TWI462446B - 用於切換模式電源的過功率補償電路 - Google Patents

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Description

用於切換模式電源的過功率補償電路
本公開通常涉及切換模式電源，尤其是涉及切換模式電源中的過功率補償。
電源一般包括用於從交流電(AC)輸入電壓產生直流電(DC)輸出電壓的整流器電路和變壓器。一般，第一整流器電路連接在變壓器的初級線圈兩端，且功率金屬氧化物半導體(MOS)電晶體與變壓器的初級線圈串聯連接，用於驅動通過初級線圈的電流。第一整流器電路接收交流輸入電壓並向變壓器的初級線圈提供整流電壓。第二整流器電路較佳地連接在變壓器的次級線圈兩端並提供直流輸出電壓。直流輸出電壓可用於向諸如電腦、電視機、印表機、電池充電器等的設備提供工作功率。
通常，回饋電路耦合到電源以調節直流輸出電壓。回饋電路包括連接到初級線圈的功率電晶體和用於操作功率電晶體的脈衝寬度調變器。脈衝寬度調變器向功率電晶體的閘極發送脈衝寬度調變(PWM)信號，以接通或關閉功率電晶體。當功率電晶體接通或關閉時，儲存在初級線圈中的能量被調變以控制直流輸出電壓。直流輸出電壓用於改變PWM信號的工作週期。因此，直流輸出電壓向脈衝寬度調變器提供回饋，用於將直流輸出電壓調節到期望的直流電壓準位。
此外，回饋電路可操作電流感測電路來感測通過變壓器的初級線圈的電流。電流感測電路操作來防止變壓器的初級線圈的飽和。如果電流感測電路確定了感測電流大於臨界值電流準位，則電流感測電路改變PWM信號的工作週期，以減少通過變壓器的初級線圈的電流的量。然而，在電流感測電路內部和在關閉功率電晶體時存在內在的傳播延遲。因此，到電流實際停止流經功率電晶體的時候，其已經增加到期望臨界值之上。此外，電流的斜率與輸入電壓成比例。因此，對於相同的傳播延遲，在高輸入電壓時，電流高出期望臨界值的過衝比在低輸入電壓時高。作為結果，在高輸入電壓時的最大功率高於在低輸入電壓時的最大功率。
本發明之一實施例係提供一種用在切換模式電源中的過功率補償電路，該過功率補償電路用於使用一功率電晶體來切換從一輸入線通過一電感提供的一電流，並具有用於感測流經該功率電晶體的一電流的一電流感測電路。該過功率補償電路包括：一峰值偵測器，其具有用於接收從該輸入線得到的一輸入電壓的一輸入、以及一輸出；一抽樣保持電路，其具有與該峰值偵測器的該輸出耦合的一輸入、以及一輸出；一電流偏移產生器，其具有與該抽樣保持電路的該輸出耦合的一輸入、以及用於提供一偏移電流的一輸出；以及一偏移電阻器，其具有與該電流偏移產生器的該輸出耦合的一第一端子、以及適合於與該功率電晶體的一電流傳導電極耦合的一第二端子。
本發明之另一實施例係提供一種切換模式電源，該切換模式電源包括：一輸入電壓，其從一輸入線得到；一電感，其具有用於接收該輸入電壓的一第一端子、以及一第二端子；一功率電晶體，其具有與該電感的該第二端子耦合的一第一電流傳導電極、一控制電極以及一第二電流傳導電極；一電流感測電阻器，其具有與該功率電晶體的該第二電流傳導電極耦合的一第一端子、以及與一電壓參考端子耦合的一第二端子；一峰值偵測器，其具有用於接收與該輸入電壓成比例的一電壓的一輸入、以及一輸出；一抽樣保持電路，其具有與該峰值偵測器的該輸出耦合的一輸入、以及一輸出；一電流偏移產生器，其具有與該抽樣保持電路的該輸出耦合的一輸入、以及用於提供一偏移電流的一輸出；以及一偏移電阻器，其具有與該電流偏移產生器的該輸出耦合的一第一端子、以及適合於與該功率電晶體的一電流傳導電極耦合的一第二端子。
本發明之另一實施例係提供一種用在切換模式電源中的過功率補償電路，該過功率補償電路用於使用一功率電晶體來切換從一輸入線通過一電感得到的一輸入電壓所提供的一電流，並具有用於感測流經該功率電晶體的一電流的一電流感測電路。該過功率補償電路包括：一高電壓感測電路，其適合於在該輸入電壓的一線週期內偵測該輸入電壓的一高電壓準位；一抽樣保持電路，其適合於儲存該輸入電壓的該高電壓準位；一電流偏移產生器，其用於提供回應於該抽樣保持電路所儲存的該高電壓準位的一偏移電流；以及一偏移電阻器，其具有用於接收該偏移電流的一第一端子、以及適合於與一功率電晶體的一電流傳導電極耦合的一第二端子。
