專(zhuān)利名稱(chēng)：實(shí)現(xiàn)引腳復(fù)用的恒流恒壓控制器及其三引腳集成電路封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，尤指只利用三個(gè)引腳來(lái)調(diào)節(jié)輸出電流和輸出電壓的開(kāi)關(guān)模式電源電路。

背景技術(shù)：
目前有各種集成電路芯片用于控制提供恒定電流和恒定電壓的反激式轉(zhuǎn)換器。圖1(現(xiàn)有技術(shù))圖解說(shuō)明實(shí)例性的現(xiàn)有技術(shù)恒定輸出電流反激式轉(zhuǎn)換器10，反激式轉(zhuǎn)換器10在變壓器11的初級(jí)側(cè)上受到控制。盡管反激式轉(zhuǎn)換器10節(jié)省了在次級(jí)側(cè)控制的轉(zhuǎn)換器中通常所使用的光耦合器的成本，但反激式轉(zhuǎn)換器10需要使用相對(duì)昂貴的集成電路封裝。反激式轉(zhuǎn)換器10包括具有六個(gè)引腳的集成電路封裝，用于配接常規(guī)的峰值電流模式脈寬調(diào)制(PWM)控制器集成電路(IC)12。通常，具有較多引腳的IC封裝比具有較少引腳的IC封裝更加昂貴。
此外，反激式轉(zhuǎn)換器10的分立的外部組件還會(huì)增加制造成本。外部組件包括變壓器11、分壓電阻器網(wǎng)絡(luò)13、初級(jí)開(kāi)關(guān)14、初級(jí)側(cè)整流器15、次級(jí)側(cè)整流器16和其它電阻器及電容器。變壓器11具有三個(gè)繞組初級(jí)側(cè)繞組Lp、次級(jí)側(cè)繞組Ls和輔助繞組La。初級(jí)開(kāi)關(guān)14為外部金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)。圖1中次級(jí)側(cè)上的電阻器17表示變壓器11的銅繞組的電阻性損耗。反激式轉(zhuǎn)換器10還包括電流檢測(cè)電阻器18、輸出電容器19、起動(dòng)電阻器20和電力電容器21?？刂破鱅C 12的初始起動(dòng)能量由電阻器20和電容器21提供。在反激式轉(zhuǎn)換器10達(dá)到穩(wěn)定后，變壓器11的輔助繞組La便通過(guò)初級(jí)側(cè)整流器15對(duì)IC 12供電。
圖2(現(xiàn)有技術(shù))圖解說(shuō)明另一在變壓器11的初級(jí)側(cè)上受到控制的恒定輸出電流反激式轉(zhuǎn)換器22。反激式轉(zhuǎn)換器22包括容納在四引腳式集成電路封裝中的控制器IC 23。反激式轉(zhuǎn)換器22的IC封裝比反激式轉(zhuǎn)換器10的IC封裝廉價(jià)，因?yàn)榭刂破鱅C 23需要四個(gè)而不是六個(gè)引腳。反激式轉(zhuǎn)換器22還包括分壓電阻器網(wǎng)絡(luò)13?？刂破鱅C 23通過(guò)分壓電阻器網(wǎng)絡(luò)13從輔助繞組La接收反饋信號(hào)24，并利用反饋信號(hào)24來(lái)控制外部NPN雙極晶體管25。關(guān)于在四引腳式IC封裝中可封裝的恒定輸出電流反激式轉(zhuǎn)換器的其它細(xì)節(jié)，參見(jiàn)2007年7月31日提交申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第11/888,599號(hào)，其標(biāo)題為“具有雙重用途引腳的四引腳式封裝中的恒流和恒壓控制器(Constant Current and VoltageController in a Four-Pin Package with Dual-Use Pin)”并以引用方式并入本文中。
因此，力圖提供一種更廉價(jià)的反激式轉(zhuǎn)換器，其應(yīng)具有更少的外部組件并由容納在具有更少引腳的IC封裝中的控制器IC進(jìn)行控制。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)引腳復(fù)用的恒流恒壓控制器及其三引腳集成電路封裝，可以有效實(shí)現(xiàn)恒流恒壓控制器中的控制器集成電路的封裝引腳的復(fù)用，減少集成電路封裝引腳的數(shù)目，并使其具有更少的外部組件，從而有效降低應(yīng)用成本，實(shí)現(xiàn)更廉價(jià)的反激式轉(zhuǎn)換器。
為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種集成電路封裝，用于反激式轉(zhuǎn)換器，包括一開(kāi)關(guān)端子，耦接到電感器開(kāi)關(guān)，所述電感器開(kāi)關(guān)由具有頻率和脈沖寬度的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通，包含在所述集成電路封裝中的控制器集成電路調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定，并且，所述控制器集成電路調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的脈沖寬度，以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定；一電源端子，所述控制器集成電路通過(guò)所述電源端子接收電力；和一接地端子，所述控制器集成電路通過(guò)所述接地端子接地，所述集成電路封裝除所述開(kāi)關(guān)端子、所述電源端子和所述接地端子外不再包含其它端子。
本發(fā)明提還供了一種集成電路封裝，用于反激式轉(zhuǎn)換器，包括一開(kāi)關(guān)端子，耦接到電感器開(kāi)關(guān)，所述電感器開(kāi)關(guān)由具有頻率的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通，包含在所述集成電路封裝中的控制器集成電路調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定；一電源端子，用于接收反饋信號(hào)，其中所述反饋信號(hào)是從所述反激式轉(zhuǎn)換器的第一電感器兩端的電壓導(dǎo)出，其中所述反饋信號(hào)為所述控制器集成電路供電，并且其中所述反饋信號(hào)由所述控制器集成電路用于產(chǎn)生所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)；和一接地端子，所述控制器集成電路通過(guò)所述接地端子接地，其中所述集成電路封裝除所述開(kāi)關(guān)端子、所述電源端子和所述接地端子外不再包含其它端子。
本發(fā)明提還供了一種電源轉(zhuǎn)換器，包括一初級(jí)電感器；一輔助電感器，磁耦合到所述初級(jí)電感器；和一控制器集成電路，具有電感器開(kāi)關(guān)、電源焊盤(pán)、開(kāi)關(guān)焊盤(pán)和接地焊盤(pán)，所述電感器開(kāi)關(guān)耦合到所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)并由具有頻率的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通，所述控制器集成電路通過(guò)所述電源焊盤(pán)接收電力，所述電源焊盤(pán)接收一反饋信號(hào)，所述反饋信號(hào)被所述控制器集成電路用于產(chǎn)生所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，并且所述控制器集成電路在恒流模式中調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定。
本發(fā)明提還供了一種電源轉(zhuǎn)換器，包括一初級(jí)電感器；一輔助電感器，磁耦合到所述初級(jí)電感器；和一控制器集成電路，具有電感器開(kāi)關(guān)和電源焊盤(pán)，所述電感器開(kāi)關(guān)由具有頻率和脈沖寬度的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通，其中所述電源焊盤(pán)接收一反饋信號(hào)，所述反饋信號(hào)既用于為所述控制器集成電路供電、也用于產(chǎn)生所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，所述反饋信號(hào)是從所述輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出，所述控制器集成電路利用所述電感器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)的所述反饋信號(hào)來(lái)調(diào)整所述頻率，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定，并且所述控制器集成電路利用所述電感器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)的所述反饋信號(hào)調(diào)整所述脈沖寬度，以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。
本發(fā)明提還供了一種方法，包括將輔助電感器磁耦合到電源轉(zhuǎn)換器的次級(jí)電感器，所述電源轉(zhuǎn)換器具有一控制器集成電路，并且所述控制器集成電路具有一電感器開(kāi)關(guān)；在所述控制器集成電路的電源焊盤(pán)上接收一反饋信號(hào)，所述反饋信號(hào)是從所述輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出；利用所述反饋信號(hào)為所述控制器集成電路供電；利用所述反饋信號(hào)產(chǎn)生電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，其中所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)具有頻率；利用所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通所述電感器開(kāi)關(guān)；和利用所述反饋信號(hào)調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定。
本發(fā)明提還供了一種電源轉(zhuǎn)換器，包括一初級(jí)電感器；一輔助電感器，磁耦合到所述初級(jí)電感器；一控制器集成電路的開(kāi)關(guān)焊盤(pán)，所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)耦合到所述控制器集成電路的電感器開(kāi)關(guān)，所述電感器開(kāi)關(guān)由具有頻率和脈沖寬度的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通；和一用于接收反饋信號(hào)的裝置，所述反饋信號(hào)既用于為所述控制器集成電路供電、也用于產(chǎn)生所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，所述反饋信號(hào)是從所述輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出，所述反饋信號(hào)用于調(diào)整所述頻率，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定，并且所述反饋信號(hào)用于調(diào)整所述脈沖寬度，以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。
本發(fā)明提還供了一種集成電路封裝，包括一電源端子，用于接收輔助電壓信號(hào)，其中所述輔助電壓信號(hào)是從反激式轉(zhuǎn)換器的第一電感器兩端的電壓導(dǎo)出，并且其中所述輔助電壓信號(hào)為容納在所述集成電路封裝中的控制器集成電路供電；一接地端子，所述控制器集成電路通過(guò)所述接地端子接地；和一開(kāi)關(guān)端子，用于接收開(kāi)關(guān)信號(hào)并耦接到電感器開(kāi)關(guān)，所述電感器開(kāi)關(guān)由具有頻率的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)由所述控制器集成電路用于產(chǎn)生所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，所述控制器集成電路調(diào)整所述頻率，以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定，并且所述集成電路封裝除所述電源端子、所述接地端子和所述開(kāi)關(guān)端子外，不再包括其它端子。
本發(fā)明提還供了一種電源轉(zhuǎn)換器，包括一初級(jí)電感器；一輔助電感器，磁耦合到所述初級(jí)電感器；和一控制器集成電路，具有電感器開(kāi)關(guān)、電源焊盤(pán)、開(kāi)關(guān)焊盤(pán)和接地焊盤(pán)，所述電感器開(kāi)關(guān)耦合到所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)并由具有頻率的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通，所述控制器集成電路通過(guò)所述電源焊盤(pán)接收電力，所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)接收開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)由所述控制器集成電路用于產(chǎn)生所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，并且所述控制器集成電路在恒流模式中調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定。
本發(fā)明提還供了一種方法，包括將輔助電感器磁耦合到電源轉(zhuǎn)換器的次級(jí)電感器，所述電源轉(zhuǎn)換器具有控制器集成電路，并且所述控制器集成電路具有電感器開(kāi)關(guān)；在所述控制器集成電路的開(kāi)關(guān)焊盤(pán)上接收開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)是從所述輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出；利用所述開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)具有頻率和脈沖寬度；利用所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通所述電感器開(kāi)關(guān)；利用所述開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定；和利用所述開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的脈沖寬度，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。
