TW201535943A - 形成一電源控制器的方法及其結構 - Google Patents

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Abstract

在一項實施例中，一種電源控制器可經組態以藉由實質上從一初級電流信號移除一初級磁化分量而形成代表一次級電流之一狀態信號且使用該狀態信號形成代表一所遞送輸出功率之一第一信號，且經組態以回應於該所遞送輸出功率調整一第一開關或一第二開關之一者之一接通時間。

Description

形成一電源控制器的方法及其結構
本發明一般係關於電子器件，且更特定言之係關於半導體、其等之結構及形成半導體裝置之方法。
以往，利用各種方法及結構產生從一輸入電壓提供一經調節輸出電壓之切換電源轉換器系統。在一些應用中，使用一諧振切換電源轉換器，此係因為其可提供經改良功率轉換效率。諧振電源轉換器通常包含一變壓器，該變壓器具有包含一諧振電容器之一經調諧電路。一些諧振電源轉換器在一電壓控制模式中操作且一些在一電流控制模式中操作。諧振電源轉換器按一實質上百分之五十(50%)之工作週期操作通常係有利的。在一些情況中，難以為諧振電源系統提供過電流或輸出功率保護。在一些情況中，諧振轉換器系統對輸出電壓之一改變之回應時間可為慢的。
因此，期望具有一種諧振電源轉換器，其具有更高效簡單及/或較不昂貴之輸出功率保護機制，及/或具有對輸入電壓之一改變之一經改良回應時間，及/或可具有一更對稱接通時間及切斷時間。
10‧‧‧諧振電源系統
12‧‧‧電壓源
13‧‧‧輸入終端/輸入/終端
14‧‧‧共同回路終端
16‧‧‧諧振電路
17‧‧‧變壓器
18‧‧‧初級電感器/繞組
19‧‧‧次級繞組/電感器
20‧‧‧諧振電感器
21‧‧‧初級電流
22‧‧‧諧振電容器
23‧‧‧電壓
24‧‧‧整流器
25‧‧‧儲存電容器
26‧‧‧負載
27‧‧‧參考
28‧‧‧光學耦合器
31‧‧‧次級電壓終端
32‧‧‧次級共同終端
33‧‧‧次級電流/負載電流
35‧‧‧電流感測網路
36‧‧‧電容器
37‧‧‧電容器
38‧‧‧電阻器
39‧‧‧電阻器
42‧‧‧第一電晶體/開關
43‧‧‧第二電晶體/開關
44‧‧‧開關節點
45‧‧‧電源控制器
47‧‧‧輸入/信號
48‧‧‧輸出
49‧‧‧輸出
50‧‧‧輸入
51‧‧‧輸入
54‧‧‧電流感測輸入
55‧‧‧回饋輸入
58‧‧‧起動及頻率控制電路
59‧‧‧驅動器電路
60‧‧‧切換控制信號
61‧‧‧切換控制信號
64‧‧‧控制電路
65‧‧‧控制邏輯電路
66‧‧‧切換控制信號
67‧‧‧切換控制信號
70‧‧‧電源控制電路
71‧‧‧電源電路
73‧‧‧負載電路
74‧‧‧負載狀態信號
75‧‧‧電源控制信號
77‧‧‧信號
78‧‧‧偏移信號
79‧‧‧求和電路
80‧‧‧經補償CS信號
81‧‧‧比較器
82‧‧‧電阻器
83‧‧‧電阻器
84‧‧‧節點/經補償回饋信號
85‧‧‧輸入補償電路
86‧‧‧可變電流源
87‧‧‧補償電流
90‧‧‧輸入控制電路
91‧‧‧回饋控制信號
92‧‧‧重設電路
93‧‧‧終止信號
94‧‧‧正反器
95‧‧‧AND閘
100‧‧‧曲線
101‧‧‧曲線
103‧‧‧曲線
104‧‧‧曲線
106‧‧‧曲線
107‧‧‧曲線
109‧‧‧曲線
110‧‧‧曲線
111‧‧‧曲線
113‧‧‧負載電路
114‧‧‧閘控電路/消隱電路
115‧‧‧信號
116‧‧‧微分電路
119‧‧‧電源電路
120‧‧‧乘法器電路/乘法器
121‧‧‧信號
122‧‧‧平均電路
125‧‧‧輸入控制電路
126‧‧‧計數器
127‧‧‧D/A轉換器
128‧‧‧D/A參考電路/參考
130‧‧‧電阻器
131‧‧‧電阻器
132‧‧‧上拉電阻器/電路
133‧‧‧緩衝器
134‧‧‧Ref
135‧‧‧誤差放大器
136‧‧‧鉗位電路
145‧‧‧控制器
148‧‧‧控制器
150‧‧‧電源控制器
151‧‧‧取樣保持電路
160‧‧‧電源控制器
161‧‧‧輔助繞組
162‧‧‧輔助繞組
163‧‧‧整流器
164‧‧‧變壓器
165‧‧‧信號
166‧‧‧電源控制電路
167‧‧‧電源電路
170‧‧‧電源控制器
171‧‧‧感測線圈/感測電感器
172‧‧‧整流器
174‧‧‧電源控制電路
175‧‧‧電源電路
180‧‧‧諧振電源系統
181‧‧‧電源控制器/電路
183‧‧‧可調整箝位電路
190‧‧‧電源電路
CS‧‧‧電流感測信號
FB‧‧‧回饋信號
T1‧‧‧時間
T2‧‧‧時間
T3‧‧‧時間
T4‧‧‧時間
圖1示意性地圖解說明根據本發明之包含一諧振電源控制器之一諧振電源系統之一實施例之一部分之一實例；圖2係具有圖解說明根據本發明之在圖1之控制器之操作期間形 成之一些信號之曲線之一曲線圖；圖3示意性地圖解說明根據本發明之圖1之控制器之一替代實施例之一部分之一實例；圖4示意性地圖解說明根據本發明之作為圖1之諧振電源控制器之一替代實施例之一諧振電源控制器之一部分之一實例；圖5示意性地圖解說明根據本發明之圖1之諧振電源控制器之一電路之一替代實施例之一實施例之一部分之一實例；圖6示意性地圖解說明根據本發明之圖1之諧振電源控制器之另一電路之一替代實施例之一實施例之一部分之一實例；圖7示意性地圖解說明根據本發明之圖1之諧振電源控制器之另一電路之一替代實施例之一實施例之一部分之一實例；圖8示意性地圖解說明根據本發明之一諧振電源系統之一實施例之一部分之一實例，其包含圖1之諧振電源控制器之一替代實施例之一實施例之一部分之一實例；圖9示意性地圖解說明根據本發明之一諧振電源系統之一實施例之一部分之一實例，其包含圖1之諧振電源控制器之另一替代實施例之一實施例之一部分之一實例；圖10示意性地圖解說明根據本發明之一諧振電源系統之一實施例之一部分之一實例，其包含圖1之諧振電源控制器之一替代實施例之一實施例之一部分之一實例；圖11示意性地圖解說明根據本發明之一諧振電源系統之一實施例之一部分之一實例，其包含圖1之諧振電源控制器之一替代實施例之一部分之一實例；圖12圖解說明根據本發明之可用作圖9之電源系統之一變壓器之一實施例之一部分之一實例；及圖13示意性地圖解說明根據本發明之圖1之諧振電源控制器之另 一電路之一替代實施例之一實施例之一部分之一實例。
