專利名稱：具有自舉電路激勵(lì)器的數(shù)字裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制電力應(yīng)用的數(shù)字裝置，且更特定來說，本發(fā)明涉及在用數(shù)字 裝置起始電力應(yīng)用的控制之前給所述數(shù)字裝置加電。
背景技術(shù)：
數(shù)字裝置用在電力應(yīng)用中以控制電力供應(yīng)、驅(qū)動(dòng)熒光燈及控制熒光燈的光亮度、 無刷直流電動(dòng)機(jī)速度及方向等等。然而，在開始用數(shù)字裝置控制電力應(yīng)用之前，必須給數(shù)字 裝置加電，并將所述數(shù)字裝置初始化為穩(wěn)定操作狀態(tài)。一般用自舉電力供應(yīng)器(也稱為偏 壓供應(yīng)器)給現(xiàn)有技術(shù)的控制裝置加電。傳統(tǒng)上，已用數(shù)字裝置外部的離散組件或功能特 定模擬電路來實(shí)施自舉電力供應(yīng)器。舉例來說，為數(shù)字地控制電力供應(yīng)應(yīng)用，電源必須在電 力供應(yīng)的實(shí)際控制及操作發(fā)生之前將穩(wěn)定電力提供給數(shù)字裝置。這需要許多額外外部組件 以建立自舉或偏壓電力供應(yīng)器，以僅用于在數(shù)字裝置可承擔(dān)電力應(yīng)用的控制之前給數(shù)字裝 置加電并初始化數(shù)字裝置。發(fā)明內(nèi)容
通過在數(shù)字裝置通電復(fù)位(POR)之后，用內(nèi)部振蕩器從所述數(shù)字裝置產(chǎn)生固定工 作周期信號而解決前面所提到的問題，并實(shí)現(xiàn)其它及進(jìn)一步的益處。在通常用于PWM控制 信號的信號引腳上輸出此固定工作周期信號。所述固定工作周期信號用于激勵(lì)電力應(yīng)用的 電壓產(chǎn)生電路，使得可從電力產(chǎn)生電路獲得電力以給數(shù)字裝置加電，進(jìn)而可開始正常操作。 一旦數(shù)字裝置已被加電并經(jīng)初始化，數(shù)字裝置就切換到電力應(yīng)用的正常操作及控制。
根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例實(shí)施例，一種具有用于將其起動(dòng)的自舉激勵(lì)器的電力系統(tǒng) 包括功率電感器，其具有功率線圈及輔助線圈；功率晶體管，其連接到所述功率線圈，且 所述功率線圈及功率晶體管連接到直流電源，其中當(dāng)所述功率晶體管接通及關(guān)斷時(shí)，在所 述功率電感器中產(chǎn)生變動(dòng)磁通量，其導(dǎo)致所述功率線圈及所述輔助線圈中產(chǎn)生交流電壓； 驅(qū)動(dòng)器晶體管，其連接到所述功率晶體管并控制所述功率晶體管；數(shù)字裝置，其具有連接到 用于控制其的驅(qū)動(dòng)器晶體管的輸出；低壓差電壓調(diào)節(jié)器，其將電力供應(yīng)到所述數(shù)字裝置； 起動(dòng)電力電路，其耦合到所述直流電源，所述起動(dòng)電力電路將起動(dòng)電壓供應(yīng)到所述低壓差 電壓調(diào)節(jié)器及所述驅(qū)動(dòng)器晶體管；及功率整流器，其耦合到所述輔助線圈，其中所述功率整 流器將操作電壓供應(yīng)到所述低壓差電壓調(diào)節(jié)器及所述驅(qū)動(dòng)器晶體管；其中當(dāng)所述起動(dòng)電力 電路正供應(yīng)所述起動(dòng)電壓時(shí)，所述數(shù)字裝置的輸出以恒定頻率供應(yīng)控制信號，且當(dāng)所述功 率整流器正供應(yīng)所述操作電壓時(shí)，所述數(shù)字裝置的輸出供應(yīng)脈寬調(diào)制(PWM)控制信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一特定實(shí)例實(shí)施例，一種具有用于將其起動(dòng)的自舉激勵(lì)器的電力 系統(tǒng)包括功率電感器，其具有功率線圈及輔助線圈，所述輔助線圈具有第一及第二輸出電 壓，其中所述第一輸出電壓大于所述第二輸出電壓；功率晶體管，其連接到所述功率線圈， 且所述功率線圈及功率晶體管連接到直流電源，其中當(dāng)所述功率晶體管接通及關(guān)斷時(shí)，在 