專利名稱：控制反激式轉(zhuǎn)換器輸出電流的方法及其相關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及在初級側(cè)調(diào)節(jié)的控制器，其通 過限制充電(charge)而不是限制電流來產(chǎn)生恒定輸出電流。
背景技術(shù)：
反激式轉(zhuǎn)換器用作電池充電器和交流適配器，可向重負載提供恒定電流和向輕負 載(例如當(dāng)電池充滿電時)提供恒定電壓。因此，稱反激式轉(zhuǎn)換器以恒流模式和恒壓模式 工作。反激式轉(zhuǎn)換器還可以各種開關(guān)循環(huán)模式工作。例如，反激式轉(zhuǎn)換器以斷續(xù)導(dǎo)電模式 (DCM)、臨界導(dǎo)電模式(CRM)或連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)工作。在斷續(xù)導(dǎo)電模式中，在傳遞到次 級電感器的所有能量均已釋放之后、及電流再次開始通過初級電感器斜坡上升之前，存在 一時間間隙。 在恒流模式中，反激式轉(zhuǎn)換器輸出的電流理想地不應(yīng)超過規(guī)定的電流限值，盡管 工作條件會發(fā)生變化并且制造過程并非總是一致。例如，恒流模式中的輸出電流不應(yīng)超過 預(yù)定的電流限值，盡管(i)電感器開關(guān)的基極-射極偏移電壓隨溫度發(fā)生變化，(ii)電流 檢測比較器的傳播延遲和電感器開關(guān)的斷開延遲，或者(iii)轉(zhuǎn)換器的變壓器電感器的電 感變化。 典型電感器類型的電感可變化±20%?？紤]到傳統(tǒng)電感器制造工藝如此低的精
度，初級電感器的電感Lp的變化可致使輸出電流顯著偏離預(yù)定電流限值。 存在各種反激式轉(zhuǎn)換器的現(xiàn)有設(shè)計，這些設(shè)計試圖產(chǎn)生不超過規(guī)定電流限值的輸
出電流。圖l(現(xiàn)有技術(shù))圖解說明實例性的現(xiàn)有技術(shù)反激式轉(zhuǎn)換器io，其既產(chǎn)生恒定輸出
電流也產(chǎn)生恒定輸出電壓。反激式轉(zhuǎn)換器IO以斷續(xù)導(dǎo)電模式工作。反激式轉(zhuǎn)換器IO包括 變壓器11、晶體管1\ 12、控制器集成電路(IC)13、電流檢測電阻器R^ 14和電流設(shè)定電阻 器RISET 15。變壓器11包括初級電感器16、次級電感器17和輔助電感器18。晶體管1\ 12 充當(dāng)初級電感器16的開關(guān)。用于調(diào)節(jié)輸出電流和電壓的反饋是通過變壓器11從反射電壓 接收到。 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中控制器IC 13的更詳細的示意圖。控制器IC 13包括第一比較 器19、第二比較器20、或門21、 RS鎖存器22、振蕩器23、驅(qū)動器24、誤差放大器25、補償網(wǎng) 絡(luò)26和恒壓源27。此外，控制器IC 13還包括電源引腳(VDD)、接地引腳(GND)、電流設(shè)定 引腳(ISET)、輸出引腳(0UT)、電流檢測引腳(CS)和反饋引腳(FB)。 在工作中，振蕩器23啟動一用于設(shè)定RS鎖存器22的導(dǎo)通脈沖。于是，RS鎖存器 22在輸出引線Q上輸出數(shù)字高電平，并且驅(qū)動器24使晶體管L 12導(dǎo)通。當(dāng)晶體管1\ 12 導(dǎo)通時，電流以由初級電感Lp和輸入電壓V^所限定的速率通過初級電感器15斜坡上升。 隨著從晶體管1\ 12的射極流出的電流增大，電流檢測電阻器R^ 14兩端的電壓也隨之升 高。電流檢測電阻器R^ 14兩端的電壓在電流檢測引腳CS上被接收到并由第二比較器20 將其與電壓電平V^M相比較。當(dāng)電流檢測電阻器R^ 14兩端的電壓達到電壓電平V^M時， 第二比較器20跳變，并且晶體管1\ 12關(guān)斷。晶體管1\ 12保持關(guān)斷，直到在電流通過初級電感器15斜坡上升時存儲在變壓器中的全部能量被傳遞到反激式轉(zhuǎn)換器10的次級側(cè)為 止。此時，所有電感器兩端的電壓開始朝零下降，直到振蕩器23輸出下一導(dǎo)通脈沖，此時晶 體管L 12導(dǎo)通并且開關(guān)循環(huán)將重復(fù)進行。 在恒流模式中，通過調(diào)節(jié)輸出電流以使電流檢測電阻器R^ 14兩端的電壓等于預(yù) 定電壓電平V^M來限制反激式轉(zhuǎn)換器10的輸出電流。然而，電壓電平V^M通常是根據(jù)VIUM 與輸出電流I。UT之間的以下關(guān)系式進行設(shè)定<formula>formula see original document page 6</formula> 其中Lp是初級電感器15的電感，Y是常數(shù)，n是反激式轉(zhuǎn)換器的效率。通過根據(jù) 制造商規(guī)定的初級電感器15的電感調(diào)節(jié)電流檢測電阻器Rcs 14和電流設(shè)定電阻器RISET 15 的電阻，設(shè)定輸出電流I。UT。然而，方程式28顯示，實際輸出電流I。UT將偏離所期望的設(shè)定 輸出電流一 比例，該比例為初級電感LP偏離規(guī)定電感的比例。 本發(fā)明力圖提供一種能以預(yù)定限值輸出電流并且所述電流不隨初級電感器電感 LP的變化而變化的反激式轉(zhuǎn)換器。此外，本發(fā)明還力圖提供一種用于產(chǎn)生其大小與電源轉(zhuǎn) 換器的初級電感LP無關(guān)的電源轉(zhuǎn)換器輸出電流的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種控制反激式轉(zhuǎn)換器輸出電流的方法及其
相關(guān)電源轉(zhuǎn)換器，通過調(diào)節(jié)流經(jīng)反激式轉(zhuǎn)換器的初級電感器的電流的接通時間和循環(huán)時
間，限制初級峰值充電，以產(chǎn)生恒定輸出電流和恒定輸出電壓?？梢杂行崿F(xiàn)以預(yù)定限值輸
