號514被饋送到元件520和522兩者中。
根據一實施例,元件負載補償的532包括如圖14(a)、14(b)、15(a)和/或15(b)所示的一個或多個設備。根據另一實施例,元件520包括如圖10和11所示的某些設備。例如,元件520將Sampling_clk
信號輸出給元件522。利用Sampling_clk
,元件522產生Holding_clk
信號。
在一個實施例中,元件522基於Sampling_clk
信號對經補償的信號514採樣,並且基於Holding_clk
信號來保持經採樣信號。例如,元件522在
退磁將近結束時對經補償的信號514採樣,並且保持經採樣信號直到下次採樣為止。在另一示例中,該採樣和保持處理在圖8中示出。
此外,如圖7所示,經採樣和保持的信號Vsamp
從元件522發送給誤差放大器524。根據某些實施例,誤差放大器524包括如圖14(a)、14(b)、15(a)和/或15(b)所示的一些設備。誤差放大器524還接收參考信號Vref
。例如,參考信號Vref
基於變換系統500的輸出負載被補償。在另一示例中,信號Vsamp
與參考信號Vref
作比較,並且其差值被誤差放大器524放大。在一個實施例中,誤差放大器524通過電容器526產生輸出信號528。例如,電容器526通過端子530(即,端子COMP)連接到誤差放大器524。在另一示例中,輸出信號528(即,VCOMP
)反映了負載條件。在又一示例中,VCOMP
被用來影響PWM/PFM開關頻率和PWM/PFM脈寬,以便調整輸出電壓Vout
。
如圖7所示,輸出信號528發送給負載補償的元件532和元件534。例如,元件534在定壓(CV)模式中使輸出電壓Vout
保持恒定。在另一示例中,元件534將控制信號536發送給元件538,並將控制信號558發送給振盪器562。作為回應,振盪器562向元件538輸出時鐘信號560。
另外,在一個實施例中,誤差放大器524還向元件568輸出信號570,作為回應,元件568產生信號572併發送給元件534。在另一實施例中,元件534接收信號572和信號528兩者。
如圖7所示,元件520還將Demag
信號發送給元件542,元件542還接收信號Vsamp
。作為回應,元件542輸出控制信號592。根據一實施例,控制信號592被用來在定流(CC)模式中使輸出電流Iout
保持恒定。例如,元件542包括如圖17所示的一個或多個設備。在另一示例中,元件542通過振盪器562根據初級繞組電感來鎖定開關頻率,並且因此補償初級繞組電感的變化。在又一示例中,使得定流(CC)模式中的輸出電流Iout
獨立於初級繞組電感。
根據一個實施例,元件538至少接收信號560、536和592、以及來自元件540的信號574。元件540除了接收來自端子566(即,端子CS)的信號564以外,還接收Vth_oc。例如,Vth_oc表示預定閾值電壓位準。在另一示例中,信號564是電壓信號。作為回應,元件538向元件546輸出控制信號544,元件546進而向開關550發送驅動信號548。例如,控制信號544是調節信號。在另一示例中,開關是電源MOSFET。在又一示例中,開關是電源BJT。在又一示例中,開關通過端子552(即,端子Gate)連接到元件546。在又一示例中,驅動信號548由VGate
表示。
根據一個實施例,控制信號544用來確定PWM/PFM控制的導通時間和開關頻率。例如,較大的VCOMP
大小會產生較長的導通時間,並且因此將產生被遞送到輸出的較高的功率水準。在另一示例中,較大的VCOMP
大小會產生較高的開關頻率,並且因此將產生被遞送到輸出的較高的功率水準。根據另一實施例,PWM/PFM控制的導通時間由元件538確定,並且PWM/PFM控制的開關頻率由振盪器562確定。
如上所述並在此進一步強調,圖7僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。例如,變換系統500還包括未在圖5中示出的一個或多個元件。在另一示例中,變換系統500還包括未在圖5中示出的一個或多個連接。在又一示例中,變換系統500包括與圖5所示的元件不同的一個或多個元件。在又一示例中,變換系統500包括與圖5所示的連接不同的一個或多個連接。在又一示例中,電容器526可用於環路穩定補償的另一電路替換。
圖8是根據本發明實施例由作為開關模式電源變換系統500一部分的元件522所執行的信號採樣和保持的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖8所示,波形610表示作為時間的函數的VGate
,波形620表示作為時間的函數的VAUX
,波形630表示作為時間的函數的VINV
,並且波形660表示作為時間的函數的Vsamp
。另外,波形640表示作為時間的函數的Samp ling_clk
信號,並且波形650表示作為時間的函數的Holding_clk
信號。
參考圖7,如波形610所示的信號VGate
被發送到開關550。例如,根據本發明的實施例,在開關550通過VGate
而截止之後,儲存在初級繞組502中的能量就被傳送到輔助繞組506和次級繞組504兩者。在另一示例中,如波形620所示的信號VAUX
類比次級繞組504處的信號556。在一個實施例中,信號556反映了臨近每個退磁時段結束時的輸出電壓Vout
。在又一示例中,如波形630所示的信號VINV
類比每個退磁時段期間的如波形620所示的信號VAUX
。
另外,根據本發明一實施例,波形640所示出之信號Sampling_clk
的脈衝在退磁時段結束時被產生。根據另一實施例,波形650所示出的信號Holding_clk
的脈衝在退磁時段結束時被產生。
根據一實施例,如波形630所示,信號VINV
在Sampling_clk
信號的下降邊緣被採樣,並且在時鐘週期的其餘部分期間被保持。例如,信號VINV
的經採樣和保持的值被用來產生信號Vsamp
。在另一示例中,信號幅度Va
反映了元件522的輸出電壓。
如上所述並在此進一步強調,圖8僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。例如,Va
從一個採樣時鐘週期到另一採樣時鐘週期而改變,因此Vsamp
在大小上也從一個採樣時鐘週期到另一採樣時鐘週期而改變。
圖9是示出根據本發明實施例用於開關模式電源變換系統500的輸出電壓調整的某些元件的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖7和圖9所示,根據一實施例,分壓器接收來自輔助繞組506的信號508,並且向端子INV輸出信號514。在另一實施例中,信號514通過負載補償的元件532而進行負載補償。經補償的信號514被饋送到元件520和522兩者。
例如,元件522在臨近退磁結束時對經補償信號514採樣,並保持經採樣信號直到下次採樣。經採樣和保持的信號Vsamp
從元件522發送給誤差放大器524,誤差放大器524還接收參考信號Vref
。信號Vsamp
與參考信號Vref
作比較,並且其差值被誤差放大器524放大。
在一個實施例中,誤差放大器524通過電容器526產生輸出信號528。例如,電容器526通過端子530(即,端子COMP)連接到誤差放大器524。在另一示例中,輸出信號528(即,VCOMP
)反映了負載條件,並且影響PWM/PFM開關頻率和PWN/PFM脈寬,以便調整輸出電壓Vout
。
如圖7和圖9所示,根據一實施例,輸出信號528(即,VCOMP
)發送給元件534。例如,元件534將控制信號536發送給元件538,並將控制信號558發送給振盪器562。在一個實施例中,控制信號558是注入振盪器562的電流。作為回應,振盪器562處理控制信號558以便確定時鐘信號560的頻率,並且還向元件538輸出時鐘信號560。在另一示例中,元件538接收信號560和536兩者,並且向元件546輸出控制信號544。元件546處理該控制信號544以便確定PWM/PFM開關頻率和PWM/PFM脈寬兩者。在一個實施例中,PWM/PFM脈寬用來確定初級繞組502的電流。初級繞組502的電流和PWM/PFM開關頻率一起用來調整輸出電壓,並且在CV模式中維持其恒定大小。
根據一個實施例,如果Vcomp
的大小小於預定值,則電源變換系統500處於CV模式。例如,如果電壓Vsamp
在大小上等於Vref
,則Vcomp
小於預定值。在CV模式中,Vcomp
用來調節PWM/PFM開關頻率和/或脈寬。例如,控制PWM/PFM開關頻率和PWM/PFM脈寬兩者,以便使輸出電壓Vout
保持恒定。
根據另一實施例,如果Vcomp
的大小超過預定值,則電源變換系統500處於CC模式。例如,如果電壓Vsamp
在大小上低於Vref
,則Vcomp
將超過預定值。在CC模式中,為了調整輸出電流Iout
,電壓Vsamp
被用來控制開關頻率。例如,PWM/PFM開關頻率與Vsamp
成線性比例關係,Vsamp
進而與輸出電壓Vout
比例。
如上所述,根據本發明一些實施例,參考圖7,元件520包括如圖10和圖11所示的設備。
圖10是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統500一部分的元件520之用於產生Demag
信號的某些設備的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖7和圖10所示,信號VINV
由元件520接收並且與兩個閾值電壓作比較。一個閾值電壓是Vth1
,另一閾值電壓是Vsamp
-Vth2
。Vth1
和Vth2
是預定常數,並且Vsamp
是從元件522接收的先前採樣出的電壓。至少部分地基於信號VINV
與兩個閾值電壓的比較來產生Demag
信號。例如,檢測退磁時段,以便產生Demag
信號。
圖11是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統500一部分的元件520之用於產生Sampling_clk
信號的某些設備的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖10所示,產生Demag
信號。至少部分地基於Demag
信號,也產生其它信號P in1
,P in2
,S ync1
,S ync2
,S amp1
和Samp2
,如圖11所示。Demag
信號的持續時間資訊被積分器儲存。例如,積分器包括開關和電容器910和920(即,分別為電容器C1和C2)。在另一示例中,電容器C1和C2的電壓分別為節點912處的VC1
和節點922處的VC2
。
在一個實施例中,開關由信號Pin1
和Pin2
控制。在另一實施例中,所儲存的Demag
信號的持續時間資訊用來確定Sampling_clk
信號的下一脈衝的定時。例如,Sampling_clk
信號的下一脈衝正好在退磁時段結束之前出現,如圖8所示。另外,下一脈衝的寬度由單穩態(one-shot)器件930確定。
圖12是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統500一部分的元件520之用於產生Sampling_clk
信號的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖12所示,波形1010表示作為時間的函數的Sampling_clk
信號,波形1020表示作為時間的函數的Tpau
信號,並且波形1030表示作為時間的函數的Samp1
信號。另外,波形1040表示作為時間的函數的VC2
。此外,波形1050表示作為時間的函數的S ync 2
信號,波形1060表示作為時間的函數的P in1
信號,並且波形1070表示作為時間的函數的Demag
信號。例如,Sampling_clk
信號、Tpau
信號、Samp1
信號、S ync2
信號、P in1
信號和Demag
信號。
根據一個實施例,Sampling_clk
信號的定時是基於前一週期中Demag
信號的定時和持續時間來確定,並且P in1
和P in2
信號的每個是至少部分地基於當前週期中Demag
信號的持續時間來產生。例如,Demag
信號的持續時間是如圖12所示的Demag
信號的脈寬。根據另一實施例,Samp1
信號具有與Samp2
信號相同的脈寬。例如,脈寬等於開關550的截止與下一採樣之間的時間間隔。在另一示例中,Samp1
和Samp2
信號用來確定Sampling_clk
信號的定時。
在一個實施例中,P in1
信號與Samp2
信號之間的關係可通過以下的差等式來描述。
βP in
1
(k
-1)-α
*Samp 2
(k
-1)-A
*δ
(k
)=Samp 2
(k
) (9)
其中,Pin1
表示P in1
信號,並且Samp2
表示Samp2
信號。該關係可以進一步通過下面的Z變換來描述:βP in
1
(Z
)Z -1
-α
*Samp 2
(Z
)Z -1
-A
=Samp 2
(Z
) (10)和
其中,A是恒定的初始值。
另外,第二項(時間→∞);因此
從等式12可看出,Samp2
信號的脈寬在每個週期根據前一週期中Demag
信號的持續時間而被更新。
圖13是根據本發明另一實施例之開關模式電源變換系統500的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖13所示,波形1110表示作為時間的函數的Vout
,波形1120表示作為時間的函數的VINV
,並且波形1130表示作為時間的函數的Demag
信號。另外,波形1140表示作為時間的函數的端子CS處的信號564的電壓位準,並且波形1150表示作為時間的函數的端子Gate處的信號548。
如上所述,根據本發明某些實施例,參考圖7,負載補償的元件532包括如圖14(a)、圖14(b)、圖15(a)和/或圖15(b)所示的一個或多
個設備,並且,誤差放大器524包括如圖14(a)、圖14(b)、圖15(a)和/或圖15(b)所示的一些設備。
圖14(a)是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統500的部分的負載補償的元件532和誤差放大器524的某些設備的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖14(a)所示,負載補償的元件532包括電流源1230,並且誤差放大器524包括元件1210和跨導放大器1220。例如,元件1210確定兩個輸入信號在大小上的差異。
例如,元件1210接收電壓信號Vsamp
和參考信號Vref
,並且產生大小等於Vref
-Vsamp
的信號570。在另一示例中,跨導放大器1220放大信號570以產生輸出信號528。根據一個實施例,輸出信號528由電容器526接收。例如,電容器526用作用於閉合環路的低通濾波器。另外,作為前向饋送路徑一部分的元件568向閉合環路提供零,以提高變換系統500的操作穩定性。
電流源1230產生隨著輸出負載變化的電流I_COMPEN_P。電流I_COMPEN_P流經端子INV和電阻器512。例如,電流I_COMPEN_P用來補償因電纜引起的電壓降以及隨著輸出電流Iout
變化的其它電壓損耗。在另一示例中,I_COMPEN_P電流在無負載條件時達到其最大值,並且在滿負載條件時變為零。
根據一個實施例,通過負載補償,輸出電壓Vout
可表達為如下。
其中,n是輔助繞組506與次級繞組504之間的匝數比。另外,VD1
是二極體554的前向二極體壓降,並且
例如,等式13中最後一項表示用於抵消因電纜引起的電壓降的補償因數。
圖14(b)是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統500中的負載補償的元件532的一部分的電流源1230的某些設備的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
參考圖14(a),負載補償的元件532包括電流源1230。如圖14(b)所示,電流源1230包括電壓到電流轉換器1240、定流源1250和元件1260。例如,元件1260確定兩個輸入信號在大小上的差異。
例如,信號528(即,VCOMP
)由電壓到電流轉換器1240接收並且被轉換為電流I_COMPEN。在另一示例中,定流源1250產生恒定電流Icc。電流Icc和I_COMPEN兩者由元件1260接收,元件1260產生電流I_COMPEN_P。在一個實施例中,電流I_COMPEN_P等於Icc-I_COMPEN。在另一實施例中,如果VCOMP
變大,則電流I_COMPEN_P變小。
圖15(a)是示出作為根據本發明另一實施例之開關模式電源變換系統500的部分的負載補償的元件532和誤差放大器524的某些設備的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖15(a)所示,負載補償的元件532包括電流槽1330,並且誤差放大器524包括元件1310和跨導放大器1320。例如,元件1310確定兩個輸入信號在大小上的差異。
例如,元件1310接收電壓信號Vsamp
和參考信號Vref
,並且產生大小等於Vref-
Vsamp
的信號570。在另一示例中,跨導放大器1320放大信號570以產生輸出信號528。根據一個實施例,輸出信號528由電容器526接收。例如,電容器526用作用於閉合環路的低通濾波器。另外,作為前向饋送路徑一部分的元件568向閉合環路提供零,以提高變換系統500的操作穩定性。
電流槽1330產生隨著輸出負載變化的電流I_COMPEN_N。電流I_COMPEN_N流經電阻器510和端子INV。例如,電流I_COMPEN_N用來補償因電纜引起的電壓降以及隨著輸出電流Iout
變化的其它電壓損耗。
在另一示例中,I_COMPEN_N電流在滿負載條件時達到其最大值,並且在無負載條件時變為零。
圖15(b)是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統500中的負載補償的元件532的一部分的電流槽1330的某些設備的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
參考圖15(a),負載補償的元件532包括電流槽1330。如圖15(b)所示,電流槽1330包括電壓到電流轉換器1340以及包括電阻器1350和1360的電流鏡。例如,信號528(即,VCOMP
)由電壓到電流轉換器1340接收並且被轉換為電流I_COMPEN。在另一示例中,電流I_COMPEN由電流鏡接收,電流鏡產生電流I_COMPEN_N。在一個實施例中,電流I_COMPEN_N等於m×I_COMPEN,m是正整數。在另一實施例中,如果VCOMP
變大,則電流I_COMPEN_N也變大。
圖16是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統500的部分的元件568和誤差放大器524的CMOS實現的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
圖17是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統500的部分的元件542的某些設備的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖17所示,元件542包括電壓到電流轉換器1510、元件1520和鎖相環1530。例如,元件1520確定兩個輸入信號在大小上的差異。在另一示例中,元件1520接收來自電壓到電流轉換器1510的信號1512和來自鎖相環1530的信號1534,並且輸出表示信號1512與信號1534的大小之差的信號1522。
如圖7和圖17所示,元件522採樣信號514並且產生信號Vsamp
。另外,Demag
信號由元件520產生。在一個實施例中,Demag
信號的持續時間與初級繞組502的電流成比例並且也與次級繞組504的電流成比例。例如,Demag
信號的持續時間是如圖12所示的Demag
信號的脈寬。
在一個實施例中,如果信號Vsamp
在大小上小於信號Vref
,則Vcomp
的大小超過預定值,並且電源變換系統500處於CC模式。例如,Vcomp
的大小達到其最大值時,CC模式被檢測到。在另一實施例中,在CC模式中,PWM/PFM開關頻率由電壓Vsamp
來控制。例如,PWM/PFM開關頻率與Vsamp
成線性比例關係,Vsamp
進而與輸出電壓Vout
比例。
例如,在CC模式中,斷續傳導模式(DCM)下的Vout
由下式給出:
其中,Po表示變換系統500的輸出功率。另外,Vo和Io分別表示輸出電壓Vout
和輸出電流Iout
。此外,Lp表示初級繞組502的電感,Fsw表示開關頻率,並且Ip表示初級繞組502的峰值電流。η是常數。
如果Fsw與Vsamp
成比例,則Fsw也與Vo成比例,如下。
F sw
=εVo
(16)
其中,ε是常數。組合等式15和16,則
由於η和ε是常數,因此如果Ip和Lp被精確控制,則輸出電流Io是恒定的。但是,如果Lp未被精確控制,則Io即使在CC模式中也可能改變。
其中,α是常數,則
因此,如果Ip被精確控制並且如果滿足等式18,則可以使Io恒定。
另外,對於返馳式操作,根據一實施例,可以通過次級繞組504的電感Ls、次級繞組504的峰值電流I P _sec
以及輸出電壓Vo
來確定退磁持續時間,如下。例如,退磁持續時間與Demag信號的持續時間(例如圖12所示的Demag信號的脈寬)相同。
由於Ls與Lp成比例並且Ip_sec
與Ip成比例,因此
其中,β是常數。如果滿足了等式18,則
因此,如果Ip被精確控制,則
其中,γ是常數。組合等式19和24,
根據一實施例,如圖7和圖17所示,在CC模式中,PWM/PFM開關頻率由鎖相環1530鎖定。
並且Io γI p
(27)
根據另一實施例,通過根據等式26基於TDemag
來調節Fsw
,γ保持恒定。例如,是等於或大於0.25並且等於或小於0.75的常數。因此,只要根據等式27將除了γ以外的Ip
也控制為恒定的,則輸出電流Io被保持為恒定。
例如,元件542根據初級繞組502的電感來鎖定開關頻率FSW
,並且因此補償了初級繞組電感的變化。在又一示例中,使得定流(CC)模式中的輸出電流Iout
獨立於初級繞組電感。根據一實施例,如圖7和圖17所示,振盪器562來自作為元件542一部分的元件1520的信號1522,並且還向作為元件542一部分的鎖相環1530發送時鐘信號1532。
圖18是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統500的一部分之用於恒定輸出電流(CC)控制的元件542的某些設備的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖18所示,元件542包括脈衝拷貝電路1620、相位檢測器1630、電荷泵1640和自校準電路1650。在一個實施例中,脈衝拷貝電路1620接收來自元件520的信號以及來自時鐘分頻器1610的時鐘信號1614,並且產生信號1629。時鐘信號1614用CLK4表示,並且信號1629用D2C
表示。例如,D2C
信號是Demag
信號的拷貝,但是與時鐘信號CLK4同步。
在另一實施例中,脈衝拷貝電路1620包括NAND(反及)閘1622、MOS電晶體1634和1626、以及電容器1628。例如,NAND閘1622接收Demag
