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1、(10)申请公布号 CN 103036438 A (43)申请公布日 2013.04.10 CN 103036438 A *CN103036438A* (21)申请号 201210529679.4 (22)申请日 2012.12.10 H02M 3/335(2006.01) (71)申请人 昂宝电子 (上海) 有限公司 地址 201203 上海市浦东新区张江高科技园 区华佗路 168 号商业中心 3 号楼 (72)发明人 林元 王伟华 张秀红 方烈义 (74)专利代理机构 北京东方亿思知识产权代理 有限责任公司 11258 代理人 孙洋 (54) 发明名称 用于电源变换系统中的峰值电流调节的系。
2、统 和方法 (57) 摘要 本发明公开了用于电源变换系统中的峰值电 流调节的系统和方法。用于调整电源变换系统的 输出的系统和方法。一种示例系统控制器包括信 号生成器以及调制和驱动组件。该信号生成器被 配置为至少接收指示电源变换系统的初级绕组所 接收到的输入电压的大小的第一信号并且接收指 示流经初级绕组的初级电流的大小的第二信号, 并且生成第三信号。该调制和驱动组件被配置为 至少接收第三信号, 至少基于与第三信号相关联 的信息生成驱动信号, 并且将驱动信号输出给开 关以影响初级电流。 (51)Int.Cl. 权利要求书 7 页 说明书 16 页 附图 11 页 (19)中华人民共和国国家知识产权。
3、局 (12)发明专利申请 权利要求书 7 页 说明书 16 页 附图 11 页 1/7 页 2 1. 一种用于电源变换系统的调整输出的系统控制器, 该系统控制器包括 : 信号生成器, 被配置为至少接收指示电源变换系统的初级绕组所接收到的输入电压的 大小的第一信号并且接收指示流经所述初级绕组的初级电流的大小的第二信号, 并且生成 第三信号 ; 以及 调制和驱动组件, 被配置为至少接收所述第三信号, 至少基于与所述第三信号相关联 的信息生成驱动信号, 并且将所述驱动信号输出给开关以影响所述初级电流 ; 其中, 所述信号生成器以及所述调制和驱动组件还被配置为 : 如果所述电源变换系统的输出电压在恒压。
4、模式中被调整并且所述电源变换系统的输 出电流落在第一预定范围内, 则至少基于与所述输入电压的大小相关联的信息生成调制信 号来作为所述驱动信号, 而不考虑流经所述初级绕组的所述初级电流的大小 ; 以及 如果所述输出电压在恒压模式中被调整并且所述输出电流落在第二预定范围内, 则生 成至少基于与所述初级电流的大小相关联的信息生成调制信号来作为所述驱动信号, 而不 考虑所述输入电压的大小。 2. 根据权利要求 1 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器还被配置为 : 如果所述输出电流的大小大于第一阈值且小于第二阈值, 则判定所述电源变换系统的 所述输出电流落在所述第一预定范围内 ; 以及 如果所述。
5、输出电流的大小大于所述第二阈值且小于第三阈值, 则判定所述输出电流落 在所述第二预定范围内。 3. 根据权利要求 2 所述的系统控制器, 其中 : 所述调制信号对应于调制频率 ; 以及 所述信号生成器和所述调制和驱动组件还被配置为 : 如果所述输出电流的大小大于所 述第一阈值且小于所述第二阈值, 则如果所述输出电流增大并且如果所述输出电压和所述 输入电压保持恒定, 就使所述调制频率保持在预定频率值。 4. 根据权利要求 3 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器和所述调制和驱动组件 还被配置为 : 如果所述输出电流的大小大于所述第一阈值且小于所述第二阈值, 则如果所 述输出电流增大并且如果。
6、所述输出电压和所述输入电压保持恒定, 就向所述开关输出所述 调制信号以使得所述初级电流的峰值增大。 5. 根据权利要求 4 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器和所述调制和驱动组件 还被配置为 : 如果所述输出电流的大小大于所述第二阈值且小于第四阈值, 则如果所述输 出电流增大并且如果所述输出电压和所述输入电压保持恒定, 就增大所述调制频率, 所述 第四阈值的大小小于所述第三阈值。 6. 根据权利要求 5 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器和所述调制和驱动组件 还被配置为 : 如果所述输出电流的大小大于所述第二阈值且小于所述第四阈值, 则如果所 述输出电流增大并且如果所述输出电压。