本發(fā)明提還供了一種電源轉(zhuǎn)換器，包括一初級(jí)電感器；一輔助電感器，磁耦合到所述初級(jí)電感器，其中控制器集成電路的電感器開(kāi)關(guān)由具有頻率和脈沖寬度的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通；和一用于接收開(kāi)關(guān)信號(hào)的裝置，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)用于產(chǎn)生所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)是從所述輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出，所述裝置耦接到所述電感器開(kāi)關(guān)，并且所述開(kāi)關(guān)信號(hào)既用于調(diào)整所述頻率以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定、也用于調(diào)整所述脈沖寬度以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。
綜上所述，本發(fā)明涉及的反激式轉(zhuǎn)換器包括容納在只具有以下三個(gè)端子的IC封裝中的控制器集成電路(IC)接地端子、電源端子和開(kāi)關(guān)端子。電源端子用于多種功能?？刂破鱅C通過(guò)接地端子進(jìn)行接地。開(kāi)關(guān)端子耦接到電感器開(kāi)關(guān)，所述電感器開(kāi)關(guān)由具有頻率和脈沖寬度的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通。電感器開(kāi)關(guān)控制流經(jīng)反激式轉(zhuǎn)換器的初級(jí)電感器的電流。電源端子接收從反激式轉(zhuǎn)換器的輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出的反饋信號(hào)。反饋信號(hào)對(duì)控制器IC供電，并且還用于產(chǎn)生電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)?？刂破鱅C以恒流模式調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定。在恒壓模式中，控制器IC調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的脈沖寬度，以使輸出電壓保持恒定。
開(kāi)關(guān)端子接收開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)指示流經(jīng)初級(jí)電感器的電感器電流。控制器IC控制電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的脈沖寬度，使電感器電流停止通過(guò)初級(jí)電感器增大的時(shí)刻對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)信號(hào)達(dá)到峰值電流限值的時(shí)刻?？刂泼}沖寬度能防止輸出電流超過(guò)預(yù)定的電流限值。
控制器IC具有電源焊盤(pán)、開(kāi)關(guān)焊盤(pán)和接地焊盤(pán)。電源焊盤(pán)耦接到電源端子；開(kāi)關(guān)焊盤(pán)耦接到開(kāi)關(guān)端子；接地焊盤(pán)則耦接到接地端子。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器IC除電源焊盤(pán)、開(kāi)關(guān)焊盤(pán)和接地焊盤(pán)外，不再具有其它焊盤(pán)。
一種操作電源轉(zhuǎn)換器的方法包括以下步驟將輔助電感器磁耦合到電源轉(zhuǎn)換器的初級(jí)電感器和次級(jí)電感器。電源轉(zhuǎn)換器具有外部電感器開(kāi)關(guān)和控制器IC。控制器IC具有耦接到外部電感器開(kāi)關(guān)的內(nèi)部電感器開(kāi)關(guān)。內(nèi)部電感器開(kāi)關(guān)由電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)進(jìn)行接通和斷開(kāi)。電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)具有頻率和脈沖寬度。
在另一步驟中，從輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出反饋信號(hào)，并將反饋信號(hào)接收到控制器IC的電源焊盤(pán)上。除電源焊盤(pán)外，控制器IC還具有開(kāi)關(guān)焊盤(pán)和接地焊盤(pán)。控制器IC容納在具有電源端子、開(kāi)關(guān)端子和接地端子的IC封裝中。除電源端子、開(kāi)關(guān)端子和接地端子外，IC封裝不再包括其它端子。電源端子耦接到電源焊盤(pán)；開(kāi)關(guān)端子耦合到開(kāi)關(guān)焊盤(pán)；接地端子耦接到接地焊盤(pán)。
在另一步驟中，利用所述反饋信號(hào)產(chǎn)生所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。
在另一步驟中，利用所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通和斷開(kāi)所述內(nèi)部電感器開(kāi)關(guān)。
在另一步驟中，利用反饋信號(hào)調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，使電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定。利用在內(nèi)部電感器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)在反饋信號(hào)中傳遞的信息來(lái)調(diào)整頻率，使輸出電流保持恒定。
在另一步驟中，利用反饋信號(hào)調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的脈沖寬度，使電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。利用在內(nèi)部電感器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)在反饋信號(hào)中傳遞的信息來(lái)調(diào)整脈沖寬度，使輸出電壓保持恒定。
在另一實(shí)施例中，一種電源轉(zhuǎn)換器包括初級(jí)電感器和次級(jí)電感器，所述初級(jí)電感器和次級(jí)電感器磁耦合到輔助電感器。從輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出反饋信號(hào)。所述電源轉(zhuǎn)換器還包括控制器IC，所述控制器IC具有開(kāi)關(guān)焊盤(pán)，所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)耦合到所述控制器IC的電感器開(kāi)關(guān)。電感器開(kāi)關(guān)由電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通和斷開(kāi)。所述電源轉(zhuǎn)換器還包括用于接收反饋信號(hào)的裝置。反饋信號(hào)同時(shí)用于為控制器IC供電和產(chǎn)生電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。控制器IC利用反饋信號(hào)調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，使電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定。控制器IC還利用反饋信號(hào)調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的脈沖頻率，使反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。控制器IC封裝在包括不多于三個(gè)端子的IC封裝中。
在另一實(shí)施例中，一種反激式轉(zhuǎn)換器包括容納在只具有以下三個(gè)端子的IC封裝中的控制器IC接地端子、電源端子和開(kāi)關(guān)端子。開(kāi)關(guān)端子用于多種功能?？刂破鱅C通過(guò)接地端子接地。在電源端子上接收輔助電壓信號(hào)，用于為控制器IC供電。所述輔助電壓信號(hào)從反激式轉(zhuǎn)換器的第一輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出。開(kāi)關(guān)端子耦接到電感器開(kāi)關(guān)，所述電感器開(kāi)關(guān)由具有頻率和脈沖寬度的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通。電感器開(kāi)關(guān)控制流經(jīng)反激式轉(zhuǎn)換器的初級(jí)電感器的電流。電感器開(kāi)關(guān)通過(guò)外部晶體管耦接到初級(jí)電感器。在開(kāi)關(guān)端子上接收開(kāi)關(guān)信號(hào)，用于產(chǎn)生電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。開(kāi)關(guān)信號(hào)提供能使反激式轉(zhuǎn)換器在恒流模式期間輸出恒定電流、在恒壓模式期間輸出恒定電壓并防止輸出電流超過(guò)預(yù)定電流限值的信息。開(kāi)關(guān)信號(hào)中所傳遞的信息提供對(duì)于反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓和對(duì)于電流的大小何時(shí)停止通過(guò)初級(jí)電感器增大的指示。
在恒流模式和在恒壓模式中，控制器IC均利用來(lái)自開(kāi)關(guān)信號(hào)的信息產(chǎn)生電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。控制器IC在恒流模式中調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使輸出電流保持恒定，并在恒壓模式中調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的脈沖寬度，以使輸出電壓保持恒定?？刂破鱅C還利用來(lái)自開(kāi)關(guān)信號(hào)的信息來(lái)控制流經(jīng)初級(jí)電感器的峰值電流，使反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電流不超過(guò)預(yù)定電流限值。
在另一實(shí)施例中，電源轉(zhuǎn)換器具有控制器IC、初級(jí)電感器、次級(jí)電感器、第一輔助電感器和第二輔助電感器。這些輔助電感器磁耦合到初級(jí)電感器和次級(jí)電感器?？刂破鱅C具有電感器開(kāi)關(guān)、電源焊盤(pán)、開(kāi)關(guān)焊盤(pán)和接地焊盤(pán)?？刂破鱅C通過(guò)電源焊盤(pán)接收電力，并通過(guò)接地焊盤(pán)接地。電感器開(kāi)關(guān)耦合到開(kāi)關(guān)焊盤(pán)，并由電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通和斷開(kāi)。開(kāi)關(guān)焊盤(pán)接收開(kāi)關(guān)信號(hào)，控制器IC利用開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。控制器IC在恒流模式中利用開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定。控制器IC還在恒壓模式中利用開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的脈沖寬度，以使電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定?？刂破鱅C還利用開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的脈沖寬度，以使反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電流不超過(guò)預(yù)定電流限值。
一種操作電源轉(zhuǎn)換器的方法包括以下步驟將輔助電感器磁耦合到電源轉(zhuǎn)換器的初級(jí)電感器和次級(jí)電感器。電源轉(zhuǎn)換器具有外部電感器開(kāi)關(guān)和控制器IC?？刂破鱅C具有耦接到外部電感器開(kāi)關(guān)的內(nèi)部電感器開(kāi)關(guān)。內(nèi)部電感器開(kāi)關(guān)由電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)進(jìn)行接通和斷開(kāi)。電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)具有頻率和脈沖寬度。
在另一步驟中，在控制器集成電路的開(kāi)關(guān)焊盤(pán)上接收開(kāi)關(guān)信號(hào)。所述開(kāi)關(guān)信號(hào)是從輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出。
在另一步驟中，利用開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。
在另一步驟中，利用電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通和斷開(kāi)內(nèi)部電感器開(kāi)關(guān)。
在另一步驟中，利用開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定。利用在內(nèi)部電感器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)在開(kāi)關(guān)信號(hào)中傳遞的信息來(lái)調(diào)整頻率，以使輸出電流保持恒定。
在另一步驟中，利用開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的脈沖寬度，以使電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。利用在內(nèi)部電感器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)在開(kāi)關(guān)信號(hào)中傳遞的信息來(lái)調(diào)整脈沖寬度，以使輸出電壓保持恒定。