圖1以部分結構圖、部分邏輯圖和部分示意形式示出習知技術中已知的切換模式電源100。切換模式電源100通常包括橋式整流器102、電容器103、變壓器104、功率金屬氧化物半導體(MOS)電晶體106、感測電阻器108、二極體110、電容器112、負載114和積體電路切換模式電源控制器120。橋式整流器102具有用於接收標為「VAC 」的線電壓的輸入端子、用於提供整流電壓的第一輸出端子和連接到地電源電壓端子的第二輸出端子。電容器103具有連接到整流器102的第一輸出端子的第一端子以及連接到地的第二端子。變壓器104具有初級線圈和次級線圈。初級線圈具有連接到整流器102的第一輸出端子的第一端子、以及第二端子。MOS電晶體106具有連接到變壓器104的初級線圈的第二端子的汲極、閘極和源極。電阻器108具有連接到MOS電晶體106的源極的第一端子以及連接到地的第二端子。
變壓器104的次級線圈具有第一端子和第二端子。二極體110具有連接到變壓器104的次級線圈的第一端子的陽極、以及陰極。電容器112具有連接到二極體110的陰極的第一端子和連接到變壓器104的次級線圈的第二端子的第二端子。負載114具有連接到二極體110的陰極的第一 端子和連接到變壓器104的次級線圈的第二端子的第二端子。
積體電路120包括振盪器122、誤差放大器124、脈衝寬度調變器(PWM)比較器126、或閘128、正反器130和電流感測比較器132。振盪器122具有用於提供斜波信號輸出端子。誤差放大器124具有用於接收標為「VREF1 」的參考電壓的反相輸入端子、用於接收標為「VFB 」的信號的非反相輸入端子、以及輸出端子。PWM比較器126具有連接到振盪器122的輸出端子的反相輸入端子、連接到誤差放大器124的輸出端子的非反相輸入端子、以及輸出端子。或閘128具有連接到PWM比較器126的輸出端子的第一輸入端子、第二輸入端子以及輸出端子。正反器130具有用於接收標為「CLK」的時鐘信號的設置輸入端子、連接到或閘128的輸出端子的重置輸入端子、以及連接到電晶體106的閘極的輸出端子。電流感測比較器132具有連接到電阻器108的第一端子的非反相輸入端子、用於接收標為「VREF2 」的參考電壓的反相輸入端子、以及連接到或閘128的第二輸入端子的輸出端子。
在操作中，切換模式電源100採用整流的線電壓並將其轉換成提供到負載114的調節的直流(DC)輸出電壓。積體電路120調節電晶體106的閘極上的控制信號的工作週期，以控制流經變壓器104的初級線圈的電流，因而控制在變壓器104的次級線圈的第一端子處提供的電壓。二極體110確保電流總是從次級線圈流出且決不從電容器112進入次 級線圈，電容器112儲存電荷，以便根據負載的變化使輸出電壓平滑。
積體電路120通過接收回饋電壓VFB 維持調節。VFB 被作為輸出電壓的一部分接收，並通過使用分壓器(在圖1中未示出)來產生。誤差放大器124放大VFB 和參考電壓VREF1 之間的差以形成誤差電壓，且PWM比較器126比較該誤差電壓與振盪器122所提供的斜波信號。信號CLK在逐週期基礎上設置正反器130，但PWM比較器126通過或閘128根據誤差電壓使正反器130重置。電流感測比較器132根據電阻器108上的電壓與臨界值電壓VREF2 之間的比較來確定通過初級線圈的電流是否超過臨界值電流，且如果超過了，則電流感測比較器132使正反器130重置，因而使MOS電晶體106變成不傳導的。
然而，電流感測比較器132使用固定的參考電壓來測量通過電流感測電阻器108的電流，因而測量電流感測停止準位。在很多情況下，該電流感測技術足以在適當的時間使MOS電晶體106變成不傳導的，以限制輸出功率並避免使變壓器104飽和。然而，如果線電壓VAC 增加，則通過電晶體106的電流的斜率按比例增加。因此，到電流實際停止流經功率電晶體106的時候，電流已經增加到期望臨界值之上。因此，對於積體電路120中相同的傳播延遲，在高輸入電壓時，電流高出期望臨界值的過衝比在低輸入電壓時高。因此，在高輸入電壓時的最大功率高於在低輸入電壓時的最大功率。
