專利名稱：用于控制一個(gè)開(kāi)關(guān)電源中的一個(gè)開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)電源和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開(kāi)關(guān)電源，這種開(kāi)關(guān)電源具有一個(gè)開(kāi)關(guān)，在測(cè)量一個(gè)控制信號(hào)后，這個(gè)開(kāi)關(guān)將一個(gè)電源電壓施加到一個(gè)變壓器的初級(jí)線圈上；這種開(kāi)關(guān)電源具有脈沖寬度調(diào)制器，為了準(zhǔn)備控制信號(hào)，依賴于輸出電壓的第一個(gè)控制信號(hào)和一個(gè)依賴于通過(guò)初級(jí)線圈的電流信號(hào)輸出到這個(gè)脈沖寬度調(diào)制器。
這種方式的開(kāi)關(guān)電源用于向一個(gè)在次級(jí)側(cè)連接到開(kāi)關(guān)電源的輸出端子上的負(fù)載提供直流電源。這個(gè)在輸出側(cè)的直流電源將不依賴于負(fù)載繼續(xù)保持恒定。為了產(chǎn)生輸出電壓，在開(kāi)關(guān)接通時(shí)，初級(jí)線圈通過(guò)電源接收能量，并且在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，這些能量通過(guò)變壓器的次級(jí)線圈和一個(gè)整流裝置輸出到負(fù)載。在固定頻率的開(kāi)關(guān)電源中，在周期性的時(shí)間間隔內(nèi)，測(cè)量控制信號(hào)后，閉合開(kāi)關(guān)，其中，各個(gè)控制脈沖的持續(xù)時(shí)間的變化依賴于輸出電壓，并且隨著輸出電壓下降或者負(fù)載上升時(shí)延長(zhǎng)。在特別用于監(jiān)視器和電視機(jī)種的開(kāi)關(guān)電源中，為了在脈沖寬度調(diào)制器中產(chǎn)生控制脈沖，使用一個(gè)所謂的“電流模式調(diào)節(jié)”。這時(shí)，開(kāi)關(guān)長(zhǎng)時(shí)間保持閉合，直到在接通后，通過(guò)初級(jí)線圈的上升的電流或者依賴于這個(gè)電流的電流信號(hào)達(dá)到調(diào)節(jié)信號(hào)的電平。
如果在開(kāi)關(guān)間隔期間，變壓器沒(méi)有向負(fù)載輸出能量，那么在輸出側(cè)短路時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。在開(kāi)關(guān)下一次接通時(shí)，電流幾乎立刻上升到一個(gè)值，當(dāng)這個(gè)值時(shí)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。因此在理想功能的開(kāi)關(guān)電源中時(shí)，接通時(shí)間將很短。實(shí)際中，通過(guò)在脈沖寬度調(diào)制器中的信號(hào)處理確定從達(dá)到電路信號(hào)的斷開(kāi)值到開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的信號(hào)持續(xù)時(shí)間。在達(dá)到開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)門(mén)限和開(kāi)關(guān)實(shí)際接通之間，初級(jí)電流繼續(xù)升高。如果在開(kāi)關(guān)接通的時(shí)間內(nèi)，變壓器接收更多的能量，比在開(kāi)關(guān)間隔內(nèi)向次級(jí)側(cè)輸出的能量更多，初級(jí)線圈的磁場(chǎng)上升，因此初級(jí)電流總是繼續(xù)升高，直到損壞組件。在已經(jīng)公開(kāi)的這種方式的開(kāi)關(guān)電源中，為了避免損壞，提供第二個(gè)開(kāi)關(guān)門(mén)限，當(dāng)?shù)谝淮纬^(guò)時(shí)，由電流信號(hào)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)電源。在一段等待時(shí)間后或者在這個(gè)開(kāi)關(guān)電源從網(wǎng)絡(luò)分開(kāi)后，再次接通這個(gè)開(kāi)關(guān)電源。
與此相反，本發(fā)明提供產(chǎn)生控制信號(hào)的第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)依賴于通過(guò)初級(jí)線圈的電流進(jìn)行變化。第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)象第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)一樣給出一個(gè)斷開(kāi)門(mén)限，在達(dá)到這個(gè)斷開(kāi)門(mén)限后，電流信號(hào)在測(cè)量控制信號(hào)后將斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。用于斷開(kāi)的測(cè)量結(jié)果在此是一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)，電流信號(hào)首先達(dá)到這個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)的值。為了產(chǎn)生長(zhǎng)的控制脈沖和保持輸出電壓，在短路情況下，依賴于輸出電壓的第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)采用一個(gè)最大值，但是為了得到較短的接通時(shí)間，第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)在這種情況下可以依賴于通過(guò)初級(jí)線圈的電流變小。