[發明專利]具有高效VCC充電的開關功率變換器

有效

• 申請號: 201710233925.4
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN107425716B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 高小林
• 申請（專利權）人: 戴洛格半導體公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M3/335
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 胡春光;張穎玲

1.一種開關電力供應控制器；包括：

漏極端子，所述漏極端子被配置為連接到NMOS功率開關晶體管的漏極；

VCC電容器端子，所述VCC電容器端子被配置為連接到VCC電容器；

耦接在所述漏極端子和所述VCC電容器端子之間的VCC充電開關晶體管，其中，所述VCC充電開關晶體管是耗盡型場效應晶體管(DFET)；

二極管，所述二極管具有耦接到所述VCC充電開關晶體管的陽極和耦接到VCC電容器端子的陰極；以及

反饋控制電路，所述反饋控制電路被配置為調制所述VCC充電開關晶體管的循環以調節橫跨所述VCC電容器存儲的控制器電力供應電壓VCC，其中，所述反饋控制電路被配置為響應于等于期望的峰值電流的、由所述VCC充電開關晶體管傳導的充電電流，在所述VCC充電開關晶體管的每個循環中關斷所述VCC充電開關晶體管，并且其中，所述反饋控制電路包括差分放大器，所述差分放大器被配置為響應于所述控制器電力供應電壓VCC與參考電壓的比較生成誤差電壓，所述反饋控制電路還包括補償濾波器，所述補償濾波器被配置為對所述誤差電壓濾波以生成補償的誤差電壓，所述補償的誤差電壓形成表示所述期望的峰值電流的峰值電流命令電壓。

2.根據權利要求1所述的開關電力供應控制器，其中，所述反饋控制電路還包括比較器，所述比較器被配置為響應于表示所述充電電流的感測電壓與所述峰值電流命令電壓的比較，在所述VCC充電開關晶體管的每個循環中關斷所述VCC充電開關晶體管。

3.根據權利要求1所述的開關電力供應控制器，其中，所述反饋控制電路被配置為使所述VCC充電開關晶體管關斷，以在所述VCC充電開關晶體管的每個循環中保持所述VCC充電開關晶體管的恒定導通時間。

4.根據權利要求3所述的開關電力供應控制器，其中，所述反饋控制電路包括斜坡生成器，所述斜坡生成器被配置為在所述VCC充電開關晶體管的每個循環期間使斜坡信號傾斜。

5.根據權利要求4所述的開關電力供應控制器，其中，所述反饋控制電路進一步包括比較器，所述比較器被配置為響應于所述斜坡信號和補償的誤差信號的比較，在所述VCC充電開關晶體管的每個循環中關斷所述VCC充電開關晶體管。

6.根據權利要求5所述的開關電力供應控制器，其中，所述開關電力供應控制器包括在非隔離的開關功率變換器中。

7.根據權利要求5所述的開關電力供應控制器，其中，所述開關電力供應控制器包括在隔離的開關功率變換器中。

8.根據權利要求7所述的開關電力供應控制器，其中，所述隔離的開關功率變換器包括反激式變換器。

9.一種用于控制開關電力供應的方法，包括：

使NMOS功率開關晶體管在開關功率變換器中循環接通和關斷以調節對負載的電力遞送，其中，所述NMOS功率開關晶體管的每個循環在電力開關循環周期上發生；

在每個功率開關循環周期中，使VCC充電開關晶體管循環接通和關斷以調節存儲在VCC存儲電容器上的控制器電力供應電壓VCC，以給用于開關功率變換器的控制器供電，其中，所述VCC充電開關晶體管連接在所述NMOS功率開關晶體管的漏極和所述VCC存儲電容器之間；

通過比較所述控制器電力供應電壓VCC與參考電壓，確定誤差電壓；以及

響應于所述誤差電壓確定用于所述VCC充電開關晶體管的期望的峰值電流，其中，使所述VCC充電開關晶體管循環包括響應于等于所述期望的峰值電流的、由所述VCC充電開關晶體管傳導的電流，在每個功率開關循環周期中關斷所述VCC充電開關晶體管。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，使所述NMOS功率開關晶體管在所述開關功率變換器中循環接通和關斷包括使NMOS功率開關晶體管在隔離的開關功率變換器中循環。