圖2以部分結構圖和部分示意形式示出根據本發明的切換模式電源200。切換模式電源200包括變壓器206、功率MOS電晶體208、感測電阻器210和積體電路212。變壓器206具有初級線圈和次級線圈。初級線圈具有連接到AC線的第一端子、以及第二端子。次級線圈具有第一端子和第二端子。MOS電晶體208具有連接到變壓器206的初級線圈的第二端子的汲極、閘極和源極。電阻器210具有連接到電晶體208的源極的第一端子和連接到地的第二端子。
積體電路212包括電阻器202和204、具有峰值偵測器230、抽樣保持電路240、電流偏移產生器250、重置電路270和電流感測比較器280的過功率補償電路220。積體電路212的高壓(HV)接腳接收標為「HV」的整流(全波整流或半波整流)輸入電壓。電阻器202具有連接到HV的第一端子和連接到標為「SD」的節點的第二端子。電阻器204具有連接到電阻器202的第二端子的第一端子以及連接到地電源電壓端子的第二端子。峰值偵測器230具有連接到節點SD的第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子，該節點SD由電阻器202和204之間產生的分壓器確定。抽樣保持電路240具有連接到峰值偵測器230的輸出端子的第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子。電流偏移產生器250具有連接到抽樣保持電路240的輸出端子的輸入端子、以及用於提供偏移電流的輸出端子。片外偏移電阻器260具有用於接收偏移電流的第一端子以及連接到電阻器210的第一端子的第二端子。重置電路270具有連接到由電阻器202和 204產生的分壓器的節點SD的輸入端子、連接到峰值偵測器230的第二輸入端子的第一輸出端子、以及連接到抽樣保持電路240的第二輸入端子的第二輸出端子。電流感測比較器280具有用於接收偏移電流的輸入端子。
切換模式電源200也包括未在圖2中示出的、相應於圖1中的元件的其他元件，包括在變壓器206的初級側上的橋式整流器、以及連接到變壓器206的次級線圈的二極體、電容器和負載。此外，積體電路212包括相應於圖1的積體電路120的那些元件的元件。因為這些元件是常規的並如參考圖1所述的那樣操作，因此，將不進一步描述它們。
在操作中，電阻器210通過根據電阻器210的電阻將電流轉換成電壓來感測流經電晶體208的電流。來自過功率補償電路220的電流在電阻器260和210中產生電壓偏移。然而，電阻器210的電阻較佳地比電阻器260的電阻低得多，因而可被忽略。因此，電流感測比較器接收電阻器260中的電壓偏移和從經過電阻器210的感測電流產生的電壓的組合電壓。
峰值偵測器230識別節點SD處的電壓的峰值並將該峰值提供給抽樣保持電路240。抽樣保持電路240在重置電路270的逐週期基礎上將峰值電壓傳送到電流偏移產生器250。在每次週期時，重置電路270清除峰值偵測器230中的峰值電壓，並使抽樣保持電路240向電流偏移產生器250提供峰值電壓。根據來自抽樣保持電路240的峰值電壓，電流偏移產生器250向電阻器260提供偏移電流，因而向電 流感測比較器280提供偏移電壓。重置電路270也比較節點SD處的電壓與參考電壓(在圖2中未示出)。當節點SD處的電壓下降到參考電壓之下時，重置電路270使抽樣保持電路240對峰值偵測器230的輸出抽樣。接著，在一延遲後，重置電路270使峰值偵測器230重置，同時抽樣保持電路240繼續保持來自峰值偵測器的上一個值。
圖3以部分結構圖、部分邏輯圖和部分示意形式示出用在圖2的切換模式電源200中的過功率補償電路300的一個實施方式。過功率補償電路300通常包括電阻器202和204、峰值偵測器230、抽樣保持電路240、電流偏移產生器250、重置電路270和監視計時器(watch-dog timer)336。切換模式電源通常還包括變壓器206、功率MOS電晶體208和電阻器210和260。變壓器206具有初級線圈和次級線圈。初級線圈具有連接到AC線的第一端子、以及第二端子。次級線圈具有第一端子和第二端子。MOS電晶體208具有連接到變壓器206的初級線圈的第二端子的汲極、閘極和源極。電阻器210具有連接到電晶體208的源極的第一端子和連接到地的第二端子。
