專利名稱：限制開關(guān)電源的開關(guān)中最大開關(guān)電流的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及電子電路，并且更具體地，本發(fā)明涉及開關(guān)模式電源。
背景技術(shù)：
開關(guān)電源中的開關(guān)可承受來自過電壓，過電流或者電壓和電流的特定組合所導(dǎo)致的損害。瞬時(shí)電壓和電流必須維持在防止對(duì)開關(guān)帶來損害的安全工作區(qū)所限定的界限內(nèi)。因此，為了保護(hù)開關(guān)，以及為了調(diào)節(jié)輸出，開關(guān)電源的控制器通常測(cè)量電壓和電流。
現(xiàn)實(shí)器件的需求和局限性之間的矛盾經(jīng)常使得控制器在所有情形下測(cè)量保護(hù)開關(guān)所必須的量變得不可能或者不實(shí)際。盡管開關(guān)上的最大電壓通?？蓮膶?duì)直流輸入電壓的簡(jiǎn)單測(cè)量中得到，然而開關(guān)中電流的測(cè)量通常會(huì)更加困難。
控制器典型地必須屏蔽(mask)切換周期中特定時(shí)刻開關(guān)電流的測(cè)量，從而避免了錯(cuò)誤的過電流指示。另外，在過電流檢測(cè)和恰當(dāng)響應(yīng)之間經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)某些延遲。因此，傳統(tǒng)的方法不能防止開關(guān)在暫時(shí)負(fù)載或者故障的特定條件下出現(xiàn)損害。


通過實(shí)施例詳細(xì)說明了本發(fā)明，并且不限制于附圖。
圖1是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)可限制功率開關(guān)中的峰值電流的開關(guān)電源的一個(gè)實(shí)施例的功能框圖。
圖2是示出了將寄生電容分布到功率開關(guān)中的電流的開關(guān)電源的一個(gè)實(shí)施例的功能框圖的一部分。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)可限制功率開關(guān)中的峰值電流的開關(guān)電源的一個(gè)實(shí)施例的電壓和電流波形。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)限制功率開關(guān)中的峰值電流的開關(guān)電源的電流波形的重要參數(shù)。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)限制功率開關(guān)中的峰值電流的方法的流程圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)限制所包括的功率開關(guān)中的峰值電流的集成電路的功能框圖。
具體實(shí)施例方式
這里公開了在電源中所使用的電源調(diào)節(jié)器的實(shí)施例。在下面的描述中，為了透徹的理解本發(fā)明，闡述了大量的特定細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該清楚，這些特定的細(xì)節(jié)不必應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。為了避免使得本發(fā)明不清楚，未詳細(xì)地闡述與其實(shí)現(xiàn)方式相關(guān)的公知方法。
本說明書中參考“一個(gè)實(shí)施例”或者“一實(shí)施例”表示與該實(shí)施例結(jié)合所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或者特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，本說明書不同位置出現(xiàn)短語“用于一個(gè)實(shí)施例”或者“在一個(gè)實(shí)施例中”并不必全部表示相同的實(shí)施例。此外，在一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例中可以任何合適的方式組合這些特定的特征、結(jié)構(gòu)或者特性。
在電源具有低輸出電壓的啟動(dòng)或者過載期間，響應(yīng)功率開關(guān)中的過電流的傳統(tǒng)技術(shù)在使得電源工作的同時(shí)并不能防止電流在每個(gè)開關(guān)周期中變得更高，這是因?yàn)榍把叵[時(shí)間和限流延遲時(shí)間使得開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間最小。此外，控制器響應(yīng)低輸出電壓，同時(shí)具有使電流減小的最小切斷時(shí)間。公開了一些技術(shù)，其采用多限流值來確定需要執(zhí)行可替換的控制模式，該可替換控制模式延長了開關(guān)的切斷時(shí)間，從而使得電流減小到安全值。因此，公開了一些技術(shù)，以防止開關(guān)電源的開關(guān)中的過電流。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，開關(guān)電流相對(duì)多個(gè)限流值進(jìn)行測(cè)量，從而識(shí)別未受控制的漸增電流的情形。未受控制的漸增電流的識(shí)別執(zhí)行可替換的控制操作，其延遲了隨后切換周期的開始。
