用于电源中的非耗散性泄放的集成接通时间延长器的制作方法

专利名称：用于电源中的非耗散性泄放的集成接通时间延长器的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及电源，且更具体地涉及用于开关式电源的控制器。
背景技术：
电子器件使用电力来运行。开关式电源由于其高效率、小尺寸和轻重量而被广泛 用于为当今许多电子器件供电。常规的墙装插座提供了高电压交流电。在开关式电源中， 通过能量传递元件来转换高电压交流(ac)电输入，以提供良好的稳定的(regulated)直流 (dc)电输出。开关式电源控制电路通常通过感测输出并且在闭环中控制该输出，来提供输 出调整。在运行中，通过变化开关式电源中的开关的占空比(通常是开关接通时间与整个 开关周期的比)来利用开关来提供想要的输出。当设计开关式电源时，通常将对诸如效率、尺寸、重量和成本的要求纳入考虑。通 常，控制开关式电源的切换的控制器被设计为一个集成电路，该集成电路具有各种不同的 端子，这些端子可用作输入端子、输出端子或两者。当开关式电源的开关和控制器集成在一 起时，该集成电路的两个端子对应于开关的两端。该集成电路的各种不同端子可被用作该 控制器的反馈端子、功能程序端子或输入电压感测端子。对于开关式电源的某些应用，交流 输入电压被感测以确定该交流输入电压的过零。通常，本文中的交流输入电压也被称为线 路输入电压。过零一般指的是该交流输入电压与零电压交叉的时刻。换句话说，过零指的 是交流输入电压的量值将符号从正变到负或从负变到正的时刻。线路输入电压的过零可被 用于各种不同应用。线路输入电压的过零可被用于确定交流线路频率，或可被用于更新电 源的控制器的内部时钟。在用于照明应用的一种调光中，三端双向可控硅开关(triac)调光器电路通常移 除交流输入电压的一部分，以限制供给到白炽灯的电压和电流的量。这被称为相位调光，因 为通常便于关于以度来计量的交流输入电压周期的一小部分来指定丢失的电压的位置。一 般地，所述交流输入电压是正弦波形，而交流输入电压的周期被称为全线路循环。就此而 言，交流输入电压的半个周期被称为半线路循环。交流输入电压的整个周期具有360度， 而一个半线路循环具有180度。通常，相位角是对所述调光器电路对每个半线路循环移除 多少度(从基准0度算起)的度量。虽然相位角调光适用于直接接收被改变的交流线电 压的白炽灯，但对于发光二极管(LED)灯通常会产生问题。LED灯需要稳定的电源提供来 自交流电力线路的稳定电流和稳定电压。常规稳定电源通常被设计为忽略交流电压的失真 (distortion)。这些常规稳定电源的目的是输送一个恒定的稳定输出，直到一个低输入电 压使得它们彻底关闭为止。就此而言，常规稳定电源不会对该LED灯调光。除非用于LED 灯的电源被专门设计为以想要的方式识别并且响应来自三端双向可控硅开关调光器电路 的电压，否则三端双向可控硅开关调光器很可能产生不可接受的结果，例如LED灯的闪烁、 LED灯在高相位角闪光，以及LED灯的色移。因此，电源可包括改进的常规电源控制器，该控 制器被设计为通过直接感测交流输入电压以确定交流输入电压何时由于调光器电路而被 关断，来响应三端双向可控硅开关调光器电路。通常，交流输入电压是用常规控制器的集成电路外部的电路来直接感测的。感测的交流输入电压可由改进的常规控制器的集成电路在 专用于接收感测的交流输入电压的一个端子处或在执行多个功能的另一个端子处接收。使用具有LED灯的三端双向可控硅开关调光器电路的另一个困难来自三端双向 可控硅开关其自身的性质。一个三端双向可控硅开关是一个表现为受控交流开关的半导体 组件。换句话说，它对于交流电压来说表现为一个断开的开关，直到它在控制端子处接收到 一个使得该开关闭合的触发信号为止。只要经过该开关的电流保持在被称为维持电流的 一个值以上，该开关就保持闭合。大多数的白炽灯从交流电源获取非常多的电流，以允许 三端双向可控硅开关的可靠的和连续的运行。然而，由驱动了 LED灯的有效率的电源从交 流电源得到的低电流可能不足以让三端双向可控硅开关在交流线路周期的期望的部分中 保持导通。因此，常规电源控制器设计通常依赖于包括了假负载一有时称为泄放器电路 (bleeder circuit)-的电源，以从电源的输入获得足够的额外电流以使得三端双向可控 硅开关在被触发之后保持导通。一般地，常规的泄放器电路在常规电源控制器的集成电路 的外部。然而，使用在常规电源控制器的集成电路的外部的常规泄放器电路要求使用额外 的组件，这对成本和效率造成了不利影响。对于电源设计的另一重要考虑是从交流电源获得的输入电流相对于交流输入电 压波形的形状和相位。交流电源的电压波形标称地是正弦的。然而，由于许多开关电源呈 现给该交流电源的非线性负载，由该电源从所述交流电源获得的电流的波形是非正弦的和 /或与交流输入电压异相。这导致了在交流干线配电系统中的损耗的增加，并且，在世界上 许多地方，迫使电源制造商保证从电源获得的输入电流是正弦的并且和交流输入电压波形 同相，这已然成为立法的或主动的要求的主题。以此方式对输入电流波形的校正被称为功率因数校正(PFC)，且通常要求一个到 该电源的输入阶，该输入阶被专门设计以执行功率因数校正的功能。如果该输入交流电流 和电压波形是正弦的且完美地同相，则该电源的功率因数是1。换句话说，功率因数校正后 的输入将会对交流源呈现一个负载，该负载等效于将一个可变电阻与该交流电源并联。随 着输入电流相对于交流源电压的谐波失真和/或相位偏移的增加，功率因数降到1以下。功 率因数的要求通常要求功率因数大于0. 9，且可对输入电流波形的谐波含量有要求。增加电源的功率因数的普遍方法包括，使用升压转换器或回扫转换器以建立接近 于理想正弦波形且同时与交流源电压同相的输入电流波形。增加电源的功率因数的另一种 方法是利用泄放器电路。开关式电源通常包括一个滤波电容器，该滤波电容器对经过该开 关式电源的开关的高频电流滤波。泄放器电路可有利于滤波电容器的放电，放电帮助将滤 波电容器上的电压下拉，以使得在滤波电容器上的电压基本遵循交流输入电压的正值。就 此而言，泄放器电路帮助建立接近于理想正弦波形且同时与交流源电压同相的输入电流波 形。然而，对于许多应用，常规的泄放器电路通常是在电源控制器的集成电路外部的电路。 通常，常规的泄放器电路是用联接在电源的输入处的一个电阻器来实现的。然而，如上所 述，使用在常规电源控制器的集成电路的外部的常规泄放器电路要求使用额外的组件，这 对成本和效率造成了不利影响。

