CN102598495B - 用于零电压开关转换器的反馈电路 - Google Patents

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Abstract

一种用于馈送负载电路(2，3)的零电压开关转换器(1)的反馈电路具有布置(10)，该转换器(1)包括斩波器(4)、驱动器(5)和谐振槽(6)，该布置(10)用于接收根据谐振槽信号导出的第一信号和根据负载电路信号导出的第二信号并且用于响应于这些信号来生成用于驱动器(5)的控制信号。这样的转换器(1)可以相对好地耐受馈送电压波动和负载变化。该布置(10)可以包括：误差电路(12)，用于响应于第二信号和参考信号来生成误差信号；以及组合器电路(13)，用于响应于第一信号和误差信号来生成控制信号。相同转换器(1)可以用于供给两个或者更多负载电路(2，3)，在该情况下，误差电路(15)可以生成误差信号和占空比信号或者两个误差信号。

Description

用于零电压开关转换器的反馈电路
技术领域
本发明涉及一种用于馈送负载电路的零电压开关转换器的反馈电路。本发明还涉及一种包括反馈电路的零电压开关转换器和一种包括零电压开关转换器的设备。
这样的零电压开关转换器的例子为谐振功率转换器。这样的设备的例子为消费者产品和专业产品。负载电路的例子为具有一个或者多个发光二极管的电路。
背景技术
US 2007/0171679公开一种具有充电模式控制的串联-并联谐振转换器或者零电压开关控制器。这一转换器具有频率模式和充电模式这两个不同模式。在频率模式中负载电路信号被反馈。在充电模式中变压器电路信号被反馈。对于小负载，转换器在频率模式中。对于高负载，转换器在充电模式中。
一般而言，谐振转换器对馈送电压波动和对负载变化相对敏感。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于零电压开关转换器的反馈电路、包括反馈电路的零电压开关转换器和包括零电压开关转换器的设备，该零电压开关转换器可以相对好地耐受馈送电压波动和负载变化。
根据本发明的第一方面，提供一种用于馈送负载电路的零电压开关转换器的反馈电路，该零电压开关转换器包括斩波器、驱动器和谐振槽(resonant tank)，该反馈电路包括如下布置，该布置用于接收根据谐振槽信号导出的第一信号并且用于接收根据负载电路信号导出的第二信号而且用于响应于第一和第二信号来生成用于驱动器的控制信号，该反馈电路无振荡器。
反馈电路向零电压开关转换器提供反馈。这一零电压开关转换器馈送负载电路并且包括斩波器、驱动器和谐振槽。斩波器经由谐振槽馈送负载电路。驱动器驱动斩波器。反馈电路包括如下布置，该布置用于接收根据例如来自谐振槽的谐振槽信号导出的第一信号并且用于接收根据来自负载电路的负载电路信号导出的第二信号。响应于第一和第二信号，该布置生成用于驱动器的控制信号。反馈电路无振荡器。换而言之，反馈电路不包括振荡器。
通过同时使用根据谐振槽信号导出的第一信号和根据负载电路信号导出的第二信号来控制驱动器，零电压开关转换器可以相对好地耐受馈送电压波动和负载变化。
根据第一选项，谐振槽信号可以源于谐振槽(的部分)以例如限定在谐振槽(的部分)两端和/或流过谐振槽(的部分)的信号。根据第二选项，谐振槽信号可以限定谐振槽的状态，在该情况下，这一谐振槽信号可以源于谐振槽(的部分)或者来自另一位置。
US 2004/0056642公开一种用于转换器的反馈电路，该转换器并非零电压开关转换器。这一反馈电路未同时使用根据谐振槽信号导出的第一信号和根据负载电路信号导出的第二信号。
US 5,062,031公开一种用于零电流开关转换器的反馈电路，该零电流开关转换器并非零电压开关转换器。
根据一个实施例，反馈电路由如下布置限定，该布置包括：
-误差电路，用于响应于第二信号和参考信号来生成误差信号，以及
-组合器电路，用于响应于第一信号和误差信号来生成控制信号。
误差电路用于根据第二信号与参考信号之差来生成误差信号。组合器电路用于根据第一信号和误差信号来生成用于控制驱动器的控制信号。
根据一个实施例，反馈电路由误差电路限定，该误差电路包括：
-第一转换器电路，用于接收参考信号，