信號和時鐘信號1614,並且產生電壓信號D2
。如圖18所示,電壓信號D2
控制MOS電晶體1624。例如,如果信號D2
為邏輯低位準,則MOS電晶體1624通過電流I p2
對電容器1628充電。在另一示例中,如果信號D2
為邏輯高位準,則MOS電晶體1626通過電流I n2
1654對電容器1628放電。根據一個實施例,緊鄰這樣的放電之前,電容器1628的電壓反映了信號D2
低電壓位準時的脈寬。根據另一實施例,電流I p2
等於電流I n2
。例如,信號D2
低電壓位準時的脈寬與信號D2C
高電壓位準時的脈寬相同。在另一示例中,信號D2C
的上升邊緣與時鐘信號1614的下降邊緣同步。在又一示例中,信號D2C
的上升邊緣與由CLK2
表示的時鐘信號1612的下降邊緣同步。
圖19是用於由作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統500的一部分的脈衝拷貝電路1620產生D2C
信號的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
波形1710表示作為時間的函數的時鐘信號CLK2
,波形1720表示作為時間的函數的時鐘信號CLK4
,並且波形1730表示作為時間的函數的Demag
信號。另外,波形1740表示作為時間的函數的D2
信號,並且波形1750表示作為時間的函數的D2C
信號。
如圖19所示,結果,D2C
信號的上升邊緣與時鐘信號CLK2
的下降邊緣以及時鐘信號CLK4
的下降邊緣同步。此外,如圖19所示,Demag
信號高電壓位準時的脈寬與D2C
信號高電壓位準時的脈寬相同。
參考圖18,信號1629從脈衝拷貝電路1620輸出到相位檢測器1630。相位檢測器1630包括D觸發器1632。例如,D觸發器1632將D2C
信號高電壓位準時的脈寬與時鐘信號CLK2
低電壓位準時的脈寬相比較。
在一個實施例中,如果D2C
信號高電壓位準時的脈寬大於時鐘信號CLK2
低電壓位準時的脈寬,則Q端子處的信號1634為高電壓位準,並且QN端子處的信號1636為低電壓位準。在另一實施例中,如果D2C
信號高電壓位準時的脈寬小於時鐘信號CLK2
低電壓位準時的脈寬,則Q端子處的信號1634為低電壓位準,並且QN端子處的信號1636為高電壓位準。
如圖18所示,信號1634和1636由電荷泵1640接收。電荷泵1640包括電容器1642。例如,電容器1642回應於信號1634和1636而被充電或放電。在另一示例中,電容器1642的充電和放電被用來調整由I cc
表示的電流信號1644。
根據一實施例,電流信號1644由振盪器562接收,振盪器562產生時鐘信號1660。例如,電流信號1644被用來調整振盪器562的偏置電流,以調整時鐘信號1660的頻率。
如上所述並在此進一步強調,圖7僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。例如,如圖18所示,變換系統500包括時鐘分頻器1610,其接收時鐘信號1660並且產生時鐘信號1612和1614。
根據一個實施例,時鐘信號1612的頻率是時鐘信號1660的頻率的一半。根據另一實施例,時鐘信號1612的頻率是時鐘信號1614的頻率的兩倍大。例如,如圖19所示,時鐘信號1614(即,時鐘信號CLK4
)的下降邊緣與時鐘信號1612(即,時鐘信號CLK2
)的下降邊緣同步。
返回圖18,時鐘信號1612和1614被輸出到元件542用於定流(CC)控制。例如,如圖17所示的時鐘信號1532表示時鐘信號1612和1614。在另一示例中,儘管圖7和圖17未明確示出時鐘分頻器1610,然而根據一實施例,時鐘分頻器1610是變換系統500的一部分。
作為回應,元件542產生由振盪器562接收的電流信號1644。例如,電流信號1644是如圖17所示的信號1534。根據一個實施例,振盪器562、時鐘分頻器1610和元件542形成環路。
例如,該環路具有足夠高的增益。在另一示例中,在該環路變得穩定之後,時鐘信號1612的週期被鎖定為Demag
信號高電壓位準時的脈寬的兩倍長。在一個實施例中,Demag
信號高電壓位準時的脈寬與時鐘信號1612(即,時鐘信號CLK2
)高電壓位準時的脈寬相同,如圖19所示。在另一實施例中,時鐘信號1612的週期等於一常數乘以Demag
信號高電壓位準時的脈寬。例如,該常數等於1/γ.。
此外,如圖19所示並如上所述,根據本發明的實施例,Demag
信號高電壓位準時的脈寬與D2C
信號高電壓位準時的脈寬相同。因此,例如,D2C
信號高電壓位準時的脈寬與時鐘信號CLK2
高電壓位準時的脈寬相同。
再次參考圖18,自校準電路1650配置以校準電流I p2
的大小和電流I n2
的大小。例如,電流I p2
的大小等於電流I n2
的大小。
根據一個實施例,如圖18所示,Demag
信號和時鐘信號CLK4
被饋送到包括振盪器562、時鐘分頻器1610和元件542的環路。該環路調節時鐘信號CLK2
的頻率,以使得時鐘信號CLK2
的頻率被鎖定到Demag
信號的頻率。例如,時鐘信號CLK2
的頻率等於驅動信號548的開關頻率,如等式26所示。
如上所述,在一個實施例中,輸出電流Iout
由開關550截止時的初級繞組502的峰值電流Ip
來確定。但是,峰值電流Ip
可能由於控制電路的傳播延遲而隨著AC輸入電壓(例如,圖7中的VAC)改變。例如,較高的AC輸入電壓將產生較高的峰值電流Ip
,反之亦然。因此,根據一個實施例,無論輸入AC電壓如何,峰值電流Ip
都應當被精確控制在恒定位準。
圖20是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統500的一部分之用於電流感測(CS)峰值調整的元件540的某些設備的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖20所示,元件540包括高速比較器1810、電荷泵1820、動態閾值產生器1830以及過流保護(OCP)比較器1840。
在一個實施例中,高速比較器1810除了接收來自端子566(即,端子CS)的信號564之外,還接收Vth_oc。例如,流經初級繞組502的電流被電阻器580感測,電阻器580的電阻用Rs表示。如圖7所示,其大小由Is表示的電流582流經電阻器580,並且作為回應,電阻器580產生其大小用Vcs表示的電壓信號564。在另一示例中,當開關550剛剛截止時,Vcs與Vth_oc作比較。
在另一實施例中,高速比較器1810將Vth_oc與信號564相比較,並產生比較信號1812。比較信號1812由OCP_det表示。例如,比較信號1812由電荷泵1820接收。在另一示例中,電荷泵1820包括RS鎖存器1822和電容器1824。在一個實施例中,RS鎖存器1822接收比較信號1812,並且作為回應控制電容器1824的充電和放電。在另一實施例中,電容器1824提供電壓信號1826,其由動態閾值產生器1830接收。
在又一實施例中,動態閾值產生器1830將電壓信號1826轉換為電流信號。例如,轉換後的電流信號由電流鏡處理,該電流鏡產生動態電流信號1832。動態電流信號1832用Iocp_PWN表示。在另一示例中,電流信號1832由動態電阻器1834接收,動態電阻器1834由R2表示。在一個實施例中,動態電阻器1834包括線性電阻器1836以及電晶體1838和1839。例如,電晶體1838和1839提供與溫度有關的電阻補償。
在另一實施例中,動態電阻器1834將電流信號1832轉換為電壓信號1835。電壓信號1835用OCP_ref表示。例如,如果Vth_oc在大小上小於電壓信號564,則電壓信號1835將被動態閾值產生器1830調得較低。在另一示例中,如果Vth_oc在大小上大於電壓信號564,則電壓信號1835將被動態閾值產生器1830調得較高。
如圖20所示,電壓信號1835由過流保護(OCP)比較器1840接收。OCP比較器1840還接收來自端子566(即,端子CS)的信號564。例如,OCP比較器1840將OCP_ref與信號564相比較,並且產生信號574。在另一示例中,信號574由元件538接收,以調整初級繞組502的峰值電流。
如上所述,信號564例如由高速比較器1810與Vth_OC相比較,並且由OCP比較器1840與OCP_ref相比較。在一個實施例中,高速比較器1810、電荷泵1820、動態閾值產生器1830、OCP比較器1840以及其它元件形成了具有高增益的環路。在另一實施例中,即使線電壓的改變導致信號564的斜率的改變,初級繞組502的峰值電流也被維持在恒定位準。在又一實施例中,即使PWM/PFM信號的傳播延遲改變,初級繞組502的峰值電流也被維持在恒定位準。
根據又一實施例,如圖20所示,比較信號1812被用來控制電荷泵1820,以調節由OCP_ref表示的電壓信號1835。例如,電壓信號1835用作OCP比較器1840的閾值電壓。結果,根據本發明某些實施例,初級繞組502的峰值電流被內部環調整為使得峰值電流等於,而不管線電壓的大小如何。因此,基於等式25,恒定的輸出電流例如為如下。
在另一示例中,通過調整由VINV
表示的輸出信號514來控制輸出電壓Vo。因此,根據本發明一些實施例,可以分別在CV模式和CC模式中獲得恒定電壓Vo和恒定電流Io。例如,CC模式可應用於為電池充電直到電池的電壓達到預定大小為止。
根據另一實施例,一種用於調整電源變換器的系統(例如,如圖7所示)包括第一信號產生器(例如,如元件520所示),配置以至少接收輸入信號並且至少產生與退磁相關聯的第一輸出信號和於採樣相關聯的第二輸出信號。另外,該系統包括採樣元件(例如,如元件522所示),配置以至少接收輸入信號和第二輸出信號,至少基於與第二輸出信號相關聯的資訊來採樣輸入信號,並且至少產生與一個或多個經採樣大小相關聯的第三輸出信號。此外,該系統包括誤差放大器(例如,如誤差放大器524所示),配置以至少接收第三輸出信號和第一閾值電壓並且通過電容器至少產生第四輸出信號,該電容器被耦合到該誤差放大器。此外,該系統包括補償元件(例如,如負載補償的元件532所示),配置以至少接收第四輸出信號並且至少產生補償信號。輸入信號是補償信號與第一感測信號的組合。第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且次級繞組與該電源變換器的輸出電流和輸出電壓相關聯。另外,該系統包括用於至少調整輸出電流的第一控制器(例如,如元件542所示)。例如,第一控制器被配置為至少接收第一輸出信號和第三輸出信號,並且至少基於與第一輸出信號和第三輸出信號相關聯的資訊來至少產生第一控制信號。此外,該系統包括用於至少調整輸出電壓的第二控制器(例如,如元件534所示)。例如,第二控制器被配置為至少接收第四輸出信號並且至少基於與第四輸出信號相關聯的資訊來至少產生第二控制信號(例如,如信號558所示)和第三控制信號(例如,如信號536所示)。此外,該系統包括振盪器(例如,如振盪器562所示),配置以至少接收第一控
制信號和第二控制信號並且至少產生時鐘信號,以及第二信號產生器(例如,如元件538所示),配置以至少接收時鐘信號、第三控制信號和第四控制信號並且至少產生調節信號。另外,該系統包括閘驅動器(例如,如元件546所示),配置以至少接收調節信號並且至少將驅動信號輸出給開關。例如,該開關配置以影響流經耦合到次級繞組的初級繞組的第一電流。此外,該系統包括第三控制器(例如,如元件540所示),用於至少調整峰值電流。例如,第三控制器配置以接收第三控制信號、第二感測信號和第二閾值電壓,並且將第四控制信號輸出給第二信號產生器。在另一示例中,第二感測信號與流經電源變換器的初級繞組的第一電流相關聯。
例如,該系統還包括前向饋送元件(例如,如元件568所示),配置以從誤差放大器(例如,如誤差放大器524所示)接收第五輸出信號,並且將第六輸出信號輸出給第二控制器(例如,如元件534所示)。在另一示例中,該系統配置以在第四輸出信號在大小上大於預定值時將輸出電流調整為恒定電流位準,並且在第四輸出信號在大小上小於該預定值時,將輸出電壓調整為恒定電壓位準。在又一示例中,採樣元件(例如,如元件522所示)配置以在退磁時段結束是或者接近退磁時段結束時對收入信號執行至少一次採樣處理,產生第一經採樣大小,並且保持該第一經採樣大小直到產生第二經採樣大小為止,第一經採樣大小和第二經採樣大小是一個或多個經採樣大小中的兩個。在又一示例中,第一信號產生器(例如,如元件520所示並且如圖7和圖10所示)還配置以結束第三輸出信號,至少基於與第三輸出信號相關聯的資訊確定第三閾值電壓,將第三閾值電壓與收入信號在大小上進行比較,並且至少基於與第三閾值電壓和收入信號相關聯的資訊產生第一輸出信號。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統(例如,如圖7和圖9所示)包括採樣元件(例如,如元件522所示),配置以至少接收輸入信號,採樣輸入信號,並且至少產生與一個或多個經採樣大小相關聯的第一輸出信號。例如,輸入信號至少與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且次級繞組與電源變換器的輸出電流和輸出電壓有關。另外,該系統包括誤差放大器(例如,如誤差放大器524所示),配置以至少接收第一輸出信號和閾值電壓並且通過用於環路穩定補償的電路來
產生第二輸出信號,並且產生第三輸出信號。例如,用於環路穩定補償的電路時電容器(例如,如電容器526所示),並且該電容器被耦合到該誤差放大器。此外,該系統包括前向饋送元件(例如,如元件568所示),配置以接收第三輸出信號,並且至少基於與第三輸出信號相關聯的資訊產生第四輸出信號;以及控制器(例如,如元件534所示),用於至少調整輸出電壓。例如,控制器配置以至少接收第二輸出信號和第四輸出信號,並且至少產生第一控制信號。此外,該系統包括信號產生器(例如,如元件538所示),配置以至少接收第一控制信號並且至少基於與第一控制信號相關聯的資訊來至少產生調節信號;以及閘驅動器(例如,如元件546所示),配置以至少接收調節信號並且至少將驅動信號輸出給開關。例如,該開關配置以影響流經耦合到次級繞組的初級繞組的第一電流。
例如,該控制器(例如,如元件534所示)還配置以在第二輸出信號在大小上小於預定值時將輸出電壓調整為恒定電壓位準。在另一示例中,該系統還包括補償元件(例如,如負載補償的元件532所示),配置以至少接收第二輸出信號並且至少基於與第二輸出信號相關聯的資訊產生補償信號。例如,輸入信號時補償信號與感測信號的組合,並且感測信號至少與耦合到次級繞組的第一繞組相關聯。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統例如由圖7、圖14(a)和圖14(b)或者由圖7、圖15(a)和圖15(b)所示。該系統包括採樣元件(例如,如元件522所示),配置以至少接收輸入信號,採樣輸入信號,並且至少產生與一個或多個經採樣大小相關聯的第一輸出信號;以及誤差放大器(例如,如誤差放大器524所示),配置以至少接收第一輸出信號和閾值電壓並且通過電容器產生第二輸出信號,並且產生第三輸出信號,該電容器被耦合到該誤差放大器。另外,該系統包括前向饋送元件(例如,如元件568所示),配置以接收第三輸出信號,並且至少基於與第三輸出信號相關聯的資訊產生第四輸出信號;以及控制器(例如,如元件534所示),配置以至少接收第二輸出信號和第四輸出信號,並且至少產生控制信號。此外,該系統包括補償元件(例如,如負載補償的元件532所示),配置以至少接收第二輸出信號並且至少基於與第二輸
出信號相關聯的資訊來至少產生補償信號,輸入信號是補償信號與另一信號的組合。
例如,第二輸出信號時電壓信號,並且補償信號時電流信號。在另一示例者,該系統還包括信號產生器(例如,如元件538所示),配置以至少接收控制信號,並且至少基於與控制信號相關聯的資訊來至少產生調節信號;以及閘驅動器(例如,如元件546所示),配置以至少接收調節信號,並且至少將驅動信號輸出給開關,該開關配置以影響流經電源變換器的初級繞組的電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統(例如,如圖7和圖17所示)包括第一信號產生器(例如,如元件520所示),配置以至少接收輸入信號並且至少產生與退磁相關聯的第一輸出信號和與採樣相關聯的第二輸出信號。例如,輸入信號至少與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且次級繞組與電源變換器的輸出電流和輸出電壓有關。另外,該系統包括採樣元件(例如,如元件522所示),配置以至少接收輸入信號和第二輸出信號,至少基於與第二輸出信號相關聯的資訊來採樣輸入信號,並且至少產生與一個或多個經採樣大小相關聯的第三輸出信號。此外,該系統包括第一控制器(例如,如元件542所示),用於至少調整輸出電流,該第一控制器配置以至少接收第一輸出信號和第三輸出信號,並且至少基於與第一輸出信號和第三輸出信號相關聯的資訊來至少產生第一控制信號。此外,該系統包括振盪器(例如,如振盪器562所示),被配置為至少接收第一控制信號並且至少基於與第一控制信號相關聯的資訊來至少產生時鐘信號;以及第二信號產生器(例如,如元件538所示),配置以至少接收時鐘信號和第二控制信號,並且至少基於與時鐘信號和第二控制信號相關聯的資訊來至少產生調節信號。另外,該系統包括閘驅動器(例如,如元件546所示),配置以至少接收調節信號並且至少將驅動信號輸出給開關。例如,開關配置以影響流經耦合到次級繞組的初級繞組的第一電流。此外,該系統包括用於至少調整峰值電流的第三控制器(例如,如元件540所示),配置以至少接收感測信號和閾值電壓,並且將第二控制信號輸出給第二信號產生器(例如,如元件538所示)。例如,感
測信號與流經電源變換器的初級繞組的第一電流相關聯。調節信號對應於開關頻率,並且第一輸出信號對應於退磁脈衝寬度。
例如,開關頻率與退磁脈衝寬度成反比,開關週期與退磁脈衝寬度成正比,並且輸出電流與峰值電流成比例。在另一示例中,峰值電流是恒定的,並且輸出電流是恒定的。在另一示例中,在申請專利範圍第12項的系統(例如,如圖7和圖17所示)中,第一控制器(例如,如元件542所示)包括電壓到電流轉換器(例如,如電壓到電流轉換器1510所示),配置以結束第三輸出信號並且聲稱第二電流;鎖相環(例如,如鎖相環1530所示),配置以至少接收第一輸出信號和時鐘信號並且產生第三電流;以及確定元件(例如,如元件1520所示),配置以接收第二電流和第三電流,確定第二電流和第三電流在大小上的差異,並且至少基於與第二電流和第三電流相關聯的資訊產生第一控制信號。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統(例如,如圖7和圖20所示)包括用於至少調整峰值電流的控制器(例如,如元件540所示)。例如,控制器配置以至少接收感測信號和第一閾值信號並且至少產生第一控制信號,並且感測信號與流經電源變換器的初級繞組的第一電流相關聯。另外,該系統包括信號產生器(例如,如元件538所示),配置以至少接收第一控制信號並且至少產生調節信號;以及閘驅動器(例如,如元件546所示),配置以至少接收調節信號並且至少將驅動信號輸出給開關。例如,該開關配置以影響第一電流。在另一示例中,該控制器(例如,如元件540所示)包括第一比較器(例如,如高速比較器1810所示),配置以接收感測信號和第一閾值電壓,並且至少基於與感測信號和第一閾值電壓相關聯的資訊產生比較信號;以及電荷泵(例如,如電荷泵1820所示),配置以接收比較信號並且至少基於與比較信號相關聯的資訊來產生第二控制信號。另外,該控制器(例如,如元件540所示)包括閾值產生器(例如,如動態閾值產生器1830所示),配置以接收第二控制信號並且至少基於與第二控制信號相關聯的資訊產生第二閾值電壓;以及第二比較器(例如,如OCP比較器1840所示),配置以接收第二閾值電壓和感測信號,並且至少基於與第二閾值電壓和感測信號相關聯的資訊產生第一控制信號。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法(例如,如圖7實現的)包括由第一信號產生器(例如,如元件520所示)至少接收輸入信號並且至少基於與輸入信號相關聯的資訊來至少產生與退磁相關聯的第一輸出信號和與採樣相關聯的第二輸出信號。另外,該方法包括通過採樣元件(例如,如元件522所示)來至少接收輸入信號和第二輸出信號,至少基於與第二輸出信號相關聯的資訊來採樣輸入信號,並且至少產生與一個或多個經採樣大小相關聯的第三輸出信號;通過誤差放大器(例如,如誤差放大器524所示)來至少接收第三輸出信號和第一閾值電壓並且通過電容器至少產生第四輸出信號,該電容器被耦合到該誤差放大器。此外,該方法包括通過補償元件(例如,如負載補償的元件532所示)來至少接收第四輸出信號並且至少基於與第四輸出信號相關聯的資訊來至少產生補償信號。例如,輸入信號是補償信號與第一感測信號的組合。在另一示例中,第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且次級繞組與該電源變換器的輸出電流和輸出電壓相關聯。另外,該方法包括通過用於至少調整輸出電流的第一控制器(例如,如元件542所示)來至少接收第一輸出信號和第三輸出信號,並且至少基於與第一輸出信號和第三輸出信號相關聯的資訊來至少產生第一控制信號;通過用於至少調整輸出電壓的第二控制器(例如,如元件534所示)來至少接收第四輸出信號並且至少基於與第四輸出信號相關聯的資訊來至少產生第二控制信號(例如,如信號558所示)和第三控制信號(例如,如信號536所示)。此外,該方法包括通過振盪器(例如,如振盪器562所示)來至少接收第一控制信號和第二控制信號並且通過該振盪器(例如,如振盪器562所示)至少產生時鐘信號;通過第二信號產生器(例如,如元件538所示)來至少接收時鐘信號、第三控制信號和第四控制信號並且通過該第二信號產生器(例如,如元件538所示)至少產生調節信號。另外,該方法包括通過閘驅動器(例如,如元件546所示)來至少接收調節信號並且至少將驅動信號輸出給開關以影響流經耦合到次級繞組的初級繞組的第一電流;通過用於至少調整峰值電流的第三控制器(例如,如元件540所示)來接收第三控制信號、第二感測信號和第二閾值電壓,並且將第四控制信號輸出給
第二信號產生器。例如,第二感測信號與流經電源變換器的初級繞組的第一電流相關聯。
