控制器及使用該控制器的電力轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利說(shuō)明】控制器及使用該控制器的電力轉(zhuǎn)換器
[0001]通過引用而要求和包含的國(guó)內(nèi)優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)和外國(guó)優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)如下:本申請(qǐng)要求于2014年10月10日提交的第10-2014-0136921號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)的權(quán)益，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此通過引用包含于本申請(qǐng)中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種控制器以及一種使用該控制器的電力轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0003]通常，諸如降壓轉(zhuǎn)換器和反激式轉(zhuǎn)換器的開關(guān)式電源應(yīng)用于廣泛的電子設(shè)備中。具體地講，當(dāng)電源將電力供應(yīng)到發(fā)光二極管時(shí)，能夠通過調(diào)節(jié)流經(jīng)電感器的電流量來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)光二極管的亮度。當(dāng)發(fā)光二極管發(fā)出低亮度的光時(shí)，存在電流不流經(jīng)電感器的時(shí)間段。因此，不容易控制電力供應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，發(fā)明了本發(fā)明，因此，本發(fā)明的目的是提供一種控制器及使用該控制器的電力轉(zhuǎn)換器，所述控制器能夠擴(kuò)大施加到負(fù)載的電壓的范圍。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)所述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，提供一種控制器，所述控制器包括:開關(guān)信號(hào)單元，用于通過接收第一信號(hào)和第二信號(hào)輸出重復(fù)高狀態(tài)和低狀態(tài)的控制信號(hào)；第一信號(hào)產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生第一信號(hào)，并且將第一信號(hào)發(fā)送到開關(guān)信號(hào)單元；第二信號(hào)產(chǎn)生單元，用于通過將感測(cè)電壓和可變的第一參考電壓進(jìn)行比較而產(chǎn)生第二信號(hào)，并且將第二信號(hào)發(fā)送到開關(guān)信號(hào)單元，其中，第一信號(hào)產(chǎn)生單元通過感測(cè)第一參考電壓的電壓電平來(lái)調(diào)節(jié)第一信號(hào)的發(fā)送時(shí)間。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)所述目的，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，提供一種電力轉(zhuǎn)換器，所述電力轉(zhuǎn)換器包括:電感器；開關(guān)，根據(jù)控制信號(hào)而接通或斷開，以控制流經(jīng)電感器的電流的流動(dòng)；控制單元，用于輸出控制信號(hào)，其中，所述控制單元包括:開關(guān)信號(hào)單元，用于通過接收第一信號(hào)和第二信號(hào)而輸出重復(fù)高狀態(tài)和低狀態(tài)的控制信號(hào)；第一信號(hào)產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生第一信號(hào)，并且將第一信號(hào)發(fā)送到開關(guān)信號(hào)單元；第二信號(hào)產(chǎn)生單元，用于通過將感測(cè)電壓和能夠改變的第一參考電壓進(jìn)行比較，并且將第二信號(hào)發(fā)送到開關(guān)信號(hào)單元，其中，第一信號(hào)產(chǎn)生單元通過感測(cè)第一參考電壓的電壓電平來(lái)調(diào)節(jié)第一信號(hào)的發(fā)送時(shí)間。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)所述目的，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例，提供一種電力轉(zhuǎn)換器，所述電力轉(zhuǎn)換器包括:電力產(chǎn)生單元，用于在產(chǎn)生流經(jīng)電感器的大小的平均值均等的驅(qū)動(dòng)電流的同時(shí)將預(yù)定電壓施加到負(fù)載；感測(cè)單元，用于感測(cè)驅(qū)動(dòng)電流的大小，并且輸出與驅(qū)動(dòng)電流的大小相對(duì)應(yīng)的感測(cè)電壓；控制單元，用于響應(yīng)于第一參考電壓的大小而輸出控制信號(hào)，同時(shí)通過改變第一參考電壓的電壓電平來(lái)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流的大小的平均值，以使驅(qū)動(dòng)電流的大小的平均值相等。
【附圖說(shuō)明】
[0008]根據(jù)下面參照附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明總體構(gòu)思的這些和/或其他方面以及優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，并且更易于理解，附圖中:
[0009]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖；
[0010]圖2是示出流經(jīng)典型的電力轉(zhuǎn)換器的電感器的驅(qū)動(dòng)電流的波形的波形圖；
[0011]圖3是示出圖1中所示的電力轉(zhuǎn)換器中采用的電力產(chǎn)生單元的實(shí)施例的電路圖；
