专利名称：功率模式控制的电源转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一电源转换器，且更具体而言，本发明涉及初级侧(primary-side)控制的电源转换器。
背景技术：
用于电源转换器的各种控制模式已广泛用于调节输出电压和输出电流。用于所述调节的两种常见模式为电压模式和电流模式。
图1展示传统的电源转换器。一误差放大器(error amplifier)12与一误差放大器13用于产生自输出电流和输出电压的一反馈信号。反馈信号将经由光耦合器14被提供到初级侧电路中的一PWM控制器11。PWM控制器11产生一PWM信号用以透过切换一晶体管70来切换一变压器51。流经晶体管70的一切换电流经由一电阻器20转换为一检测电压信号。PWM控制器11比较反馈信号与检测电压信号以产生PWM信号。PWM信号将调节输出电压和/或输出电流。然而，光学耦合器和其它次级侧控制电路显着增加电源转换器的尺寸和器件数量。这是上述电源转换器的主要缺陷。
图2展示初级侧控制的电源转换器的示意电路。初级侧控制的电源转换器包括一PWM控制器12。自变压器50的辅助绕组NA的一反射电压经由一电阻器61被供应到PWM控制器12。此用以提供用于输出电压控制的反馈信号。由于由辅助绕组NA产生的反射电压与由次级绕组Ns所提供的输出电压密切相关，所以PWM控制器12可调节自变压器50的初级侧的输出电压。
为调节自变压器50的初级侧的输出电流，必需控制自变压器50的初级侧传递到次级侧的功率。输出功率PO与电源转换器的一切换电流IIN之间的关系可表示为Po＝Vo×lo＝η×PIN＝η×IIN×VIN(1)IIN=[(VINLP×TON2T)+(IA×TONT)]---(2)]]>其中，VO为输出电压；IO为输出电流；η为效率；IA为反射负载电流；LP为初级磁化电感；T为切换周期；且TON为切换信号的导通时间(on-time)。
为控制输出电压VO，响应反馈信号而调整切换信号的导通时间TON，当输出电流IO增加时，晶体管的切换电流也会增加。晶体管70的切换电流将转换为切换电压。当切换电压超过最大阈值电压VLIMIT时，切换信号的导通时间TON将被限制以调节输出电流IO。最大输入功率PIN_MAX可表示为PIN_MAX=[12×T×LP×(VLIMITRS)2]---(3)]]>则方程式(1)与(3)可重写成IO=POVO=η×PIN_MAXVO={η×[12×T×LP×(VLIMITRS)2]VO}---(4)]]>因为最大输入功率PIN_MAX为有限的，所以每当输出电流IO增加时，输出电压VO就将减小。输出电压偏差与输出电流变化(V/I曲线的斜率)决定恒定电流输出性能。图3提供这种情况的说明。
参看方程式(4)，当输出电压VO减小时，可通过增加切换周期T和/或减小电压信号VLIMIT来达到恒定输出电流IO。然而，若干因素中的任何一个因素都可能影响这种方法的准确度。初级磁化电感Lp与漂移切换频率(1/T)的偏差可造成最大输入功率极限PIN_MAX和输出电流IO波动。
另外，传播延迟时间TD影响输出电流IO的精度。参看图2，电阻器20用于将切换电流IIN转换为一切换电流电压VIDET。如图4所示，电压VIA可表示为VIA＝IA×RS其中，IA为反射负载电流；RS为电阻器20的电阻值。
在时间TONX，切换电流电压VIDET超过阈值电压VLIMIT。然而，直到传播延迟时间TD之后，才断开VPWM。在此传播延迟时间TD期间，切换电流IIN持续增加。此将产生一额外输入电流IIN-ex。
电流IIN-ex的振幅可根据方程式(5)计算。参看方程式(6)，额外输入电流IIN-ex将造成最大输入功率PIN-MAX与输出电流IO响应输入电压VIN的增加而增加。
IIN-ex={(VINLP×TD2T)+[(VINIP×TONX)+IA]×TDT}---(5)]]>PIN_MAX=[12×T×LP×(VLIMITRS+IIN-ex)2]---(6)]]>根据上文的描述，我们可发现现有技术的初级侧控制是不准确的且并不适于电源转换器的大量生产。
