功率转换器、用于其中的控制器及控制功率转换器的方法
【专利说明】功率转换器、用于其中的控制器及控制功率转换器的方法
[0001]本申请是申请日为2011年4月27日、名称为“用于检测隔离式功率转换器的输出电压的变化的装置和方法”的第201110107493.5号发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明总体涉及检测隔离式功率转换器的输出电压的变化，更具体而言，本发明涉及感测来自隔离式功率转换器的偏置绕组的振铃电压(ringing voltage)，以检测输出电压的变化。
【背景技术】
[0003]许多电子设备诸如手机、个人数字助理(PDA)、膝上型电脑等，是由相对低压的dc功率源供电的。功率通常通过高压ac电的壁装电源插座传输。一般称为开关式功率转换器的设备，通常用于将高压ac电转换为低压dc电。在某些应用中，电子设备可能需要由功率转换器传输的恒定的输出电压和/或最小的运行电压。在运行中，功率转换器可以使用控制器以控制一个将能量从功率转换器的输入侧传递到输出侧的开关，以在功率转换器的输出上维持恒定电压。
[0004]功率转换器的一个特征可以是在其输入和输出之间提供电流隔离(galvanicisolat1n)，也就是说，不存在允许电流从功率转换器输入侧流向输出侧的dc电流路径。在一个实例中，功率转换器可以包括能量传递元件，诸如耦合电感器，以将功率转换器的输入侧与输出侧流电隔离。在运行中，功率转换器可以调节功率转换器的输出上的输出电压，其方式为使用连接至传感器的控制器以提供来自功率转换器的输出的反馈，从而调节所述输出电压。更具体地，所述控制器可以以如下方式调节功率转换器的输出上的输出电压:响应于来自传感器的反馈信息，控制一个开关的接通或切断，以将能量脉冲通过隔离元件从输入电源(诸如输电线)传递至输出。
[0005]一种类型的功率转换器可以是一次侧控制功率转换器。这种类型的功率转换器使用反馈机构，该反馈机构间接连接至流电隔离式功率转换器的输出侧。在一个实例中，一次侧控制功率转换器可以使用偏置绕组，该偏置绕组磁性连接至输出绕组以感测输出电压。
【发明内容】
[0006]根据本发明的第一方面，提供一种控制功率转换器的方法，该方法包括:
[0007]切换一个电源开关以控制从所述功率转换器的输入到所述功率转换器的输出的能量传递；
[0008]产生表示所述功率转换器的输出的反馈信号；
[0009]捕获第一峰值电压，该第一峰值电压表示在所述反馈信号的第一开关循环中的所述反馈信号的振铃电压的第二或随后的峰值；
[0010]捕获第二峰值电压，该第二峰值电压表示在所述反馈信号的第二开关循环中的所述反馈信号的振铃电压的第二或随后的峰值；以及
[0011]响应于捕获的第一峰值电压信号和第二峰值电压信号产生用于所述功率转换器的控制信号。
[0012]根据本发明的第二方面，提供一种用于功率转换器中的控制器，该控制器包括:
[0013]驱动电路，用于产生开关信号，该开关信号被连接为由连接至所述功率转换器的输入和能量传递元件的电源开关接收，以控制从所述功率转换器的输入到所述功率转换器的输出的能量传递；以及
[0014]输出电压传感器，被连接至所述驱动电路，并被连接以接收表示所述功率转换器的输出的反馈信号，该输出电压传感器被配置为:
[0015]捕获第一峰值电压，该第一峰值电压表示在所述反馈信号的第一时间上的所述反馈信号的振铃电压的第二或随后的峰值；
[0016]捕获第二峰值电压，该第二峰值电压表示在所述反馈信号的第二时间上的所述反馈信号的振铃电压的第二或随后的峰值；以及
[0017]响应于捕获的第一峰值电压信号和第二峰值电压信号产生用于所述电源的控制信号。
[0018]根据本发明的第三方面，提供一种功率转换器，该功率转换器包括:
[0019]能量传递元件，连接在所述功率转换器的输入和所述功率转换器的输出之间；