所述功率電感器中產(chǎn)生變動(dòng)磁通量，其導(dǎo)致功率線圈及分接輔助線圈中產(chǎn)生交流電壓；驅(qū)動(dòng)器晶體管，其連接到所述功率晶體管并控制所述功率晶體管；數(shù)字裝置，其具有連接到用 于控制其的驅(qū)動(dòng)器晶體管的輸出；低壓差電壓調(diào)節(jié)器，其將電力供應(yīng)到所述數(shù)字裝置；起 動(dòng)電力電路，其耦合到所述直流電源，所述起動(dòng)電力電路將起動(dòng)電壓供應(yīng)到所述低壓差電 壓調(diào)節(jié)器及所述驅(qū)動(dòng)器晶體管；及第一功率整流器，其連接到所述輔助線圈第一電壓，其 中所述第一功率整流器將第一操作電壓供應(yīng)到所述驅(qū)動(dòng)器晶體管；及第二功率整流器，其 連接到所述輔助線圈第二電壓，其中所述第二功率整流器將第二操作電壓供應(yīng)到所述低壓 差電壓調(diào)節(jié)器；其中當(dāng)所述起動(dòng)電力電路正供應(yīng)所述起動(dòng)電壓時(shí)，所述數(shù)字裝置的輸出以 恒定頻率供應(yīng)控制信號，且當(dāng)所述第一及第二功率整流器分別正供應(yīng)第一及第二操作電壓 時(shí)，所述數(shù)字裝置的所述輸出供應(yīng)脈寬調(diào)制(PWM)控制信號。


可通過參考結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述而獲取對本發(fā)明揭示內(nèi)容的更全面理解，在 附圖中
圖1說明根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例實(shí)施例的由數(shù)字裝置控制的電力應(yīng)用的示意圖2說明圖1的數(shù)字裝置的更詳細(xì)示意圖3說明根據(jù)本發(fā)明的另一特定實(shí)例實(shí)施例的由數(shù)字裝置控制的電力應(yīng)用的示 意圖；以及
圖4說明圖3的數(shù)字裝置的更詳細(xì)示意圖。
雖然本發(fā)明容許有各種修改方案及替代形式，但圖式中已顯示本發(fā)明的若干特定 實(shí)例實(shí)施例且在本文中加以詳述。然而，應(yīng)理解，本文中若干特定實(shí)例實(shí)施例的描述無意將 本發(fā)明限于本文中所揭示的特定形式，相反，本發(fā)明將涵蓋如由所附權(quán)利要求書界定的全 部修改方案及等效物。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參考圖式而示意性地說明若干特定實(shí)例實(shí)施例的細(xì)節(jié)。將以相同編號表示圖 式中的相同元件，且將以具有不同小寫字母下標(biāo)的相同編號表示類似元件。
參考圖1，所描繪的是根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例實(shí)施例的由數(shù)字裝置控制的電力應(yīng) 用的示意圖。所述電力應(yīng)用可為(舉例來說，但不限于)電力供應(yīng)器、熒光燈驅(qū)動(dòng)器(全亮 度及調(diào)光亮度控制件)、無刷直流電動(dòng)機(jī)速度及方向控制等等。當(dāng)在電源節(jié)點(diǎn)122(+VDC)及 128(-VDC)處施加高壓電力時(shí)，跨電容器126的電壓根據(jù)電阻器124及電容器126的時(shí)間常 數(shù)而升高，直至達(dá)到齊納二極管120的擊穿電壓(例如15VDC)為止。來自電阻器124的給 電容器126充電的DC電壓被用作低電流偏壓電壓(Vbias)，并且被施加到低壓差(LDO)電 壓調(diào)節(jié)器118及驅(qū)動(dòng)器晶體管114 (例如場效晶體管(FET))。在數(shù)字裝置116的起動(dòng)/穩(wěn) 定及正常操作兩者期間，LDO電壓調(diào)節(jié)器118將適當(dāng)電壓供應(yīng)到數(shù)字裝置116，如下文中更 完全所述。數(shù)字裝置116可為(舉例來說，但不限于)微處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專 用集成電路(ASIC)、可編程邏輯陣列(PLA)及現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等等。
