具有主动输出电压放电的升降压转换器的制造方法_3

文档序号:8924793阅读:来源:国知局
0。以这种方式,电感110可以安全地离开电流限制条件。升降压转换器100可以根据需要继续在主动放电和电流恢复的两种条件之间进行切换,直到基于来自时钟和电流限制信号的命令(诸如在图6中所描述的示例),达到了输出134处的目标电压为止。
[0039]图6是图示出按照本公开内容的一个示例的针对具有主动输出电压放电的升降压转换器的主动放电监测电路180的方框图。主动放电监测电路180包括电流限制比较器182,其可以充当如上文中参考图4和5讨论的电流限制比较器,并且可以参考电流限制参考,比较通过电感110的电流。电流限制比较器182的输出184耦合到锁存器188的复位输入,锁存器188使其设定输入耦合到时钟信号线186,并且其输出190耦合到针对升降压转换器100的驱动器逻辑。耦合到输出190的驱动器逻辑可以控制开关122、124、126和128,以使得主动放电监测电路180能够在主动放电配置、电流恢复配置和正常操作模式之间控制开关122、124、126和128的配置。
[0040]因此,主动放电监测电路180可以在主动放电和电流恢复和/或正常操作配置的条件下控制升降压转换器100的操作。图6的比较器182可以因此在锁存器188将升降压转换器100设定为主动放电配置之后应用在输出184处的输出信号来复位锁存器188,从而将升降压转换器100在图4和5中示出的开关配置和电流流动路径之间进行切换。在这个示例中,如图6中的时钟信号输入186可以触发锁存器188的设定输入,并且应用图4中示出的主动放电配置,并且来自比较器182的高输出可以触发锁存器188的复位输入,并且应用图5中示出的电流恢复配置或者在不同示例中的正常操作配置。电流限制比较器182可以具有升降压转换器100的正常升压操作中为升压功能而限制电流的重叠功能。
[0041]升降压转换器100可以在电流恢复状态中执行与当其担任具有最大占空比的升压转换器时所作出的相同的操作。电流恢复操作可以将通过电感110的反转电流流动逆转,并且从负电流恢复到正电流。
[0042]图7是图示出按照本公开内容的一个示例的针对具有主动输出电压放电的升降压转换器的电流恢复监测电路200。图7的电流恢复监测电路200可以在电流恢复状态期间监测升降压转换器100中的电流恢复,并且一旦在电感中的电流已经恢复为正,使得升降压转换器100离开电流恢复状态,并且返回到正常操作。电流恢复监测电路200也可以包括电流中的小偏移量,从而计及感测所给定的电流和使得升降压转换器100中的操作状态的过渡之间的延迟。
[0043]图7的电流恢复监测电路200包括零电流比较器202 (或者“ZeroCurr_Comp”),其比较通过电感电流感测电阻器117的电流,电感电流感测电阻器117作为针对通过电感110的电流的代理,与零电流参考相比较。零电流比较器202的输出204耦合到零电流比较器锁存器208的复位输入,零电流比较器锁存器208使其设定输入耦合到放电使能信号线174,如上文所讨论的。输出210耦合到针对升降压转换器100的负电流控制线。以这种方式,一旦电感电流已经返回为正,电流恢复监测电路200可以将升降压转换器100返回到正常操作。
[0044]因此,升降压转换器100可以继续在主动放电和电流恢复配置之间进行交替,如由图6的主动放电监测电路180中针对锁存器188的时钟和电流限制信号输入所控制的,直到升降压转换器100达到输出134处的目标电压。在主动放电状态中,一旦达到了电流限制,升降压转换器100在如图4和5中所示出的开关122-128的两个配置之间来回交替,如由图6的主动放电监测电路180所控制的。目标电压可以包括相对应于所更改输出电压需要的第二输出电压(例如,指示LED中的一些被绕开的缩短的LED链的输出电压需要),以使得输出电压合适于驱动新的、较少数量的LED。完成这个操作所花费的时间可以与限制电流Ium成比例。限制电流I⑶可以远远大于负载电流,使得输出电容器的放电相对快(例如,比通过负载放电更快),并且确保过程完成,不论电压跳变和负载,因为输出电容器的主动放电使用可以被认为是在其平均值中“恒定”的电流,如在下文中参考图10进一步描述的。在输出达到目标电压之后,锁存器188可以进入电流恢复状态,并且电流恢复监测电路200也可以与微控制器通信,使得微控制器打开晶体管,其将负载切换到具有更改的电压需要的新负载,诸如通过绕开LED链中的一个或者多个LED来将负载更改到缩短的LED链。