出電流并且所述電流不隨初級電感器電感的變化而變化。 為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案 首先，本發(fā)明提供了 一種方法，包括接收電流檢測電壓，所述電流檢測電壓指示流 經(jīng)電源轉(zhuǎn)換器的電感器的電感器電流，所述電感器具有電感，并且所述電源轉(zhuǎn)換器輸出輸 出電流；從所述電流檢測電壓產(chǎn)生跨導(dǎo)電流；和通過對所述跨導(dǎo)電流進行積分，產(chǎn)生其大 小與所述電感無關(guān)的所述輸出電流。 其次，本發(fā)明還提供了一種方法，包括利用流經(jīng)電源轉(zhuǎn)換器的初級電感器的電感 器電流，產(chǎn)生電流檢測電壓，所述電源轉(zhuǎn)換器輸出輸出電流；利用所述電流檢測電壓產(chǎn)生跨 導(dǎo)電流；通過對所述跨導(dǎo)電流進行積分，產(chǎn)生積分電流電壓；將所述積分電流電壓與充電 極限電壓相比較；和當(dāng)所述積分電流電壓達到所述充電極限電壓時，停止使所述電感器電 流流經(jīng)所述初級電感器，通過使所述電感器電流停止流經(jīng)所述初級電感器來控制所述電源 轉(zhuǎn)換器的輸出電流。 另外，本發(fā)明還提供了一種電源轉(zhuǎn)換器，包括電感器，在接通時間期間，流經(jīng)所述 電感器的電感器電流斜坡上升，并且在斷開時間期間，所述電感器電流不流經(jīng)所述電感器； 電流積分器，接收電流檢測電壓并輸出積分電流電壓；和比較器，通過將所述積分電流電壓 與充電極限電壓相比較而產(chǎn)生電流控制信號，當(dāng)所述電流控制信號被啟用時，所述接通時 間結(jié)束并且所述斷開時間開始。 最后，本發(fā)明還提供了一種電源轉(zhuǎn)換器，包括電感器，其具有電感，在接通時間期 間，電感器電流經(jīng)過所述電感器斜坡上升，并且所述電源轉(zhuǎn)換器輸出輸出電流；和積分裝置，對電流進行積分，以調(diào)節(jié)所述接通時間，使得盡管所述電感變化，所述輸出電流也不超 過預(yù)定電流限值。 控制器IC調(diào)節(jié)流經(jīng)反激式轉(zhuǎn)換器的初級電感器的電流的接通時間和循環(huán)時間， 以產(chǎn)生恒定輸出電流和恒定輸出電壓。即使對于其電感偏離規(guī)定大小的批量生產(chǎn)的電感 器，也可一致地獲得所期望的輸出電流限值。從射極電阻器兩端的電壓產(chǎn)生跨導(dǎo)電流，然后 對其進行積分以產(chǎn)生積分電流電壓。所述射極電阻器兩端的電壓指示流經(jīng)初級電感器的電 流。由時鐘信號的脈沖接通電感器開關(guān)。在恒流模式中所述積分電流電壓達到充電極限電 壓(charge limit voltage)或在恒壓模式中射極電阻器兩端的電壓達到誤差電壓這兩個 時刻中較早的一個時刻，電感器開關(guān)斷開，并且電流停止流經(jīng)初級電感器。
誤差電壓與參考電壓和反饋電壓之差成正比，所述反饋電壓指示反激式轉(zhuǎn)換器的 輔助電感器兩端的電壓。通過與輸出電壓成反比地改變充電極限電壓以及通過與輸出電壓 成反比地調(diào)節(jié)循環(huán)時間，將輸出電流設(shè)定為與初級電感無關(guān)的水平。 在一個實施例中，具有控制器IC的電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生電流檢測電壓，所述電流檢測 電壓指示流經(jīng)電源轉(zhuǎn)換器的初級電感器的電感器電流。電流在接通時間中流經(jīng)初級電感 器，在斷開時間中則不流經(jīng)初級電感器。循環(huán)時間是接通時間與斷開時間之和。循環(huán)時間 還是電感器開關(guān)對流經(jīng)初級電感器的電流進行開關(guān)的頻率的倒數(shù)。電感器電流從初級電感 器流出，流經(jīng)電感器開關(guān)并流過射極電阻器。電流檢測電壓是射極電阻器兩端的電壓。電 流檢測電壓在控制器IC的電流檢測焊盤上被接收到。 跨導(dǎo)放大器接收電流檢測電壓并產(chǎn)生跨導(dǎo)電流。當(dāng)積分電容器對跨導(dǎo)電流進行積 分時，便產(chǎn)生積分電流電壓。電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生指示電源轉(zhuǎn)換器的輸入電壓和輸出電壓的反 饋電壓。反饋電壓是電源轉(zhuǎn)換器的輔助電感器兩端的分壓。參考電壓產(chǎn)生器接收電流設(shè)定 電阻器兩端的電壓和反饋電壓，并輸出充電極限電壓。充電極限電壓與輸入電壓成反比。當(dāng) 所述積分電流電壓達到充電極限電壓時，第一比較器啟用(asserts) —電流控制信號。當(dāng) 所述電流控制信號被啟用時，流經(jīng)初級電感器的電流的接通時間結(jié)束。 在所述電源轉(zhuǎn)換器的恒流模式中，調(diào)節(jié)開關(guān)頻率，使其與輸出電壓成正比地變化。 振蕩器產(chǎn)生時鐘信號，所述時鐘信號的接通脈沖決定開關(guān)頻率。當(dāng)輸出電流升高到所述積 分電流電壓達到充電極限電壓的點，輸出電流受到限制并且輸出電壓下降。然后，開關(guān)頻率 在恒流模式中"折回(folded back)"，以在輸出電壓下降時通過降低開關(guān)頻率來使輸出電 流保持升高。 通過對跨導(dǎo)電流進行積分，所述電源轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生其大小與電感無關(guān)的輸出電流。
因此，通過得知跨導(dǎo)放大器的跨導(dǎo)和積分電容器的電容，通過產(chǎn)生與輸入電壓成反比的充
電極限電壓，以及通過設(shè)定射極電阻器的電阻，將輸出電流限制至與初級電感無關(guān)的預(yù)定
水平。通過當(dāng)來自所述跨導(dǎo)電流信號的積分電流電壓達到由參考電壓產(chǎn)生器和外部電流設(shè)
定電阻器所確定的充電極限電壓時停止所述接通時間，限制所述輸出電流。 在另一實施例中，一種電源轉(zhuǎn)換器包括電感器、電流積分器、比較器、振蕩器和電
感器開關(guān)。流經(jīng)所述電感器的電感器電流在接通時間中斜坡上升，在斷開時間中則不流經(jīng)
所述電感器。所述振蕩器產(chǎn)生用于起動所述接通時間的時鐘信號。所述電流積分器利用電
流檢測電壓產(chǎn)生跨導(dǎo)電流，并隨后通過對跨導(dǎo)電流進行積分而輸出積分電流電壓。所述比
