專利名稱：用于高壓電源電路的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及控制電路，更具體地，本發(fā)明涉，在功率轉(zhuǎn)換器中的調(diào) 節(jié)功,換器輸出的控制電路。
背景M
功率轉(zhuǎn)換器控制電路可以用于多個目的和應用。由于降低功率轉(zhuǎn)換器成本 的需求，需要控制電路的功能性以減少集成控制電路的外圍部件的外圍部件數(shù) 量。這種外圍元件數(shù)量的減少使得功率轉(zhuǎn)換器肖灘小型化以提高可便攜性，同 時也減少了用于最終完成功率轉(zhuǎn)換器設計所需的設計周期數(shù)目，并且還改善了 終端產(chǎn)品的可靠性。JtW卜，減少部件M育嫩提高在功率轉(zhuǎn)換^作中的能量 效率并且肖嫩降低功 換器的成本。減少功率轉(zhuǎn)換器的的部件數(shù)量的可能性 的一個方面是簡化或者去掉以前實現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓調(diào)節(jié)所需的外圍電 路。
在用于AC/DC功率轉(zhuǎn)換的隔離回掃式轉(zhuǎn)換器中，通常測量隔離的電源輸出 端之間的輸出電壓，以產(chǎn)生連續(xù)的反饋信號，該反饋信號耦合于電源的初級側(cè) (也稱為輸入)的控制電路，通常采用光耦合器以隔離電源的輸AS1輸出電路。 控制電路響應于反饋信號以控制耦合于能量傳遞元件的繞組的功率開關的切 換，以調(diào)節(jié)從功報換器的輸入至嚇出的功率傳遞。
在其它回掃式轉(zhuǎn)換器中，使用構成功率轉(zhuǎn)換器變壓器或者能量傳遞元件的 一部分的輔助繞組產(chǎn)生反饋信號。整流并且平滑輔助繞組兩端的回掃電壓以產(chǎn) 生耦舒轉(zhuǎn)換^^刀級側(cè)的控制電路的反饋信號。
在降壓轉(zhuǎn)換器中，^^功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓的反饋信號典型地通過在功率
ii開關的關斷(Off)時間內(nèi)整流和平滑主電感或者肖讀傳遞元件繞組兩端的電壓 而產(chǎn)生。
在回掃和降壓轉(zhuǎn)換器結(jié)構中，功率開關被耦合到電源輸入端和能量傳遞元
件，以使得當功率開關位于導通(on)狀態(tài)時電流從電源輸A^駄并M:功 率開關和肖遣傳遞元件。


參考下面的附圖，描述了本發(fā)明的非限制性且非窮舉的實施方式和實施例， 其中貫穿M附圖相同的附圖標己恭示相同的部件，除非有另外具體的說明。
附圖i為根據(jù)本發(fā)明的教導一般販意性示出了一示例性回掃式電源，該 回掃式電源應用了響應于可調(diào)節(jié)電源輸出的反饋信號的控制電路。
附圖2為根據(jù)本發(fā)明的教導一般性示出了電源的波形，該電源應用了響應 于反饋信號以調(diào)節(jié)電源的輸出電壓的實例控制電路。
附圖3為根據(jù)本發(fā)明的教導一般性示出了電源的波形，該電源應用了響應
于反饋信號以調(diào)節(jié)電源的輸出電壓的實例控制電路。
附圖4為根據(jù)本發(fā)明的教導解釋了實例控制電路的一部分的更詳細的示意圖。
附圖5為根據(jù)本發(fā)明的教導一股性解釋了實例非隔離電源的示意圖，該非 隔離電源應用了響應于可以調(diào)節(jié)電源輸出電壓的反饋信號的控制電路。
附圖6為根據(jù)本發(fā)明的教導解釋了另一個實例控制電路的一部分的更詳細 的示意圖。
附圖7為根據(jù)本發(fā)明的教導解釋了用于調(diào)節(jié)電源的輸出電壓的示例性方法 的 ，圖。
附圖8為根據(jù)本發(fā)明的教導示出了控制電路的另一個實例的內(nèi)部電路的一 部分的更詳細示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明披露了實現(xiàn)用于調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器輸出的控制電路的方法和裝置。在 下面的描述中，將闡述大量的具體細節(jié)以使本發(fā)明被充分理解。然而，顯然對 于本領域的普通技術人員來說，不需要該具體細節(jié)來實施本發(fā)明。在其它實施例中，為了避免使本發(fā)明難于理解，已知的材料或者方法也沒有描述。
貫穿說明書提及的"一個實施方式"、"一實施方式"、"一個實施例"或#"一 實施例"的意思是，關于所述實施方式或?qū)嵤├枋龅木唧w的特征、結(jié)構或?qū)λ?性包括在本發(fā)明的至少一個實施方式中。因此，在全部說明書中不同地方出現(xiàn) 的詞組"在一個實驗式中"、"在一實航式中"、"一個實施例"或'一實施例"并 不全部指的是同一個實施方式或者實施例。而且，在一個或者多個實施方式或 實施例中可以將具體的特征、結(jié)構或者特性以任何魏的組合和/或重組進4豫 合。另外，可以理解的是，對于本領域的普通技術人員來說，所麟的附圖是 用于解釋的目的并且這些附圖并沒有必要按比例纟賴lj。
將描述根據(jù)本發(fā)明的教導的用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器輸出的控制電路。本發(fā)明的實 施例包括調(diào)節(jié)功,換器輸出的方法和裝置。
附圖1 一般性示出了根據(jù)本發(fā)明的教導具有用于調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器的輸出電
壓的控制電路的功報換器ioo的示意圖，功報換器100在這里也稱作電源。 在一個實施例中，功率轉(zhuǎn)換器100為隔離回掃式轉(zhuǎn)換器，其中初級接地107和 次級返回(return) 126彼此隔離。值得注意的是根據(jù)本發(fā)明的教導，在另一個 實施例中，功率轉(zhuǎn)換器100也可以為非隔離的回掃式轉(zhuǎn)換器。值得注意的是根 據(jù)本發(fā)明的教導，在其它的實施例中功 換器100具有多^tf出。
如圖所示，控制電路n5耦^f功率幵關105，在一個實施例中其為^屬氧 化物半導體場效應管(MOSFET)半導體開關、雙極晶體管或者類似的開關。 功率開關105耦舒育遣傳輸元件109的輸入繞組103，該育遣傳輸元件109 的輸A^組103 ^T直流輸入電壓101和輸出功率二極管117。在一個實施例 中，直流輸入電壓101為耦舒未示出的AC電壓源的整流電路的輸出。電容 器106耦舒功辦換器的輸A^子190和191，以便當功率開關105在導通狀 態(tài)時，為^31第一和第二輸入端子190和191、育瞳傳輸元件109的繞組103 和功率開關105的開關電流提供一刊氏阻抗源。在一個實施例中，控制電路115 和開關105形成為作為混合或者單片集成電路帝臘的集成電路的一部分?？刂?電路115被耦合以接收反饋信號114，根據(jù)本發(fā)明的教導在一個實施例中其為電 壓信號，但是在另一個實施例中為電流信號或者其它指示電源輸出的信號，仍 可以^于本發(fā)明的教導。
在該實施例中，控制電路115耦合成調(diào)節(jié)從功 換器100的第一和第二
13輸入端子190和191傳遞到負載121的功率轉(zhuǎn)換器輸出端子192和193的肖遣。 在一個實施例中，具體的被調(diào)節(jié)的輸出參數(shù)是DC輸出電壓119。獸遣傳輸元件 109包括輸A^組103和輸出繞組110和輔助繞組108。反饋信號114從輔助繞 組108 S31由電阻器111和112構成的電阻分壓器耦合到控制電路115。
