一種開關(guān)電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種開關(guān)電源，包括：輸入端和接地端，正輸出端和負(fù)輸出端，Buck轉(zhuǎn)換電路，以及控制器，本發(fā)明的控制器用于依據(jù)控制所述第一電感中的峰值電流，調(diào)整輸出電流，使輸出電流被呈現(xiàn)為獨(dú)立于輸入電壓和輸出負(fù)載電壓，從而使輸出電流不受輸入電壓或者輸出負(fù)載電壓的變化。
【專利說明】一種開關(guān)電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及開關(guān)電源領(lǐng)域(SMPS )。具體如本發(fā)明實(shí)施例所涉及的提供恒定輸出電流的BUCK轉(zhuǎn)換器電路的開關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)電源系統(tǒng)在傳統(tǒng)線性調(diào)節(jié)電源上存在很多優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)包括體積小，更好的穩(wěn)定性和高功效。因此，電源開關(guān)被廣泛應(yīng)用在很多領(lǐng)域，如電視，機(jī)頂盒，錄像機(jī)，便攜式電話充電器和個(gè)人數(shù)字助理(PADS)等等。近年來，隨著發(fā)光二極管(LED)技術(shù)的日漸成熟，電源開關(guān)作為驅(qū)動(dòng)廣泛應(yīng)用于LED設(shè)備中，其中包括背光顯示設(shè)備和白光燈泡的替代應(yīng)用。
[0003]開關(guān)電源系統(tǒng)有隔離型和非隔離型。在隔離電源中，變壓器用來轉(zhuǎn)換初級(jí)邊和次級(jí)邊之間的能量。在非隔離型開關(guān)系統(tǒng)中，電源開關(guān)連接到一個(gè)電感器，也連接到輸出。當(dāng)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，磁能存儲(chǔ)在電感中，當(dāng)開關(guān)截止時(shí)，能量轉(zhuǎn)移到輸出。非隔離型buck轉(zhuǎn)換器趨向于簡(jiǎn)單的電路系統(tǒng)和低成本。BUCK轉(zhuǎn)換器，也被稱為降壓轉(zhuǎn)換器，作為非隔離開關(guān)電源系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例被應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)LED照明系統(tǒng)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明人已經(jīng)觀察到傳統(tǒng)的開關(guān)電源在用在驅(qū)動(dòng)LED系統(tǒng)中受到很多限制。例如，當(dāng)一個(gè)開關(guān)電源系統(tǒng)用于驅(qū)動(dòng)LED，一般需要提供一個(gè)恒定的輸出電流，為了保持穩(wěn)定的LED亮度。當(dāng)使用不同的交流電源，例如110伏和220伏，傳統(tǒng)的LED照明設(shè)備通常需要被定制為當(dāng)?shù)仉娫?。通常需要一個(gè)不同的控制電路，或者需要一個(gè)額外電源選擇性電路。此夕卜，不同于傳統(tǒng)白熾燈泡，LED照明設(shè)備的行為并不像交流電路中的純電阻負(fù)載。因此，傳統(tǒng)的LED燈泡通常不提供在交流功率利用率中的理想的效率，即通過“功率因素”來測(cè)量的值。最近美國(guó)的能源效率標(biāo)準(zhǔn)需要LED額定功率大于5W，功率因素不低于0.7。歐洲標(biāo)準(zhǔn)需要LED額定功率大于25W，功率因素不低于0.94。傳統(tǒng)的設(shè)備通常不滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。另夕卜，BUCK轉(zhuǎn)換器是非隔離型電源，輸出電流往往影響輸入電壓或者輸出負(fù)載電壓的變化。