較器通過將所述積分電流電壓與充電極限電壓相比較，產(chǎn)生電流控制信號。當(dāng)所述電流控制信號被啟用時，接通時間結(jié)束并且斷開時間開始。 所述電感器開關(guān)受開關(guān)信號控制。在恒流模式中，當(dāng)電流控制信號被啟用時，所述 開關(guān)信號斷開電感器開關(guān)。所述接通時間加上所述斷開時間等于循環(huán)時間。所述電源轉(zhuǎn)換 器通過利用電流控制信號調(diào)節(jié)所述接通時間和利用時鐘信號調(diào)節(jié)循環(huán)時間，維持恒定輸出 電流。所述電流控制信號調(diào)節(jié)所述接通時間，使得盡管電感器的電感變化，輸出電流也不超 過預(yù)定電流限值。所述電源轉(zhuǎn)換器以斷續(xù)導(dǎo)電模式以及以恒流模式和恒壓模式兩種模式工 作。 綜上所述，本發(fā)明所采用的控制反激式轉(zhuǎn)換器輸出電流的方法及其相關(guān)電源轉(zhuǎn)換 器，通過調(diào)節(jié)流經(jīng)反激式轉(zhuǎn)換器的初級電感器的電流的接通時間和循環(huán)時間，限制初級峰 值充電，以產(chǎn)生恒定輸出電流和恒定輸出電壓。即使對于其電感偏離規(guī)定大小的批量生產(chǎn) 的電感器，也可一致地獲得所期望的輸出電流限值?？梢杂行崿F(xiàn)以預(yù)定限值輸出電流并 且所述電流不隨初級電感器電感LP的變化而變化的反激式轉(zhuǎn)換器。 關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以藉由以下的


和具體實施方式
得到進一步 的了解。

附解說明本發(fā)明的實施例，其中相同的編號指示相同的組件。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中具有控制器集成電路(IC)的傳統(tǒng)反激式轉(zhuǎn)換器的簡化示意圖，
所述控制器集成電路通過將射極電阻器兩端的電壓與電流極限電壓相比較來調(diào)節(jié)輸出電流。 圖2是圖1所示現(xiàn)有技術(shù)中控制器IC的更詳細示意圖。 圖3是具有控制器IC的初級側(cè)受控反激式轉(zhuǎn)換器的簡化示意圖，所述控制器IC
通過將積分電流與充電極限電壓相比較來產(chǎn)生與初級電感無關(guān)的恒定輸出電流。 圖4是顯示理想化波形的圖，這些理想化波形圖解說明圖3反激式轉(zhuǎn)換器的操作。 圖5是圖3控制器IC的更詳細示意圖，所述控制器IC將反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電
流維持在與初級電感無關(guān)的預(yù)定電流限值內(nèi)。 圖6是流程圖，顯示操作圖3反激式轉(zhuǎn)換器的方法的各個步驟。 圖7是波形圖，顯示當(dāng)圖3的反激式轉(zhuǎn)換器對裝置進行充電并從恒流模式變換到
恒壓模式時，在多個開關(guān)循環(huán)中的初級和次級電感器電流以及反饋電壓。 圖8是在恒流模式和恒壓模式中流過圖3的反激式轉(zhuǎn)換器的次級電感器的峰值電
流與時間的關(guān)系曲線圖。 圖9是圖3的反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與輸出電流的關(guān)系曲線圖，顯示在恒流模 式和恒壓模式中的工作區(qū)域。
具體實施例方式
現(xiàn)在將詳細參照本發(fā)明的某些實施例，這些實施例的例子在說明書附圖中被示 出。 圖3是具有封裝在集成電路封裝32中的控制器集成電路(IC) 31的初級側(cè)受控的 反激式轉(zhuǎn)換器30的圖。反激式轉(zhuǎn)換器30包括將輸入電壓轉(zhuǎn)換成不同輸出電壓的變壓器33。變壓器33包括初級電感器(繞組)34、次級電感器35和輔助電感器36。初級電感器 34具有NP匝；次級電感器35具有Ns匝；并且輔助電感器36具有NA匝。
在一個實施例中，輸入電壓是來自墻上插座的電壓，輸出電壓則用于對便攜式電 子用戶裝置(例如移動電話或便攜式媒體播放器)進行充電。例如，反激式轉(zhuǎn)換器30將 120V的線路電壓轉(zhuǎn)換成12V。當(dāng)轉(zhuǎn)換器30中的電感器開關(guān)1\37接通時，電感器電流(1 >)38 開始流經(jīng)初級電感器34。在電流通過初級電感器34斜坡上升到峰值并隨后停止時，初級電 感器34周圍的崩潰的磁場會向次級電感器35傳遞能量。電流開始流經(jīng)次級電感器35時 的峰值通過匝數(shù)比與流經(jīng)初級電感器34的峰值電流Ip^相關(guān)。輸出電流I。uT 39然后流出 次級電感器40，對次級側(cè)整流二極管D工44施加正向偏壓，并注入到輸出電容器41中。傳 遞到次級電感器35的能量在不同的輸出電壓下從反激式轉(zhuǎn)換器30作為輸出電流I。UT 39 輸出。在某些應(yīng)用中，例如對電子用戶裝置進行充電，希望防止輸出電流超過預(yù)定電流限 值。例如，如果反激式轉(zhuǎn)換器30輸出的電流大于規(guī)定的最大電流，則可能會損壞電子用戶 裝置。 圖4顯示反激式轉(zhuǎn)換器30的各個節(jié)點上的理想化波形。這些波形圖解說明反激 式轉(zhuǎn)換器30的操作，包括電感器開關(guān)1\ 37如何接通和斷開。控制器IC31通過調(diào)節(jié)流過初 級電感器34的峰值電流Ip皿，控制反激式轉(zhuǎn)換器30的輸出電流I。UT39和輸出電壓(V。UT)。 通過調(diào)節(jié)電流流經(jīng)初級電感器34時的接通時間和不流經(jīng)初級電感器34時的斷開時間，調(diào) 節(jié)峰值電流。所述接通時間和斷開時間受電感器開關(guān)1\ 37控制。反激式轉(zhuǎn)換器30以兩 種模式工作恒流模式和恒壓模式。 在恒流模式中，控制器IC 31控制電感器開關(guān)1\ 37，以使初級電感器電流Iw 38 停止增大時的接通時間的結(jié)束時刻(t3)對應(yīng)于跨導(dǎo)電流信號42的積分電流電壓(VK)達到 充電極限電壓(VaiM)時的時刻。盡管來自電流檢測信號43的電流相對于恒定參考電壓斜 變的速率與初級電感Lp相關(guān)，來自電流檢測信號43的電荷相對于與輸入電壓成反比的參 考電壓斜變的速率與初級電感LP無關(guān)。因此，通過當(dāng)積分電流電壓Vie達到與輸入電壓成 反比的所設(shè)定充電極限電壓VeuM時結(jié)束初級電感器34的接通時間，將輸出電流I。UT 39的 大小設(shè)定至與初級電感LP無關(guān)的限值。 在恒壓模式中，控制器IC 31控制電感器開關(guān)1\ 37，以使初級電感器電流Iw 38 停止增大時的時刻^對應(yīng)于電流檢測信號43的電流檢測電壓(Vcs)達到誤差電壓(V，。K) 時的時刻，其中誤差電壓(VEKK。K)低于充電極限電壓V^M。誤差電壓V，。K是通過將參考電 壓(VKEF)與從輔助電感器36得到的反饋信號44的電壓(VFB)相比較而產(chǎn)生。
