[發明專利]用于開關轉換器的喚醒管理電路和有關的喚醒方法

在審

• 申請號: 201510181490.4
• 申請日: 2015-04-16
• 公開（公告）號: CN105024555A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: A·帕斯夸;S·圖米納羅;A·拉皮薩達
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/44;H02M1/14;H02M1/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;呂世磊

本公開涉及用于開關轉換器的喚醒管理電路和有關的喚醒方法。開關轉換器利用開關和具有初級繞組和初級繞組的變壓器將輸入信號轉換成經調節的輸出信號。喚醒管理電路接收變壓器退磁信號并且當開關轉換器以突發模式操作時通過喚醒脈沖迫使接通。接收變壓器退磁信號的采樣值。設置電路設置初級繞組的電流的第一峰值。比較電路將采樣值與電壓閾值和在先采樣值進行比較。響應于此，或者維持初級繞組電流的第一峰值或者設置新峰值。

優先權要求

本申請要求2014年4月30日提交的意大利專利申請No.MI2014A000799的優先權，該申請的公開內容通過引用并入于此。

技術領域

本公開涉及用于開關轉換器、特別是DC-DC開關轉換器的喚醒管理電路，及有關的喚醒方法。

背景技術

本公開涉及以高效率將恒定電流提供至負載、例如電池的功率開關轉換器。本發明更特別地涉及開關型電壓和電流調節器，該調節器的負載應該與調節器的電源(常常為220V電源)隔離。

例如，傳統的功率開關轉換器是其中具有初級繞組和次級繞組的變壓器被提供用于使負載與電壓源隔離的反激式轉換器。初級繞組通過功率開關被連接至電壓源，而次級繞組借助于二極管被連接至負載并且濾波電容器并聯地連接至負載。

當開關接通時，第一電流流過初級繞組并且作為電壓源的值與初級繞組所提供的電感的值的函數而從初始值增加。在這期間，沒有電流流過次級繞組，因為二極管被反向偏置并且功率被存儲在變壓器的磁芯中。

當開關關斷時，流過初級繞組的電流被突然關斷并且剛剛存儲在磁芯中的功率被轉移到次級繞組內。當開關被關斷時，次級繞組上的第二電流突然達到等于通過用初級繞組與次級繞組的匝數之間的比率乘第一電流而達到的峰電流的峰值。第二電流作為次級繞組的電感與跨負載的電壓的函數而開始減小。

從初級繞組轉移至次級繞組的功率的量取決于開關的開關占空比。為此目的，功率開關轉換器包括用于驅動開關的控制電路；控制電路被配置成接收反饋信號并響應于反饋信號來操作開關的控制脈沖的寬度的修改。

反饋控制借助于光耦合器或輔助繞組來提供。在后一情況中，輔助繞組直接與次級繞組同相位地給出輸出電壓的圖像。

在輕負載的狀況下，功率開關轉換器典型地以所謂的“突發模式(burst-mode)”進行操作。利用該操作模式，轉換器間歇地操作，其中開關周期的系列(突發)由轉換器不開關時的時間間隔(空閑時間)分開。當負載為使得轉換器剛剛進入突發模式時，空閑時間短；隨著負載減小，突發的持續時間也減小并且空閑時間增加。以該方式，平均開關頻率被顯著地降低，并且結果是，與轉換器中的寄生元件關聯的開關損耗和與變壓器中的無功電流的流動有關的傳導損耗被降低。突發的持續時間和空閑時間由反饋回路確定，使得轉換器的輸出電壓總是保持在控制之下。

在其中輸出電壓的反饋借助于輔助繞組來形成的情況中，輔助繞組還借助于設置了電源電壓的電容器而將電源電壓提供至控制電路，所述電容器通過二極管與輔助繞組耦合。

突發模式操作的最小頻率由開關的控制電路確定；在突發模式操作期間，控制電路以特定“重啟”頻率周期性地迫使開關的接通以便接收反饋信號。因此，功率開關轉換器提供了獨立于負載的固定功率并且該功率需要被耗散以避免在低或零負載的情況中轉換器失去調節。為此目的，典型地使用虛擬負載。

耗散的功率主要取決于“重啟”頻率，“重啟”頻率不能選擇得太低。事實上，在開關的兩個連續的轉換之間的時間周期期間，控制電路不能對輸出端子處的負載的最終變化做出反應。只有當開關的轉換發生時，轉換器才通過向負載提供所需的功率來做出反應。為了克服該問題，已知的解決方案是使用被配置成當在突發模式期間輸出電壓值低時迫使開關的接通的所謂的喚醒電路。