控制器集成电路的制作方法

文档序号:16465804发布日期:2019-01-02 22:47阅读:459来源:国知局
控制器集成电路的制作方法

本实用新型整体涉及电子电路,具体地但非唯一地涉及电源,并且更具体地涉及一种控制器集成电路。



背景技术:

开关模式电源(SMPS)包括开关元件(也称为“初级开关”),诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),以将交流(AC)源转换为经调节的DC输出电压。SMPS可包括将直流(DC)电压转变为另一种DC电压的转换器。例如,SMPS可包括DC-DC准谐振转换器。

转换器包括反馈回路,该反馈回路允许转换器保持经调节的输出电压。反馈回路感测输出电压并且控制开关元件的切换操作以响应于输出电压的变化。输出电压反映负载条件。当负载从SMPS汲取少量输出电流时,负载条件较轻,并且当负载从SMPS汲取大量输出电流时,负载条件较重。当反馈回路指示输出电压相对较低,从而指示负载较重时,转换器可在突发模式下控制开关元件的切换操作以使输出电压升高。一般而言,突发模式是熟知的转换器特征,其以突发方式反复接通和切断开关元件,从而增加输出功率。当反馈回路指示输出电压相对较高,从而指示轻负载条件时,转换器可停止、跳过或最大程度减少开关元件的切换操作以提高能效。

为实现回路稳定性,反馈回路包括补偿器电路,该补偿器电路延迟转换器对负载条件变化的响应时间。因此,当负载条件突然从较轻改变为较重时,转换器无法快速作出响应,从而产生降低的输出电压。调节补偿器电路以缩短延迟时间可影响反馈回路的总体稳定性。



技术实现要素:

在一个实施方案中,电源包括控制器集成电路,该控制器集成电路基于指示电源的输出电压的反馈电压来控制初级开关的切换操作。控制器集成电路在反馈电压达到第一阈值电压时开始初级开关的切换,并且在反馈电压达到第二阈值电压时停止初级开关的切换。控制器集成电路相对于第一阈值电压来调节反馈电压,从而减少响应于改变负载条件而开始切换初级开关的延迟时间以使输出电压升高。在另一个实施方案中,防止反馈电压降到低于最小电平以减少开始切换初级开关的延迟时间。

本实用新型的这些及其他特征对于本领域的普通技术人员来说在阅读本公开的包括附图和权利要求书的整个内容时将是显而易见的。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的一个实施方案的电源的示意图。

图2示出了根据本实用新型的一个实施方案的负载转变检测电路的示意图。

图3示出了根据本实用新型的一个实施方案的响应于负载转变的方法的流程图。

图4示出了根据本实用新型的一个实施方案的负载转变检测电路的示意图。

图5示出了根据本实用新型的一个实施方案的图4的负载转变检测电路的信号的波形。

图6示出了根据本实用新型的一个实施方案的反馈电压调节电路的示意图。

图7示出了根据本实用新型的一个实施方案的图6的反馈电压调节电路的另一个示意图。

图8示出了根据本实用新型的一个实施方案的图7的反馈电压调节电路的信号的波形。

图9示出了根据本实用新型的一个实施方案的反馈电压调节电路的示意图。

图10示出了根据本实用新型的一个实施方案的图9的反馈电压调节电路的另一个示意图。

图11示出了根据本实用新型的一个实施方案的图10的反馈电压调节电路的信号的波形。

图12示出了根据本实用新型的一个实施方案的反馈电压调节电路的示意图。

图13示出了根据本实用新型的一个实施方案的图12的反馈电压调节电路的另一个示意图。

图14示出了根据本实用新型的一个实施方案的图13的反馈电压调节电路的信号的波形。

图15示出了根据本实用新型的一个实施方案的具有最小反馈电压箝制的控制器集成电路的示意图。

图16示出了根据本实用新型的一个实施方案的图15的控制器集成电路的信号的波形。

图17示出了在没有最小反馈电压箝制的情况下的控制器集成电路的示意图。

图18示出了根据本实用新型的一个实施方案通过将偏移电压加到反馈电压来实现最小反馈电压箝制的控制器集成电路的示意图。

图19示出了根据本实用新型的一个实施方案通过加上与反馈电压串联的电压降来实现最小反馈电压箝制的控制器集成电路的示意图。

图20示出了通过加上箝位电路来实现最小反馈电压箝制的控制器集成电路的示意图。

图21示出了根据本实用新型的实施方案的图17至图20的控制器集成电路的信号的波形。

在不同的附图中使用相同的参考标记来指示相同或类似的部件。

具体实施方式

为了使读者能够全面了解本实用新型的实施方案,本公开提供了许多具体细节,诸如电路、部件和方法的示例。然而,本领域的普通技术人员将认识到,本实用新型可在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下实施。在其他情况下,未示出或描述熟知的细节以免使本实用新型的方面模糊不清。

