改變電源控制器的開關頻率和周期的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請日為2012年7月30日、申請?zhí)枮?01210266759. 5、名稱為"改變電 源控制器的開關頻率和周期"的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002] 相關申請的交叉引用
[000引 本申請設及與本申請同一天提交的、標題為"Vari油le化equencyTiming CircuitforaPowerSu卵lyControlCircuit"的共同未決的美國申請 13/193, 4：34,其 代理卷號為5510P231。
技術(shù)領域
[0004] 本發(fā)明總體設及電源，更具體地設及用于開關模式電源的控制器。
【背景技術(shù)】
[0005] 電子設備使用電能運行。開關模式電源因其高效率、小尺寸和低重量而被普遍用 來為許多現(xiàn)今的電子設備供電。常規(guī)的壁式插座提供高壓交流電。在開關電源中，高壓交 流（ac)輸入被轉(zhuǎn)換，W通過能量傳遞元件提供經(jīng)過適當調(diào)節(jié)的直流（dc)輸出。在運行中， 通過改變開關模式電源中的開關的占空比（通常是該開關的接通時間對總的開關周期的 比值）、改變開關頻率或改變每單位時間的脈沖數(shù)，利用開關來提供期望的輸出。
[0006] 開關模式電源還包括控制器，該控制器通常通過在閉環(huán)中感測和控制輸出來提供 輸出調(diào)節(jié)。該控制器可接收代表該輸出的反饋信號，并且該控制器響應于該反饋信號來改 變一個或多個參數(shù)，W將該輸出調(diào)節(jié)至期望的量?？衫枚喾N控制模式。一種控制模式被 已知為脈沖寬度調(diào)制（PWM)峰電流模式控制。在PWM峰電流模式控制中，該開關維持接通， 直到該開關中的電流達到電流限度（currentlimit)。一旦達到該電流限度，該控制器就使 該開關在該開關周期的剩余部分上為斷開。一般而言，較高的電流限度導致該開關較長的 接通時間和較大的占空比。然而，對于運行在連續(xù)導通模式（CCM)中的具有大占空比（通 常對于大于50%的占空比）的控制器，小的誤差信號擾動可導致發(fā)生次諧波振蕩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明在一個方面提供了一種用于在開關電源中使用的集成電路控制器，所述控 制器包括；脈沖寬度調(diào)制電路，其待被禪合W響應于流經(jīng)開關的開關電流W及響應于具有 開關周期的時鐘信號，來控制所述開關W調(diào)節(jié)所述電源的輸出；定時電路，其被禪合至所述 脈沖寬度調(diào)制電路W提供所述時鐘信號，其中所述定時電路響應于所述開關的接通時間超 過闊值時間來增大所述時鐘信號的開關周期。
[000引在一個實施方案中，如果所述開關的接通時間小于所述闊值時間，則所述時鐘信 號的開關周期是固定的開關周期，且其中如果所述接通時間大于或等于所述闊值時間，貝U 所述定時電路使所述開關周期增大到大于所述固定的開關周期。
[0009] 在一個實施方案中，所述闊值時間等于所述固定的開關周期的二分之一。
[0010] 在一個實施方案中，所述定時電路使所述開關周期增大了如下時間量，該時間量 響應所述開關的接通時間和所述闊值時間之間的時間差。
[0011] 在一個實施方案中，所述定時電路使所述開關周期增大的時間量與所述開關的接 通時間和所述闊值時間之間的時間差成比例。
[0012] 在一個實施方案中，所述脈沖寬度調(diào)制電路被禪合W響應于所述開關電流達到電 流限度來斷開所述開關。
[0013] 在一個實施方案中，所述脈沖寬度調(diào)制電路被禪合W接收代表著所述電源的輸出 的反饋信號，且其中所述電流限度是響應所述反饋信號的可變電流限度。
[0014] 在一個實施方案中，所述開關被包括在所述集成電路控制器中。
[0015] 在一個實施方案中，所述定時電路包括定時電容器，且其中所述時鐘信號的開關 周期等于所述定時電容器充電至上參考電壓的充電時間加上所述定時電容器放電至下參 考電壓的放電時間。
