TWI482413B - Pwm控制器及其方法 - Google Patents

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TWI482413B
TWI482413B TW097135631A TW97135631A TWI482413B TW I482413 B TWI482413 B TW I482413B TW 097135631 A TW097135631 A TW 097135631A TW 97135631 A TW97135631 A TW 97135631A TW I482413 B TWI482413 B TW I482413B
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Jonathan P Kraft
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Description

PWM控制器及其方法
本發明一般而言係關於電子學,且更明確地說,係關於形成半導體裝置及結構的方法。
在過去,半導體工業利用各種方法及結構來製造脈寬調變(PWM)電源控制器。在某些情況下,該等電源控制器監控基體輸入電壓的平均值以判定基體輸入電壓是否足以形成所要輸出電壓。此等類型的控制器還依賴於基體輸入電壓上的漣波電壓以便提供保護。在大多數情況下,監控器及感測器沒有足夠的精確度。結果,PWM控制器藉以進入保護模式的基體輸入電壓值改變。不精確的偵測通常導致對電源控制器的損壞。
因此,需要有一種更精確地感測基體輸入電壓且保護電源控制器的PWM控制器。
圖1示意地說明電源系統10之實施例的一部分,其說明脈寬調變(PWM)電源控制器或PWM控制器30之例示性實施例的一部分。系統10在功率輸入端子12與功率返回端子13之間接收輸入功率,且在輸出端子17與輸出返回端18之間形成輸出電壓。負載(未圖示)通常連接在端子17與返回端18之間。端子12及13通常經耦接以接收藉由橋式整流器11在端子12與13之間形成的基體輸入電壓。濾波電容器14輔助形成基體輸入電壓。控制器30形成用以控制功率開關(諸如,功率電晶體21)之操作的驅動信號,且將端子17與返回端18之間的輸出電壓的值調節到所要值。電晶體21通常連接至變壓器16,以便控制流經變壓器16的電流,從而調節輸出電壓。反饋網路20經連接以接收輸出電壓且形成表示輸出電壓之值的反饋(FB)信號。電流感測電路(諸如,電阻器22)通常經耦接以形成表示流經電晶體21之電流的值的電流感測(CS)信號。感測網路23連接在端子12與13之間以便接收基體輸入電壓,且在節點26形成表示基體輸入電壓之值的線感測信號。感測網路23通常包括串聯連接在端子12與13之間的電阻器24及25。
如在下文中將進一步看到的,控制器30經組態以感測端子12與13之間之降低到不大於第一值之值的基體輸入電壓的值,且回應於基體輸入電壓保持不大於此第一值達第一時間段或第一時間間隔而使用以驅動電晶體21的驅動信號去能。控制器30經連接以接收電壓輸入端31與電壓返回端32之間的輸入功率。輸入端31及返回端32通常連接至各別端子12及13。控制器30通常包括驅動輸出端36、反饋(FB)輸入端37、電流感測(CS)輸入端38及經連接以自網路23接收線感測信號的感測輸入端34。FB輸入端37經連接以自反饋網路20接收FB信號,且CS輸入端38經連接以接收表示通過電晶體21之電流的CS信號。驅動輸出端36提供用於操作電晶體21且將端子17與返回端18之間的輸出電壓調節到所要值之開關驅動信號或驅動信號。
控制器30包括大體上固定頻率的時脈電路或時脈43、PWM鎖存器45、PWM驅動器46、最大工作週期控制電路48、可選的「及」閘49、「或」閘51及電壓-電流式比較器52。控制器30通常亦包括內部調節器39,內部調節器39耦接在輸入端31與返回端32之間以接收輸入電壓且在輸出端40上形成用於操作控制器30之元件(諸如,鎖存器45及閘49與51)的內部操作電壓。在某些情況下,調節器39可包括高電壓啟動電路,其自輸入端31上的高電壓形成低電壓且接著使用此低電壓來形成輸出端40上的操作電壓。熟習此項技術者熟知此啟動電路及內部調節器。另外,在某些情況下,高電壓啟動電路可連接在輸入端31與端子12之間,其中高電壓電路的輸出端連接至輸入端31。時脈43形成大體上固定頻率的時脈信號,該信號用來設定鎖存器45且起始輸出端36上的驅動信號的週期。設定鎖存器45使驅動信號有效,該驅動信號使電晶體21致能,且在電流開始流經電晶體21時在輸入端38上形成CS信號。比較器52接收CS及FB信號,且在CS信號達到FB信號的值時比較器52的輸出變為高位準。來自比較器52的高位準使鎖存器45重設且藉由使驅動信號無效來終止驅動信號的週期的作用部分(active portion)。驅動信號的工作週期被判定為驅動信號的作用部分除以驅動信號的總週期。最大工作週期控制電路48用於限制輸出端36上形成的驅動信號的最大工作週期。電路48自時脈43接收時脈信號且在驅動信號的週期中需要驅動信號的作用部分終止並把工作週期限制在最大值的時刻形成控制信號。熟習此項技術者熟知此等工作週期控制電路。在驅動信號的週期內的選定時刻,來自電路48的控制信號變為高位準且經由閘49及51重設鎖存器45,即使鎖存器45仍然被設定且尚未由比較器52重設。
