用于电源中的非耗散性泄放的集成接通时间延长器制造技术

一种用于开关式电源的控制器，包括过零检测器、驱动逻辑和接通时间延长器块。过零检测器被联接以在电源的输入电压的过零之前产生第一信号。驱动逻辑响应于反馈信号而产生一个驱动逻辑输出信号，其中所述驱动逻辑输出信号代表初始接通时间。所述接通时间延长器块联接到过零检测器和驱动逻辑，以响应于驱动逻辑输出信号产生一个驱动信号。驱动信号控制一个开关的切换以从电源的滤波电容器移除电荷。驱动信号代表开关的总接通时间，总接通时间等于初始接通时间和延长接通时间的和，其中所述延长接通时间响应于所述第一信号。

【技术实现步骤摘要】
用于电源中的非耗散性泄放的集成接通时间延长器本申请为分案申请，其原申请的申请日为2011年2月9日，申请号为201110035279.3，名称为“用于电源中的非耗散性泄放的集成接通时间延长器”。
本专利技术总体上涉及电源，且更具体地涉及用于开关式电源的控制器。
技术介绍
电子器件使用电力来运行。开关式电源由于其高效率、小尺寸和轻重量而被广泛用于为当今许多电子器件供电。常规的墙装插座提供了高电压交流电。在开关式电源中，通过能量传递元件来转换高电压交流(ac)电输入，以提供良好的稳定的(regulated)直流(dc)电输出。开关式电源控制电路通常通过感测输出并且在闭环中控制该输出，来提供输出调整。在运行中，通过变化开关式电源中的开关的占空比(通常是开关接通时间与整个开关周期的比)来利用开关来提供想要的输出。当设计开关式电源时，通常将对诸如效率、尺寸、重量和成本的要求纳入考虑。通常，控制开关式电源的切换的控制器被设计为一个集成电路，该集成电路具有各种不同的端子，这些端子可用作输入端子、输出端子或两者。当开关式电源的开关和控制器集成在一起时，该集成电路的两个端子对应于开关的两端。该集成电路的各种不同端子可被用作该控制器的反馈端子、功能程序端子或输入电压感测端子。对于开关式电源的某些应用，交流输入电压被感测以确定该交流输入电压的过零。通常，本文中的交流输入电压也被称为线路输入电压。过零一般指的是该交流输入电压与零电压交叉的时刻。换句话说，过零指的是交流输入电压的量值将符号从正变到负或从负变到正的时刻。线路输入电压的过零可被用于各种不同应用。线路输入电压的过零可被用于确定交流线路频率，或可被用于更新电源的控制器的内部时钟。在用于照明应用的一种调光中，三端双向可控硅开关(triac)调光器电路通常移除交流输入电压的一部分，以限制供给到白炽灯的电压和电流的量。这被称为相位调光，因为通常便于关于以度来计量的交流输入电压周期的一小部分来指定丢失的电压的位置。一般地，所述交流输入电压是正弦波形，而交流输入电压的周期被称为全线路循环。就此而言，交流输入电压的半个周期被称为半线路循环。交流输入电压的整个周期具有360度，而一个半线路循环具有180度。通常，相位角是对所述调光器电路对每个半线路循环移除多少度(从基准O度算起)的度量。虽然相位角调光适用于直接接收被改变的交流线电压的白炽灯，但对于发光二极管(LED)灯通常会产生问题。LED灯需要稳定的电源提供来自交流电力线路的稳定电流和稳定电压。常规稳定电源通常被设计为忽略交流电压的失真(distortion)。这些常规稳定电源的目的是输送一个恒定的稳定输出，直到一个低输入电压使得它们彻底关闭为止。就此而言，常规稳定电源不会对该LED灯调光。除非用于LED灯的电源被专门设计为以想要的方式识别并且响应来自三端双向可控硅开关调光器电路的电压，否则三端双向可控硅开关调光器很可能产生不可接受的结果，例如LED灯的闪烁、LED灯在高相位角闪光，以及LED灯的色移。