控制电路、电源和用于操作电源的方法技术

公开了控制电路、包括控制电路的电源以及用于操作电源的方法。控制电路被配置成：当电源处于备用模式时激活与电源的第一输出电容器(21)并联连接的第二输出电容器(22)，以及当电源处于正常工作模式时停用第二输出电容器(22)。(22)。(22)。

Control circuit, power supply and method for operating power supply

【技术实现步骤摘要】
控制电路、电源和用于操作电源的方法


[0001]本公开内容总体上涉及电源，特别地，涉及开关模式电源。

技术介绍

[0002]开关模式电源广泛地应用于各种应用。开关模式电源(SMPS)包括被配置成接收输入功率的输入端以及被配置成使负载与其连接的输出端。SMPS可以在负载连接至输出端时在正常工作模式下工作，并且在正常工作模式下向负载提供经调节的输出电压。
[0003]在负载连接至SMPS之前或者在负载已经断开连接之后，SMPS可以在备用模式下工作。在备用模式下，输入功率低于正常工作模式下的输入功率，但不为零。在备用模式下，输入功率主要用于为SMPS的控制电路系统供电。在备用模式下为控制电路供电，使得SMPS能够检测负载被连接并且一旦负载被连接就进入正常工作。
[0004]期望降低开关模式电源在备用模式下的功耗。

