[发明专利]可变限流器和操作非隔离电压变换器的方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求在2010年1月8日由Hongping Li等提交的、标题为“OUTPUT VOLTAGE DEPENDENT VARIABLE CURRENTLIMIT FOR POINT OF LOAD DC-DC CONVERTERS”、与本申请共同转让及通过参考包括在这里的美国临时申请序列第61/293,274号的权益。

技术领域

本申请一般针对功率变换，并且特别是，针对防止损伤非隔离电压变换器。

背景技术

电压变换器被广泛用来将输入电压变换成用于具体元件或负载的需要的电压。非隔离变换器是电压变换器的一种类型，该电压变换器提供这种变换功能而没有在输入与输出之间的隔离。用来保护非隔离电压变换器免于输出过流的一种策略是实施停机机构，该停机机构可由固定输出电流极限触发。非隔离电压变换器然后当超过固定电流极限时可被停机，并且在导致停机的过电流之后被重新启动。

发明内容

一方面提供一种可变限流器。在一个实施例中，可变限流器包括：(1)变换器控制器，配置成调节非隔离电压变换器的输出电压并限制其输出电流；和(2)极限提供器，配置成提供随输出电压成反比变化的可变输出电流极限，变换器控制器配置成采用可变输出电流极限来限制输出电流。

在另一个方面，公开了一种操作非隔离电压变换器的方法。在一个实施例中，该方法包括：(1)确定用于非隔离电压变换器的输出电流的可变输出电流极限，该可变输出电流极限是非隔离电压变换器的输出电压的函数；和(2)控制非隔离电压变换器，以基于可变输出电流极限而限制输出电流。

在又一个方面，提供一种电源。在一个实施例中，电源包括：(1)非隔离电压变换器，配置成接收输入电压并提供输出电压和输出电流；和(2)可变限流器，配置成确定用于输出电流的可变输出电流极限并控制非隔离电压变换器以基于可变输出电流极限而限制输出电流，该可变输出电流极限是输出电压的函数。

在再一个方面，公开了一种负载点(POL)变换器。在一个实施例中，POL变换器包括：(1)脉冲宽度调制器控制器，配置成调节POL变换器的输出电压并限制其输出电流；和(2)极限提供器，与调制器控制器耦合，并且配置成提供随输出电压成反比变化的可变输出电流极限。极限提供器包括：(2A)固定限流器；和(2B)极限调整器，其与固定限流器耦合，并且配置成提供与输出电压成比例的调整电流，其中，极限提供器采用调整电流和与固定限流器相关联的基础电流极限来提供可变输出电流极限。脉冲宽度调制器控制器配置成采用可变输出电流极限来限制输出电流。

附图说明

现在参考结合附图所作的如下描述，在附图中：

图1表明根据本公开的原理构造的电源的实施例的方块图；

图2表明根据本公开的原理构造的POL变换器的实施例的示意图；

图3表明根据本公开的原理构造的POL变换器的另一个实施例的示意图；

图4表明与图2的POL电压变换器相关联的可变电流极限的曲线图；

图5表明与图3的POL电压变换器相关联的可变电流极限的曲线图；及

图6表明根据本公开的原理实现的操作非隔离电压变换器的方法的流程图。

具体实施方式

对于非隔离电压变换器的输出电流采用固定极限，能够对于具有扩展的输出电压范围的非隔离电压变换器约束可在较高输出电压下输送的功率量。例如，POL电压变换器是将直流电压变换成输送到负载的调节的输出直流电压的非隔离直流-直流变换器的例子。关于POL变换器，各种直流-直流变换布局，如降压、降压-升压及升压布局，可用于其中在输入和输出之间不要求电气隔离的用途。在用于POL变换器的这些用途的一些用途中，可能有利的是，既以宽输入电压范围(例如，9V至36VDC)为动力来运转，又提供宽可调节的输出电压范围(例如，3V至18VDC)。在宽输出范围POL变换器中，实施固定输出电流极限可强加限制使得电流极限水平约束可在最高电压下输送的总输出功率。

例如，如果在POL变换器中的输出电压被设置成从3V(伏特)至18V是可调整的，并且输出电流极限被设置为5A(安培)，那么输出功率容量的范围是从15W(瓦特)(3V×5A)至90W(18V×5A)。由于POL电压变换器的封装尺寸可与总输出功率成比例，所以在这个例子中的封装必须对于90W定尺寸。如果在POL变换器的输出电压范围的高端处的输出电流被限制为在18V下为3A，那么在输出电压范围的低端处的输出功率容量将仅为9W(3V×3A)。