CN103532407A - 具有电流感测控制的主动整流 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有电流感测控制的主动整流,包括一能量储存电路以及一整流电路。该能量储存电路系组态用于产生一以一方向流动的电流,而该整流电路系组态用于实质地阻挡该电流以一逆向流动,以响应于该电流。此设备可组态用于在一逆向电流开始流动之前,阻挡该逆向电流。举例来说,此一设备可包含一配置于该电流的路径上的晶体管,并且可组态用于在一顺向电流仍正在流动之时,将该晶体管予以去活化。此外,借着此一设备系组态用于阻挡一逆向电流以逆向流动,来响应于该电流本身,而比起以另一方式来阻挡一逆向电流的设备来说,此一设备可更能够阻挡一反向电流,例如响应于跨越一整流晶体管的电压。
Description
技术领域
本发明的一个实施例大致上关于电源供应器,且更特别系关于将电流进行整流,使得在一电源供应器操作于不连续模式(discontinuous mode,DCM)时阻挡一逆向电流的流动,其中该整流系响应于该电流来执行。
背景技术
一不连续模式(DCM)切换电源供应器系响应于一电流而产生一调节过的输出电压,该电流系在每一次切换循环期间变为零一段时间。
若该电流将其方向予以逆向的话,亦即,变为负的或下降到零以下,那么该电源供应器的效率可大量的减低。
因此,一不连续模式电源供应器可包含电路系统用来将该电流进行整流;也就是,此电路系统允许该电流以顺向的方式流动(亦即,允许顺向电流),但是其抑制该电流以反向的方式流动(亦即,抑制反向电流)。举例来说,一不连续模式电源供应器可包含在一电流路径上的晶体管,并且可在该电流以顺向的方式流动时,将该晶体管予以活化(activate),并且将该晶体管予以去活化(deactivate)用以阻挡该电流以反向的方式流动;也就是,该电源供应器可藉由使用一主动构件(在此为一晶体管)以主动地将该电流进行整流,而不是使用一非主动构件(例如一二极管)来将该电流进行整流。
然而不幸的是,此整流电路系统可造成一包含此整流电路系统的电源供应器的效率减低。举例来说,此整流电路系统可以不提供优化的整流时序,并且因此在一逆向电流被阻挡前,可允许该逆向电流流动一段相当长的时间周期,或者在其应导向为一顺向电流时,可阻挡该顺向电流一段相当长的时间周期。
发明内容
本发明提供一种设备,包括一能量储存电路以及一整流电路。该能量储存电路系组态用于产生一以一方向流动的电流,而该整流电路系组态用于实质地阻挡该电流以一逆向流动,以响应于该电流。
此一设备可组态用于在一逆向电流开始流动之前,阻挡该逆向电流。举例来说,此一设备可包含一配置于该电流的路径上的晶体管,并且可组态用于在一顺向电流仍正在流动之时,将该晶体管予以去活化。
此外,借着此一设备系组态用于阻挡一逆向电流以逆向流动来响应于该电流本身,而比起以另一方式来阻挡一逆向电流的设备来说,此一设备可更能够阻挡一反向电流,例如响应于跨越一整流晶体管的电压。
优选地,该能量储存电路包含一变压器的一绕线。
优选地,该能量储存电路系组态用于产生一耗失电流作为该电流。
优选地,该能量储存电路系组态用于产生一以近似线性方式耗失的电流做为该电流。
优选地,该整流电路系组态用于在该电流开始以该逆向流动之前,实质地阻挡该电流以该逆向流动。
优选地,该整流电路包含:
一整流器,其系配置于该电流的路径上并具有一阻抗;
一传感器,其系被组态用于产生一感测信号以响应于该电流;以及
一控制器,其系被组态用于改变该整流器的该阻抗,以响应于该感测信号。
优选地,该整流电路还包含:
一晶体管,其系配置于该电流的路径上并具有一电感值;
一变压器,其具有一第一绕线,其系配置于该电流的该路径上,并具有一第二绕线,其系被组态用于产生一感测信号以响应于流过该第一绕线的电流;以及
一控制电路,其系被组态用于改变该晶体管的该电感值以响应于该感测信号。
优选地,该整流电路还包含:
一晶体管,其系配置于该电流的路径上并具有一电感值;
一变压器,其具有一第一绕线,其系配置于该电流的该路径上,并具有一第二绕线,其系被组态用于产生一感测信号以响应于流过该第一绕线的电流;以及
一控制电路,其系被组态用于降低该晶体管的该电感值以响应于该感测信号,该感测信号指示着:流过该变压器的该第一绕线的电流大小比一临界值还小。
优选地,该调节器系被组态用于产生一调节过的电压以响应该电流。
