开关式电源、用于开关式电源的控制器及其操作方法技术

一种电源，包括ＰＦＣ级６和ＳＭＰＳ级８。所述电源可以在正常模式下操作，在正常模式下，ＰＦＣ级向ＳＭＰＳ级供应电压。在待机模式下，ＰＦＣ级以触发方式操作，以向ＳＭＰＳ级供应低电压，所述低电压足够高，以使当ＳＭＰＳ级需要供应负载时，ＳＭＰＳ级能够迅速响应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种开关式电源、 一种操作幵关式电源的方法、以及一种 用于切换开关式电源的控制器。
技术介绍
开关式电源广泛地用于在诸如电视、自己独立支撑的电源适配器等应 用中提供电压。如果输入电压被固定到合理的限度内，则可以为了成本和性能而优化开关式电源(SMPS)。这可以在SMPS的前面使用功率因子校正(PFC) 电路来提供固定的电压而实现。通常，PFC电路是升压变换器，所述升压 变换器用于供应比它的输入电压高的输出电压。经常需要电源在待机模式下操作，在待机模式下，SMPS应该连续供 应输出电压，但输出电压的负载电平很低。在这些情形下，PFC级可以被 切断，于是RFC级的输出与整流的输入电压相同。因为之后SMPS将需要从整流的电源电压而不是从PFC的正常输出电 压送出输出功率，所以当负载被再次连接时这导致问题。这个整流的电源 电压可显著小于正常的输出电压。在短暂的过渡期之后，PFC将能够送出它的正常输出电压，SMPS将 能够从由PFC供应的正常电压来供应负载。然而，在过渡期中，SMPS将 需要从低输入电压供应全载。为了实现这一点，可能需要更高规格的SMPS 来避免在SMPS的输出上获得与从PFC的正常输出电压供应负载所需的压 降相比不可接受的电压降。例如，SMPS中的变压器可能需要更大，或者 SMPS中的开关可能需要具有更高的额定电流。这个仅仅为了处理过渡期而对大功率SMPS的需求增加了产品的成 本，而增加成本是期望避免的
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种电源，包括功率因子校正级，所述功率因 子校正级具有功率输入和功率输出，所述功率输入用于接收输入功率，所 述功率输出用于以功率因子输出级电压输出输出功率；其中，所述功率因 子校正级能够在操作模式和截止模式之间切换；和开关式功率级，所述开关式功率级具有输出端和输入端，所述输出端 用于以供应电压向负载供应输出功率，所述输入端连接到所述功率因子校 正级的所述功率输出，用于以所述功率因子输出级电压接收功率；其中，所述功率因子校正级能够在操作模式和截止模式之间切换；所述电源布置成可以在正常模式和待机模式之间切换；和所述电源进一步包括控制器，所述控制器用于控制所述功率因子校正 级，以在正常模式下向所述开关式功率级供应正常功率因子输出级电压， 并且在待机模式下以触发模式操作，以供应在正常功率因子输出级电压以 下的电压范围内的功率。通过以比正常电压低的输出电压在触发模式下操作所述功率因子校 正级，当所述电源突然需要再次驱动全载时，所述电源能够在输出电压没 有突降或者不需要增强容量的SMPS级的情况下进行响应。所述功率因子校正级可以是开关式升压电路。在实施例中，所述控制器被布置成，在待机模式中，当功率因子输出 级电压下降到低触发电平以下时，接通所述功率因子校正级以触发，当功 率因子输出级电压上升到高触发电平以上时，截止所述功率因子校正级以 结束触发，所述高触发电平高于所述低触发电平，所述高触发电平和所述 低触发电平都在所述正常功率因子输出级电压以下。所述控制器可以包括双稳态器件，所述双稳态器件的输出用于控制所述功率因子校正级是 否处于触发模式；第一比较器，用于将所述功率因子输出级电压与所述低触发电平作比 较，所述第一比较器连接到所述双稳态器件，以当所述功率因子输出级电 压下降到所述低触发电平以下时将所述双稳态器件切换到触发模式；以及第二比较器，用于将所述功率因子输出级电压与所述高触发电平作比较，所述第二比较器连接到所述双稳态器件，以当所述功率因子输出级电 压上升到所述高触发电平以上时将所述双稳态器件切换出触发模式。在另一方面，本专利技术涉及一种用于电源的开关控制器，所述电源具有 开关式功率级，在连接线上的功率因子校正级输出作为所述开关式功率级 的输入，所述开关控制器包括输入，所述输入直接或间接地连接到连接线，以将所述连接线上的所 述功率因子输出级电压输入到所述开关控制器；开关输出(switching output),用于切换所述功率因子校正级；以及控制级，被布置成在正常模式下操作以控制所述功率因子校正级，从 而向所述开关式功率级供应正常功率因子输出级电压，以及控制所述功率 因子校正级以触发模式在待机模式下操作，从而以在所述正常功率因子输 出级电压以下的范围内的电压供应功率。