[0012]圖4是示出圖1中所示的電力轉(zhuǎn)換器中采用的控制單元的實(shí)施例的電路圖；
[0013]圖5是示出流經(jīng)圖1中所示的電力轉(zhuǎn)換器的電感器的驅(qū)動(dòng)電流的波形的波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]通過下面參照附圖示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，與包括針對(duì)根據(jù)本發(fā)明的控制器以及使用該控制器的電力轉(zhuǎn)換器的對(duì)象的技術(shù)構(gòu)造的操作效果相關(guān)的主題將被更清楚地理解。
[0015]此外，在描述本發(fā)明的過程中，省略對(duì)公知技術(shù)的描述，以避免不必要地使本發(fā)明的實(shí)施例模糊。在本說(shuō)明書中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等用于將一個(gè)元件與另一元件區(qū)分開來(lái)，并且所述元件不受上述術(shù)語(yǔ)限制。
[0016]在本發(fā)明的下面的詳細(xì)描述中，參照以說(shuō)明的方式示出可實(shí)施本發(fā)明的特定實(shí)施例的附圖。充分詳細(xì)地描述這些實(shí)施例，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┧鰧?shí)施例。應(yīng)理解的是，各個(gè)實(shí)施例雖然不同，但是未必互斥。例如，在此描述的與一個(gè)實(shí)施例相關(guān)的特定特征、結(jié)構(gòu)或特點(diǎn)在不脫離實(shí)施例的精神和范圍的情況下可被實(shí)施在其他的實(shí)施例中。此外，應(yīng)理解的是，在不脫離實(shí)施例的精神和范圍的情況下可改變每個(gè)公開的實(shí)施例內(nèi)的個(gè)別元件的位置或布局。因此，以下詳細(xì)的描述不應(yīng)被視為具有限制意義，并且實(shí)施例的范圍僅由權(quán)利要求限定，并被合適地解釋為涵蓋與權(quán)利要求授權(quán)的等同物的全部范圍。在附圖中，相同的標(biāo)號(hào)在多個(gè)視圖中始終指示相同或相似的功能。
[0017]在下文中，將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠容易地實(shí)施本發(fā)明。
[0018]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的電力轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]參照?qǐng)D1，電力轉(zhuǎn)換器100可包括:電力產(chǎn)生單元110，在將驅(qū)動(dòng)電壓施加到負(fù)載101的同時(shí)使流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流ID的大小的平均值相等；感測(cè)單元120，響應(yīng)于第一參考電壓Refi和驅(qū)動(dòng)電流ID的大小而輸出感測(cè)電壓；控制單元130，通過改變第一參考電壓Refl的電壓電平來(lái)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流ID的平均值的大小，同時(shí)響應(yīng)于第一參考電壓Refl的大小而輸出控制信號(hào)CS，以使驅(qū)動(dòng)電流ID的大小的平均值相等(uniform)。
[0020]電力產(chǎn)生單元110可通過驅(qū)動(dòng)電流ID流經(jīng)電感器L感應(yīng)出預(yù)定電壓而將預(yù)定電壓發(fā)送到負(fù)載101。感測(cè)單元120可感測(cè)流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流ID的大小，并且將與感測(cè)的驅(qū)動(dòng)電流ID的大小相對(duì)應(yīng)的感測(cè)電壓VS發(fā)送到控制單元130?？刂茊卧?30可接收感測(cè)電壓VS并且控制流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流ID，以使流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流ID的大小的平均值變?yōu)轭A(yù)定量?？刂茊卧?30可利用第一參考電壓Refl將流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流ID的大小的平均值控制為預(yù)定量。也就是說(shuō)，當(dāng)設(shè)置了第一參考電壓Refl的電壓電平時(shí)，控制單元130可控制將要流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流ID具有與所設(shè)置的第一參考電壓Refl的電壓電平相對(duì)應(yīng)的平均電流量。因此，當(dāng)?shù)谝粎⒖茧妷篟efl的電壓電平改變時(shí)，控制單元130可響應(yīng)于第一參考電壓Refl的改變而改變流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流ID的量。也就是說(shuō)，可通過改變第一參考電壓Refl來(lái)調(diào)節(jié)流經(jīng)負(fù)載101的電流的量。當(dāng)調(diào)節(jié)流經(jīng)負(fù)載101的電流量時(shí)，如果負(fù)載101包括發(fā)光二極管，則可通過改變第一參考電壓Refl來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)光二極管的亮度。并且，可通過控制單元130的控制來(lái)增大或減小流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流ID?？刂茊卧?30可將流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流ID的平均值控制為具有預(yù)定大小的預(yù)定量。圖2是示出流經(jīng)典型的電源中的電感器的驅(qū)動(dòng)電流的波形的波形圖。