-第二转换器电路，用于接收第二信号，第一和第二转换器电路的输出相互耦合以提供误差信号，以及
-积分器电路，用于积分误差信号。
误差电路的一个简单实施例包括第一和第二转换器电路以及积分器电路。第一转换器电路例如包括第一电压至电流转换器或者第一压控电流生成器，并且第二转换器电路例如包括第二电压至电流转换器或者跟随有因子乘法器的第二压控电流生成器。积分器电路例如包括电容器和电阻器的串联连接。将不排除其它和/或更复杂的误差电路。
根据一个实施例，反馈电路由组合器电路限定，该组合器电路包括：
-第一差分电路，用于接收第一信号和误差信号，
-第二差分电路，用于接收第一信号和误差信号的反转，以及
-设置和重置电路，用于从第一和第二差分电路接收输出信号并且用于提供控制信号。
组合器电路的一个简单实施例包括第一和第二差分电路以及设置和重置电路。差分电路例如包括运算放大器，并且设置和重置电路例如包括触发器。将不排除其它和/或更复杂的组合器电路。
根据一个实施例，反馈电路由包括第一负载电路和第二负载电路的负载电路限定，负载电路信号包括第一负载电路信号和第二负载电路信号，第二信号包括根据第一负载电路信号导出的第三信号和根据第二负载电路信号导出的第四信号。这由于相同零电压开关转换器用于供给两个或者更多负载电路的事实而是一个高度有利的实施例。第二信号包括根据来自第一负载电路的第一负载电路信号导出的第三信号和根据来自第二负载电路的第二负载电路信号导出的第四信号。
观察到在相同零电压开关转换器用于供给两个或者更多负载电路的情况下，反馈电路可以无振荡器或者不这样。换而言之，相同零电压开关转换器用于供给两个或者更多负载电路的事实可以与不包括振荡器的反馈电路组合以及与确实包括振荡器的反馈电路组合使用。
根据一个实施例，反馈电路由以下布置限定，该布置包括：
-误差电路，用于响应于第三和第四信号以及第一和第二参考信号来生成误差信号和另一信号，以及
-组合器电路，用于响应于第一信号和误差信号以及所述另一信号来生成控制信号。
误差电路用于根据第三和第四信号以及第一和第二参考信号来生成误差信号和另一信号。组合器电路用于根据第一信号和误差信号以及所述另一信号来生成用于控制驱动器的控制信号。
根据一个实施例，反馈电路由组合器电路限定，该组合器电路包括：
-第一差分电路，用于接收第一信号和误差信号，
-第二差分电路，用于接收第一信号以及误差信号与所述另一信号的乘积的反转，所述另一信号为占空比信号，以及
-设置和重置电路，用于从第一和第二差分电路接收输出信号并且用于提供控制信号。
组合器电路的一个简单实施例包括第一和第二差分电路以及设置和重置电路。差分电路例如包括运算放大器，并且设置和重置电路例如包括触发器。将不排除其它和/或更复杂的组合器电路。
根据一个实施例，反馈电路由组合器电路限定，该组合器电路包括：
-第一差分电路，用于接收第一信号和误差信号，
-第二差分电路，用于接收第一信号和所述另一信号的反转，所述另一信号为又一误差信号，以及
-设置和重置电路，用于从第一和第二差分电路接收输出信号并且用于提供控制信号。
组合器电路的另一简单实施例包括第一和第二差分电路以及设置和重置电路。差分电路例如包括运算放大器，并且设置和重置电路例如包括触发器。将不排除其它和/或更复杂的组合器电路。
根据一个实施例，反馈电路由经由积分器和/或滤波器电路和/或第一连接根据谐振槽信号导出的第一信号以及经由第二连接根据负载电路信号导出的第二信号限定。积分器和/或滤波器电路可以改进反馈电路的操作。
根据一个实施例，反馈电路由谐振槽信号(该信号是在谐振槽的一个或者多个元件两端的电压或者流过所述元件的电流)和负载电路信号(该信号是在负载电路的一个或者多个元件两端的电压或者流过所述元件的电流)限定。谐振槽的元件可以是电容器或者线圈或者电阻器。负载电路的元件可以是负载或者电阻器。
该布置、在该布置中的每个电路和/或在该布置中的两个或者更多电路的每个组合可以包括用于运行如下计算机程序产品的计算机或者处理器或者控制器等和/或可以经由该计算机或者处理器或者控制器等来实现，该计算机程序产品用于执行方法步骤和/或功能，如例如响应于第一和第二信号来生成控制信号，和/或如例如响应于第二信号和参考信号来生成误差信号并且响应于第一信号和误差信号来生成控制信号，和/或如例如响应于第三和第四信号以及第一和第二参考信号来生成误差信号和所述另一信号并且响应于第一信号和误差信号以及所述另一信号来生成控制信号等。