发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种用于开关式电源的控制器，所述控制器包括过零检测器，被联接以在所述电源的输入电压的过零之前产生第一信号；驱动逻辑，被联接以 响应于代表所述电源的输出的反馈信号而产生一个驱动逻辑输出信号，其中所述驱动逻辑 输出信号代表初始接通时间；以及接通时间延长器块，联接到所述过零检测器和所述驱动 逻辑，以响应于所述驱动逻辑输出信号而产生一个驱动信号，所述驱动信号用于控制要被 联接到所述控制器的一个开关的切换以从所述电源的滤波电容器移除电荷，其中所述驱动 信号代表所述开关的总接通时间，所述总接通时间等于所述初始接通时间和延长接通时间 的和，其中所述延长接通时间响应于所述第一信号。在一个优选的实施方案中，所述第一信号是先决条件信号，用于指示对于所述电 源的输入电压的过零是否存在先决条件。在一个优选的实施方案中，所述接通时间延长器块被配置为增加所述开关的延长 接通时间，直到所述先决条件信号指示所述先决条件不再存在为止，或直到所述总接通时 间达到过零时间阈值为止。在一个优选的实施方案中，所述接通时间延长器块被联接以接收过零脉冲信号， 所述过零脉冲信号包括代表所述过零时间阈值的时间周期。在一个优选的实施方案中，所述过零检测器响应于所述电源的输入电压小于过零 电压阈值而产生所述第一信号。在一个优选的实施方案中，所述过零检测器响应于流经所述开关的开关电流小于 过零电流阈值而产生所述第一信号。在一个优选的实施方案中，所述过零检测器被联接以产生一个过零信号以指示过 零状况存在，且其中所述驱动逻辑响应于所述过零信号和所述反馈信号产生所述驱动逻辑 输出信号。在一个优选的实施方案中，所述控制器和所述开关被包括在一个集成电路中。在一个优选的实施方案中，所述控制器是用于开关式电源的集成电路控制器。根据本发明的又一方面，提供一种用于开关式电源的控制器，所述控制器包括过 零检测器，被联接以在所述电源的输入电压的过零之前产生第一信号；驱动逻辑，被联接以 响应于代表所述电源的输出的反馈信号而产生一个驱动逻辑输出信号，其中所述驱动逻辑 输出信号代表初始接通时间；以及接通时间延长器块，具有一个锁存器以产生一个驱动信 号来控制包括在所述电源中的所述开关的切换，其中所述锁存器被联接以响应于所述驱动 逻辑输出信号而被置位，且其中所述驱动信号用于控制要被联接到所述控制器的一个开关 的切换以从所述电源的滤波电容器移除电荷，其中所述驱动信号代表所述开关的总接通时 间，所述总接通时间等于所述初始接通时间和延长接通时间的和，其中所述延长接通时间 响应于所述第一信号。在一个优选的实施方案中，所述第一信号是先决条件信号，用于指示对于所述电 源的输入电压的过零是否存在先决条件。在一个优选的实施方案中，如果所述先决条件信号指示所述先决条件不再存在， 或如果所述总接通时间达到过零时间阈值，则所述锁存器被联接以被复位。在一个优选的实施方案中，所述锁存器还被联接以响应于所述驱动逻辑输出信号 而被复位。在一个优选的实施方案中，所述接通时间延长器块被联接以接收过零脉冲信号，所述过零脉冲信号包括代表所述过零时间阈值的时间周期。在一个优选的实施方案中，所述过零检测器响应于所述电源的输入电压小于过零 电压阈值而产生所述第一信号。在一个优选的实施方案中，所述过零检测器响应于流经所述开关的开关电流小于 过零电流阈值而产生所述第一信号。在一个优选的实施方案中，所述过零检测器被联接以产生一个过零信号以指示过 零状况存在，且其中所述驱动逻辑响应于所述过零信号和所述反馈信号产生所述驱动逻辑 输出信号。在一个优选的实施方案中，所述控制器和所述开关被包括在一个集成电路中。在一个优选的实施方案中，所述控制器是用于开关式电源的集成电路控制器。根据本发明的再一方面，提供一种开关式电源，包括开关；能量传递元件，联接 到所述开关，且被联接以响应于输入电压而产生输出；滤波电容器，与所述能量传递元件和 所述开关并联；以及控制器，被联接以响应于所述输入电压而调整所述输出，其中所述控制 器包括过零检测器，被联接以在所述输入电压的过零之前产生第一信号；驱动逻辑，被联 接以响应于代表所述电源的输出的反馈信号而产生一个驱动逻辑输出信号，其中所述驱动 逻辑输出信号代表初始接通时间；以及接通时间延长器块，联接到所述过零检测器和所述 驱动逻辑，以响应于所述驱动逻辑输出信号而产生一个驱动信号，所述驱动信号用于控制 要被联接到所述控制器的一个开关的切换，以从所述滤波电容器移除电荷从而将所述滤波 电容器上的电压下拉，以使得所述滤波电容器上的电压基本遵循所述输入电压的值，其中 所述驱动信号代表所述开关的总接通时间，所述总接通时间等于所述初始接通时间和延长 接通时间的和，其中所述延长接通时间响应于所述第一信号。在一个优选的实施方案中，所述电源还包括一个调光器电路，联接在所述电源的 一个输入与所述能量传递元件之间，以控制将所述输入电压与所述能量传递元件断开以使 所述输入电压变弱的时间的量。在一个优选的实施方案中，所述调光器电路是三端双向可控硅开关调光器电路。在一个优选的实施方案中，所述三端双向可控硅开关调光器电路包括用于保持所 述三端双向可控硅开关调光器电路免于关断的最小维持电流，且其中所述接通时间延长器 块被配置为维持经过所述三端双向可控硅开关调光器电路的电流，以使得经过所述三端双 向可控硅开关调光器电路的电流不落到所述最小维持电流以下。在一个优选的实施方案中，所述电源的输出被联接到包括发光二极管阵列的负载。在一个优选的实施方案中，所述第一信号是先决条件信号，用于指示对于所述电 源的输入电压的过零是否存在先决条件。在一个优选的实施方案中，所述接通时间延长器块被配置为增加所述开关的延长 接通时间，直到所述先决条件信号指示所述先决条件不再存在为止，或直到所述总接通时 间达到过零时间阈值为止。在一个优选的实施方案中，所述接通时间延长器块被联接以接收过零脉冲信号， 所述过零脉冲信号包括代表所述过零时间阈值的时间周期。在一个优选的实施方案中，所述过零检测器响应于所述电源的输入电压小于过零
8电压阈值而产生所述第一信号。在一个优选的实施方案中，所述过零检测器响应于流经所述开关的开关电流小于 过零电流阈值而产生所述第一信号。在一个优选的实施方案中，所述过零检测器被联接以产生一个过零信号以指示过 零状况存在，且其中所述驱动逻辑响应于所述过零信号和所述反馈信号产生所述驱动逻辑 输出信号。在一个优选的实施方案中，所述控制器和所述开关被包括在一个集成电路中。在一个优选的实施方案中，所述控制器是集成电路控制器。


通过下文结合附图的具体实施方式
的描述，将对本发明的上述和其他方面、特征 和优点更为明了，在附图中图1是示出了根据本发明的一个实施方案的一个利用控制器的示例的开关电源 的功能框图。图2A是示出了根据本发明的一个实施方案的图1的开关电源的示例的已整流的 输入电压波形的图。图2B是示出了根据本发明的一个实施方案的图2A的示例的已整流的输入电压波 形的一部分以及相应的过零信号的图。图3是示出了根据本发明的一个实施方案的在连续导电模式(CCM)和不连续导电 模式(DCM)下运行的开关电源的示例开关电流波形的图。图4A是示出了根据本发明的一个实施方案的在DCM下运行的开关电源的一个示 例开关电流波形以及相应的过零信号的图。图4B是示出了根据本发明的一个实施方案的在DCM下运行的开关电源的另一示 例开关电流波形以及相应的过零信号的图。图5是示出了根据本发明的一个实施方案的示例开关电流波形和相应的过零信 号的图。图6是示出了根据本发明的一个实施方案的利用调光器电路和控制器的示例开 关电源的功能框图。图7A是示出了根据本发明的一个实施方案的图6的开关电源的示例的已整流的 输入电压波形的图。图7B是示出了根据本发明的一个实施方案的图7A的示例的已整流的输入电压波 形的一部分以及相应的过零信号的图。图8A是示出了根据本发明的一个实施方案的开关电源的另一个示例的已整流的 输入电压波形的图。图8B是示出了根据本发明的一个实施方案的图8A的示例的已整流的输入电压波 形的一部分以及相应的过零信号的图。图9A是示出了根据本发明的一个实施方案的控制器的功能框图。图9B是示出了根据本发明的一个实施方案的图9A的控制器的接通时间延长器块 的功能框图。
