用于电源转换系统中的输出电流调节的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明的某些实施例设及集成电路。更具体地，本发明的一些实施例提供了用于 调节输出电流的系统和方法。仅作为示例，本发明的一些实施例被应用到电源转换系统。但 是，将认识到，本发明有更广泛的适用范围。
【背景技术】
[0002] 发光二极管（LED)被广泛用于照明应用。通常，近似恒定的电流被用于控制LED 的工作电流W实现恒定的亮度。图1是示出了传统L邸照明系统的简化图示。L邸发光系 统100包括控制器102,电阻器108、116、122、124和128,电容器106、110、112和130,全波 整流组件104,二极管114和118,电感组件126 (例如，电感器），W及齐纳二极管120。控 制器102包括端子（例如，引脚）138、140、142、144、146和148 阳00引交流（AC)电压150被应用于系统100。全波整流组件104提供与AC电压150相 关联的输入电压152(例如，不小于OV的整流电压）。电容器112(例如，C3)响应于输入电 压152而通过电阻器108 (例如，Rl)被充电，并且电压154在端子148 (例如，端子V孤）处 被提供给控制器102。如果电压154在幅度上大于阔值电压（例如，欠压锁定阔值），则控 制器102开始运作，并且与端子148 (例如，端子VDD)相关联的电压被固定到预定电压。端 子138 (例如，端子DRAIN)被连接到内部功率开关的漏极。控制器102输出具有某一频率 和某一占空比的驱动信号（例如，脉宽调制信号）W闭合（例如，导通）或断开（例如，关 断）内部功率开关，W使得系统100正常运作。
[0004] 如果内部功率开关闭合（例如，被导通），则控制器102检测通过电阻器122(例 如，R2)流过一个或多个LED132的电流。具体而言，电阻器122上的电压156被通过端子 144(例如，端子C巧传递到控制器102,W在与内部功率开关相关联的不同开关周期内进行 信号处理。当内部功率开关闭合（例如，导通）或断开（例如，关断）时，其间开关周期受 电阻器122 (例如，R。上的电压156的峰值幅度影响。
[0005] 电感组件126与电阻器124和128相连接，电阻器124和128生成反馈信号158。 控制器102通过端子142 (例如，端子FB)接收用于电感组件126的反磁化处理的反馈信 号158,W确定内部功率开关何时被闭合（例如，被导通）。电容器110 (例如，C2)被连接 至IJ端子140 (例如，端子COMP)，端子140与内部误差放大器相关联。电容器130 (例如，C4) 被配置为维护输出电压196W保持针对一个或多个LED132的稳定电流输出。包括电阻器 116 (例如，R5)、二极管118 (例如，D2)和齐纳二极管120 (例如，ZD1)的供电网向控制器 102提供电源。
[0006] 图2是示出了作为系统100的一部分的系统控制器102的简化传统图。系统控制 器102包括斜坡信号生成器202、欠压锁定扣VL0)组件204、比较器206、逻辑控制器208、 驱动组件210 (例如，栅极驱动器）、功率开关282、退磁检测器212、误差放大器216、W及电 流传感组件214。例如，功率开关282包括双极结型晶体管。在另一示例中，功率开关282 包括MOS晶体管。在又一示例中，功率开关282包括绝缘栅双极型晶体管。
[0007] 如图2中所示，UVLO组件204检测信号154并且输出信号218。如果信号154在 幅度上大于第一预定阔值，则系统控制器102开始正常地运作。如果信号154在幅度上小 于第二预定阔值，则系统控制器102被关断。第二预定阔值在幅度上小于或等于第一预定 阔值。误差放大器216接收来自电流传感组件214的信号220和参考信号222并且将经放 大的信号224输出到比较器206。比较器206还从斜坡信号生成器202接收信号228并且 输出比较信号226。例如，信号228是斜坡信号并且在每个开关周期期间线性地或非线性 地增加到峰值幅度。逻辑控制器208处理比较信号226并且将调制信号230输出到驱动组 件210,驱动组件210生成驱动信号280W断开或关闭开关282 (例如，在栅极端子）。开关 282被禪合在端子138 (例如，端子DRAIN)和端子144 (例如，端子C巧之间。另外，逻辑控 制器208将调制信号230输出到电流传感组件214。例如，退磁检测器212检测反馈信号 158W确定电感组件126的推辞过程的开始和/或结束，并且将触发信号298输出到逻辑控 制器208W开始下一周期。系统控制器102被配置为针对给定的输出负载保持与比较信号 226相关联的导通时间段为近似恒定的，W便实现高功率因数和低总谐波失真。