在操作中，控制電路115響應于反饋信號114，艦切換功率開關105調(diào)節(jié) 電源100的輸出。當開關105導通時，來自電容器106的能量被傳避合能量傳 輸元件109的輸A^組103。當該開關關斷時，儲雜輸入繞組103中的能量被 傳3i^f出繞組110。來自輸出繞組110的育遣以電流傳遞給電源100的輸出， 該電流流經(jīng)正向偏置輸出功率二極管117到達輸出電容器118和,于輸出端 子192和193的負載121。在開關105關斷期間，當電流流過輸出功率二極管 117時，負載121上的輸出電壓Vo 119加上輸出功率二極管117上的正向電壓 降基本上等于輸出繞組110上的電壓。
將討論的是，當電流流過輸出二極管時輸出繞組110上的電壓表示輸出電 壓Vo 119時的功率開關的關斷時間的這部分將被作為功率開關105的關斷時間 的反饋部分TpB。在某些情況下，電流在功率開關105關斷時間期間基本上不從 輸出繞組110流過輸出功率二極管117。在這種情況下，輸出功率二極管117變 成反向偏置并且輸出繞組110上的電壓I^F再表示輸出電壓Vo 119。電流基本 上不皿輸出功率二極管117時的功率開關105的關斷時間的這部分稱為功率 開關105的關斷時間的非反饋部分。
輸出繞組110上的電壓根據(jù)匝數(shù)比反映在能量傳遞元件的輔助繞組108上。 因而，在功率開關105的關斷時間的反饋部分Tfb內(nèi)利用輔助繞組108上的電壓 以獲得關于電源100的輸出的反饋信號114,其耦合成被控制電路115接收以控 制功率開關105的切換，從而調(diào)節(jié)電源100的輸出。
在一個實施例中，耦合于輔助繞組108的電路塊194包括如附圖1所示的 二極管113。在功率開關105的導通時間內(nèi)，輔助繞組二極管113反向偏置并且 因此防止電流流過電阻器lll和112。在另一個實施例中，仍然受益于本發(fā)明的 教導，所示電路塊194包括基本上短路連接195。
在電路塊194包括基本上短路連接195的實施例中，信號在功率開關105 導通時間內(nèi)加到控制電路115的端子123。然而，該信號為并不g功率轉(zhuǎn)換器 輸出頓的前饋信號。因此，在電路塊194包括基本上短路連接195的實施例中，在功率開關105的關斷時間期間，信號114僅僅是標功TO換器100的 輸出電壓119的反饋信號。在一個實施例中，僅在功率開關105的關斷時間的 —部分內(nèi)，信號114為標功,換器100的輸出電壓119的反饋信號，如參 考附圖2中所解釋的實施例所描述的那樣。
附圖2示出了幫助解釋附圖1中的實例電路的工作的實例波形。例如，波 形200為附圖1中Vfb 116的電壓波形。正如將要討論的那樣，在波形200的關 斷時間段T。ff206的反饋部分TpB205期間，在一個實施例中，波形200可以用 于提供關于輸出腿Vo 119的反嫩控制電路115。鄉(xiāng)釋性的實施例中，在 、■200的非反饋部分IWB 216內(nèi)不ll^反饋信息。波形214為附圖1中流經(jīng) 功率開關105的漏極電流104的電流波形。,釋性的實例中，示出的波形214 為非連續(xù)的電流波形，這是因為每次功率開關105導通時，漏極電流波形209 基本上是從零電流215開始的。
在旨切換周期內(nèi)，在導通時間段Ton204，功率開關是導通的，在關斷時 間段Toff206，功率開關是關斷的。在關斷時間Toff206的反饋部分T^205內(nèi)， 輸出功率二極管117是正向偏置，以使得電流M31功^換器100的輸出功率 二極管117。因此，在Tre205期間在該時間出現(xiàn)在輸出繞組110上的電壓基本 上等于輸出電壓119加上功率二極管117的正向偏置電壓降。值得注意的是在 附圖2示出的實施例中的關斷時間Toff206的非反饋部分Tke216內(nèi)，輸出二 極管117不再正向偏置并且基本上沒有電流^1輸出功率二極管117。在T， 216期間的該時間，出現(xiàn)在輸出繞組110上的電壓不再提供關于輸出電壓119的 反饋信息o
當輸出功率二極管117正向偏置時，流過輸出功率二極管117的電流量基 本上等于流過輸出電容器118的電流和流過負載121的輸出電流120的總和。由 于在電流皿二極管117時ilil制造商參數(shù)基本上已知二極管117的正向電壓, 因此，出現(xiàn)在繞組110上的電壓表示輸出電壓119。而且，出現(xiàn)在繞組108上的 電ffii31繞組110和108的匝數(shù)比而與繞組110上的電壓相關。換句話說，繞 組110上的電壓根據(jù)相應匝數(shù)比反映到繞組108上的電壓。例如，如果繞組110 和108具有相同的匝數(shù)，在關斷時間Toff 206的反饋部分1>3 205內(nèi)出現(xiàn)在繞 組110和繞組108上的電壓基本上在一階是相等的。二階干擾，例如漏電感間 繞組間電M這里不詳述以免使得本發(fā)明的教導晦濯難以理解。因而在關斷時間Toff 206的反饋部分TfB 205內(nèi)，出現(xiàn)在繞組108上的電壓也g輸出電壓 亂
由于反饋信號114,其在該實施例中為VjBl16, M31已知的電路塊194和 由電阻器111和112形成的電阻分壓器與繞組108上的電壓相關，該反饋信號 114在開關的關斷時間Toff206的反饋部分TpB205內(nèi)，電源的輸出電壓。值 得注意的是主要由于電源輸出電路中的阻抗，關斷時間Toff206的反饋部分TpB 205內(nèi)在反饋電壓波形208上有斜坡，該斜坡由于解釋的目的放大顯示在圖2 中。由于阻抗包括二極管117的正向阻抗，其包括電阻元件和輸出電容器118 的串聯(lián)阻抗，其包括電阻元件。
值得注意的是，在功率開關105的導通時間段Ton204內(nèi)，如果電路塊194 包括二極管113或如果有內(nèi)部箝位電路(clamp)(未示出)孝給于端子123，出 現(xiàn)在附圖1中的反饋端子123上的電壓相對于接地端子124基本上是剩犬。這 種情^ilil附圖2中的電壓電平213示出，其基本上等于接地電壓202。
在附圖1的控制電路115并不具有耦合于端子123的內(nèi)部箝位電路并且電 路塊194包括基本上短路連接195的實例電路結(jié)構中，出現(xiàn)在反饋端子123上 的te將激盾附圖2中示出的虛線203的類型的特性。在任一種情況下，在解 釋性的實例中反饋信號208僅僅在關斷時間Toff 206的反饋部分205內(nèi)標功 率轉(zhuǎn)換器100的輸出電壓119。
附圖3示出了進一步幫助解釋附圖1中電路工作的實例波形。波形300為 附圖1中Vpb 116的^J1波形。波形314為附圖1中流過功率開關105的漏極電 流104的電流波形。附圖3中示出的實例波形314為連續(xù)電流波形，這是因為 功率開關105每次導通之后，漏極電流波形309從g瞎電流水平315開始上升。 在*切換周期中，功率開關在時間段Ton304導通，并且在時間段Toff306關 斷。
在附圖3中解釋的該實施例波形中，值得注意的是關斷時間Toff 306的反 饋部分Tra 305基本上等于旨關斷時間Toff306。 ii^功率輸出功率二極管 117正向偏置并且因lH:S本上在功率開關105的全部關斷時間段電流流過功率 輸出功率二極管117。因此，在齡關斷時間周期Toff306期間，出5贓輸出繞 組110上的電壓基本上等于輸出電壓119加上二極管117的正向電壓降。因此 采用針對戰(zhàn)附圖2中波形相同的解釋,反饋信號114或者Vfb 116恭示功率轉(zhuǎn)
16換METfb 305期間的輸出電壓，Tpb 305在附圖3的情況下基本上為功率開關 105整個的關斷時間周期Toff 306。
附圖4 —般性示出了電路400的示意圖，根據(jù)本發(fā)明的教導其可以是附圖1 中控制電路115的一部分的更詳細實例示意圖。附圖4的電路為一個實例電路， 根據(jù)本發(fā)明的教導，該電路在耦合成在開關的關斷時間的反饋部分205或者305
期間接收^功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的反饋信號時，肖激調(diào)節(jié)從功率轉(zhuǎn)換器的 輸入到功報換器的輸出之間傳遞的功率。
