CN112003465B - 具有用于反馈和故障检测的单个隔离装置的电源 - Google Patents

具有用于反馈和故障检测的单个隔离装置的电源 Download PDF

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Abstract

根据本公开的一些方面，公开了隔离式电源和相应的控制方法。示例性隔离式电源包括变压器、耦合到变压器的至少一个功率开关、控制器、输出端子以及耦合到输出端子以感测输出电压并将感测到的输出电压与电压参考进行比较的反馈电路。该电源包括故障检测电路以感测输出电压，将感测到的输出电压与故障参考进行比较，并且当感测到的输出电压超过故障参考时修改反馈信号。该电源还包括耦合在反馈电路和控制器之间的单个隔离装置。该控制器是可操作的以基于反馈信号来控制功率开关，并且当反馈信号的转换速率超过故障阈值转换速率值时检测为故障状态。

Description

具有用于反馈和故障检测的单个隔离装置的电源
本申请为申请日为2016年12月02日，申请号为201611097378.3，发明名称为“具有用于反馈和故障检测的单个隔离装置的电源”的申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及具有用于反馈和故障检测的单个隔离装置的隔离式电源以及相应的控制方法。
背景技术
本部分提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。
AC-DC电源通常包括两级转换器：功率因数校正(PFC)级前端以实现期望的功率因数；和DC-DC转换器级以实现隔离和降压功能。控制这两个转换器的传统方法需要两个数字信号处理器(DSP)，其中一个DSP控制每个级。另外，典型地使用两个隔离装置。一个隔离装置用于从DC-DC转换器的次级侧到初级侧的反馈控制，而第二隔离装置用于故障检测和保护。
发明内容
本部分提供本公开的一般概述，并且不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
根据本公开的一个方面，一种隔离式电源包括：具有初级绕组和次级绕组的变压器；耦合到所述变压器的初级绕组的至少一个功率开关；耦合到所述功率开关以控制所述功率开关的操作的控制器；耦合到所述次级绕组以向负载提供输出电压的输出端子；以及反馈电路其耦合到所述输出端子，用于感测所述输出电压并将感测到的输出电压与电压参考进行比较以限定反馈信号。所述电源还包括故障检测电路，所述故障检测电路耦合在所述输出端子和所述反馈电路之间，用于感测所述输出电压，将感测到的输出电压与故障参考进行比较，并且当感测到的输出电压超过所述故障参考时修改所述反馈信号。所述电源还包括单个隔离装置，所述单个隔离装置耦合在所述反馈电路和所述控制器之间，用于向所述控制器提供所述反馈信号。所述控制器是可操作的以基于所述反馈信号控制所述功率开关，并且当所述反馈信号的转换速率(slew rate)超过故障阈值转换速率值时检测为故障状态。
优选地，所述电源不包括用于发动所述电源的软启动的外部电路。
优选地，所述反馈电路包括分路调节器。
根据本公开的另一方面，公开一种检测隔离式电源中的故障状态的方法。所述电源包括控制器、具有初级绕组和次级绕组的变压器、耦合到所述变压器的初级绕组的至少一个功率开关、耦合到所述次级绕组的输出端子、耦合到所述输出端子的反馈电路、耦合在所述输出端子和所述反馈电路之间的故障检测电路以及耦合在所述反馈电路和所述控制器之间的单个隔离装置。所述方法包括经由所述单个隔离装置将反馈信号传输给所述控制器。通过将在所述输出端子处感测到的输出电压与电压参考进行比较来限定所述反馈信号。所述方法还包括基于在所述控制器处接收到的所述反馈信号来控制所述功率开关的切换操作，当所述感测到的输出电压超过故障参考时修改经由所述单个隔离装置传输给所述控制器的所述反馈信号，以及当所述反馈信号的转换速率超过故障阈值转换速率值时检测为故障状态。