在另一實(shí)施例中，一種電源轉(zhuǎn)換器包括初級(jí)電感器，所述初級(jí)電感器磁耦合到第一輔助電感器和第二輔助電感器。從第一輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出輔助電壓信號(hào)。所述電源轉(zhuǎn)換器還包括控制器IC，所述控制器IC具有開(kāi)關(guān)焊盤(pán)，所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)耦合到所述控制器IC的電感器開(kāi)關(guān)。電感器開(kāi)關(guān)由電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通和斷開(kāi)。所述電源轉(zhuǎn)換器還包括用于接收開(kāi)關(guān)信號(hào)的裝置，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)是從第二輔助電感器兩端的電壓和從流經(jīng)初級(jí)電感器的電流導(dǎo)出。開(kāi)關(guān)信號(hào)同時(shí)用于調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率以使電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定、和調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的脈沖寬度以使反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。此外，開(kāi)關(guān)信號(hào)還用于調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的脈沖寬度，以使反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電流不超過(guò)預(yù)定電流限值?？刂破鱅C封裝在包括不多于三個(gè)端子的IC封裝中。
本發(fā)明所采用的引腳復(fù)用恒流恒壓控制器及其集成電路封裝，可以有效實(shí)現(xiàn)恒流恒壓控制器中的控制器集成電路的封裝引腳的復(fù)用，減少封裝管腳的數(shù)目，并使其具有更少的外部組件，從而有效降低應(yīng)用成本，實(shí)現(xiàn)更廉價(jià)的反激式轉(zhuǎn)換器。
在下文詳細(xì)說(shuō)明中描述了其它實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明內(nèi)容并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明是由權(quán)利要求書(shū)加以限定。



附解說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，其中相同的編號(hào)指示相同的組件。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的恒定輸出電流反激式轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)化示意圖，所述反激式轉(zhuǎn)換器由具有六個(gè)引腳的控制器集成電路在初級(jí)側(cè)上進(jìn)行控制。
圖2是另一現(xiàn)有技術(shù)的恒定輸出電流反激式轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)化示意圖，所述反激式轉(zhuǎn)換器由具有四個(gè)引腳的控制器集成電路在初級(jí)側(cè)上進(jìn)行控制。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的初級(jí)側(cè)受控的反激式轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)化示意圖，所述反激式轉(zhuǎn)換器具有容納在只具有三個(gè)引腳的集成電路封裝中的控制器集成電路(IC)。
圖4是圖3的控制器IC的更詳細(xì)的簡(jiǎn)化圖。
圖5是一種用于控制圖3的反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電流和電壓的方法的流程圖。
圖6是顯示理想化波形的圖，這些波形圖解說(shuō)明在執(zhí)行圖5的方法的同時(shí)，圖3的反激式轉(zhuǎn)換器的操作。
圖7是顯示波形的圖，這些波形圖解說(shuō)明圖3的反激式轉(zhuǎn)換器如何調(diào)整開(kāi)關(guān)頻率來(lái)保持恒定的輸出電流和如何調(diào)整脈沖寬度來(lái)保持恒定的輸出電壓。
圖8是在恒流模式和在恒壓模式中圖3的反激式轉(zhuǎn)換器輸出的峰值電流與時(shí)間的關(guān)系圖。
圖9是圖3的反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓-輸出電流圖。
圖10是圖的控制器IC內(nèi)的振蕩器的更詳細(xì)的示意圖。
圖11是顯示圖10的振蕩器的理想化定時(shí)波形的波形圖。
圖12是圖3的控制器IC內(nèi)的限流器的更詳細(xì)的示意圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的初級(jí)側(cè)受控的反激式轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)化示意圖，所述反激式轉(zhuǎn)換器具有容納在只具有三個(gè)引腳的集成電路封裝中的控制器IC。
圖14是圖13所示控制器IC的更詳細(xì)的示意圖。
圖15是一種用于控制圖13的反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電流和電壓的方法的流程圖。
圖16是顯示理想化波形的圖，這些波形圖解說(shuō)明在執(zhí)行圖15的方法的同時(shí)，圖13的反激式轉(zhuǎn)換器的操作。
圖17是反激式轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)化示意圖，所述反激式轉(zhuǎn)換器具有位于3引腳式封裝中的控制器IC，此類(lèi)似于圖13所示的實(shí)施例，只是不具有第二輔助電感器。

具體實(shí)施例方式 現(xiàn)在將詳細(xì)參照本發(fā)明的某些實(shí)施例，這些實(shí)施例的例子在附圖中被示出。
圖3是反激式轉(zhuǎn)換器30的圖，反激式轉(zhuǎn)換器30具有封裝在集成電路封裝32中的控制器集成電路(IC)31。盡管術(shù)語(yǔ)“集成電路”常用于既表示集成電路、也表示其中容納有集成電路的集成電路封裝，然而本文所用的術(shù)語(yǔ)“集成電路”只表示集成電路裸片(die)。反激式轉(zhuǎn)換器30包括用于將輸出電壓轉(zhuǎn)換成不同輸出電壓的變壓器。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入電壓是來(lái)自墻上插座的電壓，輸出電壓則用于對(duì)便攜式電子用戶裝置進(jìn)行充電。當(dāng)轉(zhuǎn)換器中的主電源開(kāi)關(guān)接通時(shí)，電流開(kāi)始流經(jīng)變壓器的初級(jí)電感器。在電流通過(guò)初級(jí)電感器斜升到峰值并隨后被切斷時(shí)，初級(jí)電感器周?chē)谋罎⒌拇艌?chǎng)會(huì)向次級(jí)電感器傳遞能量。傳遞到次級(jí)電感器的能量在不同的輸出電壓下從反激式轉(zhuǎn)換器30作為輸出電流輸出。在某些應(yīng)用中，例如在對(duì)電子用戶裝置進(jìn)行充電的應(yīng)用中，希望使輸出電流保持在恒定的水平并防止輸出電流超過(guò)預(yù)定電流限值。
控制器IC 31通過(guò)調(diào)整流經(jīng)初級(jí)電感器33的峰值電流，控制反激式轉(zhuǎn)換器30的輸出電壓(VOUT)和輸出電流(IOUT)。峰值電流是利用脈寬調(diào)制(PWM)進(jìn)行調(diào)整的?？刂破鱅C 31還通過(guò)調(diào)整初級(jí)電感器中的峰值電流和調(diào)整外部NPN雙極晶體管34接通和斷開(kāi)時(shí)的頻率，控制反激式轉(zhuǎn)換器30的輸出電流(IOUT)。晶體管34充當(dāng)初級(jí)電感器33的電感器開(kāi)關(guān)。控制器IC 31具有電源焊盤(pán)35、開(kāi)關(guān)焊盤(pán)36和接地焊盤(pán)37。
由于電流只通過(guò)三個(gè)焊盤(pán)傳遞到控制器IC 31，因而集成電路封裝32只具有三個(gè)端子。集成電路封裝的每個(gè)端子都會(huì)增加成本。因此，制造封裝在集成電路封裝32中的控制器IC 31比制造需要封裝具有多于三個(gè)端子的控制器IC更為廉價(jià)。集成電路封裝32只具有三個(gè)端子電源端子38、開(kāi)關(guān)端子39和接地端子40。通過(guò)利用反饋信號(hào)為控制器IC 31供電，由于反饋信號(hào)包含指示當(dāng)電感器開(kāi)關(guān)34斷開(kāi)時(shí)的輸出電壓VOUT和輸出電流(IOUT)的信息，因而可無(wú)需使用單獨(dú)的端子來(lái)(i)為控制器IC 31供電，(ii)提供用于控制反激式轉(zhuǎn)換器30的輸出電流的反饋，和(iii)提供用于控制反激式轉(zhuǎn)換器30的輸出電壓的反饋。由此，可將圖2的反激式轉(zhuǎn)換器22使用的四個(gè)端子減少到反激式轉(zhuǎn)換器30的三個(gè)端子。
在圖3的實(shí)施例中，電源焊盤(pán)35通過(guò)焊線41連接到電源端子38?？刂破鱅C 31通過(guò)電源端子38接收關(guān)于輸出電壓VOUT的指示。反饋信號(hào)42是在電源端子38上接收，并接著通過(guò)焊線41傳輸?shù)诫娫春副P(pán)35。根據(jù)封裝的類(lèi)型而定，電源端子38可以是低成本TO-92三引腳式封裝的引線或者小尺寸晶體管(SOT)封裝的引線。在其中集成電路封裝32為三引腳式TO-92封裝的實(shí)施例中，允許將控制器IC 31容納在通常用于容納單個(gè)晶體管的低成本封裝中。在圖3所示的實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)端子39通過(guò)焊線43連接到焊盤(pán)SW 36。開(kāi)關(guān)信號(hào)44是在開(kāi)關(guān)端子39上接收，并接著通過(guò)焊線43傳輸?shù)胶副P(pán)SW 36。
除控制器IC 31、IC封裝32和電感器開(kāi)關(guān)34外，反激式轉(zhuǎn)換器30還包括變壓器45、次級(jí)側(cè)整流器46、輸出電容器47、初級(jí)側(cè)整流器48、起動(dòng)電阻器49、電力電容器(C1)50、以及耦接到NPN雙極晶體管34的基極的二極管51和電阻器52。反激式轉(zhuǎn)換器30不具有次級(jí)側(cè)控制電路和光耦合器。圖3所示的次級(jí)側(cè)電阻器53表示變壓器45的銅繞組的電阻性損耗。變壓器45包括初級(jí)繞組(電感器)33、次級(jí)繞組54和輔助繞組55。變壓器45的初級(jí)繞組33具有Np匝；次級(jí)繞組54具有Ns匝；并且輔助繞組55具有Na匝。控制器IC 31的初始起動(dòng)能量由起動(dòng)電阻器49和電力電容器(C1)50提供。在反激式轉(zhuǎn)換器30達(dá)到穩(wěn)定后，變壓器45的輔助繞組55便通過(guò)整流器48為控制器IC 31供電。
圖3所示的反激式轉(zhuǎn)換器30的實(shí)施例用于需要具有較高輸入電壓或較高功率的應(yīng)用中，并使用外部功率處理組件，例如NPN雙極晶體管34。在較低輸入電壓或較低功率應(yīng)用中所用的反激式轉(zhuǎn)換器30的其它實(shí)施例不具有外部雙極晶體管、MOSFET電源開(kāi)關(guān)或電流檢測(cè)電路-所有這些組件均可并入集成電路31中。在圖3所示的實(shí)施例中，NPN雙極晶體管34以發(fā)射極開(kāi)關(guān)配置形式與控制器IC 31相配合。外部NPN雙極晶體管34充當(dāng)初級(jí)繞組33的開(kāi)關(guān)。在此種配置中，控制器IC 31中的內(nèi)部電路驅(qū)動(dòng)外部雙極晶體管34的發(fā)射極。在其它實(shí)施例中，為進(jìn)一步增強(qiáng)功率處理能力和開(kāi)關(guān)頻率，使用外部MOSFET作為主開(kāi)關(guān)來(lái)取代雙極晶體管34。一般來(lái)說(shuō)，雙極晶體管34的頻率能力受限于NPN基極充電/放電時(shí)間，并且雙極晶體管34的高功率能力受限于基極驅(qū)動(dòng)電阻器。因此，雙極晶體管34適合用于不需要極高功率或開(kāi)關(guān)頻率的應(yīng)用中。
圖4是控制器IC 31的更詳細(xì)的示意圖?？刂破鱅C 31包括振蕩器56、限流器57、脈寬調(diào)制(PWM)邏輯58、門(mén)極驅(qū)動(dòng)器59和內(nèi)部主電源開(kāi)關(guān)60。此外，控制器IC 31包括調(diào)節(jié)器和欠電壓閉鎖電路(UVLO)61、參考電壓產(chǎn)生器62、PWM誤差放大器63、誤差比較器64、頻率調(diào)制器(FMOD)65、電流檢測(cè)放大器66、補(bǔ)償二極管67、分壓器68、電源電壓鉗位器69、取樣器電容器(C2)70、第一開(kāi)關(guān)(SW1)71、第二開(kāi)關(guān)(SW2)72、和軟線(cord)修正電路73。
來(lái)自變壓器45的次級(jí)側(cè)的唯一反饋由反激式轉(zhuǎn)換器30用于控制輸出電流和電壓，其是通過(guò)輔助繞組55和次級(jí)繞組54的磁耦合進(jìn)行反饋。由于不使用次級(jí)側(cè)控制電路或光耦合器，反激式轉(zhuǎn)換器30的成本得以降低。此外，三引腳式IC封裝32的成本低于四引腳式封裝的成本。例如，可使用通常用于容納晶體管的低成本TO-92三引腳式封裝來(lái)封裝控制器IC 31。最后，由于通過(guò)將分壓器68布置在控制器IC 31內(nèi)部而減少了外部組件，成本得以降低。內(nèi)部分壓器68的第一反饋電阻器(RFB1)74和第二反饋電阻器(RFB2)75的制造成本低于反激式轉(zhuǎn)換器22的外部分壓電阻器網(wǎng)絡(luò)13的成本。在典型的應(yīng)用中，反激式轉(zhuǎn)換器30產(chǎn)生約為5伏的輸出電壓(VOUT)。分壓器68的電阻器的規(guī)格被確定成提供5伏的輸出電壓。當(dāng)某種應(yīng)用要求輸出電壓(VOUT)不是5伏時(shí)，可調(diào)整分壓器68的電阻。例如，為提供12伏的輸出電壓，可對(duì)控制器IC 31內(nèi)的熔絲、反熔絲或EPROM、EEPROM或其它非易失性編程裝置進(jìn)行編程，以便調(diào)整分壓器68的電壓比。通過(guò)利用熔絲、反熔絲或其它非易失性編程裝置來(lái)改變分壓器68的電阻，使控制器IC 31成為一次性可編程的(OTP)。
圖5是流程圖，其圖解說(shuō)明圖3的反激式轉(zhuǎn)換器30的操作方法的步驟76-83。該方法通過(guò)調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的頻率來(lái)控制反激式轉(zhuǎn)換器30的輸出電流(IOUT)，電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84用于接通和斷開(kāi)主電源開(kāi)關(guān)60以及間接地接通和斷開(kāi)電感器開(kāi)關(guān)34。該方法還通過(guò)調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的脈沖寬度并由此調(diào)整流經(jīng)反激式轉(zhuǎn)換器30的初級(jí)電感器33的峰值電流，來(lái)控制反激式轉(zhuǎn)換器30的輸出電壓(VOUT)。在某些應(yīng)用中，希望使反激式轉(zhuǎn)換器30的輸出電流(IOUT)保持在恒定水平。輸出電流(IOUT)取決于至少三個(gè)因素(i)流經(jīng)初級(jí)電感器33的電感器電流85的峰值，(ii)初級(jí)電感器33的電感(LP)，和(iii)電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84接通和斷開(kāi)主電源開(kāi)關(guān)60以使電流通過(guò)初級(jí)電感器33斜坡上升時(shí)的頻率(fOSC)。