本发明的目标在于提供初级侧控制的电源转换器，其可精确地调节输出电压并产生恒定的输出电流。
发明内容
根据本发明的功率模式控制的电源转换器包括一变压器、一功率晶体管、一线电阻器(line resistor)、一辅助整流器、一去耦电容器(decouplecapacitor)、一检测电阻器、一感测电阻器、一输出整流器和一输出电容器、一集成电容器和一PWM控制器。
功率模式控制的电源转换器的PWM控制器具有一供应端子、一电压检测端子、一输出端子、一电流检测端子、一滤波器端子、一线电压输入端子和一接地端子。
线电阻器自功率模式控制的电源转换器的一输入连接到线电压输入端子以启动PWM控制器并在PWM控制器启动之后提供输入电压检测。一辅助整流器自变压器的辅助绕组连接到去耦电容器，当PWM控制器开始运作时进一步向PWM控制器提供DC电源。
感测电阻器连接到功率晶体管和PWM控制器的电流检测端子以用于提供一切换电流电压。连接到PWM控制器的滤波器端子的集成电容器形成低通滤波器，并将切换电流电压集成为一平均电流信号。PWM控制器使用平均电流信号和线电压输入信号来进行输出电流调节。
功率模式控制的电源转换器的PWM控制器进一步包括一取样保持电路，用于取样电压检测端子处的电压并产生一取样电压。一第一误差放大器比较取样电压与一参考电压以产生一反馈电压。一第一比较器比较反馈电压与切换电流电压以产生一电压复位信号。连接到电压检测端子的一可编程电流槽响应反馈电压产生一可编程电流。可编程电流和检测电阻器产生一偏移电压来补偿输出整流器上的电压降。PWM控制器还包括衰减器来衰减线电压输入信号到输入电压信号。一乘法器将输入电压信号乘上平均电流信号来产生一功率控制信号。一第二误差放大器比较功率控制信号与由一参考电压产生器所产生的一功率参考电压来产生一限制电压。第二比较器比较限制电压与切换电流电压以产生一电流复位信号。
PWM控制器进一步包括一振荡器与一SR触发器来产生一PWM信号。SR触发器由振荡器的输出周期性地设定且由电流复位信号和电压复位信号设定。一消隐电路产生一消隐时间以确保PWM信号的最短导通时间，此产生足够的延迟来精确地产生取样电压。连接于电流检测端子与滤波器端子之间的一滤波电阻器提供用于低通滤波器的高阻抗。PWM控制器进一步包括一第一开关与一第二开关。第一开关自线电压输入端子连接到供应端子。第二开关自线电压输入端子连接到衰减器。一旦PWM控制器开始运作即断开第一开关并接通第二开关。
应理解，上文的一般性描述和下文的详细描述均为示范性的，并希望对如所主张的本发明提供进一步阐释。另外的目标与优势将根据以下描述与附图而变得显而易见。
附图用来提供对本发明的进一步理解且被并入并构成了本说明书的一部分。
本发明的实施例，且与描述一起用来阐释本发明的原理。
图1展示传统的一电源转换器。
图2展示初级侧控制的电源转换器的示意性电路。
图3展示电源转换器的常见V/I曲线。
图4展示具有传播延迟的PWM信号的波形。
图5展示根据本发明的功率模式控制的电源转换器的示意性电路。
图6展示根据本发明的PWM控制器的方框图。
图7展示根据本发明优选实施例的消隐电路。
图8展示根据本发明优选实施例的参考电压产生器。
图9展示根据本发明优选实施例的取样保持电路。
图10展示取样保持电路的内部信号波形。
图11展示根据本发明优选实施例的乘法器。
图12展示根据本发明的功率模式控制的电源转换器的转换函数方框图。
具体实施例方式
图5展示根据本发明的功率模式控制的电源转换器。根据本发明的功率模式控制的电源转换器包括具有一PWM控制器10，其包含一供应端子VCC、一电压检测端子VDET、一线电压输入端子VI、一滤波器端子CINT、一电流检测端子IDET、一输出端子OUT与一接地端子GND。根据本发明的功率模式控制的电源转换器还包括一线电阻器65、一去耦电容器35、一辅助整流器40、一检测电阻器60、一集成电容器60、一感测电阻器20、一功率晶体管70、一输出整流器80与一输出电容器90。本发明的功率模式控制的电源转换器进一步包括具有一辅助绕组NA、一初级绕组NP与一次级绕组NS的一变压器50。