为便于阅读,附图中出现的下标和上标在下文被格式化为正常字体。例如,附图中被标记为VEXAMPLE的信号在下文简写为VEXAMPLE。

图1示出了根据本实用新型的一个实施方案的电源100的示意图。在图1的示例中,电源100诸如从壁装插座接收AC线电压,并且对AC线电压进行整流和滤波以形成变压器T1的初级绕组L1的节点上的输入电压VIN。晶体管M1(例如,MOSFET)形式的开关元件用作初级开关。晶体管M1将初级绕组L1与地连接和断开以形成变压器T1的次级绕组L2侧上的负载的输出电压VOUT。

在图1的示例中,控制器集成电路(IC)101(或某种分立控制器)例如通过突发模式控制晶体管M1的切换操作以形成输出电压VOUT。在图1的示例中,控制器IC 101实现准谐振转换器,其中谐振电路由初级绕组L1的电感和晶体管M1的漏极处的集总寄生电容形成。控制器IC 101可包括用于接收输入电压VIN的HV引脚、用于驱动晶体管M1的栅极的GATE引脚、用于接收指示流过初级绕组L1的初级电流的电流感测信号的CS引脚、用于从变压器T1的辅助绕组L3形成内部偏置电压的VDD引脚、用于接收指示输出电压VOUT的电压感测信号的VS引脚、用于接收接地基准的GND引脚、以及用于接收指示输出电压的反馈信号的FB引脚。在图1的示例中,反馈信号是经由反馈电路从次级侧接收的反馈电压VFB,该反馈电路包括由发光二极管105和光电晶体管106形成的光耦合器。在图1的示例中,光电晶体管106的传导性随输出电压VOUT而增强。反馈电压VFB随输出电压VOUT升高而降低,并且随输出电压VOUT降低而升高。

一般而言,控制器IC 101可根据采用突发模式的常规准谐振转换器操作来控制晶体管M1的切换操作。为简单明了起见,本文未描述控制器IC 101的常规操作特征。控制器IC 101在以下方面不同于常规控制器IC并在常规控制器IC的基础上进行了改进:在向突发电路区块或其他初级开关驱动控制电路提供反馈电压之前,控制器IC 101先处理反馈电压以改善对改变负载条件的响应时间。从下面可以更明显看出,控制器IC 101允许对快速负载转变的快速响应,而不会损害到反馈回路补偿器104的响应特性。

图2示出了根据本实用新型的一个实施方案的负载转变检测电路200的示意图。在图2的示例中,负载转变检测电路200结合在控制器IC 101中。在一个实施方案中,负载转变检测电路200被配置为检测负载条件从轻负载条件到重负载条件的快速转变,并且对此作出响应而快速调节反馈电压,从而触发初级开关的切换以防止输出电压漏失。

在图2的示例中,负载转变检测电路200包括反馈电压检测电路201、反馈电压斜率检测电路202以及反馈电压调节电路203。向突发电路区块204提供反馈电压调节电路203的经调节的反馈电压输出。在一个实施方案中,当反馈电压VFB(经调节或未经调节)达到突发接通阈值电压时,突发电路区块204使转换器IC 101处于突发模式。当处于突发模式时,转换器IC 101接通和切断晶体管M1以使电源100的输出电压VOUT升高。在一个实施方案中,当反馈电压VFB达到突发断开阈值电压时,突发电路区块204停止晶体管M1的切换。在一个实施方案中,转换器IC 101在反馈电压降低到突发断开阈值电压或低于突发断开阈值电压时停止晶体管M1的切换,并且在反馈电压升高到突发接通阈值电压或高于突发接通阈值电压时开始晶体管M1的切换。

