TWI575862B - A system controller for adjusting a power converter and a method thereof - Google Patents

A system controller for adjusting a power converter and a method thereof Download PDF

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TWI575862B TW105106390A TW105106390A TWI575862B TW I575862 B TWI575862 B TW I575862B TW 105106390 A TW105106390 A TW 105106390A TW 105106390 A TW105106390 A TW 105106390A TW I575862 B TWI575862 B TW I575862B
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/081—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters wherein the phase of the control voltage is adjustable with reference to the AC source
    • H02M1/082—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters wherein the phase of the control voltage is adjustable with reference to the AC source with digital control

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Description

一種用於調節電源轉換器的系統控制器及其方法
本發明的某些實施例涉及積體電路。更具體地，本發明的一些實施例提供了用於調節輸出電流的系統和方法。僅作為示例，本發明的一些實施例被應用到電源轉換系統。但是，將認識到，本發明有更廣泛的適用範圍。
發光二極體(Light Emitting Diode,LED)被廣泛用於照明應用。通常，近似恆定的電流被用於控制LED的工作電流以實現恆定的亮度。第1圖是示出了傳統LED照明系統的簡化圖示。電源轉換系統100包括系統控制器102，電阻器108、116、122、124和128，電容器106、110、112和130，全波整流組件104，二極體114和118，電感元件126(例如，電感器)，以及齊納二極體120。系統控制器102包括端子(例如，引腳)138、140、142、144、146和148。
交流(Alternate Current,AC)電壓150被應用於電源轉換系統100。全波整流元件104提供與AC電壓150相關聯的輸入電壓152(例如，不小於0V的整流電壓)。電容器112(例如，C3)回應於輸入電壓152而通過電阻器108(例如，R1)被充電，並且電壓信號154在端子148(例如，端子VDD)處被提供給系統控制器102。如果電壓信號154在幅度上大於閾值電壓(例如，欠壓鎖定閾值)，則系統控制器102開始運作，並且與端子148(例如，端子VDD)相關聯的電壓被固定到預定電壓。端子138(例如，端子DRAIN)被連接到內部功率開關的汲極。系統控制器102輸出具有某一頻率和某一占空比的驅動信號(例如，脈寬調變變信號)以閉合(例如，導通)或斷開(例如，關斷)內部功率開 關，以使得電源轉換系統100正常運作。
如果內部功率開關閉合(例如，被導通)，則系統控制器102感測通過電阻器122(例如，R2)流過一個或多個LED 132的電流。具體而言，電阻器122上的電壓156被通過端子144(例如，端子CS)傳遞到系統控制器102，以在與內部功率開關相關聯的不同開關週期內進行信號處理。當內部功率開關閉合(例如，導通)或斷開(例如，關斷)時，期間開關週期受電阻器122(例如，R2)上的電壓156的峰值幅度影響。
電感元件126與電阻器124和128相連接，電阻器124和128生成回饋信號158。系統控制器102通過端子142(例如，端子FB)接收用於電感元件126的反磁化處理的回饋信號158，以確定內部功率開關何時被閉合(例如，被導通)。電容器110(例如，C2)被連接到端子140(例如，端子COMP)，端子140與內部誤差放大器相關聯。電容器130(例如，C4)被配置為維護輸出電壓196以保持針對一個或多個LED 132的穩定電流輸出。包括電阻器116(例如，R5)、二極體118(例如，D2)和齊納二極體120(例如，ZD1)的供電網向系統控制器102提供電源。
第2圖是示出了作為電源轉換系統100的一部分的系統控制器102的簡化傳統圖。系統控制器102包括斜坡信號生成器202、欠壓鎖定(Under Voltage Lock Out,UVLO)元件204、比較器206、邏輯控制器208、驅動元件210(例如，閘極驅動器)、功率開關282、退磁感測器212、誤差放大器216、以及電流傳感元件214。例如，功率開關282包括雙極結型電晶體。在另一示例中，功率開關282包括(Metal Oxide Semiconductor,MOS)電晶體。在又一示例中，功率開關282包括絕緣柵雙極型電晶體。
如第2圖中所示，UVLO元件204感測電壓信號154並且輸出信號218。如果電壓信號154在幅度上大於第一預定閾值，則系統 控制器102開始正常地運作。如果電壓信號154在幅度上小於第二預定閾值，則系統控制器102被關斷。第二預定閾值在幅度上小於或等於第一預定閾值。誤差放大器216接收來自電流傳感元件214的信號220和參考信號222並且將經放大的信號224輸出到比較器206。比較器206還從斜坡信號生成器202接收信號228並且輸出比較信號226。例如，信號228是斜坡信號並且在每個開關週期期間線性地或非線性地增加到峰值幅度。邏輯控制器208處理比較信號226並且將調變信號230輸出到驅動元件210，驅動元件210生成驅動信號280以斷開或關閉功率開關282(例如，在柵極端子)。功率開關282被耦合在端子138(例如，端子DRAIN)和端子144(例如，端子CS)之間。另外，邏輯控制器208將調變信號230輸出到電流傳感元件214。例如，退磁感測器212感測回饋信號158以確定電感元件126的退磁過程的開始和/或結束，並且將觸發信號298輸出到邏輯控制器208以開始下一週期。系統控制器102被配置為針對給定的輸出負載保持與比較信號226相關聯的導通時間段為近似恆定的，以便實現高功率因數和低總諧波失真。
系統控制器102***作在電壓模式中，其中例如，來自誤差放大器216經放大的信號224和來自斜坡信號生成器202的信號228都是電壓信號並且由比較器206比較以生成比較信號226以驅動功率開關282。因此，與功率開關282相關聯的導通時間段受到經放大的信號224和信號228的影響。
在穩定的正常操作下，平均輸出電流根據下面的公式(例如，不考慮任何誤差電流)被確定： 其中Vref_ea代表參考信號222並且Rcs代表電阻器122的電阻。如公式1中所示，諸如Rcs之類的與週邊元件相關聯的參數可以通過系統設計被適當地選擇以實現輸出電流調節。
對於LED照明來說，效率、功率因數和總諧波也是重要的。例如，效率通常被需要為盡可能的高(例如，>90%)，並且功率因數通常被需要為大於0.9。另外，針對一些應用總諧波失真通常被需要為盡可能的低(例如，<20%)。但是電源轉換系統100通常不能滿足所有這些需要。
因此，迫切期望改進調節電源轉換系統的輸出電流的技術。
本發明的某些實施例涉及積體電路。更具體地，本發明的一些實施例提供了用於調節輸出電流的系統和方法。僅作為示例，本發明的一些實施例被應用到電源轉換系統。但是應該理解，本發明具有更廣泛的適用範圍。
根據一個實施例，系統控制器包括：驅動器，該驅動器被配置為將驅動信號輸出到開關以影響流過電源轉換器的電感繞組的電流，驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯。在導通時間段期間，回應於驅動信號開關被閉合或導通。在關斷時間段期間，回應於驅動信號開關是斷開或截止的。占空比等於導通時間段的持續時間除以開關週期的持續時間。一參數等於1減去占空比。系統控制器被配置為保持占空比、該參數與導通時間段的持續時間的乘積近似恆定。
根據另一實施例，用於調節電源轉換系統的系統控制器包括：斜坡電流生成器，該斜坡電流生成器被配置為接收調變信號並且至少部分地基於調變信號來生成斜坡電流；斜坡信號生成器，該斜坡信號生成器被配置為接收斜坡電流並且至少部分地基於斜坡電流來生成斜坡信號；調變元件，該調變元件被配置為接收斜坡信號並且至少部分地基於斜坡信號來生成調變信號；以及驅動器，該驅動器被配置為至少基於與調變信號相關聯的資訊生成驅動信號，並且將驅動信號輸出到開關以影響流過電源轉換器的電感繞組的電流，驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段 的開關週期相關聯。在導通時間段期間，開關回應於驅動信號而被閉合，並且在關斷時間段期間，開關回應於驅動信號而被斷開。占空比等於導通時間段的持續時間除以開關週期的持續時間。一參數等於1減去占空比。斜坡電流生成器還被配置為生成在幅度上與占空比和該參數的乘積近似成比例的斜坡電流。
根據又另一實施例，用於調節電源轉換系統的系統控制器包括：第一控制器端子，該第一控制器端子被配置為至少基於與流過電源轉換器的電感繞組的第一電流相關聯的資訊來提供補償信號；斜坡電流生成器，該斜坡電流生成器被配置為接收調變信號、補償信號和第一參考信號並且至少部分地基於調變信號、補償信號和第一參考信號來生成斜坡電流；斜坡信號生成器，該斜坡信號生成器被配置為接收斜坡電流並且至少部分地基於斜坡電流來生成斜坡信號；調變元件，該調變元件被配置為接收斜坡信號和補償信號並且至少部分地基於斜坡信號和補償信號來生成調變信號；以及驅動器，該驅動器被配置為至少基於與調變信號相關聯的資訊生成驅動信號，並且將驅動信號輸出到開關以影響第一電流，驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯。在導通時間段期間，回應於驅動信號開關被閉合或導通。在關斷時間段期間，回應於驅動信號開關是斷開或截止的。占空比等於導通時間段的持續時間除以開關週期的持續時間。一參數等於1減去占空比。斜坡電流生成器還被配置為生成在幅度上與占空比、該參數和差分信號的乘積近似成比例的斜坡電流，該差分信號代表在幅度上第一參考信號減去補償信號。
在一個實施例中，一種用於調節電源轉換系統的方法包括：生成與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯的驅動信號；以及將驅動信號輸出到開關以影響流過電感元件的電流。將驅動信號輸出到開關以影響電流包括：在導通時間段期間輸出驅動信號以閉合開關使之導通；以及在關斷時間段期間輸出驅動信號以斷開開關使之截止。占空比等於導通時間段的持續時間除以開關週期的持續時間。一參數等於1減去 占空比。生成與開關週期相關聯的驅動信號包括保持占空比、該參數與導通時間段的持續時間的乘積近似恆定。
