转换器的制造方法_5

文档序号:9767484阅读:来源:国知局
输出单元235-1输出与第一信号Pl以及第五信号P5相对应的第一开关控制信号SI。
[0233]例如,当操作模式选择单元231在启动期间选择了第一操作模式时,根据本公开的示例性实施例的开关控制信号输出单元235-1根据输入到置位输入端子S的第一信号Pl而输出高电平的第一开关控制信号SI,并且根据输入到复位输入端子R的第五信号P5而输出低电平的第一开关控制信号SI。
[0234]当操作模式选择单元231在启动期间选择了第一操作模式时,开关驱动信号输出单元235-2根据从开关控制信号输出单元235-1输出的第一开关控制信号SI而输出用于使开关单元210接通以及断开的开关驱动信号\。
[0235]例如,当高电平的第一开关控制信号SI输入到开关驱动信号输出单元235-2时,根据本公开的示例性实施例的开关驱动信号输出单元235-2产生高电平的开关驱动信号Vti并将所述开关驱动信号Vti输出至开关单元210。当低电平的第一开关控制信号SI输入到开关驱动信号输出单元235-2时,开关驱动信号输出单元235-2产生低电平的开关驱动信号Vti并将所述开关驱动信号V (;输出至开关单元210。
[0236]与本公开的第一实施例相同,根据本公开的示例性实施例的开关单元210采用N沟道型FET开关装置。因此,当开关驱动信号Vs处于高电平时,开关单元210接通,当开关驱动信号Ve处于低电平时,开关单元210断开。
[0237]因此,与本公开的第一实施例相同,当操作模式选择单元231在启动期间选择第一操作模式时,根据本公开的示例性实施例的开关驱动器235响应于固定频率的第一信号Pl而使开关单元210接通。
[0238]与本公开的第一实施例相同,当操作模式选择单元231在启动期间选择了第一操作模式时,根据本公开的示例性实施例的开关驱动器235响应于根据第二信号P2或第四信号P4的第五信号P5而使开关单元210断开。
[0239]当完成启动并且通过操作模式选择单元231选择了第二操作模式时,开关控制信号输出单元235-1根据从第三信号输出单元234输出的第三信号P3以及从第四信号输出单元236输出的第四信号P4而产生并输出第二开关控制信号S2,以产生开关驱动信号\。
[0240]因此,当完成启动并且通过操作模式选择单元231选择了第二操作模式时,开关控制信号输出单元235-1输出与第三信号P3以及第四信号P4相对应的第二开关控制信号S2o
[0241]例如,当完成启动并且通过操作模式选择单元231选择了第二操作模式时,根据本公开的示例性实施例的开关控制信号输出单元235-1根据输入到置位输入端子S的第三信号P3而输出高电平的第二开关控制信号S2,并且根据输入到复位输入端子R的第四信号P4而输出低电平的第二开关控制信号S2。
[0242]当完成启动并且通过操作模式选择单元231选择了第二操作模式时,开关驱动信号输出单兀235-2根据从开关控制信号输出单兀235-1输出的第二开关控制信号S2而输出用于使开关单元210接通或断开的开关驱动信号\。
[0243]例如,当高电平的第二开关控制信号S2输入到开关驱动信号输出单元235-2时,根据本公开的示例性实施例的开关驱动信号输出单元235-2产生高电平的开关驱动信号Vti,并将所述开关驱动信号Vti输出至开关单元210。当低电平的第二开关控制信号S2输入到开关驱动信号输出单元235-2时,开关驱动信号输出单元235-2产生低电平的开关驱动信号Vt;,并将所述开关驱动信号Vti输出至开关单元210。
[0244]根据本公开的示例性实施例的开关单元210采用N沟道型FET开关装
[0245]置,因此,当开关驱动信号Vs处于高电平时,开关单元210接通,当开关驱动信号Ve处于低电平时,开关单元210断开。
[0246]因此,当完成启动并且通过操作模式选择单元231选择了第二操作模式时,根据本公开的示例性实施例的开关驱动器235响应于包括谐振波形的最低点信息的第三信号P3而使开关单元210接通。