7、和所述输入电压保持恒定, 就向所述开关输出所述 调制信号以使得所述初级电流的峰值不变。 7. 根据权利要求 6 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器和所述调制和驱动组件 还被配置为 : 如果所述输出电流的大小大于所述第四阈值且小于第五阈值, 则如果所述输 出电流增大并且如果所述输出电压和所述输入电压保持恒定, 就增大所述调制频率, 所述 第五阈值的大小小于所述第三阈值。 权 利 要 求 书 CN 103036438 A 2 2/7 页 3 8. 根据权利要求 7 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器和所述调制和驱动组件 还被配置为 : 如果所述输出电流的大小大于所述第四阈值且小于所。
8、述第五阈值, 则如果所 述输出电流增大并且如果所述输出电压和所述输入电压保持恒定, 就向所述开关输出所述 调制信号以使得所述初级电流的峰值增大。 9. 根据权利要求 8 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器和所述调制和驱动组件 还被配置为 : 如果所述输出电流的大小大于所述第五阈值且小于所述第三阈值, 则如果所 述输出电流增大并且如果所述输出电压和所述输入电压保持恒定, 就增大所述调制频率。 10. 根据权利要求 9 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器和所述调制和驱动组件 还被配置为 : 如果所述输出电流的大小大于所述第五阈值且小于所述第三阈值, 则如果所 述输出电流增大并且如果。
9、所述输出电压和所述输入电压保持恒定, 就向所述开关输出所述 调制信号以使得所述初级电流的峰值不变。 11. 根据权利要求 1 所述的系统控制器, 其中, 所述调制和驱动组件包括 : 调制组件, 被配置为至少接收所述第三信号并且至少基于与所述第三信号相关联的信 息生成第四信号 ; 以及 驱动组件, 被配置为接收所述第四信号并且至少基于与所述第四信号相关联的信息向 所述开关输出所述驱动信号。 12. 根据权利要求 1 所述的系统控制器, 还包括 : 误差放大器, 被配置为至少接收所述电源变换系统的反馈信号并且至少基于与所述反 馈信号相关联的信息生成放大信号 ; 以及 信号处理组件, 被配置为接收所。
10、述放大信号并且至少基于与所述放大信号相关联的信 息向所述信号生成器输出电压信号。 13. 根据权利要求 1 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器包括 : 斜坡信号生成器, 被配置为至少接收所述第一信号, 处理与所述第一信号相关联的信 息, 并且至少基于与所述第一信号相关联的信息生成第四信号 ; 第一比较器, 被配置为接收所述第四信号和与所述电源变换系统的反馈信号相关联 的第五信号, 并且至少基于与所述第四信号和所述第五信号相关联的信息生成第一比较信 号 ; 以及 第二比较器, 被配置为接收所述第四信号和阈值信号并且至少基于与所述第四信号和 所述阈值信号相关联的信息生成第二比较信号。 14。
11、. 根据权利要求 13 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器还包括信号处理器, 被 配置为接收所述第一比较信号和所述第二比较信号并且至少基于与所述第一比较信号和 所述第二比较信号相关联的信息生成所述第三信号。 15. 根据权利要求 13 所述的系统控制器, 其中, 所述第四信号是斜坡信号, 所述斜坡信 号包括针对与所述驱动信号相对应的每个开关周期的信号脉冲。 16. 根据权利要求 1 所述的系统控制器, 其中, 所述调制和驱动组件还被配置为将所述 驱动信号输出给作为所述开关的双极结型晶体管以影响所述初级电流。 17. 根据权利要求 1 所述的系统控制器, 其中, 所述调制和驱动组件还被配。
12、置为将所述 驱动信号输出给作为所述开关的金属氧化物半导体场效应晶体管以影响所述初级电流。 18. 根据权利要求 1 所述的系统控制器, 其中, 所述调制和驱动组件还被配置为将所述 权 利 要 求 书 CN 103036438 A 3 3/7 页 4 驱动信号输出给作为所述开关的绝缘栅双极型晶体管以影响所述初级电流。 19. 一种用于电源变换系统的调整输出的系统控制器, 该系统控制器包括 : 信号生成器, 被配置为至少接收指示电源变换系统的初级绕组所接收到的输入电压的 大小的第一信号, 处理与所述第一信号相关联的信息, 并且至少基于与所述第一信号相关 联的信息生成第二信号 ; 以及 调制和驱动组。