過功率補償電路300的相應於過功率補償電路220的區塊的部分由具有相應的參考數字的虛線框示出。
積體電路212的高壓(HV)接腳接收標為「HV」的整流(全波整流或半波整流)輸入電壓。電阻器202具有連接到HV的第一端子和連接到標為「SD」的節點的第二端子。電阻器204具有連接到電阻器202的第二端子的第一端子以 及連接到地電源電壓端子的第二端子。峰值偵測器230通常包括放大器302、二極體304、反相器306、延遲電路308、開關310和312以及電容器314。放大器302具有連接到由電阻器202和204之間產生的分壓器的節點SD的非反相輸入端子、反相輸入端子和輸出端子。二極體304具有連接到放大器302的輸出端子的陽極和用於向放大器302的反相輸入端子提供回饋的陰極。反相器306具有輸入端子和輸出端子。延遲電路308具有輸入端子和連接到反相器306的輸入端子的輸出端子。開關310具有連接到二極體304的陰極的第一端子、連接到反相器306的輸出端子的控制端子、以及第二端子。開關312具有連接到開關310的第二端子的第一端子、連接到延遲電路308的輸出端子的控制端子、以及連接到地的第二端子。電容器314具有連接到開關312的第一端子的第一端子以及連接到地的第二端子。
抽樣保持電路240通常包括抽樣保持子電路316和電容器318。抽樣保持子電路316具有連接到電容器314的第一端子的第一端子、連接到延遲電路308的第一端子的第二端子、第三端子和輸出端子。電容器318具有連接到抽樣保持子電路316的第三端子的第一端子和連接到地的第二端子。
電流偏移產生器250通常包括放大器320、MOS電晶體322、電阻器324和電流鏡326。放大器320具有連接到抽樣保持子電路316的輸出端子的非反相輸入端子、反相輸入端子和輸出端子。MOS電晶體322具有汲極、連接到放大 器320的輸出端子的閘極和連接到放大器320的反相端子的源極。電阻器324具有連接到MOS電晶體322的源極的第一端子和連接到地的第二端子。電流鏡326包括P通道MOS電晶體328和330。MOS電晶體328具有連接到電源電壓端子的源極、閘極、以及連接到其閘極和MOS電晶體322的汲極的汲極。MOS電晶體330具有連接到電源電壓端子的源極、連接到MOS電晶體328的閘極的閘極、以及用於提供偏移電流的汲極。偏移電阻器260具有連接到MOS電晶體330的汲極的第一端子和連接到電阻器210的第一端子的第二端子。
重置電路270通常包括比較器332和反或閘334。比較器332具有連接到由電阻器202和204產生的分壓器中的SD節點的非反相輸入端子、用於接收標為「VHVstop 」的參考電壓的反相輸入端子、以及輸出端子。反或閘334具有連接到比較器332的輸出端子的第一輸入端子、第二輸入端子、以及用於接收標為「RESET」的信號的第三輸入端子。監視計時器336具有連接到反或閘334的輸出的第一輸入端子、用於接收信號CLOCK的第二輸入端子、以及連接到反或閘334的第二輸入端子的輸出端子。在另一實施方式中，過功率補償電路300可省略監視計時器336，因而反或閘334只需要具有第一和第三輸入端子。
在操作中，過功率補償電路300是圖2的過功率補償電路220的類比實現。電阻器210通過根據電阻器210的電阻將電流轉換成電壓來感測流經電晶體208的電流。來自過功 率補償電路300的電流在電阻器260和210中產生電壓偏移。然而，電阻器210的電阻較佳地比電阻器260的電阻低得多，因而可被忽略。過功率補償電路300通過注入流經偏移電阻器260的偏移電流來向電流感測比較器280的輸入端子提供偏移電壓。偏移電壓也提供到電流感測比較器280，以補償由於電流感測比較器280中的內在延遲和關閉功率電晶體208時的內在延遲而產生的、提供到切換模式電源200的過量的功率。偏移電壓也被加到電阻器210兩端的電壓降。偏移電壓被加到感測電流，以確保電流感測比較器280在低臨界值時關閉，以補償由於傳播延遲產生的電流的過衝。
