具有休眠/唤醒模式的功率转换器制造技术

脱机功率转换器在无负载或非作用中(无负载需求)时汲取极小量的功率，能够通过允许起动控制器及/或次侧控制器进入休眠模式(所述控制器内的功能关闭)来进一步降低功率消耗。当所述起动控制器或所述次侧控制器中的任一者的能量存储电容器达到低电荷状态时，任一控制器可唤醒其本身及另一控制器，借此允许所述功率转换器变为作用中，直到两个能量存储电容器经刷新而足以使所述控制器回到低功率休眠模式中。从AC线汲取极少的平均功率的此循环继续，直到需要所述功率转换器保持被唤醒(操作模式)且将功率输送到负载。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有休眠/唤醒模式的功率转换器相关申请案的交叉参考本申请案主张2015年8月21日申请的共同拥有的第62/208,123号美国临时专利申请案的优先权；且涉及2015年11月19日申请的第14/945,729号美国专利申请案及2015年6月1日申请的第62/169,415号美国临时专利申请案，其中所有申请案特此出于所有目的而以引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及功率转换器，且特定来说涉及在轻负载或无负载条件期间有效率地将功率转换器置于低功率休眠模式且接着在负载需要来自功率转换器的功率时将功率转换器从休眠模式唤醒。
技术介绍
功率转换器，特定来说切换模式AC/DC功率转换器，通常具有用以降低在轻负载及无负载条件期间使用的功率的独有电路。可使用具有低功率备用模式的功率转换器以在轻负载及无负载条件期间有效率地操作功率转换器。越来越迫切地需要在功率转换器在休眠模式中无负载或非作用中(无负载需求)时汲取极小量的功率的脱机功率转换器。
技术实现思路
因此需要降低在功率转换器处于休眠模式时使用的功率。根据实施例，一种用于进入及退出功率转换器中的低功率休眠模式的方法可包括以下步骤：提供初级侧能量存储电路，所述初级侧能量存储电路可包括初级侧起动控制器、耦合到变压器的功率开关及初级侧能量存储电容器；提供次级侧能量存储电路，所述次级侧能量存储电路可包括次级侧控制器及次级侧能量存储电容器；通过所述变压器耦合所述初级侧及次级侧能量存储电路；在起动期间用所述初级侧起动控制器控制所述功率开关，直到所述次级侧能量存储电容器上的操作电压达到所要值；及进入低功率休眠模式，其中在低IQ模式中的所述初级侧及次级侧电路根据存储于其相应能量存储电容器中的能量操作，其中当所述能量存储电容器中的任一者上的相应电压可小于或等于相应低电压限值时，则所述初级侧起动控制器可唤醒其本身或所述次级侧控制器可唤醒其本身及所述初级侧起动控制器，借此可对所述初级侧及次级侧能量存储电容器充电，直到两个相应电压都可大于其相应低电压限值。根据所述方法的另一实施例，其可包括以下步骤：在确定所述初级侧能量存储电容器上的所述电压可大于初级侧高电压限值之后，使所述初级侧起动控制器进入所述低功率休眠模式。根据所述方法的另一实施例，其可包括以下步骤：在确定已超过所述初级侧高电压限值之后，开始初级侧高电压限值定时器；及在所述初级侧高电压限值定时器已超时之后，增大由所述初级侧起动控制器汲取的电流。根据所述方法的另一实施例，其可包括以下步骤：在确定所述初级侧起动控制器可处于所述低功率休眠模式之后，使所述次级侧控制器进入所述低功率休眠模式。根据所述方法的另一实施例，确定所述初级侧起动控制器可处于所述休眠模式的所述步骤可包括确定所述功率开关可未在切换中的步骤。根据所述方法的另一实施例，其可包括以下步骤：在所述次级侧控制器进入所述低功率休眠模式之前，用所述次级侧控制器提升所述次级侧能量存储电容器上的所述电压。根据所述方法的另一实施例，提升所述次级侧能量存储电容器上的所述电压的所述步骤可引起所述初级侧能量存储电容器上的所述电压增大。根据所述方法的另一实施例，其可包括以下步骤：在确定所述初级侧能量存储电容器上的所述电压可大于初级侧高电压限值之后，使所述初级侧起动控制器进入所述低功率休眠模式。