[0247]当完成启动并且通过操作模式选择单元231选择了第二操作模式时,根据本公开的示例性实施例的开关驱动器235响应于第四信号P4而使开关单元210断开。
[0248]以下,将根据本公开的不例性实施例的开关操作模式划分为第一操作模式和第二操作模式,并对其进行描述。
[0249]<第一操作模式>
[0250]图12A是图8中的转换器200执行第一操作模式的情形的电路图,图12B是示出图12A中的转换器200的主要组件的信号波形的曲线图。
[0251]以下,根据本公开的示例性实施例,将参照图8、图12A和图12B来描述根据第一操作模式的开关操作。
[0252]当满足启动条件时,操作模式选择单元231选择第一操作模式。例如,当通过第一比较器236-1产生的比较电压Votip等于或小于预定电压(在本公开的示例性实施例中为
0.8V)时或者当从转换器200的输出端检测到的OVP电压等于或小于预定电压(在本公开的示例性实施例中为1.3V)时,操作模式选择单元231可通过如图8和图12A中示出的操作选择信号V-而选择第一操作模式。这是因为,在前述条件下,由于转换器200的输出电压V。的值小于DC输入电力Vin与输出二极管D的导通电压(例如,0.7V)的总和,所以漏电压Vds不发生谐振,因此,在启动期间,转换器200具有前述条件下的操作状态。
[0253]当操作模式选择单元231如上所述选择了第一操作模式时,从实现为振荡器等的固定频率信号输出单元232中输出第一信号P1。在这种情况下,如图12B中所示,第一信号Pl是固定频率的信号。
[0254]根据固定频率的第一信号P1,通过开关驱动器235输出高电平的开关驱动信号\,从而使得开关单元210接通。
[0255]在调光开关244的接通期间,从调光开关244的源极检测反馈电压Vfdbk,将反馈电压V?*与第二参考电压(误差参考电压REF2)相互比较,并将误差放大,从而输出作为误差放大电压的比较电压Vcmp。
[0256]接下来,通过检测电阻器Rs检测反映关于储能单元电流Iin的信息的检测电压Vcs,并将检测电压Vcs与比较电压V—相互比较,从而输出如图12B中所示的第四信号P4。
[0257]当输入第四信号P4或者输入从固定频率信号输出单元232中输出的第二信号P2(参照图12B中的P2)时,第五信号输出单元237输出第五信号P5。
[0258]通过开关驱动器235根据第五信号P5而输出低电平的开关驱动信号\,从而使开关单元210断开。
[0259]<第二操作模式>
[0260]图13A是图8中的转换器200执行第二操作模式的情形的电路图,图13B是示出图13A中的转换器200的主要组件的信号波形的曲线图。
[0261]以下,根据本公开的示例性实施例,将参照图8、图13A和图13B描述根据第二操作模式的开关操作。
[0262]当不满足启动条件(例如,比较电压VotpSOVP电压等于或小于预定电压的条件)时,操作模式选择单元231确定完成启动并选择第二操作模式。
[0263]当操作模式选择单元231如上所述选择第二操作模式时,当供应DC输入电力Vin时,开关单元210接通,随后断开;接着,当储能单元220的能量完全供应至负载243 (本公开的示例性实施例中为LED串)时,输出二极管D截止。
[0264]在这种情况下,漏电压Vds因储能单元220与开关单元210的寄生电容之间的谐振或者由于储能单元220与缓冲电容器CsnubbCT之间的谐振产生谐振波形。
[0265]通过电压检测器233检测谐振波形下的漏电压VDS,并将检测到的漏电压Vds输入到第三信号输出单元234。
[0266]在这种情况下,将高电平的使能信号Ven施加到第三信号输出单元234,微分器234-1的另一端的开关装置接通,从而执行谷点检测操作。
[0267]根据微分器234-1的两端的电压变化利用电容器的电流特性来检测漏电压Vds的斜率信息,当斜率从漏电压Vds降低的方向改变为沿漏电压VDS增大的方向时,输出高电平的比较信号VCP。通过第三信号输出单元234输出根据高电平的比较信号Vff的第三信号P3。