在一个实施方案中,反馈电压检测电路201被配置为检测在转换器IC 101的FB引脚上接收到的反馈电压VFB的变化(也参见图1)。反馈电压斜率检测电路202被配置为检测反馈电压VFB的斜率,并且确定反馈电压VFB的斜率是否正快速增大。即,反馈电压斜率检测电路202检测反馈电压VFB何时以指示从轻负载条件到重负载条件的快速转变的速率升高。如果是这样,则反馈电压调节电路203快速使反馈电压VFB升高,使得反馈电压VFB升高到突发接通阈值电压,从而触发突发电路区块204使转换器IC 101处于突发模式,以响应于改变的负载条件而切换晶体管M1并升高输出电压VOUT。

图3示出了根据本实用新型的一个实施方案的响应于负载转变的方法的流程图。可通过图2的负载转变检测电路200执行图3的方法。

在图3的示例中,反馈电压检测电路201接收反馈电压VFB,并且反馈电压斜率检测电路202检测反馈电压VFB的斜率正增大(步骤211)。反馈电压斜率检测电路202确定反馈电压VFB正增大的斜率是否是由从轻负载条件到重负载条件的变化引起的。在一个实施方案中,当反馈电压VFB的斜率陡于预定斜率时,反馈电压斜率检测电路202认为反馈电压VFB的斜率的增大是由从轻负载到重负载的快速转变引起的。

当反馈电压VFB的斜率的增大不是由从轻负载到重负载的快速转变引起时,反馈电压斜率检测电路202继续监测反馈电压VFB的斜率(步骤212至步骤211)。否则,当反馈电压VFB的斜率的增大是由从轻负载到重负载的快速转变引起时,反馈电压斜率检测电路202就此通知反馈电压调节电路203,该反馈电压调节电路对此作出响应而快速使反馈电压VFB升高以减少反馈电压VFB升高到突发电路区块204的突发接通阈值电压的延迟时间(步骤213)。下文公开了减少反馈电压VFB达到突发接通阈值电压的延迟时间的示例性电路。当反馈电压VFB达到突发接通阈值电压时,控制器IC 101开始以突发模式切换晶体管M1以使输出电压VOUT升高(步骤214)。

图4示出了根据本实用新型的一个实施方案的负载转变检测电路200A的示意图。图4的负载转变检测电路200A是图2的负载转变检测电路200的特定实施方式。在一个实施方案中,负载转变检测电路200A结合在控制器IC 101中。

在图4的示例中,负载转变检测电路200A包括反馈电压检测电路,该反馈电压检测电路包括放大器254、放大器255和触发器253。在FB引脚处接收反馈电压VFB,该反馈电压VFB由反馈输入阻抗ZFB上拉。反馈输入阻抗ZFB是由控制器IC 101提供给反馈电压VFB的输入阻抗。在图4的示例中,将反馈电压VFB通过放大器255与低触发电压(VTrigger-L)进行比较,并且通过放大器254与高触发电压(VTtrigger-H)进行比较。在图4的示例中,反馈电压斜率检测电路由触发定时器252和相关联的逻辑门形成,这些逻辑门生成SBand、SXOR和STrigger信号。控制器IC 101可包括TIMER引脚,该TIMER引脚用于接收外部部件(例如,电阻器/电容器),以便对触发定时器252的时间进行编程。应当理解,也可对触发定时器252的时间进行内部编程。当STrigger信号指示从轻到重负载条件的快速转变时,反馈电压调节电路203相对于突发接通阈值电压来调节反馈电压VFB,从而减少反馈电压VFB达到突发接通阈值电压的延迟时间。

图5示出了根据本实用新型的一个实施方案的负载转变检测电路200A的信号的波形。图5从上到下示出了反馈电压VFB(图5,301)、放大器255的SS信号输出、放大器254的SR信号输出、触发器253的SQNOT(图5,302)输出、触发定时器252的STimer信号输出、SBand信号、SXOR信号以及STrigger信号。图5还示出了相对于突发接通阈值电压电压(图5,306;也被标记为VFB-Burst-H)、高触发电压(图5,307;VTrigger-H)和低触发电压(图5,308;VTrigger-L)的反馈电压VFB。

