在多功能端子上對(duì)集成電路編程的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于對(duì)IC（例如，任何功率電子器件，諸如功率轉(zhuǎn)換器的控制器）中的參數(shù)值進(jìn)行編程的方法和設(shè)備。可通過使用外部可選的（選擇性地插入的）二極管（該二極管耦合至多功能編程端子）選擇箝位，來選擇/編程該參數(shù)。具體地，可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)多功能端子在功率轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)期間，使用所述外部的編程端子在兩個(gè)或更多個(gè)選項(xiàng)之間進(jìn)行選擇，來對(duì)用于該功率轉(zhuǎn)換器的控制器IC進(jìn)行編程。一旦編程完成，就將內(nèi)部編程電路系統(tǒng)與編程端子解除耦合，以及在正常運(yùn)行期間，編程端子則可被用于另一功能，諸如向該控制器提供電源電壓或提供其他所需要的功能的旁路（BP）端子。
【專利說明】在多功能端子上對(duì)集成電路編程
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容總體上涉及功率電子設(shè)備中的集成電路(1C)，具體地但不排他地，涉及用于開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的編程控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]許多功率電子IC器件允許在該器件的兩個(gè)或更多個(gè)功能參數(shù)之間進(jìn)行選擇。常規(guī)的編程方法使用放置在該器件的專用端子處的電阻器或電容器對(duì)這些IC器件進(jìn)行編程。因此，為了對(duì)IC器件進(jìn)行編程，可以為該器件添加附加的端子用于每個(gè)附加的功能或可編程的參數(shù)，這會(huì)轉(zhuǎn)化成該器件增大的成本、功率消耗和所要求的空間。
[0003]具有可選擇參數(shù)的IC的一個(gè)示例實(shí)施方式是用于開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的控制器。例如，許多家庭應(yīng)用和工業(yè)應(yīng)用都要求經(jīng)調(diào)節(jié)的直流電(dc)功率來運(yùn)行。由于常規(guī)的壁式插座通常傳遞高壓交流電(ac)功率，通常使用功率轉(zhuǎn)換器(諸如，開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器)來將ac功率轉(zhuǎn)換成dc功率。這些開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器可被用于將低頻率(例如，50Hz或60Hz)高壓ac輸入電壓轉(zhuǎn)換成所要求的dc輸出電壓電平。通常，這些轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)IC控制器，該IC控制器將功率開關(guān)在接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間切換，以控制傳輸至轉(zhuǎn)換器的輸出的功率的量。各種類型的開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器普遍用于該用途，由于開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的良好的經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出、高效率、小尺寸、低重量、以及它們的安全和保護(hù)特征。
[0004]通常通過在閉環(huán)中感測(cè)(sense)來自轉(zhuǎn)換器的輸出的反饋信號(hào)并且控制該功率轉(zhuǎn)換器來提供開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器中的輸出調(diào)節(jié)。該反饋信號(hào)或控制信號(hào)可以由來自耦合至轉(zhuǎn)換器的dc輸出的感測(cè)電路的光耦合器提供，或者可以間接地從磁耦合至同一變壓器鐵芯(core)上的次級(jí)繞組的第三繞組提取。在不同的控制方法中，該反饋信號(hào)或控制信號(hào)可被用于調(diào)制開關(guān)波形的占空比(稱為脈沖寬度調(diào)制(PWM))，用于改變開關(guān)頻率(稱為脈沖頻率調(diào)制(PFM))，或用于禁止由該功率轉(zhuǎn)換器控制器所生成的開關(guān)波形的一些周期，從而控制dc輸出與負(fù)載和線路變化的比較(稱為接通-斷開控制)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種集成電路，包括:第一端子，用于接收第一信號(hào)；第二端子，用于接收第二信號(hào)；第一電壓箝位；第二電壓箝位；以及箝位選擇電路系統(tǒng)，可操作以至少部分地基于所述第二端子處所接收的所述第二信號(hào)而將所述第一電壓箝位或所述第二電壓箝位選擇性地耦合至所述第一端子。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種用于功率轉(zhuǎn)換器的控制器，包括:第一端子，用于接收第一信號(hào)；第二端子，用于接收第二信號(hào)；第一電壓箝位；第二電壓箝位；以及一個(gè)參數(shù)選擇電路，包括一個(gè)箝位選擇電路，所述箝位選擇電路可操作，以至少部分地基于所述第二端子處所接收的所述第二信號(hào)而將所述第一電壓箝位或所述第二電壓箝位選擇性地耦合至所述第一端子，其中所述參數(shù)選擇電路可操作，以至少部分地基于所述第一電壓箝位的一個(gè)輸出而在所述控制器的多個(gè)參數(shù)之間進(jìn)行選擇。[0007]根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種用于功率轉(zhuǎn)換器的控制器，包括:第一端子，用于接收第一信號(hào)；第二端子，用于接收第二信號(hào)；第一晶體管，耦合至所述第一端子;第二晶體管，耦合至所述第一端子；以及一個(gè)參數(shù)選擇電路，包括選擇電路系統(tǒng)，所述選擇電路系統(tǒng)可操作，以至少部分地基于所述第二端子處所接收的所述第二信號(hào)而將所述第二晶體管選擇性地接通，其中所述參數(shù)選擇電路可操作，以至少部分地基于所述第一晶體管的一個(gè)輸出而在所述控制器的多個(gè)參數(shù)之間進(jìn)行選擇。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]參考下列附圖描述本發(fā)明的非限制性和非窮舉性的實(shí)施方案，其中在各個(gè)視圖中，除非另作說明，否則相似的附圖標(biāo)記指的是相似的部件。