為圖解說明之簡潔及清晰起見，圖式中之元件未必按比例繪製，可出於闡釋性目的誇大一些元件，且不同圖式中之相同參考數字指示相同元件，除非另外陳述。另外，為描述之簡潔起見，省略熟知步驟及元件之描述及細節。如在本文中使用，電流攜載電極意謂攜載電流穿過諸如一MOS電晶體之一源極或一汲極或一雙極電晶體之一射極或一集極或一二極體之一陰極或陽極之裝置之一裝置之一元件，且一控制電極意謂控制穿過諸如一MOS電晶體之一閘極或一雙極電晶體之一基極之裝置之電流之裝置之一元件。儘管該等裝置在本文中被論述為特定N通道或P通道裝置或特定N型或P型摻雜區域，但一般技術者將暸解，根據本發明之互補裝置亦係可能的。一般技術者理解，導電型係指透過其發生導電之機制，諸如透過電洞或電子之導電，且因此導電型非指摻雜濃度而是摻雜類型，諸如P型或N型。熟習此項技術者將暸解，如在本文中關於電路操作使用之詞期間、同時及在......時並非意謂一動作在一起始動作時立即發生之精確術語而是在藉由起始動作起始之反應之間可存在一些較小但合理之延遲，諸如各種傳播延遲。另外，術語同時意謂一特定動作至少在起始動作之一持續時間之一些部分內發生。詞大約或實質上之使用意謂一元件之一值具有期望接近於一規定值或位置之一參數。然而，如在此項技術中所熟知，始終存在阻止該等值或位置完全如所規定之小變動。在此項技術中公認，高達至少百分之十(10%)(且對於半導體摻雜濃度高達百分之二十(20%))之變動係從完全如描述之理想目標之合理變動。當參考一信號之一狀態使用時，術語「確證」意謂信號之一作用中狀態且術語「否定」意謂信號之一非作用中狀態。信號之實際電壓值或邏輯狀態(諸如一「1」或一「0」)取決於使用正邏輯亦或負邏輯。因此，確證取決於使用正邏輯亦或負邏輯可為一高電壓或一高邏輯或一低電壓或一 低邏輯且否定取決於使用正邏輯亦或負邏輯可為一低電壓或低狀態或一高電壓或高邏輯。此處，使用一正邏輯慣例，但熟習此項技術者理解，亦可使用一負邏輯慣例。在申請專利範圍中或/及在實施方式中用於一元件之一名稱之一部分中之術語第一、第二、第三及類似術語用於區分類似元件且未必用於在時間上或空間上按排序或按任何其他方式描述一序列。應理解，如此使用之術語在適當情況下係可互換的，且在本文中描述之實施例能夠按除在本文中描述或圖解說明以外之其他序列操作。為圖式之清晰起見，裝置結構之經摻雜區域被圖解說明為具有大體上直線邊緣及精確角度之隅角。然而，熟習此項技術者理解，歸因於摻雜劑之擴散及活化，經摻雜區域之邊緣大體上可能並非直線且隅角可並非精確角度。
圖1示意性地圖解說明一諧振電源系統10之一實施例之一部分之一實例，其具有較不昂貴的輸出功率保護電路且可具有對輸入電壓之改變之經改良回應且具有更對稱的接通及切斷時間。如將在下文中進一步所見，系統10包含一電源控制器45，在一項實施例中，該電源控制器45可經組態以針對輸入電壓值之改變而補償一電源開關之接通時間。控制器45之一實施例亦可包含：控制器45可經組態以針對遞送至一負載之功率值補償電源開關之接通時間。
系統10通常從一電壓源(諸如一輸入終端13與一共同回路終端14之間的一電壓源12)接收一輸入電壓。源12可提供一經整流DC電壓(諸如針對全波整流器DC電壓之一半波)或其他類型之電壓作為輸入電壓。系統10亦包含一諧振電路16，其包含一諧振電容器22及一電感器(例如，諸如一變壓器17之一初級電感器或繞組18)。變壓器17通常亦包含一次級繞組或電感器19。一電感器20表示由繞組18與19之間的磁耦合導致之一漏電感。電容器22通常與繞組18串聯連接。系統10之一 次級側通常包含一整流器24及一儲存電容器25，其等協助在一次級電壓終端31與一次級共同終端32之間形成一輸出電壓。熟習此項技術者將暸解，次級整流器在其他實施例中可具有各種其他形式。一負載26及一回饋網路通常亦包含於系統10之次級側中。圖解說明回饋網路之一實例，其包含一參考27及一光學耦合器28，其等經組態以形成代表輸出電壓值之一回饋信號。參考27可為熟習此項技術者所熟知且用於產生用於控制輸出電壓值之一參考電壓之許多不同類型之電壓參考之一者。舉例而言，參考27可為一NCP431或其他等效類型之參考電路。熟習此項技術者亦將暸解，如將在下文中進一步所見，回饋電路可具有各種其他形式。
通常，一電源開關或一對電源開關可在系統10之初級側中且連接至電路16以形成通過電感器18之一初級電流21，以便將一次級電流或負載電流33提供至負載26且將電力提供至負載26。在圖1中圖解說明之實例利用由耦合至一開關節點44之一第一電晶體42及一第二電晶體43表示之一對電源開關形成初級電流21。
在系統10之操作期間，初級電流21流動通過電感器18且形成跨諧振電容器22之一電壓23(藉由一箭頭以一般方式圖解說明)。電壓23之瞬時值代表初級電流21之值。熟習此項技術者將暸解，電壓23之波形可從電流21之波形移位。一電流感測網路35可經組態以接收電壓23且形成代表初級電流21之值之一電流感測(CS)信號。一電容分壓器可與電容器22並聯連接，以便將電壓23之值分為更適合於與控制器45使用之一值。電容分壓器包含彼此串聯連接之一電容器36及一電容器37且其等之串聯組合與電容器22並聯連接。使用一電容分壓器使在電容器36與37之間的共同節點處形成之信號之相移最小化，且亦可減小且較佳地消除自電容器22之任何DC偏移。藉由選用之電阻器38及39圖解說明之一選用之電阻分壓器可用於進一步減小在電容器36與37之間 的共同節點處形成之信號之值。另外，電阻器38及39允許按比例調整或改變CS信號之值。在一些實施例中，電容器36及37之電容分壓器可為控制器45之一部分。
控制器45經組態以形成至少一個切換控制信號，以便控制電晶體42及43(因此電流21)，且將輸出電壓調節為實質上一目標值。熟習此項技術者將暸解，輸出電壓被調節為目標值，該目標值在圍繞該目標值之值之一範圍內。舉例而言，目標值可為五伏特(5V)且值的範圍可為圍繞五伏特(5V)正或負百分之五至十(5%至10%)。如將在下文中進一步所見，控制器45可經組態以使用回饋信號及視情況CS信號控制電晶體42之接通時間且隨後啟用電晶體43以具有一接通時間，該接通時間實質上等於電晶體42之接通時間。電路65可經組態以判定用於電晶體42之接通時間且形成用於電晶體43之一實質上相等接通時間。
控制器45包含：一輸入50，其經組態以接收共同回路終端14上之電壓值；一輸出48，其經組態以提供一切換控制信號60以操作電晶體42；一輸出49，其經組態以提供一切換控制信號61以操作電晶體43；一選用之輸入47，其經組態以接收輸入電壓或代表輸入電壓之一信號；及一選用之輸入51，其經組態以接收在開關節點44處形成之信號。控制器45之一電流感測輸入54經組態以接收電流感測(CS)信號。控制器45之一回饋輸入55經組態以接收代表輸出電壓值之回饋(FB)信號。在一些實施例中，控制器45可包含一選用之電阻器132以協助形成FB信號。在另一實施例中，控制器45亦可包含一選用之箝位電路(未展示)。在圖3之關於一選用之例示性箝位電路136之描述中描述一箝位電路之一例示性實施例。