為了進(jìn)行說明，圖1通常示出了根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)限制峰值開關(guān)電流的電源的一個(gè)實(shí)施例的電源的功能框圖。圖1所示的示意性電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是回掃式調(diào)節(jié)器。應(yīng)該理解的是，存在許多開關(guān)調(diào)節(jié)器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和配置，并且出于進(jìn)行解釋的目的，提供圖1所示的回掃式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，也可使用其他類型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。此外，注意，盡管出于解釋的目的，在電源的范圍內(nèi)此處描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的教導(dǎo)也可應(yīng)用于其他技術(shù)，例如可包括感性負(fù)載切換等的其他應(yīng)用。
如在圖1的電源實(shí)施例中所示的，能量轉(zhuǎn)換元件T1 125耦合在未調(diào)節(jié)的輸入電壓VIN105和電源輸出端上的負(fù)載165之間。開關(guān)S1 120耦合到能量轉(zhuǎn)換元件125的輸入端上的初級(jí)繞組175上，以調(diào)節(jié)能量從未調(diào)節(jié)的輸入電壓VIN105到電源輸出端上的負(fù)載165的轉(zhuǎn)換?？刂破?45被耦合以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)156，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)156被耦合成由開關(guān)S1 120接收以控制開關(guān)S1 120的切換?？刂破?45還包括被耦合以接收電流檢測(cè)140的電流檢測(cè)器，該電流檢測(cè)140檢測(cè)開關(guān)S1 120中的電流ID115。
如下面將要討論的，對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，控制器145中的電流檢測(cè)器包括第一和第二比較器，第一和第二比較器被耦合以分別將電流ID115與第一和第二限流進(jìn)行比較。第二限流大于第一限流。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，如果電流ID115大于第一或者第二限流，則控制器145將使驅(qū)動(dòng)信號(hào)156在該開關(guān)的當(dāng)前切換周期的剩余時(shí)間打開開關(guān)S1 120，直到開關(guān)的下一個(gè)切換周期開始為止。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，控制器145還包括耦合到第二比較器的頻率調(diào)節(jié)器。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，如果電流ID115大于第二限流，則該頻率調(diào)節(jié)器將調(diào)節(jié)包括在控制器中的振蕩器的振蕩頻率，以延遲開關(guān)的下一個(gè)切換周期。
在圖1的實(shí)施例中，能量轉(zhuǎn)換元件T1 125示出為具有兩個(gè)繞組的變壓器。初級(jí)繞組175具有Np匝，其電感為Lp。次級(jí)繞組具有Ns匝。通常，變壓器的繞組可以多于兩個(gè)，其可具有附加繞組，用以給附加負(fù)載供電，或者提供偏壓，或者檢測(cè)負(fù)載上的電壓，等等。
箝位電路110耦合到能量轉(zhuǎn)換元件T1 125的初級(jí)繞組175上，從而控制開關(guān)S1 120上的最大電壓。如上所述，響應(yīng)由控制器電路145產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)156，導(dǎo)通和切斷開關(guān)S1 120。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，開關(guān)S1 120是晶體管，例如功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，控制器145包括集成電路和離散電子元件。開關(guān)S1 120的操作在整流器D1 130中產(chǎn)生脈動(dòng)電流，該脈動(dòng)電流由電容器C1 135進(jìn)行濾波，從而在負(fù)載165上產(chǎn)生基本恒定的輸出電壓Vo或者基本恒定的輸出電流Io。