优选地，修改所述反馈信号包括通过使所述单个隔离装置饱和到高饱和状态或低饱和状态来增加所述反馈信号的转换速率，其中所述转换速率值可以是正转换速率值、负转换速率值或绝对转换速率值。
优选地，检测故障状态包括：周期性地对所述反馈信号进行采样；将当前反馈信号样本与先前的反馈信号样本进行比较；以及当所述当前反馈信号样本与所述先前的反馈信号样本之间的差超过所述故障阈值转换速率值时，确定为出现故障状态。
优选地，所述故障阈值转换速率值大于在所述输出电压的瞬态负载状态期间出现的所述反馈信号的转换速率。
根据本公开的另一方面，公开一种发动隔离式电源的软启动的方法。所述电源包括控制器、具有初级绕组和次级绕组的变压器、耦合到所述变压器的初级绕组的至少一个功率开关、输入端子、耦合到所述次级绕组的输出端子、耦合到所述输出端子的反馈电路以及耦合在所述反馈电路和所述控制器之间以向所述控制器提供反馈信号的至少一个隔离装置。所述方法包括当在所述电源的输入端子处检测到输入电压时初始化累加器值，并且周期性地将累加器变量与所述反馈信号的误差值进行比较。所述方法包括当所述累加器变量小于所述反馈信号的误差值时，基于所述累加器变量来控制所述功率开关的操作，并且在每个操作周期递增所述累加器变量。所述方法包括当所述反馈信号的误差值小于所述累加器变量时，基于所述反馈信号的误差值来控制所述功率开关的操作。
优选地，所述累加器值和所述误差值每个都指示所述功率开关的切换周期。
优选地，所述的方法还包括：将所述累加器值与最大周期值进行比较；以及当所述累加器值超过所述最大周期值时，停止所述累加器值的递增。
优选地，所述发动所述电源的软启动的方法不包括从外部电路接收任何软启动触发信号。
优选地，所述反馈电路包括分路调节器。
根据本文提供的描述，其他方面和应用领域将变得显而易见。应当理解，本公开的各个方面可以单独地或与一个或多个其他方面组合地实现。还应当理解，本文的描述和具体例子仅用于说明的目的，而不意图限制本公开的范围。
附图说明
本文描述的附图仅用于所选实施例的说明性目的，而不是所有可能的实施方式，并且不意图限制本公开的范围。
图1是根据本公开的一个实施例的示例性隔离式电源的框图。
图2是图1的隔离式电源的示例性电路图。
图3是图2的隔离式电源的反馈电路、故障检测电路和隔离装置的电路图。
图4A和4B是图1的隔离式电源的示例性反馈信号的线图。
图5A和5B是图1的隔离式电源中的示例性反馈信号采样的线图。
图6A和6B是在反馈信号增加期间的示例性反馈信号采样的线图。
图7是检测图1的隔离式电源中的故障状态的示例性方法的流程图。
图8是发动隔离式电源的软启动的示例性方法的流程图。
图9是包括用于发动隔离式电源的软启动的分路调节器的示例性反馈电路的电路图。
在附图的多个视图中，相应的附图标记表示相应的特征。
具体实施方式
现在将参照附图更全面地描述示例性实施例。
提供示例性实施例以使得本公开将是彻底的，并且将向本领域技术人员充分传达范围。诸如具体部件、装置和方法的例子的众多具体细节将被阐述，以提供对本公开的实施例的透彻理解。对于本领域技术人员显而易见的是，不需要采用具体细节，示例性实施例可以以许多不同的形式来实施，并且两者都不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施例中，不详细描述公知的处理、公知的装置结构和公知的技术。
本文所使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不意图是限制性的。除非上下文另有明确说明，否则如本文所使用的单数形式“一”、“一个”和“所述”也可意图包括复数形式。术语“具有”、“包含”和“具有”是包括性的，并且因此指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合的存在。本文所描述的方法步骤、处理和操作除非特别地被标识为执行的顺序，否则不应被解释为必须要求它们以所讨论或说明的特定顺序来执行。还应当理解，可以采用附加的或替代的步骤。