[0268]根据第三信号P3,通过开关驱动器235输出高电平的开关驱动信号\,从而使开关单元210接通。随后,当开关单元210接通时,随着储能单元电流Iin增大,储能单元220存储能量。
[0269]在调光开关244的接通期间,从调光开关244的源极检测反馈电压Vfdbk,将反馈电压V?*与第二参考电压(误差参考电压REF2)相互比较,并将误差放大,从而输出作为误差放大电压的比较电压Vcmp。
[0270]接下来,通过检测电阻器Rs检测反映关于储能单元电流Iin的信息的检测电压Vcs,并将检测电压Vcs与比较电压V _相互比较,从而输出第四信号P4。
[0271]根据第四信号P4,通过开关驱动器235输出低电平的开关驱动信号Vti,从而使开关单元210断开。
[0272]当开关单元210断开且输出二极管D导通时,储能单元电流^流入负载243,从而对输出电容器C充电。接着,当储能单元220的能量完全供应至负载243时,漏电压Vds再次谐振。在这种情况下,在重复上述操作的同时执行开关操作。
[0273]在第二操作模式下,可通过调节前述第三信号P3和第四信号P4的占空比来控制开关驱动信号Vti的占空比,从而可控制开关单元210的开关操作。因此,根据开关控制,不管负载如何改变,输出电压V。保持恒定,从而使负载243中流动的电流也保持恒定。
[0274]因此,通过前述的控制配置和操作,根据本公开的第一实施例和第二实施例的前述转换器在启动期间(即,在漏电压Vds没有发生谐振的时间段内)按照固定的频率使开关装置接通,并且在启动之后(即,在漏电压Vds发生谐振的时间段内,当到达漏电压Vds的谐振波形的零点或最低点时)使开关装置接通,这可从图14中清楚地看出,图14示出了在第一操作模式和第二操作模式下输出的根据漏电压Vds是否谐振而变化的信号(具体地,固定频率的Pl以及在谐振波形的零点或最低点输出的P3)。
[0275]换句话说,根据本公开的第一实施例和第二实施例,不考虑漏电压Vds的谐振而按照固定的频率执行硬开关(第一操作模式),以及通过检测启动之后的谐振波形的零点或谷点而执行软开关(零电压开关或谷开关)(第二操作模式)。
[0276]因此,根据本公开的第一实施例和第二实施例的转换器可选择性地将开关操作模式控制为启动期间的硬开关方法以及启动之后的软开关方法,当执行软开关方法时,在启动期间可实现电压升压操作,从而可进一步提高SMPS的可靠性。
[0277]根据本公开的第一实施例和第二实施例,如上所述,在第二操作模式下,根据反映谐振时间段内的漏电压Vds的零点或最低点的信息的第三信号P3,可执行用于使开关装置接通的开关操作(零电压开关或谷开关)。因此,可在启动之后执行开关装置的软开关,从而可使由于高速的开关导致的开关损耗、开关装置的发热问题等最小化。
[0278]此外,根据本公开的第一实施例和第二实施例,当执行软开关(零电压开关或谷开关)时,可利用诸如比较器等的简单的电路构造产生第三信号P3并输出第三信号P3,从而能够在不需复杂的电路构造的情况下执行软开关。
[0279]可通过专用硬件以及可以与合适的软件相关联来运行软件的硬件来提供在本公开的附图中示出的各个组件的功能。当由处理器提供所述功能时,可通过单个专用处理器、单个公用处理器或者部分可共享的多个独立的处理器来提供所述功能。
[0280]另外,明确使用的术语“控制器”不应被解释为排除可执行软件的指定硬件,并且可隐含包括微处理器(MCU)、数字信号处理器(DSP)硬件、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、非易失性存储装置。
[0281]在本申请的权利要求中,表示为用于执行特定功能的装置的元件可覆盖执行特定功能的任意方法,并且所述元件可包括用于执行特定功能的电路元件的组合、结合到电路的适于执行用于执行特定功能的软件的固件、包括微代码等的任意形式的软
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