具有用于减少功耗的突发模式操作的开关模式电源制造技术

根据本发明专利技术的一些方面，公开了开关模式电源转换器和控制方法。示例性电源转换器包括输入端子、输出端子、以及联接在所述输入端子和所述输出端子之间的变压器。所述变压器包括初级绕组和次级绕组。所述电源还包括联接到所述初级绕组的至少一个开关、和初级控制器，所述初级控制器联接到所述至少一个开关以控制所述至少一个开关的切换操作。所述初级控制器包括电压基准。所述电源还包括次级控制器，所述次级控制器配置成：在所述输出端子处检测空载状态，以及当所述次级控制器在所述输出端子处检测到所述空载状态时，通过调整所述初级控制器的所述电压基准而在突发模式下操作所述初级控制器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有用于减少功耗的突发模式操作的开关模式电源
本专利技术涉及具有用于减少功耗的突发模式操作的开关模式电源，包括具有用于减少待机功耗的突发操作模式的USBC型电力输送(PowerDelivery，PD)充电器。
技术介绍
本部分提供与本专利技术相关的背景信息，该背景信息不一定为现有技术。当设备连接到USBC型充电器/适配器时，该USBC型充电器/适配器保持输出电压处于近似固定的值。然而，USBC型充电器/适配器通常不具有连接的设备。这可以被视为充电器/适配器的待机模式。在一些应用中，对于充电器/适配器，在待机模式期间具有非常低的功耗是至关重要的。一些电源通过如下方式在突发模式下操作：使用模拟误差放大器来操作处于最大占空比的脉冲宽度调制(Pulse-WidthModulated，PWM)控制器以增大电源的输出电压，以及随着输出电压在最小值和最大值之间循环而开启和关闭PWM控制器。
技术实现思路
本部分提供本专利技术的概括性总结，且不是本专利技术的全部范围或本专利技术的所有特征的全面公开。根据本专利技术的一个方面，一种开关模式电源包括用于接收输入电压的输入端子、用于向负载提供输出电压的输出端子、以及联接在所述输入端子和所述输出端子之间的变压器。所述变压器包括初级绕组和次级绕组。所述电源还包括联接到所述初级绕组的至少一个开关、和初级控制器，所述初级控制器联接到所述至少一个开关以控制所述至少一个开关的切换操作。初级控制器包括电压基准。所述电源还包括次级控制器，所述次级控制器配置成：在所述输出端子处检测空载状态，以及当所述次级控制器在所述输出端子处检测到所述空载状态时，通过调整所述初级控制器的所述电压基准而在突发模式下操作所述初级控制器。根据本专利技术的另一个方面，公开了一种操作开关模式电源的方法。所述电源包括用于接收输入电压的输入端子、用于向负载提供输出电压的输出端子、以及联接在所述输入端子和所述输出端子之间且具有初级绕组和次级绕组的变压器。所述电源还包括联接到所述初级绕组的至少一个开关、以及联接到所述至少一个开关的初级控制器。所述初级控制器包括电压基准。所述电源还包括次级控制器。所述方法包括通过所述次级控制器在所述输出端子处检测空载状态。当在所述输出端子处检测到所述空载状态时，所述方法包括通过调整所述初级控制器的所述电压基准而在突发模式下操作使所述初级控制器。从本文中提供的描述，其它方面和应用领域将变得明显。应当理解，本专利技术的各个方面和特征可以单独地或与一个或多个其它方面或特征组合实现。还应当理解，本文中的描述和具体示例意图仅用于说明性目的且不意图限制本专利技术的范围。附图说明本文中所描述的附图仅用于所选实施方式而非所有可能的实现方式的说明性目的，且不意图限制本专利技术的范围。图1为根据本专利技术的一个示例性实施方式的开关模式电源的电路图。图2为图1的开关模式电源在突发操作模式期间的示例性输出电压的线图。图3为包括电容器和隔离器的图1的开关模式电源的电路图。图4为包括辅助电源电路和另一隔离器的图3的开关模式电源的电路图。图5为根据本专利技术的另一个示例性实施方式的USBC型充电器电源的框图。图6A为示出在初级控制器的开启时段期间的图5的电源中的功耗的框图。图6B为示出在初级控制器的关闭时段期间的图5的电源中的功耗的框图。贯穿附图中的多个视图，对应的附图标记指示对应的特征。具体实施方式现在将参照附图更全面地描述示例性实施方式。提供了示例性实施方式，使得本专利技术将是透彻的且将向本领域的技术人员充分地传达范围。对大量的特定细节(诸如特定部件、设备和方法的示例)进行陈述，以提供对本专利技术的实施方式的透彻理解。对本领域的技术人员显而易见的是，不一定采用特定细节，示例性实施方式可以体现为许多不同的形式，并且示例性实施方式不应该被解释为限制本专利技术的范围。在一些示例性实施方式中，没有对公知的过程、公知的设备结构和公知的技术进行详细描述。本文中所使用的术语仅出于描述具体示例性实施方式的目的而不旨在进行限制。如本文中所使用的，单数形式“一”和“该”也可以旨在包括复数形式，除非上下文另有明确说明。术语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”是包含性的且因此指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件、和/或其组合。本文中所描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或说明的特定顺序来执行，除非特别指出了执行顺序。还应当理解的是，可以采用额外的或替选的步骤。尽管在本文中可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受限于这些术语。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。当诸如“第一”、“第二”的术语和其它数字术语在本文中使用时不暗示次序或顺序，除非上下文有明确地说明。因而，在不脱离示例性实施方式的教导的情况下，以下所讨论的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一部分可以被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分。