專利名稱：電源中的多功能的端子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源，更具體來說，涉及電源中的多功能的端子。
技術(shù)背景電源廣泛用于電子設(shè)備中。 一般來說，多個不同的特征或功能 對于電源可能是合乎需要的。這些功能包括例如功率補償、電流調(diào) 節(jié)、線路過壓保護、線路欠壓保護、外部能/斷等。但是，并非每一個功能對于特定應用(例如電子i殳備)中使用的給定電源都是必要的。 因此，例如，在一個應用中讓電源具有功率限制(或補償)功能但沒有 線路過壓保護功能可能是合乎需要的。在另一個應用中，可能希望 讓電源具有線路過壓保護功能但沒有電流調(diào)節(jié)功能?？赡芤笤S多電子設(shè)備的設(shè)計人員或制造商根據(jù)裝置所需的特 征或功能為各裝置提供不同類型的電源。從設(shè)計人員或制造商的觀 點來年，更便利的是能夠?qū)⑾嗤幕窘M件用于實現(xiàn)各種電子設(shè)備 所需的不同的電源。例如，電源可采用功率開關(guān)和控制器來實現(xiàn)。在這種情況中， 控制器可支持對于電源所希望的功能的 一 個或多個。電源設(shè)計人員 可能希望特定應用和/或操作條件中配置開關(guān)模式電源的電源控制 器。例如，可能存在一種在其中電源設(shè)計人員希望電源控制器具有 一種特定功能性的應用，并且可能存在一種在其中電源設(shè)計人員希 望電源控制器具有另 一種特定功能性的應用。讓電源設(shè)計人員能夠 將同樣的集成電源控制器用于這些不同的功能是便利的。發(fā)明內(nèi)容在一個實施例中，提供一種具有多功能引腳的電源。連接到多 功能引腳的電路可通過不同方式來配置，使得電源提供不同的功能-例如外部電流調(diào)節(jié)器、功率限制(補償)功能、線路過壓保護、線路欠壓保護等。電源可能是開關(guān)模式電源(SMPS)裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，電源系統(tǒng)包括具有一次繞組和二次 繞組的變壓器。 一次繞組經(jīng)過耦合以接收輸入電壓，以及二次繞組 用于提供輸出電壓。功率塊耦合到變壓器的一次繞組，用于控制流 經(jīng)一次繞組的電流。功率塊能夠以第一模式和第二模式進行工作， 其中，第一模式與第一功能關(guān)聯(lián)，以及第二模式與第二功能關(guān)聯(lián)。 功率塊包括多功能端子以及耦合到多功能端子、用于感測多功能端 子上的電壓的模式檢測電路。如果感測電壓高于預定電平，則功率 塊以第一模式進行工作，以便執(zhí)行關(guān)聯(lián)的第一功能。如果感測電壓 低于預定電平，則功率塊以第二模式進行工作，以便執(zhí)行關(guān)聯(lián)的第 二功能。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，在具有可用于執(zhí)行第一功能的第 一功能電路以及可用于執(zhí)行第二功能的第二功能電路的集成電路(IC) 裝置中執(zhí)行一種方法。該方法包括感測多功能端子上的電壓；如 果感測電壓高于預定電平，則激活第 一功能電路以執(zhí)行第 一功能； 以及如果感測電壓低于預定電平，則激活第二功能電路以執(zhí)行第二 功能。根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，集成電路(IC)裝置包括可用于執(zhí)行 第 一功能的第 一功能電路以及可用于執(zhí)行第二功能的第二功能電 路。提供一種多功能端子。電壓感測電路耦合到多功能端子，用于 感測多功能端子上的電壓。如果感測電壓高于預定電平，則激活第 一功能電路以執(zhí)行第一功能。如果感測電壓低于預定電平，則激活 第二功能電路以執(zhí)行第二功能。通過以下附圖、描述和權(quán)利要求，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會十分清楚本發(fā)明的重要技術(shù)優(yōu)點。


