控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及一种开关模式电源的控制器，诸如，降压变换器或反激变换器。
【背景技术】
[0002]开关模式电源(SMPS)通常被用于电源单元，以将诸如干线输入电压之类的源变换为所需输出电压。SPMS包括布置在开关模式电源的输入和输出之间的开关。开关通常由场效应晶体管提供并且可操作在断开状态和闭合状态之间。SMPS还包括开关切换单元，配置为在断开状态和闭合状态之间切换开关，以便从电源的输入向电源的输出传送能量。周期性地执行这种切换，通常以几十或几百千赫兹的频率来执行这种切换。
【发明内容】
[0003]根据本发明的第一方面，提供了一种开关模式(SMPS)的控制器，包括:
[0004]第一端子，用于接收控制器输入电压；
[0005]第二端子，用于耦接到接地；
[0006]选择性可接合负载；
[0007]负载选择器，配置为:
[0008]在第一和第二端子之间接合选择性可接合负载，以便汲取选择性可接合负载电流；以及
[0009]根据分开阈值与第一端子处的(i)控制器输入电压或(ii)控制器输入电流之间的比较，选择性将可接合负载与第一和第二端子分开。
[0010]控制器可以在启动期间接合选择性可接合负载以便呈现增加的电流需求，并在操作期间分开选择性可接合负载以便减小电流需求。这样可以防止不期望的开关行为。针对启动(接合)和停止(分开)条件使用滞后使SMPS当供给电流启动时能够连续地进行操作，其中已知所述供给电流足以用于稳态操作。
[0011]第一端子可以是Vcc端子。第二端子可以是接地端子。可以仅当第一端子处的控制器输入电压或输入电流满足启动阈值(可以是电流或电压)时，启用开关模式电源的开关切换单元。在开关模式电源的启动期间或当启动开关模式电源时，控制器可以通过接合选择性可接合负载，来增加第一端子处的电流需求，并且因此可以减小第一端子处的电压或来自第一端子的电流。因此，接合选择性可接合负载可以防止在不太理想的供应电流或电压下启用开关切换单元，如果启用开关切换单元，则所述不太理想的供应电流或电压可能引起电源的输出的震荡。当接合了选择性可接合负载时，一旦第一端子处的控制器输入电压或输入电流已增加到分开阈值，第一端子处的控制器输入电压或输入电流可能足以操作控制器而不在输出处发生振荡。那么，可以在分开阈值处分开选择性可接合负载。当第一端子处的电压或从第一端子提供的电流满足启动阈值时(这启用了电源的开关切换单元)，分开在第一端子上的附加耗用电流(current drain)。也就是说，启动阈值可以与分开阈值是相同的。在启用开关切换单元之后开关模式电源(或开关切换单元)的操作可以与现有技术的电源的操作相似。
[0012]阈值与电压或电流之间的比较可以是电压阈值与开关模式电源的电压之间的比较或电流阈值与开关模式电源的电流之间的比较。负载选择器可以被配置为根据第一端子处的控制器输入电压或输入电流与接合阈值之间的比较，接合选择性可接合负载。负载选择器可以被配置为当激活控制器时接合选择性可接合负载。
[0013]开关模式电源可以包括:开关，布置在开关模式电源SMPS的输入和输出之间。SMPS的输入可以包括干线输入端子。开关可以在断开状态和闭合状态之间操作。开关模式电源或控制器可以包括开关切换单元。开关切换单元可以配置为:当通过第一端子处满足启动阈值的控制器输入电压或输入电流来启用开关切换单元时，在断开状态和闭合状态之间切换开关，以便从SMPS的输入向SMPS的输出传送能量。
[0014]当启用开关切换单元时，开关模式电源可以从SMPS的输入汲取寄生操作电流。开关模式电源可以被配置为当禁用开关切换单元时，从SMPS的输入汲取启动电流。可以根据启动电流和操作电流之间的差值，设置由选择性可接合负载汲取的电流量。
[0015]可以根据操作电流，设置分开阈值。启动阈值可以与分开阈值相等或不同(例如，高于分开阈值)。
[0016]控制器可以包括开关切换单元。控制器可以设置在诸如集成电路等一体化外壳(unitary housing)中。可以将开关切换单元配置为:当启用开关切换单元时，提供用于设置开关状态的控制信号。控制器还可以包括用于向开关模式电源的开关提供控制信号的开关控制端子。控制器可以包括比较器单元，配置为当第一端子处的控制器输入电压或输入电流满足启动阈值时，启动开关切换单元。
[0017]所述开关模式电源可以包括:
[0018]供应电容器，具有第一极板和第二极板，第一极板与控制器的第一端子相连，第二极板与控制器的第二端子相连；以及
[0019]限流电阻器，耦接在控制器的第一端子和SMPS的输入或整流输入之间。
[0020]提供了一种计算机程序，当在计算机上运行时，所述计算机程序使计算机配置包括本文所公开的电路、控制器、切换模式电源或设备在内的任何装置或执行本文所公开的任何方法。负载选择器可以包括计算机程序。计算机程序可以是软件实现方案，并且可以将计算机程序看作是任何适合硬件，包括数字信号处理器、微控制器和在只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)中的实现方案，作为非限制性示例。所述软件可以是汇编程序。