數(shù)字裝置116將驅(qū)動(dòng)信號(例如脈寬調(diào)制(PWM)信號)從節(jié)點(diǎn)182供應(yīng)到控制功 率晶體管112 (例如功率FET)的FET驅(qū)動(dòng)器晶體管114。功率FET 112基于來自驅(qū)動(dòng)器晶 體管114的控制而接通及斷開，并致使感應(yīng)誘發(fā)的交流(AC)電壓積聚且在功率電感器102中產(chǎn)生。功率電感器102可包括功率線圈104及輔助線圈106。功率電感器102可為切換 電力供應(yīng)器、具有或不具有光亮度控制的熒光燈驅(qū)動(dòng)器或無刷直流電動(dòng)機(jī)的定子線圈(為 清晰起見，僅展示一者)的一部分。結(jié)合功率FET 112接通及關(guān)斷，電感器102的功率線圈 104 (例如，磁芯上的繞組)產(chǎn)生跨輔助線圈106 (例如，所述磁芯上的另一繞組)誘發(fā)AC電 壓的磁通量。來自輔助線圈106的AC電壓用二極管110整流以產(chǎn)生用電容器126平滑的 脈動(dòng)DC電壓。在圖1的電力電路的起動(dòng)及正常操作兩者期間，來自二極管110的經(jīng)整流電 壓通過LDO調(diào)節(jié)器118將電力提供到驅(qū)動(dòng)器晶體管114及數(shù)字裝置116。然而，在功率FET 112可開始接通及關(guān)斷之前，數(shù)字裝置116必須將控制信號供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)器晶體管114，驅(qū)動(dòng) 器晶體管114繼而控制功率FET 112的接通及關(guān)斷操作。然而，在功率FET 112開始接通 及關(guān)斷之前，由數(shù)字裝置116使用來自電阻器124的低電流偏壓電壓來初始化數(shù)字裝置116 的適當(dāng)操作，且供應(yīng)獨(dú)立PWM信號以用于在電力應(yīng)用的起動(dòng)期間控制驅(qū)動(dòng)器晶體管114，及 以便初始化功率FET 112的切換操作。一旦數(shù)字裝置116已經(jīng)適當(dāng)初始化并準(zhǔn)備好進(jìn)行正 常操作，就用電力應(yīng)用的電路的正常操作期間所使用的PWM控制信號取代此獨(dú)立PWM信號。
現(xiàn)在參考圖2，所描繪的是圖1的數(shù)字裝置的更詳細(xì)示意圖。數(shù)字裝置116可包 括PWM產(chǎn)生器242，其具有連接到多路復(fù)用器240的一個(gè)輸入的輸出；自舉振蕩器256 ;觸 發(fā)器246 ；自舉計(jì)數(shù)器254 ;電流感測比較器248 ;電壓感測比較器264 ;電壓參考266，例如 帶隙電壓參考；與門邏輯，例如“與”門244及258、“或”門250及反相器252,260及262。 自舉振蕩器256提供用于驅(qū)動(dòng)晶體管驅(qū)動(dòng)器114的控制信號，例如PWM。多路復(fù)用器240的 輸出連接到數(shù)字裝置116的外部節(jié)點(diǎn)182，并為驅(qū)動(dòng)器晶體管114 (圖1)供應(yīng)PWM控制信 號。用于數(shù)字裝置116的操作的電壓供應(yīng)到數(shù)字裝置116的另一外部節(jié)點(diǎn)180。通電復(fù)位 (POR)起初被置位為邏輯高，并使包含自舉計(jì)數(shù)器254的整個(gè)數(shù)字裝置116處于復(fù)位狀態(tài) (例如經(jīng)由“或”門250而到系統(tǒng)復(fù)位邏輯)。帶隙電壓參考266可為(舉例來說，但不限 于)約200毫伏。
當(dāng)節(jié)點(diǎn)180處的Vbs感測電壓足以用于數(shù)字裝置116的適當(dāng)操作(如由電壓感測 比較器264所確定)時(shí)，啟用自舉振蕩器256，PWM啟用處于邏輯低，且已解除置位通電復(fù)位 (POR)(處于邏輯低)。自舉振蕩器256可在固定頻率下(例如100到200kHz)運(yùn)行，在啟 用時(shí)自由運(yùn)行電阻器-電容器(RC)振蕩器。來自自舉振蕩器256的輸出通過“與”門244 而傳遞到多路復(fù)用器240的輸入。當(dāng)PWM啟用處于邏輯低時(shí)，多路復(fù)用器240將PWM信號 從“與”門244耦合到控制晶體管驅(qū)動(dòng)器114的PWM輸出節(jié)點(diǎn)182。
如果電流電平超過起動(dòng)條件下的可接受極限，那么觸發(fā)器246將致使“與”門244 切斷來自自舉振蕩器256的輸出。由電流感測比較器248監(jiān)視此電流極限，當(dāng)超過此起動(dòng) 配置的電流極限時(shí)，電流感測比較器248使觸發(fā)器246保持清零(Q輸出處于邏輯低)。