為了更全面地了解本發(fā)明以及其它特征和優(yōu)點，參照以下結(jié)合附圖的描述，附圖包括圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電源系統(tǒng)的示范實現(xiàn)的框圖。 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例、功率塊的一部分的部分框圖形式的示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例、具有支持多個功能的端子的 功率塊的一部分的框圖。圖4A至4E是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例、具有連接到配置成提 供不同功能的多功能端子的電路的電源的框圖形式的示意圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的功率塊的一種示范實現(xiàn)的示 意圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例、 于它們的激活電路的示意圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例、 的示意圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例、 電路的示意圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例、 能的電路的示意圖。圖IO示出跨導放大器的操作概念。圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例 塊的集成電路(IC)裝置的部分框圖形式的示意圖。
具體實施方式
通過參照附圖的圖1至圖11，透徹地了解本發(fā)明的實施例及其用于4企測模式的電路以及用 用于執(zhí)行限流的功能的電路 用于執(zhí)行限制功率的功能的 用于執(zhí)行輸入欠壓保護的功、實現(xiàn)具有多功能端子的功率優(yōu)點。相似標號用于各個附圖的相似及相應部分。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電源系統(tǒng)10的示范實現(xiàn)的框圖。如圖所示，電源系統(tǒng)10包括整流器12、緩沖電路14、變壓器16、 功率塊18和反饋電路20。電源系統(tǒng)10在其交流(AC)主輸入端子上 接收AC電壓Vac，并在其輸出端子上向負載提供直流(DC)輸出電壓 Vout。整流器12用于對AC輸入電壓整流，以便產(chǎn)生DC電壓。如本 領(lǐng)域的技術(shù)人員了解的那樣，整流器16可采用以全波整流器配置所 設(shè)置的多個二極管來實現(xiàn)。DC鏈路電容器24耦合到整流器16，以 便將整流AC轉(zhuǎn)換為穩(wěn)態(tài)DC線電壓。緩沖電路14用于當開關(guān)30接 通時限制開關(guān)30(在功率塊18中)的漏電壓，因而保護在其中可實現(xiàn) 功率塊18的集成電路(IC)裝置。變壓器16具有一次繞組26和二次 繞組28。 DC線電壓在變壓器16的一次繞組26上4是供。功率塊18可能是具有開關(guān)30和控制模塊32的開關(guān)模式電源 (SMPS)裝置。開關(guān)30可采用具有柵極、源極和漏極的功率金屬氧化 物半導體場效應晶體管(MOSFET)來實現(xiàn)。在一個實施例中，開關(guān)30 可包括具有內(nèi)置電流感測電阻器的SenseFET?？刂芧f莫塊32控制開關(guān) 30的驅(qū)動。在一些實施例中，功率塊18的全部或部分可在一個或多 個集成電路(IC)裝置上實現(xiàn)。功率塊18具有反饋引腳Vfb(Pin4),它 在其中可接收反饋信號。功率塊18可實現(xiàn)或采用電流模式控制或電壓模式控制。功率塊18控制電源系統(tǒng)10的操作，具體來說，是控制向連接 在DC輸出端子上的負載提供電力。電源系統(tǒng)10可在逆向變換器或 正向變換器拓樸結(jié)構(gòu)中起作用或者以該拓樸結(jié)構(gòu)設(shè)置。在逆向變換 器拓樸結(jié)構(gòu)中，當開關(guān)30接通時，所有能量存儲到變壓器16中， 以及當開關(guān)30斷開時，能量僅向負載傳遞或釋放。在正向變換器拓 樸結(jié)構(gòu)中，存在能量到變壓器16中的存儲(除了磁激勵能量之外)， 以及當開關(guān)30接通時，立即向負載傳遞驅(qū)動能量。