專利名稱：用于電源中的非耗散性泄放的集成接通時(shí)間延長(zhǎng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及電源，且更具體地涉及用于開關(guān)式電源的控制器。
背景技術(shù)：
電子器件使用電力來運(yùn)行。開關(guān)式電源由于其高效率、小尺寸和輕重量而被廣泛 用于為當(dāng)今許多電子器件供電。常規(guī)的墻裝插座提供了高電壓交流電。在開關(guān)式電源中， 通過能量傳遞元件來轉(zhuǎn)換高電壓交流(ac)電輸入，以提供良好的穩(wěn)定的(regulated)直流 (dc)電輸出。開關(guān)式電源控制電路通常通過感測(cè)輸出并且在閉環(huán)中控制該輸出，來提供輸 出調(diào)整。在運(yùn)行中，通過變化開關(guān)式電源中的開關(guān)的占空比(通常是開關(guān)接通時(shí)間與整個(gè) 開關(guān)周期的比)來利用開關(guān)來提供想要的輸出。當(dāng)設(shè)計(jì)開關(guān)式電源時(shí)，通常將對(duì)諸如效率、尺寸、重量和成本的要求納入考慮。通 常，控制開關(guān)式電源的切換的控制器被設(shè)計(jì)為一個(gè)集成電路，該集成電路具有各種不同的 端子，這些端子可用作輸入端子、輸出端子或兩者。當(dāng)開關(guān)式電源的開關(guān)和控制器集成在一 起時(shí)，該集成電路的兩個(gè)端子對(duì)應(yīng)于開關(guān)的兩端。該集成電路的各種不同端子可被用作該 控制器的反饋端子、功能程序端子或輸入電壓感測(cè)端子。對(duì)于開關(guān)式電源的某些應(yīng)用，交流 輸入電壓被感測(cè)以確定該交流輸入電壓的過零。通常，本文中的交流輸入電壓也被稱為線 路輸入電壓。過零一般指的是該交流輸入電壓與零電壓交叉的時(shí)刻。換句話說，過零指的 是交流輸入電壓的量值將符號(hào)從正變到負(fù)或從負(fù)變到正的時(shí)刻。線路輸入電壓的過零可被 用于各種不同應(yīng)用。線路輸入電壓的過零可被用于確定交流線路頻率，或可被用于更新電 源的控制器的內(nèi)部時(shí)鐘。在用于照明應(yīng)用的一種調(diào)光中，三端雙向可控硅開關(guān)(triac)調(diào)光器電路通常移 除交流輸入電壓的一部分，以限制供給到白熾燈的電壓和電流的量。這被稱為相位調(diào)光，因 為通常便于關(guān)于以度來計(jì)量的交流輸入電壓周期的一小部分來指定丟失的電壓的位置。一 般地，所述交流輸入電壓是正弦波形，而交流輸入電壓的周期被稱為全線路循環(huán)。就此而 言，交流輸入電壓的半個(gè)周期被稱為半線路循環(huán)。交流輸入電壓的整個(gè)周期具有360度， 而一個(gè)半線路循環(huán)具有180度。通常，相位角是對(duì)所述調(diào)光器電路對(duì)每個(gè)半線路循環(huán)移除 多少度(從基準(zhǔn)0度算起)的度量。雖然相位角調(diào)光適用于直接接收被改變的交流線電 壓的白熾燈，但對(duì)于發(fā)光二極管(LED)燈通常會(huì)產(chǎn)生問題。LED燈需要穩(wěn)定的電源提供來 自交流電力線路的穩(wěn)定電流和穩(wěn)定電壓。常規(guī)穩(wěn)定電源通常被設(shè)計(jì)為忽略交流電壓的失真 (distortion)。這些常規(guī)穩(wěn)定電源的目的是輸送一個(gè)恒定的穩(wěn)定輸出，直到一個(gè)低輸入電 壓使得它們徹底關(guān)閉為止。就此而言，常規(guī)穩(wěn)定電源不會(huì)對(duì)該LED燈調(diào)光。除非用于LED 燈的電源被專門設(shè)計(jì)為以想要的方式識(shí)別并且響應(yīng)來自三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光器電路 的電壓，否則三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光器很可能產(chǎn)生不可接受的結(jié)果，例如LED燈的閃爍、 LED燈在高相位角閃光，以及LED燈的色移。因此，電源可包括改進(jìn)的常規(guī)電源控制器，該控 制器被設(shè)計(jì)為通過直接感測(cè)交流輸入電壓以確定交流輸入電壓何時(shí)由于調(diào)光器電路而被 關(guān)斷，來響應(yīng)三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光器電路。通常，交流輸入電壓是用常規(guī)控制器的集成電路外部的電路來直接感測(cè)的。感測(cè)的交流輸入電壓可由改進(jìn)的常規(guī)控制器的集成電路在 專用于接收感測(cè)的交流輸入電壓的一個(gè)端子處或在執(zhí)行多個(gè)功能的另一個(gè)端子處接收。使用具有LED燈的三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光器電路的另一個(gè)困難來自三端雙向 可控硅開關(guān)其自身的性質(zhì)。一個(gè)三端雙向可控硅開關(guān)是一個(gè)表現(xiàn)為受控交流開關(guān)的半導(dǎo)體 組件。換句話說，它對(duì)于交流電壓來說表現(xiàn)為一個(gè)斷開的開關(guān)，直到它在控制端子處接收到 一個(gè)使得該開關(guān)閉合的觸發(fā)信號(hào)為止。只要經(jīng)過該開關(guān)的電流保持在被稱為維持電流的 一個(gè)值以上，該開關(guān)就保持閉合。大多數(shù)的白熾燈從交流電源獲取非常多的電流，以允許 三端雙向可控硅開關(guān)的可靠的和連續(xù)的運(yùn)行。然而，由驅(qū)動(dòng)了 LED燈的有效率的電源從交 流電源得到的低電流可能不足以讓三端雙向可控硅開關(guān)在交流線路周期的期望的部分中 保持導(dǎo)通。