图10是示出了根据本发明的一个实施方案的图9A和图9B的控制器和接通时间 延长器块的信号的各种不同波形的图。在这几幅附图中，相应的附图标记指示了相应的组件。本领域技术人员将理解，图 中的元件仅为简单和清楚而绘出，且不一定是按照比例绘出。例如，图中某些元件的尺寸可 相对于其它元件被放大，以帮助增进对本发明的各个不同实施方案的理解。同样，通常不对 在商业上可行的实施方案中有用的或必须的共同且公知的元件进行描绘，以便使本发明的 各个不同实施方案更少地受到干扰。
具体实施例方式本文公开了对用于照明的LED驱动器进行三端双向可控硅开关调光的非耗散性 集成的泄放器的方法和装置的实施方案。在下文的说明书中，提出了许多具体细节，以提供 对实施方案的透彻理解。然而，相关领域技术人员将理解，此处描述的技术可在缺少一个或 多个具体细节的情况下或使用其他方法、组件、材料等实现。在其他情况下，公知的结构、材 料或操作未被详细示出或描述，以免引起本发明的某些方面模糊。在本申请文件全文中，对“一个实施方案”、“一实施方案”、“一个实施例”或“一实 施例”的引述意味着，关于该实施方案或实施例而描述的结构或特性包括在本发明的至少 一个实施方案中。因此，短语“在一个实施方案中”、“在一实施方案中”、“在一个实施例中，， 或“在一实施例中”在本申请文件全文中各处的出现，并不一定指的是同一个实施方案或实 施例。此外，具体的特征、结构或特性可被结合在一个或多个实施方案或实施例中的任意适 合的组合和/或子组合中。另外，应理解，本文所提供的附图仅为解释目的而提供给本领域 技术人员，且所述附图并不一定按比例绘出。对于开关式电源的某些应用，直流输出电压被感测以确定交流输出电压的过零。 对于发光二极管(LED)的相位调光应用，线路输入电压的过零的持续时间将由电源控制器 感测。对交流输入电压的过零的持续时间的确定，将向该电源控制器指示调光器电路正在 被使用，且因此改变了电源的输出所被调整到的量。对于本发明的实施方案，电源控制器利 用了接通时间延长器，以延长开关的接通时间，这有利于确定线路输入电压的过零。此外，对于利用三端双向可控硅开关的LED相位调光应用，可利用泄放器电路来 从该电源的输入取走额外的电流，以帮助该三端双向可控硅开关调光器电路的三端双向可 控硅开关保持导通。三端双向可控硅开关是一个表现为受控交流开关的半导体组件。换句 话说，它对于交流电压来说表现为一个断开的开关，直到它在控制端子处接收一个使得该 开关闭合的触发信号为止。只要经过该开关的电流保持在被称为维持电流的一个值以上， 该开关就保持闭合。大多数的白炽灯从交流电源获取了太多的电流，以允许三端双向可控 硅开关的可靠的和稳定的运行。然而，由驱动了 LED灯的有效率的电源从交流电源得到的 低电流可能不足以让三端双向可控硅开关在交流线路周期的期望的部分周期中保持导通。 可利用泄放器电路以从电源的输入取走额外的电流以使得三端双向可控硅开关调光器电 路的三端双向可控硅开关保持导通。一般地，泄放器电路在电源控制器的外部。然而，对于 本发明的实施方案，被电源控制器用来延长开关接通时间的接通时间延长器也可被用作泄 放器电路。所述接通时间延长器允许电源中的开关比其预期接通时间保持接通更久。就此 而言，从滤波电容器移除了更多的电荷，且从电源的输入取走了额外的电流。
所述泄放器电路也可被用于功率因数校正(PFC)目的。增加电源的功率因数的一 种方法是利用泄放器电路。开关式电源通常包括一个滤波电容器，该滤波电容器对穿过开 关式电源的开关的高频电流滤波。泄放器电路可有利于滤波电容器的放电，放电帮助将滤 波电容器上的电压下拉，以使得在滤波电容器上的电压基本遵循交流输入电压的正值。就 此而言，泄放器电路帮助建立接近于理想正弦波形且同时与交流源电压同相的输入电流波 形。然而，对于许多应用，泄放器电路通常是在电源控制器的集成电路外部的电路。通常，泄 放器电路是用联接在电源的输入处的一个电阻器来实现的。此技术方案可能是不理想的， 因为泄放器电路将耗散能量(以热的形式)，并且要求使用额外的组件，对成本和效率造成 不利影响。然而，对于本发明的实施方案，被电源控制器用来延长开关接通时间的接通时间 延长器也可被用作泄放器电路。通过将开关的接通时间延长超过预期的接通时间，从滤波 电容器移除了更多的电荷，且滤波电容器上的电压基本遵循交流输入电压的正值。此外，交流输入电压通常是用常规控制器的集成电路外部的电路来直接感测的。 感测的交流输入电压可由常规控制器在专用于接收感测的交流输入电压的一个端子处或 在执行多个功能的另一个端子处接收。然而，附加的端子对于开关式电源的常规控制器来 说，是不想要的成本和尺寸。常规控制器的集成电路外部的电路也为开关式电源增加了成 本。利用本发明的实施方案，可以通过使用经过开关式电源的开关的电流，来间接地感测输 入电压。结果，将已经用作开关的一端的端子也用来间接感测交流输入电压，将不再需要专 用于仅感测交流输入电压的端子，也将不再需要用于感测交流输入电压的外部电路。首先参见图1，示出了示例开关电源100的功能框图，该示例开关电源100包括 交流输入电压VAe102，桥式整流器104，已整流的电压Vkect 106，能量传递元件Tl 108，能量 传递元件Tl 108的初级绕组110，能量传递元件Tl 108的次级绕组112，开关Sl 114，输入 返回116，箝位电路118，滤波电容器CF120，整流器Dl 122，输出电容器Cl 124，输出量U。， 输出电压V。，输出电流I。，反馈电路128，反馈信号Ufb 130，控制器138，驱动信号140，电流 感测输入信号142，以及开关电流Id 144。同样在图1中示出了的是联接到开关电源100的 负载126。在图1中示出的示例开关电源100 —般被配置为回扫式调整器，该回扫式调整器 是可受益于本发明的教导的开关电源拓扑结构的一个实施例。然而，应理解，开关电源调整 器的其他已知拓扑结构和配置也可受益于本发明的教导。开关电源100从一个未稳定的(unregulated)输入电压向负载1 提供输出功 率。在一个实施例中，输入电压是交流输入电压Va。102。在另一个实施例中，输入电压是已 整流的交流输入电压，诸如已整流的电压Vkect 106。如所示，桥式整流器104接收交流输入 电压Vac 102，并产生已整流的电压Vkect106。所述桥式整流器104还被联接到能量传递元 件Tl 108。在本发明的某些实施方案中，能量传递元件Tl 108可以是耦合的电感器。在其 他实施方案中，能量传递元件Tl 108可以是变压器。在图1的实施例中，能量传递元件Tl 108包括两个绕组，一个初级绕组110和一个次级绕组112。然而，应理解能量传递元件Tl 108可具有多于两个绕组。所述初级绕组110还被联接到开关S1114，开关Sl 114然后进 一步被联接到输入返回116。在一个实施方案中，开关Sl 114可以是一个晶体管，诸如金 属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。在另一个实施例中，控制器138可用单片集成电 路实现，或用分立电子组件实现，或用单片集成电路和分立的电子组件的组合实现。控制器 138和开关Sl 114可形成集成电路146的一部分，且可被制造为混合的或单片的集成电路。