如所示的詳細的實施例，控制電路415被耦合鵬相對于接地端子424的 反饋端子423接收反饋信號VpB416。在一個實例中，控制電路415包括反饋電 路，該反饋電路包括比較器453、開關456、 457、 459、反饋電容器460和電流 源455和458。反饋電壓VpB416耦合于比較器453的非反相輸入端450。參考 Vref 452加到比較器453的反相輸入端451。在一個實施例中，參考電壓 Vref452等于附固2中電壓閾值201和附圖3中電壓閾值301。比較器453的輸 出耦合成驅(qū)動晶體管開關456和457，以使得當Vra416〉VREF452時，開關457 導通，而當Vfb416〈Vref452吋，開關456導通。
如解釋性的實例中所示，電路塊461耦合成驅(qū)動開關459,以使得開關459 僅僅在附圖2實例中的關斷周期Toff206的反饋部分Tra 205或者在附圖3實例 中的Tra305期間處于導通狀態(tài)。因此，僅僅在TpB205或305期間電流肖瀨流 A^流出反饋電容器460。在一個實施例中，電路塊461 f給^31比^&饋 信號416和閾值電壓7jC平確定關斷周期206的反饋部分Tre 205,從而在反饋信 號416大于閾值電壓水平時以邏輯高輸入信號驅(qū)動開關459以確定輸出功率二 極管117是否傳導電流。電路塊461以邏輯繊入信號驅(qū)動開關459的搟賣時 間基本上等于當附圖l中電流,功,出二極管117的時間段TFe205。出現(xiàn) 在反饋電容器460上的電壓VPWM464耦合到脈沖寬度調(diào)制(PWM)比較器463 并且與PWM波形462比較以響應于電壓Vpwm464的幅值， 出端子425產(chǎn) 生可變占空因數(shù)輸出422。在這個實施例中，PWM波形462為斜坡信號或三角 波形等。
在一個實施例中,PWM比較器463為用于產(chǎn)生信號422的電路400的信號 產(chǎn)生器的一部分，信號422等效于附圖1中的信號122。在一個實施例中，該信 號產(chǎn)生器可包括提供信號以啟動功率開關周期的導通時間的振蕩器。在不脫離本發(fā)明的教導的情況下，振蕩器信號可以基本上為固定頻率，或者可以調(diào)節(jié)它
的頻率以減少系統(tǒng)中的EM， g在某一環(huán)境下可變以減小功率消耗或者增加 效率。在另一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導，信號發(fā)生器還可包括將其它信 號與信號422進fi^輯組合以產(chǎn)生信號122的電路，信號122例如是保護電流 極限和熱關斷信號等。值得注意的是在另一實施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導，該 電壓VpwM464還可用耦合在反饋電容器460和PWM比較器463的非反相輸入 端之間的^ffi濾波器濾波。
在iM 釋性的實例中，由于僅當晶體管開關459處于導通狀態(tài)時電流才在 晶體管開關459中流動，從而僅在附圖2中關斷時間Toff206的反饋部分T^205 或者附圖3的關斷時間Toff 306的反饋部分Tpb 305期間，電壓VPWM 464響應 于比較器453的輸出并且因此響應于反饋信號416。接著上面描述的實施例，在 反饋信號電壓416大于參考電壓VREp452時的反饋部分TfB205或者305的部分 期間，反饋電容器460以M51晶體管開關459的電流I2 458放電。返回去參考 附圖2和附圖3中所示的實施例，這分別與在附圖2中標為時間段K x Tfb207 的Tre 205的部分或者附圖3中標為時間段K x Tfb 307的Tre 305的部分m 應，這里K為小于1的體。Tra 205赫Tfb 305的剩余部分分別標為附圖2 中的時間段(l-K) xTfb210或者附固3中的(l-K) xTfb310。在(1-K) xTre 部分中，當反饋信號電壓416小于參考電壓VREp452時，電流I1 455艦晶體 管開關459給反饋電容器460充電。
在電流Il 455和電流I2458基本上相等的實施例中，如果變量K的值基本 上等于0.5，貝盹壓VpwM 464的平均值將保持常數(shù)。在功報換期100工作期 間，如果輸出電流120突然增加，貝ij輸出電容器118開始放電并且輸出電壓119 下降。結(jié)果，在功率開關105的關斷時間Toff 206的反饋部分Tra 205期間的 反饋電壓Vre 416也下降。這個實例可以通過附圖2解釋，其中反饋部分Tpb 205 期間的反饋信號腿222相比較于反饋信號腿208下降，該反饋信號電壓208 ^/5當附圖1中的負載電流120穩(wěn)定時的反饋信號電平。在這種暫態(tài)負載剝牛 下，反饋部分Tfb 205期間的反饋信號電壓在T x 221這一時間大于參考電壓閾 值201,在穩(wěn)態(tài)負載條陣下Tx221這一時間小于時間段207。
因此，返回參考附圖4，由于在時間段205期間的反饋信號電壓416大于參 考電壓閾值452 ,—更短的時間，反饋電容器460放電持續(xù)一更短的時間，導致反饋電容器460上的電壓VpwM464增加。這使得輸出信號422的占空因數(shù) 增加，這在一個實施例中導致附圖1中功率開關105的導通時間百分比或者占 空因數(shù)增加。因此，傳ii^電源輸出的功率增加，趨向于使附圖2中的反饋電 腿回到穩(wěn)定狀態(tài)水平208。這恢復了附圖4中反饋電織460充電和放電相等 的割牛，使得VpwM464的平均電壓變得基本上為常數(shù)。
值得注意的是類似的解釋可以應用于附圖3的波形。還應當注意的是，當 功 換器負載發(fā)生瞬時^!>時產(chǎn)生相反的效果，并且輸出信號422的占空因 數(shù)斷氏，直至倒鄉(xiāng)的穩(wěn)態(tài)占空因數(shù)。值得注意的是，在某些瞬態(tài)負載瞎況下， 個時間段1^205和305期間，反饋信號電平可能瞬時大于或者小于電壓閾 值201和301。在這些瞎況下，只要該^j牛存在，在整個時間段Tra205和305， 附圖4中的反饋電容器460或者充電或者放電。對信號422占空因數(shù)的影響是 使得反饋信號返回至跶樣的水平，在i^7K平反饋信號歡于閾值201和301持 續(xù)時間段TpB205和305的一部分，并且小于閾值201禾卩301持續(xù)時間段TpB205 和305剩下的部分。
值得注意的是，盡管附圖4中的電路皿比較電壓Vpwm 464與參考PWM 斜坡信號462來改 出信號422的占空因數(shù)，有時稱作電壓模式控制的方式， 但是可以有很多種方法完成這種占空因數(shù)控制。例如，在一個實施例中，待與 ^Ui功率開關105的電流相比的閾值可以與Vpwm464電壓成比例，這將隨著 VPWM464電壓的增加導致功率開關占空因數(shù)增加，這種方式有時稱為電流模式 控制。在另一個實施例中，附圖2中的切換周期T212和附圖3中的312可能與 Vpwm 464電壓成反比，同時分別保持附圖2和3中的功率開關導通時間段204 或者304基本上為常數(shù)，這又將導致隨著VpwM464電壓的增加而增加功率開關 占空因數(shù)，這種方式有時稱為可變頻率控制。在另一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明 的教導，可以采用這些控制技術的任何組合調(diào)節(jié)從功率轉(zhuǎn)換器的輸入至懶出傳 遞的功率，以調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。
因此，根據(jù)上面的描述，并且參考附圖l、 2、 3和4，在一個實施例中，控 制電路115和415控制功率幵關的切換以調(diào)節(jié)反饋部分TpB205的時間段207和 210, ^反饋部分Tra305的時間段307和310，其中相應的反饋信號114、 208、 308或者416高于閾值。表示功 換器輸出電壓的所述相應反饋信號114、208、 308或者416僅僅在功率開關105的關斷時間206或者306的反饋部分Tfb 205