電源系統(tǒng)10是此外，將如圖52~圖55所示的4相的定子的、具有環(huán)狀的繞組、 相鄰的定子磁極的相對性的相位差為180°的電氣角的定子與圖70的結(jié) 構(gòu)的轉(zhuǎn)子進行組合，由此，由于沒有線圈末端，因此可以實現(xiàn)小型、無 磁鐵并且低成本的電動機。此外，將如圖66、 67所示的定子與圖70的結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子進行組合， 由此，使線圈末端縮短，從而可以實現(xiàn)小型、無;茲鐵并且低成本的電動 機，該圖66、 67所示的定子將各繞組短節(jié)距化，由此，降低繞組彼此 的重疊，縮短線圈末端，并且，各槽的電流矢量保持6相的矢量。其次，對圖70所示的轉(zhuǎn)子的繞組的配置進行說明。圖70的轉(zhuǎn)子的 繞組配置在轉(zhuǎn)子磁極的邊界部，配置在軟磁性體部的一部分。此處，對 于這樣的多磁通量屏障型的轉(zhuǎn)子來說，上述的磁通量障壁部為空間的情 況較多，有效利用該空間，能夠如圖72、圖77所示那樣配置轉(zhuǎn)子繞組。 此外，在繞組部附近的磁通量阻擋部填充樹脂等，由此，也可以使轉(zhuǎn)子 繞組的固定容易并且加強。其次，對圖70所示的轉(zhuǎn)子的繞組的配置、分布進行說明。勵磁磁 通量存在由定子繞組的電流勵磁的區(qū)間、由轉(zhuǎn)子側(cè)的繞組的電流勵磁的 區(qū)間、兩種電流混合的區(qū)間。對于定子側(cè)的繞組配置來說，利用現(xiàn)有的 被多相化的定子結(jié)構(gòu)，能夠產(chǎn)生大致正弦波的磁動勢。另一方面，圖70 的轉(zhuǎn)子的繞組被配置在轉(zhuǎn)子磁極的邊界部，是集中的繞組配置。因此， 由轉(zhuǎn)子的繞組的電流引起的磁動勢的分布不是正弦波的分布，而是矩形 波性的分布。其結(jié)果是，提高轉(zhuǎn)矩脈動的增大、噪音的增大、振動的增 大的可能性。作為其具體的對策，如圖72、圖77所示，分布地對轉(zhuǎn)子 的繞組進行配置，由此，能夠產(chǎn)生高次諧波更少的磁動勢。此外，所分近正弦波的、高次諧波成分較少的巻繞次數(shù)。具體的巻繞次數(shù)的比率等 根據(jù)轉(zhuǎn)子形狀、繞組分布的狀態(tài)而改變，但是，以磁動勢分布接近正弦 波的方式，進行轉(zhuǎn)子形狀、繞組的分布方法、所分布的繞組的巻繞數(shù)的 選定即可。其次，對圖77的轉(zhuǎn)子進行說明。圖77的轉(zhuǎn)子對圖70的轉(zhuǎn)子追加 永久磁鐵771。如圖所示，磁鐵的磁化方向N、 S是消除由q軸電流所 導致的磁動勢的方向。作成這樣的結(jié)構(gòu)，由此，可以進一步地改善電動 機的功率因數(shù)。由于與轉(zhuǎn)子繞組的作用重疊，因此也可以比較少量地、將與開關(guān)30的電流感測電阻器(Rsense)所感測的電流相關(guān)的電壓Vcs 與從反饋端子上的反饋電壓Vfb得到的信號進行比較。內(nèi)部電流源40 提供電流i—1。在一個實施例中，電流i—l可具有900 pA的值。控 制電壓Vcp在功率塊18中的節(jié)點上提供。 一對二極管50和52在物壓)分離或斷開連接。在內(nèi)部，控制電壓Vcp通過內(nèi)部電流源CS1 40 的操作來跟隨反饋端子的電壓Vfb(Vfb=Vcp)。電阻器54和56實現(xiàn)分壓器，它分離控制電壓Vcp以便提供電 壓Vcp，。電壓Vcp，用于進行比4交。在一個實施例中，電阻器54和56 可分別具有2.0 KD和0.8 KCi的值。比較器42將電壓Vcp，與開關(guān)電 流感測電壓Vcs進行比較。這確定觸發(fā)器46的接通時間。觸發(fā)器46 的接通時間與電源系統(tǒng)10的DC輸出相關(guān)。如果DC電壓輸出過高， 則使觸發(fā)器46的接通時間更短。如果DC電壓輸出過低，則使觸發(fā) 器46的接通時間更長。在功率塊18的常規(guī)操作中，電流源40的電流i一l沿兩個通路流 入地-一個通路作為電流i—6通過二極管50，以及另一個通路作為電 流i—5通過二極管52。當輸出負載條件增加時，流經(jīng)二極管50的電 流i—6減小，以及流經(jīng)二極管52的電流i—5增加。在對于輸出負荷 需要最大功率時，流經(jīng)二極管52的電流i—5將與流出電流源40的電 流i—1相同。流經(jīng)二極管52的電流i一5(它與通過電阻器54和56的 電流相同)使控制電壓Vcp達到最大值。