STimer信号表示预定上升时间,即斜率,其指示了反馈电压正以指示从轻负载到重负载的快速转变的速率升高。SBand信号指示了反馈电压VFB在从低触发电压上升到高触发电压时的斜率。当负载从较轻改变为较重时,光电晶体管106两端的阻抗ZOP立即增大,从而使反馈电压VFB的斜率更陡。当SBand信号的时间长于STimer信号的时间时,不使STrigger信号生效。当SBand信号的时间短于STimer信号的时间时,使STrigger信号生效。

换句话讲,当在时间t0时负载从较轻改变为较重时,STimer信号(图5,303)的脉冲宽度宽于SBand信号(图5,304)的脉冲宽度,从而指示反馈电压VFB的斜率陡于预定斜率(如由触发定时器252设定)。作为响应,使STrigger信号生效(图5,305)以指示从轻负载到重负载的快速转变的检测。

图6示出了根据本实用新型的一个实施方案的反馈电压调节电路203A的示意图。反馈电压调节电路203A被配置为相对于突发电路区块204的突发接通阈值电压来调节反馈电压VFB以减少反馈电压VFB达到突发接通阈值电压的延迟时间,从而开始晶体管M1的切换以使输出电压升高。反馈电压调节电路203A是图2的反馈电压调节电路203的特定实施方式。反馈电压调节电路203A的操作可由来自反馈电压斜率检测电路202的指示器信号触发,该指示器信号指示从轻负载到重负载的快速转变。反馈电压调节电路203A可通过开关或其他接口电路(未示出)接收指示器信号,而不会减损本实用新型的优点。取决于应用,反馈电压调节电路203A也可实现为在不必接收指示器信号的情况下操作。在一个实施方案中,反馈电压调节电路203A结合在控制器IC 101中。

在图6的示例中,反馈电压调节电路203A包括反馈电压检测电路351、偏移控制电路352和加法器353。反馈电压调节电路203A可被配置为在控制器IC101的FB引脚处接收反馈电压VFB,并且检测正升高的反馈电压VFB。当反馈电压VFB升高到反馈阈值电压VFB-TH时,反馈电压调节电路203A生成偏移信号SOffset。响应于接收到偏移信号SOffset,偏移控制电路352生成偏移电压Voffset,加法器353将该偏移电压Voffset加到反馈电压VFB而生成偏移反馈电压(VFB+offset)。向突发电路区块204提供高于反馈电压VFB的偏移反馈电压以引发突发模式。

图7示出了根据本实用新型的一个实施方案的反馈电压调节电路203A的另一个示意图。在图7的示例中,反馈电压调节电路203A包括反馈电压检测电路351,该反馈电压检测电路包括放大器361、放大器362和触发器360。在控制器IC 101的FB引脚处接收反馈电压VFB。将反馈电压VFB通过放大器361与反馈阈值电压进行比较,并且通过放大器362与突发接通阈值电压进行比较。当反馈电压VFB升高到反馈阈值电压时,反馈电压检测电路351使偏移信号SOffset生效。

在图7的示例中,偏移控制电路352包括开关363和364,在使偏移信号SOffset生效时这些开关被闭合。闭合开关363会向加法器353提供偏移电压Voffset,该加法器将偏移电压Voffset加到反馈电压VFB。闭合开关364会将加法器353的偏移反馈电压输出箝制到箝位电压Vclamp,在一些实施方案中该箝位电压Vclamp等于突发接通阈值电压。响应于偏移反馈电压达到突发接通阈值电压,突发电路区块204引发晶体管M1的切换以升高输出电压VOUT。

图8示出了根据本实用新型的一个实施方案的反馈电压调节电路203A的信号的波形。图8从上到下示出了未采用反馈电压调节时的反馈电压VFB(图8,401)、放大器361的SS信号输出、放大器362的SR信号输出、触发器360的SQNOT输出、偏移信号SOffset以及具有如图6中那样的调节的反馈电压VFB(图8,404)。