线电阻器65的一第一端子供应有电源转换器的一输入电压VIN。线电阻器65的一第二端子连接到PWM控制器10的线电压输入端子VI。辅助绕组NA的一正端连接到辅助整流器40的一阳极。辅助整流器40的一阴极连接到去耦电容器35。PWM控制器10的供应端子VCC连接到辅助整流器40的阴极。检测电阻器60连接于辅助整流器40的阳极与PWM控制器10的电压检测端子VDET之间。PWM控制器10的输出端子OUT驱动功率晶体管70的一栅极。感测电阻器20连接于功率晶体管70的源极与接地参考之间。PWM控制器10的电流检测端子IDET连接到功率晶体管70的源极。集成电容器30自PWM控制器10的滤波器端子CINT连接到接地参考。PWM控制器10的接地端子GND连接到接地参考。输出整流器80的阳极连接到次级绕组NS的一正端。输出电容器90连接于输出整流器80的一阴极与次级绕组NS的一负端之间。功率模式控制的电源转换器的输出电压VO自输出整流器80的阴极供应。
图6展示根据本发明优选实施例的PWM控制器10。PWM控制器10包括一滤波电阻器185、两个开关140与145、一衰减器180、一乘法器190、一取样保持电路155、一参考电压产生器160、两个误差放大器125与126、一电流源115、一电阻器170、两个比较器120与121、两个NAND门108与109、一振荡器100、一SR触发器107、一消隐电路150、一可编程的电流槽110和一缓冲器105。
开关140连接于供应端子VCC与线电压输入端子VI之间。开关145连接于线电压输入端子VI与衰减器180的一输入之间。参看图5和图6，经由线电阻器65接通开关140以启动PWM控制器10。在PWM控制器10启动之后，断开开关140并接通开关145。为检测线电压，然后经由开关145发送线电压输入信号到衰减器180。
滤波电阻器185连接于电流检测端子IDET与滤波器端子CINT之间。滤波电阻器185与集成电容器30相耦合以供应一平均电流信号到乘法器190的一第一输入。乘法器190具有供应有一输入电压信号的一第二输入。输入电压信号自衰减器180的一输出产生。乘法器190还具有一输出，用于供应一功率控制信号到误差放大器126的一负输入。
取样保持电路155具有连接到电压检测端子VDET的一第一输入。取样保持电路155进一步具有一输出，用于供应一取样电压VSH到误差放大器125的一负输入。误差放大器125的一正输入供应有一参考电压VR1。参考电压产生器160的一输入供应有取样电压VSH。参考电压产生器160的一输出供应一功率参考电压VR2给误差放大器126的一正输入。误差放大器126的一输出供应一限制电压VLIMIT给比较器121的一正输入。
电流源115的一输入端子供应有一供应电压VCC。电流源115的一输出端子连接到比较器121的正输入。电阻器170自电流源115的输出端子连接到接地参考。由于本发明的误差放大器126为开路漏极装置(open-draindevice)，限制电压VLIMIT的最大值由电流源115和电阻器170的电阻决定。
比较器120的一负输入和比较器121的负输入连接到电流检测端子IDET以接收切换电流电压VIDET。感测电阻器20将流经功率晶体管70的切换电流IIN转换为切换电流电压VIDET。误差放大器125比较取样电压VSH与参考电压VR1以经由误差放大器125的输出产生一反馈电压VFB。反馈电压VFB供应到比较器120的一正输入和可编程的电流槽110的一控制端子。