控制電壓Vcp的最大值在下 列條件下發(fā)生i_5=i—l，其中，Rl和R2分別是電阻器54和56的 值。Vcp(max)的值將為i—5*(R1+R2)。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例、具有支持多個功能的多功能 (MF)端子的功率塊18的一部分的框圖。功率塊18可用于電源系統(tǒng) 的各種應用中。如圖所示，功率塊18包括模式檢測電路60、第一功 能電路(包括例如外部可調(diào)電流限制電路62)、第二功能電路(包括例 如欠壓比較器通/斷電路64、過壓保護通/斷電路65、啟用/禁用邏輯66、軟啟動電路68和功率補償(或功率限制)電路70)、控制電路72 以及開關(guān)30。與功率塊18中的多功能(MF)端子關(guān)聯(lián)的電路支持或提供多個功能-例如通/斷控制、電流限制、功率限制'；線路過壓保護、線路欠壓 保護、最大工作周期調(diào)節(jié)等-它們對于各種應用可能是合乎需要的。 由于并非所有功能對于各應用都是必要或希望的，所以，功率塊18可按照多個不同模式進行工作，其中，在各模式中，功率塊18提供 或支持不同的功能或功能組。在一個實施例中，功率塊18用以進行 工作的模式可能是多功能(MF)端子上的電壓電平的函數(shù)。MF端子上 的不同電壓電平可通過在MF端子上連接各種外部元件來建立。在一個實施例中，根據(jù)多功能(MF)端子上的電壓電平，存在功 率塊18的兩種模式。各模式與不同的功能或功能組關(guān)聯(lián)。參照圖3， 模式^f企測電路60感測MF端子上的電壓，以便確定功率塊18的操作 模式。模式檢測電路60可包括第一電壓傳感器電路61和第二電壓 傳感器電路63。第一電壓傳感器電路61感測MF端子上的電壓是否 處于或者低于特定電壓電平(例如0，3 V)。在一個實施例中，如果MF 端子上的電壓在啟動瞬間處于或低于特定電平，則功率塊18以第一 模式進行工作，由此支持一個功能或功能組。第二電壓傳感器電路63 感測MF端子上的電壓是否處于或者高于特定電壓電平。在一個實施 例中，如果MF端子上的電壓在啟動瞬間處于或高于特定電平，則功 率塊18以第二模式進行工作，由此支持另一個功能或功能組。模式 檢測電路60可提供一個或多個輸出信號，用于表明特定應用中的功 率塊18的操作模式，因而選擇或確定在那個應用中將由功率塊18 支持的功能(或功能組)。第 一功能電路(包括例如外部可調(diào)電流限制電路62)接收來自模式 檢測電路60的輸出信號或者通過該輸出信號來選擇。第一功能電路 提供或支持如圖所示可能是電流限制的一個功能或功能組。也就是 說，功率塊18限制流經(jīng)開關(guān)模式電源(SMPS)的電流的量。在一個實施例中，可通過經(jīng)由外部電阻器將功率塊18的MF端子連接到地 (GND)，來激活或選擇第一功能電路，如圖4A所示。通過這種配置， 功率塊18將電流限制到預期值。具體來說，可通過設(shè)置MF端子與 地之間連接的外部電阻器的值，來調(diào)節(jié)功率塊18的電流限制。類似地，第二功能電路(包括例如欠壓比較器通/斷電路64、過壓 保護通/斷電路65、啟用/禁用邏輯66、軟啟動電路68和功率補償電 路70)也接收來自模式檢測電路60的輸出信號或者通過該輸出信號 來選擇。第二功能電路提供或支持如圖所示可能是功率限制、線路能組。在一個實施例中，可通過經(jīng)由分壓器電路將MF端子連接到輸 入電源電壓，來激活或選擇第二功能電路，如圖4B所示。通過這種 配置，功率塊18可檢測和防止欠壓條件、過壓條件和/或調(diào)節(jié)電源系 統(tǒng)的最大工作周期。在第二功能電路中，欠壓比較器通/斷電路64檢測線路欠壓條 件，以及過壓比較器通/斷電路65檢測線路過壓條件。在檢測到相應 條件的一種或兩種的情況下，電路64和65向啟用/禁用邏輯66提供 輸出信號。在欠壓或過壓條件的任一個存在時，啟用/禁用邏輯66通 過向控制電路72提供適當?shù)男盘杹斫秒娫聪到y(tǒng)10。當消除了欠壓 和過壓條件時，啟用/禁用邏輯66可啟用電源系統(tǒng)10。大家理解，圖3所示的第一功能電路和第二功能電路的功能只 是示范而不是要進行限制。作為對示范功能的補充或替代，可提供 或支持其它功能。第一和第二功能電路均可產(chǎn)生一個或多個輸出信 號?？刂齐娐?2對控制功率開關(guān)30產(chǎn)生開關(guān)波形?？