在另一示例中,該方法還包括通過前向饋送元件(例如,如元件568所示)來接收來自誤差放大器(例如,如誤差放大器524所示)的第五輸出信號,並且至少基於與第五輸出信號相關聯的資訊來向第二控制器(例如,如元件534所示)輸出第六輸出信號。在又一示例中,該方法還包括在第四輸出信號在大小上大於預定值時將輸出電流調整為恒定電流位準,並且在第四輸出信號在大小上小於預定值時將輸出電壓調整為恒定電壓位準。在又一示例中,用於採樣輸入信號的處理包括在第一退磁時段結束時或者在接近第一退磁時段結束時採樣輸入信號,產生與第一退磁時段相對應的第一經採樣大小,在或者接近第二退磁時段結束時採樣輸入信號,並且產生與第二退磁時段相關聯的第二經採樣大小。第一經採樣大小和第二經採樣大小是一個或多個經採樣大小中的兩個。在又一示例中,用於至少產生第三輸出信號的處理包括保持第一經採樣大小直到第二經採樣大小被產生為止。在又一示例中,在該方法(例如,如圖7和圖10實現的)中,用於至少產生與退磁相關聯的第一輸出信號和於採樣相關聯的第二輸出信號的處理包括接收第三輸出信號,至少基於與第三輸出信號相關聯的資訊確定第三閾值電壓,將第三閾值電壓與輸入信號在大小上進行比較,並且至少基於與第三閾值電壓和輸入信號相關聯的資訊產生第一輸出信號。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法(例如,如圖7和9所示)包括通過採樣元件(例如,如元件522所示)來至少接收輸入信號。例如,輸入信號至少與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且次級繞組與電源變換器的輸出電流和輸出電壓有關。另外,該方法包括通過採樣元件(例如,如元件522所示)對輸入信號採樣,至少產生與一個或多個經採樣大小相關聯的第一輸出信號;通過誤差放大器(例如,如誤差放大器524所示)來至少接收第一輸出信號和閾值電壓並且通過電容器產生第二輸出信號,該電容器被耦合到該誤差放大器。此外,該方法包括通過誤差放大器產生第三輸出信號;通過前向饋送元件來接收第三輸出信號,並且至少基於與第三輸出信號相關聯的資訊產生第四輸出信
號;通過用於至少調整輸出電壓的控制器(例如,如元件534所示)來至少接收第二輸出信號和第四輸出信號,並且至少基於與第二輸出信號和第四輸出信號相關聯的資訊來至少產生第一控制信號。此外,該方法包括通過信號產生器(例如,如元件538所示)來至少接收第一控制信號並且至少基於與第一控制信號相關聯的資訊來至少產生調節信號;通過閘驅動器(例如,如元件546所示)來至少接收調節信號並且至少將驅動信號輸出給開關來影響流經耦合到次級繞組的初級繞組的第一電流。
例如,該方法還包括如果第二輸出信號在大小上小於預定值則將輸出電壓調整為恒定電壓位準。在另一示例中,該方法包括通過補償元件(例如,如負載補償的元件532所示)來至少接收第二輸出信號,並且至少基於與第二輸出信號相關聯的資訊產生補償信號。輸入信號時補償信號與感測信號的組合,並且感測信號至少與耦合到次級繞組的第一繞組相關聯。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法例如由圖7、圖14(a)和圖14(b)或者由圖7、圖15(a)和圖15(b)所示。該方法包括通過採樣元件(例如,如元件522所示)來至少接收輸入信號,由該採樣元件(例如,如元件522所示)採樣輸入信號,並且至少產生與一個或多個經採樣大小相關聯的第一輸出信號。另外,該方法包括通過誤差放大器(例如,如誤差放大器524所示)來至少接收第一輸出信號和閾值電壓並且至少基於與第一輸出信號和閾值電壓相關聯的資訊來通過電容器產生第二輸出信號,並且至少基於與第一輸出信號和閾值電壓相關聯的資訊產生第三輸出信號,該電容器被耦合到該誤差放大器。另外,該方法包括通過前向饋送元件(例如,如元件568所示)來接收第三輸出信號,並且至少基於與第三輸出信號相關聯的資訊產生第四輸出信號;通過控制器(例如,如元件534所示)來至少接收第二輸出信號和第四輸出信號,並且至少基於與第二輸出信號和第四輸出信號相關聯的資訊來至少產生控制信號。此外,該方法包括通過補償元件(例如,如負載補償的元件532所示)來至少接收第二輸出信號並且至少基於與第二輸出信號相關聯的資訊來至少產生補償信號,輸入信號是補償信號與另一信號的組合。
例如,第二輸出信號時電壓信號,並且補償信號是電流信號。在另一示例中,該方法還包括通過信號產生器(例如,如元件538所示)至少接
收控制信號,至少基於與控制信號相關聯的資訊來至少產生調節信號,通過閘驅動器(例如,如元件546所示)來至少接收調節信號,並且至少將驅動信號輸出給開關以影響流經電源變換器的初級繞組的電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法(例如,如圖7和圖17實現的)包括通過第一信號產生器(例如,如元件520所示)來至少接收輸入信號。例如,輸入信號至少與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且次級繞組與電源變換器的輸出電流和輸出電壓有關。另外,該方法包括至少基於與輸入信號相關聯的資訊來至少產生與退磁相關聯的第一輸出信號和與採樣相關聯的第二輸出信號;通過採樣元件(例如,如元件522所示)來至少接收輸入信號和第二輸出信號,至少基於與第二輸出信號相關聯的資訊來採樣輸入信號,並且至少產生與一個或多個經採樣大小相關聯的第三輸出信號。此外,該方法包括通過用於至少調整輸出電流的第一控制器(例如,如元件542所示)來至少接收第一輸出信號和第三輸出信號,並且至少基於與第一輸出信號和第三輸出信號相關聯的資訊來至少產生第一控制信號;通過振盪器(例如,如振盪器562所示)來至少接收第一控制信號並且至少基於與第一控制信號相關聯的資訊來至少產生時鐘信號。此外,該方法包括通過第二信號產生器(例如,如元件538所示)來至少接收時鐘信號和第二控制信號,並且至少基於與時鐘信號和第二控制信號相關聯的資訊來至少產生調節信號;通過閘驅動器(例如,如元件546所示)來至少接收調節信號並且至少將驅動信號輸出給開關以影響流經耦合到次級繞組的初級繞組的第一電流。此外,該方法包括通過用於至少調整峰值電流的第三控制器(例如,如元件540所示)來至少接收感測信號和閾值電壓,並且將第二控制信號輸出給第二信號產生器(例如,如元件538所示)。感測信號與流經電源變換器的初級繞組的第一電流相關聯,調節信號對應於開關頻率,並且第一輸出信號對應於退磁脈衝寬度。
例如,開關頻率與退磁脈衝寬度成反比,並且輸出電流與峰值電流成正比。在另一示例中,峰值電流是恒定的,並且輸出電流是恒定的。
在又一示例中,例如由圖7和圖17所示,用於至少產生第一控制信號的處理包括通過電壓到電流轉換器(例如,如電壓到電流轉換器1510
所示)來接收第三輸出信號,至少基於與第三輸出信號相關聯的資訊產生第二電流,通過鎖相環(例如,如鎖相環1530所示)來至少接收第一輸出信號和時鐘信號,並且至少基於與第一輸出信號和時鐘信號相關聯的資訊產生第三電流。另外,用於至少產生第一控制信號的處理包括通過確定元件(例如,如元件1520所示)來接收第二電流和第三電流,並且至少基於與第二電流和第三電流相關聯的資訊產生第一控制信號,該確定元件配置以確定第二電流和第三電流在大小上的差異。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法(例如,如圖7和圖20所示)包括通過用於至少調整峰值電流的控制器(例如,如元件540所示)來至少接收感測信號和第一閾值信號。例如,感測信號與流經電源變換器的初級繞組的第一電流相關聯。另外,該方法包括至少基於與感測信號和第一閾值電壓相關聯的資訊來至少產生第一控制信號;通過信號產生器(例如,如元件538所示)來至少接收第一控制信號並且至少基於與第一控制信號相關聯的資訊來至少產生調節信號;通過閘驅動器(例如,如元件546所示)來至少接收調節信號並且至少將驅動信號輸出給開關以影響第一電流。用於至少產生第一控制信號的處理包括通過第一比較器(例如,如高速比較器1810所示)來接收感測信號和第一閾值電壓,並且至少基於與感測信號和第一閾值電壓相關聯的資訊產生比較信號;通過電荷泵(例如,如電荷泵1820所示)來接收比較信號並且至少基於與比較信號相關聯的資訊來產生第二控制信號;通過閾值產生器(例如,如動態閾值產生器1830所示)來接收第二控制信號並且至少基於與第二控制信號相關聯的資訊產生第二閾值電壓;通過第二比較器(例如,如OCP比較器1840所示)來接收第二閾值電壓和感測信號,並且至少基於與第二閾值電壓和感測信號相關聯的資訊產生第一控制信號。
與傳統技術相比,通過本發明獲得了許多益處。本發明的某些實施例可以減少部分計數和/或降低系統成本。本發明的一些實施例可以提高可靠性和/或效率。本發明的某些實施例可以簡化開關模式返馳式電源變換器中的電路設計。本發明的一些實施例提供了初級側感測和調整方案。例如,初級側感測和調整方案可以改善負載調整。在另一示例中,初級側感測和調整方案可以補償初級繞組電感變化以便在採用初級側調整的返馳式變
換器中獲得恒定的輸出電流。本發明的某些實施例可以在CC模式中提供不隨著初級繞組電感的改變而改變的恒定輸出電流。
參考等式8,如果N為常數,為了使Io
保持恒定,也應當使保持恒定。由於Rs
是常數,因此至少存在如下方法來使保持恒定:
(a使Vcs_pk
保持恒定並且使保持恒定;
(b)使保持恒定並且使保持恒定;或者
(c)使保持恒定並且使Ts
保持恒定;
本發明的某些實施例使用上面的方法(a)、(b)或(c)來實現定流(CC)模式,其中,輸出電流被維持在恒定位準,而不管初級繞組、次級繞組和輔助繞組的電感水準和輸出電壓如何。
圖21是根據本發明又一實施例具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
電源變換系統2100包括初級繞組2110、次級繞組2112、輔助繞組2114、電阻器2120、2122和2124、開關2130、退磁檢測元件2150、電流源2160、電流槽2162、開關2164和2166、NOT(非)閘2170、電容器2172、比較器2180和2182、觸發器元件2190、以及驅動元件2192。例如,退磁檢測元件2150,電流源2160、電流槽2162、開關2164和2166、NOT閘2170、電容器2172、比較器2180和2182、觸發器元件2190、以及驅動元件2192位於晶片2140上。在另一示例中,晶片2140至少包括端子2142、2144和2146。在又一示例中,系統2100是開關模式返馳式電源變換系統。
如上面討論並且在此強調的,圖21僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。例如,上升邊緣遮沒(leading-edge blanking)元件被***在端子2146與比較器2180之間,並且所***的上升邊緣遮沒元件接收來自端子2146的信號並且將信號2147輸出到比較器2180。
圖22是作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統2100一部分的退磁檢測元件2150的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。該退磁檢測元件2150包括比較器2210、觸發器元件2220和2222、NOT閘2230和2232、以及AND閘2240。
圖23是根據本發明實施例包括如圖21和圖22所示的退磁檢測元件2150的開關模式電源變換系統2100的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖23所示,波形2310表示作為時間的函數的回饋信號2143(例如,VFB
),波形2320表示作為時間的函數的Demag
信號2151,並且波形2330表示作為時間的函數的斜坡信號2165(例如,Vramp
)。另外,波形2340表示作為時間的函數的控制信號2185,波形2350表示作為時間的函數的驅動信號2193,並且波形2360表示作為時間的函數的感測信號2147(例如,Vcs
)。
如圖21和23所示,當驅動信號2193(對應於波形2350)為邏輯高位準時,開關2130導通並且因此被閉合上。根據一個實施例,流經初級繞組2110的電流2111線性地傾斜上升,並且信號2147(例如Vcs
)也線性地傾斜上升。例如,信號2147(例如Vcs
)由比較器2180接收,比較器2180還接收閾值信號2181(例如Vthoc
)。在另一示例中,比較器2180將信號2147(例如Vcs
)與閾值信號2181(例如Vthoc
)相比較,並且將比較信號2187輸出給觸發器元件2190。在一個實施例中,觸發器元件2190還接收來自比較器2182的控制信號2185,並且產生調節信號2191。在另一實施例中,調節信號2191由驅動器元件2192接收,作為響應,驅動器元件2192產生驅動信號2193。
如波形2350和2360所示的,如果信號2147(例如Vcs
)在大小上達到閾值信號2181(例如Vthoc
),則驅動信號2193從邏輯高位準變為邏輯低位準,並且開關2130截止並且因此被斷開。例如,當開關2130截止時,所儲存的能量被遞送給電源變換系統2100的輸出,並且退磁處理開始。
在另一示例中,在退磁處理期間,流經初級繞組2112的電流線性地傾斜下降。
如圖21所示,輔助繞組2114的輸出電壓(例如,Vaux
)反映了電源變換系統2100的輸出電壓(例如,Vo
),並且被電阻器2120和2122轉換為回饋信號2143(例如,VFB
)。例如,回饋信號2143(例如,VFB
)由作為退磁檢測元件2150一部分的比較器2210接收。在另一示例中,比較器2210將回饋信號2143(例如,VFB
)與閾值信號2211(例如,0.1V)相比較。
如波形2310和2320所示,當回饋信號2143(例如,VFB
)上升到閾值信號2211(例如,0.1V)以上時,Demag
信號2151變為邏輯高位準,其指示退磁處理的開始。此外,當回饋信號2143(例如,VFB
)下降到閾值信號2211(例如,0.1V)以下時,Demag
信號2151變為邏輯低位準,其指示退磁處理的結束。例如,當流經次級繞組2112的電流下降到幾乎為零時,退磁處理結束。在另一示例中,在退磁處理結束之後,電源變換系統2100進入諧振振盪狀態,並且回饋信號2143(例如,VFB
)(對應於波形2310)近似為正弦波。
如圖21所示,Demag
信號2151由開關2166和NOT閘2170接收,NOT閘2170作為回應將信號2171輸出給開關2164。例如,如果Demag
信號2151為邏輯高位準,則開關2164斷開並且開關2166閉合。因此,根據一個實施例,電容器2172通過電流槽2162被放電,並且斜坡信號2165(例如,Vramp
)線性地下降。在另一示例中,如果Demag
信號2151為邏輯低位準,則開關2164閉合並且開關2166斷開。因此,根據另一實施例,電容器2172通過電流源2160被充電,並且斜坡信號2165(例如,Vramp
)線性地上升。
根據又一實施例,斜坡信號2165(例如,Vramp
)由比較器2182接收,比較器2182還接收閾值信號2183(例如,Vref
)。例如,比較器2182將斜坡信號2165(例如,Vramp
)與閾值信號2183(例如,Vref
)相比較,並且向觸發器元件2190輸出控制信號2185。如波形2330和2350所示,如果斜坡信號2165(例如,Vramp
)在大小上達到閾值信號2183(例如,Vref
),則驅動信號2193從邏輯低位準變為邏輯高位準,並且開關2130導通。
如圖21、22和23所示,例如,電源變換系統2100的開關週期如下:
其中,Ts
表示開關週期,並且TDemag
表示退磁處理的持續時間。I2
表示電流源2160的充電電流的大小,並且I1
表示電流槽2162的放電電流的大小。
在一個實施例中,如果
則
其中,Vcs_pk
表示信號2147(例如Vcs
)的峰值,並且Vthoc
表示閾值信號2181的大小。另外,Ip
表示流經初級繞組2110的電流2111的峰值,並且Rs
表示電阻器2124的電阻值。在另一實施例中,假設初級繞組2110與次級繞組2112之間的效率為100%,則輸出電流為:
其中,Io
表示輸出電流,並且N表示初級繞組2110與次級繞組2112之間的匝數比。利用等式29和31,等式32變為:
例如,基於等式33,由於I1
,I2
,Vthoc
和Rs
為常數,因此輸出電流Io
是
恒定的。在另一示例中,電源變換系統2100意圖使Vcs_pk
和兩者保
持恒定,以便使輸出電流Io
保持恒定。
圖24是根據本發明另一實施例之具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
開關模式電源變換系統2400包括以下元件:●用於產生Demag
信號和Sampling_clk
信號的元件2420;●用於採樣和保持一個或多個信號的元件2422;●用於產生PWM/PFM調節信號的元件2438;
●用於電流感測(CS)峰值調整的元件2440;●用於產生閘驅動信號的元件2446;●振盪器2462;●電壓到電流轉換器2510;●用於確定兩個輸入信號在大小上的差異的元件2520;●時鐘分頻器2610;●脈衝拷貝電路2620;以及●相位檢測器和電荷泵2635。
在一個實施例中,元件2420、2422、2438、2440和2446、振盪器2462、電壓到電流轉換器2510、元件2520、時鐘分頻器2610、脈衝拷貝電路2620、以及相位檢測器和電荷泵2635位於晶片2490上。例如,晶片2490至少包括端子2416、2452和2466。
儘管上面利用所選出之用於系統2400的一組元件進行了示出,然而還可以存在許多替代、修改和變體。例如,元件中的一些可被擴展和/或組合。在另一示例中,上升邊緣遮沒元件被***在端子2466與元件2440之間,並且所***的上升邊緣遮沒元件接收來自端子2466的信號並且將信號2464輸出給元件2440。取決於實施例,元件的排列可以與被替換的其它元件互換。這些元件的進一步細節可在本說明書中找到。
例如,開關模式電源變換系統2400與開關模式電源變換系統500相同。在另一示例中,晶片2490與晶片590相同。在又一示例中,端子2416、2452和2466分別與端子516、552和566相同。
在又一示例中,元件2420、2422、2438、2440和2446分別與元件520、522、538、540和546相同,並且振盪器2462與振盪器562相同。在又一示例中,電壓到電流轉換器2510與電壓到電流轉換器1510相同,並且元件2520與元件1520相同。在又一示例中,時鐘分頻器2610和脈衝拷貝電路2620分別與時鐘分頻器1610和脈衝拷貝電路1620相同,並且相位檢測器和電荷泵2635包括相位檢測器1630和電荷泵1640。返回參考圖17和圖18,根據一個實施例,元件542包括電壓到電流轉換器1510、元件1520和鎖相環1530,並且鎖相環1530至少包括脈衝拷貝電路1620、相位檢測器1630和電荷泵1640。
在又一示例中,信號2414、2444、2448、2460、2464和2474分別與信號514、544、548、560、564和574相同。在又一示例中,信號2512和2522分別與信號1512和1522相同。在又一示例中,信號2612、2614、2629、2644和2660與信號1612、1614、1629、1644和1660相同。
圖25是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統2400的一部分的用於電流感測(CS)峰值調整的元件2440的某些設備的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。如圖25所示,元件2440包括高速比較器2710、邏輯控制元件2722、電荷泵2724、動態閾值產生器2730以及過流保護(OCP)比較器2740。
例如,元件2440包括與高速比較器1810、動態閾值產生器1830以及過流保護(OCP)比較器1840相同的高速比較器2710、動態閾值產生器2730以及過流保護(OCP)比較器2740。在另一示例中,邏輯控制元件2722和電荷泵2724形成電荷泵1820。在又一示例中,信號2464和2474分別與信號564和574相同。在又一示例中,信號2712、2726和2735分別與信號1812、1826和1835相同。
返回圖24,根據一個實施例,開關模式電源變換系統2400是返馳式電源變換器。在另一實施例中,開關模式電源變換系統2400包括用於控制開關頻率的一個或多個元件,以及用於控制流經初級繞組的峰值電流的一個或多個元件。例如,峰值電流被調整到預定位準,而不管線路AC輸入電壓如何。
根據另一實施例,開關模式電源變換系統2400的輸出電壓由通過端子2416(例如,端子FB)的信號2414(例如,VFB
)表示。例如,信號2414(例如,VFB
)被元件2422採樣和保持,元件2422的輸出Vsamp
由電壓到電流轉換器2510接收。在另一示例中,電壓到電流轉換器2510與元件2520一起產生信號2522,信號2522用來確定振盪器2462產生的信號2660的頻率。
根據又一實施例,信號2414(例如,VFB
)由元件2420接收。例如,元件2420向脈衝拷貝電路2620輸出Demag
信號,並且Demag
信號表示退磁處理的持續時間(例如,TDemag
)。在又一示例中,信號由一鎖相環處
理,該鎖相環包括振盪器2462、時鐘分頻器2610、脈衝拷貝電路2620、相位檢測器和電荷泵2635以及元件2520。在又一示例中,該鎖相環調節信號2660的振盪頻率,以使得
其中,β是常數。在又一示例中,β等於2。
圖26是根據本發明實施例之開關模式電源變換系統2400的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖26所示,波形2680表示作為時間的函數的信號2612(例如,CLK2),並且波形2682表示作為時間的函數的信號2614(例如,CLK4)。另外,波形2684表示作為時間的函數的Demag
信號,波形2686表示作為時間的函數的信號2629,並且波形2688表示作為時間的函數的信號2522。
例如,在信號2614(對應於波形2682)的下降邊緣處,Demag
信號(對應於波形2684)被同步到信號2629(對應於波形2686)。在另一示例中,在信號2629(對應於波形2686)的下降邊緣處,信號2612(對應於波形2680)被採樣。
根據一個實施例,如果從信號2612採樣出的值對應於邏輯低位準,則退磁處理的持續時間(例如,TDemag
)小於信號2612(對應於波形2680)的半個週期。根據另一實施例,作為回應,信號2522(對應於波形2688)在大小上減小,從而導致信號2612(對應於波形2680)的頻率也減小。
圖25和/或圖20示出了根據某些實施例用於調整初級繞組的峰值電流的一種或多種實現方式。例如,在定流(CC)模式中,感測到的電壓(例如,Vcs
)的峰值通過回饋被調整到預定位準,而不管線路AC輸入電壓和/或延遲時間如何。
在另一示例中,如圖25所示,當電源開關(例如,開關550)剛剛截止時,信號2464(例如,Vcs
)由比較器2710與預定閾值信號(例如,Vth_oc
)相比較。根據一個實施例,比較器2710輸出信號2712,以便調節信號2735(例如,信號OCP_ref),信號2735被用作比較器2740的閾值電壓。根據
另一實施例,感測到的電壓(例如,Vcs
)的峰值通過這樣的回饋被調整到預定位準(例如,Vth_oc
),以使得開關模式電源變換系統2400的輸出電流保持恒定。
圖27是根據本發明某些實施例分別作為開關模式電源變換系統500或2400一部分的用於電流感測(CS)峰值調整的元件540或2440的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
參考圖27和圖20,根據一個實施例,波形2780表示作為時間的函數的信號560(例如,CLK),並且波形2782表示作為時間的函數的信號564(例如,CS)。根據另一實施例,波形2784表示作為時間的函數的信號LEB_b,並且波形2786表示作為時間的函數的信號1812(例如,OCP_det)。根據又一實施例,波形2790表示作為時間的函數、作為信號Charge_con_b與信號Charge相及(AND)的結果的信號(例如,UP),並且波形2792表示作為時間的函數、作為信號Charge_con與信號Charge_b相及的結果的信號(例如,DOWN)。例如,信號Charge和信號Charge_b都是短脈衝信號。根據又一實施例,波形2794表示作為時間的函數的信號1826(例如,Vcontrol
