用于开关模式电源的系统和方法技术方案

公开了用于开关模式电源的系统和方法。根据实施例，一种方法，包括：接收电源的变化的负载条件或电压特性的指示，该电源在第一模式中经由电源的输出端口向负载提供电力；以及响应于接收到变化的负载条件或电压特性的指示来将电源的调节从在第一模式中向负载提供电流切换到在第二模式中从负载吸收电流。在第二模式中从负载吸收电流包括控制电源将从电源的输出端口向电源的输入端口传送能量。

System and method for switching mode power supply

Systems and methods for switching mode power supply are disclosed. According to one embodiment, a method includes: receiving power change of load conditions or voltage characteristics indicating the power supply in the first mode, the output port through the power supplied to the load power and load conditions; response indicator or voltage characteristics to receiving a change to the power of the power supply from the current regulation switch to provide absorption in the second mode current from the load to the load in the first mode. In the second mode, the current absorbed from the load includes a control power that transfers energy from the output port of the power source to the input port of the power supply.

【技术实现步骤摘要】
用于开关模式电源的系统和方法
本专利技术一般地涉及功率器件，并且在特定实施例中涉及用于开关模式电源的系统和方法。
技术介绍
直流(DC)到DC(DC到DC)变换器可以用作针对具有特定的电流和/或电压要求的负载(诸如发光二极管(LED)的链)的驱动器。LED链的光强度由流过其的电流的量控制，因此，传统的LED驱动器通常依赖于电流控制回路来调节流过LED链的电流。当负载为静态时，这些调节器相对有效地调节功率，但是当负载突然改变时，诸如当一个或多个LED被动态地旁路/短路时，这些调节器可能难以维持恒定的电流。更具体地，动态地使LED链中的LED短路瞬间减少LED链的正向电压偏置，这引起与LED链并联耦合的输出电容器放电。输出电容器的放电产生通过LED链的电流尖峰，其具有损坏其余LED的可能性。电流尖峰可能对于电流控制回路来说难以调节，因为电流尖峰相对快速地发生并且主要由输出电容器而不是由稳压电源驱动。
技术实现思路
根据实施例，一种方法包括：接收电源的变化的负载条件或电压特性的指示，该电源在第一模式中经由电源的输出端口向负载提供电力；以及响应于接收到变化的负载条件或电压特性的指示来将电源的调节从在第一模式中向负载提供电流切换到在第二模式中从负载吸收电流。在第二模式中从负载吸收电流包括控制电源从电源的输出端口向电源的输入端口传送能量。附图说明为了更加完整地理解本公开及其优点，现在参考结合附图进行的以下描述，在附图中：图1示出了传统的LED驱动器架构的图；图2示出了经历动态负载减小的传统的LED驱动器的输出上的电流尖峰的曲线图；图3a和图3b示出了根据各种实施例的电源架构的图；图4示出了实施例LED驱动器架构的图；图5示出了可以用于实现实施例能量回收电路的SEPIC变换器的图；图6示出了可以用于实现实施例双向电源电路的H桥变换器；图7示出了实施例处理系统的图；以及图8示出了实施例方法的流程图。除非另有说明，否则不同的附图中的相应的数字和符号通常指代相应的部分。绘制附图以清楚地示出实施例的相关方面，并且不一定按比例绘制。具体实施方式下面详细讨论本公开的实施例的做出和使用。然而，应当理解，本文公开的构思可以在各种各样的具体上下文中实施，并且本文中讨论的具体实施例仅仅是说明性的，而不用于限制权利要求的范围。此外，应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。尽管在LED驱动器的上下文中描述本公开的很多内容，但是应当理解，本文种提供的构思适用于其他电源电路。在实施例中，LED电源从输入节点向一个或多个LED传送电力。在正常操作期间，电源使用电流调节回路来调节流向LED的电流。