13、件, 被配置为至少接收所述第二信号, 至少基于与所述第二信号相关联 的信息生成驱动信号, 并且将所述驱动信号输出给开关以影响流经所述初级绕组的初级电 流 ; 其中 : 所述信号生成器以及所述调制和驱动组件还被配置为 : 如果所述电源变换系统的输出 电压在恒压模式中被调整并且所述电源变换系统的输出电流落在第一预定范围内, 则生成 与脉冲宽度和调整频率相对应的脉宽调制信号作为所述驱动信号 ; 以及 如果所述输入电压增大并且如果所述输出电压和所述输出电流保持恒定, 则所述脉冲 宽度减小。 20. 根据权利要求 19 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器和所述调制和驱动组 件还被配置为 : 如果。
14、所述电源变换系统的所述输出电压在所述恒压模式中被调整并且所述 电源变换系统的所述输出电流落在第一预定范围内, 则生成与所述脉冲宽度和所述调制频 率相对应的所述脉宽调制信号作为所述驱动信号, 以使得如果所述输出电流增大并且如果 所述输出电压和所述输入电压保持恒定, 则所述初级电流的峰值增大。 21. 根据权利要求 20 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器和所述调制和驱动组 件还被配置为 : 如果所述电源变换系统的所述输出电压在所述恒压模式中被调整并且所述 电源变换系统的所述输出电流落在第一预定范围内, 则生成与所述脉冲宽度和所述调制频 率相对应的所述脉宽调制信号作为所述驱动信号, 以使得。
15、如果所述输出电流增大并且如果 所述输出电压和所述输入电压保持恒定, 则所述初级电流的峰值线性地增大。 22. 根据权利要求 20 所述的系统控制器, 其中, 所述调制频率相对于所述输出电流是 恒定的。 23. 根据权利要求 20 所述的系统控制器, 其中, 所述第一信号与所述输入电压的大小 成比例。 24. 根据权利要求 20 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器还被配置为 : 如果所述 输出电流的大小大于第一阈值且小于第二阈值, 则判定所述电源变换系统的所述输出电流 落在所述第一预定范围内。 25. 根据权利要求 19 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器和所述调制和驱动组 件还。
16、被配置为 : 如果所述电源变换系统的输出电压在所述恒压模式中被调整并且所述电源 变换系统的所述输出电流落在第一预定范围内, 则至少基于与所述输入电压的大小相关联 的信息生成所述脉宽调制信号作为所述驱动信号, 而不考虑流经所述初级绕组的所述初级 电流的大小。 26. 根据权利要求 25 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器和所述调制和驱动组 件还被配置为 : 如果所述输出电压在所述恒压模式中被调整并且所述输出电流落在第二预 定范围内, 则至少基于与所述初级电流的大小相关联的信息生成所述脉宽调制信号作为所 权 利 要 求 书 CN 103036438 A 4 4/7 页 5 述驱动信号, 而。
17、不考虑流所述输入电压的大小。 27. 根据权利要求 26 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器还被配置为 : 如果所述 输出电流的大小大于所述第二阈值且小于第三阈值, 则判定所述电源变换系统的所述输出 电流落在所述第二预定范围内。 28. 根据权利要求 19 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器包括 : 斜坡信号生成器, 被配置为至少接收所述第一信号, 处理与所述第一信号相关联的信 息, 并且至少基于与所述第一信号相关联的信息生成第三信号 ; 第一比较器, 被配置为接收所述第三信号和与所述电源变换系统的反馈信号相关联 的第四信号, 并且至少基于与所述第三信号和所述第四信号相关联的信。
18、息生成第一比较信 号 ; 以及 第二比较器, 被配置为接收所述第三信号和阈值信号并且至少基于与所述第三信号和 所述阈值信号相关联的信息生成第二比较信号。 29. 根据权利要求 28 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器还包括信号处理器, 被 配置为接收所述第一比较信号和所述第二比较信号并且至少基于与所述第一比较信号和 所述第二比较信号相关联的信息生成所述第二信号。 30. 根据权利要求 28 所述的系统控制器, 其中, 所述第三信号是斜坡信号, 所述斜坡信 号包括针对与所述驱动信号相对应的每个开关周期的信号脉冲。 31. 根据权利要求 19 所述的系统控制器, 其中, 所述调制和驱动组件。
