CN104980021B - 用于开关模式电源的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于开关模式电源的系统和方法。根据一个实施例，一种操作开关模式电源的方法包括经由第一晶体管从输入节点接收功率；经由开关晶体管将接收到的功率的第一部分提供至所述负载，所述开关晶体管具有耦合到所述第一晶体管的第一端子以及通过串联电阻器和串联电感器耦合到负载的第二端子；测量流过所述负载的电流，测量包括监测跨所述串联电阻器的电压；以及通过根据所述测得的电流接通和关断所述开关晶体管控制流过所述负载的平均电流。

Description

用于开关模式电源的系统和方法
技术领域
本发明一般而言涉及电子设备，并且更具体地涉及用于开关模式电源的系统和方法。
背景技术
电源系统普遍存在于很多电子应用中，从计算机到汽车。通常，通过操作加载有电感器或变压器的开关执行DC-DC、DC-AC和/或AC-DC变换来产生电源系统内的电压。一种这样的系统包括开关模式电源(SMPS)。由于功率变换是通过控制电感器或变压器的充电和放电执行的，SMPS通常比其它类型的电源变换系统具有更高的效率并且减小了由于电阻性压降上的功率损耗而导致的能量损失。
SMPS通常包括至少一个开关和电感器或变压器。一些具体的拓扑包括降压变换器、升压变换器和反激式变换器等。控制电路通常用于接通和关断开关以对电感器充电和放电。在一些应用中，经由反馈环路控制供给负载的电流和/或供给负载的电压。
SMPS的一个应用是作为发光二极管(LED)的电源，诸如在家用和商用照明应用场合使用以替代白炽灯和紧凑型荧光灯(CFL)的发光二极管。在一些应用中，SMPS用于将AC线电压变换为DC电流以对LED供电。
发明内容
根据实施例，操作开关模式电源的方法包括经由第一晶体管从输入节点接收功率，经由开关晶体管提供接收到的功率的第一部分至负载，该开关晶体管具有耦合到第一晶体管的第一端以及经由串联电阻器和串联电感器耦合到负载的第二端，测量流过负载的电流，测量包括监测跨串联电阻的电压；以及根据测得的电流通过接通和关断开关晶体管来控制流过负载的平均电流。
附图说明
为了更全面地理解本发明及其优点，现将结合附图参考以下描述，其中：
图1a-b示出了开关模式降压变换器的一个实施例的原理图及相关波形图；
图2示出了电压至电流变换器电路的一个实施例的原理；
图3示出了脉冲发生器电路的一个实施例的原理；以及
图4示出了方法实施例的流程图。
除非另有说明，不同附图中相同的序号和符号通常指代相同的部件。所绘附图是为了清楚地示出优选实施例的有关方面，而并不需要按比例绘制。为了更清楚地示出一些实施例，在附图序号后跟随指示相同结构、材料或工艺步骤变化的字母。
具体实施方式
下面详细描述了现有的优选实施例的制造和使用。然而，应当理解的是，本发明提供了很多可应用的发明构想，其可以体现在多种特定背景下。所描述的具体实施例仅仅是具体形式的说明以制造和使用本发明，而不限制本发明的范围。
本发明将关于特定背景中的优选实施例进行描述，其为用于降压变换器配置中的开关模式电源的系统和方法。本发明的实施例也可以应用于其它开关模式电源配置和包括开关的其它电路的其它系统和应用，但不限于电力系统和电机控制系统。
在本发明的实施例中，使用具有经由第一晶体管耦合到功率输入轨的漏极的开关晶体管实现降压变换器。降压变换器的负载经由串联电阻器和串联电感器耦合到开关晶体管的源极，从而耦合到降压变换器。由于串联电阻器和负载串联耦合，降压变换器能够通过测量跨串联电阻器的电压连续地监测变换器的输出电流。基于跨串联电阻器的电压的这些测量值，降压变换器通过接通和关断开关晶体管控制传输给负载的平均电流。经由耦合在第一晶体管的栅极和耦合到串联电阻器和串联电感器的浮动基准节点之间的功率轨提供功率给监测负载电流和控制开关晶体管的电路。耦合在第一晶体管的栅极和浮动基准节点之间的解耦电容器平滑平功率轨的电压，并维持第一晶体管的栅极电压。