在另一實施例中，一種用於調節電源轉換系統的方法包括：接收調變信號；至少部分地基於調變信號來生成斜坡電流；接收斜坡電流；至少部分地基於斜坡電流來生成斜坡信號；接收斜坡信號；至少部分地基於斜坡信號來生成調變信號；接收調變信號；至少部分地基於調變信號來生成驅動信號，驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯；以及將驅動信號輸出到開關以影響流過電源轉換系統的初級繞組的第一電流。將驅動信號輸出到開關以影響第一電流包括：在導通時間段期間輸出驅動信號以閉合開關使之導通；以及在關斷時間段期間輸出驅動信號以斷開開關使之截止。占空比等於導通時間段的持續時間除以開關週期的持續時間。一參數等於1減去占空比。至少部分地基於調變信號來生成斜坡電流包括生成在幅度上與占空比還該參數的乘積近似成比例的斜坡電流。
在另一實施例中，一種用於調節電源轉換系統的方法包括：至少基於與流過電源轉換系統的初級繞組的第一電流相關聯的資訊來提供補償信號；接收調變信號、補償信號和第一參考信號；至少部分地基於調變信號、補償信號和第一參考信號來生成斜坡電流；接收斜坡電流；至少部分地基於斜坡電流來生成斜坡信號；接收斜坡信號和補償信號；至少部分地基於斜坡信號和補償信號來生成調變信號；接收調變信號；以及將驅動信號輸出到開關以影響第一電流，驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯。將驅動信號輸出到開關以影響第一電流包括：在導通時間段期間輸出驅動信號以閉合開關使之導通；以及在關斷時間段期間輸出驅動信號以斷開開關使之截止。占空比等於導通時間段的持續時間除以開關週期的持續時間。一參數等於1減去占空比。至少部分地基於調變信號、補償信號和第一參考信號來生成斜坡電流包括：生成與占空比、該參數和差分信號的乘積近似成比例的斜坡電流，差分信號代表在 幅度上第一參考信號減去補償信號。
根據實施例，可以獲得一個或多個好處。參照隨後的詳細的說明和附圖，這些好處和本發明的各種附加的目的、特徵和優勢可以被透徹地理解。
100、300‧‧‧電源轉換系統
150、350‧‧‧交流(AC)電壓
226‧‧‧比較信號
722‧‧‧求和元件
518、718‧‧‧反閘
438、638‧‧‧電流信號
428、628‧‧‧斜坡信號
430、630‧‧‧控制信號
206‧‧‧比較器
282‧‧‧功率開關
120、320‧‧‧齊納二極體
126、326‧‧‧電感元件
104、304‧‧‧全波整流組件
152、352‧‧‧輸入電壓
132、332‧‧‧一個或多個LED
158、358‧‧‧回饋信號
280、480‧‧‧驅動信號
198、398‧‧‧電流
196、396‧‧‧輸出電壓
440、640‧‧‧參考電壓生成器
442、642‧‧‧斜坡電流生成器
424、624‧‧‧補償信號
522、730‧‧‧增益級
520、720‧‧‧地電壓
510、710‧‧‧電壓到電流轉換器
406、606‧‧‧調變元件
298、498、698‧‧‧觸發信號
202、402、602‧‧‧斜坡信號生成器
208、408、608‧‧‧邏輯控制器
210、410、610‧‧‧驅動元件
212、412、612‧‧‧退磁感測器
216、416、616‧‧‧誤差放大器
214、414、614‧‧‧電流傳感元件
230、426、626‧‧‧調變信號
224、530、738‧‧‧放大的信號
204、404、604‧‧‧欠壓鎖定(UVLO)元件
102、302‧‧‧系統控制器
912、914、812、814‧‧‧幅度
506、546、706、746‧‧‧運算放大器
508、528、708、736‧‧‧低通濾波器
114、118、314、318‧‧‧二極體
156、356‧‧‧電壓
222、422、436、622、636‧‧‧參考信號
494、694‧‧‧電壓信號
902、904、906、908、910、802、804、806、808、810‧‧‧波形
482、502、504、524、526、540、542、682、702、704、732、734、742、750‧‧‧開關
108、116、122、124、128、308、316、322、324、328‧‧‧電阻器
106、110、112、130、306、310、312、330、544、744‧‧‧電容器
t0、t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8、t10、t11、t12、t13、t14、t15、t16、t17、t18‧‧‧時間
218、220、228、224、418、420、512、514、516、532、548、618、620、680、712、716、724、740、748‧‧‧信號
138、140、142、144、146、148、338、340、342、344、346、348‧‧‧端子
154、354‧‧‧電壓信號
第1圖是示出了傳統LED照明系統的簡化圖。
第2圖是示出了作為如第1圖中所示的系統的一部分的系統控制器的簡化傳統圖。
第3圖是根據本發明的實施例的示出了電源轉換系統的簡化圖。
第4(A)圖是根據本發明的實施例的示出了作為如第3圖中所示的電源轉換系統的一部分的系統控制器的簡化圖。
第4(B)圖是根據本發明的實施例的針對作為如第3圖中所示的電源轉換系統的一部分的系統控制器的簡化時序圖。
第4(C)圖是根據本發明的實施例的示出了作為如第4(A)圖中所示的系統控制器的一部分的斜坡電流生成器的簡化圖。
第4(D)圖是根據本發明的實施例的示出了作為如第4(A)圖中所示的系統控制器的一部分的斜坡電流生成器和斜坡信號生成器的簡化圖。
第5(A)圖是根據本發明的另一實施例的示出了作為如第3圖中所示的電源轉換系統的一部分的系統控制器的簡化圖。
第5(B)圖是根據本發明的另一實施例的針對作為如第3圖中所示的電源轉換系統的一部分的系統控制器的簡化時序圖。
第5(C)圖是根據本發明的另一實施例的示出了作為如第5(A)圖中所示的系統控制器的一部分的斜坡電流生成器的簡化圖。
第5(D)圖是根據本發明的某些實施例的示出了作為如第5(A)圖中所示的系統控制器的一部分的斜坡電流生成器和斜坡信號生成器的簡化圖。
本發明的某些實施例針對積體電路。更具體地，本發明的一些實施例提供用於調節輸出電流的系統和方法。僅作為示例，本發明的一些實施例被應用到電源轉換系統。但是應該理解，本發明具有更廣泛的適用範圍。
參照第1圖，為實現高效率(例如，>90%)，作為示例，電源轉換系統100可以在准諧振(Quasi-Resonant,QR)模式中運作。電流198的峰值按下式被確定： 其中，Iin_peak代表流過電感元件126的電流198的峰值，Ton代表在功率開關282閉合(例如，被導通)期間的導通時間段，並且Vin代表輸入電壓152。另外，Vo代表輸出電壓196，並且Lp代表電感元件126的電感。
例如，假設與功率開關282相關聯的導通時間段針對給定的輸入電壓和給定的輸出負載保持近似恆定並且電感元件126的電阻保持近似恆定，則根據公式2電流198的峰值跟隨輸入電壓152(例如，與整流正弦波形相關聯)。電流198的平均值按下式被確定： 其中，D代表與功率開關282相關聯的占空比並且按下式被確定：
Toff代表其間功率開關282被斷開(例如，被關斷)的關斷時間段。且占空比D小於1。例如，電流198的平均值是電流198在與功率開關282相關聯的一個或多個開關週期期間的平均值，或者是電流198在與功率開關282相關聯的隨時間滑動的一個或多個開關週期期間的平均值。
如果電源轉換系統100在QR模式中操作，則關斷時間 段(例如，Toff)與和電感元件126的退磁過程相關聯退磁時間段相同。假設導通時間段持續保持近似恆定，則關斷時間段(例如，Toff)隨電流198的峰值改變並且因此隨輸入電壓152而改變。正因如此，開關週期(例如，Ts)隨輸入電壓152而改變。如果輸入電壓152在幅度上增加，則電流198的峰值增加並且開關週期(例如，Ts)持續增加。因此，電流198的平均值不緊隨輸入電壓152線性變化，並且因此不具有與輸入電壓152相似的波形(例如，整流後的半正弦波形)，這會導致過大的總諧波失真。
第3圖是根據本發明的實施例的示出了電源轉換系統的簡化圖。該圖僅作為示例，其不應該不適當地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員應該理解很多變化、替代和修改。電源轉換系統300(例如，電源轉換器)包括系統控制器302，電阻器308、316、322、324和328，電容器306、310、312和330、全波整流元件304(例如，全波整流器)，二極體314和318，電感元件326(例如，電感繞組)，齊納二極體320。系統控制器302包括端子(例如，引腳)338、340、342、344、346和348。例如，電源轉換系統300在準諧振(QR)模式中運作。
根據一個實施例，交流(AC)電壓350被應用於電源轉換系統300。例如，整流元件304提供與AC電壓350相關聯的輸入電壓352(例如，不小於0V的整流電壓)。在另一示例中，電容器312放棄(例如，C3)回應於通過電阻器308(例如，R1)的輸入電壓352而被充電，電壓信號354在端子348(例如，端子VDD)處被提供給系統控制器302。在又一示例中如果電壓信號354在幅度上大於閾值電壓(例如，欠壓鎖定閾值)，在系統控制器302開始運作，並且與端子348(例如，端子VDD)相關聯的電壓被固定到預定電壓。端子338(例如，端子DRAIN)被連接到內部開關(例如，功率開關)的汲極。作為另一示例，系統控制器302輸出具有某一頻率和某一占空比的驅動信號(例如，脈寬調變信號)以閉合(例如，導通)或斷開(例如，關斷)內部開關，以使 得電源轉換系統300正常運作。
根據另一實施例，如果內部功率開關閉合(例如，被導通)，則系統控制器302感測通過電阻器322(例如，R2)流過一個或多個LED 332的電流。例如，電阻器322(例如，R2)上的電壓356被通過端子344(例如，端子CS)傳遞到系統控制器302，以在與內部功率開關相關聯的不同開關週期內進行信號處理。作為示例，當內部功率開關閉合(例如，導通)或斷開(例如，關斷)時，其間開關週期受電阻器322(例如，R2)上的電壓356的峰值幅度影響。
根據又一實施例，電感元件326與電阻器324和328相連接，電阻器324和328生成回饋信號358。例如，系統控制器302通過端子342(例如，端子FB)接收用於電感元件326的反磁化處理的回饋信號358，以確定內部開關何時被閉合(例如，被導通)。在另一示例中，電容器310(例如，C2)被連接到端子340(例如，端子COMP)，端子340與內部誤差放大器相關聯。在又一示例中，電容器330(例如，C4)被配置為維護輸出電壓396以保持針對一個或多個LED 332的穩定電流輸出。包括電阻器316(例如，R5)、二極體318(例如，D2)和齊納二極體320(例如，ZD1)的供電網向系統控制器302提供電源。
在一個實施例中，流過電感元件326的電流398的平均值按下式被確定：
其中，Iin_peak代表代表電流398的峰值，Ton代表導通時間段(在此期間內部開關是閉合的(例如，被導通))，並且Vin代表輸入電壓352。另外，Vo代表輸出電壓396，Lp代表電感元件326的電感，並且D代表與內部開關相關聯的占空比。例如，D按下式被確定：