自舉振蕩器256繼續(xù)運(yùn)行，從而將PWM控制信號供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)器晶體管114，直到自 舉計(jì)數(shù)器254 “超時(shí)”并且在“或”門250的輸入置位邏輯高為止。自舉計(jì)數(shù)器254計(jì)數(shù)直 到將足夠數(shù)量的PWM脈沖發(fā)送到包括驅(qū)動(dòng)器晶體管114、功率FET 112及電感器102的電 力產(chǎn)生電路為止。一旦自舉計(jì)數(shù)器254計(jì)數(shù)到“超時(shí)”且解除置位POR信號及“欠壓復(fù)位 (brown-out on reset) ” (BOR)信號(邏輯低)，數(shù)字裝置116及任何其它電力應(yīng)用電路就 啟用，且所有電路進(jìn)入正常操作，例如通過數(shù)字裝置116將PWM啟用設(shè)定為邏輯高，且PWM 產(chǎn)生器242現(xiàn)在控制晶體管驅(qū)動(dòng)器114的操作。在數(shù)字裝置116的正常操作期間，自舉振蕩器256通過來自“與”門258的輸出(處于邏輯低)而停用?？深A(yù)期且在本發(fā)明的范圍內(nèi)， 其它邏輯電路設(shè)計(jì)可同樣有效，且將易于為熟悉數(shù)字電路設(shè)計(jì)且受益于本發(fā)明的一般技術(shù) 人員所理解。
參考圖3，所描繪的是根據(jù)本發(fā)明的另一特定實(shí)例實(shí)施例的由數(shù)字裝置控制的 電力應(yīng)用的示意圖。所述電力應(yīng)用可為(舉例來說，但不限于)電力供應(yīng)器、熒光燈驅(qū) 動(dòng)器(全亮度及調(diào)光亮度控制)、無刷直流電動(dòng)機(jī)速度及方向控制等等。當(dāng)在電源節(jié)點(diǎn) 122(+VDC)及128(-VDC)處施加高壓電力時(shí)，跨電容器126的電壓根據(jù)電阻器124及電容器 126的時(shí)間常數(shù)而升高，直到達(dá)到齊納二極管120的擊穿電壓(例如15VDC)為止。給電容 器126充電的來自電阻器124的DC電壓用作低電流偏壓電壓(Vbias)，并且被施加到低壓 差(LDO)電壓調(diào)節(jié)器118，且經(jīng)由二極管336而施加到驅(qū)動(dòng)器晶體管114(例如，場效晶體 管(FET))。在數(shù)字裝置116的起動(dòng)/穩(wěn)定及正常操作兩者期間，LDO電壓調(diào)節(jié)器118將適 當(dāng)電壓供應(yīng)到數(shù)字裝置116，如下文中更全面描述。來自電阻器124并且經(jīng)由二極管336提 供的電壓具有剛好足夠的電流源送能力以起動(dòng)數(shù)字裝置，且將足夠電壓供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)器晶體 管以便開始功率FET 112的接通及關(guān)斷，進(jìn)而在線圈306上產(chǎn)生感應(yīng)誘發(fā)電壓。數(shù)字裝置 316可為(舉例來說，但不限于)微處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、 可編程邏輯陣列(PLA)及現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等等。
數(shù)字裝置316將驅(qū)動(dòng)信號(例如脈寬調(diào)制(PWM)信號)從節(jié)點(diǎn)382供應(yīng)到控制功 率晶體管112 (例如功率FET)的FET驅(qū)動(dòng)器晶體管114。功率FET 112基于來自驅(qū)動(dòng)器晶 體管114的控制而接通及斷開，并致使感應(yīng)誘發(fā)的交流(AC)電壓在功率電感器302中積 聚和產(chǎn)生。功率電感器302可包括功率線圈304及輔助線圈306。電感器302可為切換電 力供應(yīng)器、具有或不具有光亮度控制的熒光燈驅(qū)動(dòng)器或無刷直流電動(dòng)機(jī)的定子線圈(為清 晰起見，僅展示一者)的一部分。結(jié)合功率FET 112接通及關(guān)斷，電感器302的功率線圈 304 (例如磁芯上的繞組)可產(chǎn)生跨輔助線圈306 (例如所述磁芯上的一個(gè)分接繞組或兩個(gè) 單獨(dú)繞組)而誘發(fā)AC電壓的磁通量。