图1a示出了包括控制器电路114的开关模式降压变换器100的实施例，该控制器电路114经由晶体管108耦合到输入节点Vin且耦合到由发光二极管(LED)146和148表示的负载。二极管桥式整流器102将AC电压Vac(其可以表示例如AC主电压)变换为耦合到晶体管108的DC电压Vin。当开关模式降压变换器100首先连接到AC电源时，电阻器106可以用于限制浪涌电流并且电阻器110可以用于对VCC电容器130充电，且输入滤波电容器104对节点Vin上的电压纹波进行滤波。开关晶体管120的开关动作通过经由串联电阻器142磁化串联电感器150提供电流至由LED 146至148表示的负载，由此从输入端传输功率至负载。在这些实施例中，开关晶体管120和晶体管108可以使用例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、功率MOSFET等实现。在一些实施例中，晶体管108使用能够承受高漏-源电压和高栅-漏电压的器件实现。例如，在操作期间，晶体管的漏-源电压可能超过500V，其取决于AC主电压。
在实施例中，控制器电路114相对与地基准101“浮置”，整流输入电压Vin以该基准101为基准。在实施例中，功率经由晶体管108供给控制器电路114，晶体管108的栅极是由偏置电阻器110和电源电容器130偏置的。控制器电路114的接地连接GND以浮动基准节点作为参考，该浮动基准节点耦合到串联电阻器142和串联电感器150之间的公共节点。电源电容器130相对浮动基准节点的为电源引脚VCC提供稳定的电源。在启动阶段，偏置电阻器110对电源电容器130进行充电至控制器电路114开始操作的点。接着，在开关期间，晶体管108的漏-源寄生电容器作为充电泵对电源电容器130和控制器电路114的电源引脚VCC充电。此外，二极管112和晶体管108箝位VCC电压。在操作期间，电源电容器130通过控制器电路114内的工作电流放电。在一些实施例中，控制器电路114包括保持VCC电压小于某个最大电压的箝位电路(未示出)。例如，该最大电压可以是12V。或者，根据用于实现控制器电路114的具体实施例、其具体说明及特定IC技术，可以使用其它最大电压。
在操作期间，输出电流Ioutput持续流过串联电阻器142。当开关晶体管120导通时，电流Ioutput流动通过开关晶体管120的负载路径、通过串联电阻器142和串联电感器150以及通过由LED146和148表示的负载。输出电容器144可以用于减小负载处的电压纹波。当开关晶体管120导通时，通过串联电感器150的电流线性增加。当开关晶体管120关断时，电流持续流过串联电阻器142、串联电感器150和由LED 146和148表示的负载，但是，当串联电感器150去磁时，电流来自二极管140而不是开关晶体管120。由于Ioutput持续流过串联电阻器142，控制器电路114可以被配置为持续监测Ioutput以控制Ioutput为一个预定电流。
在一个实施例中，控制器电路114通过耦合到开关晶体管120源极的引脚VCS监测Ioutput。通过检测引脚VCS的电压确定平均输出电流，并且因此，跨串联电阻器142的电压表示输出电流Ioutput。在一个示例中，峰值检测和保持电路124确定表示最大输出电流的引脚VCS上的峰值电压。接着，经由电压至电流变换器126将峰值检测和保持电路124的输出转换为电流I1。电流I1对比较电容器138充电同时，比较电容器138由放电电阻器127和PTC电阻器152的并联组合放电。使用比较器134将跨比较电容器138的电压与基准电压Vref进行，比较器134的输出调节脉冲发生器116的脉冲宽度，该脉冲宽度决定了开关晶体管120的导通时间。比较器134的输出是有效的误差信号，并且电压Vref是与Ioutput的目标值成比例的。在一个实施例中，目标输出电流IoutputTG被设置为：
