[发明专利]用于功率转换器的切换控制器电路

说明书

提供了一种用于功率转换器的切换控制器电路，其包括模拟控制电路和数字控制电路、时钟使能电路以及数字脉冲宽度调制(PWM)电路。在所述功率转换器处于待机模式时，所述切换控制器电路通过激活所述模拟控制电路来以模拟控制模式操作。在功率转换器不处于待机模式时，所述切换控制器电路激活所述数字控制电路并以数字控制模式操作。所述切换控制器电路使用不昂贵的电子部件，与在模拟控制模式消耗较少功率，从而降低了待机模式功耗。

技术领域

本发明总的来说涉及功率转换器，尤其是涉及用于切换模式功率转换器的切换控制器电路。

背景技术

切换模式功率转换器将一种形式的电能转换成另一形式，诸如，将交流(AC)转换成直流(DC)，反之亦然。切换模式功率转换器的示例包括整流器、电压调节器、逆变器以及频率转换器。切换模式功率转换器通常包括切换控制器电路和功率转换器。功率转换器包括电压源、连接到电压源的开关、以及如电感器和电容器的无源部件。功率转换器连接到对其递送电力的电子部件，即，负载。

切换控制器电路连接到反馈网络，并从反馈网络接收功率转换器的电源电压。切换控制器电路通过输出脉冲宽度调制(PWM)信号控制连接到电压源的开关。在PWM信号为高(即，逻辑高)时，开关导通，而在PWM信号为低(即，逻辑低)时，开关关断。开关被交替地导通和关断，以控制到功率转换器的电源电压。可以基于功率转换器的电压要求修改电源电压的占空比和时间周期。

现今大多数的电力转换应用具有数字切换控制器电路，其使用单个微控制器来控制PWM信号的频率和占空比。功率转换器可以以两种模式操作：全操作(full-operation)模式和待机模式。在功率转换器的电压要求对于预定的时间周期恒定时，切换控制器电路以待机模式操作。在待机模式中，功率转换器周期性地输出电压脉冲到开关。在功率转换器的电压要求随着时间改变时，切换控制器电路以全操作模式操作以调节输出电压。功率转换器在全操作模式下需要高的功率，并且切换控制器电路输出具有变化的脉冲宽度的脉冲的连续系列，其中所述脉冲宽度由变化的电压要求确定。

在待机模式下功率转换器需要非常低的功率，并因此切换控制器电路周期性地输出脉冲的猝发(burst)，即，切换控制器电路以猝发模式操作。由于切换控制器电路仅包括一个微控制器，因此微控制器的内核和存储器以全模式和待机模式两者操作。这导致即使在待机模式下切换控制器电路功耗也较大。其它的常规切换模式功率转换器除微控制器以外还包括模拟部件，以控制待机模式下的操作的猝发模式，然而，模拟部件增加了成本。

电压模式反馈切换控制器电路是另一类型的切换控制器电路，其包括模拟部件诸如最小占空比发生器、PWM发生器和猝发触发器。PWM发生器产生PWM信号。在功率转换器需要低的功率时，最小占空比发生器生成具有最小占空比的PWM信号。在功率转换器需要高的功率时，PWM发生器生成具有变化的占空比的PWM。猝发触发器基于PWM信号控制切换控制器电路的输出。在猝发触发器的输出为低时，切换控制器电路处于待机模式，而在猝发触发器的输出为高时，处于全操作模式。然而，诸如PWM发生器、最小占空比发生器和猝发触发器的模拟部件由于增加了电路的硬件依赖性而降低了电压模式反馈切换控制器电路的灵活性。

具有在待机模式下消耗较少功率的用于功率转换器的低成本切换控制器电路将是有利的。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种能够以第一和第二控制模式中的至少一个操作的切换控制器电路，包括：

模拟控制电路，其产生第一控制模式下的脉冲控制信号，其中所述模拟控制电路包括：

峰谷检测器，其接收模拟时钟选通使能信号并产生所述脉冲控制信号；

比较器电路，其接收参考信号、负载电压信号、时钟信号和模拟时钟选通使能信号，并连接到所述峰谷检测器以接收所述脉冲控制信号，并且其产生比较器中断信号；以及