起初，電壓經(jīng)由電阻器124及二極管336而供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)器晶體管114。接著，一旦 從輔助線圈306取得AC電壓，二極管110就整流所述AC電壓以產(chǎn)生在稍后起動(dòng)及正常操 作期間用于為驅(qū)動(dòng)器晶體管114供電的DC電壓。輔助線圈306或單獨(dú)線圈上的分接頭產(chǎn)生 較低AC電壓，所述AC電壓可通過二極管338而整流為施加到LDO調(diào)節(jié)器118的DC電壓， 以用于在圖3的電力電路的起動(dòng)及正常操作兩者期間為數(shù)字裝置316供電。
然而，在功率FET 112可開始接通及關(guān)斷之前，數(shù)字裝置316必須將控制信號供應(yīng) 到驅(qū)動(dòng)器晶體管114，驅(qū)動(dòng)器晶體管114繼而控制功率FET 112的接通及關(guān)斷操作。由數(shù) 字裝置316使用來自電阻器124的低電流偏壓電壓來初始化數(shù)字裝置316的適當(dāng)操作，且 供應(yīng)獨(dú)立PWM信號以用于在電力應(yīng)用的初始起動(dòng)期間控制驅(qū)動(dòng)器晶體管114。一旦數(shù)字裝 置116已經(jīng)適當(dāng)初始化并準(zhǔn)備好用于正常操作，就在輸出節(jié)點(diǎn)382處用電力應(yīng)用的電路的 正常操作期間所使用的PWM控制信號取代此獨(dú)立PWM信號。包括電阻器332及334的外部 分壓器可用于在外部節(jié)點(diǎn)380處提供Vbias的電壓取樣。
參考圖4，所描繪的是圖3的數(shù)字裝置的更詳細(xì)示意圖。數(shù)字裝置316可包括 PWM產(chǎn)生器442，其具有連接到多路復(fù)用器440的一個(gè)輸入的輸出；自舉振蕩器456 ;—比四 (divide by four)分頻器470 ;觸發(fā)器446 ;解除保持(hold-off)計(jì)數(shù)器454 ;電流感測比較器448 ；電壓感測比較器464 ；電壓參考466，例如具有多個(gè)參考電壓的帶隙電壓參考；及 門邏輯，例如“與”門444,458及468、“或”門450以及反相器452,460及462。自舉振蕩器 456提供用于驅(qū)動(dòng)晶體管驅(qū)動(dòng)器114的控制信號，例如PWM。多路復(fù)用器440的輸出連接到 數(shù)字裝置316的外部節(jié)點(diǎn)382，且為驅(qū)動(dòng)器晶體管114(圖3)供應(yīng)所述PWM控制信號。用于 數(shù)字裝置316的操作的電壓被供應(yīng)到Vdd節(jié)點(diǎn)，且在數(shù)字裝置316的外部節(jié)點(diǎn)380處受到 監(jiān)測。通電復(fù)位(POR)起初被置位為邏輯高，并使包含解除保持計(jì)數(shù)器454的整個(gè)數(shù)字裝 置316處于復(fù)位狀態(tài)(例如經(jīng)由“或”門450而到系統(tǒng)啟用邏輯，未圖示)。帶隙電壓參考 466可具有多個(gè)參考電壓，(舉例來說，但不限于)1. O伏、1. 2伏及2. O伏。
當(dāng)節(jié)點(diǎn)380處的Vbs感測電壓足以用于數(shù)字裝置316的適當(dāng)操作(如由電壓感測 比較器464所確定)，PWM啟用處于邏輯低且通電復(fù)位(POR)已被解除置位(處于邏輯低) 時(shí)，啟用自舉振蕩器456。自舉振蕩器456可以固定頻率(例如400到800kHz)運(yùn)行(在啟 用時(shí)自由運(yùn)行)電阻器-電容器(RC)振蕩器。可用一比四分頻器470將來自自舉振蕩器 456的輸出除以四(例如100到200kHz)。來自一比四分頻器470的輸出通過“與”門444 而傳遞到多路復(fù)用器440的輸入。當(dāng)PWM啟用處于邏輯低時(shí)，多路復(fù)用器440將PWM信號 從“與”門444耦合到控制晶體管驅(qū)動(dòng)器114的PWM輸出節(jié)點(diǎn)382。
如果電流電平超過起動(dòng)條件下的可接受極限，那么觸發(fā)器446將致使“與”門444 切斷PWM輸出。此電流極限由電流感測比較器448監(jiān)視，當(dāng)超過此起動(dòng)配置的電流極限時(shí)， 電流感測比較器448使觸發(fā)器446保持清零(Q輸出處于邏輯低)。