可编程的电流槽110连接于取样保持电路155的第一输入与接地参考之间。比较器120比较反馈电压VFB与切换电流电压VIDET以产生一电压复位信号。电压复位信号被供应到NAND门108的一第一输入。比较器121比较限制电压VLIMIT与切换电流电压VIDET以产生一电流复位信号。电流复位信号被供应到NAND门108的一第二输入。NAND门108的一输出连接到NAND门109的一第一输入。振荡器100的一输出设定SR触发器107。SR触发器107由NAND门109的一输出而复位SR触发器107的输出供应PWM信号VPWM给取样保持电路155的一第二输入、缓冲器105的一输入和消隐电路150的一输入。消隐电路150的一输出供应消隐信号VBLK给NAND门109的一第二输入。连接于SR触发器107的输出与PWM控制器10的输出端子OUT之间的缓冲器105为功率晶体管70提供足够的驱动能力。
图7展示根据本发明优选实施例的消隐电路150。消隐电路150包括一反相器203、一晶体管205、一电流源201、一电容器207和一缓冲器209。反相器203的输入供应有PWM信号VPWM。反相器203的一输出连接到晶体管205的一栅极。晶体管205的源极连接到接地参考。电流源201的一输入供应有供应电压VCC。电流源201的输出端子连接到晶体管205的一漏极和缓冲器209的一输入。电容器207连接于晶体管205的漏极与接地参考之间。消隐信号VBLK自缓冲器的一输出产生。
随着PWM信号VPWM变为逻辑高，晶体管205将被断开。因此，电流源201将开始对电容器207充电。一旦电容器207上的电压超过一逻辑高阈值，缓冲器209将输出一逻辑高消隐信号VBLK。连接电流源201和电容器207，使得一消隐延迟时间插入PWM信号VPWM变为逻辑高之后且在消隐信号VBLK变为逻辑高之前。
图8展示参考电压产生器160的优选实施例。参考电压产生器160包括一运算放大器138、三个晶体管137、132与131、一电流源133和两个电阻器136和135。运算放大器138的一正输入供应有取样电压VSH。运算放大器138的一输出端子连接到晶体管137的一栅极。运算放大器138的一负输入连接到晶体管137的一源极。电阻器136连接于晶体管137的源极与接地参考之间。晶体管132的一栅极、晶体管131的一栅极、晶体管132的一漏极和晶体管137的一漏极连结在一起电流源133的一输入端子供应有供应电压VCC。电流源133的一输出端子连接到晶体管132的一源极和晶体管131的一源极。电阻器135自晶体管131的一漏极连接到接地参考。
取样电压VSH和电阻器136决定流经晶体管137的电流I 137。由于晶体管132和晶体管131形成一电流镜，流经晶体管131的电流I131将与电流I137成比例。电流I137的振幅可表示为I137=VSHR136]]>其中R136为电阻器136的电阻。
电阻器135将电流I131转换到功率参考电压VR2。因此，如以下方程序所示，功率参考电压VR2将与取样电压VSH成比例变化VR2=I131×R135=N×I137×R135=N×VSHR136×R135⇒VR2∝VSH]]>其中N为由晶体管131与132所形成的电流镜的镜射比(mirrorratio)。
图9展示根据本发明优选实施例的取样保持电路155。取样保持电路155包括一电流源231、一晶体管235、一电容器240、一反相器250、一反相器252、一电流源232、一晶体管236、一电容器241、一反相器251、一AND门260、一开关220和一电容器225。