其中，Toff代表關斷時間段(在此期間內部開關是斷開的(例如，被關斷))的。且占空比D小於1。例如，電流398的平均值是電流398在與內部開關相關聯的一個或多個開關週期期間的平均值，或者是電流398在與內部開關相關聯的隨時間滑動的一個或多個開關週期期間的平均值。
在另一實施例中，電源轉換系統300在QR模式中運作，在每個週期內滿足下式：(V in -V o )×T on =V o × Toff (公式7)
因此，電流398的平均值按下式被確定：
根據某些實施例，系統控制器302被實施以按下式保持與占空比和導通時間段的持續時間有關的乘積(1-D)×D×T on 恆定以實現低的總諧波失真：(1-D)×D×T on =常數 (公式9)
例如，根據公式8，如果乘積(1-D)×D× Ton 保持恆定，則電流398的平均值隨輸入電壓352(例如，與整流正弦波形相關聯)而變化。作為示例，電流398在內部開關的一個或多個開關週期期間的平均值隨著時間在幅度上隨著增大的輸入電壓352而增大，並且隨著時間在幅度上隨著減小的輸入電壓352而減小。1-D為一參數等於1減去占空比。
在一些實施例中，系統控制器302被實施以按下式保持與占空比和導通時間段的持續時間相關的乘積(1-D)×D×T on 近似恆定以實現低的總諧波失真：
例如，根據公式10，如果乘積(1-D)×D×T on 保持近似恆定，則電流398的平均值隨輸入電壓352(例如，與整流後的正弦波半波 形相關聯)而(例如近似線性地)改變。在另一示例中，如公式10中所示，乘積(1-D)×D×T on 的誤差範圍恆定為±5%。在另一示例中，如公式10中所示，乘積(1-D)×D×T on 的誤差範圍恆定為±10%。在另一示例中，如公式10中所示，乘積(1-D)×D×T on 的誤差範圍恆定為±15%。在另一示例中，如公式10中所示，乘積(1-D)×D×T on 的誤差範圍恆定為±20%。
第4(A)圖是根據本發明的實施例的示出了作為電源轉換系統300的一部分的系統控制器302的簡化圖。該圖僅作為示例，其不應該不適當地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員應該理解很多變化、替代和修改。系統控制器302包括斜坡信號生成器402、欠壓鎖定(UVLO)元件404(例如，UVLO)、調變元件406(例如，比較器)、邏輯控制器408、驅動元件410(例如，柵極驅動器)、退磁感測器412、誤差放大器416、電流傳感元件414、參考電壓生成器440、開關482(例如，功率開關)、以及斜坡電流生成器442。例如，開關482包括雙極結型電晶體。在另一示例中，開關482包括MOS電晶體。在又一示例中，開關482包括絕緣閘雙極型電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)。
根據一個實施例，UVLO元件404感測電壓信號354並且輸出信號418(例如，por)。例如，如果電壓信號354在幅度上大於第一預定閾值，則系統控制器302開始正常地操作。如果電壓信號354在幅度上小於第二預定閾值，則系統控制器302被關閉。在另一示例中，第二預定閾值在幅度上小於或等於第一預定閾值。在另一示例中，誤差放大器416接收來自電流傳感元件414的信號420和參考信號422。在另一示例中，誤差放大器416產生給電容器310充電或放電的電流以生成補償信號424。在另一示例中，補償信號424被提供給調變元件406。在另一示例中，電容器310被耦合到端子340(端子COMP)並且與誤差放大器416一起形成積分器或低通濾波器。在另一示例中，誤差放大器416是跨導放大器並且輸出與參考信號422和信號420之間的差成比例的電流。在另一 示例中，誤差放大器416與電容器310一起生成補償信號424，補償信號424是電壓信號。
根據另一實施例，參考電壓生成器440將參考信號436(例如，Vref1)輸出到斜坡電流生成器442，將電壓信號494(例如，V1)輸出到斜坡信號生成器402，並且將參考信號422(例如，Vref_ea)輸出到誤差放大器416。在另一示例中，斜坡信號生成器402還接收由斜坡電流生成器442生成的電流信號438(例如，Iramp)並且生成斜坡信號428。在另一示例中，回應於控制信號430，電流傳感元件414對電壓356進行取樣，並且輸出信號420。
根據另一實施例，電流信號438(例如，Iramp)從斜坡電流生成器442流到斜坡信號生成器402。例如，電流信號438(例如，Iramp)從斜坡信號生成器402流到斜坡電流生成器442。在另一示例中，調變元件406接收斜坡信號428並且輸出調變信號426。在另一示例中，邏輯控制器408處理調變信號426並且將控制信號430輸出到電流傳感元件414和驅動元件410。在另一示例中，調變信號426與脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)信號相對應。在另一示例中，驅動元件410生成驅動信號480以影響開關482。開關482被耦合在端子338(例如，端子DRAIN)和端子344(例如，端子CS)之間。在另一示例中，開關482以與開關週期相對應的開關頻率被閉合(例如，被導通)和被斷開(例如，被關斷)，其中開關週期包括其間開關482被閉合(例如，被導通)的導通時間段和其間開關482被斷開(例如，被關斷)的關斷時間段。作為示例，開關482的占空比(例如，D)等於導通時間段的持續時間除以開關週期的持續時間。作為另一示例，退磁感測器412感測回饋信號358並且將觸發信號498輸出到邏輯控制器408以開始下一週期(例如，與下一開關週期相對應)。
在一個實施例中，系統控制器302被配置為保持(1-D)×D×T on 近似恆定，從而電流398的平均值跟隨輸入電壓352以改善總諧波失真。因此，
其中，Vcomp代表補償信號424(例如，誤差放大器416的輸出)，V1代表電壓信號494，Iramp代表電流信號438，D代表開關482的占空比，並且C代表斜坡信號生成器402中的內部電容器的電容。例如，斜坡信號428在每個開關週期期間線性地或非線性地增加到峰值，並且電壓信號494(例如，V1)與斜坡信號428的增加的起始點相對應。
根據一些實施例，為保持與占空比(例如，D)和導通時間段(例如，Ton)的持續時間相關的乘積(1-D)×D×T on 恆定，斜坡電流生成器442生成電流信號438(例如，Iramp)並在幅度上與(1-D)×D成比例，其中D代表占空比(例如，D)。例如，電流信號438(例如，Iramp)按下式被確定：I ramp =k 1×(1-D)×D (公式12)其中k1代表係數參數(例如，常數)。
在一些實施例中，斜坡電流生成器442生成電流信號438在幅度上與(1-D)×D近似成比例，從而使得與占空比(例如，D)和導通時間段(例如，Ton)的持續時間相關的乘積(1-D)×D×T on 保持近似恆定。例如，電流信號438(例如，Iramp)按下式被確定：
其中，k1代表係數參數(例如，常數)。在另一示例中，如公式13中所示，在幅度上與(1-D)×D成比例的電流信號438的誤差範圍是±5%。在另一示例中，如公式13中所示，在幅度上與(1-D)×D成比例的電流信號438的誤差範圍是±10%。在另一示例中，如公式13中所 示，在幅度上與(1-D)×D成比例的電流信號438的誤差範圍是±15%。在另一示例中，如公式13中所示，在幅度上與(1-D)×D成比例的電流信號438的誤差範圍是±20%。
如上面所討論的並且這裡進一步強調的，第4(A)圖僅是示例，其不應該不適當地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員應該理解很多變化、替代和修改。例如，替代接收調變信號426，斜坡電流生成器442接收驅動信號480。在另一示例中，替代接收調變信號426，斜坡電流生成器442接收由退磁感測器412生成的退磁信號。在另一示例中，斜坡電流生成器442接收與由退磁感測器412生成的退磁信號互補的信號。在一些實施例中，系統控制器302是晶片。例如，開關482在晶片上。在另一示例中，開關482被連接在端子338(例如，端子DRAIN)和端子344(例如，端子CS)之間，但是位於系統控制器302外部。
第4(B)圖是根據本發明的實施例的針對作為電源轉換系統300的一部分的系統控制器302的簡化時序圖。該圖僅是示例，其不應該不適當地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員應該理解很多變化、替代和修改。波形902代表隨時間變化的調變信號426，波形904代表隨時間變化的驅動信號480，波形906代表隨時間變化的、由退磁感測器412生成的退磁信號，波形908代表隨時間變化的觸發信號498，並且波形910代表隨時間變化的斜坡信號428。
與驅動信號480相關聯的導通時間段和關斷時間段被示出在第4(B)圖中。導通時間段在時間t3處開始並且在時間t5處結束，並且關斷時間段在時間t5處開始並且在時間t8處結束。例如，t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8。
根據一個實施例，在t0處，由退磁感測器412生成的退磁信號從邏輯高位準改變到邏輯低位準。例如，退磁感測器412在觸發信號498中生成脈衝(例如，在t0和t2之間)以觸發新的週期。作為示例， 斜坡信號428開始從幅度912增加到幅度914(例如，在t4處)。在另一示例中，在t1處，調變信號426從邏輯低位準改變到邏輯高位準。在短暫的延遲之後，驅動信號480從邏輯低位準改變(例如，在t3處)到邏輯高位準，並且作為響應開關482被閉合(例如，被導通)。在另一示例中，在t4處，調變信號426從邏輯高位準改變到邏輯低位準，並且斜坡信號428從幅度914減小到幅度912。在短暫的延遲之後，驅動信號480從邏輯高位準改變(例如，在t5處)到邏輯低位準，並且作為響應開關482是斷開的(例如，被關斷)。作為示例，在t6處，由退磁感測器412生成的退磁信號從邏輯低位準改變到邏輯高位準，其指示退磁過程的開始。在另一示例中，在t7處，由退磁感測器412生成的退磁信號從邏輯高位準改變到邏輯低位準，其指示退磁過程的結束。在另一示例中，退磁感測器412在觸發信號498中生成脈衝以開始下一週期。在另一示例中，斜坡信號428的幅度912與信號494相關聯。在另一示例中，斜坡信號428的幅度914與補償信號424的幅度相關聯。
第4(C)圖根據本發明的一個實施例的示出了作為系統控制器302的一部分的斜坡電流生成器442的簡化圖。該圖僅作為示例，其不應該不適當地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員應該理解很多變化、替代和修改。斜坡電流生成器442包括運算放大器506、低通濾波器508、電壓到電流轉換器510、反閘518、增益級522(例如，放大器)、另一低通濾波器528、以及開關502、504、524和526。作為示例，低通濾波器528包括RC(Resistor-capacitor Circuit)濾波器，RC濾波器包括一個或多個電阻器以及一個或多個電容器。