[0005]本發(fā)明的實(shí)施例中，開關(guān)電源具有一降壓式(BUCK)轉(zhuǎn)換器技術(shù):其正極輸出終端耦合到輸入電壓，在正極輸出終端和負(fù)極輸出終端之間產(chǎn)生輸出電流和電壓。當(dāng)電感電流放電到零時(shí)，控制器開始電感充電的循環(huán)，隨之而來的是電壓轉(zhuǎn)換器運(yùn)行于臨界導(dǎo)通模式(boundary conduction mode,BC Μ)中。控制器被定義用一個(gè)參考信號(hào)監(jiān)控電感中的峰值電流，該參考信號(hào)基于負(fù)極輸出終端的瞬時(shí)電壓和負(fù)極輸出終端的平均電壓之間的比率。在本發(fā)明的實(shí)施例中，輸出電流被呈現(xiàn)為獨(dú)立于輸入電壓和輸出負(fù)載電壓。在一些發(fā)明的實(shí)施例中，輸出電流被呈現(xiàn)為取決于某些電阻器的電阻。此外，電源的輸入電流與輸入電壓同相，從而提供高的功率因數(shù)。
[0006]在可選擇的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器接收負(fù)極輸出終端補(bǔ)償信號(hào)，其中包括關(guān)于輸入電壓和輸出電壓的信息。因此，單一的補(bǔ)償信號(hào)可以為控制器提供信息用以補(bǔ)償輸入電壓和輸出負(fù)載電壓之間的差異。
[0007]在一些實(shí)施例中，電源能夠把在BCM模式下的補(bǔ)償方法和參考信號(hào)米樣方法結(jié)合起來，達(dá)到高功率的恒流輸出，并且在輸入電壓和輸出負(fù)載電壓中對(duì)變化不敏感。
[0008]本發(fā)明的實(shí)施例中，電源開關(guān)包括輸入終端和接地終端，用來接收整流DC輸入電壓。電源開關(guān)還包括正極輸出終端和負(fù)極輸出終端，提供輸出電流給輸出負(fù)載。在一些實(shí)施例中，輸出負(fù)載是LED負(fù)載。輸出電流被定義從正極輸出終端通過輸出負(fù)載流入負(fù)極輸出終端。正極輸出終端耦合于輸入終端。開關(guān)式電源具有的降壓轉(zhuǎn)換電路，包括一端耦合于負(fù)極輸出端的第一電感，一開關(guān)設(shè)備在第一節(jié)點(diǎn)稱合于第一個(gè)電感的另一端。開關(guān)設(shè)備率禹合于一個(gè)電流感應(yīng)電阻器，此電阻器稱合于地端。一二極管稱合于輸入端和第一節(jié)點(diǎn)之間。一輸出電容I禹合于正極輸出端與負(fù)極輸出端之間。電源開關(guān)系統(tǒng)配置了可以控制第一電感中的峰值電流來調(diào)節(jié)輸出電流的控制器。
[0009]在一些實(shí)施例中，降壓轉(zhuǎn)換器電路包含了變壓器，第一個(gè)電感是變壓器的初級(jí)繞組。變壓器還包含了一個(gè)提供反饋信號(hào)給控制器反饋輸入端的輔助繞組，用于監(jiān)測(cè)第一電感的放電和開關(guān)設(shè)備的導(dǎo)通。
[0010]在開關(guān)電源系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，控制器用于調(diào)節(jié)輸出電流:用由電流感應(yīng)電阻器獲得的信號(hào)，控制第一電感中的峰值電流，依據(jù)所述峰值電流調(diào)節(jié)所述輸出電流?？刂破鬟€用于接收電源開關(guān)系統(tǒng)中負(fù)極輸出端的輸出補(bǔ)償信號(hào)。在這些實(shí)施例中，控制器還用于補(bǔ)償輸入電壓和輸出電壓中的變化，用來保持恒定輸出電流。
[0011]在開關(guān)電源系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，控制器用于根據(jù)負(fù)輸出端瞬時(shí)電壓與負(fù)輸出端平均電壓之間的比率，控制所述第一電感中的峰值電流，去調(diào)整輸出電流?？刂破魇归_關(guān)電源系統(tǒng)運(yùn)行在臨界導(dǎo)通模式中(BCM)。在這些實(shí)施例中，在臨界導(dǎo)通模式(BCM)中，當(dāng)?shù)谝浑姼械碾娏鞣烹姷搅銜r(shí)，開關(guān)設(shè)備導(dǎo)通讓電流流入第一電感中?？刂破饔糜诒３趾愣ǖ莫?dú)立于輸入電流和輸出電壓的平均輸出電流。在一些實(shí)施例中，控制器被配置為開關(guān)電源系統(tǒng)的輸入電流是時(shí)變信號(hào)，與輸入電壓同向，從而提供一個(gè)高功率因數(shù)。