优选地,还包括一驱动电路,该驱动电路系被组态用于驱动该能量储存电路。
优选地,所述设备还包括:
一驱动电路,其系被组态用于产生一驱动电流;并且
其中,该能量储存电路包含一第一绕线,其系被组态用于接收该区段电流,并包含一第二绕线,其系被组态用于产生该电流以响应被该变压器储存的能量,以响应流过该第一绕线的该驱动电流。
一种系统,包括:
一集成电路;以及
一电源供应器,其系耦合于该集成电路,该电源供应器包括:
一能量储存电路,其系被组态用于产生一以一方向流动的电流;
一整流电路,其系被组态用于实质地阻挡该电流以一逆向流动以响于该电流;及
一调节器,其系被组态用于产生一供应电压以响应该电流,并提供该集成电路的该供应电压。
优选地,该集成电路的至少一部分以及该电源供应器的至少一部分系配置于一相同的集成电路晶粒上。
优选地,该集成电路的至少一部分以及该电源供应器的至少一部分系配置于各别的集成电路晶粒上。
优选地,该集成电路包含一控制单元。
一种方法,包含:
产生一电流;以及
主动将该电流整流以响应于该电流。
优选地,产生该电流系包含产生一耗失电流。
优选地,产生该电流系包含让该电流以一方向流动;以及
主动将该电流整流系包含在该电流开始以一逆向流动之前实质地阻挡该电流以该逆向流动。
优选地,主动将该电流整流系包含将该电流流过的一开关电路予以开启和关闭。
优选地,还包括产生一调节过的电压以响应于主动整流过的电流。
优选地,该整流电路系被组态用于在该电流实质上等于零之前大幅地阻挡该电流以该逆向流动。
优选地,该整流电路系被组态用于大幅地阻挡该电流以该逆向流动,以响应于该电流实质上等于零。
优选地,该整流电路系被组态用于大幅地阻挡该电流以该逆向流动,以响应于该电流实质上等于或小于零。
优选地,主动将该电流整流系包括在该电流等于实质上零之前大幅地阻挡该电流以该逆向流动。
优选地,主动将该电流整流系包括大幅地阻挡该电流以该逆向流动,以响应于该电流实质上等于零。
优选地,主动将该电流整流系包括大幅地阻挡该电流以该逆向流动,以响应于该电流实质上等于或小于零。
附图说明
图1为本发明实施例的一不连续模式(DCM)电源供应器的方块图,该不连续模式电源供应器系组态用于主动地对一电流进行整流,以响应于该电流;
图2为本发明实施例在图1中的该电源供应器的一部分的示意图;
图3为本发明实施例在图2中被主动整流过的电流对于时间的绘图;
图4为本发明实施例在图2中的该整流晶体管的闸极电压对于时间的绘图,与在图2中被主动整流过的电流对于时间的绘图相重叠;
图5为本发明实施例在图2中的该整流晶体管的汲极电压对于时间的绘图,与在图2中被主动整流过的电流对于时间的绘图相重叠;
图6为本发明实施例在图2中的该整流晶体管的汲极电压对于时间的另一个绘图,与在图2中被主动整流过的电流对于时间的绘图相重叠;
图7为本发明实施例在图1中该不连续模式电源供应器的一部分的示意图;
图8为本发明实施例的一系统的方块图,该系统并入了图1中的该电源供应器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。在此,本发明的示意性实施例及说明用于解释本发明,但是不能认为是对本发明的限定。
在本说明书中的“一个实施例”或“一实施例”意指相关于该实施例的特别的特征、结构、或特性包含于至少一个实施例中。因此,在本说明中各个地方所出现的此等词语“在一个实施例中”或“在一实施例中”并不一定全部都指向相同的实施例。此外,该特别的特征、结构、或特性可以用任何合适的方式来结合于一个或更多个实施例中。
图1为根据一实施例的一不连续模式电源供应器10的方块图,该不连续模式电源供应器10系组态用于产生一调节后的输出电压Vout以响应于一电流,并且该不连续模式电源供应器10系包含一整流电路12,该整流电路12系组态用于阻挡该电流以逆向流动,以响应于该电流本身。举例来说,该整流电路12可组态用于即使在该电流开始以逆向开始流动之前,阻挡该电流以逆向流动。藉由降低或减低一逆向电流流动的时间周期,相较于一习知的不连续模式电源供应器来说,该电路12可增加该电源供应器10的效率。
除了该整流电路12之外,该电源供应器10系包含一驱动器14、一能量储存电路16、以及一调节器18。
该驱动器14系接收一输入电压Vin及一电流Iin,并且产生第一中间电压Vint_1及第一中间电流Iint_1。
