功率轉(zhuǎn)換器、用于其中的控制器及控制功率轉(zhuǎn)換器的方法
【專利說(shuō)明】功率轉(zhuǎn)換器、用于其中的控制器及控制功率轉(zhuǎn)換器的方法
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2011年4月27日、名稱為“用于檢測(cè)隔離式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的變化的裝置和方法”的第201110107493.5號(hào)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明總體涉及檢測(cè)隔離式功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的變化，更具體而言，本發(fā)明涉及感測(cè)來(lái)自隔離式功率轉(zhuǎn)換器的偏置繞組的振鈴電壓(ringing voltage)，以檢測(cè)輸出電壓的變化。
【背景技術(shù)】
[0003]許多電子設(shè)備諸如手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、膝上型電腦等，是由相對(duì)低壓的dc功率源供電的。功率通常通過(guò)高壓ac電的壁裝電源插座傳輸。一般稱為開關(guān)式功率轉(zhuǎn)換器的設(shè)備，通常用于將高壓ac電轉(zhuǎn)換為低壓dc電。在某些應(yīng)用中，電子設(shè)備可能需要由功率轉(zhuǎn)換器傳輸?shù)暮愣ǖ妮敵鲭妷汉?或最小的運(yùn)行電壓。在運(yùn)行中，功率轉(zhuǎn)換器可以使用控制器以控制一個(gè)將能量從功率轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)傳遞到輸出側(cè)的開關(guān)，以在功率轉(zhuǎn)換器的輸出上維持恒定電壓。
[0004]功率轉(zhuǎn)換器的一個(gè)特征可以是在其輸入和輸出之間提供電流隔離(galvanicisolat1n)，也就是說(shuō)，不存在允許電流從功率轉(zhuǎn)換器輸入側(cè)流向輸出側(cè)的dc電流路徑。在一個(gè)實(shí)例中，功率轉(zhuǎn)換器可以包括能量傳遞元件，諸如耦合電感器，以將功率轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)與輸出側(cè)流電隔離。在運(yùn)行中，功率轉(zhuǎn)換器可以調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器的輸出上的輸出電壓，其方式為使用連接至傳感器的控制器以提供來(lái)自功率轉(zhuǎn)換器的輸出的反饋，從而調(diào)節(jié)所述輸出電壓。更具體地，所述控制器可以以如下方式調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器的輸出上的輸出電壓:響應(yīng)于來(lái)自傳感器的反饋信息，控制一個(gè)開關(guān)的接通或切斷，以將能量脈沖通過(guò)隔離元件從輸入電源(諸如輸電線)傳遞至輸出。
[0005]一種類型的功率轉(zhuǎn)換器可以是一次側(cè)控制功率轉(zhuǎn)換器。這種類型的功率轉(zhuǎn)換器使用反饋機(jī)構(gòu)，該反饋機(jī)構(gòu)間接連接至流電隔離式功率轉(zhuǎn)換器的輸出側(cè)。在一個(gè)實(shí)例中，一次側(cè)控制功率轉(zhuǎn)換器可以使用偏置繞組，該偏置繞組磁性連接至輸出繞組以感測(cè)輸出電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種控制功率轉(zhuǎn)換器的方法，該方法包括:
[0007]切換一個(gè)電源開關(guān)以控制從所述功率轉(zhuǎn)換器的輸入到所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出的能量傳遞；
[0008]產(chǎn)生表示所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出的反饋信號(hào)；
[0009]捕獲第一峰值電壓，該第一峰值電壓表示在所述反饋信號(hào)的第一開關(guān)循環(huán)中的所述反饋信號(hào)的振鈴電壓的第二或隨后的峰值；
[0010]捕獲第二峰值電壓，該第二峰值電壓表示在所述反饋信號(hào)的第二開關(guān)循環(huán)中的所述反饋信號(hào)的振鈴電壓的第二或隨后的峰值；以及
[0011]響應(yīng)于捕獲的第一峰值電壓信號(hào)和第二峰值電壓信號(hào)產(chǎn)生用于所述功率轉(zhuǎn)換器的控制信號(hào)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于功率轉(zhuǎn)換器中的控制器，該控制器包括:
[0013]驅(qū)動(dòng)電路，用于產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)，該開關(guān)信號(hào)被連接為由連接至所述功率轉(zhuǎn)換器的輸入和能量傳遞元件的電源開關(guān)接收，以控制從所述功率轉(zhuǎn)換器的輸入到所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出的能量傳遞；以及
[0014]輸出電壓傳感器，被連接至所述驅(qū)動(dòng)電路，并被連接以接收表示所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出的反饋信號(hào)，該輸出電壓傳感器被配置為:
[0015]捕獲第一峰值電壓，該第一峰值電壓表示在所述反饋信號(hào)的第一時(shí)間上的所述反饋信號(hào)的振鈴電壓的第二或隨后的峰值；
[0016]捕獲第二峰值電壓，該第二峰值電壓表示在所述反饋信號(hào)的第二時(shí)間上的所述反饋信號(hào)的振鈴電壓的第二或隨后的峰值；以及
[0017]響應(yīng)于捕獲的第一峰值電壓信號(hào)和第二峰值電壓信號(hào)產(chǎn)生用于所述電源的控制信號(hào)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種功率轉(zhuǎn)換器，該功率轉(zhuǎn)換器包括:
