示例控制器，包括：第一、第二和第三输入；时延斜波发生器；以及驱动信号发生器。所述第一、第二和第三输入被耦合，以分别接收输入电压读出信号、输出电压读出信号以及输入电流读出信号。所述驱动信号发生器被耦合，以接收由输入电荷控制信号发生器所生成的输入电荷控制信号以及由时延斜波发生器所生成的时延斜波信号。所述输入电荷控制信号是响应于所述输入电流读出信号的积分乘以所述输入电压读出信号与所述输出电压读出信号的比率而生成的，其中所述驱动信号发生器响应于所述输入电荷控制信号和所述时延斜波信号而产生驱动信号，该驱动信号被耦合，以控制电源的开关从而调节该电源的输出。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】示例控制器，包括：第一、第二和第三输入；时延斜波发生器；以及驱动信号发生器。所述第一、第二和第三输入被耦合，以分别接收输入电压读出信号、输出电压读出信号以及输入电流读出信号。所述驱动信号发生器被耦合，以接收由输入电荷控制信号发生器所生成的输入电荷控制信号以及由时延斜波发生器所生成的时延斜波信号。所述输入电荷控制信号是响应于所述输入电流读出信号的积分乘以所述输入电压读出信号与所述输出电压读出信号的比率而生成的，其中所述驱动信号发生器响应于所述输入电荷控制信号和所述时延斜波信号而产生驱动信号，该驱动信号被耦合，以控制电源的开关从而调节该电源的输出。【专利说明】具有功率因子校正和恒流输出的单级电源本申请是申请号为201010188450.X、申请日为2010年5月28日、专利技术名称为“具有功率因子校正和恒流输出的单级电源”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术总体上涉及电源，更具体而言，本专利技术涉及用于对电源的输出作调节的控制电路。
技术介绍
在典型的开关模式(switched-mode)电源应用中，ac_dc电源从普通的ac插座接收介于100伏特和240伏特rms(均方根)之间的输入。该电源中的开关被控制电路接通和断开以提供已调节的输出，该输出可适于向例如用于照明的发光二极管(LED)提供电流。该已调节的输出典型地是已调节的dc电流，而该LED处的电压典型地小于40伏。向LED提供已调节的电流的ac-dc电源典型地必须满足对功率因子、流电隔离(galvanic isolation)和效率的要求,如下文所解释的。设计者面临以最低成本提供满意方案的挑战。该插座提供ac电压，该ac电压具有符合振幅(magnitude)、频率和谐波内容(harmonic content)标准的波形。然而，从该插座引出的电流是由接收该ac电压的电源的特性所确定的。在许多应用中，监管机构为可从ac插座引出的电流的特定特性设置了标准。例如，一个标准可对ac电流的特定频率分量的振幅设置限制。在另一个实施例中，一个标准可根据插座提供的功率的量来限制该电流的rms值。功率在本语境中是指能量被消耗的速率，典型地以单位瓦特来计量。所有这些针对ac电流的标准的总体目标是为了降低分配ac功率的系统上的负荷，该系统有时也被称作电力网(power grid)。处于ac电压的基频以外的频率的电流分量——有时也被称作谐波分量——不做有用功，但是电力网必须具有足以提供它们的容量，且必须耐受与它们相关的损耗。谐波分量通常使理想电流波形失真，以使其具有比递送所需功率所必需的高得多的最大值。如果电力网不具有足以提供谐波分量的容量，则电压的波形将在与电流的失真波形的峰值相重合的时候降到不可接受的值。最期望的ac电流具有处于ac电压的基频的单个频率分量。理想电流将具有这样的rms值，其等于来自插座的功率的值除以电压的rms值。换句话说，当电流具有理想特性时，rms电压与rms电流的乘积将等于来自插座的功率。功率因子(power factor)是ac电流与理想状态的接近程度的度量。功率因子就是，来自插座的功率除以rms电流与rms电压的乘积。功率因子为100%是理想的。具有除了 ac电压的基频之外的频率分量的电流将产生小于100%的功率因子，因为这样的分量增加了 rms值却对输出功率无贡献。ac电压的基频在世界上的不同地区典型地是50Hz或60Hz。例如，ac电压的基频在北美和台湾是标称60Hz，而在欧洲和中国则是50Hz。由于接收ac电压的电源确定了 ac电流的特性，所以电源常常在其输入处使用专用的有源电路，以维持高的功率因子。