將要進(jìn)行調(diào)節(jié)的輸出量是Uo150，通常來說可以是輸出電壓Vo，輸出電流Io，或者二者的組合。反饋電路160耦合到輸出量Uo150上，從而產(chǎn)生反饋信號(hào)UFB155，反饋信號(hào)UFB155是控制器145的輸入?？刂破?45的另一個(gè)輸入是電流檢測(cè)信號(hào)140，其檢測(cè)開關(guān)S1 120中的電流ID115。測(cè)量開關(guān)電流，例如電流變壓器，或者例如測(cè)量離散電阻器兩端的電壓，或者例如測(cè)量當(dāng)晶體管導(dǎo)通時(shí)晶體管兩端的電壓的許多公知方法中的任何一種都可用于測(cè)量電流ID115?？刂破骺刹捎秒娏鳈z測(cè)信號(hào)140來調(diào)節(jié)輸出Uo150或者防止對(duì)開關(guān)S1 120產(chǎn)生損害。
圖1還示出了理想狀態(tài)下流過開關(guān)S1 120的電流ID115的示意性波形。響應(yīng)來自控制器145的驅(qū)動(dòng)信號(hào)156中的脈沖，開關(guān)S1 120導(dǎo)通時(shí)間tON。響應(yīng)來自控制器145的驅(qū)動(dòng)信號(hào)156，打開開關(guān)S1 120一個(gè)切斷時(shí)間tOFF。在導(dǎo)通時(shí)間tON的時(shí)間段中，當(dāng)開關(guān)S1 120導(dǎo)通時(shí)，響應(yīng)于施加到變壓器T1 125的初級(jí)繞組175的電感LP兩端的輸入電壓VIN105，電流隨著時(shí)間從初始電流IVAL線性增加到最終電流IPEAK。
對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，控制器145操作開關(guān)S1 120，從而基本上調(diào)節(jié)輸出Uo150到其期望值。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，當(dāng)輸出Uo150小于其期望值時(shí)，控制器145增加開關(guān)S1 120的導(dǎo)通時(shí)間tON。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，當(dāng)輸出Uo150大于其期望值時(shí)，控制器145減小開關(guān)S1 120的導(dǎo)通時(shí)間tON。
對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，控制器145用驅(qū)動(dòng)信號(hào)156調(diào)節(jié)開關(guān)S1 120的操作，從而防止在其安全操作區(qū)以外操作。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，當(dāng)電流ID115超過限流ILIMIT時(shí)，控制器145減小開關(guān)S1 120的導(dǎo)通時(shí)間tON。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，當(dāng)電流ID115超過限流ILIMIT時(shí)，控制器145增加切斷時(shí)間tOFF。
圖2示出了寄生電容到開關(guān)S1 220中所測(cè)量的電流ID215的分布。由節(jié)點(diǎn)235上耦合到開關(guān)S1的電容器Cp 210和CDS230所表示的寄生電容的充電和放電在開關(guān)S1 220導(dǎo)通之后的一段很短時(shí)間內(nèi)增加電流ID215。圖2還示出了變壓器T1 225的初級(jí)繞組275的電感LP上的電壓VP270。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，電壓VP在導(dǎo)通時(shí)間tON為正，大小為VIN。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，電壓VP在切斷時(shí)間tOFF為負(fù)，大小為VOR。電壓VP極性的突然反向?qū)⑶把仉娏髟黾拥介_關(guān)S1 220的初始電流IVAL。圖2中的波形示出了峰值前沿電流ILEPEAK，該峰值前沿電流ILEPEAK大于理想初始電流IVAL。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，峰值前沿電流ILEPEAK還大于最終電流IPEAK。存在于每個(gè)實(shí)際電路中的寄生電容可產(chǎn)生高的前沿電流，該前沿電流可與控制器調(diào)節(jié)輸出或者保護(hù)開關(guān)的性能相干擾。響應(yīng)開關(guān)電流ID215的大小來調(diào)節(jié)輸出或者保護(hù)開關(guān)的控制器還響應(yīng)與輸出的調(diào)節(jié)或者開關(guān)的安全操作明顯不相關(guān)的前沿電流。為了避免前沿電流產(chǎn)生干擾，控制器典型地屏蔽了開關(guān)中電流的測(cè)量，直到前沿消隱時(shí)間tLEB之后為止。前沿消隱時(shí)間tLEB與導(dǎo)通時(shí)間tON的關(guān)系示于圖3中。