刂齐娐?2結(jié) 合第 一功能電路和第二功能電路進行工作，以便提供或支持在各種 應用中對于電源系統(tǒng)10可能是合乎需要的不同功能?？刂齐娐?2 連接到第一功能電路和第二功能電路，以及接收來自其中的信號并 對這些信號進行響應。這些信號可包括從漏極端子接收的感測信號Vcs、來自啟用/禁用邏輯66的啟用/禁用信號、來自功率補償電路70 的最大峰值電流限制調(diào)節(jié)信號以及來自外部可調(diào)電流限制電路62的 外部電流限制調(diào)節(jié)信號。控制電路70還連接到反饋端子，以及接收 來自其中的反饋信號Vfb并對該反饋信號Vfb進行響應?？刂齐娐?2 對于脈寬調(diào)制(PWM)控制器的工作周期產(chǎn)生信號。如圖4A至圖4E所示的多功能(MF)端子的各種電路或連接將確 定或選擇功率塊18的功能。在一個實施例中，如果功率塊18的多 功能端子如圖4A所示通過外部電阻器80連接到地(GND)，則功率 塊18將功率開關(guān)30的電流限制到預期值。也就是說，通過連接多 功能端子與地之間的電阻器，功率塊18感測端子上的地電壓，因而 調(diào)用或激活電流限制功能。電流極限將由電阻器80的值來設(shè)置。如 果多功能端子如圖4B所示采用分壓器電路(包括電阻器82和84)連 接到輸入DC線路，則功率塊18提供欠壓保護、過壓保護和/或功率 開關(guān)30的最大工作周期的調(diào)節(jié)。也就是說，通過在SMPS的DC鏈 路電壓與多用引腳之間加入電阻分壓器，由于在MF端子上將感測到 正電壓，所以調(diào)用多功能狀態(tài)。如果多功能端子如圖4C所示短接到 地(GND)或者如圖4D所示短接到輸入電壓電源，則禁用功率塊18。 如果如圖4E所示在多功能端子上存在開路，則功率塊18沒有任何 外部限制地正常工作。也就是說，功率塊可提供功率補償或者輸入 欠壓保護。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的功率塊18的一種示范實現(xiàn)的 示意圖。圖5示出用于檢測功率塊18的模式的電路100、用于限制 電路的電路106、用于限制功率的電路102以及用于提供線路過壓保 護和輸入欠壓保護的電路104的示范實現(xiàn)的部分細節(jié)。下面參照圖6 至圖10更詳細地描述這個電路。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例、用于檢測和激活模式的電路100 的示意圖。電路IOO通過感測功率塊18的多功能MF端子(引腳5)上 的電壓電平，來確定功率塊18的操作模式?？赡艽嬖诟髋c相應功能或功能組關(guān)聯(lián)的兩種模式。在一個實施例中，在第一模式中，功率塊18提供或支持電流限制的功能，以及在第二模式中，功率塊18提供或支持其它功能，例如功率限制、線路過壓保護和輸入欠壓保護。在一個實施例中，電路100至少部分可能是模式檢測電路60的 一種實現(xiàn)。電路100具有第一節(jié)點A和第二節(jié)點B。第一節(jié)點A連接到用 于執(zhí)行第一功能或功能組的電路。第二節(jié)點B連接到用于執(zhí)行第二 功能或功能組的電路。電路100按照以下方式進4亍操作以便檢測和激活功率塊18的模 式。比較器COMP1將多功能(MF)端子上的電壓與參考電壓V03進 行比較。如果需要第一功能-例如電流限制，則參考電壓V03將高于 MF端子上的電壓。如果參考電壓V03更高，則比較器COMPl的輸 出為高電平。因此，接收比較器C0MP1的輸出的逆變器INV1的輸 出將為低電平。這使傳輸柵TM1導通以及傳輸柵TM2截止。傳輸 柵進行操作，使得如果柵電路被啟用(或者導通，例如采用高信號)， 則柵電路的輸入端子上的信號通過柵電路傳送(或傳遞)，并且在柵電 路的輸出端子上提供。因此，如果傳輸柵TM1導通，則它的輸出將 為低電平，因為它的輸入連接到地(GND)。來自傳輸柵TM1(通過觸 發(fā)器FF!、開關(guān)Mil和逆變器INV4)的這個低輸出電壓在開關(guān)M10 的柵極上產(chǎn)生高電壓。這使開關(guān)M12導通以及開關(guān)M15截止。在這 些條件下，功率塊18處于第一模式。這表示激活了電流限制功能。 第 一節(jié)點A和用于執(zhí)行電流限制功能的電路106電連接到MF端子(引 腳5)。隨著開關(guān)M15截止，在MF端子與用于其它功能(例如功率限 制功能、線路過壓保護和輸入欠壓保護)的電路102、 104之間沒有連 接。