[发明专利]在基于模拟控制器的功率转换器中减少静态功耗的方案

说明书

本公开的实施例涉及在基于模拟控制器的功率转换器中减少静态功耗的方案。与偏置电路串联的达灵顿开关被默认偏置于接通状态中，以生成在启动阶段期间用于控制器集成电路芯片的电源电压。在通电时，用于控制器集成电路芯片的电源电压升高。当该电源电压超出最小操作电压阈值时，控制器集成电路芯片被启用以用于操作，并且辅助电源电路开始生成用于控制器集成电路芯片的电源电压。当由辅助电路生成的电源电压充分地高于与最小操作电压阈值相关联的阈值时，达灵顿开关被关断。用于控制该达灵顿开关接通/关断状态的电路具有实质上比偏置电路更低的静态功率耗散。

技术领域

本公开涉及静态功耗并且，尤其是涉及处理模拟控制器集成电路用于启动电路装置的、不被期望的静态功耗的电路。

背景技术

参考图1A，示出了用于功率转换器电路10的基本电路图。电路10的功能是将在节点12处的输入电压转换为在节点22处的输出电压。功率转换器，不仅用于AC-DC转换、还用于DC-DC转换，这在本领域是众所周知的。通常的是，这种功率转换器10包括电感器L，电感器L与功率晶体管Q1串联耦合在输入电压节点12与参考电压节点14(诸如接地)之间。功率晶体管Q1通常是n沟道MOSFET设备，具有耦合到在电感器L的端子处的中间节点16的漏极，和耦合到参考电压节点14的源极。模拟控制器18(诸如控制集成电路芯片)被配置为生成栅极驱动(GD)信号，该信号被应用于该功率晶体管Q1的控制端子，以在开关模式中控制功率晶体管的操作。电流感测电路20被耦合到功率晶体管Q1的源极-漏极路径，以便在功率晶体管由栅极驱动信号接通时感测流过电感器L的电流。所感测到的电流被提供给模拟控制器18。二极管D1具有耦合到中间节点16的阳极端子和耦合到输出节点22的阴极。电压感测电路24感测在该输出节点22处的电压，并且将指示所感测到的输出电压的信号提供给该模拟控制器18。这个转换响应于由栅极驱动GD信号控制的功率晶体管Q1的接通/关断而发生。功率晶体管Q1的接通/关断时间(例如由栅极驱动GD信号以脉宽调制(PWM)模式驱动)，可以依赖于一个或多个所感测到的电感器电流和所感测到的输出电压。针对功率转换的电路10的操作对于本领域技术人员来说是众所周知的，并且将不进一步描述。

要认识到的是，模拟控制器18需要DC电源电压(称为电源电压VCC)以便操作。如图在1B中示出的，使用偏置电路30，可以从在输入节点12处的电压生成电源电压VCC。偏置电路30可以例如包括由一个或多个外部偏置电阻器或分压器网络(诸如电阻式分压器电路)形成的电路网络。这样的偏置方案不是功率高效的，并且其操作导致显著的静态功率损耗，尤其是当在输入节点12处的操作电压为高时(例如，在数百伏特的范围中)。这样的偏置电路30的使用在模拟控制器18不具有内部高电压(HV)启动电路的情况下非常普遍。因此，该偏置电路30是被需要的，以便至少在操作的启动阶段期间，针对生成用于对模拟控制器芯片18进行初始供电的电源电压VCC。

如在图1C中示出的，从另一电源生成电源电压VCC是可能的。在图1A-图1B中的电感器L由变压器T1的初级线圈Lp取代。变压器T1的次级线圈Ls被耦合到偏置电路30。当功率晶体管Q1的切换在功率转换操作期间开始时，由次级线圈Ls产生电压、并且将该电压供应到偏置电路30，以用于生成电源电压VCC。因此，电源电压VCC最初在启动期间，由偏置电路30从输入节点12处的电压单独生成，然后在开关模式操作期间，由偏置电路30从至少来自次级线圈输出的电压生成。再一次地，该偏置方案不是功率高效的、并且其操作导致显著的静态功率流失，这是因为用于在启动期间针对该模拟控制器芯片18生成电源电压VCC的偏置电路30的电路组件继续耗散功率。