一种供在电源中使用的示例性控制器包括：零交叉检测(ZCD)电路和间歇的开关控制电路。所述ZCD电路被耦合以响应于所述电源的ac输入电压的零交叉而产生ZCD信号。所述间歇的开关控制电路被耦合至所述ZCD电路，以产生开关信号，从而控制开关以调节所述电源的输出。所述间歇的开关控制电路响应于所述ZCD信号而产生所述开关信号，该开关信号具有有开关的间隔和无开关的间隔，其中所述有开关的间隔具有与所述ac输入电压的零交叉同步的开始，且其中所述无开关的间隔具有与所述ac输入电压的另一零交叉同步的开始。
【技术实现步骤摘要】
本公开内容总体涉及电源，具体地但不排他地，涉及用于开关模式电源的控制器。
技术介绍
电子器件使用电力来运转。开关模式电源由于其效率高、尺寸小和重量轻而被普遍用来为许多现在的电子设备提供动力。常规壁式插座提供低频率的交流电。在开关电源中，交流(ac)输入通过高频(HF)开关和能量传递元件(energy transfer element)例如感应器或变压器被转换以提供适调直流(dc)输出。开关模式电源控制器通常通过感测输出并在闭环中控制输出来提供输出调节。在开关模式电源的运转中，高频开关被用于通过改变开关的接通时间、断开时间或开关频率来提供期望的输出。通常，在脉冲宽度调制PWM 中，占空比被控制，其中占空比是接通时间与总开关周期的比值。在设计开关模式电源时，通常考虑例如效率、尺寸、重量和成本等要求。控制开关模式电源的开关的控制器可以被设计为符合某些管理机构的效率要求。例如，常规控制器可以被设计成控制开关模式电源的开关，以在无负载或低负载功率状况下减小功率消耗， 同时被设计成在较高负载状况下提高效率。用于减小开关模式电源在低负载和无负载状况下的功率损耗的一种方法通常被称作“突发模式控制(Burst Mode Control)”。采用这种常规的突发模式控制方法，在低负载或无负载状况下通过窄占空比开关脉冲的短间隔(即“突发间隔(burst interval)") 提供输出调节。这些突发间隔通常被配置为一旦输出电压落在一较低值以下就开始，且一旦输出上升至一较高值以上就停止。因此，突发间隔相对于ac输入电压开始和停止的时间是随机的。突发间隔相对于ac输入电压的这种随机的开始和停止可能会导致较高的开关损耗、较低的效率，以及增大的EMI噪声。在一些情形中，甚至可产生听得见的噪声。附图说明参照下列图来描述本专利技术的非限制性、非穷举性实施方案，其中除非另有规定，在所有各个视图中相同的参考数字指代相同的部分。图1是示出本专利技术一个实施方案的示例性开关电源的功能方块图。图2是示出本专利技术一个实施方案的示例性控制器的功能方块图。图3是示出在图1的电源和图2的控制器的运转中在有开关的间隔(interval of switching)和无开关的间隔(interval of no switching)之间改变的过程的流程图。图4是示出图1的电源和图2的控制器的示例性波形的示图。图5是示出本专利技术一个实施方案的示例性控制器的功能方块图。图6是示出本专利技术一个实施方案的利用双重阈值检测的示例性控制器的功能方块图。图7是示出在图6的控制器的运转中在有开关的间隔和无开关的间隔之间改变的过程的流程图。图 8是示出本专利技术一个实施方案的具有间歇的(punctuated)开关控制电路和非间歇的(non-punctuated)开关控制电路的示例性控制器的功能方块图。图9A是示出本专利技术一个实施方案的具有电流感测平均值电路的示例性控制器的功能方块图，所述电流感测平均值电路包括可选择的增益。图9B是示出本专利技术一个实施方案的具有电流感测平均值电路的另一个示例性控制器的功能方块图，所述电流感测平均值电路包括可选择的增益。具体实施例方式本文描述了用于在电源中提供与ac输入电压的零交叉同步的有开关的间隔和无开关的间隔的装置、系统和方法的实施方案。在下文的描述中，阐明了多个具体细节，以提供对所述实施方案的透彻理解。然而，相关领域技术人员会认识到，在没有所述具体细节中的一个或多个的情况下，或者使用其他方法、部件、材料等，可实施本文中描述的技术。在其他情况下，为了避免使某些方面模糊，并未详细示出或描述公知的结构、材料或操作。