CN106253653B - 功率控制装置、三电路设备、家电及高电压机动化家电 - Google Patents

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Abstract

具有改进的启动要求的功率控制模块。描述了经由功率修正电路和例如可以包括谐振串联转换器和反激转换器的LLC转换器向家电和其他装置提供功率的电路和装置。电路和装置通过在对LLC转换器上电之前单独对控制器电路部分进行上电来节约板空间、零件尺寸以及功率启动时间。

Description

功率控制装置、三电路设备、家电及高电压机动化家电
技术领域
实施方式涉及功率控制电路，特别是用于家电的功率控制电路。
背景技术
现代家电(诸如电扇、其他AC马达、LED以及其他DC供电装置)在电源受控为使参数(诸如功率因数、相位差以及电压差)最优化时工作最佳。例如，参见示教诸如用于驱动电感负载的处理器控制的高低侧驱动器电路的美国第20140125266号(Huynh等人)。Huynh公开了一种如作为用于说明该现有技术参考的Huynh的图2的再现的图1所示的、包括用于驱动风扇的两个晶片的、功率管理多芯片模块(PMMCM)中的低电压晶片和高电压晶片的组合。
一个晶片包括脉宽调制器(PWM)和包括低侧驱动器的其他部件。第二晶片包括向外高侧晶体管供给驱动信号的超高电压高侧驱动器。外低侧晶体管由第一晶片的低侧驱动器来直接驱动。例如，作为Huynh的图5的现有技术的图2示出了功率管理集成电路(PMIC)晶片108的一个低侧驱动器233和一个高侧驱动器236的电路图。耦合到+12伏特电源电压VP的低侧驱动器233经由端子LSI 264控制外离散NFET260。还耦合到+12伏特电源电压VP的高侧驱动器236具有互相连接为向外离散NFET272的栅极供给输出的互补逻辑反相器的P沟道FET 323和N沟道FET 324。
块332是供给导通和断开外离散NFET 272的控制信号的数字逻辑。块333是接收数字逻辑控制信号并使信号改变为使得信号作为数字逻辑控制信号335输出到高侧驱动器236的输入引线336上。
这种功率模块因部件选择和电路优化而对降低制造复杂度/成本和更高的功耗效率有好处。
运行这种家电的功率控制电路通常包括在启动家电时必须上电的微处理器。为了实现这一点，通常对交流电源高电压进行整流，并且向与启动电阻器串联且与电容器并联的Vcc电源插脚施加低电压。微处理器转而经常生成用于所关联控制电路中的参考电压(诸如5.0伏特)。微处理器外部通常发现在适当电压范围内操作微处理器所需的电压或电流调节器。
进一步关于PFC电路，MOSFET用作PFC中的开关部件给出可以处于低电压的导通，这有利地降低PFC开关损耗。PFC通常可以在电流模式控制或电压模式控制下操作。升压转换器经常用于可以以不同模式(诸如连续导电模式(CCM)、不连续导电模式(DCM)以及临界导电(或边界或界线导电)模式(CrM或BCM))操作的PFC电路中。
操作的基本态(电源开关接通(ON)和电源开关断开(OFF))可以凭借到并联电容和串联电感的二极管电桥输出通过考虑例如CrM PFC转换器操作模式来展示。当接通电源开关时，该电路产生线圈电流Icoil的直线上升或增大。当断开电源开关时，这产生线圈电流Icoil的直线减小。临界模式导电PFC中两个操作状态下产生的电流波形示出了线圈电流峰值。在另一点处，复位芯。该复位发生的时间之间的关系是以临界导电模式(CrM)操作的PFC转换器的电压模式控制的基础。
功率控制电路的问题在微处理器需要经由与电容器并联的Vcc插脚供给的初始功率时和在其他电路也需要通常更高的启动功率时出现。当所有电路同时启动时，微处理器无法开始工作，直到获得适当高电压的稍后时间为止。因为微处理器必须在其他电路争夺上电电流的同时等待开始控制时调控其他电路，所以这延迟整个电路操作。额外的功率需求随着将电容器充电至适当的电压而需要的增加的启动时间、板空间的相称减小、以及增加的成本而对设计更大的Vcc电容器施加压力。
美国第20140177284号(Nakano)中示出了该领域中所用的电路的示例。图3是用于说明该电路的Nakano的图1的副本。图3概述了该参照如何示教整流电源与微处理器功率输入之间需要的恒流限制电路的使用。图3是开关电源设备电路，并且虚线示出了启动电路。电路具有分别具有一次绕组P1、二次绕组S1以及三次绕组P2的电容器C1、启动电路1a以及变压器T、MOSFET开关元件Q10。电阻器R10检测流过开关元件Q10的电流，并且控制电路3控制Q10的开-关切换。电容器C10、C11以及二极管D10、D11组成整流和滤波电路。在一些情况下，模拟电源IC用于启动电路中的功率，这进一步增加了开支和复杂度。因此，该领域的一个问题是需要可以使板空间、成本、复杂度以及启动时间最小化的更有效的启动动力系统。
发明内容
上述现有技术中的限制通过实施方式来减轻。一个这种实施方式为一种用于外电路的功率控制装置，该功率控制装置包括：控制单元，该控制单元包括微处理器；驱动单元，该驱动单元连接到所述控制单元，接收来自所述控制单元的信号并向所述外电路供给驱动信号；以及启动电路，该启动电路生成驱动电源电压并基于所述驱动电源电压向所述控制单元和所述驱动单元提供电流，其中，所述启动电路基于来自所述控制单元的所述信号而改变所述电流，所述功率控制装置包括：向所述控制单元供给基于所述驱动电源电压的第一电流的第一模式；以及基于所述驱动电源电压向所述控制单元供给大于所述第一电流的第二电流的第二模式。
另一个实施方式是如上的功率控制装置，其中，所述外电路包括：PFC，该PFC包括用于将所述输入电压转换成中间电压的至少一个开关电路，和DC-DC转换器，DC-DC转换器包括至少一个开关电路，该开关电路将所述中间电压转换成输出电压，其中，所述功率控制单元从所述输入电压和所述DC-DC转换器的输出电压获得功率。在实施方式中，功率控制装置操作，使得当功率施加于所述功率控制装置时，所述功率控制装置驱动所述PFC，然后驱动所述DC-DC转换器。在另一个实施方式中，所述驱动单元包括向所述PFC供给驱动信号的驱动器PFC和向所述DC-DC转换器供给驱动器信号的驱动器DD。
在又一实施方式中，在如上所述的功率控制装置中，所述启动电路将输入电压转换成所述驱动电源电压，并且在所述驱动电源电压低于预定电压时向所述控制单元输出功率，并且所述启动电路在所述驱动电源电压高于预定电压时停止从所述输入电压向所述驱动电源电压的转换。在实施方式中，当在所述第一模式下时，对于系统处理单元的至少一部分限制所述第一电流的供给。在又一实施方式中，所述控制单元包括向所述驱动器PFC供给PFC驱动信号的PWM PFC和向所述驱动器DD供给DD驱动信号的PWM DD。在实施方式中，功率控制装置还包括停止向所述控制单元的所述电流供给的第三模式。
在如上所述的功率控制装置的实施方式中，所述控制单元基于所述外电路而获得所述驱动电源电压。在实施方式中，功率控制装置还包括检测器，该检测器检测所述驱动电源电压，并且基于所述驱动电源电压而开关向所述驱动单元和所述控制单元供给的所述电流。此外，在另一个实施方式中，所述检测器基于所述外电路的输出而开关向所述驱动单元和所述控制单元供给的所述电流。在实施方式中，功率控制装置还包括定时器，该定时器在预定时间基于所述驱动电源电压而开关向所述驱动单元和所述控制单元供给的所述电流。
实施方式是一种具有顺序上电能力的三电路设备，该三电路设备包括：第一控制电路，该第一控制电路包括：微处理器；驱动器，该驱动器具有功率输入和到PFC的一个或更多个输出；第二电路，该第二电路包括具有功率输入和功率输出的PFC；以及第三电路，该第三电路包括具有功率输入和功率输出的DC-DC转换器；其中，当外功率施加于所述三电路设备时，第一电压增大发生在所述第一电路的所述功率输入与所述外功率临时连接处，然后，第二电压增大发生在所述第二电路的所述功率输出处，然后，第三电压增大处于所述第三电路的所述功率输出处。在实施方式中，所述第一电路包括启动电路，该启动电路包括恒流调节器，并且在所述第三电路中检测到足够的功率或电压时断开。在另一个实施方式中，所述第二电路的功率输出响应于所感测的所述第一电路的功率或电压输入的增大而增大。在又一实施方式中，所述第三电路的功率输出响应于所感测的所述第二电路的功率或电压输入的增大而增大。在又一实施方式中，所述微处理器通过反复采样所述电压来监测所述第一电路输入的所述电压，并且响应于所感测的采样电压的增大而触发所述第二电路输出的增大。在另一个实施方式中，第一电路和第二电路形成在共同的半导体基板上，并且第三电路为形成在单独半导体基板上的更高电压电路。
在实施方式中，第二电路的功率输入响应于所感测的第一电路的功率或电压输入的增大而增大。在另一个实施方式中，第三电路功率的输入响应于所感测的第二电路的功率或电压输入的增大而增大。
另一个实施方式是一种包括三电路设备的家电，其中，所述DC-DC转换器向所述家电提供所述DC-DC转换器的所述功率输出的至少一部分。在另一个实施方式中，一种包括三电路设备的高电压机动化家电，其中，所述DC-DC转换器向一个或更多个马达绕组提供高电压。
本领域技术人员将容易地理解包括上述组合的其他实施方式。
附图说明
图1示出了控制吊扇的实施方式中的现有技术功率管理多芯片模块。
进一步示出了图1的现有技术的图2呈现了功率管理集成电路(PMIC)晶片的一个低侧驱动器和一个高侧驱动器的电路图。
图3是向控制开关操作的控制电路供给启动电流的启动电路包括恒流电路的、用于执行功率的现有技术的开关电源设备电路。
图4是在电源开关接通(ON)时产生线圈电流Icoil的直线上升或增大的电路。
图5是在电源开关断开(OFF)时产生线圈电流Icoil的直线减小的电路。
图6是临界模式导电PFC中处于图4、图5的两个操作状态下产生的电流波形。
图7是可期望的电源实施方式的框图。
图8是电源的代表电路图。
图9是可期望的电源实施方式的时序。
图10是PFC和LLC一起启动的实施方式的时序。
图11是电源的代表电路图。
具体实施方式
在实施方式中，微处理器控制的家电使用来自电源的调整后的功率，其中，启动电路与用于顺序供电的控制器部、可选驱动器部、功率因数校正(PFC)以及DC-DC转换器一起使用。
图7示出了启动电路120位于输入电压V1与控制器110之间的实施方式。控制器部110在实施方式中可以直接向PFC或DC-DC转换器(“DD”)输出控制信号，并且许多实施方式使用该附图中被示出为130的中间驱动器部。可选驱动器部130通常具有高压驱动器PFC和驱动器DD 132。PFC通过连接到驱动器部(或者在一些实施方式中直接连接到控制器)来控制。PFC和DD经由从PFC获得的中间电压连接在一起。
项100为包括微处理器或其他控制芯片(如CPU)、以及可选驱动器130和启动电路120的控制模块。功率控制电路与称作PFC的第二电路200相互作用，并且与称作DC-DC转换器(“DD”)的第三电路300“LLC”相互作用。
功率因数
功率因数修正(PFC)电路使离线电源的输入电流成形，以使来自主电源的可用实际功率最大化。为了获得最佳性能，电器应呈现没有无功成分的纯电阻负载。换言之，电器应引起零无功功率。理想领域还具有与电压(诸如正弦波电压)同相的电流。进一步地，将没有输入电流谐波，使得电流为电压的完美复制品。
功率因数被计算为实际功率(瓦特)除以视在功率(单位为VA)。1.0的功率因数出现在电流和电压这两者是同相正弦波时。如果电流和电压不同相，则功率因数为相位角的余弦。
电源中采用PFC电路，以修正这些各种因数，以使它们尽可能接近于理论理想状况。将PFC电路用于电源中的另一个原因是符合适当的标准和法规要求。例如，被称为IEC61000-3-2的法规要求阐述了对于欧洲和日本的电气设备的一致性要求，并且适用于具有高于75瓦特的输入功率的家电。能源之星认证也经常带有PFC要求。
在操作中，输入电压V1为被转换成馈送给输出输出电压V3的DC-DC转换器的中间电压V2的功率因数。输出电压V3前进到耗电装置(诸如家电)。控制器部可选择地具有向微控制器馈送信号的检测器113，微控制器转而控制驱动器。启动电路以如下所述的排序方式向控制器部提供早期功率。
进一步关于PFC电路，MOSFET用作PFC中的开关部件给出可以处于低电压的导通，这有利地减少PFC开关损耗。PFC可以在电流模式控制或电压模式控制下操作。
升压转换器经常用于可以以不同模式(诸如连续导电模式(CCM)、不连续导电模式(DCM)以及临界导电(或边界或界线导电)模式(CrM或BCM))操作的PFC电路中。
操作的基本态(电源开关接通(ON)和电源开关断开(OFF))可以通过考虑例如CrMPFC转换器操作模式来展示。
图4是产生线圈电流Icoil的直线上升或增大的、用于电源开关接通(ON)时的基本电路。
图5是产生线圈电流Icoil的直线减小的、用于电源开关断开(OFF)时的基本电路。
图6中示出了临界模式导电PFC中两个操作状态下产生的电流波形，“A”是线圈电流Icoil(y轴)处于它的峰值的位置(或者Icoil＝Ipeak)。点“B”指示复位作为芯的嵌套循环(nest cycle)的时间。图4、图5以及图6的关系例示了PFC转换器的电压模式控制的基础的一个示例，该示例用于临界导电模式(CrM)下的操作。
控制器部
控制器部响应于经由检测器获得的输出电压和其他所检测的参数，并且输出控制信号，例如作为如图7中举例说明的脉冲宽度调制(PWM)控制信号。种种控制器用于各种实施方式中。如图8所示，控制器可以与可编程接口控制器、微处理器或任意其他种类的存储程序执行电路一样简单。在实施方式中，控制器为具有纯粹由电路执行的功能的纯硬件。在优选实施方式中，使用本身内存储器如图8所示的微处理器。在实施方式中，微处理器的Vcc与地面之间使用在连接到电源时被充电到预定电压的外电容器。
在实施方式中，控制器包括可以限制流动以对连接到Vcc端子的外电容器进行充电的电流的恒流启动电路。在启动时，在实施方式中，微处理器可以要求数十毫安(优选地大约为10毫安)，但种种微处理器现在和将来可以根据微处理器使用何种技术和微处理器驱动什么而要求远远少于或远远多于这个值。控制器部包括至少一个CPU(诸如微芯片或微处理器)。如技术人员容易理解的，种种CPU可用。优选地，CPU被设计为处理信号输入、信号比较、更高层次的功能(诸如具有误差反馈控制和控制信号输出的PWM生成)。
检测器可以包括一个或更多个外侧部件(诸如串联电阻器、用于检测电流的霍尔效应装置、采样和保持检测器、到采样电压的电阻器电桥、仪表放大器等)。在实施方式中，检测器制造在与微处理器相同的基板上，甚至可以为微处理器的一部分。在实施方式中，PWM输出形成在CPU外部，但在另一个实施方式中，PWM输出来自CPU本身。控制器部优选地为低电压，并且例如可以由12伏特、5伏特或3.3伏特来驱动。控制器执行所检测信息(诸如输出电压、输出电流等)的检测、处理，并且输出控制信号。
高压驱动器部和启动电路
相反，可选驱动器部和启动电路优选地为高电压，并且可以位于单独的晶片上。驱动器部接收来自控制器部的控制信号并向PFC和DD输出驱动信号。驱动器可以包括离散有源装置(诸如晶体管或驱动器芯片)。已知通常可以由来自控制器的各种逻辑电平控制信号驱动的种种驱动器。
启动电路连接到输入电压，并且响应于一个或更多个其他部的电压变化。
在图7中所示的实施方式中，PFC 200连接到DC-DC(即，“LLC”)转换器300并向DC-DC转换器300供给功率。控制模块100具有向控制器110内部的控制器CPU111供给功率的启动电路120。控制器110生成到DC-DC转换器300的驱动功率。DC-DC转换器300使用这种功率并在接收功率时缓慢增大输入电压。当DC-DC转换器300和PFC 200这两者同时接收要启动的驱动信号时，微处理器经历延时。
图7中所示的电路组合通过对外电路的驱动进行排序来减轻该问题。驱动器130确保最早的功率在向DC-DC转换器300提供之前向控制器110提供。DC-DC转换器300连接到控制DC-DC转换器300的功率的控制器110。
如将被技术人员理解的，图7中所述的该电路组合可以以各种方式来构造。优选地，驱动器130和控制器110制造在单个晶片中，并且优选地，PFC 200和DC-DC转换器300处于另一个晶片上。两个或更多个电路可以共享同一容器甚至同一底板。优选地，组合被制造为在单独安装功率阀(诸如MOSFET、IGBT等)的情况下安装在受控家电中或附近的单个单元。
部件的概述
PFC种种功率因数控制电路被考虑为用于实施方式。PFC可以与并联电容一样简单，但如对电源电路设计方面有经验的技术电子工程师容易清晰的，可以采用各种电感、电容以及开关。
通常，对于与从交流电源供电的机动化家电一起或与LCD驱动器一起的使用，一个或更多个电容器可以无源使用或经由切换来使用。在另一个类型中，供给有整流后AC电压的电感或线圈用输入电流来充电，或者由接通或断开的可控开关来放电。电感的放电电流经由二极管流到转换器的输出，所述输出耦合到输出电容，使得相对于输入电压增大的DC电压可以从输出处分接出。同样可以使用其它类型的转换器。
功率因数修正电路可以以不同的操作模式来操作。具体地，已知借助上述电感用连续电流进行操作(所谓的“连续导电模式”，CCM)、用不连续电感电流或线圈电流操作(“不连续导电模式”，DCM)或借助电感在连续电流与不连续电流之间的界线或边界范围中操作(“界线导电模式”或“边界导电模式”，BCM)。在BCM操作中，在线圈的放电阶段期间线圈电流降至零可以被认为是为了重新对线圈进行充电而开启新切换循环并再次接通开关的原因。
功率因数修正电路可以经由期间在不同情况下接通开关的持续时间来控制或调节。相反，在DCM操作中，在放电阶段期间线圈电流的过零之后，首先在预定义的额外等待时间期间存在等待，直到重新闭合开关为止。
代表PFC的细节可以在2013年4月15日由Hans Auer提交的美国第20150054421号和2014年7月17日由Sanken Electric Co.,Ltd的Yoichi Terasawa提交的第20150023067号中找到。具体以引证的方式将这些文档中所示的PFC的内容(具体地为电路细节)并入。
图8中示出了特别优选的PFC。PFC在该图的左侧中被指出为部200。这里所示的PFC由控制模块100来控制。
DC-DC转换器
种种DC-DC转换器已知并且可以用于实施方式中。典型构造例如包括降压转换器和升压转换器。然而，优选的实施方式采用LLC型共振电路，以便更大的效率。“LLC”被广泛地定义为电压转换电路(诸如串联谐振电路或反激转换器)，并且作为实施方式，可以经由各种电路来实现。特别是具有允许主开关的零电压开关的谐振拓扑的、显著降低开关损耗并增加效率的种种LLC电路是有用的。对于实施方式考虑的有用谐振转换器例如包括2013年1月17日由Sanken Electric Co.,Ltd的Keita Ishikura发布的美国第20130016534号中示教的那些谐振转换器，具体以引证的方式将上述的内容(特别是谐振转换器的电路细节)并入。
优选地是反激转换器(诸如图8的区域300内所示的反激转换器)。各种反激转换器为技术人员所知。例如，参见2015年3月19日由Milan Jovanovic发布的美国第20150078036号、2014年8月21日由Sanken Electric Co.,Ltd.的Mitsutomo Yoshinaga发布的第20140233273号以及2009年1月29日由Sanken Electric,Co.,Ltd的Hiroshi Usui发布的第20090027930号。具体以引证的方式将这些记录的全部内容(特别是电压转换电路细节)全文并入。
电路示例
图8示出了代表电路。进入的交流电压310在301处整流，并且向控制模块100供给启动功率。PFC 200由控制模块100来控制，并且向DC-DC转换器(“LLC”)300供给功率。控制模块100切换参与DC-DC转换器电路300的功率晶体管308。反激变压器305在作用时向控制模块100的Vcc提供整流后的功率。
通用启动操作
当向图7的广义电路拓扑施加交流电时，借助二极管或二极管电桥，对PFC 200输入处的电容(未示出)充电。同时，向CPU 111的启动电路120供给电压。因此，启动电路120开始操作，并且对控制模块100的Vcc处的电容(未示出)充电，并且Vcc处的电压增大。当Vcc处的电压达到CPU 111的有效开启电压时，微处理器开始工作。
不存在这里所示教的先进电路时，因为该充电的延迟，所以需要的电流充分增长，使得控制器110的PFC控制单元和LLC控制单元部分可以操作。然而，所有该额外电流消耗需要更大的启动和操作电流，使得Vcc电容器必须更大。但这引起更长的启动时间，并且需要为更大的电容器充电。进一步地，LLC的输出电压的启动取决于作为PFC的输出电压的LLC的输入电压。由此，当PFC电压低时，LLC启动时间变长。因此，这个简单的构造具有数个缺点，接着描述的优选构造解决了这些缺点。
改进的启动操作
在可期望的实施方式中，在更早的启动时间仅启动控制器中的PFC控制单元。在该场景中，在可期望的实施方式中，“控制单元”指示包括图7中的CPU 111和SYSC 112的微处理器。此外，术语“控制电路”可期望地包括图7中的控制器110、PWM PFC以及PWM DD的一部分。更进一步地，“控制器”在优选实施方式中指示图7中的“控制器”块。
PFC输出电压的建立在PFC输出电压对于专用于LLC控制单元的启动操作的排序操作充分上升之后执行。在实施方式中(参见图7)，PFC控制单元对应于驱动器PFC 131和PWMPFC115。在实施方式中，PFC控制单元的一部分处于控制器中，并且整个PFC控制单元处于PFC 200外部。
示例1
如图8中的电路图中所实施的，图9示出了理想的启动实施方式的时刻。
如从图8的结构看出的，在接通时，PFC输出电压增大。首先，因为电压增大，所以驱动PFC 200中的开关元件到占空比常数。当PFC输出电压超过目标电压时，PFC的反馈控制开始。因此，在启动电路中，仅在需要PFC的控制时供给电流，并且这降低初始启动电流需求。例如，仅对于必要条件(Sysc)供给电流，以进行启动顺序。术语Sysc指的是控制启动控制器中所包括的电路块的顺序的系统控制器。由此，控制单元的功耗通过限制执行系统处理的CPU的电源供应来降低。这种处理例如可以包括异常情况检测、保护措施、与外部的通信以及数据日志。功率的该处理用途可以控制Vcc压降率。
此外，DSP的功耗可以通过在PFC启动开始时假定占空比中的恒定工作周期(ON)来最小化。当PFC电压超过特定值时，PFC的反馈控制开始(参见图9)。当PFC电压经由反馈控制来稳定时，LLC开始操作。优选地，LLC操作开始的时刻与PFC的反馈控制开始相同。刚在发起LLC的启动后不久，可以驱动LLC的开关元件为占空比中的恒定工作周期(ON)，并且可以控制反馈。在这发生且LLC开始操作的同时，连接到插脚3的备用电容器315开始充电。备用电容器对应于连接到控制模块100的Vcc端子的Vcc电容器。感测电容器315上的电压，并且当确定足够的电压时，断开包括启动电路的开关。在实施方式中，该开关包括在启动电路中，并且连接在插脚1与插脚3之间。当该开关接通时，Vcc电容器由输入电压来充电。然后，当LLC开始对Vcc电容器(备用电容器315)充电时，将断开该开关。
由此，电流被排序并向控制模块的控制部件供给。初始接通时，仅对于PFC控制单元才消耗电流。然后，另外，LLC控制单元操作。因此，使初始启动电流最小化，这缩短LLC输出提高之前的时间。该方案抑制启动时间的增加，并且加强内置到微计算机本身中的启动电路机构。
电压的时刻关系
图9示出了功率模块的各种部分之间的理想的电压初始化。虽然图8的电路可以用于该系统结果，但技术工程师可以在阅读该说明书时建立维护该输出方案的各种修改例，并且所有这种实施方式被考虑为本公开的示例。
如图9所示，在交流功率“AC源接通(ON)”施加时，Vcc立即开始增大。在实施方式中，Vcc插脚3经由启动电路和插脚1连接到输入。在特定电压电平下，控制器(诸如控制模块或其他微处理器)开始工作，并且小Icc电流用于启动PFC。在x轴上的该“启动PFC“时间，PFC电压开始上升，而Vcc所充电的电容器放一点电，并且控制器上的Vcc逐渐下降。当PFC电压变得足够高，以致触发在点“开启PFC的FB控制”处的反馈时，更多的Icc电流用于控制器以控制PFC电压稳定。当PFC电压经由反馈控制趋平时，然后启动LLC(“x轴上的“启动LLC”点”)。这消耗多得多的功率，但LLC可以更利索地启动。LLC向控制模块提供备用电压，该控制模块然后将Vcc升压至它的正常稳态电平。
另外的构造
可以实施对图9中所示的方案进行的变更。如图10所示，可以同时初始启动PFC和LLC电压。在一个实施方式中，在处于x轴上所示的点“PFC&LLC启动”处，Vcc在电流用于驱动PFC和LLC这两者时下降，这如点虚线中所示缓慢地增大它们的输出电压。在实施方式中，一起驱动PFC和LLC引起对Vcc存储电荷的更大需求，并且Vcc电压可以急剧地下降到控制模块最小接通电压之下。在这种情况下，具有更长的Vcc电压充电时间的更大电容器可以用于以高电压充分接通PFC和LLC，使得控制器继续停留足够长的时间，以接受由LLC形成的备用电压(参见x轴上的点“生成备用电压”)。
图11示出了不同种类的组合PFC和DC-DC转换器电路，其中，微计算机如图10所示的同时控制PFC和DC-DC转换器这两者。在理想的实施方式中，CPU与制造在单个低电压芯片或芯片组晶片上的各种外部部件(诸如存储器、A-D转换器、PWM控制器、UART、模拟网络开关以及发送器)交互配合。CPU理想地与高电压芯片或芯片组晶片交互配合，该高电压芯片或芯片组晶片具有输出Vcc、其他电压调节和输出、低功率晶体管驱动信号和高功率晶体管驱动信号的启动调节器、PFC驱动器和LLC驱动器。
技术人员在阅读该说明书时将容易地理解种种实施方式，并且空间限制排除另外的详述。这些和其他实施方式旨在处于随附权利要求书的范围内。

Claims (19)

1.一种用于外电路的功率控制装置，该功率控制装置包括：
控制单元，该控制单元包括微处理器；
驱动单元，该驱动单元连接到所述控制单元，接收来自控制单元的信号并向所述外电路供给驱动信号；以及
启动电路，该启动电路生成驱动电源电压并基于所述驱动电源电压向所述控制单元和所述驱动单元提供电流，其中，所述启动电路基于来自所述控制单元的所述信号而改变所述电流，
所述功率控制装置包括：
向所述控制单元供给基于所述驱动电源电压的第一电流的第一模式；以及
基于所述驱动电源电压向所述控制单元供给大于所述第一电流的第二电流的第二模式。
2.根据权利要求1所述的功率控制装置，其中，所述外电路包括：
PFC，该PFC包括用于将输入电压转换成中间电压的至少一个开关电路，
DC-DC转换器，该DC-DC转换器包括至少一个开关电路，并且将所述中间电压转换成输出电压，其中，
所述功率控制装置从所述输入电压和所述DC-DC转换器的输出电压获得功率。
3.根据权利要求2所述的功率控制装置，其中，
当功率施加于所述功率控制装置时，所述功率控制装置驱动所述PFC，然后驱动所述DC-DC转换器。
4.根据权利要求2所述的功率控制装置，其中，
所述驱动单元包括向所述PFC供给驱动信号的驱动器PFC和向所述DC-DC转换器供给驱动器信号的驱动器DD。
5.根据权利要求1所述的功率控制装置，其中，
所述启动电路将输入电压转换成驱动电源电压，并且在所述驱动电源电压低于预定电压时向所述控制单元输出功率，并且
所述启动电路在所述驱动电源电压高于预定电压时停止从所述输入电压向所述驱动电源电压的转换。
6.根据权利要求1所述的功率控制装置，其中，在所述第一模式下，对于系统处理单元的至少一部分限制所述第一电流的供给。
7.根据权利要求4所述的功率控制装置，其中，
所述控制单元包括向所述驱动器PFC供给PFC驱动信号的PWM PFC和向所述驱动器DD供给DD驱动信号的PWM DD。
8.根据权利要求1所述的功率控制装置，所述功率控制装置还包括：
停止对所述控制单元的电流供给的第三模式。
9.根据权利要求1所述的功率控制装置，其中，所述控制单元基于所述外电路而获得所述驱动电源电压。
10.根据权利要求1所述的功率控制装置，所述功率控制装置还包括检测器，该检测器检测所述驱动电源电压，并且基于所述驱动电源电压而开关向所述驱动单元和所述控制单元供给的电流。
11.根据权利要求10所述的功率控制装置，其中，所述检测器基于所述外电路的输出而开关向所述驱动单元和所述控制单元供给的电流。
12.根据权利要求1所述的功率控制装置，所述功率控制装置还包括定时器，该定时器在预定时间基于所述驱动电源电压而开关向所述驱动单元和所述控制单元供给的电流。
13.一种具有顺序上电能力的三电路设备，该三电路设备包括：
第一电路，该第一电路包括：
微处理器，
驱动器，该驱动器具有功率输入和到PFC的一个或更多个输出，
第二电路，该第二电路包括具有功率输入和功率输出的PFC，以及
第三电路，该第三电路包括具有功率输入和功率输出的DC-DC转换器；
其中，
当外功率施加于所述三电路设备时，第一电压增大发生在所述第一电路的所述功率输入与所述外功率临时连接处，然后，
第二电压增大发生在所述第二电路的所述功率输出处，然后，
第三电压在所述第三电路的所述功率输出处增大。
14.根据权利要求13所述的三电路设备，其中，所述第一电路包括启动电路，该启动电路包括恒流调节器，并且在所述第三电路中检测到足够的功率或电压时断开。
15.根据权利要求13所述的三电路设备，其中，所述第二电路的功率输出响应于所感测的第一电路的功率或电压输入的增大而增大。
16.根据权利要求13所述的三电路设备，其中，所述第三电路的功率输出响应于所感测的第二电路的功率或电压输入的增大而增大。
17.根据权利要求13所述的三电路设备，其中，所述微处理器通过反复采样所述第一电路输入的电压来监测所述第一电路输入的所述电压，并且响应于所感测的采样电压的增大而触发所述第二电路的输出的增大。
18.一种包括根据权利要求13所述的三电路设备的家电，其中，所述DC-DC转换器向所述家电提供所述DC-DC转换器的所述功率输出的至少一部分。
19.一种包括根据权利要求13所述的三电路设备的高电压机动化家电，其中，所述DC-DC转换器向一个或更多个马达绕组提供高电压。
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