19、还被配置为将所 述驱动信号输出给作为所述开关的双极结型晶体管以影响所述初级电流。 32. 根据权利要求 19 所述的系统控制器, 其中, 所述调制和驱动组件还被配置为将所 述驱动信号输出给作为所述开关的金属氧化物半导体场效应晶体管以影响所述初级电流。 33. 根据权利要求 19 所述的系统控制器, 其中, 所述调制和驱动组件还被配置为将所 述驱动信号输出给作为所述开关的绝缘栅双极型晶体管以影响所述初级电流。 34. 一种用于电源变换系统的调整输出的系统控制器, 该系统控制器包括 : 信号生成器, 被配置为至少接收指示电源变换系统的初级绕组所接收到的输入电压的 大小的第一信号, 处理与所述第一信。
20、号相关联的信息, 并且至少基于与所述第一信号相关 联的信息生成第二信号 ; 第一比较器, 被配置为接收所述第二信号和与所述电源变换系统的反馈信号相关联 的第三信号, 并且至少基于与所述第二信号和所述第三信号相关联的信息生成第一比较信 号 ; 第二比较器, 被配置为接收所述第二信号和阈值信号, 并且至少基于与所述第二信号 和所述阈值信号相关联的信息生成第二比较信号 ; 调制和驱动组件, 被配置为至少接收所述第一比较信号和所述第二比较信号, 至少基 于与所述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息生成驱动信号, 并且将所述驱动 信号输出给开关以影响流经所述初级绕组的初级电流 ; 其中, 所述调制。
21、和驱动组件还被配置为 : 如果所述第三信号的大小大于所述阈值信号, 则如果所述第二信号小于所述第三信 号, 则输出闭合所述开关的所述驱动信号 ; 以及 如果所述阈值信号的大小大于所述第三信号, 则如果所述第二信号小于所述阈值信 权 利 要 求 书 CN 103036438 A 5 5/7 页 6 号, 则输出闭合所述开关的所述驱动信号。 35. 根据权利要求 34 所述的系统控制器, 其中, 所述第二信号是斜坡信号, 所述斜坡信 号包括针对与所述驱动信号相对应的每个开关周期的信号脉冲。 36. 根据权利要求 34 所述的系统控制器, 其中, 所述第一比较器还配置为接收与如下 放大信号相关联的所。
22、述第三信号, 所述放大信号由误差放大器至少基于与所述电源变换系 统的反馈信号相关联的信息生成。 37. 根据权利要求 34 所述的系统控制器, 其中 : 所述调制和驱动组件包括或门, 被配置为接收所述第一比较信号和所述第二比较信号 并且生成逻辑信号 ; 以及 所述调制和驱动组件还配置为至少基于与所述逻辑信号相关联的信息生成所述驱动 信号。 38. 根据权利要求 34 所述的系统控制器, 其中 : 所述调制和驱动组件还被配置为向所述信号生成器输出所述驱动信号 ; 以及 所述信号生成器还被配置为处理与所述驱动信号相关联的信息, 并且至少基于与所述 第一信号和所述驱动信号相关联的信息生成所述第二信号。
23、。 39. 根据权利要求 34 所述的系统控制器, 其中, 所述调制和驱动组件包括 : 信号处理器, 被配置为接收所述第一比较信号和所述第二比较信号并且至少基于与所 述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息生成第一经处理信号 ; 调制组件, 被配置为至少接收所述第一经处理信号并且至少基于与所述第一经处理信 号相关联的信息生成调制信号 ; 以及 驱动组件, 被配置为接收所述调制信号并且生成所述驱动信号。 40. 根据权利要求 39 所述的系统控制器, 其中, 所述信号处理器包括 : 第一或门, 被配置为接收所述第一比较信号和所述第二比较信号并且至少基于与所述 第一比较信号和所述第二比较信号相。
24、关联的信息生成第二经处理信号 ; 第二或门, 被配置为接收所述第二经处理信号和与前沿消隐时段相关联的第一前沿消 隐信号, 并且至少基于与所述第二经处理信号和所述第一前沿消隐信号相关联的信息生成 所述第一经处理信号。 41. 根据权利要求 40 所述的系统控制器, 还包括 : 前沿消隐组件, 被配置为接收与所述前沿消隐时段相关联的第二前沿消隐信号和与流 经所述初级绕组的所述初级电流相关联的电流感测信号, 并且至少基于与所述第二前沿消 隐信号和所述电流感测信号相关联的信息生成第三经处理信号 ; 以及 第三比较器, 被配置为接收与所述电源变换系统的所述反馈信号相关联的第四信号和 与所述第三经处理信号。