根据本发明的第二方面，提供一种用于馈送负载电路的零电压开关转换器，该零电压开关转换器包括斩波器、驱动器和谐振槽并且包括如上文限定的反馈电路。
根据一个实施例，零电压开关转换器由形成自振荡转换器的反馈电路和零电压开关转换器的组合限定。
根据一个实施例，零电压开关转换器由斩波器限定，该斩波器包括全桥或者半桥或者在半桥模式中操作的全桥。
根据本发明的第三方面，提供一种设备，该设备包括如上文限定的零电压开关转换器并且还包括负载电路。负载电路可以包括具有一个或者多个发光二极管的电路而不排除其它种类的负载电路。
本发明基于零电压开关转换器对馈送电压波动和负载变化相对敏感这样的认识。本发明基于如下基本思想：在反馈电路中，根据谐振槽信号导出的第一信号和根据负载电路信号导出的第二信号将同时用于控制用于驱动零电压开关转换器中的斩波器的驱动器。
本发明已经解决上文提到的问题以提供一种用于零电压开关转换器的反馈电路，该零电压开关转换器可以相对好地耐受馈送电压波动和负载变化。本发明的优点还在于反馈电路可以相对简单。
根据下文描述的实施例，本发明的这些和其它方面将变得明显并且将参照这些实施例阐明这些和其它方面。
附图说明
在附图中：
图1示出了连接到负载电路的零电压开关转换器，
图2示出了误差电路，
图3示出了组合器电路，
图4示出了谐振槽的实施例，
图5示出了连接到驱动器的斩波器的实施例，
图6示出了仿真的稳态波形，
图7示出了仿真的稳态波形，
图8示出了仿真的稳态波形，
图9示出了仿真的启动瞬态波形，
图10示出了从启动向稳态的转变，
图11示出了连接到负载电路的零电压开关转换器，
图12示出了组合器电路的第一实施例，
图13示出了组合器电路的第二实施例，
图14示出了仿真的稳态波形，
图15示出了经由变压器连接到负载电路的斩波器，
图16示出了仿真的瞬态响应，
图17示出了仿真的对于故障反馈的启动瞬态波形，
图18示出了设备。
具体实施方式
在图1中示出了零电压开关转换器1连接到一个负载电路2、3。零电压开关转换器1馈送负载电路2、3并且包括斩波器4、连接到斩波器4以驱动斩波器4的驱动器5和连接到斩波器4的谐振槽6。无振荡器反馈电路包括布置10，该布置例如耦合到谐振槽6以接收根据谐振槽信号导出的第一信号并且耦合到负载电路2、3以接收根据负载电路信号导出的第二信号。布置10响应于第一和第二信号生成用于驱动器5的控制信号。
在斩波器4与谐振槽6之间，和/或在谐振槽6与负载电路2、3之间可以存在未示出的诸如变压器电路、整流器电路、滤波器电路、测量电路等更多块。
斩波器4例如包括全桥或者半桥或者在半桥模式中操作的全桥。
零电压开关转换器1与反馈电路的组合例如形成自振荡转换器。
布置10可以包括用于积分和/或高通滤波根据谐振槽信号导出的第一信号的电路11并且可以包括用于响应于根据负载电路信号导出的第二信号并且响应于参考信号来生成误差信号的误差电路12。布置10还可以包括用于响应于(可能积分和/或可能高通滤波的)第一信号和误差信号来生成用于控制驱动器5的控制信号的组合器电路13。
在图2中示出了误差电路12。误差电路12包括：用于接收参考信号的第一转换器电路21；用于接收第二信号的第二转换器电路22，第一和第二转换器电路21、22的输出相互耦合以提供误差信号；以及积分器电路23，用于积分误差信号。第一转换器电路21例如包括压控电流生成器，并且第二转换器电路22例如包括跟随有因子乘法器的压控电流生成器。积分器电路23例如包括电容器和电阻器到接地的串联连接。
在图3中示出了组合器电路13。组合器电路13包括用于在正输入端子接收第一信号而在负输入端子接收误差信号的第一差分电路31、用于在负输入端子接收第一信号而在正输入端子接收误差信号的反转的第二差分电路32、以及用于从第一和第二差分电路31和32接收输出信号并且用于提供控制信号的设置和重置电路34。为了反转误差信号而使用反相器33。差分电路31、32例如包括运算放大器，并且设置和重置电路34例如包括触发器。
