專利名稱：用于控制功率變換器的最大輸出功率的方法和設(shè)備的制作方法
用于控制功率變換器的最大輸出功率的方法和設(shè)備
相關(guān)申請(qǐng)
本申請(qǐng)要求2007年4月6日提出的名稱為"Method And Apparatus For 器的最大輸出功率的方法和設(shè)備)"的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)朜o. 60/922,191的^[。 駄領(lǐng)域
本發(fā)明通常涉及功率變換器，更具體地，本發(fā)明涉及調(diào)整功率變換器的輸出。
背景技術(shù)：
許多電子設(shè)備例如蜂窩電話、個(gè)Alit字助理(pda)、膝上電腦等，由相對(duì) 低的電壓dc電源供電。由于功率通常Mii壁裝電源插座被傳遞作為高壓ac 功率，所以需要通常被稱為功率變換器的錢來(lái)將高壓ac功率變換為低壓dc
功率。低壓dc功率可由功率變換器直接,給所述^a或者它可被用于對(duì)可
再充電電池充電，其又為所述^S提供能量，但是一旦存儲(chǔ)的能量被消耗掉其 就需要充電。通常，使用包括功率變換器的電池充電器對(duì)電池充電，該功率變 換 足電池所需要的恒定電流和恒定電壓的要求。其它電子設(shè)備，例如dvd
播放器、計(jì)算mim見(jiàn)器、電視等，也需要用于^a操作的功率變換器。這些設(shè) 備中的功率變換器還必須提供滿足所述裝置的要求的輸出電壓和電流。在操作
中，功率變換器可以使用控制器來(lái)調(diào)節(jié)傳遞到電子設(shè)備的輸出功率，該電子設(shè) 備例如是電池，其通常被稱為負(fù)載。更具體地，為了調(diào)節(jié)傳輸?shù)綉?M負(fù)載的功 率，該控制器可以耦合到提供功率變換器的輸出的反饋信息的傳麟。該控制 器通過(guò)控制電源開(kāi)關(guān)的打開(kāi)與關(guān)閉來(lái)調(diào)節(jié)到負(fù)載的功率以響應(yīng)來(lái)自傳感器的反
饋信息，從而將來(lái)自例如電源線的輸入電源的^SJ^沖傳輸至輸出。
功率變換器輸出電壓和電流的乘積被稱作功率變換器的輸出功率。在大部 分功率變換器應(yīng)用中，有必要限制最壞情況下的最大輸出功率，提供該最大輸出功率以確保被提供電力的設(shè)備可以，過(guò)大電力傳遞的破壞。改進(jìn)功率變換 器傳遞的最大輸出功率容差可以對(duì)由功率變換器提供電力的電子設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化 以確保故障瞎況下的安全操作，并且改進(jìn)了電子設(shè)備可靠性，降低了電子設(shè)備 的鄉(xiāng)成本。
可以使用的功率變換器的一，殊的類型是回掃功率變換器。在回掃功率 變換器中，能量傳輸元件導(dǎo)電地將功率變換器的輸入端和輸出端隔離。電隔離
防止DC電流流經(jīng)功率變換器的輸入端和輸出端之間。
回掃功率z變換器通過(guò)切換電源開(kāi)關(guān)產(chǎn)生輸出從而在電源開(kāi)關(guān)的開(kāi)通時(shí)間期
間在倉(cāng)遣傳輸元件中存儲(chǔ)能量，并且在電源開(kāi)關(guān)被關(guān)斷的至少一部分時(shí)間內(nèi)傳 輸能量到功率變換器輸出。在未隔離的回掃變換器中，仍然需要肖遣傳輸元件 來(lái)存儲(chǔ)從功率變換器輸入傳遞到功率變換器輸出的能量，但是不需要由能量傳 輸元#$1供的電隔離。
作中，功率變換器可以使用控制器調(diào)整傳遞到負(fù)載的輸出功率。更具
體地，該控制器可以限制功率變換器的最大輸出功率以響艦過(guò)感測(cè)功率變換 器的輸出的輸出電壓和或輸出電流獲得的反饋信息。在功率變換器的輸出處感 觀U輸出電 常會(huì)降低功率變換器效率，因?yàn)橥ǔ?huì)弓l入電阻元件以提供與功 率變換器輸出電流成比例的電壓信號(hào)。如果功率變換器的輸出電流沒(méi)有在功率 變換器輸出處被感測(cè)，則最大功率傳輸限制會(huì)由功率變換器中的特定部件的標(biāo) 準(zhǔn)容差確定。
，i^響功率變換器最大輸出功率的容差的兩，件是育嬉傳輸元件的
電感的容差和電源開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)時(shí)在該電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流的保護(hù)電流 極限閾值的容差。控制勝可以感測(cè)電源開(kāi)，通時(shí)在該電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流， 并且還可以設(shè)置最大保護(hù)電流極限閾值。在該情況下，控制器最大保護(hù)電流極 限閾值的容差將影響功率變換器最大輸出功率的容差。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于功率變換器的控偉幡，包括輸 入電壓傳感器，其被耦合以接收表示功率變換器的輸入電壓的輸入信號(hào)；電流 傳感器，其被耦合以感測(cè)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流；以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器，其 被耦合以驅(qū)動(dòng)電源開(kāi)關(guān)在接通時(shí)間周期為接通狀態(tài)以及在關(guān)斷時(shí)間周期為關(guān)斷狀態(tài)，其中該驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器被耦合以調(diào)整電源開(kāi)關(guān)的切換循環(huán)周期使其與輸 入信號(hào)乘以當(dāng)電源開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)時(shí)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流在兩個(gè)電流值 之間改^^f用的時(shí)間的值成比例。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于功率變換器的控制器，包括-輸入電壓傳感器，其被耦合以接收表示該功率變換器的輸入電壓的輸入信號(hào)； 電流傳感器，其被耦合以感測(cè)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流；以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器， 其被耦合以驅(qū)動(dòng)電源開(kāi)關(guān)在接通時(shí)間周期為接通狀態(tài)以及在關(guān)斷時(shí)間周期為關(guān) 斷狀態(tài)，其中該驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器被耦合以調(diào)整該電源開(kāi)關(guān)的占空比使其與輸入 信號(hào)乘以當(dāng)電源開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)時(shí)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流在兩個(gè)電流值之 間改^^f用的時(shí)間的值成比例。