控制器30亦包括實施為遲滯比較器55的線偵測器及用以輔助控制驅動信號的時間控制電路58。在一實施例中,電路58包括大體上恆定的電流源60、電容器61、電晶體62、比較器64及參考值產生器(簡寫作ref)65。然而,熟習此項技術者應瞭解,電路58可具有其他實施例,只要保留下文中所述的電路58的功能性。
圖2為具有說明系統10的某些信號的曲線的曲線圖。橫座標指示時間,且縱座標指示所說明信號的遞增值。曲線68說明在端子12與13之間形成的基體輸入電壓。曲線72以虛線說明在電容器14不存在的情況下基體電壓的值。曲線69以虛線方式說明基體輸入電壓的第一值,且曲線70以虛線方式說明基體輸入電壓的第二值。曲線73說明比較器64的輸出。此描述參看圖1及圖2兩者。雖然基體輸入電壓大體上為DC電壓,但通常存在大體上以AC輸入電壓的頻率出現的一些漣波電壓。曲線68說明在基體輸入電壓的平均DC值上形成的此漣波電壓。該漣波電壓的谷值或較低值視由連接在端子17與返回端18之間的負載(未圖示)所需的電流的量來變化。當負載電流增加時,谷值降低,且當負載電流降低時,谷值增加。在曲線68的一個週期期間,控制器30形成很多驅動信號來操作電晶體21且調節輸出電壓的值,因為時脈43的頻率比漣波電壓的頻率大得多。只要漣波電壓在達到谷值之後增大,系統10通常就接收到足夠的功率來維持負載的操作。然而,若輸入電壓的值減小且使谷值降低到最小值之下且保持在最小值之下,如時刻T2與T3之間所示的,系統10可能不會接收到足夠的功率來操作負載。控制器30經組態以偵測基體輸入電壓的瞬時值降低到第一值(諸如,由曲線70所說明的值)之下,保持在該值之下達一段延長的時間,則相應地終止驅動信號。若基體輸入電壓的瞬時值增大而超過第一值且在時間間隔期滿之前達到第二值(諸如,由曲線69所說明的值),則控制器30經組態以重設時間間隔且不終止驅動信號。控制器30視情況經組態以在時間間隔期間增大驅動信號的工作週期,以便將更多的功率施加至負載,同時等待以察看基體輸入電壓的瞬時值是否增加回至第二值之上。
比較器55自輸入端34接收線感測信號。若基體電壓的瞬時值足以讓線感測信號大於來自ref 56的電壓的值,則比較器55的輸出為高位準,該高位準經過閘49及51後對驅動信號沒有影響。來自比較器55的高位準使電晶體62致能,此防止時間間隔開始。若基體輸入電壓的瞬時值降低到足以使線感測信號降低到小於ref 56之值的第一值之下,則比較器55的輸出變成低位準。來自比較器55的低位準使電晶體62去能,而允許電容器61以由電流源60的值及電容器61的值所決定的速率充電。電容器61在時間間隔內充電,直到達到大於來自ref 65的電壓值之值,這使得比較器64的輸出為高位準。在電容器61充電中的時間間隔期間,控制器30繼續運作且形成驅動信號來操作電晶體21並調節輸出電壓的值。通常,該時間間隔足以確保漣波電壓的瞬時值將再次增大,來使基體電壓的瞬時值恢復到第一值之上而到達第二值。若瞬時值在所述時間間隔期滿之前增大回到第二值,則假定該降低是暫時的且驅動信號不應被制止。舉例而言,時間間隔可低至十(10)毫秒且通常至少大於漣波電壓的週期(AC輸入電壓的頻率的一半)。來自比較器64的高位準迫使閘51的輸出為高位準且使鎖存器45重設,藉此終止當前的驅動信號且防止控制器30形成後續的驅動信號,直到基體輸入電壓的瞬時值增大而超過第二值,該第二值會使感測信號增大到一值,該值大於來自ref 56之信號的值加上比較器55之遲滯量。若在該時間間隔期間,基體輸入電壓的瞬時值增加到第二值,則比較器55的輸出再次變為高位準,其使電容器61立即放電且終止時間間隔,藉此防止電路58制止驅動信號。使用電路58促進使用比較器55之遲滯量的固定值。在沒有電路58的情況下,遲滯量將必須藉由外部元件來調節。此調節元件將需要其中形成有控制器30之封裝的額外引腳,藉此增加了控制器30的成本。又,外部調節元件通常導致較低的精確度。回應於基體輸入電壓降低而向負載供應更多功率消除了對大的濾波電容器的需要,藉此允許對電容器14使用低電容值,此降低了系統成本。熟習此項技術者應瞭解,若負載(未圖示)所需的電流增加到大於由系統10所提供的電流的值,則基體輸入電壓的瞬時值也會降低,且控制器30的操作方式將與在由輸入電壓降低而引起的降低的情況下所描述的操作方式一樣。