在图4中示出了谐振槽6的实施例。在图4A中示出了LCC实施例。在图4B中示出了串联谐振实施例。在图4C中示出了LLCC实施例。在图4D中示出了并联谐振实施例(该实施例将需要使用包括积分器的电路11)。在图4E中示出了推挽(非谐振)实施例(该实施例将需要使用包括积分器的电路11)。
鉴于图4，谐振槽信号可以是在谐振槽6的一个或者多个元件两端的电压或者流过所述元件的电流。类似地，负载电路信号可以是在负载电路2、3的一个或者多个元件两端的电压或者流过所述元件的电流。
在图5中示出了连接到驱动器5的斩波器4的实施例。在图5A中示出了具有单个总线电容器的半桥的形式的斩波器4(将与图4A-4C的谐振槽实施例组合使用)。在单个总线电容器两端存在总线电压。在输出端子之间存在输出电压，并且输出电流流过上输出端子。在图5B中示出了具有分离总线电容器的半桥的形式的斩波器4(将与图4D-4E的谐振槽实施例组合使用)。在分离总线电容器两端存在总线电压。在输出端子之间存在输出电压，并且输出电流流过上输出端子。
零电压开关转换器1可以相对好地耐受总线电压的馈送电压波动以及负载变化。
在图6中示出了仿真的稳态波形。关于图4A中所示谐振槽实施例(LCC实施例)，在图6中，波形A对应于在根据图4A中的串联电容器两端存在的电压的形式的谐振槽信号来导出(可能经由电路11中的高通滤波器)时的第一信号。上和下虚线是图2中所示误差电路12生成的误差信号的正和负版本。
波形B与组合器电路13生成的控制信号对应。波形C与在图5A中所示的下晶体管的控制电极处存在的电压对应(Td是在对示出为波形B的控制信号作出反应时的延迟)。波形D与在图5A中所示的上晶体管的控制电极处存在的电压对应(Td是在对示出为波形B的控制信号作出反应时的延迟)。波形E与在图5A中所示输出端子之间存在的输出电压对应，该输出电压向谐振槽6供应。波形F与流过图5A中所示的上输出端子的输出电流(正常线)并且与流过负载电路2、3的输出电流(虚线)对应，
在图7和图8中，与图6中所示的波形一致地示出了仿真的稳态波形，但是这里它们涉及作为扰动的总线电压的各种值(参见波形E附近的虚线)。参考信号尚未改变。显然可以处理大的扰动(比较图7和图8中的波形E)。
在图9和图10中，与图6中所示的波形一致地示出了仿真的启动瞬态波形(图9)和从启动向稳态的转变(图10)。在预设时间T1和T2期间必须接通和关断斩波器4。此后，转换器1将自振荡。
在图11中，示出了零电压开关转换器1连接到(不同的)第一和第二负载电路2和3。零电压开关转换器1馈送负载电路2和3并且包括斩波器4、连接到斩波器4以驱动斩波器4的驱动器5和连接到斩波器4的谐振槽6。反馈电路包括布置10，该布置例如耦合到谐振槽6以接收根据谐振槽信号导出的第一信号并且耦合到负载电路2和3以接收根据负载电路信号导出的第二信号。布置10响应于第一和第二信号来生成用于驱动器5的控制信号。
在斩波器4与谐振槽6之间，和/或在谐振槽6与负载电路2和3之间还可以存在未示出的诸如变压器电路、整流器电路、滤波器电路、测量电路等更多块。
斩波器4例如包括全桥或者半桥或者在半桥模式中操作的全桥。
零电压开关转换器1与反馈电路的组合例如形成自振荡转换器。
鉴于两个负载电路2和3，负载电路信号包括源于第一负载电路2的第一负载电路信号和源于第二负载电路3的第二负载电路信号。因而第二信号包括根据第一负载电路信号导出的第三信号和根据第二负载电路信号导出的第四信号。
布置10可以包括用于积分和/或高通滤波根据谐振槽信号导出的第一信号的电路14并且可以包括用于响应于第三和第四信号以及第一和第二参考信号来生成误差信号和另一信号的误差电路15。布置10还可以包括用于响应于(可能积分和/或可能高通滤波的)第一信号和误差信号以及所述另一信号来生成用于控制驱动器5的控制信号的组合器电路16、17，
在误差电路15中，例如处理两个(致动/阈值)信号。根据一个简单实施例，这可以用与参照图2描述的方式相同的方式完成，例如借助产生两个误差信号的两个误差单元和产生用于组合器电路16、17的两个(致动/阈值)信号的两个控制单元来完成。将不排除其它实施例。