[0020]电源开关，连接至所述能量传递元件和所述功率转换器的输入；
[0021]控制器，包括驱动电路，该驱动电路产生开关信号，该开关信号被连接以被所述电源开关接收，从而控制从所述功率转换器的输入到所述功率转换器的输出的能量传递；以及
[0022]第二方面中的输出电压传感器。
【附图说明】
[0023]参考以下附图描述了本发明的非限制性和非排除性的实施方案，其中除非特别指明，在各幅附图中，类似的参考编号指代类似的部分。
[0024]图1是总体示出了根据本发明的教导的包括控制器的功率转换器的实例的示意图，所述控制器包括驱动电路和输出电压传感器(OVS)。
[0025]图2是进一步示出了根据本发明的教导的示例性控制器的框图。
[0026]图3示出了根据本发明的教导的示例性控制器的信号的示例性波形图。
[0027]图4示出了根据本发明的教导的示例性输出电压传感器的总体示意图。
【具体实施方式】
[0028]本文公开了用于检测功率转换器的隔离输出的输出电压的变化的方法和装置。为了提供对于本发明的彻底的了解，在下文描述中阐述了大量具体细节。但是，应清晰的是，对于本领域普通技术人员，并非必须采用这些具体细节来实践本发明。在其他的情况下，公知的材料或方法并未在此详细描述，以避免模糊本发明。
[0029]在本说明书中，所指的“一个实施方案”、“一实施方案”、“一个实施例/实例”或“一实施例/实例”意为关于该实施方案或实施例/实例描述的特定特性、结构或特征包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，本说明书中多处出现的短语“一个实施方案”、“一实施方案”、“一个实施例/实例”或“一实施例/实例”并不必然均指代同一实施方案或实施例/实例。此外，特定的特性、结构或特征可在一个或多个实施方案或实施例/实例中以任意适合的结合和/或子结合的形式进行结合。特定的特性、结构或特征可以被包括在提供所描述的功能的集成电路、电子电路、联合逻辑电路或其他适合的部件中。此外，应认识到，随此提供的附图是用于向本领域普通技术人员进行阐释，因此这些附图并不必然按比例绘制。
[0030]图1是总体示出了根据本发明的教导的包括控制器102的功率转换器100—一也可称为电源一一的一个实例的示意图，该控制器102包括驱动电路104和输出电压传感器(OVS) 106。在一个实施例中，控制器102可以包括在集成电路中。如所示，功率转换器100在输入端103接收dc输入电压Vino能量传递元件116被连接在功率转换器100的输入端103和输出端118之间。在该实施例中，能量传递元件116将输入端103与输出端118电流隔离，这维持了输出电压V.。由于输入端103通过能量传递元件116与输出端118电流隔离，因此不存在允许电流从功率转换器100的输入侧流向输出侧的dc电流路径。如所示，输入返回线路129是连接至输入端103的输入侧的参考，以及输出返回线路131是连接至输出端118的输出侧的参考。在一个实施例中，能量传递元件116包括输入绕组122和输出绕组124。“输入绕组”也可以称为“初级绕组”，以及“输出绕组”也可以称为“次级绕组”。如所示，箝位电路125连接至能量传递元件116的输入绕组122，以限制连接至输入绕组122的电源开关108两端的最大电压。
[0031]如所描述的实施例所示，控制器102连接至电源开关108，电源开关108连接至输入绕组122和输入返回线路129。在一个实施例中，电源开关108和控制器102可以集成在同一单片设备中。在另一实施例中，电源开关108可以是混合设备中与集成控制器102 —并封装的分立开关。在运行中，电源开关108被连接以控制通过能量传递元件116从输入端103到输出端118的能量传递，从而通过将电源开关108在接通和切断状态之间切换，调节功率转换器100的输出。