晶体管235的一栅极和反相器252的一输入均供应有PWM信号VPWM。电流源231的输入端子供应有供应电压VCC。电流源231的一输出端子连接到晶体管235的一漏极。晶体管235的一源极连接到接地参考。晶体管235的漏极连接到反相器250的一输入。电容器240自晶体管235的漏极连接到接地参考。反相器250的一输出连接到晶体管236的一栅极。电流源232的输入端子供应有供应电压VCC。电流源232的一输出端子连接到晶体管236的一漏极。晶体管236的一源极连接到接地参考。晶体管236的漏极连接到反相器251的一输入。电容器241自晶体管236的漏极连接到接地参考。AND门206的一第一输入连接到反相器251的一输出。AND门260的一第二输入连接到晶体管235的漏极。AND门260的一第三输入连接到反相器252的一输出。AND门260的一输出向开关220的一控制端子供应一取样控制信号SMP。开关220的一输入端子连接到PWM控制器10的一电压检测端子VDET以接收一电压检测信号VDT。电容器225自开关220的一输出端子连接到接地参考。每当开关220的控制端子由AND门260的输出启用时，取样电压VSH自开关220的输出端子处供应。
图10展示取样保持电路155的内部信号波形。一旦PWM信号VPWM降低到逻辑低，如图9所示，晶体管235将被断开。电流源231将开始对电容器240充电。在电容器240上的电压超过逻辑高阈值之前，反相器250将输出逻辑高信号来接通晶体管236。此将令电容器241放电且在AND门260的第一输入处产生一逻辑高信号。自AND门260的输出产生的取样控制信号SMP将为逻辑低。因此开关220将保持断开。
一旦电容器240上的电压超过逻辑高阈值，晶体管236将被断开。自AND门260的输出产生的取样控制信号SMP将变为逻辑高。此将接通开关220并使电压检测信号VDT能够经由开关220对电容器225充电。同时，电流源232将开始对电容器241充电。一旦电容器241上的电压超过逻辑高阈值，反相器251将向AND门260的第一输入供应一逻辑低信号。然后取样控制信号SMP降低到逻辑低并断开开关220。然后电容器225上的电压将等于取样电压VSH。
如图10所示，延迟时间tD1的持续时间由电流源231和电容器240决定。延迟时间tD2的持续时间由电流源232和电容器241决定。
图11展示根据本发明优选实施例的乘法器190。乘法器190包括一恒流源300、一运算放大器310、五个晶体管350、351、358、357和356，一运算放大器320和一电阻器325。乘法器190进一步包括供应有一电压V1的一第一输入端子、供应有一电压V2的一第二输入端子和供应有一电压V3的一输出端子。
运算放大器310的一负输入连接到乘法器190的第一输入端子。恒流源300的一输入端子供应有供应电压VCC。恒流源300的一输出端子连接到运算放大器310的一正输入和晶体管350的一漏极。晶体管350的一栅极、晶体管351的一栅极和运算放大器310的一输出端子连结在一起。晶体管350的一源极和晶体管351的一源极均连接到接地参考。晶体管351的一漏极和晶体管358的一漏极连接到乘法器190的输出端子。晶体管358的一源极和晶体管357的一源极供应有供应电压VCC。晶体管358的一栅极、晶体管357的一栅极、晶体管357的一漏极和晶体管356的一漏极连结在一起。运算放大器320的一正输入连接到乘法器190的第二输入端子。运算放大器320的一负输入、晶体管356的一源极和电阻器325的一第一端子连结在一起。电阻器325的一第二端子连接到接地参考。运算放大器320的一输出端子连接到晶体管356的栅极。
晶体管350和351均在线性区域内运作。当在线性区域内运作时，MOS晶体管相当于电阻器。调制运作电压偏压和运作电流偏流可控制晶体管的等效电阻。运算放大器310响应其运作偏压/偏流控制晶体管350的电阻，运作偏压/偏流由电压V1和恒流源300所提供的恒定电流I300决定。由于晶体管351与晶体管350呈镜射配置，晶体管351的电阻R351将与晶体管350的电阻相同。
R351=V1I300---(7)]]>电压V2和电阻器325决定流经晶体管356的电流I356的振幅。由于晶体管358与晶体管357呈镜射配置，流经晶体管358的电流I358将与流经晶体管357和356的电流I356的振幅成比例。