圖5的方法調(diào)整主電源開(kāi)關(guān)60接通和斷開(kāi)時(shí)的頻率(fOSC)，以使來(lái)自反激式轉(zhuǎn)換器30的輸出電流(IOUT)保持恒定。由此，通過(guò)調(diào)整電感器電流85通過(guò)初級(jí)電感器33斜坡上升時(shí)的開(kāi)關(guān)頻率(fOSC)或流經(jīng)初級(jí)電感器33的電流的峰值(IP)中的一者或兩者，使輸出電流(IOUT)保持在恒定的值。
在圖5所示的第一步驟76中，反激式轉(zhuǎn)換器30連接到輸入電壓(VIN)，并且主電源開(kāi)關(guān)60接通。然后，電感器電流85開(kāi)始流經(jīng)初級(jí)電感器33。當(dāng)主電源開(kāi)關(guān)60接通時(shí)，初級(jí)電感器33的帶點(diǎn)端的電壓降低，不帶點(diǎn)端的電壓則高。隨著電感器電流85通過(guò)初級(jí)電感器33斜坡上升，輸入能量被存儲(chǔ)在初級(jí)電感器33中。接著，當(dāng)主電源開(kāi)關(guān)60斷開(kāi)時(shí)，能量被傳遞到次級(jí)繞組54。傳遞到次級(jí)繞組54的能量作為輸出電流(IOUT)從反激式轉(zhuǎn)換器30輸出。
在步驟77中，輔助繞組55磁性耦合到次級(jí)繞組54。隨著電感器電流85通過(guò)初級(jí)電感器33增大并隨后停止流動(dòng)，能量還傳遞到輔助繞組55并在輔助繞組55的帶點(diǎn)端上產(chǎn)生電壓(VAUX)86。電壓(VAUX)86包含與當(dāng)主電源開(kāi)關(guān)60斷開(kāi)時(shí)的輸出電壓有關(guān)的信息。
在步驟78中，在控制器IC 31的電源焊盤(pán)(VDD)35上接收反饋信號(hào)42。反饋信號(hào)42是從當(dāng)輔助電感器55與初級(jí)繞組33和次級(jí)繞組54磁耦合時(shí)輔助電感器55兩端的電壓(VAUX)86導(dǎo)出。
在步驟79中，使用反饋信號(hào)42為控制器IC 31供電。調(diào)節(jié)器和欠電壓閉鎖電路(UVLO)61從電源焊盤(pán)(VDD)35接收反饋信號(hào)42，并向控制器IC 31提供內(nèi)部電源。倘若電源焊盤(pán)(VDD)35上的電壓(VDD)超過(guò)安全工作范圍，電源電壓鉗位器69便充當(dāng)保護(hù)裝置并泄放過(guò)量的電荷。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)器61利用反饋信號(hào)42產(chǎn)生5伏的信號(hào)，由該信號(hào)為控制器IC 31的電路(例如限流器57)供電。
在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行中，調(diào)節(jié)器61在電源焊盤(pán)(VDD)35上從反饋信號(hào)42接收15伏的電壓。在起動(dòng)過(guò)程中、輔助繞組55產(chǎn)生任何電壓之前，在電源焊盤(pán)(VDD)35上接收由起動(dòng)電阻器49和電力電容器(C1)50所產(chǎn)生的電壓。在起動(dòng)過(guò)程中，電力電容器(C1)50上的電壓逐漸增大，直到達(dá)到19伏的欠電壓閉鎖接通閾值并且控制器IC 31開(kāi)始切換主電源開(kāi)關(guān)60。調(diào)節(jié)器和欠電壓閉鎖電路(UVLO)61監(jiān)測(cè)作為反饋信號(hào)42接收到的VDD電壓，并在VDD達(dá)到欠電壓閉鎖接通閾值時(shí)啟動(dòng)控制器IC 31的正常運(yùn)行。在本實(shí)例中，欠電壓閉鎖斷開(kāi)閾值為8伏。如果VDD降低到或低于斷開(kāi)閾值，則調(diào)節(jié)器和欠電壓閉鎖電路(UVLO)61停止切換控制器IC 31，并且電荷通過(guò)起動(dòng)電阻器49流到電力電容器(C1)50，直到再次達(dá)到19伏的欠電壓閉鎖接通閾值。
在步驟80中，控制器IC 31利用反饋信號(hào)42產(chǎn)生電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84。控制器IC 31還利用開(kāi)關(guān)信號(hào)(ISW)44產(chǎn)生電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84?？刂破鱅C 31通過(guò)電源端子38和電源焊盤(pán)(VDD)35從初級(jí)側(cè)整流器(D2)48接收反饋信號(hào)42?？刂破鱅C 31的限流器57從開(kāi)關(guān)焊盤(pán)36接收開(kāi)關(guān)信號(hào)(ISW)44，以指示流經(jīng)初級(jí)電感器33的電感器電流85的大小。當(dāng)達(dá)到預(yù)定峰值電流限值時(shí)，限流器57斷開(kāi)主電源開(kāi)關(guān)60。開(kāi)關(guān)信號(hào)44是通過(guò)IC封裝32的開(kāi)關(guān)端子(SW)39從外部NPN雙極晶體管34的發(fā)射極獲得。通過(guò)初級(jí)電感器33斜坡上升的電感器電流85流經(jīng)NPN雙極晶體管34、開(kāi)關(guān)端子39和開(kāi)關(guān)焊盤(pán)36。
在步驟81中，電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84被斷言(asserted)，以閉合主電源開(kāi)關(guān)60并接通電感器開(kāi)關(guān)34。然后，電感器電流85開(kāi)始通過(guò)初級(jí)電感器33斜坡上升。電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84具有頻率(fOSC)和脈沖寬度，并且控制電感器電流85所流經(jīng)的主電源開(kāi)關(guān)60的門(mén)極。門(mén)極驅(qū)動(dòng)器59使用“N溝道導(dǎo)通”(NCHON)信號(hào)87產(chǎn)生電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84。門(mén)極驅(qū)動(dòng)器59是相對(duì)高速度的MOSFET門(mén)極驅(qū)動(dòng)器。除主電源開(kāi)關(guān)60外，電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84還被較小尺寸的內(nèi)部MOSFET 88接收到。較小的內(nèi)部MOSFET 88和電阻器89形成電流檢測(cè)電路。所檢測(cè)的電流經(jīng)電流檢測(cè)放大器66放大，并被轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)90。誤差比較器64將電壓信號(hào)90與PWM誤差放大器63的輸出相比較。
PWM邏輯58利用來(lái)自限流器57的限流信號(hào)91、來(lái)自振蕩器56的開(kāi)關(guān)頻率信號(hào)92和來(lái)自誤差比較器64的脈沖寬度信號(hào)93，產(chǎn)生N溝道導(dǎo)通信號(hào)87。開(kāi)關(guān)頻率信號(hào)92提供電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的脈沖的頻率，并且脈沖寬度信號(hào)93提供電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的脈沖寬度的持續(xù)時(shí)間。限流器57利用開(kāi)關(guān)信號(hào)(ISW)44和內(nèi)部產(chǎn)生的固定參考電壓，產(chǎn)生限流信號(hào)91。
除限制峰值輸入電流外，反激式轉(zhuǎn)換器30還通過(guò)以下兩種工作模式輸出恒定電流和恒定電壓恒流模式和恒壓模式。在恒流模式中，限流器57控制電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的脈沖寬度，以使電感器電流85停止通過(guò)初級(jí)電感器33增大時(shí)的時(shí)間(T2)對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)信號(hào)(ISW)44達(dá)到峰值電流限值時(shí)的時(shí)間。
在步驟82中，反激式轉(zhuǎn)換器30利用當(dāng)電感器開(kāi)關(guān)34斷開(kāi)時(shí)來(lái)自反饋信號(hào)42的信息，調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的頻率(fOSC)，以使輸出電流(IOUT)保持恒定。在恒流模式中，電感器電流85的峰值(IP)總是達(dá)到其限值，并且通過(guò)調(diào)節(jié)峰值電流的脈沖通過(guò)初級(jí)電感器33斜坡上升時(shí)的頻率，調(diào)整輸出電流(IOUT)。振蕩器56所輸出的開(kāi)關(guān)頻率信號(hào)92控制電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的頻率(fOSC)，以在被充電裝置所接收到的輸出電壓(VOUT)升高時(shí)使輸出電流(IOUT)保持恒定。
在步驟83中，反激式轉(zhuǎn)換器30利用當(dāng)電感器開(kāi)關(guān)34斷開(kāi)時(shí)來(lái)自反饋信號(hào)42的信息，調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的脈沖寬度，以使輸出電壓(VOUT)保持恒定。當(dāng)在初級(jí)側(cè)峰值電流低于預(yù)定峰值電流限值情況下可滿足負(fù)載電流時(shí)，反激式轉(zhuǎn)換器30進(jìn)入恒壓模式。在電感器電流85低于峰值電流限值時(shí)的恒壓模式中，誤差比較器64所輸出的脈沖寬度信號(hào)93控制電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的脈沖寬度，以使電感器電流85的每一脈沖的峰值保持恒定輸出電壓(VOUT)。
圖6顯示反激式轉(zhuǎn)換器30的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的理想化波形。這些波形圖解說(shuō)明在圖5所示的方法期間反激式轉(zhuǎn)換器30的操作。主電源開(kāi)關(guān)60在T0接通，在T2斷開(kāi)，并在T4再次接通。T0和T1之間的時(shí)間代表從主電源開(kāi)關(guān)60接通時(shí)到電感器開(kāi)關(guān)34接通從而允許電感器電流85(ILP)開(kāi)始斜坡上升時(shí)的延遲。因此，T1與T5之間的時(shí)間是開(kāi)關(guān)周期。電感器開(kāi)關(guān)34還表現(xiàn)出從T2時(shí)刻到T2′時(shí)刻的斷開(kāi)延遲。T1與T2′之間的時(shí)間是斜坡上升時(shí)間。T2′與T4之間的時(shí)間是主電源開(kāi)關(guān)60斷開(kāi)期間的時(shí)間。圖6圖解說(shuō)明使用當(dāng)主電源開(kāi)關(guān)60斷開(kāi)時(shí)從反饋信號(hào)42接收的信息來(lái)調(diào)節(jié)輸出電流(IOUT)和輸出電壓(VOUT)。在恒流模式中，限流器57控制電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的脈沖寬度，以使電感器電流85停止通過(guò)初級(jí)電感器33增大時(shí)的時(shí)間T2′對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)信號(hào)(ISW)44達(dá)到預(yù)設(shè)峰值電流限值時(shí)的時(shí)間。
電流波形IS顯示流過(guò)次級(jí)繞組54的電流到T3時(shí)刻放電到零。圖6圖解說(shuō)明反激式轉(zhuǎn)換器30以斷續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)工作，因?yàn)樵陔娏鱅S停止流過(guò)次級(jí)繞組54的T3時(shí)刻與電感器電流(ILP)85接著開(kāi)始通過(guò)初級(jí)電感器33斜坡上升的T5時(shí)刻之間存在間隙。
反饋信號(hào)42提供對(duì)于次級(jí)繞組54的輸出電壓(VOUT)的指示。該輸出電壓(VOUT)指示用于調(diào)整輸出電壓(VOUT)和輸出電流(IOUT)二者。如圖3所示，變壓器45初級(jí)側(cè)上的控制器IC 31的電源焊盤(pán)(VDD)35接收對(duì)于次級(jí)繞組54的輸出電壓(VOUT)的指示。電源焊盤(pán)35上的反饋信號(hào)42是通過(guò)經(jīng)初級(jí)側(cè)整流器(D2)48傳遞輔助繞組55的帶點(diǎn)端上的電壓(VAUX)86而獲得。
如圖4所示，通過(guò)經(jīng)補(bǔ)償二極管67和分壓器68傳遞電源焊盤(pán)(VDD)35上所存在的反饋信號(hào)42，產(chǎn)生控制器IC 31的節(jié)點(diǎn)94上的反饋電壓(VFB)。然后，當(dāng)主電源開(kāi)關(guān)60斷開(kāi)并且電感器開(kāi)關(guān)34斷開(kāi)時(shí)，對(duì)反饋電壓(VFB)進(jìn)行取樣。當(dāng)電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84被解除斷言(deasserted)并且斷開(kāi)主電源開(kāi)關(guān)60時(shí)，取樣器開(kāi)關(guān)信號(hào)95被斷言并且同時(shí)閉合第一開(kāi)關(guān)(SW1)71和第二開(kāi)關(guān)(SW2)72。然后，當(dāng)電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84被斷言時(shí)，取樣器開(kāi)關(guān)信號(hào)95打開(kāi)第二開(kāi)關(guān)(SW2)，并對(duì)反饋電壓(VFB)進(jìn)行取樣。當(dāng)電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84被斷言并且主電源開(kāi)關(guān)60接通時(shí)，取樣器開(kāi)關(guān)信號(hào)95也打開(kāi)第一開(kāi)關(guān)(SW1)71。打開(kāi)第一開(kāi)關(guān)(SW1)71主要是為了減少在起動(dòng)階段所需的電流大小。
當(dāng)主電源開(kāi)關(guān)60接通并且第一開(kāi)關(guān)(SW1)71打開(kāi)時(shí)，電壓(VAUX)86變?yōu)樨?fù)值，如圖6所示。然而，初級(jí)側(cè)整流器(D2)48阻止電源焊盤(pán)(VDD)35上所存在的反饋信號(hào)42的電壓變?yōu)樨?fù)值。當(dāng)主電源開(kāi)關(guān)60接通時(shí)，控制器IC31由電力電容器(C1)50上的電荷供電。圖6顯示當(dāng)主電源開(kāi)關(guān)60接通時(shí)電力電容器(C1)50上的電荷作為反饋信號(hào)42的電壓(VDD)。為便于圖解說(shuō)明，圖6以夸張的方式顯示了當(dāng)主電源開(kāi)關(guān)60接通時(shí)，電力電容器(C1)50上的電壓(VDD)隨著控制器IC 31消耗電力而降低。接著，在T2時(shí)刻，當(dāng)取樣器開(kāi)關(guān)信號(hào)95閉合第一開(kāi)關(guān)(SW1)71和第二開(kāi)關(guān)(SW2)72時(shí)，刷新電力電容器(C1)50上的電壓(VDD)。
