TWI456381B

TWI456381B - 電源的方法與系統

Info

Publication number: TWI456381B
Application number: TW100106213A
Authority: TW
Inventors: Robert T Carroll; Venkat Sreenivas; David Williams
Original assignee: Int Rectifier Corp
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2014-10-11
Also published as: TW201205263A

Claims

一種方法，包含：在不連續電源模式中操作電源時：開始該電源之第一切換器的啟動以增加流經電感器之電流的大小，經該電感器之該電流流動產生供電給負載之輸出電壓；估計啟動該電源之第二切換器的持續時間以減少流經該電感器之該電流，至少部分依據在停用該第一切換器時流經該電感器的電流之估計量來計算該估計的持續時間；以及開始該第二切換器的啟動該估計的持續時間。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中估計該持續時間包括估計啟動該電源之該第二切換器多久以將流經該電感器之該電流的該大小減少成實質上零；以及其中開始該第二切換器的啟動該估計的持續時間包括啟動該第二切換器該估計的持續時間，以將流經該電感器之該電流的該大小減少成實質上零安培。
如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包含：在該電源在連續電源模式中時監視流經該電感器的電流量；以及回應於檢測到在該連續模式期間流經該電感器的平均電流的大小低於臨限值，開始從該連續電源模式至該不連續電源模式的切換。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中估計該持續時間包括：至少部分依據該電源之輸入電壓的大小及該輸出電壓的大小來計算該持續時間，依據該第一切換器的啟動，該輸入電壓耦合至該電感器的第一節點，在該電感器的第二節點產生該輸出電壓以供電給該負載。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中估計該持續時間包括：至少部分依據啟動該第一切換器多久以增加流經該電感器之該電流大小以供電給該負載來計算該持續時間。
如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包含：在該不連續電源模式中操作電源時，針對多個切換週期的每一個別切換週期：針對停用該第二切換器的第一期間，開始該第一切換器的啟動以增加流經該電感器之電流大小；針對停用該第一切換器的第二期間，開始該第二切換器的啟動該估計的持續時間；以及針對停用該第一切換器及該第二切換器兩者的第三期間，經由耦合至產生輸出電壓的該電感器之第二節點的電容器而提供電力至該負載。
如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包含：監視藉由該電感器所產生之該輸出電壓的大小；回應於檢測到該輸出電壓的該大小低於臨限值，重複不連續模式切換週期，該不連續模式切換週期包括：i)在停用該第二切換器時，開始該電源之第一切換器的啟動，以增加流經供電給該負載的該電感器之電流大小；ii)在停用該第一切換器時，開始該第二切換器的啟動該估計的持續時間；以及iii)在停用該第一切換器及該第二切換器兩者的期間，經由耦合至該電感器之第二節點的電容器而提供電力至該負載。
如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包含：在不連續模式中時：在啟動該第二切換器該估計的持續時間之後，將該第一切換器及該第二切換器兩者保持在停用狀態中，直到該輸出電壓的大小降至低於臨限值。
如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包含：在該不連續模式中時，在開始該第二切換器的啟動該估計的持續時間之後：在該第二持續時間過期時停用該第二切換器；監視藉由供電給該負載的該電感器所產生之該輸出電壓的大小；以及回應於檢測到在少於自停用該第二切換的時候起之預定時間中該輸出電壓的該大小降至低於臨限值，則從不連續電源模式切換電源操作至連續電源模式，檢測到在少於該預定時間該輸出電壓的該大小降至低於臨限值指出該負載消耗的電流增加。
一種方法，包含：開始第一切換器的啟動第一持續時間，該第一切換器的啟動令將施加至電感器的第一節點之輸入電壓在該電感器的第二節點產生輸出電壓以供電給負載；至少部分依據該輸入電壓的大小及該輸出電壓的大小計算第二持續時間；依據啟動該第一切換器之持續時間乘以[(VIN-VOUT)/VOUT]來產生該第二持續時間，其中VIN為該輸入電壓的大小，其中VOUT為該輸出電壓的大小；以及開始第二切換器的啟動該第二持續時間，該第二切換器的啟動將該電感器的該第一節點耦合至參考電壓以減少經過該電感器之電流量。
