CN107528294A - 具有负载开关故障保护的电源转换器 - Google Patents

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Abstract

一种用于将电源输送到负载的设备，其包括电源转换器，所述电源转换器将在初级侧处的输入电源转换成输出电源并且转换成到次级侧的电源电压。在所述次级侧上，负载开关位于到所述负载的电流路径上。次级侧控制电路控制所述负载开关在接通模式中操作，在接通模式中电流被提供到所述负载，并且响应于对应于跨越所述负载开关的电压降超过阈值的故障状况，激活所述次级侧上的电路。响应于所述故障状况，所述电路使得初级侧控制电路限制电源转换器能够供电的范围。

Description

具有负载开关故障保护的电源转换器
技术领域
本发明的方面涉及电源转换电路(例如，隔离电源转换器，例如，反激式转换器和/或在无电源隔离的情况下的电源转换器，例如，降压转换器或升压转换器)，其中交流/直流电源被转换成直流电源。
背景技术
在各种情况下，逐渐增加了对通过转换器输送到电路的电源量的需求。举例来说，移动电话具有消费者对更快充电的需求。高压可用于为电池提供快速充电。输送到电路的电压还必须与转换器(例如，移动电话的充电器)兼容。许多充电器运作起始于5伏特(V)且将该电压协商到更高电压(例如，9V、12V或20V)。不同标准用于协商电压，例如，USB-PD、快速充电、AFC和FCP以及其它标准。当出现故障状况时，需要保护已连接的电路。
这些和其它事项已经向用于多种应用的转换器和电压保护实施方案的效率提出挑战。
发明内容
各种例子实施例涉及例如上述问题和/或可以从关于电源转换器和保护免受负载开关中的过度电源影响的以下公开内容中变得显而易见的其它问题。
在某些例子实施例中，本发明的各方面涉及在电源转换器的次级侧上的负载开关，所述负载开关用于保护负载电路免受转换器的故障状况的影响，并且响应于次级侧上的负载开关的故障状况，次级侧将反馈提供到初级侧以限制电源转换器供应电源以用于在次级侧处提供电源电压并且进行保护以防负载开关的燃烧的范围。
在更具体的例子实施例中，设备将电源输送到负载，所述负载具有从所述设备汲取电源的电路。所述设备包括电源转换器，所述电源转换器将在电源转换器的初级侧上的输入电源转换成输出电源以及电源转换器的次级侧上的节点处的电源电压。初级侧包括初级侧控制电路，所述初级侧控制电路限制电源转换器能够供电用于提供电源电压的范围。次级侧包括负载开关、次级侧控制电路和电路。负载开关沿着节点与负载之间的电流路径布置。次级侧控制电路接收电源电压(例如，Vcc)且控制负载开关。举例来说，次级侧控制电路控制负载开关在接通模式中操作，在所述接通模式中，电流路径用于将电流提供到负载。负载开关的故障状况(例如，漏极栅极短路)可以对应于跨越负载开关的电压降超过阈值电压而出现。响应于负载开关的故障状况，次级侧控制电路激活次级侧上的电路。电路使得初级侧控制电路限制电源转换器能够响应于故障状况供电的范围。举例来说，电路触发控制信号，所述控制信号提供到初级侧控制电路作为反馈。初级侧控制电路通过限制电源响应于控制信号，例如，在与先前电源模式相比较低电源模式中操作。
在另一具体例子实施例中，电源转换器的初级侧和/或次级侧上的控制电路包括USB电源输送控制器电路。举例来说，设备包括电源转换器，所述电源转换器转换在电源转换器的初级侧上的输入电源并且在电源转换器的次级侧上的节点处提供电源电压。在电源转换器的初级侧上，初级侧控制电路用于限制电源转换器能够供电以用于提供电源电压的范围(例如，响应于来自次级侧或初级过电压保护的反馈)。次级侧上的负载开关位于沿着节点与具有负载电路的负载之间的电流路径处。另外，在电源转换器的次级侧上，USB电源输送控制器电路接收电源电压且控制负载开关。USB电源输送控制器电路控制负载开关在接通模式中操作，在所述接通模式中，电流路径用于将电流提供到负载。在各种方面中，USB电源输送控制器电路控制负载开关(在接通模式和断开模式中)并且控制到负载的电源(例如，电压和/或电流)输出。响应于对应于跨越负载开关的电压降超过阈值电压的负载开关的故障状况(例如，负载开关的漏极栅极短路)，USB电源输送控制器电路激活次级侧上的电路并且所述电路使得初级侧控制电路限制电源转换器能够供电的范围。
在其它具体例子实施例中，电源转换器是可以将多个输出电压提供到负载的多输出电压转换器(例如，适配器)。举例来说，电源转换器将电源电压提供为基于从负载所述次级侧上的USB电源输送控制器电路的反馈选择的多个电压中的一个。响应于故障状况的指示电路触发控制信号(例如，改变的控制信号)并且使得USB电源输送控制器电路限制电源转换器供应电源的范围，而无论选择了多个电压中的哪一个。举例来说，响应于控制信号(例如，电源控制信号)，初级侧上的初级侧控制电路在电源模式中操作，所述电源模式引起低于多个输出电压中的每一个的到负载的输出电压。次级侧上的USB电源输送控制器电路可以向负载传送电压和电流电平。举例来说，在正常操作期间，当负载正在改变电源模式时，负载与USB电源输送控制器电路连通以改变在次级侧处的电压的设定点。电压的改变的设定点引起通过次级侧传送到初级侧的改变的电源控制信号，例如，通过光电耦合器，这引起输出电压变为新的值。
在多个实施例中，电路用于将反馈提供到初级侧以控制次级侧上的电源电压，例如，在基础电源控制期间(如本文中另外描述的)或响应于故障状况。举例来说，电路改变提供到初级侧控制电路作为反馈的控制信号(例如，Vcc电压的电压测量值的传送)。初级侧控制电路通过限制(例如，减小)电源响应于改变的控制信号。作为具体例子，负载询问电源且随后由于故障状况，负载开关切换到断开模式中操作(例如，负载开关通过次级侧控制电路打开)。起初通过次级侧控制电路检测到的电源电压(Vcc电压)升高Vcc电压的电压测量值(例如，通过电阻分压器电路)。所述电源电压通过电路传送到初级侧且由此减小已输送的电源。
在其它具体实施例中，方法包括控制电源转换器的初级侧上的输入电源并且在电源转换器的次级侧上的节点处提供电源电压。电源电压是基于从负载到控制电路(例如，次级侧控制电路)的反馈选择的多个电压中的一个。所述方法另外包括在节点处接收电源电压并且沿着从节点到负载的电流路径传递电源电压。响应于电源电压，负载开关是受控制的以在接通模式中操作，在接通模式中第一电流路径用于将电流提供到负载。并且，响应于对应于跨越负载开关的电压降超过阈值电压达大于阈值时间周期的负载开关的故障状况(例如，漏极栅极短路)，所述方法包括将控制信号提供到控制电路(例如，初级侧控制电路)以限制电源转换器能够供电以用于提供电源电压的范围。
以上论述/总结并非意图描述本发明的每个实施例或每个实施方案。图式和以下详细描述还举例说明了各种实施例。
附图说明
考虑结合附图的以下详细描述可更全面地理解各种例子实施例，在附图中：
图1A是根据本发明示出例子电源转换器的设备层级图；
图1B是根据本发明示出例子电源转换器的设备层级图；
图2A根据本发明示出电源转换器的例子；
图2B根据本发明示出次级侧控制电路的例子；
图3根据本发明示出电源转换器的例子；以及
图4根据本发明示出电源转换器的例子。
虽然本文中所论述的各种实施例能够经受各种修改和替代形式，但在图式中已借助于例子示出了所述实施例的多个方面，且将详细描述所述实施例的多个方面。然而，应理解，并不意图将本发明限制于所描述的特定实施例。相反，意图是涵盖落入本发明的范围的包含在权利要求书中限定的方面的所有的修改、等效物和替代方案。另外，贯穿本申请所使用的术语“例子”仅作为说明且不加以限制。
具体实施方式
本发明的各方面被认为适用于多种不同类型的设备、系统和方法，涉及电源转换器的次级侧上的电路，响应于电源转换器的次级侧上的负载开关的故障状况所述电路使得初级侧限制输入电源的供应。在某些实施方案中，当用于充电器的背景时已经示出了本发明的各方面为有益的，所述充电器被配置成输送电源到具有电路的负载(例如，蜂窝电话)，响应于跨越在负载的次级侧上的负载开关的电压降超过阈值电压达到大于阈值时间周期所述电路限制输送次级侧的电源。在一些实施例中，跨越负载开关的电压降指示负载开关的漏极栅极短路。可经由使用示例性背景的非限制性例子的以下论述来理解各个方面，但不必限于此。
因此，在以下描述中，陈述各种具体细节以描述本文呈现的具体例子。然而，对本领域的技术人员应显而易见的是，可在没有下文给出的所有具体细节的情况下实践一个或多个其它例子和/或这些例子的变化。在其它情况中，未详细地描述熟知的特征以免混淆本文中的例子的描述。为便于说明，可在不同附图中使用相同参考标号以指代相同元件或相同元件的另外情况。并且，尽管可在一些情况下在各个图中描述各方面和特征，但应了解，来自一个图或实施例的特征可与另一图或实施例的特征组合，尽管所述组合并明确地地示出或明确地描述为组合。
各种电压转换器具有可以由转换器输出的多个电压。转换器是指将被配置成将电源输送到负载的电路或包括将电源输送到负载的电路。例子转换器包括充电器、适配器等。转换器可以是具有两个电路侧(例如，两个隔离侧)的电源转换器。电源转换器转换在初级侧处的输入电源并且在次级侧上的节点处提供电源电压(Vcc)。一般而言，初级侧提供初级过电压保护。对于单个输出电压，提供初级过电压保护的初级侧上的电路可以足以保护负载的电路免受过电压状况的影响。