[0009]圖1A和IB不出了根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)不例IC的簡(jiǎn)化方塊圖，該IC具有一個(gè)多功能端子，該多功能端子允許通過將一個(gè)二極管(或者，一個(gè)二極管加上一個(gè)電阻器)插入到該多功能端子兩端來進(jìn)行參數(shù)選擇。
[0010]圖1C示出了根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案的另一個(gè)示例IC的簡(jiǎn)化方塊圖，該IC具有多個(gè)多功能端子，所述多個(gè)多功能端子允許通過將多個(gè)二極管(或多個(gè)二極管加上多個(gè)電阻器)插入到所述多個(gè)多功能端子兩端來進(jìn)行參數(shù)選擇。
[0011]圖2示出了根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)示例開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)化方塊圖，該功率轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)控制器，該控制器具有一個(gè)多功能端子用于對(duì)該控制器的一個(gè)參數(shù)進(jìn)行編程。
[0012]圖3示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的一個(gè)示例雙開關(guān)正向轉(zhuǎn)換器，該示例雙開關(guān)正向轉(zhuǎn)換器具有變壓器箝位電路(在本文中還可稱為磁通(flux)復(fù)位電路)，該變壓器箝位電路包括一個(gè)控制器，該控制器具有通過多功能端子(例如，復(fù)位端子和旁路/編程端子)兩端的一個(gè)外部編程二極管(或者，一個(gè)二極管加上一個(gè)電阻器)來實(shí)現(xiàn)的頻率選擇。
[0013]圖4示出了一個(gè)示例控制器的簡(jiǎn)化方塊圖，該控制器可通過一個(gè)外部的二極管(或者，一個(gè)二極管加上一個(gè)電阻器)來編程，所述外部的二極管被施加在復(fù)位端子和旁路/編程端子兩端。
[0014]圖5A示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的、在啟動(dòng)期間的頻率選擇塊的示例內(nèi)部/外部模塊率禹合件(coupling)和運(yùn)行的簡(jiǎn)化電路圖。
[0015]圖5B示出了在圖5A中的電路的不同位置處的信號(hào)之間的時(shí)間延遲的簡(jiǎn)化時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]在下面的描述中，陳述了諸多具體的細(xì)節(jié)，以提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明了，無須采用所述具體的細(xì)節(jié)來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在其他情況下，未對(duì)公知的材料或方法進(jìn)行詳細(xì)描述，以避免模糊本發(fā)明。
[0017]貫穿本說明書的“一個(gè)實(shí)施方案”、“一實(shí)施方案”、“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”意味著，關(guān)于該實(shí)施方案或?qū)嵤├枋龅奶囟ㄌ卣?、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中。因此，貫穿本說明書在多處出現(xiàn)的措詞“在一個(gè)實(shí)施方案中”、“在一實(shí)施方案中”、“一個(gè)實(shí)施例”、“一實(shí)施例”未必全部指的是相同的實(shí)施方案或?qū)嵤├?。此外，所述特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以任何合適的組合和/或子組合被合并在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案或?qū)嵤├?。特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性可被包括在一個(gè)集成電路中、一個(gè)電子電路中、一個(gè)組合邏輯電路中、或提供所描述的功能的其他合適的部件中。此外，應(yīng)理解，隨此提供的附圖是出于向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員解釋的目的，并且附圖未必按比例繪制。
[0018]公開了使用耦合至多功能編程端子的外部二極管(或者，二極管加上電阻器)對(duì)IC (例如，用于功率轉(zhuǎn)換器的控制器)中的參數(shù)值進(jìn)行編程的方法和裝置。具體地，可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)多功能端子對(duì)用于功率轉(zhuǎn)換器的控制器IC進(jìn)行外部地編程，以使用同一個(gè)外部編程端子在兩個(gè)或更多個(gè)選項(xiàng)之間進(jìn)行選擇。例如，使用者可以通過將二極管(或者，二極管加上電阻器)選擇性地耦合至控制器的編程端子來選擇控制器的期望設(shè)置，例如在電源啟動(dòng)期間的開關(guān)頻率。一旦編程完成，內(nèi)部編程電路系統(tǒng)可從編程端子解除耦合(decouple)。然后，在功率轉(zhuǎn)換器的正常運(yùn)行期間，編程端子可被用于另一功能，諸如向該控制器提供電源電壓(supply voltage)或提供其他所需要的功能的旁路(BP)端子。通過使用用于該控制器的兩個(gè)或更多個(gè)功能的公共端子和內(nèi)部電路部件，可以減小該控制器和相關(guān)聯(lián)的編程電路系統(tǒng)的尺寸以及該控制器和相關(guān)聯(lián)的編程電路系統(tǒng)所使用的功率的量。
