控制器及使用该控制器的电力转换器的制造方法
【专利说明】控制器及使用该控制器的电力转换器
[0001]通过引用而要求和包含的国内优先权申请和外国优先权申请如下:本申请要求于2014年10月10日提交的第10-2014-0136921号韩国专利申请的权益，该申请的全部内容在此通过引用包含于本申请中。
技术领域
[0002]本发明涉及一种控制器以及一种使用该控制器的电力转换器。
【背景技术】
[0003]通常，诸如降压转换器和反激式转换器的开关式电源应用于广泛的电子设备中。具体地讲，当电源将电力供应到发光二极管时，能够通过调节流经电感器的电流量来调节发光二极管的亮度。当发光二极管发出低亮度的光时，存在电流不流经电感器的时间段。因此，不容易控制电力供应。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，发明了本发明，因此，本发明的目的是提供一种控制器及使用该控制器的电力转换器，所述控制器能够扩大施加到负载的电压的范围。
[0005]为了实现所述目的，根据本发明的第一实施例，提供一种控制器，所述控制器包括:开关信号单元，用于通过接收第一信号和第二信号输出重复高状态和低状态的控制信号；第一信号产生单元，用于产生第一信号，并且将第一信号发送到开关信号单元；第二信号产生单元，用于通过将感测电压和可变的第一参考电压进行比较而产生第二信号，并且将第二信号发送到开关信号单元，其中，第一信号产生单元通过感测第一参考电压的电压电平来调节第一信号的发送时间。
[0006]为了实现所述目的，根据本发明的第二实施例，提供一种电力转换器，所述电力转换器包括:电感器；开关，根据控制信号而接通或断开，以控制流经电感器的电流的流动；控制单元，用于输出控制信号，其中，所述控制单元包括:开关信号单元，用于通过接收第一信号和第二信号而输出重复高状态和低状态的控制信号；第一信号产生单元，用于产生第一信号，并且将第一信号发送到开关信号单元；第二信号产生单元，用于通过将感测电压和能够改变的第一参考电压进行比较，并且将第二信号发送到开关信号单元，其中，第一信号产生单元通过感测第一参考电压的电压电平来调节第一信号的发送时间。
[0007]为了实现所述目的，根据本发明第三实施例，提供一种电力转换器，所述电力转换器包括:电力产生单元，用于在产生流经电感器的大小的平均值均等的驱动电流的同时将预定电压施加到负载；感测单元，用于感测驱动电流的大小，并且输出与驱动电流的大小相对应的感测电压；控制单元，用于响应于第一参考电压的大小而输出控制信号，同时通过改变第一参考电压的电压电平来调节驱动电流的大小的平均值，以使驱动电流的大小的平均值相等。
【附图说明】
[0008]根据下面参照附图对实施例进行的描述，本发明总体构思的这些和/或其他方面以及优点将变得明显，并且更易于理解，附图中:
[0009]图1是示出根据本发明的电力转换器的结构图；
[0010]图2是示出流经典型的电力转换器的电感器的驱动电流的波形的波形图；
[0011]图3是示出图1中所示的电力转换器中采用的电力产生单元的实施例的电路图；
[0012]图4是示出图1中所示的电力转换器中采用的控制单元的实施例的电路图；
[0013]图5是示出流经图1中所示的电力转换器的电感器的驱动电流的波形的波形图。
【具体实施方式】
[0014]通过下面参照附图示出本发明的优选实施例的详细描述，与包括针对根据本发明的控制器以及使用该控制器的电力转换器的对象的技术构造的操作效果相关的主题将被更清楚地理解。
[0015]此外，在描述本发明的过程中，省略对公知技术的描述，以避免不必要地使本发明的实施例模糊。在本说明书中，术语“第一”、“第二”等用于将一个元件与另一元件区分开来，并且所述元件不受上述术语限制。
[0016]在本发明的下面的详细描述中，参照以说明的方式示出可实施本发明的特定实施例的附图。充分详细地描述这些实施例，以使本领域技术人员能够实施所述实施例。应理解的是，各个实施例虽然不同，但是未必互斥。例如，在此描述的与一个实施例相关的特定特征、结构或特点在不脱离实施例的精神和范围的情况下可被实施在其他的实施例中。此外，应理解的是，在不脱离实施例的精神和范围的情况下可改变每个公开的实施例内的个别元件的位置或布局。因此，以下详细的描述不应被视为具有限制意义，并且实施例的范围仅由权利要求限定，并被合适地解释为涵盖与权利要求授权的等同物的全部范围。在附图中，相同的标号在多个视图中始终指示相同或相似的功能。
[0017]在下文中，将参照附图详细地描述本发明的实施例，以使本领域的技术人员能够容易地实施本发明。
[0018]图1是示出根据本发明的电力转换器的结构图。
[0019]参照图1，电力转换器100可包括:电力产生单元110，在将驱动电压施加到负载101的同时使流经电感器L的驱动电流ID的大小的平均值相等；感测单元120，响应于第一参考电压Refi和驱动电流ID的大小而输出感测电压；控制单元130，通过改变第一参考电压Refl的电压电平来调节驱动电流ID的平均值的大小，同时响应于第一参考电压Refl的大小而输出控制信号CS，以使驱动电流ID的大小的平均值相等(uniform)。