为了便于说明，在本文中可以使用空间相对术语，诸如“内部”、“外部”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，来描述如图中所示的一个元件或特征与其它的一个或多个元件或特征的关系。除了图中示出的方位之外，空间相对术语可以旨在包括设备在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的设备被翻转，则描述为在其它元件或特征的“下方”或“下面”的元件将被取向为在上述其它元件或特征的“上方”。因而，示例性的术语“下方”可以包括上方和下方两种方位。该设备可以被另外地取向(旋转90度或旋转到其它方位)且本文中所使用的空间相对描述符可以被相应地解释。根据本专利技术的一个示例性实施方式的开关模式电源在图1中示出且通常用附图标记100来指示。如图1所示，开关模式电源100包括用于接收输入电压的输入端子102、和用于向负载提供输出电压的输出端子104。变压器106具有初级绕组108和次级绕组110。变压器106联接在输入端子102与输出端子104之间。电源100包括联接到初级绕组108的开关112。初级控制器114联接到开关112且配置成控制开关112的切换操作。初级控制器114包括电压基准116。次级控制器118配置成在输出端子104处检测空载状态。次级控制器118配置成：当次级控制器118在输出端子104处检测到空载状态时，通过调整初级控制器114的电压基准116在突发模式下操作初级控制器114。次级控制器118可以通过调整初级控制器114的电压基准116以使输出端子104处的输出电压增大到上限突发阈值而在突发模式下操作初级控制器114。例如，次级控制器118可以增大初级控制器114的电压基准116，因此初级控制器114操作开关112以使输出端子104处的输出电压增大到更高值(例如上限突发阈值等)。在一些实施方式中，次级控制器118可以将初级控制器114的电压基准116调整到与上限突发阈值基本上相同的值。上限突发阈值可以为大于电源100在负载联接到输出端子104时的正常操作输出电压值的输出电压值。例如，上限突发阈值可以大约为电源100的最大允许(例如额本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关模式电源，包括：用于接收输入电压的输入端子；用于将输出电压提供给负载的输出端子；联接在所述输入端子和所述输出端子之间的变压器，所述变压器包括初级绕组和次级绕组；联接到所述初级绕组的至少一个开关；初级控制器，所述初级控制器联接到所述至少一个开关以控制所述至少一个开关的切换操作，所述初级控制器包括电压基准；以及次级控制器，所述次级控制器配置成：在所述输出端子处检测空载状态，以及当所述次级控制器在所述输出端子处检测到所述空载状态时，通过调整所述初级控制器的所述电压基准而在突发模式下操作所述初级控制器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种开关模式电源，包括：用于接收输入电压的输入端子；用于将输出电压提供给负载的输出端子；联接在所述输入端子和所述输出端子之间的变压器，所述变压器包括初级绕组和次级绕组；联接到所述初级绕组的至少一个开关；初级控制器，所述初级控制器联接到所述至少一个开关以控制所述至少一个开关的切换操作，所述初级控制器包括电压基准；以及次级控制器，所述次级控制器配置成：在所述输出端子处检测空载状态，以及当所述次级控制器在所述输出端子处检测到所述空载状态时，通过调整所述初级控制器的所述电压基准而在突发模式下操作所述初级控制器。2.根据权利要求1所述的电源，其中，所述次级控制器包括通用串行总线电力输送(USB-PD)数字控制器。3.根据权利要求1或2所述的电源，还包括联接在所述初级控制器和所述次级控制器之间的隔离器。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电源，其中，所述初级控制器包括误差放大器，以及所述电压基准联接到所述误差放大器。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电源，其中，所述次级控制器配置成：通过调整所述初级控制器的所述电压基准以使所述输出端子处的所述输出电压增大到上限突发阈值而在所述突发模式下操作所述初级控制器。6.根据权利要求5所述的电源，其中，所述上限突发阈值为大约20伏特。7.根据权利要求5或6所述的电源，其中，所述次级控制器配置成：在所述输出端子处的所述输出电压达到所述上限突发阈值之后关闭所述初级控制器，以及在所述输出端子处的所述输出电压减小到下限突发阈值时开启所述初级控制器。8.根据权利要求7所述的电源，其中，所述下限突发阈值为大约5伏特。9.根据权利要求7或8所述的电源，其中，所述次级控制器配置成：在关闭所述初级控制器之后，在睡眠模式下操作，直到所述输出端子处的所述输出电压减小到下限突发阈值。10.根据权利要求7至9中任一项所述的电源，还包括电容器，所述电容器配置成在所述输出电压从所述上限突发阈值减小到所述下限突发阈值期间存储所述输出电压的至少一部分。11.根据权利要求7至10中任一项所述的电源，其中，所述次级控制器配置成：在所述次级控制器在所述输出端子处检测到负载状态时，操作所述初级控制器以将所述输出端子处的所述输出电压减小到所述下限突发阈值。12.根据权利要求7至11中任一项所述的电源，还包括至少一个辅助电源电路，所述至少一个辅助电源电路配置成将电力提供给所述初级控制器，所述次级控制器配置成在关闭所述初级控制器时，关闭所述辅助电源电路以切断供应给所述初级...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，刘青峰，宫洵，李哲，
申请(专利权)人：雅达电子国际有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81