[0012]在開關(guān)電源系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，控制器用于調(diào)節(jié)輸出電流:根據(jù)負(fù)極輸出端的瞬時(shí)電壓和負(fù)極輸出端的平均電壓之間的比率，控制第一電感中的峰值電流，依據(jù)所述峰值電流調(diào)節(jié)所述輸出電流。控制器還用于從開關(guān)電源負(fù)極輸出端接收一輸出補(bǔ)償信號(hào)。進(jìn)一步的，控制器用于使開關(guān)電源系統(tǒng)運(yùn)行在臨界導(dǎo)通模式中(BCM)。在這些實(shí)施例中，控制器用于保持獨(dú)立于輸入電壓和輸出電壓的恒定平均輸出電流。開關(guān)電源系統(tǒng)的輸入電流是時(shí)變信號(hào)，與輸入電壓同向，從而提供一個(gè)高功率因素。此外，在輸入電壓和輸出電壓中的變化被補(bǔ)償。
[0013]對(duì)于本發(fā)明實(shí)質(zhì)和優(yōu)勢(shì)的進(jìn)一步理解可以參考其余部分的說明書及其附圖。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖1是一用來說明開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)LED串的簡(jiǎn)單示意圖。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖2為當(dāng)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，輸入電流對(duì)電感充電的路徑圖，其中粗線部分為電流路徑，箭頭表示電流方向。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖3為當(dāng)開關(guān)截止時(shí)，電感電流向輸出電容放電的路徑，其中粗線部分為電流路徑，箭頭表示電流方向。[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖4為負(fù)極輸出端的電壓是輸入電壓函數(shù)的波形圖，其輸入電壓相位角Θ在(0，31)之內(nèi)。
[0018]圖5為在不同輸入電壓和輸出負(fù)載條件下,參考電壓VCS(ref)是輸入電壓的函數(shù)，其中輸入電壓相角Θ在一個(gè)周期(0，π)之內(nèi)。
[0019]圖6為瞬時(shí)電流通過電感器、峰值電感電流的包絡(luò)、控制器的輸出信號(hào)的波形圖。
[0020]圖7為在不同輸入電壓和輸出負(fù)載條件下，平均輸出電流作為輸入電壓的函數(shù)，輸入電壓的相角Θ在半個(gè)周期(0，π)之內(nèi)的實(shí)例。
[0021]圖8為在不同輸入電壓和輸出負(fù)載條件下,輸入電流和輸入電壓之間的關(guān)系是輸入電壓的函數(shù)，輸入電壓相角Θ在半個(gè)周期(0，π)之內(nèi)。
[0022]圖9為電源控制器900的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖10電源開關(guān)1000的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖1是一張用來說明開關(guān)電源(SMPS)IOO驅(qū)動(dòng)發(fā)光管(LED)串135的簡(jiǎn)單示意圖。根據(jù)圖1所示，開關(guān)電源100包含一個(gè)輸入端130和一個(gè)地端139，接收含有二極管橋的整流電路101中的整流DC輸入電壓，整流L端和N端之間的AC輸入電壓。電源開關(guān)100還包含了負(fù)極輸出端131 (標(biāo)簽為L(zhǎng)ED+)和負(fù)極輸出端132 (標(biāo)簽為L(zhǎng)ED— )，產(chǎn)生輸出電流1到LED負(fù)載135。根據(jù)圖1所示，負(fù)極輸出端131的輸出電流1通過LED負(fù)載135流入負(fù)極輸出端132。另外。負(fù)極輸出端131連接到輸入端130，整流輸入電壓Vin。在這個(gè)例子中，電源開關(guān)100還包含了降壓轉(zhuǎn)換器電路140。
[0026]根據(jù)圖1所示，降壓轉(zhuǎn)換器電路140還包含了耦合在負(fù)極輸出端132和第一節(jié)點(diǎn)137之間的第一電感141。第一電感141耦合在第一節(jié)點(diǎn)137上的二極管104，二極管104耦合于輸入端130和負(fù)極輸出端131。在圖1的實(shí)例中，電感141是變壓器106的初級(jí)繞組，變壓器106包含初級(jí)繞組141和輔助繞組142。然而，在一些實(shí)施例中，單一的電感141被利用，不需要變壓器和輔助繞組。降壓轉(zhuǎn)換器電路140還包含了開關(guān)設(shè)備120，耦合于第一電感141和在第一節(jié)點(diǎn)137的二極管104。在這個(gè)例子中，開關(guān)設(shè)備120作為MOS功率晶體管所示。在其他的實(shí)施例中，開關(guān)設(shè)備的其他類型，例如雙極性晶體管被使用。開關(guān)設(shè)備120通過電感119耦合于地端139。降壓轉(zhuǎn)換器電路130的輸出電容器105耦合在輸出端131和負(fù)極輸出端132之間。