圖2示出了流經(jīng)電感器的驅(qū)動(dòng)電流的平均值被設(shè)置為50mA的狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)SWl接通時(shí)，流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流會(huì)增大，并且當(dāng)開關(guān)SWl斷開時(shí)，流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流會(huì)減小。此時(shí)，當(dāng)通過改變第一參考電壓Refl來(lái)減小流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流的平均值時(shí)，如果開關(guān)SWl斷開，則流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流的大小的最小值會(huì)減小至O或接近于O的值。當(dāng)流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流具有O值或接近于O的值時(shí)，存在的問題是:電力轉(zhuǎn)換器100的控制不穩(wěn)定。為了解決該問題，控制單元130還可包括監(jiān)測(cè)單元130a，用于感測(cè)第一參考電壓Refl的電壓電平，并且當(dāng)監(jiān)測(cè)單元130a感測(cè)的第一參考電壓Refl的電壓電平的大小低于預(yù)定值時(shí)，監(jiān)測(cè)單元130a控制流經(jīng)電感器L的電流的最小值不減小至小于預(yù)定值。
[0021]當(dāng)從電力產(chǎn)生單元110接收電力的負(fù)載101包括至少一個(gè)發(fā)光二極管時(shí)，如果第一參考電壓Refl的電壓電平改變，則可通過控制單元130調(diào)節(jié)發(fā)光二極管的亮度。此外，當(dāng)?shù)谝粎⒖茧妷篟efl的電壓電平高時(shí)，流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流ID的平均值會(huì)大，當(dāng)?shù)谝粎⒖茧妷篟efl的電壓電平低時(shí)，流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流ID的平均值會(huì)小。監(jiān)測(cè)單元130a可感測(cè)第一參考電壓Refl的電壓電平。當(dāng)?shù)谝粎⒖茧妷篟efl的電壓電平低于預(yù)定電平時(shí)，監(jiān)測(cè)單元130a可控制電力產(chǎn)生單元110，以使流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流ID的大小不減小至小于預(yù)定值。因此，也就是說(shuō)，當(dāng)在調(diào)光控制期間通過電流的流動(dòng)來(lái)控制發(fā)光二極管的亮度時(shí)，如果監(jiān)測(cè)單元130a感測(cè)到流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流ID的平均值減小至小于設(shè)置值時(shí)，則控制單元130可通過不使驅(qū)動(dòng)電流ID的最小值為O或?yàn)榻咏贠的值而平穩(wěn)地控制電力轉(zhuǎn)換器100。
[0022]圖3是示出圖1中所示的電力轉(zhuǎn)換器中采用的電力產(chǎn)生單元的實(shí)施例的電路圖。
[0023]參照?qǐng)D3，電力產(chǎn)生單元110可包括電感器L以及用于通過接收重復(fù)高狀態(tài)和低狀態(tài)的控制信號(hào)CS來(lái)調(diào)節(jié)流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流ID的流動(dòng)的開關(guān)SWl。
[0024]在電力產(chǎn)生單元110中，可通過輸入端Vin發(fā)送輸入電壓，并且輸出電容器Co的第一電極可連接到輸入端Vin，輸出電容器Co的第二電極可連接到第一節(jié)點(diǎn)NI。電感器L的一端可連接到第一節(jié)點(diǎn)NI，電感器L的另一端可連接到第二節(jié)點(diǎn)N2。此外，負(fù)載101可連接在輸入端與第一節(jié)點(diǎn)NI之間。這里，雖然示出了負(fù)載101的發(fā)光二極管為串聯(lián)連接，但是不限于此。并且，二極管D的陰極可連接到輸入端Vin，二極管D的陽(yáng)極可連接到第二節(jié)點(diǎn)N2。并且，開關(guān)SWl的第一電極可連接到第二節(jié)點(diǎn)N2，開關(guān)SWl的第二電極可通過感測(cè)單元120連地。此外，開關(guān)SWl的柵電極可連接到控制單元130。這里，電力產(chǎn)生單元110可以是低側(cè)降壓轉(zhuǎn)換器，但是不限于此。此外，感測(cè)單元120可包括感測(cè)電阻器Rs，感測(cè)電壓VS可以是由驅(qū)動(dòng)電流ID流經(jīng)感測(cè)電阻器Rs而形成的電壓。感測(cè)電阻器Rs的一端可連接到開關(guān)SWl的第二電極，感測(cè)電阻器Rs的另一端可連地。并且，雖然示出了開關(guān)SWl為場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，但是開關(guān)SWl不限于此，并且開關(guān)SWl可以為金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管或雙極性晶體管(BJT)。
[0025]如上述構(gòu)造的電力產(chǎn)生單元110可通過根據(jù)控制信號(hào)CS確定開關(guān)SWl的接通/斷開來(lái)控制流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流ID。此時(shí)，流經(jīng)電感器L的驅(qū)動(dòng)電流ID可具有與流經(jīng)負(fù)載101的電流相同的波形。
[0026]圖4是示出圖1中所示的電力轉(zhuǎn)換器中采用的控制單元的實(shí)施例的電路圖。
[0027]參照?qǐng)D4，控制單元130可包括:開關(guān)信號(hào)單元131，通過接收第一信號(hào)和第二信號(hào)輸出重復(fù)高狀態(tài)和低狀態(tài)