使用电流限制的输入过压保护的制作方法_3

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行,并且此电流限制不同于例如用于接通/断开(0N/0FF)控制的电流限制。状态机电路接收电流信号UINe 244,并且减小用于开关SI的驱动信号268的开关频率。
[0079]尽管开关电流可能不超过电流限制,但是LED仍可能运行在正常运行条件之上。比较器266检测高于平均值的输出。比较器266被耦合以在反相输入处接收反馈信号Ufb252并且在非反相输入处被耦合到反馈阈值参考265。如果该反馈信号大于平均信号,则输入阈值信号Ui254转变到逻辑高。状态机电路接收输入阈值信号Ui 254,并且减小驱动信号268的开关频率。
[0080]图3是例示了用于确定过压条件的示例性过程300的流程图。在过程300中一些或全部的过程块出现的顺序不应被认为限制性。相反,受益于本公开内容的本领域技术人员将理解可以按未例示的多种不同顺序执行所述过程块中的一些,或者甚至是并行执行。
[0081]过程300在启动块301处开始并且延续到判决块302。在判决块302处,过程300确定输入电压信号是否在电压参考νΡΚ+νΛ之上,如果该条件是真的,则过程300进行到判决块304。状态机电路的当前开关状态被改变并且在下一个半线循环内开关频率减小一定百分比。过程300然后返回到启动块301。
[0082]如果输入电压感测信号不在电压参考VPK+VA之上,则过程300进行到判决块306。在判决块306处,过程300确定开关电流感测信号是否在电流限制阈值之上。如果该条件是真的,则过程300进行到块304。在过程块304处,状态机的当前开关状态设定一个较低的功率开关的开关频率,以在下一个半线循环内使开关电流减小它在电流限制阈值之上的量。过程300然后返回到启动块301。
[0083]如果开关电流信号不在电流限制之上,则过程300进行到判决块308。过程300确定反馈信号是否大于平均信号。如果该条件是真的,则过程300进行到过程块304。在过程块304处,设定开关状态以使功率开关的开关频率降低反馈信号在阈值之上的量。过程300然后返回到启动块301。
[0084]如果该条件不是真的,则过程300进行到块310。在块310处,开关状态没有改变,由此在下一个半线循环内开关频率保持相同。过程300返回到启动301。
[0085]此后发现检测的实施例。对输入瞬变(诸如,过压条件或过流条件)的检测发生在经整流的输入电压的两个峰之间(也被称为一个半线循环)。对于50Hz的线路频率,可以在10毫秒内检测到输入瞬变(transient)条件,并且对于60Hz线路频率,可以在8.7毫秒内检测到输入瞬变条件。然而,可以在一个完整的线路循环内检测到在一个实施例中的输出反馈信号。对于50Hz线路频率,可以在20毫秒内检测到输出瞬变条件,并且对于60Hz频率,可以在16.7毫秒内检测到输出瞬变条件。
[0086]图4是例示了根据本发明的教导的一个示例性功率转换器的输入电压、开关电流和输出电流的不例性波形的一个不例时序图。在第一时序图中,横轴代表时间且纵轴代表经整流的输入电压Vrect 402。由Thac410表示一个半线循环,且由Tac 412表示一个全线循环(full line cycle)。该经整流的输入电压的峰从半线循环Tn 3到T N:具有第一值V P(N 3)、第二值VP(N2#P第三值VP(N 1)0控制器存储VP(N3)的值作为第一峰值VPK1406。如果在当前循环内经整流的输入电压的峰不超过第一峰值VPK1406,则控制器不存储新的峰值。因此,在半线循环Tn 2和半线循环Tn i内,第一峰值VPK1406不改变。在时间周期1;处,经整流的输入电压上升到新的峰值VP(N),并且该值被存储为VPK2。如上文定义的,可以由下面的等式表达
νΔ,
[0087]Va=Vp(n)_Vp(ni)⑴
[0088]从图4,等式I代表两条虚线之差,两条虚线对应于第一峰值VPK1406的值和第二峰值Vpk2 408的值。
[0089]第二时序图例示了以波形414代表的开关电流。开关电流的每个脉冲代表一个开关循环。例示了在正常运行期间时间周期Tn3到Tni期间的开关电流。在时间循环Tn处,开关电流由于增大的经整流的输入电压402而上升。在第四半线循环期间,控制器将开始减小开关频率,并且开关电流包络脉冲进一步展开。这减小了总开关电流。如图4中所示,开关电流脉冲之间的时间增加。
[0090]第三时序图例示了由波形418代表的输出电流I。460。输出电流1。460在半线循环THA?、Thac2, Thac3期间处于正常运行条件。在半线循环T _4处,输出电流由于经整流的输入电压402中的浪涌而上升到阈值之上。在半线循环Tham期间控制器减小了开关频率,直至IJ输出电流I。460被减小到正常运行为止,如通过半线循环Thac5和半线循环T _看到的。
[0091]图5是例示了开关电流和输出电流的示例性波形的一个示例时序图。这两个时序图例示了控制器响应于开关电流超过电流限制而调整开关频率,这进而作为预防措施减小了输出电流。
[0092]在第一时序图中,纵轴代表开关电流Isw 570,横轴代表时间。由T.510代表一个半线循环,由TAe 512代表一个全线循环。在第二时序图中,纵轴代表输出电流I。560,横轴代表时间。