因此，常規(guī)電源控制器設(shè)計(jì)通常依賴于包括了假負(fù)載一有時(shí)稱為泄放器電路 (bleeder circuit)-的電源，以從電源的輸入獲得足夠的額外電流以使得三端雙向可控 硅開關(guān)在被觸發(fā)之后保持導(dǎo)通。一般地，常規(guī)的泄放器電路在常規(guī)電源控制器的集成電路 的外部。然而，使用在常規(guī)電源控制器的集成電路的外部的常規(guī)泄放器電路要求使用額外 的組件，這對(duì)成本和效率造成了不利影響。對(duì)于電源設(shè)計(jì)的另一重要考慮是從交流電源獲得的輸入電流相對(duì)于交流輸入電 壓波形的形狀和相位。交流電源的電壓波形標(biāo)稱地是正弦的。然而，由于許多開關(guān)電源呈 現(xiàn)給該交流電源的非線性負(fù)載，由該電源從所述交流電源獲得的電流的波形是非正弦的和 /或與交流輸入電壓異相。這導(dǎo)致了在交流干線配電系統(tǒng)中的損耗的增加，并且，在世界上 許多地方，迫使電源制造商保證從電源獲得的輸入電流是正弦的并且和交流輸入電壓波形 同相，這已然成為立法的或主動(dòng)的要求的主題。以此方式對(duì)輸入電流波形的校正被稱為功率因數(shù)校正(PFC)，且通常要求一個(gè)到 該電源的輸入階，該輸入階被專門設(shè)計(jì)以執(zhí)行功率因數(shù)校正的功能。如果該輸入交流電流 和電壓波形是正弦的且完美地同相，則該電源的功率因數(shù)是1。換句話說，功率因數(shù)校正后 的輸入將會(huì)對(duì)交流源呈現(xiàn)一個(gè)負(fù)載，該負(fù)載等效于將一個(gè)可變電阻與該交流電源并聯(lián)。隨 著輸入電流相對(duì)于交流源電壓的諧波失真和/或相位偏移的增加，功率因數(shù)降到1以下。功 率因數(shù)的要求通常要求功率因數(shù)大于0. 9，且可對(duì)輸入電流波形的諧波含量有要求。增加電源的功率因數(shù)的普遍方法包括，使用升壓轉(zhuǎn)換器或回掃轉(zhuǎn)換器以建立接近 于理想正弦波形且同時(shí)與交流源電壓同相的輸入電流波形。增加電源的功率因數(shù)的另一種 方法是利用泄放器電路。開關(guān)式電源通常包括一個(gè)濾波電容器，該濾波電容器對(duì)經(jīng)過該開 關(guān)式電源的開關(guān)的高頻電流濾波。泄放器電路可有利于濾波電容器的放電，放電幫助將濾 波電容器上的電壓下拉，以使得在濾波電容器上的電壓基本遵循交流輸入電壓的正值。就 此而言，泄放器電路幫助建立接近于理想正弦波形且同時(shí)與交流源電壓同相的輸入電流波 形。然而，對(duì)于許多應(yīng)用，常規(guī)的泄放器電路通常是在電源控制器的集成電路外部的電路。 通常，常規(guī)的泄放器電路是用聯(lián)接在電源的輸入處的一個(gè)電阻器來實(shí)現(xiàn)的。然而，如上所 述，使用在常規(guī)電源控制器的集成電路的外部的常規(guī)泄放器電路要求使用額外的組件，這 對(duì)成本和效率造成了不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于開關(guān)式電源的控制器，所述控制器包括過零檢測(cè)器，被聯(lián)接以在所述電源的輸入電壓的過零之前產(chǎn)生第一信號(hào)；驅(qū)動(dòng)邏輯，被聯(lián)接以 響應(yīng)于代表所述電源的輸出的反饋信號(hào)而產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)邏輯輸出信號(hào)，其中所述驅(qū)動(dòng)邏輯 輸出信號(hào)代表初始接通時(shí)間；以及接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊，聯(lián)接到所述過零檢測(cè)器和所述驅(qū)動(dòng) 邏輯，以響應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng)邏輯輸出信號(hào)而產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于控制要被 聯(lián)接到所述控制器的一個(gè)開關(guān)的切換以從所述電源的濾波電容器移除電荷，其中所述驅(qū)動(dòng) 信號(hào)代表所述開關(guān)的總接通時(shí)間，所述總接通時(shí)間等于所述初始接通時(shí)間和延長(zhǎng)接通時(shí)間 的和，其中所述延長(zhǎng)接通時(shí)間響應(yīng)于所述第一信號(hào)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述第一信號(hào)是先決條件信號(hào)，用于指示對(duì)于所述電 源的輸入電壓的過零是否存在先決條件。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊被配置為增加所述開關(guān)的延長(zhǎng) 接通時(shí)間，直到所述先決條件信號(hào)指示所述先決條件不再存在為止，或直到所述總接通時(shí) 間達(dá)到過零時(shí)間閾值為止。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊被聯(lián)接以接收過零脈沖信號(hào)， 所述過零脈沖信號(hào)包括代表所述過零時(shí)間閾值的時(shí)間周期。