用于调节电源变换系统的输出电流的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了用于调节电源变换系统的输出电流的系统和方法。一类示例系统控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。第一控制器端子被配置为接收与电源变换系统的初级绕组的输入信号相关联的第一信号。第二控制器端子被配置为向开关输出驱动信号以影响流经电源变换系统的初级绕组的第一电流，驱动信号与接通时间段相关联，开关在接通时间段期间闭合。系统控制器被配置为至少基于与第一信号相关联的信息来调整接通时间段的持续时间。

【技术实现步骤摘要】
用于调节电源变换系统的输出电流的系统和方法分案申请说明本申请是申请日为2014年4月18日、题为“用于调节电源变换系统的输出电流的系统和方法”的中国专利技术专利申请No.201410157557.6的分案申请。
本专利技术涉及集成电路。更具体地，本专利技术提供了用于电流调节的系统和方法。仅作为示例，本专利技术已被应用于准谐振模式下的电源变换系统。但应认识到，本专利技术具有更广泛的适用范围。
技术介绍
发光二极管(LED)被广泛应用于照明用途。通常，近似恒定的电流被用于控制LED的工作电流以实现恒定亮度。图1示出了用于LED照明的电源变换系统的简化图。电源变换系统100包括控制器102，电阻器104、124、126和132，电容器106、120和134，二极管108，包括初级绕组112、次级绕组114和辅助绕组116的变压器110，功率开关128，电流感测电阻器130以及整流二极管118。控制器102包括端子(例如，引脚)138、140、142、144、146和148。例如，功率开关128是双极结型晶体管。在另一示例中，功率开关128是MOS晶体管。交流(AC)输入电压152被应用于系统100。与AC输入电压152相关联的整流后的输入电压(bulkvoltage)150(例如，不小于0V的整流电压)被电阻器104接收。电容器106响应于整流后的输入电压150而被充电，并且在端子138(例如，端子VCC)处向控制器102提供电压154。如果电压154在量值(magnitude)上大于预定阈值电压，则控制器102开始正常运行并通过端子142(例如，端子GATE)输出驱动信号156。例如，输出信号156是具有开关频率和占空比的脉冲宽度调制(PWM)信号。开关128响应于驱动信号156而被闭合(例如，被接通)或被断开(例如，被关断)，从而使得输出电流158被调节为近似恒定。当开关128响应于驱动信号156而被断开(例如，被关断)时，辅助绕组116通过二极管108向电容器106充电，从而使得控制器102能够正常运行。例如，通过端子140(例如，端子FB)向控制器102提供反馈信号160以便检测次级绕组118的退磁过程的结束，以用于使用控制器102中的内部误差放大器对电容器134进行充电或放电。在另一示例中，通过端子140(例如，端子FB)向控制器102提供反馈信号160以便检测次级绕组118的退磁过程的开始和结束。电阻器130被用于检测流经初级绕组112的初级电流162，并且通过端子144(例如，端子CS)向控制器102提供电流感测信号164以使其在每个开关周期(switchingcycle)期间被处理。电流感测信号164的峰值被采样和提供至内部误差放大器。电容器120被用于保持输出电压168以便保持通过输出负载(例如，一个或多个LED122)的输出电流是稳定的。例如，系统100在准谐振模式下运行。图2示出了作为系统100的一部分的控制器102的简化示意图。所述控制器102包括斜坡信号发生器202、欠压锁定(UVLO)组件204、调制组件206、逻辑控制器208、驱动组件210、退磁检测器212、误差放大器216以及电流感测组件214。如图2所示，UVLO组件204检测到信号154并且输出信号218。如果信号154在量值上大于第一预定阈值，则控制器102开始正常运行。如果信号154在量值上小于第二预定阈值，则控制器102被关断。第二预定阈值在量值上小于第一预定阈值。误差放大器216接收基准信号222和来自电流感测组件214的信号220，并且向调制组件206输出放大信号224。调制组件206也从斜坡信号发生器202处接收信号228，并且输出调制信号226。例如，信号228是斜坡信号并且在每个开关周期(switchingperiod)期间线性地或非线性地增加至峰值。