改变电源控制器的开关频率和周期制造技术

技术编号:11578604 阅读:93 留言:0更新日期:2015-06-10 12:17
本发明专利技术涉及改变电源控制器的开关频率和周期。一种用于在开关电源中使用的示例性集成电路控制器包括脉冲宽度调制(PWM)电路和定时电路。所述PWM电路响应于流经开关的开关电流以及响应于具有开关周期的时钟信号,来控制所述开关以调节所述电源的输出。所述定时电路提供所述时钟信号,并且响应于所述开关的接通时间超过阈值时间来增大所述开关周期。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请是申请日为2012年7月30日、申请号为201210266759. 5、名称为"改变电 源控制器的开关频率和周期"的专利技术专利申请的分案申请。 相关申请的交叉引用[000引 本申请设及与本申请同一天提交的、标题为"Vari油le化equencyTiming CircuitforaPowerSu卵lyControlCircuit"的共同未决的美国申请 13/193, 4:34,其 代理卷号为5510P231。
本专利技术总体设及电源,更具体地设及用于开关模式电源的控制器。
技术介绍
电子设备使用电能运行。开关模式电源因其高效率、小尺寸和低重量而被普遍用 来为许多现今的电子设备供电。常规的壁式插座提供高压交流电。在开关电源中,高压交 流(ac)输入被转换,W通过能量传递元件提供经过适当调节的直流(dc)输出。在运行中, 通过改变开关模式电源中的开关的占空比(通常是该开关的接通时间对总的开关周期的 比值)、改变开关频率或改变每单位时间的脉冲数,利用开关来提供期望的输出。 开关模式电源还包括控制器,该控制器通常通过在闭环中感测和控制输出来提供 输出调节。该控制器可接收代表该输出的反馈信号,并且该控制器响应于该反馈信号来改 变一个或多个参数,W将该输出调节至期望的量。可利用多种控制模式。一种控制模式被 已知为脉冲宽度调制(PWM)峰电流模式控制。在PWM峰电流模式控制中,该开关维持接通, 直到该开关中的电流达到电流限度(currentlimit)。一旦达到该电流限度,该控制器就使 该开关在该开关周期的剩余部分上为断开。一般而言,较高的电流限度导致该开关较长的 接通时间和较大的占空比。然而,对于运行在连续导通模式(CCM)中的具有大占空比(通 常对于大于50%的占空比)的控制器,小的误差信号扰动可导致发生次谐波振荡。
技术实现思路
本专利技术在一个方面提供了一种用于在开关电源中使用的集成电路控制器,所述控 制器包括;脉冲宽度调制电路,其待被禪合W响应于流经开关的开关电流W及响应于具有 开关周期的时钟信号,来控制所述开关W调节所述电源的输出;定时电路,其被禪合至所述 脉冲宽度调制电路W提供所述时钟信号,其中所述定时电路响应于所述开关的接通时间超 过阔值时间来增大所述时钟信号的开关周期。[000引在一个实施方案中,如果所述开关的接通时间小于所述阔值时间,则所述时钟信 号的开关周期是固定的开关周期,且其中如果所述接通时间大于或等于所述阔值时间,贝U 所述定时电路使所述开关周期增大到大于所述固定的开关周期。 在一个实施方案中,所述阔值时间等于所述固定的开关周期的二分之一。 在一个实施方案中,所述定时电路使所述开关周期增大了如下时间量,该时间量 响应所述开关的接通时间和所述阔值时间之间的时间差。 在一个实施方案中,所述定时电路使所述开关周期增大的时间量与所述开关的接 通时间和所述阔值时间之间的时间差成比例。 在一个实施方案中,所述脉冲宽度调制电路被禪合W响应于所述开关电流达到电 流限度来断开所述开关。 在一个实施方案中,所述脉冲宽度调制电路被禪合W接收代表着所述电源的输出 的反馈信号,且其中所述电流限度是响应所述反馈信号的可变电流限度。 在一个实施方案中,所述开关被包括在所述集成电路控制器中。 在一个实施方案中,所述定时电路包括定时电容器,且其中所述时钟信号的开关 周期等于所述定时电容器充电至上参考电压的充电时间加上所述定时电容器放电至下参 考电压的放电时间。 在一个实施方案中,如果所述接通时间大于或等于所述阔值时间,则所述定时电 路通过减小所述定时电容器的放电速率来增大所述定时电容器的放电时间,W延长所述开 关周期。 