[0019]圖1A和圖1B示出了一個(gè)示例系統(tǒng)100，該示例系統(tǒng)100可為待用于根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案的功率電子應(yīng)用的任何ICllO進(jìn)行編程。具體地，圖1A示出了在啟動(dòng)狀態(tài)(startupcondition)期間的系統(tǒng)100,以及圖1B示出了在正常運(yùn)行狀態(tài)(normal operationcondition)期間的同一系統(tǒng)100。
[0020]首先參考圖1A，在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)100可包括ICl 10，該ICl 10具有多功能電壓箝位端子VaAMP113，所述VaAMP113通過箝位電阻器RaAMP132被耦合至總線電源電壓103(例如，高壓總線電源)。箝位電阻器R_p132可被用于通過在啟動(dòng)期間將電流123灌(sink)過箝位電路1150或者在正常運(yùn)行期間將電流123灌過箝位電路2160來箝位端子VaAMP113處的電壓。ICllO還可包括IC電源端子VrcI 14，所述IC電源端子VrcI 14被耦合至IC電源電壓104。系統(tǒng)100還可包括一個(gè)可選的二極管(或者，二極管加上電阻器；Dqptiqn134加上RoptionI35),該可選的二極管被耦合在兩個(gè)端子V_pll3和Vee114兩端。二極管DOTOT134，或者二極管DQPTIQN134加上電阻器RQPTIQN135可被用于通過選擇性地觸發(fā)電壓箝位1150以輸出感測(cè)信號(hào)Isense158來對(duì)ICllO進(jìn)行編程。
[0021]系統(tǒng)100還可包括一個(gè)箝位選擇電路140，該箝位選擇電路140用于通過打開和閉合開關(guān)SI 155和開關(guān)S2165來將電壓箝位1150和電壓箝位2160選擇性地耦合至端子Vclamp1130開關(guān)控制電路140可包括比較器144，該比較器144具有反相輸入142和非反相輸入，所述反相輸入142經(jīng)由端子^114被耦合至電源電壓104，所述非反相輸入被耦合至閾值電壓\c Thresh0ldo在此配置中，比較器144可被用于比較IC電源端子VccIH處的電壓和閾值電壓Vix Threshold0
[0022]在選擇狀態(tài)(selection condition)期間(例如,在轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)期間)，IC電源端子VrcIH處的電壓可以低于閾值電壓Vcc Threshold 146 (例如，約5.8V)。結(jié)果，由比較器144輸出的輸出信號(hào)145可以處于高信號(hào)電平,所述高信號(hào)電平可導(dǎo)致開關(guān)S1155閉合以及開關(guān)S2165打開。此外，在啟動(dòng)時(shí)，端子VaAMP113處和點(diǎn)A處的電壓可被上拉最高至總線電源電壓103，且點(diǎn)A處和點(diǎn)B`處的電壓之間的關(guān)系可以是:VA> (VB+V0PT10N),其中Vottot是DoptionI34兩端的正向電壓降，或者Dqptiqn134和RQPTIQN135兩端的電壓。如果二極管DQPTIQN134(或者，二極管Dqptiqn134加上Rqptiqn135)不存在(未被外部地插入)，則電流123可以經(jīng)過端子VaAMP113從而箝位總線125處的電壓，且還可通過開關(guān)S1155致動(dòng)電壓箝位1150，導(dǎo)致感測(cè)信號(hào)Isense158具有大于零(或另一閾值值)的值。在啟動(dòng)期間(或者，在啟動(dòng)期間的一個(gè)小的時(shí)間窗口中)，如果確定感測(cè)信號(hào)Isense具有大于零(或另一閾值)的值，則可以選擇ICllO的參數(shù)的第一值。替代地，如果二極管Dqptiqn134 (或者，二極管Dqptiqn134加上RQPTIQN135)存在(被外部地插入)，則在啟動(dòng)期間，由于由VA> (VB+V0PT10N)所導(dǎo)致的二極管的正向偏置，電流可以傳導(dǎo)經(jīng)過二極管0。?^134 (或者，二極管0。!^134加上RwtotI35)至端子VccIH0結(jié)果，電壓箝位1150不會(huì)被致動(dòng)，導(dǎo)致感測(cè)信號(hào)Isense等于零(或是處于或低于另一閾值)。在啟動(dòng)期間(或者在啟動(dòng)期間的一個(gè)小的時(shí)間窗口中)，如果確定感測(cè)信號(hào)ISENSE具有等于零(或者處于或低于另一閾值)的值，則可以選擇ICllO的參數(shù)的第二值(或者另一可選值)。
[0023]現(xiàn)在參考圖1B，示出了該轉(zhuǎn)換器的正常運(yùn)行，端子Vcc114處的電壓可已經(jīng)上升至大于閾值電壓Vcc Ttoesh()ld146的值(例如，Vcc處的電壓≥5.8V)。結(jié)果，由比較器144輸出的控制信號(hào)145可導(dǎo)致開關(guān)S1155打開以及開關(guān)S2165閉合。開關(guān)S1155和S2165分別打開和閉合可導(dǎo)致電壓箝位1150的關(guān)停(deactivation)(例如,用于啟動(dòng)監(jiān)視(startupmonitoring)),且可導(dǎo)致電壓箝位2160的致動(dòng)。然后，電壓箝位2160可輸出灌電流INoemal168,導(dǎo)致一個(gè)電壓箝位被施加在端子VaAMP113處，其中VA〈〈VB。在此狀態(tài)中，即使存在二極管DQPTIQN134(或者，二極管Dqptiqn134加上RQPTIQN135)，它也將被反向偏置，因此可對(duì)電路沒有影響。