在图12中示出了组合器电路16的第一实施例。组合器电路16包括：第一差分电路61，用于在正输入端子接收第一信号而在负输入端子接收误差信号；第二差分电路62，用于在负输入端子接收第一信号而在正输入端子接收误差信号与所述另一信号的乘积的反转，所述另一信号为占空比信号；以及设置和重置电路65，用于从第一和第二差分电路61和62接收输出信号并且用于提供控制信号。为了将误差信号与所述另一信号相乘而使用乘法器64，而为了反转误差信号与所述另一信号的乘积而使用反相器63。差分电路61、62例如包括运算放大器，并且设置和重置电路65例如包括触发器。
在图13中示出了组合器电路17的第二实施例。组合器电路17包括：第一差分电路71，用于在正输入端子接收第一信号而在负输入端子接收误差信号；第二差分电路72，用于在负输入端子接收第一信号而在正输入端子接收所述另一信号的反转，所述另一信号为又一误差信号；以及设置和重置电路74，用于从第一和第二差分电路71和72接收输出信号并且用于提供控制信号。为了反转所述另一信号而使用反相器73。差分电路71、72例如包括运算放大器，并且设置和重置电路74例如包括触发器。
在图14中与图6中所示波形一致地示出了仿真的稳态波形，但是这里它们涉及图11中所示转换器1和图12中所示组合器电路16。在波形A附近的上和下虚线为误差信号的正版本和误差信号与占空比信号的乘积的负版本。误差信号和占空比信号产生的这一不对称误差带导致不对称占空比操作。
在图15中示出了斩波器4经由变压器8连接到负载电路2和3。形式为半桥的斩波器4从电源9接收馈送电压(总线电压)。在输出端子之间存在输出电压，并且经过上输出端子，输出电流经由电容器7流向变压器8的初级绕组。变压器8的两个次级绕组例如经由二极管耦合到第一和第二负载电路2和3，或者变压器8的一个次级绕组划分成例如经由二极管耦合到第一和第二负载电路2和3的两个部分。可以在LLC实施例中经由单个转换器1单独地控制两个负载电路2和3。
这里，电容器7和变压器8形成谐振槽。这一谐振槽具有用于如图11所示的两个负载电路2和3的两个输出。备选地，可以如图4中所示建立由一个或者多个电容器和/或一个或者多个线圈制成的谐振槽。这样的谐振槽仅有一个输出(在图11中未示出)。在该情况下，谐振槽可以例如跟随有变压器(在图11中未示出)等。
在图16中示出了仿真的瞬态响应。上曲线图示出了总线电压(馈送电压波动±25％)，以伏特为单位的电压相对以毫秒为单位的时间。中间曲线图示出了在与电容器电压比较的开关电压方面的控制值，以伏特为单位的电压相对以毫秒为单位的时间。下曲线图示出了按如水平虚线所指示的第一和第二参考信号而正规化的、经过两个受控发光二极管串的形式的负载电路2和3的电流相对于以毫秒为单位的时间。
在图17中，与图6中所示波形一致地示出了仿真的对于故障反馈的启动瞬态波形，但是这里它们涉及如下转换器，该转换器在启动试验和故障恢复信号的情况下自行关断。在总线电压太低的情况下或者在无(或者无更多)反馈的情况下，布置10将如图17中所示在几个周期之后引起转换器1的自行闭锁。可以通过监视第一信号的幅度来获得过电流保护，该第一信号代表在半个周期期间流入转换器1中的总电流。
在图18中示出了包括零电压开关转换器1并且也包括负载电路2、3的设备100。
因此已经产生简单和强健的装置以致动典型负载谐振转换器的斩波器。它直接处理开关信号而无需外部振荡器。令人感兴趣的、但是非限制的可能性是输出电流或者电压的反馈控制、适用于多种转换器拓扑、固有的零电压开关而无需额外测量、最大转换功率的完全利用、允许大的输入电压变化、快速和稳定的控制器响应、允许在高调暗频率的脉宽调制调暗、简单的启动序列而无需涌入电流保护、无需故障状况处置，因为在欠电压或者无反馈的情况下，控制简单地停止开关，该方式可以应用于受频率和占空比二者控制的双输出型转换器，以及应对第二受控值的能力可以用来集成预调控器、即功率因子校正级。
作为总结，用于馈送负载电路2、3的零电压开关转换器1的反馈电路(该转换器1包括斩波器、驱动器5和谐振槽6)具有布置10，该布置用于接收根据谐振槽信号导出的第一信号和根据负载电路信号导出的第二信号，并且用于响应于这些信号来生成用于驱动器5的控制信号。这样的转换器1可以相对好地耐受馈送电压波动和负载变化。布置10可以包括：误差电路12，用于响应于第二信号和参考信号来生成误差信号；以及组合器电路13，用于响应于第一信号和误差信号来生成控制信号。相同转换器1可以用于供给两个或者更多负载电路2、3，在该情况下，误差电路15可以生成误差信号和占空比信号或者两个误差信号。