图8还示出了突发接通阈值电压(图8,402;VFB-Burst-H)和反馈阈值电压(图8,403;VFB-TH)。总延迟时间Tdelay是从施加重负载时(在图8的示例中,几乎在反馈电压VFB的最小值下)到反馈阈值电压的第一延迟时间Tdelay1以及从反馈阈值电压到突发接通阈值电压的第二延迟时间Tdelay2的总和。为了减少第二延迟时间Tdelay2(参见405),当反馈电压VFB达到反馈阈值电压时,偏移控制电路352将偏移电压Voffset加到反馈电压VFB。这加快了反馈电压VFB升高到偏移反馈电压(参见406),该偏移反馈电压被箝制到突发接通阈值电压下的箝制电压VClamp(参见407),从而开始更快切换以使输出电压VOUT升高。

图9示出了根据本实用新型的一个实施方案的反馈电压调节电路203B的示意图。反馈电压调节电路203B被配置为相对于突发电路区块204A的突发接通阈值电压来调节反馈电压VFB以减少反馈电压VFB达到突发接通阈值电压的延迟时间,从而引发突发模式。在一个实施方案中,反馈电压调节电路203B通过降低突发接通阈值电压来减少延迟时间。

反馈电压调节电路203B是图2的反馈电压调节电路203的特定实施方式。反馈电压调节电路203B的操作可由来自反馈电压斜率检测电路202的指示器信号触发,该指示器信号指示从轻到重负载条件的快速负载转变。反馈电压调节电路203B可通过开关或其他接口电路(未示出)接收指示器信号,而不会减损本实用新型的优点。取决于应用,反馈电压调节电路203B也可实现为在不接收指示器信号的情况下操作。在一个实施方案中,反馈电压调节电路203B结合在控制器IC 101中。

在图9的示例中,反馈电压检测电路351与参照图6和图7所述的反馈电压检测电路相同,不同的是其输出的是突发接通阈值变化信号(图9和图10,455;SBurst-Vari)而不是偏移信号SOffset。响应于接收到突发接通阈值变化信号,突发接通调节电路454改变突发接通阈值电压。在一个实施方案中,突发接通调节电路454降低突发接通阈值以允许突发内部电路453在较早时间引发突发模式。

图10示出了根据本实用新型的一个实施方案的反馈电压调节电路203B的另一个示意图。在图10的示例中,在控制器IC 101的FB引脚处接收反馈电压VFB。将反馈电压VFB通过放大器361与反馈阈值电压进行比较,并且通过放大器362与突发接通阈值电压进行比较。当反馈电压VFB升高到反馈阈值电压时,反馈电压检测电路351生成突发接通阈值变化信号(图10,455)。

在图10的示例中,突发接通调节电路454包括用于生成可变突发接通阈值电压(VFB-Burst-Vari)的可变电压源456。在一个实施方案中,可变电压源456在突发接通阈值变化信号为逻辑低时生成突发接通阈值电压(VFB-Burst-H),并且在突发接通阈值变化信号为逻辑高时生成较低突发接通阈值电压(VFB-Burst-H-L)。

在图10的示例中,放大器451将反馈电压VFB与突发断开阈值电压(VFB-Burst-L)进行比较以确定何时停止晶体管M1的切换,并且放大器452将反馈电压VFB与可变电压源456的电压输出进行比较。由于在反馈电压VFB升高到反馈阈值电压时降低了可变电压456的输出,因此有效降低了突发电路区块204A的突发接通阈值电压,从而减少了开始切换的延迟时间。

图11示出了根据本实用新型的一个实施方案的图10的反馈电压调节电路203B的信号的波形。图11从上到下示出了未采用反馈电压调节时的反馈电压VFB(图11,501)、放大器361的SS信号输出、放大器362的SR信号输出、触发器360的SQNOT输出(图11,509)、突发接通阈值变化信号(图11,507)以及具有如图10中那样的调节的反馈电压VFB(图11,504)。

图11还示出了突发接通阈值电压(图11,502)、反馈阈值电压(图11,503)以及可变突发接通阈值电压(图11,508)。如图11所示,与在没有调节的情况下的时间延迟(参见图11,510)相比,通过降低可变突发接通阈值电压(参见图11,505)减少了时间延迟(Tdelay2)(参见图11,506)。

图12示出了根据本实用新型的一个实施方案的反馈电压调节电路203C的示意图。反馈电压调节电路203C被配置为相对于突发电路区块204的突发接通阈值电压来调节反馈电压VFB以减少反馈电压VFB达到突发接通阈值电压的延迟时间,从而引发突发模式操作。反馈电压调节电路203C通过降低反馈输入阻抗ZFB来减少延迟时间。