取樣反饋電壓(VFBS)由取樣電容器(C2)70來(lái)保持。取樣反饋電壓(VFBS)與輸出電壓(VOUT)之間的關(guān)系按下述方式進(jìn)行確定。當(dāng)電感器開(kāi)關(guān)34剛剛斷開(kāi)并且能量正向次級(jí)繞組54傳遞時(shí)，輔助繞組55兩端的電壓(VAUX)86等于 電源焊盤(pán)(VDD)35上所存在的反饋信號(hào)42的電壓(VDD)等于電壓(VAUX)86減去初級(jí)側(cè)整流器(D2)48兩端的電壓降(VD2)。因此，VDD+VD2＝(VOUT+VD1)Na/Ns。因而反饋信號(hào)42的電壓可表示為 第二項(xiàng)是“誤差項(xiàng)”，其可通過(guò)以下方式得到最小化選取初級(jí)側(cè)整流器(D2)48以使其電壓降等于匝數(shù)比Na/Ns乘以次級(jí)側(cè)整流器(D1)46的電壓降?；蛘?，可使用串聯(lián)的多個(gè)初級(jí)側(cè)整流二極管來(lái)補(bǔ)償次級(jí)側(cè)整流器(D1)46的電壓降。例如，當(dāng)次級(jí)側(cè)整流器(D1)46是電壓降約為0.4伏的肖特基二極管且匝數(shù)比Na/Ns為3∶1時(shí)，可使用電壓降分別約為0.65伏的兩個(gè)4148型二極管串聯(lián)作為初級(jí)側(cè)整流器?！罢`差”項(xiàng)由此將減小到0.1伏(3·0.4V-2·0.65V)。
應(yīng)選取初級(jí)側(cè)整流器(D2)48，使其擊穿電壓大于電源焊盤(pán)(VDD)35上的最大正電壓(VDD)與峰值負(fù)電壓(VAUX)86之和。例如，當(dāng)初級(jí)電感器33所接收的輸入線電壓的峰值約為400伏并且匝數(shù)比Np/Na為4∶1時(shí)，峰值負(fù)電壓(VAUX)86將為約-100伏。當(dāng)補(bǔ)償二極管67和分壓器68兩端的電壓降已被選取成在電源焊盤(pán)(VDD)35上獲得約為15伏的電壓(VDD)并且最大正電壓(VDD)略大于鉗位電壓時(shí)，初級(jí)側(cè)整流器(D2)48應(yīng)被選取成具有大于120伏[20V-(-100V)]的擊穿電壓。當(dāng)欠電壓閉鎖接通閾值為19伏時(shí)，電源電壓鉗位器69的鉗位電壓必須至少為20伏，以便獲得足以接通控制器IC 31的電壓電平。
在圖3所示的實(shí)施例中，控制器IC 31內(nèi)的補(bǔ)償整流二極管(D3)67也用于使方程式97的“誤差”項(xiàng)最小化。電源焊盤(pán)(VDD)35上所存在的反饋信號(hào)42的電壓(VDD)也可表示為 其中VFBS是控制器IC 31的節(jié)點(diǎn)99上的取樣反饋電壓。將方程式97和98相結(jié)合并求解VOUT會(huì)得到 現(xiàn)在，可通過(guò)使初級(jí)側(cè)整流器(D2)48和補(bǔ)償整流二極管(D3)67兩端的組合電壓降等于匝數(shù)比Na/Ns乘以次級(jí)側(cè)整流器(D1)46的電壓降，將“誤差”項(xiàng)最小化。通過(guò)選取恰當(dāng)規(guī)格的二極管48和67以消除方程式100中的“誤差”項(xiàng)，可按照以下關(guān)系式，基于取樣反饋電壓(VFBS)來(lái)調(diào)整輸出電壓(VOUT) 參考電壓產(chǎn)生器62將調(diào)節(jié)器和欠電壓閉鎖電路(UVLO)61的輸出轉(zhuǎn)換成參考電壓VREF。然后，將參考電壓VREF與由軟線修正電路73產(chǎn)生的軟線修正信號(hào)102的軟線修正電壓(VCORD)相加。然后，通過(guò)PWM誤差放大器63對(duì)參考電壓VREF與軟線修正電壓(VCORD)之和與取樣反饋電壓(VFBS)相比較。PWM誤差放大器63輸出誤差信號(hào)103。PWM誤差放大器63的內(nèi)部補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)由電阻器104和電容器105及106形成。誤差比較器64接收誤差信號(hào)103和電壓信號(hào)90，并輸出脈沖寬度信號(hào)93。PWM邏輯58接收脈沖寬度信號(hào)93，并使用其來(lái)調(diào)整N溝道導(dǎo)通信號(hào)87的脈沖寬度。因此，誤差比較器64在反激式轉(zhuǎn)換器30的恒壓模式中用作脈寬調(diào)制比較器。當(dāng)在恒壓模式中電感器電流85低于峰值電流限值時(shí)，控制器IC 31的負(fù)反饋回路將取樣反饋電壓(VFBS)調(diào)節(jié)到參考電壓VREF與軟線修正電壓(VCORD)之和。誤差比較器64輸出的脈沖寬度信號(hào)93控制電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的脈沖寬度，以按照下式產(chǎn)生輸出電壓(VOUT) 在恒流模式中，控制器IC 31還利用來(lái)自節(jié)點(diǎn)94上的反饋電壓(VFB)的信息來(lái)調(diào)整峰值電流脈沖通過(guò)初級(jí)電感器33斜坡上升時(shí)的頻率。振蕩器56輸出的開(kāi)關(guān)頻率信號(hào)92控制電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的頻率(fOSC)，以使輸出電流(IOUT)保持恒定。輸出電流(IOUT)取決于開(kāi)關(guān)頻率(fOSC)和輸出電壓(VOUT)二者，因?yàn)榉醇な睫D(zhuǎn)換器30在斷續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)中的輸出功率一般依照下式只取決于初級(jí)電感器33所存儲(chǔ)的能量 POUT＝(VOUT)·IOUT＝1/2·IP2·LP·fOSC·η (108) 其中LP是初級(jí)繞組33的電感，IP是流過(guò)初級(jí)電感器33的峰值電流，η是效率。在恒流模式中，峰值電流(IP)總是達(dá)到其限值，并且因此保持恒定。因此，反激式轉(zhuǎn)換器30的電流輸出(IOUT)作為開(kāi)關(guān)頻率(fOSC)和輸出電壓(VOUT)的函數(shù)被表示為 當(dāng)峰值電流(IP)達(dá)到其限值時(shí)，輸出電壓(VOUT)降低并且反激式轉(zhuǎn)換器30進(jìn)入恒流模式。方程式109顯示當(dāng)流過(guò)初級(jí)電感器33的峰值電流(IP)處于其限值時(shí)，為保持恒定的輸出電流(IOUT)，必須與輸出電壓降(VOUT)成比例地調(diào)整開(kāi)關(guān)頻率(fOSC)。
振蕩器56通過(guò)頻率調(diào)制器(FMOD)65從電感器開(kāi)關(guān)34斷開(kāi)時(shí)的反饋電壓(VFB)獲得關(guān)于輸出電壓(VOUT)的信息。在恒流模式中當(dāng)被充電裝置所接收的輸出電壓(VOUT)增大時(shí)，振蕩器56輸出開(kāi)關(guān)頻率信號(hào)92，以控制電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的開(kāi)關(guān)頻率(fOSC)，使得開(kāi)關(guān)頻率(fOSC)與輸出電壓(VOUT)成比例地增大。因此，為在輸出電壓(VOUT)增大時(shí)保持恒定的輸出電流(IOUT)，控制器IC 31將增大開(kāi)關(guān)頻率(fOSC)。
軟線修正電路73接收已過(guò)濾的誤差信號(hào)103，并產(chǎn)生軟線修正信號(hào)102，軟線修正信號(hào)102的電壓與誤差信號(hào)103的電壓成比例。軟線修正信號(hào)102用于調(diào)整參考電壓(VREF)的電壓，以補(bǔ)償由反激式轉(zhuǎn)換器30的充電軟線的串聯(lián)電阻所引起的輸出電壓損失。軟線電阻補(bǔ)償能在用于將反激式轉(zhuǎn)換器30連接到要被充電或供電的裝置(例如移動(dòng)電話或便攜式媒體播放器)的軟線的末端提供相當(dāng)精確的恒定電壓。輸出電壓之所以出現(xiàn)損失，是因?yàn)檐浘€的有限串聯(lián)電阻乘以電源的輸出電流將使負(fù)載點(diǎn)處的電壓出現(xiàn)I·R電壓降。初級(jí)側(cè)受控的反激式電源轉(zhuǎn)換器30依靠從次級(jí)繞組54向輔助繞組55反射的變壓器45兩端的反饋電壓來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓(VOUT)，但該反射電壓不包括由有限軟線電阻引起的I·R電壓降誤差。在恒壓運(yùn)行模式中，誤差放大器63的輸出與反激式轉(zhuǎn)換器30的輸出電流成比例。因此，使用誤差信號(hào)103產(chǎn)生軟線修正信號(hào)102，軟線修正信號(hào)102的電壓與輸出電流成比例并且該信號(hào)被施加到誤差放大器63的參考電壓輸入上以補(bǔ)償軟線電阻。
圖7是波形圖，其顯示當(dāng)反激式轉(zhuǎn)換器30對(duì)裝置進(jìn)行充電時(shí)，在多個(gè)開(kāi)關(guān)周期(周期編號(hào)3-11)中的初級(jí)電感器電流(ILP)85、流過(guò)次級(jí)繞組54的電流(IS)和反饋信號(hào)(VDD)42。這些波形圖解說(shuō)明反激式轉(zhuǎn)換器30在圖5所示方法的步驟82中如何調(diào)整開(kāi)關(guān)頻率(fOSC)以保持恒定的輸出電流(IOUT)。當(dāng)在恒流模式中反激式轉(zhuǎn)換器30對(duì)裝置進(jìn)行充電并且輸出電壓(VOUT)增大時(shí)，增大開(kāi)關(guān)頻率(fOSC)來(lái)使輸出電流(IOUT)保持恒定。圖7圖解說(shuō)明在反饋信號(hào)42的電壓(VDD)較低時(shí)的開(kāi)關(guān)周期A長(zhǎng)于在反饋信號(hào)42的電壓(VDD)較高時(shí)的開(kāi)關(guān)周期B。較短的開(kāi)關(guān)周期B對(duì)應(yīng)于較高的開(kāi)關(guān)頻率(fOSC)。
圖7中的波形還圖解說(shuō)明反激式轉(zhuǎn)換器30在圖5所示方法的步驟83中如何調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的脈沖寬度以保持恒定的輸出電壓(VOUT)。在恒壓模式中，控制器IC 31控制電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的脈沖寬度，以使電感器電流85的每一脈沖的峰值保持恒定的輸出電壓(VOUT)。當(dāng)被充電的裝置接近完全充電狀態(tài)時(shí)，輸出電壓(VOUT)接近預(yù)定的最大輸出電壓。圖7圖解說(shuō)明脈沖寬度D短于脈沖寬度C，目的是在反饋信號(hào)42的電壓(VDD)達(dá)到預(yù)定限值時(shí)減小通過(guò)初級(jí)電感器33的峰值電流并進(jìn)而減小輸出電壓(VOUT)?？刂破鱅C 31的負(fù)反饋回路控制電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的脈沖寬度，以使取樣反饋電壓(VFBS)等于參考電壓VREF與軟線修正電壓(VCORD)之和。
圖8是在恒流模式和恒壓模式中反激式轉(zhuǎn)換器30輸出的峰值電流隨時(shí)間變化的圖。每一峰值代表在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期中由反激式轉(zhuǎn)換器30輸出的電流。開(kāi)關(guān)周期編號(hào)3-11對(duì)應(yīng)于圖7中相同編號(hào)的開(kāi)關(guān)周期。在對(duì)移動(dòng)電話的電池進(jìn)行充電的例子中，充電在周期#1中以恒流模式開(kāi)始，并在周期#9中進(jìn)入恒壓模式。當(dāng)移動(dòng)電話的電池進(jìn)行充電及移動(dòng)電話電池的負(fù)載減小時(shí)，反激式轉(zhuǎn)換器30在周期#17中減小峰值電流，以保持恒定的電壓。
圖9是反激式轉(zhuǎn)換器30的輸出電壓與輸出電流的關(guān)系圖。沿該曲線的編號(hào)對(duì)應(yīng)于圖8中各周期的峰值電流。正常充電過(guò)程開(kāi)始于點(diǎn)#1并進(jìn)行到點(diǎn)#17。當(dāng)輸出電壓降到由虛線表示的故障閾值以下時(shí)，會(huì)出現(xiàn)故障狀態(tài)。當(dāng)輸出電壓降到故障閾值以下時(shí)，電源焊盤(pán)(VDD)35上所存在的電壓(VDD)降到欠電壓閉鎖斷開(kāi)閾值以下，并且開(kāi)關(guān)操作停止。輸入電壓對(duì)電源焊盤(pán)(VDD)35上所存在的電壓(VDD)進(jìn)行再充電，直到VDD達(dá)到接通閾值、開(kāi)關(guān)操作重新開(kāi)始且反激式轉(zhuǎn)換器30重新嘗試對(duì)電池充電為止。
圖10更詳細(xì)地顯示控制器IC 31的振蕩器56。振蕩器56由調(diào)節(jié)器61所產(chǎn)生的5伏的電源信號(hào)進(jìn)行供電。振蕩器56包括電壓比較器110、兩個(gè)電流源111和112、和振蕩器電容器COSC 113。振蕩器電容器COSC 113由電流源111所產(chǎn)生的充電電流IOSC進(jìn)行充電。在本實(shí)施例中，振蕩器電容器COSC 113通過(guò)電流源112以四倍于充電電流大小的放電電流進(jìn)行放電。由于當(dāng)放電電流源112接通時(shí)充電電流源111不斷開(kāi)，因而放電電流三倍于充電電流的大小，如圖11所示。振蕩器56可被建模為內(nèi)部RC振蕩器，該內(nèi)部RC振蕩器產(chǎn)生開(kāi)關(guān)頻率信號(hào)92的頻率fOSC，頻率fOSC取決于振蕩器電容器的電容COSC和振蕩器電阻ROSC。振蕩器電阻可表示為ROSC＝VFB/IOSC。當(dāng)主電源開(kāi)關(guān)60斷開(kāi)時(shí)FMOD 65用與反饋信號(hào)42的電壓成比例的一個(gè)電壓產(chǎn)生偏流。電流源111接收該偏流，并由此根據(jù)反激式轉(zhuǎn)換器30的輸出電壓(VOUT)來(lái)調(diào)整振蕩器頻率(fOSC)。
圖12更詳細(xì)地顯示控制器IC 31的限流器57。限流器57包括偏流源114、比較器115和復(fù)制電阻器(RREPLICA)116。復(fù)制電阻器(RREPLICA)116復(fù)制主電源開(kāi)關(guān)60的漏極-源極電阻(RDSON)。偏流源114利用復(fù)制電阻器116在比較器115的非反相輸入引線上產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于參考電流(IREF)的電壓。比較器115然后將開(kāi)關(guān)信號(hào)(ISW)44的電壓與偏流源114所產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)于參考電流(IREF)的電壓相比較。當(dāng)開(kāi)關(guān)信號(hào)(ISW)44超過(guò)由RREPLICA·IREF所產(chǎn)生的比較器閾值時(shí)，比較器115的輸出變低，并且主電源開(kāi)關(guān)60斷開(kāi)。在恒流模式中，限流器57控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，而在恒壓模式中，誤差比較器64控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。