控制器45通常包含一控制電路64，該控制電路64經組態以形成至少一個切換驅動信號以控制電晶體42及43之操作。在一例示性實施 例中，控制電路64可包含一控制邏輯電路65、一重設電路92及一比較器81。電路92可包含一正反器94及一AND閘95。在一項實施例中，電路65經組態以形成用於形成信號60之一切換控制信號66及用於形成信號61之一切換控制信號67。控制器45之一驅動器電路59可經組態以接收信號66及67且形成具有足夠驅動以啟用及停用電晶體42及43之各自信號60及61。電路65通常包含一非重疊電路，該非重疊電路協助形成信號66及67以實質上不同時確證，以便最小化且較佳地消除電晶體42及43將被同時啟用之時間。熟習此項技術者熟知此非重疊電路。控制器45亦可包含一輸入補償電路85、一選用之電源控制電路70及一選用之起動及頻率控制電路58，該選用之起動及頻率控制電路58可在諸如系統10之起動期間協助起始切換控制信號之形成。
如將在下文中進一步所見，輸入補償電路85可經組態以針對形成於終端13上之輸入電壓之變化補償於輸入55上接收之回饋信號之值。在一項實施例中，控制器45可包含藉由電阻器82及83形成之一回饋電路，該回饋電路將回饋信號之值減小至更易於被控制器45之電路使用之一值。電阻器82及83之回饋電路在一節點84處形成另一或第二回饋信號，該另一或第二回饋信號代表於輸入55上接收之回饋信號。至少電阻器82亦可協助緩衝輸入55上來自輸入補償電路85之回饋信號。在圖3至圖4中圖解說明參考27及耦合器28之回饋網路及電阻器82及83之回饋電路之其他例示性實施例。如熟習此項技術者將理解，在節點84處之第二回饋信號亦為代表輸出電壓之一回饋信號。
圖2係具有圖解說明在系統10及控制器45之操作期間形成之一些信號之實例之曲線之一曲線圖。橫座標指示時間且縱座標指示所圖解說明之信號之增大值。一曲線100圖解說明切換控制信號66且一曲線101圖解說明切換控制信號67。一曲線103圖解說明初級電流21且一曲線104圖解說明於輸入54上接收之CS信號。一曲線106圖解說明在節 點84處形成之回饋信號之一經補償值且一虛線曲線107圖解說明無電路85之補償之回饋信號之一實例。一曲線111圖解說明一負載狀態信號74且一曲線109圖解說明電路70之一電源控制信號75。一曲線110圖解說明藉由電路64形成之一終止信號93。將在下文中進一步論述負載狀態信號74、電源控制信號75及終止信號93。此描述參考圖1及圖2。
在操作中，假定緊接在一時間T1之前，否定信號60以停用電晶體42且確證信號61以啟用電晶體43。在此一條件中，電流21通常將在一反方向上流動通過電晶體43，如藉由曲線100、101及103圖解說明。熟習此項技術者將理解，電流21之方向通常諸如在開關之接通時間期間改變。亦假定緊接在T1之前，否定信號61以停用電晶體43，接著在時間T1處確證信號60以啟用電晶體42，使得初級電流21能夠從輸入13流動通過電晶體42及繞組18達接通時間之一些部分，如藉由曲線100、101及103圖解說明。假定出於論述目的及對論述之簡化，輸出電壓實質上被調節且不顯著變化，如藉由曲線107圖解說明。控制器45經組態以接收回饋信號且在節點84處形成代表回饋信號之第二回饋信號。若輸入終端13上之輸入電壓值改變，則此可改變電流21之值且可影響遞送至負載26之功率量。因此，控制器45包含一補償電路85，該補償電路85補償第二回饋信號(或在一替代實施例中，回饋信號)以針對輸入電壓之改變而調整。
電路85包含一輸入控制電路90且亦包含一可變電流源86，該可變電流源86可經組態以形成一補償電流87，該補償電流87用於與終端13上之輸入電壓值成比例地調整第二回饋信號之值。電路90接收輸入電壓或代表(例如)來自一電阻分壓器(未展示)或其他降壓電路之輸入電壓之一信號，且形成具有與輸入電壓成比例之一值之一回饋控制信號91。在較佳實施例中，僅在控制器45形成將啟用電晶體42之信號60之一狀態之時間期間電路90改變控制信號91之值，此係因為在一些實 施例中，輸入電壓通常僅在電晶體42被啟用時影響電流21之值。信號91被用於導致電流源86形成處於與輸入電壓成比例之一值之電流87。隨著輸入電壓增大，電流87之值增大，此減小用於控制電晶體42之接通時間之第二回饋信號之值(如藉由曲線106圖解說明)。控制電路64經組態以回應於內部FB信號與經補償CS信號之值實質上相等而終止電晶體42之接通時間。因此，介於時間T1至T2之間的信號84之減小值導致減小信號66之接通時間，因此減小電晶體42之接通時間。
由於在時間T1之前啟用電晶體43，故先前電流21係負的且在時間T1處或在時間T1處啟用電晶體42之後的某時變為正。又，由於跨電容器22之電壓23代表電流21之值，故CS信號之值在時間T1之前減小。儘管電流21在時間T1處或在時間T1之後的某時變為正，但CS感測信號之值可能未開始增大，此係因為電流21在時間T1之前變為正之時間不夠長而不足以偏移電流21之負值。
在一項實施例中，控制器45可經組態以接收CS信號且形成經補償CS信號80，該經補償CS信號80針對輸入電壓之值及/或針對所遞送輸出功率(例如，諸如遞送至終端31及32(包含至負載26)之功率)進行補償。電源控制電路70可經組態以形成一電源控制信號75，該電源控制信號75具有與輸入電壓及/或所遞送輸出功率成比例之一值。負載電路73經組態以形成實質上代表針對電晶體42之接通時間之次級電流33之一負載控制或負載狀態信號74，如藉由曲線111圖解說明。藉由電路73接收之電流感測(CS)信號包含關於初級磁化電流之資訊且亦包含關於被反射回至初級電流21中之次級電流之資訊。電路73經組態以實質上從電流感測(CS)信號移除初級磁化電流分量以獲得次級電流資訊。此協助更精確判定所遞送輸出功率。在一項實施例中，電路73利用電晶體42之接通時間協助從電流感測(CS)信號移除初級磁化電流分量，以便獲得次級電流資訊。實質上從電流感測(CS)信號移除初級磁 化電流資訊以形成信號74。在一項實施例中，電路73經組態以在電晶體42被啟用之時間(諸如信號66被確證之時間)期間，使用初級電流21之值。在此時間期間之電流21之平均值實質上代表電流21之總值減去代表次級電流33之值之初級磁化電流。熟習此項技術者將理解，電流21之初級磁化分量可為實質上圍繞零對稱且可在電流21被平均化時被減小或實質上被消除且因此電流21之磁化分量之效應被最小化或對電路70之功率計算無實質效應。此協助提供對所遞送輸出功率之一更精確計算。
