[發明專利]用于開關電源的系統和方法

有效

• 申請號: 201510087444.8
• 申請日: 2015-02-25
• 公開（公告）號: CN104868737B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: M·法倫坎普;J·巴倫舍恩;A·桑德斯
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華,呂世磊

本申請要求于2014年2月26日提交并且名稱為“System and Method for Switched Mode Power Supply”的第61/944,927號美國臨時申請和于2014年2月28日提交并且名稱為“System and Method for Switched Mode Power Supply”的第61/946,503號美國臨時申請的優先權，在此通過整體引用將這兩個申請并入本文。

技術領域

本公開總體上涉及電子設備，并且具體地涉及用于開關電源的系統和方法。

背景技術

電源系統在從計算機到車輛的很多電子應用中很普及。一般來說，通過執行DC/DC、DC/AC和/或AC/DC轉換來產生電源系統中的電壓，其中該轉換通過操作加載有電感器或變壓器的開關來實現。DC-DC轉換器(例如降壓轉換器)用于使用了多個電源的系統中。例如，在車輛系統中，標稱地操作于5V電源電壓的微控制器可以使用開關電源(例如降壓轉換器)來從12V汽車電池產生本地5V電源。可以通過使用耦合到DC電源的高側開關晶體管驅動電感器來操作這樣的電源。在中等至重負載條件下，通過改變其間開關晶體管處于導通狀態的時間的脈沖寬度來控制電源的輸出電壓。

然而，在輕負載條件下，使用正常調整方案可能造成關于穩定性和轉換器效率的困難，其中該正常調整方案使用脈沖寬度調制的驅動信號。同樣地，一些常規功率轉換器使用突發模式控制方案進行操作，在該突發模式控制方案中，開關晶體管在隨后是其中沒有切換發生的長周期的短突發周期內被脈沖導通或關斷。然而，在一些情況下，這樣的開關電源系統的輸出電壓可能易于隨著電源轉換進入或退出突發模式轉換而瞬變。

發明內容

根據一個實施例，控制開關電源的方法包括：通過使用在第一配置中的反饋接口電路來監控來自電源的輸出的反饋信號，來在第一操作模式中操作開關電源。該方法進一步包括確定反饋信號何時在第一方向上越過第一閾值，并且通過將反饋接口電路從第一配置切換到第二配置來將開關電源從第一操作模式轉換到第二操作模式。

附圖說明

為了更完全地理解本發明及其優點，現在參考結合附圖進行的如下說明，其中：

圖1圖示了反激轉換器的實施例；

圖2圖示了操作模式流程圖；

圖3圖示了實施例開關電源的信號圖；

圖4圖示了實施例開關電源系統；

圖5a至圖5c圖示了具有各種可選擇的前端電路的實施例電源電路；

圖6圖示了實施例電源控制器集成電路的方框圖；

圖7圖示了實施例可選擇的電阻電路；以及

圖8圖示了實施例方法的方框圖。

不同圖中的對應的數字和符號通常指示對應的部件，除非另有指示。這些圖繪制成清楚地說明優選的實施例的相關方面而未必按比例繪制。為了更清楚地說明特定的實施例，指示相同結構、材料或處理步驟的變化的字母可以跟隨圖號。

具體實施方式

下面詳細討論當前優選實施例的實現和使用。然而，應認識到本發明提供了可以在各種各樣的具體背景下實現的許多可適用的發明構思。所討論的具體實施例僅用來說明實現和使用本發明的具體方式，而不限制本發明的范圍。

將參考具體背景下的優選實施例來描述本發明，使用反激拓撲的開關電源系統。本發明的實施例還可以應用到其他開關電源拓撲，以及非開關電源、反饋控制系統和其它類型的電子電路。

在一個實施例中，在中等至重負載條件下，開關電源在一個操作模式中操作。在這個操作模式中的一個實施例中，使用了閉環控制機制。在這個操作模式中的一個實施例中，通過改變其間開關晶體管處于導通狀態的時間的脈沖寬度來控制電源的輸出電壓。這個操作模式可以被稱為正常模式。

然而，在輕負載條件下，使用了另一個操作模式。在一個實施例中，該另一個操作模式使用突發模式控制方案，在該突發模式控制方案中，開關晶體管在隨后是沒有切換發生的長周期的短突發周期內被脈沖導通或關斷，所謂的突發暫停。在一個實施例中，與另一個操作模式相比，在一個操作模式中可以不同地解譯設備的輸入信號。例如反饋信號的增益和/或偏移可以在兩個模式之間是不同的。可以通過重新配置接受反饋信號的電路(例如，通過開關電阻、參考電壓和/或修改模數轉換器的行為)來實現增益和/或偏移中的這個不同。