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于功率變換器的控制器，包括 輸入電壓傳感器，其被耦合以接收^^該功率變換器的輸入電壓的輸入信號(hào)； 電流傳感器，其被耦合以感測(cè)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流；以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器， 其被耦合以驅(qū)動(dòng)電源開(kāi)關(guān)在接通時(shí)間周期為接通狀態(tài)以及在關(guān)斷時(shí)間周期為關(guān) 斷狀態(tài)，其中該驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器被耦合以響應(yīng)于當(dāng)電源開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)和控 制時(shí)間周期時(shí)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流在兩個(gè)電流值之間發(fā)生改^^ 用的時(shí)間
;tM來(lái)調(diào)整該電源開(kāi)關(guān)的切換循環(huán)周期。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于控制功率變換器的方法，包括 在接通和關(guān)斷狀態(tài)之間切換電源開(kāi)關(guān)；感測(cè)表示功率變換器的輸入電壓的輸入 信號(hào)；感觀岐電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流；以及調(diào)整電源開(kāi)關(guān)的切換循環(huán)周期使其 與輸入信號(hào)乘以當(dāng)電源開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)時(shí)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流在兩個(gè)電 流值之間改^^f用的時(shí)間的艦比例。


本發(fā)明的非限偉勝和非窮舉的實(shí)施例參考下面的附圖進(jìn)行描述，除非另有 說(shuō)明，其中所有不同附圖中類似的附圖*就指代類似的部分。
圖1總體上示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的開(kāi)關(guān)功率變換器的一個(gè)實(shí)例，該開(kāi)關(guān) 功率變換器具有回掃拓?fù)洳⑶野刂崎_(kāi)關(guān)變換器的最大輸出功率的控制器。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的實(shí)例開(kāi)關(guān)功率變換，作波形的代表性切換 周期。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的電感和電流極限校正的實(shí)例波形。
圖4示出兩個(gè)曲線實(shí)例，其顯示根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的顯示電源開(kāi)關(guān)切換循
環(huán)周期和表示輸入到功率變換器的電壓的信號(hào)與電源開(kāi)關(guān)接通時(shí)間周期的乘積
之間的關(guān)系。
圖5示出一流程圖，其描述根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的調(diào)整開(kāi)關(guān)功率變換器的輸 出的實(shí)例方法。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的可以實(shí)1^制技術(shù)的實(shí)例集成電路的內(nèi)部細(xì)節(jié)。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的圖6示出的實(shí)例集成電路的時(shí)序波形。 圖8示出一ii^呈圖，其描述根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的替換方法實(shí)例，用以調(diào)整 開(kāi)關(guān)功率變換器的輸出。
具體實(shí)施例方式
公開(kāi)了根據(jù)本發(fā)明的涉及控制功率變換器的最大輸出功率的實(shí)例。在下面 的描述中，為了提供對(duì)本發(fā)明的徹底的理解，闡述了大量特定的細(xì)節(jié)。然而， 對(duì)本領(lǐng)域JW人員來(lái)說(shuō)，顯而易見(jiàn)的是這些特定的細(xì)節(jié)不一定用于實(shí)踐本發(fā)明。 在其它實(shí)例中，為了避免混淆本發(fā)明而沒(méi)有詳細(xì)描述公知的材料或者方法。
在整個(gè)明書(shū)中對(duì)'一個(gè)實(shí)施例"、"實(shí)施例"、"一個(gè)實(shí)例"或者"實(shí)例"的引用 意味著結(jié)合實(shí)施例描述的特定的特征、結(jié)構(gòu)或者特性被包括在本發(fā)明的至少一 個(gè)實(shí)施例或者實(shí)例中。因此，貫穿該說(shuō)明書(shū)在不同地方出現(xiàn)的短語(yǔ)"在一個(gè)實(shí)施 例中"、"在實(shí)施例中"、"在一個(gè)實(shí)例中"或者'在實(shí)例中"并非必定指代相同的實(shí) 施例。在一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例或者實(shí)例中，所述特定的特征、結(jié)構(gòu)或者特性例 如可以組合成ftf可適當(dāng)?shù)慕M合禾P/或子組合。另外，所述特定的特征、結(jié)構(gòu)或者 特性可以包括在集成電路、電子電路、組誠(chéng)輯電路或者能夠提供以上描述的 功能的其它適當(dāng)部件中。另外，應(yīng)當(dāng)理解文中提供的附圖對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)都是用于解釋的目的，并且附圖沒(méi)有必要按比例制圖。
如將要討論的，根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的實(shí)例包括用于控制功率變換器的最大輸 出功率的方法和設(shè)備而不必在功率變換器的輸出處感測(cè)輸出電壓和/或輸出電 流。另外，根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的實(shí)例補(bǔ)償能量傳輸元件電感容差和在由控制器設(shè) 定的電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流的保護(hù)電流極限閾值的容差。取消在功率變換器的輸出處感測(cè)功率變換器的輸出電流的必要提高了功率變換器效率，減少了功率
變換器部件icfi，這導(dǎo)致了與已知的解決方案相比具有改進(jìn)的功率變換器可靠 性。補(bǔ)償能量傳輸元件電感禾啦制器保護(hù)電流極限閾值容差進(jìn)一步改善了功率 變換器可靠性并允許更緊湊和更可靠的功率變換器和負(fù)載的設(shè)計(jì)。