另外，箝位电路118在图1的实施方案中被示为与能量传递元件Tl 108的初级绕 组110并联。滤波电容器CF120可与初级绕组110和开关Sl 114并联。换句话说，滤波电 容器Cf120可联接到桥式整流器104和输入返回116。能量传递元件Tl 108的次级绕组 112被联接到整流器Dl 122。在图1的实施例中，整流器Dl 122被例示为二极管。然而， 在某些实施方案中，整流器Dl 122可以是一个晶体管，被用作同步整流器。输出电容器Cl IM和负载1 在图1中均被示为联接到整流器Dl 122。一个输出被提供给负载126，且可 被提供为稳定输出电压％、稳定输出电流Itj或两者的组合。开关式电源100还包括用于稳定输出的电路，所述输出被例示为输出量队。一般 地，稳定输出量^可以是输出电压Vtj、输出电流Itj或两者的组合。反馈电路1 被连接，以 感测开关式电源的输出量^并且产生反馈信号Ufb130。在其他实施方案中，反馈信号Ufb130 可从对变压器输入侧的代表了输出量^的一个或多个量的感测中获得。反馈电路1 还 被连接到控制器138的一个端子，从而使得该控制器138接收反馈信号Ufb130。控制器138 还包括用于接收电流感测输入信号142的端子。电流感测输入信号142代表了在开关Sl 114中的开关电流Id144。此外，开关Sl 114从控制器138接收驱动信号140。在运行中，图1的开关电源100从一个未稳定的输入一诸如交流输入电压 VAC102-将输出功率提供给负载126。交流输入电压VAC102被桥式整流器104所接收，并且 产生已整流的电压Vkect106。滤波电容器Cf120对来自开关Sl 114的高频电流滤波。对于 其他应用，滤波电容器Cf120可以足够大，以使得直流电压被施加到能量传递元件Tl 108。 然而对于具有功率因数校正(PFC)的电源，可利用小的滤波电容器CF120，以允许施加到能 量传递元件Tl 108的电压基本遵循已整流的电压Vkect106。就此而言，滤波电容器(^120的 值可被选择，以使得滤波电容器Cf120上的电压在输入线路电压的每个半线路循环期间达 到基本为零。或者换句话说，滤波电容器(^120上的电压基本遵循交流输入电压VAC102的正 值。作为结果，过零状况可被控制器138检测到。此外，如将进一步讨论的，由控制器138利 用的接通时间延长器将更多的电荷从滤波电容器CF120移除。作为结果，滤波电容器(^120 的放电帮助将初级绕组110处的电压下拉，这可帮助控制器138检测交流输入电压Vac102 的过零。开关电源100利用能量传递元件Tl 108来在初级绕组110和次级绕组112之间 传递电压。箝位电路118被联接到初级绕组110，以限制开关Sl 114上的最大电压。开关 Sl 114响应于驱动信号140而被断开和闭合。众所周知，闭合的开关可以传导电流且被认 为接通，而断开的开关不能传导电流且被认为关断。在一些实施方案中，开关S1114可以 是晶体管，且开关Sl 114和控制器138可形成集成电路146的一部分。在运行中，开关Sl 114的切换在整流器Dl 122处产生了脉动电流。整流器Dl 122中的脉动电流被输出电容 器Cl 124滤波，以在负载1 处产生基本恒定的输出电压V。、输出电流Iq或两者的组合。 在一些实施方案中，负载1 是LED阵列。反馈电路128感测电源100的输出量U。，以将反馈信号^130提供给控制器138。 反馈信号UFB130可以是电压信号或是电流信号，且将关于输出量^的信息提供给控制器 138。此外，控制器138接收电流感测输入信号142，该信号142中继了开关Sl 114中的开 关电流Id144。可用多种方式感测开关电流Id144，例如分立电阻器两端的电压，或当晶体管 导通时在该晶体管两端的电压。控制器138利用了由电流感测输入信号142所指示的开关
12电流ID144，来确定交流输入电压Vac102的过零。如下文将进一步详述，控制器138然后产 生代表了有关交流输入电压Va。102的过零的信息的过零信号。此外，如下文将进一步详述， 控制器138利用开关Sl 114的接通时间延长器，以确定交流输入电压VAC102何时处于过零 状况。该过零信号可被用于校准控制器的内部频率，或确定何时利用相位调光器电路。控制器138输出一个驱动信号140，以响应于各种不同的系统输入来操作开关Sl 114，从而将输出量U。基本调整到理想值。在一个实施方案中，驱动信号140可以是具有可 变长度的逻辑高区段和逻辑低区段的矩形脉冲波形，其中逻辑高值对应于闭合开关，而逻 辑低值对应于断开开关。在另一个实施方案中，驱动信号140可由基本固定长度的逻辑高 (或接通)脉冲组成，且驱动信号140可以是通过改变每振荡器循环数的接通脉冲数来调整 的。接下来参见图2A，图1的开关电源的已整流的电压Vkect106的示例波形图被示为 包括半线路循环202、过零电压阈值204、峰值电压VP205以及VKKT106的一部分206。图 2B示出了示例已整流的电压Vkect106的所述部分206，以及相应的过零信号208。一般地，交流输入电压VAC102是正弦波形，其中交流输入电压VAC102的周期称为一 个全线路循环。数学地表达为VAC(t) =νρ8 ^2π ^)。其中VP205是交流输入电压Vac102 的峰值电压，而4是线路输入电压的频率。或者换句话说，&是交流输入电压VA。102的线 路频率。应理解，全线路循环是线路频率&的倒数，或数学地表达为全线路循环=l/fLO 如上所述，当到桥式整流器104的输入是交流输入电压Vac102时，已整流的电压Vkect106是 桥式整流器104的总的输出(resultantoutput)。对于图2A中所示的示例已整流的电压 VKECT106，桥式整流器104已转换了交流输入电压Vac102，以使得桥式整流器104的输出是正 值，或者数学地表达为=Vkect= Vac| = VPsin(2JifLt) U作为结果，已整流的电压VKECT106 重复每个半线路循环202。图2A还示出了过零电压阈值Vzc204。对于一些实施方案，过零 电压阈值Vze204基本等于0。对于其他实施方案，过零电压阈值Vze204基本是已整流的电压 Veect 106的峰值电压VP205的五分之一。例如，如果已整流的电压Vkect106的峰值电压Vp205 是基本等于125V，则过零电压阈值Vzc204基本等于25V。在另一个实施方案中，过零电压阈 值Vze204基本是已整流的电压VKEeT106的峰值电压VP205的四分之一。