JP6602373B2 - 絶縁型コンバータにおけるコンスタント・オン・タイム(cot)制御 - Google Patents
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Description
本願は、本願の共通出願人によって2014年9月19日に提出された中国(CN)特許出願第201410483072.6号、および2014年12月7日に提出された米国(US)特許出願第14/562,733号に優先権を主張する。中国特許出願第201410483072.6号および米国特許出願第14/562,733号の開示全体を引用により本文書に援用する。
Claims (15)
- 入力電圧を受け取る入力端子に接続されるコンスタント・オン・タイム(COT)絶縁型コンバータであって、
一次側及び二次側を含む変圧器であって、前記一次側が前記入力端子に接続され、前記二次側が負荷に接続される変圧器と、
前記入力電圧を受け取る前記入力端子に接続され、第1のパルス信号を生成するドライバと、
前記変圧器の前記一次側及び前記ドライバに接続される第1の電子スイッチであって、前記第1のパルス信号を受信し、それに応じてオン/オフ状態を変更し、前記入力電圧を前記入力端子から受け取る前記変圧器を制御することによって、前記負荷に印加される出力電圧及び出力電流を生成し、前記変圧器を制御して前記変圧器の前記二次側で前記入力電圧を含むサンプリング電圧を生成する第1の電子スイッチと、
前記変圧器の前記二次側と前記負荷との間に接続されるプロセッサであって、第1の所定基準電圧が与えられ、前記出力電圧又は前記出力電流と前記サンプリング電圧とを受け取り、前記出力電圧又は前記出力電流から対応検出電圧を捕捉し、前記対応検出電圧が前記第1の所定基準電圧未満であるとき、前記サンプリング電圧の前記入力電圧に応じて第2のパルス信号を生成するプロセッサと、
前記変圧器の前記一次側と前記二次側との間の前記プロセッサ及び前記ドライバに接続される少なくとも1つの結合素子であって、前記結合素子が前記第2のパルス信号を前記一次側で前記ドライバに送信して、前記ドライバが前記第1のパルス信号の生成を停止するのを制御し、前記ドライバが前記第2のパルス信号を増幅して前記第1の電子スイッチに送信される第1のデジタル信号を生成し、前記第1の電子スイッチがそれに応じて前記オン/オフ状態を変更し、前記変圧器を制御して前記入力端子から前記入力電圧を受け取ることによって、前記出力電圧及び前記出力電流を調節する結合素子と、
を備える、コンスタント・オン・タイム絶縁型コンバータ。 - 前記第1の電子スイッチのオン/オフ状態の期間が、前記第2のパルス信号が負から正に変化する瞬間と前記第2のパルス信号が正から負に変化する瞬間とによって決定される、請求項1に記載のコンスタント・オン・タイム絶縁型コンバータ。
- 前記入力電圧が高いほど、前記第1の電子スイッチのオン状態の期間が短くなり、前記入力電圧が低いほど、前記第1の電子スイッチのオン状態の期間が長くなる、請求項1に記載のコンスタント・オン・タイム絶縁型コンバータ。
- 前記プロセッサが、
前記変圧器の前記二次側及び前記負荷に接続されて前記検出電圧を捕捉する電子信号抽出器と、
前記変圧器の前記二次側に接続されて、前記サンプリング電圧を受け取り捕捉するオンタイムレギュレータと、
前記オンタイムレギュレータ、前記結合素子、前記変圧器の前記二次側、前記電子信号抽出器に接続されるコントローラであって、前記第1の所定基準電圧を与えられ、前記検出電圧を受け取り、前記検出電圧が前記第1の所定基準電圧未満であるとき、前記コントローラは前記第2のパルス信号及び対応クロック信号を生成し、前記対応クロック信号は前記第2のパルス信号が負から正に変化するとき正パルス信号であり、他の時、前記対応クロック信号は低電圧レベル信号であり、前記オンタイムレギュレータは前記対応クロック信号を受け取り、前記対応クロック信号及び前記入力電圧に基づいて第3のパルス信号を生成し、前記第3のパルス信号を前記コントローラに送信する結果、前記第3のパルス信号が負から正に変化するとき、前記第2のパルス信号が正から負に変化するコントローラと、