自舉振蕩器456繼續(xù)運(yùn)行，從而將PWM控制信號供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)器晶體管114，直到解 除保持計(jì)數(shù)器454 “超時(shí)”并且在“或”門450的輸入置位邏輯高為止。解除保持計(jì)數(shù)器 454計(jì)數(shù)，直到將足夠數(shù)量的PWM脈沖發(fā)送到包括驅(qū)動(dòng)器晶體管114、功率FET 112及電感 器302的電力產(chǎn)生電路為止。一旦解除保持計(jì)數(shù)器454計(jì)數(shù)到“超時(shí)”，且解除置位POR信 號及“欠壓復(fù)位”(BOR)信號(邏輯低)，數(shù)字裝置316及任何其它電力應(yīng)用電路就啟用，且 所有電路進(jìn)入正常操作，例如，通過數(shù)字裝置316而將PWM啟用設(shè)定為邏輯高，且PWM產(chǎn)生 器器442現(xiàn)在控制晶體管驅(qū)動(dòng)器114的操作。在數(shù)字裝置316的正常操作期間，自舉振蕩 器456通過來自“與”門458的輸出而停用。預(yù)期且在本發(fā)明的范圍內(nèi)，其它邏輯電路設(shè)計(jì) 可同樣有效，且易于為熟悉數(shù)字電路設(shè)計(jì)且受益于本發(fā)明的一般技術(shù)人員所理解。
雖然已參考本發(fā)明的若干實(shí)例實(shí)施例而描繪、描述及定義本發(fā)明的若干實(shí)施例， 但此類參考并非暗示對本發(fā)明的限制且將不推斷有此限制。如熟悉相關(guān)技術(shù)并且受益于本 發(fā)明的一般技術(shù)人員將想到，所揭示的標(biāo)的物在形式及功能上可有許多修改、變更及等效 物。本發(fā)明的所描繪及描述的實(shí)施例僅為實(shí)例，而非本發(fā)明范圍的窮舉。
權(quán)利要求
1.一種電力系統(tǒng)，其具有用于其起動(dòng)的自舉激勵(lì)器，所述電力系統(tǒng)包括 功率電感器，其具有功率線圈及輔助線圈； 功率晶體管，其連接到所述功率線圈，且所述功率線圈及所述功率晶體管連接到直流電源，其中當(dāng)所述功率晶體管接通及關(guān)斷時(shí)，在所述功率電感器中產(chǎn)生變動(dòng)磁通量，其致使所述功率線圈及所述輔助線圈中產(chǎn)生交流電壓； 驅(qū)動(dòng)器晶體管，其連接到所述功率晶體管并控制所述功率晶體管； 數(shù)字裝置，其具有連接到所述驅(qū)動(dòng)器晶體管的輸出以用于對其進(jìn)行控制； 低壓差電壓調(diào)節(jié)器，其將電力供應(yīng)到所述數(shù)字裝置； 起動(dòng)電力電路，其耦合到所述直流電源，所述起動(dòng)電力電路將起動(dòng)電壓供應(yīng)到所述低壓差電壓調(diào)節(jié)器及所述驅(qū)動(dòng)器晶體管；及 功率整流器，其耦合到所述輔助線圈，其中所述功率整流器將操作電壓供應(yīng)到所述低壓差電壓調(diào)節(jié)器及所述驅(qū)動(dòng)器晶體管； 其中當(dāng)所述起動(dòng)電力電路正在供應(yīng)所述起動(dòng)電壓時(shí)，所述數(shù)字裝置的所述輸出以恒定頻率供應(yīng)控制信號，且當(dāng)所述功率整流器正在供應(yīng)所述操作電壓時(shí)，所述數(shù)字裝置的所述輸出供應(yīng)脈寬調(diào)制PWM控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)，其中所述數(shù)字裝置包括 自舉電壓感測電路，其用于感測所述起動(dòng)電壓； 自舉振蕩器，當(dāng)所述自舉電壓感測電路確定所述起動(dòng)電壓高于某一電壓值時(shí)，所述自舉振蕩器以實(shí)質(zhì)上恒定頻率產(chǎn)生信號； 自舉計(jì)數(shù)器，其具有耦合到所述自舉振蕩器的輸入，且將所述自舉振蕩器信號計(jì)數(shù)到預(yù)定值； PWM產(chǎn)生器 '及 