[0093]由波形514代表开关电流。开关电流Isw 570在前三个半线循环期间运行在正常条件中。在第一半线循环τ_、第二半线循环THAe2和第三半线循环T _期间对应的输出电流运行在正常条件中。
[0094]在第四半线循环处,开关电流Isw 570上升到电流限制阈值Ium 516之上。这影响输出电流1。560,如在第二时序图的第四半线循环THAe4中看到的。作为响应,控制器中的状态机电路用较低的功率开关的开关频率减小第四半线循环内的输出电流I。560。在第五半线循环和第六半线循环期间,开关电流包络Isw 570仍可达到电流限制Ium 516,但是开关频率的减小已经减少了脉冲的量。开关电流Isw 570的脉冲的减少量导致输出电流I。560的减小。
[0095]图6是例示了反馈信号、开关电流以及输出电流的示例性波形的一个示例性时序图。在此图中,输入电压条件或开关电流条件都不满足指示输出电流将超过安全运行水平。在此实施例中,控制器感测反馈信号以指示输出电流是否可能超过安全运行水平。
[0096]在第一时序图中,纵轴代表具有波形604的反馈信号Ufb 602。横轴代表时间。在第二时序图中,纵轴代表开关电流Isw。在第三时序图中,纵轴代表具有波形618的输出电流I。660。由Thac6 10代表一个半线循环,由Tac 612代表一个全线循环。时移周期可以指示一个或多个线路循环已经发生。
[0097]在第一时序图的第一半线循环、第二半线循环和第三半线循环期间反馈信号具有平均值Uatci 606。控制器在每一个全线循环存储平均值Uatci 606。在一个或多个线路循环的时移周期之后,在图6中被例示为第四半线循环,反馈信号Ufb值上升到新的平均值Uatc2608。这指示该反馈信号已经超过一个平均值并且功率开关的开关频率应被减小。
[0098]在第二时序图中,例示在正常运行下在第一半线循环、第二半线循环和第三半线循环期间的开关电流Isw 670。在第四半线循环处,开关电流Isw 670上升,但是未上升到图5中示出的指示开关的电流限制已经被破坏的电流限制。
[0099]在第三时序图中,第一开关线路循环THAe1、第二半线路循环THAe2和第三半线循环Thac3,输出电流运行在正常条件中。在第四半线循环THAM&,输出电流I。660大幅上升。控制器在一个半线循环内没有减小开关频率。在开关频率被减小并且输出电流返回到安全运行水平之前可能耗费控制器一个或多个开关周期。
[0100]在此实施例中,在第六半线循环中减小开关频率,如通过传播的开关电流脉冲看到的。这进而将输出电流I。660减小到安全运行水平。
[0101]对本发明的所示出的实施例的以上描述,包括摘要中描述的内容,并不旨在是穷举性的或是对所公开的确切形式进行限制。尽管出于例示目的在本文中描述了本发明的特定实施方案和实施例,但是在不偏离本发明的较宽泛的精神和范围的前提下,多种等同改型是可能的。实际上,应理解,特定的示例电压、电流、频率、功率范围值、时间等被提供是出于解释目的,且根据本发明的教导,在其它实施方案和实施例中也可以使用其他值。
[0102]鉴于上文的详细描述,可以对本发明的实施例做出这些改型。在下面的权利要求中使用的术语不应被解释为将本发明限制到说明书和权利要求书中所公开的具体实施方案。相反,本发明的范围将完全由下面的权利要求确定,所述权利要求应根据既定的权利要求解释原则而被解释。因此本说明书和附图将被认为是示例性的而不是限制性的。
[0103]实施方案
[0104]尽管在所附权利要求中限定了本发明,但是应理解,还可以(替代地)根据下面的实施方案限定本发明:
[0105]1.一种用在功率转换器(100)中的控制器(130),包括:
[0106]—个状态选择电路(132),被耦合以接收输入电压感测信号(140),开关电流感测信号(141)以及反馈信号(152),其中所述输入电压感测信号(140)代表所述功率转换器(100)的输入电压(102),其中所述开关电流感测信号(141)代表所述功率转换器(100)的功率开关(118)的开关电流(142),其中所述反馈信号(152)代表所述功率转换器(100)的输出量(150),其中所述状态选择电路(132)被耦合以响应于所述输入电压感测信号(140)生成输入电压信号(148),其中所述状态选择电路(132)被耦合以响应于所述开关电流感测信号(141)生成输入电流信号(144),且其中所述状态选择电路(132)被耦合以响应于所述反馈信号(152)生成输入阈值信号(154);以及
[0107]一个状态机电路(134),被耦合至所述状态选择电路(132)以接收所述输入电压信号(148)、所述输入电流信号(144)以及所述输入阈值信号(154),其中所述状态机电路
(134)被耦合以响应于所述输入电压信号(148)、所述输入电流信号(144)以及所述输入阈值信号(154)生成驱动信号,以控制所述功率开关(118)的开关,从而控制从所述功率转换器(100)的输入到所述功率转换器(100)的输出的能量传递。
[0108]2.根据实施方案I所述的控制器(230),其中所述状态选择电路(132)包括:
[0109]—个电压比较器(262),被親合以接收所述输入电压感测信号(240)和峰电压信号(261),其中所述电
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