),並且波形2796表示作為時間的函數的信號1835(例如,OCP_ref)。
如圖27所示,根據一個實施例,如果信號564(對應於波形2782)的峰值小於Vth_oc(例如,0.9V),則信號1812(對應於波形2786)為邏輯低位準,並且信號1835(對應於波形2796)逐步增大。根據另一實施例,如果信號564(對應於波形2782)在一時段期間變得大於Vth_oc(例如,0.9V),則信號1812(對應於波形2786)在該同一時段期間為邏輯高位準,並且信號1835(對應於波形2796)逐步減小,以便動態地在預定位準(例如,Vth_oc
)處獲得感測電壓(例如,Vcs
)的恒定峰值。
圖28是根據本發明又一實施例具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
電源變換系統2800包括初級繞組2810、次級繞組2812、輔助繞組2814、電阻器2820、2822和2824、開關2830、斜坡產生器2832、跨導放
大器2834、逐週期(cycle-by-cycle)峰值產生器2836、上升邊緣遮沒元件2838、退磁檢測元件2850、電流源2860、電流槽2862、開關2864和2866、NOT(非)閘2870、電容器2872和2858、比較器2880和2882、觸發器元件2890、以及驅動元件2892。
例如,斜坡產生器2832、跨導放大器2834、逐週期峰值檢測器2836、上升邊緣遮沒元件2838、退磁檢測元件2850、電流源2860、電流槽2862、開關2864和2866、NOT閘2870、電容器2872、比較器2880和2882、觸發器元件2890以及驅動元件2892位於晶片2840上。在另一示例中,晶片2840至少包括端子2842、2844、2846和2848。在又一示例中,系統2800是開關模式返馳式電源變換系統。在又一示例中,退磁檢測元件2850與如圖22所示的退磁檢測元件2150相同。
圖29是根據本發明實施例之開關模式電源變換系統2800的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖29所示,波形2910表示作為時間的函數的輸入信號2813(例如,Vin
),波形2920表示作為時間的函數的斜坡信號2833(例如,VB
),並且波形2922表示作為時間的函數的信號2881(例如,CMP)。另外,波形2930表示作為時間的函數的感測信號2847(例如,Vcs
),並且波形2940表示作為時間的函數的峰值信號2837(例如,Vc2
)。
此外,波形2950表示作為時間的函數的回饋信號2843(例如,VFB
),並且波形2960表示作為時間的函數的Demag
信號2851,並且波形2970表示作為時間的函數的另一斜坡信號2865(例如,VA
)。此外,波形2980表示作為時間的函數的控制信號2885,並且波形2990表示作為時間的函數的驅動信號2893。
如圖28和圖29所示,當驅動信號2893(對應於波形2990)為邏輯高位準時,開關2830導通。根據一個實施例,流經初級繞組2810的電流2811線性地傾斜上升,並且信號2847(例如,Vcs
)通過上升邊緣遮沒元件2838也線性地傾斜上升。例如,信號2847(例如,Vcs
)由逐週期峰值檢測器2836接收,逐週期峰值檢測器2836檢測每個開關週期內的信號2847的峰值並且輸出峰值信號2837(對應於波形2940),峰值信號2837
表示檢測到的信號2847的峰值。在另一示例中,峰值信號2837(例如,Vc2
)由跨導放大器2834接收,跨導放大器2834還接收參考信號2835(例如Vref2
)。
根據一個實施例,峰值信號2837(例如,Vc2
)與參考信號2835(例如Vref2
)之間的電壓差被放大並且被轉換為電流信號,該電流信號進而被電容器2858轉換為電壓信號2881(例如,CMP)。根據另一實施例,電壓信號2881(對應於波形2922)由比較器2880接收,比較器2880還接收斜坡信號2833(對應於波形2920)。
例如,電壓信號2881(例如,CMP)的大小隨著時間是恒定的。在另一示例中,比較器2880將電壓信號2881(對應於波形2922)與斜坡信號2833(對應於波形2920)相比較,並且向觸發器元件2890輸出比較信號2887。在一個實施例中,觸發器元件2890還接收來自比較器2882的控制信號2885並且產生調節信號2891。在另一實施例中,調節信號2891由驅動器元件2892接收,作為響應,驅動器元件2892產生驅動信號2893。
如波形2920和2990所示,如果斜坡信號2833(例如,VB
)達到電壓信號2881(例如,CMP),則驅動信號2893從邏輯高位準變為邏輯低位準並且開關2830截止。例如,當開關2830截止時,所儲存能量被遞送到電源變換系統2800的輸出並且退磁處理開始。在另一示例中,在退磁處理期間,流經次級繞組2812的電流線性地傾斜下降。
如圖28所示,輔助繞組2814的輸出電壓(例如,Vaux
)反映電源變換系統2800的輸出電壓(例如,Vo
),並且被電阻器2820和2822轉換為回饋信號2843(例如,VFB
)。例如,回饋信號2843(例如,VFB
)由退磁檢測元件2850接收,退磁檢測元件2850將回饋信號2843(例如,VFB
)與閾值信號(例如,0.1V)相比較。
根據一個實施例,如波形2950和2960所示,當回饋信號2843(例如,VFB
)上升到閾值信號(例如,0.1V)以上時,Demag
信號2851變為邏輯高位準,其指示退磁處理的開始。根據另一實施例,當回饋信號2843(例如,VFB
)下降到閾值信號(例如,0.1V)以下時,Demag
信號2851變為邏輯低位準,其指示退磁處理的結束。例如,當流經次級繞組2812的電流下降到幾乎為零時,退磁處理結束。在另一示例中,在退磁處理結束之
後,電源變換系統2800進入諧振振盪狀態,並且回饋信號2843(例如,VFB
)(對應於波形2310)近似為正弦波。
如圖28所示,Demag
信號2851由開關2866和NOT閘2870接收,NOT閘2870作為回應將信號2871輸出給開關2864。例如,如果Demag
信號2851為邏輯高位準,則開關2864斷開並且開關2866閉合。因此,根據一個實施例,電容器2872通過電流槽2862被放電,並且斜坡信號2865(例如,VA
)線性地下降。在另一示例中,如果Demag
信號2851為邏輯低位準,則開關2864閉合並且開關2866斷開。因此,根據另一實施例,電容器2872通過電流源2860被充電,並且斜坡信號2865(例如,VA
)線性地上升。
根據又一實施例,斜坡信號2865(例如,VA
)由比較器2882接收,比較器2882還接收閾值信號2883(例如,Vref1
)。例如,比較器2882將斜坡信號2865(例如,VA
)與閾值信號2883(例如,Vref1
)相比較,並且向觸發器元件2890輸出控制信號2885。如波形2970和2990所示,如果斜坡信號2865(例如,VA
)在大小上達到閾值信號2883(例如,Vref1
),則驅動信號2893從邏輯低位準變為邏輯高位準,並且開關2830導通。
圖30是作為根據本發明實施例之電源變換系統2800一部分的逐週期峰值檢測器2836的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
在一個實施例中,逐週期峰值檢測器2836包括比較器3010、開關3020、3022和3024、緩衝器3030、電容器3040和3042、電流源3050、以及單穩態產生器3060。在另一實施例中,開關3022和3024分別由信號3062和3064控制,信號3062和3064是單穩態產生器3060回應於驅動信號2893產生的。例如,信號3062和3064各自是具有300ns脈寬的單穩態信號。
圖31是作為根據本發明實施例之電源變換系統2800一部分的逐週期峰值檢測器2836的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖31所示,波形3110表示作為時間的函數的驅動信號2893,並且波形3120表示作為時間的函數的感測信號2847(例如,Vcs
)。另外,波形3130表示作為時間的函數的單穩態信號3062,並且波形3140表示作為時間的函數的單穩態信號3064。此外,波形3150表示作為時間的函數的信號3023(例如,Vc1
),並且波形3160表示作為時間的函數的信號3031。此外,波形3170表示作為時間的函數的峰值信號2837(例如,Vc2
)。
如圖30和圖31所示,單穩態產生器3060接收驅動信號2893(對應於波形3110),並且回應於驅動信號2893的上升邊緣產生單穩態信號3062(對應於波形3130)。例如,單穩態信號3062具有300ns的脈寬。在另一示例中,當單穩態信號3062為邏輯高位準時,開關3022被閉合;因此,電容器3040被放電並且信號3023(對應於波形3150)下降到邏輯低位準。
在又一示例中,信號3023(對應於波形3150)由比較器3010接收,比較器3010將信號3023與信號2847(對應於波形3120)相比較。根據一個實施例,如果信號2847在大小上大於信號3023,則開關3020閉合並且電容器3022通過電流源3050被充電。根據另一實施例,如果信號3023在大小上達到信號2847,則開關3020斷開;因此,信號3023在相應的信號週期中表示信號2874的峰值,直到開關3022通過單穩態信號3022的下一脈衝被再次閉合為止。根據又一實施例,信號3023由緩衝器3030接收,緩衝器3030產生信號3031(對應於波形3160)。
根據又一實施例,單穩態產生器3060接收驅動信號2893(對應於波形3110),並且回應於驅動信號2893的下降邊緣產生單穩態信號3064(對應於波形3140)。例如,單穩態信號3064具有300ns的脈寬。在另一示例中,當單穩態信號3064為邏輯高位準時,開關3024被閉合;因此,電容器3042被充電並且信號2837(對應於波形3170)被用來對信號3031採樣。在又一示例中,經採樣的信號3031被保持在電容器3042上並且作為信號2837被輸出,信號2837表示相應信號週期中的信號2874的峰值直到驅動信號2844的下一脈衝到來為止。
參考圖28,例如,電源變換系統2800的開關週期如下:
其中,Ts
表示開關週期,並且TDemag
表示退磁處理的持續時間。I2
表示電流源2860的充電電流的大小,並且I1
表示電流槽2862的放電電流的大小。
根據一個實施例,AC輸入信號2815被轉換為經整流的輸入信號2813(例如,Vin
),如下:
其中,Vin
表示經整流的輸入信號2813。另外,Vrms
表示AC輸入信號2815的均方根大小,並且TAC
表示AC輸入信號2815的週期。例如,TAC
等於20ms。
在另一示例中,因此,峰值信號2837為
其中,Vc2
表示峰值信號2837。另外,ton
表示驅動信號2893的脈寬,並且Rs
表示電阻器2824的電阻值。此外,Lp
表示初級繞組2810的電感。
在又一示例中,如圖28所示,峰值信號2837被平均並且使得峰值信號2837的平均值等於參考信號2835。根據一個實施例,如果
則,
其中,gm
是跨導放大器2834的跨導值,並且Ccmp
是電容器2858的電容值。另外,T表示積分週期,並且K是遠大於1的正整數。例如,T等於或大於TAC
。在另一示例中,K不小於3。在又一示例中,K等於3,5,6,10或20。在又一示例中,跨導放大器2834的頻寬遠小於AC輸入信號2815的頻率。此外,Vcs_ave
表示峰值信號2837的平均值,並且Vref2
表示參考信號2835。此外,Vcs_pk
表示信號2847的峰值,其例如等於Vc2
。
根據另一實施例,如圖28所示,
其中,I0
表示開關模式電源變換系統2800的輸出電流,並且N表示初級繞組2810與次級繞組2812之間的匝數比。另外,Rs
表示電阻器2824的電阻值,並且Ts
表示電源變換系統2800的開關週期。此外,TDemag
表示每個開關週期內的退磁處理的持續時間。
根據又一實施例,將等式35和39與等式40組合,可以獲得下式:
例如,基於等式41,由於I1
,I2
,Vref2
,Rs
和N都是常數,因此輸出電流
Io
是恒定的。在另一示例中,電源變換系統2800使和保
持恒定,以便使輸出電流Io
保持恒定。在一個實施例中,通過至少滿足等式38來使保持恒定。在另一實施例中,通過至少滿足等式35
來使保持恒定。
如上所述並在此強調,圖28僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。例如,電源變換系統2800包括用於將AC輸入信號2815轉換為由初級繞組2810接收的DC信號的一個或多個大容量電容器,如圖32所示。
圖32是根據本發明又一實施例具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
例如,除了電源變換系統3200還包括電容器3210和3220、電阻器3230以及電感器3240以外,電源變換系統3200與電源變換系統2800相同。在另一示例中,電容器3210和3220、電阻器3230以及電感器3240用來將AC輸入信號3215轉換為DC輸入信號3213(例如,Vin
)。
根據一個實施例,電源變換系統2800的優點在於無需使用一個或多個大容量電容器以及將AC輸入信號轉換為由初級繞組2810接收的DC輸入信號。根據又一實施例,儘管如此,電源變換系統2800可以利用一個或多個這樣的大容量電容器來操作,如圖32所示。
圖33是根據本發明又一實施例具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
電源變換系統3300包括初級繞組3310,次級繞組3312,輔助繞組3314,電阻器3320、3322和3324,開關3330,跨導放大器3334,逐週期峰值檢測器3336,上升邊緣遮沒元件3338,退磁檢測元件3350,振盪器3360,AND閘3366,電容器3358,積分器3370,比較器3382,觸發器元件3390以及驅動元件3392。
例如,跨導放大器3334、逐週期峰值檢測器3336、上升邊緣遮沒元件3338、退磁檢測元件3350、振盪器3360、AND閘3366、積分器3370、比較器3382、觸發器元件3390以及驅動元件3392位於晶片3340上。在另一示例中,晶片3340至少包括端子3342、3344、3346和3348。在又一示例中,系統3300是開關模式返馳式電源變換系統。在又一示例中,退磁檢測元件3350與如圖22所示的退磁檢測元件2150相同。在又一示例中,逐週期峰值檢測器3336與如圖30所示的逐週期峰值檢測器2836相同。在又一示例中,積分器3370是在每個開關週期之後(例如,在每個開關週期內的退磁處理結束時)被重置的逐週期積分器。
圖34是作為根據本發明實施例之電源變換系統3300一部分的積分器3370的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
在一個實施例中,積分器3370包括開關3420、3422和3424、緩衝器3430、電容器3440和3442、電晶體3450、3452和3454、放大器3460、單穩態產生器3462、以及電阻器3470。在另一實施例中,開關3320由Demag
信號3351控制。在又一實施例中,開關3422和3424分別由信號3461和3463控制。例如,信號3461由單穩態產生器3460回應於驅動信號3393而產生。在另一示例中,信號3463由單穩態產生器3462回應於Demag
信號3351而產生。
圖35是根據本發明實施例包括如圖33和圖34所示的積分器3370的開關模式電源變換系統3300的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖35所示,波形3510表示作為時間的函數的驅動信號3393,波形3520表示作為時間的函數的感測信號3347(例如,Vcs
),並且波形3530
表示作為時間的函數的峰值信號3337(例如,Vc2
)。另外,波形3540表示作為時間的函數的單穩態信號3461,並且波形3550表示作為時間的函數的單穩態信號3463。此外,波形3560表示作為時間的函數的Demag
信號3351。此外,波形3570表示作為時間的函數的信號3423,並且波形3580表示作為時間的函數的信號3372。
如圖34和圖35所示,單穩態產生器3462接收驅動信號3393(對應於波形3510)並且回應於驅動信號3393的上升邊緣產生信號3461(對應於波形3540)。例如,信號3461是單穩態信號。在另一示例中,當單穩態信號3461為邏輯高位準時,開關3422被閉合;因此,電容器3440被放電並且信號3423(對應於波形3570)下降為邏輯低位準。
根據一個實施例,當Demag
信號3351(對應於波形3560)為邏輯高位準時,開關3420閉合。根據另一實施例,峰值信號3337(對應於波形3530)由放大器3460接收,放大器3460將作為電壓信號的峰值信號3337轉換為電流信號,當開關3420通過Demag
信號3351被閉合時,該電流信號用來對電容器3440充電。例如,電容器3440輸出信號3423(對應於波形3570)。在另一示例中,信號3423由緩衝器3030接收,緩衝器3030產生信號3431。
根據又一實施例,單穩態產生器3462接收Demag
信號3351(對應於波形3560),並且回應於Demag
信號3351的下降邊緣而產生信號3463(對應於波形3550)。例如,信號3463是單穩態信號。在另一示例中,當單穩態信號3463為邏輯高位準時,開關3424被閉合;因此,電容器3442被充電並且信號3372(對應於波形3580)被用來對信號3431採樣。在又一示例中,經採樣的信號3431被保持在電容器3442上並且作為信號3372被輸出直到驅動信號3344的下一脈衝到來為止。
根據又一實施例,信號3372為
其中,Vc4
表示信號3372,並且Vc2
表示峰值信號3337。另外,TDemag
表示每個開關週期內的退磁處理的持續時間。此外,R3
表示電阻器3470的電阻值,並且C3
表示電容器3440的電容值。
圖36是作為根據本發明實施例的電源變換系統3300一部分的振盪器3360的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
在一個實施例中,振盪器3360至少包括電阻器3640和電容器3650。在另一實施例中,振盪器3360接收參考信號3610、3620和3630,並且產生時鐘信號3362和斜坡信號3364。在又一實施例中,時鐘信號3362和斜坡信號3364的週期由下式確定:
其中,Tosc
表示時鐘信號3362和斜坡信號3364的週期。另外,Vrefl
、Vref2
和Vref3
分別表示參考信號3610、3620和3630。此外,R5
表示電阻器3640的電阻值,並且C5
表示電容器3650的電容值。
在又一實施例中,電源變換系統3300的開關週期等於時鐘信號3362和斜坡信號3364的週期,並且開關頻率被確定為如下:
其中,Fsw
表示電源變換系統3300的開關頻率。例如,電源變換系統3300以固定的開關頻率操作。
圖37是根據本發明實施例之開關模式電源變換系統3300的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖37所示,波形3710表示作為時間的函數的輸入信號3313(例如,Vin
),並且波形3720表示作為時間的函數的驅動信號3393。另外,波形3730表示作為時間的函數的時鐘信號3362,波形3740表示作為時間的函數的斜坡信號3364,並且波形3742表示作為時間的函數的信號3381(例如,CMP)。此外,波形3750表示作為時間的函數的感測信號3347(例如,Vcs
),並且波形3760表示作為時間的函數的峰值信號3337(例如,Vc2
)。此外,波形3770表示作為時間的函數的Demag
信號3351,並且波形3780表示作為時間的函數的信號3372。
如圖33和圖37所示,在時鐘信號3362(對應於波形3730)的上升邊緣處,驅動信號3393(對應於波形3720)變為邏輯高位準並且開關3330導通。根據一個實施例,流經初級繞組3310的電流3311線性地傾斜上升,並且信號3347(例如,Vcs
)通過上升邊緣遮沒元件3338也線性地傾斜上升。例如,信號3347(例如,Vcs
)由逐週期峰值檢測器3336接收,逐週期峰值檢測器3336檢測每個開關週期內的信號3347的峰值並且輸出峰值信號3337(對應於波形3760),峰值信號3337表示檢測到的信號3347的峰值。在另一示例中,峰值信號3337(例如,Vc2
)由積分器3370接收,積分器3370還接收驅動信號3393(對應於波形3720)和Demag
信號3351(對應於波形3770),並且向跨導放大器3334輸出信號3372(對應於波形3780)。
根據一個實施例,跨導放大器3334還接收參考信號3335(例如Vref
),並且作為回應,將信號3372(例如,Vc4
)與參考信號3335(例如Vref
)之間的電壓差放大並轉換為電流信號,該電流信號進而被電容器3358轉換為電壓信號3381(例如,CMP)。根據另一實施例,電壓信號3381(對應於波形3742)由比較器3382接收,比較器3382還接收斜坡信號3364(對應於波形3740)。
例如,電壓信號3381(例如,CMP)的大小隨著時間是恒定的。在另一示例中,比較器3382將電壓信號3381(對應於波形3742)與斜坡信號3364(對應於波形3740)相比較,並且向觸發器元件3390輸出比較信號3385。在一個實施例中,觸發器元件3390還至少接收來自振盪器3360的時鐘信號3362,並且產生信號3391。在另一實施例中,信號3391由AND閘3366接收,AND閘3366還接收時鐘信號3362並且產生調節信號3368。在又一實施例中,驅動器元件3392接收調節信號3368,並且產生驅動信號3393。
如波形3720、3740和3742所示,如果斜坡信號3364達到電壓信號3381(例如,CMP),則驅動信號3393從邏輯高位準變為邏輯低位準並且開關3330截止。例如,當開關3330截止時,所儲存能量被遞送到電源變換系統3300的輸出並且退磁處理開始。在另一示例中,在退磁處理期間,流經次級繞組3312的電流線性地傾斜下降。
如圖33所示,輔助繞組3314的輸出電壓(例如,Vaux
)反映電源變換系統3300的輸出電壓(例如,Vo
),並且被電阻器3320和3322轉換為回饋信號3343(例如,VFB
)。例如,回饋信號3343(例如,VFB
)由退磁檢測元件3350接收,退磁檢測元件3350將回饋信號3343(例如,VFB
)與閾值信號(例如,0.1V)相比較。
根據一個實施例,當回饋信號3343(例如,VFB
)上升到閾值信號(例如,0.1V)以上時,Demag
信號3351變為邏輯高位準,其指示退磁處理的開始,如波形3770所示。根據另一實施例,當回饋信號3343(例如,VFB
)下降到閾值信號(例如,0.1V)以下時,Demag