然而，在改变所提供的LED的数目之前，将输出电容器放电到与LED的组合正向电压相对应的电压。在一些实施例中，这可以通过在负载条件改变之前将电源的调节从电流控制回路切换到电压控制回路来完成。因此，电压控制回路将功率驱动器的电压降低到目标电压，之后可以改变负载条件而不触发输出电容器的放电。在一些实施例中，存储在输出电容器中的能量通过将能量从耦合至电源的输出的电容器传送回到电源的输入来回收。在一些情况下，该能量可以被传送到耦合至LED电源的输入的输入电容器和/或电池。例如，可以使用与LED电源并联耦合的回收电路(诸如第二功率变换器电路)或者经由以反向操作模式操作的LED电源本身来实现这种能量传送。下面更详细地描述这些和其它方面。图1示出了包括适于对LED链120供电的传统的LED驱动器110的LED驱动器架构100。如图所示，传统的LED驱动器110包括耦合至LED链120的输出112。电流测量电路114测量提供给LED链120的电流，并且提供电流反馈信号115，电流反馈信号115由LED驱动器110使用用于调节提供给LED链120的电流.。LED链112的光强度主要取决于流过LED链112的电流。因此，传统的LED驱动器110使用电流反馈信号115来维持输出112上的电流电平以调节LED的亮度。在传统的LED驱动器110的操作期间，可以动态地改变LED链120中的LED的数目。例如，可以动态地旁路LED链120中的一个或多个LED以缩短LED链120，从而瞬时减少LED链120上的正向电压偏置。这引起输出电容器116至少部分地放电并且产生通过LED链120的电流尖峰。从LED驱动器110的电流控制回路的角度来看，电流尖峰难以削减，因为电流尖峰相对快速地发生，并且主要由输出电容器116的放电来驱动，而不是由传统的LED驱动器110提供的功率来驱动。图2示出了当LED链120从四个LED缩短到三个LED时，在传统的LED驱动器110的输出112上发生的电流尖峰206的曲线图。从图2中可见，LED驱动器110的输出电压Vout从启动电压202转变到最终电压204。启动电压202等于大约四个LED正向电压，最终电压206等于大约三个LED正向电压。由于电容器116的放电，在从起始电压202到最终电压204的转变期间发生输出电流Iout中的电流尖峰206。类似的问题可能存在于驱动动态可切换负载的其他类型的电源中。本专利技术的实施例通过使用电压控制回路在动态负载事件之前调节电源的输出来减轻在动态地缩短串联连接的电路元件的链时的电流尖峰。例如，电压控制回路可以将电源的输出电压从与当前连接的LED120的正向电压之和相对应的第一电压平滑地转变到与在链被缩短之后的LED的正向电压之和相对应的第二电压。在该电压转变期间，存储在电容器116中的能量被传送到功率变换系统的输入，从而回收能量。图3a示出了包括适于驱动串联连接的电路元件320的链的双向电源310的实施例电源系统300。串联连接的电路元件320的链可以包括串联耦合的任何类型的电路元件(例如，二极管、电阻器、电容器等)，并且可以适于在动态负载事件期间被动态地缩短和/或延长。在一些实施例中，串联连接的电路元件320可以包括可选择的串联连接的LED。在替代实施例中，串联连接的电路元件320可以被包括非串联连接的元件的可切换负载代替。控制电路330可以确定与串联连接的电路元件320的链相关联的负载条件何时将被动态地改变，然后将电源310的操作从其中电流控制器314用于调节输出电流Icharge的第一模式转变到其中电压控制器315用于调节输出电压Vout的第二模式。如图所示，电流控制器314从测量双向电源310的输出电流的电流测量电路114接收反馈信号，并且电压控制器通过监测双向电源310的输出电压Vout来接收信号。输出电压Vout可以被电压控制器315直接地监测，或者经由包括例如分压器、光耦合器的反馈电路或其它合适的反馈电路来监测。在一些实施例中，电压控制器315可以使用间接方法来确定输出电压Vout。电流控制与电压控制之间的操作变化由选择开关313来表示，选择开关313可以恰好在负载条件改变之前切换。然而，应当理解，任何合适的电路或系统可以用于在使用电流控制器314与使用电压控制器315之间转变操作。在各种实施例中，电流控制器314、双向电源310及其相关联的反馈路径形成电流控制回路，并且电压控制器315、双向电源310及其相关联的反馈路径形成电压控制回路。电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：接收电源的变化的负载条件或电压特性的指示，所述电源在第一模式中经由所述电源的输出端口向负载提供电力；以及响应于接收到所述变化的负载条件或电压特性的所述指示来将所述电源的调节从在所述第一模式中向所述负载提供电流切换到在第二模式中从所述负载吸收电流，其中在所述第二模式中从所述负载吸收电流包括控制所述电源从所述电源的所述输出端口向所述电源的输入端口传送能量。