VHVSTOP 設置RECTIFIED LINE(整流線)電壓，在該電壓之上，過功率補償電路300是有效的。當節點SD處的電壓升高到VHVSTOP 之上時，比較器332的輸出為高，因而反或閘334的輸出為低，且開關310關閉而開關312打開。因此，電容器314開始根據節點SD處的電壓的增加以及放大器302的輸出而充電。當節點SD處的電壓達到其峰值並開始降低時，儲存在電容器314中的電壓相應於上一週期內的峰值RECTIFIED LINE電壓。
當節點SD處的電壓落到VHVSTOP 之下時，比較器332的輸出變低，因而使反或閘334的輸出變高。反或閘334的輸出上的高電壓使抽樣保持子電路316將電容器314上的電壓傳送到電容器318。經過延遲電路308的延遲，開關310打開而開關312關閉，因而使電壓從電容器314放電。開關310保持 打開而開關312保持關閉，直到節點SD處的電壓再次超過VHVSTOP 。抽樣保持子電路316也將儲存在電容器318中的峰值電壓傳送到電流偏移產生器250的放大器320。
因此，在重置電路270的輸出為高的逐週期基礎上，抽樣保持子電路316向放大器320提供儲存在電容器318中的電壓。電晶體322逐漸由放大器320的輸出電壓啟動，且經過該電晶體的電流產生在電阻器324兩端的電壓。放大器320的輸出電壓逐漸增加，直到經過電晶體322的電流導致電阻器324兩端的電壓降實質上等於儲存在電容器314中的、並提供到放大器320的非反相輸入端子的峰值電壓。
電流鏡326使通過電阻器324傳導的電流鏡像到電阻器260的第一端子中。輸出電流根據電晶體328和330的相對尺寸與輸入電流成比例。
每當比較器332切換時，監視計時器336重新初始化。然而，如果節點SD處的電壓從不下降到VHVSTOP 之下，則比較器332不使過功率補償電路300重置。因此，標為CLOCK的時鐘信號使監視計時器336將重置信號輸出到反或閘334。因此，如果比較器332不切換，則監視計時器336繼續計數並最終將重置信號發送到反或閘334，使抽樣保持電路240對峰值偵測器230的峰值信號抽樣，然後初始化峰值偵測器以用於下一週期。此外，RESET信號的高電壓使反或閘334的輸出變低，並使峰值偵測器230初始化以用於下一週期。
圖4以部分結構圖、部分邏輯圖和部分示意形式示出用 在圖2的切換模式電源200中的過功率補償電路400的另一實施方式。過功率補償電路400通常包括電阻器202和204、峰值偵測器230、抽樣保持電路240、偏移電阻器260和重置電路270。切換模式電源200通常還包括變壓器206、功率MOS電晶體208和電阻器210。電阻器202具有用於從交流電(AC)線接收輸入電壓的第一端子、以及第二端子。電阻器204具有連接到電阻器202的第二端子的第一端子和連接到地電源電壓端子的第二端子。變壓器206具有初級線圈和次級線圈。初級線圈具有連接到AC線的第一端子、以及第二端子。次級線圈具有第一端子和第二端子。MOS電晶體208具有連接到變壓器206的初級線圈的第二端子的汲極、閘極和源極。電阻器210具有連接到MOS電晶體208的源極第一端子和連接到地的第二端子。
積體電路212的高壓(HV)接腳接收標為「HV」的整流(全波整流或半波整流)輸入電壓。電阻器202具有連接到HV的第一端子和連接到標為「SD」的節點的第二端子。電阻器204具有連接到電阻器202的第二端子的第一端子以及連接到地電源電壓端子的第二端子。峰值偵測器230通常包括延遲電路308、計數器402、數位類比轉換器(DAC)404、比較器406和反及閘408。延遲電路308具有用於接收重置信號的輸入端子、以及輸出端子。計數器402具有輸入端子、連接到延遲電路308的輸出端子的重置端子、以及輸出端子。DAC 404具有用於接收標為「IREF1 」的電流信號的第一端子、連接到計數器402的輸出端子的 第二輸入端子、以及輸出端子。比較器406具有連接到DAC 404的輸出端子的非反相輸入端子、連接到節點SD的反相輸入端子、以及輸出端子，該SD節點由電阻器202和204之間產生的分壓器確定。反及閘408具有用於從圖1的振盪器122接收時鐘信號CLK的第一輸入端子、連接到比較器406的輸出端子的第二輸入端子、以及連接到計數器402的輸入端子的輸出端子。