应理解，随着过零电 压阈值Vzc204的值更为接近零电压，过零信号208就更为精确。然而，已整流的电压Vkect106 的值越接近零电压，对于控制器138的实施方案来说感测已整流的电压Vkect106的值可能 就越困难。具体地，当已整流的电压VKECT106处于或接近于零电压时，控制器138通过由电 流感测输入信号142提供的开关电流Id 144来感测已整流的电压Vkect106的值可能有些困 难。就此而言，控制器138的实施方案对于过零电压阈值％。204可具有非零值，以允许当已 整流的电压Vkect106处于或接近于零电压时感测过零状况。此外，已整流的电压Vkect106不 能达到零，部分地是由于滤波电容器Cf120的选定值。图2B示出了示例已整流的电压VKEeT106的所述部分206和相应的过零信号208。 控制器138感测交流输入电压VAe102和已整流的电压Vkect106的值，以产生过零信号208。 当已整流的电压Vkect106低于过零电压阈值Vzc204时，过零信号208改变到一个状态，该状 态指示存在一个过零状况。过零信号208 —直维持该状态，直到已整流的电压Vkect106大于 过零电压阈值Vzc204为止。对于图2B中示出的实施例，过零信号208是具有逻辑高区段和 逻辑低区段的矩形脉冲波形。当已整流的电压VKECT106小于过零电压阈值Vzc204时，过零信号208的值是逻辑高。当已整流的电压VKECT106大于过零电压阈值Vzc204时，过零信号 208的值是逻辑低。过零信号208指示过零状况存在的时间长度，被表示为过零脉冲宽度 Tz210。对于图2Β中所示的实施例，过零脉冲宽度Tz表示了当过零信号208为逻辑高时的 时间长度。图2Α中示出的已整流的电压Vkect106是具有正值的交流输入电压VAC102，或者 数学地表达为VKECT= Vac = Vpsin (2 π fLt) U其间已整流的电压VKECT106的值在零电 压附近的时间对应于何时交流输入电压Vac102的值接近于和零电压相交，因此有此术语 “过零”。换句话说，检测已整流的电压VKECT106何时在零电压附近，相当于检测交流输入 电压VAC102何时与零电压相交。如图2B中所示，当已整流的电压VKECT106小于过零电压 阈值Vzc204时，过零信号208脉冲为高，以给控制器138指示过零状况。换句话说，当-Vzc <VAC(t) < Vz。时，过零信号208脉冲为高，以指示过零状况。对于本发明的实施方案，控制 器138利用开关S1114的接通时间延长器来确定交流输入电压Vac102的过零。图3中示出了各种不同运行模式的开关电流。图1的开关式电源的示例开关电 流波形的图被示为包括开关周期Ts304，开关接通时间tQN306，开关关断时间tQFF308，梯形 310和三角形312。图3示出了，当该控制器在连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM) 下运行时，开关电流Id302的关于时间的大致波形。开关电流Id302的大致波形表示了图1 中所示的开关电流Id144的实施例。在任意开关周期1^304期间，开关S1114可响应于来自控制器138的驱动信号140 而导通，以稳定输出量U。。开关周期1^304可被分成两个时间区段开关接通时间tQN306和 开关关断时间t.308。开关接通时间tw306表示了开关周期Ts304中开关S1114可导通的 部分。开关关断时间t.308表示了开关周期1^304中的其余的当开关Sl 114不能导通时 的部分。图3的电流波形示出了两种基础运行模式。梯形310是连续导电模式(CCM)的特 征，而三角形312是不连续导电模式(DCM)的特征。在CCM期间，在开关接通时间tQN306开 始之后，开关电流Id302立即基本为非零。在DCM，开关电流Id302在开关接通时间tw306开 始之后立即基本为零。在开关关断时间t.308期间，开关电流Id302对于CCM和DCM都基 本为零。根据本发明的实施方案的开关电源100可在CCM或DCM下运行。接下来参见图4A，示例开关电流波形和总的过零信号432的图被示为包括开关 电流Id144、限流阈值Ium402，过零电流阈值Izc404，开关循环T_2406至Τ8426，以及过零脉冲 宽度Τζ434。图4Α展示了当电源100在不连续导电模式(DCM)下运行时，开关电流ID144随 着时间推移的大致波形的一个实施例。一般地，从!^‘(^至！^沈的每个开关循环具有一个 开关周期1^304。在本发明的某些实施方案中，开关周期Ts304可以是恒定的时间长度。在 本发明的其他实施方案中，控制器138可改变开关周期1^304的长度。在本发明的其他实施
方案中，开关周期Ts304(且因此开关频率fs，其中人=γ)和预期的开关接通时间tQN306
均在一个半线路循环202中被维持恒定。对于本发明的实施方案，控制器138利用开关S 1114的接通时间延长器来确定交 流输入电压VAe102何时与零电压相交。图4A示出了在从T_2406至T8426的几个开关循环 上的开关电流ID144的实施例。限流阈值IUM402确定了开关Sl 114允许的最大电流。如 果开关电流ID144达到了限流阈值IUM402，则开关Sl 114在开关循环的剩余部分关断。当到某一段时间结束时，开关电流Id144还没有达到过零电流阈值IUM404，则如下文结合图5 所进一步讨论的，可存在可能的过零状况。应理解，N是，在确定过零状况确实存在并且过零信号432从指示无过零状况的状 态改变到指示有过零状况的状态之前，被控制器138检测作为可能的过零状况的连续的开 关循环的数量。此外，当过零信号432正在指示过零状况存在时，该控制器等待N个连续的 开关循环，以允许控制器138决定过零状况不存在，然后控制器138改变过零信号432的状 态以指示无过零状况。控制器138可等待这N个连续的开关循环，以考虑可导致过零状况误 检测的任何噪声。例如，如果N等于4 (如图4B中所示)，则当可能的过零状况在四个连续 的开关循环发生时，控制器138确定过零状况存在。在另一个实施例中，如果N等于1 (如 图4A中所示)，则控制器138在初次发生可能的过零状况时就确定过零状况存在。N的值 可部分地根据电源100的输入处的预期噪声量来确定。N的值越低，则控制器138就越快地 确定过零状况是存在还是不存在，但对过零状况的确定会更易受电源100的输入处的噪声 的影响。就此而言，过零信号432可错误地指示交流输入电压Va。102的过零状况存在，或错 误地指示交流输入电压Va。102的过零状况不存在。然而，N值不应大到使得控制器138不 能检测过零状况的存在，因为在达到该N值之前，已整流的电压Vkect106已落至过零电压阈 值Vzc204之下然后升至过零电压阈值Vzc204之上。在一个实施方案中，过零信号432的逻辑低值指示了无过零状况存在，而过零信 号432的逻辑高值指示了有过零状况存在。在另一个实施方案中，过零信号432的逻辑高 值指示了无过零状况存在，而过零信号432的逻辑低值指示了有过零状况存在。