[發(fā)明專利]回掃轉(zhuǎn)換器的控制器、用于控制轉(zhuǎn)換器的電路及其方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710300660.1
• 申請日: 2007-12-19
• 公開（公告）號: CN101222180A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康斯坦丁·史匹登;丹·塞米昂;艾夫提米·卡瑞喬喬博
• 申請（專利權(quán)）人: 美國凹凸微系有限公司
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 劉新宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率轉(zhuǎn)換裝置，以及更特別的，涉及功率轉(zhuǎn)換控制器。

背景技術(shù)

當(dāng)前，功率轉(zhuǎn)換裝置廣泛地用于電子系統(tǒng)中以提供調(diào)制的電源。有各種各樣的功率轉(zhuǎn)換裝置存在，諸如降壓(buck)轉(zhuǎn)換器、升壓(boost)轉(zhuǎn)換器以及回掃(flyback)轉(zhuǎn)換器。典型地，功率轉(zhuǎn)換裝置在轉(zhuǎn)換器控制器的控制之下工作，以獲取期望的輸出電壓。轉(zhuǎn)換器控制器可以由一個(gè)單獨(dú)切換模式電源(SMPS)供電，其具有可有穩(wěn)定電源電壓的益處。然而，SMPS方案需要額外的電路，因此成本顯著增加而系統(tǒng)效率降低了。

圖1示出了常規(guī)控制器100的結(jié)構(gòu)圖，其集成了一個(gè)電源電路。舉例來說，在圖1中使用回掃轉(zhuǎn)換器102是為了說明而非限制。通常，回掃轉(zhuǎn)換器102包括開關(guān)140、在初級邊具有初級線圈103和在次級邊具有次級線圈105的變壓器T1、二極管109和電容111。當(dāng)開關(guān)140導(dǎo)通時(shí)，從初級線圈103流經(jīng)的電流斜線上升(ramp?up)且來自電源101的能量被存儲在變壓器T1的鐵芯中。在該時(shí)間間隔中，二極管109反向偏置且由電容111中的電荷向負(fù)載113提供能量。當(dāng)開關(guān)140截止時(shí)，在初級線圈103上的負(fù)電流躍遷被反映到次級線圈105上，以致二極管109變成正向偏置，且電流被傳輸給負(fù)載113，還給電容111再充電。通常，回掃轉(zhuǎn)換器102是一種孤立的(isolated)功率轉(zhuǎn)換器，用于將輸入電壓V_IN轉(zhuǎn)換成輸出電壓V_OUT。

控制器100被用于控制開關(guān)140的導(dǎo)通狀態(tài)，借此控制輸出電壓V_OUT?；貟呖刂破?20由源于回掃轉(zhuǎn)換器102的輔助電壓V_AUX供電，而不是由單獨(dú)的SMPS供電。由輔助線圈107生成輔助電壓V_AUX。輔助線圈107可以置于變壓器T1的次級邊。同樣，輔助線圈107磁耦合到變壓器T1。輔助線圈107還耦合到二極管115和電容器117。類似地，次級線圈105耦合到二極管109和電容111。此外，輔助線圈107和次級線圈105不同地接地。例如，次級線圈105耦合到次級邊的地121，而輔助線圈107耦合到初級邊的地123。當(dāng)開關(guān)140交替導(dǎo)通和截止時(shí)，在變壓器T1的次級邊產(chǎn)生輔助電壓V_AUX。此外，通過調(diào)節(jié)在初級線圈103和輔助線圈107之間的匝數(shù)比，輔助電壓V_AUX可以獲得期望的電壓水平，以向回掃控制器120供電。

然而，根據(jù)負(fù)載條件(例如輕負(fù)載條件或重負(fù)載條件)，輔助電壓V_AUX會發(fā)生變化，從而在回掃控制器120的電源上會出現(xiàn)大的脈動。例如，輔助電壓V_AUX會從3.5V變化到15V。典型的回掃控制器需要6V的最小電源電壓。結(jié)果，電源電壓(此處為輔助電壓V_AUX)會落到回掃控制器120所需的6V最小電源電壓以下，從而導(dǎo)致供電失敗。一種避免上述供電失敗的方法是增加輔助線圈107的匝數(shù)，所以當(dāng)輔助電壓V_AUX根據(jù)負(fù)載條件變化時(shí)，最小輔助電壓V_AUX得以保證大于回掃控制器120所需要的最小電源電壓。然而，上述方法的一個(gè)缺陷是最大輔助電壓V_AUX會超過回掃控制器120能夠承受的最大電源電壓。

因此，常規(guī)的對控制器電源的解決方案具有成本上的考慮或者穩(wěn)定性的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于回掃轉(zhuǎn)換器的控制器。該控制器包括一轉(zhuǎn)換器和一回掃控制器。該轉(zhuǎn)換器耦合到回掃轉(zhuǎn)換器，用以接收輔助電壓并產(chǎn)生一恒定電源電壓。該回掃控制器由恒定電源電壓供電，用于控制回掃轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。而且，回掃轉(zhuǎn)換器包括具有初級邊和次級邊的變壓器。在變壓器上產(chǎn)生輸出電壓和輔助電壓。

本發(fā)明所述的回掃轉(zhuǎn)換器的控制器，所述轉(zhuǎn)換器是一升壓(boost)轉(zhuǎn)換器。

本發(fā)明所述的回掃轉(zhuǎn)換器的控制器，在所述變壓器的所述次級邊上產(chǎn)生所述輔助電壓。

本發(fā)明所述的回掃轉(zhuǎn)換器的控制器，所述變壓器耦合到一負(fù)載，而其中所述輔助電壓根據(jù)負(fù)載條件變化。

本發(fā)明所述的回掃轉(zhuǎn)換器的控制器，還包括：磁耦合到所述變壓器的一輔助線圈，用于產(chǎn)生所述輔助電壓。

本發(fā)明所述的回掃轉(zhuǎn)換器的控制器，還包括：所述回掃控制器還包括一偏置電路，耦合至所述轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)所述恒定電源電壓產(chǎn)生多個(gè)電源。