在一個(gè)實(shí)例中，在電源開(kāi)關(guān)的每一個(gè)切換周期期間，功率變換器的最大輸 出功率被控制以確保在功率變換器操作期間功率變換器響應(yīng)于能量傳輸元件電 感和保護(hù)電流極限閾值的變化。通過(guò)用這種方式控制功率變換器的最大輸出功 率，功率變換器響應(yīng)于極限操作條件，例如在功率變換器的初始設(shè)計(jì)期間不期 望出現(xiàn)的非常高的環(huán)境鵬，腿一步提高了功率變換器和負(fù)載的可靠性。
為了說(shuō)明，圖i示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的被調(diào)整的開(kāi)關(guān)功率變換器ioo 的一個(gè)實(shí)例，其有時(shí)被稱作電源。在圖i示出的特定實(shí)例中，開(kāi)關(guān)功率變換器 ioo是具有回掃拓?fù)涞墓β首儞Q器。然而可以理解，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，存在開(kāi) 關(guān)電源的許多其它已知的拓?fù)浜徒Y(jié)構(gòu)，其也能控制最大功率變換器輸出功率， 以及提供圖i示出的回掃拓?fù)涫怯糜诮忉尩哪康?。?yīng)當(dāng)注意根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)， 在其它實(shí)例中，功率變換器ioo具有一個(gè)以上的輸出。
如所示出的，控制電路115耦合到電源開(kāi)關(guān)105，雜一個(gè)實(shí)例中是金屬 氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、雙極晶體管等。電源開(kāi)關(guān)105耦合到能 量傳輸元件109的輸入繞組103，其耦合到DC輸入電壓V!N 101和輸出功率二 極管in。在一個(gè)實(shí)例中，DC輸入電壓V!N 101是耦合到未示出的AC電壓源 的整流器電路的未調(diào)整的輸出。輸入電容器106耦合到功率變換器輸入端190 和191以便當(dāng)電源開(kāi)關(guān)105處于接通狀態(tài)時(shí)為流經(jīng)第一和第二輸入端190和 191、肯^fi傳輸元件109繞組103和電源開(kāi)關(guān)105的開(kāi)關(guān)電流提供低阻抗源。在 一個(gè)實(shí)例中，控制電路115和開(kāi)關(guān)105可以形纖成電路的一部分，所述集成 電路可以被制造為混合或者單片集成電路?？刂齐娐?15被耦合以接收信號(hào)114， ，一個(gè)實(shí)例中是電壓信號(hào)，但是在其它實(shí)例中它還可以是電流信號(hào)，或者可 以是〗該功率變換器輸出和或輸入的其它信號(hào)，同時(shí)仍然魏于本發(fā)明的教導(dǎo)。
在圖1的實(shí)例中，控制電路115被耦合以調(diào)整從功率變換器100的第一和 第二輸A^ 190和191傳避懶舒負(fù)載121的功率變換器輸出端192和193 的功率。能量傳輸元件109包括輸入繞組103和輸出繞組110以及輔助繞組108。 信號(hào)114從輔助繞組108 ffiil由電阻器111和112構(gòu)成的電阻分壓器(resistordivider)耦合至鵬制電路115。如在實(shí)例中所示，控律幡115包括電流感測(cè)電路 140，其被耦合以感測(cè)艦電源開(kāi)關(guān)105的電流、傳麟電路141，其被耦合以 接收表示至功率變換器100的輸入電壓的輸入信號(hào)、以及定時(shí)和乘法器電路 142，其鵬電流感測(cè)電路140和傳感器電路141的輸出?？刂破?15還包括振 蕩器電路，其響應(yīng)于定時(shí)和乘法器電路142、以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器電路144，該 驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器電路被耦合以驅(qū)動(dòng)電源開(kāi)關(guān)105在接通時(shí)間周期為接通狀態(tài)以 及在關(guān)斷時(shí)間周期為關(guān)斷狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)例中，控制器115被耦合以調(diào)節(jié)電源 開(kāi)關(guān)105的占空比使其與輸入電壓信號(hào)與時(shí)間的乘積^i比例，該時(shí)間用于電 源開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)時(shí)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流在兩個(gè)電流值之間的改變。
電路100的基本操作現(xiàn)在將參考圖2中的波形200和201進(jìn)行描述。在操 作中，響應(yīng)于信號(hào)114控制電路115 i!51切換電源開(kāi)關(guān)105調(diào)整功率變換器100 的輸出。當(dāng)開(kāi)關(guān)105接通時(shí)，來(lái)自輸入電容器106的會(huì)遣被轉(zhuǎn)換^^f述能量傳 輸元件109的輸入繞組103的電感。在電源開(kāi)關(guān)105中流動(dòng)的典型電流波形的 一個(gè)實(shí)例在圖2中以波形201示出。當(dāng)電源開(kāi)關(guān)105在時(shí)刻202接通時(shí)，流經(jīng) 電源開(kāi)關(guān)105的電流10 203開(kāi)始增加。如在示出的實(shí)例中所示的那樣，電源開(kāi) 關(guān)105被接M^后電流ID 203基本上線性增加。電流波形204隨著時(shí)間的變化 率被給定為
dHV]n/Lj (1) 其中Vin是圖1中l(wèi)^^輸入電容器106的輸入電壓101, L!是能量傳輸元件109 的輸A^組103的電感L! 198，其是在育瞳傳輸元件109的所有其它繞組未與外 部電路耦合的情況下測(cè)得的。要注意的是，為了不混淆本發(fā)明的教導(dǎo)，等式(1) 中的關(guān)系并不能說(shuō)明跨越電源開(kāi)關(guān)105的任何電壓降或者其它第二級(jí)電壓降。
在電源幵關(guān)105被關(guān)斷的時(shí)刻205,電源開(kāi)關(guān)105中流動(dòng)的電流ID 203增 力口至隨Id^206。存儲(chǔ)在能量傳輸元件109的繞組103的電感W98中的能翻 過(guò)下式給出
EL|- IAxUxW (2)
當(dāng)電源開(kāi)關(guān)105關(guān)斷時(shí)，存儲(chǔ)在輸入繞組103的電感L！ 198中的肖遣被轉(zhuǎn) 換^ 力率變換器100的輸出和通過(guò)正向偏置的輸出功率二極管117流到電容器 118和耦合到輸出端192和193的負(fù)載121的電流。在開(kāi)關(guān)105的關(guān)斷周期期間，電流流經(jīng)輸出功率二極管117時(shí)，,負(fù)載121的輸出電壓Vc)119加iJfM輸 出功率二極管117的正向壓降基本上等于l fM輸出繞組110的電壓。