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述過零檢測(cè)器響應(yīng)于所述電源的輸入電壓小于過零 電壓閾值而產(chǎn)生所述第一信號(hào)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述過零檢測(cè)器響應(yīng)于流經(jīng)所述開關(guān)的開關(guān)電流小于 過零電流閾值而產(chǎn)生所述第一信號(hào)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述過零檢測(cè)器被聯(lián)接以產(chǎn)生一個(gè)過零信號(hào)以指示過 零狀況存在，且其中所述驅(qū)動(dòng)邏輯響應(yīng)于所述過零信號(hào)和所述反饋信號(hào)產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)邏輯 輸出信號(hào)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述控制器和所述開關(guān)被包括在一個(gè)集成電路中。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述控制器是用于開關(guān)式電源的集成電路控制器。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種用于開關(guān)式電源的控制器，所述控制器包括過 零檢測(cè)器，被聯(lián)接以在所述電源的輸入電壓的過零之前產(chǎn)生第一信號(hào)；驅(qū)動(dòng)邏輯，被聯(lián)接以 響應(yīng)于代表所述電源的輸出的反饋信號(hào)而產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)邏輯輸出信號(hào)，其中所述驅(qū)動(dòng)邏輯 輸出信號(hào)代表初始接通時(shí)間；以及接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊，具有一個(gè)鎖存器以產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信 號(hào)來控制包括在所述電源中的所述開關(guān)的切換，其中所述鎖存器被聯(lián)接以響應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng) 邏輯輸出信號(hào)而被置位，且其中所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于控制要被聯(lián)接到所述控制器的一個(gè)開關(guān) 的切換以從所述電源的濾波電容器移除電荷，其中所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)代表所述開關(guān)的總接通時(shí) 間，所述總接通時(shí)間等于所述初始接通時(shí)間和延長(zhǎng)接通時(shí)間的和，其中所述延長(zhǎng)接通時(shí)間 響應(yīng)于所述第一信號(hào)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述第一信號(hào)是先決條件信號(hào)，用于指示對(duì)于所述電 源的輸入電壓的過零是否存在先決條件。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，如果所述先決條件信號(hào)指示所述先決條件不再存在， 或如果所述總接通時(shí)間達(dá)到過零時(shí)間閾值，則所述鎖存器被聯(lián)接以被復(fù)位。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述鎖存器還被聯(lián)接以響應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng)邏輯輸出信號(hào) 而被復(fù)位。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊被聯(lián)接以接收過零脈沖信號(hào)，所述過零脈沖信號(hào)包括代表所述過零時(shí)間閾值的時(shí)間周期。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述過零檢測(cè)器響應(yīng)于所述電源的輸入電壓小于過零 電壓閾值而產(chǎn)生所述第一信號(hào)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述過零檢測(cè)器響應(yīng)于流經(jīng)所述開關(guān)的開關(guān)電流小于 過零電流閾值而產(chǎn)生所述第一信號(hào)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述過零檢測(cè)器被聯(lián)接以產(chǎn)生一個(gè)過零信號(hào)以指示過 零狀況存在，且其中所述驅(qū)動(dòng)邏輯響應(yīng)于所述過零信號(hào)和所述反饋信號(hào)產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)邏輯 輸出信號(hào)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述控制器和所述開關(guān)被包括在一個(gè)集成電路中。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述控制器是用于開關(guān)式電源的集成電路控制器。