19或者Tfb305期間被接收。在這種方式中，功蹄換器100中的控制電路115調(diào) 節(jié)從功率轉(zhuǎn)換器的輸入傳遞至嚇出的t氌以調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。
值得注意的是，M31設計電流源II 455和12 458使餅等，附圖3和4中 的變量K的值:可以為任何分數(shù)。在一個實施例中，如果I2 458的值小于U 455 的值，反饋電容器460上的電壓的穩(wěn)態(tài)^j牛是K的值大于0.5。在這個實施例中, (KxTpB)乘積207或307將大于Tfb205和305的50%，并且乘積((l-K)xTpB) 210或310將小于Tra 205和305的50%。在某些實施例中，可以，itt擇 KX).5的值。例如， 一個原因可以是由于附圖1中的二極管117上固有的電阻電 壓降。特別地，二極管117的一個實施例上的電阻電壓降向著反饋部分TpB205 或者305的糊陶氐，這是由于艦二極管117的電流在這個區(qū)域里更低。從 而在這個實施例，該電阻電壓降更低，因此反饋信號更能代表功率轉(zhuǎn)換器輸出 腿119。
在一個實施例中，變量K根據(jù)功率轉(zhuǎn)換器的工作^^?？勺兓蛘呖尚拚?。例 如，參考附圖l，在輸出連接199的阻抗相對駄的應用中，在通常稱為輸出電 纜的該連接上可以存在明顯的電壓降。在這個實施例中為了幫助維持負載121 上穩(wěn)定的電源電壓，輸出電壓119隨著輸出電流120增加而增加。在其它的實 施例中，例如根據(jù)本發(fā)明的教導，當艦功率開關105的峰值初級電流104以 調(diào)節(jié)從功雜換器100的輸入傳遞到功率轉(zhuǎn)換器的輸出的功率方式被控制時， 輸出功率二極管117上的電壓降可以隨輸出電流120而變化。附圖4中的電路 示出了包括電路塊471和可變電流源470的可選電路，該電路可以用于韋M嘗二 極管電壓降或者電纜壓降變化。電路塊471的功能是輸出信號472以控制電流 源470，使得電流源470的電流13隨著電路塊471的的比率增加而增加。
操作中，輸出功率二極管117的導通時間Tra 205和305與^h切換周期T 212和312的比率是功率轉(zhuǎn)換器輸出電流的幅值的一個指示。如果電流源470 電流13隨著比率TWT的增加而增加，那么附圖2和3中的變量K的值增加， 這是由于晶體管開關456需要導通更少的時間以維持反饋電容器460上的電壓。 從而，參考附圖2和3，根據(jù)本發(fā)明的教導，時間段207和307隨著附圖4中的 電流源470電流13的增加而增加。效果是有效地增加了反饋信號208和308的 平均值，而這又增加了功 換器輸出電壓119的值。在具有這個功能的示例 性應用中，取決于負載條件，附加電流13將，主11 455電流值的大約0-5%。根據(jù)本發(fā)明的教導，上面描述的操作的效果在于反饋信號208和308在閾值201 和301之上的時間根據(jù)mt電源輸出端的電流Io 120的幅,化。
在其它的實施例中，基于其它因素，例如包括在功率轉(zhuǎn)換器內(nèi)的一個或多 個部件的，或者例如功,換器運行時的周圍溫度，變量K可變。
值得注意的是在上面的描述中，根據(jù)本發(fā)明，調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器100的具體 方式或者可以就如下方面進行描述控制電路115和415控制功率開關105的 切換，以調(diào)節(jié)Tfb 205的時間段207或者210中的一個或二者，禾fl/或Tre305的 時間段307或310中的一個或者二者。實際上，可以,的JiMil調(diào)節(jié)TFB205 的時間段207 (其等于KxTfb)， Tra205的時間段210 (其等于(1-K) xTra) 也得到調(diào)節(jié)。類似的，fflil調(diào)節(jié)TpB 205的時間段210，也可以調(diào)節(jié)TpB 205的 時間段207。
附圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的教導的非隔離功 換器的實例的示意圖500。 在iM 釋性實例中，示出的非隔離功,換器為降壓轉(zhuǎn)換器(buckconverter)。 可以理解的是，非隔離電源的其它類型也可以受益于本發(fā)明的教導，以舉例的 方式包括但不受P艮于升壓轉(zhuǎn)換器、降壓-升壓轉(zhuǎn)換器、SEPIC轉(zhuǎn)換器、亡uk轉(zhuǎn)換 器等。在M釋性的實例中，控制電路515的許多操作方面的與上面描述的控 制電路115和415相同。在一個實施例中，不需要在獸疆傳遞元件上具有輔助 繞組，相反，具有電壓值VpB516的反饋信號514駐肖遣傳遞元件509的繞組 594耦合到控制電路515。
工作中，當功率開關505導通時，電流504艦育讀傳遞元件509和功率 開關505在電源500的第1入端子591和第二輸A^子592之間流動。在一 個實施例中，功率開關505為MOSFET半導體開關、雙極晶體管等。當功率開 關505關斷時，節(jié)點593的電壓降至基本上等于接地電壓507減去輸出功率二 極管530 (其耦合于能量傳遞元件509)的正向電壓降的值，以在功率開關505 關斷時間的反饋部分TVs期間維持在能量傳遞元件509內(nèi)的電流。在該功率開關 505關斷時間的反饋部分TpB期間(此時輸出功率二極管530傳導電流)，能量 傳遞元件509上的電壓因此等于輸出電壓519加上輸出功率二極管530上的正 向二極管電壓降，并且因jtk^功率開關505關斷時間的反饋部分Tfb期間的輸 出電壓519。流過輸出功率二極管530的電流S^上等于 J!U1輸出電容器518 的電流和M31負載521的輸出電流520之和。如在該實施例中所示，能量傳遞
21元件繞組594上的電ffi!31電路塊513和由電阻器511和512形成的電阻分壓器耦合到控制電路515的反饋端子523作為反饋信號514。
在該解釋性的實例中，反饋信號514僅在功率開關505的關斷時間內(nèi)從能量傳輸元件509的繞組594耦合到控制電路515。在一個實施例中，電路塊513包括耦合于主能量傳輸元件繞組594的二極管595。在功率開關505的導通時間內(nèi)，二極管595反向偏置并且因此而防止電流在電阻器511和512內(nèi)流動。
在另一個實施例中，仍然魏于本發(fā)明的教導，所示電路±央595包括基本上短路連接596。在電路塊595包括基本短路連接596的該實施例中，在功率開關505的導通時間內(nèi)有信號加到控制電路515的端子523。然而在功率開關505導通時間內(nèi)該信號并不，功,換器的輸出電壓。在電路塊513包括基本短路連接596的一個實施例中，在功率開關505關斷時間的反饋部分TpB期間(此時電流流過輸出功率二極管530),反饋信號514仍然僅僅 ^功率轉(zhuǎn)換器500的輸出電壓519的反饋信號。在附圖5所示的降壓轉(zhuǎn)換器電路的一個實施例中，電路塊513包括二極管595以幫助確保具有電壓值Vra 516的反饋信號514更力口精確的^^輸出電壓519，這是因為二極管595上的正向電壓,向抵消輸出功率二極管530上的正向電壓降。
因此在一個實施例中，控制電路515的工作原理與上述的控制電路115和415的工作原理相對以。當流入輸出功率二極管530的電流基本上降到零值時功率開關505關斷時間的反饋部分Tfb結(jié)束，這是由于僅僅在流入輸出功率二極管530的電流為一瞎時，肯g量傳遞元件509上的電壓表示輸出電壓519。耦合控制電路515以調(diào)節(jié)反饋電壓VpB516在控制電路515中產(chǎn)生的閾值以上和以下的功率開關505關斷時間的反饋部分Tra的各部分。附圖4中討論的一個電路實施例可以,該工作。