对于图4A中所示的实施例，N等于1，且控制器138在初次发生可能的过零状况 时就确定过零状况存在，并且在同一个开关循环期间就改变过零信号432的状态。在图4A 的实施例中，当开关S1114关断且开关电流Id144落至零电流时，过零信号432改变到指示 过零状况的状态。在开关循环1^406,1^408和1^410，开关电流ID144超过了过零电流阈值 Izc404，且因此，控制器138没有检测到过零状况。对于图4A的实施例，当不存在过零状况 时，过零信号432是逻辑低值。然而，在开关循环1\412，开关电流Id144在某一段时间内未 达到过零电流阈值Izc404。由于在图4A的实施例中N等于1，所以控制器138确定对于交 流输入电压AV102存在过零状况。作为结果，过零信号432在开关循环 \412期间改变到 指示过零状况的状态。对于开关循环Τ2414到Τ6422，开关电流ID144始终未达到过零电流阈值Izc404，控 制器138确定交流输入电压Va。102的过零状况继续存在。作为结果，过零信号432保持在 逻辑高值。在开关循环T7424，开关电流Id144超过了过零电流阈值Izc404，控制器138确定 无过零状况存在。由于N等于1，所以过零信号432在开关循环T74M期间变到逻辑低值。 对于图4A的实施例，当开关S1114在开关循环T74M期间关断且开关电流ID144落到零电流 时，过零信号432改变到指示了无过零状况的一个状态。如图4A所示，过零脉冲宽度Tz434 是过零信号432指示了过零状况的时间的长度。接下来参见图4Β，开关电流波形和总的过零信号432的另一图被示为包括开关 电流Id144，限流阈值Ium402，过零电流阈值Izc404，开关循环T。410至Τ1(1430，过零脉冲宽度 Τz434，以及延迟时间tx436。图4B展示了，当电源100在DCM下运行时，开关电流ID144随着 时间推移的大致波形的一个实施例。图4B还示出了与图4A所示的相同的开关电流Id144，然而，对于图4B来说，N等于4，且图4B示出了开关循环Ttl至Tltl (而不是如图4A中所示的 开关循环T_2至T8)。控制器138在可能的过零状况之后等待四个连续的开关循环，然后确 定过零状况确实存在，且过零信号432改变状态以指示过零状况。此外，当过零信号432指 示过零状况存在时，控制器138等待4个连续的无过零状况的开关循环，然后控制器138改 变过零信号432的状态以指示无过零状况。控制器138等待4个连续的开关循环，以考虑 响起的任何噪声，并且保证过零状况确实存在。虽然图4Β将N示为等于4，但N可以是任何 正整数。然而，N值不应大到使得控制器138不能检测过零状况的存在，因为在达到该N值 之前，开关电流Id144已落至过零电流阈值Izc404之下然后升至过零电流阈值Izc404之上。在开关循环TJ10，开关电流Id144超过了过零电流阈值Ize404，结果是，控制器 138未确定过零状况存在，过零信号432维持在逻辑低值。在开关循环 \412期间，开关电 流Id144在一定量的时间内未达到过零电流阈值Izc404，从而控制器138确定可能的过零 状况存在，然而，过零信号432仍然维持在逻辑低值，因为控制器138在确定过零状况存在 之前要等待可能的过零状况的四个连续的开关循环。从图4B的实施例可知，对于开关循环 T2414到T4418，开关电流Id144也在一定量的时间内未达到过零电流阈值Izc404。开关循环 T4418是可能的过零状况存在的第四个连续的开关循环。就此而言，控制器138确定对于交 流输入电压Va。102确实存在过零状况，过零信号432改变到指示过零状况存在的状态。对于图4B中所示的实施例，过零信号432从逻辑低值转变到逻辑高值。然而，过 零信号432直到延迟时间tx436的结束才转变到逻辑高值。延迟时间tx436指示了在控制 器138确定过零状况确实存在和控制器138更新过零信号432之间的时间长度。在一个实 施方案中，更新过零信号的延迟时间、436可由实现数量N所用的滤波器而引起。在另一个 实施方案中，延迟时间tx436可将过零信号432的更新一直延迟到下一个开关循环。参见 图4A，延迟时间、436基本等于0。对于本发明的实施方案，可优选延迟时间tx436为0。然 而，控制器138的包括了延迟时间tx436为0的实施方案可能需要额外的电路(未示出)。 因此，控制器138的某些实施方案可包括非零延迟时间tx436，以减少成本和/或电路复杂 度。对于开关循环T5420和T6422，开关电流ID144仍然未达到过零电流阈值Izc404，从 而控制器确定交流输入电压VA。102的过零状况继续存在，且过零信号432保持在逻辑高值。 在开关循环T7424，开关电流ID144在某一段时间内超过了过零电流阈值Izc404，这指示着 交流输入电压AV102的过零状况可能不再存在，然而，控制器138等待开关电流Id144指示 过零状况可能不再存在的4个连续的开关循环，然后确定交流输入电压Va。102不再处于过 零状况。对于开关循环14 到T1(l430，开关电流Id144在某一段时间内超过了过零电流阈 值Ize404。开关循环T1(l430是过零状况可能不再存在的第四个连续的开关循环，从而控制 器138确定过零状况不存在。作为结果，过零信号432改变到指示无过零状况存在的状态。 然而，过零信号432直到延迟时间tx436的结束才转变到逻辑低值。延迟时间tx436指示了 在控制器138确定过零状况不存在和控制器138更新过零信号432之间的时间长度。在又 一实施方案中，延迟时间tx436可将过零信号432的更新一直延迟到下一个开关循环。如 图4B所示，过零脉冲宽度Tz434是过零信号432指示过零状况存在的时间长度。接下来参见图5，示例开关电流波形和总的过零信号532的另一图被示为包括开 关电流Id144，过零电流阈值Izc504，过零时间阈值tzc506，开关循环TM508至TM+3514，以及过零脉冲宽度Tz434。此外，在每个开关循环Τμ508至Τμ+3514期间，存在开关S1114的接通 时间tw和延长接通时间twx。一般地，每个开关循环Tm508至Tm+3514均具有一个开关周期 Ts304。在本发明的一些实施方案中，开关周期Ts304可以是恒定的时间长度。在本发明的 其他实施方案中，控制器138可改变开关周期Ts304的长度。对于图5中所示的示例过零 信号532，N值是2，且延迟时间tx是基本等于0。在本发明的一个实施方案中，控制器138利用开关Sl 114的接通时间延长器来为 交流输入电压Va。102确定是否存在过零状况。如将进一步讨论的，控制器138也将开关Sl 114的接通时间延长器作为非耗散性的集成泄放器电路来利用。当开关电流Id144在过零 时间阈值tzc506之内未达到过零电流阈值Izc504时，控制器138确定过零状况存在。当开 关电流Id144在开关S1144的最初的接通时间内未达到过零电流阈值Izc504时，控制器 138将接通时间tQN延长，直到过零电流阈值Izc504已达到为止或直到延长接通时间t-达 到过零时间阈值tzc506为止。