尽管本文中可以使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受限于这些术语。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区分开。当在本文中使用时，诸如“第一”、“第二”和其他数字术语的术语，除非上下文清楚地指示，否则不暗示序列或顺序。因此，在不脱离示例性实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分。
在本文中可以使用空间相对术语，例如“内”、“外”、“在…下方”、“在…下面”、“较低的”、“在…上方”、“较高的”等等，便于描述如图所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。空间相对术语可意图包括除了图中所示的方位之外的使用或操作中的装置的不同方位。例如，如果图中的装置翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件将被定向为在其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以包括上方和下方两个方位。装置可以另外定向(旋转90度或在其它取向)，并且本文使用的空间相对描述词被相应地解释。
根据本公开的一个示例性实施例的隔离式电源在图1中示出，并且总体上由附图标记100表示。如图1所示，该电源包括具有初级绕组104和次级绕组106的变压器102。功率开关108耦合到变压器102的初级绕组104，并且控制器110耦合到功率开关，以控制功率开关的操作。输出端子112耦合到次级绕组106，以向负载(未示出)提供输出电压。
如图1所示，隔离式电源100包括耦合到输出端子112的反馈电路114。反馈电路114感测输出端子112处的输出电压，并将感测到的输出电压与电压参考进行比较，以限定反馈信号。
隔离式电源100还包括耦合在输出端子112和反馈电路114之间的故障检测电路116。故障检测电路116感测输出端子112处的输出电压，并将感测到的输出电压与故障参考进行比较。当感测到的输出电压超过故障参考时，故障检测电路116修改反馈信号。
如图1所示，隔离式电源100包括耦合在反馈电路114和控制器110之间的单个隔离装置118。隔离装置118将反馈信号提供给控制器110。控制器110是可操作的以基于反馈信号来控制功率开关，并且当反馈信号的转换速率超过故障阈值转换速率值时检测为故障状态。
因此，单个隔离装置118可以为电源100提供反馈控制和故障保护。使用反馈信号的转换速率来指示故障状态可以允许使用单个隔离装置118对电源进行断开、复位、故障保护、锁存保护等。这可以减少对额外的故障检测隔离部件的需要，从而降低部件数量、电路复杂性、成本等。
可以通过来自隔离装置118的反馈信号的转换速率的陡度(例如，变化率、斜率等)来识别故障。例如，与故障状态相比，在正常运行状态和瞬态负载状态期间，反馈信号具有较慢的转换。在故障状态期间，反馈信号的转换速率值大于正常和瞬态操作状态期间的转换速率值，并且当转换速率值超过故障阈值时，控制器可以检测故障状态。因此，来自隔离装置118的反馈信号可在正常和瞬态操作状态期间用作反馈控制信号，同时还在故障出现时基于反馈信号的增加的转换速率值来识别故障状态。
控制器110可以是任何合适的控制器，包括微处理器、微控制器、集成电路、数字信号处理器等。控制器110可以是可操作的，以使用任何合适的硬件和/或软件实施方式来执行本文所述的示例性处理中的任一个。例如，控制器110可以执行计算机可执行指令，可以包括一个或多个逻辑门、控制电路等。
图2示出与图1的电源100类似的电源200的示例性电路图。电源200包括前端PFC电路和DC-DC转换器。前端PFC电路从电压源201(例如，经由输入端子等)接收交流(AC)输入电压。该输入电压在桥203处被整流以提供整流后电压(rect)。然后，使用PFC控制开关Q4，整流后电压(rect)被用于功率因数校正的PFC转换器级转换。PFC转换器级向DC-DC转换器级提供PFC电压输出V1。
DC-DC转换器级接收来自PFC转换器级的电压输出V1。DC-DC转换器级包括功率开关Q2和Q3以及变压器202。功率开关Q2和Q3耦合到变压器202的初级侧。变压器202的次级侧在电源200的输出端子212提供输出电压VOUT。
反馈电路214包括比较器X1和电压参考Vref。比较器X1将感测到的输出电压VOUT与电压参考Vref进行比较，以限定反馈控制信号。例如，电压参考Vref可以对应于期望的输出电压VOUT。反馈控制信号经由隔离装置218提供给控制器210。反馈控制信号被控制器210用来控制功率开关Q2和Q3，从而保持期望的输出电压VOUT。
故障检测电路216包括比较器X2和故障参考Vov_p。比较器X1将感测到的输出电压VOUT与故障参考Vov_p进行比较。例如，故障参考可以是指示不安全过电压状态的过电压参考。因此，当感测到的输出电压超过故障参考时，故障检测电路可以触发故障状态。
如图2所示，故障检测电路216包括故障开关Q1。当故障检测电路216检测到故障状态时(例如，当比较器X2确定检测到的输出电压VOUT超过故障参考Vov_p时等)，故障开关Q1被触发(例如，被比较器X2导通)。故障开关Q1耦合到反馈电路214和隔离装置218。故障开关Q1在被激活后通过调节反馈信号的转换速率来修改反馈信号。例如，当故障开关Q1被激活后，故障开关Q1可以通过使隔离装置218饱和(例如，到高饱和状态、低饱和状态等)而将反馈信号的转换速率增加到超过故障阈值转换速率。
隔离装置218将反馈信号Verr提供给控制器210。控制器210使用反馈信号Verr来控制功率开关Q2和Q3二者以维持期望的输出电压VOUT，并且当反馈信号Verr的转换速率值超过故障阈值时检测为故障状态。
如图2所示，单个控制器210用于控制PFC转换器级和DC-DC转换器级二者，但是其他实施例可以包括多个控制器。控制器210的PFC_CONTROL部感测整流后的输入电压(rect)和体电压V1，以通过调整PFC控制开关Q4的切换来成形和调节提供给DC-DC转换器级的电压V1。例如，控制器210可以基于感测到的电压(rect)和V1来调节开关Q4的占空比，调节开关Q4的频率等。
控制器210在电源200的初级侧。为了控制功率开关Q2和Q3以调节输出电压VOUT，控制器210需要来自电源的次级侧的反馈信号。反馈信号Verr被从隔离装置218提供给控制器210。例如，控制器210可以包括模数转换器(ADC)引脚，以对反馈信号Verr进行采样。在一些示例性实施例中，反馈信号Verr可以与脉冲宽度调制(PWM)转换器的占空比成比例，并且可以与谐振转换器的切换周期成比例。
控制器210基于反馈信号Verr控制功率开关Q2和Q3，以调节输出电压VOUT。例如，控制器210可以基于反馈信号Verr来调整功率开关Q2和Q3的占空比(例如，经由PWM控制信号)、功率开关Q2和Q3的切换频率等。
控制器210还可以基于反馈信号Verr的转换速率来监测故障检测。当反馈信号的转换速率值超过故障阈值时，控制器210可以停止电源200的操作(例如，通过停止功率开关Q2和Q3的操作，通过断开功率开关Q2和Q3等)。
图3示出图2中所示的电源200的反馈控制电路214和故障检测电路216的近视图。如上所述，反馈控制电路214的比较器X1将感测到的输出电压Vout与电压参考Vref1进行比较，以限定反馈信号。反馈信号经由隔离装置218作为Verr提供给控制器(在图3中未示出)。如图3所示，隔离装置是光耦合器，但是在其他示例性实施例中可以使用其他合适的隔离装置。
如上所述，故障检测电路216包括比较器X2，比较器X2将感测到的输出电压Vout与故障参考Vov_p进行比较。当感测到的输出电压Vout超过故障参考Vov_p时，该比较器激活故障开关Q1。因为故障开关Q1耦合到隔离装置218，故障开关Q1的激活使光耦合器的二极管饱和(例如，到高饱和状态，到低饱和状态等)。一旦光耦合器饱和，反馈信号Verr变低。因此，当检测到故障状态时(例如，当输出电压Vout超过过压保护参考等时)，故障检测电路216可修改反馈信号Verr。
仅仅出于说明的目的而包括图2和3中所示的示例性电路图和部件，并且应当显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用其他合适的电路和部件。例如，其它电源可以包括不同的PFC电路、不同的DC-DC转换器电路等。其他电源可以包括耦合到单个隔离装置的不同的反馈电路、不同的故障检测电路等。
图4A和4B示出在瞬态负载状态(图4A)和故障状态(图4B)期间变化的反馈信号变化率的比较。例如，图4A示出在18.4微秒的时间段期间反馈信号增加30.6mV。这导致在瞬态负载状态期间反馈信号的变化率为大约1.66mV/微秒。
图4B示出故障状态期间反馈信号的变化率。在该例子中，对于大约35.7mV/微秒的变化率，反馈信号电压在11.1微秒内下降398.2mV。因此，在故障状态期间反馈信号的转换速率比瞬态负载状态期间的转换速率大得多(例如，更陡，具有更大的斜率等)。
因此，控制器可以通过监测反馈信号的转换速率来确定何时出现了故障状态。当转换速率超过故障阈值时，高转换速率指示故障状态。转换速率故障阈值可以被选择为使得故障阈值高于在正常和瞬态负载状态期间出现的转换速率值，但低于在故障状态期间出现的转换速率(例如，当光耦合器饱和时等)。
在一些示例性实施例中，可以以指定的采样频率对反馈信号Verr进行采样，从而在每个采样时间产生采样值dig_Verr。为了检测反馈信号的转换速率，可以计算连续的样本之间的差。由于周期性采样，这可以消除转换速率计算的时间成分。例如，转换速率可以计算为Vslew＝dig_Verr_previous-dig_Verr_current。对于正的Vslew值，如果Vslew的值大，则表示Verr信号中存在快速、正的变化率。如果正Vslew值高于正故障阈值，则可以指示故障状态。对于负的Vslew值，如果Vslew的值是大的负值，则表示Verr信号中存在快速、负的变化率。如果负Vslew值低于负故障阈值，则可以指示故障状态。在一些实施例中，Vslew的绝对值可以用于确定故障状态。如果Vslew的绝对值大，则表示在Verr信号中存在快速的变化率。如果Vslew的绝对值超过故障阈值，则可以指示故障状态。
图5A和5B示出根据该方法的反馈信号Verr的示例性采样。如图5B所示，以5微秒间隔对反馈信号Verr进行采样。如图5A所示，将当前样本dig_Verr_current与先前样本dig_Verr_previous进行比较以确定转换速率。如果Vslew的值低于负故障阈值，则检测到故障状态。类似地，如果使用Vslew的绝对值并且Vslew的绝对值高于故障阈值，则检测到故障状态。故障阈值可以被选择为使得在正常和瞬态负载操作状态期间根据该采样方法计算出的Vslew速率将不超过故障阈值，但是当故障状态出现时Vslew值将超过故障阈值(例如，当光耦合器饱和时等)。
图6A和6B示出与图5A和5B的例子，但是在图6A和6B中，转换速率值Vslew增加。因此，在一些示例性实施例中，可以监视Vslew的值，以当Vslew以超过正故障阈值的速率增加时，当Vslew具有超过负故障阈值的负值时，当Vslew的绝对值超过绝对值故障阈值时等，检测为故障状态。
图7示出用于如上所述检测故障状态的示例性算法700。在702，对反馈信号Verr进行采样以获得Verr的当前值。在704，使用先前反馈信号样本Verr_previous和当前反馈信号样本Verr_present的绝对值来计算转换速率值Vslew。
在706，将转换速率值Vslew与故障参考Vfault_reference进行比较。如果转换速率值大于故障参考，则确定为故障状态。如果转换速率值小于故障参考，则检测为没有故障状态，并且电源的正常运行可以继续。
在另一方面，公开一种检测隔离式电源中的故障状态的方法。该电源包括控制器、具有初级绕组和次级绕组的变压器、耦合到变压器的初级绕组的至少一个功率开关、耦合到次级绕组的输出端子、耦合到输出端子的反馈电路、耦合在输出端子和反馈电路之间的故障检测电路以及耦合在反馈电路和控制器之间的单个隔离装置。
该示例性方法包括经由单个隔离装置将反馈信号传输到控制器。通过将在输出端子处感测到的输出电压与电压参考进行比较来限定反馈信号。该方法还包括基于在控制器处接收到的反馈信号来控制功率开关的切换操作，以及当感测到的输出电压超过故障参考时，修改经由单个隔离装置传输到控制器的反馈信号。该方法还包括当反馈信号的转换速率超过故障阈值转换速率值时检测为故障状态。
修改反馈信号可以包括通过使隔离装置饱和到高饱和状态或低饱和状态来增加反馈信号的转换速率的值。转换速率值可以是正转换速率值、负转换速率值、绝对转换速率值等。检测故障状态可以包括周期性地对反馈信号进行采样，将当前反馈信号样本与先前的反馈信号样本进行比较，以及当当前反馈信号样本与先前的反馈信号样本之间的差超过故障阈值转换速率值时，确定为出现了故障状态。故障阈值转换速率值可以大于在输出电压的瞬态负载状态期间出现的反馈信号的转换速率。
该示例性方法可以由任何合适的电源中的任何合适的控制器来执行，包括但不限于本文所述的示例性控制器和电源。
根据本公开的另一方面，图2中示出发动隔离式电源的软启动的示例性方法800。示例性方法800可以不需要任何外部触发器、外部电路等来发动电源的软启动。在包括PFC转换器级和DC-DC转换器级的示例性电源实施例中，DC-DC转换器级的启动可以仅需要在PFC转换器级和DC-DC转换器级之间存在稳定的体电压(例如，对DC-DC转换器级的输入电压)。因此，在步骤802，方法800包括确定是否存在体电压。如果没有电压，则电源保持断开。如果存在体电压，则控制器发动电源的软启动。
在施加输入电压时，可从辅助转换器偏置输出获取电压参考。在最初启动时，电源的输出电压大约为0V。当将0V的输出电压与如图3所示的电压参考进行比较时，例如，误差放大器X1的输出将被强制为高。该逆转使二极管D1和隔离装置218的光耦合器的二极管偏置。光耦合器的晶体管侧进入截止区并且反馈信号Verr为高。
在LLC转换器的正常操作期间，当Verr为高时，功率开关控制的频率将被设置为低值，以便增加输出电压。然而，在软启动操作期间不是这种情况。在软启动期间，使用累加器变量代替反馈信号Verr以产生脉冲。这有效地绕过了最初控制计算。LLC变换器的累加器变量最初设置为表示高频(例如，通过具有对应于低切换周期的低值)。
在804，累加器值在每个循环执行周期递增。递增累加器值使得转换器切换的频率逐渐减小，从而增加输出电压。随着转换器切换的频率减小，输出电压接近电压参考，并且反馈信号Verr减小。一旦反馈信号Verr产生大于累加器值切换频率的切换频率，则转换器切换频率的控制转换到Verr反馈信号。这在图8中的806和808示出。
在806，将累加器值与最大周期值进行比较。如果累加器值大于最大周期值，则累加器值被钳制并且不再递增。这指示累加器值已达到转换器的最低可接受切换频率。
如果累加器值尚未达到最大周期值，则在808将累加器变量与反馈信号采样误差dig_Verr进行比较。如果累加器值大于反馈信号采样误差，则软启动控制结束，并且切换频率的控制转换到反馈信号(例如，然后将基于反馈信号确定转换器切换频率)。如果累加器值小于反馈信号采样误差，则继续基于累加器值控制转换器切换频率，并且处理返回到804，在此递增累加器值。
因此，该示例性软启动发动处理800允许最初基于累加器值来控制转换器切换频率，然后一旦反馈信号误差值小于累加器值则基于反馈信号误差值转换到控制。因此，与通常基于反馈信号误差值控制出现的较快增加相反，基于累加器值，电源的输出电压可以最初更缓慢地升高。
根据另一方面，公开一种发动隔离式电源的软启动的方法。该电源包括控制器、具有初级绕组和次级绕组的变压器、耦合到变压器的初级绕组的至少一个功率开关、输入端子、耦合到次级绕组的输出端子、耦合到输出端子的反馈电路以及耦合在反馈电路和控制器之间以向控制器提供反馈信号的至少一个隔离装置。
该示例性方法包括当在电源的输入端子处检测到输入电压时初始化累加器值，并周期性地将累加器变量与反馈信号的误差值进行比较。当累加器变量小于反馈信号的误差值时，基于累加器变量控制功率开关的操作，并且在每个操作周期递增累加器变量。当反馈信号的误差值小于累加器变量时，基于反馈信号的误差值来控制功率开关的操作。