[0027]根據(jù)圖1所示，開關(guān)電源100還包含了調(diào)節(jié)輸出電流1的控制器150，控制器150包含了接收電流感應(yīng)信號(hào)Vcs的輸入端CS，CS通過電感器141和開關(guān)設(shè)備120連接到電流。在圖1中，CS端通過電容器117耦合于開關(guān)設(shè)備120和電流感應(yīng)電阻119。控制器150還包含了一個(gè)接收反饋信號(hào)VFB的FB端，反映了電感器中的電流。在圖1的實(shí)例中，通過電阻器107和108所形成的電壓分壓，F(xiàn)B信號(hào)來自于輔助繞組142。在這個(gè)實(shí)施例中，輔助繞組142通過VCC端提供功率到控制器150?？刂破?50還包含一個(gè)輸出端0UT，產(chǎn)生控制信號(hào)去控制導(dǎo)通和截止開關(guān)設(shè)備120，從而調(diào)節(jié)電源開關(guān)的輸出電流Ιο。當(dāng)開關(guān)設(shè)備導(dǎo)通時(shí)，輸入電壓Vin通過電感器141將電流流入，存儲(chǔ)于電感器中的磁性能量。當(dāng)開關(guān)設(shè)備截止時(shí)，存儲(chǔ)在電感器中的磁性能量充電給輸出電容器105.根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖2是強(qiáng)調(diào)了當(dāng)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，輸入電流向電感充電的路徑，其中粗線部分為電流路徑，箭頭方向代表電流流向。圖3是強(qiáng)調(diào)了當(dāng)開關(guān)截止時(shí)，電感電流向輸出電容放電的路徑，其中粗線部分為電流路徑，箭頭方向代表電流流向。
[0028]在一些發(fā)明的實(shí)施例中，控制器150配置為導(dǎo)通開關(guān)設(shè)備120，允許電流通過電感器流入，當(dāng)反饋信號(hào)VFB低于參考信號(hào)時(shí)，表明電感電流下降，BUCK轉(zhuǎn)換器電路需要更多的電流。換句話說，當(dāng)VFB下降到目前的參考值，控制器150產(chǎn)生OUT信號(hào)來導(dǎo)通開關(guān)設(shè)備。當(dāng)電流感應(yīng)信號(hào)VCS達(dá)到峰值參考電壓時(shí)，控制器150配置為截止開關(guān)停止電感器充電。根據(jù)峰值電流參考值，開關(guān)電源運(yùn)行在三種模式之一中。在持續(xù)的導(dǎo)電模式中(CCM)，電感電流在運(yùn)行周期中從未降到零。在不連續(xù)模式中(DCM)，電感電流在一個(gè)運(yùn)行周期中的一段時(shí)間為零。臨界導(dǎo)通模式(BCM)是處在CCM和DCM之間的一個(gè)模式，當(dāng)電感電流降為零時(shí)，開關(guān)導(dǎo)通使的電感電流再次流入。
[0029]在本發(fā)明的實(shí)施例中，電感器中的電流持續(xù)上升，直到達(dá)到預(yù)設(shè)峰值電流Ipk,這時(shí)的條件是表明此時(shí)電流感應(yīng)信號(hào)VCS達(dá)到參考值VCS (ref)。根據(jù)圖1所示，正極輸出端131 (LED+)的電壓與整流輸入電壓Vin相同，負(fù)極輸出端132 (LED-)根據(jù)開關(guān)電源輸出電容器105的電壓Vo的變化而變化，Vo是開關(guān)電源的輸出電壓?？刂破?50配置為根據(jù)需要來調(diào)節(jié)開關(guān)電源的輸出Vo和1來導(dǎo)通和截止開關(guān)設(shè)備120。
