专利名称：一种电源转换电路系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个电源系统，尤其是涉及一个电源转换电路系统。
在电气设备中，电源转换电路的应用非常普遍，主要用于满足不同负载对电源的不同要求。升压转换电路是一种常见的电源转换电路。
升压转换电路可以将自整流电路输入的正弦半波电压转换成稳定的输出电压，因此非常适合电气设备对稳压直流源的要求。图1是一个升压转换电路系统110的电路图。系统110包括升压转换电路120和控制电路130。升压转换电路120由半导体开关140、电感150、二极管160组成。
控制电路130用来提高系统110输入端的功率因数。常用的控制电路是功率因数校正器(PFC，即power factor corrector)，因此系统110也常称为PFC转换电路系统。比较广泛使用的功率因数校正器有摩托罗拉公司生产的MC33262和意法半导体公司(STMicro electronics，简称ST)生产的L6561集成电路等。PFC转换电路系统转换效率高、电流连续，在小功率(一般低于300W)电路中应用比较广泛，例如应用在灯镇流器中。
图2是流过图1所示系统110中的电感150的电流与半导体开关140开关状态对应关系示意图。如图所示，曲线210包括若干个峰线，每个峰线包括一个上升段曲线和一个下降段曲线。正弦半波曲线220为曲线210的包络线(ENVELOP)，其峰值随系统110的输出功率变化，其周期由系统110的输入电流的周期和系统110的功率因数决定。曲线230反映开关140的开关状态。
结合图1，在系统110工作过程中，当半导体开关140处在开状态时，电感150和开关140及半波整流电源240形成回路，对电感150充电，该段过程对应于曲线210的一个峰线的上升段曲线。当流过电感150的充电电流值增加到曲线210的该峰线的最大值时，控制电路130将控制开关140由开转为关，此时，电感150与二极管160、负载170及半波整流电源240形成回路，使电感150放电以向负载170输出功率，该段过程对应于曲线210的该峰线的下降段曲线。当电感150的放电电流下降为零时，控制电路130控制半导体开关140由关变为开。
开关140的开关频率也就是系统110的工作频率，该工作频率将会随负载170的变化而变化。在系统110的输出电压稳定情况下，系统110的输出电流将随负载170的增加而增加，也即曲线210的各峰线最大值将增加，从而将使电感150的充电电流值从零增加到曲线210的该峰线的最大值所需的时间以及从该峰线最大值降为零所需的时间都将增加。这样，在曲线220的一个正弦半波内，曲线210的峰线的个数将减少，即半导体开关140的开关次数将减小，相应的使系统110工作频率降低。反之，如果负载170功率减小，那么系统110的工作频率将增大。
如果负载170功率波动较大，那么系统110的工作频率也将有较大波动，结果将使与系统110相关的电路，如电磁干扰过滤电路(EMI)的设计变得困难，并且包括电源转换电路系统110在内的整个工作电路的总谐波失真(THD)也将有较大增加。
因此需要提供一种允许负载功率在较大范围内变化，而工作频率相对稳定的电源转换电路系统。
发明内容
本发明提供一种电源转换电路系统，可以在负载有较大变化的情况下，系统的工作频率仍保持相对稳定，克服现有技术中的不足。
本发明提供的一个电源转换电路系统，用于将一个输入信号转换为一个特定输出信号，该系统包括一个转换装置，用于转换所述输入信号；一个控制装置，用于根据所述特定输出信号输出一个相应的控制信号；和至少一个选通装置，用于根据所述控制信号与所述转换装置共同转换所述输入信号为所述特定输出信号，从而使所述系统工作在一个预设定的频率范围。
本发明还提供一种使电源转换电路系统工作频率稳定的方法，该方法包括步骤转换一个输入信号为一个特定输出信号；根据所述特定输出信号输出一个控制信号；和根据所述控制信号使所述输入信号分流转换，共同输出所述特定输出信号，使所述系统工作频率稳定在一个预设定频率范围。
通过梯级开通和关闭一个或多个选通装置以使转换装置稳定工作，本发明能够使电源转换电路系统的工作频率保持相对稳定，方便了电路控制，方便了相关电路的设计。
通过下面参照结合附图所进行的描述和权利要球，本发明的其他目的和成就显而易见，对本发明的理解也会更加的全面。
通过结合实施例，参照附图对本发明作进一步的详尽解释。