该能量储存电路系接收Vint_1及Iint_1,并且产生一第二中间电压Vint_2及一第二中间电流Iint_2。
并且该调节器18系接收Vint_2及Iint_2,并且产生一调节后的输出电压Vout及一负载电流Iout。
该整流电路12系包含一整流器20、一电流传感器22、以及一控制器24。
在操作时,该驱动器14系驱动该能量储存电路16,该能量储存电路16系产生一衰减,亦即,耗失的电流Iint_2,其系以顺向方式流动(亦即,流过该整流器20),在图1中系由“Iint_2”上方的箭头所指示着。
当该电流Iint_2系以顺向流动,且其具有的大小超过由该控制器24所设定的临界值时,该整流电路12系允许Iint_2继续流动。以细节上来说,该传感器22系监控Iint_2并产生一信号SENSE(感测),其系呈现Iint_2的大小和方向。响应于该信号感测系指示Iint_2系以顺向流动且具有的大小超过该临界值,该控制器系将该整流器20予以活化,使得该整流器对Iint_2的顺向流动呈现一相当小的阻抗。举例来说,由该整流器20所呈现的阻抗可使得,跨越于该整流器电压降比起跨越一顺向偏压的二极管的电压降(例如,大约0.7伏特)来说小的很多;一般来说,跨越于该整流器的电压降越小的话,该电源供应器10的效率越高。
但是响应于该顺向电流Iint_2的大小系下降至低于该临界值,该整流电路12系阻挡Iint_2的流动,因此限制或减低了Iint_2以逆向流动的时间(亦即,图1中“Iint_2”上方的箭头所指示的相反方向)。以细节上来说,响应于该信号感测系指示Iint_2系以顺向流动且具有的大小低于该临界值,该控制器24系将该整流器20予以去活化,使得该阻挡电路对Iint_2的流动呈现一相当高的阻抗,该阻抗系足够高以造成Iint_2的大小减低为零,并且也足够高以限制或减低Iint_2以逆向流动的时间周期。一般来说,Iint_2以逆向流动的时间周期越短的话,该电源供应器10的效率越高。
该调节器18将该电流Iint_2转换成该电压Vint_2,并调节Vint_2以产生Vout。举例来说,该调节器18可为任一类型的调节器,例如为直流-转-直流转换器(例如,一降压转换器,一升压-降压转换器),或一线性调节器(例如,一低压降(low drop out,LDO)调节器)。
仍然参照图1,该电源供应器10的替代实施例系可想象得到的。举例来说,该调节器18可产生一调节后的电流Iout,而非调节后的电压Vout。此外,该整流器20、该传感器22、或该整流器和该传感器两者可置放于高侧路径(亦即,在电压V+int_2处的路径),而非低侧路径。进一步来说,该能量储存电路16可被省略,而该驱动器14直接产生Iint_2。此外,虽然该电源供应器10系以一不连续模式电源供应器来说明,该电源供应器10可为另一类型的供应器,例如是一连续模式电源供应器,其有时候系以不连续模式操作。举例来说,该电源供应器10可主要地以不连续模式操作,但是其有时候系以不连续模式操作,例如在一负载瞬时期间。
图2为根据一实施例在图1中的电源供应器10的一部分30的示意图。
该驱动器14系包含一输入滤波器电容器C1、一切换驱动的NMOS晶体管Q1、以及一电压箝位电路32。该晶体管Q1系由电路系统来驱动,为求清楚明了该电路系统在图2中系予以省略。
该能量储存电路16系包含一变压器T1,其具有耦合至该驱动器14的初级绕线Np,并具有一次级绕线Ns,其系以磁性的方式耦合至该初级绕线,即如图2中的点规定(dot convention)所显示。
该调节器18系包含一输入滤波器电容器C2,而该调节器的剩余区段在图2中系被省略以求简洁。
该整流器20系包含一NMOS晶体管Q2,且该电流传感器22系包含一变压器T2,其具有组态用于接收该电流Iint_2的初级绕线34,并具有一次级绕线36,其系以磁性的方式耦合至该初级绕线34,即如图2中的点规定所显示,且其系组态用于提供该信号感测至该控制器24。
该控制器24系包含一电路38,其系组态用于将该晶体管Q2予以活化和去活化,以响应于该电流Iint_2以顺向流动(顺向系以图2中“Iint_2”上方的箭头所指示般),且该控制器24系包含一电路40,其系组态用于在Iint_2以反向流动的情况下将该晶体管Q2予以去活化。
该电路38系包含二极管D1和D2、一偏压电阻器R1、一双极NPN晶体管Q3、以及一偏压产生器42,其系组态用于产生一偏压V1。如下进一步所说明,R1的值系决定该晶体管Q1关闭(亦即,去活化)该顺向电流Iint_2的值。