在一些瞎況下，在電源開(kāi)關(guān)105的關(guān)斷周期期間，電流可以基本上中雖 輸出繞組110通31輸出功率二極管117的流動(dòng)。在該情況下，功率變換器的操 作被稱為不連續(xù)模式操作。在不連續(xù)模式操作中，在下一個(gè)電源開(kāi)關(guān)切換周期 開(kāi)始之時(shí)電源開(kāi)關(guān)105再次接駄前，基本上存儲(chǔ)在能量傳輸元件109的輸入 繞組103的電感L！ 198中的所有售瞳被傳輸?shù)诫娫吹妮敵?。在圖2的實(shí)例中， 由于倉(cāng)遣傳遞周期ted 207小于toff208，因此功率變換器以不連續(xù)模式操作。在 以不塞續(xù)模微作的功率變換器中，電源開(kāi)關(guān)105中流動(dòng)的電流203在每一個(gè) 切換周期開(kāi)始時(shí)起始于基本上等于0的值。如果功率變換器105切榭盾環(huán)周期 是T209,貝帷避IJ電源的輸出的功率(P。w)艦下式給出
Pout = Klxl/2xLjxWxl/T (3) 其中Kl是小于1的因數(shù),其說(shuō)明了從功率變換器100的輸入至懶出的能量傳輸 游圼中的能量損耗，并且可以例如包括箝位能量(通常被稱為泄漏能量)的箝 位電路102中的損耗，所繊位電路102沒(méi)有在電感L！ 198和功率變換器100 的輸出之間耦合。等式(3)中的項(xiàng)1/T通常被稱為電源開(kāi)關(guān)切換周期頻率，它 在一個(gè)實(shí)例中由控制器115來(lái)決定。
以不連續(xù)操作模式操作的功率變換器的最大輸出功率能力可以il51下式得
到
<formula>formula see original document page 11</formula>) 其中Iotcmax是由控制藤115決定的最大保護(hù)電流極限電流閾值。K2可以是與 等式(3)中的K1不同的因數(shù)，這是由于當(dāng)與等式(3)的負(fù)載斜牛相比時(shí)，在 等式(4)的最大負(fù)載條件期間育遣損耗比例的變化。從一個(gè)功率變 奐器到另一
個(gè)的b 、 IxmcmAX和T的容差將決定從一個(gè)功率變換器到另一個(gè)的Pcntaax的容 差。另外，在改變例如功率變換鵬作的環(huán)境、M的操作剝牛的情況下，單個(gè)
功率變換器中的"、 Idfkmax 和T的容差，也將決定P一的容差。 現(xiàn)在重新整理等式(1):<formula>formula see original document page 11</formula>最大功率變換器負(fù)載條件的替代值給出
<formula>formula see original document page 11</formula>因此，根據(jù)等式(6)的關(guān)系，IDPKMAX或者I^的任何變化將導(dǎo)致V!NXdU^ 乘積的變化。如下面將要描述的，為了生成響應(yīng)于VjNXdU^乘積的內(nèi)部信號(hào)
以及調(diào)整電源開(kāi)關(guān)105的切衡盾環(huán)周期與VwxdW^的乘積成比例，控制器115
例如可以被耦合以檢測(cè)和測(cè)量V!N和dtbNMAX。這樣，電源開(kāi)關(guān)切換循環(huán)周期響 應(yīng)于IDPKMAX或者"的任何変化從而減小由于IdpkmaX、"或者其結(jié)合的變化引 起的功率變換器的最大輸出功率的變化。
控制器115被耦合以接收^^輸入電壓V!N 101的信號(hào)存在很多種方式。在
一個(gè)實(shí)例中，在輸入電容器106和控制器115之間形成直接連接130。在另一實(shí) 例中，控制器115被耦合以檢測(cè)在電源開(kāi)關(guān)105處于接通狀態(tài)期間從端子123 流出的電流Il 180。在這期間，端子123處的電壓被箝位成基本上等于端子107 處的電壓。這個(gè)電流Il 180因ltb^輸入電壓V]Nl01，因?yàn)?輔助繞組108 呈現(xiàn)的電壓在電源開(kāi)關(guān)105處于接通期間基本上等于輸入電壓VjnIOI乘以匝數(shù) 比Naux 171 /N！ 170。電阻器111的選擇因此決定了在電源開(kāi)關(guān)105接通期間流 動(dòng)的電流Il 180的值。因此，電流Il 180是^^輸入電壓V!Nl01的信號(hào)。在一 個(gè)實(shí)例中，電流U180可以被寫(xiě)成 I1=KV!N (7)
其中
KH竭/R川 (8) 上面等式(8)中的關(guān)系假設(shè)當(dāng)電源開(kāi)關(guān)105位于接通狀態(tài)時(shí)端子123基本上處 于接地端子124的電勢(shì)。
下面使用圖3中的波形來(lái)描述等式(6)中的關(guān)系如何用于控制功率變換器 的最大輸出功率的實(shí)例。在該實(shí)例中，圖3中的波形300實(shí)例示出了兩個(gè)電源 開(kāi)關(guān)105電流波形303和304。在兩個(gè)波形303和304中，電源開(kāi)關(guān)電流10302 傾斜到基本上等于Idpkmax305的最離，其是傲戶電流極限闞值，限定了可以 在電源開(kāi)關(guān)105中流動(dòng)的最大峰值電流，所述電源開(kāi)關(guān)105可以由例如圖1中 的控制器115設(shè)定。如所示出的，在波形304盼瞎況下高Xn/。的能量傳輸元件輸 A^組電感^ ，要求電源開(kāi)關(guān)105處于接通的時(shí)間比波形303中電源開(kāi)關(guān)105
處于接通的時(shí)間長(zhǎng)X。/。，以達(dá)至湘同的保護(hù)電流極限閾值IDPKMAX 305。電源開(kāi)
關(guān)105接通時(shí)間的增加因此直接與會(huì)遣傳輸元件輸A^組電感的增加直接成比 例，如等式(1)中的關(guān)系戶舒頁(yè)測(cè)的那樣，假設(shè)Vw恒定。如果響應(yīng)于電源開(kāi)關(guān)105接通時(shí)間的增加，等式(4)中的電源開(kāi)關(guān)切換循環(huán)周期T也增加了X％, 那么Poutmax的值將保持基本恒定，因?yàn)長(zhǎng)1也高X％。因此，在能量傳輸元件輸入繞組電感LO容差的情況中，對(duì)于因數(shù)Ka309的校正值基本上等于1 。
圖3的波形301實(shí)例示出了兩個(gè)電源開(kāi)關(guān)105電流波形306和307。如所 示出的，電源開(kāi)關(guān)105處于接通狀態(tài)時(shí)電流波形306和307基本上呈線性增加 直到電流波形306和307達(dá)到保護(hù)電流極限閾值為止。在該實(shí)例中，波形306具有保護(hù)電流極限閾值IDPKMAXnom 309，而波形307具有保護(hù)電流極限闕值 IDPKMAXY 308，其是比電流極限閾值IDPKMAXnom高Y%.因此，當(dāng)《斜戶電流極限閾值增加了 YM時(shí)電源開(kāi)關(guān)105接通時(shí)間基本上增加了 Y%。
然而由等式(4)中的關(guān)系，電流極限閾值增加Y的影響對(duì)于功率變換器100的最大輸出功率能力Poutaax具有平方律影響。例如，如果等式(4)中的Idpkmax但增加了5%，那么等式(4)中的Poutmax值基本上增加了10X。平方例如±15%的小 百分?jǐn)?shù)變化導(dǎo)致基本加倍齡百分?jǐn)?shù)變化的事實(shí)，允許圖3中的因數(shù)Ka310被 選擇為基本上等于2以便基本上消除電源開(kāi)關(guān)電流極限閾值改變的影響。
