本发明专利技术公开了一种用于响应于输入电压信号来切换电源的开关的装置和方法。根据本发明专利技术的多个方面，一种电源控制器包括用于接收反馈信号和占空比调节信号的开关占空比控制器。该开关占空比控制器用于产生驱动信号以控制耦合到能量传输元件的开关的切换，从而调节从电源的输入端传输到电源的输出端的能量。该电源控制器还包括用于接收输入电压信号以产生由所述开关占空比控制器接收的占空比调节信号的增益选择器电路，所述输入电压信号表示输入到电源的输入电压。所述驱动信号的最大占空比响应于所述输入电压信号的多个数值的范围内的多个线性函数而改变。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种用于响应于输入电压信号来切换电源的开关的装置和方法。根据本专利技术的多个方面，一种电源控制器包括用于接收反馈信号和占空比调节信号的开关占空比控制器。该开关占空比控制器用于产生驱动信号以控制耦合到能量传输元件的开关的切换，从而调节从电源的输入端传输到电源的输出端的能量。该电源控制器还包括用于接收输入电压信号以产生由所述开关占空比控制器接收的占空比调节信号的增益选择器电路，所述输入电压信号表示输入到电源的输入电压。所述驱动信号的最大占空比响应于所述输入电压信号的多个数值的范围内的多个线性函数而改变。【专利说明】响应前馈信号的电源控制器的方法和装置本申请是申请日为2007年10月8日、申请号为200710194414.2、题为“响应前馈 信号的电源控制器的方法和装置”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术总得涉及控制电路，更具体而言，本专利技术涉及用于响应前馈信号的电源的 控制电路。
技术介绍
电源控制电路可以广泛用于多种目的和应用场合。大多数功率转换器应用具有成 本和性能双重目标。因此，需要最小化外部电路的成本来实施控制电路特征，所述外部电路 例如是AC/DC转换器电源中的输入大容量电容器。此外，控制电路的容错限度对于在电源 应用中提供协调一致的性能以及进一步减小功率转换器成本是至关重要的，其中通过减小 在研发功率转换器时需要应用到的设计裕度来实现上述进一步减小功率转换器成本。电源通常包括电源控制器电路、连接到能量传输元件的开关、输入电压源和一个 或多个输出端。该电源控制器通常控制所述开关的切换，从而响应于作为功率转换器一部 分的反馈电路产生的反馈信号，调节从功率转换器的输入端至输出端传送的能量。作为调 节从电源的输入端至输出端传送的能量的一种技术，利用脉宽调制器(PWM)操作模式进行 操作的该电源控制器电路调节所述开关的占空比。所述开关的占空比是开关导通时间占电 源控制器电路限定的切换循环周期的比率。电源控制器利用普通功率转换器拓扑结构例如前向转换器和逆向转换器中的前 馈信号。前馈信号是这样一种信号，其振幅是输入到功率转换器的输入电压值的函数。因 此，通常来说，前馈信号可以认为是表示输入到电源的输入电压的输入电压信号。前馈信号 通常用于提供独立于反馈信号换言之针对给定或固定反馈信号来调节开关占空比的方式。 在逆向转换器中，前馈信号的优点例如是减小在AC/DC功率转换器的输入端的大容量电容 器的尺寸，对于在大容量电容器两端的波纹电压更难以过滤的控制电压模式中操作的电源 控制器尤其如此。独立于反馈信号来调节开关占空比的能力使得可以快速响应于大容量电 容器两端的波纹电压，因此减小功率转换器的输出端的波纹电压。在不使用前馈技术的情 况下，该电源控制器必须响应于反馈信号，以响应于功率转换器输出端的波纹电压，然后该 电源控制器控制所述开关的占空比，因此减小功率转换器输出波纹电压。这引入了延迟，在 例如不增加输入大容量电容器的尺寸的情况下输出波纹难以减小。在正向转换器中，前馈 信号通常由电源控制器利用以控制所述开关的最大占空比，从而确保有充足的时间来重设 能量传输元件的磁芯中的磁通，这是本领域技术人员公知的。【专利附图】【附图说明】参照下面的附图来说明本专利技术的非限制性和非排他性实施例，其中在所有不同附 图中，相同的附图标记表示相同的部件，除非有特别。图1A和图1B是大致示出根据本专利技术的示例性功率转换器的示意图，该示例性功 率转换器采用响应前馈信号和反馈信号的电源控制器电路。下文中，在没有必要进行特别 区分的情况下，图1A和图1B也可总地称为图1。图2大致示出根据本专利技术响应前馈信号的示例性电源控制器电路的占空比控制 波形。图3大致示出根据本专利技术响应前馈信号的示例性电源控制器电路的最大占空比 控制波形。