接通时间〖 被延长的时间量被称为延长接通时间t·。对于 某些实施方案，过零时间阈值tze506基本等于5 μ S。当选择过零时间阈值tze506的值时，过 零时间阈值tzc506应该长于最小的预期的接通时间tQN，但不显著长于开关周期Ts304。一 般地，控制器138可以用过零时间阈值tzc506的更大的值来更准确地感测开关电流Id144。在开关循环Tm508，开关电流Id144在开关Sl 114的最初的接通时间tQN内未达到 过零电流阈值Ize504。开关Sl 114并没有关断，而是保持接通，且该开关的接通时间^被 延长，直到开关电流Id144达到过零电流阈值Ize504为止或直到总共的接通时间(也即，接 通时间和延长接通时间twx的和)达到过零时间阈值tze506为止。对于开关循环Tm508， 接通时间被延长了延长接通时间t·，然而，开关电流Id144在接通时间和延长接通 时间tQNX的和达到过零时间阈值tzc506之前就达到了过零电流阈值Izc504。作为结果，当 开关电流Id144达到过零电流阈值Izc504时，开关Sl 114被关断，且开关电流ID144下降到 基本为零。控制器138未检测到过零状况，且作为结果，过零信号532指示无过零状况。在开关循环Tm+1510，开关电流Id144在最初的接通时间内未达到过零电流阈值 Izc504，且控制器138将该接通时间tQN延长了延长接通时间tQNX。如所示，开关电流Id144 在延长接通时间tQNX期间达到了过零电流阈值Izc504。不同于开关循环Tm508，当接通时间 t0N和延长接通时间t·的和基本等于过零时间阈值tzc506时，开关电流Id144达到过零电 流阈值Iz。504。控制器138未检测到过零状况，过零信号532保持在逻辑低值。在开关循环Tm+2512，开关电流Id144在最初的接通时间内未达到过零电流阈值 Izc504，且控制器138将该接通时间tQN延长了延长接通时间tQNX。如上所述，当延长接通时 间tQNX达到过零时间阈值tze506且开关电流Id144低于过零电流阈值Izc504时，控制器138 将开关S1114关断。在图5所示的实施例中，开关电流Id144在最初的接通时间内未达 到过零电流阈值Izc504，且控制器138延长了开关Sl 114的接通时间。接通时间tQN被延 长，直到开关电流Id144达到过零电流阈值Ize504为止或直到延长接通时间t·达到过零 时间阈值tze506为止。对于开关循环TM+2512，在开关电流144达到过零电流阈值Izc504之 前，延长接通时间tQNX达到过零时间阈值tzc506。作为结果，控制器138确定可存在可能的 过零状况。然而，过零信号532不改变状态，因为控制器138在确定过零状况存在之前要等 待两个连续的可能的过零状况的开关循环。在开关循环Tm+3514，开关电流Id144再次在最初的接通时间tQN内未达到过零电流阈值Izc504，且控制器138将该接通时间tw延长了延长接通时间t·。与开关循环Tm+2512 相似，开关电流Id144在延长接通时间tQNX达到过零时间阈值tzc506之前未达到过零电流阈 值Izc504。因此，开关循环TM+3514是具有可能的过零状况的第二个连续的开关循环。作为 结果，控制器138确定过零状况存在，过零信号532改变状态。过零电流阈值Ize504和过零时间阈值tze506被选择以对应于过零电压阈值 Vzc204o如上所述，当开关电流Id144直到过零时间阈值tzc506时仍未达到过零电流阈值 Izc504时，控制器138检测过零状况。过零电流阈值Izc504和过零时间阈值tze506被固定， 以使得过零状况对应于已整流的电压Vkect106的落在过零电压阈值Vzc204之下的值。换句 话说，过零电流阈值Izc504和过零时间阈值、。506被固定，以使得过零状况对应于交流输入 电压Vac102的落在正的过零电压阈值Vzc204和负的过零电压阈值Vzc204之间的值，或者数 学地表达为-Vzc < Vac ⑴ < Vzc。当开关Sl 114接通时，开关Sl 114的电压和电流之间的关系可被表示为 T"、 T di(t)
{t)= Pdt其中lP是初级绕组110的电感。对于在DCM下运行的电源100，在任何开关
τ /■τ ^ PFA JC
循环期间，这一关系均可被进一步表达为其中Ipeak是开关电流Id144的峰
1ON 9
值。然而，在一个开关循环中，Va。的值可被认为是恒定的，因为接通时间tw相对于输入电 压VA。102的周期较小。如上所述，当开关Sl 114在DCM下处于接通时，利用开关Sl 114的 电压和电流之间的关系，过零电流阈值Izc504和过零时间阈值tzc506被固定，且可被选择以
对应于过零电压阈值Vzc204，或数学地表达为-Jrzc 、1 予。
tZC开关Sl 114接通越久，就有越多的电荷从滤波电容器CF120被移除。因此，与不具 有接通时间延长器的控制器相比，被控制器138用来确定过零时间阈值tzc506的接通时间 延长器可以从滤波电容器CF120移除更多的电荷。作为结果，滤波电容器(^120的放电帮助 将初级绕组110处的电压下拉，这可帮助控制器138进行功率因数校正(PFC)和检测交流 输入电压VAC102的过零。如上所述，在常规开关电源中提供了泄放器电路以利于电源100 的滤波电容器Cf120的放电，并且帮助将能量传递元件T1108的初级绕组110处的电压下 拉。然而，常规的泄放器电路通常是在集成电路控制器的外部。在控制器138的集成电路 146的外部的电路可对开关式电源增加不想要的成本。此外，通常的泄放器电路(也即电阻 器)以热的形式耗散能量，并且降低开关式电源的效率。由控制器138利用的接通时间延 长器为电源100提供了一个和控制器138集成在一起的泄放器电路。因此，接通时间延长 器块904在本文中可被称为控制器138内部(也即，集成在其内)的泄放器电路。此外，由 于所述接通时间延长器允许更多的电路流过初级绕组，因此本来会被常规泄放器耗散的能 量被传递到电源100的输出。就此而言，由控制器138利用的接通时间延长器作用为一个
非耗散性泄放器电路。此外，当开关周期Ts304(且因此开关频率&，其中Zs=*)和预期
的开关接通时间tQN对于一个半线路循环202为恒定时，控制器138的接通时间延长器也允 许自适应泄放，因为延长接通时间twx的值可以变化。如上所述，对于在DCM下运行的电源100，在开关Sl 114的电压和电流之间的关系可被表示为
权利要求
1.一种用于开关式电源的控制器，所述控制器包括过零检测器，被联接以在所述电源的输入电压的过零之前产生第一信号；驱动逻辑，被联接以响应于代表所述电源的输出的反馈信号而产生一个驱动逻辑输出 信号，其中所述驱动逻辑输出信号代表初始接通时间；以及接通时间延长器决，联接到所述过零检测器和所述驱动逻辑，以响应于所述驱动逻辑 输出信号而产生一个驱动信号，所述驱动信号用于控制要被联接到所述控制器的一个开关 的切换以从所述电源的滤波电容器移除电荷，其中所述驱动信号代表所述开关的总接通时 间，所述总接通时间等于所述初始接通时间和延长接通时间的和，其中所述延长接通时间 响应于所述第一信号。
