[发明专利]用于谐振功率转换器的开关控制

说明书

谐振功率转换器包括驱动电路，该驱动电路被耦合以控制对耦合到谐振储能电路的开关电路的开关。开关控制电路被耦合以控制所述驱动电路响应于开关频率信号来控制所述开关电路的开关。所述开关控制电路还被耦合以响应于突发信号来控制控制器的突发模式。当进入突发模式时，开关电路的初始有源脉冲是有源部分脉冲。当退出突发模式时，开关电路的最终有源脉冲是在第一开关和第二开关被断开以退出所述突发模式之后引起无源部分脉冲的有源完整脉冲。频率控制电路被耦合以响应于反馈信号产生所述开关频率信号。

技术领域

本发明总体涉及开关模式功率转换器，更具体地涉及谐振功率转换器。

背景技术

电子设备使用电力来运行。开关模式功率转换器因其效率高、尺寸小以及重量轻而被普遍用来为当今许多电子设备充电。传统的壁式插座提供高压交流电。在开关功率转换器中，高压交流(ac)输入通过能量传递元件被转换以提供良好调节的直流(dc)输出。开关模式功率转换器通常通过感测表示一个或多个输出量的一个或多个输入以及在闭环中控制输出来提供输出调节。在运行中，通过改变开关模式电源转换器中的开关的占空比(通常是开关的导通时间与总开关周期的比率)、改变开关频率或改变每单位时间的脉冲数的方式，使用开关提供期望的输出。改变占空比可以被称为脉冲宽度调制(PWM)控制，而改变开关频率可以被称为脉冲频率调制(PFM)控制。

开关模式功率转换器拓扑的一种类型是谐振开关模式功率转换器，其利用谐振电感-电容(L-C)电路作为功率转换过程的一部分。通常，与非谐振转换器相比，具有PFM控制的谐振开关模式功率转换器可具有一些优点，例如在较高开关频率下运行且具有较低的开关损耗，利用较小的磁性元件(因此利用较小的封装)，并且仍然高效率地运行。谐振功率转换器通常不具有尖锐边缘的波形(例如，具有高di/dt或dv/dt的波形)并且因此可以改善电磁干扰(EMI)性能以及与非谐振转换器相比允许使用更小的EMI滤波器。

LLC转换器是一种谐振开关模式功率转换器，其利用两个电感器和一个电容器之间的谐振。LLC转换器由于通过利用功率转换器的能量传递元件的磁化电感和漏电感作为LLC转换器的谐振组件的一部分而节省了成本和尺寸，因此很受欢迎。此外，LLC转换器在高于谐振的情况下以零电压切换运行时(即，在开关频率大于LLC的谐振频率的情况下运行时)可以实现稳定性，产生较低的开关损耗。

附图说明

参考以下附图描述本发明的非限制性和非穷举性实施方案，其中除非另有说明，相同的附图标记在各个视图指代相同的部分。

图1示出了根据本发明的教导的示例谐振功率转换器和控制器的功能框图。

图2示出了根据本发明的教导的示出图1的谐振功率转换器和控制器的各种电流和信号的示例波形的时序图。

图3A示出了根据本发明的教导的利用自举电路的示例谐振功率转换器和控制器的功能框图。

图3B示出了根据本发明的教导的图3A的控制器的示例自举控制电路。

图3C示出了根据本发明的教导的图3A的控制器的示例负载感测电路。

图4示出了根据本发明的教导示出图3A、3B和3C的谐振功率转换器和控制器的各种电压、电流和信号的示例波形的时序图。

贯穿附图的若干视图，相应的附图标记表示相应的部件。本领域技术人员将理解，附图中的元件是为了简化和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大，以帮助改善对本发明的各种实施方案的理解。此外，通常未描绘在商业上可行的实施方案中有用或必要的、常见但易于理解的元件，以便于较不妨碍查看本发明的这些各种实施方案。

发明内容