前沿消隱時(shí)間tLEB足夠地長，以便保證寄生電容的電流分布在電流ID相對(duì)控制器變?yōu)榭梢娭翱杀缓雎?。圖3還示出了限流延遲時(shí)間td，限流延遲時(shí)間td是ID在tLEB之后達(dá)到ILIMIT的時(shí)刻和開關(guān)停止導(dǎo)通的時(shí)刻之差。限流延遲時(shí)間td總是存在，這是因?yàn)閷?shí)際電路不能瞬時(shí)響應(yīng)。有限的限流延遲時(shí)間td在導(dǎo)通時(shí)間tON末端處的結(jié)果是具有大于限流ILIMIT的峰值電流IPEAK。
前沿消隱時(shí)間tLEB以及限流延遲td使得典型的控制器限制開關(guān)電流ID變得不可能。圖4示出了當(dāng)輸出小于其調(diào)節(jié)值時(shí)不期望的情況，這種情況可在具有典型控制器的開關(guān)電源中出現(xiàn)。在圖4中，輸出端的過載使得開關(guān)電流ID在每個(gè)切換周期都超過ILIMIT。過載還使得輸出電壓Vo下降為遠(yuǎn)低于其調(diào)節(jié)值?？刂破鳒y(cè)量前沿消隱時(shí)間tLEB末端的開關(guān)電流ID，開關(guān)在限流延遲時(shí)間td之后打開。ID大于ILIMIT的檢測(cè)不能減小導(dǎo)通時(shí)間tON，該導(dǎo)通時(shí)間tON小于tLEB加上td的和。
圖4示出了任何切換周期(n)中，在導(dǎo)通時(shí)間段作為開關(guān)電流ID(除來自寄生電容的任何電流以外)出現(xiàn)的電流在導(dǎo)通時(shí)間段增加量為ΔION，從而達(dá)到IPEAK，然后在切斷時(shí)間段從IPEAK減小量為ΔIOFF。電流中的變化與輸入和輸出電壓相關(guān)，如等式1和等式2所示。
ΔION=VINtONLP=VIN(tLEB+td)LP]]>等式1ΔIOFF=VORtOFFLP=(NPNS)VOtOFFLP]]>等式2從圖4可以清楚看出，當(dāng)對(duì)于每個(gè)連續(xù)脈沖或者切換周期ΔION＞ΔIOFF時(shí)，下一個(gè)切換周期(n+1)的峰值電流將大于當(dāng)前切換周期(n)中的峰值電流。將輸出電壓Vo減小為基本低于其調(diào)節(jié)值的過載狀態(tài)將導(dǎo)致控制電路使得切斷時(shí)間tOFF盡可能的小。等式2示出了具有tOFF恒定或者減小的Vo的減小將使得ΔIOFF減小。等式1示出了前沿消隱時(shí)間tLEB和限流延遲時(shí)間td施加最小值到ΔION上。因此，通常的控制方法使得在輸出的過載過程中ΔION大于ΔIOFF。當(dāng)ΔION大于ΔIOFF時(shí)，電流和電壓僅在幾個(gè)連續(xù)的切換周期之后可在開關(guān)的安全操作區(qū)之外運(yùn)行。僅在許多切換周期之后響應(yīng)的故障檢測(cè)電路不能保護(hù)開關(guān)以免出現(xiàn)故障?？刂破鞅仨氃谏倭康那袚Q周期內(nèi)響應(yīng)，以將開關(guān)的操作保持在其安全操作區(qū)內(nèi)。
圖5是描述根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)，保持開關(guān)在其安全操作區(qū)內(nèi)操作的一種示意性方法的流程圖。參考圖4的示意性波形，所示出的方法測(cè)量ID是否已經(jīng)超過第二限流ILIMIT2，該第二限流大于第一限流ILIMIT，以確定是否執(zhí)行可替換的控制操作以有助于防止峰值開關(guān)電流IPEAK變得過大。在圖5所描述的實(shí)施例中，如果在切換周期的啟動(dòng)之后前沿消隱時(shí)間tLEB以外的切換周期的任何時(shí)間上ID大于ILIMIT2，則有一個(gè)可替換的控制操作。該可替換的控制操作打開開關(guān)，并且延遲下一個(gè)切換周期的啟動(dòng)。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，可替換控制操作減小了振蕩器的頻率，從而有效地加長切換周期以延遲下一個(gè)切換周期的開始。在一個(gè)實(shí)施例中，電流ID大于ILIMIT2的檢測(cè)設(shè)定一個(gè)標(biāo)記，其由不加長的切換周期復(fù)位。如果設(shè)置標(biāo)記的同時(shí)檢測(cè)到ID大于ILIMIT2(兩個(gè)連續(xù)的周期都檢測(cè)到ID大于ILIMIT2)，那么存在另外加長的周期，使得該第二加長的切換周期大于第一加長的切換周期?？商鎿Q的控制操作提供與其他保護(hù)性操作相反的不間斷輸出調(diào)節(jié)，該其他保護(hù)性操作使得輸出失去調(diào)節(jié)，例如使得電源閉鎖關(guān)斷或者進(jìn)入到操作的自動(dòng)重啟動(dòng)模式。