信號3351變為邏輯低位準,其指示退磁處理的結束。例如,當流經次級繞組3312的電流下降到幾乎為零時,退磁處理結束。在另一示例中,在退磁處理結束之後,電源變換系統3300進入諧振振盪狀態,並且回饋信號3343(例如,VFB
)近似為正弦波。根據又一實施例,如波形3720和3730所示,在時鐘信號3362的下一上升邊緣處,驅動信號3393再次變為邏輯高位準並且開關3330再次導通。
在一個實施例中,AC輸入信號3315被轉換為經整流的輸入信號3313(例如,Vin
),如下:
其中,Vin
表示經整流的輸入信號3313。另外,Vrms
表示AC輸入信號3315的均方根大小,並且TAC
表示AC輸入信號3315的週期。例如,TAC
等於20ms。
在另一示例中,峰值信號3337為
其中,Vc2
表示峰值信號3337。另外,ton
表示驅動信號3393的脈寬,並且Rs
表示電阻器3324的電阻值。此外,Lp
表示初級繞組3310的電感。
在又一示例中,基於等式42,信號3372等於
其中,Vc4
表示信號3372,並且TDemag
表示每個開關週期內的退磁處理的持續時間。另外,R3
表示電阻器3470的電阻值,並且C3
表示電容器3440的電容值。此外,Vcs_pk
表示信號3347的峰值,其例如等於Vc2
。
在又一示例中,如圖33所示,信號3372被平均並且使得信號3372的平均值等於參考信號3335。根據一個實施例,如果
其中,gm
是跨導放大器3334的跨導值,並且Ccmp
是電容器3358的電容值。另外,T表示積分週期,並且K是遠大於1的正整數。例如,T等於或大於TAC
。在另一示例中,K不小於3。在又一示例中,K等於3、5、6、10或20。在又一示例中,跨導放大器3334的頻寬遠小於AC輸入信號3315的頻率。此外,Vc4_ave
表示信號3372的平均值,並且Vref
表示參考信號3335。
根據另一實施例,組合等式47和49,可以獲得下式:
根據又一實施例,基於等式44,電源變換系統3300以固定開關頻率操作,則
其中,I0
表示開關模式電源變換系統3300的輸出電流,並且N表示初級繞組3310與次級繞組3312之間的匝數比。另外,Rs
表示電阻器3324的電阻值,其是常數。此外,Ts
表示電源變換系統3300的開關週期,其是等於1/F sw
的常數。
根據又一實施例,將等式44和50與等式51組合,可以獲得下式:
例如,基於等式54,由於K0
,Vref
,Rs
和N都是常數,因此輸出電流Io
是恒定的。在另一示例中,電源變換系統3300意圖使和T s
保持恒定,以便使輸出電流Io
保持恒定。在一個實施例中,通過至少滿足等式48來使保持恒定。在另一實施例中,通過至少滿足等式44來使T s
保持恒定。
如圖33所示,在一個實施例中,經整流的輸入電壓3313(例如,Vin
)由下式確定
在另一實施例中,流經初級繞組3310的電流3311的峰值由下式確定
其中,Ip
表示電流3311的峰值,並且Lp
表示初級繞組3310的電感。另外,ton
表示驅動信號3393的脈寬。
圖38是根據本發明實施例之開關模式電源變換系統3300的某些電流的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
例如,波形3810表示作為時間的函數的電流3311,並且波形3820表示作為時間的函數的經整流的輸入電流3317(例如,Iin
)。在另一示例中,經整流的輸入電流3317(例如,Iin
)對應於如圖33所示的經整流的輸入電壓3313(例如,Vin
)。
如圖38所示,在一個實施例中,經整流的輸入電流3317(例如,Iin
)為
其中,Iin
表示經整流的輸入電流3317。在另一實施例中,組合等式56與等式57,可以獲得:
在又一實施例中,
其中,Vcmp
表示信號3381。另外,Vref2
和Vref3
是分別表示參考信號3620和3630的常數。例如,基於等式59,如果滿足等式48,則ton
在AC輸入信號3315的至少一個週期內是恒定的,並且因此,Vcmp
在AC輸入信號3315的至少一個週期內是恒定的。
則,根據等式58,
I in
=M
×V in
(61)
根據一個實施例,如圖38所示,基於等式44,電源變換系統3300的開關週期Ts
是恒定的;因此,M在AC輸入信號3315的至少一個週期內也是正整數,並且電源變換系統3300的功率因數(PF)等於1或者基本上等於1。例如,電源變換系統3300的功率因數(PF)等於或大於0.9。根據另一實施例,通過至少滿足等式44和48,電源變換系統3300的功率因數(PF)接近於1。
如上所述並在此強調,圖33僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。例如,電源變換系統3300包括用於將AC輸入信號3315轉換為由初級繞組3310接收的DC信號的一個或多個大容量電容器,如圖39所示。
圖39是根據本發明又一實施例具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
例如,除了電源變換系統3900還包括電容器3910和3920、電阻器3930以及電感器3940以外,電源變換系統3900與電源變換系統3300相同。在另一示例中,電容器3910和3920、電阻器3930以及電感器3940用來將AC輸入信號3915轉換為DC輸入信號3913(例如,Vin
)。
參考圖33和圖39,根據一個實施例,電源變換系統3900可以在功率因數等於1或基本上等於1的情況下獲得恒定的輸出電流。例如,電源變換系統3900的功率因數(PF)等於或大於0.9。根據另一實施例,電源變換系統3300被用來向一個或多個發光二極體提供功率,如圖40所示。
圖40是根據本發明又一實施例用於向發光二極體供電的開關模式電源變換系統3300的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。例如,電源變換系統3300被用來向一個或多個發光二極體4010提供功率。
圖41是根據本發明又一實施例具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
電源變換系統4100包括初級繞組4110、次級繞組4112、輔助繞組4114、電阻器4120、4122、4124、4126和4128、開關4130、跨導放大器4134、逐週期峰值檢測器4136、上升邊緣遮沒元件4138、退磁檢測元件4150、振盪器4160、AND閘4166、電容器4158、積分器4170、比較器4182、乘法器4184、觸發器元件4190、以及驅動元件4192。
例如,跨導放大器4134、逐週期峰值檢測器4136、上升邊緣遮沒元件4138、退磁檢測元件4150、振盪器4160、AND閘4166、積分器4170、比較器4182、乘法器4184、觸發器元件4190以及驅動元件4192位於晶片4140上。在另一示例中,晶片4140至少包括端子4142、4144、4146、4148和4149。在又一示例中,系統4100是開關模式返馳式電源變換系統。
在又一示例中,退磁檢測元件4150與如圖22所示的退磁檢測元件2150相同。在又一示例中,逐週期峰值檢測器4136與如圖30所示的逐週期峰值檢測器2836相同。在又一示例中,積分器4170與如圖34所示的積分器3370相同。在又一示例中,振盪器4160與如圖36所示的振盪器3360相同。在又一示例中,積分器4170是在每個開關週期之後(例如,在每個開關週期內的退磁處理結束時)被重置的逐週期積分器。
圖42是根據本發明實施例之開關模式電源變換系統4100的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
如圖42所示,波形4210表示作為時間的函數的輸入信號4113(例如,Vin
),並且波形4220表示作為時間的函數的驅動信號4193,並且波形4230表示作為時間的函數的時鐘信號4162。另外,波形4240表示作為時間的函數的信號4183(例如,MULT),並且波形4242表示作為時間的函數的信號4181(例如,CMP)。此外,波形4250表示作為時間的函數的感測信號4147(例如,Vcs
),並且波形4260表示作為時間的函數的峰值信號4137(例如,Vc2
),並且波形4262表示作為時間的函數的信號4185。此外,波形4270表示作為時間的函數的Demag
信號4151,並且波形4280表示作為時間的函數的信號4172。
如圖41和圖42所示,在信號4162(對應於波形4230)的上升邊緣處,驅動信號4193(對應於波形4220)變為邏輯高位準並且開關4130導通。根據一個實施例,流經初級繞組4110的電流4111線性地傾斜上升,並且信號4147(例如,Vcs
)通過上升邊緣遮沒元件4138也線性地傾斜上升。例如,信號4147(例如,Vcs
)由逐週期峰值檢測器4136接收,逐週期峰值檢測器4136檢測每個開關週期內的信號4147的峰值並且輸出峰值信號4137(對應於波形4260),峰值信號4137表示檢測到的信號4147的峰值。在另一示例中,峰值信號4137(例如,Vc2
)由積分器4170接收,積分器4170還接收驅動信號4193(對應於波形4220)和Demag
信號4151(對應於波形4270),並且向跨導放大器4134輸出信號4172(對應於波形4280)。
根據一個實施例,跨導放大器4134還接收參考信號4135(例如Vref
),並且作為回應,將信號4172(例如,Vc4
)與參考信號4135(例如Vref
)之間的電壓差放大並轉換為電流信號,該電流信號進而被電容器4158轉換為電壓信號4181(例如,CMP)。例如,電壓信號4181(例如,CMP)在大小上隨著時間是恒定的。在另一示例中,電壓信號4181(對應於波形4242)由乘法器4184接收,乘法器4184還接收信號4183(對應於波形
4240)。在又一示例中,信號4183通過電阻器4126和4128而與輸入信號4113(例如,Vin
)成比例。
根據另一實施例,乘法器4184作為回應向比較器4182輸出信號4185(對應於波形4262),比較器4182還接收感測信號4147(對應於波形4250)。例如,比較器4182將信號4185(對應於波形4262)與感測信號4147(對應於波形4250)相比較,並且向觸發器元件4190輸出比較信號4187。在一個實施例中,觸發器元件4190還至少接收來自振盪器4160的時鐘信號4162,並且產生信號4191。在另一實施例中,信號4191由AND閘4166接收,AND閘4166還接收時鐘信號4162並且產生調節信號4168。在又一實施例中,驅動器元件4192接收調節信號4168,並且產生驅動信號4193。
如波形4220、4250和4262所示,如果信號4147達到信號4185,則驅動信號4193從邏輯高位準變為邏輯低位準並且開關4130截止。例如,當開關4130截止時,所儲存能量被遞送到電源變換系統4100的輸出並且退磁處理開始。在另一示例中,在退磁處理期間,流經次級繞組4112的電流線性地傾斜下降。
如圖41所示,輔助繞組4114的輸出電壓(例如,Vaux
)反映電源變換系統4100的輸出電壓(例如,Vo
),並且被電阻器4120和4122轉換為回饋信號4143(例如,VFB
)。例如,回饋信號4143(例如,VFB
)由退磁檢測元件4150接收,退磁檢測元件4150將回饋信號4143(例如,VFB
)與閾值信號(例如,0.1V)相比較。
根據一個實施例,當回饋信號4143(例如,VFB
)上升到閾值信號(例如,0.1V)以上時,Demag
信號4151變為邏輯高位準,其指示退磁處理的開始,如波形4270所示。根據另一實施例,當回饋信號4143(例如,VFB
)下降到閾值信號(例如,0.1V)以下時,Demag
信號4151變為邏輯低位準,其指示退磁處理的結束。例如,當流經次級繞組4112的電流下降到幾乎為零時,退磁處理結束。在另一示例中,在退磁處理結束之後,電源變換系統4100進入諧振振盪狀態,並且回饋信號4143(例如,VFB
)近似為正弦波。根據又一實施例,如波形4220和4230所示,在時鐘信號
4162的下一上升邊緣處,驅動信號4193再次變為邏輯高位準並且開關4130再次導通。
在一個實施例中,如圖41所示,輸出電流為
其中,I0
表示開關模式電源變換系統4100的輸出電流。另外,N是表示初級繞組4110與次級繞組4112之間的匝數比的常數。此外,Rs
表示電阻器4124的電阻值,並且Vref
表示參考信號4135,Rs
和Vref
都是恒定的。此外,K0
是常數。
例如,為了獲得等式62,電源變換系統4100以固定開關頻率操作,並且
其中,gm
是跨導放大器4134的跨導值,並且Ccmp
是電容器4158的電容值。另外,TAC
表示AC輸入信號4115的週期,並且K是遠大於1的正整數。例如,K不小於3。在另一示例中,K等於3、5、6、10或20。在又一示例中,跨導放大器4134的頻寬遠小於AC輸入信號4115的頻率。
在又一示例中,基於等式62,由於K0
,Vref
,Rs
和N都是常數,因此輸出電流Io
是恒定的。在另一示例中,電源變換系統4100意圖使和T s
保持恒定,以便使輸出電流Io
保持恒定。I表示積分週期。例如,T等於或大於TAC
。在一個實施例中,通過至少滿足等式63
來使保持恒定。在另一實施例中,通過振盪器3360來使T s
保持恒定。
如圖41所示,在一個實施例中,信號4185被確定為如下:
其中,Vcs_pk
表示感測信號4147的峰值,並且Vmp
表示信號4185。另外,α是乘法器4184的恒定係數。此外,Vcmp
表示信號4181,並且Vmult
表示信號4183。此外,R3
和R4
分別表示電阻器4126和4128的電阻值,並且Vin
表示經整流輸入電壓4113。
在另一示例中,感測信號4147的峰值為
其中,ton
表示驅動信號4193的脈寬,並且Rs
表示電阻器4124的電阻值。另外,Lp
表示初級繞組4110的電感。
組合等式64和65,可以獲得下式:
例如,基於等式66,如果滿足等式63,則ton
在AC輸入信號4115的至少一個週期內是恒定的,並且因此,Vcmp
在AC輸入信號4115的至少一個週期內是恒定的。
在另一示例中,如圖41所示,與經整流的輸入電壓4113(例如,Vin
)相對應的經整流輸入電流4117(例如,Iin
)為
其中,Iin
表示經整流的輸入電流4117,並且Ts
表示電源變換系統4100的開關週期。
如果
則,根據等式67,I in
=M
×V in
(69)
根據一個實施例,如圖41所示,電源變換系統4100的開關週期Ts
是恒定的,並且ton
在AC輸入信號4115的至少一個週期內是恒定的;因此,M在AC輸入信號4115的至少一個週期內也是正整數,並且電源變換系統4100的功率因數(PF)等於1或者基本上等於1。例如,電源變換系統4100的功率因數(PF)等於或大於0.9。根據另一實施例,通過至少使開關頻率保持恒定並且滿足等式63,電源變換系統4100的功率因數(PF)等於1或者基本上等於1。
如上所述並在此強調,圖41僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。例如,電源變換系統4100包括用於將AC輸入信號4115轉換為由初級繞組4110接收的DC信號的一個或多個大容量電容器。
參考圖41,根據一個實施例,電源變換系統4100可以在功率因數等於1或基本上等於1的情況下獲得恒定的輸出電流。根據另一實施例,電源變換系統4100被用來向一個或多個發光二極體提供功率,如圖43所示。
圖43是根據本發明又一實施例用於向發光二極體供電的開關模式電源變換系統4100的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。例如,電源變換系統4100被用來向一個或多個發光二極體4310提供功率。
圖44是根據本發明又一實施例具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。
電源變換系統4400包括初級繞組4410、次級繞組4412、輔助繞組4414、電阻器4420、4422和4424、開關4426、放大器4428、開關4430、跨導放大器4434、逐週期峰值檢測器4436、上升邊緣遮沒元件4438、退磁檢測元件4450、振盪器4460、AND閘4466、電容器4458、積分器4470、比較器4482、乘法器4484、觸發器元件4490、以及驅動元件4492。
例如,跨導放大器4434、逐週期峰值檢測器4436、上升邊緣遮沒元件4438、退磁檢測元件4450、振盪器4460、AND閘4466、積分器4470、比較器4482、乘法器4484、觸發器元件4490以及驅動元件4492位於晶片4440上。在另一示例中,晶片4440至少包括端子4442、4444、4446和4448。在又一示例中,系統4400是開關模式返馳式電源變換系統。在又一示例中,積分器4470是在每個開關週期之後(例如,在每個開關週期內的退磁處理結束時)被重置的逐週期積分器。
根據一個實施例,初級繞組4410、次級繞組4412、輔助繞組4414、電阻器4420、4422和4424、開關4430、跨導放大器4434、逐週期峰值檢測器4436、上升邊緣遮沒元件4438、退磁檢測元件4450、振盪器4460、
AND閘4466、電容器4458、積分器4470、比較器4482、觸發器元件4490、以及驅動元件4492分別與如下元件相同:初級繞組4110、次級繞組4112、輔助繞組4114、電阻器4120、4122和4124、開關4130、跨導放大器4134、逐週期峰值檢測器4136、上升邊緣遮沒元件4138、退磁檢測元件4150、振盪器4160、AND閘4166、電容器4158、積分器4170、比較器4182、觸發器元件4190、以及驅動元件4192。
根據另一實施例,開關4430由驅動信號4493控制。例如,如果驅動信號4493為邏輯高位準,則開關4430閉合。在另一實施例中,當開關4493閉合時,回饋信號4443(例如,VFB
)通過放大器4428(例如,運算放大器)被鉗位到地位準。在又一示例中,回饋信號4443(例如,VFB
)被設置為零,並且電流信號4483由下式確定
其中,IFB
表示電流信號4483。另外,Vin
表示經整流的輸入電壓4413,並且Vaux
表示輔助電壓4419。此外,Naux
是輔助繞組4414的匝數,並且Np
是初級繞組4410的匝數。此外,R1
表示電阻器4420的電阻值。
在又一示例中,基於等式70,電流信號4483與經整流輸入電壓4413成比例,如下:
根據又一實施例,電流信號4483由乘法器4484接收,乘法器4484還接收電壓信號4481並且向比較器4482輸出信號4485。例如,信號4485由下式確定:V mo
=b
×V cmp
×I FB
(72)
其中,Vmo
表示信號4485。另外,Vcmp
表示電壓信號4481,並且b是乘法器4484的恒定係數。
在另一示例中,將等式72與等式64相組合可以看出,信號4485與信號4185類似並且與電壓信號4481和經整流的輸入電壓4413的積成比例,如下:
根據一個實施例,電源變換系統4400意圖使和T s
保持恒定,以便使輸出電流Io
保持恒定。例如,通過至少滿足等式63來使保持恒定。在另一示例中,通過振盪器4460來使T s
保持恒定。
根據另一實施例,如至少等式73所示,通過至少使開關頻率保持恒定並且滿足等式63,電源變換系統4400的功率因數(PF)等於1或者基本上等於1。例如,電源變換系統4400的功率因數(PF)等於或大於0.9。
如上所述並在此強調,圖44僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。例如,電源變換系統4400包括用於將AC輸入信號4415轉換為由初級繞組4410接收的DC信號的一個或多個大容量電容器。
參考圖44,根據一個實施例,電源變換系統4400可以在功率因數等於1或基本上等於1的情況下獲得恒定的輸出電流。根據另一實施例,電源變換系統4400被用來向一個或多個發光二極體提供功率,如圖45所示。
圖45是根據本發明又一實施例用於向發光二極體供電的開關模式電源變換系統4400的簡化示圖。該示圖僅僅是示例,其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變體、替換和修改。例如,電源變換系統4400被用來向一個或多個發光二極體4510提供功率。
根據另一實施例,一種用於調整電源變換器的系統(例如,如圖21所示)包括:第一信號產生器(例如,如退磁檢測元件2150所示),配置以接收第一感測信號並且產生與退磁相關聯的輸出信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組有關,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流相關聯。另外,該系統包括斜坡信號產生器(例如,如NOT閘2170、電流源2160、電流槽2162、開關2164、2166和電容器2172的組合所示),配置以接收所述輸出信號並且產生斜坡信號(例如,如信號2165所示);以及第一比較器(例如,如比較器2182所示),配置以接收所述斜坡信號和第一閾值信號(例如,如信號2183所示),並且至少基於與所述斜坡信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊產生第一比較信號。此外,該系統包括第二比較器(例如,如比較器2180所示),
配置以接收第二感測信號(例如,如信號2147所示)和第二閾值信號並且產生第二比較信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該系統包括第二信號產生器(例如,如觸發器元件2190所示),配置以至少接收所述第一比較信號和所述第二比較信號並且產生調節信號(例如,如信號2191所示);以及閘驅動器(例如,如驅動器元件2192所示),配置以接收所述調節信號並且向開關輸出驅動信號(例如,如信號2193所示)。所述開關配置以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。所述輸出信號與退磁持續時間(例如,TDemag
)相關聯,並且所述驅動信號與開關週期(例如,Ts