在可選組態中,比較器55的輸出亦用以制止電路48限制驅動信號的最大工作週期。通常,若基體輸入電壓降低,則系統10必須向負載提供更多的功率,以便將輸出電壓維持在所要輸出電壓值。組態控制器30在基體電壓為低的時間期間藉由不限制驅動信號的最大工作週期來增加工作週期向負載供應更多的功率,藉此輔助維持輸出電壓的所要值,即使基體輸入電壓業已降低。在此可選組態中,當基體輸入電壓降低且使比較器55的輸出變為低位準時,來自比較器55的低位準迫使可選「及」閘49的輸出為低位準,其防止電路48重設鎖存器45。因此,來自比較器55的低位準允許控制器30增加驅動信號的工作週期,而不影響驅動信號的中斷時間。注意,中斷時間由比較器52控制(在由時脈43形成的週期內),因此,中斷時間為可變值而非固定值。在基體輸入電壓增大使得比較器55的輸出變為高位準時,控制器30允許電路48再次限制驅動信號的最大工作週期。
為了促進控制器30的此功能性,時脈43的輸出端連接至鎖存器45的設定輸入端且連接至電路48的輸入端。電路48的輸出端連接至閘49的第一輸入端。閘49的輸出端連接至閘51的第一輸入端,閘51具有連接至鎖存器45的重設輸入端的輸出端。鎖存器45的Q輸出端連接至驅動器46的輸入端,驅動器46具有連接至輸出端36的輸出端。比較器55的非反相輸入端連接至輸入端34,且反相輸入端連接至ref 56的輸出端。比較器55的輸出端公共地連接至閘49的第二輸入端且連接至電晶體62的閘極。電晶體62的源極公共地連接至返回端32且連接至電容器61的第一端子。電晶體62的汲極公共地連接至電流源60的輸出端、比較器61的第二端子及比較器64的非反相輸入端。源60的第二端子連接至調節器39的輸出端40。比較器64的反相輸入端連接至ref 65的輸出端。比較器64的輸出端連接至閘51的第二輸入端,閘51具有連接至比較器52之輸出端的第三輸入端。比較器52的非反相輸入端共同地連接至輸入端37及電阻器53的第一端子,電阻器53具有連接至輸出端40的第二端子。比較器52的反相輸入端連接至輸入端38。
圖3示意地說明電源系統75之實施例的一部分,其說明PWM控制器76之例示性實施例的一部分。系統75及控制器76為在圖1及圖2的描述中及述的各別系統10及控制器30的替代實施例。除了控制器76包括為控制器30之最大工作週期控制電路48之替代實施例的最大工作週期控制電路80之外,控制器76類似於控制器30。最大工作週期控制電路80經組態以回應於基體輸入電壓變得小於第一值而改變驅動信號的最大工作週期。當基體輸入電壓的值大於第一值時,比較器55的輸出為高位準,且電路80將最大工作週期限制到第一工作週期值,例如,八十個百分比(80%)。當基體輸入電壓的值降低到第一值時,比較器55的輸出為低位準,且電路80將最大工作週期限制到大於第一工作週期值的第二工作週期值,例如九十五個百分比(95%)。增加工作週期向負載輸送更多功率且允許使用較小的濾波電容器,藉此減少系統成本。
圖4示意地說明電路80的一實例實施例。當來自時脈43的時脈信號變為高位準時,電晶體85被致能以使電容器84放電且迫使比較器87的輸出為低位準。當時脈信號變為低位準時,恆流源86以大體上恆定的速率給電容器84充電。若基體輸入電壓大於第一值,則比較器55的輸出為高位準,因此輸入78為高位準,這使電晶體81致能且使電晶體82去能。使電晶體81致能會將來自自參考源或ref 88之參考電壓耦接至比較器87。當電容器84充電到ref 88的值時,比較器87的輸出變為高位準,其重設鎖存器45。若基體輸入電壓的值小於第一值,則輸入78為低位準,其使電晶體81去能且使電晶體82致能,以將來自參考源或ref 89之參考電壓耦接至比較器87。ref 89形成為具有比ref 88高的電壓,因此需花較長的時間來使比較器87的輸出變為高位準,藉此允許驅動信號在時脈週期或驅動信號週期的較長部分內保持作用中。熟習此項技術者應瞭解,圖4中所說明的例示性實施例可用執行類似功能的其他實施例來替代。
圖5示意地說明電源系統90之實施例的一部分,其說明PWM控制器91之例示性實施例的一部分。控制器91類似於控制器30,然而,控制器91具有變頻振盪器(VFO)92而非由控制器30所使用的固定頻率時脈43。控制器91經組態以回應於基體輸入電壓降低到不大於第一值而降低由振盪器92形成的時脈信號的值。降低振盪器92的頻率可讓驅動信號保持致能達一段較長的時間,藉此增加輸送到負載的功率的量。熟習此項技術者應瞭解,閘49可由控制器91用以制止電路48的作用。另外,熟習此項技術者應瞭解,電路48可由圖3之描述中所述的電路80替代。
