多模式开关模式电源制造技术

多模式开关模式电源，当由所述电源提供的输出功率低于预定值时运行在第一控制模式，以及当所述输出功率高于所述预定值时运行在第二控制模式。开关模式电源包括开关（Ｓ１）和电感（Ｌ；Ｌｐ）的串联装置，串联装置被耦合来接收直流（ＤＣ）输入电压（Ｖｉｎ）。控制电路（ＣＣ）控制开关（Ｓ１）的接通和／或关断时间，以便在电感（Ｌ；Ｌｐ）中产生周期的电感电流（Ｉｐ）。在第一控制模式时，电感电流（Ｉｐ）的峰值是基本恒定的，与提供的输出功率无关。该几乎恒定的峰值基本上等于在第二控制模式改变到第二控制模式时的电感电流（Ｉｐ）的峰值。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多模式开关模式电源，用于当提供的输出功率低于预定值时运行在第一控制模式，以及当提供的输出功率高于预定值时运行在第二控制模式。NL-9201428揭示了双模式电源，包括带有初级绕组和次级绕组的变压器。初级绕组与开关的串联装置接收主电压。控制脉冲控制开关来稳定由次级绕组提供给负载的输出电压。在第一控制模式时，当检测到提供的功率低于预定值时，控制脉冲具有第一固定的重复频率。在第二控制模式时，当检测到提供的功率高于预定值时，控制脉冲具有高于第一固定重复频率的第二固定重复频率。已知的双模式开关模式电源的缺点在于，模式过渡导致输出电压的不想要的起伏。本专利技术的目的，尤其是，改进由模式过渡造成的输出电压的稳定性，而同时保持在低的输出功率时的高效率。为此，本专利技术的第一方面提供如权利要求1要求的、多模式开关模式电源。本专利技术的第二方面提供如权利要求5要求的、在多模式开关模式电源中使用的控制电路。在附属权利要求中规定了有利的实施例。按照本专利技术的多模式开关模式电源，当由多模式开关模式电源提供的输出功率(给一个负载或多个负载)低于预定值时运行在第一控制模式，以及当提供的输出功率高于这个预定值时运行在第二控制模式。在第一控制模式下，控制电路可以控制多模式开关模式电源的频率，得出与提供的输出功率无关的、电感电流的几乎恒定的峰值。第一控制模式下的电感电流的几乎恒定的峰值，基本上等于电感电流在第二控制模式改变到第一控制模式的时刻的峰值。第二控制模式改变到第一控制模式的时刻是通过输出功率降低到低于预定值而确定的。由于电感电流的峰值在控制模式之间过渡期间基本上是恒定的，开关模式电源的控制特性没有被打扰，以及输出电压将被很好地稳定，即使在这些过渡期间。在现有技术中，在初级绕组中电流的峰值在控制脉冲的重复频率在模式过渡期间改变时有很大的跳跃(因为，在模式过渡期间，提供的输出功率接近为恒定的)。这个峰值电流跳跃，就输出电压的稳定性和对输出电压的瞬态影响而论，在开关模式电源的控制环路中造成困难。控制环路想要一些时间来调整到新的峰值电流值，因此，输出电压的稳定性将不是最佳的。本专利技术的这些和其它方面从后面描述的实施例将是很明显的，以及将参照这些实施例来阐述。在附图中附图说明图1显示按照本专利技术的多模式开关模式电源的基本电路图，图1显示按照本专利技术的多模式开关模式电源的基本电路图，图2显示在按照本专利技术的多模式开关模式电源中使用的控制电路的实施例的方框图，图3显示按照本专利技术的多模式开关模式电源的实施例的更详细的电路图，图4A到4L显示阐述图3所示的多模式开关模式电源的实施例的运行的波形，图5显示在图3所示的多模式开关模式电源的实施例中使用的反馈电路的另一个实施例，以及图6显示按照本专利技术的多模式开关模式电源的另一个实施例。图1显示按照本专利技术的多模式开关模式电源的基本电路图。多模式开关模式电源包括开关S1和电感L的串联装置。串联装置被耦合来接收直流(DC)输入电压Vin。整流器D被耦合到电感L，把输出电压V0提供给负载Z0。控制电路CC接收输出电压V0，把控制信号Cs提供到开关S1的控制电极，用于控制开关S1的接通和或关断时间，以便稳定输出电压V0。电流测量电路CM测量流过电感的L的电感电流Ip的数值Mv。开关模式电源在提供给负载Z0的输出功率低于预定值时运行在第一控制模式，以及在提供的输出功率高于这个预定值时运行在第二控制模式。在第二控制模式下，开关模式电源可以运行在自振荡模式(还被称为SOPS模式)。电感电流Ip在开关S1被闭合的时刻开始流过电感L。当电感电流Ip达到参考值时，开关S1被打开，在电感L与开关S1的连接点N1处的电压上升，整流器D开始导通，以及功率被提供到负载Z0。