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種開關(guān)式電源，包括開關(guān)；能量傳遞元件，聯(lián)接 到所述開關(guān)，且被聯(lián)接以響應(yīng)于輸入電壓而產(chǎn)生輸出；濾波電容器，與所述能量傳遞元件和 所述開關(guān)并聯(lián)；以及控制器，被聯(lián)接以響應(yīng)于所述輸入電壓而調(diào)整所述輸出，其中所述控制 器包括過零檢測(cè)器，被聯(lián)接以在所述輸入電壓的過零之前產(chǎn)生第一信號(hào)；驅(qū)動(dòng)邏輯，被聯(lián) 接以響應(yīng)于代表所述電源的輸出的反饋信號(hào)而產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)邏輯輸出信號(hào)，其中所述驅(qū)動(dòng) 邏輯輸出信號(hào)代表初始接通時(shí)間；以及接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊，聯(lián)接到所述過零檢測(cè)器和所述 驅(qū)動(dòng)邏輯，以響應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng)邏輯輸出信號(hào)而產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于控制 要被聯(lián)接到所述控制器的一個(gè)開關(guān)的切換，以從所述濾波電容器移除電荷從而將所述濾波 電容器上的電壓下拉，以使得所述濾波電容器上的電壓基本遵循所述輸入電壓的值，其中 所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)代表所述開關(guān)的總接通時(shí)間，所述總接通時(shí)間等于所述初始接通時(shí)間和延長(zhǎng) 接通時(shí)間的和，其中所述延長(zhǎng)接通時(shí)間響應(yīng)于所述第一信號(hào)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述電源還包括一個(gè)調(diào)光器電路，聯(lián)接在所述電源的 一個(gè)輸入與所述能量傳遞元件之間，以控制將所述輸入電壓與所述能量傳遞元件斷開以使 所述輸入電壓變?nèi)醯臅r(shí)間的量。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述調(diào)光器電路是三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光器電路。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光器電路包括用于保持所 述三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光器電路免于關(guān)斷的最小維持電流，且其中所述接通時(shí)間延長(zhǎng)器 塊被配置為維持經(jīng)過所述三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光器電路的電流，以使得經(jīng)過所述三端雙 向可控硅開關(guān)調(diào)光器電路的電流不落到所述最小維持電流以下。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述電源的輸出被聯(lián)接到包括發(fā)光二極管陣列的負(fù)載。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述第一信號(hào)是先決條件信號(hào)，用于指示對(duì)于所述電 源的輸入電壓的過零是否存在先決條件。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊被配置為增加所述開關(guān)的延長(zhǎng) 接通時(shí)間，直到所述先決條件信號(hào)指示所述先決條件不再存在為止，或直到所述總接通時(shí) 間達(dá)到過零時(shí)間閾值為止。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊被聯(lián)接以接收過零脈沖信號(hào)， 所述過零脈沖信號(hào)包括代表所述過零時(shí)間閾值的時(shí)間周期。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述過零檢測(cè)器響應(yīng)于所述電源的輸入電壓小于過零
8電壓閾值而產(chǎn)生所述第一信號(hào)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述過零檢測(cè)器響應(yīng)于流經(jīng)所述開關(guān)的開關(guān)電流小于 過零電流閾值而產(chǎn)生所述第一信號(hào)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述過零檢測(cè)器被聯(lián)接以產(chǎn)生一個(gè)過零信號(hào)以指示過 零狀況存在，且其中所述驅(qū)動(dòng)邏輯響應(yīng)于所述過零信號(hào)和所述反饋信號(hào)產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)邏輯 輸出信號(hào)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述控制器和所述開關(guān)被包括在一個(gè)集成電路中。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述控制器是集成電路控制器。


通過下文結(jié)合附圖的具體實(shí)施方式