圖4示出了電源開(kāi)關(guān)切換循環(huán)周期和，功率變換器的輸入電壓的信號(hào)與電源開(kāi)關(guān)接通時(shí)間周期ton之間的乘積的關(guān)系的曲線。如上所討論的，基本上等 于1的Ka的值將基本上消除能量傳輸元件輸入繞組電感L1的變化，同時(shí)基本 上等于2的Ka的值將基本上消除控制器115的保護(hù)電流極限閾值的變化。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的用于控制功率變換器的最大輸出功率的實(shí)例 方法的流程圖。在塊501中，電源開(kāi)關(guān)接通，在塊502中定時(shí)周期開(kāi)始。參考 上面的描述注意的是，雖然迄今討論的定時(shí)周期是電源開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間周期， 但是當(dāng)在電源開(kāi)關(guān)中存在兩個(gè)分離的電流電平時(shí)，在電源開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間期間 的任何時(shí)間，定時(shí)周期都可以開(kāi)始和結(jié)束。在塊512中，感測(cè)表示輸入到功率 變換器的輸入電壓的信號(hào)。在塊503中，確定由于定時(shí)周期開(kāi)始電源開(kāi)關(guān)電流 是否在兩個(gè)電流閾值之間發(fā)生變化。在到目前為止的描述中，第一電流閾值基本上等于o，第二電流閾m于保護(hù)電流極限閾值。然而要注意的是，如果只需要對(duì)倉(cāng)遣傳輸元件輸A^組電感的容差的校正，那么可以實(shí)用兩個(gè)其它的電流 閾值以確定電源開(kāi)關(guān)接通時(shí)間期間電源開(kāi)關(guān)電流波形的斜率。要注意的是如果 需要保護(hù)電流極限閾值的容差校正，另P么塊503中的電流閾值中的至少一個(gè)必 須是保護(hù)電流極限閾值。在塊504中，中止定時(shí)，并且計(jì)算定時(shí)器開(kāi)始和中止
13之間，輸入電壓的信號(hào)和測(cè)量時(shí)間的乘積(KV!NXt)。塊505、 506、 507、 508 和509基于(KVjNXt)的計(jì)算確定需要的動(dòng)作。尤其是，如果(KVjNXt)大于 塊505中的額定值(nominal value),那么電源開(kāi)關(guān)切換周期時(shí)間在塊507中增 加。在一個(gè)實(shí)例中，額定值可以在電源設(shè)計(jì)階段就被確定。尤其是，設(shè)計(jì)者可 以計(jì)算為了獲得需要的輸出功率額定值將是多少。為了說(shuō)明，通,擇電阻器 Rm，且因皿擇K，設(shè)計(jì)者可以選#^頁(yè)，作周期用于圖4中給定的(VjNXt)。 例如，額定周期可以是圖4中的點(diǎn)(1, 1)。如果(KVzNXt)大于該額定值(例 如，圖4中大于1)，那么周期就會(huì)增加。現(xiàn)在回過(guò)頭參考圖5，如果(KViNXt) 小于塊506中的額定值，另卩么電源開(kāi)關(guān)切銜盾環(huán)時(shí)間在塊508中就會(huì)減小。如 果(KViNXt)是額定值，那么塊509中切換循環(huán)周期就不會(huì)發(fā)生變化。塊510 確定了在±央501下一個(gè)電源幵關(guān)切換周期開(kāi)始之前當(dāng)前的切衡盾環(huán)周期是否完 成。
要注意的是,雖然上面的描述使用了電源開(kāi)關(guān)切換周期作為基于(KVw x t) 乘積的測(cè)量值進(jìn)行調(diào)整的控制參數(shù)，但是更通常的是在任何電源開(kāi)關(guān)切換循環(huán) 周期(被稱為電源開(kāi)關(guān)占空比)期間，電源開(kāi)關(guān)接通時(shí)間和電源開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)間 的比率，是相同控制功能的更寬的描述。通常，電源開(kāi)關(guān)占空比可以通過(guò)調(diào)整
電源開(kāi)關(guān)切樹(shù)盾環(huán)周期而被調(diào)整，而且可M31其它技術(shù)進(jìn)行調(diào)整，包括調(diào)整電
源開(kāi)關(guān)保護(hù)電流極限閾值、在每一個(gè)切換循環(huán)周期期間直接控制電源開(kāi)關(guān)接通 的時(shí)間周期、開(kāi)/關(guān)控制、脈沖寬度調(diào)制或者其它適當(dāng)?shù)墓β首儞Q器切換技術(shù)。
圖6示出了控制器615的一部份的詳細(xì)示意圖，，一個(gè)實(shí)例中與圖1中 的控制器115是等效的。電壓源VAUX 603在一個(gè)實(shí)例中等效于圖1中的輔助繞 組電壓VAux181。在一個(gè)實(shí)例中，控制器615被耦合以驅(qū)動(dòng)等效于圖1中的電 源開(kāi)關(guān)105的電源開(kāi)關(guān)。在一個(gè)實(shí)例中，電阻器601等效于圖1中的電阻器R川。 在一個(gè)實(shí)例中接地電勢(shì)端605等效于圖1中的接地電勢(shì)端124。下面對(duì)圖6中的 電路600的描述參考圖7中的波形700。
如圖6所示， ^輸入到功率變換器的輸入電壓Vin 101的電流信號(hào)606 在電源開(kāi)關(guān)105接通期間流動(dòng)。晶體管632和633的柵極耦合保持FB端603 處的電壓基本上等于控制勝接地電勢(shì)605,從而電流信號(hào)606的值基本上等于 Vaux/R柳。電流源634偏置晶體管633。電流606也在晶體管631中流動(dòng)，其與 晶體管637—起形成電流鏡。然而，由于晶膽636的出現(xiàn)，其只有在CLK線607為高時(shí)才導(dǎo)通，晶體管631的柵，肚的電壓l棘樣并且被保持在電容器663 上直到下次CLK線信號(hào)607變高為止。將要注意的是，在電源開(kāi)關(guān)接通時(shí)間706 開(kāi)始之后的鵬周期，CLK線信號(hào)波形703變高。在一個(gè)實(shí)例中，這個(gè)鵬周 期基本上等于400納秒，并且CLK線脈沖為高的機(jī)時(shí)間基本上等于100納秒。 ,電容器663的保持電壓設(shè)置了當(dāng)晶體管639導(dǎo)通時(shí)在晶體管637中流動(dòng)的 電流值。電源開(kāi)^1驅(qū)動(dòng)信號(hào)608和701為高期間晶體管639導(dǎo)通，，一 個(gè)實(shí)例中等效于圖1中的信號(hào)122。在晶體管639導(dǎo)通期間，因此電容器642 以固定電流被充電，如由圖7中的波形704所示出的。由于充電電流610的值 由id求的電流信號(hào)606的M^f確定，因此上升電壓707的斜率響應(yīng)于電流信號(hào) 606的值，其f^功率變換器的輸入電壓。在功率變換器開(kāi)通時(shí)間周期內(nèi)電容器 642以該速率被充電，從而電源開(kāi)關(guān)接通時(shí)間周期結(jié)束時(shí)跨越電容器642的電壓 ^^輸入電壓信號(hào)和電源開(kāi)關(guān)接通時(shí)間周期的乘積。