根據一個實施例，開關502響應於調變信號426(例如，PWM)被閉合或斷開，並且開關504回應於信號512(例如，PWM_b)被閉合或斷開。例如，反閘518生成與調變信號426(例如，PWM)互補的信號512(例如，PWM_b)。作為示例，如果調變信號426是在邏輯高位準，則信號512是在邏輯低位準，並且如果調變信號426是 在邏輯低位準，則信號512是在邏輯高位準。
根據另一實施例，如果調變信號426(例如，PWM)是在邏輯高位準，則開關502是閉合的(例如，被導通)並且運算放大器506在它的非反相端子(例如，端子“+”)處接收參考信號436(例如，Vref1)，其中運算放大器506的反相端子(例如，端子“-”)和輸出端子被連接在一起，運算放大器506被設置為增益為近似為1的緩衝放大器。例如，運算放大器506包括增益為1的緩衝放大器。作為示例，信號512是在邏輯低位準，並且開關504是斷開的(例如，被關斷)。例如，低通濾波器508從運算放大器506接收信號516並且輸出經過濾波的信號514(例如，Vduty)。作為另一示例，經過濾波的信號514(例如，Vduty)是電壓信號並且被生成經放大信號530的增益級522(例如，包括增益為G的放大器)接收。在另一示例中，信號516(例如，在幅度上)近似等於參考信號436。作為另一示例，增益級522包括增益等於1的放大器。在一些實施例中，運算放大器506被省略。
根據另一實施例中，如果調變信號426(例如，PWM)是在邏輯低位準並且信號512是在邏輯高位準，則開關502是斷開的(例如，被關斷)，並且開關504是閉合的(例如，被導通)。例如，運算放大器506在它的非反相端子(例如，端子“+”)處接收地電壓520，並且改變信號516。作為示例，信號516近似等於地電壓520。
在一個實施例，開關524響應於信號512(例如，PWM_b)而被閉合或斷開，並且開關526回應於調變信號426(例如，PWM)而被閉合或斷開。例如，如果調變信號426(例如，PWM)是在邏輯低位準，則信號512(例如，PWM_b)是在邏輯高位準。作為回應，則開關524是閉合的(例如，被導通)，並且開關526是斷開的(例如，被關斷)。作為示例低通濾波器528接收經放大信號530並且輸出經過濾波的信號532(例如，VD(1-D))。作為另一示例，經過濾波的信號532(例如，VD(1-D))是電壓信號，並且被電壓到電流轉換器510轉換為電 流438(例如，Iramp)。
在另一實施例中，如果調變信號426(例如，PWM)是在邏輯高位準並且信號512是在邏輯低位準的，則開關524是斷開的(例如，被關斷)，並且開關526是閉合的(例如，被導通)。例如，低通濾波器528接收地電壓520並且改變經過濾波的信號532。作為示例，信號516近似等於地電壓520。
在另一實施例中，電流438信號(例如，Iramp)是按下式確定的：I ramp =α×V ref1×D×(1-D) (公式14)其中Vref1代表參考信號436，α代表係數參數(例如，常數)，並且D代表開關482的占空比。
第4(D)圖是根據本發明的一些實施例的示出了作為系統控制器302的一部分的斜坡電流生成器442和斜坡信號生成器402的簡化圖。該圖僅作為示例，其不應該不適當地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員應該理解很多變化、替代和修改。斜坡信號生成器402包括運算放大器546、開關540和542以及電容器544。例如，開關502、504、524、526、540和542各自包括一個或多個MOS電晶體。
根據一個實施例，響應於調變信號426(例如，PWM)開關540被閉合或斷開，並且回應於信號512(例如，PWM_b)開關542被閉合或斷開。在一個實施例中，如果調變信號426(例如，PWM)是在邏輯低位準並且信號512是在邏輯高位準，則開關540是斷開的(例如，被關斷)並且開關504是閉合的(例如，被導通)。例如，運算放大器546在它的非反相端子(例如，端子“+”)處接收電壓信號494(例如，V1)並且輸出信號548，其中運算放大器546的反相端子(例如，端子“-”)和輸出端子被連接在一起。作為示例，信號548近似等於(例如，在幅度上)電壓信號494(例如，V1)，並且作為回應電容器544上的電壓變成(例如，在幅度上)近似等於信號548並且因此近似等於電壓 信號494(例如，V1)。
在另一實施例中，如果調變信號426(例如，PWM)改變到邏輯高位準並且信號512改變到邏輯低位準，則開關540是閉合的(例如，被導通)並且開關504是斷開的(例如，被關斷)。例如，斜坡電流生成器442輸出電流信號438以通過閉合的開關540給電容器544充電。作為示例，與電容器544上的電壓相對應的斜坡信號428隨著電流信號438給電容器544充電從幅度近似等於電壓信號494(例如，V1)增加(例如，線性地或非線性地)到最大幅度(例如，補償信號424)。
如上面所討論的並且這裡進一步強調的，第4(A)、4(B)、4(C)和4(D)圖僅是示例，其不應該不適當地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員應該理解很多變化、替代和修改。例如，斜坡電流生成器442至少部分地基於(1-D)×D和參考信號436和補償信號424之間的差值的乘積來生成電流信號438(例如，Iramp)，從而使得補償信號424(例如，Vcomp)在不同的輸入電壓處不變化太多以降低補償信號424的連鎖反應，如第5(A)圖中所示。
第5(A)圖是根據本發明的另一實施例的示出了作為電源轉換系統300的一部分的系統控制器302的簡化圖。該圖僅作為示例，其不應該不適當地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員應該理解很多變化、替代和修改。系統控制器302包括斜坡信號生成器602、欠壓鎖定(UVLO)元件604、調變元件606(例如，比較器)、邏輯控制器608、驅動元件610(例如，柵極驅動器)、退磁感測器612、誤差放大器616、電流傳感元件614(例如，電流感測器)、參考電壓生成器640、開關682(例如，功率開關)以及斜坡電流生成器642。例如，開關682包括雙極結型電晶體。在另一示例中，開關682包括MOS電晶體。在又一示例中，開關682包括絕緣閘雙極型電晶體(IGBT)。
例如，斜坡信號生成器602、欠壓鎖定(UVLO)元件604、調變元件606、邏輯控制器608、驅動元件610、退磁感測器612、 誤差放大器616、電流傳感元件614、參考電壓生成器640以及斜坡電流生成器642分別與斜坡信號生成器402、欠壓鎖定(UVLO)元件404、調變元件406、邏輯控制器408、驅動元件410、退磁感測器412、誤差放大器416、電流傳感元件414、參考電壓生成器440以及斜坡電流生成器442相同。
根據一個實施例，UVLO元件604感測電壓信號354並且輸出信號618(例如，por)。例如，如果電壓信號354在幅度上大於第一預定閾值，則系統控制器302開始正常地運作。如果電壓信號354在幅度上小於第二預定閾值，則系統控制器302被關閉。在另一示例中，第二預定閾值在幅度上小於或等於第一預定閾值。在另一示例中，誤差放大器616接收來自電流傳感元件614的信號620和參考信號622，並且補償信號624被提供給調變元件606和斜坡電流生成器642。在另一示例中，電容器310被耦合到端子340並且與誤差放大器616一起形成積分器或低通濾波器。在另一示例中，誤差放大器616是跨導放大器並且輸出與參考信號622和信號620之間的差值成比例的電流。在另一示例中，誤差放大器616與電容器310一起生成補償信號624，補償信號624是電壓信號。
根據另一實施例，參考電壓生成器640將參考信號636(例如，Vref1)輸出到斜坡電流生成器642，將電壓信號694(例如，V1)輸出到斜坡信號生成器602，並且將參考信號622(例如，Vref_ea)輸出到誤差放大器616。例如，斜坡信號生成器602還接收由斜坡電流生成器642生成的電流信號638(例如，Iramp)並且生成斜坡信號628。在另一示例中，電流信號638(例如，Iramp)從斜坡信號生成器602流到斜坡電流生成器642。在另一示例中，調變元件606接收斜坡信號628並且輸出調變信號626。在另一示例中，邏輯控制器608處理調變信號626並且將控制信號630輸出到電流傳感元件614和驅動元件610。在另一示例中，調變信號626與脈寬調變變(Pulse Width Modulation,PWM)信號相對應。
根據另一實施例，回應於控制信號630，電流傳感件614 對電流傳感信號(例如，電壓356)進行取樣並且生成信號620。例如，驅動元件610生成信號680以影響開關682。在另一示例中，開關682被耦合在端子338(例如，端子DRAIN)和端子344(例如，端子CS)之間。在另一示例中，開關682以與開關週期相對應的開關頻率被閉合(例如，被導通)和被斷開(例如，被關斷)，其中開關週期包括其間開關682被閉合(例如，被導通)的導通時間段和其間開關682被斷開(例如，被關斷)的關斷時間段。作為示例，開關682的占空比(例如，D)等於導通時間段的持續時間除以開關週期的持續時間。
作為另一示例，退磁感測器612感測回饋信號358以確定電感元件326的退磁處理的開始和/或結束。作為另一示例，退磁感測器612將觸發信號698輸出到邏輯控制器608以開始下一週期(例如，與下一開關週期相對應)。
在一個實施例中，為保持(1-D)×D與導通時間段(例如，Ton)的持續時間的乘積恆定，斜坡電流生成器642生成電流信號638(例如，Iramp)以在幅度上與(1-D)×D成比例。例如，電流信號638(例如，Iramp)按下式被確定：I ramp =k 2×(1-D)×D (公式15)
其中k2代表係數參數。作為示例，k2與參考信號636(例如，Vref)和補償信號624(例如，Vcomp)之間的差值成比例。在某些實施例中，電流信號638(例如，Iramp)按下式被確定：I ramp =β×(V ref -V comp )×(1-D)×D (公式16)其中，β代表係數參數(例如，常數)。根據某些實施例，在一些應用中，補償信號624(例如，Vcomp)(例如，誤差放大器616的輸出)代表針對給定輸入電壓的輸出負載條件。
在一些實施例中，斜坡電流生成器642生成電流信號638以在幅度上與(1-D)×D近似成比例，從而使得(1-D)×D與導通時間段 (例如，Ton)的持續時間的乘積保持近似恆定。例如，電流638信號(例如，Iramp)按下式被確定：
其中，k2代表係數參數。作為示例，k2與參考信號636(例如，Vref)和補償信號624(例如，Vcomp)之間的差值近似成比例。在某些實施例中，電流信號638(例如，Iramp)按下式被確定：
其中，β代表係數參數(例如，常數)。例如，如公式18中所示，同(1-D)×D與參考信號636和補償信號624之間的差值的乘積成比例的電流信號638的誤差範圍是±5%。在另一示例中，如公式18中所示，同(1-D)×D與參考信號636和補償信號624之間的差值的乘積成比例的電流信號638的誤差範圍是±10%。在另一示例中，如公式18中所示，同(1-D)×D與參考信號636和補償信號624之間的差值的乘積成比例的電流信號638的誤差範圍是±15%。在另一示例中，如公式18中所示，同(1-D)×D與參考信號636和補償信號624之間的差值的乘積成比例的電流信號638的誤差範圍是±20%。
