[發(fā)明專利]用于恒壓控制和恒流控制的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210099930.8
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN103368400A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 方烈義;孫志強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 昂寶電子(上海)有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/36;H02M1/32
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 宋鶴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路。更具體地，本發(fā)明提供了用于電壓調(diào)整和電流調(diào)整的系統(tǒng)和方法。僅僅作為示例，本發(fā)明已應(yīng)用于電源變換系統(tǒng)。但是將認(rèn)識到，本發(fā)明具有更廣泛的應(yīng)用范圍。

背景技術(shù)

圖1是示出傳統(tǒng)反激式(flyback)電源變換系統(tǒng)的簡化示圖。該電源變換系統(tǒng)100包括初級繞組110、次級繞組112、電源開關(guān)120、電流感測電阻器130、整流二極管160、電容器162、隔離反饋組件114和控制器170。控制器170包括欠壓鎖定(under-voltage-lockout)組件172、脈寬調(diào)制生成器174、柵極驅(qū)動器176、前沿消隱(LEB)組件178和過流保護(hù)(OCP)組件180。例如，電源開關(guān)120是雙極型晶體管。在另一示例中，電源開關(guān)120是場效應(yīng)晶體管。

如圖1所示，電源變換系統(tǒng)100使用包含初級繞組110和次級繞組112的變壓器來隔離初級側(cè)上的AC輸入電壓102和次級側(cè)上的輸出電壓104。與輸出電壓104有關(guān)的信息由隔離反饋組件114處理，隔離反饋組件114生成反饋信號154。控制器170接收該反饋信號154，并生成用于導(dǎo)通和截止開關(guān)120的柵極驅(qū)動信號156，以調(diào)整輸出電壓104。

為了實(shí)現(xiàn)良好的輸出電流控制，電源變換系統(tǒng)100常常在次級側(cè)上需要額外的電路，這通常導(dǎo)致高成本。此外，次級側(cè)所需的輸出電流感測電阻器通常降低了電源變換系統(tǒng)100的效率。

圖2是示出另一傳統(tǒng)反激式電源變換系統(tǒng)的簡化示圖。該電源變換系統(tǒng)200包括初級繞組210、次級繞組212、輔助繞組214、電源開關(guān)220、電流感測電阻器230、兩個整流二極管260和268、兩個電容器262和270、以及兩個電阻器264和266。例如，電源開關(guān)220是雙極型晶體管。在另一示例中，電源開關(guān)220是MOS晶體管。

與輸出電壓250有關(guān)的信息可通過輔助繞組214提取，以調(diào)整輸出電壓250。當(dāng)電源開關(guān)220閉合(例如，導(dǎo)通)時，能量被存儲在次級繞組212中。然后，當(dāng)電源開關(guān)220斷開(例如，截止)時，所存儲能量被釋放到輸出端子，并且輔助繞組214的電壓如下所示這樣將輸出電壓映射到次級側(cè)E。

VFB=R2R1+R2×Vaux]]>(式1)

其中，V_FB表示反饋電壓274，并且V_aux表示輔助繞組214的電壓254。R₁和R₂分別表示電阻器264和266的電阻值。

開關(guān)220的開關(guān)周期包括開關(guān)220在其期間閉合(例如，導(dǎo)通)的導(dǎo)通時間段和開關(guān)220在其期間斷開(例如，截止)的截止時間段。例如，在連續(xù)傳導(dǎo)模式(CCM)中，下一開關(guān)周期在與變壓器(包括初級繞組210和次級繞組212)相關(guān)聯(lián)的退磁過程完成之前開始。因此，在下一開關(guān)周期開始之前退磁過程的實(shí)際長度被該開關(guān)的截止時間段所限制。在另一示例中，在斷續(xù)傳導(dǎo)模式(DCM)中，下一開關(guān)周期直到退磁過程完成之后的一段時間才開始。在又一示例中，在準(zhǔn)諧振(QR)模式或臨界傳導(dǎo)模式(CRM)中，下一開關(guān)周期在退磁過程完成之后立刻開始。

圖3(A)是在連續(xù)傳導(dǎo)模式(CCM)中操作的反激式電源變換系統(tǒng)200的簡化傳統(tǒng)時序圖。波形302表示作為時間的函數(shù)的輔助繞組214的電壓254，波形304表示作為時間的函數(shù)的流經(jīng)次級繞組212的次級電流278，并且波形306表示作為時間的函數(shù)的流經(jīng)初級繞組210的初級電流276。