的描述，將對(duì)本發(fā)明的上述和其他方面、特征 和優(yōu)點(diǎn)更為明了，在附圖中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)利用控制器的示例的開關(guān)電源 的功能框圖。圖2A是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的圖1的開關(guān)電源的示例的已整流的 輸入電壓波形的圖。圖2B是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的圖2A的示例的已整流的輸入電壓波 形的一部分以及相應(yīng)的過零信號(hào)的圖。圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的在連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)和不連續(xù)導(dǎo)電 模式(DCM)下運(yùn)行的開關(guān)電源的示例開關(guān)電流波形的圖。圖4A是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的在DCM下運(yùn)行的開關(guān)電源的一個(gè)示 例開關(guān)電流波形以及相應(yīng)的過零信號(hào)的圖。圖4B是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的在DCM下運(yùn)行的開關(guān)電源的另一示 例開關(guān)電流波形以及相應(yīng)的過零信號(hào)的圖。圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的示例開關(guān)電流波形和相應(yīng)的過零信 號(hào)的圖。圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的利用調(diào)光器電路和控制器的示例開 關(guān)電源的功能框圖。圖7A是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的圖6的開關(guān)電源的示例的已整流的 輸入電壓波形的圖。圖7B是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的圖7A的示例的已整流的輸入電壓波 形的一部分以及相應(yīng)的過零信號(hào)的圖。圖8A是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的開關(guān)電源的另一個(gè)示例的已整流的 輸入電壓波形的圖。圖8B是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的圖8A的示例的已整流的輸入電壓波 形的一部分以及相應(yīng)的過零信號(hào)的圖。圖9A是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的控制器的功能框圖。圖9B是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的圖9A的控制器的接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊 的功能框圖。
圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的圖9A和圖9B的控制器和接通時(shí)間 延長(zhǎng)器塊的信號(hào)的各種不同波形的圖。在這幾幅附圖中，相應(yīng)的附圖標(biāo)記指示了相應(yīng)的組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，圖 中的元件僅為簡(jiǎn)單和清楚而繪出，且不一定是按照比例繪出。例如，圖中某些元件的尺寸可 相對(duì)于其它元件被放大，以幫助增進(jìn)對(duì)本發(fā)明的各個(gè)不同實(shí)施方案的理解。同樣，通常不對(duì) 在商業(yè)上可行的實(shí)施方案中有用的或必須的共同且公知的元件進(jìn)行描繪，以便使本發(fā)明的 各個(gè)不同實(shí)施方案更少地受到干擾。
具體實(shí)施例方式本文公開了對(duì)用于照明的LED驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光的非耗散性 集成的泄放器的方法和裝置的實(shí)施方案。在下文的說明書中，提出了許多具體細(xì)節(jié)，以提供 對(duì)實(shí)施方案的透徹理解。然而，相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，此處描述的技術(shù)可在缺少一個(gè)或 多個(gè)具體細(xì)節(jié)的情況下或使用其他方法、組件、材料等實(shí)現(xiàn)。在其他情況下，公知的結(jié)構(gòu)、材 料或操作未被詳細(xì)示出或描述，以免引起本發(fā)明的某些方面模糊。在本申請(qǐng)文件全文中，對(duì)“一個(gè)實(shí)施方案”、“一實(shí)施方案”、“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí) 施例”的引述意味著，關(guān)于該實(shí)施方案或?qū)嵤├枋龅慕Y(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少 一個(gè)實(shí)施方案中。因此，短語“在一個(gè)實(shí)施方案中”、“在一實(shí)施方案中”、“在一個(gè)實(shí)施例中，， 或“在一實(shí)施例中”在本申請(qǐng)文件全文中各處的出現(xiàn)，并不一定指的是同一個(gè)實(shí)施方案或?qū)?施例。此外，具體的特征、結(jié)構(gòu)或特性可被結(jié)合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案或?qū)嵤├械娜我膺m 合的組合和/或子組合中。另外，應(yīng)理解，本文所提供的附圖僅為解釋目的而提供給本領(lǐng)域 技術(shù)人員，且所述附圖并不一定按比例繪出。