I358∝I356⇒I358∝V2R325]]>其中R325为电阻器325的电阻。
电流I358和晶体管351的电阻将在晶体管351的漏极处产生电压V3。如以下方程序所示，电压V3将与电压V1和电压V2的乘积成比例V3=I358×R351=V2R325×V1I300=KO×V1×V2---(8)]]>图12展示功率模式控制的电源转换器的转换函数的方框图。方框H(s)表示低通滤波器。Av表示误差放大器126的增益。IIN-err意味由组件变化、传播延迟时间TD等造成的切换电流误差。如图12所示，切换电流IIN可表示为IIN=IIN-err+VLIMITRS---(9)]]>IIN=IIN-err+1RS×{Av×VR2-Av×[α×VIN×H(s)×IIN]}---(10)]]>其中α为衰减器180的衰减因数。
IIN=IIN-err+(Av×VR2RS)1+Av×α×H(s)×VINRS---(11)]]>当Av远大于1且VR2/RS大于IIN-err时，则切换电流IIN可重写成IIN=VR2α×H(s)×VIN---(12)]]>因此，编程功率参考电压VR2和衰减因数α可精确地控制自电源转换器的初级侧电路传递到次级侧电路的功率，如以下方程序所示PIN=VIN×IIN=VR2α×H(s)---(13)]]>对于所属领域的技术人员将显而易见，在不脱离本发明的范畴或精神的情况之下，可对本发明的结构做出各种修改和变化。鉴于上文，希望本发明涵盖在所附权利要求书和其均等物的范畴内的本发明的修改和变化。
权利要求
1.一种功率模式控制的电源转换器，其特征在于其包括一变压器，具有一次级绕组、一初级绕组和一辅助绕组，其中所述变压器的所述次级绕组连接到所述功率模式控制的电源转换器的一次级侧电路，且所述变压器的所述辅助绕组连接到所述功率模式控制的电源转换器的一初级侧电路；一功率晶体管，用于能量切换，其中所述功率晶体管与所述变压器串联连接；一输出整流器和一输出电容器，用于提供用于所述功率模式控制的电源转换器的一DC输出，其中所述输出整流器和所述输出电容器连接到所述变压器的所述次级绕组；和一PWM控制器，具有一供应端子、一接地端子、一电压检测端子、一电流检测端子、一线电压输入端子、一滤波器端子和一输出端子，其中所述电压检测端子用于检测一输出电压。
2.根据权利要求1所述的功率模式电源转换器，其特征在于其进一步包括一检测电阻器，自所述变压器的所述辅助绕组连接到所述PWM控制器的所述电压检测端子；一线电阻器，自所述功率模式控制的电源转换器的一输入连接到所述PWM控制器的所述线电压输入端子以接收一线电压输入信号；一去耦电容器，连接到所述PWM控制器的所述供应端子；一辅助整流器，自所述变压器的所述辅助绕组连接到所述去耦电容器；一感测电阻器，与所述功率晶体管串联连接，其中所述感测电阻器进一步连接到所述PWM控制器的所述电流检测端子；和一集成电容器，连接到所述PWM控制器的所述滤波器端子，其中所述集成电容器形成一低通滤波器。
3.根据权利要求1所述的功率模式控制的电源转换器，其特征在于其中所述PWM控制器的所述电流检测端子用于检测一切换电流电压，其中所述切换电流电压经由所述变压器所供应的一切换电流在所述感测电阻器上转换而得。
4.根据权利要求1所述的功率模式控制的电源转换器，其特征在于其中所述PWM控制器的所述线电压输入端子用于检测所述功率模式控制的电源转换器的一输入电压，并用于启动所述PWM控制器。
5.根据权利要求3所述的功率模式控制的电源转换器，其特征在于其中所述切换电流电压在所述低通滤波器上被转换为一平均电流信号。
6.根据权利要求2所述的功率模式控制的电源转换器，其特征在于其中当所述PWM控制器运作时，所述辅助整流器提供DC电源用于所述PWM控制器。
7.根据权利要求1所述的功率模式控制的电源转换器，其特征在于其中所述PWM控制器的所述输出端子产生一PWM信号以驱动所述功率晶体管，其中所述PWM信号用于输出电压和输出电流的调节。