该方法可以包括将累加器变量与最大周期值进行比较，并且当累加器变量超过最大周期值时，停止累加器变量的递增。累加器变量和误差值每个都指示功率开关的切换周期。在一些方面，发动电源的软启动可以不包括从外部电路接收任何软启动触发信号。
该示例性方法可以由任何合适的电源中的任何合适的控制器来执行，包括但不限于本文所述的示例性控制器和电源。例如，控制器可以是可操作的以通过使用累加器变量而不是反馈信号来发动电源的软启动，以在启动期间以初始高频率操作功率开关。然后，控制器可以在每次执行控制循环周期时递增累加器变量以减小功率开关操作的频率，并且一旦反馈信号的误差值指示功率开关以高于由累加器变量指示的操作频率的频率操作时，则切换到基于反馈信号控制功率开关。
在一些示例性实施例中，可以用分路调节器(shunt regulator)(或具有与分路调节器类似功能的其它合适的部件)代替误差放大器。图9示出具有耦合到隔离装置918的分路调节器920的示例性反馈电路914。
因为软启动例程不需要来自次级侧的信号，所以一旦检测到输入电压，软启动例程就可立即开始。软启动例程的发动将导致输出电压Vout_p增加，这将最终激活分路调节器920并经由隔离装置918发动闭环控制。
在不脱离本公开的范围的情况下，本文公开的示例性实施例和各方面中的任一个都可以与本文公开的任何其它示例性实施例和方面的任何合适的组合来使用。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，本文描述的电源可以实现其他控制方法，本文描述的控制方法可以在其他电源中实现等。
本公开的示例性实施例和各方面可以提供以下优点中的任何一个：可以使用单个隔离装置进行关断、复位、故障检测、锁存保护等，减少对附加故障隔离装置的需要，降低部件数量，降低电路复杂性，降低成本，使用单个DSP来控制PFC转换器级和DC-DC转换器级，具有没有额外的外部软启动发动电路就可以发动软启动的能力等。
出于说明和描述的目的提供了对实施例的前述描述。该描述并不意图是穷尽的或限制本公开。即使没有具体示出或描述，特定实施例的各个元件或特征通常也不限于该特定实施例，而是在可应用的情况下是可互换的并且可以用在所选实施例中。这些元件或特征还可以以许多方式变化。这样的变化不被认为是偏离本公开，并且所有这样的修改都旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (5)

1.一种发动隔离式电源的软启动的方法，所述电源包括控制器、具有初级绕组和次级绕组的变压器、耦合到所述变压器的初级绕组的至少一个功率开关、输入端子、耦合到所述次级绕组的输出端子、耦合到所述输出端子的反馈电路以及耦合在所述反馈电路和所述控制器之间以向所述控制器提供反馈信号的至少一个隔离装置，所述方法包括：
当在所述电源的输入端子处检测到输入电压时初始化累加器值；
周期性地将所述累加器值与所述反馈信号的误差值进行比较；
当所述累加器值小于所述反馈信号的误差值时，基于所述累加器值来控制所述功率开关的操作，并且在每个操作周期递增所述累加器值；以及
当所述反馈信号的误差值小于所述累加器值时，基于所述反馈信号的误差值来控制所述功率开关的操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述累加器值和所述误差值每个都指示所述功率开关的切换周期。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动所述电源的软启动的方法不包括从外部电路接收任何软启动触发信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述反馈电路包括分路调节器。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，还包括：
将所述累加器值与最大周期值进行比较；以及
当所述累加器值超过所述最大周期值时，停止所述累加器值的递增。
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