附圖6中一般性示出了在一個示例性電路600更詳細的示意圖，在一個實施例中其形成了控制電路615的內(nèi)部電路的一部分，控制電路615在一個實施例中可以是附圖1中的控制電路U5。在附圖6中的電路是這樣一個電路的實施例，當耦合^功率開關的關斷時間的反饋部分Tfb期間接收^^功 換器的輸出電壓的反饋信號時，該電路旨灘被用于調(diào)節(jié)從功率轉(zhuǎn)換器的輸入到該功率轉(zhuǎn)換器的輸出的功率傳遞。
如在該詳細實施例中所示的那樣，控制電路615耦合鵬反饋端子623接收反饋電流Ire690。在一個實施例中，當反饋電流IpB690艦時，反饋端子623相對于接地端子624的電壓Vfb 616基本上等于參考feffi Vref664加上p溝道晶體管650的柵極閾值電壓。反饋電流Ipb 690 1晶體管650和電流源651 。
工作中，如果反饋電流IfB690大于I3，貝'J加在晶體管656和657柵極的電壓為高并且晶體管657導通。如果反饋電流信號Ire 690小于13 ，貝ij加在晶體管656和657柵極的電壓為低并且晶體管656導通。電路操作的剩余部分和其對來自端子625的輸出信號622占空因數(shù)的影響類似于上面關于附圖4中所描述的電路。附圖6中所示電,型在一個實施例中可以用于消除對電阻分壓器、或者附圖1中所示的電阻器112或者附圖5中所示的電阻器512的需求。在附圖1和5中分別基于已知的反饋電壓Vra 116和516選擇剩余的反饋電阻器111和511，以調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器的輸出,在理想的值。盡管附圖6中沒有示出，但是根據(jù)本發(fā)明的教導，可以包括用于補償功率轉(zhuǎn)換器輸出和負載之間的連接的電壓降的附加部件，例如在附圖4中描述的關于電路元件470和471所描述的那些0
附圖7 —般性示出了描述調(diào)節(jié)從功,換器的輸入端傳遞到功率轉(zhuǎn)換器的輸出端的功率的實例方法的流程圖。在該描述的方法中，示例的功率轉(zhuǎn)換，似于上面描述的功率轉(zhuǎn)換器，其中耦合到能量傳遞元件的功率開規(guī)行幵關，該能量傳遞元件耦合在功率轉(zhuǎn)換器的輸A^輸出端之間。在該實施例中，禾擁耦合到功率開關的控制電路控制該開關的開關。在該功率開關關斷時間的反饋
部分Tfb期間產(chǎn)生表示功雜換器輸出電壓的反饋信號。該控制電路響應于該反饋信號并且該控制電路耦合成控制功率幵關的開關，從而在功率開關關斷時間的反饋部分Tra期間調(diào)節(jié)反饋信號高于閾值和低于閾值的相對時間段。
特別地，如在塊701中的解釋性實例所示，功率開關導通。在i央702中，確定功率開關的導通時間是否完成。當功率開關導通時間完成，塊703指示功率開關關斷。值得注意的是功率開關導通時間的完成可以基于多種技術(例如時間測量)確定，或者舉例而言基于流過功率開關的電流達到閾，確定。
在塊704中，檢測功率開關的關斷時間是否在功率開關關斷時間的反饋部分Tfb內(nèi)。如果是的話，在塊705中檢測反饋信號是否在閾值之上。如果該反饋信號在閾值之上，則反饋電容器(在該實施例中其可以是附圖4中的反饋電容器460或者附圖6中的反饋電容器660)在塊706中以固定電流被放電。如果該反饋信號低于閾值，則反饋電，在塊707中以固定電流被充電。
當在±央704中檢測到功率開關關斷時間的反饋部分TpB完成時，在塊708中檢測出現(xiàn)在反饋電 上的電壓。如果從先前功率開關切換周期起該電壓不變，那么功率開關的導通時間占空因數(shù)保持不變并且處理鵬ilil塊713返回到塊701，在塊701功率開關再次導通并且重復該ai呈。然而，如果反饋電容器電壓大于在塊710中檢測的先前功率開關切換周期，則MMI呈繼續(xù)到塊711 ，隨后的切換周期導通時間增加以增加占空因數(shù)。值得注意的是在其它示例性控制方案中，根據(jù)本發(fā)明的教導，也可以保持功率開關導通時間不變，并且整體的功率幵關切換周期可以減小或者可以增加流過功率開關的電流的閾值以增加
占空因數(shù)。
繼續(xù)該實施例，如果在塊710中檢測到反饋電容器電壓低于先前的功率開關切換周期，貝喊過程繼續(xù)到塊712，隨后的切換周期導通時間減小以減小占空因數(shù)。值得注意的是在其它控制方案中，根據(jù)本發(fā)明的教導，也可保持功率開關導通時間不變，并且增加旨功率開關切換周期以減小占空因數(shù)。值得注意的是附圖7的流程圖指出了當在塊704檢測到功率開關關斷時間的反饋部分Tra完成時，在塊708中檢測電，電壓。然而例如附圖4和6所示的實施例的電路實現(xiàn)中，功率開關的占空因數(shù)貫穿功率開關的切換周期由反饋電容器460和660上的電壓連續(xù)地確定。
因此， <頓附圖7中的實例流程圖方法，根據(jù)本發(fā)明的教導，可以控制功
率開關的切換以調(diào)節(jié)反饋信號在閾值上和下的功率開關關斷時間的反饋部分Tfb的各部分。
附圖8示出了根據(jù)本發(fā)明教導的一個實施例中的電路800的更詳細的示意圖，該電路800在一個實施例中形成了控制電路815的內(nèi)部電路的一部分，在—個實施例中控制電路815可以是附圖1中的控制電路115。根據(jù)本發(fā)明的教導，附圖8中解釋的電路是這樣的電路的另一個實施例，該電路在耦合^功率開關的關斷時間的反饋部分Tfb期間接收表示功 換器的輸出電壓的反饋信號時，倉辦調(diào)節(jié)從功率轉(zhuǎn)換器的輸Ai微報換器的輸出的功率傳遞。
應該注意的是附圖8中描述的電路與附圖4中的實例電路具有許多相同的方面，并且因此以下描述的內(nèi)容主要集中在附圖8中的電路相比較于附圖4中的不同的地方。如^0 描述的實施例中所示的那樣，控制電路815耦合成接收
24反饋信號Vro816。如在附圖4中電路的情況一樣，禾擁比較器853比較反饋電 壓Vre816和參考電壓VREF852。在該實施例中，參考電壓Vref852等于附圖2 中的電壓閾值201和附圖3中的電壓閾值301。比較器853的輸出耦合鵬來驅(qū) 動晶體管開關856和857以控制出現(xiàn)在電鄉(xiāng)860上的電壓864。
與附圖4中的實例電路相同的，切換開關859以使得僅在功率開關關斷時 間的反饋部分Tra期間開關859處于導通狀態(tài)。因此在1^釋性的實例中，僅在 功率開關關斷時間的反饋部分Tfb期間電fcf"能^A^者流出反饋電容器860。 出現(xiàn)在反饋電容器860上的電壓Vpwm 864耦合到放大電路877，該放大電路877 調(diào)節(jié)出現(xiàn)在電阻器880上的電壓，使其基本上等于反饋電容器860上的電壓。 因此，電阻器880的值設定電流879的值，而電流879的歡響應于出現(xiàn)在反 饋電容器860上的電壓。電流879被電流鏡878鏡像以產(chǎn)生控制電流信號822 和州嘗電流信號887。控制電流信號822因此也相應于出現(xiàn)在電容器860上的電 壓。
根據(jù)本發(fā)明的教導在一個實施例中，附圖1的功率開關105的占空因數(shù)響 應于控制電流信號822,以調(diào)節(jié)從功 換器的輸入到功率轉(zhuǎn)換器的輸出的功率 傳遞，所鵬制電流信號822在一個實施例中耦合成控制附圖1中功率開關105 的占空因數(shù)。在一個實施例中，通鵬制流過附圖1中功率開關105的電流104 的峰值以控制功率開關的占空因數(shù)。在另一個實施例中，通鵬制附圖2中切 換周期(例如T212)，同時保持導通時間Ton 204基本上不z棘控制功率開關 的占空因數(shù)。在另外的實施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導，利用上述或者其它技術 的組合來控制功率開關的占空因數(shù)。