[0008] 系统控制器102被操作在电压模式中，其中例如，来自误差放大器216的信号224 和来自振荡器202的信号228都是电压信号并且由比较器206比较W生成比较信号226W 驱动功率开关282。因此，与功率开关282相关联的导通时间段受到信号224和信号228的 影响。
[0009] 在稳定的正常操作下，平均输出电流根据下面的公式（例如，不考虑任何误差电 流）被确定：
W11] 其中Vw。。代表参考信号222并且R。,代表电阻器122的电阻。如公式1中所示， 诸如R。.之类的与外围组件相关联的参数可W通过系统设计被适当地选择W实现输出电流 调节。
[0012] 对于L邸照明来说，效率、功率因数和总谐波也是重要的。例如，效率通常被需要 为尽可能的高（例如，> 90% )，并且功率因数通常被需要为大于0. 9。另外，针对一些应用 总谐波失真通常被需要为尽可能的低（例如，< 20% )。但是系统100通常不能满足所有 运些需要。
[0013] 因此，迫切期望改进调节电源转换系统的输出电流的技术。
【发明内容】
[0014] 本发明的某些实施例设及集成电路。更具体地，本发明的一些实施例提供了用于 调节输出电流的系统和方法。仅作为示例，本发明的一些实施例被应用到电源转换系统。但 是应该理解，本发明具有更广泛的适用范围。
[0015] 根据一个实施例，系统控制器包括：驱动器，该驱动器被配置为将驱动信号输出到 开关W影响流过电源转换器的电感绕组的电流，驱动信号与包括导通时间段和关断时间段 的开关周期相关联。在导通时间段期间，响应于驱动信号开关被闭合或导通。在关断时间 段期间，响应于驱动信号开关是断开或截止的。占空比等于导通时间段的持续时间除W开 关周期的持续时间。一参数等于1减去占空比。系统控制器被配置为保持占空比、该参数 与导通时间段的持续时间的乘积近似恒定。
[0016] 根据另一实施例，用于调节电源转换系统的系统控制器包括：斜坡电流生成器，该 斜坡电流生成器被配置为接收调制信号并且至少部分地基于调制信号来生成斜坡电流；斜 坡信号生成器，该斜坡信号生成器被配置为接收斜坡电流并且至少部分地基于斜坡电流来 生成斜坡信号；调制组件，该调制组件被配置为接收斜坡信号并且至少部分地基于斜坡信 号来生成调制信号；W及驱动器，该驱动器被配置为至少基于与调制信号相关联的信息生 成驱动信号，并且将驱动信号输出到开关W影响流过电源转换器的电感绕组的电流，驱动 信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联。在导通时间段期间，开关响应于 驱动信号而被闭合，并且在关断时间段期间，开关响应于驱动信号而被断开。占空比等于导 通时间段的持续时间除W开关周期的持续时间。一参数等于1减去占空比。斜坡电流生成 器还被配置为生成在幅度上与占空比和该参数的乘积近似成比例的斜坡电流。
[0017] 根据又另一实施例，用于调节电源转换系统的系统控制器包括：第一控制器端子， 该第一控制器端子被配置为至少基于与流过电源转换器的电感绕组的第一电流相关联的 信息来提供补偿信号；斜坡电流生成器，该斜坡电流生成器被配置为接收调制信号、补偿信 号和第一参考信号并且至少部分地基于调制信号、补偿信号和第一参考信号来生成斜坡电 流；斜坡信号生成器，该斜坡信号生成器被配置为接收斜坡电流并且至少部分地基于斜坡 电流来生成斜坡信号；调制组件，该调制组件被配置为接收斜坡信号和补偿信号并且至少 部分地基于斜坡信号和补偿信号来生成调制信号；W及驱动器，该驱动器被配置为至少基 于与调制信号相关联的信息生成驱动信号，并且将驱动信号输出到开关W影响第一电流， 驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联。在导通时间段期间，响应于 驱动信号开关被闭合或导通。在关断时间段期间，响应于驱动信号开关是断开或截止的。占 空比等于导通时间段的持续时间除W开关周期的持续时间。一参数等于1减去占空比。斜 坡电流生成器还被配置为生成在幅度上与占空比、该参数和差分信号的乘积近似成比例的 斜坡电流，该差分信号代表在幅度上第一参考信号减去补偿信号。