因此，电源可包括改进的常规电源控制器，该控制器被设计为通过直接感测交流输入电压以确定交流输入电压何时由于调光器电路而被关断，来响应三端双向可控硅开关调光器电路。通常，交流输入电压是用常规控制器的集成电路外部的电路来直接感测的。感测的交流输入电压可由改进的常规控制器的集成电路在专用于接收感测的交流输入电压的一个端子处或在执行多个功能的另一个端子处接收。使用具有LED灯的三端双向可控硅开关调光器电路的另一个困难来自三端双向可控硅开关其自身的性质。一个三端双向可控硅开关是一个表现为受控交流开关的半导体组件。换句话说，它对于交流电压来说表现为一个断开的开关，直到它在控制端子处接收到一个使得该开关闭合的触发信号为止。只要经过该开关的电流保持在被称为维持电流的一个值以上，该开关就保持闭合。大多数的白炽灯从交流电源获取非常多的电流，以允许三端双向可控硅开关的可靠的和连续的运行。然而，由驱动了 LED灯的有效率的电源从交流电源得到的低电流可能不足以让三端双向可控硅开关在交流线路周期的期望的部分中保持导通。因此，常规电源控制器设计通常依赖于包括了假负载——有时称为泄放器电路(bleeder circuit)-的电源，以从电源的输入获得足够的额外电流以使得三端双向可控硅开关在被触发之后保持导通。一般地，常规的泄放器电路在常规电源控制器的集成电路的外部。然而，使用在常规电源控制器的集成电路的外部的常规泄放器电路要求使用额外的组件，这对成本和效率造成了不利影响。对于电源设计的另一重要考虑是从交流电源获得的输入电流相对于交流输入电压波形的形状和相位。交流电源的电压波形标称地是正弦的。然而，由于许多开关电源呈现给该交流电源的非线性负载，由该电源从所述交流电源获得的电流的波形是非正弦的和/或与交流输入电压异相。这导致了在交流干线配电系统中的损耗的增加，并且，在世界上许多地方，迫使电源制造商保证从电源获得的输入电流是正弦的并且和交流输入电压波形同相，这已然成为立法的或主动的要求的主题。以此方式对输入电流波形的校正被称为功率因数校正(PFC)，且通常要求一个到该电源的输入阶，该输入阶被专门设计以执行功率因数校正的功能。如果该输入交流电流和电压波形是正弦的且完美地同相，则该电源的功率因数是I。换句话说，功率因数校正后的输入将会对交流源呈现一个负载，该负载等效于将一个可变电阻与该交流电源并联。随着输入电流相对于交流源电压的谐波失真和/或相位偏移的增加，功率因数降到I以下。功率因数的要求通常要求功率因数大于0.9，且可对输入电流波形的谐波含量有要求。增加电源的功率因数的普遍方法包括，使用升压转换器或回扫转换器以建立接近于理想正弦波形且同时与交流源电压同相的输入电流波形。增加电源的功率因数的另一种方法是利用泄放器电路。开关式电源通常包括一个滤波电容器，该滤波电容器对经过该开关式电源的开关的高频电流滤波。泄放器电路可有利于滤波电容器的放电，放电帮助将滤波电容器上的电压下拉，以使得在滤波电容器上的电压基本遵循交流输入电压的正值。就此而言，泄放器电路帮助建立接近于理想正弦波形且同时与交流源电压同相的输入电流波形。然而，对于许多应用，常规的泄放器电路通常是在电源控制器的集成电路外部的电路。通常，常规的泄放器电路是用联接在电源的输入处的一个电阻器来实现的。然而，如上所述，使用在常规电源控制器的集成电路的外部的常规泄放器电路要求使用额外的组件，这对成本和效率造成了不利影响。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种用于开关式电源的控制器，所述控制器包括:过零检测器，被联接以在所述电源的输入电压的过零之前产生第一信号；驱动逻辑，被联接以响应于代表所述电源的输出的反馈信号而产生一个驱动逻辑输出信号，其中所述驱动逻辑输出信号代表初始接通时间；以及接通时间延长器块，联接到所述过零检测器和所述驱动逻辑，以响应于所述驱动逻辑输出信号而产生一个驱动信号，所述驱动信号用于控制要被联接到所述控制器的一个开关的切换以从所述电源的滤波电容器移除电荷，其中所述驱动信号代表所述开关的总接通时间，所述总接通时间等于所述初始接通时间和延长接通时间的和，其中所述延长接通时间响应于所述第一信号。