因此，控制電路815包括第一電流源858，其被耦合鵬功率開關關斷時 間的反饋部分Tra的一部分期間通過第一開關857對反饋電容器860放電:和第 二電流源855，其被^^成在功率開關的關斷時間的反饋部分TpB的另一部分期 間通過第二幵關856給反饋電 充電。在一個實施例中，控制電流信號822 被耦合成響應于反饋電織860上的腿，從而控制功率開關的占空因 調(diào) 節(jié)從電源的輸入端到輸出端傳遞的功率。
在一個實施例中，控制電路815進一步包括穩(wěn)壓電路869，其耦合成維持第 一電流源858上的第一電壓VI 893在第一開關857的關斷時間期間基本上等于 出現(xiàn)在反饋電容器860上的電壓。在一個實施例中，穩(wěn)壓電路869進一步被耦合^第二開關856的關斷時間期間維持第二電流源855上的第二te V2 892 基本上等于控制電路電源電壓854和出現(xiàn)在反饋電容器860上的電壓之差。
如描述的實施例所示，彬嘗電流信號887被電流鏡電路883鏡像以提供電 纜和二極管壓降韋M1，正如上面附圖4中所討論的那樣。如附圖8中所示實施 例，鏡像的電流信號890艦連接線888耦舒比較器853的非反相端子850。 電流890是^A晶體管881的二極管壓降豐M嘗電流和駄晶體管884的電IM 降補償電流的組合。二極管壓降補充信號和電纜壓降補償信號的相對幅值可通 過適當確定晶體管884和881的尺寸而確定。在一個實施例中，^il濾波器882 被耦合用于濾波電纜壓降補償信號以提高功率轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定性。因此在一個實 施例中，晶體管884和881提供與外部反饋阻抗811和812并聯(lián)的阻抗，所述 外部反饋阻抗811和812在一個實施例中等于附圖1中的反饋電阻器lll和112。
Mil改變豐M嘗電流890，由電阻器811和812構成的電阻分壓器的有效比率 被改變，歐改變V^889和VpB816之間的關系，從而W嘗功雜換器的輸出 電路內(nèi)電纜電壓降和二極管電壓降，這里Vm為表示在功率開關關斷時間期間 功率轉(zhuǎn)換器的輸出的電壓。在一個實施例中，禾擁上面描述的電纜和二極管壓 降卑M嘗技術，可以M^擇合適的外部電阻器811和812絲擇裙嘗的禾號。 如鵬擇電阻器811和812為低值，貝仁極管和電纜壓降補償信號電流890將 tbii擇外部電阻器811和812為高值時具有較小的效果。
如果需要，附圖8中的實例電路還包括用于增加電路815的精確性的穩(wěn)壓 電路塊869。如果沒有穩(wěn)壓電路869,電流源855和858上的電壓將在開關856 和857導通和關斷時變化。這將在下一個功率開關切換周期期間幵關856和857 再次導通時在實際電流源電路的充電和放電電流中引入初始誤差。這些初始電 流體將陶氐已建立的流入電容器860的充電和放電電流的精輸性，這可能降 低調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓的精輸性。
為了在開關856和857導 者關斷瞎況下均維持電壓降基本不變，當開 關856關斷時穩(wěn)壓電路869在節(jié)點872建立電壓，其基本上等于開關856導通 時在節(jié)點872的電壓。類似地當開關857關斷時電路869在節(jié)點874建立電壓， 其基本上等于開關857導通時在節(jié)點874的電壓。該功能M:單位(unity)增 繊大器875麟，其輸出S51^接871保持在反饋電容器860上的電壓。單 位增^^大器的輸出在幵關856關斷時耦合于節(jié)點872，在開關857關斷時耦合于節(jié)點874。這樣，電流源855和858基本上立即^i皿反饋電容器860的它 們的調(diào)節(jié)的電流值，使得開關856、 857和859為^A反饋電容器860的電流提 供電繊路。
在一個實施例中，這^電流源響應;電流U第瞻號822。在:個實仔仲，當電流
控庫賠號822超,值時電流源870和873導通。在一個實例中，流入電流源 870和873的電流幅值響應于電流控制信號822的值。在一個實施例中，并聯(lián)電 流源870和873提供增加的增益以增加電皿860充電和放電的速度。在一個 實施例中，當Tre205和305持續(xù)時間很短時，在功,換，作中在輕負載條 件下i頓該增加的增益。由并聯(lián)的電流源870和873提供的增加的增益有助于
改善功率轉(zhuǎn)換器對功,換器的輸出端處的負載條件改變的瞬時響應。在一個
實施例中，電流源870和873鄉(xiāng)的電流在大小上基本上相等并且基本Jdi到 電流源855和858的電流值的9倍。
在上面對控制電路415、 615和815的描述中，在附圖4、 6和8中用于調(diào) 節(jié)功TO換器輸出端的功率開關的占空因數(shù)分別響應于電容器460、 660和860 上的電壓。然而，仍然是受益于本發(fā)明的教導，值得注意的是，作為備選方案， 功率開關的占空因數(shù)可以響應于數(shù)字計數(shù)電路的值。在一個實施例中，對于反 饋信號處于閾值以上的功率開關關斷時間的反饋部分Tfb的部分,數(shù)字計數(shù)電路 以高于功率開關切換頻率的頻率遞減，并且對于反饋信號處于閾值以下的功率
開關關斷時間的反饋部分TpB的部分，數(shù)字計數(shù)電路以高于功率開關切換頻率的
頻率遞增，這里切換頻率是功率開關的切換周期的倒數(shù)。在這個實施例中，在 功率開關關斷時間的反饋部分Tre結(jié)束時數(shù)字計數(shù)器計數(shù)的值可以被用于設定 功率開關的占空因數(shù)以用于即將到來的一個或多個切換周期。值得注意的是， 受益于本發(fā)明更廣泛的教導，作為對上面描述的備選也可以采用其它技術用于 調(diào)節(jié)反饋信號在閾值范圍以上和以下的功率開關關斷時間的反饋部分Tfb的部 分。
包括在摘要中所描述的內(nèi)容，上面描述的本發(fā)明的解釋性實施例目的并不 在于窮舉或者限制所披露內(nèi)容的精確形式。這里所描述的本發(fā)明具休的實施方 式或者實施例目的在于解釋，在不脫離本發(fā)明精神范圍和邊界的情況下，可以 進行各種等同方式的變形。實際上，根據(jù)本發(fā)明的教導可以理解的是為了解釋的目的而提供了具體的電壓、電流、頻率、功率范圍值、時間等等，并且在其 它實 式和實施例中還可以禾,其它的值。
根據(jù)上面的描述可以對本發(fā)明的實施例進行這些修改。在下面的權利要求 書中所4頓的術語不應該被理解成用于將本發(fā)哪艮制為在說明書和權禾腰求書 中披露的具體的實施方式。而且，下面的權利要求完全確定了保護范圍，根據(jù) 已經(jīng)建立的解釋權利要求的原則對其進行解釋。相應地，本發(fā)明的說明書和附 圖為解釋性的而不是限制。
權利要求
1、一種用于電源的控制電路，包括信號產(chǎn)生器，耦合成產(chǎn)生輸出信號來控制耦合于控制電路的功率開關的切換；和反饋電路，耦合成產(chǎn)生反饋信號，該反饋信號表示在功率開關關斷時間的反饋部分期間電源的輸出，其中該信號產(chǎn)生器響應于反饋電路產(chǎn)生輸出信號，以控制反饋信號大于閾值的功率開關關斷時間的反饋部分的部分，并且控制反饋信號小于閾值的功率開關關斷時間的反饋部分的另一部分。
2、 如權利要求1所述的控制電路，其中反饋電路包括反饋電容器，該反饋電，耦合成在功率開關關斷時間的反饋部分期間當反饋信號大于閾值時被 放電，并且其中該反饋電容器耦合皿功率開關關斷時間的反饋部分期間當反 饋信號小于閾值時被充電。
3、 如權利要求2所述的控制電路，其中反饋電路進一步包括第一和第二 電流源，所述第一和第二電流源耦合成響應于所述反饋信號對反饋電容器充電 和放電。
4、 如權利要求3所述的控制電路，進一步包括耦舒第一和第二電流源 的穩(wěn)壓電路，用于分別穩(wěn)定第一和第二電流源上的第一禾嘴二電壓。
5、 如權利要求1所述的控制電路，其中反饋信號為反饋電壓。