[0021]可以将计算机程序提供在计算机可读介质上，计算机可读介质可以是诸如磁盘或存储器设备的物理计算机可读介质，可以表现为瞬态信号。这种瞬态信号可以是网络下载，包括互联网下载。
[0022]根据本发明的第二方面，提供了一种包括上述控制器的开关模式电源。可以提供一种包括本文所公开的任何控制器的开关模式电源。还可以提供一种包括本文所公开的任何控制器或开关模式电源的LED发光系统。
【附图说明】
[0023]现参考附图示例性地描述本发明的一个或多个实施例，附图中:
[0024]图1示出了反激变换器；
[0025]图2示出了在启动和操作期间，在图1的反激变换器中的信号；
[0026]图3示出了与图1的反激变换器相似的反激变换器，其中变换器的变压器具有附加辅助绕组(addit1nal auxiliary winding)；
[0027]图4示出了在启动和操作期间，在图3的开关模式电源中的信号状态；
[0028]图5示出了用于使用降压模式配置来向LED发光设备提供电力的开关模式电源；
[0029]图6示出了控制器的示意表示，将控制器配置为当从电源的输出有足够的电流来维持电源在稳定状态下的操作时，启动开关切换单元；
[0030]图7示出了与使用图6的控制器相关的信号；
[0031]图8示出了可以提供结合图6和7讨论的控制器功能的控制器的实现方案；
[0032]图9示出了与使用图8的控制器相关的信号；
[0033]图10示出了与图6的控制器相似的控制器及其相关电路的示意表示；以及
[0034]图11示出了与图10的控制器相关的信号。
【具体实施方式】
[0035]图1示出了反激开关模式电源(SMPS) 100 SMPS100包括变压器102、电力开关104和控制器106。SMPS100被配置为接收在SMPS100的干线输入端子108处的AC干线电压。整流器112将该干线电压变换为SMPS100的整流干线电压100。将整流干线电压110提供在整流干线端子114和接地端子116之间。可以在整流干线端子114和接地端子116之间设置可切换导电路径(switchable conduct1n path)。可切换导电路径包括串联的变压器102的初级绕组、电力开关104的导电通道以及可切换导电路径电阻器118。
[0036]在整流干线端子114和接地端子116之间在整流器112的输出两端设置平滑电容器122。限流电阻器124和供应电容器126被串联地设置在整流干线端子114和接地端子116之间。供应电容器126具有第一极板和第二极板。第二极板与接地端子116相连。限流电阻器连接在整流干线端子114和供应电容器126的第一极板之间。
[0037]控制器106具有:地连接，耦接到接地端子116 ；电压感测连接，连接到在电力开关104和可切换导电路径电阻器118之间的结；开关控制端子，连接到电力开关104的栅极；以及Vcc端子120，用于从整流干线端子114接收控制器输入电压或输入电流。Vcc端子120还可以被称作控制器106的第一端子。接地端子还可以被称作控制器106的第二端子。Vcc端子120与供应电容器126的第一极板相连，使得将供给电容器126两端的Vcc电压用作控制器106的控制器输入电压。
[0038]控制器106包括开关切换单元(图1未示出)。开关切换单元被配置为当启用开关切换单元时通过控制器106的开关控制端子提供用于设置电力开关104状态的控制信号。当控制器106的Vcc端子120到达启动阈值VstalJt，启动开关切换单元。否则，开关切换单元是被禁用的或闲置的。可以通过控制器106来实现欠压闭锁电压(under-voltage-lock-out voltage)(停止阈值Vstop)，如果当启用开关切换单元时供应电压落入停止阈值Vstop以下，则停止对开关切换单元的操作。
[0039]在变压器102的次级侧，将次级侧绕组设置为与输出整流器二极管128串联。变压器102的次级侧绕组与输出整流器二极管128的串联结构被设置为与输出平滑电容器130并联。在该示例中，输出平滑电容器130的第一端子被耦接到二极管128的阴极。输出平滑电容器130的第二极板被耦接到晶体管102的次级侧绕组和接地。将开关模式电源100的输出电压提供在输出平滑电容器130两端。
[0040]当将AC干线电源与SMPS 100的干线输入端子108相连时，在整流干线端子114和接地116之间的整流干线电压110开始提升。只要Vcc(供应电容器126两端的电压)提升到控制单元106的启动电压之上，控制器106发起控制器106中的开关切换单元。控制器106在开关状态(当启动开关切换单元时)下比在非开关、空闲状态(当禁用开关切换单元时)下消耗更多供应电流。例如，可能需要附加的供应电流来驱动电力开关104，可以电力开关104由金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)提供。