技术实现思路

[0005]一个示例涉及一种控制电路。该控制电路被配置成：当电源处于备用模式时，激活与电源的第一输出电容器并联连接的第二输出电容器，以及当电源处于正常工作模式时停用第二输出电容器。
[0006]另一示例涉及一种电源。该电源包括：具有输入端和输出端的转换器级；连接至转换器级的输出端的输出电路；以及控制电路。输出电路包括与转换器级的输出端连接的第一输出电容器以及第二输出电容器。控制电路被配置成：当电源处于备用模式时激活第二输出电容器，以及当电源处于正常工作模式时停用第二输出电容器。
[0007]另一示例涉及一种方法。该方法包括在正常工作模式或备用模式下操作电源，其中，在备用模式下操作电源包括激活与电源的第一输出电容器并联连接的第二输出电容器，并且其中，在正常工作模式下操作电源包括停用第二输出电容器。
附图说明
[0008]下面参照附图说明各示例。附图用作示出某些原理，使得仅示出对理解这些原理所必需的方面。附图不是按比例绘制的。在附图中相同的附图标记表示相似的特征。
[0009]图1示出了开关电源的电路图，该开关电源包括转换器级、输出电路和控制器并且可以在正常工作模式或备用模式下工作；
[0010]图2示出了说明在备用模式下操作电源的信号图；
[0011]图3示出了说明在在备用模式结束时操作电源的信号图；
[0012]图4示出了根据一个示例的控制器的框图；
[0013]图5示出了控制器的供电电路的一个示例；
[0014]图6示出了控制器的反馈电路的一个示例；
[0015]图7示出了说明在突发模式下由控制器生成的反馈信号和转换器级的输出电压的
信号图；
[0016]图8示出了说明在正常工作模式或备用模式下操作电源的状态图；
[0017]图9示出了说明电源从正常工作模式到备用模式的转变的信号图；
[0018]图10详细示出了转换器级的一个示例。
具体实施方式
[0019]在以下详细描述中参照附图。附图构成说明书的一部分并且出于说明的目的示出如何使用和实施本专利技术的示例。应当理解，除非另有特别说明，否则本文中所描述的各种实施方式的特征可以彼此组合。
[0020]图1示出了根据一个示例的开关电源(SMPS)的电路图。该电源包括开关转换器级1，开关转换器级1具有被配置成接收输入电压Vin和输入电流Iin的输入端11、12以及被配置成基于输入电压Vin和输入电流Iin提供输出电压Vout和输出电流Iout的输出端13、14。根据一个示例，输入电压Vin是直流电压。
[0021]该电源还包括输出电路2。该输出电路包括第一输出电容器21和第二输出电容器22。第一输出电容器21耦接至输出端13、14，更具体地，输出电容器21耦接在转换器级1的输出端13、14的第一输出节点13与第二输出节点14之间。第二输出电容器被配置成被激活或被停用。即，第二输出电容器22被配置成与第一输出电容器21并联连接或者与第一输出电容器21断开连接。为了使第二输出电容器22与第一输出电容器21并联连接或者为了使第一输出电容器21与第二输出电容器22断开连接，输出电路2包括第一电子开关23。第一电子开关23与第二输出电容器22串联连接，其中，包括第二输出电容器22和第一电子开关23的串联电路与第一输出电容器21并联连接。在下文中，具有第一输出电容器21、第二输出电容器22和第一电子开关23的电路也被称为输出电容器电路20。
[0022]参照图1，输出电路2还包括被配置成向负载(图1中以虚线示出)提供供电电压Vbus的输出端25、26。第二电子开关24连接在输出电容器电路20与输出端25、26之间。第二电子开关24可以被接通(激活)或断开(停用)。当第二电子开关24被接通时，输出电容器电路20连接至输出端25、26，使得输出端25、26处可得的供电电压Vbus基本上等于由转换器级1提供的输出电压Vout(第二电子开关24两端的电压降可忽略)。当第二电子开关24被关断时，输出电容器电路20与输出端25、26断开连接。在这种情况下，供电电压Vbus受负载限定并且从转换器级1到负载的功率传输被中断。
[0023]仅出于说明的目的，在图1示出的示例中，第二电子开关24连接在转换器级1的第一输出节点13与输出电路2的第一输出节点25之间。然而，这仅是示例。根据另一示例(未示出)，第二电子开关24连接在转换器级1的第二输出节点14与输出电路2的第二输出节点26之间。在每种情况下，当第二电子开关24被关断时，转换器级1与输出电路2的输出端25、26之间的功率传输被切断。
[0024]任何种类的常规电子开关均可以用于实现第一电子开关23和第二电子开关24。常规电子开关的示例包括但不限于MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管)、HEMT(高电子迁移率晶体管)、JFET(结型场效应晶体管)或其组合。根据一个示例，第二电子开关24是双向阻断电子开关，其包括两个串联构造的MOSFET，使得两个MOSFET的体二极管处于背靠背构造。
[0025]在图1示出的电源中，转换器级1的输入端11、12构成电源的输入端，并且输出电路2的输出端25、26构成电源的输出端。
[0026]可选地，输出电路2还包括连接在输出节点25、26之间的第三输出电容器28。该电容器的电容可以远小于第一输出电容器21的电容。根据一个示例，第三输出电容器28的电容小于第一输出电容器21的电容的10％、5％或2％。例如，第一输出电容器的电容在30微法拉(μF)与100微法拉之间。
[0027]根据一个示例，第二输出电容器22的电容高于第一输出电容器21的电容。根据一个示例，第二输出电容器22的电容是第一输出电容器21的电容的至少2倍、至少3倍、至少5倍或至少10倍。例如，第二输出电容器22的电容选自100微法拉(μF)至1000微法拉(μF)(＝1毫法拉)。
[0028]图1中示出的电源可以是所谓的USB(通用串行总线)PD(功率传输)设备的一部分。除了接收直流输入电压Vi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制电路，其被配置成：当电源处于备用模式时，激活与所述电源的第一输出电容器(21)并联连接的第二输出电容器(22)，以及当所述电源处于正常工作模式时，停用所述第二输出电容器(22)，其中，所述第二输出电容器(22)的介电强度小于所述第一输出电容器(21)的介电强度的50％。2.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述控制电路(3)还被配置成：控制所述电源的工作，使得所述电源在所述正常工作模式或所述备用模式下工作。3.根据权利要求2所述的控制电路，其中，所述控制电路(3)被配置成在所述备用模式下以突发模式操作所述电源。4.一种电源，包括：具有输入端(11，12)和输出端(13，14)的转换器级(1)；连接至所述转换器级(1)的输出端(13，14)的输出电路(2)；以及根据权利要求1至3中任一项所述的控制电路(3)，其中，所述输出电路(2)包括连接至所述转换器级(1)的输出端(13，14)的所述第一输出电容器(21)以及所述第二输出电容器(22)。5.根据权利要求4所述的电源，其中，所述第二输出电容器(22)的介电强度小于所述第一输出电容器(21)的介电强度的35％或20％。6.根据权利要求4或5所述的电源，其中，所述第二输出电容器(22)的电容是所述第一输出电容器(21)的电容的至少2倍、至少3倍、至少5倍或至少10倍。7.根据权利要求4至6中任一项所述的电源，其中，所述输出电路(2)还包括：第一电子开关(23)，其与所述第二输出电容器(22)串联连接，并且被配置成由所述控制电路(3)控制以激活或停用所述第二输出电容器(22)。8.根据权利要求4至7中任一项所述的电源，其中，所述输出电路(2)还包括：第二电子开关(24)，其连接在所述第一输出电容器(21)与所述电源的输出端(25...

【专利技术属性】
技术研发人员：张相皓，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：