其中gVI是电压至电流变换器126的跨导，RCS是串联电阻器142的电阻值，以及RDIS是放电电阻器127和PTC电阻器152的并联组合的电阻值。应当理解的是，在一些实施例中，可以省略峰值检测和保持电路124，并且电压至电流变换器的输入可以在引脚VCS直接耦合到开关晶体管120的源极。
在操作期间，当引脚VCS上的电压和浮动基准节点之间的差值为零时，通过过零检测器122触发脉冲发生器116开通开关晶体管120。这种状态指示，由于跨串联电阻器142的电压为0V，输出电流Ioutput为0。或者，可以在除引脚VCS的电压和浮动基准节点之间的零电压差值以外的其它电压差值触发过零检测器122。在一个实施例中，脉冲发生器116产生激活开关晶体管120的预定脉冲宽度。该预定脉冲宽度可以基于比较器134的输出状态增加和减小。例如，如果比较器134的输出为高，其表示输出Ioutput大于期望水平，减小由脉冲发生器产生的脉冲宽度，由此减小串联电感器150磁化的时间。另一方面，如果比较器的输出为低，其表示输出电流Ioutput低于目标水平，增加由脉冲发生器产生的脉冲宽度，由此增加串联电感器150磁化的时间。
在一个实施例中，栅极驱动器118包括必要的电路以驱动开关晶体管120。该电路可以包括，例如，现有技术中的栅极驱动电路。在一些实施例中，开关晶体管120和/或栅极驱动器118可以和控制器电路114的其它元件位于同一个集成电路上。或者开关晶体管120和/或驱动控制器118可以独立于控制器电路114。
在一些实施例中，输出电流检测器128在节点VCS处通过监测开关晶体管120的源极检测零电流状态。当检测到该状态时，断开耦合在电压至电流变换器126的输出和比较电容器138之间的开关132。在电感器150没有导通电流时，通过断开开关132，可以补偿由于在接通开关晶体管120时的延迟和在检测引脚VCS的电压过零时的延迟而导致的误差。此外，当开关模式降压变换器100工作于断续模式(DCM)时在串联电感器150去磁后通过断开开关132，可以维持精确的电流控制。
在一些实施例中，正温度系数(PTC)电阻器并联耦合到比较电容器138用于热保护。在一个实施例中，当放置有开关模式降压变换器100的印刷电路板(PCB)的温度大于阈值温度时，平均输出电流可能是减小。
图1b图示了示出开关模式降压变换器100的操作的波形图。如图所示，当表示开关晶体管120栅极电压的低侧栅极信号为高时，由于串联电感器150的磁化，输出电流Ioutput线性增加，并且引脚VCS处的电压VCS也相应增加。另一方面，当表示开关晶体管120栅极电压的低侧栅极信号为低时，由于串联电感器150的磁化，输出电流Ioutput线性减小，并且引脚VCS处的电压VCS也相应减小。如图所示，当输入滤波电容器104较小时，输出电流Ioutput的峰值幅值可以跟随交流输入电压的包络线，在这种情况下，电压是正弦的。
图2示出了可以用于实现图1a所示的电压至电流变换器126的示例电路图。在一个实施例中，电压至电流变换器126使用运算放大器172、NMOS晶体管178和电阻器180将输入电压Vin变换为电流I2。其输出耦合到NMOS178的栅极的运算放大器172通过迫使运算放大器172的正端和负端之间的差值大约为零，使NMOS晶体管178的源极端的电压大约为Vin，。这样，跨电阻器180的电压大约为Vin，且流过电阻器180的电流I2大约为Vin/R180。经由PMOS晶体管174和176构成的电流镜将电流I2镜像为电流Iout。应当理解的是，图2的电路仅仅是可以用于实现电压至电流变换器126功能的电压至电流变换器的实施例的多个示例之一。在其它实施例中，可以使用现有技术中的其它电压至电流变换器。
在一个实施例中，电压至电流变换器126具有跨导其中m是由NMOS晶体管174和176形成的电流镜的镜像比率，以及R180是电阻器180的电阻器值。gVI的表达式可以用在上面的公式(1)中，以确定目标输出电流IoutputTG。