根据所述方法的另一实施例，控制所述功率开关的所述步骤可包括以下步骤：将第一DC电压施加到所述初级侧起动控制器；用所述初级侧起动控制器接通及断开所述功率开关，其中所述第一DC电压及所述功率开关可耦合到所述变压器的初级绕组，借此可在所述变压器的次级绕组上产生AC电压；用第二整流器整流来自所述变压器的所述次级绕组的所述AC电压以提供第二DC电压，以供电给所述次级侧控制器及负载；及当所述第二DC电压可处于所要电压值时，将对所述功率开关的控制从所述起动控制器转移到所述次级侧控制器。根据另一实施例，一种具有低功率休眠模式的功率转换器可包括：初级侧起动控制器，其耦合到第一DC电压；变压器，其具有初级及次级绕组，其中所述变压器初级绕组可耦合到所述第一DC电压；电流测量电路，用于测量通过所述变压器的所述初级绕组的电流，且将所述经测量初级绕组电流提供到所述初级侧起动控制器；功率开关，其耦合到所述变压器初级，且耦合到所述初级侧起动控制器并受控于所述初级侧起动控制器；次级侧整流器，其耦合到所述变压器次级绕组以提供第二DC电压；次级侧控制器，其耦合到所述初级侧起动控制器及所述次级侧整流器；及所述初级侧起动控制器及所述次级侧控制器可具有低功率休眠模式。根据另一实施例，当所述初级侧起动控制器接收到所述第一DC电压时，其可开始控制所述功率开关接通及断开，借此电流可流动通过所述变压器初级，AC电压可跨所述变压器次级绕组而产生，来自所述次级侧整流器的DC电压可将所述次级侧控制器通电，且当所述第二DC电压达到所要电压电平时，所述次级侧控制器可从所述初级侧起动控制器接管对所述功率开关的控制。根据另一实施例，当初级侧能量存储电容器上的电压可大于初级侧高电压限值时，所述初级侧起动控制器可进入所述低功率休眠模式。根据另一实施例，当所述初级侧起动控制器可处于所述低功率休眠模式时，所述次级侧控制器可进入所述低功率休眠模式。根据另一实施例，当所述初级侧起动控制器可处于所述低功率休眠模式时，所述功率开关可未在切换中。根据另一实施例，所述次级侧控制器可在进入所述低功率休眠模式之前提升次级侧能量存储电容器上的电压。根据另一实施例，当所述次级侧能量存储电容器上的所述电压可提升时，所述初级侧能量存储电容器上的所述电压也可上升，其中所述初级侧起动控制器可检测所述初级侧能量存储电容器上的电压的此上升，且借此可进入所述低功率休眠模式。根据另一实施例，所述初级侧起动控制器可包括：电压调节器，其具有输入及输出；内部偏压电路，其耦合到所述电压调节器输出；欠电压及过电压锁定电路，其耦合到所述电压调节器输出；电流调节器及逻辑电路，用于产生脉宽调制(PWM)控制信号；固定断开时间电路，其耦合到所述逻辑电路；功率驱动器，其耦合到所述逻辑电路且提供PWM控制信号以控制外部功率开关；外部栅极命令检测电路，其耦合到所述逻辑电路且经调适以接收外部PWM控制信号，其中当可检测到所述外部PWM控制信号时，所述外部栅极命令检测电路引起控制所述外部功率开关从所述逻辑电路改变到所述外部PWM控制信号；及第一及第二电压比较器，其具有耦合到所述内部电流调节器的输出，及耦合到电流感测输入的输入。根据另一实施例，消隐电路可耦合于所述电流感测输入与所述第一及第二电压比较器输入之间。根据另一实施例，固定断开时间电路时间周期可由电容器的电容值确定。根据另一实施例，所述初级侧起动控制器可包括开环电流调节器及功率开关驱动器。根据另一实施例，其中所述初级侧起动控制器可为简单、低成本模拟装置。根据另一实施例，所述次级侧控制器可选自由微控制器、模拟控制器及组合模拟及数字控制器组成的群组。附图说明通过结合附图，参考以下描述可获得对本专利技术的更完全理解，在附图中：图1说明根据本专利技术的特定实例实施例的经调适用于降低功率转换器中的备用功率的低电压版本的起动控制器的示意框图；图2说明根据本专利技术的特定实例实施例的经调适用于通过使用图1中所示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于进入及退出功率转换器中的低功率休眠模式的方法，所述方法包括以下步骤：提供初级侧能量存储电路，所述初级侧能量存储电路包括初级侧起动控制器，功率开关，其耦合到变压器，及初级侧能量存储电容器；提供次级侧能量存储电路，所述次级侧能量存储电路包括次级侧控制器，及次级侧能量存储电容器；通过所述变压器耦合所述初级侧及次级侧能量存储电路；在起动期间，用所述初级侧起动控制器来控制所述功率开关，直到所述次级侧能量存储电容器上的操作电压达到所要值；及进入低功率休眠模式，其中在低IQ模式中的所述初级侧及次级侧电路根据经存储于其相应能量存储电容器中的能量来操作，其中当所述能量存储电容器中的任一者上的相应电压小于或等于相应低电压限值时，所述初级侧起动控制器可唤醒其本身或所述次级侧控制器可唤醒其本身及所述初级侧起动控制器，借此对所述初级侧及次级侧能量存储电容器充电直到两个相应电压都大于其相应低电压限值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.21 US 62/208,123;2016.08.19 US 15/241,9931.