特別是，圖中的程序在框505中開始，并且然后繼續(xù)到框510，其中在框510切換周期開始。在框515，程序等待，直到導(dǎo)通時(shí)間tON至少在前沿消隱時(shí)間tLEB上導(dǎo)通。在框520，測(cè)量流過開關(guān)的電流ID?？?25與框530結(jié)合示出了在電流ID不大于ILIMIT并且開關(guān)被啟動(dòng)的同時(shí)，在框520中測(cè)量流過開關(guān)的電流ID。如果電流ID保持不大于ILIMIT直到在框535中指示了切換周期結(jié)束為止，則程序返回到框510中，其中在框510下一個(gè)切換周期接著開始。
然而，如果電流ID達(dá)到大于限流ILIMIT的值，接著框545和555示出在當(dāng)前切換周期的剩余時(shí)間打開開關(guān)并且不再關(guān)閉直到下一個(gè)切換周期開始為止。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，不同步或者基本上立即打開開關(guān)，使得當(dāng)前切換周期不能正常完成。回到圖5，框550示出了接著確定電流ID是否達(dá)到較大的第二限流ILIMIT2。如果不是，那么在框545，在當(dāng)前切換周期的剩余時(shí)間打開開關(guān)直到該切換周期結(jié)束為止或者直到下一個(gè)切換周期為止，如框540所示。程序接著返回到框510以開始下一個(gè)切換周期或者循環(huán)。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，如果在框550確定電流ID達(dá)到第二限流ILIMIT2，那么在框555打開開關(guān)，并且在框560延遲下一個(gè)切換周期的開始。在框560的延遲之后，程序返回到框510以開始下一個(gè)切換周期。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，通過等待框560中額外延遲期間所提供的額外時(shí)間，給出電流ID足夠減小的機(jī)會(huì)，從而有助于限制流過開關(guān)的最大電流ID，并且有助于防止開關(guān)的電流和/或電壓在安全操作區(qū)之外運(yùn)行。
圖6示出了在示意性集成電路600中實(shí)施的根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的一種方法的實(shí)施例。在所示的實(shí)施例中，集成電路600包括耦合到漏極端602和源極端646的功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)開關(guān)628。端子648接收反饋信號(hào)UFB。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，集成電路600可任意包括一個(gè)或多個(gè)其他的端子，該一個(gè)或多個(gè)其他的端子接收信號(hào)并且執(zhí)行在本實(shí)施例中并未描述的功能。
在圖6所示的實(shí)施例中，調(diào)制器626翻譯來自端子648的反饋信號(hào)UFB，以確定啟動(dòng)信號(hào)662是高還是低。振蕩器640提供時(shí)鐘信號(hào)644和最大導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)DMAX664。在所示的實(shí)施例中，振蕩器640包括耦合到鎖存器638的輸出端的FREQ ADJ端。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，響應(yīng)鎖存器638的輸出，振蕩器640的頻率從較高的頻率變化到較低的頻率。開關(guān)628響應(yīng)在鎖存器634的輸出端上產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)656，該鎖存器634接收來自與門632以及或門666的信號(hào)。如果時(shí)鐘644和啟動(dòng)662都為高，而DMAX644和過電流650為低，則開關(guān)628導(dǎo)通。如果DMAX644或者過電流650為高，則開關(guān)628切斷。
在圖6的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，電流檢測(cè)器或者限流電路用所示的比較器604和605實(shí)現(xiàn)。特別是，比較器604的其中一端被耦合以檢測(cè)流過開關(guān)628的電流ID，并且將其與第一限流ILIMIT進(jìn)行比較，該第一限流耦合到比較器604的另一端。與門606被耦合以接收比較器604的輸出以及tLEB延遲622。只要在消隱時(shí)間延遲tLEB之后ID超過ILIMIT，則與門606的輸出變?yōu)楦撸瑥亩ㄟ^或門666復(fù)位鎖存器634，以切斷開關(guān)628。在所示的實(shí)施例中，比較器605用于比較ID和ILIMIT2。如圖所示，如果在tLEB之后切換周期中的任何時(shí)刻ID超過ILIMIT2，那么比較器605的輸出變?yōu)楦?，使得與門607的輸出660變?yōu)楦撸规i存器638置位。