图3图示了用于实现图1a所示的脉冲发生器116的示例电路图的示意。在一个实施例中，脉冲发生器116包括SR锁存器182和可调延迟电路184。当耦合到过零检测器122输出端的信号Zdet被激活时，经由设置引脚S设置SR锁存器182，从而使输出OUT变高。在由可调延迟184确定的预定时间段之后，SR锁存器182的重置引脚R被激活，从而使SR锁存器182的输出OUT变为低。比较器134的输出耦合到可调延迟184的调节引脚，并增加或减小由可调延迟184产生的延迟。
在一些实施例中，可调延迟184可以使用计时电容器和电流源实现。在这样实施例中，通过调节充电电流和/或计时电容器的大小可以调节延迟。或者，计时器可以用于实现可调延迟184的延迟。这样的延迟例如通过改变计时器的初始值和/或计时器的终端计数来进行调节。在图3所示示例中，由脉冲发生器116产生的延迟的长度在调节引脚Adj为高时可以是增加的，而在调节引脚Adj为低时是减小的。应当理解的是，在另外的实施例中，现有技术中的其它电路和方法可以用于产生具有可调脉冲宽度的脉冲。
图4示出了方法400的一个实施例的流程图。在步骤402中，经由第一晶体管从输入节点接收功率。该输入节点可以是二极管桥式整流器的输出，如图1a所示，或者输入节点可以是DC电压。在步骤404中，经由开关晶体管将所接收到的功率的第一部分提供至负载，该开关晶体管具有耦合到晶体管的第一端子和通过串联电阻器和串联电感器耦合到负载的第二端子。在一些实施例中，第一端子可以是MOSFET的漏极，以及第二端子可以是MOSFET的源极。例如，该负载可以是一个或多个LED。在步骤406中，通过监测跨串联电阻器的电压测量流过负载的电流，根据测得的电流通过接通和关断开关晶体管控制流过负载的平均电流。
根据一个实施例，操作开关模式电源的方法包括经由第一晶体管从输入节点接收功率，经由开关晶体管将所接收到的功率的第一部分提供至负载，该开关晶体管具有耦合到晶体管的第一端和通过串联电阻器和串联电感器耦合到负载的第二端，测量流过负载的电流，测量包括监测跨串联电阻器的电压；以及根据测量的电流通过接通和关断开关晶体管控制流过负载的平均电流。串联电阻器、串联电感器和负载可以互相串联耦合。提供接收到的功率的第一部分至负载包括提供功率至耦合到串联电感器的发光二极管(LED)。
在一个实施例中，该方法进一步包括经由电气耦合到第一晶体管栅极的功率节点和耦合到浮动基准节点的供电电容器将所接收到的功率的第二部分提供至控制器电路，其中浮动基准节点耦合在串联电阻器和串联电感器之间。提供所接收到的功率的第二部分可以包括使用耦合在输入节点和供电电容器之间的供电电阻器对供电电容器充电。
在一个实施例中，监测跨串联电阻器的电压包括使用电压至电流变换器将串联电阻器上的电压变换为第一电流，使用第一电流对比较电容器充电，其中比较电容器耦合在电压至电流变换器的输出和浮动基准节点之间，浮动基准节点耦合在串联电阻器和串联电感器之间，以及将跨比较电容器的电压和第一基准电压比较。监测电压进一步包括在将跨串联电阻器的电压变换为第一电流之前，执行跨串联电阻器的电压上的峰值检测。
在一个实施例中，控制平均电流包括在跨串联电阻器的电压越过第一阈值电压时接通开关晶体管，在开关晶体管导通第一时间段后关断开关晶体管，以及基于测得的流过负载的电流修正第一时间段。第一阈值电压可以包括耦合在串联电阻器和串联电感器之间的基准节点处的电压。此外，修正第一时间段可以包括当平均电流低于电流阈值时增加第一时间段，以及当平均电流大于阈值时减小第一时间段。
根据另外的实施例，开关模式电源包括第一开关晶体管，该第一开关晶体管具有被配置为经由第一晶体管耦合到输入节点的第一端子和被配置为经由串联电阻器和电感器耦合到负载的第二端子；具有耦合到开关晶体管第二端子的负载电流监测电路；以及具有耦合负载电流监测电路的输入和耦合到第一开关晶体管的输出的开关计时电路，该开关计时电路被配置为基于负载电流监测电路的输出端控制流过电阻器的平均电流。负载电流监测电路被配置为通过监测跨串联电阻器的电压监测流过负载的电流。在一个实施例中，开关模式电源进一步包括具有耦合到负载电流监测电路的输入端和耦合到第一开关晶体管的输出端的开关计时电路。开关计时电路被配置为基于负载电流监测电路的输出控制流过负载的平均电流。例如，负载可以包括发光二极管(LED)。在一个实施例中，第一开关晶体管、负载电流监测电路和开关计时电路可以设置在一个集成电路上。