要注意的是，通過(guò)使用只 有在電源開(kāi)關(guān)接通時(shí)間周期的一部分內(nèi)為高的信號(hào)代替M信號(hào)608，可以選擇 除電源開(kāi)關(guān)的完整的接通時(shí)間周期以外的時(shí)間周期。另一i^I信號(hào)CLK-GF 609 在短周期內(nèi)導(dǎo)通晶體管641，，一個(gè)實(shí)例中基本上等于100納秒，允許電容器 643采樣和保持,電容器642的電壓。CLK-GF信號(hào)609的延遲型式被施加到 晶體管640以SS電容器642以準(zhǔn)備好用于下一個(gè)切換周期期間下一個(gè)電源開(kāi) 關(guān)接通時(shí)間。部件644、 645、 646、 647 、 648和649提供高阻抗緩沖電路以確 保電容器643只耦合到高阻抗從而幫助防止電容器643放電。該高阻抗緩沖用 于 電阻器610的電壓，其S^上等于,電容器643的電壓。由于在 已知電阻器610兩端^i:了已知電壓，因此已知電流618在晶體管651中流動(dòng) 并且被鏡像為在晶體管652中流動(dòng)的電流616。施加到晶體管657的對(duì)及的參考 電BE電平Vbg+Vbe612,電阻器611施加^jBEVbg，電阻器611在一個(gè)實(shí)例中 基本上等于電阻器610， "^電流619，其被晶體管656目一次以及再次被晶 體管655和654g以提供電流613。要注意的是二極管653被反偏置，并且因 此電流617基本上等于0，直到上面描述的電流616皿電流613的值為止。對(duì) 于皿電流613的電流616的值，電流617貢獻(xiàn)給在電阻器661中流動(dòng)的電流 677，其又調(diào)整振蕩器電壓電平以及振蕩器頻率，所述振蕩器頻率是電源開(kāi)關(guān)切 J鄉(xiāng)環(huán)周期的倒數(shù)。在一個(gè)實(shí)例中，振蕩器604包括在電阻器661的兩個(gè)節(jié)點(diǎn) 電壓之間被充電和放電的電容器。注意的是電流613和二極管653的動(dòng)作確保電流616在閾值以下不會(huì)影響 電源開(kāi)關(guān)切樹(shù)盾環(huán)周期。這限制了可以被補(bǔ)償?shù)哪芰總鬏斣擜^組電感和 控偉螺保護(hù)電流極限閾值的容差。
由上面描述的電路，清楚的是由于電流677對(duì)于振蕩器切換頻率的影響程 度是電阻器661的值的函數(shù)，因此圖4中的Ka值基本上是固定的。因此有必要 選擇控審幡是否基本上完全對(duì)于能量傳輸元件電感進(jìn)行校正以及由此僅部分地 對(duì)于傲戶電流極限閾值的容差進(jìn)行校正。可替代的，可以進(jìn)行電阻器661的選 擇以便基本上完全對(duì)于保護(hù)電流極限閾值進(jìn)行校正以及因此對(duì)于能量傳輸元件 電感容差韋M嘗。在實(shí)際電路中，可以進(jìn)，m擇以提供在圖4中示出的Ka-l和 Ka=2的值之間某處的折中。Ka值的實(shí)際選擇的一個(gè)實(shí)例基本上等于1.3。
參考圖l中的電路，圖6中的電路包括傳感器電路699，，一個(gè)實(shí)例中 等效于傳 電路141、定時(shí)和乘法器電路698,，一個(gè)實(shí)例中等效于定時(shí)和 乘法器電路142、和振蕩器604,雜一個(gè)實(shí)例中等效于振蕩器電路143。圖6 中的電路g出了信號(hào)691，，一個(gè)實(shí)例中等效于圖1中的信號(hào)146，其被耦 合到驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生電路144;以及信號(hào)608，，一個(gè)實(shí)例中等效于來(lái)自圖l中 的電流感測(cè)電路140的輸出信號(hào)145。
在圖6中的特定實(shí)例中，由于當(dāng)超lj一保護(hù)電流極限閾值時(shí)生成控帝藤選 通驅(qū)動(dòng)信號(hào)608，因此電源開(kāi)關(guān)105的JiM驅(qū)動(dòng)等效于圖1中的輸出信號(hào)145。 然而要注意的是，如果除保護(hù)電流極限閾值之外的電流閾值用于使用信號(hào)145 3le控制定時(shí)和乘法器電路142，那么該信號(hào)145將不對(duì)應(yīng)于電源開(kāi)關(guān)M驅(qū)動(dòng)信 號(hào)608。
上面的描述因此闡述了電路實(shí)施方式的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)，其可以形成控制器的一 部分，該控制器被耦合到電源開(kāi)關(guān)并且被耦合以接收表示到電源的輸入電壓的
輸入電壓信號(hào)。在一個(gè)實(shí)例中電源開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)的時(shí)間周期在一個(gè)實(shí)例中
源開(kāi)關(guān)的切,環(huán)周期以與輸入電壓信號(hào)和時(shí)間周期的乘積成比例。 B
在控制電路615的以上描述中，振蕩器604周期響應(yīng)于,電阻器661的 電壓。然而應(yīng)當(dāng)注意，在另一實(shí)例中，振蕩器周期可替代地響應(yīng)數(shù)字計(jì)數(shù)器電 路的值，同時(shí)仍然受益于本發(fā)明的教導(dǎo)。在一個(gè)實(shí)例中，數(shù)字計(jì)數(shù)器電路在高 于電源開(kāi)關(guān)切換頻率的頻率時(shí)增加，響應(yīng)于表示到功率變換器的輸入電壓的輸入信號(hào)的值。數(shù)字計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的值隨后與閾M進(jìn)行比較以在后面的切換周期
內(nèi)設(shè)定振蕩器604頻率。注意的是也可以使用其它技術(shù)作為上面所述的用于控 制振蕩器周期的替代，同時(shí)仍，于本發(fā)明的更廣泛的教導(dǎo)。
注意的是圖6中描述的電路實(shí)現(xiàn)JI31振蕩器周期的周期調(diào)^I供周期。要
注意的是可以使用對(duì)上述的替代，其中振蕩器周期在多個(gè)周期被調(diào)整，同時(shí)仍 然，于本發(fā)明的更寬范圍的教導(dǎo)。
前面的描述描述了M技術(shù)，由此電源開(kāi)關(guān)切換循環(huán)周期響應(yīng)于表述輸入 電壓的信號(hào)與在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流在兩個(gè)閾值之間改^^f用的時(shí)間的乘積 而被調(diào)整。然而要注意的是獲得相似功能的等效方法可以是測(cè)量在電源開(kāi)關(guān)中 流動(dòng)的電流在兩個(gè)閾值之間改變的時(shí)間以及將該時(shí)間與預(yù)期的或者控制時(shí)間周 期進(jìn)行比較，該預(yù)期的或者控制時(shí)間周期響應(yīng)于^到電源的輸入電壓的輸入 電壓信號(hào)。隨后響應(yīng)于測(cè)量的和控制時(shí)間周期之間的差調(diào)整電源開(kāi)關(guān)占空比。 在一個(gè)實(shí)例中，用于調(diào)整電源開(kāi)關(guān)占空比的方法是調(diào)整電源開(kāi)關(guān)切換循環(huán)周期。 圖8的流程示出了這樣一種方法。電源開(kāi)關(guān)在塊801中被接通，并且，電源 輸入艦的信號(hào)在塊802中被感測(cè)。定時(shí)驗(yàn)塊812中啟動(dòng)，并且電源開(kāi)關(guān)中 的電流在兩個(gè)閾值之間是否發(fā)生改變的確定在塊803中進(jìn)行。在塊804中，定 時(shí)被中止，并且計(jì)算tn^。在塊811中，預(yù)期的或者控制時(shí)間周期，U^被 計(jì)算。在塊805、 806、 807、 808和809中，電源開(kāi)關(guān)切換循環(huán)周期響應(yīng)于tco咖!