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于开关式电源的控制器，所述控制器包括：比较器，所述比较器具有一个输出，一个第一输入和一个第二输入，所述第一输入被联接以接收代表经过所述电源的开关的电流的电流感测信号，以及所述第二输入被联接以接收代表过零电流阈值的参考信号；驱动逻辑块，被联接以响应于所述电流感测信号和响应于代表所述电源的输出的反馈信号而产生一个驱动逻辑块输出信号，其中所述驱动逻辑块输出信号代表所述开关的接通时间以调整所述电源的输出；以及接通时间延长器块，被联接以响应于所述比较器的所述输出和响应于所述驱动逻辑块输出信号来控制所述开关，其中所述接通时间延长器块增加所述开关的接通时间，直到所述比较器的所述输出指示所述电流感测信号达到所述过零电流阈值为止，或者直到所述开关的所述接通时间达到一个过零时间阈值为止。

【技术特征摘要】
2010.02.09 US 12/703,0721.一种用于开关式电源的控制器，所述控制器包括: 比较器，所述比较器具有一个输出，一个第一输入和一个第二输入，所述第一输入被联接以接收代表经过所述电源的开关的电流的电流感测信号，以及所述第二输入被联接以接收代表过零电流阈值的参考信号； 驱动逻辑块，被联接以响应于所述电流感测信号和响应于代表所述电源的输出的反馈信号而产生一个驱动逻辑块输出信号，其中所述驱动逻辑块输出信号代表所述开关的接通时间以调整所述电源的输出；以及 接通时间延长器块，被联接以响应于所述比较器的所述输出和响应于所述驱动逻辑块输出信号来控制所述开关，其中所述接通时间延长器块增加所述开关的接通时间，直到所述比较器的所述输出指示所述电流感测信号达到所述过零电流阈值为止，或者直到所述开关的所述接通时间达到一个过零时间阈值为止。2.根据权利要求1所述的控制器，其中所述比较器是被包括在所述控制器的一个过零检测器中，所述过零检测器被联接以响应于所述比较器的输出而产生一个过零信号，所述过零信号指示所述电源的输入电压的一个过零状况，所述比较器的输出指示在所述过零时间阈值之前经过所述开关的电流未超过所述过零电流阈值。3.根据权利要求2所述的控制器，其中所述过零检测器还包括一个过零滤波器，所述过零滤波器被联接以检测是否有其中在所述过零时间阈值之前经过所述开关的所述电流未超过所述过零电流阈值的所述开关的连续的开关循环，以及所述过零滤波器被联接以响应于上述情形而产生指示所述过零状况的所述过零信号。4.根据权利要求1所述的控制器，其中所述接通时间延长器块被联接以接收过零脉冲信号，所述过零脉冲信号包括代表所述过零时间阈值的时间周期。5.根据权利要求1所述的控制器，其中所述控制器和所述开关被包括在一个集成电路中。6.根据权利要求1所述的控制器，其中所述控制器是用于开关式电源的集成电路控制器。7.根据权利要求1所述的控制器，其中所述接通时间延长器块进一步包括一个锁存器以产生一个驱动信号来控制所述开关的切换，其中所述锁存器被联接以响应于所述驱动逻辑块输出信号而被置位以接通所述开关。8.根据权利要求7所述的控制器，其中所述锁存器被联接以响应于所述比较器指示所...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·迦诺基，M·毛，T·帕斯通，
申请(专利权)人：电力集成公司，
类型：发明
国别省市：