一種電源系統，包含：第一切換器；第二切換器；電感器；以及控制器，該控制器在不連續電源模式中時組態成：開始該電源系統之該第一切換器的啟動以增加流經該電感器之電流的大小，經該電感器之該電流流動產生供電給負載之輸出電壓；估計啟動該電源之該第二切換器的持續時間以減少流經該電感器之該電流；以及開始該第二切換器的啟動該估計的持續時間；在開始該第二切換器的啟動該估計的持續時間之後：於該持續時間過期時停用該第二切換器；監視用以供電給該負載由該電感器產生之該輸出電壓的大小；以及回應於檢測到在少於自停用該第二切換的時候起之預定時間中該輸出電壓的該大小降至低於臨限值，則開始從不連續電源模式切換電源操作至連續電源模式。
如申請專利範圍第11項所述之電源系統，其中該控制器估計啟動該電源之該第二切換器多久以將流經該電感器之該電流的該大小減少成實質上零；以及其中該控制器啟動該第二切換器該估計的持續時間，以將流經該電感器之該電流的該大小減少成實質上零安培。
如申請專利範圍第11項所述之電源系統，其中該控制器至少部分依據在停用該第一切換器時流經該電感器的估計電流量來估計該持續時間。
如申請專利範圍第11項所述之電源系統，其中該控制器組態成：在該電源在連續電源模式中時監視流經該電感器的電流量；以及回應於檢測到在該連續模式期間流經該電感器的該電流的大小低於臨限值或流經該電感器之該電流在切換週期的至少一部分中為負的，啟動從該連續電源模式至該不連續電源模式的切換。
如申請專利範圍第11項所述之電源系統，其中該控制器組態成：至少部分依據該電源之輸入電壓的大小及該輸出電壓的大小來計算該持續時間，依據該第一切換器的啟動，該輸入電壓耦合至該電感器的第一節點，在該電感器的第二節點產生該輸出電壓以供電給該負載。
如申請專利範圍第11項所述之電源系統，其中該控制器至少部分依據啟動該第一切換器多久以增加流經該電感器之該電流大小以供電給該負載來計算該持續時間。
如申請專利範圍第11項所述之電源系統，其中該控制器，在該不連續電源模式中操作電源時，針對多個切換週期的每一個別切換週期：針對停用該第二切換器的第一期間，開始該第一切換器的啟動以增加流經該電感器之電流大小；針對停用該第一切換器的第二期間，開始該第二切換器的啟動該估計的持續時間；以及針對停用該第一切換器及該第二切換器兩者的第三期間，經由耦合至產生輸出電壓的該電感器之第二節點的電容器提供電力至該負載。
如申請專利範圍第11項所述之電源系統，其中該控制器組態成：監視藉由該電感器所產生之該輸出電壓的大小；回應於檢測到該輸出電壓的該大小降至低於臨限值，重複不連續模式切換週期，該不連續模式切換週期包括：i)在停用該第二切換器時，開始該第一切換器的啟動以增加流經供電給該負載的該電感器之電流大小；ii)在停用該第一切換器時，開始該第二切換器的啟動該估計的持續時間；以及iii)在停用該第一切換器及該第二切換器兩者的期間，經由耦合至該電感器之第二節點的電容器而提供電力至該負載。
如申請專利範圍第11項所述之電源系統，其中該控制器，在不連續模式中時，組態成：在啟動該第二切換器該估計的持續時間之後，將該第一切換器及該第二切換器兩者保持在停用狀態中，直到該輸出電壓的大小降至低於臨限值。
如申請專利範圍第18項所述之電源系統，其中該不連續模式切換週期的切換頻率隨該負載大小而變。
如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包含：在該電源在連續電源模式中時，監視流經該電感器之電流量；以及回應於檢測到在該連續電源模式中時流經該電感器之該電流在切換週期的至少一部分中為負的，啟動從該連續電源模式至該不連續電源模式的切換。
如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包含：接收，作為輸入，代表啟動該第一切換器之啟通時間的值；儲存該值；以及其中開始該第一切換器的啟動包括依據該已儲存的值啟動該第一切換器。
如申請專利範圍第1項所述之方法，其中估計啟動該第二切換器的持續時間包括：至少部分依據經由驅動器停用該第二切換器的時間量來調整啟動該驅動器以啟動該第二切換器的該持續時間。
如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包含：接收，作為輸入，已編程的臨限值；監視藉由該電感器所產生之該輸出電壓的大小；回應於檢測到，在該第一及該第二切換器為停用時，該輸出電壓的該大小低於該已編程的臨限值，開始新的不連續模式切換週期，該新的不連續模式切換週期包括：i)在停用該第二切換器時，開始該電源之該第一切換器的啟動以增加流經供電給該負載的該電感器之該電流大小； ii)停用該第一切換器；iii)在停用該第一切換器時，開始該第二切換器的啟動該估計的持續時間；iv)停用該第二切換器；以及v)在停用該第一切換器及該第二切換器兩者的期間，經由耦合至該電感器之第二節點的電容器提供電力至該負載。
如申請專利範圍第9項所述之方法，進一步包含：以該不連續模式操作該電源以回應於檢測到在操作於該連續模式期間流經該電感器的平均電流降至低於電流臨限值。
如申請專利範圍第25項所述之方法，進一步包含：在該不連續模式中時，至少部分依據啟動該第一切換器以增加流經該電感器的該電流大小以供電給該負載多久來計算該估計的持續時間。