圖13顯示反激式轉(zhuǎn)換器117的另一實(shí)施例，反激式轉(zhuǎn)換器117具有封裝在只具有三個(gè)端子的集成電路封裝119中的控制器集成電路(IC)118。在反激式轉(zhuǎn)換器30的實(shí)施例中，電源焊盤(pán)35既用于為控制器IC 31供電，也用于接收關(guān)于輸出電壓VOUT的指示。然而，在反激式轉(zhuǎn)換器117的實(shí)施例中，具有多種用途的是開(kāi)關(guān)焊盤(pán)36既用于接收關(guān)于輸出電壓VOUT的指示，也用于接收關(guān)于流經(jīng)初級(jí)電感器33的電感器電流85的指示。
反激式轉(zhuǎn)換器117具有第二輔助繞組120，用于使得開(kāi)關(guān)焊盤(pán)36能夠用于接收關(guān)于輸出電壓VOUT的指示。當(dāng)電感器電流85通過(guò)初級(jí)電感器33斜坡上升并且隨后停止流動(dòng)時(shí)，能量同時(shí)傳遞到第一輔助繞組55和第二輔助繞組120。在第一輔助繞組55的帶點(diǎn)端上產(chǎn)生電壓(VAUX1)86，在第二輔助繞組120的帶點(diǎn)端上則產(chǎn)生電壓(VAUX2)121。第一輔助繞組55具有NA1匝，第二輔助繞組120則具有NA2匝。為確保在電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84被解除斷言并且主電源開(kāi)關(guān)60斷開(kāi)時(shí)外部NPN雙極晶體管34保持關(guān)斷，第二輔助繞組120的匝數(shù)NA2被制作得大于第一輔助繞組55的匝數(shù)NA1。使NA2大于NA1能確保當(dāng)主電源開(kāi)關(guān)60斷開(kāi)時(shí)電感器開(kāi)關(guān)34的發(fā)射極上的電壓(VAUX2)121大于由電壓(VAUX1)86產(chǎn)生的電感器開(kāi)關(guān)34的基極上的電壓。
當(dāng)?shù)谝惠o助電感器55與初級(jí)繞組33和次級(jí)繞組54磁耦合時(shí)，從第一輔助電感器55兩端的電壓(VAUX)86導(dǎo)出輔助電壓信號(hào)122。輔助電壓信號(hào)122的波形與反激式轉(zhuǎn)換器30的實(shí)施例中反饋信號(hào)42的波形基本相同，只是輔助電壓信號(hào)122不用于向控制器IC 118提供反饋信息。第二輔助繞組120的帶點(diǎn)端通過(guò)第二初級(jí)側(cè)整流器123(D4)同時(shí)耦接到電感器開(kāi)關(guān)34的發(fā)射極和開(kāi)關(guān)端子39。當(dāng)電感器開(kāi)關(guān)34接通并且第二輔助繞組120的帶點(diǎn)端上的電壓為負(fù)值時(shí)，第二初級(jí)側(cè)整流器123(D4)承受反向偏壓并且在開(kāi)關(guān)端子39上接收的開(kāi)關(guān)信號(hào)(VSW)124對(duì)應(yīng)于反激式轉(zhuǎn)換器30的實(shí)施例中的開(kāi)關(guān)信號(hào)(ISW)44。當(dāng)電感器開(kāi)關(guān)34斷開(kāi)時(shí)，在開(kāi)關(guān)端子39上接收的開(kāi)關(guān)信號(hào)(VSW)124跟隨由第二輔助繞組120所產(chǎn)生的電壓(VAUX2)121。
如在反激式轉(zhuǎn)換器30的實(shí)施例中一樣，電源焊盤(pán)(VDD)35上存在的輔助電壓信號(hào)122等于電壓(VAUX1)86減去初級(jí)側(cè)整流器(D2)48兩端的電壓降(VD2)。因此，VDD+VD2＝(VOUT+VD1)NA1/Ns，并且輔助電壓信號(hào)122的電壓按下式提供關(guān)于反激式轉(zhuǎn)換器117的輸出電壓(VOUT)的指示 但是盡管輔助電壓信號(hào)122提供關(guān)于輸出電壓(VOUT)的指示，輔助電壓信號(hào)122在圖13所示實(shí)施例中只用于為控制器IC 118供電和產(chǎn)生參考電壓。
當(dāng)主電源開(kāi)關(guān)60斷開(kāi)時(shí)，電感器開(kāi)關(guān)34斷開(kāi)，并且在次級(jí)繞組54中在T3時(shí)刻電流剛好完成斜坡下降到零之后，開(kāi)關(guān)信號(hào)124類(lèi)似地按下式提供反激式轉(zhuǎn)換器117的輸出電壓(VOUT)的指示 圖14是控制器IC 118的更詳細(xì)的示意圖。控制器IC 118類(lèi)似于控制器IC 31，只是控制器IC 118包括前置放大器127、反饋取樣器128和或非門(mén)129。此外，補(bǔ)償二極管67和分壓器68連接到開(kāi)關(guān)焊盤(pán)(SW)36而不是連接到電源焊盤(pán)(VDD)35。
控制器IC 118內(nèi)的補(bǔ)償整流二極管(D3)67用于使方程式126的“誤差”項(xiàng)最小化。開(kāi)關(guān)焊盤(pán)36上的開(kāi)關(guān)信號(hào)124的電壓(VSW)也可根據(jù)節(jié)點(diǎn)130上的反饋電壓(VFB)表示為 將方程式126和131相結(jié)合并求解VOUT會(huì)得到 通過(guò)使第二初級(jí)側(cè)整流器123(D4)和補(bǔ)償整流二極管(D3)67二者兩端的組合電壓降等于匝數(shù)比NA2/NS乘以次級(jí)側(cè)整流器(D1)46的電壓降，可使“誤差”項(xiàng)最小化。通過(guò)選取恰當(dāng)規(guī)格的二極管123和67以消除方程式132中的“誤差”項(xiàng)，可按以下關(guān)系式，基于節(jié)點(diǎn)130上的反饋電壓(VFB)來(lái)調(diào)整輸出電壓(VOUT) 然而，不同于反激式轉(zhuǎn)換器30的實(shí)施例，當(dāng)在電感器開(kāi)關(guān)34斷開(kāi)時(shí)，并非在可對(duì)反饋電壓(VFB)取樣時(shí)總能使“誤差”項(xiàng)一致性地達(dá)到最小化。在反激式轉(zhuǎn)換器117的實(shí)施例中，由于開(kāi)關(guān)焊盤(pán)36耦接到第二輔助繞組120，因而在電感器開(kāi)關(guān)34斷開(kāi)時(shí)，電流流經(jīng)補(bǔ)償二極管67和分壓器68。補(bǔ)償整流二極管(D3)67兩端的電壓降是由電流決定的。相比之下，在反激式轉(zhuǎn)換器30的實(shí)施例中，則在電流開(kāi)始流經(jīng)輔助繞組55之前，在T4時(shí)刻對(duì)取樣反饋電壓(VFBS)進(jìn)行取樣。因此，在反激式轉(zhuǎn)換器117的實(shí)施例中，在電流停止流經(jīng)第二輔助繞組120時(shí)且在電壓(VAUX2)121即將“自由振鈴(free ringing)”之前，在T3時(shí)刻對(duì)反饋電壓(VFB)進(jìn)行取樣。
反饋取樣器128檢測(cè)當(dāng)電流停止流經(jīng)第二輔助繞組120時(shí)電壓(VAUX2)121開(kāi)始振鈴的時(shí)間。反饋取樣器128的輸出用作控制信號(hào)134，以在T3時(shí)刻在電壓(VAUX2)121開(kāi)始振鈴時(shí)將補(bǔ)償二極管67和分壓器68從開(kāi)關(guān)焊盤(pán)(SW)36斷開(kāi)，這是因?yàn)榇嬖谌缦驴赡苄噪妷?VAUX2)121減去第二初級(jí)側(cè)整流器123(D4)兩端的電壓降有可能降到電感器開(kāi)關(guān)34的基極電壓以下并接通開(kāi)關(guān)34。當(dāng)控制信號(hào)134被斷言時(shí)，開(kāi)關(guān)信號(hào)(VSW)124的電壓升高到接近電源焊盤(pán)(VDD)35上的輔助電壓信號(hào)(VDD)122。
當(dāng)流經(jīng)補(bǔ)償二極管67的電流的量極微小并且已經(jīng)選取恰當(dāng)規(guī)格的二極管123和67來(lái)消除方程式132中的“誤差”項(xiàng)時(shí)，節(jié)點(diǎn)130上的反饋電壓(VFB)根據(jù)方程式133提供關(guān)于輸出電壓(VOUT)的指示。將節(jié)點(diǎn)130上的反饋電壓(VFB)與參考電壓VREF和軟線修正電壓(VCORD)之和相比較，以產(chǎn)生誤差信號(hào)，該誤差信號(hào)經(jīng)前置放大器127放大、反饋取樣器128取樣并反饋到PWM誤差放大器63。以與反激式轉(zhuǎn)換器30類(lèi)似的方式，控制器IC 117的負(fù)反饋回路將節(jié)點(diǎn)130上的反饋電壓(VFB)調(diào)節(jié)到參考電壓VREF與軟線修正電壓(VCORD)之和。在恒壓模式中，通過(guò)調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的脈沖寬度來(lái)調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)130上的反饋電壓(VFB)，以使輸出電壓(VOUT)保持恒定。
以與反激式轉(zhuǎn)換器30類(lèi)似的方式，也調(diào)節(jié)輸出電流。如以上方程式109所示，反激式轉(zhuǎn)換器117的輸出電流(IOUT)與開(kāi)關(guān)頻率(fOSC)成正比、與輸出電壓(VOUT)成反比。在恒流模式中，當(dāng)正對(duì)某一裝置進(jìn)行充電并且輸出電壓(VOUT)正在升高時(shí)，控制器IC 118以與VOUT的升高的速率相同的速率增大開(kāi)關(guān)頻率(fOSC)，以保持恒定的輸出電流(IOUT)。為調(diào)整開(kāi)關(guān)頻率(fOSC)，振蕩器56通過(guò)頻率調(diào)制器(FMOD)65從T3時(shí)刻節(jié)點(diǎn)130上的反饋電壓(VFB)獲得關(guān)于輸出電壓(VOUT)的信息。
反激式轉(zhuǎn)換器117還以與反激式轉(zhuǎn)換器30所用的類(lèi)似方式來(lái)調(diào)整峰值電流?？刂破鱅C 118的限流器57從開(kāi)關(guān)焊盤(pán)36接收開(kāi)關(guān)信號(hào)(VSW)124，開(kāi)關(guān)信號(hào)(VSW)124指示流經(jīng)初級(jí)電感器33的電感器電流85的大小。當(dāng)開(kāi)關(guān)信號(hào)(ISW)44的電流超過(guò)預(yù)定峰值電流限值時(shí)，限流器57的比較器115便跳變并斷開(kāi)主電源開(kāi)關(guān)60。
圖15是流程圖，其圖解說(shuō)明一種操作圖13所示反激式轉(zhuǎn)換器117的方法的步驟135-141。
在步驟135中，將第二輔助電感器120耦接到反激式轉(zhuǎn)換器117的次級(jí)電感器54。
在步驟136中，從第二輔助繞組120兩端的電壓(VAUX2)121導(dǎo)出開(kāi)關(guān)信號(hào)(VSW)124，并在開(kāi)關(guān)焊盤(pán)36上接收該信號(hào)。
在步驟137中，控制器IC 118利用開(kāi)關(guān)信號(hào)(VSW)124產(chǎn)生電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84。
在步驟138中，利用電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84接通和斷開(kāi)主電源開(kāi)關(guān)60。
在步驟139中，控制器IC 118利用開(kāi)關(guān)信號(hào)(VSW)124調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的脈沖寬度，以便不超過(guò)反激式轉(zhuǎn)換器117的輸出電流(IOUT)的預(yù)定電流限值。預(yù)定電流限值是根據(jù)被充電裝置的要求加以規(guī)定。
在步驟140中，控制器IC 118利用開(kāi)關(guān)信號(hào)(VSW)124調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的頻率(fOSC)，以使反激式轉(zhuǎn)換器117的輸出電流(IOUT)在恒流模式中保持恒定。
在步驟141中，控制器IC 118利用開(kāi)關(guān)信號(hào)(VSW)124調(diào)整電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的脈沖寬度，以使反激式轉(zhuǎn)換器117的輸出電壓(VOUT)在恒壓模式中保持恒定。
圖16顯示反激式轉(zhuǎn)換器117的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的理想化波形。這些波形顯示在圖15的方法過(guò)程中反激式轉(zhuǎn)換器117的操作。主電源開(kāi)關(guān)60在T0接通，在T2斷開(kāi)，并在T4再次接通。T0和T1之間的時(shí)間代表從主電源開(kāi)關(guān)60接通時(shí)到電感器開(kāi)關(guān)34接通從而允許電感器電流85(ILP)開(kāi)始斜坡上升時(shí)的延遲。T1與T2′之間的時(shí)間是斜坡上升時(shí)間。T2′與T4之間的時(shí)間是主電源開(kāi)關(guān)60斷開(kāi)期間的時(shí)間。圖16圖解說(shuō)明使用當(dāng)主電源開(kāi)關(guān)60斷開(kāi)時(shí)從開(kāi)關(guān)信號(hào)(VSW)124接收的信息來(lái)調(diào)節(jié)輸出電流(IOUT)和輸出電壓(VOUT)。限流器57控制電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84的脈沖寬度，以使電感器電流85停止通過(guò)初級(jí)電感器33增大時(shí)的時(shí)間T2對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)信號(hào)(VSW)124達(dá)到預(yù)設(shè)峰值電流限值時(shí)的時(shí)間。
電流波形IS顯示流過(guò)次級(jí)繞組54的電流到T3時(shí)刻放電到零。在電流IS停止流經(jīng)次級(jí)繞組54的T3時(shí)刻，開(kāi)關(guān)信號(hào)(VSW)124提供次級(jí)繞組54的輸出電壓(VOUT)的指示。該輸出電壓(VOUT)指示用于在負(fù)載需要輸出電流高于恒定電流限值時(shí)調(diào)節(jié)輸出電流(IOUT)和在輸出電流低于恒定電流限值時(shí)調(diào)節(jié)輸出電壓(VOUT)。
圖17顯示反激式轉(zhuǎn)換器142的又一實(shí)施例，反激式轉(zhuǎn)換器142具有封裝在只具有三個(gè)端子的集成電路封裝119中的控制器集成電路(IC)118。反激式轉(zhuǎn)換器142只具有三個(gè)電感器，而沒(méi)有第二輔助電感器。圖17的實(shí)施例類(lèi)似于圖13的實(shí)施例，只是開(kāi)關(guān)端子39通過(guò)第二初級(jí)側(cè)整流器123(D4)耦接到第一輔助電感器55而不是第二輔助電感器。在圖17的實(shí)施例中，電感器開(kāi)關(guān)34的發(fā)射極上的電壓(VAUX2)121等同于第一輔助電感器55兩端的電壓(VAUX)86。