電源電路71經組態以接收信號74及代表輸入電壓之信號且形成電源控制信號75，該電源控制信號75與輸入電壓成比例且與所遞送輸出功率成比例。在一項實施例中，電路71經組態以形成信號75之值，如以下方程式中展示：V75=A*Vin*B*LP
其中：V75=信號75之值，A=針對輸入電壓之一成比例常數，B=針對所遞送輸出功率之一成比例常數Vin=輸入電壓值，且LP=所遞送輸出功率之值。
控制器45經組態以將信號75之值加至電流感測(CS)信號，使得電流感測信號隨著輸入電壓或遞送至負載26之功率之任一者或二者增大而增大。在一項實施例中，控制器45接收CS信號且將一選用之偏移信號78加至CS信號。偏移信號78之值可協助使回饋信號之飽和最小化。在加入偏移信號78之後，所得CS信號被加至信號75(例如，諸如藉由一求和電路79)以形成經補償CS信號80。因此，若輸入電壓或至負載26之功率增大(或替代性地減小)，則電路70可導致信號80之值增 大(或替代性地減小)，此可增大(或替代性地減小)電晶體42之接通時間(若信號84保持固定)。
控制電路64經組態以回應於FB信號之經補償值與經補償CS信號實質上相等而終止電晶體42之接通時間。電路64之比較器81接收經補償CS信號及回饋信號之經補償值，且在兩個信號實質上相等時，確證比較器81之輸出。確證比較器81之輸出將一高信號計時至一正反器94中且確證Q輸出及終止信號93。電路92回應於確證信號93而經由正反器94重設信號93。因此，僅針對實質上作為閘95及正反器94之延遲時間之一時間間隔確證信號93。在其他實施例中，可針對其他時間間隔確證信號93。通常，此係幾奈秒。電路65接收信號93之經確證值且回應地否定信號66以停用電晶體42。電路65經組態以針對實質上相同於用於剛終止之電晶體42之接通時間之時間間隔(或時間之間隔)形成信號67及電晶體43之接通時間。因此，通常在電晶體43被啟用之前否定信號93。由於快速否定信號93，故一旦信號93被否定，FB信號之值及FB信號之經補償值並不影響電流21之值。
一旦電晶體43之接通時間期滿，電路65再次確證信號66以啟用電晶體42，如在一時間T3處圖解說明。電晶體42保持被啟用，直至回饋信號之經補償值及經補償CS信號再次實質上相等，如在前文中論述。熟習此項技術者將瞭解，包含電路64、70及90之控制器45之所圖解說明部分無對CS信號之值積分之一電路且無在開關42(或開關43)被啟用之一時間內形成一積分值之一電路且無對指示通過電晶體42或43之一者之電流流動之一信號積分之一積分器。
圖2之曲線109圖解說明由於輸入電壓之改變或負載功率之改變而改變之信號75之值之實例。舉例而言，在時間T3與T4之間，曲線109圖解說明若輸入電壓增大，則信號75之值可增大，且曲線109亦圖解說明若遞送至負載之功率或若輸入電壓之值可減小或若一者減小且 另一者增大但未增大至足以克服另一信號之增大，則信號75之值可減小。
圖3示意性地圖解說明回饋網路之一替代實施例之一部分之一實例及作為針對圖1及圖2描述之控制器45之一替代實施例之一控制器145。控制器145類似於控制器45，惟控制器145包含控制器45內之回饋電路之一替代實施例且亦可包含一選用之可調整箝位電路136除外。次級側上之回饋網路經修改以連接耦合器28以(諸如)透過一電阻器130接收輸出電壓，該電阻器130可能為可包含另一電阻器131之一選用之電阻分壓器之一部分或可能並非其部分。控制器145可接收輸入55上之回饋信號且包含一上拉電阻器132。對於此一實施例，補償電路85可直接補償於輸入55上接收之信號之值以形成回饋信號之經補償值。
箝位電路136經組態以將FB信號之值鉗位為一最大值，以便限制可被遞送至負載26之最大功率。電路136經組態以回應於信號75之值具有大於一第一值之一值而被啟用。第一值藉由信號75之值判定且與信號75之值成比例地改變。熟習此項技術者將暸解，電路132可視情況在使用或不使用在圖3中圖解說明之選用之回饋電路的情況下，用於控制器45中。
圖4示意性地圖解說明作為在圖1及圖2之描述中描述之控制器45及在圖3之描述中論述之控制器145之一替代實施例之一控制器148之一部分之一實例。控制器148類似於控制器145，惟控制器148包含一緩衝器133及一誤差放大器135除外。緩衝器133可從輸入55接收回饋信號且緩衝來自輸入55上之回饋信號之第二回饋信號。如在前文描述，電路85可形成回饋信號之經補償值，如前文在圖1及控制器45之描述中論述。控制器148之補償電路85直接補償於輸入55上接收之信號之值以形成回饋信號之經補償值。誤差放大器135接收回饋信號之 經補償值且形成代表輸出電壓值與輸出電壓之一目標值之偏差之一誤差信號。誤差放大器135及參考電壓產生器或Ref 134用於取代在圖1及圖2之描述中描述之參考27。熟習此項技術者將理解，放大器135之輸出可等效於施加至控制器45之比較器81之回饋信號之經補償值。
熟習此項技術者亦將暸解，緩衝器133可由誤差放大器135及Ref 134取代。
圖5示意性地圖解說明作為在圖1及控制器45之描述中論述之輸入控制電路90之一替代實施例之一輸入控制電路125之一實施例之一部分之一實例。在一項實施例中，電路125可包含一計數器126，其(諸如)藉由判定信號66被確證之時間而判定電晶體42之接通時間。一D/A轉換器127可用於將該時間轉換為代表電晶體42之接通時間之一類比信號。一D/A參考電路128可接收輸入電壓之值且形成用於轉換器127之代表輸入電壓之值之一參考信號。隨著輸入電壓改變，來自參考128之參考信號之值改變且導致轉換器127之類比電壓之一對應改變。舉例而言，對於信號66之接通時間之一固定值，轉換器127之輸出可與輸入電壓之改變成比例地改變。熟習此項技術者將暸解，在圖5中圖解說明之電路僅為可被用作電路90之一電路之一實例且可使用其他電路替代電路125。
圖6示意性地圖解說明作為在圖1及圖2之描述中論述之負載電路73之一替代實施例之一負載電路113之一實施例之一部分之一實例。電路113包含一微分電路116，其接收CS信號且形成代表CS信號之微分之一信號115。由於CS信號實質上係一正弦信號，故信號115實質上亦為一正弦信號。一閘控電路或消隱電路114接收信號115及信號66且形成信號74。閘控或消隱電路114導致信號74在信號66被否定時，實質上為零且針對信號66被確證之信號115之部分形成信號74以代表信號115，如藉由圖2中之曲線111所圖解說明。