图4大致示出根据本专利技术响应前馈信号的示例性电源控制器电路的固定值反馈 信号控制波形的占空比。图5大致示出根据本专利技术响应前馈信号和反馈信号的示例性电源控制器电路。图6是大致示出根据本专利技术响应前馈信号和反馈信号的电源控制器电路的一部 分的示例的示意图。图7是大致示出根据本专利技术响应占空比调节信号信号和反馈信号的电源控制器 电路的一部分的示例的示意图。图8大致示出根据本专利技术响应前馈信号的示例性电源控制器电路的最大占空比 控制波形。图9大致示出根据本专利技术响应前馈信号的示例性电源控制器电路的固定值反馈 信号控制波形的占空比。图10是大致示出根据本专利技术响应前馈信号和反馈信号的电源控制器电路的一部 分的示例的示意图。【具体实施方式】这里公开了用于实现响应前馈信号的电源控制器电路的方法和装置。在下面的说 明中，提到数字具体细节，从而便于透彻理解本专利技术。然而，对于本领域技术人员而言，显然 所述具体细节对于实现本专利技术不是必须的。在其它例子中，没有详细说明公知的材料或方 法，以便避免造成本专利技术模糊不清。本说明书中参照“ 一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”等意味着本实施例 或示例中所述的具体特征、结构或特性包括在本专利技术的至少一个实施例或示例中。因此，在 本说明书中多处出现的短语表达“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例” 并不是指所有参照相同实施例或示例。而且，所述具体特征、结构或特性可以在一个或多个 实施例或示例中的任意合适结合和/或子结合中结合。此外，应该理解，所提供的附图用于 向本领域技术人员说明本专利技术，并且附图并非按照比例绘制。如上所述，作为调节从电源的输入端至输出端传输的能量的一种技术，利用PWM 操作模式操作的电源控制器电路调节驱动开关切换的驱动信号的占空比，其中所述开关的 占空比是开关导通时间占电源控制器电路限定的总切换循环周期的比率。最佳的最大占空 比或给定反馈信号的驱动信号的占空比是功率转换器输入电压的非线性函数。用于提供该 非线性函数所需的公知电路通常或者依靠在电源控制器外部的电容器，这会增加成本，并 且通常具有差容错限度，或者依靠集成电容器，它也具有单元到单元间容错限度差的缺点， 并且增加硅面积，因此增加了功率转换器设计的成本。应用最大占空比或者给定反馈信号的占空比的线性函数作为功率转换器输入电压的函数的电路在仅仅一个输入电压电平下 提供最佳性能，因此兼顾了所有其它输入电压值的功率转换器设计。现在说明根据本专利技术响应前馈信号的电源控制器电路。本专利技术的示例包括产生响 应前馈信号的电源控制器电路的方法和装置。根据本专利技术的示例性电源控制电路提供保持 系统级节约性能的占空比相对于功率转换器输入电压的理想前馈函数的近似，所述系统级 节约性能是通过响应前馈信号来控制开关占空比同时维持电源控制电路设计来获得，它是 低成本的，并且提供单元到单元的容错限度的充分控制，以使得根据本专利技术保持所述系统 级节约性能。图1A大致示出根据本专利技术采用响应前馈信号的电源控制器的功率转换器100的 一个示例的示意图。在该示例中，功率转换器100是逆向转换器。注意,在其它示例中，功 率转换器100还可以是多种功率转换器结构之一，例如正向转换器，并且可以是根据本发 明的绝缘或非绝缘转换器。图1中的示例性电源从直流输入电压Vin105提供输出功率至负载165。在该示例 中，大容量电容器195跨越该本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电源控制器，包括：用于接收反馈信号和占空比调节信号的开关占空比控制器，该开关占空比控制器用于产生驱动信号以控制耦合到能量传输元件的开关的切换，从而调节从电源的输入端传输到电源的输出端的能量；以及用于接收输入电压信号以产生由所述开关占空比控制器接收的占空比调节信号的增益选择器电路，所述输入电压信号表示输入到电源的输入电压，其中所述开关占空比控制器用于限制所述驱动信号的最大占空比，并且所述驱动信号的占空比响应于所述输入电压信号的数值范围内的具有非零斜率的多个线性函数而改变。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S·鲍尔勒，Z·J·王，
申请(专利权)人：电力集成公司，
类型：发明
国别省市：
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