を備える、請求項3に記載のコンスタント・オン・タイム絶縁型コンバータ。 - 前記変圧器の前記二次側と前記負荷との間に接続され、さらに前記コントローラに接続される第2の電子スイッチをさらに備え、前記コントローラが前記第2のパルス信号を生成し、前記コントローラが前記第2の電子スイッチに送信される第2のデジタル信号をさらに生成して、前記第2の電子スイッチのオン/オフ状態を変更する結果、前記第1の電子スイッチと前記第2の電子スイッチとが反対のオン/オフ状態となる、あるいは両方がオフ状態となる、請求項4に記載のコンスタント・オン・タイム絶縁型コンバータ。
- 前記第2の電子スイッチが、N−チャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタである、請求項5に記載のコンスタント・オン・タイム絶縁型コンバータ。
- 前記オンタイムレギュレータが前記第2の電子スイッチと前記変圧器との間に接続され、前記第2の電子スイッチがオフであるとき、前記オンタイムレギュレータが、前記第2の電子スイッチと前記変圧器との間で前記サンプリング電圧を受け取る、請求項5に記載のコンスタント・オン・タイム絶縁型コンバータ。
- 前記オンタイムレギュレータが、
前記変圧器の前記二次側に接続され、前記サンプリング電圧を受け取って捕捉するサンプルホルダと、
前記サンプルホルダに接続され前記サンプリング電圧を受け取る従属電流源であって、前記サンプリング電圧内に含まれる前記入力電圧に応じて従属電流を生成する従属電流源と、
前記コントローラ及び前記従属電流源に接続される第3の電子スイッチであって、前記対応クロック信号を受信し、前記正パルス信号が発生すると瞬時にオン状態になり、他の時間はオフ状態を維持する第3の電子スイッチと、
前記第3の電子スイッチと並列して接続され、前記従属電流源に接続されるコンデンサであって、前記第3の電子スイッチのオン/オフ状態に応じて前記従属電流を受け取り、従属電圧を貯蔵するコンデンサと、
前記コンデンサ及び前記コントローラに接続され、第2の所定基準電圧及び前記従属電圧を受け取って、前記第3のパルス信号を生成する比較器と、
を備える、請求項4に記載のコンスタント・オン・タイム絶縁型コンバータ。 - 前記入力電圧が増大するにつれて前記従属電流が増大し、前記入力電圧が低減するにつれて前記従属電流が低減する、請求項8に記載のコンスタント・オン・タイム絶縁型コンバータ。
- 非連続モードにおける前記対応クロック信号の周波数が、以下の式によって表される、請求項4に記載のコンスタント・オン・タイム絶縁型コンバータ。
- 前記第2のパルス信号が少なくとも1サイクルのパルス信号であり、前記第2のパルス信号の各サイクルが、第1の半サイクルで高レベル電圧を、第2の半サイクルで低レベル電圧を供給する、請求項1に記載のコンスタント・オン・タイム絶縁型コンバータ。
- 前記第1の電子スイッチが、N−チャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ又はバイポーラ接合トランジスタである、請求項1に記載のコンスタント・オン・タイム絶縁型コンバータ。
- 前記結合素子が、コンデンサ、変圧器、圧電素子、又は光結合素子である、請求項1に記載のコンスタント・オン・タイム絶縁型コンバータ。
- 前記第1のパルス信号が高電圧レベル信号であるとき、前記第1の電子スイッチがオンになり、前記変圧器を制御してエネルギーを貯蔵し、前記第1のパルス信号が低電圧レベル信号であるとき、前記第1の電子スイッチがオフになり、前記変圧器を制御してエネルギーを解放し、前記出力電圧、前記出力電流、及び前記サンプリング電圧を生成する、請求項1に記載のコンスタント・オン・タイム絶縁型コンバータ。
- 前記第1のデジタル信号が高電圧レベル信号であるとき、前記第1の電子スイッチがオンになり、前記変圧器を制御して前記出力電圧及び前記出力電流を低減させ、前記第1のデジタル信号が低電圧レベル信号であるとき、前記第1の電子スイッチがオフになり、前記変圧器を制御して前記出力電圧及び前記出力電流を増大させる、請求項1に記載のコンスタント・オン・タイム絶縁型コンバータ。
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