對(duì)于開關(guān)式電源的某些應(yīng)用，直流輸出電壓被感測(cè)以確定交流輸出電壓的過零。 對(duì)于發(fā)光二極管(LED)的相位調(diào)光應(yīng)用，線路輸入電壓的過零的持續(xù)時(shí)間將由電源控制器 感測(cè)。對(duì)交流輸入電壓的過零的持續(xù)時(shí)間的確定，將向該電源控制器指示調(diào)光器電路正在 被使用，且因此改變了電源的輸出所被調(diào)整到的量。對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方案，電源控制器利 用了接通時(shí)間延長(zhǎng)器，以延長(zhǎng)開關(guān)的接通時(shí)間，這有利于確定線路輸入電壓的過零。此外，對(duì)于利用三端雙向可控硅開關(guān)的LED相位調(diào)光應(yīng)用，可利用泄放器電路來 從該電源的輸入取走額外的電流，以幫助該三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光器電路的三端雙向可 控硅開關(guān)保持導(dǎo)通。三端雙向可控硅開關(guān)是一個(gè)表現(xiàn)為受控交流開關(guān)的半導(dǎo)體組件。換句 話說，它對(duì)于交流電壓來說表現(xiàn)為一個(gè)斷開的開關(guān)，直到它在控制端子處接收一個(gè)使得該 開關(guān)閉合的觸發(fā)信號(hào)為止。只要經(jīng)過該開關(guān)的電流保持在被稱為維持電流的一個(gè)值以上， 該開關(guān)就保持閉合。大多數(shù)的白熾燈從交流電源獲取了太多的電流，以允許三端雙向可控 硅開關(guān)的可靠的和穩(wěn)定的運(yùn)行。然而，由驅(qū)動(dòng)了 LED燈的有效率的電源從交流電源得到的 低電流可能不足以讓三端雙向可控硅開關(guān)在交流線路周期的期望的部分周期中保持導(dǎo)通。 可利用泄放器電路以從電源的輸入取走額外的電流以使得三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光器電 路的三端雙向可控硅開關(guān)保持導(dǎo)通。一般地，泄放器電路在電源控制器的外部。然而，對(duì)于 本發(fā)明的實(shí)施方案，被電源控制器用來延長(zhǎng)開關(guān)接通時(shí)間的接通時(shí)間延長(zhǎng)器也可被用作泄 放器電路。所述接通時(shí)間延長(zhǎng)器允許電源中的開關(guān)比其預(yù)期接通時(shí)間保持接通更久。就此 而言，從濾波電容器移除了更多的電荷，且從電源的輸入取走了額外的電流。
所述泄放器電路也可被用于功率因數(shù)校正(PFC)目的。增加電源的功率因數(shù)的一 種方法是利用泄放器電路。開關(guān)式電源通常包括一個(gè)濾波電容器，該濾波電容器對(duì)穿過開 關(guān)式電源的開關(guān)的高頻電流濾波。泄放器電路可有利于濾波電容器的放電，放電幫助將濾 波電容器上的電壓下拉，以使得在濾波電容器上的電壓基本遵循交流輸入電壓的正值。就 此而言，泄放器電路幫助建立接近于理想正弦波形且同時(shí)與交流源電壓同相的輸入電流波 形。然而，對(duì)于許多應(yīng)用，泄放器電路通常是在電源控制器的集成電路外部的電路。通常，泄 放器電路是用聯(lián)接在電源的輸入處的一個(gè)電阻器來實(shí)現(xiàn)的。此技術(shù)方案可能是不理想的， 因?yàn)樾狗牌麟娐穼⒑纳⒛芰?以熱的形式)，并且要求使用額外的組件，對(duì)成本和效率造成 不利影響。然而，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方案，被電源控制器用來延長(zhǎng)開關(guān)接通時(shí)間的接通時(shí)間 延長(zhǎng)器也可被用作泄放器電路。通過將開關(guān)的接通時(shí)間延長(zhǎng)超過預(yù)期的接通時(shí)間，從濾波 電容器移除了更多的電荷，且濾波電容器上的電壓基本遵循交流輸入電壓的正值。此外，交流輸入電壓通常是用常規(guī)控制器的集成電路外部的電路來直接感測(cè)的。 感測(cè)的交流輸入電壓可由常規(guī)控制器在專用于接收感測(cè)的交流輸入電壓的一個(gè)端子處或 在執(zhí)行多個(gè)功能的另一個(gè)端子處接收。然而，附加的端子對(duì)于開關(guān)式電源的常規(guī)控制器來 說，是不想要的成本和尺寸。常規(guī)控制器的集成電路外部的電路也為開關(guān)式電源增加了成 本。利用本發(fā)明的實(shí)施方案，可以通過使用經(jīng)過開關(guān)式電源的開關(guān)的電流，來間接地感測(cè)輸 入電壓。結(jié)果，將已經(jīng)用作開關(guān)的一端的端子也用來間接感測(cè)交流輸入電壓，將不再需要專 用于僅感測(cè)交流輸入電壓的端子，也將不再需要用于感測(cè)交流輸入電壓的外部電路。首先參見圖1，示出了示例開關(guān)電源100的功能框圖，該示例開關(guān)電源100包括 交流輸入電壓VAe102，橋式整流器104，已整流的電壓Vkect 106，能量傳遞元件Tl 108，能量 傳遞元件Tl 108的初級(jí)繞組110，能量傳遞元件Tl 108的次級(jí)繞組112，開關(guān)Sl 114，輸入 返回116，箝位電路118，濾波電容器CF120，整流器Dl 122，輸出電容器Cl 124，輸出量U。， 輸出電壓V。，輸出電流I。，反饋電路128，反饋信號(hào)Ufb 130，控制器138，驅(qū)動(dòng)信號(hào)140，電流 感測(cè)輸入信號(hào)142，以及開關(guān)電流Id 144。同樣在圖1中示出了的是聯(lián)接到開關(guān)電源100的 負(fù)載126。