如上面所討論的並且這裡進一步強調的，第5(A)圖僅是示例，其不應該不適當地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員應該理解很多變化、替代和修改。例如，替代接收調變信號626，斜坡電流生成器642接收信號680。在另一示例中，替代接收調變信號626，斜坡電流生成器642接收由退磁感測器612生成的退磁信號。在另一示例中，替代接收調變信號626，斜坡電流生成器642接收與退磁信號互補的信號。在一些實施例中，系統控制器302是晶片。例如，開關682在晶片上。在另一示例中，開關682在晶片外。在某些實施例中，開關682被連接在端子338(例如，端子DRAIN)和端子344(例如，端子CS)之間，但是位於系統控制器302外部。
第5(B)圖是根據本發明的另一實施例的針對作為電源轉換系統300的一部分的系統控制器302的簡化時序圖。該圖僅是示例，其不應該不適當地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員應該理解很多變化、替代和修改。波形802代表隨時間變化的調變信號626，波形804代表隨時間變化的信號680，波形806代表隨時間變化的、由退磁感測器612生成的退磁信號，波形808代表隨時間變化的觸發信號698，並且波形810代表隨時間變化的斜坡信號628。
與信號680相關聯的導通時間段和關斷時間段被示出在第5(B)圖中。導通時間段在時間t13處開始並且在時間t15處結束，並且關斷時間段在時間t15處開始並且在時間t18處結束。例如，t10 t11 t12 t13 t14 t15 t16 t17 t18。
根據一個實施例，在t10處，由退磁感測器612生成的退磁信號從邏輯低位準改變到邏輯高位準。例如，退磁感測器612在觸發信號698中生成脈衝(例如，在t10和t12之間)以觸發新的週期。作為示例，斜坡信號628開始從幅度812增加到幅度814(例如，在t14處)。在另一示例中，在t11處，信號626從邏輯低位準改變到邏輯高位準。在短暫的延遲之後，信號680從邏輯低位準改變(例如，在t13處)到邏輯高位準，並且作為響應開關682被閉合(例如，被導通)。在另一示例中，在t14處，信號626從邏輯高位準改變到邏輯低位準，並且斜坡信號628從幅度814減小到幅度812。在短暫的延遲之後，信號680從邏輯高位準改變改變(例如，在t15處)到邏輯低位準，並且作為響應開關682是斷開的(例如，被關斷)。
根據另一實施例，在t16處，由退磁感測器612生成的退磁信號從邏輯低位準改變到邏輯高位準，其指示退磁過程的開始。在另一示例中，在t17處，由退磁感測器612生成的退磁信號從邏輯高位準改變到邏輯低位準，其指示退磁過程的結束。在另一示例中，退磁感測器612在觸發信號698中生成脈衝以開始下一週期。在另一示例中，斜坡信號628 的幅度812與電壓信號694相關聯。在另一示例中，斜坡信號628的幅度814與補償信號624的幅度相關聯。在另一示例中，斜坡信號628的斜坡斜率通過補償信號624(例如，Vcomp)(例如，誤差放大器616的輸出)被調變。
根據另一實施例，在導通時間段期間斜坡信號628的幅度改變按下式被確定：△V ramp =V comp -V1=slp×T on (公式19)其中，△Vramp代表斜坡信號628的幅度改變，Vcomp代表信號624，V1代表電壓信號694，slp代表與斜坡信號628相關聯的斜坡斜率，並且Ton代表導通時間段的持續時間。例如，V1與斜坡信號628的幅度812相對應。基於公式20，導通時間段的持續時間按下式被確定：
如公式16中所示，根據某些實施例，針對給定的補償信號(例如，誤差放大器616的輸出)，導通時間段的持續時間由斜坡信號628的斜坡斜率確定。例如，t11和t14之間的波形810的斜率與斜坡信號628的斜坡斜率相對應。在一些實施例中，斜坡信號628的斜坡斜率與斜坡信號428的斜坡斜率相同。在某些實施例中，斜坡信號628的斜坡斜率不同於斜坡信號428的斜坡斜率。
第5(C)圖根據本發明的另一實施例的示出了作為系統控制器302的一部分的斜坡電流生成器642的簡化圖。該圖僅作為示例，其不應該不適當地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員應該理解很多變化、替代和修改。斜坡電流生成器642包括運算放大器706、低通濾波器708、電壓到電流轉換器710、反閘718、求和元件722(例如，加法器-減法器)、增益級730(例如，放大器)、另一低通濾波器736、以及開關702、704、732和734。
例如，運算放大器706、低通濾波器708、電壓到電流轉換器710、反閘718、增益級730(例如，放大器)、低通濾波器736、以及開關702、704、732和734分別與運算放大器506、低通濾波器508、電壓到電流轉換器510、反閘518、增益級522、低通濾波器528、以及開關502、504、524和526相同。作為示例，低通濾波器708包括RC濾波器，該RC濾波器包括一個或多個電阻器以及一個或多個電容器。作為另一示例，低通濾波器736包括RC濾波器，該濾波器包括一個或多個電阻器和一個以及多個電容器。在一些實施例中，運算放大器706被省略。
根據一個實施例，開關702響應於調變信號626(例如，PWM)被閉合或斷開，並且開關704回應於信號712(例如，PWM_b)被閉合或斷開。例如，反閘718生成與調變信號626(例如，PWM)互補的信號712(例如，PWM_b)。作為示例，如果調變信號626是在邏輯高位準，則信號712是在邏輯低位準，並且如果調變信號626是在邏輯低位準，則信號712是在邏輯高位準。在另一示例中，求和元件722接收參考信號636(例如，Vref)和補償信號624(例如，Vcomp)並且生成信號724，信號724等於(例如，在幅度上)參考信號636(例如，Vref)和補償信號624(例如，Vcomp)之間的差值。
根據另一實施例，如果調變信號626(例如，PWM)是在邏輯高位準，則開關702是閉合的(例如，被導通)並且運算放大器706在它的非反相端子(例如，端子“+”)處接收信號724，其中放大器706的反相端子(例如，端子“-”)和輸出端子被連接在一起。作為示例，信號712是在邏輯低位準，並且開關704是斷開的(例如，被關斷)。例如，低通濾波器708從放大器706接收信號716並且輸出經過濾波的信號714(例如，Vduty)，經過濾波的信號714(例如，Vduty)是電壓信號。在另一示例中，增益級730(例如，包括增益為G的放大器)接收經過濾波的信號714並且生成經放大的信號738。
根據另一實施例中，如果調變信號626(例如，PWM)是在邏輯低位準並且信號712是在邏輯高位準，則開關702是斷開的(例如，被關斷)，並且開關704是閉合的(例如，被導通)。例如，運算放大器706在它的非反相端子(例如，端子“+”)處接收地電壓720，並且改變信號716。作為示例，信號716近似等於地電壓720。
在一個實施例，開關732響應於信號712(例如，PWM_b)而被閉合或斷開，並且開關734回應於調變信號626(例如，PWM)而被閉合或斷開。例如，如果調變信號626(例如，PWM)是在邏輯低位準，則信號712(例如，PWM_b)是在邏輯高位準。作為回應，則開關732是閉合的(例如，被導通)，並且開關734是斷開的(例如，被關斷)。作為示例低通濾波器736接收經放大的信號738並且輸出經過濾波的信號740(例如，VD(1-D))。作為另一示例，經過濾波的信號740(例如，VD(1-D))是電壓信號，並且被電壓到電流轉換器710轉換為電流638(例如，Iramp)。
第5(D)圖是根據本發明的某些實施例的示出了作為系統控制器的一部分的斜坡電流生成器642和斜坡信號生成器602的簡化圖。該圖僅作為示例，其不應該不適當地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員應該理解很多變化、替代和修改。斜坡信號生成器602包括運算放大器746、開關750和742以及電容器744。例如，開關702、704、732、734、750和742各自包括一個或多個MOS電晶體。
根據一個實施例，響應於調變信號626(例如，PWM)開關750被閉合或斷開，並且回應於信號712(例如，PWM_b)開關742被閉合或斷開。在一個實施例中，如果調變信號626(例如，PWM)是在邏輯低位準並且信號712是在邏輯高位準，則開關750是斷開的(例如，被關斷或截止)並且開關742是閉合的(例如，被導通)。例如，運算放大器746在它的非反相端子(例如，端子“+”)處接收電壓信號694(例 如，V1)並且輸出信號748，其中運算放大器746的反相端子(例如，端子“-”)和輸出端子被連接在一起。作為示例，信號748近似等於(例如，在幅度上)電壓信號694(例如，V1)，並且作為回應電容器744上的電壓變成近似等於(例如，在幅度上)信號748並且因此近似等於電壓信號694(例如，V1)。
在另一實施例中，如果調變信號626(例如，PWM)改變到邏輯高位準並且信號712改變到邏輯低位準，則開關750是閉合的(例如，被斷開)並且開關742是斷開的(例如，被關斷)。例如，斜坡電流生成器642輸出電流信號638以通過閉合導通的開關750給電容器744充電。作為示例，與電容器744上的電壓相對應的斜坡信號628隨著電流信號638給電容器744充電從幅度近似等於電壓信號694(例如，V1)增加(例如，線性地或非線性地)到最大幅度(例如，補償信號624)。
根據一個實施例，系統控制器包括：驅動器，該驅動器被配置為將驅動信號輸出到開關以影響流過電源轉換器的電感繞組的電流，驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯。在導通時間段期間，回應於驅動信號開關被閉合或導通。在關斷時間段期間，回應於驅動信號開關是斷開或截止的。占空比等於導通時間段的持續時間除以開關週期的持續時間。一參數等於1減去該占空比。系統控制器被配置為保持占空比、該參數與導通時間段的持續時間的乘積近似恆定。例如，系統控制器至少根據第3圖、第4(A)、4(B)、4(C)和/或4(D)圖被實現。
根據另一實施例，用於調節電源轉換系統的系統控制器包括：斜坡電流生成器，該斜坡電流生成器被配置為接收調變信號並且至少部分地基於調變信號來生成斜坡電流；斜坡信號生成器，該斜坡信號生成器被配置為接收斜坡電流並且至少部分地基於斜坡電流來生成斜坡信號；調變元件，該調變元件被配置為接收斜坡信號並且至少部分地基於斜 坡信號來生成調變信號；以及驅動器，該驅動器被配置為至少基於與調變信號相關聯的資訊生成驅動信號，並且將驅動信號輸出到開關以影響流過電源轉換器的電感繞組的第一電流，驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯。在導通時間段期間，回應於驅動信號開關被閉合或導通，並且在關斷時間段期間，回應於驅動信號開關是斷開或截止的。占空比等於導通時間段的持續時間除以開關週期的持續時間。一參數等於1減去該占空比。斜坡電流生成器還被配置為生成在幅度上與占空比和該參數的乘積近似成比例的斜坡電流。例如，系統控制器根據第3圖、第4(A)、4(B)、4(C)和/或4(D)圖被實現。