抽樣保持電路240通常包括記憶體410和DAC 412。記憶體410具有連接到計數器402的輸出端子的輸入端子、用於接收重置信號的寫入端子、以及輸出端子。DAC 412具有用於接收標為「IREF2 」的參考電流的第一端子、連接到記憶體410的輸出端子的第二輸入端子、以及用於提供偏移電流的輸出端子。重置電路270通常包括比較器416和反或閘418。比較器416具有連接到節點SD的非反相輸入端子、用於接收電壓參考VHVSTOP 的反相輸入端子、以及輸出端子。反或閘418具有連接到比較器416的輸出端子的第一輸入端子、用於接收信號RESET的第二輸入端子、以及連接到延遲電路308的第一端子和記憶體410的寫入端子的輸出端子。偏移電阻器260具有用於從DAC412接收偏移電流的第一端子和連接到MOS電晶體208的源極的第二端子。
在操作中，過功率補償電路400是圖2的過功率補償電路220的數位實現。VHVSTOP 設置RECTIFIED LINE電壓，過功率補償電路400在該電壓以上有效。當節點SD處的電壓 升高到VHVSTOP 之上時，比較器416的輸出為高，使反或閘418的輸出為低，並使計數器402開始計數並跟隨節點SD處的電壓。當節點SD處的電壓達到其峰值並開始降低時，計數器402停止計數且其輸出相應於上一週期的峰值RECTIFIED LINE電壓。
當節點SD處的電壓落到VHVSTOP 之下時，比較器416的輸出變低，使反或閘418的輸出變高。反或閘418的輸出上的高電壓使計數器402的輸出被寫到記憶體410中，且在延遲電路308的延遲之後，使計數器402重置。計數器402保持重置，直到節點SD處的電壓再次超過VHVSTOP 。此外，RESET信號的高電壓使反或閘418的輸出變高並使計數器402重置。
記憶體410將其輸出提供到DAC 412的輸入。DAC 412根據記憶體410所儲存的數位值提供與IREF 成比例的輸出電流。
現在一起考慮圖3和4，過功率補償電路300是相對複雜的，需要3個局部反饋迴路，這3個局部反饋迴路需要頻率補償。而且，它也需要兩個相對大的電容器314和318。最後，偏移電流由電阻器324的值確定。電阻器324在通常的積體電路製造過程中有大溫度係數。
相反，過功率補償電路400對抵抗雜訊非常強。它不包括局部反饋迴路且沒有大電容器。而且，對於適當數量的位元，例如4位元或5位元，它提供適當的精確性，同時比過功率補償電路300佔用更小的積體電路區域。此外，偏 移電流的溫度係數只依賴於IREF1 和IREF2 的溫度係數。
圖5示出與理解圖4的過功率補償電路的操作有關的信號的時序圖。波形502表示提供到積體電路212(圖2所示)的整流輸入電壓。整流交流輸入電壓可為半波整流信號，使得只有交流輸入電壓的正部分被提供到過功率補償電路220，如波形502所示。波形504表示峰值偵測器230的DAC 404的輸出(圖4所示)。波形506表示重置電路270的HV STOP比較器332的輸出。波形508表示抽樣保持電路240中的DAC 412輸出的偏移電流。
如波形504所示，DAC 404的輸出電壓持續增加，直到輸入電壓的峰值電壓被確定，且DAC維持該峰值電壓，直到計數器402接收到重置信號，如波形506所示。記憶體410也在寫入輸入端子上接收該重置信號，並將峰值電壓傳送到DAC 412。在時鐘信號、RESET的每次週期時，如波形508所示，根據從記憶體410接收的數字代碼設置DAC 412所輸出的偏移電流。
上面公開的主題被認為是例證性的而不是限制性的，且所附技術方案旨在包括所有這樣的更改、增強和落在技術方案的真實範圍內的其他實施方式。切換模式電源可使用各種切換技術，例如脈衝寬度調變、可變頻率調變等來實現。因此，在法律所允許的最大程度上，本發明的範圍由下列技術方案及其等效形式的最廣泛的容許解釋來確定，且不應被前述詳細描述限制或限定。
100．．．切換模式電源
102．．．橋式整流器
103．．．電容器
104．．．變壓器
106．．．功率金屬氧化物半導體(MOS)電晶體