本专利技术还涉及一种操作具有开关式功率级的电源的方法，所述开关式功率级以功率因子校正级的输出作为输入，所述方法包括 在正常模式和待机模式之间切换所述电源；在正常模式下操作所述功率因子校正级，以向所述开关式功率级供应正常功率因子输出级电压；以及在待机模式下以触发模式操作所述功率因子校正级，包括向所述开关 式功率级供应在所述正常功率因子输出级电压以下的范围内的电压。附图说明为了更好地理解本专利技术，现在将参照附图来描述实施例，其中 图l示出了根据本专利技术实施例的具有功率因子校正电路和开关式电源 电路的电源；图2示出了图1的实施例中的电路的切换； 图3示出了图1中的实施例的电路的部分。 在不同的图中，相同的元件用相同的标号表示。具体实施方式图1概括地示出了具有AC输入2、整流器4、功率因子校正(PFC)级6和提供输出10的开关式电源(SMPS)级8的本专利技术的实施例。PFC是升压变换器，具有连接到整流器4的输入22和连接到SMPS级8 的输出24。电感器12和二极管14被串联设置在输入22和输出24之间的第一 线26上，电容器16被设置成跨接于输出。由开关控制器20控制的开关18被设置成开关的一端连接到电感器和二极管之间的节点，开关的另一端 连接到输入22和输出24之间的另一线28。SMPS级8是在图1中示意性示出的传统的开关电源，具有通过连接32 连接到PFC级的输入30。图2示出了正常操作(40)期间和待机模式(42)中的波形。该图(从 上到下)示出了PFC输出电压(即，连接器32两端的电压)、整流的电源 输入电压(g卩，PFC级的输入22处的电压)、指示PFC是否被激活的信号、 以及负载。在正常操作中，为了使SMPS级能够供应负载，PFC级正常操作以供 应恒定的正常输出电压。可以理解，在这个模式下，开关18被快速地接通， 以实现所需的电压，这对升压变换器领域的技术人员是公知的。当负载去除时，在待机模式中，PFC级切换到触发模式，在触发模式 中，PFC只当PFC输出电压下降到低触发电平以下时导通，然后当输出电 压上升到高触发电平以上时又截止。在PFC导通的时间期间，PFC中的开 关迅速接通以增加电容器16两端的电压，因而增加PFC级的输出端24上的 电压。因此，在待机模式中的PFC输出电压保持在低触发电平和高触发电平 之间，在正常模式下为PFC输出电压以下的电平，但是处于如果PFC完全 截止时PFC输出电压将会下降到的电平以上的电平。图3的电路示出了这一点怎样可以被实现。第一比较器50将PFC输出电压与低触发电平作比较，第二比较器52将 PFC输出电压与高触发电平作比较。第一比较器50的输出和第二比较器52 的输出分别提供到用作双稳态器件的触发器54的置位端56和复位端58。触发器54的输出提供到OR门60， OR门60对触发器54的输出与指示正 常操作的正常模式操作线66上的信号进行逻辑OR运算并输出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源，包括：功率因子校正级（６），所述功率因子校正级（６）具有功率输入（２２）和功率输出（２４），所述功率输入（２２）用于接收输入功率，所述功率输出（２４）用于以功率因子输出级电压输出输出功率；其中，所述功率因子校正级（６）能够在操作模式和截止模式之间切换；开关式功率级（８），所述开关式功率级（８）具有输出端（１０）和输入端（３０），所述输出端（１０）用于以供应电压向负载供应输出功率，所述输入端（３０）连接到所述功率因子校正级（６）的所述功率输出（２４），用于以所述功率因子输出级电压接收功率；其中，所述功率因子校正级（６）能够在操作模式和截止模式之间切换；其中，所述电源布置成可以在正常模式和待机模式之间切换；所述电源进一步包括控制器（６４），所述控制器（６４）用于控制所述功率因子校正级（６），以在正常模式下向所述开关式功率级（８）供应正常功率因子输出级电压，并且在待机模式下以触发模式操作，以供应在正常功率因子输出级电压以下的电压范围内的功率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尔然斯特里克，盖瑞特特普斯特拉，威廉默斯HM郎厄斯莱格，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]