6、 如權利要求1所述的控制電路，其中反饋信號為反饋電流。
7、 如權利要求1所述的控制電路，其中信號產(chǎn)生器包括脈沖寬度調(diào)制比 較器。
8、 如權利要求1所述的控制電路，進一步包括耦舒反饋電路和信號產(chǎn) 生器的電纜壓降補償電路，用于辛M嘗在電源輸出端的電纜阻抗弓l起的電壓降。
9、 如權利要求1所述的控制電路，進一步包括耦舒反饋電路和信號產(chǎn) 生器的二極管壓降補償電路，用于補償在電源輸出端的二極管阻抗弓胞的電壓 降。
10、 一種用于電源的控制電路，包括信號產(chǎn)生器，耦合成產(chǎn)生用于控制耦合于控制電路的功率開關的切換的輸出信號；和反饋電路，耦合成接收反饋信號，該反饋信號表示在功率開關關斷時間的 反饋部分期間電源的輸出，其中信號產(chǎn)生器響應于反饋電路產(chǎn)生輸出信號，以 控制反饋信號大于閾值的功率開關關斷時間的反饋部分的部分，并且控制反饋 信號小于閾值的功率開關關斷時間的反饋部分的另一部分；其中所述反饋電路進一步包括反饋電容器以及第一和第二電流源，第一和 第二電流源耦合成響應于反饋信號對反饋電容器充電和放電禾口穩(wěn)壓電路，耦合到反饋電路以穩(wěn)定第一和第二電流源上的第一和第二秘。
11、 如權利要求10所述的控制電路，其中穩(wěn)壓電鵬括放大器，繊大 器的輸A^耦合于反饋電容器，其中，大器具有輸出端，該輸出端響應于反 饋電容器耦合成充電或者放電分別耦舒第一電流源或者第二電流源。
12、 如權利要求10所述的控制電路，進一步包括耦舒反饋電路和信號 產(chǎn)生器的電纟軀降W嘗電路，用于,M嘗電源輸出端的電纜阻抗弓胞的電壓降。
13、 如權利要求10所述的控制電路，進一步包括耦舒反饋電路和信號 產(chǎn)生器的二極管壓附M嘗電路，用于州嘗電源輸出端的二極管阻抗弓胞的電壓 降。
14、 如權利要求10所述的控制電路，其中反饋信號為反饋電壓。
15、 如權利要求10所述的控制電路，其中反饋信號為反饋電流。
16、 一種用于電源的控制電路，包括信號產(chǎn)生器，被耦合成產(chǎn)生用于控制耦合于控制電路的功率開關的切換的 輸出信號；和反饋電路，被耦合成接收反饋信號，該反饋信號^^在功率開關關斷時間 的反饋部分期間電源的輸出，其中信號產(chǎn)生器響應于反饋電路產(chǎn)生輸出信號， 以控制反饋信號大于閾值的功率開關關斷時間的反饋部分的部分，并且控制反 饋信號小于閾值的功率開關關斷時間的反饋部分的另一部分；和電纜壓附卜償電路，耦合于反饋電路和信號產(chǎn)生器以補償電源輸出端的電 纜阻抗引起的電壓降。
17、 如權利要求16所述的控制電路，其中電纜壓降辛M嘗電路包括 電流鏡電路，被耦合成傳導響應于反饋信號的電纟軀附卜償電流信號；和 、滄波器，其耦合于該電流鏡電路。
18、 如權利要求16所述的控制電路，其中反饋電路包括 反饋電容器，該反饋電容器耦合成在功率開關關斷時間的反饋部分期間當反饋信號大于閾值時被放電，并且其中該反饋電容器耦合成在功率開關關斷時 間的反饋部分期間當反饋信號小于閾值時被充電；禾口第一和第二電流源，耦合成響應于反饋信號對反饋電 充電和放電。
19、 如權利要求18所述的控制電路，進一步包括耦舒第一和第二電流 源的穩(wěn)壓電路以分另嶋定第一和第二電流源上的第一和第二電壓。
20、 如權利要求16所述的控制電路，進一步包括耦舒反饋電路和信號 產(chǎn)生器的二極管壓附M嘗電路，用于W嘗電源輸出端的二極管阻抗引起的電壓 降。
21、 如權利要求16所述的控制電路，其中反饋信號為反饋電壓。
22、 如權利要求16戶腿的控制電路，其中反饋信號為反饋電流。
23、 一種用于電源的控制電路，包括信號產(chǎn)生器，被耦合成產(chǎn)生用于控制耦合于控制電路的功率開關的切換的 輸出信號；和反饋電路，被耦合成接收反饋信號，該反饋信號^在功率開關關斷時間 的反饋部分期間電源的輸出，其中信號產(chǎn)生器響應于反饋電路產(chǎn)生輸出信號， 以控制反饋信號大于閥值的功率開關關斷時間的反饋部分的部分，并且控制反 饋信號小于閾值的功率開關關斷時間的反饋部分的另一部分；禾口二極管壓附卜償電路，耦合于反饋電路和信號產(chǎn)生器以補償電源輸出端的 二極管阻抗弓胞的電壓降。
24、 如權利要求23所述的控制電路，其中二極管壓附M嘗電路包括電流 鏡電路，被耦合成傳導響應于反饋信號的二極管壓降》M嘗電流信號。
25、 如權利要求23所述的控制電路，其中反饋電i^括反饋電容器， 其耦合^功率開關關斷時間的反饋部分期間當反饋信號大于閾值時被放電， 并且其中該反饋電容器耦合成在功率開關關斷時間的反饋部分期間當反饋信號 小于閾值時被充電；和第一和第二電流源，耦合成響應于反饋信號對反饋電容器充電和放電。
26、 如權利要求25所述的控制電路，進一步包括耦合于第一和第二電流 源的穩(wěn)壓電路以分另嶋定第一和第二電流源上的第一和第二電壓。
27、 如權利要求23所述的控制電路，進一步包括^^反饋電路和信號 產(chǎn)生器的電纜壓降韋M嘗電路，用于補償電源輸出端的電纜阻抗引起的電壓降。
28、 如權利要求23所述的控制電路，其中反饋信號為反饋電壓。
29、 如權利要求23所述的控制電路，其中反饋信號為反饋電流。
30、 一種用于電源的控制電路，該控制電路與功率開關相耦合，并且被耦 合成接收反饋信號，該反饋信號，在功率開關關斷時間的反饋部分期間電源 的輸出電壓；其中在功率開關關斷時間的反饋部分的一部分期間該反饋信號大于閾值； 其中在功率開關關斷時間的反饋部分的另一部分期間該反饋信號小于閾值；且其中控制電路被耦合成控制功率開關的切換，從而調(diào)節(jié)功率幵關關斷時間 的反饋部分的所述部分。
31、 如權利要求30所述的控制電路，進一步包括-反饋電容器，其耦合成在功率幵關關斷時間的反饋部分期間當反饋信號大 于閥值時被放電，并且該反饋電容器耦合成在功率開關關斷時間的反饋部分期 間當反饋信號小于閾值時被充電；禾口第一和第二電流源，耦合成響應于反饋信號對反饋電容器充電和放電。
32、 如權利要求31所述的控制電路，進一步包括耦M第一和第二電流 源的穩(wěn)壓電路以分別穩(wěn)定第一和第二電流源上的第一和第二電壓。
33、 如權利要求30所述的控制電路，進一步包括電纟腿降州嘗電路，其 耦合成接收反饋信號，并且補償由電源輸出端的電纜阻抗弓胞的電壓降。
34、 如權利要求30所述的控制電路，進一步包括二極管壓降補償電路， 其耦合成接收反饋信號，并且辛M嘗由電源輸出端的二極管阻抗弓胞的電壓降。
35、 如權利要求30戶脫的控制電路，其中反饋信號為反饋腿。
36、 如權利要求30戶，的控制電路，其中反饋信號為反饋電流。
37、 一種用于電源的控制電路，該控制電路與功率開關相耦合，并且被耦 合成接收反饋信號，該反饋信號表示在功率開關關斷時間的反饋部分期間電源 的輸出電壓；其中在功率開關關斷時間的反饋部分的一部分期間該反饋信號大于閾值； 其中在功率開關關斷時間的反饋部分的另一部分期間該反饋信號小于閾值；其中控制電路被耦合成控制功率開關的切換，從而調(diào)節(jié)功率開關關斷時間 的反饋部分的所述部分；其中該控制電路進一步包括反饋電容器以及第一和第二電流源，該第一和 第二電流源響應于該反饋信號對反饋電容器充電和放電；禾口其中該控制電路進一步包括穩(wěn)壓電路，其耦合成穩(wěn)定第一和第二電流源上 的第一和第二電壓。
38、 如權利要求37所述的控制電路，進一步包括電iffi降W嘗電路，其 耦合成接收反饋信號，并且補償由電源輸出端的電纜阻抗弓胞的電壓降。
39、 如權利要求37所述的控制電路，進一步包括二極管壓附卜償電路， 其耦合成接收反饋信號，并且豐M嘗由電源輸出端的二極管阻抗引起的電壓降。
40、 如權利要求37所述的控制電路，其中反饋信號為反饋電壓。
41、 如權利要求37所述的控制電路，其中反饋信號為反饋電流。