并且该电路40系包含二极管D3和D4、以及一双极PNP晶体管Q4。
图3为根据一实施例在图2中的该电源供应器的部分30的电流Iint_2对于时间的绘图。
图4为根据一实施例在图2中的该晶体管Q2的闸极电压对于时间的绘图,与图2中该电流Iint_2的闸极电压对于时间的绘图相重迭。
图5为根据一实施例在图2中的该晶体管Q2的汲极电压对于时间的绘图,与图2中该电流Iint_2的闸极电压对于时间的绘图相重迭。
图6为根据一实施例在图2中的该晶体管Q2的汲极电压对于时间的另一个绘图,与图2中该电流Iint_2的闸极电压对于时间的绘图相重迭,相对于图5中的重迭绘图来说,其具有更高分辨率的时间刻度。
参照图2-图6,图1中的电源供应器10的该部分30的操作系根据一实施例来说明。
在该晶体管Q1于时间t0及t1之间的切换循环(图3)的充电部分期间,Q1系被活化,使得其透过该变压器T1的初级绕线Np来汲取一电流。此系使得该初级绕线Np和该次级绕线Ns在黑点处的节点相对于没有黑点处的各个节点的电压位准还低。正常来说,此会造成该次级绕线Ns流出一逆向电流Iint_2;但是因为该晶体管Q2系被去活化且其本体二极管系逆向偏压的关系,该次级绕线并不会产生一电流。因此,由流过该初级绕线Np的电流所产生的能量系储存于该变压器的磁场中。
在时间t1时,该晶体管Q1系被去活化,使得其停止抽取流过该变压器T1的初级绕线Np的电流。
在该晶体管Q1于时间t1及t2间的切换循环(图3)的放电部分期间,参照于该初级绕线Np,该电压箝位电路32系提供一路径给该变压器T1的漏电感(未显示于图2)以藉由流出一初级侧的放电电流来放电,该放电电流以顺时针方向流过该初级绕线和该箝位电路;此外,该电压箝位电路系将跨越该初级绕线的电压予以限制成一预定值(例如,20伏特),以保护Q1免于过多由电压引起的应力。
进一步来说,在该晶体管Q1于时间t1及t2间的切换循环(图3)的放电部分期间,在该晶体管Q1的切换循环期间,储存于该变压器T1的磁场的能量的耗失系借着让一顺向电流Iint_2流过该次级绕线Ns(亦即,在图2中“Iint_2”上方的箭头所显示的方向),其中Iint_2一开始系线性地耗失,在时间t1为最大值,且在时间t2变为零。
随着Iint_2开始在时间t2流动,该晶体管Q2一开始系不作用;因此,Iint_2一开始系流过该变压器T2的初级绕线34以及Q2的顺向偏压本体二极管。
此一开始流过该变压器T2的初级绕线34的Iint_2系使得该初级绕线和该次级绕线36在黑点处的节点相对于没有黑点处的各个节点的电压位准还高,并且跨越于该次级绕线的电压系造成一电流感测按箭头所显示的方向流过该次级绕线。以更细节的方式而言,跨越于该次级绕线36的电压系造成跨越于该晶体管Q3的集极-射极接面的电压VCE下降至跨越于Q3的基极-射极接面的电压VBE,使得Q3开始导通(VCE至VBE的限制系在下方说明),并且在Q3开始导通之后,该电流感测流动。
该电流感测流过该二极管D2,并且此电流的第一部分流过该二极管D1,此电流的第二部分流进该晶体管Q3的基极,因此将Q3活化,并且此电流的第三部分流过该电阻器R1。该二极管D1具有至少两个效果。第一个效果系,该二极管D1系用来将该电流感测的多余数量予以导通离开,以至于将该晶体管Q3的基底电流维持在一位准,该位准系够低来预防对Q3造成伤害。第二个效果系(可以藉由应用克希何夫(Kirchoff)电压定律于该两个电路循环附近来显示,该两个电路循环系包含该电压器T2的次级绕线36),该二极管D1跨越于该晶体管Q3的集极-射极接面的电压VCE的最小值予以限制成大约为跨越于Q3的基极-射极接面的电压VBE。此VCE最小值的限制可使得Q3不会饱和,且因此,比起假如Q3会饱和的情况,可允许Q3更快速地去活化。
因此,该晶体管Q3系将一大约等于V1-VCE=V1-VBE的活化电压耦合至该晶体管Q2的闸极,因此活化了Q2。如图4,在Iint_2在时间t1开始流动之后,晶体管Q3系更快地将此活化电压施加至该晶体管Q2的闸极。此外,耦合至该晶体管Q3的基极的电阻器R1的节点处的电压大约为电压V1,且因此流过R1的电流大约为V1/R1(假定跨越于该电压器T2的初级绕线34的电压降系相当小)。
