[發(fā)明專利]用于功率轉(zhuǎn)換器的起動控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580062068.5
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN107112889B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設計）人: T·奎格利
• 申請（專利權）人: 密克羅奇普技術公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H02M3/335
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

功率轉(zhuǎn)換器，例如AC/DC及DC/DC，通常具有用于恰當平穩(wěn)的起動及形成正確操作電壓偏壓的獨特電路。通常將此獨特電路并入到初級側(cè)控制器中。此初級側(cè)控制器還可以是一旦起動功率轉(zhuǎn)換器便控制所述功率轉(zhuǎn)換器的主要構件。然而，通常需要次級側(cè)控制器以用于更準確的輸出電壓調(diào)節(jié)，從而復制已存在于初級側(cè)控制器中的電路。所述兩個控制器之間跨隔離障壁的線性通信通常增加復雜性。可預見簡化的初級側(cè)起動控制器提供最小電路以加電給轉(zhuǎn)換器，直到次級側(cè)控制器啟動且通過跨所述隔離障壁發(fā)送離散脈寬調(diào)制PWM命令而非線性信號來取得控制。如果所述次級側(cè)控制器失效，那么所述起動控制器可提供電壓及電流保護。所述次級側(cè)控制器可為用于精密轉(zhuǎn)換器控制的模擬及/或數(shù)字設計。

相關專利申請案

本申請案主張Thomas Quigley在2014年11月20日申請的共同擁有的名為“起動AC/DC轉(zhuǎn)換器(Start-Up AC/DC Converter)”的第62/082,317號美國臨時專利申請案的優(yōu)先權，所述案出于所有目的以引用的方式并入本文中。

技術領域

本發(fā)明涉及功率轉(zhuǎn)換器，且特定地說，涉及用于DC/DC及AC/DC功率轉(zhuǎn)換器的起動控制器方法及設備。

背景技術

功率轉(zhuǎn)換器(例如DC/DC及AC/DC)通常具有用于合適平穩(wěn)的起動(軟起動)且形成正確操作電壓偏壓的獨特電路。此獨特電路可能需要自定義集成電路及/或?qū)僭O計，這可增大此類功率轉(zhuǎn)換器的成本及交貨日程。圖3說明現(xiàn)有技術反激式轉(zhuǎn)換器的示意圖。展示變壓器T1具有初級側(cè)偏壓繞組302。這用于經(jīng)由初級側(cè)控制器裝置301的VDD端口加偏壓于初級側(cè)控制器裝置301。VDD處的電壓經(jīng)由變壓器耦合被交叉調(diào)節(jié)為輸出電壓Vo。因此，有可能通過控制器301監(jiān)測其VDD端口處的電壓來調(diào)節(jié)Vo的電壓。通常，對于大多數(shù)應用，使用到控制器301的變壓耦合來調(diào)節(jié)Vo是不夠精確的，因此需要從反激式轉(zhuǎn)換器300的次級側(cè)到其初級側(cè)的額外反饋路徑。電壓參考304(U3)是提供精準參考(比較Vo與所述精準參考)、電壓誤差放大器(及其用于穩(wěn)定的補償組件)及用于驅(qū)動光學隔離耦合器(光耦合器)303的驅(qū)動器的裝置。控制器301還含有精準參考及電壓放大器，但當包含額外反饋路徑時不使用這些電路。光耦合器303以線性方式驅(qū)動。因此光耦合器303的電流轉(zhuǎn)移比率(CTR)是成問題的。CTR將增益增加到額外反饋路徑。此增益在不同裝置中可為不同的，且裝置的CTR可隨著其老化而改變。

控制器301定位于反激式轉(zhuǎn)換器300的初級側(cè)上。反激式轉(zhuǎn)換器300的次級側(cè)是負載(應用)的耦合之處。應用裝置(未展示)通常含有具有可編程能力的微處理器。控制器301不具有經(jīng)編程可提供更精密的反激式轉(zhuǎn)換器控制技術的優(yōu)點。功率MOSFET開關Q1是外部裝置，電阻器R6是按比例調(diào)整電壓(其類似于通過MOSFET開關Q1的電流)的外部電阻器且由控制器301用于電流感測。

發(fā)明內(nèi)容

因此，需要低成本解決方案以在初級側(cè)使用常規(guī)低成本集成電路(IC)解決方案來起動功率轉(zhuǎn)換器，所述低成本解決方案不復制次級側(cè)控制器的資源，且最小化初級側(cè)電子裝置上的離散組件。

根據(jù)實施例，一種用于起動功率轉(zhuǎn)換器的方法可包括以下步驟：將第一DC電壓施加到起動控制器；利用所述起動控制器接通及關斷功率開關，其中所述第一DC電壓及功率開關可耦合到變壓器的初級繞組，從而可在所述變壓器的次級繞組上產(chǎn)生AC電壓；利用第二整流器整流來自變壓器的次級繞組的AC電壓以提供第二DC電壓來供電給次級側(cè)控制器及負載；及當所述第二DC電壓可為所需電壓值時，將功率開關的控制從起動控制器傳遞到次級側(cè)控制器。

根據(jù)所述方法的進一步實施例，可最初直接從第一DC電壓供電給起動控制器，且接著從變壓器的三級繞組供電給起動控制器。根據(jù)所述方法的進一步實施例，利用起動控制器接通及關斷功率開關的步驟可包括以下步驟：接通功率開關直到可達到通過變壓器的初級繞組的最大電流；及隨后在固定時間周期內(nèi)關斷所述功率開關。根據(jù)所述方法的進一步實施例，可由耦合到起動控制器的電容器的電容值確定所述固定時間周期。