圖6示意地說明在半導體晶粒98上形成的半導體裝置或積體電路97之實施例的一部分的放大平面圖。控制器30或控制器76或91在晶粒98上形成。晶粒98亦可包括為了圖式的簡單起見而未在圖6中展示的其他電路。控制器30及裝置或積體電路97藉由熟習此項技術者熟知之半導體製造技術而在晶片98上形成。
鑑於上述全部內容,很明顯揭示了一種新穎的裝置及方法。除其他特徵以外,所包括的是形成一種PWM控制器,其用以回應於基體輸入電壓的瞬時值保持不大於第一值達第一時間間隔而制止驅動信號,且在基體輸入電壓的瞬時值在時間間隔期滿之前增大的情況下重設時間間隔。使用基體電壓的瞬時值允許控制器30對電壓的後續增大快速地作出反應,而不是如由某些先前實施所作般等待平均值增加。因此,使用基體電壓的瞬時值導致比感測平均值的某些先前實施更精確地對條件進行感測。又,此功能性促進使用半導體裝置的單一輸入引腳以設定基體輸入電壓的上限及下限,藉此減少成本。
雖然本發明的主題係用特定例示性且較佳的實施例來描述,但顯然,許多替代方式及變化對於,許多替代方式及變化顯而易見的。舉例而言,電路58係用特定實施例來說明的,但熟習此項技術者應瞭解,其他實施例係可能的,只要該實施例提供電路58的功能。另外,比較器55可用不同的電路實施。雖然本發明是在電流模式控制器的背景下描述的,但熟習此項技術者應瞭解,本發明亦適用於其他控制方法,包括電壓模式控制。另外,可使用其他熟知的方法而非電阻器22來感測通過電晶體21的電流。雖然控制器30經說明以使用固定頻率之時脈,但可使用其他熟知的控制迴路方法,包括變頻時脈及遲滯控制迴路。另外,為描述清楚而在全文使用了詞"連接",然而,該詞意欲與詞"耦接"具有相同的含義。因此,"連接"應被解釋為包括直接連接或間接連接。
10...電源系統
11...橋式整流器
12...功率輸入端子
13...功率返回端子
14...濾波電容器
16...變壓器
17...輸出端子
18...輸出返回端
20...反饋網路
21...功率電晶體
22...電阻器
23...感測網路
24...電阻器
25...電阻器
26...節點
30...PWM控制器
31...電壓輸入端
32...電壓返回端
34...感測輸入端
36...驅動輸出端
37...反饋輸入端
38...電流感測(CS)輸入端
39...內部調節器
40...輸出端
43...時脈電路或時脈
45...PWM鎖存器
46...PWM驅動器
48...最大工作週期控制電路
49...「及」閘
51...「或」閘
52...電壓-電流式比較器
53...電阻器
55...遲滯比較器
56...參考源
58...時間控制電路
60...電流源
61...電容器
62...電晶體
64...比較器
65...參考電壓產生器或REF
68...曲線
69...曲線
70...曲線
72...曲線
73...曲線
75...電源系統
76...PWM控制器
78...輸入
80...最大工作週期控制電路
81...電晶體
82...電晶體
84...電容器
85...電晶體
86...恆流源
87...比較器
88...參考源
89...參考源
90...電源系統
91...PWM控制器
92...變頻振盪器
97...半導體裝置或積體電路
98...半導體晶粒
CS...電流感測信號
FB...反饋信號
T2...時刻
T3...時刻
圖1說明電源系統的實施例,其示意地說明根據本發明之脈寬調變(PWM)電源控制器的例示性實施例的一部分;
圖2為具有說明根據本發明之圖1的系統的某些信號的曲線的曲線圖;
圖3說明電源系統的實施例,其示意地說明另一脈寬調變(PWM)電源控制器的例示性實施例的一部分,該電源控制器為根據本發明之圖1的PWM電源控制器的替代實施例;
圖4示意性地說明根據本發明之圖3的PWM控制器的電路之實施例的一部分;
圖5說明電源系統的實施例,其說明又一脈寬調變(PWM)電源控制器的例示性實施例的一部分,該電源控制器為根據本發明之圖1的PWM電源控制器的替代實施例;以及
圖6示意性地說明包括根據本發明之圖1的脈寬調變(PWM)電源控制器的半導體裝置的放大平面圖。
為說明的簡潔及清楚起見,諸圖中的元件不必按比例繪製,且不同圖中相同的參考數字表示相同的元件。另外,為了描述的簡單而省略了對熟知步驟及元件的描述及細節。如本文所使用的,載流電極意謂裝置之承載通過該裝置之電流的一元件,諸如MOS電晶體的源極或汲極、或雙極電晶體的發射極或集電極、或二極體的陰極或陽極;且控制電極意謂裝置之控制通過該裝置之電流的一元件,諸如MOS電晶體的閘極或雙極電晶體的基極。雖然該等裝置在本文中被解釋為特定N通道或P通道裝置,但熟習此項技術者應瞭解,根據本發明,互補裝置亦係可能的。熟習此項技術者應瞭解,如本文所使用的詞"在...的期間、在...同時、當...的時候"並非意謂一動作與初始動作同時發生的準確術語,而是在由初始動作起始的反應之間可能存在一些小但合理的延遲,諸如,傳播延遲。詞"大約"或"大體上"的使用意謂元件的值具有預期非常接近於規定的值或位置的參數。然而,如此項技術中所已知的,總是存在極小的偏差使上述值或位置不是正好如規定的值或位置。在此項技術中完全證實,最大約十個百分比(10%)(且對於半導體摻雜濃度,最大為二十個百分比(20%))的偏差被認為係偏離確切地如所述之理想目標的合理偏差。
