控制器的制造方法_3

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状态下操作。所以通常需要测试量(Vniains-VccVRl-1(Ulstartup)小于(Vniains-Vcc-Vled)/Rl-1 (Uloperate),
[0066]其中Istart #是在启动期间由控制器汲取的电流,I 是在操作期间由控制器汲取的电流。
[0067]下文参考图6到11所述的控制器通过有利地仅在从整流干线输入可提供足够电流来保持稳定状态操作期间SMPS的操作时,启用开关切换单元,解决了不期望的输出振荡的问题。这种控制器可以不需要大量附加组件,也可以不需要在控制器集成电路上的附加管脚/端子,也可用不需要使用来自SMPS的输出的电力。
[0068]图6示出了开关模式电源(诸如参考图1、3和5所述的开关模式电源)的控制器606。控制器具有Vcc端子和接地端子。控制器606的Vcc端子是第一端子620的示例,用于接收从整流干线电源得到的控制器输入电压Vcc。接地端子是第二端子654的示例,用于将开关模式电源连接到接地。
[0069]选择性可接合负载656连接在第一端子620和第二端子654之间。在该示例中,选择性可接合负载656包括串联的开关664(诸如晶体管开关)和电阻器666。备选地,选择性可接合负载656可以实现为可控电流源或可以被控制以便选择性地从第一端子620汲取电流的任何其它组件。可以容易地在集成电路中实现可控电流源,在一些实施例中,可控电流源可以是已经可用的,因此不需要任何其它组件。
[0070]还可以将负载选择器658连接到第一端子620和第二端子654。负载选择器658被配置为在第一和第二端子620、654之间接合选择性可接合负载656,以便汲取选择性可接合负载电流或附加耗用电流IMtra。在一个示例中,负载选择器658可以响应于在第一和第二端子620、654两端连接Vcc电压,接合选择性可接合负载656。可以通过对第一端子620处接收到的Vcc电压电平和接合阈值之间的比较,来触发接合。备选地,可以在激活控制器606时进行接合。当向第一端子620提供足以操作负载选择器658的电压电平时,可以认为要激活控制器606。
[0071]然后,负载选择器658被配置为根据对第一端子620处接收到的Vcc电压电平与分开阈值之间的比较,选择性地将可接合负载656与第一和第二端子620、654分开。
[0072]开关切换单元662 (诸如参考图1所述的)可选地被设置在控制器606中。在其它示例中,开关切换单元662可以在控制器606外部。当第一端子620处的控制器输入电压Vcc到达启动阈值Vstart (相对第二端子654)时,启用开关切换单元662。一旦启用开关切换单元662时,开关切换单元662提供在断开状态和闭合状态之间切换SMPS的电力开关的开关控制信号,以便从干线输入端子向开关模式电源的输出传送能量。当启用开关切换单元662时,开关切换单元662从第一端子620汲取寄生操作电流。
[0073]通过接合选择性可接合负载656,控制器606可以增加由控制器606的第一端子620汲取的电流,因此减小用于对还与控制器606的第一端子620相连的供应电容器进行充电的电流量,从而减慢了对供应电容器的充电。当接合了选择性可接合负载656时,一旦第一端子620处接收到的电压电平增加到分开阈值,可以认为第一端子620处接收到的电压电平足以操作开关模式电源,而不会引起在SMPS的输出处发生振荡。然后,可以在分开阈值Vdisengage下分开选择性可接合负载656。当第一端子620处的电压或向第一端子620供应的电流满足启动阈值Vstart(这启动了开关切换单元662)时,可以去除附加耗用电流Iraitrat3也就是说,启动阈值Vstart^以与分开阈值V dl_g_相同。在启用开关切换单元之后对开关模式电源的操作(或开关切换单元)可以与对现有技术的电源的操作相同。
[0074]接合并随后分开选择性可接合负载656可以防止在不理想的供应电流或电压下启用开关切换单元,如果启用开关切换单元662,则所述不理想的供应电流或电压会引起电源的输出发生振荡。
[0075]可选地在第一和第二端子620、654之间以反向偏置配置提供Zener 二极管660,以便确保不超过在第一和第二端子620、654之间的最大电压。
[0076]在该不例中,负载选择器658和开关切换单兀662被设置在控制器606的一体化外壳中。将负载选择器658和开关切换单元662设置在同一外壳中允许减小在采用控制器606的SMPS中离散组件连接的数目。还可以减小占据的电路板面积。备选地,可以分立地设置负载选择器658和开关切换单元662。
[0077]图7示出了图6的控制器606的行为,示出如何使输入电流足以支持开关切换单元的稳态操作。第一曲线示出了在控制器的Vcc端子下的控制器输入电压702随时间的变化。第二曲线示出了由选择性可接合负载汲取的电流704随时间的变化。第三曲线示出了由控制器汲取的电流706随时间的变化。