在圖1中示出的示例開關(guān)電源100 —般被配置為回掃式調(diào)整器，該回掃式調(diào)整器 是可受益于本發(fā)明的教導(dǎo)的開關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。然而，應(yīng)理解，開關(guān)電源調(diào)整 器的其他已知拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和配置也可受益于本發(fā)明的教導(dǎo)。開關(guān)電源100從一個(gè)未穩(wěn)定的(unregulated)輸入電壓向負(fù)載1 提供輸出功 率。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入電壓是交流輸入電壓Va。102。在另一個(gè)實(shí)施例中，輸入電壓是已 整流的交流輸入電壓，諸如已整流的電壓Vkect 106。如所示，橋式整流器104接收交流輸入 電壓Vac 102，并產(chǎn)生已整流的電壓Vkect106。所述橋式整流器104還被聯(lián)接到能量傳遞元 件Tl 108。在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，能量傳遞元件Tl 108可以是耦合的電感器。在其 他實(shí)施方案中，能量傳遞元件Tl 108可以是變壓器。在圖1的實(shí)施例中，能量傳遞元件Tl 108包括兩個(gè)繞組，一個(gè)初級(jí)繞組110和一個(gè)次級(jí)繞組112。然而，應(yīng)理解能量傳遞元件Tl 108可具有多于兩個(gè)繞組。所述初級(jí)繞組110還被聯(lián)接到開關(guān)S1114，開關(guān)Sl 114然后進(jìn) 一步被聯(lián)接到輸入返回116。在一個(gè)實(shí)施方案中，開關(guān)Sl 114可以是一個(gè)晶體管，諸如金 屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器138可用單片集成電 路實(shí)現(xiàn)，或用分立電子組件實(shí)現(xiàn)，或用單片集成電路和分立的電子組件的組合實(shí)現(xiàn)?？刂破?138和開關(guān)Sl 114可形成集成電路146的一部分，且可被制造為混合的或單片的集成電路。
另外，箝位電路118在圖1的實(shí)施方案中被示為與能量傳遞元件Tl 108的初級(jí)繞 組110并聯(lián)。濾波電容器CF120可與初級(jí)繞組110和開關(guān)Sl 114并聯(lián)。換句話說，濾波電 容器Cf120可聯(lián)接到橋式整流器104和輸入返回116。能量傳遞元件Tl 108的次級(jí)繞組 112被聯(lián)接到整流器Dl 122。在圖1的實(shí)施例中，整流器Dl 122被例示為二極管。然而， 在某些實(shí)施方案中，整流器Dl 122可以是一個(gè)晶體管，被用作同步整流器。輸出電容器Cl IM和負(fù)載1 在圖1中均被示為聯(lián)接到整流器Dl 122。一個(gè)輸出被提供給負(fù)載126，且可 被提供為穩(wěn)定輸出電壓％、穩(wěn)定輸出電流Itj或兩者的組合。開關(guān)式電源100還包括用于穩(wěn)定輸出的電路，所述輸出被例示為輸出量隊(duì)。一般 地，穩(wěn)定輸出量^可以是輸出電壓Vtj、輸出電流Itj或兩者的組合。反饋電路1 被連接，以 感測(cè)開關(guān)式電源的輸出量^并且產(chǎn)生反饋信號(hào)Ufb130。在其他實(shí)施方案中，反饋信號(hào)Ufb130 可從對(duì)變壓器輸入側(cè)的代表了輸出量^的一個(gè)或多個(gè)量的感測(cè)中獲得。反饋電路1 還 被連接到控制器138的一個(gè)端子，從而使得該控制器138接收反饋信號(hào)Ufb130。控制器138 還包括用于接收電流感測(cè)輸入信號(hào)142的端子。電流感測(cè)輸入信號(hào)142代表了在開關(guān)Sl 114中的開關(guān)電流Id144。此外，開關(guān)Sl 114從控制器138接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)140。在運(yùn)行中，圖1的開關(guān)電源100從一個(gè)未穩(wěn)定的輸入一諸如交流輸入電壓 VAC102-將輸出功率提供給負(fù)載126。交流輸入電壓VAC102被橋式整流器104所接收，并且 產(chǎn)生已整流的電壓Vkect106。濾波電容器Cf120對(duì)來自開關(guān)Sl 114的高頻電流濾波。對(duì)于 其他應(yīng)用，濾波電容器Cf120可以足夠大，以使得直流電壓被施加到能量傳遞元件Tl 108。 然而對(duì)于具有功率因數(shù)校正(PFC)的電源，可利用小的濾波電容器CF120，以允許施加到能 量傳遞元件Tl 108的電壓基本遵循已整流的電壓Vkect106。就此而言，濾波電容器(^120的 值可被選擇，以使得濾波電容器Cf120上的電壓在輸入線路電壓的每個(gè)半線路循環(huán)期間達(dá) 到基本為零?；蛘邠Q句話說，濾波電容器(^120上的電壓基本遵循交流輸入電壓VAC102的正 值。作為結(jié)果，過零狀況可被控制器138檢測(cè)到。此外，如將進(jìn)一步討論的，由控制器138利 用的接通時(shí)間延長(zhǎng)器將更多的電荷從濾波電容器CF120移除。作為結(jié)果，濾波電容器(^120 的放電幫助將初級(jí)繞組110處的電壓下拉，這可幫助控制器138檢測(cè)交流輸入電壓Vac102 的過零。開關(guān)電源100利用能量傳遞元件Tl 108來在初級(jí)繞組110和次級(jí)繞組112之間 傳遞電壓。箝位電路118被聯(lián)接到初級(jí)繞組110，以限制開關(guān)Sl 114上的最大電壓。