108．．．感測電阻器
110．．．二極體
112．．．電容器
114．．．負載
120．．．積體電路切換模式電源控制器
122．．．振盪器
124．．．誤差放大器
126．．．脈衝寬度調變器(PWM)比較器
128．．．或閘
130．．．正反器
132．．．電流感測比較器
200．．．切換模式電源
202．．．電阻器
204．．．電阻器
206．．．變壓器
208．．．功率MOS電晶體
210．．．感測電阻器
212．．．積體電路
220．．．過功率校正
230．．．峰值偵測器
240．．．抽樣保持電路
250．．．電流偏移產生器
260．．．電阻器
270．．．重置電路
280．．．電流感測比較器
300．．．過功率補償電路
302．．．放大器
304．．．二極體
306．．．反相器
308．．．延遲電路
310．．．開關
312．．．開關
314．．．電容器
316．．．抽樣保持子電路
318．．．電容器
320．．．放大器
322．．．MOS電晶體
324．．．電阻器
326．．．電流鏡
328．．．P通道MOS電晶體
330．．．P通道MOS電晶體
332．．．比較器
334．．．或閘
336．．．監視計時器
400．．．過功率補償電路
402．．．計數器
404．．．數位類比轉換器(DAC)
406．．．比較器
408．．．反及閘
410．．．記憶體
412．．．DAC
416．．．比較器
418．．．或閘
502．．．波形
504．．．波形
506．．．波形
508．．．波形
通過參考附圖，可更好地理解本公開，且其很多特徵和優點對本領中具有通常知識者變得明顯，其中：
圖1以部分結構圖、部分邏輯圖和部分示意形式示出習知技術中已知的切換模式電源；
圖2以部分結構圖和部分示意形式示出根據本發明的切換模式電源；
圖3以部分結構圖、部分邏輯圖和部分示意形式示出用在圖2的切換模式電源中的過功率補償電路的一個實施方式；
圖4以部分結構圖、部分邏輯圖和部分示意形式示出用在圖2的切換模式電源中的過功率補償電路的另一實施方式；以及
圖5示出與理解圖4的過功率補償電路的操作有關的信號的時序圖。
在不同附圖中相同的參考符號的使用指示類似或相同的部件。
200．．．切換模式電源
202．．．電阻器
204．．．電阻器
206．．．變壓器
208．．．功率MOS電晶體
210．．．感測電阻器
212．．．積體電路
220．．．過功率校正
230．．．峰值偵測器
240．．．抽樣保持電路
250．．．電流偏移產生器
260．．．電阻器
270．．．重置電路
280．．．電流感測比較器

Claims (10)

  1. 一種用在一切換模式電源中的過功率補償電路，該過功率補償電路用於使用一功率電晶體來切換從一輸入線通過一電感提供的一電流，並具有用於感測流經該功率電晶體的一電流的一電流感測電路，該過功率補償電路包括：一峰值偵測器，其具有用於接收從該輸入線得到的一輸入電壓的一輸入，以及一輸出，其中該峰值偵測器包括：一計數器，其具有一輸入和一輸出；一數位類比轉換器，其具有一第一輸入、與該計數器的該輸出耦合的一第二輸入，以及一輸出；一比較器，其具有與該數位類比轉換器的該輸出耦合的一第一輸入、用於接收從該輸入線得到的該輸入電壓的一第二輸入，以及一輸出；一延遲電路，其具有一輸入以及與該計數器的一重置端子耦合的一輸出；以及一反及閘，其具有與一振盪器的一輸出耦合的一第一輸入、與該比較器的該輸出耦合的一第二輸入，以及與該計數器的該輸入耦合的一輸出；一抽樣保持電路，其具有與該峰值偵測器的該輸出耦合的一輸入，以及一輸出；一電流偏移產生器，其具有與該抽樣保持電路的該輸出耦合的一輸入，以及用於提供一偏移電流的一輸出； 以及一偏移電阻器，其具有與該電流偏移產生器的該輸出耦合的一第一端子，以及適合於與該功率電晶體的一電流傳導電極耦合的一第二端子。
  2. 如請求項1之過功率補償電路，其中該偏移電流在該輸入電壓的逐週期基礎上被提供。