[0018] 在一个实施例中，一种用于调节电源转换系统的方法包括：生成与包括导通时间 段和关断时间段的开关周期相关联的驱动信号；W及将驱动信号输出到开关W影响流过电 感组件的电流。将驱动信号输出到开关W影响电流包括：在导通时间段期间输出驱动信号 W闭合开关使之导通；W及在关断时间段期间输出驱动信号W断开开关使之截止。占空比 等于导通时间段的持续时间除W开关周期的持续时间。一参数等于1减去占空比。生成与 开关周期相关联的驱动信号包括保持占空比、该参数与导通时间段的持续时间的乘积近似 恒定。
[0019] 在另一实施例中，一种用于调节电源转换系统的方法包括：接收调制信号；至少 部分地基于调制信号来生成斜坡电流；接收斜坡电流；至少部分地基于斜坡电流来生成斜 坡信号；接收斜坡信号；至少部分地基于斜坡信号来生成调制信号；接收调制信号；至少部 分地基于调制信号来生成驱动信号，驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期 相关联；W及将驱动信号输出到开关W影响流过电源转换系统的初级绕组的第一电流。将 驱动信号输出到开关W影响第一电流包括：在导通时间段期间输出驱动信号W闭合开关使 之导通；W及在关断时间段期间输出驱动信号W断开开关使之截止。占空比等于导通时间 段的持续时间除W开关周期的持续时间。一参数等于1减去占空比。至少部分地基于调制 信号来生成斜坡电流包括生成在幅度上与占空比还该参数的乘积近似成比例的斜坡电流。
[0020] 在另一实施例中，一种用于调节电源转换系统的方法包括：至少基于与流过电源 转换系统的初级绕组的第一电流相关联的信息来提供补偿信号；接收调制信号、补偿信号 和第一参考信号；至少部分地基于调制信号、补偿信号和第一参考信号来生成斜坡电流. 接收斜坡电流；至少部分地基于斜坡电流来生成斜坡信号；接收斜坡信号和补偿信号；至 少部分地基于斜坡信号和补偿信号来生成调制信号；接收调制信号；W及将驱动信号输出 到开关W影响第一电流，驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联。将 驱动信号输出到开关W影响第一电流包括：在导通时间段期间输出驱动信号W闭合开关使 之导通；W及在关断时间段期间输出驱动信号W断开开关使之截止。占空比等于导通时间 段的持续时间除W开关周期的持续时间。一参数等于1减去占空比。至少部分地基于调制 信号、补偿信号和第一参考信号来生成斜坡电流包括：生成与占空比、该参数和差分信号的 乘积近似成比例的斜坡电流，差分信号代表在幅度上第一参考信号减去补偿信号。
[0021] 根据实施例，可W获得一个或多个好处。参照随后的详细的说明和附图，运些好处 和本发明的各种附加的目的、特征和优势可W被透彻地理解。
【附图说明】
[0022] 图1是示出了传统L邸照明系统的简化图。
[0023]图2是示出了作为如图1中所示的系统的一部分的系统控制器的简化传统图。
[0024] 图3是根据本发明的实施例的示出了电源转换系统的简化图。
[0025]图4(A)是根据本发明的实施例的示出了作为如图3中所示的电源转换系统的一 部分的系统控制器的简化图。
[00%]图4度）是根据本发明的实施例的针对作为如图3中所示的电源转换系统的一部 分的系统控制器的简化时序图。
[0027]图4(C)是根据本发明的实施例的示出了作为如图4(A)中所示的系统控制器的一 部分的斜坡电流生成器的简化图。
[0028]图4值）是根据本发明的实施例的示出了作为如图4(A)中所示的系统控制器的一 部分的斜坡电流生成器和斜坡信号生成器的简化图。
[0029]图5(A)是根据本发明的另一实施例的示出了作为如图3中所示的电源转换系统 的一部分的系统控制器的简化图。
[0030] 图5度）是根据本发明的另一实施例的针对作为如图3中所示的电源转换系统的 一部分的系统控制器的简化时序图。
[0031] 图5(C)是根据本发明的另一实施例的示出了作为如图5(A)中所示的系统控制器 的一部分的斜坡电流生成器的简化图。 阳〇3引图5做是根据本发明的某些实施例的示出了作为如图5(A)中所示的系统控制器 的一部分的斜坡电流生成器和斜坡信号生成器的简化图。
【具体实施方式】
[0033] 本发明的某些实施例针对集成电路。更具体地，本发明的一些实施例提供用于调 节输出电流的系统和方法。仅作为示例，本发明的一些实施例被应用到电源转换系统。但 是应该理解，本发明具有更广泛的适用范围。
[0034]参照图1，为实现高效率（例如，> 90% )，作为示例，系统100可W在准谐振（QR