逻辑控制器208处理调制信号226并且向驱动组件210输出控制信号230，驱动组件210生成信号156以接通或关断开关128。例如，退磁检测器212检测到反馈信号160并且输出用于确定次级绕组114的退磁过程的结束的信号232。在另一示例中，退磁检测器212检测到反馈信号160并且输出用于确定次级绕组114的退磁过程的开始和结束的信号232。此外，退磁检测器212向逻辑控制器208输出触发信号298(Trigger)以开始下一个周期。控制器102被配置为对于给定的输出负载，保持与调制信号226相关联的接通时间段(on-timeperiod)近似恒定。控制器102在电压模式下运行，其中，例如来自误差放大器216的信号224和来自振荡器202的信号228二者均是电压信号，并且通过比较器206进行比较以生成调制信号226来驱动功率开关128。因此，与功率开关128相关联的接通时间段由信号224和信号228确定。图3示出了作为控制器102的一部分的电流感测组件214和误差放大器216的简化示意图。电流感测组件214包括开关302和电容器304。误差放大器216包括开关306和308，以及跨导运算放大器(OTA)310。如图3中所示，电流感测组件214对电流感测信号164进行采样，并且误差放大器216对信号220和基准信号222之间的差进行放大。具体地，开关302响应于信号314被闭合(例如，被接通)或断开(例如，被关断)以便在不同开关周期对电流感测信号164的峰值进行采样。如果开关302响应于信号314被闭合(例如，被接通)并且开关306响应于来自退磁检测器212的信号232被断开(例如，被关断)，则电容器304被充电并且信号220的量值增加。如果开关306响应于信号232被闭合(例如，被接通)，开关308响应于信号312被断开(例如，被关断)，并且信号220与基准信号222之间的差被放大器310放大。信号312和信号232彼此互补。例如，在次级绕组114的退磁过程期间，信号232处于逻辑高电平。开关306保持闭合(例如，被接通)并且开关308保持断开(例如，被关断)。OTA310与电容器134一起执行与信号220相关联的积分。在稳定正常的操作下，在不考虑任何误差电流的情况下，平均输出电流根据以下等式被确定：其中N表示初级绕组112和次级绕组114之间的匝数比(turnsratio)，Vref_ea表示基准信号222以及RCS表示电阻器130的电阻值。如等式1所示，诸如N和RCS之类与外围组件相关联的参数可以通过系统设计被适当地选择以实现输出电流调节。对于LED照明，效率、功率因数和总谐波也非常重要。例如，效率通常需要尽可能地高(例如，>90％)，并且功率因数通常需要大于0.9。此外，对于某些应用，总谐波失真通常需要尽可能地低(例如，<10％)。但是系统100通常不能满足所有这些需要。因此，改进用于调节电源变换系统的输出电流的技术是非常需要的。
技术实现思路
本专利技术涉及集成电路。更具体地，本专利技术提供了用于电流调节的系统和方法。仅作为示例，本专利技术已被应用于电源变换系统。但应认识到，本专利技术具有更广泛的适用范围。根据一个实施例，一种用于调节电源变换系统的系统控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。所述第一控制器端子被配置为接收与电源变换系统的初级绕组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于调节电源变换系统的系统控制器，所述系统控制器包括：抖动信号发生器，被配置为生成与多个抖动周期相关联的抖动信号，该多个抖动周期对应于和预定抖动时段相关的预定抖动频率；斜坡信号发生器，被配置为接收所述抖动信号，并且至少基于与所述抖动信号相关联的信息生成斜坡信号，所述斜坡信号与斜坡斜率相关联。第一控制器端子，被配置为至少基于与流经电源变换系统的初级绕组的第一电流相关联的信息来提供补偿信号；比较器，被配置为接收所述斜坡信号和所述补偿信号，并且至少基于与所述斜坡信号和所述补偿信号相关联的信息来输出比较信号；以及驱动组件，被配置为至少基于与所述比较信号相关联的信息来生成驱动信号，并且向开关输出所述驱动信号以影响所述第一电流，所述驱动信号与对应于和调制时段相关的调制频率的多个调制周期相关联；其中所述系统控制器还被配置为：至少基于与所述抖动信号相关联的信息来改变所述斜坡斜率，从而使得在所述多个抖动周期的同一抖动周期内，所述斜坡斜率被改变了分别与所述多个调制周期相对应的不同量值；以及至少基于与改变后的斜坡斜率相关联的信息调整所述调制频率。