10...電源系統
11...橋式整流器
12...功率輸入端子
13...功率返回端子
14...濾波電容器
16...變壓器
17...輸出端子
18...輸出返回端
20...反饋網路
21...功率電晶體
22...電阻器
23...感測網路
24...電阻器
25...電阻器
26...節點
30...PWM控制器
31...電壓輸入端
32...電壓返回端
34...感測輸入端
36...驅動輸出端
37...反饋輸入端
38...電流感測(CS)輸入端
39...內部調節器
40...輸出端
43...時脈電路或時脈
45...PWM鎖存器
46...PWM驅動器
48...最大工作週期控制電路
49...「及」閘
51...「或」閘
52...電壓-電流式比較器
53...電阻器
55...遲滯比較器
56...REF
58...時間控制電路
60...恆流源
61...電容器
62...電晶體
64...比較器
65...參考值產生器(REF)
CS...電流感測信號
FB...反饋信號

Claims (15)

  1. 一種PWM控制器,其包含:一第一電路,其經組態以提供一用於將一輸出電壓調節到一所要值的驅動信號;一第二電路,其可操作而耦接以偵測降低到一第一值的一基體輸入電壓且回應性地形成一第一控制信號;以及一第三電路,其可操作而耦接以接收該第一控制信號並回應於保持不大於該第一值達一時間間隔之該基體輸入電壓而使該驅動信號去能,且可操作而耦接以回應於在該時間間隔期滿之前增大到一大於該第一值的第二值之該基體輸入電壓而制止使該驅動信號去能且重設該時間間隔,該第三電路經組態以回應於該時間間隔之後增大到該第二值之該基體輸入電壓而於該時間間隔之後重新致能該驅動信號。
  2. 如請求項1之PWM控制器,其中該PWM控制器可操作而耦接以回應於該第一控制信號而增加該驅動信號的一最大可允許工作週期。
  3. 如請求項2之PWM控制器,其進一步包括一工作週期控制電路且進一步包括邏輯,該工作週期控制電路形成一用於將該驅動信號的一最大可允許工作週期限制在一第一工作週期值的工作週期控制信號,該邏輯回應於該第一控制信號而使該工作週期控制信號無效。
  4. 如請求項2之PWM控制器,其進一步包括一工作週期控制電路,該工作週期控制電路形成一具有一第一控制值 的最大工作週期控制信號,該最大工作週期控制信號回應於該第一控制信號的一第一狀態而將該驅動信號的一最大可允許工作週期限制在一第一工作週期值,且回應於該第一控制信號的一第二狀態而將該最大可允許工作週期限制在一第二工作週期值。
  5. 如請求項1之PWM控制器,其中該第三電路包括一計時器,該計時器經耦接以回應於該第一控制信號的一第一狀態而開始該時間間隔,且回應於該第一控制信號的一第二狀態而重設該時間間隔。
  6. 如請求項1之PWM控制器,其中該第二電路包括一比較器,該比較器經耦接以將表示該基體電壓的一信號與一參考信號作比較。
  7. 如請求項6之PWM控制器,其中該第三電路包括一計時器,該計時器經耦接以回應於該比較器的一第一狀態而開始該時間間隔,且回應於該比較器的一第二狀態而重設該時間間隔。
  8. 一種形成一PWM控制器的方法,其包含:組態該PWM控制器以形成一用於將一輸出電壓調節到一所要值的驅動信號;以及耦接一第一電路以感測降低到一第一值的一基體輸入電壓且回應性地降低該驅動信號的一操作頻率,包括耦接該第一電路以回應於保持不大於該第一值達一時間間隔之該基體輸入電壓而降低該頻率,及耦接該第一電路以回應於在該時間間隔期滿之前增大到一大於該第一值 的第二值之該基體輸入電壓而增大該頻率並重設該時間間隔,其中該第一電路經組態以回應於該時間間隔之後增大到該第二值之該基體輸入電壓而於該時間間隔之後增加該頻率。
  9. 如請求項8之方法,其中耦接該第一電路以感測該基體輸入電壓包括耦接該第一電路以接收一表示該基體輸入電壓的輸入信號且形成一用於減小用於形成該驅動信號之一週期之一時脈信號的一頻率之控制信號。
  10. 如請求項9之方法,其進一步包括耦接一比較器以將該輸入信號與一參考信號相比較且回應性地形成該控制信號,且進一步包括耦接一變頻振盪器以回應於該控制信號而減小一操作頻率。