[0019]能量傳遞元件，連接在所述功率轉(zhuǎn)換器的輸入和所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出之間；
[0020]電源開關(guān)，連接至所述能量傳遞元件和所述功率轉(zhuǎn)換器的輸入；
[0021]控制器，包括驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)，該開關(guān)信號(hào)被連接以被所述電源開關(guān)接收，從而控制從所述功率轉(zhuǎn)換器的輸入到所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出的能量傳遞；以及
[0022]第二方面中的輸出電壓傳感器。
【附圖說(shuō)明】
[0023]參考以下附圖描述了本發(fā)明的非限制性和非排除性的實(shí)施方案，其中除非特別指明，在各幅附圖中，類似的參考編號(hào)指代類似的部分。
[0024]圖1是總體示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的包括控制器的功率轉(zhuǎn)換器的實(shí)例的示意圖，所述控制器包括驅(qū)動(dòng)電路和輸出電壓傳感器(OVS)。
[0025]圖2是進(jìn)一步示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的示例性控制器的框圖。
[0026]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的示例性控制器的信號(hào)的示例性波形圖。
[0027]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的示例性輸出電壓傳感器的總體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本文公開了用于檢測(cè)功率轉(zhuǎn)換器的隔離輸出的輸出電壓的變化的方法和裝置。為了提供對(duì)于本發(fā)明的徹底的了解，在下文描述中闡述了大量具體細(xì)節(jié)。但是，應(yīng)清晰的是，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，并非必須采用這些具體細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)踐本發(fā)明。在其他的情況下，公知的材料或方法并未在此詳細(xì)描述，以避免模糊本發(fā)明。
[0029]在本說(shuō)明書中，所指的“一個(gè)實(shí)施方案”、“一實(shí)施方案”、“一個(gè)實(shí)施例/實(shí)例”或“一實(shí)施例/實(shí)例”意為關(guān)于該實(shí)施方案或?qū)嵤├?實(shí)例描述的特定特性、結(jié)構(gòu)或特征包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中。因此，本說(shuō)明書中多處出現(xiàn)的短語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施方案”、“一實(shí)施方案”、“一個(gè)實(shí)施例/實(shí)例”或“一實(shí)施例/實(shí)例”并不必然均指代同一實(shí)施方案或?qū)嵤├?實(shí)例。此外，特定的特性、結(jié)構(gòu)或特征可在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案或?qū)嵤├?實(shí)例中以任意適合的結(jié)合和/或子結(jié)合的形式進(jìn)行結(jié)合。特定的特性、結(jié)構(gòu)或特征可以被包括在提供所描述的功能的集成電路、電子電路、聯(lián)合邏輯電路或其他適合的部件中。此外，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，隨此提供的附圖是用于向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員進(jìn)行闡釋，因此這些附圖并不必然按比例繪制。
[0030]圖1是總體示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的包括控制器102的功率轉(zhuǎn)換器100—一也可稱為電源一一的一個(gè)實(shí)例的示意圖，該控制器102包括驅(qū)動(dòng)電路104和輸出電壓傳感器(OVS) 106。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器102可以包括在集成電路中。如所示，功率轉(zhuǎn)換器100在輸入端103接收dc輸入電壓Vino能量傳遞元件116被連接在功率轉(zhuǎn)換器100的輸入端103和輸出端118之間。在該實(shí)施例中，能量傳遞元件116將輸入端103與輸出端118電流隔離，這維持了輸出電壓V.。由于輸入端103通過(guò)能量傳遞元件116與輸出端118電流隔離，因此不存在允許電流從功率轉(zhuǎn)換器100的輸入側(cè)流向輸出側(cè)的dc電流路徑。如所示，輸入返回線路129是連接至輸入端103的輸入側(cè)的參考，以及輸出返回線路131是連接至輸出端118的輸出側(cè)的參考。在一個(gè)實(shí)施例中，能量傳遞元件116包括輸入繞組122和輸出繞組124?！拜斎肜@組”也可以稱為“初級(jí)繞組”，以及“輸出繞組”也可以稱為“次級(jí)繞組”。如所示，箝位電路125連接至能量傳遞元件116的輸入繞組122，以限制連接至輸入繞組122的電源開關(guān)108兩端的最大電壓。
[0031]如所描述的實(shí)施例所示，控制器102連接至電源開關(guān)108，電源開關(guān)108連接至輸入繞組122和輸入返回線路129。在一個(gè)實(shí)施例中，電源開關(guān)108和控制器102可以集成在同一單片設(shè)備中。在另一實(shí)施例中，電源開關(guān)108可以是混合設(shè)備中與集成控制器102 —并封裝的分立開關(guān)。在運(yùn)行中，電源開關(guān)108被連接以控制通過(guò)能量傳遞元件116從輸入端103到輸出端118的能量傳遞，從而通過(guò)將電源開關(guān)108在接通和切斷狀態(tài)之間切換，調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器100的輸出。