[0078]在第一时刻h开启SMPS,启动阶段开始。在启动阶段的开始,由控制器汲取的电流706快速增加。控制器汲取的电流704在开启控制器时快速提升,直到到达第一电流水平1卩然后,由控制器汲取的电流704变成在第一电流水平^处恒定。在该时段期间,随着开关模式电源的供给电容器从电源接收电流并在其极板之间累积电荷,控制器的Vcc端子处的电压702线性增加。
[0079]—旦控制器的Vcc端子处的电压702到达接合阈值VengagJ05,在第二时刻t2,接合选择性可接合负载。
[0080]当接合选择性可接合负载时,在控制器的第一和第二端子之间提供选择性可接合负载电流或附加耗用电流IMtM。附加耗用电流被示出在通过可接合负载器件的电流704中,并且导致控制器从第一端子汲取了更多的电流IJIextra。也就是说,增加了在启动期间由控制器汲取的供应电流706。
[0081]可以根据启动电流(I1)和操作电流(I2)之间的差值,设置由选择性可接合负载电流。选择性可接合负载电流可以被设置为大于或等于在操作期间由控制器(或作为整体的开关模式电源)汲取的操作电流(I2)减去所汲取的启动电流(I1)。
[0082]由控制器汲取的电流706增加意味着从整流干线输入提供更少的电流以对供应电容器进行充电,所以当接合选择性可接合负载时,控制器的Vcc端子处的电压702更缓慢地增加。
[0083]在一些示例中,可以在Vcc端子处的电压702开始提升时立即接合选择性可接合负载。例如,接合阈值应该是0V。然而,针对接合阈值V 选择该选项将延长启动时间,这是由于更少的电流可用于在更长的启动时间段内对供应电容器进行充电。因此,刚好在电压702到达启动阈值Vstot之前接合选择性可接合负载减小了控制器Vcc端子处的电压702缓慢增加的时间段。换言之,具有非零的接合阈值可以是有利的。
[0084]当控制器Vcc端子处的电压702到达启动阈值Vstart时,以上述相同方式启动控制器中的开关切换单元。在第三时刻t3,发生对开关切换单元的启用。
[0085]当控制器Vcc端子处的电压702到达分开阈值Vdl_g_时,分开选择性可接合的负载。在该示例中,分开阈值Vdl_g_与开关切换单元的启动阈值V st&相同,所以分开发生在第三时刻t3。
[0086]通常,根据操作电路设置分开阈值。例如,分开阈值可以与供应的电流相对应,该电流大于或等于控制器的操作电流需求(控制器所需的操作电流)。
[0087]在分开之后,由控制器汲取的电流706降至操作电流水平或第二电流水平12。由于在启动(接合了选择性可接合负载)期间需要的电流高于在开关切换单元的操作期间控制器所需要的电流,电流需求下降。
[0088]图8示出了控制器806的实现方案,控制器806可以提供结合图6和7所讨论的控制器功能。
[0089]控制器包括第一端子820和第二端子854,负载选择器858和选择性可接合负载856并联在第一端子820和第二端子854之间。将选择性可接合负载856实现为电流源。
[0090]负载选择器858包括第一比较器COMP1、第二比较器C0MP2、第三比较器C0MP3、AND逻辑门ANDl以及SR型触发器FFl。第一比较器COMPl具有与第一端子820相连的非反相输入和配置为接收接合阈值的反向输入。第二比较器C0MP2具有与第一端子820相连的反向输入和配置为接收停止阈值1_的非反向输入。第三比较器C0MP3具有与第一端子820相连的非反相输入和配置为接收启动阈值Vstot的反向输入,在该示例中,启动阈值Vstart与分开阈值V dlsengage相同。SR型触发器FFl具有与第二比较器C0MP2的输出相连的设置输入S,以及与第三比较器C0MP3的输出相连的重置输入R。将ST型触发器FFl的输出Q提供给AND逻辑门ANDl的第一输入。将第一比较器COMPl的输出提供给AND逻辑门ANDl的第二输入。AND逻辑门ANDl的输出配置为针对选择性可接合负载856提供控制信号。
[0091]图9示出了图8的控制器的行为,示出如何控制输入电流使得输入电流足以支持开关模式电源的稳态操作。第一曲线示出了控制器的Vcc端子处的控制器输入电压902随时间的变化,并且与参考图7所述的曲线相同。提供了附加曲线,附加曲线示出了在第一比较器(COMPl)904、第二比较器(C0MP2)、第三比较器(C0MP3)908、SR型触发器(FF1)910和AND逻辑门(AND1)912的输出处的信号的逻辑状态。
[0092]在第一时刻h开启开关模式电源,启动阶段开始。在启动时,控制器输入电压902是0V,所以第一比较器(COMPl)904和第三比较器(C0MP3)908的输出是低逻辑电平,第二比较器(C0MP2)906的输出为高逻辑电平。因此,第二比较器(C0MP2)906将SR型触发器FFl的输出Q设置为高,AND逻辑门(ANDl)912的输出为低。
[0093]在第二时刻t2,控制器输入电压902增加到停止阈值Vstop,所以第二比较器(C0MP2)906转变成低逻辑电平。第一比较器(COMPl) 904和第三比较器(C0MP3)908的输出保持为低。SR型触发器FFl的输出Q和AND逻辑门(ANDl) 912的输出不受影响。
[0094]在时刻t3,控制器输入电压
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