  11. 一種形成一PWM控制器的方法,其包含:組態一振盪器電路以形成具有一週期之一時脈信號組態該PWM控制器以使用該時脈信號形成一用於將一輸出電壓調節到一所要值的驅動信號;組態該PWM控制器以感測降低到不大於一第一值的一基體輸入電壓,且回應於保持不大於該第一值達一時間間隔之該基體輸入電壓而使該驅動信號去能且不去能該時脈信號,其中該PWM控制器在該時間間隔期間繼續形成驅動信號;以及組態該PWM控制器以回應於在該時間間隔期滿之前之任何時間增大到大於該第一值之該基體輸入電壓而不使該驅動信號去能。
  12. 如請求項11之方法,其進一步包括組態該PWM控制器以使其回應於降低到不大於該第一值之該基體輸入電壓而將該驅動信號的一最大可允許工作週期自一第一工作週期值增加到一第二工作週期值。
  13. 如請求項12之方法,其進一步包括組態該PWM控制器以使其回應於增大到大於該第一值之該基體輸入電壓而將該最大可允許工作週期降低到該第一值。
  14. 如請求項11之方法,其中組態該PWM控制器以感測該基體輸入電壓包括組態該PWM控制器以將該時間間隔形成為不少於大約該基體輸入電壓之一漣波電壓的一週期。
  15. 如請求項11之方法,其中組態該PWM控制器以感測該基體輸入電壓包括組態該PWM控制器以將該時間間隔形成為不少於大約10毫秒。
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101295872B (zh) 2007-04-28 2010-04-14 昂宝电子(上海)有限公司 为功率转换器提供过电流和过功率保护的系统和方法
US7952895B2 (en) 2008-05-29 2011-05-31 Power Integrations, Inc. Method and apparatus for implementing an unregulated dormant mode in a power converter
US7995359B2 (en) * 2009-02-05 2011-08-09 Power Integrations, Inc. Method and apparatus for implementing an unregulated dormant mode with an event counter in a power converter
US8385088B2 (en) * 2010-12-06 2013-02-26 Power Integrations, Inc. Method and apparatus for implementing an unregulated dormant mode with output reset in a power converter
EP2454805B1 (en) * 2009-07-16 2018-01-24 NXP USA, Inc. Integrated circuit comprising voltage modulation circuitry and method therefor
US8115457B2 (en) * 2009-07-31 2012-02-14 Power Integrations, Inc. Method and apparatus for implementing a power converter input terminal voltage discharge circuit
US8207577B2 (en) 2009-09-29 2012-06-26 Power Integrations, Inc. High-voltage transistor structure with reduced gate capacitance
US8300431B2 (en) * 2010-03-05 2012-10-30 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Constant-current control module using inverter filter multiplier for off-line current-mode primary-side sense isolated flyback converter
US8754625B2 (en) * 2010-09-30 2014-06-17 Intersil Americas Inc. System and method for converting an AC input voltage to regulated output current
