多输出集成功率因数校正的制作方法_2

文档序号:8433222阅读:来源:国知局
桥式整流器级及输入滤波器级的数目。
[0018] 如下文参考图2所论述,PFC控制器111使用数字控制器来实施用于使电力供应 器110的输出波形定形的控制环路。PFC控制器111使用独立电压控制环路来独立地调节 电力供应器110的输出电压,同时使用单个输入电流感测信号及单个电流控制环路用于使 供应到负载的电流输入定形。电流控制环路经布置W产生用于共同地控制PFC控制器111 的多个PFC输出电压源(例如,级)的经组合输出电压控制信号。举例来说,经组合输出电 压控制信号是PWM(经脉冲宽度调制)负载比信号。
[0019] PFC控制器111进一步经布置W确定用于基于正控制的相关联电压输出的输出负 载条件而独立地调整每一PFC级的PWM负载比信号的比例因数。每一电压控制环路的输出 与相关联输出负载条件成比例。因此,使用电压环路控制输出来计算用于调整共同PWM负 载比信号的每一比例因数。
[0020] 图2是图解说明根据本发明的实例实施例的多输出功率因数校正控制器电路的 示意图。大体描述,PFC控制器电路200包含电力供应器202及控制器210。控制器210经 布置W监视电力供应器202的电流及电压且提供用于使电力供应器202的输出电压的相应 波形定形的控制信号。
[0021] 控制器210通常布置为布置于具有有限数目个端子的共同衬底上的一或多个处 理器。举例来说,可使用单个DSP(举例来说,或多个)来提供各种子系统控制器(例如下 文所描述的电压环路及电流环路控制器)的功能性。可使用模拟组件来实施控制器210,但 在DSP经布置W执行用于为电力供应器202提供PFC的程序时,提供编程灵活性。
[0022] 每一此类单个DSP可布置于单个衬底中,例如其中衬底的电路经由端子(例如"引 脚")而与衬底外通信的"巧片"(或巧片的一部分)及/或封装。此些端子因与每一端子 相关联的额外成本而提供对设计的有限影响。每端子成本通常与设计组件及考虑(例如电 路、面积、组合件、信号降级(例如,"寄生效应")等等)的各种组合有关。封装可含有一个 W上巧片,且可见,端子约束巧片水平(在巧片间通信中W及在巧片的若干部分之间的巧 片内通信中)及封装水平两者的应用。由于相关联成本,因此此些端子保持处于用于控制 器210(及电力供应器202)的最小值,如本文中所揭示。举例来说,巧片及/或封装上的端 子的数目可通过经由单个端子使不同数量时间多路复用而减小(但此多路复用设及其自 身需要一组相关联成本的额外电路)。所揭示技术还可用于减小用于实施经多路复用输入 引脚(举例来说,通过减小待在端子上多路复用的信号的数目)的电路的相关联成本(包 含处理能力/时间)(此段称"段落A")。
[0023] 电力供应器202禪合到使用正弦电流及电压提供电力的电源,例如交流源204。所 述电源禪合到包含二极管D11、D12、D21及D22的全波整流器。全波整流器的"高侧"输出 禪合到电感器(例如线圈L1及L2)的输入。每一此类电感器存储用于给电力供应器202 的个别电压输出供电的电场能量。全波整流器的"低侧"输出禪合到电流传感器CS1出于 监视电力供应器的总电感器电流(例如,经由调制器Q1及Q2W及经由电容器C1及C2而 载运的电流)的目的而禪合到的(例如,模拟)接地。
[0024] 第一输出电压源包含线圈L1、二极管D1、调制器Q1及电容器C1 (电容器C1及类似 物可安装于电力供应器202内或外侧)。调制器Q1对(举例来说)数字脉冲宽度调制信号 值PWM1)作出响应W控制由第一电压源输出的电压电平。所述DPWM1信号指导调制器Q1将 电流选择性地分流到接地,此从而选择性地降低及控制第一电压源的输出的电压电平。电 容器C1经布置W集成第一电压源的输出的电压电平(从而提供直流的稳定电压),而二极 管D1经布置W在第一电压源的输出的电压电平高于线圈L1的瞬时电压电平时将第一电压 源的输出的电压电平与线圈L1隔离。第一电压源的输出禪合到(例如,出于提供操作电力 的目的)负载230。
[0025] 同样地,第二输出电压源包含线圈12、二极管D2、调制器Q2及电容器C2。调制器 Q2对(举例来说)数字脉冲宽度调制信号值PWM2)作出响应W控制由第二电压源输出的电 压电平。所述DPWM2信号指导调制器Q2将电流选择性地分流到接地,此从而选择性地降低 及控制第二电压源的输出的电压电平。电容器C2经布置W集成第二电压源的输出的电压 电平(从而提供直流的稳定电压),而二极管D2经布置W在第二电压源的输出的电压电平 高于线圈L2的瞬时电压电平时将第二电压源的输出的电压电平与线圈L2隔离。第二电压 源的输出禪合到(例如,出于提供操作电力的目的)负载232。
[0026] 举例来说,电力供应器202为应用(例如服务器及通讯)中所使用的高端AC/ DC(交流/直流)电力供应器。此些应用通常需要因使用功率因数校正(PFC)技术而产生 的较高程度的效率。常规PFC解决方案针对每一PFC控制器级采用一个电压环路及一个电 流环路,W便使用平均电流模式控制方案来控制一个电压源。因此,每一常规PFC控制器级 使用总共四个信号感测线,W便提供对常规PFC控制器的电压及电流环路的完全控制。
[0027] 相比之下,举例来说,所揭示的多输出PFC控制器使用一个电流感测信号线及四 个电压感测信号线来提供对两个PFC控制级的独立控制。因此,具有两个控制输出(例如 DPWM1及DPWM2)的PFC控制器(与在使用常规PFC控制器时原本将需要的总共八个线相 比)使用总共五个感测信号线来操作。
[002引控制器210是具有五个感测输入及两个控制输出的多输出PFC控制器的实例。举 例来说,控制器210包含经布置W监视来自电流传感器CS1的电流感测信号的模/数转换 器ADC1、经布置W监视交流源204的电压的转换器ADC2及ADC3W及转换器ADC4及AD巧, 所述转换器中的每一者分别经布置W测量电力供应器202的每一电压源的输出电压(例 如,Vol或Vo2)。功能性所图解说明转换器可通过在一或多个转换器上使用(举例来说)经 时间多路复用输入而由比所展示少的转换器提供。在操作中(例如,在测试、校准及/或正 常操作期间),ADC分别经布置W使所接收输入信号中的每一者数字化且通过在每一取样 时间处产生对应于输入信号的量值的一系列经数字译码的值而提供每一输入信号的指示。
[0029] 如上文所提及,控制器210包含两个(或两个W上)PFC控制级,其中第一PFC控 制级经布置W接收电力供应器的第一输出电压的指示,且作为响应而产生用于控制电力供 应器的第一输出电压的控制信号,其中第二PFC控制级经布置W接收电力供应器的第二输 出电压的指示,且作为响应而产生用于控制电力供应器的第二输出电压的控制信号。
[0030] 举例来说,第一PFC控制级输出(例如,电压输出Vol)禪合到滤波器/分配器网 络(其包含分压器电阻器R11及R12W及滤波器电容器Cf1)。所述滤波器/分配器网络经 布置W减小及集成电压Vol。AD巧经布置W监视滤波器/分配器网络的输出并产生为电力 供应器的第一输出电压的指示的第一输出电压数量。
[0031] 将第一输出电压数量与表
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