用于具有過渡區(qū)域調(diào)節(jié)的電源的控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明總體涉及電子電路，且更具體地，本發(fā)明涉及開關(guān)模式電源。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)模式電源的一般應(yīng)用是電池充電器。通常控制電池充電器的輸出功率以提供經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓和經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電流。在一個輸出電流范圍上在最大電壓和最小電壓之間調(diào)節(jié)輸出電壓。在一個輸出電壓范圍上在最大電流和最小電流之間調(diào)節(jié)輸出電流。反饋信號被用來調(diào)節(jié)開關(guān)模式電源的輸出，使得輸出電壓和輸出電流停留在規(guī)定限制內(nèi)。
[0003]開關(guān)模式電源通常具有故障保護特征，該故障保護特征在缺少反饋信號時防止過多的輸出電壓和/或過多的輸出電流。在不具有此故障保護特征的情況下，反饋信號的丟失可導致輸出電壓和/或輸出電流變得足夠高以至于損壞輸出負載(該負載可以是電池)和/或開關(guān)模式電源。在具有此故障保護特征的情況下，缺少反饋信號通常導致開關(guān)模式電源運行在自動重新開始循環(huán)下，以至于明顯減小平均輸出電壓和/或輸出電流，直到反饋信號恢復。
[0004]持續(xù)努力地從輸出取得比電池充電器能夠提供的功率更大的功率會防止電源既調(diào)節(jié)輸出電壓又調(diào)節(jié)輸出電流。電池充電器的控制電路通常將在不止一個閾值時間內(nèi)失去調(diào)節(jié)解釋為缺少觸發(fā)故障保護特征的反饋信號。
[0005]調(diào)節(jié)輸出電流的低成本電路通常具有寬松的容差。使用這樣的電路的電池充電器必須保證容差范圍的一端處的最大輸出電流的低值，并且這些電池充電器必須保證在容差范圍的另一端處不大于最大輸出電流的高值。需要考慮其它參數(shù)中的額外容差會導致該設(shè)計能夠比必需的功率高得多。無法遞送負載所需要的所有功率將導致電源失去調(diào)節(jié)并且進入自保護模式。較高的功率容量通常需要較大的磁性部件或較大的功率開關(guān)，這增加了電源的成本。
[0006]電池充電器通常展現(xiàn)出經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓和經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電流之間的急劇過渡。換言之，在笛卡爾坐標中繪制的輸出電壓和輸出電流的軌跡通常在對應(yīng)于最大輸出功率的點的過渡點處具有近似90度的銳利拐角。
[0007]設(shè)計在經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓和經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電流之間具有銳利過渡的電池充電器的典型實踐可以使得產(chǎn)品的成本比滿足要求所必需的成本高。從經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓到經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電流的受控的經(jīng)調(diào)節(jié)的過渡可以允許使用更低成本的部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種用于調(diào)節(jié)從功率轉(zhuǎn)換器的輸入到該功率轉(zhuǎn)換器的輸出的能量流動的方法，包括:
[0009]接收代表該功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的第一信號；
[0010]接收代表該功率轉(zhuǎn)換器的電流的第二信號；
[0011]響應(yīng)于該第一信號和該第二信號中的至少一個確定該功率轉(zhuǎn)換器的輸出電流；
[0012]切換該功率轉(zhuǎn)換器的功率開關(guān)以對于第一范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓將該功率轉(zhuǎn)換器的輸出電流調(diào)節(jié)至大體上恒定的輸出電流值；
[0013]切換該功率轉(zhuǎn)換器的功率開關(guān)以對于第二范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓將該功率轉(zhuǎn)換器的輸出功率調(diào)節(jié)至大體上恒定的功率值；以及
[0014]切換該功率轉(zhuǎn)換器的功率開關(guān)以對于一個范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電流值將該功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓大體上調(diào)節(jié)在該第二范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓的最高輸出電壓值處。
[0015]優(yōu)選地，其中接收代表該功率轉(zhuǎn)換器的電流的第二信號包括測量該功率轉(zhuǎn)換器的功率開關(guān)的開關(guān)電流。
[0016]優(yōu)選地，所述方法還包括響應(yīng)于該功率轉(zhuǎn)換器的輸出電流調(diào)整該第二范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓的最高輸出電壓值。
[0017]優(yōu)選地，其中該功率轉(zhuǎn)換器是反激轉(zhuǎn)換器(flyback converter)。
[0018]優(yōu)選地，所述方法還包括響應(yīng)于一個調(diào)整信號調(diào)整該第一范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓和該第二范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓。
[0019]優(yōu)選地，其中響應(yīng)于該調(diào)整信號調(diào)整該第一范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓和該第二范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓包括在該功率轉(zhuǎn)換器的一個控制器的一個端子處接收該調(diào)整信號。
[0020]優(yōu)選地，其中響應(yīng)于該調(diào)整信號調(diào)整該第一范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓和該第二范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓包括在耦合到該功率轉(zhuǎn)換器的輸出的一個或多個端子處接收該調(diào)整信號。