尽管已经在附图和前文描述中具体图示和描述本发明，但是这样的图示和描述将视为示例或者举例而非限制；本发明并不限于公开的实施例。例如有可能在如下实施例中实现本发明，其中不同的公开实施例的不同部分组合成新实施例。
本领域技术人员在实现要求保护的发明时根据对附图、公开内容和所附权利要求的研读可以理解和实现对公开的实施例的其它变化。在权利要求中，字眼“包括”并未排除其它单元或者步骤，而不定冠词“一个/一种”并未排除多个/多种。单个处理器或者其它单元可以实现权利要求中记载的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施这仅有的事实并未表明不能有利地使用这些措施的组合。在权利要求中的任何参考标记不应理解为限制范围。

Claims (13)

1.一种用于馈送负载电路(2，3)的零电压开关转换器(1)的反馈电路，所述零电压开关转换器(1)包括斩波器(4)、驱动器(5)和谐振槽(6)，所述反馈电路包括布置(10)，所述布置(10)用于接收根据谐振槽信号导出的第一信号并且用于接收根据负载电路信号导出的第二信号而且用于响应于所述第一和第二信号来生成用于所述驱动器(5)的控制信号，所述反馈电路无振荡器，
其中所述布置(10)包括误差电路(12)，用于响应于所述第二信号和参考信号来生成误差信号，
所述误差电路(12)包括：
-第一转换器电路(21)，用于接收所述参考信号，
-第二转换器电路(22)，用于接收所述第二信号，所述第一和第二转换器电路(21，22)的输出相互耦合以提供所述误差信号，以及
-积分器电路(23)，用于积分所述误差信号。
2.如权利要求1所述的反馈电路，所述布置(10)还包括组合器电路(13)，用于响应于所述第一信号和所述误差信号来生成所述控制信号。
3.如权利要求2所述的反馈电路，所述组合器电路(13)包括：
-第一差分电路(31)，用于接收所述第一信号和所述误差信号，
-第二差分电路(32)，用于接收所述第一信号和所述误差信号的反转，以及
-设置和重置电路(34)，用于从所述第一和第二差分电路(31，32)接收输出信号并且用于提供所述控制信号。
4.如权利要求1所述的反馈电路，所述负载电路(2，3)包括第一负载电路(2)和第二负载电路(3)，所述负载电路信号包括第一负载电路信号和第二负载电路信号，所述第二信号包括根据所述第一负载电路信号导出的第三信号和根据所述第二负载电路信号导出的第四信号。
5.如权利要求4所述的反馈电路，所述布置(10)包括：
-误差电路(15)，用于响应于所述第三和第四信号以及第一和第二参考信号来生成误差信号和另一信号，以及
-组合器电路(16，17)，用于响应于所述第一信号和所述误差信号以及所述另一信号来生成所述控制信号。
6.如权利要求5所述的反馈电路，所述组合器电路(16)包括：
-第一差分电路(61)，用于接收所述第一信号和所述误差信号，
-第二差分电路(62)，用于接收所述第一信号以及所述误差信号与所述另一信号的乘积的反转，所述另一信号为占空比信号，以及
-设置和重置电路(65)，用于从所述第一和第二差分电路(61，62)接收输出信号并且用于提供所述控制信号。
7.如权利要求5所述的反馈电路，所述组合器电路(17)包括：
-第一差分电路(71)，用于接收所述第一信号和所述误差信号，
-第二差分电路(72)，用于接收所述第一信号和所述另一信号的反转，所述另一信号为又一误差信号，以及
-设置和重置电路(74)，用于从所述第一和第二差分电路(71，72)接收输出信号并且用于提供所述控制信号。
8.如权利要求1所述的反馈电路，经由积分器和/或滤波器电路和/或第一连接根据所述谐振槽信号导出所述第一信号，并且经由第二连接根据所述负载电路信号导出所述第二信号。
9.如权利要求1所述的反馈电路，所述谐振槽信号是在所述谐振槽(6)的一个或者多个元件两端的电压或者流过所述元件的电流，并且所述负载电路信号是在所述负载电路(2，3)的一个或者多个元件两端的电压或者流过所述元件的电流。