除控制器IC 31、 IC封裝32、變壓器33、 NPN雙極晶體管37、次級側(cè)整流二極管D工 40和輸出電容器41夕卜，反激式轉(zhuǎn)換器30還包括起動電阻器45、電流設(shè)定電阻器RISET 46、 射極電阻器RE 47、分壓電阻器網(wǎng)絡(luò)48、初級側(cè)整流二極管D2 49、和電容器50。在圖3的實 施例中，電感器開關(guān)1\ 37是外部NPN雙極晶體管。在另一實施例中，電感器開關(guān)1\ 37是 外部MOSFET開關(guān)。在又一實施例中，電感器開關(guān)1\ 37是集成到控制器IC 31中的場效應(yīng) 晶體管(PET)。 圖5是控制器IC 31的更詳細的示意圖?？刂破鱅C 31包括電流積分器電路51、 第一比較器52、第二比較器53、或門54、RS鎖存器55、驅(qū)動器56、頻率折回電路57、振蕩器 58、誤差放大器59、補償網(wǎng)絡(luò)60、參考電壓產(chǎn)生器61和電容器62。此外，控制器IC 31還具有基極焊盤(BASE)63、電流檢測焊盤(CS)64、反饋焊盤(FB) 65、電流設(shè)定焊盤(ISET)66、 電源焊盤(VDD)67和接地焊盤(GND)68。電流積分器51包括跨導(dǎo)放大器69、積分電容器 (C皿)70和開關(guān)71。補償網(wǎng)絡(luò)60包括電阻器72和兩個電容器73-74。
現(xiàn)在利用圖5來描述在要產(chǎn)生其大小可獨立于初級電感器LP進行設(shè)定的恒定輸 出電流時如何接通和斷開電感器開關(guān)1\ 37。還將描述在要產(chǎn)生恒定輸出電壓時如何接通 和斷開電感器開關(guān)1\ 37。利用流經(jīng)初級電感器34的電流I^ 38來判斷何時接通和斷開電 感器開關(guān)1\ 37。流經(jīng)射極電阻器RE 47的電流約等于流經(jīng)初級電感器34的電流Iw 38。 當(dāng)初級電感器電流Iw 38增大并且流出電感器開關(guān)1\ 37的射極時，射極電阻器Rp 47兩端 的電流檢測電壓Ves也增大。電流檢測電壓Ves的峰值提供關(guān)于流經(jīng)初級電感器34的電流 Iu> 38的峰值IPEffl的指示。輸出電流I。UT的大小又與流經(jīng)初級電感器34的峰值電流IPEAK 按以下關(guān)系式相關(guān)
<formula>formula see original document page 10</formula>
其中Lp是初級電感器34的電感，&是電感器開關(guān)1\ 37的開關(guān)頻率，n是反激式 轉(zhuǎn)換器30的效率。在一個實施例中，效率n約為70%。在恒流模式中，初級電感器電沒
右
38處于預(yù)定峰值電流限值IPEAK，因此是恒定的。
流經(jīng)初級電感器34的電流38的峰值Ip皿可使用射極電阻器47兩端的電流檢 測電壓Vcs和射極電阻器47的電阻RE表示為下式
阻器R,
輸出電流Ic
通常是通過根據(jù)制造商規(guī)定的初級電感器34的電感LP調(diào)節(jié)射極電 47的電阻和電流設(shè)定電阻器R股T 46的電阻進行設(shè)定。 然而，恒定輸出電流可具有不期望的大小，因為初級電感器34的實際電感可不同 于規(guī)定的電感。因此，控制器IC 31將從積分電流導(dǎo)出的電壓與電流極限參考電壓V^M相 比較，以根據(jù)產(chǎn)生所述積分電流的放大器的跨導(dǎo)而不是根據(jù)初級電感Lp的電流檢測電壓來 通過使用電流積分器51來調(diào)節(jié)輸出電流，可將輸出電流表示為
確定輸出電流 I0UT =
『"
(79)
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其中g(shù)m是跨導(dǎo)放大器69的跨導(dǎo)，C皿是積分電容器70的電容，W是常數(shù)，其包括 在開關(guān)頻率fs被調(diào)節(jié)到等于Y V。UT時的常數(shù)Y。 方程式79的關(guān)系可通過使用初級電感器34的接通時間T。N和斷開時間T。FF表示 輸出電流來導(dǎo)出?？墒褂脭嚅_時間T。FF和流經(jīng)次級電感器35的峰值電流ISECPK將輸出 表示為下式
<formula>formula see original document page 11</formula>
使用初級峰值電流Ip皿，將輸出電流表示為
loiJT = 1/WNp/NS)*lpEAK'ToFF*fs*"n。
初級電感器34的斷開時間T。
(81)
可使用時間T。，表示為
<formula>formula see original document page 11</formula>
將方程式82的關(guān)系式代入方程式81，得到
<formula>formula see original document page 11</formula>
根據(jù)如圖5所示的電路配置，可使用射極電阻器47的電阻RE、跨導(dǎo)放大器69的跨 導(dǎo)gm、積分電容器70的電容C皿、初級峰值電流Ip^和接通時間T。,來表示第一比較器52的 非反相輸入引線上存在的積分電流電壓V^。因此
<formula>formula see original document page 11</formula> 控制器IC 31的參考電壓產(chǎn)生器61產(chǎn)生與輸入電壓V^成反比的充電極限電壓 VaiM。在恒流模式中，將積分電流電壓V^調(diào)節(jié)到等于充電極限電壓V^M。因此，在恒流模式 中，積分電流電壓Vie按以下關(guān)系式反比于輸入電壓VIN ;
<formula>formula see original document page 11</formula> 其中z是常數(shù)
<formula>formula see original document page 11</formula>
在將方程式85插入方程式84后求解方程式84中的Ip皿，得到
(86)
通過將方程式86插入方程式83，將輸出電流表示為下式
<formula>formula see original document page 11</formula> 當(dāng)開關(guān)頻率fs在恒流模式中被調(diào)節(jié)到等于Y V。UT并且常數(shù)W等于Z Y時，方程 式87變?yōu)榉匠淌?9。因此，通過得知跨導(dǎo)放大器69的跨導(dǎo)gm和積分電容器70的電容CINT， 通過產(chǎn)生與輸入電壓VIN成反比的充電極限電壓VaiM，以及通過設(shè)定射極電阻器47的電阻 !^，將輸出電流I。m 39限制至與初級電感Lp無關(guān)的預(yù)定水平。通過當(dāng)跨導(dǎo)電流信號42的 積分電流電壓VIC達到由電流設(shè)定電阻器RISET 46和參考電壓產(chǎn)生器61所確定的充電極限 電壓VCUM時停止接通時間T。N，限制輸出電流39。 圖6是流程圖，顯示一種操作圖3的反激式轉(zhuǎn)換器30的方法的步驟88-98。該方 法通過調(diào)節(jié)初級電感器34的接通時間來控制反激式轉(zhuǎn)換器30的輸出電流I。UT 39和輸出 電壓V。UT。該方法還允許將輸出電流I。UT設(shè)定至與初級電感LP無關(guān)的預(yù)定最高水平。