一种用于进入及退出功率转换器中的低功率休眠模式的方法，所述方法包括以下步骤：提供初级侧能量存储电路，所述初级侧能量存储电路包括初级侧起动控制器，功率开关，其耦合到变压器，及初级侧能量存储电容器；提供次级侧能量存储电路，所述次级侧能量存储电路包括次级侧控制器，及次级侧能量存储电容器；通过所述变压器耦合所述初级侧及次级侧能量存储电路；在起动期间，用所述初级侧起动控制器来控制所述功率开关，直到所述次级侧能量存储电容器上的操作电压达到所要值；及进入低功率休眠模式，其中在低IQ模式中的所述初级侧及次级侧电路根据经存储于其相应能量存储电容器中的能量来操作，其中当所述能量存储电容器中的任一者上的相应电压小于或等于相应低电压限值时，所述初级侧起动控制器可唤醒其本身或所述次级侧控制器可唤醒其本身及所述初级侧起动控制器，借此对所述初级侧及次级侧能量存储电容器充电直到两个相应电压都大于其相应低电压限值。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括以下步骤：在确定所述初级侧能量存储电容器上的所述电压大于初级侧高电压限值之后，使所述初级侧起动控制器进入所述低功率休眠模式。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其进一步包括以下步骤：在确定已超过所述初级侧高电压限值之后，开始初级侧高电压限值定时器；及在所述初级侧高电压限值定时器已超时之后，增大由所述初级侧起动控制器汲取的电流。4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其进一步包括以下步骤：在确定所述初级侧起动控制器处于所述低功率休眠模式之后，使所述次级侧控制器进入所述低功率休眠模式。5.根据权利要求4所述的方法，其中确定所述初级侧起动控制器处于所述休眠模式的所述步骤包括确定所述功率开关未在切换中的步骤。6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其进一步包括以下步骤：在所述次级侧控制器进入所述低功率休眠模式之前，用所述次级侧控制器来提升所述次级侧能量存储电容器上的所述电压。7.根据权利要求6所述的方法，其中提升所述次级侧能量存储电容器上的所述电压的所述步骤引起所述初级侧能量存储电容器上的所述电压增大。8.根据权利要求6或权利要求7所述的方法，其进一步包括以下步骤：在确定所述初级侧能量存储电容器上的所述电压大于初级侧高电压限值之后，使所述初级侧起动控制器进入所述低功率休眠模式。9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中控制所述功率开关的所述步骤包括以下步骤：将第一DC电压施加到所述初级侧起动控制器；用所述初级侧起动控制器来接通及断开所述功率开关，其中所述第一DC电压及所述功率开关耦合到所述变压器的初级绕组，借此在所述变压器的次级绕组上产生AC电压；用第二整流器来整流来自所述变压器的所述次级绕组的所述AC电压以提供第二DC电压，以供电给所述次级侧控制器及负载；及当所述第二DC电压处于所要电压值时，将对所述功率开关的控制从所述起动控制器转移到所述次级侧控制器。10.一种具有低功率休眠模式的功率转换器，其包括：初级侧起动控制器，其耦合到第一DC电压；变压器，其具有初级及次级绕组，其中所述变压器的初级绕组耦合到所述第一DC电压；电流测量电路，其用于测量通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·奎格利，
申请(专利权)人：密克罗奇普技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US