在该晶体管Q2开启(亦即,活化)之后,该电流Iint_2停止流过Q2的本体二极管,并且该电流Iint_2反而系从Q2的汲极流至Q2的源极。因此,跨越于该晶体管Q2的电压系从一顺向偏压P-N接面电压下降至一远小于相当于Iint_2和Rds_on的乘积值的电压,Rds_on为Q2活化时在Q2汲极和源极之间电阻值。因为在该晶体管Q2耗失的电源系等于Iint_2和跨越于Q2的汲极-源极电压的乘积值,藉由更快地活化Q2,该控制器22系藉由限制Iint_2流过Q2的本体二极管的时间来限制在Q2中的电源耗失。
在时间t2(图4),顺向电流Iint_2的减少系足以将该电流感测降低至某一点,此时感测无法将该晶体管Q3的基极处的电压维持在大约V1,因为该电流系被汲取通过该电阻器R1;因此,该晶体管Q2的闸极处的电压也开始减低。随着该电流感测继续减低,该晶体管的闸极处的电压也继续减低。并且在闸极电压下降的期间,该晶体管Q2系操作于三极管(triode)区域,且因此其操作作为电压控制的电阻器。因而,随着Q2的闸极电压减低,Q2的Rds_on增加。
在时间t0时,该晶体管Q2的闸极处的电压系减低至一造成Q2去活化的位准。
假如在Q2去活化之后仍有一顺向电流Iint_1在流动的话,那么在Q2的Rds_on减低至Q2的汲极-源极电压Vds超过Q2的本体二极管的活化电压的一点时,如以下相关于图6来说明,Iint_1会开始流过Q2的本体二极管。
参照图6,从时间tb时间t2的周期期间,该电流Iint_2的“最后部分”流过该晶体管Q2的本体二极管;但是在时间tb时间t2的周期可能足够短暂,并且Iint_2和该本体二极管的顺向电压的乘积值(亦即,由Q2所耗失的电源)在此周期系足够短暂,以至于在该Q1切换循环期间系可省略地增加由Q2所耗失的总电源。从tb到t2的时间可充当一缓冲周期,以在Iint_2开始以逆向流动之前,允许Q2完全地去活化。
进一步来说,图6也显示,该晶体管Q2的汲极电压随着Iint_2减低而线性地增加;此系因为随着Iint_2减低,该汲极电压增加朝向接地端。
参照图3,在时间t2时间t3之间的周期系该晶体管Q1切换循环的不连续部分,于该切换循环期间Q1仍不作用且Iint_2没有流动,亦即,Iint_2等于零。参照图5,虽然寄生电流可流动于该晶体管Q2的汲极和源极之间以及流动于T2的初级绕线34中,如在该不连续周期期间在Q2的汲极处的电压震荡所证明,此电流系太小以致于无法开启Q2;因此,此电流无法在该不连续周期期间造成Iint_2以逆向流动,并且无法放电C2。
参照图2至图6,该电源供应器的部分30系针对该晶体管Q1的每一个后续切换循环来重复以上所述的操作。
仍参照图2至图6,假如在该晶体管Q2去活化之前Iint_2确实以逆向流动的话,那么晶体管Q4会去活化Q2。假如一逆向电流Iint_2开始流动的话,此会造成一逆向电流流过该变压器T2的次级绕线36、该晶体管Q4的射极-集极接面、以及二极管D4,并且造成一基极电流从Q4的基极流过该二极管D3。因此,由该晶体管Q4的射极所汲取的电流系将该晶体管Q2的闸极予以放电,并且因此将更快地Q2去活化,因而限制了Iint_2以逆向流动期间的时间数量。该电流Iint_2以逆向流动的原因系吾人设定该电阻器R1之值以至于在t0和t2之间的周期减低至大约为零,而在此周期期间Iint_2系流过该晶体管Q2的本体二极管;假如因为公差关系造成R1太大的话,那么在Iint_2以逆向流动之前,Q2可以不完全地去活化。
参照图2,该电源供应器的部分30的替代实施例系可想象得到的。举例来说,该二极管D4可被省略,并且该二极管D1-D3中的一个或多个二极管可用其他电压下降构件取代,例如一齐纳(Zener)二极管或一电阻器。进一步来说,该电路40可被省略。此外,该变压器T2可用另一个电流感测构件取代,例如一霍尔效应(Hall-effect)装置或一光学耦合器。此外,该变压器T1可用一电感器电路取代。进一步来说,虽然该电源供应器的部分30系揭示作为一返驰式(flyback)电源供应器,该整流电路12、或是执行一个或更多个如上所述的整流原理的其他电路的实施例,可以搭配组态用于以不连续模式操作的任何其他类型的电源供应器来使用。