圖7示意性地圖解說明作為在圖1及圖2之描述中論述之電源電路71之一替代實施例之一電源電路119之一實施例之一部分之一實例。電路119包含一乘法器電路或乘法器120，該乘法器電路或乘法器120經組態以將信號74與47相乘以形成一信號121。在一項實施例中，諸如若負載電流實質上恆定，則電路120之輸出可代表輸入電壓。一平均電路122使信號75形成為信號121之平均值。對信號121之初級電流分量之值求平均值最小化或實質上移除初級電流之磁化分量，使得在一項實施例中，信號75與所遞送輸出功率成比例。
熟習此項技術者將暸解，電路71可具有除電路119以外之其他替代實施例，例如，諸如一增益控制放大器，其中輸入資訊形成信號47及74，控制放大器之增益且因此信號75之值。
圖8示意性地圖解說明一諧振電源系統之一實施例之一部分之一實例，該諧振電源系統包含一電源控制器150之一實施例之一部分之一實例，該電源控制器150作為在圖1及圖2之描述中描述之控制器45之一替代實施例。控制器150類似於控制器45，惟控制器150包含一取樣保持電路151但不包含輸入47除外。取樣保持電路151經組態以在電晶體42之接通時間之至少一部分期間對開關節點44之一值取樣。舉例而言，信號66被確證之時間之部分。當電晶體42被啟用時，節點44上之電壓之值約等於輸入13上之輸入電壓。因此，輸入電壓之變化反映為節點44上之電壓之值之變化。因此，節點44上之電壓可用於補償輸入電壓之值之變化。
電路151經組態以對如在輸入51上接收(直接接收或作為代表節點44之一信號)之節點44之值取樣。電路151可在信號60或66之任一者被確證之時間之至少某部分期間，對來自輸入51之信號取樣且接著保持該值直至信號60或66之任一者之經確證狀態之選擇部分。舉例而言，電路151可在信號66之經確證邊緣之後延遲短時間且接著對節點44取 樣。可在一時間間隔之後或藉由確保取樣在否定電晶體42之前終止之一特定信號否定取樣。舉例而言，閘95之輸出可用於終止取樣。透過正反器94及電路65之延遲將提供協助以使電晶體42在取樣終止之後停用。
一個優勢係控制器150少使用一個接針或終端。熟習此項技術者將暸解，一半導體封裝上少一個接針可為一優勢。
圖9示意性地圖解說明一諧振電源系統之一實施例之一部分之一實例，該諧振電源系統包含一電源控制器160之一實施例之一部分之一實例，該電源控制器160係圖1及圖2或控制器150之描述中描述之控制器45之一替代實施例。控制器160類似於控制器45，惟控制器160包含一替代電源控制電路166除外，該替代電源控制電路166包含一替代電源電路167。一變壓器164類似於變壓器17，但經修改以具有兩個輔助繞組161及162以及一整流器163。繞組161磁耦合至繞組18且繞組162磁耦合至繞組19，此協助形成電流33之一更精確表示。整流器163可為從繞組161及162接收信號且形成與負載電流33成比例之一經整流信號之一全波整流器。控制器160接收代表電流33之信號且使用該信號形成代表遞送至負載之功率之變化之電源控制信號75，而非使用藉由控制器45之電路73形成之信號74。
在圖12中圖解說明可被用作變壓器164之一變壓器之一實例。另一實例可見於美國專利第8,064,229號中。
圖10示意性地圖解說明一諧振電源系統之一實施例之一部分之一實例，該諧振電源系統包含一電源控制器170之一實施例之一部分之一實例，該電源控制器170係在圖1及圖2或控制器150及/或160之描述中描述之控制器45之一替代實施例。控制器170類似於控制器45，惟控制器170包含一替代電源控制電路174除外，該替代電源控制電路174包含作為各自電路70及71之替代實施例之一替代電源電路175。諧 振電路16經修改以包含一感測線圈或感測電感器171，該感測線圈或感測電感器171用於感測通過電路16之一諧振電感器20之電流。電感器171形成代表初級電流21之一感測信號。一整流器172可為一全波整流器，其形成與初級電流21成比例之一經整流信號。控制器170接收代表電流21之信號且使用該信號形成代表遞送至負載之功率之變化之電源控制信號75，而非使用藉由控制器45之電路73形成之信號74。
圖11示意性地圖解說明一諧振電源系統180之一實施例之一部分之一實例，該諧振電源系統180包含一電源控制器181之一實施例之一部分之一實例，該電源控制器181係在圖1及圖2或控制器145、148、150、160或170之任意者之描述中描述之控制器45之一替代實施例。控制器181包含一可調整箝位電路183。電路183可類似於電路136且類似於電路136操作(圖3)。控制器181並不包含在圖1中圖解說明之求和電路79。控制器181回應於信號75之值而調整電路183之箝位值以形成經補償回饋信號84。因此，電路183(諸如)回應於信號75之值而與所遞送輸出功率之量成比例地調整經補償回饋信號84之最大值。在一項實施例中，電路181經組態以回應於經補償回饋信號84約等於第一信號而終止電晶體42之一接通時間。此允許精確控制所遞送輸出功率之最大值。
圖12圖解說明可用作圖9中之變壓器164之一變壓器之一實施例之一部分之一實例。輔助繞組(例如，諸如繞組161及162)可具有相同數目個線匝。一第一輔助繞組可放置於初級繞組上方且第二輔助繞組放置於(諸)次級繞組上方。兩個輔助繞組皆串聯連接但具有相反定向。藉由連接中之繞組提供之輸出信號與負載電流成比例且初級電流之磁化電流分量被良好抑制。因此，此信號可直接被用作在圖9之描述中描述之信號165。
圖13示意性地圖解說明一電源電路190之一實施例之一部分之一 實例，該電源電路190係在圖1及圖2之描述中論述之電源電路71之一替代實施例或電路119之一替代(圖7)。電路190可經組態以在使用信號74形成信號75之前形成信號74之一平均值。求平均值可用於最小化或實質上移除磁化電流相關分量。
熟習此項技術者將暸解，一電源控制器之一項實施例可包括：一控制電路(例如，諸如電路64)，其經組態以形成至少一個切換控制信號(例如信號66及/或67之一者)以控制第一開關及第二開關(例如，諸如電晶體42/43)以透過一諧振電路形成一初級電流(例如，諸如電流21)以從一輸入電壓(諸如來自終端13之電壓)調節至一負載之一輸出電壓(例如在終端31處之輸出電壓)且形成用於負載之一負載電流(例如，諸如電流33)；一第一電路(例如，諸如電路70)，其經組態以接收代表初級電流之一值之一第一信號(例如信號CS)且接收代表輸入電壓之一第二信號(例如，諸如輸入47上之信號)且回應地形成具有與一所遞送輸出功率成比例之一值之一控制信號(諸如，例如信號75)；一回饋電路，其經組態以接收代表輸出電壓之一信號且形成代表輸出電壓之一回饋信號(例如，諸如信號77)；一第一補償電路(例如，諸如電路85)，其經組態以回應於啟用第一開關(作為一非限制性實例，諸如電晶體42)而減小與輸入電壓之一值成比例之回饋信號之一值；電源控制器經組態以與控制信號成比例地調整第一信號之一者以形成一經補償電流感測信號(例如，諸如信號80)或與控制信號成比例地調整回饋信號以形成一經補償回饋信號；且控制電路經組態以回應於經補償電流感測信號約等於回饋信號或經補償回饋信號約等於第一信號之一者而終止第一開關之一接通時間。
在另一實施例中，電源控制電路可包含一可變電流源，該可變電流源經組態以形成一第一電流(87)，該第一電流(87)具有與輸入電壓之值成比例地減小回饋信號之值之一值，以調整第一開關之接通時間之一值。
在一實施例中，第一補償電路可包含一輸入控制電路，該輸入控制電路經組態以形成具有與輸入電壓成比例之一值之一控制信號，包含回應於控制電路形成啟用第一開關之一狀態而形成控制信號之值。
一實施例可包含：輸入控制電路可經組態以回應於控制電路形成啟用第一開關之狀態而調整輸入控制電路之控制信號之值。
在一項實施例中，第一補償電路可包含一D/A轉換器，該D/A轉換器經組態以判定第一開關之接通時間，以便形成來自輸入電壓之回饋控制信號。
一實施例可包含：第一電路可經組態以使控制信號之值形成為實質上與輸入電壓成比例且實質上與所遞送輸出功率成比例，其中電源控制器藉由電源控制信號之值調整經補償電流感測信號之一值，以調整第一開關之接通時間之一持續時間。
電源控制器電路之一實施例可包含：第一電路具有一負載電路(例如，諸如電路73)，該負載電路經組態以形成代表負載電流之一負載狀態信號(例如，諸如信號74)。
電源控制器電路之一實施例可包含一電源電路(例如，諸如電路71)，該電源電路經組態以接收負載狀態信號及代表輸入電壓之一信號且形成控制信號，該控制信號具有與輸入電壓及所遞送輸出功率成比例之一值。
一項實施例可包含：控制電路經組態以使第二開關之一接通時間形成為約等於第一開關之接通時間。
在一實施例中，第一電路可包含一負載電路(例如，諸如電路71)，該負載電路經組態以形成一負載狀態信號(例如，諸如信號74)，負載電路具有形成代表第一信號之一微分之一微分信號(例如信號115)之一微分電路(例如電路116)。
一實施例可包含一閘控電路，該閘控電路接收微分信號且接收代表第一開關之接通時間之一切換信號，閘控電路經組態以回應於切換信號之一經確證狀態而將微分信號耦合至負載狀態信號且回應於切換信號之一經否定狀態而否定負載狀態信號。
另一實施例可包含具有一乘法器之一電源電路，其中乘法器具有經耦合以接收負載狀態信號之一第一輸入及經耦合以接收第二信號之一第二輸入，乘法器經組態以將第二信號與負載狀態信號相乘且使控制信號形成為所得被乘數之一平均值。
熟習此項技術者將暸解，一種形成一電源控制器之方法可包括：組態電源控制器以形成至少一個切換控制信號以控制第一開關及第二開關以透過一諧振電路形成一初級電流，以從一輸入電壓(例如，諸如來自終端13之電壓)調節至一負載之一輸出電壓(例如，終端31上之電壓)且針對負載形成一負載電流；組態一第一電路(例如電路73)以接收代表初級電流之一第一信號(例如，諸如CS信號)且形成代表負載電流之一狀態信號(例如信號74)；組態一第二電路(例如電路71)以接收第一信號、狀態信號及代表輸入電壓之一信號且回應地形成具有與一所遞送輸出功率成比例之一值之一控制信號(例如，諸如信號75)，其中電源控制器經組態以藉由與控制信號成比例地調整第一信號而形成一經補償電流感測信號；及組態電源控制器以使用經補償電流感測信號調整第一開關之一 接通時間。
該方法之一實施例亦可包含組態第一電路以實質上從第一信號移除諧振電路之一初級磁化分量。
一實施例可進一步包含組態第一電路以在至少一個切換控制信號之一接通時間期間使用初級電流。
在一實施例中，該方法可進一步包含將第一電路及第二電路組態為無對第一信號積分之一積分電路。
熟習此項技術者將暸解，一種形成一電源控制器之方法可包括：組態電源控制器以形成至少一個切換控制信號以控制第一開關及第二開關以透過一諧振電路形成一初級電流以從一輸入電壓調節至一負載之一輸出電壓且針對負載形成之一負載電流；組態電源控制器以藉由實質上移除初級電流之一初級磁化分量而形成代表次級電流之一狀態信號(例如信號74)；組態電源控制器以使用狀態信號形成代表一所遞送輸出功率之一第一信號(例如信號75)；及組態電源控制器以回應於所遞送輸出功率而調整第一開關或第二開關之一者之一接通時間。
該方法之一實施例可包含組態電源控制器以實質上移除初級磁化分量。
該方法之一項實施例可包含組態電源控制器以使用狀態信號及代表輸入電壓之一第三信號判定所遞送輸出功率。
一實施例可包含組態電源控制器以將狀態信號與第三信號相乘且形成被乘數之一平均值。
鑑於上文之所有內容，顯然揭示一種新穎裝置及方法。尤其包含之特徵係，組態電源控制器以僅使用相關聯諧振電路之一初級側上 之信號判定所遞送輸出功率之一值。從初級電流移除初級磁化分量在無需感測次級電流之一值之情況下提供代表次級電流之一信號。回應於輸入電壓之改變而調整初級開關之接通時間協助提供一更快回應時間但具有更簡單及更低成本之電路。
雖然使用特定較佳實施例及例示性實施例描述該等描述之標的物，但前述圖式及其等之描述僅描繪標的物之實施例之典型及實例且因此不被視為限制其範疇，顯然，熟習此項技術者將明白許多替代方案及變動。
如下文之申請專利範圍所反映，發明態樣可在於少於一單一前述揭示實施例之所有特徵。因此，在下文表達之申請專利範圍以此方式清楚地併入此實施方式中，其中各請求項單獨作為一發明之一獨立實施例。此外，雖然本文中描述之一些實施例包含一些特徵而不包含包含於其他實施例中之其他特徵，但不同實施例之特徵之組合意欲處於本發明之範疇內，且形成不同實施例，如將由熟習此項技術者所理解。
10‧‧‧諧振電源系統/系統
12‧‧‧電壓源
13‧‧‧輸入終端/輸入/終端
14‧‧‧共同回路終端
16‧‧‧諧振電路
17‧‧‧變壓器
18‧‧‧初級電感器/繞組
19‧‧‧次級繞組/電感器
20‧‧‧諧振電感器
21‧‧‧初級電流
22‧‧‧諧振電容器
23‧‧‧電壓
24‧‧‧整流器
25‧‧‧儲存電容器
26‧‧‧負載
27‧‧‧參考
28‧‧‧光學耦合器
31‧‧‧次級電壓終端
32‧‧‧次級共同終端
33‧‧‧次級電流/負載電流
35‧‧‧電流感測網路
36‧‧‧電容器
37‧‧‧電容器
38‧‧‧電阻器
39‧‧‧電阻器
42‧‧‧第一電晶體/開關
43‧‧‧第二電晶體/開關
44‧‧‧開關節點
45‧‧‧電源控制器
47‧‧‧輸入/信號
48‧‧‧輸出
49‧‧‧輸出
50‧‧‧輸入
51‧‧‧輸入
54‧‧‧電流感測輸入
55‧‧‧回饋輸入
58‧‧‧起動及頻率控制電路
59‧‧‧驅動器電路
60‧‧‧切換控制信號
61‧‧‧切換控制信號
64‧‧‧控制電路
65‧‧‧控制邏輯電路
66‧‧‧切換控制信號
67‧‧‧切換控制信號
70‧‧‧電源控制電路
71‧‧‧電源電路
73‧‧‧負載電路
74‧‧‧負載狀態信號
75‧‧‧電源控制信號
77‧‧‧信號
78‧‧‧偏移信號
79‧‧‧求和電路
80‧‧‧經補償CS信號
81‧‧‧比較器
82‧‧‧電阻器
83‧‧‧電阻器
84‧‧‧節點/經補償回饋信號
85‧‧‧輸入補償電路
86‧‧‧可變電流源
87‧‧‧補償電流
90‧‧‧輸入控制電路
91‧‧‧回饋控制信號
92‧‧‧重設電路
93‧‧‧終止信號
94‧‧‧正反器
95‧‧‧AND閘
132‧‧‧上拉電阻器/電路
CS‧‧‧電流感測信號
FB‧‧‧回饋信號

Claims (10)

  1. 一種電源控制器，其包括：一控制電路，其經組態以形成至少一個切換控制信號以控制第一開關及第二開關以透過一諧振電路形成一初級電流以從一輸入電壓調節至一負載之一輸出電壓且針對該負載形成一負載電流；一第一電路，其經組態以接收代表該初級電流之一值之一第一信號且接收代表該輸入電壓之一第二信號且回應地形成一控制信，該控制信號具有與一所遞送輸出功率成比例之一值；一回饋電路，其經組態以接收代表該輸出電壓之一信號且形成代表該輸出電壓之一回饋信號；一第一補償電路，其經組態以回應於啟用該第一開關而減小與該輸入電壓之一值成比例之該回饋信號之一值；該電源控制器經組態以與該控制信號成比例地調整該第一信號之一者以形成一經補償電流感測信號或與該控制信號成比例地調整該回饋信號以形成一經補償回饋信號；且該控制電路經組態以回應於該經補償電流感測信號約等於該回饋信號或該經補償回饋信號約等於該第一信號之一者而終止該第一開關之一接通時間。
  2. 如請求項1之電源控制器電路，其中該第一補償電路包含一可變電流源，該可變電流源經組態以形成一第一電流，該第一電流具有與該輸入電壓之該值成比例地減小該回饋信號之該值之一值，以調整該第一開關之該接通時間之一值。
  3. 如請求項1之電源控制器電路，其中該第一電路經組態以使該控制信號之該值形成為實質上與該輸入電壓成比例且實質上與該 所遞送輸出功率成比例，其中該電源控制器藉由該電源控制信號之該值調整該經補償電流感測信號之一值，以調整該第一開關之該接通時間之一持續時間。
  4. 如請求項3之電源控制器電路，其中該第一電路包含一負載電路，該負載電路經組態以形成代表該負載電流之一負載狀態信號。
  5. 如請求項4之電源控制器電路，其中該第一電路包含一電源電路，該電源電路經組態以接收該負載狀態信號及代表該輸入電壓之一信號且形成該控制信號，該控制信號具有與該輸入電壓及該所遞送輸出功率成比例之一值。
  6. 一種形成一電源控制器之方法，其包括：組態該電源控制器以形成至少一個切換控制信號以控制第一開關及第二開關以透過一諧振電路形成一初級電流以從一輸入電壓調節至一負載之一輸出電壓且針對該負載形成一負載電流；組態一第一電路以接收代表該初級電流之一第一信號且形成代表該負載電流之一狀態信號；組態一第二電路以接收該第一信號、該狀態信號及代表該輸入電壓之一信號且回應地形成一控制信號，該控制信號具有與一所遞送輸出功率成比例之一值，其中該電源控制器經組態以藉由與該控制信號成比例地調整該第一信號而形成一經補償電流感測信號；及組態該電源控制器以使用該經補償電流感測信號調整該第一開關之一接通時間。
  7. 如請求項6之方法，其中組態該第一電路包含組態該第一電路以實質上從該第一信號移除該諧振電路之一初級磁化分量。
  8. 如請求項6之方法，其進一步包含將該第一電路及該第二電路組態為無對該第一信號積分之一積分電路。
  9. 一種形成一電源控制器之方法，其包括：組態該電源控制器以形成至少一個切換控制信號以控制第一開關及第二開關以透過一諧振電路形成一初級電流以從一輸入電壓調節至一負載之一輸出電壓且針對該負載形成一負載電流；組態該電源控制器以藉由實質上移除該初級電流之一初級磁化分量而形成代表該次級電流之一狀態信號；組態該電源控制器以使用該狀態信號形成代表一所遞送輸出功率之一第一信號；及組態該電源控制器以回應於該所遞送輸出功率而調整該第一開關或該第二開關之一者之一接通時間。
  10. 如請求項9之方法，其進一步包含組態該電源控制器以將該狀態信號與該第三信號相乘且形成該被乘數之一平均值。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI669583B (zh) * 2017-11-09 2019-08-21 慧榮科技股份有限公司 控制流入電路模組之電流量的方法及相關的晶片
TWI740956B (zh) * 2016-06-10 2021-10-01 美商格蘭電子公司 用於電源轉換器之平均電流模式控制(acmc)控制器及主動箝位順向轉換器
TWI810295B (zh) * 2018-06-18 2023-08-01 美商半導體組件工業公司 積體電路、諧振電力轉換器及用於操作電力轉換器之方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6007935B2 (ja) * 2014-03-26 2016-10-19 サンケン電気株式会社 電流共振型電源装置
JP6641815B2 (ja) * 2015-09-11 2020-02-05 セイコーエプソン株式会社 回路装置及び電子機器
US10122259B2 (en) 2015-09-16 2018-11-06 Semiconductor Components Industries, Llc Over power protection for power converter
US9893634B2 (en) 2016-05-06 2018-02-13 Semiconductor Components Industries, Llc Hybrid control technique for power converters
US10483854B2 (en) 2017-05-19 2019-11-19 Semiconductor Components Industries, Llc Resonant power supply converter circuit and method therefor
US10389108B2 (en) * 2017-11-17 2019-08-20 Power Integrations, Inc. Overcurrent protection in a power converter
WO2019138251A1 (en) * 2018-01-15 2019-07-18 Tdk-Lambda Uk Limited Apparatus and methods for use in a resonant converter
JP7114364B2 (ja) * 2018-06-22 2022-08-08 キヤノン株式会社 電源装置及び画像形成装置
KR102348338B1 (ko) * 2019-02-07 2022-01-06 엠케이에스코리아 유한회사 펄스형 가변 주파수 rf 발생기의 구동 주파수 제어 방법
US10826402B1 (en) * 2019-09-05 2020-11-03 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and systems of controlling switching frequency of LLC resonant power converters
CN113241941B (zh) * 2020-12-31 2022-09-02 上海晶丰明源半导体股份有限公司 一种开关电源控制电路及系统，以及控制方法
EP4064543A1 (en) * 2021-03-22 2022-09-28 Infineon Technologies Austria AG Controller for a forward mode current injection converter, forward mode current injection converter and corresponding method
US11451129B1 (en) * 2021-04-02 2022-09-20 Aes Global Holdings Pte Ltd. Gate driver circuit for a power supply voltage converter

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101285578B1 (ko) * 2007-03-19 2013-07-15 세미컨덕터 콤포넨츠 인더스트리즈 엘엘씨 전원 공급 제어기를 형성하는 방법, 및 배터리 충전기
WO2008115232A1 (en) * 2007-03-19 2008-09-25 Semiconductor Components Industries, L.L.C. Power supply controller and method therefor
KR101471133B1 (ko) 2008-01-31 2014-12-09 페어차일드코리아반도체 주식회사 공진형 컨버터
WO2010011219A2 (en) * 2008-07-23 2010-01-28 Semiconductor Components Industries, L.L.C. Method of forming a switching regulator and structure therefor
CN101826796B (zh) * 2009-03-02 2015-10-21 昂宝电子（上海）有限公司 利用多模控制的准谐振系统和方法
US8085559B1 (en) 2009-06-22 2011-12-27 Fairchild Semiconductor Corporation Current mode control for resonant converter circuits
CN102340251B (zh) * 2010-07-20 2014-06-04 台达电子工业股份有限公司 交流-直流转换器及其控制电路
US8576583B2 (en) * 2010-09-17 2013-11-05 Fairchild Semiconductor Corporation Sampled charge control for resonant converter
EP2458723B1 (en) * 2010-11-24 2016-08-17 Nxp B.V. A circuit for a resonant converter
TWI423568B (zh) * 2011-01-03 2014-01-11 Shamrock Micro Devices Corp 似準諧振電源控制器以及相關之控制方法
US9293989B2 (en) * 2011-04-21 2016-03-22 Green Solution Technology Co., Ltd. DC to DC buck converting controller with programmable on-time period unit

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI740956B (zh) * 2016-06-10 2021-10-01 美商格蘭電子公司 用於電源轉換器之平均電流模式控制(acmc)控制器及主動箝位順向轉換器
TWI669583B (zh) * 2017-11-09 2019-08-21 慧榮科技股份有限公司 控制流入電路模組之電流量的方法及相關的晶片
US10868424B2 (en) 2017-11-09 2020-12-15 Silicon Motion, Inc. Method for controlling current amount flowing into circuit module and associated chip
CN112783250A (zh) * 2017-11-09 2021-05-11 慧荣科技股份有限公司 控制流入电路模块之电流量的方法及相关的芯片
CN112783250B (zh) * 2017-11-09 2022-02-11 慧荣科技股份有限公司 控制流入电路模块之电流量的方法及相关的芯片
US11374410B2 (en) 2017-11-09 2022-06-28 Silicon Motion, Inc. Method for controlling current amount flowing into circuit module and associated chip
TWI810295B (zh) * 2018-06-18 2023-08-01 美商半導體組件工業公司 積體電路、諧振電力轉換器及用於操作電力轉換器之方法

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