开关模式电源、其控制布置以及其操作方法技术

本发明专利技术公开一种用于开关模式电源(SMPS)的控制布置，所述SMPS包括光耦合器，其被配置成借助于LED电流将控制信号从所述开关模式电源的次级侧传输到初级侧，所述控制信号表示放大器参考信号与放大器感测信号之间的误差，所述放大器感测信号表示输出参数的实际值，所述控制布置包括：误差放大器，其被配置成对所述误差进行积分从而确定所述LED电流；和反馈环路，其被配置成通过修改所述放大器参考信号或所述放大器感测信号来调节所述LED电流的幅值以便减小所述误差。本发明专利技术还公开一种包括这类控制布置的SMPS和一种对应方法。

Switch mode power supply, its control arrangement and its operation method

The invention discloses a method for switching mode power supply (SMPS) control layout, the SMPS includes an optical coupler, configured with LED current control signal switch mode power supply from the secondary side of the transmission to the primary side, the control signal of the said amplifier reference signal and error signal between the sense amplifier the sense amplifier, signal output the actual measured values of the parameters, the control arrangement comprises an error amplifier, configured the error integral to determine the LED current; and the feedback loop is configured by modifying the amplifier reference signal or the signal sensing amplifier to adjust the LED current amplitude in order to reduce the error. The invention also discloses a SMPS and a corresponding method including this kind of control arrangement.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】开关模式电源、其控制布置以及其操作方法
本专利技术涉及开关模式电源、其控制布置和其操作方法。
技术介绍
在许多种开关模式电源中，借助于在SMPS的输出侧或次级侧上的误差放大器中得出的误差来调节输出参数，所述参数通常为输出电压；通常借助于光耦合器将对应于误差的信号发射到初级侧或输入侧，以维持输入侧与输出侧之间的电隔离。这类电源通常与例如用于笔记本电脑、手机、TV、台式PC等的适配器的消费者应用组合使用。虽然用于这类电源的光耦合器通常输出低电流，例如约为80μA，但仍可能要求对LED进行电流传输比为0.2的比方说400μA的电流供应。在低负载或“无负载”条件下，所述电流表示SMPS所消耗的功率的较大部分。由于连接到许多这类电源的电子设备通常很长一段时间保持在“断开”或“备用”状态，因此随着对浪费的功率、特别是在低负载或无负载条件下耗散的功率的要求越来越严，开关模式电源的对应低负载或无负载功率消耗将面临越来越多的监管。
技术实现思路
根据本公开的第一方面，提供用于开关模式电源的控制布置，该开关模式电源包括光耦合器，该光耦合器被配置成借助于LED电流将控制信号从开关模式电源的次级侧传输到初级侧，该控制信号表示放大器参考信号与放大器感测信号之间的误差，该放大器感测信号表示输出参数的实际值，该控制布置包括：误差放大器，其被配置成对误差进行积分来确定LED电流；和反馈环路，其被配置成修改放大器参考信号或放大器感测信号以便减小误差。在一或多个实施例中，反馈环路被配置成基于LED电流的幅值来修改放大器参考信号或放大器感测信号(ref)。在一或多个实施例中，误差放大器被配置成向LED提供LED控制信号，且其中反馈环路被配置成基于该LED控制信号来修改放大器参考信号或放大器感测信号。在一或多个实施例中，反馈环路被配置成：将补偿信号加到所接收参考信号中，以便提供放大器参考信号；或将补偿信号加到所接收感测信号中，以便提供放大器感测信号。以便减小误差。在一或多个实施例中，反馈环路包括被配置成传导LED电流的补偿电阻器。跨补偿电阻器降低的电压可以被配置成修改放大器参考信号或放大器感测信号。在一或多个实施例中，控制布置另外包括被配置成提供放大器参考信号或放大器感测信号的电阻分压器。电阻分压器可包括补偿电阻器。LED可以和电阻分压器中的电阻器子集并联连接。电阻分压器可以连接在SMPS的输出端与参考端(例如接地)之间。电阻分压器可以连接在参考电压端与参考端之间。电阻分压器可以限定感测节点或参考节点，以用于提供放大器参考信号或放大器感测信号。在一或多个实施例中，补偿电阻器包括非线性电阻器。补偿电阻器可包括阈值电流电平。控制布置可另外包括阈值设定块。阈值设定块可以被配置成：确定LED电流在稳态操作期间的所估计稳态电流电平；和基于所估计稳态电流电平来设定阈值电流电平。可以提供开关模式电源，该开关模式电源包括本文中公开的任何控制布置和光耦合器。根据本公开的另一方面，提供控制开关模式电源的方法，该开关模式电源包括光耦合器，该光耦合器被配置成借助于LED电流将控制信号从开关模式电源的次级侧传输到初级侧，该控制信号表示放大器参考信号与放大器感测信号之间的误差，该放大器感测信号表示输出参数的实际值，该方法包括：通过对误差进行积分从误差得出LED电流；和通过修改放大器参考信号或放大器感测信号来调节LED电流的幅值，以便减小误差。可以在反馈环路中实现对LED电流的幅值的调节。