25、相关联的第五信号, 并且至少基于与所述第四信号和所述第五信号 相关联的信息生成第三比较信号。 42. 根据权利要求 41 所述的系统控制器, 还包括第三或门, 被配置为接收所述第三比 较信号和所述第二前沿消隐信号并且向所述调制和驱动组件输出第四经处理信号。 43. 根据权利要求 42 所述的系统控制器, 其中, 在所述前沿消隐时段期间, 所述第一前 沿消隐信号为逻辑高电平并且所述第二前沿消隐信号为逻辑低电平。 44. 根据权利要求 34 所述的系统控制器, 其中, 所述信号生成器包括 : 权 利 要 求 书 CN 103036438 A 6 6/7 页 7 电容器, 被配置为接收所述第一信号并。
26、且生成所述第二信号 ; 以及 开关组件, 被配置为响应于开关信号而闭合或断开 ; 其中 : 如果所述开关组件断开, 则所述电容器被配置为响应于所述第一信号被充电 ; 以及 如果所述开关组件闭合, 则所述电容器被配置为通过所述开关组件放电。 45. 根据权利要求 34 所述的系统控制器, 其中, 所述调制和驱动组件还被配置为将所 述驱动信号输出给作为所述开关的双极结型晶体管以影响所述初级电流。 46. 根据权利要求 34 所述的系统控制器, 其中, 所述调制和驱动组件还被配置为将所 述驱动信号输出给作为所述开关的金属氧化物半导体场效应晶体管以影响所述初级电流。 47. 根据权利要求 34 所述的。
27、系统控制器, 其中, 所述调制和驱动组件还被配置为将所 述驱动信号输出给作为所述开关的绝缘栅双极型晶体管以影响所述初级电流。 48. 一种用于电源变换系统的调整输出的方法, 该方法包括 : 至少接收指示电源变换系统的初级绕组所接收到的输入电压的大小的第一信号 ; 接收指示流经所述初级绕组的初级电流的大小的第二信号 ; 处理与所述第一信号和所述第二信号相关联的信息 ; 生成第三信号 ; 至少接收所述第三信号 ; 处理与所述第三信号相关联的信息 ; 至少基于与所述第三信号相关联的信息生成驱动信号 ; 将所述驱动信号输出给开关以影响所述初级电流 ; 其中, 至少基于与所述第三信号相关联的信息生成驱动。
28、信号的处理包括 : 如果所述电源变换系统的输出电压在恒压模式中被调整并且所述电源变换系统的输 出电流落在第一预定范围内, 则至少基于与所述输入电压的大小相关联的信息生成调制信 号来作为所述驱动信号, 而不考虑流经所述初级绕组的所述初级电流的大小 ; 以及 如果所述输出电压在恒压模式中被调整并且所述输出电流落在第二预定范围内, 则生 成至少基于与所述初级电流的大小相关联的信息生成调制信号来作为所述驱动信号, 而不 考虑所述输入电压的大小。 49. 一种用于电源变换系统的调整输出的方法, 该方法包括 : 至少接收指示电源变换系统的初级绕组所接收到的输入电压的大小的第一信号 ; 处理与所述第一信号相。
29、关联的信息 ; 至少基于与所述第一信号相关联的信息生成第二信号 ; 至少接收所述第二信号 ; 至少基于与所述第二信号相关联的信息生成驱动信号 ; 将所述驱动信号输出给开关以影响流经所述初级绕组的初级电流 ; 其中 : 至少基于与所述第二信号相关联的信息生成驱动信号的处理包括 : 如果所述电源变换 系统的输出电压在恒压模式中被调整并且所述电源变换系统的输出电流落在第一预定范 围内, 则生成与脉冲宽度和调整频率相对应的脉宽调制信号作为所述驱动信号 ; 以及 如果所述输入电压增大并且如果所述输出电压和所述输出电流保持恒定, 则所述脉冲 权 利 要 求 书 CN 103036438 A 7 7/7 页。
30、 8 宽度减小。 50. 一种用于电源变换系统的调整输出的方法, 该方法包括 : 至少接收指示电源变换系统的初级绕组所接收到的输入电压的大小的第一信号 ; 处理与所述第一信号相关联的信息 ; 至少基于与所述第一信号相关联的信息生成第二信号 ; 接收所述第二信号和与所述电源变换系统的反馈信号相关联的第三信号 ; 处理与所述第二信号和所述第三信号相关联的信息 ; 至少基于与所述第二信号和所述第三信号相关联的信息生成第一比较信号 ; 接收所述第二信号和阈值信号 ; 处理与所述第二信号和所述阈值信号相关联的信息 ; 至少基于与所述第二信号和所述阈值信号相关联的信息生成第二比较信号 ; 至少接收所述第一。