[0024]圖1C示出了另一個(gè)示例系統(tǒng)190，該示例系統(tǒng)190可為待用于根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案的功率電子應(yīng)用的任何IClio進(jìn)行編程。系統(tǒng)190包括ICl 10，所述ICllO具有多個(gè)多功能編程端子，通過將外部二極管從每個(gè)編程端子選擇性地插入至公共端子，單獨(dú)的電壓箝位和單獨(dú)的感測(cè)電流可被用于對(duì)IC參數(shù)進(jìn)行編程。通過包括附加的編程端子，ICllO可被編程為具有多于兩個(gè)的參數(shù)值。與圖1A類似，圖1C示出了在啟動(dòng)狀態(tài)期間的系統(tǒng)190。系統(tǒng)190類似于系統(tǒng)100，除了在系統(tǒng)190的塊180中，兩個(gè)可選的二極管Dqptiqn(a) 134a和Doption(b) 134b可被選擇性地從端子VaAMP(a) 113a上的點(diǎn)Al或者從端子VaAMP(b) 113b上的點(diǎn)A2插入至端子VrcI 14上的公共點(diǎn)B。端子VaAMP(a) 113a和端子VaAMP(b) 113b分別通過箝位電阻器1^?^) 132a和RaAMP(b) 132b被耦合至總線(a) 103a和總線(b) 103b。每個(gè)多功能端子Vclamp(a) 113a和Vclamp(b) 113b都可以在啟動(dòng)期間分別通過閉合的開關(guān)Slal55a和Slbl55b而將電流123a和123b傳導(dǎo)至電壓箝位la (150a)和電壓箝位Ib (150b)的塊。具體地，電壓箝位la (150a)可以類似于上面所描述的電壓箝位I (150)的方式運(yùn)行。此外，當(dāng)開關(guān)Slbl55b被閉合時(shí)，電壓箝位lbl55b則可以輸出灌電流Isense(b) 158b,導(dǎo)致一個(gè)電壓箝位被施加在端子V_P(b) 113b處，其中VA2〈〈VB。在此狀態(tài)中，即使存在二極管Dqptiqn(b) 134b (或者，二極管D0PT10N (b) 134b加上電阻器)，它也將會(huì)被反向偏置，因此可對(duì)電路沒有影響。對(duì)箝位電流 ISENSE(a) 158a 和 Isense(b) 158b 的解碼檢測(cè)(decoding detection)限定了參數(shù)值。
[0025]應(yīng)理解，通過添加更多的多功能編程端子和更多的電壓箝位塊，更多的IC參數(shù)可被編程。還應(yīng)理解，每個(gè)被 選擇性插入的二極管都可以被替換為二極管加上電阻器，以提供更多的編程選項(xiàng)。
[0026]圖2示出了一個(gè)示例的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器200的簡(jiǎn)化的方塊圖，該示例的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器200被耦合以接收ac輸入電壓Vae201且輸出dc輸出電壓V。。功率轉(zhuǎn)換器200可包括整流器橋202，該整流器橋202被配置為在電容器207兩端生成全波整流電壓Veect205,以在dc總線208上生成dc電壓Vdc,所述dc電壓Vdc可被提供至開關(guān)器(switcher)240和初級(jí)電路系統(tǒng)250。開關(guān)器240可包括開關(guān)器件，所述開關(guān)器件通過耦合件245被耦合至初級(jí)電路系統(tǒng)250，所述初級(jí)電路系統(tǒng)250轉(zhuǎn)而可以通過耦合件255被耦合至變壓器/隔離部塊260。變壓器/隔離部塊260可以提供一個(gè)隔離的、按比例縮小的電壓，該電壓通過耦合件265被耦合至次級(jí)電路系統(tǒng)270。次級(jí)電路系統(tǒng)270可以經(jīng)由輸出耦合件275將輸出電壓V。提供至負(fù)載280。
[0027]功率轉(zhuǎn)換器200還可包括反饋電路系統(tǒng)285。在一個(gè)實(shí)施例中，反饋電路系統(tǒng)285可以包括光耦合器。在另一個(gè)實(shí)施例中，反饋電路系統(tǒng)285可包括第三繞組，該第三繞組被磁耦合至變壓器/隔離部260的次級(jí)繞組。在任一實(shí)施例中，反饋電路系統(tǒng)285可被耦合以提供一個(gè)反饋信號(hào)，所述反饋信號(hào)代表至控制器220的反饋端子FB215的輸出電壓％?？刂破?20還可被耦合以接收其他控制輸入信號(hào)210，諸如通過線路電阻器(line resistor)209 (該線路電阻器209被耦合至dc總線208)且在端子L212處所接收的輸入線路感測(cè)信號(hào)、在復(fù)位端子R213處所接收的復(fù)位信號(hào)，以及在BP/編程端子214處所接收的電源電壓。BP/編程端子214可以是一個(gè)多功能端子，可被用于向控制器220提供電源電壓，且還可被用于對(duì)控制器220進(jìn)行編程。如圖2中所示，BP/編程端子214可通過外部二極管234 (或者，二極管234加上電阻器235)被耦合至復(fù)位端子213，且可如上面關(guān)于圖1A、圖1B和圖1C所描述的而被編程。應(yīng)理解，基于轉(zhuǎn)換器200的預(yù)期應(yīng)用，控制器220可以包括被耦合以接收附加的輸入信號(hào)的附加的端子。
[0028]在一些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器200可以是單開關(guān)(single switch)正向轉(zhuǎn)換器或雙開關(guān)(double-switch)正向轉(zhuǎn)換器。在其他實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器200可以是具有不同拓?fù)涞霓D(zhuǎn)換器。應(yīng)理解，本文所描述的技術(shù)可以通過這些或其他轉(zhuǎn)換器拓?fù)渲械娜魏我粋€(gè)來實(shí)施。
[0029]圖3示出了一個(gè)示例轉(zhuǎn)換器300，其中可以使用根據(jù)各個(gè)實(shí)施方案的可編程控制器1C。具體地，圖3示出了一個(gè)具有變壓器箝位電路330的示例雙開關(guān)正向轉(zhuǎn)換器300，諸如在美國(guó)專利N0.7，859，869中所描述的。變壓器箝位電路330可被定位在復(fù)位電流的路徑中。轉(zhuǎn)換器300還可包括有源開關(guān)`S1351和S2352，所述有源開關(guān)S1351和S2352被配置為分別響應(yīng)于同相控制選通信號(hào)(gate signal) 6^29和G2328而同時(shí)(或在基本上類似的時(shí)刻)接通和斷開。結(jié)果，dc總線電壓308 (Vin+306和Vin_305兩端)可被選擇性地施加至變壓器360的初級(jí)繞組361，而變壓器360的次級(jí)繞組362可在有源開關(guān)S1351和S2352的接通時(shí)間期間將能量從變壓器360的初級(jí)側(cè)通過次級(jí)整流器373傳遞至負(fù)載380。次級(jí)整流器373可以引入中心抽頭全波整流，隨后可以是具有電感器L1374和電容器C1376的濾波器電路378。對(duì)輸出的調(diào)節(jié)可以通過反饋電路系統(tǒng)385對(duì)輸出Vo375的感測(cè)來完成。反饋電路系統(tǒng)385可以向控制器320的反饋端子FB315提供一個(gè)反饋信號(hào)?？刂破?20還可被耦合，以在端子L312處接收一個(gè)輸入線路感測(cè)信號(hào)，所述輸入線路感測(cè)信號(hào)通過線路電阻器309接收。
[0030]選通信號(hào)GJ29和G2328可以由具有頻率選擇的控制器320生成，以控制開關(guān)S1351和S2352的接通和斷開。選通信號(hào)GJ29和G2328可以是同相的，且被配置為使用各種控制信號(hào)來同時(shí)地(或者，以基本類似的時(shí)間)導(dǎo)致開關(guān)S1351和S2352接通/斷開。在一些實(shí)施例中，控制器320可以基于如下來生成選通信號(hào)GJ29和G2328:在FB端子315處所接收的反饋信號(hào)、在端子L213處通過電阻器R1309所接收的輸入線路感測(cè)信號(hào)IJ22、以及在端子R313處經(jīng)由電阻器R2332所接收的電流Ικ323?？刂破?20還可包括多功能BP/編程端子ΒΡ314，所述多功能BP/編程端子ΒΡ314被耦合以接收用于控制器的電源電壓，且可選地提供對(duì)一些功能參數(shù)(諸如，開關(guān)頻率、電流限幅等)的編程和選擇。
[0031]轉(zhuǎn)換器300還可包括無源開關(guān)(例如，二極管D1354和D2353)，所述無源開關(guān)在有源開關(guān)S1351和S2352的斷開時(shí)間期間可以將變壓器360的鐵芯內(nèi)的剩余能量通過變壓器箝位電路330傳遞回至dc總線308。這可以將復(fù)位信息提供至控制器320，以調(diào)整下一個(gè)占空比，從而防止鐵芯飽和。
[0032]控制器320可在端子L312處通過電阻R1309接收來自dc輸入線路308的電流322。電流322可代表dc總線電壓電平Vin+306。如上面關(guān)于圖1A、圖1B、圖1C和圖2所討論的，對(duì)控制器320的預(yù)期參數(shù)的選擇可通過在復(fù)位端子R313和BP/編程端子BP314兩端添加一個(gè)可選的編程二極管334 (或者，二極管334加上電阻器335)來完成。具體地，在啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)端子BP314處的電壓仍低于一個(gè)閾值電壓(例如，約5.8V)時(shí)，電流可被傳導(dǎo)通過整流器二極管334 (或者，二極管334加上電阻器335)，以及二極管334 (或者，二極管334加上電阻器335)兩端的正向電壓降可被用于對(duì)控制器參數(shù)的編程和選擇。
[0033]圖4示出了示例控制器400的內(nèi)部部件的簡(jiǎn)化方塊圖，該示例控制器400可被用作控制器220或320。控制器400可被耦合，以在端子FB415處接收反饋信號(hào)，在端子L412處接收輸入線路感測(cè)信號(hào)，在端子R413處接收復(fù)位信號(hào)，以及在多功能端子BP414處接收BP/編程信號(hào)。如所示，控制器400包括耦合在端子R413和端子BP414之間/兩端的一個(gè)可選的外部二極管434(或者，二極管434加上電阻器435)，用于在啟動(dòng)時(shí)選擇一個(gè)參數(shù)(例如，頻率)。
[0034]控制器400可包括一個(gè)單元塊(section block)450，其代表了控制器的基本控制功能，且在一個(gè)實(shí)施例中，可包括與占空比調(diào)整邏輯相結(jié)合的振蕩器和脈沖寬度調(diào)制器塊，經(jīng)由端子FB415、L412和端子R413從反饋電路系統(tǒng)和變壓器箝位電路系統(tǒng)接收信號(hào)，以在控制器400的輸出端子452處輸出PWM選通信號(hào)455，從而控制控制器的功率開關(guān)。
[0035]控制器400還包括參數(shù)選擇電路系統(tǒng)(諸如，頻率選擇塊440 )，所述參數(shù)選擇電路系統(tǒng)被耦合，以經(jīng)由端子R413接收復(fù)位信號(hào)以及經(jīng)由多功能端子BP414接收BP/編程信號(hào)。頻率選擇塊440可操作以基于從端子R413和BP414所接收的信號(hào)來控制振蕩器的小數(shù)倍步頁(frequency fractioning)或步頁率折疊(frequency folding)。
[0036]圖5A示出了示例的內(nèi)部/外部塊耦合件的簡(jiǎn)化電路圖，其中跨接在端子R513和BP514之間插入二極管導(dǎo)致在控制器的一個(gè)內(nèi)部參數(shù)(例如，頻率選擇)的兩個(gè)選項(xiàng)之間做出選擇。端子R513、BP514和L512相應(yīng)于圖2至圖4中的R、BP和L端子。包括在盒540內(nèi)的部件代表圖4中的頻率選擇塊440。端子L512可通過電阻器R1509外部地耦合至dc總線電壓Vbus508。端子R513可通過電阻器R2532外部地耦合至復(fù)位電壓Vkeset531。在啟動(dòng)時(shí)，復(fù)位端子R513處的電壓可等于線路電壓，且可在端子R513處接收小電流IK523。BP端子514可提供所需的內(nèi)部電源580，以為所有IC塊供電。在啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)開關(guān)517打開且NM0S518斷開時(shí)，則可通過或者穿過PM0S516或者通過外部插入的可選二極管534的兩條路徑中的一條路徑，來限制端子R513的電壓。當(dāng)可選的編程二極管被耦合在端子R513和端子BP (旁路/編程)514之間時(shí)，可選二極管534的正向電壓降低于PM0S516的柵極閾值電壓，導(dǎo)致PM0S516保持?jǐn)嚅_。因此，如果存在可選的二極管534，則經(jīng)過電阻器R2532的電流將通過可選的二極管534被耦合，且在端子BP514處被箝位。另一方面，如果不存在可選二極管534，端子R處的電壓高于端子BP處的電壓，則PM0S516被接通，經(jīng)過電阻器R2532的電流替代地通過PM0S516被耦合，所述PM0S516將電流IKEF515灌至地501。接通PMOS516轉(zhuǎn)而在與門550的輸入574處生成非零信號(hào)，該非零信號(hào)是端子513處的電壓減去PMOS516兩端的一個(gè)小的電壓降。施加至BP端子514的電源電壓VsumY507可被稱合至比較器560的反相輸入561,且可與IC電源電壓VsumY507 (被稱合至比較器560的非反相輸入)的欠電壓閾值(under voltage threshold) UV閾值562 (例如,5.8V)進(jìn)行比較。在啟動(dòng)期間，由比較器560輸出的UV信號(hào)563可為高，且可被耦合至鎖存器542的端子S541。高UV信號(hào)563可將鎖存器542設(shè)置為使得，當(dāng)可以經(jīng)由與門550復(fù)位鎖存器542時(shí)，鎖存器542的輸出Q (代表頻率選擇信號(hào)545)變高且持續(xù)一個(gè)短持續(xù)時(shí)間延遲dl窗口 570。如果鎖存器在時(shí)段dl期間未被復(fù)位，則鎖存器542的輸出Q將保持為高。鎖存器542的輸出Q (高或者低)代表頻率選擇545的兩個(gè)可能的狀態(tài)。 [0037]由比較器560在點(diǎn)A571處所輸出的UV信號(hào)563還可被耦合至延遲dl窗口 570，所述延遲dl窗口 570具有的延遲值代表了采樣的時(shí)間間隔/持續(xù)時(shí)間，用于識(shí)別外部二極管534的存在。由延遲dl窗口 570所輸出的經(jīng)延遲的UV信號(hào)可被施加至與門550的第二輸入573。當(dāng)兩個(gè)輸入573和574都為高時(shí)，與門550可輸出一個(gè)高信號(hào)575，導(dǎo)致鎖存器542將鎖存器542的輸出Q545復(fù)位。在啟動(dòng)之后，且在采樣狀態(tài)(例如，間隔dl)已經(jīng)發(fā)生之后且在另一個(gè)邊際延遲(marginal delay) d2 (由延遲d2576導(dǎo)致，以確保已經(jīng)成功完成頻率選擇/編程)之后，在C點(diǎn)578處信號(hào)579閉合開關(guān)517，并且致動(dòng)由NM0S519和連接有二極管的NM0S518組成的、參考地501的電流鏡，以開始轉(zhuǎn)換器的正常運(yùn)行(在啟動(dòng)完成之后)。在正常運(yùn)行時(shí)，經(jīng)過端子R513的電流可通過NM0S519和連接有二極管的NM0S518被鏡像以及被按比例減小。按比例減小的電流可以被傳遞至復(fù)位控制塊530的輸入535，用于調(diào)節(jié)占空比的過程，以防止每個(gè)開關(guān)周期中的磁通飽和。復(fù)位控制塊530可在第二輸入536處接收來自端子L512的電流L522。電流^522可以代表經(jīng)過電阻R1509的總線電壓Vbus508。
[0038]應(yīng)理解，盡管圖5A中所示的參數(shù)選擇(在此實(shí)施例中，頻率選擇)是通過跨接在端子R513和多功能端子BP514之間插入單個(gè)二極管而在兩個(gè)參數(shù)選項(xiàng)之間進(jìn)行選擇來實(shí)施的，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員也可通過已知的插入一個(gè)或多個(gè)二極管加上一個(gè)或多個(gè)電阻器(如對(duì)圖1至圖4的總體解釋中所引入的)的組合以在多個(gè)參數(shù)選項(xiàng)之間進(jìn)行選擇來實(shí)施其他實(shí)施例。
[0039]圖5B示出了在(圖5A的)點(diǎn)A571、點(diǎn)B572和點(diǎn)C578處的信號(hào)延遲的采樣時(shí)序圖。UV延遲dl窗口 570的輸出處的延遲dl591提供了用于在啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行信號(hào)采樣以驗(yàn)證外部二極管534的存在的狀態(tài)(例如，時(shí)間間隔(持續(xù)時(shí)間))。在一個(gè)實(shí)施例中，采樣延遲dl (采樣窗口)是約30ns?？砂ǖ诙呺H延遲d2592，以確保頻率選擇(編程)在啟動(dòng)期間就完成，且可通過控制信號(hào)579閉合開關(guān)517來開始正常運(yùn)行。
[0040]上文中對(duì)所示出的本發(fā)明的實(shí)施例的描述，包括在摘要中所描述的，并非旨在是窮舉性的或限于所公開的精確形式。盡管本文描述的本發(fā)明的具體實(shí)施方案和實(shí)施例用于解釋的目的，但是在不背離本發(fā)明的更寬精神和范圍的前提下，各種等同修改是可能的。事實(shí)上，應(yīng)理解，具體實(shí)施例的電壓、電流、頻率、功率范圍值、時(shí)間等被提供用于解釋的目的，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，其他值還可用在其他實(shí)施方案和實(shí)施例中。
[0041]在上面的詳細(xì)描述的教導(dǎo)下，可對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行這些改型。下列權(quán)利要求中所使用的術(shù)語不應(yīng)當(dāng)解釋為將本發(fā)明限制在說明書和權(quán)利要求書所公開的具體實(shí)施方案中。相反地，本發(fā)明的范圍完全由下列權(quán)利要求確定，權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)按照對(duì)權(quán)利要求進(jìn)行解釋的既定規(guī)則來理解。因此，本說明書和附圖應(yīng)當(dāng)被視為是解釋性的而非限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種集成電路，包括: 第一端子，用于接收第一信號(hào)； 第二端子，用于接收第二信號(hào)； 第一電壓箝位； 第二電壓箝位；以及 箝位選擇電路系統(tǒng)，可操作以至少部分地基于所述第二端子處所接收的所述第二信號(hào)而將所述第一電壓箝位或所述第二電壓箝位選擇性地耦合至所述第一端子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其中所述第二信號(hào)是在所述第二端子處從所述集成電路的電壓電源接收的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，其中所述箝位選擇電路系統(tǒng)可操作，以響應(yīng)于所述第二信號(hào)具有大于一個(gè)閾值電壓的電壓而將所述第二電壓箝位選擇性地耦合至所述第一端子，且其中所述箝位選擇電路系統(tǒng)可操作，以響應(yīng)于所述第二信號(hào)具有不大于所述閾值電壓的電壓而將所述第一電壓箝位選擇性地耦合至所述第一端子。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成電路，其中在一個(gè)選擇狀態(tài)期間，所述第二信號(hào)的電壓低于所述閾值電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成電路，其中所述第一電壓箝位被配置為，當(dāng)一個(gè)二極管未被耦合在所述第一端子和所述第二端子之間時(shí)，在所述選擇狀態(tài)期間，所述第一電壓箝位輸出具有第一值的灌電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成電路，其中所述第一電壓箝位被配置為，當(dāng)一個(gè)二極管被耦合在所述第一端子和所述第二端子之間時(shí)，在所述選擇狀態(tài)期間，所述第一電壓箝位輸出具有第二值的灌電流，其中當(dāng)所述二極管被耦合在所述第一端子和所述第二端子之間時(shí)，所述二極管的陰極被耦合至所述第二端子。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成電路，其中所述第一電壓箝位被配置為，當(dāng)一個(gè)二極管與一個(gè)電阻器被串聯(lián)耦合在所述第一端子和所述第二端子之間時(shí)，在所述選擇狀態(tài)期間，所述第一電壓箝位輸出具有第二值的灌電流，其中當(dāng)所述二極管與所述電阻器被串聯(lián)耦合在所述第一端子和所述第二端子之間時(shí)，所述二極管的陰極被耦合至所述第二端子。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路，其中所述集成電路被配置為，至少部分地基于由所述第一電壓箝位所輸出的灌電流的值而在多個(gè)參數(shù)選擇之間進(jìn)行選擇，且其中所述灌電流的值至少部分地基于被串聯(lián)的所述電阻器的電阻值。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成電路，其中所述選擇狀態(tài)包括先于所述集成電路的一個(gè)正常運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)啟動(dòng)狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成電路，其中在一個(gè)正常運(yùn)行狀態(tài)期間，所述第二信號(hào)的電壓大于所述閾值電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的集成電路，其中在所述正常運(yùn)行狀態(tài)期間，所述第一信號(hào)的電壓被所述第二電壓箝位箝位至一個(gè)低于正常運(yùn)行狀態(tài)期間的所述第二信號(hào)的電壓的電壓。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路，進(jìn)一步包括: 第三端子，用于接收第三信號(hào)；以及 第三電壓箝位，其中所述箝位選擇電路系統(tǒng)還可操作，以至少部分地基于在所述第二端子處所接收的所述第二信號(hào)而將所述第三電壓箝位選擇性地耦合至所述第三端子。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的集成電路，其中所述第三電壓箝位被配置為，當(dāng)一個(gè)二極管未被耦合在所述第三端子和所述第二端子之間時(shí)，在所述選擇狀態(tài)期間，所述第三電壓箝位輸出具有第一值的灌電流。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的集成電路，其中所述第三電壓箝位被配置為，當(dāng)所述二極管被耦合在所述第三端子和所述第二端子之間時(shí)，在所述選擇狀態(tài)期間，所述第三電壓箝位輸出具有第二值的灌電流，其中當(dāng)所述二極管被耦合在所述第三端子和所述第二端子之間時(shí)，所述二極管的陰極被耦合至所述第二端子。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的集成電路，其中在正常運(yùn)行狀態(tài)下，所述第三信號(hào)的電壓被所述第三電壓箝位箝位至一個(gè)低于正常運(yùn)行狀態(tài)期間所述第二信號(hào)的電壓的電壓。