[0020]电力产生单元110可通过驱动电流ID流经电感器L感应出预定电压而将预定电压发送到负载101。感测单元120可感测流经电感器L的驱动电流ID的大小，并且将与感测的驱动电流ID的大小相对应的感测电压VS发送到控制单元130。控制单元130可接收感测电压VS并且控制流经电感器L的驱动电流ID，以使流经电感器L的驱动电流ID的大小的平均值变为预定量。控制单元130可利用第一参考电压Refl将流经电感器L的驱动电流ID的大小的平均值控制为预定量。也就是说，当设置了第一参考电压Refl的电压电平时，控制单元130可控制将要流经电感器L的驱动电流ID具有与所设置的第一参考电压Refl的电压电平相对应的平均电流量。因此，当第一参考电压Refl的电压电平改变时，控制单元130可响应于第一参考电压Refl的改变而改变流经电感器L的驱动电流ID的量。也就是说，可通过改变第一参考电压Refl来调节流经负载101的电流的量。当调节流经负载101的电流量时，如果负载101包括发光二极管，则可通过改变第一参考电压Refl来调节发光二极管的亮度。并且，可通过控制单元130的控制来增大或减小流经电感器L的驱动电流ID。控制单元130可将流经电感器L的驱动电流ID的平均值控制为具有预定大小的预定量。图2是示出流经典型的电源中的电感器的驱动电流的波形的波形图。图2示出了流经电感器的驱动电流的平均值被设置为50mA的状态。当开关SWl接通时，流经电感器L的驱动电流会增大，并且当开关SWl断开时，流经电感器L的驱动电流会减小。此时，当通过改变第一参考电压Refl来减小流经电感器L的驱动电流的平均值时，如果开关SWl断开，则流经电感器L的驱动电流的大小的最小值会减小至O或接近于O的值。当流经电感器L的驱动电流具有O值或接近于O的值时，存在的问题是:电力转换器100的控制不稳定。为了解决该问题，控制单元130还可包括监测单元130a，用于感测第一参考电压Refl的电压电平，并且当监测单元130a感测的第一参考电压Refl的电压电平的大小低于预定值时，监测单元130a控制流经电感器L的电流的最小值不减小至小于预定值。
[0021]当从电力产生单元110接收电力的负载101包括至少一个发光二极管时，如果第一参考电压Refl的电压电平改变，则可通过控制单元130调节发光二极管的亮度。此外，当第一参考电压Refl的电压电平高时，流经电感器L的驱动电流ID的平均值会大，当第一参考电压Refl的电压电平低时，流经电感器L的驱动电流ID的平均值会小。监测单元130a可感测第一参考电压Refl的电压电平。当第一参考电压Refl的电压电平低于预定电平时，监测单元130a可控制电力产生单元110，以使流经电感器L的驱动电流ID的大小不减小至小于预定值。因此，也就是说，当在调光控制期间通过电流的流动来控制发光二极管的亮度时，如果监测单元130a感测到流经电感器L的驱动电流ID的平均值减小至小于设置值时，则控制单元130可通过不使驱动电流ID的最小值为O或为接近于O的值而平稳地控制电力转换器100。
[0022]图3是示出图1中所示的电力转换器中采用的电力产生单元的实施例的电路图。
[0023]参照图3，电力产生单元110可包括电感器L以及用于通过接收重复高状态和低状态的控制信号CS来调节流经电感器L的驱动电流ID的流动的开关SWl。
[0024]在电力产生单元110中，可通过输入端Vin发送输入电压，并且输出电容器Co的第一电极可连接到输入端Vin，输出电容器Co的第二电极可连接到第一节点NI。电感器L的一端可连接到第一节点NI，电感器L的另一端可连接到第二节点N2。此外，负载101可连接在输入端与第一节点NI之间。这里，虽然示出了负载101的发光二极管为串联连接，但是不限于此。并且，二极管D的阴极可连接到输入端Vin，二极管D的阳极可连接到第二节点N2。并且，开关SWl的第一电极可连接到第二节点N2，开关SWl的第二电极可通过感测单元120连地。此外，开关SWl的栅电极可连接到控制单元130。这里，电力产生单元110可以是低侧降压转换器，但是不限于此。此外，感测单元120可包括感测电阻器Rs，感测电压VS可以是由驱动电流ID流经感测电阻器Rs而形成的电压。感测电阻器Rs的一端可连接到开关SWl的第二电极，感测电阻器Rs的另一端可连地。并且，虽然示出了开关SWl为场效应晶体管(FET)，但是开关SWl不限于此，并且开关SWl可以为金属氧化物半导体(MOS)晶体管或双极性晶体管(BJT)。
[0025]如上述构造的电力产生单元110可通过根据控制信号CS确定开关SWl的接通/断开来控制流经电感器L的驱动电流ID。此时，流经电感器L的驱动电流ID可具有与流经负载101的电流相同的波形。
[0026]图4是示出图1中所示的电力转换器中采用的控制单元的实施例的电路图。
[0027]参照图4，控制单元130可包括:开关信号单元131，通过接收第一信号和第二信号输出重复高状态和低状态