图7系根据一实施例在图1中该电源供应器10的一部分50的示意图。该部分50系类似于图2中的部分30,除了该晶体管Q3和该二极管D1之外,该电压产生器42系从该电路38中省略。在操作时,当该电流Iint_2以逆向流动时,来自该变压器T2的次级绕线36的电流感测系流过该电阻器R1,并且因此在该晶体管Q2的闸极处产生一大约等于R1和感测的乘积值的电压。因此,以类似于上面相关于图2所说明的方式,吾人可选择该电阻器R1的值来设定Iint_2的大小,此时该晶体管Q2系去活化,并且因而可以设定该时间t0,此时Q2变得不作用。
仍然参照图7,该电源供应器50的替代实施例系可想象得到的。举例来说,且该二极管D2-D4中的一个或多个二极管可被省略,或者其可用另一个构件,例如一电阻器或一齐纳二极管,来取代。
图8系一电子系统60的功能方块图,该电子系统60所包含处理电路系统62含有图1中的电源供应器10的一个或更多个实施例。该处理电路系统62所包含的电路系统系用于执行各式各样的功能,例如执行特定软件来执行特定计算,或是扩至该系统60来提供所希望的功能性。此外,该电子系统60系包括耦合于该处理电路系统62的一个或更多个输入设备64,像是键盘、鼠标、触控屏幕、听觉或语音识别构件等,以允许一操作者和该电子系统介接。一般来说,该电子系统60也包含耦合于该处理电路系统62的一个或更多个输出装置66,其中该输出装置可包含打印机、视讯显示器、音频输出构件...等。一般来说,一个或更多个数据储存装置68系耦合于该处理电路系统62来储存数据,或是从储存媒体处(未显示)取得数据。典型的数据储存装置68的范例包括磁性盘片、闪存、其他种类的固态内存、磁带驱动器、光学盘片,像是光盘、以及数字视频盘片(DVD)等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (26)
1.一种设备,其特征在于,包括:
一能量储存电路,其组态用于产生一以一方向流动的电流;以及
一整流电路,其组态用于实质地阻挡该电流以一逆向流动,以响应于该电流。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,该能量储存电路包含一变压器的一绕线。
3.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,该能量储存电路系组态用于产生一耗失电流做为该电流。
4.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,该能量储存电路系组态用于产生一以近似线性方式耗失的电流做为该电流。
5.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,该整流电路系组态用于在该电流开始以该逆向流动之前,实质地阻挡该电流以该逆向流动。
6.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,该整流电路包含:
一整流器,其系配置于该电流的路径上并具有一阻抗;
一传感器,其系被组态用于产生一感测信号以响应于该电流;以及
一控制器,其系被组态用于改变该整流器的该阻抗,以响应于该感测信号。
7.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,该整流电路包含:
一晶体管,其系配置于该电流的路径上并具有一电感值;
一变压器,其具有一第一绕线,其系配置于该电流的该路径上,并具有一第二绕线,其系被组态用于产生一感测信号以响应于流过该第一绕线的电流;以及
一控制电路,其系被组态用于改变该晶体管的该电感值以响应于该感测信号。
8.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,该整流电路包含:
一晶体管,其系配置于该电流的路径上并具有一电感值;
一变压器,其具有一第一绕线,其系配置于该电流的该路径上,并具有一第二绕线,其系被组态用于产生一感测信号以响应于流过该第一绕线的电流;以及
一控制电路,其系被组态用于降低该晶体管的该电感值以响应于该感测信号,该感测信号指示着:流过该变压器的该第一绕线的电流大小比一临界值还小。
9.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,还包括一调节器,该调节器系被组态用于产生一调节过的电压以响应该电流。
10.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,还包括一驱动电路,该驱动电路系被组态用于驱动该能量储存电路。