盡管出于說(shuō)明目的，上文結(jié)合某些具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，然而本發(fā)明并不僅限于此。盡管上文將脈寬調(diào)制(PWM)邏輯45描述為采用脈寬調(diào)制來(lái)產(chǎn)生NCHON信號(hào)87和電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84，然而也可使用變頻調(diào)制來(lái)替代固定頻率PWM。在替代實(shí)施例中，使用變頻脈沖頻率調(diào)制(PFM)來(lái)產(chǎn)生NCHON信號(hào)87和電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)84。相應(yīng)地，可在不脫離權(quán)利要求所述本發(fā)明范圍的條件下對(duì)所述實(shí)施例的各種特征實(shí)施各種修改、改動(dòng)和組合。
權(quán)利要求
1.一種集成電路封裝，用于反激式轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其包括
一開(kāi)關(guān)端子，耦接到電感器開(kāi)關(guān)，所述電感器開(kāi)關(guān)由具有頻率和脈沖寬度的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通，容納在所述集成電路封裝中的控制器集成電路調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定，并且，所述控制器集成電路調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的脈沖寬度，以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定；
一電源端子，所述控制器集成電路通過(guò)所述電源端子接收電力；和
一接地端子，所述控制器集成電路通過(guò)所述接地端子接地，其中所述集成電路封裝除所述開(kāi)關(guān)端子、所述電源端子和所述接地端子外不再包含其它端子。
2.如權(quán)利要求1所述的集成電路封裝，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)端子接收一開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)指示電流流經(jīng)所述反激式轉(zhuǎn)換器的第二電感器的速率。
3.如權(quán)利要求2所述的集成電路封裝，其特征在于，所述第一電感器是所述反激式轉(zhuǎn)換器的輔助電感器，并且所述第二電感器是所述反激式轉(zhuǎn)換器的初級(jí)電感器。
4.一種集成電路封裝，用于反激式轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其包括
一開(kāi)關(guān)端子，耦接到電感器開(kāi)關(guān)，所述電感器開(kāi)關(guān)由具有頻率的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通，并且其中容納在所述集成電路封裝中的控制器集成電路調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定；
一電源端子，用于接收反饋信號(hào)，所述反饋信號(hào)是從所述反激式轉(zhuǎn)換器的第一電感器兩端的電壓導(dǎo)出，所述反饋信號(hào)為所述控制器集成電路供電，并且所述反饋信號(hào)由所述控制器集成電路用于產(chǎn)生所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)；和
一接地端子，所述控制器集成電路通過(guò)所述接地端子接地，所述集成電路封裝除所述開(kāi)關(guān)端子、所述電源端子和所述接地端子外不再包含其它端子。
5.如權(quán)利要求4所述的集成電路封裝，其特征在于，在所述開(kāi)關(guān)端子上接收開(kāi)關(guān)信號(hào)，并且所述開(kāi)關(guān)信號(hào)指示電流流經(jīng)所述反激式轉(zhuǎn)換器的第二電感器的速率。
6.如權(quán)利要求5所述的集成電路封裝，其特征在于，所述第一電感器是所述反激式轉(zhuǎn)換器的輔助電感器，并且所述第二電感器是所述反激式轉(zhuǎn)換器的初級(jí)電感器。
7.如權(quán)利要求4所述的集成電路封裝，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)端子選自由下列組成的組晶體管外形封裝的一引腳與小外形晶體管封裝的一引腳。
8.如權(quán)利要求5所述的集成電路封裝，其特征在于，流經(jīng)所述第二電感器的電感器電流達(dá)到峰值電流，并且所述控制器集成電路控制所述峰值電流，以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電流不超過(guò)預(yù)定電流限值。
9.如權(quán)利要求5所述的集成電路封裝，其特征在于，流經(jīng)所述第二電感器的電感器電流達(dá)到峰值電流，所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)具有脈沖寬度，并且所述控制器集成電路調(diào)整所述脈沖寬度來(lái)控制所述峰值電流，從而使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。
10.一種電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其包括
一初級(jí)電感器；
一輔助電感器，磁耦合到所述初級(jí)電感器；和
一控制器集成電路，具有電感器開(kāi)關(guān)、電源焊盤(pán)、開(kāi)關(guān)焊盤(pán)和接地焊盤(pán)，所述電感器開(kāi)關(guān)耦合到所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)并由具有頻率的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通，所述控制器集成電路通過(guò)所述電源焊盤(pán)接收電力，所述電源焊盤(pán)接收一反饋信號(hào)，所述反饋信號(hào)被所述控制器集成電路用于產(chǎn)生所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，并且所述控制器集成電路在恒流模式中調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定。
11.如權(quán)利要求10所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述控制器集成電路除所述電源焊盤(pán)、所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)和所述接地焊盤(pán)外，不再具有其它焊盤(pán)。
12.如權(quán)利要求10所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述反饋信號(hào)是從所述輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出，并且所述控制器集成電路利用當(dāng)所述電感器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)的所述反饋信號(hào)在所述恒流模式中調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率。
13.如權(quán)利要求10所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)具有脈沖寬度，所述反饋信號(hào)是從所述輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出，并且所述控制器集成電路利用當(dāng)所述電感器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)的所述反饋信號(hào)調(diào)整所述脈沖寬度，以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。
14.一種電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其包括
一初級(jí)電感器；
一輔助電感器，磁耦合到所述初級(jí)電感器；和
一控制器集成電路，具有電感器開(kāi)關(guān)和電源焊盤(pán)，所述電感器開(kāi)關(guān)由具有頻率和脈沖寬度的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通，其中所述電源焊盤(pán)接收一反饋信號(hào)，所述反饋信號(hào)既用于為所述控制器集成電路供電、也用于產(chǎn)生所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，所述反饋信號(hào)是從所述輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出，所述控制器集成電路利用當(dāng)所述電感器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)的所述反饋信號(hào)來(lái)調(diào)整所述頻率，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定，并且所述控制器集成電路利用當(dāng)所述電感器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)的所述反饋信號(hào)調(diào)整所述脈沖寬度，以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。
15.如權(quán)利要求14所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述控制器集成電路具有耦接到所述電感器開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)焊盤(pán)，所述控制器集成電路被封裝在包括開(kāi)關(guān)端子、電源端子和接地端子的集成電路封裝中，所述開(kāi)關(guān)端子耦接到所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)，所述電源端子耦接到所述電源焊盤(pán)，并且所述集成電路封裝除所述開(kāi)關(guān)端子、所述電源端子和所述接地端子外，不再包括其它端子。
16.一種方法，其特征在于，其包括
將輔助電感器磁耦合到電源轉(zhuǎn)換器的次級(jí)電感器，所述電源轉(zhuǎn)換器具有一控制器集成電路，并且所述控制器集成電路具有一電感器開(kāi)關(guān)；
在所述控制器集成電路的電源焊盤(pán)上接收一反饋信號(hào)，所述反饋信號(hào)是從所述輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出；
利用所述反饋信號(hào)為所述控制器集成電路供電；
利用所述反饋信號(hào)產(chǎn)生電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，其中所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)具有頻率；
利用所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通所述電感器開(kāi)關(guān)；和
利用所述反饋信號(hào)調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)具有脈沖寬度，所述方法還包括
利用所述反饋信號(hào)調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的脈沖寬度，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，使用在所述電感器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)在所述反饋信號(hào)中傳遞的信息來(lái)調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述控制器集成電路容納在集成電路封裝中，所述集成電路封裝具有電源端子、開(kāi)關(guān)端子和接地端子，所述控制器集成電路具有開(kāi)關(guān)焊盤(pán)和接地焊盤(pán)，所述電源端子耦接到所述電源焊盤(pán)，所述開(kāi)關(guān)端子耦接到所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)，并且所述接地端子耦接到所述接地焊盤(pán)，并且所述集成電路封裝除所述電源端子、所述接地端子和所述開(kāi)關(guān)端子外不再包括其它端子。
20.一種電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其包括
一初級(jí)電感器；
一輔助電感器，磁耦合到所述初級(jí)電感器；
一控制器集成電路的開(kāi)關(guān)焊盤(pán)，所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)耦合到所述控制器集成電路的電感器開(kāi)關(guān)，所述電感器開(kāi)關(guān)由具有頻率和脈沖寬度的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通；和
用于接收反饋信號(hào)的裝置，所述反饋信號(hào)既用于為所述控制器集成電路供電、也用于產(chǎn)生所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，所述反饋信號(hào)是從所述輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出，所述反饋信號(hào)用于調(diào)整所述頻率，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定，并且所述反饋信號(hào)用于調(diào)整所述脈沖寬度，以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。
21.如權(quán)利要求20所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其還包括
所述控制器集成電路的接地焊盤(pán)，其中除通過(guò)所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)、所述接地焊盤(pán)和所述裝置進(jìn)行傳遞外，沒(méi)有電流傳遞到所述控制器集成電路或從所述控制器集成電路傳遞出。
22.如權(quán)利要求20所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述控制器集成電路被封裝在包括開(kāi)關(guān)端子、電源端子和接地端子的集成電路封裝中，所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)耦接到所述開(kāi)關(guān)端子，其中所述裝置耦接到所述電源端子，并且其中所述集成電路封裝包括不多于三個(gè)端子。
23.一種集成電路封裝，其特征在于，包括
一電源端子，用于接收輔助電壓信號(hào)，其中所述輔助電壓信號(hào)是從反激式轉(zhuǎn)換器的第一電感器兩端的電壓導(dǎo)出，并且其中所述輔助電壓信號(hào)為容納在所述集成電路封裝中的控制器集成電路供電；
一接地端子，所述控制器集成電路通過(guò)所述接地端子接地；和
一開(kāi)關(guān)端子，用于接收開(kāi)關(guān)信號(hào)并耦接到電感器開(kāi)關(guān)，所述電感器開(kāi)關(guān)由具有頻率的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)由所述控制器集成電路用于產(chǎn)生所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，所述控制器集成電路調(diào)整所述頻率，以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定，并且所述集成電路封裝除所述電源端子、所述接地端子和所述開(kāi)關(guān)端子外，不再包括其它端子。
24.如權(quán)利要求23所述的集成電路封裝，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)指示電流流經(jīng)所述反激式轉(zhuǎn)換器的第二電感器的速率。
25.如權(quán)利要求24所述的集成電路封裝，其特征在于，所述第一電感器是所述反激式轉(zhuǎn)換器的輔助電感器，并且所述第二電感器是所述反激式轉(zhuǎn)換器的初級(jí)電感器。
26.如權(quán)利要求23所述的集成電路封裝，其特征在于，所述第一電感器是第一輔助電感器，所述電感器開(kāi)關(guān)通過(guò)晶體管耦接到初級(jí)電感器，并且所述反激式轉(zhuǎn)換器包括所述初級(jí)電感器、次級(jí)電感器、所述第一輔助電感器和第二輔助電感器。
27.如權(quán)利要求23所述的集成電路封裝，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)端子選自由下列組成的組晶體管外形封裝的引腳與小外形晶體管封裝的引腳。
28.如權(quán)利要求23所述的集成電路封裝，其特征在于，流經(jīng)所述第一電感器的電感器電流達(dá)到峰值電流，并且所述控制器集成電路控制所述峰值電流，以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電流不超過(guò)預(yù)定電流限值。
29.如權(quán)利要求23所述的集成電路封裝，其特征在于，流經(jīng)所述第一電感器的電感器電流達(dá)到峰值電流，所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)具有脈沖寬度，并且所述控制器集成電路調(diào)整所述脈沖寬度來(lái)控制所述峰值電流，從而使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。
30.一種電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其包括
一初級(jí)電感器；
一輔助電感器，磁耦合到所述初級(jí)電感器；和
一控制器集成電路，具有電感器開(kāi)關(guān)、電源焊盤(pán)、開(kāi)關(guān)焊盤(pán)和接地焊盤(pán)，所述電感器開(kāi)關(guān)耦合到所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)并由具有頻率的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通，所述控制器集成電路通過(guò)所述電源焊盤(pán)接收電力，所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)接收開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)由所述控制器集成電路用于產(chǎn)生所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，并且所述控制器集成電路在恒流模式中調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定。
31.如權(quán)利要求30所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述控制器集成電路除所述電源焊盤(pán)、所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)和所述接地焊盤(pán)外，不再具有其它焊盤(pán)。
32.如權(quán)利要求30所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)具有脈沖寬度，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)是從所述輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出，并且所述控制器集成電路利用所述開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)整所述脈沖寬度，以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。
33.一種電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其包括
一初級(jí)電感器；
一輔助電感器，磁耦合到所述初級(jí)電感器；和
一控制器集成電路，具有電感器開(kāi)關(guān)，所述電感器開(kāi)關(guān)耦合到開(kāi)關(guān)焊盤(pán)，所述電感器開(kāi)關(guān)由具有頻率和脈沖寬度的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通，所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)接收開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)用于產(chǎn)生所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)是從所述輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出，所述控制器集成電路利用所述開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)調(diào)整所述頻率，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定，所述控制器集成電路利用所述開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)整所述脈沖寬度，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定，并且所述控制器集成電路利用所述開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)整所述脈沖寬度，以便不超過(guò)預(yù)定電流限值。
34.如權(quán)利要求33所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述控制器集成電路被封裝在包括開(kāi)關(guān)端子、電源端子和接地端子的集成電路封裝中，所述開(kāi)關(guān)端子耦接到所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)，所述電源端子耦接到所述電源焊盤(pán)，并且所述集成電路封裝除所述開(kāi)關(guān)端子、所述電源端子和所述接地端子外，不再包括其它端子。
35.如權(quán)利要求33所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換器是反激式轉(zhuǎn)換器。
36.一種方法，其特征在于，其包括
將輔助電感器磁耦合到電源轉(zhuǎn)換器的次級(jí)電感器，所述電源轉(zhuǎn)換器具有控制器集成電路，并且所述控制器集成電路具有電感器開(kāi)關(guān)；
在所述控制器集成電路的開(kāi)關(guān)焊盤(pán)上接收開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)是從所述輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出；
利用所述開(kāi)關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)具有頻率和脈沖寬度；
利用所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通所述電感器開(kāi)關(guān)；
利用所述開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定；和
利用所述開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的脈沖寬度，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，其還包括
利用所述開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的脈沖寬度，以便不超過(guò)預(yù)定電流限值。
38.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換器具有第二輔助電感器，還包括
將所述第二輔助電感器磁耦合到所述第二電感器；
在所述控制器集成電路的電源焊盤(pán)上接收輔助電壓信號(hào)，所述輔助電壓信號(hào)是從所述第二輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出；和
利用所述輔助電壓信號(hào)為所述控制器集成電路供電。
39.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，使用在所述電感器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)中傳遞的信息來(lái)調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的頻率，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定，并且使用在所述電感器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)在所述開(kāi)關(guān)信號(hào)中傳遞的信息來(lái)調(diào)整所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)的脈沖寬度，以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。
40.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，所述控制器集成電路容納在集成電路封裝中，所述集成電路封裝具有電源端子、開(kāi)關(guān)端子和接地端子，所述控制器集成電路具有電源焊盤(pán)和接地焊盤(pán)，所述電源端子耦接到所述電源焊盤(pán)，所述開(kāi)關(guān)端子耦接到所述開(kāi)關(guān)焊盤(pán)，并且所述接地端子耦接到所述接地焊盤(pán)，并且所述集成電路封裝除所述電源端子、所述接地端子和所述開(kāi)關(guān)端子外不再包括其它端子。
41.一種電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括
一初級(jí)電感器；
一輔助電感器，磁耦合到所述初級(jí)電感器，其中控制器集成電路的電感器開(kāi)關(guān)由具有頻率和脈沖寬度的電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通；和
一用于接收開(kāi)關(guān)信號(hào)的裝置，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)用于產(chǎn)生所述電感器開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)是從所述輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出，所述裝置耦接到所述電感器開(kāi)關(guān)，并且所述開(kāi)關(guān)信號(hào)既用于調(diào)整所述頻率以使所述電源轉(zhuǎn)換器的輸出電流保持恒定、也用于調(diào)整所述脈沖寬度以使所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓保持恒定。
42.如權(quán)利要求41所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其還包括
一接地焊盤(pán)，所述控制器集成電路通過(guò)所述接地焊盤(pán)接地；和
一電源焊盤(pán)，通過(guò)所述電源焊盤(pán)對(duì)所述控制器集成電路供電，其中除通過(guò)所述接地焊盤(pán)、所述電源焊盤(pán)和所述裝置進(jìn)行傳遞外，沒(méi)有電流傳遞到所述控制器集成電路或從所述控制器集成電路傳遞出。
43.如權(quán)利要求41所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其還包括
一接地焊盤(pán)，所述控制器集成電路通過(guò)所述接地焊盤(pán)接地；和
一電源焊盤(pán)，通過(guò)所述電源焊盤(pán)對(duì)所述控制器集成電路供電，所述控制器集成電路被封裝在包括開(kāi)關(guān)端子、電源端子和接地端子的集成電路封裝中，所述裝置耦接到所述開(kāi)關(guān)端子，所述接地焊盤(pán)耦接到所述接地端子，所述電源焊盤(pán)耦接到所述電源端子，并且所述集成電路封裝包括不多于三個(gè)端子。
44.如權(quán)利要求41所述的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，只通過(guò)所述裝置在所述控制器集成電路上接收所述開(kāi)關(guān)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)引腳復(fù)用的恒流恒壓控制器及其三引腳集成電路封裝，用于實(shí)現(xiàn)更廉價(jià)的反激式轉(zhuǎn)換器，其包括容納在只具有三個(gè)端子的IC封裝中的控制器集成電路(IC)，可使用廉價(jià)的T0-92晶體管封裝。開(kāi)關(guān)端子耦接到電感器開(kāi)關(guān)，所述電感器開(kāi)關(guān)由具有頻率和脈沖寬度的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接通。電感器開(kāi)關(guān)控制流經(jīng)反激式轉(zhuǎn)換器的初級(jí)電感器的電流?？刂破鱅C在恒流模式中調(diào)整所述頻率以使輸出電流保持恒定，并在恒壓模式中調(diào)整脈沖寬度以使輸出電壓保持恒定。電源端子接收反饋信號(hào)，所述反饋信號(hào)是從反激式轉(zhuǎn)換器的輔助電感器兩端的電壓導(dǎo)出。反饋信號(hào)為控制器IC供電，并且還用于產(chǎn)生開(kāi)關(guān)控制信號(hào)?？刂破鱅C通過(guò)接地端子接地。
文檔編號(hào)H01L23/48GK101604672SQ20091020331
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者陶志波, 龔大偉, 黃樹(shù)良 申請(qǐng)人:技領(lǐng)半導(dǎo)體(上海)有限公司, 技領(lǐng)半導(dǎo)體國(guó)際股份有限公司