和1me^d之間的比較而被調(diào)整。尤其是，如果在塊805中tm^ > Utml，那么
電源開(kāi)關(guān)切^t盾環(huán)周期在塊807中增加。如果在±央806中< Um，那么 電源開(kāi)關(guān)切換循環(huán)周期在塊808中減小。如果tn^基本上等于Utot，那么電 源開(kāi)關(guān)切^t盾環(huán)周期在l央809中保持不變。
本發(fā)明的所示實(shí)例的以上描述，包括摘要中的描述，并不試圖窮舉或者將 本發(fā)明限制在所公開(kāi)的精確的形式中。同時(shí)在這里描述的本發(fā)明的特定的實(shí)施 例以及實(shí)例都是為了示意性目的，在不偏離本發(fā)明的更廣的精神和范圍的情況 下可以對(duì)其進(jìn)行可能的等效修改。實(shí)際上，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，應(yīng)當(dāng)理解特定 的電壓、電流、頻率、，功率范圍值、時(shí)間等都是提供用于解釋目的以及其它的 值也可以用于其它實(shí)施例和實(shí)例。
根據(jù)上面的詳細(xì)描述可以對(duì)本發(fā)明的實(shí)例進(jìn)4m些修改。下面的權(quán)利要求 中使用的術(shù)語(yǔ)不應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明限律倒說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求所公開(kāi)的特定實(shí)施例中。相反，范圍應(yīng)當(dāng)完全由下面的權(quán)禾腰求所限定，其被限制到根據(jù)權(quán)利要求 解釋建立的范圍中。本說(shuō)明書(shū)和附圖因此被認(rèn)為^意性的而不是限制性的。
權(quán)利要求
1. 一種用于功率變換器的控制器，包括輸入電壓傳感器，其被耦合以接收表示功率變換器的輸入電壓的輸入信號(hào)；電流傳感器，其被耦合以感測(cè)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流；以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器，其被耦合以驅(qū)動(dòng)電源開(kāi)關(guān)在接通時(shí)間周期為接通狀態(tài)以及在關(guān)斷時(shí)間周期為關(guān)斷狀態(tài)，其中該驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器被耦合以調(diào)整電源開(kāi)關(guān)的切換循環(huán)周期使其與輸入信號(hào)乘以當(dāng)電源開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)時(shí)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流在兩個(gè)電流值之間改變所用的時(shí)間的值成比例。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于功率變換器的控制器，其中所述兩個(gè)電流值中的 —個(gè)基本上為0。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1的用于功率變換器的控偉幡，其中所述兩個(gè)電流值中的 一個(gè)是保護(hù)電流極限值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1的用于功率變換器的控制器，其中繊入信號(hào)是電壓。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1的用于功率變換器的控制器，其中該輸入信號(hào)是表示功 率變換器的輸入電壓的電流信號(hào)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1的用于功率變換器的控制器，其中該電源開(kāi)關(guān)的切換循 環(huán)周期響應(yīng)于功率變換器的能量傳輸元件的電感的變化。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1的用于功率變換器的控審i膘，進(jìn)一步包括振蕩器電路， 其被耦合以M^號(hào)到該驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7的用于功率變換器的控帶藤，進(jìn)一步包括定時(shí)和乘法器電路，其被耦合以處理該電流傳繊的輸出和輸入電壓傳感器的輸出，其中該 振蕩器電路被耦合以響應(yīng)于該定時(shí)和乘法器電路。
9、 一種用于功率變換器的控庫(kù)幡，包括輸入電壓傳感器，其被耦合以接收表示該功率變換器的輸入電壓的輸入信號(hào)；電流傳感器，其被耦合以繊依電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流；以及 驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器，其被耦合以驅(qū)動(dòng)電源開(kāi)關(guān)在接通時(shí)間周期為接通狀態(tài)以 及在關(guān)斷時(shí)間周期為關(guān)斷狀態(tài)，其中該驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器被耦合以調(diào)整該電源開(kāi) 關(guān)的占空比使其與輸入信號(hào)乘以當(dāng)電源開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)時(shí)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流在兩個(gè)電流值之間改^^ 用的時(shí)間的 比例。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9的用于功率變換器的控諱幡，其中所述兩個(gè)電流值中 的一個(gè)基本上為0。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9的用于功率變換器的控偉幡，其中所述兩個(gè)電流值中 的一個(gè)是，戶電流極限值。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9的用于功率變換器的控翁勝，進(jìn)一步包括振蕩器電路，其被船以向該驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生^^t號(hào)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12的用于功率變換器的控制器，進(jìn)一步包括定時(shí)和乘法 器電路，其被耦合以M電流傳感器的輸出和輸入電壓傳感器的輸出，其中該 振蕩器電路被耦合以響應(yīng)于該定時(shí)和乘法器電路。