多路復(fù)用器，其具有連接到所述PWM產(chǎn)生器的第一輸入、耦合到所述自舉振蕩器的第二輸入，及輸出，當(dāng)所述自舉計(jì)數(shù)器正在計(jì)數(shù)到所述預(yù)定值時(shí)，所述輸出以所述恒定頻率供應(yīng)所述控制信號，且當(dāng)所述自舉計(jì)數(shù)器已計(jì)數(shù)到所述預(yù)定值時(shí)，所述輸出供應(yīng)所述PWM控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括用于在解除置位通電復(fù)位POR信號時(shí)啟用所述自舉振蕩器的POR電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括用于確定通過所述功率晶體管的電流的電流感測電路，其中如果通過所述功率晶體管的所述電流超過預(yù)定值，那么所述電流感測電路在起動(dòng)期間抑制所述自舉振蕩器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)，其中所述起動(dòng)電力電路包括 電阻器； 電容器，其與所述電阻器串聯(lián)連接，其中所述串聯(lián)連接的電阻器及電容器連接到所述直流電源 '及 齊納二極管，其連接在所述電阻器及所述電容器的共同連接處，其中所述起動(dòng)電壓是從所述共同連接供應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力系統(tǒng)，其中當(dāng)所述自舉計(jì)數(shù)器處于所述預(yù)定值時(shí)，解除置位系統(tǒng)復(fù)位信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電力系統(tǒng)，其中在解除置位所述系統(tǒng)復(fù)位信號之后，所述多路復(fù)用器由PWM啟用信號控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)，其中所述功率晶體管是功率場效晶體管FET。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)，其中所述數(shù)字裝置是微控制器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)，其中所述數(shù)字裝置是選自由數(shù)字信號處理器DSP、專用集成電路ASIC、可編程邏輯陣列PLA及現(xiàn)場可編程門陣列FPGA組成的群組。
11.一種電力系統(tǒng)，其具有用于其起動(dòng)的自舉激勵(lì)器，所述電力系統(tǒng)包括 功率電感器，其具有功率線圈及輔助線圈，所述輔助線圈具有第一及第二輸出電壓，其中所述第一輸出電壓大于所述第二輸出電壓； 功率晶體管，其連接到所述功率線圈，且所述功率線圈及所述功率晶體管連接到直流電源，其中當(dāng)所述功率晶體管接通及關(guān)斷時(shí)，在所述功率電感器中產(chǎn)生變動(dòng)磁通量，其致使在所述功率線圈及分接的輔助線圈中產(chǎn)生交流電壓； 驅(qū)動(dòng)器晶體管，其連接到所述功率晶體管且控制所述功率晶體管； 數(shù)字裝置，其具有連接到所述驅(qū)動(dòng)器晶體管的輸出以用于對其進(jìn)行控制； 低壓差電壓調(diào)節(jié)器，其將電力供應(yīng)到所述數(shù)字裝置； 起動(dòng)電力電路，其耦合到所述直流電源，所述起動(dòng)電力電路將起動(dòng)電壓供應(yīng)到所述低壓差電壓調(diào)節(jié)器及所述驅(qū)動(dòng)器晶體管；及 第一功率整流器，其連接到所述輔助線圈第一電壓，其中所述第一功率整流器將第一操作電壓供應(yīng)到所述驅(qū)動(dòng)器晶體管；及 第二功率整流器，其連接到所述輔助線圈第二電壓，其中所述第二功率整流器將第二操作電壓供應(yīng)到所述低壓差電壓調(diào)節(jié)器； 其中當(dāng)所述起動(dòng)電力電路正在供應(yīng)所述起動(dòng)電壓時(shí)，所述數(shù)字裝置的所述輸出以恒定頻率供應(yīng)控制信號，且當(dāng)所述第一及第二功率整流器正在分別供應(yīng)所述第一及第二操作電壓時(shí)，所述數(shù)字裝置的所述輸出供應(yīng)脈寬調(diào)制PWM控制信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電力系統(tǒng)，其中所述數(shù)字裝置包括 自舉電壓感測電路，其用于感測所述起動(dòng)電壓； 自舉振蕩器，當(dāng)所述自舉電壓感測電路確定所述起動(dòng)電壓高于某一電壓值時(shí)，所述自舉振蕩器以實(shí)質(zhì)上恒定頻率產(chǎn)生信號； 