在一个实施例中，开关模式电源进一步包括第一晶体管、串联电阻器和串联电感器。串联电阻器、串联电感器和负载可以相互串联耦合。
在一个实施例中，负载电流监测电路被配置为从耦合在第一晶体管的栅极和浮动基准节点之间的电源轨的接收功率，浮动基准节点耦合在串联电阻器和串联电感器之间。开关模式电源可以进一步包括耦合在开关晶体管的第二端子和负载监测电路的输入之间的峰值检测器。
在一个实施例中，负载电流监测电路包括具有耦合到开关晶体管的第二端子的输入的电压至电流变换器，具有耦合到电压至电流变换器的输出的第一端和耦合到浮动基准节点的第二端的比较电容器，浮动基准节点耦合在串联电阻器和串联电感器之间，耦合在比较电容器的第一端子和浮动基准节点之间的放电电阻器，以及具有耦合到比较电容器的端子的第一输入端和耦合到基准电压的第二输入端的比较器。
开关模式电源可以进一步包括耦合到开关晶体管的第二端子的输出电流检测电路，以及包括耦合在电压至电流变换器的输出和比较电容器的第一端子之间的负载路径，以及耦合到输出电流检测电路的输出的控制子，使得输出电流检测电路被配置为在输出电流检测电路确定负载电流为零时断开该开关。
在一个实施例中，开关模式电源进一步包括具有耦合到开关晶体管的第二端子的输入和耦合到开关计时电路的输出的阈值检测器。阈值检测器被配置为确定在开关晶体管第二端子处的电压何时越过第一阈值。开关计时电路可以被配置为在阈值检测器确定开关晶体管第二端子处的电压越过第一阈值时产生第一持续时间的脉冲，以及基于负载电流监测电流的输出修正第一持续时间。
在一个实施例中，开关计时电路被配置为通过在负载电流监测电路确定平均电流低于电流阈值时增加第一持续时间，以及在负载电流监测电路确定平均电流高于电流阈值时减小第一持续时间来修正第一持续时间。
根据另外的实施例，开关模式电源电路包括具有耦合到开关电源的输入节点的漏极的第一晶体管，耦合在第一晶体管和输入节点之间的电阻器，具有耦合到第一晶体管的源极的漏极的开关晶体管，具有耦合到开关晶体管源极的第一端子的串联电阻器，具有在浮动基准节点处耦合到串联电阻器的第二端子的第一端子且被配置为耦合到负载的第二端子的串联电感器，具有耦合到第一晶体管的栅极的第一端子和耦合到浮动基准节点的第二端的供电解耦电容器，以及控制器电路。该控制器电路具有耦合到开关晶体管栅极的输出，耦合到供电解耦电容器第一端子的第一功率端子，以及耦合到浮动基准节点的第二功率端子。该控制器电路被配置为从第一和第二功率端子接收功率。
在一个实施例中，控制器电路被配置为通过监测开关晶体管源极和浮动基准节点之间的电压持续测量负载的电流，基于监测的电压产生误差信号，以及通过接通和关断开关晶体管控制到负载的平均电流。在一些实施例中，负载可以包括发光二极管(LED)。
一些实施例的优点包括能够基于监测整个变换周期的电流控制流过负载的电流。这是因为在电感器磁化或电感器去磁时，一些实施例控制器所使用的串联电流测量电阻器通常具有直接流动通过其的负载电流。另一个的优点是能够检测电感器的去磁而不需要执行谷底检测(通过低侧晶体管漏极电压，并且其直接检测VCS的谷底)，因此允许使用拓扑结构简单的电路，例如比较器，来检测电感器的去磁。
使用晶体管以及耦合在控制器的电源引脚和浮动基准节点之间的供电解耦电容器的实施例的另一优点是使用单个解耦电容器能够偏置和旁路控制器的电源。此外，在一些实施例中，不需要外部齐纳二极管。
尽管本发明通过参考说明性实施例描述，该描述并不是以限制意义解释的。基于该描述，说明性实施例的各种修改和组合，以及本发明的其它实施例对本领域技术人员是显而易见的。

Claims (25)

1.一种操作开关模式电源的方法，所述方法包括：
经由第一晶体管从输入节点接收功率；
