一种用于功率转换器的控制器，包括耦合至功率开关的开关控制器，该功率开关耦合至能量传递元件。所述开关控制器被耦合以接收代表通过功率开关的漏极电流的电流感测信号。所述开关控制器被耦合以响应于电流感测信号和已调制的电流限制信号产生驱动信号，以控制功率开关的开关，从而控制从功率转换器的输入到输出的能量传递。电流限制发生器被耦合以产生电流限制信号。抖动发生器被耦合以产生抖动信号。算术运算器电路被耦合以响应于电流限制信号和抖动信号产生已调制的电流限制信号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过对电流限制进行调制的方式向开关频率引入抖动对相关申请的交叉引用本申请根据专利合作条约(PCT)第8条要求于2015年10月13日提交的美国非临时申请No.14/881,527的优先权，该美国非临时申请要求于2014年11月10日提交的美国临时申请No.62/077,639的优先权，该两个美国申请的内容通过引用方式纳入本文。背景
本专利技术总体上涉及对功率转换器进行控制。更具体地，本专利技术的实施例涉及对电流限制信号进行调制以在变化的负载条件下向开关式功率转换器的开关频率引入抖动。
技术介绍
电子设备(诸如手机、平板电脑、笔记本电脑等)使用电力运行。由于开关式功率转换器效率高、尺寸小而且重量轻，通常使用开关式功率转换器用于给现在的电子设备供电。常规的壁式插座提供高压交流电。在开关功率转换器中，通过能量传递元件对高压交流(ac)输入进行转换，以向负载提供良好调节的直流(dc)输出。在操作中，将开关导通和关断，以通过改变占空比(通常是开关的导通时间与总开关时段的比率)、改变开关频率或改变开关式功率转换器中开关每单位时间的导通/关断脉冲的数量来提供期望的输出。为了满足安全规范标准，开关式电源可能发出过多EMI。尤其是对于以恒定频率开关的电源，基波/谐波以及相关杂散信号上出现的大量干扰可能会超过EMI屏蔽(mask)允许的水平。附图说明参考以下附图描述本专利技术的非限制性和非穷尽性实施方案，其中，除非另有说明，否则相同的附图标记表示各个视图中的相同部件。图1A是示出了根据本公开内容的教导的具有已调制的电流限制信号以向开关频率引入抖动的一个示例功率转换器的框图。图1B是示出了根据本公开内容的教导的对电流限制信号进行调制以向开关频率引入抖动的一个示例控制器的框图。图2是示出了根据本专利技术的教导的示出了通过已调制的电流限制信号被调节的开关频率的示例波形的示例时序图。图3是示出了根据本专利技术的教导的示出了通过已调制的电流限制信号被调节的开关频率的示例波形的示例时序图。图4是示出了根据本专利技术的教导的示出了通过已调制的电流限制信号被调节的开关频率的示例波形的示例时序图。在附图的若干视图中，对应的附图标记表示对应的部件。本领域技术人员将理解，附图中的元件为了简单和清楚而示出并且不一定按比例绘制。例如，为了帮助提高对本专利技术的各种实施方案的理解，附图中一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大。另外，为了便于较少妨碍观察本专利技术的各种实施方案，通常未描绘在商业可行的实施方案中有用或必要的常见但众所周知的元件。具体实施方式在下面的描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了许多具体细节。然而，对于本领域普通技术人员来说明了的是，不必需采用所述具体细节来实践本专利技术。在其他情况下，为了避免模糊本专利技术，未详细描述公知的材料或方法。在整个说明书中提及“一个实施方案”、“实施方案”、“一个实施例”或“实施例”意味着结合该实施方案或实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本专利技术的至少一个实施方案中。因此，本说明书通篇在各个地方出现的“在一个实施方案中”、“在实施方案中”、“一个实施例”或“实施例”的短语不一定都指相同的实施方案或实施例。此外，在一个或多个实施方案或实施例中可以以任何适当的组合和/或子组合对特定特征、结构或特性进行组合。特定的特征、结构或特性可以被包括在提供所描述的功能的集成电路、电子电路、组合逻辑电路或其他合适的部件中。另外，要理解的是，本文提供的附图是为了向本领域普通技术人员解释之目的，并且附图不一定按照比例绘制。减少开关式电源中出现在基波/谐波上的EMI干扰的一种方法是通过改变开关频率(也称为频率抖动)将能量扩展到其他频率。根据本专利技术的教导的实施例描述了如何通过扰乱每个开关周期中的电流限制来使开关频率抖动。所公开的实施例的另一好处是通过扰乱每个开关周期中的电流限制来减少音频噪声。为了解释频率抖动，方程式P＝k*f*LI^2(k是常数，L是固定电感，I是固定电流限制，以及f是固定开关频率)描述了如何使功率转换器的输出功率保持恒定。然而，如果电流限制变化，但是通过反馈回路使功率维持恒定，则将迫使f变化以补偿I的变化。因此，根据本专利技术的教导可以不使用变频振荡器实现开关频率的抖动。图1A是示出了根据本专利技术教导的具有已调制的电流限制信号以向开关频率引入抖动的一个示例功率转换器的框图。所示的功率转换器100的实施例包括能量传递元件T1104、能量传递元件T1104的初级绕组106、能量传递元件T1104的次级绕组108、功率开关S1110、输入返回111、箝位电路112、整流器D1114(也称为输出二极管D1)、输出电容器C1116、输出返回117、感测电路146、使能电路122和控制器120。图1A中还示出了输入电压VIN102、输出量UO134、输出电压VO130、输出电流IO133、反馈信号UFB136、电流感测信号150、驱动信号148和开关电流ID140。在所示实施例中，为了解释的目的，功率转换器100被示为具有反激拓扑。