根據另一實施例，用於調節電源轉換系統的系統控制器包括：第一控制器端子，該第一控制器端子被配置為至少基於與流過電源轉換器的電感繞組的第一電流相關聯的資訊來提供補償信號；斜坡電流生成器，該斜坡電流生成器被配置為接收調變信號、補償信號和第一參考信號並且至少部分地基於調變信號、補償信號和第一參考信號來生成斜坡電流；斜坡信號生成器，該斜坡信號生成器被配置為接收斜坡電流並且至少部分地基於斜坡電流來生成斜坡信號；調變元件，該調變元件被配置為接收斜坡信號和補償信號並且至少部分地基於斜坡信號和補償信號來生成調變信號；以及驅動器，該驅動器被配置為至少基於與調變信號相關聯的資訊生成驅動信號，並且將驅動信號輸出到開關以影響第一電流，驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯。在導通時間段期間，回應於驅動信號開關被閉合或導通。在關斷時間段期間，回應於驅動信號開關是斷開或截止的。占空比等於導通時間段的持續時間除以開關週期的持續時間。一減去該占空比等於一參數。斜坡電流生成器還被配置為生成在幅度上與占空比、該參數和差分信號的乘積近似成比例的斜坡電流，差分信號代表在幅度上第一參考信號減去補償信號。例如，系統控制器至少根據第3圖、第5(A)、5(B)、5(C)和/或5(D)圖被實現。
在一個實施例中，一種用於調節電源轉換系統的方法包括：生成與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯的驅動信號；以及將驅動信號輸出到開關以影響流過電感元件的電流。將驅動信號輸出到開關以影響電流包括：在導通時間段期間輸出驅動信號以閉合開關使之導通；以及在關斷時間段期間輸出驅動信號以斷開開關使之截止。占空比等於導通時間段的持續時間除以開關週期的持續時間。一參數等於1減去該占空比。生成與開關週期相關聯的驅動信號包括保持占空比、該參數與導通時間段的持續時間的乘積近似恆定。例如，方法至少根據第3圖、第4(A)、4(B)、4(C)和/或4(D)圖被實現。
在另一實施例中，一種用於調節電源轉換系統的方法包括：接收調變信號；至少部分地基於調變信號來生成斜坡電流；接收斜坡電流；至少部分地基於斜坡電流來生成斜坡信號；接收斜坡信號；至少部分地基於斜坡信號來生成調變信號；接收調變信號；至少部分地基於調變信號來生成驅動信號，驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯；以及將驅動信號輸出到開關以影響流過電源轉換系統的初級繞組的第一電流。將驅動信號輸出到開關以影響第一電流包括：在導通時間段期間輸出驅動信號以閉合開關使之導通；以及在關斷時間段期間輸出驅動信號以斷開開關使之截止。占空比等於導通時間段的持續時間除以開關週期的持續時間。一參數等於1減去該占空比。至少部分地基於調變信號來生成斜坡電流包括生成在幅度上與占空比還該參數的乘積近似成比例的斜坡電流。例如，方法至少根據第3圖、第4(A)、4(B)、4(C)和/或4(D)圖被實現。
在另一實施例中，一種用於調節電源轉換系統的方法包括：至少基於與流過電源轉換系統的初級繞組的第一電流相關聯的資訊來提供補償信號；接收調變信號、補償信號和第一參考信號；至少部分地基於調變信號、補償信號和第一參考信號來生成斜坡電流；接收斜坡電流；至少部分地基於斜坡電流來生成斜坡信號；接收斜坡信號和補償信號；至 少部分地基於斜坡信號和補償信號來生成調變信號；接收調變信號；以及將驅動信號輸出到開關以影響第一電流，驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯。將驅動信號輸出到開關以影響第一電流包括：在導通時間段期間輸出驅動信號以閉合開關使之導通；以及在關斷時間段期間輸出驅動信號以斷開開關使之截止。占空比等於導通時間段的持續時間除以開關週期的持續時間。一參數等於1減去該占空比。至少部分地基於調變信號、補償信號和第一參考信號來生成斜坡電流包括：生成與占空比、該參數和差分信號的乘積近似成比例的斜坡電流，差分信號代表在幅度上第一參考信號減去補償信號。例如，方法至少根據第3圖、第5(A)、5(B)、5(C)和/或5(D)圖被實施。
例如，使用一個或多個軟體元件、一個或多個硬體元件、和/或軟體和硬體元件的一個或多個組合，本發明的各種實施例的一些或全部元件各自單獨地和/或以與至少另一元件結合的方式被實施。在另一示例中，本發明的各種實施例的一些或全部元件各自單獨地和/或以與至少另一元件結合的方式被實施在諸如一個或多個類比電路和/或一個或多個數位電路之類的一個或多個電路中。在另一示例中，本發明的各種實施例和/或示例可以被結合。
雖然本發明的特定實施例已經被描述，但本領域的技術人員應該理解，存在等同於所描述的實施例的其它實施例。因此，應該理解，本發明並不限於所示出的具體實施例，而僅由所附申請專利範圍第的範圍所限定。
300‧‧‧電源轉換系統
302‧‧‧系統控制器
304‧‧‧全波整流組件
320‧‧‧齊納二極體
326‧‧‧電感元件
332‧‧‧一個或多個LED
350‧‧‧交流(AC)電壓
352‧‧‧輸入電壓
354‧‧‧電壓信號
358‧‧‧回饋信號
396‧‧‧輸出電壓
398‧‧‧電流
314、318‧‧‧二極體
356‧‧‧電壓
308、316、322、324、328‧‧‧電阻器
306、310、312、330‧‧‧電容器
338、340、342、344、346、348‧‧‧端子
t0、t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8、t10、t11、t12、t13、t14、t15、t16、t17、t18‧‧‧時間

Claims (59)

  1. 一種用於調節電源轉換器的系統控制器，所述系統控制器包括：驅動器，所述驅動器被配置為將驅動信號輸出到開關以影響流過所述電源轉換器的電感繞組的電流，所述驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯；其中：在所述導通時間段期間，回應於所述驅動信號所述開關被閉合導通；在所述關斷時間段期間，回應於所述驅動信號所述開關被被斷關；占空比等於所述導通時間段的持續時間除以所述開關週期的持續時間；以及一參數等於1減去占空比；其中所述系統控制器被配置為保持所述占空比、所述參數、與所述導通時間段的持續時間的乘積近似恆定。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中，所述系統控制器還被配置為：保持所述占空比、所述參數、與所述導通時間段的持續時間的乘積恆定。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，還包括：控制器端子，所述控制器端子被配置為接收與所述電源轉換器相關的第一信號。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的系統控制器，其中，所述系統控制器被配置為：保持所述占空比、所述參數、與所述導通時間段的持續時間的乘積近似恆定，從而使得所述的電流在一個或多個開關週期內的平均值在時間上隨著輸入信號的幅度增大而增大，並且在時間上隨著所述輸入信號的幅度減小而減小。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的系統控制器，其中：輸入信號隨時間沿第一波形變化；以及 所述電流在一個或多個開關週期內的平均值隨時間沿與所述第一波形相似的第二波形變化。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，還包括：斜坡電流生成器，所述斜坡電流生成器被配置為接收調變信號並且至少部分地基於所述調變信號來生成斜坡電流；斜坡信號生成器，所述斜坡信號生成器被配置為接收所述斜坡電流並且至少部分地基於所述斜坡電流來生成斜坡信號；調變元件，所述調變元件被配置為接收所述斜坡信號並且至少部分地基於所述斜坡信號來生成所述調變信號；以及邏輯控制器，所述邏輯控制器被配置為接收所述調變信號並且至少部分地基於所述調變信號來生成控制信號；其中，所述驅動器還被配置為至少部分地基於所述控制信號生成所述驅動信號。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的系統控制器，其中，所述斜坡電流生成器包括：第一低通濾波器，所述第一低通濾波器被配置為至少部分地基於與所述調變信號相關聯的資訊生成第一經過濾波的信號；增益級，所述增益級被配置為接收所述第一經過濾波的信號，並且至少部分地基於所述第一經過濾波的信號生成第一經放大信號；第二低通濾波器，所述第二低通濾波器被配置為接收所述第一經放大信號，並且至少部分地基於所述第一經放大信號生成第二經過濾波的信號；以及電壓到電流轉換器，所述電壓到電流轉換器被配置為接收所述第二經過濾波的信號，並且至少部分地基於所述經過第二濾波的信號來生成所述斜坡電流。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的系統控制器，其中：所述斜坡電流生成器還包括放大器，所述放大器被配置為接收所述調 變信號，並且至少部分地基於所述調變信號生成第二經放大信號；以及所述第一低通濾波器還被配置為接收所述第二經放大信號，並且至少部分地基於所述第二經放大信號生成所述第一經過濾波的信號。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的系統控制器，其中，所述放大器還被配置為：響應於所述調變信號處於第一邏輯位準而接收參考信號，並且至少部分地基於所述參考信號來生成所述第二經放大信號；以及響應於所述調變信號處於第二邏輯位準而接收地電壓，並且至少部分地基於所述地電壓來生成所述第二經放大的信號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的系統控制器，其中，所述斜坡電流生成器包括：第一開關，所述第一開關被耦合到所述放大器，並且被配置為響應於所述調變信號處於所述第一邏輯位準而被閉合以接通所述參考信號；以及第二開關，所述第二開關被耦合到所述放大器，並且被配置為響應於所述調變信號處於所述第二邏輯位準而被閉合以接通所述地電壓。
  11. 如申請專利範圍第6項所述的系統控制器，其中，所述斜坡信號生成器包括：電容器，所述電容器被配置為：響應於所述調變信號處於第一邏輯位準，至少部分地基於所述斜坡電流來生成所述斜坡信號；以及響應於所述調變信號處於第二邏輯位準，至少部分地基於第二信號來生成所述斜坡信號。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的系統控制器，其中，所述斜坡信號生成器還包括：放大器，所述放大器被配置為接收參考信號並且至少部分地基於所述參考信號來生成所述第二信號。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的系統控制器，還包括：第一開關，所述第一開關被耦合到所述電容器，並且被配置為響應於所述調變信號處於所述第一邏輯位準而被閉合以接通所述斜坡電流；以及 第二開關，所述第二開關被耦合到所述電容器，並且被配置為響應於所述調變信號處於所述第二邏輯位準所述而被閉合以接通所述第二信號。