【技术特征摘要】
2016.03.07 US 15/062,7461.一种方法，包括：接收电源的变化的负载条件或电压特性的指示，所述电源在第一模式中经由所述电源的输出端口向负载提供电力；以及响应于接收到所述变化的负载条件或电压特性的所述指示来将所述电源的调节从在所述第一模式中向所述负载提供电流切换到在第二模式中从所述负载吸收电流，其中在所述第二模式中从所述负载吸收电流包括控制所述电源从所述电源的所述输出端口向所述电源的输入端口传送能量。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述负载包括在第一周期期间具有第一数目的电路元件的串联连接的电路元件的链；以及在串联连接的电路元件的所述链的长度在第二周期的开始处从所述第一数目的电路元件改变为第二数目的电路元件之前接收所述变化的负载条件或电压特性的所述指示。3.根据权利要求2所述的方法，其中串联连接的电路元件的所述链包括发光二极管(LED)的链，其在所述第二周期的开始处从第一数目的发光二极管缩短到第二数目的发光二极管。4.根据权利要求2所述的方法，还包括：在串联连接的电路元件的所述链的长度已经从所述第一数目的电路元件改变为所述第二数目的电路元件之后，将所述电源的调节切换回在所述第一模式中向所述负载提供电流。5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第二模式中从所述负载吸收电流包括将所述电源的输出从初始电压改变为目标电压。6.根据权利要求5所述的方法，其中：所述目标电压小于所述初始电压；以及所述方法还包括当将所述电源的输出从所述初始电压改变为所述目标电压时使耦合至所述电源的所述输出端口的电容器放电。7.根据权利要求1所述的方法，其中：所述电源包括双向电源；在所述第一模式中向所述负载提供电流包括在第一方向上操作所述双向电源；以及在所述第二模式中从所述负载吸收电流包括在与所述第一方向相反的第二方向上操作所述双向电源。8.根据权利要求7所述的方法，其中：所述双向电源包括与第二功率变换器并联耦合的第一功率变换器；在所述第一方向上操作所述双向电源包括在所述第一方向上操作所述第一功率变换器；以及在所述第二方向上操作所述双向电源包括在所述第二方向上操作所述第二功率变换器。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第二功率变换器包括单端初级电感变换器(SEPIC)。10.根据权利要求1所述的方法，其中：在所述第一模式中向所述负载提供电流包括使用电流控制回路在第一方向上调节所述电流；以及从所述负载吸收电流包括：监测所述电源的所述输出端口的电压，将所监测的电压与阈值相比较，以及使用电流控制回路在与所述第一方向相反的第二方向上调节所述电流直到所监测的电压达到所述阈值。11.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一模式中向所述负载提供电流包括使用电流控制回路在第一方向上调节所述电流；以及从所述负载吸收电流包括使用电压控制回路控制所述电源的所述输出端口的电压。12.一种设备，包括：端口，其被配置成接收电源的变化的负载条件或电压特性的指示，所述电源在第一模式中经由所述电源的输出端口向负载提供电力；以及控制器，其被配置成响应于接收到所述变化的负载条件或电压特性的所述指示来将所述电源的调节从在所述第一模式中向所述负载提供电流切换到在第二模式中从所述负载吸收电流，其中在所述第二模式中从所述负载吸收电流包括控制所述电源从所述电源的所述输出端口向所述电源的输入端口传送电力。13.根据权利要求12所述的设备，其中所述负载包括在第一周期期间具有第一数目的电路元件的串联连接的电路元件的链；以及在串联连接的电路元件的所述链的长度在第二周期的开始处从所述第一数目的电路元件改变为第二数目的电路元件之前接收所述变化的负载条件或电压特性的所述指示。14.根据权利要求13所述的设备，其中串联连接的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·加尔瓦诺，P·米拉内西，R·彭佐，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE