專利名稱：具有同步功率轉(zhuǎn)換的電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的電源具有猝發(fā)操作方式和正常運(yùn)行操作方式。
典型的開關(guān)方式電源(SMPS)包括開關(guān)晶體管，開關(guān)晶體管耦連到功率轉(zhuǎn)換變壓器的原邊繞組上，用于將輸入電源電壓周期性地供給原邊繞組上。已知在正常運(yùn)行操作方式下，并且在待機(jī)備用操作方式下操作SMPS。在正常運(yùn)行操作方式中，變壓器的副邊繞組中以高頻產(chǎn)生電流脈沖，并且電流脈沖被整流，周期性地補(bǔ)充濾波或整流電容中的電荷。在電容中產(chǎn)生的輸出電源電壓被連接向負(fù)載供能。
在正常運(yùn)行操作方式中，SMPS以連續(xù)方式操作。在待機(jī)備用備用操作方式中，希望SMPS以猝發(fā)方式操作，來減少功率耗散。在猝發(fā)方式的給定周期內(nèi)，高頻電流脈沖產(chǎn)生在變壓器的繞組中。電流脈沖后面是相對(duì)長的間隔，這里稱之為延遲時(shí)間間隔(dead time interval)，它持續(xù)幾毫秒的時(shí)間，其間不產(chǎn)生電流脈沖。
在微處理器中可以產(chǎn)生on/off(開/關(guān))信號(hào)。微處理器參考一個(gè)電位，這個(gè)電位被稱為與主電源電壓絕緣的冷接地電位。這樣，SMPS的控制電路可以包括一個(gè)部分，這部分不與主電源電壓絕緣。變壓器形成一個(gè)隔離屏障。
需要避免使用附加的隔離屏障，來將絕緣的微處理器的on/off控制信息，供給非絕緣的SMPS控制電路中，實(shí)現(xiàn)在連續(xù)方式和猝發(fā)方式之間的轉(zhuǎn)換。
先進(jìn)型的SMPS是零電壓轉(zhuǎn)換SMPS。在零電壓轉(zhuǎn)換SMPS中，當(dāng)晶體管的主電流導(dǎo)電端之間的電壓為零，來減小轉(zhuǎn)換損失時(shí)，晶體管上的轉(zhuǎn)換發(fā)生。在待機(jī)備用時(shí)，需要以猝發(fā)方式操作零電壓轉(zhuǎn)換SMPS。
零電壓轉(zhuǎn)換SMPS實(shí)施了本發(fā)明的一個(gè)特定方案，在零電壓轉(zhuǎn)換SMPS中，通過一個(gè)開關(guān)從濾波電容上斷開運(yùn)行方式負(fù)載，來啟動(dòng)待機(jī)備用方式。由此，運(yùn)行方式負(fù)載停止消耗負(fù)載電流。因?yàn)檫\(yùn)行方式負(fù)載電路是不導(dǎo)通的，在工作周期內(nèi)，SMPS的反饋回路促使晶體管導(dǎo)通，其中工作周期實(shí)質(zhì)比運(yùn)行方式中的短。在晶體管的連續(xù)轉(zhuǎn)換周期中，在待機(jī)備用時(shí)，短的工作周期促使零電壓轉(zhuǎn)換SMPS以猝發(fā)方式操作。
通過所述開關(guān)將運(yùn)行方式負(fù)載耦連到濾波電容上，啟動(dòng)晶體管的操作，從猝發(fā)方式轉(zhuǎn)換到運(yùn)行方式。增加的負(fù)載電流被感應(yīng)，并且在晶體管中導(dǎo)致一個(gè)增加的工作周期。增加的工作周期促使零電壓轉(zhuǎn)換SMPS在運(yùn)行時(shí)以連續(xù)方式操作。這樣，避免使用附加的隔離屏障，在連續(xù)方式和猝發(fā)方式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
在待機(jī)備用方式中，可以使用濾波電容電壓來導(dǎo)通微處理器。在從猝發(fā)方式到運(yùn)行方式操作的轉(zhuǎn)換間隔期間，需要避免電容電壓急劇減小。防止濾波電容的放電會(huì)避免可能的故障。例如如果電源電壓過度減小，微處理器可能停止操作。
用戶可以通過例如遙控器裝置，發(fā)出打開電源命令。將運(yùn)行負(fù)載耦連到電容上的開關(guān)如果被打開，在延遲時(shí)間間隔中，電容電壓可能過度減小，這是因?yàn)闆]有產(chǎn)生電流脈沖而致。
在實(shí)現(xiàn)一個(gè)本發(fā)明的方案的過程中，響應(yīng)用戶發(fā)出的打開電源命令，微處理器產(chǎn)生同步的on/off控制信號(hào)，來打開開關(guān)。在延遲時(shí)間間隔結(jié)束后，與延遲時(shí)間間隔的結(jié)束同步，開關(guān)立即打開，將運(yùn)行方式負(fù)載耦連到濾波電容上。
在延遲時(shí)間間隔中，當(dāng)不產(chǎn)生電流脈沖時(shí)，運(yùn)行方式負(fù)載從濾波電容上斷開連接。這樣，濾膜電容沒有過度放電。結(jié)果是，在延遲時(shí)間間隔中電源電壓沒有減小。進(jìn)一步，在延遲時(shí)間間隔后立即產(chǎn)生的每個(gè)電流脈沖，補(bǔ)充濾膜電容中的電荷。
例如，假設(shè)第一次嘗試時(shí)負(fù)載電流的增加，不足以禁止猝發(fā)方式的操作。在后面的延遲時(shí)間間隔過程中，微處理器將促使開關(guān)關(guān)閉。結(jié)果，防止濾膜電容放電。第一次嘗試后，在延遲時(shí)間間隔結(jié)束時(shí)，微處理器促使開關(guān)在第二次嘗試時(shí)打開。此時(shí)，負(fù)載電流足夠高，使猝發(fā)方式的操作停止，并開始連續(xù)運(yùn)行方式。
實(shí)施本發(fā)明方案的一種開關(guān)方式電源，包括一個(gè)輸出級(jí)，所述輸出級(jí)用于在正常運(yùn)行操作方式中產(chǎn)生輸出電源脈沖，并在待機(jī)備用備用操作方式下，在猝發(fā)方式周期的第一部分產(chǎn)生輸出電源脈沖。在猝發(fā)方式周期的第二部分，輸出電源脈沖被禁止。控制信號(hào)和on/off信號(hào)產(chǎn)生，其中控制信號(hào)指示猝發(fā)方式周期的第一和第二部分之一發(fā)生。在操作的待機(jī)備用和運(yùn)行方式之間的轉(zhuǎn)換中，響應(yīng)on/off信號(hào)和控制信號(hào)，并且耦連到輸出級(jí)的開關(guān)，在猝發(fā)方式周期的預(yù)定時(shí)刻，選擇地導(dǎo)通運(yùn)行方式負(fù)載電路。


圖1顯示的電源實(shí)施了本發(fā)明的一個(gè)方案，在待機(jī)備用時(shí)，電源以猝發(fā)方式操作；圖2a、2b和2c顯示的波形用于解釋圖1的電路在運(yùn)行方式下的操作；圖3a和3b顯示的波形用于解釋圖1的電路在待機(jī)備用時(shí)以猝發(fā)方式的操作；圖4a、4b和4c顯示的波形用于解釋圖1的電路從猝發(fā)方式轉(zhuǎn)換到正常運(yùn)行操作方式。
圖1顯示了一個(gè)調(diào)諧的SMPS100，它實(shí)施了本發(fā)明的一方案。在圖1中，作為晶體管開關(guān)而操作的N型金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)功放晶體管Q3，使它的漏極通過變壓器T1的原邊繞組L1，耦連到輸入電源的接線端20上，輸入電源為直流(DC)電源RAW B+。變壓器T1作為隔離變壓器，用于提供熱接地電位-冷接地電位(hot ground-cold ground)的隔離屏障。電源RAW B+從例如濾波電容上得到，其中濾波電容耦連到橋式整流器，而橋式整流器將主電源電壓整流，主電源電壓沒有在圖中顯示。
晶體管Q3的源極通過電流傳感器或取樣電阻R12，耦連到非隔離的熱接地電位上。阻尼二極管D6作為開關(guān)，并聯(lián)到晶體管Q3上，并且阻尼二極管D6與晶體管Q3包含在相同的包裝容器中，形成雙向開關(guān)22。電容C6并聯(lián)到二極管D6上，并且串聯(lián)到繞組L1上，當(dāng)開關(guān)22不導(dǎo)通時(shí)，電容C6與繞組L1的電感一起形成諧振電路21。
變壓器T1的副邊繞組L2耦連到峰值整流二極管D8的陽極上，并且耦連到隔離的冷接地電位上，用于在濾波電容C10中產(chǎn)生輸出電壓VOUT，其中濾波電容C10耦連到二極端D8的陰極上。在正常運(yùn)行操作方式中，電壓VOUT通過串聯(lián)的運(yùn)行負(fù)載開關(guān)401，耦連到運(yùn)行負(fù)載電路302上。開關(guān)401由控制信號(hào)RUN/STBY控制，控制信號(hào)RUN/STBY實(shí)施了本發(fā)明的方案，并且控制信號(hào)RUN/STBY由微處理器412產(chǎn)生，用于在運(yùn)行方式中將開關(guān)401保持在打開狀態(tài)。
誤差放大器23響應(yīng)電壓VOUT和參考電壓VREF。光耦連器IC1包括發(fā)光二極管。光耦連器IC1的晶體管發(fā)射極，通過電阻R4耦連到負(fù)的DC電壓V3上。光耦連器IC1的晶體管集電極，耦連到電容C3上。光耦連器IC1用于隔離。當(dāng)電壓VOUT比參考電壓VREF大時(shí)，光耦連器IC1的誤差集電極電流IE指示它們之間的量，以及它們之間相差的量。
比較器晶體管Q2具有基極，基極通過電阻R11，耦連到晶體管Q3的源極與電流傳感器電阻R12之間的連接點(diǎn)上。晶體管Q2將它的基極電壓VBQ2與誤差電壓VEQ2比較，其中誤差電壓VEQ2在晶體管Q2的發(fā)射極形成。電壓VBQ2包括的第一部分與晶體管Q3中的源極-漏極電流ID成比例。DC電壓V2通過電阻R6耦連到晶體管Q2的基極上，來形成電壓VBQ2的第二部分，這部分電壓形成在電阻R11的兩端。
DC電壓V2還通過電阻R5耦連到反饋濾波電路上，來形成電流源，對(duì)電容C3充電，其中反饋濾波電路由電容C3形成。誤差電流IE耦連到電容C3上，用于對(duì)電容C3放電。二極管D5耦連到晶體管Q2的發(fā)射極和地線之間。二極管D5將電壓VEQ2限制在二極管D5的正向電壓上，并且限制晶體管Q3中的最大電流。
晶體管Q2的集電極耦連到晶體管Q1的基極上，并且晶體管Q1的集電極耦連到晶體管Q2的基極上，來形成正回授開關(guān)31。晶體管Q3的控制電壓VG在晶體管Q1的發(fā)射極形成，晶體管Q1的發(fā)射極形成正回授開關(guān)31的輸出端，并且晶體管Q1的發(fā)射極通過電阻R10耦連到晶體管Q3的柵極上。
變壓器T1的副邊繞組L3通過電阻R9耦連，用于產(chǎn)生交流(AC)電壓V1。電壓V1通過電容C4和電阻R8，交流耦連到晶體管Q1的發(fā)射極上，來產(chǎn)生晶體管Q3的驅(qū)動(dòng)電壓。交流耦連的電壓VG通過集電極電阻R7耦連到晶體管Q2的集電極和晶體管Q1的基極上。電壓V1還通過二極管D2整流，來產(chǎn)生電壓V3，并且通過二極管D3整流，來產(chǎn)生電壓V2。
當(dāng)電源RAW B+打開時(shí)，電阻R3使電容C4充電，其中電阻R3耦連到電源RAW B+的源極與電容C4的接線端之間，電容C4遠(yuǎn)離繞組L3。當(dāng)晶體管Q3的柵極上的電壓VG超過MOS晶體管Q3的臨界電壓時(shí)，晶體管Q3導(dǎo)通，促使晶體管Q3的漏極電壓VD減小。結(jié)果，電壓V1變?yōu)檎?，并且電壓VG增強(qiáng)，以正反饋方式保持晶體管Q3完全打開。
圖2a-2c顯示的波形，對(duì)于解釋圖1中調(diào)諧的SMPS的操作是有用的。圖1和圖2a-2c中相似的符號(hào)和數(shù)字指示相似的項(xiàng)目或功能。
在圖2c中，在給定周期T的間隔t0-t10期間，圖1中導(dǎo)通的晶體管Q3的電流ID上升。結(jié)果，在繞組L1中，電流IL1的相應(yīng)非諧振電流脈沖部分上升，并且以磁能的形式存儲(chǔ)在電感中，其中電感與變壓器T1的繞組L1相關(guān)聯(lián)。在圖2c的時(shí)刻t10，圖1的電壓VBQ2，包括從電阻R12兩端的電壓中得到的上升部分，電壓VBQ2超過正回授開關(guān)31的觸發(fā)電平，用于打開晶體管Q2，其中觸發(fā)電平由電壓VEQ2確定。電流在晶體管Q1的基極中流動(dòng)。這樣，正回授開關(guān)31在晶體管Q3的柵極上應(yīng)用低阻抗。結(jié)果，圖2a中的柵極電壓VG減小到接近零伏特的水平上，并且截止圖1的晶體管Q3。當(dāng)晶體管Q3截止時(shí)，圖2b中的漏極電壓VD增加，并且促使圖1中的電壓V1減小，其中電壓V1從繞組L3中獲得。存儲(chǔ)在柵極-源極電容CG中的電荷保持鎖住方式操作，直到圖2a的時(shí)刻t20為止。
需要一定的電壓才能保持圖1中足夠的集電極電流，當(dāng)電壓VG變得小于這個(gè)電壓時(shí)，晶體管Q2基極的正向?qū)ㄍＶ梗Y(jié)果，正回授開關(guān)31的鎖住操作方式被釋放。然后，繼續(xù)減小的電壓V1，促使圖2a的電壓VG的負(fù)相部分40，將圖1的晶體管Q3保持在截止?fàn)顟B(tài)。
當(dāng)晶體管Q3關(guān)閉時(shí)，在圖2b的間隔t10-t20中，漏極電壓VD如所示增加。圖1的電容C6限制電壓VD增加的比例，在電壓VD精確地增供給零電壓以上之前，使晶體管Q3完全不導(dǎo)通。由此，轉(zhuǎn)換損失和發(fā)射的轉(zhuǎn)換噪聲減小。在圖2b的間隔t10-t30中，當(dāng)圖1的晶體管Q3關(guān)閉時(shí)，包括電容C6和繞組L1的諧振電路21振蕩。電容C6限制電壓VD的峰值電平。這樣，不需要緩沖器二極管和電阻，使效率增加并且轉(zhuǎn)換噪聲減小。
在圖2b的時(shí)刻t30之前，電壓VD的減小促使圖1的電壓V1變?yōu)檎妷?。在圖2b的時(shí)刻t30，電壓VD接近于零伏特并且為負(fù)值，促使圖1的阻尼二極管D6打開，并且將圖2b中的電壓VD箝制在大約零伏特的水平上。這樣，圖1中的諧振電路21顯示了振蕩的半個(gè)周期。在圖2b的時(shí)刻t30后，因?yàn)榍笆鰣D1中電壓V1的極性改變，圖2a的電壓VG增加為正值。
后面晶體管Q3的打開延遲一個(gè)延遲時(shí)間，直到圖2b中的時(shí)刻t30以后為止，在時(shí)刻t30，電壓VD變?yōu)榻咏诹惴氐乃?，延遲時(shí)間由電阻R8和柵極電容CG的時(shí)間常數(shù)決定。這樣，導(dǎo)致最小的打開損失，并且轉(zhuǎn)換噪聲減小。
通過改變?yōu)V波電容C3的電壓VEQ2，實(shí)現(xiàn)電壓VOUT的負(fù)反饋控制。當(dāng)電壓VOUT大于電壓VREF時(shí)，電流IE使電容C3放電，并且減小電壓VEQ2。這樣，比較器晶體管Q2的臨界電平減小。結(jié)果，晶體管Q3中電流ID的峰值減小，并且傳送給負(fù)載電路的功率減小，其中負(fù)載電路沒有畫出。另一方案，當(dāng)電壓VOUT小于電壓VREF時(shí)，電流IE為零，并且電阻R5中的電流使電壓VEQ2增加。結(jié)果，晶體管Q3中電流ID的峰值增加，并且傳送給負(fù)載電路的功率增加，其中負(fù)載電路沒有畫出。這樣，晶體管Q3的控制電路根據(jù)電壓VEQ2，提供晶體管Q3中電流ID的工作周期調(diào)制，其中控制電路包括正回授開關(guān)31。
調(diào)諧的SMPS100根據(jù)電流-脈沖控制的電流脈沖，以電流方式控制而操作。在圖2c的間隔t0-t10期間，電流ID的電流脈沖在圖1的晶體管Q3中流動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)圖1中晶體管Q2的臨界電平時(shí)，電流脈沖在圖2c的時(shí)刻t10結(jié)束，其中圖1中晶體管Q2的臨界電平由電壓VEQ2確定，并且通過誤差電流IE建立，形成誤差信號(hào)。誤差信號(hào)實(shí)際控制電流ID的電流脈沖的峰值電流，其中電流ID在繞組L1的電感中流動(dòng)?？刂齐娐芬哉答伒姆绞搅⒓葱拚糜谳斎腚妷築+的電壓變化，而不使用誤差放電器23的動(dòng)態(tài)范圍。以這種方式，可以得到電流方式控制的優(yōu)點(diǎn)和調(diào)諧的SMPS的優(yōu)點(diǎn)。
圖3a和3b顯示了圖1中電壓V30在接線端30的波形，這對(duì)解釋SMPS100在待機(jī)備用時(shí)以猝發(fā)方式操作是有用的。當(dāng)晶體管Q3打開時(shí)，電壓V30大約等于柵極電壓VG，柵極電壓VG控制晶體管Q3。當(dāng)圖1的晶體管Q3中發(fā)生轉(zhuǎn)換操作時(shí)，在圖3a的猝發(fā)方式周期tA-tC中，圖3b中電壓V30的波形包括的時(shí)間，超過活動(dòng)間隔tA和tB。在相對(duì)長的延遲間隔tB-tC內(nèi)，在圖1的晶體管Q3中沒有發(fā)生轉(zhuǎn)換周期。在圖1、2a、2b、2c、3a和3b中相似的符號(hào)和數(shù)字，指示相似的項(xiàng)目或功能。
在圖3b中的時(shí)刻tA結(jié)束的延遲間隔內(nèi)，圖1的電容C4通過電阻R3以上升的方式充電，來形成正電壓VC4，充電的速率由R3和C4的時(shí)間常數(shù)決定。在時(shí)刻tA，正電壓V30到達(dá)圖1中晶體管Q3的臨界電平上。結(jié)果，在晶體管Q3中產(chǎn)生高頻轉(zhuǎn)換周期。在間隔tA-tB期間，圖3b中電壓V30的正峰值電壓V30PEAK，超過圖1中晶體管Q3的臨界電平。這樣，高頻轉(zhuǎn)換周期在晶體管Q3中繼續(xù)。在晶體管Q3的每個(gè)轉(zhuǎn)換周期中，如前所述，晶體管Q1打開。這樣，電容C4被輕微放電。晶體管Q1的放電電流超過電阻R3的充電電流。這樣，電壓VC4下降。在趨于減小圖3b中正峰值電壓V30PEAK的方向上，電壓VC4的電平改變電壓V1。在時(shí)刻tAB，正峰值電壓V30PEAK減小到一個(gè)值，這個(gè)值小于圖1中晶體管Q3的臨界電平。晶體管Q3中的轉(zhuǎn)換操作在時(shí)刻tB停止，并且接著是下一個(gè)延遲間隔tB-tC。從圖3a的時(shí)刻tB到時(shí)刻tC，如前面所述，電容C4通過電阻R3充電。
例如，當(dāng)用戶通過遙控器裝置，啟動(dòng)電源關(guān)閉請(qǐng)求命令時(shí)，其中遙控器裝置未畫出，控制信號(hào)ON/OFF應(yīng)用到微處理器412的輸入端412a上。圖1的微處理器412產(chǎn)生低電平狀態(tài)下的控制信號(hào)RUN/STBY，用于關(guān)閉運(yùn)行負(fù)載開關(guān)401。關(guān)閉的開關(guān)401將圖1的運(yùn)行方式負(fù)載電路302從濾波電容C10上斷開連接，用于啟動(dòng)并保持操作的待機(jī)備用狀態(tài)的猝發(fā)方式。由此，負(fù)載電路302被關(guān)閉，并且負(fù)載電路302中的負(fù)載電流IL2停止。另一方案，耦連到電容C10上的負(fù)載電路303，在待機(jī)備用方式中包括導(dǎo)通的級(jí)。
當(dāng)負(fù)載電路302斷開連接時(shí)，電容C10的充電電流IDOUT3小。因?yàn)楫?dāng)負(fù)載電路302關(guān)閉時(shí)，圖1中電容C10的充電電流IDOUT3小，在實(shí)質(zhì)短于運(yùn)行方式的工作周期內(nèi)，反饋回路促使晶體管Q3導(dǎo)通。在晶體管Q3的連續(xù)轉(zhuǎn)換周期內(nèi)，短的工作周期促使SMPS100在待機(jī)備用中，以猝發(fā)方式操作。
如前面所述，SMPS100包括運(yùn)行方式下的零電壓轉(zhuǎn)換特征，和待機(jī)備用方式下的猝發(fā)方式特征。兩個(gè)特征都利用了SMPS100的自振方案。
根據(jù)需要延遲間隔tB-tC的長度，選擇電阻R3和電容C4的值。選擇電阻R8的值，用于保證以猝發(fā)方式操作。如果電阻R8的值太大，晶體管Q1中的放電電流會(huì)太小，并且圖3b中電壓V30的峰值電壓V30PEAK將不減小，而低于圖1的晶體管Q3的臨界電平。通過選擇電阻R8的足夠小的值，當(dāng)短的工作周期產(chǎn)生在晶體管Q3的連續(xù)轉(zhuǎn)換周期中時(shí)，保證猝發(fā)方式操作。
圖4a、4b和4c顯示的波形，對(duì)解釋圖1的SMPS100從待機(jī)備用方式轉(zhuǎn)換到運(yùn)行方式是有用的。在圖1、2a、2b、2c、3a、3b、4a、4b和4c中相似的符號(hào)和數(shù)字，指示相似的項(xiàng)目或功能。在給定的猝發(fā)方式周期t1-t3中，在圖4c的猝發(fā)部分t1-t2期間，圖1中的繞組L2中產(chǎn)生的脈沖407，在包絡(luò)檢測器402中被整流，用于在圖1的電容405中形成包絡(luò)檢測的脈沖信號(hào)408。包括檢測器402包括電阻403，電阻403耦連到變壓器T1的繞組L2的部分，與整流二極管404的陽極之間。整流二極管404的陰極耦連到濾波電容405上，電容405與電阻406并聯(lián)。在繞組L2中形成的脈沖在二極管404中整流，用于在電容405中形成包絡(luò)檢測的信號(hào)408。信號(hào)408通過分壓器耦連到微處理器412上，其中分壓器包括電阻409和電阻410。
在待機(jī)備用方式下，并在轉(zhuǎn)換到運(yùn)行方式的過程中，圖4c顯示了信號(hào)408的波形。到運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換在時(shí)刻t3開始。在延遲間隔t2-t3之外，脈沖信號(hào)408形成邏輯高電平。在延遲間隔t2-t3期間，圖1的猝發(fā)方式脈沖407消失，而圖4c的信號(hào)408在邏輯低電平上。
例如，當(dāng)用戶通過遙控器裝置，啟動(dòng)電源打開請(qǐng)求命令時(shí)，其中遙控器裝置未畫出，適當(dāng)狀態(tài)的控制信號(hào)ON/OFF應(yīng)用到微處理器412的輸入端412a上。在延遲間隔t2-t3期間，在關(guān)于圖4c的信號(hào)408的非同步時(shí)刻，例如在圖4b的時(shí)刻t8，圖4b控制信號(hào)ON/OFF可以發(fā)生。結(jié)果，圖1的微處理器412開始搜索包絡(luò)檢測的信號(hào)408從低電平-高電平的轉(zhuǎn)換，在圖4c的時(shí)刻t3發(fā)生。在圖4c的時(shí)刻t3后，圖1的微處理器412立即產(chǎn)生高電平狀態(tài)的同步控制信號(hào)RUN/STBY，用于打開開關(guān)401。應(yīng)該理解同步控制信號(hào)RUN/STBY的產(chǎn)生，可以通過使用專用的邏輯電路而交替地完成，其中專用的邏輯電路響應(yīng)包絡(luò)檢測的信號(hào)408和控制信號(hào)ON/OFF?？梢允褂眠@樣的硬件解決方法，來代替在微處理器412的程序控制下，產(chǎn)生信號(hào)RUN/STBY。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方案時(shí)，開關(guān)401打開，用于在圖4c中的延遲間隔t2-t3的結(jié)束時(shí)刻t3后，立即將圖1的運(yùn)行方式電路302耦連到濾波電容C10上。在延遲間隔部分t8-t3，當(dāng)不產(chǎn)生圖1的電流脈沖IDOUT3時(shí)，運(yùn)行方式負(fù)載電路302不能使電容C10放電。這樣，在圖4a的間隔t8-t3期間，圖1的輸出電源電壓VOUT不減小。相反，在圖4b的間隔t8-t3內(nèi)，由于圖1的開關(guān)401打開，因?yàn)閳D1的電流脈沖IDOUT3消失，如圖4a中的虛線222所示，圖4a的電壓VOUT急劇減小。在圖4a-4c的延遲間隔t2-t3后立即發(fā)生的每個(gè)電流脈沖IDOUT3，補(bǔ)充圖1的電容C10。由此實(shí)現(xiàn)電源啟動(dòng)。
例如，假設(shè)在圖4c的時(shí)刻t4，猝發(fā)方式部分中的負(fù)載電流IL2的幅值，在包絡(luò)檢測的信號(hào)408的低電平-高電平轉(zhuǎn)換408U發(fā)生后，足以釋放猝發(fā)方式操作。結(jié)果，包絡(luò)檢測的信號(hào)408的低電平-高電平轉(zhuǎn)換408D發(fā)生，并且隨后是另一個(gè)猝發(fā)方式的周期。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的進(jìn)一步方案時(shí)，微處理器412在圖4c的時(shí)刻t4后面的延遲間隔期間，將促使開關(guān)401關(guān)閉，這個(gè)延遲間隔未畫出。結(jié)果，避免圖1的濾波電容C10放電。在圖4c的時(shí)刻t4后面，延遲間隔結(jié)束時(shí)(這個(gè)延遲間隔未畫出)，當(dāng)后面包絡(luò)的檢測信號(hào)408的低電平-高電平轉(zhuǎn)換408U發(fā)生時(shí)(這個(gè)轉(zhuǎn)換未畫出)，圖1的負(fù)載電流IL2的幅值足以釋放猝發(fā)方式的操作。結(jié)果，SMPS100繼續(xù)以連續(xù)運(yùn)行方式操作。由此，實(shí)現(xiàn)第二次啟動(dòng)的嘗試。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)方式電源，包括一個(gè)輸出級(jí)，用于在待機(jī)備用操作方式期間，在正常運(yùn)行操作方式中和在猝發(fā)方式周期的第一部分產(chǎn)生輸出電源脈沖，而在所述猝發(fā)方式周期的第二部分中，所述輸出電源脈沖被釋放；一種裝置，用于產(chǎn)生控制信號(hào)，所述控制信號(hào)指示發(fā)生所述猝發(fā)方式周期的所述第一和第二部分之一；一個(gè)開/關(guān)信號(hào)源；及一種開關(guān)，響應(yīng)所述開/關(guān)信號(hào)和所述控制信號(hào)，并耦連到所述輸出級(jí)，在操作的所述待機(jī)備用和所述運(yùn)行方式之間的轉(zhuǎn)換期間，在猝發(fā)方式周期的預(yù)定時(shí)刻，選擇地導(dǎo)通運(yùn)行方式負(fù)載電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電源，其中在操作的所述運(yùn)行方式的整個(gè)過程中，所述開關(guān)將所述輸出級(jí)耦連到所述運(yùn)行方式的負(fù)載電路中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電源，其中所述輸出級(jí)響應(yīng)第一信號(hào)，第一信號(hào)指示所述輸出電源脈沖的幅值，當(dāng)所述幅值在值的范圍之內(nèi)時(shí)，用于在相應(yīng)延遲間隔之間，以所述猝發(fā)方式產(chǎn)生所述輸出電源脈沖，并當(dāng)所述幅值在值的所述范圍之外時(shí)，用于在所述延遲間隔之外，以操作的所述運(yùn)行方式產(chǎn)生所述輸出電源脈沖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電源，其中與所述控制信號(hào)同步，所述開關(guān)在轉(zhuǎn)換過程中導(dǎo)通所述運(yùn)行方式電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電源，其中所述控制信號(hào)產(chǎn)生裝置包括包絡(luò)檢測器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電源，進(jìn)一步包括濾波電容，其中所述輸出級(jí)在所述濾波電容中產(chǎn)生電流脈沖，用于產(chǎn)生濾波的輸出電源電壓，并且其中所述開關(guān)在所述運(yùn)行方式中，將所述濾波電容耦連到所述運(yùn)行方式負(fù)載電路中，并且在所述待機(jī)備用過程中，以猝發(fā)方式將所述電容與所述運(yùn)行方式負(fù)載電路斷開連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電源，其中在所述第二部分，只要所述輸出電源脈沖被釋放，所述開關(guān)使所述運(yùn)行方式負(fù)載電路與所述輸出級(jí)斷開連接，并且當(dāng)開始產(chǎn)生所述輸出電源脈沖時(shí)，將所述運(yùn)行方式負(fù)載電路耦連到所述輸出級(jí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的電源，其中在操作的所述待機(jī)備用方式中，所述輸出級(jí)耦連到待機(jī)備用方式負(fù)載電路上，用于導(dǎo)通所述待機(jī)備用方式負(fù)載電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的電源進(jìn)一步包括微處理器，微處理器響應(yīng)所述開/關(guān)信號(hào)和所述控制信號(hào)，用于產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)，開關(guān)控制信號(hào)耦連到所述開關(guān)的控制端上。
全文摘要
一個(gè)電源,在正常運(yùn)行操作方式中運(yùn)行,并在待機(jī)備用過程,電源以操作的猝發(fā)方式運(yùn)行。例如,當(dāng)用于啟動(dòng)打開電源請(qǐng)求命令時(shí),on/off控制信號(hào)應(yīng)用到微處理器的輸入端。微處理器監(jiān)視猝發(fā)方式周期的延遲間隔的結(jié)束時(shí)刻,并產(chǎn)生同步控制信號(hào),用于打開開關(guān)。在延遲時(shí)刻結(jié)束后,開關(guān)立即打開。打開的開關(guān)將運(yùn)行方式負(fù)載耦連到電源的濾波電容上。
文檔編號(hào)H02M3/338GK1326260SQ01104600
公開日2001年12月12日 申請(qǐng)日期2001年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月11日
發(fā)明者R·C·阿倫, G·納斯, S·P·麥佩克, J·C·斯蒂芬斯 申請(qǐng)人:湯姆森許可公司