2.根据权利要求1所述的控制器，其中所述第一信号是先决条件信号，用于指示对于 所述电源的输入电压的过零是否存在先决条件。
3.根据权利要求2所述的控制器，其中所述接通时间延长器块被配置为增加所述开关 的延长接通时间，直到所述先决条件信号指示所述先决条件不再存在为止，或直到所述总 接通时间达到过零时间阈值为止。
4.根据权利要求3所述的控制器，其中所述接通时间延长器块被联接以接收过零脉冲 信号，所述过零脉冲信号包括代表所述过零时间阈值的时间周期。
5.根据权利要求1所述的控制器，其中所述过零检测器响应于所述电源的输入电压小 于过零电压阈值而产生所述第一信号。
6.根据权利要求1所述的控制器，其中所述过零检测器响应于流经所述开关的开关电 流小于过零电流阈值而产生所述第一信号。
7.根据权利要求1所述的控制器，其中所述过零检测器被联接以产生一个过零信号以 指示过零状况存在，且其中所述驱动逻辑响应于所述过零信号和所述反馈信号产生所述驱 动逻辑输出信号。
8.根据权利要求1所述的控制器，其中所述控制器和所述开关被包括在一个集成电路中。
9.根据权利要求1所述的控制器，其中所述控制器是用于开关式电源的集成电路控制器。
10.一种用于开关式电源的控制器，所述控制器包括过零检测器，被联接以在所述电源的输入电压的过零之前产生第一信号；驱动逻辑，被联接以响应于代表所述电源的输出的反馈信号而产生一个驱动逻辑输出 信号，其中所述驱动逻辑输出信号代表初始接通时间；以及接通时间延长器块，具有一个锁存器以产生一个驱动信号来控制包括在所述电源中的 所述开关的切换，其中所述锁存器被联接以响应于所述驱动逻辑输出信号而被置位，且其 中所述驱动信号用于控制要被联接到所述控制器的一个开关的切换以从所述电源的滤波 电容器移除电荷，其中所述驱动信号代表所述开关的总接通时间，所述总接通时间等于所 述初始接通时间和延长接通时间的和，其中所述延长接通时间响应于所述第一信号。
11.根据权利要求10所述的控制器，其中所述第一信号是先决条件信号，用于指示对 于所述电源的输入电压的过零是否存在先决条件。
12.根据权利要求11所述的控制器，其中如果所述先决条件信号指示所述先决条件不再存在，或如果所述总接通时间达到过零时间阈值，则所述锁存器被联接以被复位。
13.根据权利要求12所述的控制器，其中所述锁存器还被联接以响应于所述驱动逻辑 输出信号而被复位。
14.根据权利要求10所述的控制器，其中所述接通时间延长器块被联接以接收过零脉 冲信号，所述过零脉冲信号包括代表所述过零时间阈值的时间周期。
15.根据权利要求10所述的控制器，其中所述过零检测器响应于所述电源的输入电压 小于过零电压阈值而产生所述第一信号。
16.根据权利要求10所述的控制器，其中所述过零检测器响应于流经所述开关的开关 电流小于过零电流阈值而产生所述第一信号。
17.根据权利要求10所述的控制器，其中所述过零检测器被联接以产生一个过零信号 以指示过零状况存在，且其中所述驱动逻辑响应于所述过零信号和所述反馈信号产生所述 驱动逻辑输出信号。
18.根据权利要求10所述的控制器，其中所述控制器和所述开关被包括在一个集成电路中。
19.根据权利要求10所述的控制器，其中所述控制器是用于开关式电源的集成电路控 制器。
20.一种开关式电源，包括 开关；能量传递元件，联接到所述开关，且被联接以响应于输入电压而产生输出； 滤波电容器，与所述能量传递元件和所述开关并联；以及 控制器，被联接以响应于所述输入电压而调整所述输出，其中所述控制器包括 过零检测器，被联接以在所述输入电压的过零之前产生第一信号； 驱动逻辑，被联接以响应于代表所述电源的输出的反馈信号而产生一个驱动逻辑输出 信号，其中所述驱动逻辑输出信号代表初始接通时间；以及接通时间延长器块，联接到所述过零检测器和所述驱动逻辑，以响应于所述驱动逻辑 输出信号而产生一个驱动信号，所述驱动信号用于控制要被联接到所述控制器的一个开关 的切换，以从所述滤波电容器移除电荷从而将所述滤波电容器上的电压下拉，以使得所述 滤波电容器上的电压基本遵循所述输入电压的值，其中所述驱动信号代表所述开关的总接 通时间，所述总接通时间等于所述初始接通时间和延长接通时间的和，其中所述延长接通 时间响应于所述第一信号。
21.根据权利要求20所述的电源，还包括一个调光器电路，联接在所述电源的一个输 入与所述能量传递元件之间，以控制将所述输入电压与所述能量传递元件断开以使所述输 入电压变弱的时间的量。
22.根据权利要求21所述的电源，其中所述调光器电路是三端双向可控硅开关调光器 电路。
23.根据权利要求22所述的电源，其中所述三端双向可控硅开关调光器电路包括用于 保持所述三端双向可控硅开关调光器电路免于关断的最小维持电流，且其中所述接通时间 延长器块被配置为维持经过所述三端双向可控硅开关调光器电路的电流，以使得经过所述 三端双向可控硅开关调光器电路的电流不落到所述最小维持电流以下。
24.根据权利要求20所述的电源，其中所述电源的输出被联接到包括发光二极管阵列 的负载。
25.根据权利要求20所述的电源，其中所述第一信号是先决条件信号，用于指示对于 所述电源的输入电压的过零是否存在先决条件。
26.根据权利要求25所述的电源，其中所述接通时间延长器块被配置为增加所述开关 的延长接通时间，直到所述先决条件信号指示所述先决条件不再存在为止，或直到所述总 接通时间达到过零时间阈值为止。
27.根据权利要求20所述的电源，其中所述接通时间延长器块被联接以接收过零脉冲 信号，所述过零脉冲信号包括代表所述过零时间阈值的时间周期。
28.根据权利要求20所述的电源，其中所述过零检测器响应于所述电源的输入电压小 于过零电压阈值而产生所述第一信号。
29.根据权利要求20所述的电源，其中所述过零检测器响应于流经所述开关的开关电 流小于过零电流阈值而产生所述第一信号。
30.根据权利要求20所述的电源，其中所述过零检测器被联接以产生一个过零信号以 指示过零状况存在，且其中所述驱动逻辑响应于所述过零信号和所述反馈信号产生所述驱 动逻辑输出信号。
31.根据权利要求20所述的电源，其中所述控制器和所述开关被包括在一个集成电路中。
32.根据权利要求20所述的电源，其中所述控制器是集成电路控制器。
全文摘要
一种用于开关式电源的控制器，包括过零检测器、驱动逻辑和接通时间延长器块。过零检测器被联接以在电源的输入电压的过零之前产生第一信号。驱动逻辑响应于反馈信号而产生一个驱动逻辑输出信号，其中所述驱动逻辑输出信号代表初始接通时间。所述接通时间延长器块联接到过零检测器和驱动逻辑，以响应于驱动逻辑输出信号产生一个驱动信号。驱动信号控制一个开关的切换以从电源的滤波电容器移除电荷。驱动信号代表开关的总接通时间，总接通时间等于初始接通时间和延长接通时间的和，其中所述延长接通时间响应于所述第一信号。
文档编号H05B37/02GK102148577SQ201110035279
公开日2011年8月10日 申请日期2011年2月9日 优先权日2010年2月9日
发明者M·毛, T·帕斯通, Y·迦诺基 申请人:电力集成公司