当检测到电感被去磁化(电感L中的电流几乎是零)时，开关S1再次被闭合。参考值取决于被提供到负载Z的输出功率，以使得在高的输出功率时，电感电流Ip的峰值大于在低的输出功率时的峰值。这个SOPS模式将参照图4A到4F详细地被阐述。控制电路CC可被配置来得出不同于SOPS模式的第二控制模式。例如，可以实施固定的频率模式。在第一控制模式下，控制电路SS控制电感电流Ip的峰值，以使得它基本上是常数，与输出功率无关。在第一控制模式期间电感电流Ip的几乎恒定的峰值基本上等于电感电流Ip在第二控制模式改变到第一控制模式的时刻的峰值。这样，在两个控制模式之间的过渡非常平滑，因为电感电流Ip刚好在过渡之前和刚好在过渡之后基本上是相等的。控制电路在第一控制模式下的运行将参照图4G到4L被阐述。第二控制模式改变到第一控制模式的时刻由输出功率降低到低于预定值而被确定。在一个实施例中，这个时刻由电感电流Ip的峰值降低到低于某个值而被确定。图2显示在按照本专利技术的多模式开关模式电源中使用的控制电路的实施例的方框图。用与图1所使用的相同的参考数字表示的功能块和信号具有与参照图1阐述的相同的意义。控制电路CC包括比较器CP，反馈电路MC，和驱动电路DC。比较器CP把流过电感L的电感电流Ip的测量值Mv与参考值Vref进行比较。反馈电路MC接收输出电压V0，用来在第二控制模式期间根据输出电压V0改变参考值Vref，以及用来在第一控制模式期间产生基本上固定的参考值Vref。固定的参考值Vref基本上等于在第二控制模式改变到第一控制模式时的时刻的参考电平值Vref。驱动电路DC把控制信号Cs提供到开关S1的控制端，用来在测量值Mv穿过参考值Vref时关断开关S1。图3显示按照本专利技术的多模式开关模式电源的实施例的更详细的电路图。用与图1或2中所使用的相同的参考数字表示的功能块和信号具有与分别参照图1或2阐述的相同的意义。电感L现在是具有初级绕组LP，次级绕组LS，和辅助绕组LA的变压器TR。初级绕组LP被安排成与开关S1和电阻RF串联。串联装置接收DC输入电压Vin。开关S1被显示为FET，虽然可以使用任何适当的可控电子开关。电阻RF形成电流测量电路CM。开关S1与电阻RF的连接点用N4表示，以及载有测量值Mv。整流二极管D1被连接到次级绕组LS，用来提供输出电压V0。电容C平滑输出电压V0。辅助绕组LA提供一个电压V1，用来检测变压器TR是否被去磁化。初级绕组LP，次级绕组LS，和辅助绕组LA的极性用相应的点表示。二极管D1的极性被放置成得出正的输出电压V0。应当指出，初级绕组LP，次级绕组LS，辅助绕组LA，和二极管的变压器TR。初级绕组LP的极性可被选择为不同的。反馈电路MC包括运算放大器(也被称为opamp)OA1，比较器CP1，和开关SW2。运算放大器OA1具有一个倒相输入端，它通过被连接到在节点N5处的输出电压的分压器R1，R2接收反馈电压Vfb，一个非倒相输入端，接收参考电压Vref1，以及一个输出端，被连接到节点N2，提供电压Vop。电压Vop随由电源提供的输出功率而变化(在文献上，运算放大器OA1常常被称为误差放大器)。开关S2具有被连接到节点N2的第一端子Ta，接收参考电压Vref2的第二端子Tb，以及在节点N6处提供参考电压Vref的第三端子Tc。参考电压Vref2是参考电压Vref1的几分之一，例如，Vref2＝Vref1/4。当电压Vop高于参考电压Vref2时，开关S本文档来自技高网...

【技术保护点】
多模式开关模式电源，用于当由所述电源提供的输出功率低于预定值时运行在第一控制模式，以及当所述输出功率高于所述预定值时运行在第二控制模式，所述电源包括： 开关（Ｓ１）和电感（Ｌ；Ｌｐ）的串联装置，串联装置被耦合来接收直流（ＤＣ）输入电压（Ｖｉｎ），以及 控制电路（ＣＣ），用于周期地控制开关（Ｓ１）的接通和／或关断时间，以便在电感（Ｌ；Ｌｐ）中产生电感电流（Ｉｐ），其特征在于，控制电路（ＣＣ）还包括控制装置（ＣＰ，ＭＣ），用于在第一控制模式时控制所述电感电流（Ｉｐ）的峰值是基本恒定的，与提供的输出功率无关，该几乎恒定的峰值基本上等于在第二控制模式改变到第一控制模式时的所述电感电流（Ｉｐ）的峰值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PJM斯米德特，T迪尔鲍姆，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]