修改放大器参考信号或放大器感测信号以便减小误差可包括：将补偿信号加到所接收参考信号中，以便提供放大器参考信号；或将补偿信号加到所接收感测信号中，以便提供放大器感测信号。根据本公开的另一方面，提供用于开关模式电源的控制布置，该开关模式电源能够在突发模式下操作并且包括光耦合器，该光耦合器被配置成借助于LED电流将控制信号从开关模式电源的次级侧传输到初级侧，该控制信号表示参考信号与表示输出参数实际值的信号之间的时变误差，该控制布置包括：误差放大器，该误差放大器被配置用作比例积分误差放大器，以从时间相关误差得出LED电流；和反馈环路，该反馈环路被配置成通过修改时间相关误差来调节突发之间的LED电流的幅值。电源还可以在正常模式下操作。应了解，配置误差放大器以用作比例积分误差放大器并不妨碍该放大器具有另外一个功能。具体地说，该放大器也可以具有微分功能，而且作为比例积分误差放大器的功能可以包括作为比例积分微分或“PID”误差放大器的功能。因此，相对于不具有这类反馈环路的SMPS来说，当SMPS在突发模式下操作时，可以在突发之间的间隔期间减小光耦合器中的LED电流(瞬时电流和平均电流中的一或两个)，借此减少SMPS中的损耗。该输出参数可以是输出电压。由于误差放大器的积分函数可能导致积分器中的计数的累积，因此通过规定反馈环路修改积分函数，可提供仅在很小程度上或甚至可忽略的程度上影响误差放大器另一方面的操作的解决方案。因此，突发内的操作或另一操作模式(例如非突发模式的正常模式)下的操作可以不受影响或基本上不受影响。在一或多个实施例中，反馈环路包括电阻器。具体地说，电阻器可以处在LED电流的电流路径中；电阻器可以处在比例积分误差放大器的接地路径中。技术人员将了解，误差放大器可以以另外的方式被配置，使得电阻器处在另一路径中(例如本地接地)。例如，LED电流的电流路径可以通过本地接地直接连接到PI误差放大器。电阻器的阻值可以在10欧姆与100欧姆之间，或在10欧姆与500欧姆之间，并且在示例性实施方案中，电阻器的阻值可以为20欧姆。反馈环路可以被配置成通过将时间相关偏移加到参考信号中来修改时间相关误差。可以包括在比例积分误差放大器中的积分器能够对时变误差进行积分。时间相关偏移可以根据积分后的时变误差来测定，从而限制积分后的时变误差。反馈环路可以被布置成修改误差放大器的积分函数。在一或多个实施例中，突发模式具有大于50ms的重复周期。突发模式可以具有不超过100Hz的重复频率。根据本公开的另一方面，提供开关模式电源，该开关模式电源包括如上文所阐述的控制布置和光耦合器。具体地说，光耦合器可以与控制布置不同，并且光耦合器可以被配置成借助于LED电流将控制信号从开关模式电源的次级侧传输到初级侧，该控制信号表示参考信号与表示输出参数实际值的信号之间的时变误差。在一或多个实施例中，控制信号可以用在SMPS的初级侧上，以测定连续突发之间的时序。根据本公开的另一方面，提供控制开关模式电源的方法，该开关模式电源能够在突发模式下操作并且包括光耦合器，该光耦合器被配置成借助于LED电流将控制信号从开关模式电源的次级侧传输到初级侧，该控制信号表示参考信号与表示输出参数实际值的信号之间的时变误差，该方法包括：由比例积分误差放大器从时变误差得出LED电流；和由反馈环路通过修改时间相关误差来调节突发之间的LED电流的幅值。在一或多个实施例中，可以在反馈环路中实现对LED电流的幅值的调节。在一或多个实施例中，反馈环路包括在比例积分误差放大器的接地路径中的电阻器。将通过下文所描述的实施例清楚并且参考该等实施例阐明本专利技术的这些以及其它方面。附图说明将参考图式仅借助于例子来描述实施例，在图式中：图1以框图形式示出用于控制SMPS的电路布置的例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于开关模式电源的控制布置，其特征在于，所述开关模式电源包括光耦合器，所述光耦合器被配置成借助于LED电流将控制信号从所述开关模式电源的次级侧传输到初级侧，所述控制信号表示放大器参考信号与放大器感测信号之间的误差，所述放大器感测信号表示输出参数的实际值，所述控制布置包括：误差放大器，其被配置成对所述误差进行积分从而确定所述LED电流；和反馈环路，其被配置成修改所述放大器参考信号或所述放大器感测信号以便减小所述误差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.10 EP 15158372.11.一种用于开关模式电源的控制布置，其特征在于，所述开关模式电源包括光耦合器，所述光耦合器被配置成借助于LED电流将控制信号从所述开关模式电源的次级侧传输到初级侧，所述控制信号表示放大器参考信号与放大器感测信号之间的误差，所述放大器感测信号表示输出参数的实际值，所述控制布置包括：误差放大器，其被配置成对所述误差进行积分从而确定所述LED电流；和反馈环路，其被配置成修改所述放大器参考信号或所述放大器感测信号以便减小所述误差。2.根据权利要求1所述的控制布置，其特征在于，所述反馈环路被配置成基于所述LED电流的幅值来修改所述放大器参考信号或所述放大器感测信号。3.根据权利要求1所述的控制布置，其特征在于，所述误差放大器被配置成向所述LED提供LED控制信号，并且其中所述反馈环路被配置成基于所述LED控制信号来修改所述放大器参考信号或所述放大器感测信号。4.根据在前的任一项权利要求所述的控制布置，其特征在于，所述反馈环路被配置成：将补偿信号加到所接收参考信号中，以便提供所述放大器参考信号；或将补偿信号加到所接收感测信号中，以便提供所述放大器感测信号，以便减小所述误差。5.根据在前的任一项权利要求所述的控制布置，其特征在于，所述反馈环路包括被配置成传导所述LED电流的补偿电阻器，并且其中跨所述补偿电阻器降低的电压被配置成修改所述放大器参考信号或所述放大器感测信号。6.根据权利要求5所述的控制布置，其特征在于，进一步包括被配置成提供所述放大器参考信号或所述放大器感测信号的电阻分压器，其中所述电阻分压器包括所述补偿电阻器。7.根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯·哈贝尔施塔特，弗兰克·范伦斯，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL