CN105324925B - 恒定输出电流控制驱动器中的量化误差减少 - Google Patents

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Abstract

电子系统和方法包括以至少两种不同的操作模式(普通模式和误差减少模式)控制开关功率转换器的控制器。控制器控制由开关功率转换器推送(即运送)到负载的电荷量以减少电荷量化误差。电荷量化误差表示被推送到负载的超过目标电荷量的电荷量。控制器确定要被推送到负载的电荷量。基于要被推送到负载的电荷量，控制器生成电流控制信号，该电流控制信号控制开关功率转换器中的电流控制开关。控制信号的确定依赖于控制器以普通模式操作还是以误差减少模式操作。控制器试图减少电荷量化误差以避免功率波动。

Description

恒定输出电流控制驱动器中的量化误差减少
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年3月11日提交的美国临时申请No.61/776,082的根据35U.S.C.§119(e)和37C.F.R.§1.78的权益，通过引用将其整体并入。
技术领域
本发明总体上涉及电子领域，并且更具体地，涉及恒定输出电流控制驱动器中的量化误差减少。
背景技术
很多电子系统利用开关功率转换器高效率地将功率从一种源转换为设备(本文中称为负载)可用的功率。诸如住宅和建筑物之类的一些设施包括光源调光电路(本文中称为调光器)。调光器控制运送到诸如具有一个或者多个光源的灯之类的负载的功率。调光节省了能量，并且在照明安装中，还允许用户将光源的强度调整到期望的水平。
开关功率转换器由控制器控制。对于不旨在与调光器一起使用的系统，控制器针对位移和失真提供功率因子校正，使得去往开关功率转换器的交流(AC)供应电压和平均输入电流的相位近似同相(功率因子位移)，并且电流形状遵循供应电压的形状(功率因子失真)。对于包括调光器和恒定电流负载的系统而言，控制器控制开关功率转换器将恒定的平均输入电流提供到负载，而不考虑功率因子校正。
图1描绘了将来自电压供应102的功率转换为负载104可用的功率的电子系统100。负载104是包括例如一个或者多个发光二极管(LED)的恒定电流负载。控制器106控制功率转换过程。电压源102可以是任何类型的电压源，诸如在北美洲供应60Hz/110V的输入电压VIN或者在欧洲或者中华人民共和国供应50Hz/220V的输入电压VIN的公用事业。调光器103对供应电压VSUPPLY进行相切，并且全桥整流器105将经相切的供应电压整流，以将经整流的相切输入电压VIN生成到反激式开关功率转换器110。在至少一个实施例中，调光器103是基于可控硅(triac)的调光器。
控制器106将脉冲宽度调制(PWM)的控制信号CS0提供到反激式开关功率转换器110中的电流控制开关108，以控制输入电压VIN向初级侧电压VP和次级电压VS的转换。当开关108不导通，即“关闭”时，初级电压VP是次级电压VS的N倍，即VP＝N·VS，并且“N”是初级绕组114中的匝数与次级绕组118中的匝数的比值。开关108是例如场效应晶体管(FET)。当控制信号CS0使得开关108导通时，初级侧电流iIN流动到变压器116的初级绕组114中，以为初级绕组114供能。当开关108导通时，二极管120反向偏置，并且次级侧电流iS为零。当控制信号CS0开启开关108时，初级电压VP和次级电压VS将所指示的极性反转，并且二极管120正向偏置。当二极管120正向偏置时，次级侧电流iS流过二极管120以对电容器122充电，使得向负载104提供近似恒定的电流和直流(DC)电压VLD。
发明内容
在本发明的一个实施例中，方法包括在去往开关功率转换器的输入供应电压的周期期间，在多个电荷推送周期期间以第一模式操作开关功率转换器，以将第一电荷量推送到耦合到开关功率转换器的负载。该方法进一步包括在一个或者多个电荷推送周期之后，并且当要被推送到负载的、相对于要被推送到负载的目标电荷量的剩余电荷量少于在紧接在前的电荷推送周期中被推送到负载的电荷量时，以误差减少模式操作开关功率转换器，以将第二电荷量推送到负载，这减少了被推送到负载的电荷量相对于目标量的误差，如果仅使用第一模式将电荷推送到负载则将出现该误差。
在本发明的另一实施例中，控制器被配置为在去往开关功率转换器的输入供应电压的周期期间，在多个电荷推送周期期间以第一模式操作开关功率转换器，以将第一电荷量推送到耦合到开关功率转换器的负载。该控制器进一步被配置为，在一个或者多个电荷推送周期之后，并且当要被推送到负载的、相对于要被推送到负载的目标电荷量的剩余电荷量少于在紧接在前的电荷推送周期中被推送到负载的电荷量时，以误差减少模式操作开关功率转换器以将第二电荷量推送到负载，这减少了被推送到负载的电荷量相对于目标量的误差，如果仅使用第一模式将电荷推送到负载则将出现该误差。
在本发明的又一实施例中，装置包括负载、耦合到负载的开关功率转换器、以及耦合到开关功率转换器的控制器。控制器被配置为在去往开关功率转换器的输入供应电压的周期期间，在多个电荷推送周期期间以第一模式操作开关功率转换器，以将第一电荷量推送到耦合到开关功率转换器的负载。控制器进一步被配置为，在一个或者多个电荷推送周期之后，并且当要被推送到负载的、相对于要被推送到负载的目标电荷量的剩余电荷量少于在紧接在前的电荷推送周期中被推送到负载的电荷量时，以误差减少模式操作开关功率转换器以将第二电荷量推送到负载，这减少了被推送到负载的电荷量相对于目标量的误差，如果仅使用第一模式将电荷推送到负载则将出现该误差。
附图说明
通过参照附图，可以更好地理解本发明，并且对于本领域技术人员而言，本发明的众多目的、特征、以及优势变得明显。贯穿若干附图使用相同的附图标记指定相同或者相似的元件。
图1(标注为现有技术)描绘了提供功率因子校正或者恒定电流的电子系统。
图2描绘了具有以包括量化误差减少模式的多个输入电流控制模式中的任何一个模式来操作开关功率转换器的控制器的电子系统。
图3描绘了不包括任何电荷误差减少的示例性信号和电荷积分波形。
图4描绘了用于具有电荷误差减少的多模式电流控制器的普通模式和误差减少模式功能部件。
图5描绘了电子系统，该电子系统表示图2中的电子系统的一个实施例。
图6描绘了由通过图5中的电子系统的具有电荷误差减少的多模式电流控制器的至少一个实施例使用的示例性普通模式和误差减少模式过程。
图7描绘了用于图2和图5中的电子系统的实施例的示例性操作波形。
图8描绘了包括电荷误差减少的示例性信号和电荷积分波形。
图9描绘了图5中的电子系统的开关功率转换器的实施例。
具体实施方式
在至少一个实施例中，电子系统和方法包括以至少两种不同的操作模式(普通模式和误差减少模式)控制开关功率转换器的控制器。控制器控制由开关功率转换器推送(即运送)到负载的电荷量以减少电荷量化误差。电荷量化误差表示推送到负载的超过目标电荷量的电荷量。在至少一个实施例中，控制器确定要被推送到负载的电荷量。基于要被推送到负载的电荷量，控制器生成控制开关功率转换器中的电流控制开关的电流控制信号。控制电流控制开关允许控制器控制开关功率转换器中的电流，并且因此，控制要被推送到负载的电荷量。控制信号的确定依赖于控制器是在普通模式下操作还是在误差减少模式下操作。在至少一个实施例中，控制器试图减少电荷量化误差以避免在未经整流的供应电压的每个半线周期(half line cycle)(即经整流的输入供应电压的每个周期)期间的功率波动。对于一些负载而言，诸如一个或者多个发光二极管，即使运送到负载的电荷的小波动也明显表现为例如光闪烁。
在至少一个实施例中，在普通模式下，控制器确定在一段时间期间(诸如在输入供应电压的半线周期期间)要被推送到负载的目标电荷量。控制器在普通模式下确定峰值电流和电流控制开关的开关时间(等同于电流控制信号的脉冲宽度)，普通模式对于电流控制信号的每个周期使得一定量的电荷被推送到负载。控制器确定在例如电流控制信号的每个周期之后剩余的要被推送到负载的电荷量。控制器还确定在电流控制信号的最近的周期之后被推送到负载的电荷量。如果剩余的要被推送的电荷量大于或者等于在电流控制信号的先前周期中被推送的电荷量(在至少一个实施例中乘以比例因子)，控制器保持在普通模式下并且重复确定峰值电流，或者在至少一个实施例中，利用相同的峰值电流计算将电荷推送到负载。
然而，当控制器确定剩余的要被推送的电荷量小于在电流控制信号的最早周期中被推送的电荷量(在至少一个实施例中乘以比例因子)时，控制器进入误差减少模式。在至少一个实施例中，在普通模式下对峰值电流的确定具有有限的粒度(granularity)。如果再次使用普通模式确定相同的峰值电流，控制器可以造成被推送到负载的总电荷量超过目标量。这一过量电荷可以随输入电压的周期改变，并且因此，可以导致到负载的功率波动。在误差减少模式下，控制器增加峰值电流确定的粒度，并且因此，可以确定并且控制更精细调谐的峰值电流，并且因此，更精细调谐的推送到负载的电荷量。运送到负载的电荷的这一经改进的粒度将运送到负载的超过目标电荷量的电荷量最小化。
在误差减少模式下，控制器更改确定和调制开关功率转换器的峰值电流的过程，并且在至少一个实施例中，确定作为至少确定的未被推送的电荷量、在电流控制开关的紧接的在前周期中推送的电荷量、之前确定的峰值电流、以及开关功率转换器的变压器的次级绕组中的电流导通时间段的函数的峰值电流。通过使用误差减少模式，相对于使用普通模式峰值电流确定以确定运送到负载的电荷量，控制器减少了被推送到负载的电荷的误差量。
图2描绘了具有控制器202的电子系统200，控制器包括控制推送到负载216的电荷量的多模式操作。在至少一个实施例中，用于调节被推送到负载的电荷的两种操作模式是普通模式和误差减少模式。开关功率转换器204可以是诸如反激式、升压式、降压式、升降压式、或者丘克(Cuk)式开关功率转换器之类的任何类型的开关功率转换器。电子系统200接收来自电压供应102的功率。电压供应102是AC供应，并且在至少一个实施例中，与电压供应102(图1)完全相同。可选调光器103对供应电压VSUPPLY进行相切，并且全桥二极管整流器108将经相切的供应电压VSUPPLY整流以生成相切输入电压VIN。因此，输入电压VIN的每个周期表示供应电压VSUPPLY的半线电压。调光器103可以是任何类型的调光器，并且在至少一个实施例中，调光器103是基于可控硅的调光器。在其它实施例中，调光器103是使用诸如高功率场效应晶体管(FET)之类的熟知部件对供应电压VSUPPLY进行相切的电子调光器。调光器103可以通过确立禁用信号D/A而被禁用，使得输入电压VIN不被相切。
控制器202包括开关功率转换器电流控制器210以生成用于控制电流控制开关212的导通性的控制信号CS。在至少一个实施例中，控制信号CS是脉冲调制信号，并且开关212是FET。当开关212导通时，输入电流iIN流过开关功率转换器204、开关212、以及感测电阻214。控制输入电流iIN控制开关功率转换器204的输出电流iOUT。虽然为了清楚，开关212在开关功率转换器204之外示出，但是在至少一个实施例中，开关212被认为是开关功率转换器204的部分。
示例性波形217描绘了控制信号CS和对应的输入电流iIN和输出电流iOUT的时段。输入电流iIN随着控制信号CS的每个脉冲219倾斜上升并且停止在脉冲219的结尾。当控制信号CS的脉冲219结束时，输出电流iOUT流过二极管221并且将电容器223充电到负载电压VLD，该电容器向负载216提供功率。负载216可以是任何类型的负载，包括诸如一个或者多个发光二极管之类的一个或者多个照明设备。在至少一个实施例中，控制器202包括调光器检测器203，以检测调光器103是否大幅相切到开关功率转换器204的输入电压VIN，并且以提供指示调光器103的调光水平的DIM信号。题目为“Lighting System with Lighting DimmerOutput Mapping”、发明人为John L.Melanson和John Paulos、并且代理人为Cirrus Logic公司(“Melanson II”)的美国专利No.7,667,408描述了检测由DIM信号表示的调光器水平的示例性实施例。控制器202生成调光器兼容性控制信号DIM_C。2010年8月17日提交的且题目为“Dimmer Output Emulation”的美国专利申请No.12/858,164和2011年11月4日提交的且题目为“Switching Power Converter Input Voltage Approximate Zero CrossingDetermination”的美国专利申请No.13/290,032描述了调光器输出兼容性系统和方法的示例性实施例，并且两者都通过引用将其整体并入。在至少一个实施例中，电子系统200(除了电压供应102和调光器103)被包括在灯中，并且负载216包括一个或者多个发光二极管。虽然DIM信号可以表示光源的亮度水平。在至少一个实施例中，DIM信号表示要被提供到负载216的通用(generic)的一部分功率，而不考虑负载216是否包括诸如一个或者多个发光二极管之类的光源。
图3描绘了不包括任何电荷误差减少的示例性信号和电荷积分波形300。参照图2和图3，输入电压VIN由调光器103相切，并且开关功率转换器电流控制器210生成在前沿302处开始的电流控制信号CS。在控制信号CS的每个周期期间，电荷Q被推送到负载216。如随后更详细描述的那样，对于给定的调光器水平DIM，控制器202确定输入电流iIN的最大值(即“峰值”)，以设定在控制信号CS的每个周期期间被推送到负载216的电荷Q的量。QPUSHED描绘被推送到负载216的电荷的积分。电流控制信号CS的脉冲(诸如脉冲219)的每个前沿使得输入电流iIN上升。控制信号CS的脉冲持续时间段T1。一旦输入电流iIN达到预定峰值，开关功率转换器电流控制器210结束控制信号CS的脉冲，输入电流iIN骤然下降，并且输出电流iOUT上升。输出电流iOUT在给负载电容器223充电的同时在时间段T2期间衰减。控制信号CS的总时段是TT(未示出)，当控制器202以连续或者临界导通模式操作时，TT可以与时段T2的结尾一致，或者当控制器202以非连续导通模式操作时，TT可以延伸超出时段T2的结尾。
当调光器103对供应电压VSUPPLY进行相切时，对于给定的调光器水平，控制器202试图将恒定量的电荷推送到负载216，如例如2012年12月14日提交的Maru等人的题目为“Multi-mode Flyback Control for a Switching Power Converter”的美国专利申请No.13/715,914(“Maru Application”)中描述的那样，通过引用将其并入于此。如Maru引用中描述的那样，在调光器模式下，控制器205控制反激转换器208，使得在供应电压VSUPPLY的每个半线周期期间，相同量的电荷被提供到LED负载207。在至少一个实施例中，根据MaruApplication，控制器202确保到负载216的输出电流iOUT被调节为近似恒定的值，而不管瞬时输入电流iIN。
在对输入电压VIN的非常小的相切下，DIM值小，这转而意味着要被运送到负载216的目标电荷QTARGET值也小。由于这一小值，开关功率转换器电流控制器210在被推送到负载216的电荷量(QPUSHED)超过目标电荷QTARGET之前仅将开关212循环几次(通常为10次或者更少)。相对于所指示的目标电荷QTARGET，被推送到负载216的积分电荷QPUSHED导致过量的电荷被推送到负载216，如由示例性电荷量化误差QERROR(1)、QERROR(2)、以及QERROR(3)所指示的那样。电荷量化误差的起因包括但是不限于(i)供应电压VSUPPLY、(ii)调光器103的点火电压和/或(iii)DIM信号值的微小变化，并且在电荷QPUSHED超过电荷QTARGET之前，电荷量化误差可以使得开关功率转换器204的开关212在供应电压VSUPPLY的每个半线周期内开关不同的次数。这一开关过程可以导致在每个半线周期内，积分电荷量QPUSHED超过目标电荷QTARGET不同的量。在至少一个实施例中，在供应电压VSUPPLY的低相切下差异特别明显，因为在低相切下，控制信号CS的周期数目非常小，并且即使周期数目的小的变化也可以使得积分电荷QPUSHED和目标电荷QTARGET之间的误差随供应电压VSUPPLY的半线周期大幅变化。
为了减少电荷量化误差，控制器202包括具有电荷误差减少的多模式电流控制器218。在至少一个实施例中，控制器218允许系统200在至少普通电流控制模式和误差减少电流控制模式下操作。
图4描绘了用于具有电荷误差减少的多模式电流控制器218的普通模式和误差减少模式功能部件400。如随后更详细解释的那样，以普通模式操作还是以误差减少模式操作依赖于尚未被推送到负载216的未推送电荷量QUNPUSHED是否小于在控制信号CS的当前的第M个周期中被推送到负载的电荷量(其中M是表示控制信号CS的当前周期的整数索引)乘以可选的比例因子k。在至少一个实施例中，比例因子k是在0和1之间的值。在至少一个实施例中，更小的k值提供对即将发生的电荷量化误差的更高敏感度，并且因此，可以使得控制器218比在更高的k值或者没有比例因子的情况下更早地进入误差减少模式。
如果QUNPUSHED≥QPUSHED(n)·k，则控制器218选取普通模式操作，并且如随后更详细描述的那样，针对控制信号CS周期的第一M个周期确定作为目标输入电流iIN、控制信号CS的占空比TT、以及控制信号CS的脉冲宽度的函数的峰值电流iPEAK(n)。“n”是整数索引。如果QUNPUSHED<QPUSHED(n)·k，则控制器218选取误差减少模式操作，并且如随后更详细描述的那样，针对控制信号CS周期的第一后续y个周期确定作为未被推送电荷QUNPUSHED、控制信号CS的第M个周期的推送电荷QPUSHED(M)、目标输入电流iIN_TARGET、当前峰值电流iPEAK(M)、以及输出电流iOUT持续时间T2的函数的峰值电流iPEAK(M+y)。“y”是整数索引。控制器218将iPEAK(n)的值提供到开关功率转换器电流控制器210，并且开关功率转换器电流控制器210生成控制信号CS的脉冲，直到iSENSE信号指示输入电流iIN的值已经达到峰值iPEAK(n)。“n”是整数索引并且表示如由控制器218确定的峰值电流的当前值。
图5描绘了电子系统500，其表示电子系统200的一个实施例。开关功率转换器电流控制器521表示控制器210的一个实施例，并且具有电荷误差减少的多模式电流控制器522表示控制器218的一个实施例。电子系统500利用将输入电压VIN和输入电流iIN转换为次级侧电流iS的反激式开关功率转换器110。次级侧电流iS表示图2中的输出电流iOUT的一个实施例。开关功率转换器110表示开关功率转换器204的一个实施例。开关510是场效应晶体管(FET)并且表示开关212的一个实施例。
图6描绘了由具有电荷误差减少的多模式电流控制器522的至少一个实施例用于确定用于开关功率转换器电流控制器110的峰值电流iPEAK(n)的值的示例性普通模式和误差减少模式过程600。开关功率转换器204的电流控制开关212的每个周期表示导致电荷被推送到负载216的电荷推送周期。在操作602中，根据等式1，控制器522确定要被推送到负载216的目标电荷QTARGET：
QTARGET＝iOUT·Dim·HLCPERIOD； 等式1
其中：
QTARGET是要被推送到负载的目标电荷，
iOUT是要被推送到负载的目标电流，
Dim是指示要被提供到负载216的功率部分的调光水平，并且
HLCPERIOD是被提供到开关功率转换器的AC输入供应电压的半线周期；
在操作604中，根据等式2，控制器522确定在HLCPERIOD期间被推送到负载的总电荷量：
等式2
其中：
QPUSHED是被推送的总电荷量，
M是表示在操作的普通模式期间出现的HLCPERIOD期间的电流控制开关510的总周期数的整数，
N是表示变压器的初级侧绕组与次级侧绕组的匝数比的数，
iPEAK(n)是电流控制开关的第N个周期的初级侧绕组中的峰值电流，并且“n”是整数索引，并且
T2是次级侧绕组中的电流的导通时间段；
在操作606中，根据等式3，控制器522确定在第n个周期之后剩余的要被推送到负载的总电荷量：
QUNPUSHED＝QTARGET–QPUSHED； 等式3
其中QUNPUSHED是在第n个周期之后剩余的要被推送到负载的总电荷量；
在操作608中，根据等式4，控制器522确定在开关的第n个周期中被推送到负载的电荷量：
等式4
其中：
QPUSHED(n)是在电流控制开关的第n个周期中被推送到负载的电荷量；并且
iPEAK(n)是电流控制开关的第n个周期的峰值电流值；
在操作610中，根据等式5，控制器522确定在第n个周期之后剩余的要被推送到负载的总电荷量是否少于在开关512的第n个周期中被推送到负载的电荷量乘以比例因子：
QUNPUSHED<QPUSHED(n)·k； 等式5
其中k是在0和1之间的比例因子。
如果QUNPUSHED≥QPUSHED(n)·k，则在控制信号CS和开关510的多个电荷推送周期期间以普通模式操作开关功率转换器110以将电荷推送到负载216，在操作612中，根据等式6，控制器522确定峰值电流值：
等式6
其中：
iPEAK(n)是在HLCPERIOD期间用于控制开关510的第N个周期的峰值电流值，并且n是整数索引。
n是表示在HLCPERIOD期间的电流控制开关的当前周期数的整数，
iIN_TARGET是到开关功率转换器的目标输入电流，
TT是电流控制开关的周期中的时段，并且
T1是电流控制开关在周期期间的导通时间。
在操作610中，如果QUNPUSHED<QPUSHED(n)·k，则以误差减少模式操作开关功率转换器，在操作614中，控制器522进一步被配置为针对每个(M+y)周期确定作为至少QUNPUSHED、QPUSHED(M)、iPEAK(M)、以及T2的函数的iPEAK(M+y)，并且y是整数索引。在至少一个实施例中，根据等式7和等式8，作为QUNPUSHED、QPUSHED(M)、iPEAK(M)、以及T2的函数的iPEAK(M+y)为：
等式7
等式8
控制器502的特定实施方式是设计选择的问题。在至少一个实施例中，控制器502被实现为集成电路，该集成电路包括硬件部件，该硬件部件被配置为实现包括具有电荷误差减少的多模式电流控制器522的控制器502的功能。在至少一个实施例中，控制器302包括存储器(未示出)，该存储器包括代码，诸如用于实现普通模式和误差减少模式过程600的代码，该代码可以由控制器502的处理器(未示出)执行并且因此对该处理器编程，以实现控制器502的功能。在供应电压VSUPPLY的每个半线周期的结尾处，重复过程600。
图7描绘了用于电子系统200和500的实施例的示例性操作波形700。示例性输入电压VIN在时刻t0和t1之间被相切。在时刻t1时，在输入电压VIN的前沿702处，控制器521开始生成控制信号CS。对于n＝{1,3}，控制器522使用普通模式确定输入电流iIN的峰值电流值iPEAK(n)。在控制信号CS的第三周期之后，控制器522确定未被推送到负载216的电荷QUNPUSHED少于在控制信号CS的第三周期期间被推送到负载216的电荷QPUSHED。因此，前述等式中的M等于3。为了确定下一峰值电流iPEAK(M+1)，即iPEAK(4)，控制器522进入误差减少模式并且确定峰值电流iPEAK(4)。相对于如果控制器502不进入误差减少模式将出现的电荷误差，得到的电荷误差QERROR减少。
图8描绘了包括通过利用控制器218和522的误差减少模式的电荷误差减少的示例性信号和电荷积分波形800。操作参数与生成波形300(图3)所使用的相同，但是减少了量化电荷误差QERROR(1)、QERROR(2)、以及QERROR(3)。
图9描绘了开关功率转换器电流控制器800，其表示开关功率转换器电流控制器521的一个实施例。如先前描述的那样，控制器522确定输入电流iIN的峰值电流值iPEAK(n)，并且数模转换器902将峰值电流值iPEAK(n)转换为模拟峰值电流信号iPEAK_A，模拟峰值电流信号被缩放为对应于与感测电流信号iSENSE相同的尺度。比较器904将控制信号CS驱动到逻辑0，直到感测电流信号iSENSE的值超过模拟感测电流信号iPEAK_A的值。当感测电流信号iSENSE的值超过模拟感测电流信号iPEAK_A的值时，比较器904将控制信号CS驱动到逻辑0。
因此，电子系统和方法包括以至少两种不同操作模式(普通模式和误差减少模式)控制开关功率转换器的控制器。控制器控制由开关功率转换器推送(即运送)到负载的电荷量以减少电荷量化误差，并且在至少一个实施例中，减少电荷量化误差以避免功率波动。
虽然已经详细描述了实施例，但是应该理解的是，在不脱离如由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其做出各种改变、替换、以及更改。

Claims (12)

1.一种用于控制开关功率转换器的装置，包括：
控制器(202)，被配置为：
在去往开关功率转换器(210)的输入供应电压的周期期间，在多个电荷推送周期期间以第一模式操作开关功率转换器(210)，以将第一电荷量推送到耦合到所述开关功率转换器的负载(216)；以及
在一个或者多个所述电荷推送周期之后，并且当相对于要被推送到所述负载的目标电荷量而言的要被推送到所述负载的剩余电荷量少于在紧接在前的电荷推送周期中被推送到所述负载的电荷量时，以误差减少模式操作所述开关功率转换器(210)，以将第二电荷量推送到所述负载，这减少了被推送到所述负载的电荷量相对于目标电荷量的误差，而所述误差在仅使用所述第一模式将电荷推送到所述负载(216)时将会出现。
2.根据权利要求1所述的用于控制开关功率转换器的装置，其中所述控制器进一步被配置为在去往所述开关功率转换器的输入供应电压的周期期间调制开关功率转换器中的峰值电流值以将一定量的电荷推送到耦合到所述开关功率转换器的负载，其中在输入供应电压的所述周期期间调制所述峰值电流值。
3.根据任一前述权利要求所述的用于控制开关功率转换器的装置，其中为了确定相对于要被推送到所述负载的目标电荷量而言的要被推送到所述负载的剩余电荷量是否少于在紧接在前的电荷推送周期中被推送到所述负载的电荷量，所述控制器进一步被配置为确定相对于要被推送到所述负载的所述目标电荷量而言的要被推送到所述负载的所述剩余电荷量是否少于在紧接在前的电荷推送周期中被推送到所述负载的电荷量乘以比例因子。
4.根据权利要求3所述的用于控制开关功率转换器的装置，其中所述比例因子是在0和1之间的常数。
5.根据权利要求1、2和4中任一项所述的用于控制开关功率转换器的装置，其中所述控制器进一步被配置为：
确定相对于要被推送到所述负载的目标电荷量而言的要被推送到所述负载的剩余电荷量是否少于在紧接在前的电荷推送周期中被推送到所述负载的电荷量。
6.根据权利要求1、2和4中任一项所述的用于控制开关功率转换器的装置，其中所述负载包括一个或者多个发光二极管。
7.根据权利要求1、2和4中任一项所述的用于控制开关功率转换器的装置，其中所述开关功率转换器是由反激开关功率转换器、降压开关功率转换器、升压开关功率转换器、以及升降压开关功率转换器组成的组中的成员。
8.根据权利要求1、2和4中任一项所述的用于控制开关功率转换器的装置，其中每个电荷推送周期表示所述开关功率转换器的电流控制开关的周期，所述开关功率转换器包括将能量转移到所述负载的变压器，并且所述控制器进一步被配置为：
根据下式确定要被推送到所述负载的目标电荷：
QTARGET＝iOUT·Dim·HLCPERIOD；
其中：
QTARGET是要被推送到所述负载的所述目标电荷，
iOUT是要被推送到所述负载的目标电流，
Dim是由调光器信号指示的调光水平，并且
HLCPERIOD是被提供到所述开关功率转换器的所述输入供应电压的半线周期；
根据下式确定在所述HLCPERIOD期间被推送到所述负载的总电荷量：
<mrow> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>P</mi> <mi>U</mi> <mi>S</mi> <mi>H</mi> <mi>E</mi> <mi>D</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msubsup> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>n</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>M</mi> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mi>N</mi> <mn>2</mn> </mfrac> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>i</mi> <mrow> <mi>P</mi> <mi>E</mi> <mi>A</mi> <mi>K</mi> </mrow> </msub> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>T</mi> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>
其中：
QPUSHED是被推送的所述总电荷量，
M是表示在操作的所述第一模式期间出现的所述HLCPERIOD期间的所述电流控制开关的总周期数的整数，
N是表示所述变压器的初级侧绕组与次级侧绕组的匝数比的数，
iPEAK(n)是针对所述电流控制开关的第n个周期的所述初级侧绕组中的峰值电流，并且“n”是整数索引，并且
T2是所述次级侧绕组中的电流的导通时间段；
根据下式，确定在所述第n个周期之后剩余的要被推送到所述负载的总电荷量：
QUNPUSHED＝QTARGET–QPUSHED；
其中QUNPUSHED是在所述第n个周期之后剩余的要被推送到所述负载的所述总电荷量；
根据下式，确定在所述开关的所述第n个周期中被推送到所述负载的电荷量：
<mrow> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>P</mi> <mi>U</mi> <mi>H</mi> <mi>E</mi> <mi>D</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mn>2</mn> <mi>N</mi> </munderover> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>i</mi> <mrow> <mi>P</mi> <mi>E</mi> <mi>A</mi> <mi>K</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>T</mi> <mn>2</mn> <mo>;</mo> </mrow>
其中：
QPUSHED(n)是在所述电流控制开关的所述第n个周期中被推送到所述负载的所述电荷量；
iPEAK(n)是针对所述电流控制开关的所述第n个周期的所述峰值电流值；
根据下式，确定在所述第n个周期之后剩余的要被推送到所述负载的所述总电荷量是否少于在所述开关的所述第n个周期中被推送到所述负载的所述电荷量乘以比例因子：
QUNPUSHED<QPUSHED(n)·k；
其中k是在0和1之间的比例因子；并且
如果QUNPUSHED≥QPUSHED(n)·k，则在多个电荷推送周期期间以第一模式操作所述开关功率转换器，以将第一电荷量推送到耦合到所述开关功率转换器的负载，所述控制器进一步被配置为：
根据下式，确定峰值电流值：
<mrow> <msub> <mi>i</mi> <mrow> <mi>P</mi> <mi>E</mi> <mi>A</mi> <mi>K</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mn>2</mn> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>i</mi> <mrow> <mi>I</mi> <mi>N</mi> <mo>_</mo> <mi>T</mi> <mi>A</mi> <mi>R</mi> <mi>G</mi> <mi>F</mi> <mi>T</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mfrac> <mrow> <mi>T</mi> <mi>T</mi> </mrow> <mrow> <mi>T</mi> <mn>1</mn> </mrow> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>
其中：
iPEAK(n)是在所述HLCPERIOD期间用于所述控制开关的第一周期数至第n个周期数的所述峰值电流值，并且n是整数索引；
n是表示在所述HLCPERIOD期间的所述电流控制开关的当前周期数的整数，
iIN_TARGET是去往所述开关功率转换器的目标输入电流，
TT是所述电流控制开关的周期中的时段，并且
T1是所述电流控制开关在所述周期期间的导通时间；并且
如果QUNPUSHED<QPUSHED(n)·k，则以误差减少模式操作所述开关功率转换器，所述控制器进一步被配置为：
针对每个(M+y)周期确定作为至少QUNPUSHED、QPUSHED(M)、iPEAK(M)、以及T2的函数的iPEAK(M+y)，并且y是整数索引。
9.根据权利要求8所述的用于控制开关功率转换器的装置，其中作为QUNPUSHED、QPUSHED(M)、iPEAK(M)、以及T2的函数的iPEAK(M+y)包括：
和
<mrow> <mi>k</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>U</mi> <mi>N</mi> <mi>P</mi> <mi>U</mi> <mi>S</mi> <mi>H</mi> <mi>E</mi> <mi>D</mi> </mrow> </msub> <mrow> <msub> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>P</mi> <mi>U</mi> <mi>S</mi> <mi>H</mi> <mi>E</mi> <mi>D</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>M</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>.</mo> </mrow>
10.根据权利要求1、2、4和9中任一项所述的用于控制开关功率转换器的装置，进一步包括：
开关功率转换器；
负载，耦合到所述开关功率转换器；
所述控制器，耦合到所述开关功率转换器。
11.根据权利要求1、2、4和9中任一项所述的用于控制开关功率转换器的装置，其中所述负载包括一个或者多个发光二极管。
12.一种使用根据任一前述权利要求所述的用于控制开关功率转换器的装置来控制开关功率转换器的方法。
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