  3. 一種用在一切換模式電源中的過功率補償電路，該過功率補償電路用於使用一功率電晶體來切換從一輸入線通過一電感提供的一電流，並具有用於感測流經該功率電晶體的一電流的一電流感測電路，該過功率補償電路包括：一峰值偵測器，其具有用於接收從該輸入線得到的一輸入電壓的一輸入，以及一輸出；一抽樣保持電路，其具有與該峰值偵測器的該輸出耦合的一輸入，以及一輸出；一電流偏移產生器，其具有與該抽樣保持電路的該輸出耦合的一輸入，以及用於提供一偏移電流的一輸出；以及一偏移電阻器，其具有與該電流偏移產生器的該輸出耦合的一第一端子，以及適合於與該功率電晶體的一電流傳導電極耦合的一第二端子，其中該抽樣保持電路包括：一記憶體，其具有與該峰值偵測器的該輸出耦合的一輸入，以及一輸出；以及 一數位類比轉換器，其具有一第一輸入、與該記憶體的該輸出耦合的一第二輸入，以及與該偏移電阻器的該第一端子耦合的一輸出。
  4. 一種用在一切換模式電源中的過功率補償電路，該過功率補償電路用於使用一功率電晶體來切換從一輸入線通過一電感提供的一電流，並具有用於感測流經該功率電晶體的一電流的一電流感測電路，該過功率補償電路包括：一峰值偵測器，其具有用於接收從該輸入線得到的一輸入電壓的一輸入，以及一輸出；一抽樣保持電路，其具有與該峰值偵測器的該輸出耦合的一輸入，以及一輸出；一電流偏移產生器，其具有與該抽樣保持電路的該輸出耦合的一輸入，以及用於提供一偏移電流的一輸出；一偏移電阻器，其具有與該電流偏移產生器的該輸出耦合的一第一端子，以及適合於與該功率電晶體的一電流傳導電極耦合的一第二端子；一重置電路，其具有用於接收該輸入電壓的一第一輸入，以及用於向該峰值偵測器和該抽樣保持電路提供一重置電壓的一輸出；以及一監視計時器電路，其具有與該重置電路的該輸出耦合的一輸入，以及與該重置電路的一第二輸入耦合的一輸出，該監視計時器電路適合於根據該重置電壓處於一單一狀態達到一預定的時間量而使該峰值偵測器和該抽 樣保持電路重置。
  5. 如請求項4之過功率補償電路，在該重置電壓處於該單一狀態達到該預定的時間量中，該輸入電壓是大於一預定臨界值的一直流電壓。
  6. 一種用在切換模式電源中的過功率補償電路，該過功率補償電路用於使用一功率電晶體來切換從一輸入線通過一電感得到的一輸入電壓所提供的一電流，並具有用於感測流經該功率電晶體的一電流的一電流感測電路，該過功率補償電路包括：一峰值偵測器，其適合於在該輸入電壓的一線週期內偵測該輸入電壓的一高電壓準位；一抽樣保持電路，其適合於儲存該輸入電壓的該高電壓準位；一電流偏移產生器，其用於提供回應於該抽樣保持電路所儲存的該高電壓準位的一偏移電流；一偏移電阻器，其具有用於接收該偏移電流的一第一端子，以及適合於與一功率電晶體的一電流傳導電極耦合的一第二端子，其中該峰值偵測器包括：一計數器，其具有一輸入和一輸出；一數位類比轉換器，其具有一第一輸入、與該計數器的該輸出耦合的一第二輸入，以及一輸出；一比較器，其具有與該數位類比轉換器的該輸出耦合的一第一輸入、用於接收從該輸入線得到的該輸入電壓的一第二輸入，以及一輸出； 一延遲電路，其具有一輸入以及與該計數器的一重置端子耦合的一輸出；以及一反及閘，其具有與一振盪器的一輸出耦合的一第一輸入、與該比較器的該輸出耦合的一第二輸入，以及與該計數器的該輸入耦合的一輸出。
  7. 如請求項6之過功率補償電路，其中該抽樣保持電路包括：一記憶體，其具有與該峰值偵測器的該輸出耦合的一輸入，以及一輸出；以及一數位類比轉換器，其具有一第一輸入、與該記憶體的該輸出耦合的一第二輸入，以及與該偏移電阻器的該第一端子耦合的一輸出。
  8. 如請求項6之過功率補償電路，進一步包括：一重置電路，其具有用於接收該輸入電壓的一第一輸入，以及用於向該峰值偵測器和該抽樣保持電路提供一重置電壓的一輸出。
  9. 如請求項8之過功率補償電路，進一步包括：一監視計時器電路，其具有與該重置電路的該輸出耦合的一輸入，以及與該重置電路的一第二輸入耦合的一輸出，該監視計時器電路適合於根據該重置電壓處於一單一狀態達到一預定的時間量而使該峰值偵測器和該抽樣保持電路重置。
  10. 如請求項8之過功率補償電路，在該重置電壓處於該單一狀態達到該預定的時間量中，該輸入電壓是大於一預定臨界值的一直流電壓。
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