每一開關(guān)循環(huán)均在電感器開關(guān)1\ 37接通時開始。RS鎖存器55從振蕩器58接收具有導(dǎo)通脈沖的時鐘信號99。當(dāng)RS鎖存器55被該導(dǎo)通脈沖置位時，RS鎖存器55在輸出 引線Q上輸出數(shù)字高電平，并且驅(qū)動器56所輸出的開關(guān)信號100被啟用。在開關(guān)信號100 在圖4中的^時刻被啟用時，電感器開關(guān)1\ 37在^時刻接通，并且初級電感器電流Iw 38 開始通過初級電感器34斜坡上升。從電感器開關(guān)1\ 37的射極流經(jīng)射極電阻器Rp 47的電 流約等于流經(jīng)初級電感器34的電流L 38。流經(jīng)射極電阻器I^ 47的電流以由初級電感器 34的電感Lp和輸入電壓VIN限定的速率線形地斜坡上升。因此，電流檢測信號43的電流檢 測電壓Ves也以與初級電感LP和輸入電壓VIN相關(guān)的速率斜坡上升。在恒壓模式中電流檢 測信號43的電壓Ves達到誤差電壓VEKK。K或在恒流模式中積分電流電壓Vie達到充電極限電 壓VeuM這兩個時刻中較早的一個時刻，電感器開關(guān)1\ 37斷開。
恒流樽式 在第一步驟88中，在電流檢測焊盤CS 64上接收射極電阻器47兩端的電流檢測 電壓Vcs。電流檢測信號43的電流檢測電壓Vcs根據(jù)方程式76指示流經(jīng)初級電感器34的 電流38。 在步驟89中，跨導(dǎo)放大器69接收電流檢測信號43的電流檢測電壓Vcs，并輸出跨 導(dǎo)電流信號42的跨導(dǎo)電流。 在步驟90中，對跨導(dǎo)放大器69輸出的跨導(dǎo)電流進行積分，以產(chǎn)生積分電流電壓 VIC。在振蕩器58產(chǎn)生用于起動初級電感器電流38的導(dǎo)通脈沖之前，閉合電流積分器51的 開關(guān)71，使積分電容器C皿70放電。當(dāng)RS鎖存器55被置位并在輸出引線Q上輸出數(shù)字高 電平時，放電信號IOI被禁用(deassert)，從而斷開開關(guān)71。因此，在初級電感器34的接 通時間中，跨導(dǎo)放大器69輸出的跨導(dǎo)電流在積分電容器CINT 70上積聚為積分電流電壓VIC。
在步驟91中，參考電壓產(chǎn)生器61按照方程式85產(chǎn)生與輸入電壓V^成反比的充 電極限電壓V^M。參考電壓產(chǎn)生器61從反饋焊盤FB 65接收反饋信號44。反饋電壓產(chǎn)生 器61利用反饋信號44的電壓VFB確定輸入電壓VIN。輔助電感器36的帶點端上的電壓VAUX 等于初級電感器34的帶點端上的電壓VP乘以匝數(shù)比NA/NP。初級電感器34直接耦合到反 激式轉(zhuǎn)換器30的輸入端。因此， VAUX = VIN NA/NP。 (105) 其中Rl和R2是分壓電阻器網(wǎng)絡(luò)48的兩個電阻器的電阻。反饋信號檢測器102 檢測反饋信號44的反饋電壓VFB何時開始崩潰并且在t4時刻振鈴(ring)。反饋信號檢測 器102在^時刻向參考電壓產(chǎn)生器61輸出反饋電壓V^。充電極限電壓VcuM和因而預(yù)定最 大輸出電流I。UT是通過調(diào)節(jié)電流設(shè)定電阻器RISET 46的電阻進行設(shè)定。參考電壓產(chǎn)生器61 利用電流設(shè)定電阻器RISET 46兩端的電壓降和反饋電壓VFB來產(chǎn)生充電極限電壓VCUM。
在步驟92中，將第一比較器52的非反相輸入引線上存在的積分電流電壓VK與參 考電壓產(chǎn)生器61產(chǎn)生的充電極限電壓V^M相比較。 在步驟93中，通過在積分電流電壓VK達到充電極限電壓VaiM時使初級電感器電 流I > 38停止流動，調(diào)節(jié)初級電感器34的接通時間。當(dāng)積分電流電壓Vie達到充電極限電 壓VaiM時，第一比較器52輸出的電流控制信號103變?yōu)楦唠娖健；蜷T54從第一比較器52 接收電流控制信號103和從第二比較器53接收電壓控制信號104。當(dāng)電流控制信號103或電壓控制信號104中的一個首先變?yōu)楦唠娖綍r，或門54輸出的復(fù)位信號105變高。在恒流 模式中，電流控制信號103先于電壓控制信號104變?yōu)楦唠娖?。?dāng)?shù)谝槐容^器52輸出的電 流控制信號103變?yōu)楦唠娖綍r，復(fù)位信號105使RS鎖存器55復(fù)位并結(jié)束接通時間。當(dāng)RS 鎖存器55復(fù)位時，RS鎖存器在輸出引線Q上輸出數(shù)字低電平，開關(guān)信號100在t3時刻被禁 用，并且電感器開關(guān)1\ 37斷開，從而開始斷開時間。在開關(guān)信號100在^時刻被禁用與次 級電感器電流Is開始流動之間存在有限的時間。為簡化圖4中所示的波形圖，未示出在開 關(guān)信號100在t3時刻被禁用后和次級電感器電流Is開始流動的時刻的時滯。
斷開時間一直持續(xù)到變壓器33中存儲的所有能量均傳遞到次級側(cè)為止。當(dāng)電流 不再流經(jīng)任何電感器時，電感器兩端的電壓開始諧振并下降到零。 反激式轉(zhuǎn)換器30以斷續(xù)電流模式工作。因此，在傳遞到次級電感器35的所有能 量均已釋放之后和在電流再次開始通過初級電感器34斜坡上升之前，存在時間間隙。繞組 兩端的電壓正是在從t4到t6的該時間間隙中振鈴。如圖4中所示，時鐘信號99的脈沖之 間的循環(huán)時間長于電流通過初級電感器34斜坡上升和通過次級電感器35斜坡下降期間的 時間。 在步驟94中，RS鎖存器55再次接收振蕩器58所產(chǎn)生的時鐘信號99中的導(dǎo)通脈 沖。時鐘信號99的各脈沖之間的循環(huán)時間是初級電感器34的接通時間的起始點之間的時 間。因此，循環(huán)時間是電感器開關(guān)1\ 37對流過初級電感器34的電流進行開關(guān)的頻率fs的 倒數(shù)。 在步驟95中，利用時鐘信號99調(diào)節(jié)循環(huán)時間。如上文關(guān)于方程式78所述，在恒 流模式中，調(diào)節(jié)開關(guān)頻率fs，使其與輸出電壓V。UT成正比地變化。當(dāng)輸出電流升高到使積分 電流電壓VIC到達充電極限電壓VaiM的程度時，輸出電流受到限制并且輸出電壓下降。