8.根据权利要求1所述的功率模式控制的电源转换器，其特征在于其中所述PWM控制器响应所述平均电流信号和所述线电压输入信号而调节所述功率模式控制的电源转换器的一输出电流。
9.根据权利要求1所述的功率模式控制的电源转换器，其特征在于其中所述PWM控制器包括一取样保持电路，用于产生一取样电压，其中所述取样电压响应在所述PWM控制器的所述电压检测端子处的一电压而产生；一参考电压端子，用于供应一参考电压；一第一误差放大器，用于比较所述取样电压和所述参考电压以产生一反馈电压；一第一比较器，用于响应所述反馈电压和所述切换电流电压而产生一电压复位信号；一可编程的电流槽，用于响应在所述PWM控制器的所述电压检测端子处的所述电压而产生一可编程电流；一第一开关，自所述PWM控制器的所述线电压输入端子连接到所述PWM控制器的所述供应端子，其中一旦所述PWM控制器开始运作即断开所述第一开关；和一第二开关，其中一旦所述PWM控制器开始运作即接通所述第二开关。
10.根据权利要求1所述的功率模式控制的电源转换器，其特征在于其中所述PWM控制器进一步包括一衰减器，用于将所述线电压输入信号衰减为一输入电压信号，其中所述衰减器经由所述第二开关连接到所述PWM控制器的所述线电压输入端子；一乘法器，用于将所述平均电流信号与所述输入电压信号相乘来产生一功率控制信号；一参考电压产生器，用于产生一功率参考电压；一第二误差放大器，用于响应所述功率控制信号和所述功率参考电压而产生一限制电压，其中所述第二误差放大器为开漏装置；和一第二比较器，用于比较所述限制电压与所述切换电流电压以产生一电流复位信号。
11.根据权利要求1所述的功率模式控制的电源转换器，其特征在于其中所述PWM控制器进一步包括一第一NAND门，具有分别供应有所述电压复位信号和所述电流复位信号的一第一输入和一第二输入；一第二NAND门，具有一第一输入和一第二输入，其中所述第二NAND门的所述第一输入连接到所述第一NAND门的一输出；一振荡器；一SR触发器，用于产生所述PWM信号，其中所述SR触发器由所述振荡器的一输出周期性地设定，其中所述SR触发器由所述第二NAND门的一输出复位；一消隐电路，用于产生一消隐时间，其中所述消隐电路的一输入供应有所述PWM信号，其中所述消隐电路的一输出连接到所述第二NAND门的所述第二输入；一滤波电阻器，用于提供用于一低通滤波器的一高阻抗；和一电流源和一电阻器，其中限制电压的最大振幅由所述电阻器的电阻和所述电流源的电流振幅所决定。
12.根据权利要求11所述的功率模式控制的电源转换器，其特征在于其中所述消隐时间确保所述PWM信号的一最短导通时间。
13.根据权利要求2所述的功率模式控制的电源转换器，其特征在于其中一偏移电压响应所述可编程电流而在所述检测电阻器上产生，其中所述偏移电压实质上补偿在所述输出整流器上的电压降。
14.根据权利要求11所述的功率模式控制的电源转换器，其特征在于其中所述消隐电路包括一blk反相器，用于使所述PWM信号反相；一blk电容器；一blk晶体管，其中响应所述blk晶体管的接通/断开运作而对所述blk电容器进行充电与放电；一blk缓冲器；和一blk电流源，用于对所述blk电容器充电。
15.根据权利要求10所述的功率模式控制的电源转换器，其特征在于其中所述参考电压产生器包括一vg运算放大器，具有供应有一取样电压的一正输入，所述vg运算放大器具有一负输入和一输出端子；一第一vg电阻器；一第一vg晶体管，其中所述第一vg晶体管与所述第一vg电阻器和所述vg运算放大器耦合以产生一第一vg电流，其中所述第一vg晶体管具有一栅极、一源极和一漏极；一第二vg晶体管，具有一栅极、一源极和一漏极；一第三vg晶体管，其中所述第三vg晶体管和所述第二vg晶体管形成一vg电流镜，其中所述vg电流镜经由镜射所述第一vg电流而产生一第二vg电流，其中所述第三vg晶体管具有栅极、源极和漏极；一第二vg电阻器，用于将所述第二vg电流转换为所述功率参考电压；和一vg电流源，用于限制所述第一vg电流和所述第二vg电流。