[0030]需要值得注意的是，本發(fā)明的實(shí)施例中，開關(guān)電源配置為保持恒定的平均輸出電壓Vo和輸出電流1，但是Vo和1的瞬時(shí)值可以具有時(shí)變特性。在驅(qū)動(dòng)LED燈系統(tǒng)中，像那些可以用在照明或者背光應(yīng)用中，電源提供恒定的電流給LED維持穩(wěn)定的亮度，是非常可取的。然而，由于視覺暫留效應(yīng)，在比一毫秒還要短的時(shí)間內(nèi)，人類的眼睛通常無法檢測(cè)到亮度變化。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，穩(wěn)定的亮度通過電源保持，此電源在一個(gè)時(shí)間尺度中，產(chǎn)生充分的恒定平均輸出電流，舉例來說，10毫秒或者更長(zhǎng)。在一些實(shí)施例中，輸出電流沒有高于IOOHz頻率的諧波成分。在LED驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中使用這種電源，LED設(shè)備的亮度似乎可以恒定，人眼檢測(cè)不到亮度變化。在不到10毫秒的時(shí)間尺度內(nèi)，平均輸出電流隨著時(shí)間的變化而變化。
[0031]為了獲得高功率因素，最理想的是Vin保持Vac的某些時(shí)變特點(diǎn)。因此，電容器102選擇一個(gè)相對(duì)較低的電容。在一些實(shí)施例中，電容器102的電容可以在IOnF到IOOnF之間。相比之下，在傳統(tǒng)的電源中，整流電容器有一個(gè)大約5uF的電容。當(dāng)然。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，電容器102大于IOOnF或者小于10nF。在本發(fā)明的實(shí)施例中，整流輸入電壓Vin
的瞬時(shí)值可以表示為W WzVisinP，相角Θ處于AC輸入電壓的半個(gè)周期內(nèi)(0，π )。根據(jù)
圖1所示，在負(fù)極輸出端132 (LED-)上的電壓的瞬時(shí)值(VLED-)可以表示如下:
[0032]V2.Vin.sin Θ - Vo
[0033]圖4是用來說明在半周期(0，JO之內(nèi)VLED-作為輸入電壓相角Θ函數(shù)的波形圖。
[0034]在一些實(shí)施例中，控制器150有一個(gè)接收采樣輸出信號(hào)VVS的輸入端VS，VVS來自開關(guān)電源的負(fù)極輸出端132(LED_)。根據(jù)圖1所示，VS端通過來自于電阻112的電壓，耦合于負(fù)極輸出端132，電阻113和電容器114并聯(lián)組合。電容器114主要用于過濾電路中的噪音，因此，可以有一個(gè)相對(duì)較低的電容器，舉例來說，從幾十個(gè)PF到幾個(gè)nF。在其他的實(shí)施例中，電容器114的電容在1.0pF到IOnF范圍內(nèi)。這里，Vvs代表了在負(fù)極輸出端132中檢測(cè)的采樣瞬時(shí)值，可以表示如下:
[0035]
【權(quán)利要求】
1.一種開關(guān)電源，其特征在于，包括: 輸入端和接地端，用于接收整流的直流輸入電壓； 正輸出端和負(fù)輸出端，用于為輸出負(fù)載提供輸出電流，所述輸出電流從正輸出端通過輸出負(fù)載流向負(fù)輸出端，所述正輸出端I禹合于所述輸入端； Buck轉(zhuǎn)換電路,包括: 第一電感，所述第一電感一端與所述負(fù)輸出端稱合； 開關(guān)設(shè)備，所述開關(guān)設(shè)備與所述第一電感的另一端耦合于第一節(jié)點(diǎn)，所述開關(guān)設(shè)備耦合于一與所述接地端連接的電流檢測(cè)電阻； 二極管，所述二極管耦合于所述輸入端與第一節(jié)點(diǎn)之間； 輸出電容，所述輸出電容I禹合于所述正輸出端與負(fù)輸出端之間； 控制器，用于根據(jù)負(fù)輸出端瞬時(shí)電壓與負(fù)輸出端平均電壓之間的比率，控制所述第一電感中的峰值電流，并依據(jù)所述峰值電流調(diào)整輸出電流，所述控制器還用于接收來自于開關(guān)電源的負(fù)輸出端的輸出補(bǔ)償信號(hào)； 其中所述控制器用于使得所述開關(guān)電源運(yùn)行在臨界導(dǎo)通模式。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述控制器還用于: 在臨界導(dǎo)通模式中，當(dāng)所述第一電感中的電流放電至零時(shí)，控制所述開關(guān)設(shè)備導(dǎo)通，允許電流流過所述第一電感。
3.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述控制器還用于保持恒定平均輸出電流，使所述平均輸出電流獨(dú)立于輸入電壓和輸出負(fù)載電壓。