在步驟96中，通過調(diào)節(jié)接通時間和循環(huán)時間，維持輸出電流I。UT 39的恒定大小。 該恒定大小被設(shè)定為所期望的預(yù)定電流限值。對接通時間進行調(diào)節(jié)，當(dāng)積分電流電壓V^到 達充電極限電壓V^M并且電流控制信號103變?yōu)楦唠娖綍r，接通時間結(jié)束。當(dāng)在恒流模式 中因限制輸出電流而致使輸出電壓下降時，開關(guān)頻率fs降低或"折回"，以使輸出電流保持 恒定，如方程式87所示。假如開關(guān)頻率fs不折回并且循環(huán)時間增大，則盡管已對接通時間 進行了調(diào)節(jié)，輸出電流I。UT仍將升高。 在步驟97中，產(chǎn)生其大小與初級電感Lp無關(guān)的輸出電流I。uT 39。輸出電流I。ui 39 的恒定大小所設(shè)定的期望預(yù)定電流限值也是精確的，因為用來確定輸出電流的方法不依賴 于所規(guī)定初級電感LP的精確度。電流積分器51和參考電壓產(chǎn)生器61允許根據(jù)方程式79 中包含的變量來限制輸出電流L。uT 39，所述變量不包括初級電感Lp。因此，甚至在大批量制 造反激式轉(zhuǎn)換器30而使得初級電感LP與規(guī)定大小相差±20%時，也可更一致地獲得規(guī)定 的輸出電流限值。
恒壓模式 在步驟98中，調(diào)節(jié)初級電感器34的接通時間，以在輸出電流I。uT 39低于對應(yīng)于 充電極限電壓VeuM的預(yù)定電流限值的同時，使輸出電壓V。UT保持恒定。
在恒壓模式中，電感器開關(guān)1\ 37也響應(yīng)于在^時刻被啟用的開關(guān)信號100而在 t2時刻接通。當(dāng)電流檢測信號43的電壓Ves達到誤差放大器59所輸出的誤差信號106的 誤差電壓VEKK。K時，電感器開關(guān)1\ 37斷開。誤差電壓VEKK。K指示為獲得反激式轉(zhuǎn)換器30的所調(diào)節(jié)輸出電壓而需要的電流量。當(dāng)被充電的電子用戶裝置上的負荷降低時，會在預(yù)定輸 出電流限值之前達到所調(diào)節(jié)的輸出電壓。因此，可在輸出電流I。m 39達到峰值電流限值之 前在恒流模式中獲得所調(diào)節(jié)的輸出電壓，并且第二比較器53將電流檢測電壓Vcs與誤差信 號106的誤差電壓V腳。R相比較。 當(dāng)電感器開關(guān)1\ 37斷開時，反饋信號43的反饋電壓VFB指示輸出電壓V。UT。輔助 電感器36的帶點端上的電壓VAUX等于次級電感器35的帶點端上的電壓Vs乘以匝數(shù)比NA/ Ns。電壓Vs等于輸出電壓V。uT加上次級側(cè)整流二極管D工40兩端的電壓降V『因此，
VAUX= (V0UT+VD1) 'VNs。 (107)
因此，反饋焊盤65上存在的反饋電壓VFB可表示為
VFB = (V0UT+VD1) NA/NS Vd^+ig 。 (108) 其中Rl和R2是分壓電阻器網(wǎng)絡(luò)48的兩個電阻器的電阻。反饋信號檢測器102 檢測反饋信號44的反饋電壓VFB何時開始崩潰并且在t4時刻振鈴。在t3時刻之后，由于 輔助繞組36的有限電阻，反饋電壓V^在斷開時間中朝零伏特緩慢衰減。反饋信號檢測器 102對反饋信號44開始諧振之前反饋電壓VFB的最后電壓電平進行取樣。在圖4的波形圖 中，為便于圖解說明，夸大了在斷開時間中反饋電壓V^朝零伏特的衰減。反饋信號檢測器 102將在t4時刻所取樣的反饋電壓VFB輸出到誤差放大器59的反相輸入引線。
誤差放大器59輸出的誤差電壓V，。K所具有的大小正比于參考電壓VKEF與在t4時 刻反饋焊盤FB 65上存在的反饋電壓V^之差。在恒壓模式中，控制器IC 31將誤差電壓 VEKK。K設(shè)定成使反饋電壓VFB調(diào)節(jié)到等于參考電壓VKEF。在調(diào)節(jié)過程中，反激式轉(zhuǎn)換器30的 輸出電壓為
脂''
1 + A / ，
、A
從
(109) V0UT= C w
、 厶_/ \ ^ Z 補償網(wǎng)絡(luò)60用于穩(wěn)定誤差電壓VEKK。K并補償誤差信號106與開關(guān)信號51之間的 相移。誤差放大器59是跨導(dǎo)放大器，因為其接收輸入電壓差值并輸出與該差值成正比的 電流。誤差放大器59輸出誤差信號106，誤差信號106的電流流到補償網(wǎng)絡(luò)60的電容器 73-74上并產(chǎn)生誤差電壓VEKK0K。 控制器IC 31的所有元件均由電源焊盤VDD 67供電。為簡明起見，在圖5中僅顯 示通往第一比較器52的電源線。在電源焊盤VDD 67上接收的電壓在用于對控制器IC 31 供電之前通過內(nèi)部偏壓電流進行調(diào)節(jié)。 圖7是波形圖，顯示當(dāng)反激式轉(zhuǎn)換器300對裝置進行充電時，在多個開關(guān)周期(循 環(huán)編號為3-11)中的初級電感器電流(IJ38、流過次級電感器35的電流(Is)和反饋信號 (VFB) 44。這些波形圖解說明反激式轉(zhuǎn)換器30在圖6方法的步驟96中如何調(diào)節(jié)接通時間和 循環(huán)時間(以及開關(guān)頻率f》，以便維持恒定的輸出電流I?！航油〞r間被調(diào)節(jié)成使積分電 流電壓VIC等于充電極限電壓VaiM。(為便于圖解說明，將初級電感器電流38與充電極 限電壓VCUM以及與誤差電壓VEKK。K進行比較。) 當(dāng)反激式轉(zhuǎn)換器30對裝置進行充電并且輸出電壓V。UT在恒流模式中增大時，循環(huán) 時間減小，以使輸出電流I。UT保持恒定。圖7顯示在反饋信號44的電壓VFB較低時的開關(guān) 循環(huán)A長于在反饋電壓VFB較高時的開關(guān)周期B。較短的開關(guān)周期B對應(yīng)于較高的開關(guān)頻 率fs。
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圖7的波形還顯示反激式轉(zhuǎn)換器30在圖6的方法的步驟98中如何調(diào)節(jié)接通時 間，以維持恒定的輸出電壓V?！涸诤銐耗Ｊ街?，控制器IC 31調(diào)節(jié)接通時間，使初級電感器 電流L 38的每一脈沖的峰值維持恒定的輸出電壓V?！寒?dāng)被充電裝置從循環(huán)8進行到循 環(huán)11并且接近完全充電狀態(tài)時，輸出電壓V。UT接近預(yù)定最大輸出電壓。圖7顯示為了在接 近參考電壓時減小流過初級電感器34的峰值電流，脈沖寬度D短于脈沖寬度C?？刂破鱅C 31調(diào)節(jié)接通時間，使取樣反饋電壓VFB等于參考電壓VKEF。 圖8是在恒流模式和恒壓模式中流過次級電感器35的峰值電流隨時間變化的曲 線圖。每一峰值均近似表示反激式轉(zhuǎn)換器30在一個開關(guān)循環(huán)中輸出的電流。