[0021]優(yōu)選地，其中由該第一范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓和該第二范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓限定的總輸出電壓范圍是大體上恒定的。
[0022]優(yōu)選地，所述方法還包括響應(yīng)于溫度針對該第二范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓調(diào)整該大體上恒定的功率值。
[0023]優(yōu)選地，其中該第一信號是從該功率轉(zhuǎn)換器的一個輸入側(cè)上的一個感測繞組接收的。
[0024]本發(fā)明還提供一種在功率轉(zhuǎn)換器中使用的調(diào)節(jié)器電路，包括:
[0025]—個電壓調(diào)節(jié)電路，被耦合以接收代表在該功率轉(zhuǎn)換器的輸出處的輸出電壓的第一信號，其中該電壓調(diào)節(jié)電路被耦合以響應(yīng)于該第一信號生成第三調(diào)節(jié)信號；
[0026]—個電流調(diào)節(jié)電路，被耦合以接收代表該功率轉(zhuǎn)換器的電流的第二信號，其中該電流調(diào)節(jié)電路被耦合以響應(yīng)于該第二信號確定該功率轉(zhuǎn)換器的輸出電流，并且響應(yīng)于該第二信號生成第一調(diào)節(jié)信號；
[0027]—個過渡區(qū)域調(diào)節(jié)電路，被耦合以接收該第一信號和該第二信號，其中該電流調(diào)節(jié)電路被耦合以響應(yīng)于該第一信號和該第二信號生成第三調(diào)節(jié)信號；以及
[0028]—個控制器，被耦合以響應(yīng)于該第一調(diào)節(jié)信號、該第二調(diào)節(jié)信號和該第三調(diào)節(jié)信號接收一個反饋信號，其中該控制器被耦合以響應(yīng)于該反饋信號生成一個驅(qū)動信號以控制該功率轉(zhuǎn)換器的一個功率開關(guān)的切換，從而對于第一范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓將該功率轉(zhuǎn)換器的輸出電流調(diào)節(jié)至大體上恒定的輸出電流值，其中該功率開關(guān)的切換還被耦合以對于第二范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓將該功率轉(zhuǎn)換器的輸出功率調(diào)節(jié)至大體上恒定的功率值，并且其中功率開關(guān)的切換(switching)還被親合以對于一個范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電流值將該功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓大體上調(diào)節(jié)在該第二范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓的最高輸出電壓值處。
[0029]優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)器電路還包括一個組合器電路，該組合器電路被耦合以接收該第一調(diào)節(jié)信號、該第二調(diào)節(jié)信號和該第三調(diào)節(jié)信號，從而響應(yīng)于該第一調(diào)節(jié)信號、該第二調(diào)節(jié)信號和該第三調(diào)節(jié)信號生成該反饋信號輸出。
[0030]優(yōu)選地，其中該組合器電路是求和電路。
[0031]優(yōu)選地，其中該電流調(diào)節(jié)電路被耦合以測量該功率轉(zhuǎn)換器的該功率開關(guān)的開關(guān)電流。
[0032]優(yōu)選地，其中該功率轉(zhuǎn)換器是反激轉(zhuǎn)換器。
[0033]優(yōu)選地，其中該第一信號和該第二信號是在該功率轉(zhuǎn)換器的一個輸入側(cè)上生成的。
[0034]本發(fā)明還提供一種用于在功率轉(zhuǎn)換器中使用的調(diào)節(jié)器電路，包括:
[0035]一個功率開關(guān)；以及
[0036]—個控制器，被親合至該功率開關(guān)，并且被親合以接收代表該功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的第一信號和代表該功率轉(zhuǎn)換器的電流的第二信號，其中該調(diào)節(jié)器電路被耦合以響應(yīng)于至少該第一信號和該第二信號確定該功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓和輸出電流，其中該控制器被耦合以控制該功率開關(guān)的切換，從而對于第一范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓將該功率轉(zhuǎn)換器的輸出電流調(diào)節(jié)至大體上恒定的輸出電流值，其中該功率開關(guān)的切換還被耦合以對于第二范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓將該功率轉(zhuǎn)換器的輸出功率調(diào)節(jié)至大體上恒定的功率值，并且其中該功率開關(guān)的切換還被耦合以對于一個范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電流值將該功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓大體上調(diào)節(jié)在該第二范圍的功率轉(zhuǎn)換器輸出電壓的最高輸出電壓值處。
[0037]優(yōu)選地，其中該第一信號和該第二信號是在該功率轉(zhuǎn)換器的初級側(cè)上生成的。
【附圖說明】
[0038]參考以下附圖描述本發(fā)明的非限制性且非窮舉性實施方案，其中在所有多個視圖中相同的參考數(shù)字指示相同的部分，除非另有指定。
[0039]圖1示出可以根據(jù)本發(fā)明的教導運行的電源的輸出電壓的邊界和輸出電流的邊界。
[0040]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的教導的在邊界內(nèi)運行的電源的輸出特性。
[0041]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的教導的在邊界內(nèi)運行的包括折返區(qū)域的電源輸出特性。
[0042]圖4是根據(jù)本發(fā)明的教導的包括過渡區(qū)域調(diào)節(jié)的開關(guān)模式電源的一個實施例的功能方塊圖。
[0043]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的教導的具有線性過渡區(qū)域調(diào)節(jié)和可調(diào)整的電流閾值和電壓閾值的電源的輸出特性。