31、比较信号和所述第二比较信号 ; 处理与所述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息 ; 至少基于与所述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息生成驱动信号 ; 以及 将所述驱动信号输出给开关以影响流经所述初级绕组的初级电流 ; 其中, 将所述驱动信号输出给开关以影响流经所述初级绕组的初级电流的处理包括 : 如果所述第三信号的大小大于所述阈值信号, 则如果所述第二信号小于所述第三信 号, 则输出闭合所述开关的所述驱动信号 ; 以及 如果所述阈值信号的大小大于所述第三信号, 则如果所述第二信号小于所述阈值信 号, 则输出闭合所述开关的所述驱动信号。 权 利 要 求 书 CN 103036438。
32、 A 8 1/16 页 9 用于电源变换系统中的峰值电流调节的系统和方法 技术领域 0001 本发明涉及集成电路。更具体地, 本发明提供对峰值电流的调节。仅仅作为示例, 本发明已应用于电源变换系统。但是将认识到, 本发明具有更广泛的应用范围。 背景技术 0002 一般地, 传统电源变换系统经常使用变压器来隔离初级侧上的输入电压和次级侧 上的输出电压。为了调整输出电压, 诸如 TL431 和光电耦合器之类的某些组件可被用来将 反馈信号从次级侧发送到初级侧上的控制器芯片。替代地, 次级侧上的输出电压可被反映 到初级侧, 因此通过直接调节初级侧上的一些参数来控制该输出电压。 0003 图 1(a) 。
33、是示出具有初级侧感测和调整的传统反激式电源变换系统的简化示图。 该电源变换系统 100 包括初级绕组 110、 次级绕组 112、 辅助绕组 114、 电源开关 120、 电流感 测电阻器 130、 输出电缆的等效电阻器 140、 电阻器 150 和 152 以及整流二极管 160。例如, 电源开关 120 是双极型结型晶体管。在另一示例中, 电源开关 120 是 MOS 晶体管。 0004 为了在预定范围内调整输出电压, 通常需要提取与输出电压和输出负载有关的信 息。在电源变换系统 100 中, 这样的信息可通过辅助绕组 114 来提取。当电源开关 120 接 通时, 能量被存储在次级绕组 。
34、112 中。然后, 当电源开关 120 关断时, 所存储的能量被释放 到输出端, 并且辅助绕组 114 的电压如下所示这样映射次级侧上的输出电压。 0005 (式 1) 0006 其中, VFB表示节点 154 处的电压, 并且 Vaux表示辅助绕组 114 的电压。R1和 R2分 别表示电阻器 150 和 152 的电阻值。另外, n 表示辅助绕组 114 与次级绕组 112 之间的匝数 比。具体地, n 等于辅助绕组 114 的匝数除以次级绕组 112 的匝数。Vo和 Io分别表示输出 电压和输出电流。此外, VF表示整流二极管 160 的前向电压, 并且 Req表示等效电阻器 140 的。
35、电阻值。此外, k 表示反馈系数, 如下所示 : 0007 (式 2) 0008 图 1 (b) 是示出反激式电源变换系统 100 的传统操作机制的简化示图。如图 1 (b) 所示, 变换系统 100 的控制器芯片使用采样和保持机制。当次级侧上的退磁处理几乎完成 并且次级绕组 112 的电流 Isec几乎变为零时, 辅助绕组 114 的电压 Vaux例如在图 1 (b) 的点 A处被采样。 经采样的电压值一般被保持直到下一电压采样被执行为止。 通过负反馈环, 经 采样电压值可以变得等于参考电压 Vref。因此, 0009 VFB=Vref 0010 (式 3) 0011 组合式 1 和式 3,。
36、 可以获得下式 : 0012 (式 4) 0013 基于式 4, 由于 Req很小, 输出电压随着输出电流基本不变。 说 明 书 CN 103036438 A 9 2/16 页 10 0014 但是, 电源变换系统 100 对于输出负载的变化经常不能提供有效响应。因此, 改善 初级侧感测和调整的技术变得非常重要。 发明内容 0015 本发明涉及集成电路。更具体地, 本发明提供对峰值电流的调节。仅仅作为示例, 本发明已应用于电源变换系统。但是将认识到, 本发明具有更广泛的应用范围。 0016 根据一个实施例, 一种用于电源变换系统的调整输出的系统控制器包括信号生成 器以及调制和驱动组件。 该信号。
37、生成器被配置为至少接收指示电源变换系统的初级绕组所 接收到的输入电压的大小的第一信号并且接收指示流经所述初级绕组的初级电流的大小 的第二信号, 并且生成第三信号。 调制和驱动组件被配置为至少接收所述第三信号, 至少基 于与所述第三信号相关联的信息生成驱动信号, 并且将所述驱动信号输出给开关以影响所 述初级电流。该信号生成器以及该调制和驱动组件还被配置为 : 如果所述电源变换系统的 输出电压是恒定的并且所述电源变换系统的输出电流落在第一预定范围内, 则至少基于与 所述输入电压的大小相关联的信息生成调制信号来作为所述驱动信号, 而不考虑流经所述 初级绕组的所述初级电流的大小 ; 以及如果所述输出电。