11.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,包括:
一驱动电路,其系被组态用于产生一驱动电流;并且
其中,该能量储存电路包含一第一绕线,其系被组态用于接收该区段电流,并包含一第二绕线,其系被组态用于产生该电流以响应被该变压器储存的能量,以响应流过该第一绕线的该驱动电流。
12.一种系统,其特征在于,包括:
一集成电路;以及
一电源供应器,其系耦合于该集成电路,该电源供应器包括:
一能量储存电路,其系被组态用于产生一以一方向流动的电流;
一整流电路,其系被组态用于实质地阻挡该电流以一逆向流动以响于该电流;及
一调节器,其系被组态用于产生一供应电压以响应该电流,并提供该集成电路的该供应电压。
13.根据权利要求12所述的系统,其特征在于,该集成电路的至少一部分以及该电源供应器的至少一部分系配置于一相同的集成电路晶粒上。
14.根据权利要求12所述的系统,其特征在于,该集成电路的至少一部分以及该电源供应器的至少一部分系配置于各别的集成电路晶粒上。
15.根据权利要求12所述的系统,其特征在于,该集成电路包含一控制单元。
16.一种方法,其特征在于,包含:
产生一电流;以及
主动将该电流整流以响应于该电流。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,产生该电流系包含产生一耗失电流。
18.根据权利要求16所述的方法,其特征在于:
产生该电流系包含让该电流以一方向流动;以及
主动将该电流整流系包含在该电流开始以一逆向流动之前实质地阻挡该电流以该逆向流动。
19.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,主动将该电流整流系包含将该电流流过的一开关电路予以开启和关闭。
20.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,还包括产生一调节过的电压以响应于主动整流过的电流。
21.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,该整流电路系被组态用于在该电流实质上等于零之前大幅地阻挡该电流以该逆向流动。
22.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,该整流电路系被组态用于大幅地阻挡该电流以该逆向流动,以响应于该电流实质上等于零。
23.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,该整流电路系被组态用于大幅地阻挡该电流以该逆向流动,以响应于该电流实质上等于或小于零。
24.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,主动将该电流整流系包括在该电流等于实质上零之前大幅地阻挡该电流以该逆向流动。
25.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,主动将该电流整流系包括大幅地阻挡该电流以该逆向流动,以响应于该电流实质上等于零。
26.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,主动将该电流整流系包括大幅地阻挡该电流以该逆向流动,以响应于该电流实质上等于或小于零。
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US9263963B2 (en) * | 2012-06-29 | 2016-02-16 | Intersil Americas LLC | Current-responsive active rectification for a power supply operable in a discontinuous mode |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109937612B (zh) * | 2016-11-11 | 2021-10-22 | 赤多尼科两合股份有限公司 | 用于操作一个或更多个照明用具的反激变换器、相关联的方法及操作装置 |
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