在圖6所示的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，頻率調(diào)節(jié)器用鎖存器638和振蕩器640的FREQ ADJ輸入實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，當(dāng)鎖存器638置位時(shí)，振蕩器640從較高的頻率變化為較低的頻率，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)其有效地延遲了下一個(gè)切換周期的開始。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例來說，配置振蕩器640以便置位鎖存器638并且因此激活振蕩器640的FREQ ADJ輸入使得驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下一個(gè)脈沖被跳過，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，其有效地使得振蕩器640的頻率減小。在所示的實(shí)施例中，鎖存器638在下一個(gè)切換周期的開始由時(shí)鐘信號(hào)644進(jìn)行復(fù)位。
在上述的說明中，本發(fā)明的方法和裝置已經(jīng)參考其特定示意性實(shí)施例來進(jìn)行描述。然而，很明顯，在不脫離本發(fā)明較寬的精神和范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種修改和改變。本說明書和附圖因此被認(rèn)為是示意性的而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)調(diào)節(jié)器電路，包括耦合到能量轉(zhuǎn)換元件的開關(guān)；耦合到開關(guān)上以控制該開關(guān)切換的控制器；電流檢測(cè)器，該電流檢測(cè)器被包括在控制器中，并且該電流檢測(cè)器包括第一和第二比較器，該第一和第二比較器被耦合以分別將開關(guān)中的電流與第一和第二限流相比較，該控制器響應(yīng)第一或第二比較器，以在開關(guān)的當(dāng)前切換周期的剩余時(shí)間打開開關(guān)直到該開關(guān)的下一個(gè)切換周期為止；以及頻率調(diào)節(jié)器，該頻率調(diào)節(jié)器被包括在該控制器中，并且該頻率調(diào)節(jié)器耦合到第二比較器，該頻率調(diào)節(jié)器響應(yīng)第二比較器來調(diào)節(jié)包括在控制器中的振蕩器的振蕩頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中頻率調(diào)節(jié)器響應(yīng)第二比較器減小振蕩器的振蕩頻率，以延遲開關(guān)的下一個(gè)切換周期。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中頻率調(diào)節(jié)器響應(yīng)第二比較器減小振蕩器的振蕩頻率，以跳過開關(guān)的下一個(gè)切換周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中該控制器被包括在集成電路中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中該開關(guān)被包括在該集成電路中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中第二限流大于第一限流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的開關(guān)調(diào)節(jié)器，還包括前沿消隱電路，該前沿消隱電路被包括在控制器中并且耦合到電流檢測(cè)器上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的開關(guān)調(diào)節(jié)器，其中頻率調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)振蕩器的振蕩頻率，從而在耦合到能量轉(zhuǎn)換元件的輸出端上提供不間斷調(diào)節(jié)。