4.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述輸入電流為與輸入電壓同相的時(shí)變信號(hào)，從而提供高功率因數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述控制器被還用于:用單獨(dú)的信號(hào)檢測(cè)補(bǔ)償信號(hào)去補(bǔ)償在輸入電壓和輸出負(fù)載電壓中的變化。
6.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述控制器包括: 第一輸入端，用于接收來自于所述開關(guān)電源的負(fù)輸出端的瞬時(shí)電壓信號(hào)Vvs ； 第二輸入端，用于接收來自于開關(guān)電源負(fù)輸出端的平均電壓信號(hào)Vva ； 第三輸入端，用于接收與經(jīng)過所述第一電感和開關(guān)設(shè)備的電流有關(guān)的電流感應(yīng)信號(hào)，其中，第三輸入端還通過接收補(bǔ)償信號(hào)的補(bǔ)償電阻，耦合于開關(guān)電源的負(fù)輸出端； 輸出端，用于提供控制信號(hào)去導(dǎo)通和截止所述開關(guān)設(shè)備，調(diào)節(jié)開關(guān)電源的輸出電流；其中，當(dāng)開關(guān)設(shè)備導(dǎo)通時(shí)，在第一電感中建立電流，當(dāng)開關(guān)設(shè)備截止時(shí)，第一電感中的電流向輸出電容放電； 其中控制器用于提供參考信號(hào)，參考信號(hào)為:VcS(_ - ^。



VVA
7.如權(quán)利要求6所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述控制器的第一輸入端通過第一分壓器耦合于開關(guān)電源的負(fù)輸出端，所述第一分壓器包括與第二電阻和第一電容并聯(lián)組合串聯(lián)的第一電阻，第一電容用于提供瞬時(shí)電壓信號(hào)Vvs。
8.如權(quán)利要求7所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述控制器的第二輸入端通過第二分壓器耦合于開關(guān)電源的負(fù)輸出端，第二分壓器包括與第四和第二電容并聯(lián)組合串聯(lián)的第三電阻，所述第二電容用于提供平均電壓信號(hào)vVA。
9.如權(quán)利要求8所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述第一電容的電容值在1.0pF至IOnF范圍內(nèi)，第二電容的電容值在IOOnF tolOyF范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求8所述的開關(guān)電源，其特征在于，平均輸出電流被定義為
11.如權(quán)利要求6所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述控制器的第三輸入端耦合于電流檢測(cè)電阻，用于接收電流檢測(cè)信號(hào)，其中第三輸入端通過用于接收輸出補(bǔ)償信號(hào)的補(bǔ)償電阻率禹合于開關(guān)電源的負(fù)輸出端。
12.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述Buck轉(zhuǎn)換電路包括變壓器，且所述第一電感為變壓器的原邊繞組，所述變壓器還包括提供反饋信號(hào)給控制器反饋輸入端，用于監(jiān)控第一電感放電以及導(dǎo)通開關(guān)設(shè)備的輔助繞組。
13.一種開關(guān)電源，其特征在于，包括: 輸入端和接地端，用于接收整流的直流輸入電壓； 正輸出端和負(fù)輸出端，用于為輸出負(fù)載提供輸出電流，所述輸出電流從正輸出端通過輸出負(fù)載流向負(fù)輸出端，所述正輸出端I禹合于所述輸入端； Buck轉(zhuǎn)換電路,包括: 第一電感，所述第一電感一端與所述負(fù)輸出端稱合； 開關(guān)設(shè)備，所述開關(guān)設(shè)備與所述第一電感的另一端耦合于第一節(jié)點(diǎn)，所述開關(guān)設(shè)備耦合于一與所述接地端連接的電流檢測(cè)電阻； 二極管，所述二極管耦合于所述輸入端與第一節(jié)點(diǎn)之間； 輸出電容，所述輸出電容I禹合于所述正輸出端與負(fù)輸出端之間； 控制器，用于根據(jù)負(fù)輸出端瞬時(shí)電壓與負(fù)輸出端平均電壓之間的比率，控制所述第一電感中的峰值電流，并依據(jù)所述峰值電流調(diào)整輸出電流； 其中所述控制器用于使得所述開關(guān)電源運(yùn)行在臨界導(dǎo)通模式。