  14. 如申請專利範圍第6項所述的系統控制器，還包括：退磁感測器，所述退磁感測器被配置為接收與所述電源轉換系統的輸出信號相關聯的回饋信號，並且至少部分地基於所述回饋信號來生成觸發信號，所述觸發信號指示所述電源轉換系統的退磁過程的結束；其中，所述邏輯控制器還被配置為接收所述觸發信號，並且至少部分地基於所述觸發信號來生成第二信號以影響所述驅動信號。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的系統控制器，還包括：誤差放大器，所述誤差放大器被配置為接收參考信號，並且至少部分地基於所述參考信號來生成第三信號。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的系統控制器，還包括：電流傳感元件，所述電流傳感元件被配置為接收電流傳感信號，並且至少部分地基於所述電流傳感信號來生成第四信號。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的系統控制器，其中：所述誤差放大器還被配置為生成所述第三信號以給電容器充電或放電以生成補償信號；以及所述調變元件還被配置為接收所述補償信號，並且至少部分地基於所述補償信號和所述斜坡信號來生成所述調變信號。
  18. 如申請專利範圍第6項所述的系統控制器，其中，在所述導通時間段期間所述斜坡信號在幅度上按斜坡斜率增加。
  19. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，還包括：第一控制器端子，所述第一控制器端子被配置為接收與所述電源轉換器的輸入信號相關的第一信號；以及第二控制器端子，所述第二控制器端子被配置為接收與流過所述電感繞組的所述電流相關聯的電流傳感信號；其中，所述開關被連接在所述第一控制器端子和所述第二控制器端子 之間。
  20. 一種用於調節電源轉換系統的系統控制器，所述系統控制器包括：斜坡電流生成器，所述斜坡電流生成器被配置為接收調變信號並且至少部分地基於所述調變信號來生成斜坡電流；斜坡信號生成器，所述斜坡信號生成器被配置為接收所述斜坡電流並且至少部分地基於所述斜坡電流來生成斜坡信號；調變元件，所述調變元件被配置為接收所述斜坡信號並且至少部分地基於所述斜坡信號來生成所述調變信號；以及驅動器，所述驅動器被配置為至少部分地基於與所述調變信號相關聯的資訊生成驅動信號，並且將所述驅動信號輸出到開關以影響流過電源轉換器的電感繞組的第一電流，所述驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯；其中：在所述導通時間段期間，所述開關回應於所述驅動信號被閉合導通；在所述關斷時間段期間，所述開關回應於所述驅動信號所述開關被斷；占空比等於所述導通時間段的持續時間除以所述開關週期的持續時間；以及一參數等於1減去占空比；其中，所述斜坡電流生成器還被配置為生成在幅度上與所述占空比和所述參數的乘積近似成比例的所述斜坡電流。
  21. 如申請專利範圍第20項所述的系統控制器，所述系統控制器被配置為：回應於所述斜坡電流在幅度上與所述占空比和所述參數的乘積近似成比例，保持所述占空比、所述參數、與所述導通時間段的持續時間的乘積近似恆定。
  22. 如申請專利範圍第20項所述的系統控制器，其中，所述斜坡電流生成器還被配置為：生成在幅度上與所述占空比和所述參數的乘積成比例的所述斜坡電流。
  23. 如申請專利範圍第22項所述的系統控制器，其中，所述系統控制器還被配置為：回應於所述斜坡電流在幅度上與所述占空比和所述參數的乘積成比例，保持所述占空比、所述參數、與所述導通時間段的持續時間的乘積恆定。
  24. 如申請專利範圍第20項所述的系統控制器，其中所述斜坡電流生成器包括：第一低通濾波器，所述第一低通濾波器被配置為至少部分地基於與所述調變信號相關聯的資訊生成第一經過濾波的信號；增益級，所述增益級被配置為接收所述第一經過濾波的信號，並且至少部分地基於所述第一經過濾波的信號生成第一經放大信號；第二低通濾波器，所述第二低通濾波器被配置為接收所述第一經放大信號，並且至少部分地基於所述第一經放大信號生成第二經過濾波的信號；以及電壓到電流轉換器，所述電壓到電流轉換器被配置為接收所述第二經過濾波的信號，並且至少部分地基於所述經過第二濾波的信號來生成所述斜坡電流。
  25. 如申請專利範圍第24項所述的系統控制器，其中：所述斜坡電流生成器還包括放大器，所述放大器被配置為接收所述調變信號，並且至少部分地基於所述調變信號生成第二經放大信號；以及所述第一低通濾波器還被配置為接收所述第二經放大信號，並且至少部分地基於所述第二經放大信號生成所述第一經過濾波的信號。
  26. 如申請專利範圍第25項所述的系統控制器，其中所述放大器還被配置為：響應於所述調變信號處於第一邏輯位準而接收參考信號，並且至少部 分地基於所述參考信號來生成所述第二經放大的信號；以及響應於所述調變信號處於第二邏輯位準而接收地電壓，並且至少部分地基於所述地電壓來生成所述第二經放大的信號。
  27. 如申請專利範圍第20項所述的系統控制器，其中，所述斜坡電流生成器包括：第一開關，所述第一開關被耦合到所述放大器，並且被配置為響應於所述調變信號處於所述第一邏輯位準而被閉合以接通所述參考信號；以及第二開關，所述第二開關被耦合到所述放大器，並且被配置為響應於所述調變信號處於所述第二邏輯位準而被閉合以接通所述地電壓。
  28. 如申請專利範圍第20項所述的系統控制器，其中所述斜坡信號生成器包括：電容器，所述電容器被配置為：響應於所述調變信號處於第一邏輯位準，至少部分地基於所述斜坡電流來生成所述斜坡信號；以及響應於所述調變信號處於第二邏輯位準，至少部分地基於第二信號來生成所述斜坡信號。
  29. 如申請專利範圍第28項所述的系統控制器，其中，所述斜坡信號生成器還包括放大器，所述放大器被配置為接收參考信號並且至少部分地基於所述參考信號來生成所述第二信號。
  30. 如申請專利範圍第28項所述的系統控制器，還包括：第一開關，所述第一開關被耦合到所述電容器，並且被配置為響應於所述調變信號處於所述第一邏輯位準而被閉合以接通所述斜坡電流；以及第二開關，所述第二開關被耦合到所述電容器，並且被配置為響應於所述調變信號處於所述第二邏輯位準所述而被閉合以接通所述第二信號。
  31. 如申請專利範圍第20項所述的系統控制器，還包括：退磁感測器，所述退磁感測器被配置為接收與所述電源轉換系統的輸出信號相關聯的回饋信號，並且至少部分地基於所述回饋信號來生成觸發信號，所述觸發信號指示所述電源轉換系統的退磁過程的結束； 其中，所述邏輯控制器還被配置為接收所述觸發信號，並且至少部分地基於所述觸發信號來生成第二信號以影響所述驅動信號。
  32. 如申請專利範圍第31項所述的系統控制器，還包括：誤差放大器，所述誤差放大器被配置為接收參考信號，並且至少部分地基於所述參考信號來生成第三信號。
  33. 如申請專利範圍第32項所述的系統控制器，還包括：電流傳感元件，所述電流傳感元件被配置為接收與所述第一電流相關聯的電流傳感信號，並且至少部分地基於所述電流傳感信號來生成第四信號。
  34. 如申請專利範圍第32項所述的系統控制器，其中：所述誤差放大器還被配置為生成所述第三信號以給電容器充電以生成補償信號；以及所述調變元件還被配置為接收所述補償信號，並且至少部分地基於所述補償信號和所述斜坡信號來生成所述調變信號。
  35. 如申請專利範圍第20項所述的系統控制器，其中，在所述導通時間段期間所述斜坡信號在幅度上按斜坡斜率增加。
  36. 如申請專利範圍第20項所述的系統控制器，還包括：第一控制器端子，所述第一控制器端子被配置為接收與所述電源轉換器的輸入信號相關的第一信號；以及第二控制器端子，所述第二控制器端子被配置為接收與流過所述電感繞組的所述第一電流相關聯的電流傳感信號；其中，所述開關被連接在所述第一控制器端子和所述第二控制器端子之間。
  37. 一種用於調節電源轉換系統的系統控制器，所述系統控制器包括：第一控制器端子，所述第一控制器端子被配置為至少基於與流過電源轉換器的電感繞組的第一電流相關聯的資訊來提供補償信號； 斜坡電流生成器，所述斜坡電流生成器被配置為接收調變信號、所述補償信號和第一參考信號並且至少部分地基於所述調變信號、所述補償信號和所述第一參考信號來生成斜坡電流；斜坡信號生成器，所述斜坡信號生成器被配置為接收所述斜坡電流並且至少部分地基於所述斜坡電流來生成斜坡信號；調變元件，所述調變元件被配置為接收所述斜坡信號和所述補償信號並且至少部分地基於所述斜坡信號和所述補償信號來生成所述調變信號；以及驅動器，所述驅動器被配置為至少部分地基於與所述調變信號相關聯的資訊生成驅動信號，並且將所述驅動信號輸出到開關以影響所述第一電流，所述驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯；其中：在所述導通時間段期間，回應於所述驅動信號所述開關被閉合導通；在所述關斷時間段期間，回應於所述驅動信號所述開關是斷開的；占空比等於所述導通時間段的持續時間除以所述開關週期的持續時間；以及一參數等於1減去占空比；其中，所述斜坡電流生成器還被配置為生成在幅度上與所述占空比、所述參數和差分信號的乘積近似成比例的所述斜坡電流，所述差分信號代表在幅度上所述第一參考信號減去所述補償信號。
  38. 如申請專利範圍第37項所述的系統控制器，所述系統控制器被配置為：回應於所述斜坡電流在幅度上與所述占空比、所述參數、和所述差分信號的乘積近似成比例，保持所述占空比、所述參數、與所述導通時間段的持續時間的乘積近似恆定。
  39. 如申請專利範圍第37項所述的系統控制器，其中，所述斜坡電流 生成器還被配置為：生成在幅度上與所述占空比、所述參數、和所述差分信號的乘積成比例的所述斜坡電流。
  40. 如申請專利範圍第39項所述的系統控制器，其中，所述系統控制器還被配置為：回應於所述斜坡電流在幅度上與所述占空比、所述參數、和所述差分信號的乘積成比例，保持所述占空比、所述參數、與所述導通時間段的持續時間的乘積恆定。
  41. 如申請專利範圍第37項所述的系統控制器，其中，所述斜坡電流生成器包括：第一低通濾波器，所述第一低通濾波器被配置為至少部分地基於與所述調變信號相關聯的資訊生成第一經過濾波的信號；增益級，所述增益級被配置為接收所述第一經過濾波的信號，並且至少部分地基於所述第一經過濾波的信號生成第一經放大信號；第二低通濾波器，所述第二低通濾波器被配置為接收所述第一經放大信號，並且至少部分地基於所述第一經放大信號生成第二經過濾波的信號；以及電壓到電流轉換器，所述電壓到電流轉換器被配置為接收所述第二經過濾波的信號，並且至少部分地基於所述經過第二濾波的信號來生成所述斜坡電流。
  42. 如申請專利範圍第41項所述的系統控制器，其中：所述斜坡電流生成器還包括放大器，所述放大器被配置為接收所述調變信號，並且至少部分地基於所述調變信號生成第二經放大信號；以及所述第一低通濾波器還被配置為接收所述第二經放大信號，並且至少部分地基於所述第二經放大信號生成所述第一經過濾波的信號。
  43. 如申請專利範圍第42項所述的系統控制器，其中所述放大器還被配置為：響應於所述調變信號處於第一邏輯位準而接收差分信號，所述差分信號指示所述第一參考信號和所述補償信號之間的差值，並且至少部分地基 於所述差分信號來生成所述第二經放大的信號；以及響應於所述調變信號處於第二邏輯位準而接收地電壓，並且至少部分地基於所述地電壓來生成所述第二經放大的信號。