)相關聯。該系統還配置以使所述退磁持續時間與所述開關週期之比保持恒定。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法(例如,如圖21實現的)包括接收第一感測信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該方法包括至少基於與所述第一感測信號相關聯的資訊產生輸出信號。所述輸出信號與退磁相關聯。此外,該方法包括接收所述輸出信號;至少基於與所述輸出信號相關聯的資訊產生斜坡信號;接收所述斜坡信號和第一閾值信號;處理與所述斜坡信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊;至少基於與所述斜坡信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊產生第一比較信號。此外,該方法包括接收第二感測信號和第二閾值信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。另外,該方法包括處理與所述第二感測信號和所述第二閾值信號相關聯的資訊;至少基於與所述第二感測信號和所述第二閾值信號相關聯的資訊產生第二比較信號;接收所述第一比較信號和所述第二比較信號;處理與所述第一比較信號和所述第二比較信號相關聯的資訊;至少基於與所述第一比較信號和所述第二比較信號相關聯的資訊產生調節信號。此外,該方法包括接收所述調節信號;至少基於與所述調節信號相關聯的資訊來向開關輸出驅動信號,以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。所述輸出信號與退磁持續時間相關聯,並且所述驅動信號與開關週期相關聯。使所述退磁持續時間與所述開關週期之比保持恒定。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統(例如,如圖7或圖24所示)包括第一信號產生器(例如,如元件520或元件2420所示),配置以至少接收輸入信號並且至少產生與退磁相關聯的輸出信號,所述輸入信號至少與電源變換器的輸出電流相關聯。另外,該系統包括第一控制器(例如,如元件542或者如電壓到電流轉換器2510、元件2520、脈衝拷貝電路2620和相位檢測器和電荷泵2635的組合所示),配置以至少接收所述輸出信號,並且至少基於與所述輸出信號相關聯的資訊來至少產生第一控制信號;第二控制器(例如,如元件540或元件2440所示),配置以接收第一感測信號和第一閾值信號並且產生第二控制信號。所述第一感測信號與流經所述電源變換器的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該系統包括振盪器(例如,如振盪器562或振盪器2462所示),配置以至少接收所述第一控制信號,並且至少基於與所述第一控制信號相關聯的資訊來至少產生時鐘信號;第二信號產生器(例如,如元件538或元件2438所示),配置以至少接收所述時鐘信號和所述第二控制信號,並且至少產生調節信號。此外,該系統包括閘驅動器(例如,如元件546或元件2446所示),配置以至少接收所述調節信號並且向開關至少輸出驅動信號。所述開關配置以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。所述輸出信號與退磁持續時間(例如,TDemag
)相關聯,並且所述驅動信號與開關週期(例如,Ts
)相關聯。該系統還配置以使所述退磁持續時間與所述開關週期之比保持恒定,並且使所述第一感測信號的峰值在大小上保持恒定。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法(例如,如圖7或圖24實現的)包括:至少接收輸入信號,並且至少基於與所述輸入信號相關聯的資訊來至少產生輸出信號。所述輸入信號至少與電源變換器的輸出電流有關,並且所述輸出信號與退磁有關。另外,該方法包括至少接收所述輸出信號;處理與所述輸出信號相關聯的資訊;至少基於與所述輸出信號相關聯的資訊來至少產生時鐘信號。此外,該方法包括接收感測信號和閾值信號。所述感測信號與流經所述電源變換器的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該方法包括處理與所述感測信號和所述閾值信號相關聯的資訊;至少基於與所述感測信號和所述閾值信號相關聯的資訊產生控制信號;至少接收所述時鐘信號和所述控制信號;處理與所述時鐘信號和所述
控制信號相關聯的資訊;至少基於與所述時鐘信號和所述控制信號相關聯的資訊來至少產生調節信號。另外,該方法包括至少接收所述調節信號;至少基於與所述調節資訊相關聯的資訊向開關至少輸出驅動信號,以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。所述輸出信號與退磁持續時間相關聯,並且所述驅動信號與開關週期相關聯。使所述退磁持續時間與所述開關週期之比保持恒定,並且使所述第一感測信號的峰值在大小上保持恒定。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統(例如,如圖28或32所示)包括第一信號產生器(例如,如退磁檢測元件2850所示),配置以接收第一感測信號並且產生與退磁相關聯的第一輸出信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組有關,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流相關聯。另外,該系統包括第一斜坡信號產生器(例如,如電流源2860、電流槽2862、開關2864、開關2866、NOT閘2870和電容器2872的組合所示),配置以接收所述第一輸出信號並且產生第一斜坡信號(例如,如信號2865所示);第一比較器(例如,如比較器2882所示),配置以接收所述第一斜坡信號和第一閾值信號(例如,如信號2883所示),並且至少基於與所述第一斜坡信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊產生第一比較信號(例如,如信號2885所示)。此外,該系統包括峰值檢測器(例如,如逐週期峰值檢測器2836所示),配置以接收驅動信號(例如,如信號2893所示)和第二感測信號(例如,如信號2847所示)並且產生峰值信號(例如,如信號2837所示)。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該系統包括放大器(例如,如跨導放大器2834所示),配置以接收所述峰值信號和第二閾值信號(例如,如信號2835所示)並且通過電容器產生第二輸出信號(例如,如信號2881所示),所述電容器被耦合到所述放大器;第二比較器(例如,如比較器2880所示),配置以接收所述第二輸出信號和第二斜坡信號(例如,如信號2833所示),並且產生第二比較信號(例如,如信號2887所示)。另外,該系統包括第二信號產生器(例如,如觸發器元件2890所示),配置以至少接收所述第一比較信號和所述第二比較信號,並且產生調節信號(例如,如信號2891
所示);以及閘驅動器(例如,如驅動元件元件2892所示),配置以接收所述調節信號並且向所述峰值檢測器和開關輸出所述驅動信號。所述開關配置以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法(例如,如圖28或圖32實現的)包括接收第一感測信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該方法包括至少基於與所述第一感測信號相關聯的資訊產生第一輸出信號;接收所述第一輸出信號;至少基於與所述第一輸出信號相關聯的資訊產生第一斜坡信號。所述第一輸出信號與退磁有關。此外,該方法包括接收所述第一斜坡信號和第一閾值信號;處理與所述第一斜坡信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊;至少基於與所述第一斜坡信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊產生第一比較信號;接收驅動信號和第二感測信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該方法包括處理與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊產生峰值信號;接收所述峰值信號和第二閾值信號;處理與所述峰值信號和所述第二閾值信號相關聯的資訊;至少基於與所述峰值信號和所述第二閾值信號相關聯的資訊產生第二輸出信號。另外,該方法包括接收所述第二輸出信號和第二斜坡信號;處理與所述第二輸出信號和所述第二斜坡信號相關聯的資訊;至少基於與所述第二輸出信號和所述第二斜坡信號相關聯的資訊產生第二比較信號。此外,該方法包括接收所述第一比較信號和所述第二比較信號;處理與所述第一比較信號和所述第二比較信號相關聯的資訊;至少基於與所述第一比較信號和所述第二比較信號相關聯的資訊產生調節信號。此外,該方法包括接收所述調節信號;以及至少基於與所述調節信號相關聯的資訊輸出所述驅動信號,以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統(例如,如圖28或圖32所示)包括第一信號產生器(例如,如退磁檢測元件2850所示),配置以接收第一感測信號並且產生與退磁相關聯的輸出信號(例如,如信號2851所示)。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一
繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該系統包括峰值檢測器(例如,如逐週期峰值檢測器2836所示),配置以接收驅動信號和第二感測信號並且產生峰值信號(例如,如信號2837所示)。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該系統包括第二信號產生器(例如,如觸發器元件2890所示),配置以至少處理與所述輸出信號(例如,如信號2851所示)和所述峰值信號(例如,如信號2837所示)相關聯的資訊,並且產生調節信號(例如,如信號2891所示)。此外,該系統包括閘驅動器(例如,如驅動元件元件2892所示),配置以接收所述調節信號並且向所述峰值檢測器和開關輸出所述驅動信號。所述開關配置以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。所述輸出信號與退磁持續時間(例如,TDemag
)相關聯,並且所述驅動信號與開關週期(例如,Ts
)相關聯。該系統還配置以使所述退磁持續時間與所述開關週期之比保持恒定;以及使所述峰值信號的平均大小在第一持續時間(例如,T)期間保持恒定。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法(例如,如圖28或32實現的)包括接收第一感測信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該方法包括至少基於與所述第一感測信號相關聯的資訊產生輸出信號;接收驅動信號和第二感測信號;並且處理與驅動信號和第二感測信號相關聯的資訊。第一感測信號與退磁相關聯,並且所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該方法包括至少基於與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊產生峰值信號;至少處理與所述輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊;至少基於與所述輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊產生調節信號。此外,該方法包括接收所述調節信號;至少基於與所述調節信號相關聯的資訊向開關輸出所述驅動信號,以至少影響流經所述初級繞組的所述第一電流。所述輸出信號與退磁持續時間(例如,TDemag
)相關聯,並且所述驅動信號與開關週期(例如,Ts
)相關聯。使所述退磁持續時間與所述開關週期之比保持恒定;以及使所述峰值信號的平均大小在第一持續時間(例如,T)期間保持恒定。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統(例如,如圖33、圖39或圖40所示)包括第一信號產生器(例如,如退磁檢測元件3350所示),配置以接收第一感測信號並且產生與退磁相關聯的第一輸出信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組有關,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流相關聯。另外,該系統包括峰值檢測器(例如,如逐週期峰值檢測器3336所示),配置以接收驅動信號(例如,如信號3393所示)和第二感測信號(例如,如信號3347所示)並且產生峰值信號(例如,如信號3337所示)。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該系統包括第二信號產生器(例如,如積分器3370所示),配置以接收所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號,並且產生第二輸出信號(例如,如信號3372所示);放大器(例如,如跨導放大器3334所示),配置以接收所述第二輸出信號和閾值信號(例如,如信號3335所示)並且通過電容器產生第三輸出信號(例如,如信號3381所示),所述電容器被耦合到所述放大器。此外,該系統包括比較器(例如,如比較器3382所示),配置以接收所述第三輸出信號和斜坡信號(例如,如信號3364所示),並且產生比較信號(例如,如信號3385所示);第三信號產生器(例如,如元件3366和觸發器元件3390的組合所示),配置以至少接收所述比較信號和時鐘信號(例如,如時鐘信號3362所示),並且產生調節信號(例如,如調節信號3368所示)。另外,該系統包括閘驅動器(例如,如驅動元件3392所示),配置以接收所述調節信號並且向所述峰值檢測器、所述第二信號產生器和開關輸出所述驅動信號。所述開關配置以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法(例如,如圖33、圖39或圖40實現的)包括接收第一感測信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組有關,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流相關聯。另外,該方法包括產生與退磁相關聯的第一輸出信號;接收驅動信號和第二感測信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該方法包括處理與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊;至少基
於與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊產生峰值信號。此外,該方法包括接收所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號;處理與所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊;至少基於與所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊產生第二輸出信號。另外,該方法包括接收所述第二輸出信號和閾值信號;處理與所述第二輸出信號和所述閾值信號相關聯的資訊;至少基於與所述第二輸出信號和所述閾值信號相關聯的資訊產生第三輸出信號。此外,該方法包括接收所述第三輸出信號和斜坡信號;處理與所述第三輸出信號和所述斜坡信號相關聯的資訊;至少基於與所述第三輸出信號和所述斜坡信號相關聯的資訊產生比較信號。此外,該方法包括接收所述比較信號和時鐘信號;處理與所述比較信號和所述時鐘信號相關聯的資訊;至少基於與所述比較信號和所述時鐘信號相關聯的資訊產生調節信號。另外,該方法包括接收所述調節信號;以及至少基於與所述調節信號相關聯的資訊輸出所述驅動信號,以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統(例如,如圖41或43所示)包括第一信號產生器(例如,如退磁檢測元件4150所示),配置以接收第一感測信號(例如,如信號4143所示)並且產生與退磁相關聯的第一輸出信號(例如,如信號4151所示)。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該系統包括峰值檢測器(例如,如逐週期峰值檢測器4136所示),配置以接收驅動信號(例如,如信號4193所示)和第二感測信號(例如,如信號4147所示)並且產生峰值信號(例如,如信號4137所示)。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯,並且第二信號產生器(例如,如積分器4170所示)配置以至少接收所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號,並且產生第二輸出信號(例如,如信號4172所示)。此外,該系統包括放大器(例如,如跨導放大器4134所示),配置以接收所述第二輸出信號和閾值信號(例如,如信號4135所示)並且通過電容器產生第三輸出信號(例如,如信號4181所示);第三信號產生器(例如,如乘法器4184所示),配置以接收所述第三輸出信號和第一輸入信號(例
如,如信號4183所示)並且產生第四輸出信號(例如,如信號4185所示)。所述電容器被耦合到所述放大器,所述第一輸入信號與由所述初級繞組接收的第二輸入信號(例如,如信號4113所示)成比例。此外,該系統包括比較器(例如,如比較器4182所示),配置以接收所述第四輸出信號和第二感測信號並產生比較信號(例如,如信號4187所示);第四信號產生器(例如,如AND閘4166和觸發器元件4190的組合所示),配置以至少接收所述比較信號和時鐘信號(例如,如信號4162所示)並且產生調節信號(例如,如信號4168所示)。另外,該系統包括閘驅動器(例如,如信號4192所示),配置以接收所述調節信號並且向所述峰值檢測器、所述第二信號產生器和開關輸出所述驅動信號。所述開關配置以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法(例如,如圖41或43實現的)包括接收第一感測信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該方法包括產生與退磁相關聯的第一輸出信號;接收驅動信號和第二感測信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該方法包括處理與所述驅動信號和第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊產生峰值信號。此外,該方法包括接收所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號;處理與所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊;至少基於與所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊產生第二輸出信號。另外,該方法包括接收所述第二輸出信號和閾值信號;處理與所述第二輸出信號和所述閾值信號相關聯的資訊;至少基於與所述第二輸出信號和所述閾值信號相關聯的資訊產生第三輸出信號;接收所述第三輸出信號和第一輸入信號。所述第一輸入信號與由所述初級繞組接收的第二輸入信號成比例。此外,該方法包括處理與所述第三輸出信號和所述第一輸入信號相關聯的資訊;至少基於與所述第三輸出信號和所述第一輸入信號相關聯的資訊產生第四輸出信號;接收所述第四輸出信號和第二感測信號;處理與所述第四輸出信號和所述第二感測信號相關聯的資訊;至少基
於與所述第四輸出信號和所述第二感測信號相關聯的資訊產生比較信號。此外,該方法包括至少接收所述比較信號和時鐘信號;處理與所述比較信號和所述時鐘信號相關聯的資訊;至少基於與所述比較信號和所述時鐘信號相關聯的資訊產生調節信號。另外,該方法包括接收所述調節信號;以及至少基於與所述調節信號相關聯的資訊來輸出所述驅動信號,以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統(例如,如圖44或45所示)包括:第一信號產生器(例如,如退磁檢測元件4450所示),配置以接收第一感測信號(例如,如信號4443所示)並且產生與退磁相關聯的第一輸出信號(例如,如信號4451所示)。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該系統包括峰值檢測器(例如,如逐週期峰值檢測器4436所示),配置以接收驅動信號(例如,如信號4493所示)和第二感測信號(例如,如信號4447所示)並且產生峰值信號(例如,如信號4437所示)。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該系統包括第二信號產生器(例如,如積分器4470所示),配置以至少接收所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號,並且產生第二輸出信號(例如,如信號4472所示);放大器(例如,如跨導放大器4434所示),配置以接收所述第二輸出信號和閾值信號(例如,如信號4435所示)並且通過電容器產生第三輸出信號(例如,如信號4481所示),所述電容器被耦合到所述放大器。此外,該系統包括第三信號產生器(例如,如開關4426,放大器4428和乘法器4484的組合所示),配置以接收所述第一感測信號、所述第三輸出信號和所述驅動信號並且產生第四輸出信號(例如,如信號4485所示);比較器(例如,如比較器4482所示),配置以接收所述第四輸出信號和所述第二感測信號並產生比較信號。另外,該系統包括第四信號產生器(例如,如AND閘4466和觸發器元件4490的組合所示),配置以至少接收所述比較信號和時鐘信號(例如,如信號4462所示)並且產生調節信號(例如,如信號4468所示);閘驅動器(例如,如驅動元件4492所示),配置以接收所述調節信號並且向所述峰值檢測器、所述第二信號產生器、所述
第三信號產生器和開關輸出所述驅動信號,所述開關配置以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法(例如,如圖44或45實現的)包括接收第一感測信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該方法包括產生與退磁相關聯的第一輸出信號;接收驅動信號和第二感測信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該方法包括處理與所述驅動信號和第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊產生峰值信號。另外,該方法包括接收所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號;處理與所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊;至少基於與所述驅動信號、所述第一輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊產生第二輸出信號。此外,該方法包括接收所述第二輸出信號和閾值信號;處理與所述第二輸出信號和所述閾值信號相關聯的資訊;至少基於與所述第二輸出信號和所述閾值信號相關聯的資訊產生第三輸出信號。此外,該方法包括接收所述第一感測信號、所述第三輸出信號和所述驅動信號;處理與所述第一感測信號、所述第三輸出信號和所述驅動信號相關聯的資訊;至少基於與所述第一感測信號、所述第三輸出信號和所述驅動信號相關聯的資訊產生第四輸出信號。另外,該方法包括接收所述第四輸出信號和所述第二感測信號;處理與所述第四輸出信號和所述第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與所述第四輸出信號和所述第二感測信號相關聯的資訊產生比較信號。此外,該方法包括至少接收所述比較信號和時鐘信號;處理與所述比較信號和所述時鐘信號相關聯的資訊;至少基於與所述比較信號和所述時鐘信號相關聯的資訊產生調節信號。此外,該方法包括接收所述調節信號;以及至少基於與所述調節信號相關聯的資訊來輸出所述驅動信號,以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的系統(例如,如圖33、圖39、圖40、圖41、圖43、圖44或圖45所示)包括第一信號產生器(例如,如退磁檢測元件3350所示),配置以接收第一感測信號並且產生與退
