[發(fā)明專利]用于操作電源的方法、電源及用于電源的控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810576257.X
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN109004810B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林淑芳;李冬
• 申請（專利權(quán)）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M3/335
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;陳煒

公開了一種用于操作電源的方法，電源和用于電源的控制器。該電源包括PFC(功率因數(shù)校正)電路、LLC轉(zhuǎn)換器和控制器。該控制器能夠操作成：在電源處于低功率待機模式時，使LLC轉(zhuǎn)換器以默認(rèn)頻率在預(yù)定突發(fā)接通時間內(nèi)突發(fā)，并且基于負(fù)載狀況和至LLC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓來調(diào)節(jié)LLC轉(zhuǎn)換器在預(yù)定突發(fā)接通期間被切換的頻率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電源，特別是針對電源的低功率待機模式。

背景技術(shù)

諸如用于TV、PC和服務(wù)器應(yīng)用的嵌入式電源和適配器電源的電源，通常包括前級功率因數(shù)校正(PFC)電路和二級LLC轉(zhuǎn)換器。PFC電路抵消由諸如整流器的非線性器件引起的失真，并提高功率因數(shù)。LLC轉(zhuǎn)換器具有在轉(zhuǎn)換器的初級側(cè)采用兩個電感器和一個電容器(“LLC”)的組合的拓?fù)洹３跫墏?cè)上的開關(guān)(全或半)橋產(chǎn)生方形波形，其激勵LLC諧振電路，LLC諧振電路作為響應(yīng)輸出諧振正弦電流，由LLC轉(zhuǎn)換器的變壓器和整流器電路對該電流進(jìn)行縮放和整流。輸出電容器對經(jīng)整流的AC電流進(jìn)行濾波并輸出DC電壓。

PFC級和LLC級兩者通常由單個數(shù)字功率控制器控制。在TV適配器電源的情況下，電源在待機模式期間必須滿足待機功耗、輸出電壓紋波和動態(tài)響應(yīng)要求。例如，一些TV適配器電源在152mW的輸出負(fù)載下必須具有小于270mW的輸入功耗、小于190mV(1％的19V輸出電壓)的輸出電壓紋波、以及在從0％至100％負(fù)載的負(fù)載跳躍期間小于0.95V的輸出電壓降(在±5％的19V輸出電壓內(nèi))。

常規(guī)LLC轉(zhuǎn)換器的特性使其很難滿足諸如TV、PC和服務(wù)器適配器電源的電源的待機功耗、輸出電壓紋波和動態(tài)響應(yīng)要求。如果LLC轉(zhuǎn)換器在基于某個輸入電壓和待機負(fù)載狀況選擇的低功率待機模式下以固定切換頻率(LLC突發(fā)(burst)頻率)工作，則其他輸入電壓和待機負(fù)載狀況下的輸出電壓紋波可能不滿足要求。不同的LLC增益和/或過長的突發(fā)接通時間會導(dǎo)致能量過度遞送。此外，次級側(cè)控制可能飽和，這導(dǎo)致對負(fù)載變化的動態(tài)響應(yīng)更慢、次級側(cè)控制電路中的輸出電壓降更大以及待機功率損耗更高。當(dāng)考慮諧振部件容差時，這些問題會惡化。

發(fā)明內(nèi)容

本文描述的實施方式為諸如嵌入式電源和適配器電源的電源提供低功率待機模式控制。低功率待機模式控制在諧振部件容差、不同待機負(fù)載和不同輸入電壓下滿足電源的待機功耗、輸出電壓紋波和動態(tài)響應(yīng)要求。

根據(jù)用于操作包括PFC(功率因數(shù)校正)電路和LLC轉(zhuǎn)換器的電源的方法的一個實施方式，該方法包括當(dāng)電源處于低功率待機模式時使LLC轉(zhuǎn)換器在預(yù)定突發(fā)接通時間內(nèi)突發(fā)。使LLC轉(zhuǎn)換器突在預(yù)定突發(fā)接通時間內(nèi)突發(fā)包括：在預(yù)定突發(fā)接通時間開始時，在一個或更多個固定時間間隔內(nèi)將LLC轉(zhuǎn)換器的切換頻率從第一頻率值減小至第二頻率值；在減小切換頻率之后，在一個或更多個固定時間間隔內(nèi)以第二頻率值切換LLC轉(zhuǎn)換器；以及在預(yù)定突發(fā)接通時間結(jié)束時，在一個或更多個固定時間間隔內(nèi)將LLC轉(zhuǎn)換器的切換頻率從第二頻率值增加至第三頻率值。

根據(jù)電源的一個實施方式，電源包括PFC電路、LLC轉(zhuǎn)換器和控制器，該控制器能夠操作成：當(dāng)電源處于低功率待機模式時使LLC轉(zhuǎn)換器在預(yù)定突發(fā)接通時間內(nèi)突發(fā)。所述控制器能夠操作成通過以下方式使LLC轉(zhuǎn)換器在預(yù)定突發(fā)接通時間內(nèi)突發(fā)：在預(yù)定突發(fā)接通時間開始時，在一個或更多個固定時間間隔內(nèi)將LLC轉(zhuǎn)換器的切換頻率從第一頻率值減小至第二頻率值；在減小切換頻率之后，在一個或更多個固定時間間隔內(nèi)以第二頻率值切換LLC轉(zhuǎn)換器；以及在預(yù)定突發(fā)接通時間結(jié)束時，在一個或更多個固定時間間隔內(nèi)將LLC轉(zhuǎn)換器的切換頻率從第二頻率值增加至第三頻率值。