在一个实施方案中,当所述开关的接通时间小于所述阔值时间时,所述定时电路 W第一速率对所述定时电容器进行放电,且其中当所述开关的接通时间大于或等于所述阔 值时间时,所述定时电路W第二速率对所述定时电容器进行放电,其中所述第一速率大于 所述第二速率。 在一个实施方案中,对于所述接通时间的从达到所述阔值时间之时开始的剩余部 分,所述定时电路W所述第二速率对所述定时电容器进行放电。 在一个实施方案中,所述定时电路W所述第二速率对所述定时电容器进行放电仅 直到所述开关断开,然后恢复W所述第一速率将所述定时电容器放电至所述下参考电压。 在一个实施方案中,所述第二速率小于或等于所述第一速率的二分之一。 在一个实施方案中,所述第二速率对所述第一速率的比值与所述开关在所述开关 周期期间的占空比成反比变化。 在一个实施方案中,所述定时电路还包括;第一电流源,其被禪合W将所述定时电 容器充电至所述上参考电压;W及第二电流阱和第=电流阱,其被禪合W将所述定时电容 器放电至所述下参考电压,其中当所述开关的接通时间小于所述阔值时间时,所述第二电 流阱和所述第=电流阱共同被启用,从而W所述第一速率对所述定时电容器进行放电,且 其中当所述开关的接通时间大于或等于所述阔值时间时,所述第二电流阱被禁用且所述第 =电流阱被启用,从而W所述第二速率对所述定时电容器进行放电。 在一个实施方案中,当所述开关的接通时间小于所述阔值时间时,所述定时电路 W第一速率对所述定时电容器进行放电,且其中如果所述开关的接通时间大于或等于所述 阔值时间,则所述定时电路在所述定时电容器上维持恒定的电压,直到所述开关断开,然后 W所述第一速率对所述定时电容器进行放电。 本专利技术在另一个方面提供了一种开关电源,包括;能量传递元件,其被禪合W在所 述开关电源的输入和输出之间传递能量;开关,其被禪合W控制通过所述能量传递元件的 能量传递;W及控制器,其被禪合W提供驱动信号来控制所述开关,W调节所述开关电源的 输出,其中所述控制器包括;脉冲宽度调制电路,其被禪合W响应于流经所述开关的开关电 流w及响应于具有开关周期的时钟信号,来生成所述驱动信号;w及定时电路,其被禪合至 所述脉冲宽度调制电路W提供所述时钟信号,其中所述定时电路响应于所述开关的接通时 间超过阔值时间来增大所述时钟信号的开关周期。 在一个实施方案中,当所述开关的接通时间小于所述阔值时间时,所述时钟信号 的开关周期是固定的开关周期,且其中如果所述开关的接通时间大于或等于所述阔值时 间,则所述定时电路使所述开关周期增大到大于所述固定的开关周期。 在一个实施方案中,所述阔值时间等于所述固定的开关周期的二分之一。 在一个实施方案中,所述定时电路使所述开关周期增大了如下时间量,该时间量 响应所述开关的接通时间和所述阔值时间之间的时间差。[002引在一个实施方案中,所述定时电路使所述开关周期增大的时间量与所述开关的接 通时间和所述阔值时间之间的时间差成比例。 在一个实施方案中,所述脉冲宽度调制电路被禪合W响应于所述开关电流达到电 流限度来断开所述开关。 在一个实施方案中,所述脉冲宽度调制电路被禪合W接收代表着所述电源的输出 的反馈信号,且其中所述电流限度是响应所述反馈信号的可变电流限度。 在一个实施方案中,所述开关和所述控制器被包括在集成电路中。 本专利技术在又一个方面提供了一种方法,包括:生成具有开关周期的时钟信号;响 应于电源中包括的开关的接通时间超过阔值时间,来增大所述时钟信号的开关周期;W及本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于在开关电源中使用的集成电路控制器,所述控制器包括:脉冲宽度调制电路,其待被耦合以响应于流经开关的开关电流以及响应于具有开关周期的时钟信号,来控制所述开关以调节所述电源的输出;定时电路,其被耦合至所述脉冲宽度调制电路以提供所述时钟信号,其中所述定时电路响应于所述开关的接通时间超过阈值时间来增大所述时钟信号的开关周期。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:S·鲍尔勒张广超A·B·奥戴尔毛鸣明张越邓锷
申请(专利权)人:电力集成公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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