要理解的是，功率转换器的其他已知拓扑结构和配置也可以从本专利技术的教导中受益。功率转换器100从一个未调节的输入VIN102向负载118提供输出功率。输入VIN102耦合至能量传递元件T1104。功率转换器100使用能量传递元件T1104将能量从初级绕组106传递到次级绕组108。NP和NS分别表示初级绕组106和次级绕组108的匝数。在图1A的实施例中，初级绕组106可以被视为输入绕组，次级绕组108可以被视为输出绕组。初级绕组106还耦合至功率开关S1110，该功率开关又耦合至输入返回111。另外，箝位电路112耦合在能量传递元件T1104的初级绕组106的两端。能量传递元件T1104的次级绕组108耦合至整流器D1114。在图1A所示的实施例中，整流器D1114被例示为二极管，次级绕组108耦合至二极管的阳极。输出电容器C1116和负载118都耦合至整流器D1114。在图1A的实施例中，输出电容器C1116和负载118都耦合至二极管的阴极。向负载118提供输出，并且该输出可以作为输出电压VO130、输出电流IO133或两者的组合来提供。在图1A的实施例中，输入电压VIN102相对于输入返回111为正，并且输出电压VO130相对于输出返回117为正。图1A的实施例示出了输入返回111与输出返回117之间的流电隔离。换句话说，施加在输入返回111与输出返回117之间的直流电压将产生大致零电流。因此，电耦合至初级绕组106的电路与电耦合至次级绕组108的电路流电隔离。功率转换器100还包括用于调节输出的电路，该输出被例示为输出量UO134。感测电路146耦合至使能电路122。感测电路146输出反馈信号UFB136，其代表输出量UO134。在输入侧，电流感测信号150可以代表功率开关S1110中的漏极电流ID140。另外，开关控制器142向功率开关S1110提供驱动信号148以控制各种开关参数。这些参数的示例可以包括功率开关S1110的开关频率、开关时段、占空比或相应的导通时间和关断时间。箝位电路112耦合至能量传递元件T1104的初级绕组106，以限制功率开关S1110上的最大电压。功率开关S1110响应于从控制器本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于功率转换器的控制器，包括：耦合至功率开关的开关控制器，所述功率开关耦合至能量传递元件，其中，所述开关控制器被耦合以接收代表通过所述功率开关的漏极电流的电流感测信号，其中，开关控制器被耦合以响应于所述电流感测信号和已调制的电流限制信号产生驱动信号，来控制所述功率开关的开关，从而控制从所述功率转换器的输入到所述功率转换器的输出的能量传递；电流限制发生器，所述电流限制发生器被耦合以产生电流限制信号；抖动发生器，所述抖动发生器被耦合以产生抖动信号；以及算术运算器电路，所述算术运算器电路被耦合以接收所述电流限制信号和所述抖动信号，其中，所述算术运算器电路被耦合以响应于所述电流限制信号和所述抖动信号产生所述已调制的电流限制信号。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.10 US 62/077,639;2015.10.13 US 14/881,5271.一种用于功率转换器的控制器，包括：耦合至功率开关的开关控制器，所述功率开关耦合至能量传递元件，其中，所述开关控制器被耦合以接收代表通过所述功率开关的漏极电流的电流感测信号，其中，开关控制器被耦合以响应于所述电流感测信号和已调制的电流限制信号产生驱动信号，来控制所述功率开关的开关，从而控制从所述功率转换器的输入到所述功率转换器的输出的能量传递；电流限制发生器，所述电流限制发生器被耦合以产生电流限制信号；抖动发生器，所述抖动发生器被耦合以产生抖动信号；以及算术运算器电路，所述算术运算器电路被耦合以接收所述电流限制信号和所述抖动信号，其中，所述算术运算器电路被耦合以响应于所述电流限制信号和所述抖动信号产生所述已调制的电流限制信号。2.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述已调制的电流限制信号是所述电流限制信号和所述抖动信号的乘积。3.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述开关控制器还被耦合以接收来自使能电路的使能信号，所述使能电路被耦合以接收代表所述功率转换器的输出量的反馈信号，其中，开关控制器被耦合以响应于所述电流感测信号、所述已调制的电流限制信号和所述使能信号产生所述驱动信号。4.根据权利要求3所述的控制器，其中，代表所述功率转换器的输出量的所述反馈信号被耦合以通过一个感测电路产生，所述感测电路被耦合用于感测所述功率转换器的所述输出量。5.根据权利要求3所述的控制器，其中，所述驱动信号被耦合以响应于所述电流感测信号与所述已调制的电流限制信号的比较而关断所述功率开关，并且其中，所述驱动信号被耦合以响应于所述使能信号而使所述功率开关导通。6.根据权利要求3所述的控制器，其中，所述开关控制器包括被耦合用于产生所述驱动信号的触发器电路，其中，所述触发器电路被耦合以响应于所述电流感测信号与所述已调制的电流限制信号的比较进行复位，并且其中，所述触发器电路被耦合以响应于所述使能信号被置位。7.根据权利要求3所述的控制器，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰·希尔维尔·圣皮耶尔，G·M·帕姆，兰斯·王，戴维·迈克尔·休·马修斯，
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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