反馈电压调节电路203C是图2的反馈电压调节电路203的特定实施方式。反馈电压调节电路203C的操作可由来自反馈电压斜率检测电路202的指示器信号触发,该指示器信号指示从轻到重负载条件的快速负载转变。反馈电压调节电路203B可通过开关或其他接口电路(未示出)接收指示器信号,而不会减损本实用新型的优点。取决于应用,反馈电压调节电路203C也可实现为在不接收指示器信号的情况下操作。在一个实施方案中,反馈电压调节电路203C结合在控制器IC 101中。

在图12的示例中,反馈电压检测电路351与参照图6和图7所述的反馈电压检测电路相同,不同的是其输出的是阻抗变化信号(图12和图13,552;SZFB_Vari)而不是偏移信号SOffset。响应于接收到阻抗变化信号,阻抗调节电路551改变反馈输入阻抗ZFB。在一个实施方案中,阻抗调节电路551降低反馈输入阻抗ZFB以使反馈电压VFB升高,从而允许反馈电压VFB达到突发电路区块204的突发接通阈值并且在较早时间引发操作的突发模式。

图13示出了根据本实用新型的一个实施方案的反馈电压调节电路203C的另一个示意图。在图13的示例中,在控制器IC 101的FB引脚处接收反馈电压VFB。将反馈电压VFB通过放大器361与反馈阈值电压进行比较,并且通过放大器362与突发接通阈值电压进行比较。当反馈电压VFB升高到反馈阈值电压时,反馈电压检测电路351生成阻抗变化信号(图13,552)。在图13的示例中,阻抗变化信号为低电平有效,即,通过将阻抗变化信号驱动至逻辑低来使阻抗变化信号生效。

在图13的示例中,阻抗调节电路551包括提供反馈输入阻抗ZFB的可变阻抗部件。可变阻抗部件可通过可变电阻器或其他部件/电路实现,而不会减损本实用新型的优点。在一个实施方案中,反馈输入阻抗ZFB在阻抗变化信号为逻辑低时具有低阻抗(以使反馈电压VFB升高),并且在阻抗变化信号为逻辑高时具有高阻抗(以实现正常反馈电压VFB电平)。由于在反馈电压VFB升高到反馈阈值电压时降低了反馈输入阻抗ZFB,因此快速升高了反馈电压VFB以减少达到突发接通阈值电压的时间延迟。

图14示出了根据本实用新型的一个实施方案的图13的反馈电压调节电路203C的信号的波形。图14从上到下示出了未采用反馈电压调节时的反馈电压VFB(图14,561)、放大器361的SS信号输出、放大器362的SR信号输出、触发器360的SQNOT输出(图14,565)、阻抗变化信号(图14,569)以及具有如图13中那样的调节的反馈电压VFB(图14,566)。

图14还示出了突发接通阈值电压(图14,562)和反馈阈值电压(图14,563)。如图14所示,与在没有调节的情况下的时间延迟(参见图14,564)相比,通过在使阻抗变化信号生效时降低反馈输入阻抗ZFB(参见图14,568)减少了时间延迟(Tdelay2)(参见图14,567)。

并非响应于从轻负载条件改变为重负载条件而相对于突发接通阈值电压来调节反馈电压VFB,而是可在所有负载条件下将反馈电压VFB箝制到最小电压。即,反馈电压VFB的最小值可被设定为使得对于所有负载条件和转变而言均能改善反馈电压VFB达到突发接通阈值电压的时间延迟。现在将参照图15至图21描述本实用新型的该特征。

图15示出了根据本实用新型的一个实施方案的具有最小反馈电压箝制的控制器IC 101的示意图。在图15的示例中,在控制器IC 101的FB引脚处接收反馈电压VFB,并且该反馈电压VFB由反馈输入阻抗ZFB上拉。在一个实施方案中,反馈电压箝位电路600限制反馈电压VFB的最小电平。即,反馈电压箝位电路600防止反馈电压VFB降到低于预定最小电平。与前面一样,当反馈电压VFB升高到突发接通阈值电压时,突发电路区块204引发晶体管M1的切换以使输出电压升高。