磁相關聯的輸出信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該系統包括峰值檢測器(例如,如逐週期峰值檢測器3336所示),配置以接收驅動信號和第二感測信號並且產生峰值信號(例如,如信號3337所示)。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該系統包括第二信號產生器(例如,如元件3366和觸發器元件3390的組合所示),配置以至少處理與所述輸出信號(例如,如信號3351所示)和所述峰值信號(例如,如信號3337所示)相關聯的資訊,並且產生調節信號(例如,如調節信號3368所示);以及閘驅動器(例如,如驅動元件3392所示),配置以接收所述調節信號並且至少向所述峰值檢測器和開關輸出所述驅動信號。所述開關配置以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。所述驅動信號與開關週期(例如,Ts
)相關聯,並且所述輸出信號與退磁持續時間(例如,TDemag
)相關聯。所述退磁持續時間在大小上與所述峰值信號相乘後等於退磁峰值。該系統還配置以使所述開關週期保持恒定,使所述退磁峰值的平均大小在第一持續時間(例如,T)期間保持恒定,並且使所述輸出電流保持恒定。
根據又一實施例,一種用於調整電源變換器的方法(例如,如圖33、圖39、圖40、圖41、圖43、圖44或圖45實現的)包括接收第一感測信號。所述第一感測信號與耦合到電源變換器的次級繞組的第一繞組相關聯,並且所述次級繞組至少與所述電源變換器的輸出電流有關。另外,該方法包括產生與退磁相關聯的輸出信號;接收驅動信號和第二感測信號。所述第二感測信號與流經耦合到所述電源變換器的次級繞組的初級繞組的第一電流相關聯。此外,該方法包括處理與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與所述驅動信號和所述第二感測信號相關聯的資訊產生峰值信號;處理與所述輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊;至少基於與所述輸出信號和所述峰值信號相關聯的資訊產生調節信號。此外,該方法包括接收所述調節信號;並且至少基於與所述調節信號相關聯的資訊輸出所述驅動信號,以影響流經所述初級繞組的所述第一電流。所述驅動信號與開關週期(例如,Ts
)相關聯,並且所述輸出信號與
退磁持續時間(例如,TDemag
)相關聯。所述退磁持續時間在大小上與所述峰值信號相乘後等於退磁峰值。使所述開關週期保持恒定,使所述退磁峰值的平均大小在第一持續時間(例如,T)期間保持恒定,並且使所述輸出電流保持恒定。
儘管已描述了本發明的特定實施例,然而熟知該項技術領域之人將明白,存在與所描述實施例等同的其它實施例。因此,將明白,本發明不受所示出的特定實施例的限制,而是僅由所附申請專利範圍的範疇來限定。
110‧‧‧PWM控制器
500‧‧‧開關模式電源變換系統
502‧‧‧初級繞組
504‧‧‧次級繞組
506‧‧‧輔助繞組
508、514、528‧‧‧輸出信號
510、512、580‧‧‧電阻器
516、530、552、566‧‧‧端子
520、522、532、534、538、540、542、546、568‧‧‧元件
524‧‧‧誤差放大器
526‧‧‧電容器
532‧‧‧負載補償的元件
536、556、564、570、572、574‧‧‧信號
544、558、592‧‧‧控制信號
548‧‧‧驅動信號
550‧‧‧開關
554‧‧‧二極體
560‧‧‧時鐘信號
562‧‧‧振盪器
582‧‧‧電流
590‧‧‧晶片
592‧‧‧控制信號
610、620、630、640、650、660‧‧‧波形
910、920‧‧‧電容器
912、922‧‧‧節點
930‧‧‧單穩態器件
1010、1020、1030、1040、1050、1060、1070‧‧‧波形
1110、1120、1130、1140、1150‧‧‧波形
1210、1260、1310、1520‧‧‧元件
1220‧‧‧跨導放大器
1230‧‧‧電流源
1240‧‧‧電壓到電流轉換器
1250‧‧‧定流源
1320‧‧‧跨導放大器
1330‧‧‧電流槽
1340‧‧‧電壓到電流轉換器
1350、1360‧‧‧電阻器
1510‧‧‧電壓到電流轉換器
1512、1522、1534‧‧‧信號
1530‧‧‧鎖相環
1532、1612、1614‧‧‧時鐘信號
1610‧‧‧時鐘分頻器
1620‧‧‧脈衝拷貝電路
1622‧‧‧NAND(反及)閘
1624、1626‧‧‧MOS電晶體
1628‧‧‧電容器
1629、1634、1636‧‧‧信號
1630‧‧‧相位檢測器
1632‧‧‧D觸發器
1640‧‧‧電荷泵
1642‧‧‧電容器
1644‧‧‧電流信號
1650‧‧‧自校準電路
1654‧‧‧電流
1660‧‧‧時鐘信號
1710、1720、1730、1740、1750‧‧‧波形
1810‧‧‧高速比較器
1812‧‧‧比較信號
1820‧‧‧電荷泵
1822‧‧‧RS鎖存器
1824‧‧‧電容器
1826‧‧‧電壓信號
1830‧‧‧動態閾值產生器
1832‧‧‧動態電流信號
1834‧‧‧動態電阻器
1835‧‧‧電壓信號
1836‧‧‧線性電阻器
1838、1839‧‧‧電晶體
1840‧‧‧OCP比較器
2000‧‧‧電源變換系統
2010‧‧‧初級繞組
2012‧‧‧次級繞組
2014‧‧‧輔助繞組
2020‧‧‧電源開關
2030‧‧‧電流感測電阻器
2040‧‧‧輸出電纜的等效電阻器
2050、2052‧‧‧電阻器
2054‧‧‧節點
2060、2062‧‧‧整流二極體
2100‧‧‧電源變換系統
2110‧‧‧初級繞組
2111‧‧‧電流
2112‧‧‧次級繞組
2114‧‧‧輔助繞組
2120、2122、2124‧‧‧電阻器
2130‧‧‧開關
2142、2144、2146‧‧‧端子
2143‧‧‧回饋信號
2147‧‧‧感測信號
2150‧‧‧退磁檢測元件
2151‧‧‧信號
2160‧‧‧電流源
2162‧‧‧電流槽
2164、2166‧‧‧開關
2165‧‧‧斜坡信號
2170‧‧‧NOT閘
2171‧‧‧信號
2172‧‧‧電容器
2180、2182‧‧‧比較器
2181、2183、2211‧‧‧閾值信號
2185‧‧‧控制信號
2187‧‧‧比較信號
2190‧‧‧觸發器元件
2191‧‧‧調節信號
2192‧‧‧驅動器元件
2193‧‧‧驅動信號
2210‧‧‧比較器
2220、2222‧‧‧觸發器元件
2230、2232‧‧‧NOT閘
2240‧‧‧AND閘
2310、2320、2330、2340、2350、2360‧‧‧波形
2400‧‧‧開關模式電源變換系統
2414、2444、2448、2460、2464、2474‧‧‧信號
2416、2452、2466‧‧‧端子
2420、2422、2438、2440、2446‧‧‧元件
2448‧‧‧信號
2462‧‧‧振盪器
2490‧‧‧晶片
2510‧‧‧電壓到電流轉換器
2512、2522、2612、2614、2629、2644、2660‧‧‧信號
2520‧‧‧元件
2610‧‧‧時鐘分頻器
2620‧‧‧脈衝拷貝電路
2635‧‧‧相位檢測器和電荷泵
2680、2682、2684、2686、2688‧‧‧波形
2710‧‧‧比較器
2712、2726‧‧‧信號
2722‧‧‧邏輯控制元件
2724‧‧‧電荷泵
2730‧‧‧動態閾值產生器
2735‧‧‧調節信號
2740‧‧‧OCP比較器
2780、2782、2784、2786、2790、2792、2794、2796‧‧‧波形
2800‧‧‧電源變換系統
2810‧‧‧初級繞組
2811‧‧‧電流
2812‧‧‧次級繞組
2813‧‧‧輸入信號
2814‧‧‧輔助繞組
2815‧‧‧AC輸入信號
2820、2822、2824‧‧‧電阻器
2830‧‧‧開關
2832‧‧‧斜坡產生器
2833‧‧‧斜坡信號
2834‧‧‧跨導放大器
2835‧‧‧參考信號
2836‧‧‧逐週期峰值檢測器
2837‧‧‧峰值信號
2838‧‧‧上升邊緣遮沒元件
2840‧‧‧晶片
2842、2844、2846、2848‧‧‧端子
2843‧‧‧回饋信號
2847‧‧‧感測信號
2850‧‧‧退磁檢測元件
2851‧‧‧Demag
信號
2858、2872‧‧‧電容器
2860‧‧‧電流源
2862‧‧‧電流槽
2864、2866‧‧‧開關
2865‧‧‧斜坡信號
2870‧‧‧NOT閘
2871、2874、2881‧‧‧信號
2880、2882‧‧‧比較器
2883‧‧‧閾值信號
2885‧‧‧控制信號
2887‧‧‧比較信號
2890‧‧‧觸發器元件
2891‧‧‧調節信號
2892‧‧‧驅動元件
2893‧‧‧驅動信號
2910、2920、2922、2930、2940、
2950、2960、2970、2980、2990‧‧‧波形
3010‧‧‧比較器
3020、3022、3024‧‧‧開關
3023、3031‧‧‧信號
3030‧‧‧緩衝器
3040、3042‧‧‧電容器
3050‧‧‧電流源
3060‧‧‧單穩態產生器
3062、3064‧‧‧信號
3110、3120、3130、3140、3150、3160、3170‧‧‧波形
3200‧‧‧電源變換系統
3210‧‧‧電容器
3213‧‧‧DC輸入信號
3215‧‧‧AC輸入信號
3220‧‧‧電容器
3230‧‧‧電阻器
3240‧‧‧電感器
3300‧‧‧電源變換系統
3310‧‧‧初級繞組
3311‧‧‧電流
3312‧‧‧次級繞組
3313‧‧‧輸入信號
3314‧‧‧輔助繞組
3315‧‧‧AC輸入信號
3317‧‧‧輸入電流
3320、3322、3324‧‧‧電阻器
3330‧‧‧開關
3334‧‧‧跨導放大器
3335‧‧‧參考信號
3336‧‧‧逐週期峰值檢測器
3337‧‧‧峰值信號
3338‧‧‧上升邊緣遮沒元件
3340‧‧‧晶片
3342、3344、3346、3348‧‧‧端子
3343‧‧‧回饋信號
3347‧‧‧感測信號
3350‧‧‧退磁檢測元件
3351‧‧‧Demag
信號
3358‧‧‧電容器
3360‧‧‧振盪器
3362‧‧‧時鐘信號
3364‧‧‧斜坡信號
3366‧‧‧AND閘
3368‧‧‧調節信號
3370‧‧‧積分器
3372‧‧‧信號
3381‧‧‧電壓信號
3382‧‧‧比較器
3385‧‧‧比較信號
3390‧‧‧觸發器元件
3391‧‧‧信號
3392‧‧‧驅動元件
3393‧‧‧驅動信號
3420、3422、3424‧‧‧開關
3423、3431‧‧‧信號
3430‧‧‧緩衝器
3440、3442‧‧‧電容器
3450、3452、3454‧‧‧電晶體
3460‧‧‧放大器
3461、3463‧‧‧信號
3462‧‧‧單穩態產生器
3470‧‧‧電阻器
3510、3520、3530、3540、3550、3560、3570、3580‧‧‧波形
3610、3620、3630‧‧‧參考信號
3640‧‧‧電阻器
3650‧‧‧電容器
3710、3720、3730、3740、3742、3750、3760、3770、3780、3810、3820‧‧‧波形
3900‧‧‧電源變換系統
3910、3920‧‧‧電容器
3913‧‧‧DC輸入信號
3915‧‧‧AC輸入信號
3930‧‧‧電阻器
3940‧‧‧電感器
4010‧‧‧發光二極體
4100‧‧‧電源變換系統
4110‧‧‧初級繞組
4111‧‧‧電流
4112‧‧‧次級繞組
4113‧‧‧輸入信號
4114‧‧‧輔助繞組
4115‧‧‧AC輸入信號
4117‧‧‧電流
4120、4122、4124、4126、4128‧‧‧電阻器
4130‧‧‧開關
4134‧‧‧跨導放大器
4135‧‧‧參考信號
4136‧‧‧逐週期峰值檢測器
4137‧‧‧峰值信號
4138‧‧‧上升邊緣遮沒元件
4140‧‧‧晶片
4142、4144、4146、4148、4149‧‧‧端子
4143‧‧‧回饋信號
4147‧‧‧感測信號
4150‧‧‧退磁檢測元件
4151‧‧‧Demag
信號
4158‧‧‧電容器
4160‧‧‧振盪器
4162‧‧‧時鐘信號
4166‧‧‧AND閘
4168‧‧‧調節信號
4170‧‧‧積分器
4172‧‧‧輸出信號
4181‧‧‧電壓信號
4182‧‧‧比較器
4183‧‧‧信號
4184‧‧‧乘法器
4185、4187、4191‧‧‧信號
4190‧‧‧觸發器元件
4192‧‧‧驅動元件
4193‧‧‧驅動信號
4210、4220、4230、4240、4242、4250、4260、4262、4270、4280‧‧‧波形
4310‧‧‧發光二極體
4400‧‧‧電源變換系統
4410‧‧‧初級繞組
4412‧‧‧次級繞組
4413‧‧‧輸入電壓
4414‧‧‧輔助繞組
4415‧‧‧AC輸入信號
4419‧‧‧輔助電壓
4420、4422、4424‧‧‧電阻器
4426、4430‧‧‧開關
4428‧‧‧放大器
4434‧‧‧跨導放大器
4435、4437、4447‧‧‧信號
4436‧‧‧逐週期峰值檢測器
4438‧‧‧上升邊緣遮沒元件
4440‧‧‧晶片
4442、4444、4446、4448‧‧‧端子
4443‧‧‧回饋信號
4450‧‧‧退磁檢測元件
4451、4462、4468、4472‧‧‧信號
4458‧‧‧電容器
4460‧‧‧振盪器
4466‧‧‧AND閘
4470‧‧‧積分器
4481‧‧‧電壓信號
4482‧‧‧比較器
4483‧‧‧電流信號
4484‧‧‧乘法器
4485‧‧‧輸出信號
4490‧‧‧觸發器元件
4492‧‧‧驅動元件
4493‧‧‧驅動信號
4510‧‧‧發光二極體
圖1是用於具有次級側控制的開關模式返馳式電源變換系統的簡化傳統示圖;圖2是示出返馳式電源變換系統的輸出電壓和輸出電流特性的簡化傳統示圖;圖3是具有初級側感測和調節的開關模式返馳式電源變換系統的簡化傳統示圖;圖4是具有初級側感測和調節的開關模式返馳式電源變換系統的另一簡化傳統示圖;圖5是具有初級側感測和調節的開關模式返馳式電源變換系統的又一簡化傳統示圖;圖6是示出返馳式電源變換系統的傳統操作機制的簡化示圖;圖7是根據本發明一實施例具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖;圖8是根據本發明實施例之由作為開關模式電源變換系統一部分的元件執行的信號採樣和保持的簡化時序圖;圖9是示出根據本發明實施例用於開關模式電源變換系統的輸出電壓調整的某些元件的簡化示圖;圖10是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統一部分的元件之用於產生Demag
信號的某些設備的簡化示圖;圖11是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統一部分的元件之用於產生Sampling_clk
信號的某些設備的簡化示圖;
圖12是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統一部分的元件之用於產生Sampling_clk
信號的簡化時序圖;圖13是根據本發明另一實施例之開關模式電源變換系統的簡化時序圖;圖14(a)是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統的部分的元件和誤差放大器的某些設備的簡化示圖;圖14(b)是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統中元件的一部分的電流源的某些設備的簡化示圖;圖15(a)是示出作為根據本發明另一實施例之開關模式電源變換系統的部分的元件和誤差放大器的某些設備的簡化示圖;圖15(b)是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統中元件的一部分的電流源的某些設備的簡化示圖;圖16是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統的部分的元件和誤差放大器的CMOS實現的簡化示圖;圖17是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統的一部分的元件的某些設備的簡化示圖;圖18是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統的一部分的用於恒定輸出電流(CC)控制的元件的某些設備的簡化示圖;圖19是用於由作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統的一部分的脈衝拷貝電路產生D2C
信號的簡化時序圖;圖20是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統500的一部分之用於電流感測(CS)峰值調整的元件的某些設備的簡化示圖;圖21是根據本發明又一實施例具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖;圖22是作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統一部分的退磁檢測元件的簡化示圖;圖23是根據本發明實施例包括如圖21和圖22所示的退磁檢測元件的開關模式電源變換系統的簡化時序圖;圖24是根據本發明另一實施例具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖;
圖25是示出作為根據本發明實施例之開關模式電源變換系統的一部分的用於電流感測(CS)峰值調整的元件的某些設備的簡化示圖;圖26是根據本發明實施例之開關模式電源變換系統的簡化時序圖;圖27是根據本發明某些實施例分別作為開關模式電源變換系統一部分的用於電流感測(CS)峰值調整的元件的簡化時序圖;圖28是根據本發明又一實施例具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖;圖29是根據本發明實施例之開關模式電源變換系統的簡化時序圖;圖30是作為根據本發明實施例之電源變換系統一部分的逐週期峰值檢測器的簡化示圖;圖31是作為根據本發明實施例之電源變換系統一部分的逐週期峰值檢測器的簡化時序圖;圖32是根據本發明又一實施例具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖;圖33是根據本發明又一實施例具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖;圖34是作為根據本發明實施例之電源變換系統一部分的積分器的簡化示圖;圖35是根據本發明實施例包括如圖33和圖34所示的積分器的開關模式電源變換系統的簡化時序圖;圖36是作為根據本發明實施例之電源變換系統一部分的振盪器的簡化示圖;圖37是根據本發明實施例之開關模式電源變換系統的簡化時序圖;圖38是根據本發明實施例之開關模式電源變換系統的某些電流的簡化時序圖;圖39是根據本發明又一實施例具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖;圖40是根據本發明又一實施例用於向發光二極體供電的開關模式電源變換系統的簡化示圖;
圖41是根據本發明又一實施例具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖;圖42是根據本發明實施例之開關模式電源變換系統的簡化時序圖;圖43是根據本發明又一實施例用於向發光二極體供電的開關模式電源變換系統的簡化示圖;圖44是根據本發明又一實施例具有初級側感測和調整的開關模式電源變換系統的簡化示圖;以及圖45是根據本發明又一實施例用於向發光二極體供電的開關模式電源變換系統的簡化示圖。
500...開關模式電源變換系統
502...初級繞組
504...次級繞組
506...輔助繞組
508、514、528...輸出信號
510、512、580...電阻器
516、530、552、566...端子
520、522、534、538、540、542、546、568...元件
524...誤差放大器
526...電容器
532...負載補償的元件
536、556、564、570、572、574...信號
544、558、592...控制信號
548...驅動信號
550...開關
560...時鐘信號
562...振盪器
582...電流
590...晶片
Claims (62)
- 一種用於調整電源變換器的系統,該系統包括:一第一信號產生器,配置以接收一第一感測信號並且產生與退磁相關聯的一輸出信號,該第一感測信號與耦合到一電源變換器的一次級繞組的一第一繞組有關,該次級繞組至少與該電源變換器的一輸出電流相關聯;一斜坡信號產生器,配置以接收該輸出信號並且產生一斜坡信號;一第一比較器,配置以接收該斜坡信號和一第一閾值信號,並且至少基於與該斜坡信號和該第一閾值信號相關聯的資訊產生一第一比較信號;一第二比較器,配置以接收一第二感測信號和一第二閾值信號並且產生一第二比較信號,該第二感測信號與流經耦合到該電源變換器的一次級繞組的一初級繞組的一第一電流相關聯;一第二信號產生器,配置以至少接收該第一比較信號和該第二比較信號並且產生一調節信號;以及一閘驅動器,配置以接收該調節信號並且向一開關輸出一驅動信號,該開關配置以影響流經該初級繞組的該第一電流;其中:該輸出信號與一退磁持續時間相關聯;該驅動信號與開關週期相關聯;以及該系統還配置以使該退磁持續時間與該開關週期之比保持恒定。
- 如申請專利範圍第1項所述的系統,還配置以使該第二感測信號的峰值在大小上保持恒定。
- 如申請專利範圍第2項所述的系統,還配置以使該輸出電流保持恒定。
- 如申請專利範圍第1項所述的系統,其中:該斜坡信號產生器包括一電容器、一電流源和一電流槽;其中:該電容器被配置為在該輸出信號為一第一邏輯位準時通過該電流槽被放電,並且在該輸出信號為一第二邏輯位準時通過該電流源被充電;以及該電容器還配置以輸出該斜坡信號。
- 如申請專利範圍第4項所述的系統,其中:該第一邏輯位準是邏輯高位準;以及該第二邏輯位準是邏輯低位準。
- 如申請專利範圍第1項所述的系統,其中,該第二信號產生器包括一觸發器元件。