图1是一种传统的电源升压转换电路系统图；图2是流过图1所示系统中电感150的电流及半导体开关140开关状态对应关系示意图；图3是根据本发明实施例的一个电源转换电路系统框图；图4是根据本发明实施例的一个选通开关装置的电路图；图5是根据本发明的一个电源转换电路系统图；和图6是根据本发明的一个稳定电源转换电路工作频率的方法流程图。
在所有的上述附图中，相同的标号具有相似或相应的特点和功能。
具体实施例方式
图3为根据本发明的一个实施例的电源转换电路系统300框图。电源转换电路系统300包括一个转换装置310和多个选通装置320。每个选通装置包括一个选通转换装置330和一个相应的选通开关装置340。转换装置310和选通转换装置330可以是传统的转换电路(如图1所示电路120)。
系统300还包括控制装置350，用于通过选通开关装置340控制选通转换装置330。如图所示，控制装置350向选通装置320发出控制信号，通过选通开关装置340选择开通相应的选通转换装置330，并通过选通开关装置340以驱动信号驱动相应的被选择开通的选通转换装置330与转换装置310共同工作。优选的，被选择开通的选通转换装置330与转换装置310同步工作。
在其中一个或多个选通装置320开通工作时，开通的选通装置320将和转换装置310一起分担系统300的输出功率，因此经由转换装置310输出的功率将减少。反之，工作中的一个或多个选通装置320关闭，即停止工作时，经由转换装置310输出的功率将增大，因此通过开通和关闭一个或多个选通装置320，可以使经由转换装置310输出的功率保持相对稳定，从而可以使系统300工作频率相对稳定。
图4是根据图3所示系统300中的选通开关装置340的一个实施例的电路图。选通开关装置340包括比较电路410和驱动信号传输电路420。比较电路410将接收自控制装置350的控制信号和一个预设定参考信号进行比较，并根据比较结果控制开关440。开关440的关状态将使开关450处在开状态，即使电路420工作。
工作中的电路420将把控制装置350的驱动信号传输给相应的选通转换装置330，使该相应的选通转换装置330与转换装置310共同工作。开关460和开关470组成的互补射极跟随器可以放大传输的驱动信号。
图5是根据图3的电源转换电路系统300的一个实施例的电路图。系统300包括一个转换装置310，由电感502、二极管504和开关506组成。在本实施例中，系统300采用了两个选通装置第一选通装置和第二选通装置。
如图5所示，第一选通装置由选通转换装置330A和选通开关装置340A组成，其中装置330A由电感512、二极管514和开关516组成，并由选通开关装置340A控制。第二选通装置由选通转换装置330B和选通开关装置340B组成，其中，装置330B由电感522、二极管524和开关526组成，并由选通开关装置340B控制。选通开关装置340A和340B的电路同图4所示电路。
图5中节点P的电信号可以用于监测转换装置310中的电感502的电流值，该电信号传输给控制装置350。控制装置350根据该电信号以及经由转换装置310输出的功率来控制开关506的开关频率，即控制转换装置310的工作频率。如果一个选通装置被选择开通，那么该选通装置将与转换装置310共同工作，所以转换装置310的工作频率也就是系统300的工作频率。
节点Q的电信号能够反映系统300的输出功率大小，因此根据节点Q的电信号，控制装置350可以输出控制信号以控制一个或两个选通装置开通工作，以使经由转换装置310输出的功率保持稳定。
在系统300的输出功率较低时，只需转换装置310工作，第一和第二选通装置均不工作。如果系统300输出功率增加(例如负载增加)，那么节点Q的电信号将增加，相应的，控制装置350向选通开关装置340A和340B输出的控制信号将增加。
在本实施例中，假设选通开关装置340A的预设定参考信号为3V，而选通开关装置340B的预设定参考信号为5V。当控制装置350发出的控制信号超过3V时，选通开关装置340A将开通，使选通转换装置330A工作，即第一选通装置加入到电源转换的工作中，从而使经由装置310输出的功率相对稳定。此时，第二选通装置处在非工作状态。
如果系统300的输出功率继续增加，控制装置350输出的控制信号也将继续增加，当控制信号超过5V时，选通开关装置340B将开通，从而使选通转换装置330B也工作，即第二选通装置也加入到电源转换工作中，此时，第一、第二选通装置和转换装置310一起工作。