[0045]图8是图示出按照图示如上文描述的具有电流恢复阶段的主动放电的过程的本公开内容的一个示例的具有电流恢复模式的主动输出电压放电的方法240的流程图。图8示出状态机的各种状态,包括正常操作模式222、主动放电模式226和电流恢复模式244。主动放电模式226将升降压转换器的输出处电压从第一输出电压更改到对应于所更改的输出电压需要的第二输出电压。主动放电模式226对应于升降压转换器100在如图4和5中所示出的开关122-128的两种配置之间来回交替,如由图6的主动放电监测电路180所控制的。在主动放电模式226之后,升降压转换器可以进入电流恢复模式244。
[0046]升降压转换器可以通过触发放电使能信号242,从主动放电模式226进行到电流恢复模式244。放电使能信号242也可以对应于锁存器172的放电使能信号输出线174,其控制升降压转换器100以应用输出电压的主动放电,如在上文图3的示例中所讨论的。根据电流恢复模式244,升降压转换器100可以触发负电流信号248来重新开始使前向电流通过电感到达输出,其可以相对应于来自图7的示例中的零电流比较器202的、从高到低过渡的信号。一旦在主动放电模式226和电流恢复模式244的过程之后电流已经完全恢复,升降压转换器100可以使电流控制循环或者电压控制循环重新有效,从而在输出处应用所选择的输出电流,并且升降压转换器的输出电容器处于第二输出电压或者处于具有新负载的输出处的目标电压。在这个示例中,升降压转换器100可以因此将输出处所选择的输出电流保持在第二输出电压。
[0047]图9是图示出在采用如上文描述的连续传导(conduct1n)模式的一个示例中的主动输出电压放电的方法250的流程图。方法250是如上文参考图8所描述的方法240的子集,其可以被用在不使用如在图7的示例中的零电流比较器202的示例中,或者不使用电流恢复状态244的示例中。在方法250中,升降压转换器可以响应于微控制器触发器224,从正常操作状态222进入主动放电状态226,微控制器触发器224充当升降压转换器中所更改的输出电压需要的指示。在这个示例中,输出电容器130可以继续放电,直到电感110中的电流恢复正确值并且升降压转换器返回到正常操作状态222,而不使用如在图8的示例的方法240中的单独电流恢复状态244。
[0048]在升降压转换器具有最小/最大占空比操作保护的示例中,这些也可以被用在快速放电和电流恢复操作状态两者中,从而确保针对顶栅驱动器的自举(bootstrap)电容器的适合的更新时间。这些在图10描绘的示例仿真中进行图示。
[0049]图10是图示出按照本公开内容的一个示例的主动输出电压放电的方法的信号图260。信号图260示出各种示例中的来自升降压转换器的微处理器的触发器命令(如在图3中的微处理器触发器168)的输出262 ;确定主动放电状态的持续时间的输出电压检测器比较器锁存器172 (如在图3中)的输出264 ;和确定电流恢复状态的持续时间的零电流比较器锁存器208 (如在图7中)的输出266。信号图260也示出通过升降压转换器的电感(诸如图1中的升降压转换器100的电感110)的电感电流268、升降压转换器的输出电压270(诸如在图1、2、4和5的示例中的输出134处)和通过由升降压转换器所驱动的LED链(诸如在图1和2的示例中的LED链148)的电流272。输出电压270在主动放电过程发起(在第一时间实例280处示出)之前在初始电压处稳定。
[0050]如由信号图260所示出的,触发器命令输出262在第一时间实例280处变大,促使输出电压监测器比较器锁存器输出264变大。这驱动了电感电流268的稳定反转和输出电压270和LED链电流272中的稳定降低。一旦电感电流268在如图6中的主动放电监测电路180的电流限制比较器182的控制之下达到电流限制处的某个最大(负)值,如在第二时间实例282处示出的,该电感电流268停止降低。电感电流268随后在电流恢复配置和主动放电配置的交替控制之下在其最大负值附近振荡(如在图260的第二时间实例282和第三时间实例284之间所示出的),从而继续驱动输出电压270和LED链电流272变得更低,而不会超过电流限制。如上文中参考图6所指示的,输出电容器的主动放电在如图260中所示的第二时间实例282和第三时间实例284之间使用可以被认为是在其平均值中“恒定”的电流,因为电流保持在相对窄的范围内,在一些示例中,其可以在电流限制附近或者处于电流限制处。
[0051]在如图260所示的第三时间实例284处,零电流比较器锁存器输出266变大而输出电压监测器比较器锁存器输出264变小,促使升降压转换器持续进入电流恢复模式,示出为电感电流268增大,直到其将负电流完全逆转。这也导致输出电压270和LED链电流272开始以慢得多的速度降低。电感电流268可以达到零,如在第四时
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