经由开关晶体管将接收的功率的第一部分提供至负载，所述开关晶体管具有耦合到所述第一晶体管的第一端子以及经由串联电阻器和串联电感器耦合到所述负载的第二端子；
测量流过所述负载的电流，测量包括使用耦合在所述第二端子和连接在所述串联电阻器以及所述串联电感器之间的浮动基准节点之间的测量电路来监测跨所述串联电阻器的电压；
将所述浮动基准节点通过电容器连接到所述第一晶体管的栅极；以及
控制通过所述负载的平均电流，包括根据所测量的电流接通和关断所述开关晶体管。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述串联电阻器、所述串联电感器和所述负载彼此串联耦合。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括经由电气耦合到所述第一晶体管的栅极的电源节点和耦合到所述浮动基准节点的供电电容器将所述接收的功率的第二部分提供至控制器电路。
4.根据权利要求3所述的方法，其中提供所述接收的功率的所述第二部分包括用耦合在所述输入节点和所述供电电容器之间的供电电阻器对所述供电电容器进行充电。
5.根据权利要求1所述的方法，其中监测跨所述串联电阻器的电压包括：
使用电压至电流变换器将跨所述串联电阻器的所述电压变换为第一电流；
用所述第一电流对比较电容器进行充电，其中所述比较电容器耦合在所述电压至电流变换器的输出和所述浮动基准节点之间；以及
将跨所述比较电容器的电压和第一基准电压进行比较。
6.根据权利要求5所述的方法，其中监测所述电压进一步包括在将跨所述串联电阻器的所述电压变换为第一电流之前，在跨所述串联电阻器的所述电压上执行峰值检测。
7.根据权利要求1所述的方法，其中提供所接收的功率的所述第一部分至所述负载包括供应功率至耦合到所述串联电感器的发光二极管(LED)。
8.一种操作开关模式电源的方法，所述方法包括：
经由第一晶体管接收来自输入节点的功率；
经由开关晶体管提供所接收的功率的第一部分至负载，所述开关晶体管具有耦合至所述第一晶体管的第一端子以及经由串联电阻器和串联电感器耦合至所述负载的第二端子；
测量流过所述负载的电流，测量包括使用耦合在所述第二端子和连接在所述串联电阻器以及所述串联电感器之间的浮动基准节点之间的测量电路来监测跨所述串联电阻器的电压；
将所述浮动基准节点通过电容器连接到所述第一晶体管的栅极；以及
控制通过所述负载的平均电流，包括根据所测量的电流接通和关断所述开关晶体管，其中控制所述平均电流包括
当跨所述串联电阻器的电压越过第一阈值电压时，接通所述开关晶体管；
在接通所述开关晶体管第一时间段后，关断所述开关晶体管；以及
基于测量流过所述负载的所述电流，修正所述第一时间段。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一阈值电压包括耦合在所述串联电阻器和所述串联电感器之间的基准节点处的电压。
10.根据权利要求8所述的方法，其中修正所述第一时间段包括：
当所述平均电流低于电流阈值时，增加所述第一时间段；以及
当所述平均电流大于阈值时，减小所述第一时间段。
11.一种开关模式电源，包括：
第一开关晶体管，所述第一开关晶体管具有被配置为经由第一晶体管耦合到输入节点的第一端子和被配置为经由串联电阻器和串联电感器耦合到负载的第二端子；
负载电流监测电路，所述负载电流监测电路具有耦合到所述第一开关晶体管的所述第二端子的第一输入端子以及被配置为耦合至在所述串联电阻器和所述串联电感器之间的浮动基准节点的浮动基准端子，所述负载电流监测电路被配置为通过监测跨所述串联电阻器的电压来监测流过负载的电流，其中所述负载电流监测电路被配置为从耦合在所述第一晶体管的栅极和所述负载电流监测电路的所述浮动基准节点之间的电源轨的接收功率；以及
开关计时电路，所述开关计时电路具有耦合到所述负载电流监测电路的输入和耦合到所述第一开关晶体管的输出，所述开关计时电路被配置为基于所述负载电流监测电路的输出控制流过所述负载的平均电流。