因此，其它功能未被選擇或進行工作?；蛘?，如果需要第二功能-例如功率限制、線路過壓保護或輸入 欠壓保護功能，則參考電壓V03將低于多功能(MF)端子上的電壓。 如果參考電壓V03低于MF端子上的電壓，則開關(guān)M15導通以及開關(guān)M12截止。在這些條件下，功率塊18處于第二模式。這意味著激 活了其它功能。第二節(jié)點B和用于執(zhí)行功率限制功能、線路過壓保 護和輸入欠壓保護的電路102、 104電連接到MF端子(引腳5)。隨著 開關(guān)M12截止，在MF端子與用于第一功能(例如電流限制)的電路106 之間沒有連接。因此，第一功能未被選擇或進行工作。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例、用于執(zhí)行限流的功能的電路106 的示意圖。這種功能可能是合乎需要的，因為它有助于防止電源系 統(tǒng)10的變壓器16的飽和，因而降低變壓器的尺寸和成本。在一個 實施例中，電路106至少部分可能是第一功能電路的一種實現(xiàn)。如果功率塊18以第一模式進行工作，則激活電路106。在這種 情況中，第一節(jié)點A(又稱作電流限制節(jié)點)連接到多功能端子(MF)。 因此，操作內(nèi)部框圖如圖7所示。外部電流限制電阻器80連4妄在MF端子上。最大電流極限可通 過改變或調(diào)節(jié)外部電阻器80的^i來改變。為了便于說明，電阻器54 和56可分別具有2.0 KQ和0.8 KQ的值。這在PWM比較器42的非 反向輸入端子上產(chǎn)生2.8 KQ的電阻值。通過MF端子連接到電流限 制節(jié)點A的具有X KQ的值的電阻器看起來與2.8 KQ電阻并聯(lián)，因 為二極管52和302由內(nèi)部電流源40干線(例如提供900 jli A的電流) 偏置。這種應用中使用的一種典型IC裝置可能具有2.15 A的電流 Ids。如果需要1 A的Ids電流峰值，則下式可用來得出X的值2.15 : 2.15:1=2.8KQ :XKQ, X=UKQ 。圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例、用于執(zhí)行限制功率的功能的 電路102的示意圖。在一個實施例中，電路102至少部分可能是第 二功能電路的一種實現(xiàn)。功率塊18可配備這種功能性，以便限制控制電路72產(chǎn)生的開 關(guān)波形的最大工作周期，從而控制電源系統(tǒng)10的DC輸出。這可減 小加電期間變壓器16的飽和，以及安全地限制高輸入電壓的多余功 率能力。在低DC輸入電壓上增加的工作周期還允許更小的輸入濾波電容。因此，限制功率的這個功能允許對電源系統(tǒng)10中包括變壓器 16在內(nèi)的許多組件節(jié)省成本。如圖所示，電路102包括比較器COMP2和跨導放大器400。比 較器COMP2具有正輸入端子和負輸入端子。正輸入端子可連接到晶 體管M15(參見圖6)。負輸入端子連接到比較器COMP2的輸出?？?導放大器400可連接到與內(nèi)部電流源CS1 40耦合的二極管D4?？鐚?放大器400可包括比較COMP2的輸出端與二極管D4之間的元件。 跨導放大器(gm)的操作概念如圖IO所示。開關(guān)Q6至Qll可提供恒定電流，它與環(huán)境條件(例如溫度)或晶 體管特性無關(guān)。開關(guān)M24、 M25、 M29、 M30實現(xiàn)一個或多個電流源以使跨導 放大器400進行操作?？鐚Х糯笃?00的其它部分用來吸收來自開 關(guān)M24、 M25、 M29、 M30的電流?？赡苁呛愣ǖ牧鹘?jīng)開關(guān)M29的 電流等于流經(jīng)開關(guān)M32和M35的電流之和。開關(guān)M24和M25的柵 極上的電壓可跟隨比較器COMP2的輸出端上的電壓。來自比較器 COMP2的輸出控制通過開關(guān)M32拉灌電流的數(shù)量。隨著比較器 COMP2的輸出端上的電壓增加，通過開關(guān)M32拉的電流減小。由 于開關(guān)M32和M35中流動的電流之間的關(guān)系，流經(jīng)開關(guān)M32的電 流的減小引起流經(jīng)開關(guān)M35的電流的增加。這使流經(jīng)連接到二極管 D4的跨導放大器400的支路的電流增加。