US9553501B2 (en) 2010-12-08 2017-01-24 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. System and method providing over current protection based on duty cycle information for power converter
CN102545567B (zh) 2010-12-08 2014-07-30 昂宝电子(上海)有限公司 为电源变换器提供过电流保护的系统和方法
TW201236506A (en) * 2011-02-24 2012-09-01 Hanergy Technologies Inc LED driver circuit
TWI493842B (zh) * 2011-05-04 2015-07-21 Anpec Electronics Corp 開啟時間控制模組及開啟時間控制方法
US8625251B2 (en) * 2011-08-17 2014-01-07 Monolithic Power Systems, Inc. EMI capacitor discharger and the method thereof
JP5210424B2 (ja) * 2011-10-05 2013-06-12 株式会社アイ・オー・データ機器 保護機能付きスイッチング電源回路およびそれを用いた電子機器
US8848402B2 (en) * 2012-05-25 2014-09-30 Chicony Power Technology Co., Ltd. Power factor correction apparatus
CN103401424B (zh) 2013-07-19 2014-12-17 昂宝电子(上海)有限公司 用于调整电源变换系统的输出电流的系统和方法
KR102095064B1 (ko) * 2013-08-12 2020-03-30 솔루엠 (허페이) 세미컨덕터 씨오., 엘티디. 파워 스위치 구동회로, 전원공급장치 및 파워 스위치 구동 방법
US9584005B2 (en) 2014-04-18 2017-02-28 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for regulating output currents of power conversion systems
CN108809100B (zh) 2014-04-18 2020-08-04 昂宝电子(上海)有限公司 用于调节电源变换系统的输出电流的系统和方法
JP6369782B2 (ja) * 2014-06-05 2018-08-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 電源装置及び該電源装置を用いた前照灯装置及び該前照灯装置を用いた車両
CN104113223B (zh) * 2014-07-29 2016-07-06 深圳市华星光电技术有限公司 交流-直流转换电路
US10374514B2 (en) * 2014-11-05 2019-08-06 Qualcomm Incorporated Boost converters having self-adaptive maximum duty-cycle-limit control
CN104377945B (zh) * 2014-11-21 2016-12-28 成都芯源系统有限公司 一种基准信号产生电路及其方法
CN104660022B (zh) 2015-02-02 2017-06-13 昂宝电子(上海)有限公司 为电源变换器提供过流保护的系统和方法
US9713217B2 (en) 2015-03-25 2017-07-18 Bayco Products, Inc. Duty cycle brightness control for lighting device
CN106981985B (zh) 2015-05-15 2019-08-06 昂宝电子(上海)有限公司 用于电源转换系统中的输出电流调节的系统和方法
US10270334B2 (en) 2015-05-15 2019-04-23 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for output current regulation in power conversion systems
JP6503964B2 (ja) * 2015-07-31 2019-04-24 富士電機株式会社 スイッチング電源の制御装置