16.根据权利要求9所述的功率模式控制的电源转换器，其特征在于其中所述取样保持电路包括一第一sh电容器；一第一sh电流源，用于对所述第一sh电容器充电；一第一sh晶体管，其中响应所述第一sh晶体管的接通/断开运作而对所述第一sh电容器进行充电与放电，其中所述第一sh晶体管具有一栅极、一源极和一漏极；一第一sh反相器，具有连接到所述第一sh晶体管的所述漏极的一输入；一第二sh电容器；一第二sh电流源，用于对所述第二sh电容器充电；一第二sh晶体管，其中响应所述第二sh晶体管的接通/断开运作而对所述第二sh电容器进行充电与放电，其中所述第二sh晶体管具有一栅极、一源极和一漏极，其中所述第二sh晶体管的所述栅极连接到所述第一sh反相器的一输出；和一第二sh反相器，具有连接到所述第二sh晶体管的所述漏极的一输入。
17.根据权利要求9所述的功率模式控制的电源转换器，其特征在于其中所述取样保持电路进一步包括一第三sh电容器；一第三sh反相器，具有供应有一PWM信号的一输入；一sh开关，具有连接到所述PWM控制器的所述电压检测端子的一输入，其中所述sh开关具有连接到所述第三sh电容器的一输出；和一AND门，具有连接到所述第二sh反相器的一输出的一第一输入，所述AND门具有连接到所述第一sh晶体管的所述漏极的一第二输入，所述AND门具有连接到所述第三sh反相器的一输出的一第三输入。
18.根据权利要求10所述的功率模式控制的电源转换器，其特征在于其中所述乘法器包括一第一乘法器输入端子；一第二乘法器输入端子；一乘法器输出端子；一第一mp运算放大器，具有连接到所述第一乘法器输入端子的一负输入；一恒流源，连接到所述第一mp运算放大器的一正输入；一第一mp晶体管，具有连接到所述第一mp运算放大器的所述正输入的一漏极，所述第一mp晶体管具有连接到接地参考的一源极；和一第二mp晶体管，具有连接到所述第一mp晶体管的一栅极的一栅极，其中所述第二mp晶体管的所述栅极进一步连接到所述第一mp运算放大器的一输出端子，其中所述第二mp晶体管具有连接到所述接地参考的一源极。
19.根据权利要求10的功率模式控制的电源转换器，其特征在于其中所述乘法器进一步包括一第三mp晶体管，具有连接到所述第二mp晶体管的一漏极的一漏极，其中所述第三mp晶体管的所述漏极进一步连接到所述乘法器的所述乘法器输出端子，其中所述第三mp晶体管具有供应有一供应电压的一源极；一第四mp晶体管，具有供应有所述供应电压的一源极，所述第四mp晶体管具有连接到所述第三mp晶体管的一栅极和所述第四mp晶体管的一漏极的一栅极；一第二mp运算放大器，具有连接到所述第二乘法器输入端子的一正输入；一第五mp晶体管，具有连接到所述第四mp晶体管的所述漏极的一漏极，所述第五mp晶体管具有连接到所述第二mp运算放大器的一输出端子的一栅极，所述第五晶体管具有连接到所述第二mp运算放大器的一负输入的一源极；和一mp电阻器，连接到所述第五mp晶体管的所述源极。
全文摘要
本发明展示用于供应恒定输出电压和恒定输出电流的功率模式控制的电源转换器。功率模式控制的电源转换器的PWM控制器响应自变压器辅助绕组取样的电压而产生PWM信号。可编程的电流槽和检测电阻器补偿输出整流器的电压降。低通滤波器集成切换电流电压为平均电流信号。衰减器产生自线电压输入信号的输入电压信号。PWM控制器随着所述输入电压信号而倍增所述平均电流信号以产生功率控制信号。误差放大器比较功率控制信号与功率参考电压以产生限制电压。限制电压控制自功率模式控制的电源转换器的初级侧电路传递到次级侧电路的功率。由于功率参考电压的变化与输出电压变化成比例，因此实现恒定输出电流。
文档编号H02M7/00GK1910808SQ200480039556
公开日2007年2月7日 申请日期2004年5月26日 优先权日2004年1月5日
发明者杨大勇, 陈秋麟, 林振宇, 洪国强 申请人:崇贸科技股份有限公司