图16示出了根据本实用新型的一个实施方案的具有反馈电压箝位电路600的控制器IC 101的信号的波形。图16示出了反馈电压VFB(图16,601)、突发接通阈值电压(图16,602)以及突发断开阈值电压(图16,603)。图16还示出了通往晶体管M1的栅极驱动信号(SW;图16,604)。

一般而言,晶体管M1的切换在反馈电压VFB升高到突发接通阈值电压时开始(图16,在607处),并且在反馈电压VFB降低到突发断开阈值电压时停止(图16,在608处)。在突发模式下,初级开关的切换以突发方式接通和切断(图16,604)。

在图16的示例中,防止反馈电压VFB降到低于最小箝制反馈电压(图16,606;VFB-MIN Clamp)。因此,反馈电压VFB未降低到小于最小箝制反馈电压。这有利地减少了反馈电压VFB达到突发断开阈值电压的延迟时间(图16,605),从而对于所有负载条件而言最大程度减少了反馈电压VFB升高到突发接通阈值电压的总延迟时间。

图17示出了在没有最小反馈电压箝制的情况下的控制器IC 101的示意图。图18至图20提供了将最小反馈电压箝制加到图17的电路的示例。在图17至图20中,在控制器IC 101的FB引脚处接收反馈电压VFB。反馈电压VFB由反馈输入阻抗ZFB上拉。

图18示出了通过将偏移电压加到反馈电压VFB来实现最小反馈电压箝制的控制器IC 101的示意图。在图18的示例中,由电压源612提供正偏移电压。正偏移电压表示最小反馈电压。加法器613将正偏移电压加到反馈电压VFB,从而防止反馈电压VFB降到低于最小反馈电压。偏移反馈电压VFB由加法器613输出到突发电路区块204。

图19示出了通过加上与反馈电压VFB串联的电压降来实现最小反馈电压箝制的控制器IC 101的示意图。可由部件611(诸如电阻器或二极管)提供该电压降。部件611上的电压降表示最小反馈电压。因此向突发电路区块204提供的反馈电压VFB不会降到低于该电压降。

图20示出了通过在FB引脚处加上箝位电路来实现最小反馈电压箝制的控制器IC 101的示意图。在图20的示例中,箝位电路包括二极管615和电压源616。电压源616的电压表示最小反馈电压。箝位电路将FB引脚处的最小电平箝制到二极管电压降加上电压源616所提供的电压。因此向突发电路区块204提供的反馈电压VFB不会降到低于二极管电压降加上电压源616所提供的电压。

图21示出了根据本实用新型的实施方案的波形组620、630和640。波形组620具有如图17中那样没有最小反馈电压箝制的情况下的控制器IC 101的信号的波形。为了比较的目的,提供了波形组620。波形组630具有控制器IC 101的信号的波形,这些波形具有通过如图18中那样加上偏移电压或通过如图19中那样加上电压降而实现的最小电压箝制。波形组640具有控制器IC 101的波形,这些波形具有通过如图20中那样加上箝位电路而实现的最小电压箝制。

波形组620示出了用于在如图17中那样没有最小反馈电压箝制的情况下切换晶体管M1的反馈电压VFB(图21,623)和栅极驱动信号(图21,625)。波形组620中还示出了相对于反馈电压VFB(图21,623)的突发接通阈值电压(图21,621)和突发断开阈值电压(图21,622)。在没有最小反馈电压箝制的情况下,反馈电压VFB从施加重负载时(在图21的示例中,几乎在反馈电压VFB的最小值下)升高到突发断开阈值电压的延迟时间(图21,624)相对较长,从而延迟了响应于从轻负载条件到重负载条件的快速转变而切换初级开关以升高输出电压VOUT。

波形组630示出了用于在具有最小反馈电压箝制的情况下切换晶体管M1的反馈电压VFB(图21,631)和栅极驱动信号(图21,635),该最小反馈电压箝制通过如图18中那样将偏移电压加到反馈电压VFB或通过如图19中那样将电压降加到反馈电压VFB来实现。波形组630中还示出了相对于反馈电压VFB(图21,631)的突发接通阈值电压(图21,621)和突发断开阈值电压(图21,622)。由所加上的偏移电压或电压降提供的最小反馈电压电平(图21,632)减少了反馈电压VFB从施加重负载时升高到突发断开阈值电压的延迟时间(图21,634)。这有利地减少了反馈电压VFB升高到突发接通阈值的总延迟时间,从而引发晶体管M1的切换(图21,635)以升高输出电压。