因此，通過電路102的這種配置，比較器COMP2的負輸入端子 上的電壓引起流經(jīng)連接到二極管D4的跨導放大器400的支路的電流 的變化。具體來說，比較器COMP2的負輸入端子上的電壓越高，則 流經(jīng)連接到二極管D4的跨導》丈大器400的支路的電流越大。如果更 大的電流流經(jīng)連接到二極管D4的跨導放大器400的支路，則更小的 電流從內(nèi)部電流源CS1 40流經(jīng)二極管52,因而限制開關(guān)電源的最大 工作周期。因此，提供功率限制的功能。圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例、用于執(zhí)行輸入欠壓保護的功能的電路104的示意圖。在一個實施例中，電路104至少部分可能 是第二功能電路的一種實現(xiàn)。功率塊18可配備輸入欠壓保護，以便檢測輸入線路中的欠壓條 件(即"輸入欠壓")，使得電源系統(tǒng)100可停止工作而沒有輸出的假 信號。提供過壓保護以便檢測電源系統(tǒng)10的輸入線電壓中的過壓條 件，使得電源系統(tǒng)可在這種導演條件下停止工作。由于功率塊18的 開關(guān)30上沒有反射電壓和開關(guān)瞬變，這允許電源系統(tǒng)10處理更高 的浪涌電壓。電路104可產(chǎn)生輸出信號，它當存在輸入欠壓條件或線路過壓 條件時使功率塊18、因而使電源系統(tǒng)IO停止工作。電路104可連接到電路102的比較器COMP2。比較器COMP2 的正輸入端子上的電壓可能與比較器COMP2的輸出端子上的電壓相 同(由于電壓跟隨器配置)。比較器COMP2的負輸入端子上的電壓與 比較器COMP2的輸出端子上的電壓相同，因為端子連接在一起。這 允許電路104檢測線電壓。電路104包括比較器COMP3和比較器COMP4。對于輸入欠壓V(或V065)的電壓進行比較。在實現(xiàn)輸入欠壓保護之后，對于系統(tǒng)穩(wěn) 定性，比較器COMP3相對于例如0.5 V(或V5，它高于V065)的電壓 進行比較。對于線路過壓保護，比較器COMP4將比較器COMP2的 輸出端上的電壓與例如4.0 V(或V4)的電壓進行比較。在實現(xiàn)線路過 壓保護之后，對于系統(tǒng)穩(wěn)定性，比較器COMP3相對于例如0.38V(或 V38，它低于V4)的電壓進行比豐交。圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例、實現(xiàn)具有多功能端子的功率 塊18的集成電路(IC)裝置500的部分框圖形式的示意圖。裝置500 能夠進行常規(guī)操作，以及以提供相應功能的多種模式進行工作。雖然詳細說明了本發(fā)明及其優(yōu)點，但應當理解，在其中可進行 各種變更、替換及改造，而沒有背離所附權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的精神和范圍。也就是說，本申請中包含的論述意在用作基本描述。應當理解，具體論述可能沒有明確揭述可行的所有實施例；許 多備選方案是隱含的。也可能沒有全面說明本發(fā)明的一般性質(zhì)，以 及可能沒有明確表示各特征或元件如何可以實際上表示廣義功能或 者表示大量備選或等效元件。它們同樣隱含地包含于本公開中。在 通過面向裝置的術(shù)語來描述本發(fā)明的情況下，裝置的各元件隱含地 執(zhí)行一種功能。描述或者術(shù)語都不是要限制權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種電源系統(tǒng)，包括具有一次繞組和二次繞組的變壓器，所述一次繞組經(jīng)過耦合以便接收輸入電壓，以及所述二次繞組用于提供輸出電壓；功率塊，耦合到所述變壓器的所述一次繞組，用于控制流經(jīng)所述一次繞組的所述電流，所述功率塊能夠以第一模式和第二模式進行工作，其中，所述第一模式與第一功能關(guān)聯(lián)，以及所述第二模式與第二功能關(guān)聯(lián)，所述功率塊包括多功能端子；模式檢測電路，耦合到所述多功能端子，用于感測所述多功能端子上的電壓，其中如果所述感測電壓高于預定電平，則所述功率塊以所述第一模式進行工作，以便執(zhí)行所述關(guān)聯(lián)的第一功能；如果所述感測電壓低于所述預定電平，則所述功率塊以所述第二模式進行工作，以便執(zhí)行所述關(guān)聯(lián)的第二功能。
2. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述功率塊包括第一功能電路，可用于執(zhí)^"所述第一功能；以及 第二功能電路，可用于執(zhí)行所述第二功能。
3. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述功率塊在集成 電路(IC)裝置上實現(xiàn)。
4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述功率塊包括耦 合到所述變壓器的所述一次繞組的開關(guān)，所述開關(guān)具有柵極、源極和漏極o
5. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，開關(guān)包括金屬氧化 物半導體場效應晶體管。
6. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述功率塊包括用 于控制所述開關(guān)的工作周期的控制器。
7. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于 所述第一功能包括電流限制功能、功率限制功能、過壓保護或輸入欠壓保護中的至少一個；以及所述第二功能包括所述電流限制功能、所述功率限制功能、過 壓保護和輸入欠壓保護中的至少另 一個。
8. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括可用于向所述 功率塊提供反饋信號的反饋電路。
9. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述功率塊采用電 流模式控制。
10. —種集成電路(IC)裝置，包括 第一功能電路，可用于執(zhí)行第一功能； 第二功能電路，可用于執(zhí)行第二功能； 多功能端子；以及電壓感測電路，耦合到所述多功能端子，用于感測所述多功能 端子上的電壓，其中如果所述感測電壓高于預定電平，則激活所述第一功能電路以 執(zhí)行所述第一功能；如果所述感測電壓低于所述預定電平，則激活所述第二功能電 路以執(zhí)行所述第二功能。
11. 如權(quán)利要求10所述的IC裝置，其特征在于，包括具有柵 極、源極和漏極的開關(guān)。
12. 如權(quán)利要求11所述的IC裝置，其特征在于，包括用于控 制所述開關(guān)的工作周期的控制器。
13. 如權(quán)利要求11所述的IC裝置，其特征在于，所述開關(guān)包 括金屬氧化物半導體場效應晶體管。
14. 如權(quán)利要求10所述的IC裝置，其特征在于，包括可用于 接收反饋信號的反饋端子。
15. 如權(quán)利要求IO所述的IC裝置，其特征在于所述第一功能包括電流限制功能、功率限制功能、過壓保護和 輸入欠壓保護中的至少一個；以及所述第二功能包括所述電流限制功能、所述功率限制功能、過壓保護和輸入欠壓保護中的至少另 一個。
16. 在具有可用于執(zhí)行第一功能的第一功能電路以及可用于執(zhí) 行第二功能的第二功能電路的集成電路(IC)裝置中執(zhí)行的 一種方法， 所述方法包括感測多功能端子上的電壓；如果所述感測電壓高于預定電平，則激活所述第一功能電路以 執(zhí)行所述第一功能；以及如果所述感測電壓低于所述預定電平，則激活所述第二功能電 路以執(zhí)行所述第二功能。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于 所述第一功能包括電流限制功能、功率限制功能、過壓保護和輸入欠壓保護中的至少一個；以及所述第二功能包括所述電流限制功能、所述功率限制功能、過 壓保護和輸入欠壓保護中的至少另一個。
全文摘要
集成電路(IC)裝置包括可用于執(zhí)行第一功能的第一功能電路以及可用于執(zhí)行第二功能的第二功能電路。提供一種多功能端子。電壓感測電路耦合到多功能端子，用于感測多功能端子上的電壓。如果感測電壓高于預定電平，則激活第一功能電路以執(zhí)行第一功能。如果感測電壓低于預定電平，則激活第二功能電路以執(zhí)行第二功能。
文檔編號H02M7/00GK101228685SQ200680017349
公開日2008年7月23日 申請日期2006年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月18日
發(fā)明者E-S·金, J·崔 申請人:美國快捷半導體有限公司