在其输入处仅使用普通无源整流器电路的电源典型地具有低的功率因子，在某些实施例中小于50%，然而典型地需要基本大于90%的功率因子，以满足输入电流的标准，例如国际电工委员会(IEC)标准IED61000-3-2。虽然某些地区的监管机构可推行这些标准，但消费设备制造商常常自发地将他们的产品设计为满足或超越功率因子标准，以实现竞争优势。因此，例如用于LED的ac-dc电源典型地必须包括功率因子校正。安全机构通常要求电源在输入和输出之间提供流电隔离(galvanic isolation)。流电隔离防止dc电流在电源的输入和输出之间流动。换句话说，施加在具有流电隔离的电源的输入端和输出端之间的高的dc电压将不会在该电源的输入端和输出端之间产生dc电流。对流电隔离的要求是电源成本的一个因素。具有流电隔离的电源必须维持一个隔离屏障(isolation barrier),该隔离屏障将输入与输出在电学上隔离。能量必须被传递穿过隔离屏障才能将功率提供到输出，且在许多情况下，反馈信号形式的信息被传递穿过隔离屏障以对输出进行调节。流电隔离典型地是用电磁和电光器件实现的。电磁器件一诸如变换器(transformer)和耦合电感(coupled inductor)-通常被用于在输入和输出之间传递能量以提供输出功率，而电光器件通常被用于在输出和输入之间传递信号以控制输入和输出之间的能量传递。一个为具有流电隔离的ac-dc电源提供高功率因子的普通方案使用两级功率转换:没有流电隔离的一级对ac输入电流塑形以维持高的功率因子，从而为功率转换的第二级提供中间输出，所述第二级具有带控制电路的流电隔离以调节最终输出。使用不止一级的功率转换增加了系统的成本和复杂度。降低电源成本的努力一直聚焦于除去电光器件及其关联电路。替代方案通常使用具有多个绕组的单个能量传递元件——诸如变换器或耦合电感，以向输出提供能量，并且也获得对控制该输出所必需的信息。成本最低的配置典型地将控制电路和高压开关布置在隔离屏障的输入侧。控制器通过对能量传递元件的绕组处的电压的观察，间接地获得关于输出的信息。提供该信息的绕组也位于隔离屏障的输入侧。为了进一步降低成本和复杂度，控制器也可使用能量传递元件的同一绕组来向该控制器提供能量，并且也获得关于到电源的输入的信息。隔离屏障的输入侧有时被称为初级侧，而隔离屏障的输出侧有时被称为次级侧。未与初级侧流电隔离的能量传递元件的绕组也是初级侧绕组，有时被称为初级参考绕组(primary reference winding)。初级侧上的、稱合到输入电压并且从输入电压接收能量的绕组，有时被简单地称为初级绕组。向初级侧上的电路递送能量的其他初级参考绕组可具有描述其主要功能的名称，例如偏置绕组(bias winding),或者例如读出绕组(sensewinding)。与初级侧绕组流电隔离的绕组是次级侧绕组，有时被称为输出绕组。虽然使用隔离屏障输入侧的绕组来间接地获得关于流电隔离输出电压的信息是相当明了的，但间接地获得关于流电隔离输出电流的信息则是一项不同的挑战。在许多电源拓扑结构中，仅靠对输入绕组中的电流的测量不足以确定输出电流。用于测量输出电流的传统方案通常包括电流到电压的转换，该转换浪费功率并且使用昂贵的部件来将信号传过隔离屏障。因此，传统方案不能令人满意地在ac-dc转换器中以低成本实现具有高效率和高功率因子的流电隔离。
技术实现思路
本专利技术提供了一种电源控制器，包括:第一输入，其待被耦合以接收输入电压读出信号，该信号代表所述电源的dc输入电压；第二输入，其本文档来自技高网...
【技术保护点】
电源控制器，包括：第一输入，其待被耦合以接收输入电压读出信号，该信号代表所述电源的dc输入电压；第二输入，其待被耦合以接收输出电压读出信号，该信号代表所述电源的dc输出电压；第三输入，其待被耦合以接收输入电流读出信号，该信号代表所述电源的输入电流；时延斜波发生器，其被耦合以生成时延斜波信号；输入电荷控制信号发生器，其被耦合以响应于所述输入电流读出信号的积分以及所述输入电压读出信号与所述输出电压读出信号的比率，来生成输入电荷控制信号；以及驱动信号发生器，其被耦合以接收所述时延斜波信号和所述输入电荷控制信号并且调节所述电源的输出，其中，该驱动信号发生器响应于所述输入电荷控制信号和所述时延斜波信号而产生驱动信号，该驱动信号待被耦合以控制所述电源的开关。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·圣特皮埃尔，
申请(专利权)人：电力集成公司，
类型：发明
国别省市：
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