CN111373644A (zh) 2017-12-25 2020-07-03 德州仪器公司 处理由负偏压温度不稳定性引起的电压漂移的电压监控电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4709320A (en) * 1986-10-23 1987-11-24 Zenith Electronics Corporation Low voltage shutdown circuit
US5907224A (en) * 1996-02-29 1999-05-25 Koito Manufacturing Co., Ltd. Abnormality detecting circuit for discharge lamp with delayed interruption for undervoltage
US6744645B2 (en) * 1998-11-16 2004-06-01 Power Integrations, Inc. Output feedback and under-voltage detection system
US20070007937A1 (en) * 2005-07-08 2007-01-11 Park Chan W Method and apparatus for increasing the power capability of a power supply

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4791544A (en) * 1984-09-21 1988-12-13 Veeco Instruments Regulating control for single-ended switching power supply
US6429709B1 (en) * 1998-12-14 2002-08-06 Semiconductor Components Industries Llc Power converter circuit and method for controlling
US6462971B1 (en) * 1999-09-24 2002-10-08 Power Integrations, Inc. Method and apparatus providing a multi-function terminal for a power supply controller
CN100456906C (zh) * 2001-01-12 2009-01-28 松下电工株式会社 放电灯用的镇流器和用dc-dc转换器操作放电灯的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4709320A (en) * 1986-10-23 1987-11-24 Zenith Electronics Corporation Low voltage shutdown circuit
US5907224A (en) * 1996-02-29 1999-05-25 Koito Manufacturing Co., Ltd. Abnormality detecting circuit for discharge lamp with delayed interruption for undervoltage
US6744645B2 (en) * 1998-11-16 2004-06-01 Power Integrations, Inc. Output feedback and under-voltage detection system
US20070007937A1 (en) * 2005-07-08 2007-01-11 Park Chan W Method and apparatus for increasing the power capability of a power supply

Also Published As

Publication number Publication date
US20120011712A1 (en) 2012-01-19
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US8059432B2 (en) 2011-11-15
US8222883B2 (en) 2012-07-17
US20090153123A1 (en) 2009-06-18
CN101459382B (zh) 2013-05-29
HK1132098A1 (en) 2010-02-12
TW200929824A (en) 2009-07-01

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