42、 一種用于電源的控制電路，該控制電路與功率開關相耦合，并且被耦 合成接收反饋信號，該反饋信號表示在功率開關關斷時間的反饋部分期間電源 的輸出電壓；其中在功率開關關斷時間的反饋部分的一部分期間該反饋信號大于閾值； 其中在功率開關關斷時間的反饋部分的另一部分期間該反饋信號小于閾值；其中控制電路被耦合成控制功率開關的切換，從而調(diào)節(jié)功率幵關關斷時間 的反饋部分的所述部分；其中該控制電路包括電纜壓降辛M嘗電路，其耦合成接收反饋信號，并且補 償由電源輸出端的電纜阻抗引起的電壓降。
43、 如權利要求42所述的控制電路，其中電,附M嘗電,括-電流鏡電路，被耦合成傳導響應于反饋信號的電mE附卜償電流信號；和、搶波器，其耦合于該電流鏡電路。
44、 如權利要求42所述的控制電路，進一步包括反饋電 ，其耦合成在功率開關關斷時間的反饋部分期間當反饋信號大 于閾值時被放電，并且該反饋電容器耦合成在功率開關關斷時間的反饋部分期 間當反饋信號小于閾值時被充電；禾口第一和第二電流源，耦合成響應于反饋信號對反饋電容器充電和放電。
45、 如權利要求44所述的控制電路，進一步包括耦舒第一和第二電流 源的穩(wěn)壓電路，以分別穩(wěn)定第一和第二電流源上的第一和第二電壓。
46、 如權利要求42所述的控制電路，進一步包括二極管壓降補償電路， 其耦合成接收反饋信號，并且,hj嘗由電源輸出端的二極管阻抗弓l起的電壓降。
47、 如權利要求42所述的控制電路，其中反饋信號為反饋電壓。
48、 如權利要求42所述的控第攤路，其中反饋信號為反饋電流。
49、 一種用于電源的控制電路，該控制電路與功率開關相耦合，并且被耦 合成接收反饋信號，該反饋信號表示在功率開關關斷時間的反饋部分期間電源 的輸出電壓；其中在功率開關關斷時間的反饋部分的一部分期間該反饋信號大于閾值； 其中在功率開關關斷時間的反饋部分的另一部分期間該反饋信號小于閾值；其中控制電路被耦合成控制功率開關的切換，從而調(diào)節(jié)功率開關關斷時間 的反饋部分的所述部分；其中該控制電路包括二極管壓降,H嘗電路，其耦合成接收反饋信號，并且 補償由電源輸出端的二極管阻抗弓胞的電壓降。
50、 如權利要求49所述的控制電路，其中二極管壓降補償電路包括電流 鏡電路，該電流鏡電路被耦合成傳導響應于反饋信號的二極管壓降補償電流信 號。
51、 如權利要求49所述的控制電路，進一步包括反饋電容器，其耦合成在功率開關關斷時間的反饋部分期間當反饋信號大 于閾值時被放電，并且該反饋電容器耦合成在功率開關關斷時間的反饋部分期 間當反饋信號小于閾值時被充電；和第一和第二電流源，耦合成響應于反饋信號對反饋電容器充電和放電。
52、 如權利要求51所述的控制電路，進一步包括l^第一和第二電流 源的穩(wěn)壓電路，以分另嶋定第一和第二電流源上的第一和第二電壓。
53、 如權利要求49所述的控制電路，進一步包括電纜壓附M嘗電路，其 耦合成接收反饋信號，并且糾嘗由電源輸出端的電纜阻抗弓胞的電壓降。
54、 如權利要求49所述的控制電路，其中反饋信號為反饋電壓。
55、 如權利要求49所述的控制電路，其中反饋信號為反饋電流。
56、 一種用于電源的控制電路，包括信號產(chǎn)生器，其耦合成產(chǎn)生輸出信號來控制耦合于控制電路的功率開關的 切換；和反饋電路，耦合成產(chǎn)生反饋信號，該反饋信號表示在功率開關關斷時間的 反饋部分期間電源的輸出，其中信號產(chǎn)生器響應于反饋信號產(chǎn)生輸出信號，以 調(diào)節(jié)反饋信號大于閾值的功率開關關斷時間的反饋部分的部分，并且調(diào)節(jié)反饋 信號小于閥值的功率開關關斷時間的反饋部分的另一部分；禾口其中該反饋電路進一步包括反饋電容器，其耦合成在功率開關關斷時間的 反饋部分期間當反饋信號大于閾值時被放電，并且該反饋電容器耦合鵬功率 開關關斷時間的反饋部分期間當反饋信號小于閾值時被充電。
57、 如權利要求56所述的控制電路，其中該反饋電路進1包括第一和 第二電流源，耦合成響應于反饋信號對該反饋電容器充電或者放電。
58、 如權利要求57所述的控制電路，進一步包括耦合于第一和第二電流 源的穩(wěn)壓電路，以分別穩(wěn)定第一和第二電流源上的第一和第二電壓。
59、 如權利要求56所述的控制電路，進一步包括耦舒該反饋電路和信 號產(chǎn)生器的電纜壓降,M嘗電路，用以州嘗由電源輸出端的電纜阻抗弓胞的電壓 降。
60、 如權利要求56所述的控制電路，進一步包括耦#該反饋電路和信 號產(chǎn)生器的二極管壓附卜償電路，用以州嘗由電源輸出端的二極管阻抗引起的 電壓降。
61、 一種用于電源的控制電路，包括-信號產(chǎn)生器，其耦合成產(chǎn)生輸出信號來控制耦合于控制電路的功率開關的 切換；反饋電路，其耦合成接收反饋信號，該反饋信號^/示在功率開關關斷時間 的反饋部分期間電源的輸出，其中信號產(chǎn)生器響應于反饋信號產(chǎn)生輸出信號， 以調(diào)節(jié)反饋信號大于閾值的功率開關關斷時間的反饋部分的部分，并且調(diào)節(jié)反 饋信號小于閾值的功率開關關斷時間的反饋部分的另一部分；禾口其中該信號產(chǎn)生器進一步包括脈沖寬度調(diào)制比較器，其被耦合成產(chǎn)生輸出 信號用于控制功率開關的切換。
62、 如權利要求61所述的控制電路，其中該反饋電路進一步包括耦合于脈沖寬度調(diào)制比較器的反饋電容器，該反饋電容器被耦合成在功率 開關關斷時間的反饋部分期間當反饋信號大于閾值時被放電，并且該反饋電容器耦合成在功率開關關斷時間的反饋部分期間當反饋信號小于閾值時被充電； 和第一和第二電流源，耦合成響應于反饋信號對反饋電容器充電禾嗷電。
63、 如權利要求62所述的控制電路，進一步包括耦舒第一和第二電流 源的穩(wěn)壓電路，以分別穩(wěn)定第一和第二電流源上的第一和第二電壓。
64、 如權利要求61所述的控制電路，進一步包括耦舒該反饋電路和信 號產(chǎn)生器的電纜壓降豐M嘗電路，用以拊嘗由電源輸出端的電纜阻抗弓虛的電壓 降。
65、 如權利要求61所述的控帝盹路，迸一步包括耦舒該反饋電路和信 號產(chǎn)生器的二極管壓降,M嘗電路，用以州嘗由電源輸出端的二極管阻抗弓胞的 腿降。
66、 一種電源，包括會遣傳遞元件，耦合在電源輸A^和電源輸出端之間；功率開關，耦合到所述能量傳遞元件，以使得在功率開關導通時電流流過 育^S傳遞元件和功率開關；和控制電路，耦合到該功率開關并且被耦合成接收反饋信號，該反饋信號表 示在功率開關關斷時間的反饋部分期間電源的輸出，其中在功率開關關斷時間的反饋部分的一部分期間反饋信號大于閾值，并且在功率開關關斷時間的反饋 部分的另一部分期間反饋信號小于閾值，并且其中該控制電路被耦合成控制功 率開關的切換，從而調(diào)節(jié)功率開關關斷時間的反饋部分的所述部分。
67、 一種方法，包括控制功率開關的切換以調(diào)節(jié)功TO換器的輸出；產(chǎn)生反饋信號，該反饋信號，在功率開關關斷時間的反饋部分期間功率 轉(zhuǎn)換器的輸出，其中在功率開關關斷時間的反饋部分的一部分期間反饋信號大 于閾值并且在功率開關關斷時間的反饋部分的另一部分期間反饋信號小于閾 衝和響應于該反饋信號以控制功率開關的切換，從而調(diào)節(jié)功率開關關斷時間的反饋部分的所述部分。
全文摘要
用于高壓電源電路的方法和裝置。本發(fā)明公開了一種用在電源中的控制電路。根據(jù)本發(fā)明的觀點，該控制電路的實施例包括信號產(chǎn)生器，其被耦合成產(chǎn)生輸出信號來控制功率開關的切換，該功率開關耦合于控制電路。反饋電路被耦合成接收反饋信號，反饋信號表示在功率開關關斷時間的反饋部分期間電源的輸出。信號產(chǎn)生器產(chǎn)生輸出信號以響應于反饋電路來控制反饋信號在閾值之上的功率開關關斷時間的反饋部分的部分，以及反饋信號在閾值之下的功率開關關斷時間的反饋部分的另一部分。
文檔編號H02M3/28GK101640483SQ20081012589
公開日2010年2月3日 申請日期2008年3月21日 優(yōu)先權日2007年3月23日
發(fā)明者C·W·樸, L·O·倫德 申請人:電力集成公司