10.一种用于馈送负载电路(2，3)的零电压开关转换器(1)，所述零电压开关转换器(1)包括斩波器(4)、驱动器(5)和谐振槽(6)并且包括如权利要求1所述的反馈电路。
11.如权利要求10所述的零电压开关转换器(1)，所述零电压开关转换器(1)与所述反馈电路的组合形成自振荡转换器。
12.如权利要求10所述的零电压开关转换器(1)，所述斩波器(4)包括全桥或者半桥或者在半桥模式中操作的全桥。
13.一种电子设备(100)，包括如权利要求10所述的零电压开关转换器(1)并且还包括所述负载电路(2，3)。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2538535B1 (en) * 2011-06-24 2021-08-11 STMicroelectronics S.r.l. Control device for a resonant converter
JP6456832B2 (ja) 2012-10-18 2019-01-23 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ 負荷を駆動する駆動装置及び駆動方法
ES2590305T3 (es) 2012-10-25 2016-11-21 Philips Lighting Holding B.V. Dispositivo de control y procedimiento de accionamiento para accionar una carga, en particular, una unidad LED
EP3414821B1 (en) 2016-02-12 2024-04-10 Signify Holding B.V. Dc/dc resonant converters and power factor correction using resonant converters, and corresponding control methods
WO2017137342A1 (en) 2016-02-12 2017-08-17 Philips Lighting Holding B.V. Dc/dc resonant converters and power factor correction using resonant converters, and corresponding control methods
US10418913B2 (en) 2016-02-12 2019-09-17 Signify Holding B.V. DC/DC resonant converters and power factor correction using resonant converters, and corresponding control methods
US10263510B2 (en) 2016-02-12 2019-04-16 Signify Holding B.V. DC/DC resonant converters and power factor correction using resonant converters, and corresponding control methods
EP3414822B1 (en) * 2016-02-12 2019-07-31 Signify Holding B.V. Dc/dc resonant converters and power factor correction using resonant converters, and corresponding control methods
WO2017137406A1 (en) 2016-02-12 2017-08-17 Philips Lighting Holding B.V. Dc/dc resonant converters and power factor correction using resonant converters, and corresponding control methods.