12.根据权利要求11所述的开关模式电源，进一步包括所述第一晶体管、所述串联电阻器和所述串联电感器。
13.根据权利要求12所述的开关模式电源，其中所述串联电阻器、所述串联电感器和所述负载彼此串联耦合。
14.根据权利要求11所述的开关模式电源，进一步包括峰值检测器，所述峰值检测器耦合至所述第一开关晶体管的所述第二端子和所述负载电流监测电路的所述第一输入端子。
15.根据权利要求11所述的开关模式电源，其中所述负载电流监测电路包括：
电压至电流变换器，所述电压至电流变换器具有耦合到所述负载电流监测电路的所述第一输入端子；
比较电容器，所述比较电容器具有耦合到所述电压至电流变换器的输出的第一端子以及耦合到所述浮动基准端子的第二端子；以及
比较器，所述比较器具有耦合到所述比较电容器的所述第一端子的第一输入和耦合到基准电压的第二输入。
16.根据权利要求15所述的开关模式电源，进一步包括：
输出电流检测电路，所述输出电流检测电路耦合到所述第一开关晶体管的所述第二端子；以及
开关，所述开关包括耦合在所述电压至电流变换器的所述输出和所述比较电容器的所述第一端子之间的负载路径，以及耦合到所述输出电流检测电路的输出的控制端子；其中所述输出电流检测电路被配置为在所述输出电流检测电路确定通过所述负载的所述电流为零时断开所述开关。
17.根据权利要求15所述的开关模式电源，进一步包括阈值检测器，所述阈值检测器具有耦合到所述第一开关晶体管的所述第二端子的输入和耦合到所述开关计时电路的输出；其中所述阈值检测器被配置为确定在所述第一开关晶体管的所述第二端子处的电压何时越过第一阈值。
18.根据权利要求17所述的开关模式电源，其中所述开关计时电路被配置为：
在所述阈值检测器确定所述第一开关晶体管的所述第二端子处的电压越过所述第一阈值时，产生第一持续时间的脉冲；以及
基于所述负载电流监测电路的输出修正所述第一持续时间。
19.根据权利要求18所述的开关模式电源，其中所述开关计时电路被配置为通过在所述负载电流监测电路确定平均电流低于电流阈值时增加所述第一持续时间，以及在所述负载电流监测电路确定所述平均电流高于所述电流阈值时增加所述第一持续时间，来修正所述第一持续时间。
20.根据权利要求11所述的开关模式电源，其中所述负载包括发光二极管(LED)。
21.根据权利要求11所述的开关模式电源，其中所述第一开关晶体管、所述负载电流监测电路和所述开关计时电路被设置在集成电路上。
22.根据权利要求15所述的开关模式电源，其中所述负载电流监测电路进一步包括耦合在所述比较电容器和所述浮动基准端子之间的放电电阻器。
23.一种开关模式电源电路，包括：
第一晶体管，所述第一晶体管具有耦合到所述开关模式电源电路的输入节点的漏极；
电阻器，所述电阻器耦合在所述第一晶体管和所述输入节点之间；
开关晶体管，所述开关晶体管具有耦合到所述第一晶体管的源极的漏极；
串联电阻器，所述串联电阻器具有耦合到所述开关晶体管源极的第一端子；
串联电感器，所述串联电阻器具有在浮动基准节点处耦合到所述串联电阻器的第二端子的第一端子以及被配置为耦合到负载的第二端子；
供电解耦电容器，所述供电解耦电容器具有耦合到所述第一晶体管的栅极的第一端子以及耦合到所述浮动基准节点的第二端子；以及控制器电路，所述控制器电路具有耦合到所述开关晶体管的栅极的输出，耦合到所述供电解耦电容器的第一端子的第一功率端子，以及耦合到所述浮动基准节点的第二功率端子，其中所述控制器电路被配置为从所述第一功率端子和所述第二功率端子接收功率。
24.根据权利要求23所述的开关模式电源电路，其中所述控制器电路被配置为：
通过监测所述开关晶体管的所述源极和所述浮动基准节点之间的电压持续测量至所述负载的电流；以及
基于监测的所述电压产生误差信号；以及
通过接通和关断所述开关晶体管控制到所述负载的平均电流。
25.根据权利要求23述的开关模式电源电路，其中所述负载包括发光二极管(LED)。
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