9.一種用于調(diào)節(jié)能量轉(zhuǎn)換的方法，包括切換開關(guān)，該開關(guān)耦合到能量轉(zhuǎn)換元件上，以調(diào)節(jié)通過能量轉(zhuǎn)換元件的能量轉(zhuǎn)換；如果開關(guān)中的電流大于第一或者第二限流，則在開關(guān)的當(dāng)前切換周期中的剩余時(shí)間打開該開關(guān)直到開關(guān)的下一個(gè)切換周期為止；以及如果開關(guān)中的電流大于該第二限流，則延遲開關(guān)的下一個(gè)切換周期。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的調(diào)節(jié)能量轉(zhuǎn)換的方法，其中延遲開關(guān)的下一個(gè)切換周期包括如果開關(guān)中的電流大于第二限流，則調(diào)節(jié)振蕩器的頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的調(diào)節(jié)能量轉(zhuǎn)換的方法，其中延遲開關(guān)的下一個(gè)切換周期包括如果開關(guān)中的電流大于第二限流，則跳過開關(guān)的下一個(gè)切換周期。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的調(diào)節(jié)能量轉(zhuǎn)換的方法，其中第二限流大于第一限流。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的調(diào)節(jié)能量轉(zhuǎn)換的方法，還包括在開關(guān)的每個(gè)切換周期的前沿消隱時(shí)間內(nèi)忽略流過開關(guān)的電流。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的調(diào)節(jié)能量轉(zhuǎn)換的方法，其中延遲下一個(gè)切換周期包括維持耦合到能量轉(zhuǎn)換元件的輸出端上的不間斷調(diào)節(jié)。
15.一種電源，包括耦合在該電源的輸入端和輸出端之間的能量轉(zhuǎn)換元件；開關(guān)，該開關(guān)耦合到能量轉(zhuǎn)換元件的輸入端，從而調(diào)節(jié)能量從電源的輸入端到電源的輸出端的轉(zhuǎn)換；耦合到開關(guān)上以控制開關(guān)切換的控制器；電流檢測(cè)器，該電流檢測(cè)器被包括在控制器中，并且該電流檢測(cè)器包括第一和第二比較器，該第一和第二比較器被耦合以分別將開關(guān)中的電流與第一和第二限流相比較，該控制器響應(yīng)第一或第二比較器，以在開關(guān)的當(dāng)前切換周期的剩余時(shí)間打開開關(guān)直到開關(guān)的下一個(gè)切換周期為止；以及頻率調(diào)節(jié)器，該頻率調(diào)節(jié)器被包括在控制器中，并且該頻率調(diào)節(jié)器耦合到第二比較器，該頻率調(diào)節(jié)器響應(yīng)第二比較器來調(diào)節(jié)包括在控制器中的振蕩器的振蕩頻率。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的電源，還包括反饋電路，該反饋電路耦合在電源的輸出端和控制器之間，從而從電源的輸出端提供反饋信號(hào)到控制器。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的電源，還包括集成電路，該集成電路包括該控制器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的電源，其中該集成電路還包括該開關(guān)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的電源，其中第二限流大于第一限流。
20.根據(jù)權(quán)利要求15的電源，其中頻率調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)振蕩器的振蕩頻率，從而在電源的輸出端上提供不間斷調(diào)節(jié)。
全文摘要
公開了限制開關(guān)電源的開關(guān)中的電流的技術(shù)。一種示意性開關(guān)調(diào)節(jié)器電路包括耦合到能量轉(zhuǎn)換元件的開關(guān)?？刂破黢詈系介_關(guān)上從而控制開關(guān)的切換。電流檢測(cè)器被包括在控制器中。該電流檢測(cè)器包括第一和第二比較器，該第一和第二比較器被耦合以分別將開關(guān)中的電流與第一和第二限流相比較。該控制器響應(yīng)第一或第二比較器，以在開關(guān)的當(dāng)前切換周期的剩余時(shí)間打開開關(guān)直到開關(guān)的下一個(gè)切換周期為止。頻率調(diào)節(jié)器還被包括在控制器中，并且耦合到第二比較器上。該頻率調(diào)節(jié)器響應(yīng)第二比較器來調(diào)節(jié)包括在控制器中的振蕩器的振蕩頻率。
文檔編號(hào)H02M7/48GK1913312SQ20061010768
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2006年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月8日
發(fā)明者D·J·克勒斯 申請(qǐng)人:電力集成公司