14.如權(quán)利要求13所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述控制器還用于: 在臨界導(dǎo)通模式中，當(dāng)所述第一電感中的電流放電至零時(shí)，控制所述開關(guān)設(shè)備導(dǎo)通，允許電流流過所述第一電感。
15.如權(quán)利要求13所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述控制器還用于保持恒定平均輸出電流，使所述平均輸出電流獨(dú)立于輸入電壓和輸出負(fù)載電壓。
16.如權(quán)利要求13的開關(guān)電源，其特征在于，所述輸入電流為與輸入電壓同相的時(shí)變信號(hào)，從而提供高功率因數(shù)。
17.如權(quán)利要求13的開關(guān)電源，其特征在于，所述Buck轉(zhuǎn)換電路包括變壓器，且所述第一電感為變壓器的原邊繞組，所述變壓器還包括提供反饋信號(hào)給控制器反饋輸入端，用于監(jiān)控第一電感放電以及導(dǎo)通開關(guān)設(shè)備的輔助繞組。
18.一種開關(guān)電源，其特征在于，包括: 輸入端和接地端，用于接收整流的直流輸入電壓；正輸出端和負(fù)輸出端，用于為輸出負(fù)載提供輸出電流，所述輸出電流從正輸出端通過輸出負(fù)載流向負(fù)輸出端，所述正輸出端I禹合于所述輸入端； Buck轉(zhuǎn)換電路,包括: 第一電感，所述第一電感一端與所述負(fù)輸出端稱合； 開關(guān)設(shè)備，所述開關(guān)設(shè)備與所述第一電感的另一端耦合于第一節(jié)點(diǎn)， 所述開關(guān)設(shè)備耦合于一與所述接地端連接的電流檢測(cè)電阻； 二極管，所述二極管耦合于所述輸入端與第一節(jié)點(diǎn)之間；以及輸出電容，所述輸出電容I禹合于所述正輸出端與負(fù)輸出端之間；以及控制器，用于根據(jù)負(fù)輸出端瞬時(shí)電壓與負(fù)輸出端平均電壓之間的比率，控制所述第一電感中的峰值電流，并依據(jù)所述峰值電流調(diào)整輸出電流，所述控制器還用于接收來自于開關(guān)電源的負(fù)輸出端的輸出補(bǔ)償信號(hào)。
19.如權(quán)利要求18的開關(guān)電源，其特征在于，所述控制器還用于用單獨(dú)的信號(hào)檢測(cè)補(bǔ)償信號(hào)去補(bǔ)償在輸入電壓和輸出負(fù)載電壓中的變化。
20.如權(quán)利要求18的開關(guān)電源，其特征在于，所述Buck轉(zhuǎn)換電路包括: 變壓器，且所述第一電感為變壓器的原邊繞組，變壓器還包括提供反饋信號(hào)給控制器反饋輸入端，用于監(jiān)控第一電感放電以及導(dǎo)通開關(guān)設(shè)備的輔助繞組。
21.一種開關(guān)電源，其特征在于，包括: 輸入端和接地端，用于接收整流的直流輸入電壓； 正輸出端和負(fù)輸出端，用于為輸出負(fù)載提供輸出電流，所述輸出電流從正輸出端通過輸出負(fù)載流向負(fù)輸出端，所述正輸出端I禹合于所述輸入端； Buck轉(zhuǎn)換電路,包括: 第一電感，所述第一電感一端與所述負(fù)輸出端稱合； 開關(guān)設(shè)備，所述開關(guān)設(shè)備與所述第一電感的另一端耦合于第一節(jié)點(diǎn)， 所述開關(guān)設(shè)備耦合于一與所述接地端連接的電流檢測(cè)電阻； 二極管，所述二極管耦合于所述輸入端與第一節(jié)點(diǎn)之間；以及 輸出電容，所述輸出電容I禹合于所述正輸出端與負(fù)輸出端之間；以及 控制器，用于依據(jù)控制所述第一電感中的峰值電流去調(diào)整輸出電流。
22.如權(quán)利要求21的開關(guān)電源，其特征在于，所述Buck轉(zhuǎn)換電路包括變壓器，且所述第一電感為變壓器的原邊繞組，所述變壓器還包括提供反饋信號(hào)給控制器反饋輸入端，用于監(jiān)控第一電感放電以及導(dǎo)通開關(guān)設(shè)備的輔助繞組。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK103916018SQ201410122765
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】胡志敏, 李群, 程磊, 李軍雷 申請(qǐng)人:上海新進(jìn)半導(dǎo)體制造有限公司