[0016] 在一個實施方案中，如果所述接通時間大于或等于所述闊值時間，則所述定時電 路通過減小所述定時電容器的放電速率來增大所述定時電容器的放電時間，W延長所述開 關周期。
[0017] 在一個實施方案中，當所述開關的接通時間小于所述闊值時間時，所述定時電路 W第一速率對所述定時電容器進行放電，且其中當所述開關的接通時間大于或等于所述闊 值時間時，所述定時電路W第二速率對所述定時電容器進行放電，其中所述第一速率大于 所述第二速率。
[0018] 在一個實施方案中，對于所述接通時間的從達到所述闊值時間之時開始的剩余部 分，所述定時電路W所述第二速率對所述定時電容器進行放電。
[0019] 在一個實施方案中，所述定時電路W所述第二速率對所述定時電容器進行放電僅 直到所述開關斷開，然后恢復W所述第一速率將所述定時電容器放電至所述下參考電壓。
[0020] 在一個實施方案中，所述第二速率小于或等于所述第一速率的二分之一。
[0021] 在一個實施方案中，所述第二速率對所述第一速率的比值與所述開關在所述開關 周期期間的占空比成反比變化。
[0022] 在一個實施方案中，所述定時電路還包括；第一電流源，其被禪合W將所述定時電 容器充電至所述上參考電壓；W及第二電流阱和第=電流阱，其被禪合W將所述定時電容 器放電至所述下參考電壓，其中當所述開關的接通時間小于所述闊值時間時，所述第二電 流阱和所述第=電流阱共同被啟用，從而W所述第一速率對所述定時電容器進行放電，且 其中當所述開關的接通時間大于或等于所述闊值時間時，所述第二電流阱被禁用且所述第 =電流阱被啟用，從而W所述第二速率對所述定時電容器進行放電。
[0023] 在一個實施方案中，當所述開關的接通時間小于所述闊值時間時，所述定時電路 W第一速率對所述定時電容器進行放電，且其中如果所述開關的接通時間大于或等于所述 闊值時間，則所述定時電路在所述定時電容器上維持恒定的電壓，直到所述開關斷開，然后 W所述第一速率對所述定時電容器進行放電。
[0024] 本發(fā)明在另一個方面提供了一種開關電源，包括；能量傳遞元件，其被禪合W在所 述開關電源的輸入和輸出之間傳遞能量；開關，其被禪合W控制通過所述能量傳遞元件的 能量傳遞；W及控制器，其被禪合W提供驅(qū)動信號來控制所述開關，W調(diào)節(jié)所述開關電源的 輸出，其中所述控制器包括；脈沖寬度調(diào)制電路，其被禪合W響應于流經(jīng)所述開關的開關電 流w及響應于具有開關周期的時鐘信號，來生成所述驅(qū)動信號；w及定時電路，其被禪合至 所述脈沖寬度調(diào)制電路W提供所述時鐘信號，其中所述定時電路響應于所述開關的接通時 間超過闊值時間來增大所述時鐘信號的開關周期。
[0025] 在一個實施方案中，當所述開關的接通時間小于所述闊值時間時，所述時鐘信號 的開關周期是固定的開關周期，且其中如果所述開關的接通時間大于或等于所述闊值時 間，則所述定時電路使所述開關周期增大到大于所述固定的開關周期。
[0026] 在一個實施方案中，所述闊值時間等于所述固定的開關周期的二分之一。
[0027] 在一個實施方案中，所述定時電路使所述開關周期增大了如下時間量，該時間量 響應所述開關的接通時間和所述闊值時間之間的時間差。
[002引在一個實施方案中，所述定時電路使所述開關周期增大的時間量與所述開關的接 通時間和所述闊值時間之間的時間差成比例。
[0029] 在一個實施方案中，所述脈沖寬度調(diào)制電路被禪合W響應于所述開關電流達到電 流限度來斷開所述開關。
[0030] 在一個實施方案中，所述脈沖寬度調(diào)制電路被禪合W接收代表著所述電源的輸出 的反饋信號，且其中所述電流限度是響應所述反饋信號的可變電流限度。
[0031] 在一個實施方案中，所述開關和所述控制器被包括在集成電路中。
[0032] 本發(fā)明在又一個方面提供了一種方法，包括：生成具有開關周期的時鐘信號；響 應于電源中包括的開關的接通時間超過闊值時間，來增大所述時鐘信號的開關周期；W及 響應于流經(jīng)所述開關的開關電流W及響應于所述時鐘信號，來控制所述開關W調(diào)節(jié)所述電 源的輸出。
[0033] 在一個實施方案中，當所述開關的接通時間小于所述闊值時間時，