[发明专利]开关电源及其改进

说明书

本发明针对开关电源及其改进。根据一个实施方式，提供了开关电源。该开关电源包括：第一电源级，其形成中间调节电压；以及第二电源级，其配置成接受中间调节电压并配置为形成调节输出电压，其中当电源启动时中间电压被设置到初始目标电平，以及其中中间调节电压在电源的稳态操作期间被设置到第二目标电平。

本申请是2016年05月03日提交的题为“开关电源及其改进”的中国专利申请CN201610285381.1的分案申请。

技术领域

本发明涉及开关电源的领域。

背景技术

离线电源(off-line power supply)从交流(AC)源接收电能，并提供可用于给负载供电的电压调节直流(DC)输出。示例性离线电源包括功率因数校正(PFC)级和DC到DC转换器级。PFC级接收AC输入信号、执行整流并维持基本与AC电压同相的从AC源抽取的电流，使得电源表现为对AC源的电阻性负载。DC到DC转换器级接收PFC级的整流输出并产生可用于给负载供电的电压调节DC输出。与DC到DC级的输出相比，PFC级的整流输出一般在更高电压下并被更宽松地调节。

期望提供改进的开关电源。

发明内容

本发明针对开关电源及其改进。根据一个实施方式，提供了开关电源。该开关电源包括：第一电源级，其形成中间调节电压；以及第二电源级，其配置成接受中间调节电压并配置成形成调节输出电压，其中当电源启动时中间电压被设置到初始目标电平，以及其中在电源的稳态操作期间中间调节电压被设置到第二目标电平。

初始目标电平可以高于第二目标电平。中间电压可在轻负载状态下被设置到第三目标电平。第三目标电平可以低于第二目标电平。第二目标电平可以是大约380伏DC。第一电源级可以是功率因数校正级，且第二电源级可以是DC到DC转换器级。可通过从反馈电压节点抽取电流来达到初始目标电平。开关电流源可耦合到反馈电压节点。可通过比较软启动电压斜坡与参考电压来控制开关电流源，且当软启动电压斜坡达到参考电平时，开关电流源可被禁用。

根据另一实施方式，提供了开关电源。该开关电源包括具有控制器电路的电源级，控制器电路包括电压调节器，其中在开关电源的启动阶段期间，电压调节器形成用于给控制器电路供电的第一调节输出，以及其中在启动阶段之后，第一调节输出耦合到第二电压源，第二电压源被调节在比第一调节输出高的电平处，从而禁用电压调节器。

第一调节输出可经由二极管耦合到第二电压源。控制器电路可控制在用于产生第二电压源的电源中的切换。第二电压源可在启动阶段之后为控制器电路提供电能。开关电源还可包括形成中间调节电压的功率因数校正(PFC)级。电源级可包括DC到DC转换器。DC到DC转换器可配置成接受中间调节电压。DC到DC转换器的输出可包括第二电压源。电压调节器可从PFC级接收电能。PFC级可包括主电感器。可通过在第二电感器中感生的电流将电能提供到电压调节器，第二电感器感应地耦合到主电感器。

根据另一实施方式，提供了开关电源。该开关电源包括具有控制器电路的电源级，控制器电路在启动阶段期间从电容器接收电能，其中电容器经由晶体管开关由整流交流(AC)信号充电，且控制器电路包括电压调节器，其中控制器电路在启动阶段之后从电压调节器接收电能。

晶体管开关可最初被闭合。电容器可被充电到初始电压电平，且当初始电压电平被达到时，晶体管开关可被断开。在启动阶段期间，控制器电路可控制在电源级中的切换以形成调节电压。如果在电容器上的电压电平落在阈值之下，切换可停止。当电压接近阈值时，晶体管开关可被闭合以便给电容器充电并禁止在电容器上的电压达到阈值，从而防止切换被停止。