38、压是恒定的并且所述输出电流落在 第二预定范围内, 则生成至少基于与所述初级电流的大小相关联的信息生成调制信号来作 为所述驱动信号, 而不考虑所述输入电压的大小。 0017 根据另一实施例, 一种用于电源变换系统的调整输出的系统控制器包括信号生成 器和调制和驱动组件。 该信号生成器被配置为至少接收指示电源变换系统的初级绕组所接 收到的输入电压的大小的第一信号, 处理与所述第一信号相关联的信息, 并且至少基于与 所述第一信号相关联的信息生成第二信号。 该调制和驱动组件被配置为至少接收所述第二 信号, 至少基于与所述第二信号相关联的信息生成驱动信号, 并且将所述驱动信号输出给 开关以影响流经所述初级。
39、绕组的初级电流。 该信号生成器以及该调制和驱动组件还被配置 为 : 如果所述电源变换系统的输出电压是恒定的并且所述电源变换系统的输出电流落在第 一预定范围内, 则生成与脉冲宽度和调整频率相对应的脉宽调制信号作为所述驱动信号。 如果所述输入电压增大并且如果所述输出电压和所述输出电流保持恒定, 则所述脉冲宽度 减小。 0018 根据又一实施例, 一种用于电源变换系统的调整输出的系统控制器包括信号生成 器、 第一比较器、 第二比较器以及调制和驱动组件。 信号生成器被配置为至少接收指示电源 变换系统的初级绕组所接收到的输入电压的大小的第一信号, 处理与所述第一信号相关联 的信息, 并且至少基于与所述第。
40、一信号相关联的信息生成第二信号。第一比较器被配置为 接收所述第二信号和与所述电源变换系统的反馈信号相关联的第三信号, 并且至少基于与 所述第二信号和所述第三信号相关联的信息生成第一比较信号。 第二比较器被配置为接收 所述第二信号和阈值信号, 并且至少基于与所述第二信号和所述阈值信号相关联的信息生 成第二比较信号。 调制和驱动组件被配置为至少接收所述第一比较信号和所述第二比较信 号, 至少基于与所述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息生成驱动信号, 并且 将所述驱动信号输出给开关以影响流经所述初级绕组的初级电流。 所述调制和驱动组件还 被配置为 : 如果所述第三信号的大小大于所述阈值信号,。
41、 则如果所述第二信号小于所述第 三信号, 则输出闭合所述开关的所述驱动信号 ; 以及如果所述阈值信号的大小大于所述第 说 明 书 CN 103036438 A 10 3/16 页 11 三信号, 则如果所述第二信号小于所述阈值信号, 则输出闭合所述开关的所述驱动信号。 0019 在一个实施例中, 一种用于电源变换系统的调整输出的方法包括 : 至少接收指示 电源变换系统的初级绕组所接收到的输入电压的大小的第一信号 ; 接收指示流经所述初级 绕组的初级电流的大小的第二信号 ; 以及处理与所述第一信号和所述第二信号相关联的信 息。 该方法还包括生成第三信号, 至少接收所述第三信号, 以及处理与所述第。
42、三信号相关联 的信息。 另外, 该方法包括至少基于与所述第三信号相关联的信息生成驱动信号, 并且将所 述驱动信号输出给开关以影响所述初级电流。 至少基于与所述第三信号相关联的信息生成 驱动信号的处理包括 : 如果所述电源变换系统的输出电压是恒定的并且所述电源变换系统 的输出电流落在第一预定范围内, 则至少基于与所述输入电压的大小相关联的信息生成调 制信号来作为所述驱动信号, 而不考虑流经所述初级绕组的所述初级电流的大小 ; 以及如 果所述输出电压是恒定的并且所述输出电流落在第二预定范围内, 则生成至少基于与所述 初级电流的大小相关联的信息生成调制信号来作为所述驱动信号, 而不考虑所述输入电压 。
43、的大小。 0020 在另一实施例中, 一种用于电源变换系统的调整输出的方法包括 : 至少接收指示 电源变换系统的初级绕组所接收到的输入电压的大小的第一信号 ; 处理与所述第一信号相 关联的信息 ; 以及至少基于与所述第一信号相关联的信息生成第二信号。该方法还包括至 少接收所述第二信号 ; 至少基于与所述第二信号相关联的信息生成驱动信号 ; 并且将所述 驱动信号输出给开关以影响流经所述初级绕组的初级电流。 至少基于与所述第二信号相关 联的信息生成驱动信号的处理包括 : 如果所述电源变换系统的输出电压是恒定的并且所述 电源变换系统的输出电流落在第一预定范围内, 则生成与脉冲宽度和调整频率相对应的脉。