開關(guān)循環(huán)編 號3-11對應(yīng)于圖7中具有相同編號的開關(guān)循環(huán)。例如，在電池的正常充電順序中，充電過 程以恒流模式在循環(huán)#1中開始并在循環(huán)#9中進入恒壓模式。在電池開始充電時的開始階 段，反激式轉(zhuǎn)換器30的負載最重。該負載試圖拉動大于預(yù)定輸出電流限值的電流，并且反 激式轉(zhuǎn)換器30在恒流模式中限制輸出電流。隨著電池充電的進行和負載的減小，反激式轉(zhuǎn) 換器30在循環(huán)#8之后減小峰值電流，以維持恒定電壓。 當(dāng)充電狀態(tài)遠離循環(huán)ft9的恒壓狀態(tài)時，預(yù)定峰值電流限值Ip^遠離負載試圖拉動 的初級電感器電流L 38的水平。因此，為保持在預(yù)定峰值電流限值I皿內(nèi)，必須更大地降 低開關(guān)頻率fs。圖8顯示循環(huán)時間從循環(huán)#8到循環(huán)#1增大。 圖9是反激式轉(zhuǎn)換器30的輸出電壓一輸出電流曲線圖。沿該曲線的數(shù)字對應(yīng)于 圖8所示各循環(huán)的峰值電流。正常充電過程開始于點#1并進行到點#17。當(dāng)輸出電壓下降 到由虛線表示的故障閾值以下時，出現(xiàn)故障狀態(tài)。當(dāng)輸出電壓下降到故障閾值以下時，反饋 焊盤65上存在的反饋電壓VFB下降到欠電壓閉鎖斷開閾值以下，并且開關(guān)操作停止。
當(dāng)反激式轉(zhuǎn)換器30進入恒壓模式時，在積分電流電壓VK達到充電極限電壓VCUM 之前，電流檢測信號43的電壓Vcs達到誤差電壓VEKK。K。當(dāng)充電過程在恒壓模式中從點#9進 行到點#17時，循環(huán)時間保持恒定，并且初級電感器電流Iw38的峰值電平減小以維持恒定 的輸出電壓。當(dāng)充電過程在恒流模式中從點#1進行到點#8時，初級電感器電流^ 38的 預(yù)定限值保持恒定，并且循環(huán)時間減小(開關(guān)頻率fs增大)，因為維持預(yù)定電流限值所需的 頻率折回較小。 盡管出于說明目的，上文結(jié)合某些具體實施例來說明本發(fā)明，然而本發(fā)明并不僅 限于此。相應(yīng)地，可在不脫離權(quán)利要求書所述本發(fā)明范圍的條件下對所述實施例的各種特 征實施各種修改、改動和組合。
權(quán)利要求
一種方法，其特征在于，其包括接收電流檢測電壓，所述電流檢測電壓指示流經(jīng)電源轉(zhuǎn)換器的電感器的電感器電流，所述電感器具有電感，并且所述電源轉(zhuǎn)換器輸出輸出電流；從所述電流檢測電壓產(chǎn)生跨導(dǎo)電流；和通過對所述跨導(dǎo)電流進行積分，產(chǎn)生其大小與所述電感無關(guān)的所述輸出電流。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電感器電流在接通時間中流經(jīng)所述電 感器，所述電感器電流在斷開時間中不流經(jīng)所述電感器，并且所述接通時間加上所述斷開 時間等于循環(huán)時間，所述方法還包括通過對所述跨導(dǎo)電流進行積分，調(diào)節(jié)所述接通時間； 產(chǎn)生時鐘信號；利用所述時鐘信號調(diào)節(jié)所述循環(huán)時間；禾口通過調(diào)節(jié)所述接通時間和所述循環(huán)時間，使所述輸出電流的大小維持恒定。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換器具有輸入電壓，所述方法還 包括通過對所述跨導(dǎo)電流進行積分，產(chǎn)生積分電流電壓； 產(chǎn)生與所述輸入電壓成反比的充電極限電壓； 將所述積分電流電壓與所述充電極限電壓相比較；禾口當(dāng)所述積分電流電壓達到所述充電極限電壓時，停止使所述電感器電流流經(jīng)所述電感器。
4. 一種方法，其特征在于，其包括利用流經(jīng)電源轉(zhuǎn)換器的初級電感器的電感器電流，產(chǎn)生電流檢測電壓，所述電源轉(zhuǎn)換 器輸出輸出電流；利用所述電流檢測電壓產(chǎn)生跨導(dǎo)電流； 通過對所述跨導(dǎo)電流進行積分，產(chǎn)生積分電流電壓； 將所述積分電流電壓與充電極限電壓相比較；禾口當(dāng)所述積分電流電壓達到所述充電極限電壓時，停止使所述電感器電流流經(jīng)所述初級 電感器，通過使所述電感器電流停止流經(jīng)所述初級電感器來控制所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電 流。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，其還包括 產(chǎn)生時鐘信號；禾口利用所述時鐘信號，起動流經(jīng)所述初級電感器的所述電感器電流。
6. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述電感器電流在電感器開關(guān)的接通時間 中流經(jīng)所述初級電感器，并且所述初級電感器具有電感，所述方法還包括利用所述積分電流電壓，產(chǎn)生開關(guān)信號；禾口利用所述開關(guān)信號，調(diào)節(jié)所述電感器開關(guān)的接通時間，使得盡管所述初級電感器的電 感變化，所述輸出電流仍保持恒定在所述預(yù)定電流限值。
7. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述電感器電流在電感器開關(guān)的接通時間 中流經(jīng)所述初級電感器，并且在所述接通時間中將所述積分電流電壓與所述充電極限電壓 相比較。
8. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述電感器電流在電感器開關(guān)的接通時間 中流經(jīng)所述初級電感器，并且所述電感器電流在所述電感器開關(guān)的斷開時間中不流經(jīng)所述初級電感器，所述方法還包括利用在所述斷開時間中從所述電源轉(zhuǎn)換器的輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出的反饋電壓， 產(chǎn)生誤差電壓；禾口將所述電流檢測電壓與所述誤差電壓相比較。
9. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換器是反激式轉(zhuǎn)換器。
10. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換器具有輔助電感器并輸出輸 出電壓，所述電源轉(zhuǎn)換器具有在IC封裝內(nèi)的控制器集成電路，并且所述IC封裝具有反饋弓I 腳、電流檢測引腳和基極引腳，所述方法還包括在所述反饋引腳上接收從所述輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出的反饋電壓； 利用所述反饋電壓，確定所述輸出電壓； 在所述電流檢測引腳上接收所述電流檢測電壓； 利用所述電流檢測電壓，確定所述輸出電流；禾口利用所述電流檢測電壓，在所述基極引腳上產(chǎn)生開關(guān)信號，當(dāng)所述開關(guān)信號被啟用時， 所述電感器電流開始流經(jīng)所述初級電感器，并且當(dāng)所述開關(guān)信號被禁用時，所述電感器電 流停止流經(jīng)所述初級電感器。
11. 一種電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其包括電感器，在接通時間期間，流經(jīng)所述電感器的電感器電流斜坡上升，并且在斷開時間期 間，所述電感器電流不流經(jīng)所述電感器；電流積分器，接收電流檢測電壓并輸出積分電流電壓；禾口比較器，通過將所述積分電流電壓與充電極限電壓相比較而產(chǎn)生電流控制信號，當(dāng)所 述電流控制信號被啟用時，所述接通時間結(jié)束并且所述斷開時間開始。
12. 如權(quán)利要求11所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述電流積分器利用所述電流檢 測電壓產(chǎn)生跨導(dǎo)電流，并且所述電流積分器通過對所述跨導(dǎo)電流進行積分來產(chǎn)生所述積分 電流電壓。
13. 如權(quán)利要求11所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其還包括 振蕩器，其產(chǎn)生時鐘信號，所述時鐘信號起動所述接通時間。
14. 如權(quán)利要求13所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述接通時間加上所述斷開時間 等于循環(huán)時間，并且通過利用所述電流控制信號調(diào)節(jié)所述接通時間和利用所述時鐘信號調(diào) 節(jié)所述循環(huán)時間，維持恒定的輸出電流。
15. 如權(quán)利要求11所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換器以恒流模式工作， 所述電源轉(zhuǎn)換器還包括電感器開關(guān)，所述電感器開關(guān)由開關(guān)信號進行控制，在所述恒流模式中，當(dāng)所述電流控 制信號被啟用時，所述開關(guān)信號斷開所述電感器開關(guān)。
16. 如權(quán)利要求ll所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換器以斷續(xù)導(dǎo)電模式 工作。
17. 如權(quán)利要求11所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述電感器具有電感，所述電源轉(zhuǎn) 換器輸出輸出電流，并且所述電流控制信號調(diào)節(jié)所述接通時間，使得盡管所述電感變化，所述輸出電流也不超過預(yù)定電流限值。
18. 如權(quán)利要求11所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其還包括在IC封裝內(nèi)的控制器集成電路，所述IC封裝具有電流檢測引腳和基極引腳；禾口 具有集電極、基極和射極的電感器開關(guān)，所述集電極耦接到所述電感器，所述基極耦接 到所述基極引腳，并且所述射極耦接到所述電流檢測引腳。
19. 如權(quán)利要求11所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其還包括 電阻器網(wǎng)絡(luò)；禾口輔助電感器，所述IC封裝具有反饋引腳，并且所述輔助電感器通過所述電阻器網(wǎng)絡(luò)耦 接到所述反饋引腳。
20. —種電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其包括電感器，其具有電感，在接通時間期間，電感器電流經(jīng)過所述電感器斜坡上升，并且所 述電源轉(zhuǎn)換器輸出輸出電流；禾口積分裝置，對電流進行積分，以調(diào)節(jié)所述接通時間，使得盡管所述電感變化，所述輸出 電流也不超過預(yù)定電流限值。
21. 如權(quán)利要求20所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，在斷開時間期間所述電感器電流 不流經(jīng)所述電感器，所述接通時間加上所述斷開時間等于循環(huán)時間，并且所述電源轉(zhuǎn)換器 通過調(diào)節(jié)所述接通時間和所述循環(huán)時間而維持恒定輸出電流。
22. 如權(quán)利要求20所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述裝置通過對所述電流進行積 分來產(chǎn)生積分電流電壓，所述電源轉(zhuǎn)換器還包括比較器，用于將所述積分電流電壓與充電極限電壓相比較，當(dāng)所述積分電流電壓達到 所述充電極限電壓時，所述電感器電流停止經(jīng)過所述電感器斜坡上升。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種控制反激式轉(zhuǎn)換器輸出電流的方法及其相關(guān)電源轉(zhuǎn)換器，調(diào)節(jié)流經(jīng)反激式轉(zhuǎn)換器的初級電感器的電流的接通時間和循環(huán)時間，以產(chǎn)生恒定輸出電流和恒定輸出電壓。即使使用其電感偏離規(guī)定大小的電感器，也可獲得所期望的輸出電流限值。該方法包括接收電流檢測電壓，所述電流檢測電壓指示流經(jīng)電源轉(zhuǎn)換器的電感器的電感器電流，所述電感器具有電感，并且所述電源轉(zhuǎn)換器輸出輸出電流；從所述電流檢測電壓產(chǎn)生跨導(dǎo)電流；和通過對所述跨導(dǎo)電流進行積分，產(chǎn)生其大小與所述電感無關(guān)的所述輸出電流。
文檔編號H02M7/537GK101795073SQ20091016036
公開日2010年8月4日 申請日期2009年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月5日
發(fā)明者羊建 申請人:技領(lǐng)半導(dǎo)體(上海)有限公司;技領(lǐng)半導(dǎo)體股份有限公司