解除保持(hold-off)計(jì)數(shù)器，其具有耦合到所述自舉振蕩器的輸入，并將所述自舉振蕩器信號計(jì)數(shù)到預(yù)定值； PWM產(chǎn)生器 '及 多路復(fù)用器，其具有連接到所述PWM產(chǎn)生器的第一輸入、耦合到所述自舉振蕩器的第二輸入，及輸出，當(dāng)所述解除保持計(jì)數(shù)器正在計(jì)數(shù)到所述預(yù)定值時(shí)，所述輸出以所述恒定頻率供應(yīng)所述控制信號，且當(dāng)所述解除保持計(jì)數(shù)器已計(jì)數(shù)到所述預(yù)定值時(shí)，所述輸出供應(yīng)所述PWM控制信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電力系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括用于在解除置位通電復(fù)位POR信號時(shí)啟用所述解除保持振蕩器的POR電路。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電力系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括用于確定通過所述功率晶體管的電流的電流感測電路，其中如果通過所述功率晶體管的所述電流超過預(yù)定值，那么所述電流感測電路在起動(dòng)期間抑制所述自舉振蕩器。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電力系統(tǒng)，其中所述起動(dòng)電力電路包括 電阻器； 電容器，其與所述電阻器串聯(lián)連接，其中所述串聯(lián)連接的電阻器及電容器連接到所述直流電源 '及 齊納二極管，其連接在所述電阻器及所述電容器的共同連接處，其中所述起動(dòng)電壓是從所述共同連接供應(yīng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電力系統(tǒng)，其中當(dāng)所述解除保持計(jì)數(shù)器處于所述預(yù)定值時(shí)，置位系統(tǒng)啟用信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電力系統(tǒng)，其中在置位所述系統(tǒng)啟用信號之后，所述多路復(fù)用器由PWM啟用信號控制。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電力系統(tǒng)，其中所述功率晶體管是功率場效晶體管FET。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電力系統(tǒng)，其中所述數(shù)字裝置是微控制器。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電力系統(tǒng)，其中所述數(shù)字裝置選自由數(shù)字信號處理器DSP、專用集成電路ASIC、可編程邏輯陣列PLA及現(xiàn)場可編程門陣列FPGA組成的群組。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電力系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括連接在所述自舉振蕩器與所述解除保持計(jì)數(shù)器之間的一比四計(jì)數(shù)器。
全文摘要
一種數(shù)字裝置在通電復(fù)位POR之后通過內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生固定工作周期信號。此固定工作周期信號是在通常用于脈寬調(diào)制PWM控制信號的信號引腳上輸出。所述固定工作周期信號用于激勵(lì)電壓產(chǎn)生電路，以便給所述數(shù)字裝置加電并進(jìn)行初始化。一旦所述數(shù)字裝置已加電并初始化，所述數(shù)字裝置就切換到用于控制電力系統(tǒng)的正常操作。
文檔編號H02M3/335GK103026604SQ201180008471
公開日2013年4月3日 申請日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者布賴恩·克里斯, 薩加爾·哈爾, 穆罕默德·卡米勒 申請人:密克羅奇普技術(shù)公司