如下設(shè)計(jì)第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)，在開(kāi)關(guān)電源按規(guī)定工作時(shí)(沒(méi)有短路)，第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)采用一個(gè)恒定值，這個(gè)值位于第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)的這個(gè)值之上，因此它不影響接通時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施形式，提供一個(gè)具有一個(gè)輸出段子的信號(hào)產(chǎn)生裝置，在這個(gè)輸出端子上，可以得到第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)產(chǎn)生裝置具有一個(gè)輸入端子，一個(gè)依賴于通過(guò)初級(jí)線圈的電流的電流信號(hào)可以輸出到這個(gè)端子上。這是電流信號(hào)優(yōu)選的是這樣一個(gè)電流信號(hào)，這個(gè)信號(hào)輸出到產(chǎn)生控制信號(hào)的脈沖寬度調(diào)制器上。
優(yōu)選的信號(hào)產(chǎn)生裝置具有一個(gè)電流源和一個(gè)電容的串聯(lián)電路，這個(gè)電容位于一個(gè)電源電壓電位和參考電位之間，其中作為電壓可以在電容上取得第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)。為了改變第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)，提供和電容并聯(lián)的第二個(gè)開(kāi)關(guān)，在測(cè)量依賴于通過(guò)初級(jí)線圈的電流或者電流信號(hào)的第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)后，可以控制這個(gè)這個(gè)開(kāi)關(guān)，以便于給電容放電，并且減小第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)。
為了準(zhǔn)備第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)，并且為了控制開(kāi)關(guān)，優(yōu)選提供一個(gè)比較裝置，這個(gè)裝置將電流信號(hào)和一個(gè)參考信號(hào)比較，如果電流信號(hào)超過(guò)參考信號(hào)，并且這個(gè)裝置關(guān)閉開(kāi)關(guān)，以便于向電容放電。優(yōu)選的如下構(gòu)成開(kāi)關(guān)如果第二個(gè)控制信號(hào)大并且可逆，可以依賴于第二個(gè)控制信號(hào)設(shè)置負(fù)載段的電阻，以便于能夠快速向電容放電。
根據(jù)實(shí)施形式提供作為運(yùn)算(Transkonduktanz)放大器構(gòu)成比較裝置，作為雙極雙晶體管構(gòu)成開(kāi)關(guān)，在輸入端子上，電流信號(hào)和參考信號(hào)可以輸出到比較器。在運(yùn)算放大器的輸出上，可以得到一個(gè)電流，這個(gè)電流隨著信號(hào)差的增長(zhǎng)而升高。這個(gè)電流輸出到雙極雙晶體管的基極，因此這個(gè)電流傳輸?shù)迷胶?，輸入信?hào)的差越大，以便于能夠使電容較快的放電，因此通過(guò)第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)提供的開(kāi)關(guān)門(mén)限，它能較快的降低。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施形式提供使用場(chǎng)效應(yīng)管作為開(kāi)關(guān)，一個(gè)差分放大器作為比較裝置。差分放大器將輸入上的信號(hào)差轉(zhuǎn)換為輸出電壓，使用這個(gè)輸出電壓控制這個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管，傳導(dǎo)得越好，差分放大器的輸出電壓越大。
本發(fā)明的內(nèi)容是另外一個(gè)方法，這個(gè)方法控制一個(gè)開(kāi)關(guān)電源中的一個(gè)和一個(gè)初級(jí)線圈串聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)。這個(gè)方法提供在測(cè)量一個(gè)依賴于輸出電壓的第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)、一個(gè)依賴于一個(gè)通過(guò)初級(jí)線圈的電流的第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)和第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)，產(chǎn)生開(kāi)關(guān)的調(diào)節(jié)信號(hào)。這時(shí)可以依賴于通過(guò)初級(jí)線圈的電流設(shè)置第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)。
這時(shí)特別提供如果通過(guò)初級(jí)線圈的電流或者一個(gè)依賴于這個(gè)電流的電流信號(hào)超過(guò)一個(gè)參考值，僅改變第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)，特別減小第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)。第二個(gè)電流信號(hào)可以特別和第一個(gè)電流信號(hào)一致。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)電流達(dá)到第一個(gè)或者第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)的值時(shí)，那么根據(jù)本發(fā)明，在一個(gè)固定的預(yù)先給定的時(shí)間間隔內(nèi)，開(kāi)始用于開(kāi)關(guān)的調(diào)節(jié)信號(hào)，并且結(jié)束這個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)。特別如下設(shè)計(jì)第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)在開(kāi)關(guān)電源正常工作時(shí)，為了不影響控制脈沖信號(hào)的產(chǎn)生，這個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)大于第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)。如果在輸出側(cè)存在著短路，那么在閉合開(kāi)關(guān)后，通過(guò)初級(jí)線圈的電流很快增長(zhǎng)，并且當(dāng)?shù)诙€(gè)電流信號(hào)超過(guò)參考信號(hào)的值時(shí)，那么減小第二個(gè)參考信號(hào)。如果第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)小于第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)，那么第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)確定控制脈沖的持續(xù)時(shí)間，這個(gè)時(shí)間縮短，因?yàn)橐郧斑_(dá)到開(kāi)關(guān)門(mén)限。優(yōu)選地如下設(shè)計(jì)第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)當(dāng)?shù)诙€(gè)電流信號(hào)比參考信號(hào)小時(shí)，那么這個(gè)值繼續(xù)上升。
下面以實(shí)施例的形式，根據(jù)附圖，詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選設(shè)計(jì)。圖中
圖1根據(jù)第一個(gè)實(shí)施形式的根據(jù)本發(fā)明的開(kāi)關(guān)電源；圖2根據(jù)第二個(gè)實(shí)施形式的根據(jù)本發(fā)明的開(kāi)關(guān)電源；在圖中，只要沒(méi)有另外說(shuō)明，相同的參考符號(hào)表示相同的元件，相同的功能單元使用相同的表示。
圖1說(shuō)明一個(gè)根據(jù)本發(fā)明開(kāi)關(guān)電源的第一個(gè)實(shí)施例。開(kāi)關(guān)電源具有一個(gè)在實(shí)施例中使用場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)T，它的負(fù)載段和一個(gè)變壓器的一個(gè)初級(jí)線圈L1串聯(lián)，為了能夠在開(kāi)關(guān)T閉合時(shí)，在初級(jí)線圈L1上設(shè)置在開(kāi)關(guān)電源的輸入端子EK上的電壓V。變壓器的次級(jí)線圈L2串接一個(gè)具有一個(gè)二極管D1和一個(gè)電容C1的整流裝置。和電容C1并聯(lián)的，在輸出端子AK上可以連接一個(gè)負(fù)載RL，這個(gè)負(fù)載在實(shí)施例中示例性的作為一個(gè)歐姆電阻構(gòu)成。在負(fù)載RL上，這時(shí)至少近似的獨(dú)立于負(fù)載的輸出電壓Ua是可用的。
如果半導(dǎo)體T閉合，那么初級(jí)線圈L1通過(guò)電源電壓V接收能量，在開(kāi)關(guān)T斷開(kāi)后，這些能量通過(guò)次級(jí)線圈L2和整流裝置D1、D2輸出到負(fù)載RL。接收到的能量和輸出電壓Ua依賴于半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)T的開(kāi)關(guān)頻率和接通持續(xù)時(shí)間。在測(cè)量一個(gè)脈沖寬度調(diào)制器PWM可用的控制信號(hào)AS后，實(shí)現(xiàn)控制開(kāi)關(guān)，這個(gè)開(kāi)關(guān)包括控制脈沖的一個(gè)時(shí)間序列，期間半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)T閉合。在說(shuō)明的開(kāi)關(guān)電源中，在固定的預(yù)先給定的時(shí)間間隔內(nèi)，測(cè)量一個(gè)在脈沖寬度調(diào)制器中產(chǎn)生的振蕩器節(jié)拍后，開(kāi)始控制脈沖?？刂泼}沖的持續(xù)時(shí)間依賴于第一個(gè)控制信號(hào)RS1、一個(gè)電流信號(hào)Vs和第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2，這個(gè)脈沖輸出到脈沖寬度調(diào)制器PWM。
如果在測(cè)量振蕩器節(jié)拍后，半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)T閉合，那么在開(kāi)關(guān)電源按規(guī)定工作時(shí)，通過(guò)初級(jí)線圈L1的電流開(kāi)始近似于線性增長(zhǎng)。通過(guò)初級(jí)線圈L1的電流IL被一個(gè)和初級(jí)線圈L1串聯(lián)的電流檢測(cè)裝置檢測(cè)，這個(gè)檢測(cè)裝置例如是作為一個(gè)歐姆電阻Rs來(lái)構(gòu)成。一個(gè)依賴于電流IL的電壓Vs作為電流測(cè)量信號(hào)輸出到脈沖寬度調(diào)制器PWM，這個(gè)脈沖寬度調(diào)制器PWM在電阻Rs的一個(gè)端子上和一個(gè)連接端子連接。如果電流信號(hào)Vs如下某種程度的增長(zhǎng)這個(gè)信號(hào)達(dá)到第一個(gè)或者第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS1、RS2連接，那么控制脈沖和半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間結(jié)束。
第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS1依賴于輸出電壓Ua，并且輸出電壓越小，這個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)越大。在最簡(jiǎn)單的情況下，在一個(gè)沒(méi)有詳細(xì)說(shuō)明的方法中，通過(guò)從參考電壓減去輸出電壓Ua構(gòu)成第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS1。如果由于負(fù)載RL增大或者電源電壓V減小，輸出電壓Ua降低，那么第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS1增大。如果用于產(chǎn)生控制脈沖的第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS1，除了電流信號(hào)Vs，是標(biāo)準(zhǔn)的，那么控制脈沖的持續(xù)時(shí)間變長(zhǎng)，因此初級(jí)線圈L1接收更多的能量，并且輸出到次級(jí)側(cè)，以便于能夠維持輸出電壓Ua。
根據(jù)本發(fā)明，在脈沖寬度調(diào)制器PWM中，提供產(chǎn)生控制信號(hào)的第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2，這個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2在一個(gè)輸出端子AK1上，對(duì)于信號(hào)產(chǎn)生裝置SG是可用的，并且輸出到脈沖寬度調(diào)制器。一個(gè)依賴于通過(guò)初級(jí)線圈L1的電流IL的電流信號(hào)輸出到信號(hào)生成器的一個(gè)輸入端子EK1，這個(gè)信號(hào)在這個(gè)實(shí)施例中和輸出到脈沖寬度調(diào)制器的電流信號(hào)Vs一致。
信號(hào)產(chǎn)生裝置SG具有一個(gè)由電流源Iq和一個(gè)電容C構(gòu)成的串聯(lián)電路，這個(gè)電容C位于一個(gè)電源電壓電位Vdd和一個(gè)參考電位M之間，其中第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2作為電壓可以在電容C上獲得，并且輸出端子AK1和電容C和電流源Iq的一個(gè)公共節(jié)點(diǎn)連接。與電容C并聯(lián)的是一個(gè)作為雙極雙晶體管T1構(gòu)成開(kāi)關(guān)，在測(cè)量第二個(gè)控制信號(hào)AS2后，可以控制這個(gè)開(kāi)關(guān)?？刂菩盘?hào)AS2在比較器OPV1一個(gè)端子上是可用的，電流信號(hào)Vs和一個(gè)參考信號(hào)Vref輸出到這個(gè)裝置的輸入端子上。在這個(gè)實(shí)施例中，作為運(yùn)算放大器構(gòu)成的比較器OPV1，其中一個(gè)由第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2構(gòu)成的輸出電流依賴于電流信號(hào)Vs和參考信號(hào)Vref的差。電流信號(hào)Vs超過(guò)參考信號(hào)Vref越多，變壓器T傳導(dǎo)越好，以便于能夠時(shí)電容放電，并且能夠減小第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2。
使用第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2用于改善根據(jù)本發(fā)明的開(kāi)關(guān)電源的短路行為，象下面說(shuō)明的。
如果在輸出側(cè)存在著短路，那么第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS1采用一個(gè)最大值，這根據(jù)以前提到的長(zhǎng)的控制脈沖導(dǎo)出。另一方面，在這種情況下，初級(jí)線圈L1幾乎沒(méi)有向次級(jí)線圈輸出能量，在這種情況下唯一的負(fù)載是二極管D1。在重新接通開(kāi)關(guān)T后，初級(jí)電流IL短時(shí)間再次采用值，其中開(kāi)關(guān)以前是斷開(kāi)的。相應(yīng)的，快速達(dá)到通過(guò)電流Vs的第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS1的開(kāi)關(guān)門(mén)限，并且半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)T斷開(kāi)。由于無(wú)法避免的信號(hào)持續(xù)時(shí)間，初級(jí)電流IL升高到達(dá)到開(kāi)關(guān)門(mén)限和斷開(kāi)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)T之間。如果在接通半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)T期間，初級(jí)線圈接收更多的能量，比在開(kāi)關(guān)間隔期間，輸出的能量多，那么初級(jí)電流IL總是進(jìn)一步上高并且導(dǎo)致?lián)p壞部件，如果在測(cè)量第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS1和電流信號(hào)后，實(shí)現(xiàn)斷開(kāi)。通過(guò)第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2避免了這種現(xiàn)象。
第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2最大采用一個(gè)值，這個(gè)值從電源電壓電位Vdd和參考電位M之間的差中得到。在正常工作時(shí)，如果沒(méi)有短路，那么第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2升高到某個(gè)值，如下優(yōu)選的選擇這個(gè)值這個(gè)值位于第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS1的最大值的上面，以便于在這種情況下不能影響控制半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。如果當(dāng)輸出側(cè)短路時(shí)，初級(jí)電流IL升高的很快，并且在變導(dǎo)體開(kāi)關(guān)T閉合期間，電流信號(hào)Vs超過(guò)參考信號(hào)Vref的值，那么晶體管T1導(dǎo)通，以便于能夠使電容放電并且因此減小第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2。這時(shí)，晶體管T1保持長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)通，直到半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)T斷開(kāi)，并且不再有初級(jí)電流IL流過(guò)。
由電流源Iq提供的電容充電電流和通過(guò)晶體管T1的放電電流，如下相互調(diào)整第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2降低到一個(gè)值，這個(gè)值在第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS1的下面。半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)T的斷開(kāi)時(shí)刻由電流信號(hào)Vs和第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2提供，因?yàn)榘凑諟y(cè)量為了斷開(kāi)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)T，或者控制脈沖的結(jié)束，是通過(guò)調(diào)節(jié)信號(hào)，電流信號(hào)Vs首先達(dá)到這個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)的值。因此半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)T的接通脈沖的持續(xù)時(shí)間縮短。
在半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)T斷開(kāi)后，沒(méi)有初級(jí)電流IL流過(guò)，并且晶體管T再次斷開(kāi)，因此電容C通過(guò)電流源Iq被再次充電，并且再次上升到第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2的值。如果在下一次接通時(shí)，電流信號(hào)Vs再次超過(guò)參考信號(hào)Vref的值，那么第二個(gè)控制信號(hào)RS2再次減小。使用這種方法，通過(guò)若干個(gè)周期，向電容放電，直到設(shè)置足夠短的控制脈沖。根據(jù)本發(fā)明的開(kāi)關(guān)電源，能夠允許以上說(shuō)明的短路，由負(fù)載突然下降。如果不再存在短路，或者在接通時(shí)間內(nèi)，電流信號(hào)Vs不再超過(guò)參考信號(hào)Vref，那么第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2再次上升到它的輸出值，超過(guò)第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)的值，這個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)和電流信號(hào)Vs一起確定控制脈沖的結(jié)束。
在根據(jù)本發(fā)明的開(kāi)關(guān)電源中，另外在由第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2確定的接通電源單元時(shí)，接通脈沖的持續(xù)時(shí)間緩慢增長(zhǎng)。在接通時(shí)，當(dāng)還對(duì)電容C放電時(shí)，第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS依賴于電容C的值和由電流源Iq提供的電流的值上升，并且確定，直到它超過(guò)第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS1，除了電流信號(hào)Vs，控制脈沖的持續(xù)時(shí)間。因此，在接通時(shí)，避免了高的初級(jí)電流IL，這可以通過(guò)以下得出在啟動(dòng)開(kāi)關(guān)電源時(shí)，同樣不對(duì)整流裝置的電容C充電，并且首先說(shuō)明短路。
圖2說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明開(kāi)關(guān)電源的另外一個(gè)實(shí)施例，其中一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管T2作為開(kāi)關(guān)并聯(lián)連接到電容C。為了控制場(chǎng)效應(yīng)管T2，提供一個(gè)差分放大器OPV2，在輸入端子上，電流信號(hào)和參考信號(hào)Vref輸出到這個(gè)差分放大器。一個(gè)位于差分放大器OPV2的輸出上的作為第二個(gè)控制信號(hào)AS2的電壓越大，在電流信號(hào)Vs和參考信號(hào)Vref之間的差越大。通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管T2，使用增長(zhǎng)的第二個(gè)控制信號(hào)AS2對(duì)電容快速放電。
另外一個(gè)這里沒(méi)作詳細(xì)說(shuō)明的實(shí)施形式提供提供一個(gè)比較器作為比較裝置。當(dāng)電流信號(hào)超過(guò)參考信號(hào)時(shí)，那么因此總使用直流電流對(duì)電容放電。
根據(jù)本發(fā)明的開(kāi)關(guān)電源能夠根據(jù)本發(fā)明的方法控制半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)T，即在測(cè)量一個(gè)依賴于輸出電壓Ua的第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS1、一個(gè)電流信號(hào)Vs和第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2后，這個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)可以依賴于電流信號(hào)Vs變化。為了改變電流信號(hào)，在說(shuō)明的實(shí)施例中，電流信號(hào)Vs和一個(gè)參考信號(hào)Vref比較，并且如果電流信號(hào)Vs超過(guò)參考信號(hào)Vref，減小第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2。
參考符號(hào)列表AK 開(kāi)關(guān)電源的輸出端子AK1信號(hào)產(chǎn)生裝置的輸出端子C，C1 電容D1 二極管EK 開(kāi)關(guān)電源的輸入端子EK1信號(hào)產(chǎn)生裝置的輸入端子L1 初級(jí)線圈L2 次級(jí)線圈M 參考電位PWM脈沖寬度調(diào)制器RL負(fù)載Rs 電阻RS1第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)RS2第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)SG 信號(hào)產(chǎn)生裝置T 半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)T1 雙極雙晶體管
T2場(chǎng)效應(yīng)管V 電源電壓Vdd 電源電壓電位Vref 參考信號(hào)Vs電流信號(hào)
權(quán)利要求
1.具有一個(gè)開(kāi)關(guān)(T)的開(kāi)關(guān)電源，這個(gè)開(kāi)關(guān)(T)在測(cè)量一個(gè)控制信號(hào)(AS1)后，將電源電壓(V)施加到一個(gè)變壓器(L1、L2)的一個(gè)初級(jí)線圈(L1)，這個(gè)開(kāi)關(guān)電源還具有一個(gè)脈沖寬度調(diào)制器(PWM)，為了準(zhǔn)備控制信號(hào)(AS1)，一個(gè)依賴于輸出電壓(Ua)的第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)(RS1)和一個(gè)依賴于通過(guò)初級(jí)線圈(L1)的電流(IL)的第一個(gè)電流信號(hào)(Vs)輸出到這個(gè)脈沖寬度調(diào)制器，其特征在于，第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)(RS2)輸出到脈沖寬度調(diào)制器(PWM)，這個(gè)信號(hào)依賴于通過(guò)初級(jí)線圈(L1)的電流(IL)變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，這個(gè)開(kāi)關(guān)電源具有一個(gè)連接到脈沖寬度調(diào)制器(PWM)的信號(hào)產(chǎn)生裝置(SG)，具有一個(gè)輸出端子(AK1)，在這個(gè)輸出端子上可以得到第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)(RS2)，具有一個(gè)輸入端子(EK1)，用于引導(dǎo)一個(gè)依賴于通過(guò)初級(jí)線圈(L1)的電流(IL)的第二個(gè)電流信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，第一個(gè)電流信號(hào)(Vs)和第二個(gè)電流信號(hào)一致。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一個(gè)的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，信號(hào)產(chǎn)生裝置(SG)具有一個(gè)位于電源電壓電位(Vdd)和一個(gè)參考電位(M)之間的由一個(gè)電流源(Iq)和一個(gè)電容(C)構(gòu)成的串聯(lián)電路，其中第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)(RS2)作為電壓可以從電容(C)上得到。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一個(gè)的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，第二個(gè)開(kāi)關(guān)(T1；T2)和電容并聯(lián)，在測(cè)量依賴于電流信號(hào)(Vs)的第二個(gè)控制信號(hào)(AS2)后，可以控制這個(gè)開(kāi)關(guān)。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一個(gè)的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，信號(hào)產(chǎn)生裝置(SG)具有一個(gè)比較裝置(OPV1；0PV2)，用于通過(guò)比較電流信號(hào)(Vs)和一個(gè)參考信號(hào)(Vref)產(chǎn)生第二個(gè)控制信號(hào)(AS2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，比較裝置(OPV1、OPV2)作為運(yùn)算放大器(OPV1)構(gòu)成，開(kāi)關(guān)作為雙極雙晶體管(T1)構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，比較裝置(OPV1、OPV2)作為差分放大器(OPV2)構(gòu)成，開(kāi)關(guān)作為場(chǎng)效應(yīng)管(T2)構(gòu)成。
9.控制在一個(gè)開(kāi)關(guān)電源中一個(gè)和初級(jí)線圈(L1)串聯(lián)的開(kāi)關(guān)(T)的方法，其中該方法包括產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)(AS1)，這個(gè)控制信號(hào)用于在測(cè)量一個(gè)依賴于一個(gè)輸出電壓(Ua)的第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)(RS1)和一個(gè)依賴于通過(guò)初級(jí)線圈(L1)的電流(IL)的電流信號(hào)(IL)后，控制開(kāi)關(guān)(T)，其特征在于，另外在測(cè)量第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)(RS2)后，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生控制信號(hào)(AS1)，這個(gè)控制信號(hào)可以依賴于通過(guò)初級(jí)線圈(L1)的電流設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，設(shè)置第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)(RS2)包括下面的步驟-電流信號(hào)(Vs)和一個(gè)參考信號(hào)(Vref)比較；-如果電流信號(hào)(Vs)超過(guò)參考信號(hào)(Vref)，那么減小第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)(RS2)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或者10中任一個(gè)的方法，其特征在于，第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)(RS2)依賴于電流信號(hào)(Vs)和參考信號(hào)(Vref)之間的差進(jìn)行減小。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一個(gè)權(quán)利要求，其特征在于，產(chǎn)生控制信號(hào)(AS1)包括如下方法步驟產(chǎn)生控制脈沖的時(shí)間序列，在測(cè)量振蕩器節(jié)拍后開(kāi)始這個(gè)時(shí)間序列，并且在電流信號(hào)(Vs)達(dá)到第一個(gè)或者第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)(RS1、RS2)的值時(shí)，結(jié)束這個(gè)時(shí)間序列。
全文摘要
具有一個(gè)開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)電源,這個(gè)開(kāi)關(guān)在測(cè)量一個(gè)控制信號(hào)后,將電源電壓施加到一個(gè)變壓器的一個(gè)初級(jí)線圈,這個(gè)開(kāi)關(guān)電源還具有一個(gè)脈沖寬度調(diào)制器,為了準(zhǔn)備控制信號(hào),一個(gè)依賴于輸出電壓的第一個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)和一個(gè)依賴于通過(guò)初級(jí)線圈的電流的第一個(gè)電流信號(hào)輸出到這個(gè)脈沖寬度調(diào)制器,第二個(gè)調(diào)節(jié)信號(hào)輸出到脈沖寬度調(diào)制器,這個(gè)信號(hào)依賴于通過(guò)初級(jí)線圈的電流變化。和控制一個(gè)開(kāi)關(guān)電源中開(kāi)關(guān)的方法。
文檔編號(hào)H02M3/335GK1271205SQ0010693
公開(kāi)日2000年10月25日 申請(qǐng)日期2000年4月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月21日
發(fā)明者M·費(fèi)爾德米勒 申請(qǐng)人:因芬尼昂技術(shù)股份公司