反之，如果系统300在第一、第二选通装置和转换装置310一起工作时输出功率减小，第二、第一选通装置将依次关闭，即如果控制装置350的控制信号从大于5V减小到低于5V，选通开关装置340B将关闭，使选通转换装置330B停止工作，即第二选通装置退出工作，只留下第一选通装置与转换装置310一起工作；如果控制信号继续减小到低于3V时，选通开关装置340A将关闭，使选通转换装置330A停止工作，即第一选通装置退出工作，只留下转换装置310单独工作。
通过在系统300输出功率增加到一定值时开通一个或多个选通装置，输出功率减小到一定值时关闭一个或多个工作中的选通装置，使转换装置310输出功率的相对稳定，从而使开关506的开关频率相对稳定，即系统310工作频率相对稳定。
各选通装置的预设定参考信号可以根据需要和系统300具体情况设定。如果一个电源转换电路系统有多个选通装置，那么各选通装置的预设定参考信号可以设置成等量递增或递减的，如5V、10V、15V、20V等，或者不等量递增或递减的，如5V、7V、10V、15V等。
图6是根据本发明的一个实施例的使电源转换电路系统工作频率稳定的方法流程图。将输入信号转换为一个输出信号(步骤S610)。根据所述输出信号输出一个控制信号(步骤S620)。根据所述控制信号使所述输入信号分流转换，各分流转换输出的信号共同形成所述的特定输出信号，使系统工作频率稳定在一个预设定频率范围(步骤S630)。因此，通过对输入信号的分流转换，使系统的工作频率相对稳定。根据该方法，对系统输出功率的监测是连续的。
本发明提供的电路和方法通过调整选通装置使转换装置的工作相对稳定，从而使整个系统的工作频率保持相对稳定。
以上虽然结合实施例描述了本发明，很明显对于本领域的技术人员根据前面所描述的内容作出多种替代、修改、和变化是显而易见的，因此，所有这样的替代、修改和变化都应该落入本发明的权利要求的精神和范围之中。
权利要求
1.一个电源转换电路系统，用于将一个输入信号转换为一个特定输出信号，该系统包括一个转换装置，用于转换所述输入信号；一个控制装置，用于根据所述特定输出信号输出一个相应的控制信号；和至少一个选通装置，用于根据所述控制信号与所述转换装置共同转换所述输入信号为所述特定输出信号，从而使所述系统工作在一个预设定的频率范围。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制装置发出一个驱动信号给所述转换装置和所述选通装置，以驱动所述转换装置与所述选通装置共同将所述输入信号转换为所述特定输出信号。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述选通装置包括一个选通转换装置，用于与所述转换装置共同将所述输入信号转换为所述特定输出信号；和一个选通开关装置，用于与所述控制装置共同控制所述选通转换装置。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述选通开关装置根据所述控制信号开通所述选通转换装置。
5.如权利要求3所述的系统，其中，所述的选通开关装置根据所述驱动信号使所述选通转换装置与所述的转换装置共同工作。
6.如权利要求3所述的系统，其中，所述选通开关装置包括一个比较装置，用于比较所述控制信号和一个预设定参考信号；和一个驱动信号传输装置，用于在所述控制信号超过所述预设定参考信号时，将所述驱动信号传输给所述选通转换装置，以驱动该选通转换装置工作。
7.如权利要求3所述的系统，包括多个选通装置，其中所述每个选通开关装置包括一个比较装置，用于比较所述控制信号和一个预设定参考信号；和一个驱动信号传输装置，用于在所述控制信号超过所述预设定参考信号时，将所述驱动信号传输给所述选通转换装置，以驱动该选通转换装置工作；其中，所述每个比较装置对应一个相应的预设定参考信号。
8.一种使电源转换电路系统工作频率稳定的方法，该方法包括步骤(a)转换一个输入信号为一个特定输出信号；(b)根据所述特定输出信号输出一个控制信号；和(c)根据所述控制信号使所述输入信号分流转换，共同输出所述特定输出信号，使所述系统工作频率稳定在一个预设定频率范围。
9.如权利要求8所述的方法，其中，进一步包括步骤比较所述控制信号和一个预设定参考信号。
全文摘要
本发明提供一个电源转换电路系统。通过梯级选择开通一个或多个选通装置与转换装置共同工作，使转换装置承担的电源转换工作相对稳定，从而使电源转换电路系统的工作频率稳定，方便了相关电路的设计。
文档编号H02M7/12GK1652444SQ20041000405
公开日2005年8月10日 申请日期2004年2月4日 优先权日2004年2月4日
发明者丁九良, 王磊 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司