在该说明书全文中提到“一个实施方案”或“一实施方案”意指关于该实施方案所描述的特定特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施方案中。因此，在该说明书全文中各个地方出现的措辞“在一个实施方案中”或“在一实施方案中”未必全都指相同的实施方案。再者，所述特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式在一个或多个实施方案中组合。如上文所讨论的，常规控制器可利用相对于ac输入电压在随机的时间处开始和停止的突发间隔，这可能导致较高的开关损耗、较低的效率、增大的EMI噪声和甚至听得见的噪声。因此，根据本文提供的教导，控制器和电源的实施方案可包括间歇的开关间隔，该开关间隔与ac输入电压的零交叉同步。间歇的开关间隔可包括有开关的间隔和无开关的间隔，其中每个间隔具有开始时间和停止时间，所述开始时间和停止时间不仅由电源的输出确定，而且与ac输入电压的零交叉同步。在一个实施方案中，一旦电源的输出电压落在一阈值以下，则一个有开关的间隔在ac输入电压的下一个零交叉处开始。随后该有开关的间隔可不间断地持续直至输出电压上升到所述阈值以上，此时该有开关的间隔持续直至ac 输入电压的下一个零交叉。因此，本文中讨论的间歇的开关间隔可以是ac输入电压的整数数量的半线循环(即TL/2)。S卩，由于间歇的开关间隔的开始和停止时间与ac输入电压的零交叉同步，因此每个开关间隔对应于ac输入电压的整数数量的半线循环。此外，根据本专利技术的实施方案，带有间歇的开关控制的功率因数校正(PFC)转换器可具有较低的谐波失真和较高的功率因数，这是由于正弦输入电流仅在ac输入的整数数量的半线循环期间流动。图1是示出本专利技术一实施方案的示例性开关电源100的功能方块图。图1中示出的开关电源100的实施例包括桥式整流器110、输入电容器104、开关主体106、输出电容器 108、控制器102和公共参考112。然而，在别的实施方案中，开关电源100不包括桥式整流器110，并且可被称作无桥PFC转换器(bridgeless PFC converter)。示出的控制器102的实施例包括零交叉检测电路140和间歇的开关控制电路142。开关主体106被示出为包括电感器114、开关116和输出整流器118。在图1中还示出了负载120、ac输入电压122、输入电流124、输出电压126、输出电压感测信号128、输入电压感测信号130、电感器电流132、电流感测信号134和开关信号136。开关电源100可自未调节的输入电压提供输出功率至负载120。在一个实施例中， 输入电压是ac输入电压VAC122。ac输入电压VAC122可以是ac线电压，例如可以自常规壁式电源插座提供。如图1示出的，桥式整流器110接收ac输入电压VAC122，并产生整流电压VRECT。桥式整流器110还耦合至开关主体106的电感器114。在本专利技术的一些实施方案中，开关主体106可包括能量传递元件，例如耦合电感器(未示出)、变压器(未示出)或单个电感器114。电感器114还耦合至开关116，开关116随后还耦合至公共参考112。在一个实施方案中，开关116可以是晶体管，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(M0SFET)。输入电容器104可并联耦合于桥式整流器110，以过滤来自开关116的高频电流。 对于别的应用，输入电容器104可足够大，以使得dc电压被施加至电感器114。然而对于带有功率因数校正(PFC)的电源，可利用具有小电容值的输入电容器104，以允许施加至电感器114的电压基本跟随整流电压VRECT。同样，输入电容器104的值可被选择为使得输入电容器10本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·K·奥尔，
申请(专利权)人：电力集成公司，
类型：发明
国别省市：
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