JP6037492B1 (ja) * 2016-06-24 2016-12-07 株式会社ワコム 発信型電子ペンの信号発信回路及び発信型電子ペン
WO2018031757A1 (en) * 2016-08-11 2018-02-15 Finsix Corporation Control of power converters
EP4101263B1 (en) 2020-02-04 2023-09-06 Signify Holding B.V. A resonant inverter and conversion method
US11791733B2 (en) 2021-09-23 2023-10-17 Delta Electronics, Inc. Isolated resonant DC-DC converters and control methods thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101548457A (zh) * 2007-06-28 2009-09-30 三垦电气株式会社 多输出开关电源装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3842465A1 (de) 1988-12-16 1990-06-28 Flachenecker Gerhard Schaltregler zur gleichspannungswandlung
JPH07231653A (ja) * 1993-02-19 1995-08-29 Sony Corp スイッチング電源装置
US6057652A (en) * 1995-09-25 2000-05-02 Matsushita Electric Works, Ltd. Power supply for supplying AC output power
EP0992179B1 (en) * 1997-06-16 2002-12-11 Lightech Electronics Industries Ltd. Power supply for hybrid illumination system
US6114814A (en) * 1998-12-11 2000-09-05 Monolithic Power Systems, Inc. Apparatus for controlling a discharge lamp in a backlighted display
JP2003528559A (ja) 2000-03-22 2003-09-24 ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ ユニバーシティ オブ イリノイ 無発振器型ｄｃ−ｄｃ電力コンバータ
US6674274B2 (en) * 2001-02-08 2004-01-06 Linear Technology Corporation Multiple phase switching regulators with stage shedding
DE10143169A1 (de) * 2001-09-04 2003-03-20 Philips Corp Intellectual Pty Gleichspannungswandler und Regelverfahren hierfür
US6853150B2 (en) 2001-12-28 2005-02-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light emitting diode driver
EP1530282A1 (en) * 2003-11-06 2005-05-11 Bang & Olufsen A/S Charge mode control of a serial resonance converter
CN1742423B (zh) * 2004-02-03 2010-12-01 株式会社村田制作所 开关电源单元
US7262981B2 (en) * 2004-05-25 2007-08-28 General Electric Company System and method for regulating resonant inverters
WO2006103606A1 (en) * 2005-04-01 2006-10-05 Nxp B.V. Control of a resonant converter
JP2007020391A (ja) * 2005-07-07 2007-01-25 Samsung Electro Mech Co Ltd 高効率ハーフブリッジｄｃ／ｄｃコンバータ及びその制御方法
JP5420910B2 (ja) * 2006-02-14 2014-02-19 フレクストロニクス エーピー，リミテッド ライアビリティ カンパニー 電力変換装置
WO2008104919A1 (en) * 2007-02-27 2008-09-04 Nxp B.V. Load current detection in electrical power converters
DE102007014399B4 (de) * 2007-03-26 2012-06-06 Texas Instruments Deutschland Gmbh Regelschleife mit zwei Betriebsarten für getakteten Stromwandler
TW200910750A (en) * 2007-08-17 2009-03-01 Murata Manufacturing Co Switching power supply device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101548457A (zh) * 2007-06-28 2009-09-30 三垦电气株式会社 多输出开关电源装置

Also Published As

Publication number Publication date
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