  44. 如申請專利範圍第43項所述的系統控制器，其中，所述斜坡電流生成器包括：第一開關，所述第一開關被耦合到所述放大器，並且被配置為響應於所述調變信號處於所述第一邏輯位準而被閉合以接通所述差分信號；以及第二開關，所述第二開關被耦合到所述放大器，並且被配置為響應於所述調變信號處於所述第二邏輯位準而被閉合以接通所述地電壓。
  45. 如申請專利範圍第43項所述的系統控制器，其中，所述斜坡電流生成器還包括：求和元件，所述求和元件被配置為接收所述第一參考信號和所述補償信號，並且至少部分地基於所述第一參考信號和所述補償信號來生成所述差分信號。
  46. 如申請專利範圍第43項所述的系統控制器，還包括：誤差放大器，所述誤差放大器被配置為接收第二參考信號，並且至少部分地基於所述第二參考信號來生成第二信號，以給電容器充電以生成所述補償信號。
  47. 如申請專利範圍第37項所述的系統控制器，其中，所述斜坡信號生成器包括：電容器，所述電容器被配置為：響應於所述調變信號處於第一邏輯位準，至少部分地基於所述斜坡電流來生成所述斜坡信號；以及響應於所述調變信號處於第二邏輯位準，至少部分地基於第二信號來生成所述斜坡信號。
  48. 如申請專利範圍第47項所述的系統控制器，其中，所述斜坡信號生成器包括：放大器，所述放大器被配置為接收第二參考信號，並且至少部分地基於所述第二參考信號來生成所述第二信號。
  49. 如申請專利範圍第47項所述的系統控制器，還包括：第一開關，所述第一開關被耦合到所述電容器，並且被配置為響應於 所述調變信號處於所述第一邏輯位準而被閉合以接通所述斜坡電流；以及第二開關，所述第二開關被耦合到所述電容器，並且被配置為響應於所述調變信號處於所述第二邏輯位準而被閉合以接通所述第二信號。
  50. 如申請專利範圍第37項所述的系統控制器，還包括：退磁感測器，所述退磁感測器被配置為接收與所述電源轉換器的輸出信號相關聯的回饋信號，並且至少部分地基於所述回饋信號來生成觸發信號，所述觸發信號指示所述電源轉換系統的退磁過程的結束；以及邏輯控制器，所述邏輯控制器被配置為接收所述觸發信號，並且至少部分地基於所述觸發信號來生成第二信號以影響所述驅動信號。
  51. 如申請專利範圍第50項所述的系統控制器，還包括：電流傳感元件，所述電流傳感元件被配置為接收與所述第一電流相關聯的電流傳感信號，並且至少部分地基於所述電流傳感信號來生成第三信號。
  52. 如申請專利範圍第37項所述的系統控制器，其中，在所述導通時間段期間所述斜坡信號在幅度上按斜坡斜率增加。
  53. 如申請專利範圍第37項所述的系統控制器，還包括：第一控制器端子，所述第一控制器端子被配置為接收與所述電源轉換器的輸入信號相關的第一信號；以及第二控制器端子，所述第二控制器端子被配置為接收與流過所述電感繞組的所述第一電流相關聯的電流傳感信號；其中，所述開關被連接在所述第一控制器端子和所述第二控制器端子之間。
  54. 一種用於調節電源轉換系統的方法，所述方法包括：生成與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯的驅動信號；以及將所述驅動信號輸出到開關以影響流過電感繞組的電流；其中，將所述驅動信號輸出到所述開關以影響所述電流包括： 在所述導通時間段期間輸出所述驅動信號以閉合導通所述開關；以及在所述關斷時間段期間輸出所述驅動信號以斷開所述開關；其中：占空比等於所述導通時間段的持續時間除以所述開關週期的持續時間；以及一參數等於1減去占空比；其中，生成與所述開關週期相關聯的所述驅動信號包括保持所述占空比、所述參數、與所述導通時間段的持續時間的乘積近似恆定。
  55. 如申請專利範圍第54項所述的方法，其中，保持所述占空比、所述參數與所述導通時間段的持續時間的乘積近似恆定包括：保持所述占空比、所述參數、與所述導通時間段的持續時間的乘積恆定。
  56. 一種用於調節電源轉換系統的方法，所述方法包括：接收調變信號；至少部分地基於所述調變信號來生成斜坡電流；接收所述斜坡電流；至少部分地基於所述斜坡電流來生成斜坡信號；接收所述斜坡信號；至少部分地基於所述斜坡信號來生成所述調變信號；接收所述調變信號；至少部分地基於所述調變信號來生成驅動信號，所述驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯；以及將所述驅動信號輸出到開關以影響流過電源轉換系統的初級繞組的第一電流；其中，將所述驅動信號輸出到所述開關以影響所述第一電流包括：在所述導通時間段期間輸出所述驅動信號以閉合導通所述開關；以及 在所述關斷時間段期間輸出所述驅動信號以斷開所述開關；其中：占空比等於所述導通時間段的持續時間除以所述開關週期的持續時間；以及一參數等於1減去占空比；其中，至少部分地基於所述調變信號來生成所述斜坡電流包括生成在幅度上與所述占空比和所述參數的乘積近似成比例的所述斜坡電流。
  57. 如申請專利範圍第56項所述的方法，其中，生成在幅度上與所述占空比和所述參數的乘積近似成比例的所述斜坡電流包括：生成在幅度上與所述占空比和所述參數的乘積成比例的所述斜坡電流。
  58. 一種用於調節電源轉換系統的方法，所述方法包括：至少基於與流過電源轉換系統的初級繞組的第一電流相關聯的資訊來提供補償信號；接收調變信號、所述補償信號和第一參考信號；至少部分地基於所述調變信號、所述補償信號和所述第一參考信號來生成斜坡電流；接收所述斜坡電流；至少部分地基於所述斜坡電流來生成斜坡信號；接收所述斜坡信號和所述補償信號；至少部分地基於所述斜坡信號和所述補償信號來生成所述調變信號；接收所述調變信號；以及將驅動信號輸出到開關以影響所述第一電流，所述驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯；其中，將所述驅動信號輸出到所述開關以影響所述第一電流包括：在所述導通時間段期間輸出所述驅動信號以閉合導通所述開關；在所述關斷時間段期間輸出所述驅動信號以斷開所述開關；以及其中： 占空比等於所述導通時間段的持續時間除以所述開關週期的持續時間；以及一參數等於1減去占空比；其中至少部分地基於所述調變信號、所述補償信號和所述第一參考信號來生成所述斜坡電流包括：生成在幅度上與所述占空比、所述參數、和差分信號的乘積近似成比例的所述斜坡電流，所述差分信號代表在幅度上所述第一參考信號減去所述補償信號。
  59. 如申請專利範圍第58項所述的方法，其中，生成在幅度上與所述占空比、所述參數、和所述差分信號的乘積近似成比例的所述斜坡電流包括：生成在幅度上與所述占空比、所述參數、和所述差分信號的乘積成比例的所述斜坡電流。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105873276B (zh) * 2016-05-03 2018-05-01 昂宝电子（上海）有限公司 用于向一个或多个发光二极管提供输出电流的***
CN105979626B (zh) 2016-05-23 2018-08-24 昂宝电子（上海）有限公司 包括锁相电源的具有时变电压电流特性的双端子集成电路
US9900943B2 (en) 2016-05-23 2018-02-20 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Two-terminal integrated circuits with time-varying voltage-current characteristics including phased-locked power supplies
CN105897014B (zh) * 2016-05-24 2019-02-12 昂宝电子（上海）有限公司 用于向负载提供输出电压的***和方法
CN107682955B (zh) * 2017-09-30 2024-03-08 上海晶丰明源半导体股份有限公司 控制器、退磁检测方法及所适用的led驱动***
CN108448895B (zh) * 2018-02-13 2020-12-08 昂宝电子（上海）有限公司 开关电源输出采样的模拟退磁采样方法和***
CN114173671A (zh) * 2019-07-25 2022-03-11 布弗莱运营公司 用于打开和关闭超声设备中的adc驱动器的方法和装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080316781A1 (en) * 2007-06-21 2008-12-25 Green Mark Technology Inc. Buck converter led driver circuit
CN102761255A (zh) * 2011-04-28 2012-10-31 三美电机株式会社 开关电源装置
TWI403875B (zh) * 2010-06-17 2013-08-01 O2Micro Int Ltd 光源驅動電路及光源電力調整方法
CN104853493A (zh) * 2015-05-15 2015-08-19 昂宝电子（上海）有限公司 用于电源转换***中的输出电流调节的***和方法
CN104967328A (zh) * 2015-07-15 2015-10-07 昂宝电子（上海）有限公司 用于调节电源变换***的输出电流的***和方法
TW201541845A (zh) * 2014-04-18 2015-11-01 昂寶電子（上海）有限公司 用於調節電源變換系統的輸出電流的系統控制器和方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7948729B2 (en) * 2009-06-29 2011-05-24 Summit Microelectronics, Inc. Method and circuit for over-current protection
CN102202449B (zh) * 2011-06-30 2014-07-02 杭州士兰微电子股份有限公司 Led驱动控制电路及方法
CN104022648B (zh) * 2014-04-23 2017-01-11 成都芯源***有限公司 开关变换器及其控制电路和控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080316781A1 (en) * 2007-06-21 2008-12-25 Green Mark Technology Inc. Buck converter led driver circuit
TWI403875B (zh) * 2010-06-17 2013-08-01 O2Micro Int Ltd 光源驅動電路及光源電力調整方法
CN102761255A (zh) * 2011-04-28 2012-10-31 三美电机株式会社 开关电源装置
TW201541845A (zh) * 2014-04-18 2015-11-01 昂寶電子（上海）有限公司 用於調節電源變換系統的輸出電流的系統控制器和方法
CN104853493A (zh) * 2015-05-15 2015-08-19 昂宝电子（上海）有限公司 用于电源转换***中的输出电流调节的***和方法
CN104967328A (zh) * 2015-07-15 2015-10-07 昂宝电子（上海）有限公司 用于调节电源变换***的输出电流的***和方法

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