【技术特征摘要】
1.一种用于调节电源变换系统的系统控制器，所述系统控制器包括：抖动信号发生器，被配置为生成与多个抖动周期相关联的抖动信号，该多个抖动周期对应于和预定抖动时段相关的预定抖动频率；斜坡信号发生器，被配置为接收所述抖动信号，并且至少基于与所述抖动信号相关联的信息生成斜坡信号，所述斜坡信号与斜坡斜率相关联。第一控制器端子，被配置为至少基于与流经电源变换系统的初级绕组的第一电流相关联的信息来提供补偿信号；比较器，被配置为接收所述斜坡信号和所述补偿信号，并且至少基于与所述斜坡信号和所述补偿信号相关联的信息来输出比较信号；以及驱动组件，被配置为至少基于与所述比较信号相关联的信息来生成驱动信号，并且向开关输出所述驱动信号以影响所述第一电流，所述驱动信号与对应于和调制时段相关的调制频率的多个调制周期相关联；其中所述系统控制器还被配置为：至少基于与所述抖动信号相关联的信息来改变所述斜坡斜率，从而使得在所述多个抖动周期的同一抖动周期内，所述斜坡斜率被改变了分别与所述多个调制周期相对应的不同量值；以及至少基于与改变后的斜坡斜率相关联的信息调整所述调制频率。2.根据权利要求1所述的系统控制器，其中所述预定抖动频率近似恒定。3.根据权利要求1所述的系统控制器，其中所述预定抖动时段近似恒定。4.根据权利要求1所述的系统控制器，还包括：第一变换组件，被配置为至少基于与第一信号相关联的信息来生成第二电流，该第一信号与所述初级绕组的输入信号相关联；其中：所述斜坡信号发生器还被配置为接收所述第二电流，并且至少基于与所述第二电流和所述抖动信号相关联的信息来生成所述斜坡信号；并且所述系统控制器还被配置为至少基于与所述第一信号相关联的信息，通过调整所述斜坡信号的所述斜坡斜率来调整所述接通时间段的持续时间。5.根据权利要求1所述的系统控制器，还包括：第二变换组件，被配置为至少基于与所述补偿信号相关联的信息来生成第三电流；其中所述斜坡信号发生器还被配置为接收所述第三电流，并且至少基于与所述抖动信号和所述第三电流相关联的信息来生成所述斜坡信号。6.根据权利要求1所述的系统控制器，其中所述多个调制周期彼此相邻。7.根据权利要求1所述的系统控制器，其中所述多个调制周期互不相邻。8.根据权利要求1所述的系统控制器，其中所述调制频率不恒定。9.根据权利要求1所述的系统控制器，其中所述调制时段不恒定。10.根据权利要求1所述的系统控制器，其中所述斜坡斜率在所述多个调制周期中的一个或多个调制周期期间在量值上增加。11.根据权利要求1所述的系统控制器，其中所述斜坡斜率在所述多个调制周期中的一个或多个调制周期期间在量值上减小。12.一种用于调节电源变换系统的系统控制器，所述系统控制器包括：抖动信号发生器，被配置为生成随机抖动信号；斜坡信号发生器，被配置为接收所述随机抖动信号，并且至少基于与所述随机抖动信号相关联的信息来生成斜坡信号，所述斜坡信号与斜坡斜率相关联；第一控制器端子，被配置为至少基于与流经电源变换系统的初级绕组的第一电流相关联的信息来提供补偿信号；比较器，被配置为接收所述斜坡信号和所述补偿信号，并且至少基于与所述斜坡信号和所述补偿信号相关联的信息来输出比较信号；以及驱动组件，被配置为至少基于与所述比较信号相关联的信息来生成驱动信号，并且向开关输出所述驱动信号以影响所述第一电流，所述驱动信号与对应于和调制时段相关的调制频率的多个调制周期相关联；其中所述系统控制器还被配置为：至少基于与所述随机抖动信号相关联的信息来改变所述斜坡斜率，从而使得所述斜坡斜率被改变了分别与所述多个调制周期相对应的随机量值；以及至少基于与被改变了所述随机量值的所述斜坡斜率相关联的信息来调整所述调制频率。13.根据权利要求12所述的系统控制器，其中所述随机抖动信号对应于伪随机抖动信号。14.根据权利要求12所述的系统控制器，还包括：第一变换组件，被配置为至少基于与第一信号相关联的信息来生成第二电流，该第一信号与所述初级绕组的输入信号相关联；其中：所述斜坡信号发生器还被配置为接收所述第二电流，并且至少基于与所述第二电流和所述随机抖动信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟向坤，张允超，周俊，方烈义，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31