- 一種用於調整電源變換器的方法,該方法包括:接收一第一感測信號,該第一感測信號與耦合到一電源變換器的一次級繞組的一第一繞組相關聯,該次級繞組至少與該電源變換器的一輸出電流有關;至少基於與該第一感測信號相關聯的資訊產生一輸出信號,該輸出信號與退磁相關聯;接收該輸出信號;至少基於與該輸出信號相關聯的資訊產生一斜坡信號;接收該斜坡信號和一第一閾值信號;處理與該斜坡信號和該第一閾值信號相關聯的資訊;至少基於與該斜坡信號和該第一閾值信號相關聯的資訊產生一第一比較信號;接收一第二感測信號和一第二閾值信號,該第二感測信號與流經耦合到該電源變換器的一次級繞組的一初級繞組的一第一電流相關聯;處理與該第二感測信號和該第二閾值信號相關聯的資訊;至少基於與該第二感測信號和該第二閾值信號相關聯的資訊產生一第二比較信號;接收該第一比較信號和該第二比較信號;處理與該第一比較信號和該第二比較信號相關聯的資訊;至少基於與該第一比較信號和該第二比較信號相關聯的資訊產生一調節信號;接收該調節信號;以及至少基於與該調節信號相關聯的資訊來向一開關輸出一驅動信號,以影響流經該初級繞組的該第一電流;其中:該輸出信號與一退磁持續時間相關聯;該驅動信號與開關週期相關聯;以及使該退磁持續時間與該開關週期之比保持恒定。
- 一種用於調整電源變換器的系統,該系統包括:一第一信號產生器,配置以至少接收一輸入信號並且至少產生與退磁相關聯的一輸出信號,該輸入信號至少與一電源變換器的一輸出電流相關聯;一第一控制器,配置以至少接收該輸出信號,並且至少基於與該輸出信號相關聯的資訊來至少產生一第一控制信號;一第二控制器,配置以接收一第一感測信號和一第一閾值信號並且產生一第二控制信號,該第一感測信號與流經該電源變換器的一初級繞組的一第一電流相關聯;一振盪器,配置以至少接收該第一控制信號,並且至少基於與該第一控制信號相關聯的資訊來至少產生一時鐘信號;一第二信號產生器,配置以至少接收該時鐘信號和該第二控制信號,並且至少產生一調節信號;以及一閘驅動器,配置以至少接收該調節信號並且向一開關至少輸出一驅動信號,該開關配置以影響流經該初級繞組的該第一電流;其中:該輸出信號與一退磁持續時間相關聯;以及該驅動信號與開關週期相關聯;其中,該系統還配置以:使該退磁持續時間與該開關週期之比保持恒定;以及使該第一感測信號的峰值在大小上保持恒定。
- 如申請專利範圍第8項所述的系統,還包括:一補償元件,配置以至少產生一補償信號;其中:該輸入信號是該補償信號與一第二感測信號的組合;該第二感測信號與耦合到該電源變換器的一次級繞組的一第一繞組相關聯;以及該次級繞組至少與該電源變換器的該輸出電流有關。
- 一種用於調整電源變換器的方法,該方法包括:至少接收一輸入信號,該輸入信號至少與一電源變換器的一輸出電流有關;至少基於與該輸入信號相關聯的資訊來至少產生一輸出信號,該輸出信號與退磁有關;至少接收該輸出信號;處理與該輸出信號相關聯的資訊;至少基於與該輸出信號相關聯的資訊來至少產生一時鐘信號;接收一感測信號和一閾值信號,該感測信號與流經該電源變換器的一初級繞組的一第一電流相關聯;處理與該感測信號和該閾值信號相關聯的資訊;至少基於與該感測信號和該閾值信號相關聯的資訊產生一控制信號;至少接收該時鐘信號和該控制信號;處理與該時鐘信號和該控制信號相關聯的資訊;至少基於與該時鐘信號和該控制信號相關聯的資訊來至少產生一調節信號;至少接收該調節信號;至少基於與該調節資訊相關聯的資訊向一開關至少輸出一驅動信號,以影響流經該初級繞組的該第一電流;其中:該輸出信號與一退磁持續時間相關聯;該驅動信號與開關週期相關聯;使該退磁持續時間與該開關週期之比保持恒定;以及使該感測信號的峰值在大小上保持恒定。
- 一種用於調整電源變換器的系統,該系統包括:一第一信號產生器,配置以接收一第一感測信號並且產生與退磁相關聯的一第一輸出信號,該第一感測信號與耦合到一電源變換器的一次級繞組的一第一繞組有關,該次級繞組至少與該電源變換器的一輸出電流相關聯; 一第一斜坡信號產生器,配置以接收該第一輸出信號並且產生一第一斜坡信號;一第一比較器,配置以接收該第一斜坡信號和一第一閾值信號,並且至少基於與該第一斜坡信號和該第一閾值信號相關聯的資訊產生一第一比較信號;一峰值檢測器,配置以接收一驅動信號和一第二感測信號並且產生一峰值信號,該第二感測信號與流經耦合到該電源變換器的一初級繞組的一第一電流相關聯;一放大器,配置以接收該峰值信號和一第二閾值信號並且通過一電容器產生一第二輸出信號,該電容器被耦合到該放大器;一第二比較器,配置以接收該第二輸出信號和一第二斜坡信號,並且產生一第二比較信號;一第二信號產生器,配置以至少接收該第一比較信號和該第二比較信號,並且產生一調節信號;以及一閘驅動器,配置以接收該調節信號並且向該峰值檢測器和一開關輸出該驅動信號,該開關配置以影響流經該初級繞組的該第一電流。
- 如申請專利範圍第11項所述的系統,其中:該第一輸出信號與一退磁持續時間相關聯;該驅動信號與開關週期相關聯;以及該系統還配置以使該退磁持續時間與該開關週期之比保持恒定。
- 如申請專利範圍第12項所述的系統,還配置以使該峰值信號的平均大小在一第一持續時間期間保持恒定。
- 如申請專利範圍第13項所述的系統,還配置以使該輸出電流保持恒定。
- 如申請專利範圍第11項該的系統,其中,該峰值信號表示在該驅動信號的每個開關週期內該第二感測信號的峰值大小。
- 如申請專利範圍第11項所述的系統,其中:該第一斜坡信號產生器包括一電容器、一電流源和一電流槽;其中: 該電容器被配置為在該第一輸出信號為一第一邏輯位準時通過該電流槽被放電,並且在該第一輸出信號為一第二邏輯位準時通過該電流源被充電;以及該電容器還配置以輸出該第一斜坡信號。
- 如申請專利範圍第16項所述的系統,其中:該第一邏輯位準是一邏輯高位準;以及該第二邏輯位準是一邏輯低位準。
- 如申請專利範圍第11項所述的系統,其中,該第二信號產生器包括一觸發器元件。
- 如申請專利範圍第11項所述的系統,還包括一第二斜坡信號產生器,配置以產生該第二斜坡信號。
- 如申請專利範圍第11項所述的系統,其中,該放大器包括一跨導放大器。
- 一種用於調整電源變換器的方法,該方法包括:接收一第一感測信號,該第一感測信號與耦合到一電源變換器的一次級繞組的一第一繞組相關聯,該次級繞組至少與該電源變換器的一輸出電流有關;至少基於與該第一感測信號相關聯的資訊產生一第一輸出信號,該第一輸出信號與退磁有關;接收該第一輸出信號;至少基於與該第一輸出信號相關聯的資訊產生一第一斜坡信號;接收該第一斜坡信號和一第一閾值信號;處理與該第一斜坡信號和該第一閾值信號相關聯的資訊;至少基於與該第一斜坡信號和該第一閾值信號相關聯的資訊產生一第一比較信號;接收一驅動信號和一第二感測信號,該第二感測信號與流經耦合到該電源變換器的一初級繞組的一第一電流相關聯;處理與該驅動信號和該第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與該驅動信號和該第二感測信號相關聯的資訊產生一峰值信號; 接收該峰值信號和一第二閾值信號;處理與該峰值信號和該第二閾值信號相關聯的資訊;至少基於與該峰值信號和該第二閾值信號相關聯的資訊產生一第二輸出信號;接收該第二輸出信號和一第二斜坡信號;處理與該第二輸出信號和該第二斜坡信號相關聯的資訊;至少基於與該第二輸出信號和該第二斜坡信號相關聯的資訊產生一第二比較信號;接收該第一比較信號和該第二比較信號;處理與該第一比較信號和該第二比較信號相關聯的資訊;至少基於與該第一比較信號和該第二比較信號相關聯的資訊產生一調節信號;接收該調節信號;以及至少基於與該調節信號相關聯的資訊輸出該驅動信號,以影響流經該初級繞組的該第一電流。
- 一種用於調整電源變換器的系統,該系統包括:一第一信號產生器,配置以接收一第一感測信號並且產生與退磁相關聯的一輸出信號,該第一感測信號與耦合到一電源變換器的一次級繞組的一第一繞組相關聯,該次級繞組至少與該電源變換器的一輸出電流有關;一峰值檢測器,配置以接收一驅動信號和一第二感測信號並且產生一峰值信號,該第二感測信號與流經耦合到該電源變換器的一初級繞組的一第一電流相關聯;一第二信號產生器,配置以至少處理與該輸出信號和該峰值信號相關聯的資訊,並且產生一調節信號;以及一閘驅動器,配置以接收該調節信號並且向該峰值檢測器和一開關輸出該驅動信號,該開關配置以影響流經該初級繞組的該第一電流;其中:該輸出信號與一退磁持續時間相關聯;以及該驅動信號與開關週期相關聯;其中,該系統還配置以: 使該退磁持續時間與該開關週期之比保持恒定;以及使該峰值信號的平均大小在一第一持續時間期間保持恒定。
- 如申請專利範圍第22項所述的系統,還配置以使該輸出電流保持恒定。
- 一種用於調整電源變換器的方法,該方法包括:接收一第一感測信號,該第一感測信號與耦合到一電源變換器的一次級繞組的一第一繞組相關聯,該次級繞組至少與該電源變換器的一輸出電流有關;至少基於與該第一感測信號相關聯的資訊產生一輸出信號,該第一感測信號與退磁有關;接收一驅動信號和一第二感測信號;處理與該驅動信號和該第二感測信號相關聯的資訊,該第二感測信號與流經耦合到該電源變換器的一初級繞組的一第一電流相關聯;至少基於與該驅動信號和該第二感測信號相關聯的資訊產生一峰值信號;至少處理與該輸出信號和該峰值信號相關聯的資訊;至少基於與該輸出信號和該峰值信號相關聯的資訊產生一調節信號;接收該調節信號;以及至少基於與該調節信號相關聯的資訊向一開關輸出該驅動信號,以至少影響流經該初級繞組的該第一電流;其中:該輸出信號與一退磁持續時間相關聯;該驅動信號與開關週期相關聯;使該退磁持續時間與該開關週期之比保持恒定;以及使該峰值信號的平均大小在一第一持續時間期間保持恒定。
- 一種用於調整電源變換器的系統,該系統包括:一第一信號產生器,配置以接收一第一感測信號並且產生與退磁相關聯的一第一輸出信號,該第一感測信號與耦合到一電源變換器的一次級繞組的一第一繞組有關,該次級繞組至少與該電源變換器的輸出電流相關聯; 一峰值檢測器,配置以接收一驅動信號和一第二感測信號並且產生一峰值信號,該第二感測信號與流經耦合到該電源變換器的一初級繞組的一第一電流相關聯;一第二信號產生器,配置以接收該驅動信號、該第一輸出信號和該峰值信號,並且產生一第二輸出信號;一放大器,配置以接收該第二輸出信號和一閾值信號並且通過一電容器產生一第三輸出信號,該電容器被耦合到該放大器;一比較器,配置以接收該第三輸出信號和一斜坡信號,並且產生一比較信號;一第三信號產生器,配置以至少接收該比較信號和一時鐘信號,並且產生一調節信號;以及一閘驅動器,配置以接收該調節信號並且向該峰值檢測器、該第二信號產生器和一開關輸出該驅動信號,該開關配置以影響流經該初級繞組的該第一電流。
- 如申請專利範圍第25項所述的系統,其中:該驅動信號與開關週期相關聯;以及該系統還配置以使該開關週期保持恒定。
- 如申請專利範圍第26項所述的系統,其中:該第一輸出信號與一退磁持續時間相關聯;該退磁持續時間與該峰值信號相乘後在大小上等於一退磁峰值;以及該系統還配置以使該退磁峰值的平均大小在一第一持續時間期間保持恒定。
- 如申請專利範圍第27項所述的系統,還配置以使該輸出電流保持恒定。
- 如申請專利範圍第25項所述的系統,還配置以:使該輸出電流保持恒定;以及使功率因數保持基本上等於1。
- 如申請專利範圍第29項所述的系統,還配置以至少將該輸出電流提供給一個或多個發光二極體。
- 如申請專利範圍第25項所述的系統,還包括一振盪器,配置以產生該時鐘信號和該斜坡信號。
- 如申請專利範圍第25項所述的系統,其中,該第三信號產生器包括耦合到一及閘的一觸發器元件。
- 如申請專利範圍第25項所述的系統,其中,該第二輸出信號在大小上與該退磁持續時間和該峰值信號的積成比例。
- 如申請專利範圍第25項所述的系統,其中,該峰值信號表示在該驅動信號的每個開關週期內該第二感測信號的峰值大小。
- 如申請專利範圍第25項所述的系統,其中,該放大器包括一跨導放大器。
- 如申請專利範圍第25項所述的系統,其中,該第二信號產生器包括一逐週期積分器,該逐週期積分器針對每個開關週期被重置。
- 一種用於調整電源變換器的方法,該方法包括:接收一第一感測信號,該第一感測信號與耦合到一電源變換器的一次級繞組的一第一繞組有關,該次級繞組至少與該電源變換器的一輸出電流相關聯;產生與退磁相關聯的一第一輸出信號;接收一驅動信號和一第二感測信號,該第二感測信號與流經耦合到該電源變換器的一初級繞組的一第一電流相關聯;處理與該驅動信號和該第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與該驅動信號和該第二感測信號相關聯的資訊產生一峰值信號;接收該驅動信號、該第一輸出信號和該峰值信號;處理與該驅動信號、該第一輸出信號和該峰值信號相關聯的資訊;至少基於與該驅動信號、該第一輸出信號和該峰值信號相關聯的資訊產生一第二輸出信號;接收該第二輸出信號和一閾值信號;處理與該第二輸出信號和該閾值信號相關聯的資訊;至少基於與該第二輸出信號和該閾值信號相關聯的資訊產生一第三輸出信號; 接收該第三輸出信號和一斜坡信號;處理與該第三輸出信號和該斜坡信號相關聯的資訊;至少基於與該第三輸出信號和該斜坡信號相關聯的資訊產生一比較信號;接收該比較信號和一時鐘信號;處理與該比較信號和該時鐘信號相關聯的資訊;至少基於與該比較信號和該時鐘信號相關聯的資訊產生一調節信號;接收該調節信號;以及至少基於與該調節信號相關聯的資訊輸出該驅動信號,以影響流經該初級繞組的該第一電流。
- 一種用於調整電源變換器的系統,該系統包括:一第一信號產生器,配置以接收一第一感測信號並且產生與退磁相關聯的一第一輸出信號,該第一感測信號與耦合到一電源變換器的一次級繞組的一第一繞組相關聯,該次級繞組至少與該電源變換器的一輸出電流有關;一峰值檢測器,配置以接收一驅動信號和一第二感測信號並且產生一峰值信號,該第二感測信號與流經耦合到該電源變換器的一初級繞組的一第一電流相關聯;一第二信號產生器,配置以至少接收該驅動信號、該第一輸出信號和該峰值信號,並且產生一第二輸出信號;一放大器,配置以接收該第二輸出信號和一閾值信號並且通過一電容器產生一第三輸出信號,該電容器被耦合到該放大器;一第三信號產生器,配置以接收該第三輸出信號和一第一輸入信號並且產生一第四輸出信號,該第一輸入信號與由該初級繞組接收的一第二輸入信號成比例;一比較器,配置以接收該第四輸出信號和第二感測信號並產生一比較信號;一第四信號產生器,配置以至少接收該比較信號和一時鐘信號並且產生一調節信號;以及 一閘驅動器,配置以接收該調節信號並且向該峰值檢測器、該第二信號產生器和一開關輸出該驅動信號,該開關配置以影響流經該初級繞組的該第一電流。
- 如申請專利範圍第38項所述的系統,其中,該第三信號產生器包括用於產生該第四輸出信號的一乘法器,該第四輸出信號在大小上等於該第三輸出信號乘以該第一輸入信號。
- 如申請專利範圍第38項所述的系統,其中:該驅動信號與開關週期相關聯;以及該系統還配置以使該開關週期保持恒定。
- 如申請專利範圍第38項所述的系統,其中:該第一輸出信號與一退磁持續時間相關聯;該退磁持續時間與該峰值信號相乘後在大小上等於一退磁峰值;以及該系統還配置以使該退磁峰值的平均大小在一第一持續時間期間保持恒定。
- 如申請專利範圍第38項所述的系統,還配置以使該輸出電流保持恒定。
- 如申請專利範圍第38項所述的系統,還配置以:使該輸出電流保持恒定;以及使功率因數保持基本上等於1。
- 如申請專利範圍第38項所述的系統,還配置以至少將該輸出電流提供給一個或多個發光二極體。
- 如申請專利範圍第38項所述的系統,其中,該第二輸出信號在大小上與該退磁持續時間和該峰值信號的積成比例。
- 如申請專利範圍第38項所述的系統,其中,該峰值信號表示在該驅動信號的每個開關週期內該第二感測信號的峰值大小。
- 如申請專利範圍第38項所述的系統,其中,該第二信號產生器包括一逐週期積分器,該逐週期積分器針對每個開關週期被重置。
- 一種用於調整電源變換器的方法,該方法包括: 接收一第一感測信號,該第一感測信號與耦合到一電源變換器的一次級繞組的一第一繞組相關聯,該次級繞組至少與該電源變換器的輸出電流有關;產生與退磁相關聯的一第一輸出信號;接收一驅動信號和一第二感測信號,該第二感測信號與流經耦合到該電源變換器的一初級繞組的一第一電流相關聯;處理與該驅動信號和第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與該驅動信號和該第二感測信號相關聯的資訊產生一峰值信號;接收該驅動信號、該第一輸出信號和該峰值信號;處理與該驅動信號、該第一輸出信號和該峰值信號相關聯的資訊;至少基於與該驅動信號、該第一輸出信號和該峰值信號相關聯的資訊產生一第二輸出信號;接收該第二輸出信號和一閾值信號;處理與該第二輸出信號和該閾值信號相關聯的資訊;至少基於與該第二輸出信號和該閾值信號相關聯的資訊產生一第三輸出信號;接收該第三輸出信號和一第一輸入信號,該第一輸入信號與由該初級繞組接收的一第二輸入信號成比例;處理與該第三輸出信號和該第一輸入信號相關聯的資訊;至少基於與該第三輸出信號和該第一輸入信號相關聯的資訊產生一第四輸出信號;接收該第四輸出信號和第二感測信號;處理與該第四輸出信號和該第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與該第四輸出信號和該第二感測信號相關聯的資訊一產生比較信號;至少接收該比較信號和一時鐘信號;處理與該比較信號和該時鐘信號相關聯的資訊;至少基於與該比較信號和該時鐘信號相關聯的資訊產生一調節信號;接收該調節信號;以及 至少基於與該調節信號相關聯的資訊來輸出該驅動信號,以影響流經該初級繞組的該第一電流。
- 一種用於調整電源變換器的系統,該系統包括:一第一信號產生器,配置以接收一第一感測信號並且產生與退磁相關聯的一第一輸出信號,該第一感測信號與耦合到一電源變換器的一次級繞組的一第一繞組相關聯,該次級繞組至少與該電源變換器的一輸出電流有關;一峰值檢測器,配置以接收一驅動信號和一第二感測信號並且產生一峰值信號,該第二感測信號與流經耦合到該電源變換器的一初級繞組的一第一電流相關聯;一第二信號產生器,配置以至少接收該驅動信號、該第一輸出信號和該峰值信號,並且產生一第二輸出信號;一放大器,配置以接收該第二輸出信號和一閾值信號並且通過一電容器產生一第三輸出信號,該電容器被耦合到該放大器;一第三信號產生器,配置以接收該第一感測信號、該第三輸出信號和該驅動信號並且產生一第四輸出信號;一比較器,配置以接收該第四輸出信號和該第二感測信號並產生一比較信號;一第四信號產生器,配置以至少接收該比較信號和一時鐘信號並且產生一調節信號;以及一閘驅動器,配置以接收該調節信號並且向該峰值檢測器、該第二信號產生器、該第三信號產生器和一開關輸出該驅動信號,該開關配置以影響流經該初級繞組的該第一電流。
- 如申請專利範圍第49項所述的系統,其中,該第三信號產生器包括:一開關,配置以接收該第一感測信號並且由該驅動信號控制;一乘法器,配置以輸出該第四輸出信號;以及一運算放大器,被耦合到該開關和該乘法器。
- 如申請專利範圍第49項所述的系統,其中:該驅動信號與開關週期相關聯;以及該系統還配置以使該開關週期保持恒定。
- 如申請專利範圍第51項所述的系統,其中:該第一輸出信號與一退磁持續時間相關聯;該退磁持續時間與該峰值信號相乘後在大小上等於一退磁峰值;以及該系統還配置以使該退磁峰值的平均大小在一第一持續時間期間保持恒定。
- 如申請專利範圍第52項所述的系統,還配置以使該輸出電流保持恒定。
- 如申請專利範圍第49項所述的系統,還配置以:使該輸出電流保持恒定;以及使功率因數保持基本上等於1。
- 如申請專利範圍第49項所述的系統,還配置以至少將該輸出電流提供給一個或多個發光二極體。
- 如申請專利範圍第49項所述的系統,其中,該第二輸出信號在大小上與該退磁持續時間和該峰值信號的積成比例。
- 如申請專利範圍第49項所述的系統,其中,該峰值信號表示在該驅動信號的每個開關週期內該第二感測信號的峰值大小。
- 如申請專利範圍第49項所述的系統,其中,該第二信號產生器包括一逐週期積分器,該逐週期積分器針對每個開關週期被重置。
- 一種用於調整電源變換器的方法,該方法包括:接收一第一感測信號,該第一感測信號與耦合到一電源變換器的一次級繞組的一第一繞組相關聯,該次級繞組至少與該電源變換器的一輸出電流有關;產生與退磁相關聯的一第一輸出信號;接收一驅動信號和一第二感測信號,該第二感測信號與流經耦合到該電源變換器的一初級繞組的一第一電流相關聯;處理與該驅動信號和第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與該驅動信號和該第二感測信號相關聯的資訊產生一峰值信號;接收該驅動信號、該第一輸出信號和該峰值信號;處理與該驅動信號、該第一輸出信號和該峰值信號相關聯的資訊; 至少基於與該驅動信號、該第一輸出信號和該峰值信號相關聯的資訊產生一第二輸出信號;接收該第二輸出信號和一閾值信號;處理與該第二輸出信號和該閾值信號相關聯的資訊;至少基於與該第二輸出信號和該閾值信號相關聯的資訊產生一第三輸出信號;接收該第一感測信號、該第三輸出信號和該驅動信號;處理與該第一感測信號、該第三輸出信號和該驅動信號相關聯的資訊;至少基於與該第一感測信號、該第三輸出信號和該驅動信號相關聯的資訊產生一第四輸出信號;接收該第四輸出信號和該第二感測信號;處理與該第四輸出信號和該第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與該第四輸出信號和該第二感測信號相關聯的資訊產生一比較信號;至少接收該比較信號和一時鐘信號;處理與該比較信號和該時鐘信號相關聯的資訊;至少基於與該比較信號和該時鐘信號相關聯的資訊產生一調節信號;接收該調節信號;以及至少基於與該調節信號相關聯的資訊來輸出該驅動信號,以影響流經該初級繞組的該第一電流。
- 一種用於調整電源變換器的系統,該系統包括:一第一信號產生器,配置以接收一第一感測信號並且產生與退磁相關聯的一輸出信號,該第一感測信號與耦合到一電源變換器的一次級繞組的一第一繞組相關聯,該次級繞組至少與該電源變換器的一輸出電流有關;一峰值檢測器,配置以接收一驅動信號和一第二感測信號並且產生一峰值信號,該第二感測信號與流經耦合到該電源變換器的一初級繞組的一第一電流相關聯;一第二信號產生器,配置以至少處理與該輸出信號和該峰值信號相關聯的資訊,並且產生一調節信號;以及 一閘驅動器,配置以接收該調節信號並且至少向該峰值檢測器和一開關輸出該驅動信號,該開關配置以影響流經該初級繞組的該第一電流;其中:該驅動信號與開關週期相關聯;該輸出信號與一退磁持續時間相關聯;以及該退磁持續時間與該峰值信號相乘後在大小上等於一退磁峰值;其中,該系統還配置以:使該開關週期保持恒定;使該退磁峰值的平均大小在一第一持續時間期間保持恒定;以及使該輸出電流保持恒定。
- 如申請專利範圍第60項所述的系統,還配置以使功率因數保持基本上等於1。
- 一種用於調整電源變換器的方法,該方法包括:接收一第一感測信號,該第一感測信號與耦合到一電源變換器的一次級繞組的一第一繞組相關聯,該次級繞組至少與該電源變換器的一輸出電流有關;產生與退磁相關聯的一輸出信號;接收一驅動信號和一第二感測信號,該第二感測信號與流經耦合到該電源變換器的一初級繞組的一第一電流相關聯;處理與該驅動信號和該第二感測信號相關聯的資訊;至少基於與該驅動信號和該第二感測信號相關聯的資訊產生一峰值信號;處理與該輸出信號和該峰值信號相關聯的資訊;至少基於與該輸出信號和該峰值信號相關聯的資訊產生一調節信號;接收該調節信號;以及至少基於與該調節信號相關聯的資訊輸出該驅動信號,以影響流經該初級繞組的該第一電流;其中:該驅動信號與開關週期相關聯;該輸出信號與一退磁持續時間相關聯;以及該退磁持續時間與該峰值信號相乘後在大小上等於一退磁峰值;其中:使該開關週期保持恒定;使該退磁峰值的平均大小在一第一持續時間期間保持恒定;以及使該輸出電流保持恒定。
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