波形组640示出了用于在具有最小反馈电压箝制的情况下切换初级开关的反馈电压VFB(图21,641)和栅极驱动信号(图21,645),该最小反馈电压箝制通过如图20中那样箝制反馈电压VFB的最小值来实现。波形组640中还示出了相对于反馈电压VFB(图21,641)的突发接通阈值电压(图21,621)和突发断开阈值电压(图21,622)。箝制到预定值(图21,642)的最小反馈电压电平(图21,642)减少了反馈电压VFB升高到突发断开阈值电压的延迟时间(图21,644)。这有利地减少了反馈电压VFB升高到突发接通阈值的总延迟时间,从而引发晶体管M1的切换(图21,645)以升高输出电压。

根据上面的公开内容,本实用新型的一个示例性实施方案包括第一电源,该第一电源包括:初级开关,该初级开关耦接到变压器的初级侧上的初级绕组;输出电压反馈电路,该输出电压反馈电路被配置为生成反馈电压,该反馈电压指示变压器的次级侧上的第一电源的输出电压;以及控制器集成电路,该控制器集成电路被配置为接收反馈电压并且基于反馈电压来控制初级开关,该控制器集成电路被配置为在反馈电压达到第一阈值电压时开始切换初级开关以升高输出电压,在反馈电压达到第二阈值电压时停止初级开关的切换,并且响应于第一电源从轻负载改变为重负载的负载条件而相对于第一阈值电压来调节反馈电压。

上述第一电源,其中控制器集成电路响应于第一电源从轻负载改变为重负载的负载条件,通过将偏移电压加到反馈电压,由此相对于第一阈值电压来调节反馈电压。

上述第一电源,其中控制器集成电路响应于第一电源从轻负载改变为重负载的负载条件,通过降低第一阈值电压,由此相对于第一阈值电压来调节反馈电压。

上述第一电源,其中控制器集成电路通过降低由控制器集成电路提供给反馈电压的反馈输入阻抗,而相对于第一阈值电压来调节反馈电压。

上述第一电源,其中输出电压反馈电路包括光耦合器,该光耦合器包括:光电晶体管和发光二极管,该光电晶体管耦接到控制器集成电路在此接收反馈电压的反馈引脚,并且该发光二极管耦接到变压器的次级侧上的输出电压。

上述第一电源,其中控制器集成电路包括反馈电压斜率检测电路,该反馈电压斜率检测电路被配置为通过检测反馈电压的斜率陡于预定斜率,来检测第一电源从轻负载改变为重负载的负载条件。

根据上面的公开内容,本实用新型的另一个示例性实施方案包括用于控制电源的初级开关的切换操作的第一控制器集成电路,该第一控制器集成电路包括:突发电路,该突发电路被配置为在指示电源的输出电压的反馈电压达到第一阈值电压时开始切换初级开关,该突发电路被配置为在反馈电压达到第二阈值电压时停止初级开关的切换;以及反馈电压最小电路,该反馈电压最小电路被配置为防止反馈电压降低到低于最小电平。

上述第一控制器集成电路,其中反馈电压最小电路被配置为生成偏移电压,该偏移电压被加到反馈电压。

上述第一控制器集成电路,其中反馈电压最小电路包括形成与反馈电压串联的电压降的电子部件,该电子部件连接到阻抗,该阻抗将第一控制器集成电路的反馈引脚上拉,第一控制器集成电路接收反馈引脚上的反馈电压,并且反馈引脚耦接到光耦合器,该光耦合器检测电源的输出电压。

上述第一控制器集成电路,其中反馈电压最小电路包括箝位电路,该箝位电路被配置为将反馈电压的最小值箝制到最小电平。

已公开了用于改善电源的动态特性的电子电路和方法。虽然已提供了本实用新型的具体实施方案,但是应当理解,这些实施方案只是出于举例说明的目的而非进行限制。多个附加实施方案对于本领域的普通技术人员来说在阅读本公开的过程中将是显而易见的。

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