本发明专利技术公开了用于反激式电源变换器的动态阈值调节的系统和方法。公开了用于调节电源变换系统的阈值的系统和方法。该系统包括：阈值生成器，被配置来接收第一信号并且至少基于与第一信号相关联的信息生成阈值信号；比较器，被配置来接收阈值信号和第二信号并且生成比较信号；以及门驱动器，被配置来至少基于与比较信号相关联的信息生成驱动信号。该门驱动器至少被耦合到被配置为接收驱动信号并且影响流经与次级绕组耦合的初级绕组的电流的开关。如果第二信号在大小方面大于阈值信号，则驱动信号使开关断开。该驱动信号与一开关频率相关联。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路。更具体地，本专利技术提供了用于过电流保护的动态阈值调节。仅仅作为示例，本专利技术已应用于反激式电源变换器(flybackpower converter)。但是将认识到，本专利技术具有宽得多的应用范围。
技术介绍
一般地，传统的电源变换系统通常使用变压器来隔离初级侧上的输入电压与次级侧上的输出电压。为了调整输出电压，诸如TL431和光电耦合器之类的某些组件可被用来将反馈信号从次级侧发送到初级侧上的控制器芯片。替代地，次级侧上的输出电压可以被反映(image)到初级侧，因此，通过直接调节初级侧上的一些参数来控制输出电压。图I是示出具有初级侧检测和调整的传统反激式电源变换系统的简化示图。电源变换系统100包括初级绕组110、次级绕组112、辅助绕组114、功率开关120、电流感测电阻器130、输出线缆的等效电阻器140、电阻器150和152，以及整流二极管160。例如，功率开关120是双极晶体管。在另一不例中，功率开关120是MOS晶体管。为了调整输出电压到额定电压范围内，通常需要提取与输出电压和输出负载有关的信息。在断续传导模式(DCM)中，这样的信息可以通过辅助绕组114来提取。当功率开关120导通时，能量被存储在次级绕组112中。然后，当功率开关120截止时，所存储的能量被释放到输出端，并且辅助绕组114的电压如下所示这样来映射次级侧上的输出电压。Vfb = -~—xVaux =灸X x4 + 4 X )(等式 I) 尺I + A其中，Vfb表示节点154处的电压，并且Vaux表示辅助绕组114的电压。R1和R2分别表示电阻器150和152的电阻值。另外，n表示辅助绕组114与次级绕组112之间的匝数t匕。具体地，n等于辅助绕组114的匝数除以次级绕组112的匝数。V。和I0分别表示输出电压和输出电流。此外，VF表示整流二极管160的正向电压，并且Req表示等效电阻器140的电阻值。而且，k表示如下所示的反馈系数k= RR:R、等式图2是示出反激式电源变换系统100的传统操作机制的简化示图。如图2所示，变换系统100的控制器芯片使用采样保持机制。当次级侧上的退磁过程几乎完成并且次级绕组112的电流I.几乎变为零时，辅助绕组114的电压Vaux例如在图2的点A处被采样。采样的电压值通常被保持直到下一电压采样被执行为止。通过负反馈环，采样的电压值可以变得等于参考电压VMf。因此，Vfb = Vref (等式 3)组合等式I和3，可以获得下面的等式(等式 4)kxn基于等式4，输出电压随着输出电流的增大而减小。脉宽调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM)两者可以应用于原边检测和调整。图3和图4都是示出了在脉冲频率调制下具有针对恒定输出电压的初级侧检测和调整的传统反激式电源变换系统的简化示图。如图所示，电源变换系统300包括指数生成器310、开关320、初级绕组340、次级绕组342、电容器352、误差放大器360、比较器370、退磁检测器380、振荡器390以及端子330、332和334。另外，电源变换系统300还包括电阻器322、触发器组件374、门驱动器384和比较器386。 类似地，电源变换系统400包括指数生成器410、开关420、初级绕组440、次级绕组442、电容器452、误差放大器460、比较器470、退磁检测器480、振荡器490以及端子430、432和434。另外，电源变换系统400还包括电阻器422、触发器组件474、门驱动器484和比较器486。例如，指数生成器310或410包括受恒定周期T的振荡器控制的开关-电容电路。在另一不例中，开关320是双极晶体管，并且开关420是MOS晶体管。如图3或4所示，退磁检测器380或480分别向指数生成器310或410输出信号382或482。另外，振荡器390或490也分别向指数生成器310或410输出信号392或492。另外，开关320或420经由端子334或434而由信号396或496控制。此外，用于检测流经初级绕组340或440的电流的信号398或498分别由电阻器322或422生成，并且分别由端子330或430接收。图5是示出用于传统电源变换系统300或400的传统指数生成器310或410的简化示图。传统指数生成器500可被用作指数生成器310或指数生成器410。如图所示，指数生成器500包括开关510、520和540，电容器514和524，计数器550，分频器560，开关控制器570以及非(NOT)门580。开关510由信号512控制，开关520由信号522控制，并且开关540由信号542控制。例如，信号542是信号382或482。信号512和522是至少基于从振荡器输出的时钟信号532而生成的。例如，时钟信号532是分别由振荡器390或490生成的信号392或492。具体地，当开关510闭合并且开关520和540断开时，参考电压Vrefb对电容器514充电。反之，当开关520闭合并且开关510和540断开时，一些电荷从电容器514转移到电容器524，从而使得电容器524上的电压上升。随着电容器524上的电压变得越来越高，在保持开关540断开的情况下每次使开关510断开并使开关520闭合时，从电容器514转移到电容器524的附加电荷量变得越来越少。因此，如果开关540保持断开，则在开关510断开和闭合之间交替并且开关520在闭合和断开之间交替的情况下，电容器524上的电压近似以指数方式上升。当开关540通过信号542被闭合时，电容器524通过参考电压Vrafa被放电。此后,信号542将开关540从闭合改为断开。如图5所示，计数器550还接收信号542和来自分频器560的信号552。信号552表示由分频器560接收的时钟信号532的上升沿。时钟信号532的时钟周期标识为T。当信号542将开关540从闭合改变为断开时,计数器550也被复位。基于信号552,计数器550生成输出信号554。输出信号554包括输出信号clk2、clk4. · · cl km. · ·和clkN，其中，2彡m彡N。m和N各自等于2的幂(例如2的整数幂)。当clkm信号在自复位起的第一时间期间从逻辑低电平上升为逻辑高电平(例如，从“O”电平到“I”电平)时，自上次复位 γγ V rT起的时间段为》X r = —。η表示以时钟周期的数目计算的自上次复位起的时间段。另外，计数器 550还将输出信号556发送给开关控制器570。基于输出信号556,开关控制器570仅闭合开关中分别与“elk”、“ l/2clk”、“ l/4clk”和“ l/8clk”相对应的一个开关。具体地，如果O彡η彡64，则与“elk”相对应的开关被闭合，并且开关510和520的切换周期等于T。如果64<n彡128，则与“l/2clk”相对应的开关被闭合，并且开关510和520的切换周期等于2T。如果128 < η彡512，，则与“ l/4clk”相对应的开关被闭合，并且开关510和520的切换周期等于4T。如果η > 512，则与“ l/8clk”相对应的开关被闭合，并且开关510和520的切换周期等于8T。因此， ^(nxT〕、KaJn) = (V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：张允超，董金亚，张秀红，方烈义，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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