[發(fā)明專利]輔助再充電

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410057906.7
• 申請日: 2014-02-20
• 公開（公告）號: CN104038037B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設計）人: 保羅·賴安;約翰·派珀
• 申請（專利權）人: 電源集成有限公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權代理有限公司11127
• 代理人: 呂俊剛

技術領域

本發(fā)明一般地涉及向開關模式功率轉(zhuǎn)換器(SMPC)的切換控制器供電，更具體地，涉及向SMPC的切換控制器供電的方法、存儲指令以使可編程處理設備可操作用于執(zhí)行該方法的存儲介質(zhì)、向電荷存儲器供應電荷以便向SMPC的切換控制器供電的充電電路、包括這種電路的SMPC以及存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)存儲可操作用于控制晶體管切換以實現(xiàn)對電荷存儲器的充電以便向SMPC的切換控制器供電的代碼。

背景技術

希望將低成本雙極結型晶體管(BJT)用于離線功率轉(zhuǎn)換器中的初級開關，因為BJT提供高擊穿電壓和低導通狀態(tài)電壓。然而，與電壓受控MOSFET、IGBT等相比，BJT具有在啟動過程期間需要相對較大的電荷存儲的缺點。

典型地，存儲電容器C_Aux由經(jīng)整流的干線輸入充電至初始化電壓；然后，存儲電容器作為輔助電源提供所有的電荷，以向IC控制器供電并驅(qū)動BJT，直到偏置繞組電壓上升到足以接管這些任務。如果C_Aux中的初始化電荷不能夠向IC和BJT供電足夠長時間以便使偏置繞組電壓上升到其工作電平，那么功率轉(zhuǎn)換器將不能啟動。具有高輸入電容的負載特別具有挑戰(zhàn)性，因為它們在“冷啟動”的情況下展現(xiàn)出有效的短路；因此要求更多的切換周期以增加輸出和偏置繞組電壓。BJT要求比電壓受控器件多得多的電荷來導通，因此電荷存儲器更迅速地耗盡。較大的存儲電容要求較高的啟動電流，這可能增加功耗。以較高的存儲電壓進行操作提供了更多的電荷來支持針對給定存儲電容的啟動，并且也提供了用于驅(qū)動IC中器件的更多凈空。然而由于耗散損耗，較高的存儲電壓也增加了功耗。

其他操作條件可以類似地導致技術問題。偏置繞組電壓通常與轉(zhuǎn)換器輸出電壓緊密相關，因此當輸出電壓較低時，控制器IC偏置功率可能不足。這種情況可能對于以恒電流或恒功率輸出模式操作的轉(zhuǎn)換器在低阻抗負載引起輸出電壓下降時發(fā)生。盡管這一問題針對基于MOSFET的轉(zhuǎn)換器也會發(fā)生，但是BJT要求的大電流使該問題大大惡化。

因此，對于采用例如BJT作為初級開關的離線功率轉(zhuǎn)換器，在高效操作方面和／或一般地在通過常規(guī)手段向控制器IC有效供應電荷方面，需要進行改進。

考慮到上述內(nèi)容，SMPC領域仍然需要對于向功率轉(zhuǎn)換器(例如，包括雙極或場效應初級開關的射地-基地功率轉(zhuǎn)換器)的IC控制器供應操作電流的改進控制。

為了供理解本發(fā)明之用，參考以下公開：

-US7，636，246(發(fā)明人Huynh等，受讓人Active-Semi，Inc.)，與2009年2月12日公布的US20070891397相對應；

-UCC28610數(shù)據(jù)表，可從德州儀器在

http：／／www.ti.com／product／ucc28610處獲得；以及

-THX202H數(shù)據(jù)表，可從

http：／／bbs.dianyuan.com／bbs／u／55／1330441183681758.pdf獲得。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種向開關模式功率轉(zhuǎn)換器(SMPC)的切換控制器供電的方法，所述SMPS包括：電感性部件，具有耦合用于從所述SMPC的輸入接收電力的繞組；切換電路，包括第一和第二開關晶體管，所述第一晶體管串聯(lián)耦合在所述繞組和所述第二晶體管之間；切換控制器，用于控制所述第二晶體管的切換；以及電荷存儲器，用于向所述切換控制器供電，所述方法包括：使電流從所述繞組流動通過所述第一晶體管；以及將所述電流通過傳導路徑轉(zhuǎn)移到所述電荷存儲器。

因此，實施例可以提供用于維持對切換控制器的足夠供電的替代或附加手段，優(yōu)選地與SMPC的輸出電壓和／或負載無關，優(yōu)選地SMPC是射地-基地(cascode)功率轉(zhuǎn)換器。在實施例中這可以通過使用BJT發(fā)射極或MOSFET源極電流以在切換周期期間，例如在正常(例如PWM-受控)操作期間，即在SMPC啟動之后SMPC正在向負載供電時，為轉(zhuǎn)換器控制器IC供電來實現(xiàn)。

關于更具體的優(yōu)點，實施例可以：減小對于輔助充電電路設計的限制；允許切換控制器在非常低的輸出電壓下維持控制；加大基于BJT的轉(zhuǎn)換器的用途；和／或改進啟動特性。