44、 宽调制信号作为所述驱动信号 ; 以及如果所述输入电压增大并且如果所述输出电压和所述 输出电流保持恒定, 则所述脉冲宽度减小。 0021 在又一实施例中, 一种用于电源变换系统的调整输出的方法包括 : 至少接收指示 电源变换系统的初级绕组所接收到的输入电压的大小的第一信号 ; 处理与所述第一信号相 关联的信息 ; 以及至少基于与所述第一信号相关联的信息生成第二信号。该方法还包括 : 接收所述第二信号和与所述电源变换系统的反馈信号相关联的第三信号 ; 处理与所述第二 信号和所述第三信号相关联的信息 ; 以及至少基于与所述第二信号和所述第三信号相关联 的信息生成第一比较信号。另外, 该方法包括 :。
45、 接收所述第二信号和阈值信号 ; 处理与所述 第二信号和所述阈值信号相关联的信息 ; 以及至少基于与所述第二信号和所述阈值信号相 关联的信息生成第二比较信号。 此外, 该方法包括 : 至少接收所述第一比较信号和所述第二 比较信号 ; 处理与所述第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息 ; 至少基于与所述 第一比较信号和所述第二比较信号相关联的信息生成驱动信号 ; 以及将所述驱动信号输出 给开关以影响流经所述初级绕组的初级电流。 将所述驱动信号输出给开关以影响流经所述 初级绕组的初级电流的处理包括 : 如果所述第三信号的大小大于所述阈值信号, 则如果所 述第二信号小于所述第三信号, 则输出闭合。
46、所述开关的所述驱动信号 ; 以及如果所述阈值 信号的大小大于所述第三信号, 则如果所述第二信号小于所述阈值信号, 则输出闭合所述 开关的所述驱动信号。 0022 取决于实施例, 可以获得一个或多个益处。参考下面的详细描述和附图可以全面 地理解本发明的这些益处以及各个另外的目的、 特征和优点。 说 明 书 CN 103036438 A 11 4/16 页 12 附图说明 0023 图 1(a) 是示出具有初级侧感测和调整的传统反激式电源变换系统的简化示图。 0024 图 1(b) 是示出如图 1(a) 所示的反激式电源变换系统的传统操作机制的简化示 图。 0025 图 2(a) 和图 2(b) 。
47、是示出根据本发明实施例的作为电源变换系统的输出电流的 函数的开关频率和峰值电流的简化示图。 0026 图 3 是示出根据本发明实施例的响应于输出电流调节开关频率和峰值电流的电 源变换系统的简化示图。 0027 图 4(a) 是示出根据本发明另一实施例的响应于输出电流调节开关频率和峰值电 流的电源变换系统的简化示图。 0028 图 4(b) 是示出根据本发明实施例的如图 4(a) 所示的电源变换系统的某些组件 的简化示图。 0029 图 4(c) 是示出根据本发明又一实施例的响应于输出电流来调节开关频率和峰值 电流的电源变换系统的简化示图。 0030 图 5 是根据本发明实施例的如图 4(a) 。
48、所示的电源变换系统的简化时序图。 0031 图 6 是示出根据本发明实施例的包括如图 4(a) 所示的电压模式组件的电源变换 系统的某些组件的简化示图。 0032 图 7(a) 是根据本发明实施例的在特定条件下作为如图 4(a) 所示的电源变换系 统一部分的电压模式组件的简化时序图。 0033 图 7(b) 是根据本发明实施例的在另一条件下作为如图 4(a) 所示的电源变换系 统一部分的电压模式组件的简化时序图。 具体实施方式 0034 本发明涉及集成电路。更具体地, 本发明提供对峰值电流的调节。仅仅作为示例, 本发明已应用于电源变换系统。但是将认识到, 本发明具有更广泛的应用范围。 0035。
49、 参考图 1(a) 和图 1(b) , 与电源变换系统 100 的输出电压有关的信息经常在每个 开关周期仅被采样一次。开关周期与开关频率成反比, 开关频率在无负载或轻负载条件下 经常被设置得较低以减小功耗。但是, 对于电源变换系统 100 来说, 如果负载从无负载或轻 负载变为满负载, 则低的开关频率通常导致差的动态响应。 例如, 如果开关频率在无负载或 轻负载条件下为数百 Hz, 则关于电源变换系统 100 的输出电压的信息每数 msec 被采样一 次。 如果负载从无负载或轻负载变为满负载 (例如, 输出电流在满负载时变为1A) , 则输出电 压可能降到可接受电平之下, 因为控制器直到例如数 msec 之后下一采样被执行时才响应。 解决此问题的一种方式是增加无负载或轻负载条件下的开关频率。但是, 如果开关频率增 大, 则无负载或轻负载条件下的每个开关周期的初级绕组的峰值电流也应当受到限制以使 得输出电压不会超过可接受电平。 0036 如果开关频率被进一步增大, 则无负载或轻负载条件下的每个开关周期的初级绕 组的峰值电流应当被进一步减小, 以降低待机功耗。在传统的电流模式脉宽调制 (PWM) / 脉 冲频率调制 (PFM) 反激式电源变。