14、 一種用于功率變換器的控制器，包括輸入電壓傳感器，其被耦合以接收表示該功率變換器的輸入電壓的輸入信號(hào)；電流傳 ，其被船以感測(cè)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流；以及 驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器，其被耦合以驅(qū)動(dòng)電源開(kāi)關(guān)在接通時(shí)間周期為接通狀態(tài)以 及在關(guān)斷時(shí)間周期為關(guān)斷狀態(tài)，其中該驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器被耦合以響應(yīng)于當(dāng)電源 開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)和控制時(shí)間周期時(shí)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流在兩個(gè)電流值之間發(fā)生改^^f用的時(shí)間;t^來(lái)調(diào)整該電源開(kāi)關(guān)的切換循環(huán)周期。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14的用于功率變換器的控偉螺，其中所述兩個(gè)電流值中 的一個(gè)基本上為0。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14的用于功率變換器的控制器，其中所述兩個(gè)電流值中 的一個(gè)是{斜戶電流極限值。
17、 根據(jù)權(quán)利要求14的用于功率變換器的控審幡，其中如果當(dāng)電源開(kāi)關(guān)處 于接通狀態(tài)時(shí)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流在兩個(gè)電流值之間發(fā)生變化所用的時(shí)間 大于所述控制時(shí)間周期，那么該控制辦皮耦合以增加該電源開(kāi)關(guān)的切換循環(huán)周 期。
18、 根據(jù)權(quán)利要求14的用于功率變換器的控偉幡，其中如果當(dāng)電源開(kāi)關(guān)處小于控制時(shí)間周期:那么該控庫(kù)l鵬耦合以減小該電源開(kāi)關(guān)的切換循環(huán)周期。
19、 根據(jù)權(quán)利要求14的用于功率變換器的控庫(kù)i藤，進(jìn)一步包括振蕩器電路，其被耦合以產(chǎn)生被耦合以被驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生繊收的信號(hào)。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19的用于功率變換器的控審螺，進(jìn)一步包括定時(shí)和乘法 器電路，其被耦合以處理該電流傳感器的輸出和輸入電壓傳感器的輸出，其中 該振蕩器電路被耦合以響應(yīng)于該定時(shí)和乘法器電路。
21、 一種用于控制功率變換器的方法，包括 在接通和關(guān)斷狀態(tài)之間切換電源開(kāi)關(guān)； 自^^功率變換器的輸入電壓的輸入信號(hào)； 感測(cè)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流；以及調(diào)整電源開(kāi)關(guān)的切換循環(huán)周期使其與輸入信號(hào)乘以當(dāng)電源開(kāi)關(guān)處于接通狀 態(tài)時(shí)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流在兩個(gè)電流值之間改^^f用的時(shí)間的，比例。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21的用于控制功率變換器的方法，進(jìn)一步包括確定在電 源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流從基本上為0改變到所述兩個(gè)電流值中的第二個(gè)M^f用的 時(shí)間。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21的用于控制功率變換器的方法，進(jìn)一步包括確定在電 源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流從所述兩個(gè)電流值中的第一個(gè)值改變到保護(hù)電流極限值所 用的時(shí)間。
24、 根據(jù)權(quán)利要求21的用于控制功率變換器的方法，其中翻!]標(biāo)功率變換器的輸入電壓的輸入信號(hào)包括iil!他壓。
25、 根據(jù)權(quán)利要求21的用于控制功率變換器的方法，其中感測(cè)標(biāo)功率變 換器的輸入電壓的輸入信號(hào)包括在電源開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)的周期期間感測(cè)電 流。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制功率變換器的最大輸出功率的方法和設(shè)備。公開(kāi)了一種用于功率變換器的控制器。根據(jù)本發(fā)明的多方面的實(shí)例電路控制器包括輸入電壓傳感器，其被耦合以接收表示功率變換器輸入電壓的輸入信號(hào)。還包括電流傳感器，其被耦合以感測(cè)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流。驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器，其被耦合以驅(qū)動(dòng)電源開(kāi)關(guān)在接通時(shí)間周期為接通狀態(tài)以及在關(guān)斷時(shí)間周期為關(guān)斷狀態(tài)。該控制器被耦合以調(diào)整電源開(kāi)關(guān)的切換周期使其與輸入信號(hào)乘以時(shí)間周期的值成比例。該時(shí)間周期為當(dāng)電源開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)時(shí)在電源開(kāi)關(guān)中流動(dòng)的電流在兩個(gè)電流值之間改變所用的時(shí)間。
文檔編號(hào)H02M3/28GK101286703SQ200810109220
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2008年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月6日
發(fā)明者A·B·德詹古里安, E·伯坎 申請(qǐng)人:電力集成公司