通过多输出电压转换器，经由电源插脚供应的内部电路以及初级侧上的过电压保护可能不会始终保护负载电路。举例来说，通过多输出电压转换器，在装置的初级侧的过电压保护可以触发高于多输出电压的最高输出电压。在各种实施例中，负载开关沿着配备有电源电压的节点与转换器的次级侧上的负载之间的电流路径布置。负载开关将负载连接到电流路径或与电流路径断开，这样确定到负载的电源输出(例如，到负载的电压或电流)。举例来说，在负载开关的接通模式期间，电流被提供到负载。在断开模式期间，到负载的电流被阻断。次级侧控制电路监测节点上的电源电压并且响应于电源电压超过设定点电压(例如，一系列电压)，断开改变控制信号的负载开关(例如，打开负载开关)。举例来说，响应于负载开关在断开模式中操作，节点上的电源电压增大(其通过次级侧控制电路测量)并且触发由光电耦合器提供到初级侧的控制信号。响应于控制信号，初级侧控制电路限制电源转换器供应电源的范围。在具体实施例中，控制信号包括经由光电耦合器改变的WL电源控制信号。改变的电源控制信号可以是确定在初级侧处的输送电源的模拟信号。然而，在各种实施例中，出现负载开关的故障状况其中次级侧无法关闭负载开关并且负载开关可能烧毁和/或引起热量的增大。负载开关的故障状况包括负载开关的漏极栅极短路。
响应于负载开关的故障状况，电源转换器继续操作引起大于正常操作的负载开关耗散。根据本发明的各种实施例包含监测跨越负载开关的电压降并且响应于指示负载开关的故障状况的电压降将反馈提供到初级侧。响应于反馈，初级侧控制电路限制用于提供电源电压到次级侧的转换器电源。有限电源包括较低电源模式，其中输出电压和电流是从先前(正常)操作模式中减少的。较低输出电压防止或减缓对所连接的负载电路的损坏并且较低输出电流减小负载开关中的耗散。
多个实施例涉及用于将电源输送到负载的设备。负载具有由设备输出的电源所供电的电路(本文中大体上被称作负载电路)。设备是具有两侧的电源转换器：初级侧和次级侧。举例来说，设备包括在初级侧和次级侧上具有电路的变压器，所述设备通过变压器将电源从初级侧传递到次级侧。另外，初级侧包括可以限制电源转换器可以供应电源以提供电源电压的范围的初级侧控制电路。在具体实施例中，负载是移动电话且设备是充电器。
可以保护负载及其对应的电路免受电源转换器的过电压状况的影响。举例来说，初级侧包括初级侧控制电路以限制用于提供电源电压的电源。虽然初级侧控制电路可以包括过电压保护电路以提供初级过电压保护，但是保护可能无法完全保护负载电路。举例来说，触发初级过电压保护的阈值电压可以高于负载电路可以处理的电压。次级侧包括负载开关和次级侧控制电路以基于设定点电压值(其可以低于触发初级过电压保护的阈值电压并且可以提供为从负载到次级侧的反馈)保护负载电路免受过电压的影响。负载开关位于次级侧上沿着节点与负载之间的电流路径。接通和断开负载开关以在接通模式和断开模式中操作。在接通模式期间，经由从节点到负载的电流路径将电流提供到负载。在断开模式中，沿着电流路径从负载阻断电流。位于次级侧上的次级侧控制电路用于控制负载开关以在接通模式和断开模式中操作。次级侧控制电路将负载开关切换到接通模式和断开模式中以控制到负载的电源输出(例如，到负载的电压或电流)。举例来说，次级侧控制电路监测在次级侧上的节点上的电源电压。响应于在节点上的电源电压超过设定点电压(例如，一系列电压)，断开负载开关(例如，打开负载开关)，这触发了(改变的)控制信号。
虽然通过次级侧控制电路利用负载开关来保护负载电路免受过电压的影响，但是也可以出现负载开关的故障状况。负载开关的故障状况包括负载开关的漏极栅极短路。通过漏极栅极短路，负载开关充当源极跟随器并且负载开关耗散增大大于在负载开关的正常操作中的耗散。作为具体例子，对于通过3安培(A)的负载电流操作的充电器，在10mOhm负载开关中的电源耗散在正常操作中为90mW，并且响应于漏极栅极短路(例如，具有用于3A的传导的2V栅极源极电压的逻辑层级负载开关)耗散增大到大约6W。在以上所提供的例子中，负载开关被设计成用于90mW的排热，并且在负载开关的故障状况的情况下6W太大了，这是因为在无额外耗散的容限的情况下充电器被设计成用于最大电源密度。由于耗散，负载开关的温度升高并且可能引起负载开关的燃烧。此外，由于负载开关的漏极栅极短路，次级侧控制电路不能够断开负载开关。根据各种实施例，次级侧控制电路监测跨越负载开关的电压降，并且响应于负载开关的故障状况而在次级侧上激活电路。响应于激活，电路触发控制信号(例如，改变电源控制信号)。控制信号作为反馈被提供到初级侧控制电路。响应于控制信号，初级侧电路通过限制电源转换器能够供电的范围来减少输出电源(例如，电流和电压)。相对于转换器的正常操作为较低的较低输出电源(例如，低于基于来自负载的反馈所选择的电压但是与待用模式相比或当无负载被连接时可以为较高电压)防止对负载电路的损坏并且减小在负载开关中的耗散。
在各种实施例中，电源转换器是可以将多个不同输出电压提供到一个或多个负载的多输出电压转换器(例如，多电压适配器)。由于多个输出电压，转换器的初级侧并不是始终能够将过电压保护提供到负载的电路和/或负载开关。举例来说，当对应于在适配器的次级侧处的连接的误差出现故障状况时，初级侧并不能够提供过电压保护。在其它情况下，出现负载开关的故障状况，其中次级侧不能够断开负载开关。次级侧用于将反馈提供到初级侧以限制电源转换能够供电的范围。
在各种实施例中，电源转换器可以响应于对应于次级侧突然从电源电压断开的另一故障状况或负载开关的故障状况。举例来说，当其它故障状况出现时，初级侧并不能够提供过电压保护直至初级过电压保护被触发。初级侧通过经由变压器上的绕组监测跨越变压器的电压来提供初级过电压保护。当电压变得过高(例如，次级侧电压超过阈值电压)时，初级过电压保护被触发。初级侧并不知道所需要的输出电压并且可以仅基于可能高于负载可以处理的阈值电压进行保护。在此类情况下，次级侧用于通过使用当在次级侧上的电源电压断开时存在的在次级侧上的另一电压源来提供过电压保护。因为次级侧通过电源电压供电，所以另一电压源(例如，在次级侧上的额外的电源)使得次级侧能够限制电源响应于突然从电源电压断开。
作为具体例子，负载开关在沿着电源电压节点与通过转换器供电的负载之间的电流路径定位的转换器的次级侧上。当次级侧控制器的电源电压断开时，存在另一次级侧电压并且用于断开负载开关。响应于负载开关被断开而阻断到负载的电流路径。断开的负载开关也可以触发初级过电压保护。在触发之前，初级侧继续向次级侧提供电源直至次级侧电压达到阈值电压(其触发初级过电压保护)。虽然负载开关用于保护负载电路免受过电压状况的影响，但是负载开关自身可以具有故障状况。举例来说，负载开关的故障状况包括可能引起负载开关烧毁的漏极栅极短路。次级侧控制电路接收电源电压(Vcc)，且转换器输出电压(Vout)并且响应于跨越负载开关的电压降超过阈值电压而激活在次级侧上的电路。电路(例如，光电耦合器)将指示负载开关的故障状况的控制信号(例如，指示低电源模式的电压)提供到初级侧控制电路。响应于控制信号，初级侧控制电路限制用于将电源电压提供到次级侧的电源。
根据本发明的实施例具有许多不同实施方案并且可应用于具有电源隔离的电源转换器和无电源隔离的电源转换器，并且其中负载开关用于断开负载与电源转换器的输出电源。仅出于方便的目的，本文中提供的图示出具有电源隔离的电源转换器的例子，例如，反激式转换器。然而，实施例不限于具有电源隔离的电源转换器，并且可以包括没有电源隔离的电源转换器。
现转而参考附图，图1A是根据本发明示出例子电源转换器的设备层级图。在各种实施例中，电源转换器是多电压输出适配器。在各种实施例中，电源转换器是隔离式电源转换器，例如，反激式转换器。转换器的次级侧保护负载开关110和/或负载电路免受由负载开关110的漏极栅极短路引起的故障状况的影响。
如图1A所示，电源转换器具有两侧：初级侧和次级侧。输入电压(Vin)由外部电源提供。电源转换器将输入电压(Vin)转换到输出电压并且在次级侧上的节点处供应电压。举例来说，输入电源包括来自外部电源的交流电流(AC)和/或直流电流(DC)。外部电源可包括电能传输系统、能量储存装置(例如，电池和/或燃料电池)、机电系统(例如，发电机或交流发电机)和/或太阳能电源转换器以及其它电源。在具体实施例中，电源转换器包括蜂窝电话充电器，所述蜂窝电话充电器通过将来自电源插座的为交流的输入电源转换成直流来向蜂窝电话提供电源。蜂窝电话从经转换的直流中汲取电源且使用直流输出电压为其电池充电。举例来说，来自电源插座的220V的交流电源被转换成大约5V的直流输出并且输出到蜂窝电话。
初级侧的部分和次级侧的部分包括电源电路，例如，隔离式电源电路(isolatedpower circuitry，ISO)108。隔离式电源电路108包括在转换器的每一侧上的线圈，所述转换器用于通过电磁耦合将电源从初级侧传递到次级侧。
电源转换器的初级侧包括各种电路102以使用输入电源将电流提供到初级侧的绕组。另外，初级侧包括初级侧控制电路104。初级侧控制电路104提供初级过电压保护。举例来说，初级侧控制电路104经由在变压器上的辅助绕组监测跨越变压器(例如，ISO 108)的电压，并且响应于在次级侧上的电压到达或超过阈值电压而触发初级过电压保护。作为响应，初级侧控制电路104控制电源转换器能够供电的范围。在各种具体实施例中，当触发初级过电压保护时，根本没有电源输送。在一些实施例中，电源转换器暂停直到拔去电源的插头。在其它实施例中，在一段时间之后通过电源转换器执行系统重启。
然而，在一些情况下，故障状况可以出现在次级侧处。初级侧控制电路104并不知道所需要的输出电压(例如，对于负载112)并且可以基于来自次级侧的阈值电压进行保护，所述阈值电压可以高于负载112可以处理的电压。来自次级侧的反馈用于引起过电压保护和/或响应于负载开关110的故障状况，所述过电压保护可以小于初级过电压保护的阈值电压。反馈还用于基础电源控制。举例来说，在各种实施例中使用次级侧反馈，初级侧控制电路104控制电源转换器能够供电的范围。
电源转换器的次级侧包括负载开关110、次级侧控制电路106和其它电路。负载开关110位于沿着在配备有电源电压的次级侧上的节点与负载112之间的电流路径处。负载112具有从电源转换器中汲取电源的负载电路。举例来说，输出电压用于对负载电路供电。到负载开关110的电压输入和/或来自负载开关110(到负载112)的电流输出经由从转换器的次级侧到初级侧的反馈117控制和/或经由在接通模式和断开模式中的负载开关110的操作来控制。在一些实施例中，来自次级侧的反馈117为来自光电耦合器(如本文进一步描述，其存在于初级侧和次级侧两者上)的光学信号，然而，实施例并不限于此，并且可以通过多种机构提供来自次级侧的反馈，例如，通过脉冲变压器。负载112将反馈119提供到次级侧控制电路106以请求不同设定点电压(例如，不同配置)。
负载开关110由次级侧控制电路106控制以确定到负载112的电源输出(例如，到负载112的电压或电流)。负载开关110被接通和断开以在接通模式和断开模式中操作。在接通模式期间，经由从节点到负载112的电流路径将电流提供到负载112。在断开模式期间，沿着电流路径阻断来自负载112的电流。次级侧控制电路106接收电源电压并且控制负载开关110以在接通模式和断开模式中操作。次级侧控制电路106可以控制负载开关110以在其中电流路径用于将电流提供到负载112的接通模式中操作，并且响应于故障状况(例如，到隔离式电源转换器的次级侧的电路的电源电压的断开、超温、过电流以及传送误差负载)将负载开关110切换到其中到负载112的电流路径被阻断的断开模式中。故障状况是通过次级侧控制电路106测量的，方法是：监测电源电压(Vcc)、测量输出电流以及测量负载开关110的温度，以及其它测量方法在各种实施例中，负载开关110是通过提供一个或多个控制信号(例如，电压)以驱动负载开关110的栅极端高或低来控制的。
在各种实施例中，出现负载开关110的故障状况并且次级侧保护电路免于故障状况。负载开关110的故障状况包括漏极栅极短路。举例来说，次级侧控制电路106通过接收电源电压(Vcc)以及转换器输出电压(Vout)来监测负载开关110。使用Vcc和Vout的两个值，次级侧控制电路106可以通过监测跨越负载开关110的电压降来监测故障状况的负载开关110。跨越负载开关110的电压降(举例来说)通过检测电源电压与转换器输出电压之间的差异来监测。响应于负载开关110的故障状况，次级侧控制电路106激活在次级侧上的电路(例如，且任选地106的“其它电路”，例如光电插脚)。如本文进一步描述，激活可以包括次级侧控制电路106响应于故障状况的指示而将电路耦合(例如，经由光电插脚)到接地以通过对应于较低电源模式(例如，与先前操作电源转换的模式相比较低的模式)的电流电平来驱动电路。
激活可以响应于电压降超过阈值电压达大于阈值时间周期而出现。举例来说，响应于跨越负载开关110的电压降超过阈值电压，次级侧控制电路106启动计时器(例如，激活计时器电路)。如果跨越负载开关110的电压降超过阈值电压达大于阈值时间周期，那么次级侧控制电路106激活电路。以此方式，如果电压降仅存在达小于阈值时间周期(例如，达较短时间)，那么到初级侧的反馈117并不出现。
响应于负载开关110的故障状况(其中跨越负载开关110的电压降超过阈值)，电路引起初级侧控制电路104限制电源转换器能够供电的范围。举例来说，电路通过改变到激活状态而响应于指示故障状况的逻辑信号。电路改变控制信号(响应于经由光电插脚通过次级侧控制电路106施加到电路的电流，如上文所述)并且使得初级侧控制电路104限制所转换的电源。在各种实施例中，控制信号包括对应于电源转换器的电源模式的电流电平，所述电源转换器的电源模式低于在控制信号之前操作的电源转换器，本文中有时被称作“较低电源模式”。
在各种相关实施例中，电路(例如，光电耦合器114)用于将反馈提供到初级侧以控制次级侧上的电源电压，例如，在基础电源控制期间(如在本文中另外所描述)，或响应于故障状况。举例来说，电路改变被提供到初级侧控制电路104作为反馈117的信号(例如，Vcc电压的电压测量值的传送)。初级侧控制电路104通过减小(或增大)供电对信号作出响应。作为具体例子，负载112请求电源且随后由于故障状况，负载开关110切换到断开模式中操作(例如，负载开关110是打开的)。起初电源电压(Vcc电压)升高，这通过次级侧控制电路106的Vcc电压的电压测量值检测到(例如，通过电阻分压器电路)。所述电源电压通过电路传送到初级侧且由此减小已输送的电源。
在各种实施例中电路可以包括光电耦合器114。响应于指示故障状况的逻辑信号电路变为激活状态并且改变控制信号。如本文所使用，电路的激活状态是指使得初级侧控制电路104限制电源转换器能够通过改变控制信号供电的范围的电路或包括使得初级侧控制电路104限制电源转换器能够通过改变控制信号供电的范围的电路。
因此，光电耦合器114可用于提供基础电源控制和/或反馈到初级侧，方法是改变包括电压测量值的控制信号(例如，基础电源控制信号)。当次级侧上的电源电压高于阈值(例如，设定点值)时，如通过次级侧控制电路106所监测的，光电耦合器114提供反馈到初级侧。举例来说，光电耦合器114耦合到初级侧控制电路104和次级侧控制电路106这两者(如通过图1B和图2A所另外示出的)，并且控制信号(呈改变的光学信号的形式)通过光电耦合器114提供到初级侧控制电路104，所述初级侧控制电路104指示电源电压(Vcc)的电压测量值。可使用电阻分压器电路在次级侧处比较设定点电压与电源电压(Vcc)。通过次级侧控制电路106改变穿过光电耦合器114的电流来将电压量测值供应为到初级侧控制电路104的控制信号以改变控制信号(例如，改变光学信号)。当负载112正在改变设定点电压值时，光电耦合器114的控制信号改变且提供到初级侧控制电路104以调节电源输送，使得输出电源(输出电流或电压)为其期望的值。这是例子电源转换器的基础电源控制行为的例子。响应于电源电压在次级侧控制电路106连接的故障状况，次级侧控制电路106将负载开关110切换到断开模式且可以使用同一机构向初级侧提供控制信号。
初级侧控制电路104接收控制信号并且作为响应限制电源转换器能够供电的范围(例如，停止供电)。在各种实施例中，初级侧控制电路104包括过电压保护电路，所述过电压保护电路被配置并布置成提供主要过电压保护，方法是响应于在变压器的绕组处监测到电压超过阈值而停止将电源提供到次级侧。举例来说，初级侧控制电路104控制在负载开关110的接通模式和断开模式这两者期间的所转换的电源。
在各种具体实施例中，电源转换器用于USB电源输送。举例来说，次级侧控制电路106是USB电源输送控制器电路的一部分。初级侧控制电路104可以包括过电压保护电路(并且任选地是另一USB电源输送控制器电路的一部分)并且从次级侧上的电路中接收控制信号。在此类实施例中，电路可以包括光电耦合器114，所述光电耦合器114被配置成响应于次级侧上的USB电源输送控制器电路。
位于次级侧上的USB电源输送控制器电路控制光电耦合器114并且因此限定控制信号。USB电源输送控制器电路向负载传送电压和电流电平(例如，经由反馈119)。举例来说，在正常操作期间，当负载正在改变电源模式时，负载与USB电源输送控制器电路连通以改变在次级侧处的电压的设定点。电压的改变的设定点通过次级侧被传送到初级侧，例如，通过光电耦合器(例如，经由反馈117)，这引起输出电压变为新的值。
USB电源输送控制器电路另外控制负载开关110以在接通模式中操作，在接通模式中电流路径用于将电流提供到负载112，并且响应于故障状况(例如，对应于电源电压的突然断开、过负载状况、过温状况)，将负载开关切换到断开模式中，在断开模式中到负载的电流路径被阻断。在断开模式中操作的负载开关可以引起初级侧上的USB电源输送控制器电路限制隔离式电源转换器能够供电的范围(例如，主要过电压保护)。
次级侧控制电路106一般由电源电压供电。在各种实施例中，次级侧被配置成响应于对应于在次级侧控制电路106处的电源电压的有效的突然断开的另一故障状况。举例来说，当电源电压存在于次级侧上时位于次级侧上的电路从电源电压中汲取电源，并且所汲取的电源由次级侧控制电路使用以在从电源电压断开时将负载开关110切换到断开模式中。在具体实施例中，电路包括光电耦合器114(例如，光电插脚)和/或负载开关110的栅极端，如本文进一步描述。
图1B是根据本发明示出例子电源转换器的设备层级图。在多个实施例中，通过图1B所示出的电源转换器和其中的各种电路包括所示出的和先前结合图1A讨论的电源转换器。为控制输出电压，负载112提供反馈119到次级侧控制电路106以请求不同设定点电压(例如，不同配置)。到负载开关110的电压输入和/或来自负载开关110(到负载112)的电流输出经由从转换器的次级侧到初级侧的反馈117控制和/或经由在接通模式和断开模式中的负载开关110的操作来控制。举例来说，响应于设定点电压的改变和/或故障状况，反馈117经由次级侧上的电路(例如，光电耦合器114)提供到初级侧控制电路104。
如通过图1B所示，电源转换器包括两侧：初级侧和次级侧。每一侧具有其自身的接地116、118。举例来说，电源转换器通过在次级侧上的节点处提供电源电压而响应于输入电压(Vin)。初级侧的部分和次级侧的部分包括隔离式电源电路(ISO)108。隔离式电源电路108包括在转换器的每一侧上的线圈，所述转换器用于通过电磁耦合将电源从初级侧传递到次级侧。
初级侧包括各种电路102，所述各种电路102使用输入电源提供电流到初级侧的绕组。另外，初级侧包括初级侧控制电路104，所述控制电路104控制电源转换器能够响应于来自次级侧的反馈117供电的范围。
次级侧包括负载开关110、次级侧控制电路106和其它电路。负载开关110受次级侧控制电路106控制以在接通模式和断开模式中操作。如先前论述，响应于故障状况(例如，对应于电源电压的突然断开、过负载状况、过温状况)负载开关110切换到断开模式并且电路用于将反馈117提供到初级侧。在各种实施例中，负载开关110转换到断开模式引起初级侧过电压保护。举例来说，次级侧上的Vcc响应于负载开关110打开而增大，因为初级侧继续提供电源电压直至触发初级过电压保护。初级侧控制电路104提供初级过电压保护，方法是经由在变压器上的绕组监测跨越变压器的电压。当电压超过阈值电压(例如，最大电压)时，初级过电压保护被触发。电路可以包括各种反馈控制电路120。举例来说，电路包括光电耦合器114、脉冲变压器和/或负载开关110的栅极端。
次级侧控制电路106接收电源电压(Vcc)与转换器输出电压(Vout)，并且响应于负载开关110的故障状况(其对应于跨越负载开关110的电压降超过阈值电压)而激活在次级侧上的电路(例如，反馈控制电路120)。如先前所述，当负载开关110的故障状况出现时，次级侧控制电路106可能无法断开负载开关110。在各种实施例中，响应于负载开关110的故障状况，从次级侧到初级侧的反馈117用于保护负载开关110以及负载电路免受因负载开关110的漏极栅极短路所致的损坏。次级侧控制电路106可以监测并且识别跨越负载开关110的电压降超过阈值电压。在各种实施例中，识别另外包括电压降超过阈值电压达大于阈值时间周期。
响应于负载开关110的故障状况，次级侧控制电路106激活在次级侧上的电路以将反馈提供到初级侧。举例来说，电路引起初级侧控制电路104限制电源转换器能够供电的范围。次级侧控制电路106通过提供栅极电压来激活电路。举例来说，次级侧控制电路106将电路耦合到接地，因此通过指示较低电源模式的电流电平来驱动电路。在各种实施例中，电路可以包括光电耦合器114。
响应于控制信号(例如，改变的光学信号)，初级侧控制电路104在低于电源转换器的先前操作模式的电源模式处操作。作为一个例子，在负载开关110的故障状况期间的较低电源模式可以涉及2V到3V的电源电压，并且提供到负载112的输出电压为较低阈值电压(并且低于空的电池的电压)。因此，穿过负载开关110的电流被降低并且可以降到零。
在其他具体例子实施例中，电源转换器是可以将多个输出电压提供到负载的多输出电压转换器(例如，适配器)。举例来说，电源转换器将电源电压提供为基于从负载112到次级侧控制电路106(例如，在次级侧上的USB电源输送控制器电路)的反馈119而选择的多个电压中的一个，这可以引起从次级侧到初级侧的反馈117。举例来说，在到负载开关110的输入处的电压被控制为设定点电压值。当出现故障状况时，负载开关110在断开模式中操作(例如，负载开关是打开的)，这引起电源电压的增大且通过次级侧控制电路106检测。虽然实施例不限于此，但是在一些实施例中当负载开关110被阻断时特定故障状况可能并不引起电源电压(Vcc)的增大(例如，当其中负载开关110是打开的超温状况时，电源电压可能并不改变)。作为响应，减少在初级侧处的电源并且主动地释放输出电压(例如，释放接近零)。电路(例如，光电耦合器114)响应于另一故障状况或改变的设定点电压的指示而改变控制信号，并且引起初级侧控制电路104限制隔离式电源转换器供电的范围(与多个电压中的哪一个被选择无关)。
举例来说，次级侧控制电路106是从负载112接收控制信号的电源输送控制器电路的一部分。电源转换器经由初级侧控制电路104将电源电压(Vcc)提供为多个电压中的一个，所述多个电压中的一个是基于从负载112到初级侧控制电路104的反馈119而选择的，所述负载112改变了被提供为反馈117的控制信号。
根据多个实施例，电源转换器可以响应于对应于在次级侧控制电路106处电源电压(Vcc)的突然有效地断开的另一故障状况。当对应于电源电压的有效地突然断开的故障状况(在次级侧上的USB电源输送控制器电路处)出现时，次级侧控制电路106使用在次级侧上的另一电源电压将负载开关110切换到断开模式中。举例来说，当负载开关110在接通模式和/或断开模式中时在次级侧上的电路(例如，经由光电插脚或负载开关110的栅极端的光电耦合器114)汲取电源，并且所汲取的电源由次级侧控制电路106使用以响应于电源电压的断开而将负载开关110切换到断开模式中。
在接通模式期间并且响应于对应于在次级侧控制电路106处有效地从电源电压断开的故障状况，另一电压源是由从另一节点中汲取电源的电路提供的，并且所汲取的电源(例如，额外的电源电压)用于将负载开关110切换到断开模式中。在各种实施例中，其它节点包括在接通模式期间充电的充电节点。在一些实施例中，光电耦合器114汲取其存在与负载开关的模式无关的额外的电源(例如，经由光电插脚的光电电压)。在其它实施例中，当电源电压存在时，电路汲取电源以提供额外的次级侧电源。举例来说，电路在负载开关110的接通模式期间通过栅电压驱动负载开关110的栅极端。举例来说，另一节点(例如，充电节点)是负载开关110的栅极端和/或充电的光电插脚(例如，与负载开关110的模式无关的充电器)，并且次级侧控制电路106从充电节点汲取电源(例如，电流)且当在次级侧控制电路106处电源电压被断开时使用所汲取的电源来断开负载开关110。举例来说，光电插脚可以经由光电耦合器114的光电二极管从次级电压线路中汲取电源电流，并且串联电阻器和/或负载开关110的栅极可以输送电荷。另外，光电插脚可以汲取连续电流，而负载开关110的栅极插脚可以供应临时电流一段时间。在各种实施例中，当除了光电耦合器114之外的机构用于提供反馈时或当在光电插脚处的电压并不用于提供另一电压源时，负载开关110的栅极电压用于在次级侧上提供另一电压源。在断开模式中，栅极电压相对于接通模式较低。然而，当负载开关110已经在断开模式中时，并不使用栅电压来断开负载开关110。相反的，当负载开关110接通时，栅电压可用于当电源电压在次级侧控制电路106处断开时断开负载开关110。
图2A根据本发明示出电源转换器的例子。
在各种实施例中，在初级侧处连接反激式转换器，然而根据本发明的实施例并不限于此，并且可以使用多种不同的电源隔离式拓朴结构或无电源隔离的电源转换器。在电源转换器的初级侧上的输入电源被转换且被提供为在电源转换器的次级侧上的节点处的电源电压(Vcc)。在次级侧处，次级侧控制电路232用于将反馈提供到初级侧。当电源电压从次级侧控制电路232断开(例如，次级侧控制电路232的VCC插脚238不连接)时，次级侧控制电路232并不具有电源以驱动反馈。在各种实施例中，光电耦合器236-1、236-2用于与初级侧连通以提供反馈。初级侧控制电路230可以在不知晓负载所需要的输出电压的情况下输送电源到输出。当初级侧控制电路230在未意识到何时电压足够高的情况下输送电源到负载时，初级侧继续提供电源直至触发初级过电压保护且停止隔离式电源转换器。如结合图2B进一步描述，次级侧控制电路232和初级侧控制电路230可包括多个不同的可商购的控制器，所述控制器可如本文中由各种附图所示与反馈一起使用。
如图2A所示，负载开关234在输出处使用以控制到负载的输出电源。在一些实施例中，当不存在内部电源来断开负载开关234时，由于在栅极端与源极端之间的负载开关234处的电阻可以断开负载开关234。一般而言，这一电阻器是高阻的，这是因为栅极电压是由充电泵产生的且低阻的电阻器增大了损失。如上文所述，当次级侧控制电路232是不可操作的和/或在无内部电源断开负载开关234的情况下在启动状态中时，由于负载开关234的栅极与源极之间的电阻器可以断开负载开关234。
为了与电阻相比较快的断开负载开关234，次级侧控制电路232中的电路用于控制负载开关234。然而，在负载开关234的故障状况期间，次级侧控制电路232可能无法控制负载开关234。如先前描述，负载开关234的故障状况由监测跨越负载开关234的电压降的次级侧控制电路232检测到。响应于电压降超过阈值，光电耦合器236-1、236-2(或在各种实施例中的其它电路)提供反馈到初级侧以从当前/先前电源模式中降低电源转换器的电源模式。
光电耦合器236-1和236-2可以经由光电插脚240将反馈提供到初级侧。如所示，光电耦合器236-1、236-2耦合到初级侧(例如，部分236-1)和次级侧(例如，另一部分236-2)且用于提供反馈到初级侧，例如，用于基础电源控制。在具体实施例中，耦合到次级侧控制电路232的光电耦合器236-1、236-2的部分236-2是基于施加到其上的电流发光的二极管或包括这种二极管。次级侧控制电路232基于电源电压(来自负载开关234的输入或输出)与设定点电压的比较将电流施加到光电耦合器(例如，部分236-2)以将反馈提供到初级侧(并且提供基础电源控制)。耦合到初级侧控制电路230的光电耦合器236-1、236-2的另一部分236-1是光敏感的且检测来自二极管的光(例如，作为控制信号用于基础电源控制和/或其它反馈)的晶体管或包括这类晶体管。举例来说，亮光可以指示测量最大电压(例如，减小电源)并且不太亮的光可以指示输出电源是良好的。
为了与电阻相比较快断开负载开关234并且响应于对应于突然断开电源电压的另一故障状况，当电源电压存在时次级侧上的电路(例如，对应于光电耦合器236-1、236-2和/或负载开关234的栅极电压的光电插脚240汲取电源。这种汲取的电源用于通过次级侧控制电路232断开负载开关234。一般而言，次级侧上的所有电路都经由VCC插脚238供应电源。当此插脚未连接时，使用所汲取的电源(例如，光电电压或栅极电压)。作为额外的次级侧电源的这种汲取的电源是从电源电压汲取的且在电源电压断开时使用。在一些实施例中，汲取电源的电路是负载开关234的栅极端。在其它实施例中，且光电耦合器236-1、236-2经由光电插脚240汲取电源。
如先前描述，可使用多个不同的可商购的控制器实施初级侧和次级侧控制电路。可商购的初级侧控制电路的例子包括TEA1836T GreenChip模切换式电源(SMPS)初级侧控制集成电路和TEA1936T GreenChip SMPS初级侧控制集成电路，两者皆购自恩智浦半导体(NXP Semiconductors)N.V。图2B根据本发明示出次级侧控制电路的例子，例如，为通用串行总线(USB)-电源输送(USB-PD)C型控制器的可商购的次级侧控制电路。然而，实施例不限于此且可包括如本文所述的提供从次级侧到初级侧的反馈的各种不同的可商购的控制器。
在各种具体实施例中，次级侧控制电路(例如，图2B示出的控制电路)是USB-PD C型和具有高度集成层级且接近全数字绝对最少外部组件的其它协议控制器。次级侧控制电路可以驱动N型金属氧化物半导体场效应开关(NMOS)负载开关且可以实现具有负载范围上的效率的高电源密度SMPS。当结合初级侧控制电路应用时，例子次级侧控制电路可以满足CoC Tier-2、EuP lot 6、DOE v6能效需求规定。另外，次级侧控制电路可以并入用于交流到直流SMPS适配器的C型USB-PD协议的全部集合。例子协议支持包括符合BMC通信的USB-PD C型、其它私有协议支持(例如，快速充电3.0)、CV和CC控件(4级可编程)、宽VCC操作范围(例如，3.2V至20V)、直接地驱动外部隔离N-MOSFET的SW插脚，及其组合。
如图2B所示，次级侧控制电路可包括微控制器，所述微控制器包括存储器和地址/数据控制电路。然而，根据本发明的实施例并不限于如图2B所示的次级侧控制电路的具体例子，并且可以包括多种控制电路。光电耦合器经由光电插脚耦合到次级侧控制电路。如先前描述，次级侧控制电路使用光电耦合器来将反馈提供到初级侧。举例来说，次级侧控制电路使用光电插脚用(改变的)电流驱动光电耦合器。电流改变光电耦合器的信号(例如，光电耦合器的二极管的光学信号)，所述信号由耦合到初级侧控制电路的光电耦合器的晶体管感测(且用于改变转换器电源)。
在一些具体实施例中，次级侧控制电路的开关插脚(SW插脚)可用驱动外部负载开关(NMOS)，所述外部负载开关启用或停用Vbus上的输出电源。当输出电压减少或C型电缆脱离时，次级侧控制电路的放电插脚(DISCH插脚)可允许输出电压以可控的方式释放到USB-PD协议所需要的电压电平。另外，可通过次级侧控制电路的充电泵来产生栅极电压。
在其它相关的具体实施例中，次级侧控制电路可以提供各种保护，例如，超温保护(OTP)、自适应过压保护(OVP)、短路保护(SCP)，和/或欠压锁定(UVLO)保护。其它例子保护包括过流保护(OCP)、断开接地端保护、Vcc到SW短路保护、断开Vcc检测，以及CC1/CC2到Vout短路保护。
在一些相关的具体实施例中，次级侧控制电路可包括各种其它插脚。如先前描述，次级侧控制电路的DISCH插脚可用于以可控的方式释放输出电压到USB-PD协议所需要的电压电平。VCC插脚用于对次级侧控制电路供电。在各种实施例中，响应于VCC的突然断开，使用另一电压源(例如，经由SW插脚的负载开关的栅极电压或在光电插脚上的电压)。如先前描述，外部负载开关由次级侧控制电路控制。如本领域的技术人员将了解，插脚SCL(例如，I2C总线串行时钟输入/输出)和SDA(例如，I2C总线串行数据输入/输出)为内置集成电路(I2C)(例如，I2C块)的常规插脚。另外，如本领域的技术人员将了解，插脚CC1(例如，C型CC1线路检测)、CC2(例如，C型CC2线路检测)、DP(例如，USB DP输入)和DM(例如，USB DM输入)为USB(例如，USB块)的常规插脚。CC2和CC2插脚可用于插头附接/脱离检测。DP和DM插脚可用于质量控制(例如，QC块到USB I2C适配器(主/从))。举例来说，DP和DM插脚可用于支持私有协议和电池充电器1.2规范。如本领域的技术人员所可能了解，SGND插脚包括感测接地插脚并且GND包括接地插脚。
在多个具体实施例中，次级侧控制电路可以监测各种故障状况。举例来说，例子次级侧控制电路的VSNS插脚用于感测输入电压(例如，在节点处指示到负载开关的电压输入的电源电压)。次级侧控制电路的ISENSE插脚可用于感测输入电流(例如，在节点处指示到负载开关的电流输入的电流)。举例来说，ISENSE插脚可用于CC模式、电缆补偿和OCP。如先前描述，可通过VCC与输出电压之间的电压差来监测负载开关的故障状况(例如，经由DISCH插脚和/或在结合外部电流限制电阻器的DISCH插脚上的电容)。
在各种具体实施例中，初级侧控制电路可用于切换模式电源。举例来说，所使用的初级侧控制电路在反激式拓扑结构中可为有益的，所述反激式拓扑结构或者独立使用或者与在次级侧处的USB-PD控制器(例如，图2B所示出的)一起使用。内置格林函数在全部电源电平处提供良好的效率。初级侧控制电路当与USB-PD次级侧控制器一起使用时可与越过在恒定电压(CV)模式中的5V到20V的宽输出范围的多输出电压应用兼容。在多个具体实施例中，初级侧控制电路和次级侧控制电路还支持低至3V的恒定电流(CC)模式操作。
在具体实施例中，在高电源电平处，初级侧控制电路以半共振(QR)模式操作。在较低电源电平处，初级侧控制电路切换到频率降低(FR)模式或不连续传导模式(DCM)且限制峰值电流到最低水平。波谷切换用于所有操作模式中。
在较低电源电平处，初级侧控制电路可使用突发模式调节输出电源。已集成特定光电电流减少调节，所述调节将在所有模式中的平均光电电流减少到最低水平。这种减少确保在低电源处的效率和优良的非负载电源性能。因为在这种模式中的切换频率大于25kHz并且突发重复率被调节到较低值，所以可听噪声降至最低。在突发模式的非切换阶段期间，内部IC电源电流降至最低以用于进一步效率优化。
初级侧控制电路可以包括精确的过电源保护(OPP)。如果输出短路，那么系统切换到低电源模式。输出电流则被限制到较低水平。例子初级侧控制电路可使用最小数量的外部组件来实现低成本、有效且可靠的供电，所述供电包括支持电源要求达75W的多输出电压。
在多个具体实施例中，初级侧控制电路的特征可包括支持多输出电压应用的SMPS控制器IC、宽输出范围(CV模式中的5V到20V和CC模式中的3V到20V)，和/或自适应双重供电以用于整个输出电压范围的效率。替代地和/或另外，通过使用根据各种实施例的初级侧控制电路，可实现集成的高电压启动和X-电容器放电、在启动期间的连续的Vcc调节和经由HV插脚的保护以及集成的软启动。其它通用特征可包括允许最小Vcc电容值、启用低非负载电源(在5V输出时20mW)的减小光电电流以及从0到满负载的快速瞬态响应。另外，初级侧控制电路在正常操作期间可以提供较低电源电流(例如，0.6mA而无负载)且在非切换状态期间以突发模式提供较低电源电流(例如，0.2mA)。
在相关的具体实施例中，初级侧控制电路的保护特征可包括用于系统故障状况的补偿电源电压的过电源保护(OPP)、过温保护(OTP)、集成的过电源超时，以及集成的重启计时器。额外的保护特征可包括精确的过压保护(OVP)、用于安全重启保护的通用输入端；与系统过温保护(OTP)一起使用，驱动器最大化工作时间保护，以及插电保护和拔电保护。
图3根据本发明示出电源转换器的例子。更确切地说，图3示出电源转换器的次级侧，所述电源转换器的次级侧响应于负载开关356的漏极栅极短路而将反馈提供到初级侧350。在各种实施例中，负载开关356是NMOS。
在正常操作中，跨越负载开关356的电压降低于阈值电压。在最大电流处的典型的电压降可以为100mV。响应于负载开关356的故障状况(其中漏极栅极短路出现)，负载开关356充当源极跟随器并且跨越负载开关356的电压降增大到阈值电压值或更高。举例来说，逻辑电平场效应晶体管(FET)的阈值电压为1V。超过阈值电压的电压降(例如，200mv与1V之间的检测范围)是通过次级侧控制电路354来检测的。响应于检测，次级侧控制电路354激活电路以将反馈提供到初级侧。举例来说，被激活的电路为光电耦合器352-1、352-2且次级侧控制电路354通过拉动光电插脚接地来增大穿过光电耦合器352的电流。如本文进一步描述，响应于所增加的光电电流，光电耦合器352-1、352-2将控制信号提供到初级侧(例如，由光电耦合器的部分352-2提供的改变的信号被耦合到初级侧控制电路的光电耦合器的部分352-1感测到)以引起操作的较低电源模式。
在各种实施例中，响应于检测和在接通模式中的负载开关356，次级侧控制电路354启动计时器。举例来说，次级侧控制电路354包括响应于启动而计数时间的计时器电路359。当在以有限的输出电流供应栅电荷的充电泵的预定时间中负载开关356变为接通模式时计时器减缓切换到操作的低电源模式。典型时间可以是100ms。如果电压降高于阈值电压达大于阈值时间周期，那么次级侧控制电路354激活电路以将反馈提供到初级侧350并且引起操作的较低电源模式。
在各种实施例中，在次级侧处触发负载开关故障状况保护。举例来说，控制信号经由电路触发并且输出到初级侧控制电路。控制信号通过光电耦合器352-1、352-2提供。光电耦合器352-1、352-2经由电源电压(Vcc)供电。然而，实施例不限于此。在一些实施例中，控制信号经由其它机构提供到初级侧，例如，脉冲变压器或主变压器。
在各种实施例中，光电耦合器352-1、352-2(例如，部分352-2)通过电流被驱动，所述电流被馈送回到初级侧控制电路并且促使操作的较低电源模式。在操作的较低电源模式期间，输出电压减小到其中光电耦合器352-1、352-2通过以具有栅极电压(例如，2V与3V之间的Vcc电压和2mA的光电耦合器电流)的NMOS向下拉动光电插脚传导电流的层级。举例来说，光电插脚可以耦合到接地以用对应于操作的较低电源模式的电流电平驱动光电耦合器351-1、352-2。
在各种实施例中，如果通过从电源中移除转换器(例如，充电器或适配器)电源电压下降到零，那么漏极栅极短路锁存器的重置发生。通电重置信号随后重置锁存器。
图4根据本发明示出电源转换器的例子。在各种实施例中，负载开关476是P型MOS(PMOS)负载开关。负载开关476的漏极栅极短路通过确定跨越负载开关476的电压降大于阈值电压达大于阈值时间周期而检测到。
PMOS负载开关的拓朴结构在功能上等同于NMOS负载开关，但是可能并不使用充电泵以用于将PMOS负载开关旋转到接通模式并且漏极和电源连接调换。
在各种实施例中，负载开关漏极栅极短路保护的Vout测量值与放电功能的输出电压测量值组合。放电功能用于多输出电压转换器并且在充电器从高输出电压变为较低输出电压时被触发。放电功能包括经由内部储集电流排放电容器和将耗散保持在集成电路(IC)封装(例如，芯片)外部的外部电阻器。对于输出电压的测量，周期性地停用储集电流以用于在无电阻器上的电压降的情况下的精确的输出电压测量。
响应于故障状况，控制信号经由次级侧上的电路产生并且输出到转换器的初级侧控制电路。举例来说，次级侧控制电路474响应于故障状况而激活电路。在各种实施例中，负载开关476的故障状况响应于电压降超过阈值电压达大于阈值时间周期(如先前所述使用计时器电路480确定)而出现。在各种实施例中，控制信号通过光电耦合器472-1、472-2提供。光电耦合器472-1、472-2经由电源电压供电。初级侧控制电路接收控制信号，并且作为响应而限制用于将电源电压提供到次级侧的电源。然而，实施例不限于此。在一些实施例中，控制信号经由其它机构提供到初级侧470，例如，主变压器的脉冲变压器。在各种实施例中有限电源供应足以减小输出电流以及负载开关耗散而同时继续对光电耦合器472-1、472-2以及次级侧控制电路474供电。举例来说，减小电源电压引起转换器输出电压为低于电源电压的阈值并且穿过负载开关的电流下降到零。因此，VCC电源电压也降低，但是降低到其中光电耦合器472-1、472-2仍然可以导电且次级侧控制电路474可以向下拉动光电插脚的层级(例如，通过足够的栅极电压，例如2V与3V之间的电压)。
如先前描述，本文中提供的图示出具有电源隔离的电源转换器的例子，例如，反激式转换器。然而，实施例不限于具有电源隔离的电源转换器，并且可以包括没有电源隔离的电源转换器。举例来说，根据本发明的电源转换器可以包括并不具有电源隔离的升压电源转换器和降压电源转换器。无电源隔离的电源转换器的控制器电路包括控制电路，所述控制电路包括初级侧控制电路和次级侧控制电路的功能(例如，具有初级侧控制电路和次级侧控制电路两者的单个控制电路)并且提供电源控制以及响应于负载开关的故障状况。
如可能了解的，图3和图4示出转换器的部分但并不示出所有转换器功能，例如反激式转换器的功能。在电源电压在次级侧电路有效地断开时，出于对过电压保护的说明性目的提供此说明。
如在本文中(例如图1A到图1B)所示且描述的电源转换器可用于执行各种方法。在各种实施例中，方法包括在电源转换器的次级侧上的节点处提供电源电压，其中电源电压是基于从负载到控制器电路(例如，次级侧控制电路和/或无电源隔离的电源转换器的控制电路)的反馈而选择的多个电压中的一个。在节点处接收电源电压并且沿着从节点到负载的电流路径传递电源电压。响应于在控制电路处电源电压的存在，方法包括控制负载开关在接通模式中操作，在所述接通模式中电流路径用于将电流提供到负载。并且，响应于对应于跨越负载开关的电压降超过阈值电压达大于阈值时间周期的时间的故障状况，方法包括将控制信号提供到控制电路(例如，初级侧控制电路和/或无电源隔离的电源转换器的控制电路)以限制电源转换器能够供电以用于提供电源电压的范围。在各种实施例中，响应于控制信号，电源转换器在电源模式中操作，所述电源模式响应于控制信号而提供低于多个电压的电源电压。
如先前所述，电源转换器可以包括电源隔离或并不包括电源隔离。具有电源隔离的电源转换器包括初级侧控制电路和次级侧控制电路。无电源隔离的电源转换器包括提供电源控制且响应于负载开关的故障状况的控制器电路(例如，它包括初级侧控制电路和次级侧控制电路两者和/或它的功能)。另外，具体控制电路并不限于本文中的图所示的，且可以包括多种初级侧控制电路和次级侧控制电路。初级侧控制电路和次级侧控制电路可以使用如本文所述的提供从次级侧到初级侧的反馈的多个不同的可商购的控制器和/或用于无电源隔离的电源转换器的控制器来实施。
例证取向的术语，例如上部/下部、左方/右方、顶部/底部和以上/以下等，在本文可用于指代如附图中示出的元件的相对位置。应理解，术语仅用于方便标记且在实际使用中，所公开的结构可不同于在附图中示出的取向来定向。因此，术语不应以限制性的方式解释。
出于本文档的目的，将应用于以下术语和定义：电源转换器是指电路或包括电路，所述电路被配置成将电源输送到包括两侧的负载；较低电源模式是指电源转换器的操作模式或包括电源转换器的操作模式，其中输出电源低于在对应于基于来自负载的反馈而选择的一个或多个电压的其它电源模式(例如，较高电源模式)中操作的电源转换器的输出电源；然而，较低电源模式可能并不低于电源转换器的所有模式，例如，没有负载或待用模式，其中输出电源低于低电源模式；负载开关的故障状况是指负载开关的漏极栅极短路或包括负载开关的漏极栅极短路；负载开关是指允许或阻断到负载的电流路径的电路或包括允许或阻断到负载的电流路径的电路；电源电压(Vcc)是指在次级侧上的节点处所接收的电压或包括在次级侧上的节点处所接收的电压；转换器输出电压(Vout)是指提供到负载的电压或包括提供到负载的电压；负载是指消耗电源的装置或组件或包括消耗电源的装置或组件；负载电路是指从设备汲取电源的电路或包括从设备汲取电源的电路；电压降是指负载开关的输入与负载开关的输出之间的电压差或包括负载开关的输入与负载开关的输出之间的电压差；USB电源输送控制器电路是指被配置成使用USB连接处理电源的电路或包括被配置成使用USB连接处理电源的电路；等等。
除非另外指明，否则本领域的技术人员应认识到如在本说明书(包括权利要求)中所使用的各种术语意味着本领域中的平常含义。举例来说，本说明书描述和/或示出可用于借助于可示出为各种电路或使用术语(例如，块、模块、装置、系统、单元、控制器和/或其它电路型描绘(例如，图1A、图1B和图2的参考标号106和238/230描绘本文所述的块/模块))实施所主张的公开内容的方面。这些电路与其它元件一起使用以例证可在形式或结构、步骤、功能、操作、活动等中如何实行某些实施例。举例来说，在以上所论述的实施例中的一些中，在此背景下的一个或多个所示出的物件表示被配置且布置用于实施这些操作/活动的电路(例如，离散逻辑电路或(半)可编程电路)，如可以图3和图4中所示出的方法实行。在某些实施例中，这些所示出的物件表示一个或多个计算机电路(例如，微型计算机或其它CPU)，所述计算机电路被理解为包括存储器电路，所述存储器电路存储代码(被执行为一个指令集/多个指令集的程序)以用于执行基础算法(例如，接收Vcc和Vout、控制负载开关、响应于故障状况激活电路)或如图3和图4中所描述的更加复杂的过程/演算法以执行相关步骤、功能、操作、活动等。本说明书还可以参考并不意味着结构的任何属性的形容词(在“第一光电耦合器”和“第二光电耦合器”的情况中，形容词仅用于英语先行词来区分一个此类似命名的结构与另一个类似命名的结构(例如，“第一光电耦合器”被解释为“光电耦合器”))。另一方面，本说明书可以参考意图意味着结构(例如，初级侧控制电路)的属性的形容词，在此情况下形容词(例如，控制)是指所提及的结构(例如，电路)的至少一部分被配置成具有该属性/执行该属性(例如，控制电路是指电路的至少一部分包括控制的属性/执行控制的属性)。
基于以上论述和说明，本领域的技术人员将易于认识到，可对各种实施例作出各种修改和变化而无需严格地遵循本文中所示出并描述的示例性实施例和应用。举例来说，如图式中例示的方法可涉及以各种次序执行的步骤，其中保持本文的实施例的一个或多个方面，或可涉及更少或更多步骤。举例来说，电源转换器可以包含多个光电耦合器，所述多个光电耦合器被配置成在负载开关的故障状况以及另一故障状况期间都提供反馈。此类修改并不脱离本发明的各种方面的真实精神和范围，包括在权利要求书中阐述的方面。

Claims (10)

1.一种用于将电源输送到负载的设备，其特征在于，所述负载具有被配置成从所述设备中汲取电源的负载电路，所述设备包括：
电源转换器，其被配置并布置成将在所述电源转换器的初级侧处的输入电源转换成输出电源并且转换成在所述电源转换器的次级侧上的节点处的电源电压；
在所述电源转换器的所述初级侧上，初级侧控制电路被配置且布置成限制所述电源转换器能够供电以用于提供在所述电源转换器的输出处的所述电源电压的范围；
在所述电源转换器的所述次级侧上，负载开关沿着所述节点与所述负载之间的电流路径被配置且布置，所述负载具有被配置成从所述设备中汲取电源的所述负载电路；
在所述电源转换器的所述次级侧上，次级侧控制电路被配置并布置成接收所述电源电压和转换器输出电压，并且控制所述负载开关在接通模式中操作，在接通模式中所述电流路径用于将电流提供到所述负载，并且响应于对应于跨越所述负载开关的电压降超过阈值电压的故障状况，激活所述次级侧上的电路；以及
包括所述电路的所述电源转换器的所述次级侧，所述电路被配置且布置成响应于跨越所述负载开关的所述电压降超过所述阈值电压的所述故障状况使得所述初级侧控制电路限制所述电源转换器能够供电的范围。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述次级侧控制电路被配置并布置成响应于跨越所述负载开关的所述电压降超过所述阈值电压达大于阈值时间周期而激活所述电路。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述次级侧控制电路被配置并布置成监测跨越所述负载开关的所述电压降，方法是检测在所述次级侧处的所述电源电压与所述转换器输出电压之间的差异或者检测在所述次级侧处的所述电源电压与所述转换器输出电压以及放电功能的输出的组合之间的差异。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电源转换器并不具有电源隔离，所述电源转换包括控制器电路，所述控制器电路包括所述初级侧控制电路和所述次级侧控制电路并且被配置并布置成提供电源控制并且响应于所述负载开关的所述故障状况。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述次级侧控制电路另外包括被配置并布置成计数时间的计时器电路，并且所述次级侧控制电路另外被配置并布置成响应于所述负载开关的所述故障状况开始所述计时器电路的所述计数，并且响应于使用所述计时器电路跨越所述负载开关的所述电压降超过所述阈值电压达大于阈值时间周期而激活所述电路。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，响应于其中跨越所述负载开关的所述电压降超过所述阈值电压的所述负载开关的所述故障状况，所述电路被配置并布置成使得所述初级侧控制电路限制所述电源转换器能够供电的范围，方法是触发包括电流电平的控制信号，所述电流电平对应于低于在所述控制信号之前操作的所述电源转换器的所述电源转换器的电源模式。
7.一种用于将电源输送到负载的设备，其特征在于，所述负载具有被配置成从所述设备中汲取电源的负载电路，所述设备包括：
电源转换器，其被配置并布置成将在所述电源转换器的初级侧处的输入电源转换成输出电源并且转换成在所述电源转换器的次级侧上的节点处的电源电压；
在所述电源转换器的所述初级侧上，初级侧控制电路，其被配置且布置成限制所述电源转换器能够供电以用于提供所述电源电压的范围；
在所述电源转换器的所述次级侧上，负载开关，其沿着所述节点与所述负载之间的电流路径被配置且布置，所述负载具有被配置成从所述设备中汲取电源的电路；
在所述电源转换器的所述次级侧上，USB电源输送控制器电路，其被配置并布置成接收所述电源电压和转换器输出电压，并且控制所述负载开关在接通模式中操作，在接通模式中所述电流路径用于将电流提供到所述负载，并且响应于对应于跨越所述负载开关的电压降超过阈值电压的故障状况，激活所述次级侧上的电路；以及
包括所述电路的所述电源转换器的所述次级侧，所述电路被配置且布置成响应于跨越所述负载开关的所述电压降超过所述阈值电压的所述故障状况使得所述初级侧控制电路限制所述电源转换器能够供电的范围。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述USB电源输送控制器电路另外包括光电插脚，并且其中响应于所述负载开关的所述故障状况，所述电路被配置并布置成使得所述初级侧控制电路限制所述电源转换器能够供电的范围，方法是将所述光电插脚耦合到接地以通过电流电平驱动所述电路，所述电流电平对应于与先前电源模式相比的所述电源转换器的较低电源模式。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述USB电源输送控制器电路另外被配置并布置成进行以下操作：
通过检测所述电源电压与所述转换器输出电压之间的差异监测跨越所述负载开关的所述电压降；以及
响应于跨越所述负载开关的所述电压降超过所述阈值电压达大于阈值时间周期而激活所述电路。
10.一种方法，其特征在于，包括：
将在电源转换器的初级侧处的输入电源转换成输出电源并且在所述电源转换器的次级侧上的节点处提供电源电压，其中所述电源电压是基于从负载到控制电路的反馈选择的多个电压中的一个；
接收在所述节点处的所述电源电压并且沿着从所述节点到所述负载的电流路径传送所述电源电压；
响应于所述电源电压存在于所述控制电路处，控制负载开关在接通模式中操作，在所述接通模式中所述电流路径用于将电流提供到所述负载；以及
响应于对应于跨越所述负载开关的电压降超过阈值电压达大于阈值时间周期的故障状况，将控制信号提供到所述控制电路以限制所述电源转换器能够供电以用于提供所述电源电压的范围。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110858711A (zh) * 2018-08-22 2020-03-03 三星电子株式会社 通用串行总线接口中用于过压保护的电路和方法
CN110879319A (zh) * 2018-09-06 2020-03-13 英飞凌科技奥地利有限公司 利用次级侧整流电压感测的电压和电流保护
CN113285607A (zh) * 2021-05-20 2021-08-20 深圳慧能泰半导体科技有限公司 一种隔离电源电路、隔离电源的控制方法与隔离电源
CN113890394A (zh) * 2021-10-18 2022-01-04 瀚昕微电子(无锡)有限公司 电力转换器及其控制方法及usb pd充电器
CN115117857A (zh) * 2022-08-30 2022-09-27 深圳市康源半导体有限公司 供电管理集成电路及供电管理系统

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6838879B2 (ja) * 2016-07-13 2021-03-03 ローム株式会社 受電装置およびその制御回路、電子機器、給電システムの動作方法
TWI656722B (zh) * 2017-04-28 2019-04-11 偉詮電子股份有限公司 高壓充電控制方法、電源控制器、以及電源供應器
US10320301B2 (en) * 2017-09-15 2019-06-11 Semiconductor Components Industries, Llc Power converter responsive to device connection status
EP3462560B1 (en) * 2017-09-27 2021-05-12 Indielux UG (Haftungsbeschränkt) A method and system for determining and controlling an electricity feed to an electricity grid from a load side of an electric circuit
DE102017124301A1 (de) * 2017-10-18 2019-04-18 Infineon Technologies Austria Ag Spannungswandlerregler, Spannungsregler und entsprechende Verfahren
US10804790B2 (en) 2018-10-04 2020-10-13 Infineon Technologies Austria Ag Determining a target value for a signal indicating a current or a voltage through primary-side switch based on another signal indicating a current or a voltage through an auxiliary winding on a primary side of transformer
US11281272B2 (en) * 2019-03-09 2022-03-22 Diodes Incorporated Reducing standby power in a switch mode power supply
US11005431B2 (en) * 2019-04-03 2021-05-11 Analog Devices International Unlimited Company Power amplifier fault detector
TWI691844B (zh) * 2019-04-19 2020-04-21 通嘉科技股份有限公司 應用於電源轉換器的主控制器和從控制器之間的收發指令方法
US11736026B2 (en) * 2020-05-29 2023-08-22 Dialog Semiconductor Inc. Flyback converter with fast load transient detection
JP2023037688A (ja) * 2021-09-06 2023-03-16 キヤノン株式会社 情報処理装置、情報処理装置の制御方法、及びプログラム

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1806381A (zh) * 2003-06-18 2006-07-19 崇贸科技股份有限公司 在初级端pwm控制下具有恒定电压和恒定电流输出的反激式功率转换器
US20100157637A1 (en) * 2008-12-23 2010-06-24 Industrial Technology Research Institute Green-energy power generator for electrical discharge machine
CN103312176A (zh) * 2012-03-12 2013-09-18 凌力尔特公司 具有用于轻负载操作的休眠模式的隔离式回扫转换器
CN103490605A (zh) * 2013-10-12 2014-01-01 成都芯源系统有限公司 隔离式开关变换器及其控制器和控制方法
US20140218976A1 (en) * 2012-04-12 2014-08-07 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for regulating power conversion systems with output detection and synchronized rectifying mechanisms
CN104052290A (zh) * 2013-03-13 2014-09-17 戴乐格半导体公司 具有次级到初级消息传送的开关功率变换器
CN105099238A (zh) * 2013-08-16 2015-11-25 台湾快捷国际股份有限公司 控制功率转换器的同步整流器的方法以及控制电路

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5841313A (en) 1995-08-30 1998-11-24 Cherry Semiconductor Corporation Switch with programmable delay
US8374004B2 (en) * 2009-08-14 2013-02-12 Marvell World Trade Ltd. Isolated AC-DC converter with master controller on secondary side and slave controller on primary side
EP2717450B1 (en) * 2012-10-05 2016-12-28 Nxp B.V. Isolated switched-mode power supply
US9318963B2 (en) * 2013-03-13 2016-04-19 Dialog Semiconductor Inc. Switching power converter with secondary to primary messaging
US20140268914A1 (en) * 2013-03-18 2014-09-18 System General Corp. Method of controlling synchronous rectifier for power converter, control circuit, and power converter thereof
US9671465B2 (en) 2013-07-12 2017-06-06 Linear Technology Corporation Detecting faults in hot-swap applications
US9246396B2 (en) 2013-08-06 2016-01-26 Chicony Power Technology Co., Ltd. Power supplying device with low standby power consumption
US9906214B2 (en) 2014-09-22 2018-02-27 Infineon Technologies Americas Corp. Fault and short-circuit protected output driver

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1806381A (zh) * 2003-06-18 2006-07-19 崇贸科技股份有限公司 在初级端pwm控制下具有恒定电压和恒定电流输出的反激式功率转换器
US20100157637A1 (en) * 2008-12-23 2010-06-24 Industrial Technology Research Institute Green-energy power generator for electrical discharge machine
CN103312176A (zh) * 2012-03-12 2013-09-18 凌力尔特公司 具有用于轻负载操作的休眠模式的隔离式回扫转换器
US20140218976A1 (en) * 2012-04-12 2014-08-07 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for regulating power conversion systems with output detection and synchronized rectifying mechanisms
CN104052290A (zh) * 2013-03-13 2014-09-17 戴乐格半导体公司 具有次级到初级消息传送的开关功率变换器
CN105099238A (zh) * 2013-08-16 2015-11-25 台湾快捷国际股份有限公司 控制功率转换器的同步整流器的方法以及控制电路
CN103490605A (zh) * 2013-10-12 2014-01-01 成都芯源系统有限公司 隔离式开关变换器及其控制器和控制方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110858711A (zh) * 2018-08-22 2020-03-03 三星电子株式会社 通用串行总线接口中用于过压保护的电路和方法
CN110879319A (zh) * 2018-09-06 2020-03-13 英飞凌科技奥地利有限公司 利用次级侧整流电压感测的电压和电流保护
CN110879319B (zh) * 2018-09-06 2024-05-14 英飞凌科技奥地利有限公司 利用次级侧整流电压感测的电压和电流保护
CN113285607A (zh) * 2021-05-20 2021-08-20 深圳慧能泰半导体科技有限公司 一种隔离电源电路、隔离电源的控制方法与隔离电源
CN113890394A (zh) * 2021-10-18 2022-01-04 瀚昕微电子(无锡)有限公司 电力转换器及其控制方法及usb pd充电器
CN113890394B (zh) * 2021-10-18 2022-07-26 瀚昕微电子(无锡)有限公司 电力转换器及其控制方法及usb pd充电器
CN115117857A (zh) * 2022-08-30 2022-09-27 深圳市康源半导体有限公司 供电管理集成电路及供电管理系统

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