16.一種用于功率轉(zhuǎn)換器的控制器，包括: 第一端子，用于接收第一信號(hào)； 第二端子，用于接收第二信號(hào)； 第一電壓箝位； 第二電壓箝位；以及 一個(gè)參數(shù)選擇電路，包括一個(gè)箝位選擇電路，所述箝位選擇電路可操作，以至少部分地基于所述第二端子處所接收的所述第二信號(hào)而將所述第一電壓箝位或所述第二電壓箝位選擇性地耦合至所述第一端子，其中所述參數(shù)選擇電路可操作，以至少部分地基于所述第一電壓箝位的一個(gè)輸出而在所述控制器的多個(gè)參數(shù)之間進(jìn)行選擇。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制器，其中所述多個(gè)參數(shù)包括所述選通信號(hào)的多個(gè)開關(guān)頻率。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制器，其中所述第一電壓箝位被配置為，當(dāng)一個(gè)二極管未被耦合在所述第一端子和所述第二端子之間時(shí)，在所述選擇狀態(tài)期間，所述第一電壓箝位輸出具有第一值的灌電流，且其中所述第一電壓箝位被配置為，當(dāng)所述二極管被耦合在所述第一端子和所述第二端子之間時(shí)，在所述選擇狀態(tài)期間，所述第一電壓箝位輸出具有第二值的灌電流，當(dāng)所述二極管被耦合在所述第一端子和所述第二端子之間時(shí)，所述二極管的陰極被稱合至所述第二端子。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的控制器，其中所述參數(shù)選擇電路可操作，從而當(dāng)所述灌電流具有所述第一值時(shí)，選擇所述多個(gè)參數(shù)中的第一參數(shù)，且其中所述參數(shù)選擇電路可操作，從而在所述灌電流具有所述第二值時(shí)，選擇所述多個(gè)參數(shù)中的第二參數(shù)。
20.—種功率轉(zhuǎn)換器，包括: 一個(gè)功率開關(guān)； 一個(gè)能量傳遞元件，被耦合至所述功率開關(guān)，以將所述功率轉(zhuǎn)換器的輸入與所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出電隔離，且在所述功率轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出之間傳遞能量；以及一個(gè)控制器，包括: 第一端子，用于接收第一信號(hào)； 第二端子，用于接收第二信號(hào)； 第一電壓箝位； 第二電壓箝位；以及一個(gè)參數(shù)選擇電路，包括一個(gè)箝位選擇電路，所述箝位選擇電路可操作，以至少部分地基于所述第二端子處所接收的所述第二信號(hào)而將所述第一電壓箝位或所述第二電壓箝位選擇性地耦合至所述第一端子，其中所述參數(shù)選擇電路可操作，以至少部分地基于所述第一電壓箝位的一個(gè)輸出而在所述控制器的多個(gè)參數(shù)之間進(jìn)行選擇。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述功率轉(zhuǎn)換器是一個(gè)正向轉(zhuǎn)換器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述第一端子是復(fù)位端子，且其中所述第二端子是一個(gè)多功能旁路和編程端子。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述第一電壓箝位被配置為，當(dāng)一個(gè)二極管未被耦合在所述第一端子和所述第二端子之間時(shí)，在選擇狀態(tài)期間，所述第一電壓箝位輸出具有第一值的灌電流，且其中所述第一電壓箝位被配置為，當(dāng)所述二極管被耦合在所述第一端子和所述第二端子之間時(shí)，在所述選擇狀態(tài)期間，所述第一電壓箝位輸出具有第二值的灌電流，當(dāng)所述二極管被耦合在所述第一端子和所述第二端子之間時(shí)，所述二極管的陰極被耦合至所述第二端子。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的功率轉(zhuǎn)換器，其中所述參數(shù)選擇電路可操作，從而當(dāng)所述灌電流具有所述第一值時(shí)，選擇所述多個(gè)參數(shù)中的第一參數(shù)，且其中所述參數(shù)選擇電路可操作，從而當(dāng)所述灌電流具有所述第二值時(shí)，選擇所述多個(gè)參數(shù)中的第二參數(shù)。
25.一種用于功率轉(zhuǎn)換器的控制器，包括: 第一端子，用于接收第一信號(hào)； 第二端子，用于接收第二信號(hào)； 第一晶體管，耦合至所述第一端子； 第二晶體管，耦合至所述第一端子；以及` 一個(gè)參數(shù)選擇電路，包括選擇電路系統(tǒng)，所述選擇電路系統(tǒng)可操作，以至少部分地基于所述第二端子處所接收的所述第二信號(hào)而將所述第二晶體管選擇性地接通，其中所述參數(shù)選擇電路可操作，以至少部分地基于所述第一晶體管的一個(gè)輸出而在所述控制器的多個(gè)參數(shù)之間進(jìn)行選擇。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的控制器，其中所述選擇電路包括一個(gè)比較器，所述比較器被耦合以接收所述第二信號(hào)和一個(gè)參考信號(hào)，所述參考信號(hào)具有一個(gè)閾值電壓。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的控制器，其中所述參數(shù)選擇電路還包括一個(gè)鎖存器，所述鎖存器被耦合以接收所述比較器的輸出，其中所述鎖存器可操作以輸出一個(gè)選擇信號(hào)，所述選擇信號(hào)代表一個(gè)所選定的參數(shù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的控制器，其中所述第一晶體管被配置為，當(dāng)一個(gè)二極管未被耦合在所述第一端子和所述第二端子之間時(shí)，在選擇狀態(tài)期間，所述第一晶體管輸出具有第一值的灌電流，且其中所述第一晶體管被配置為，當(dāng)所述二極管被耦合在所述第一端子和所述第二端子之間時(shí)，在所述選擇狀態(tài)期間，所述第一晶體管輸出具有第二值的灌電流，當(dāng)所述二極管被耦合在所述第一端子和所述第二端子之間時(shí)，所述二極管的陰極被耦合至所述第二端子。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的控制器，其中所述參數(shù)選擇電路可操作，從而當(dāng)所述灌電流具有所述第一值時(shí)，選擇所述多個(gè)參數(shù)中的第一參數(shù)，且其中所述參數(shù)選擇電路可操作，從而當(dāng)所述灌電流具有所述第二值時(shí)，選擇所述多個(gè)參數(shù)中的第二參數(shù)。
【文檔編號(hào)】H02M3/28GK103731037SQ201310460119
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月12日
【發(fā)明者】R·J·莫耶爾, Y·迦諾基, 毛鳴明 申請(qǐng)人:電力集成公司