開關(guān) Sl 114響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)140而被斷開和閉合。眾所周知，閉合的開關(guān)可以傳導(dǎo)電流且被認(rèn) 為接通，而斷開的開關(guān)不能傳導(dǎo)電流且被認(rèn)為關(guān)斷。在一些實(shí)施方案中，開關(guān)S1114可以 是晶體管，且開關(guān)Sl 114和控制器138可形成集成電路146的一部分。在運(yùn)行中，開關(guān)Sl 114的切換在整流器Dl 122處產(chǎn)生了脈動(dòng)電流。整流器Dl 122中的脈動(dòng)電流被輸出電容 器Cl 124濾波，以在負(fù)載1 處產(chǎn)生基本恒定的輸出電壓V。、輸出電流Iq或兩者的組合。 在一些實(shí)施方案中，負(fù)載1 是LED陣列。反饋電路128感測(cè)電源100的輸出量U。，以將反饋信號(hào)^130提供給控制器138。 反饋信號(hào)UFB130可以是電壓信號(hào)或是電流信號(hào)，且將關(guān)于輸出量^的信息提供給控制器 138。此外，控制器138接收電流感測(cè)輸入信號(hào)142，該信號(hào)142中繼了開關(guān)Sl 114中的開 關(guān)電流Id144?？捎枚喾N方式感測(cè)開關(guān)電流Id144，例如分立電阻器兩端的電壓，或當(dāng)晶體管 導(dǎo)通時(shí)在該晶體管兩端的電壓。控制器138利用了由電流感測(cè)輸入信號(hào)142所指示的開關(guān)
12電流ID144，來確定交流輸入電壓Vac102的過零。如下文將進(jìn)一步詳述，控制器138然后產(chǎn) 生代表了有關(guān)交流輸入電壓Va。102的過零的信息的過零信號(hào)。此外，如下文將進(jìn)一步詳述， 控制器138利用開關(guān)Sl 114的接通時(shí)間延長(zhǎng)器，以確定交流輸入電壓VAC102何時(shí)處于過零 狀況。該過零信號(hào)可被用于校準(zhǔn)控制器的內(nèi)部頻率，或確定何時(shí)利用相位調(diào)光器電路?？刂破?38輸出一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)140，以響應(yīng)于各種不同的系統(tǒng)輸入來操作開關(guān)Sl 114，從而將輸出量U?；菊{(diào)整到理想值。在一個(gè)實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)140可以是具有可 變長(zhǎng)度的邏輯高區(qū)段和邏輯低區(qū)段的矩形脈沖波形，其中邏輯高值對(duì)應(yīng)于閉合開關(guān)，而邏 輯低值對(duì)應(yīng)于斷開開關(guān)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)140可由基本固定長(zhǎng)度的邏輯高 (或接通)脈沖組成，且驅(qū)動(dòng)信號(hào)140可以是通過改變每振蕩器循環(huán)數(shù)的接通脈沖數(shù)來調(diào)整 的。接下來參見圖2A，圖1的開關(guān)電源的已整流的電壓Vkect106的示例波形圖被示為 包括半線路循環(huán)202、過零電壓閾值204、峰值電壓VP205以及VKKT106的一部分206。圖 2B示出了示例已整流的電壓Vkect106的所述部分206，以及相應(yīng)的過零信號(hào)208。一般地，交流輸入電壓VAC102是正弦波形，其中交流輸入電壓VAC102的周期稱為一 個(gè)全線路循環(huán)。數(shù)學(xué)地表達(dá)為VAC(t) =νρ8 ^2π ^)。其中VP205是交流輸入電壓Vac102 的峰值電壓，而4是線路輸入電壓的頻率?；蛘邠Q句話說，&是交流輸入電壓VA。102的線 路頻率。應(yīng)理解，全線路循環(huán)是線路頻率&的倒數(shù)，或數(shù)學(xué)地表達(dá)為全線路循環(huán)=l/fLO 如上所述，當(dāng)?shù)綐蚴秸髌?04的輸入是交流輸入電壓Vac102時(shí)，已整流的電壓Vkect106是 橋式整流器104的總的輸出(resultantoutput)。對(duì)于圖2A中所示的示例已整流的電壓 VKECT106，橋式整流器104已轉(zhuǎn)換了交流輸入電壓Vac102，以使得橋式整流器104的輸出是正 值，或者數(shù)學(xué)地表達(dá)為=Vkect= Vac| = VPsin(2JifLt) U作為結(jié)果，已整流的電壓VKECT106 重復(fù)每個(gè)半線路循環(huán)202。圖2A還示出了過零電壓閾值Vzc204。對(duì)于一些實(shí)施方案，過零 電壓閾值Vze204基本等于0。對(duì)于其他實(shí)施方案，過零電壓閾值Vze204基本是已整流的電壓 Veect 106的峰值電壓VP205的五分之一。例如，如果已整流的電壓Vkect106的峰值電壓Vp205 是基本等于125V，則過零電壓閾值Vzc204基本等于25V。在另一個(gè)實(shí)施方案中，過零電壓閾 值Vze204基本是已整流的電壓VKEeT106的峰值電壓VP205的四分之一。應(yīng)理解，隨著過零電 壓閾值Vzc204的值更為接近零電壓，過零信號(hào)208就更為精確。然而，已整流的電壓Vkect106 的值越接近零電壓，對(duì)于控制器138的實(shí)施方案來說感測(cè)已整流的電壓Vkect106的值可能 就越困難。具體地，當(dāng)已整流的電壓VKECT106處于或接近于零電壓時(shí)，控制器138通過由電 流感測(cè)輸入信號(hào)142提供的開關(guān)電流Id 144來感測(cè)已整流的電壓Vkect106的值可能有些困 難。就此而言，控制器138的實(shí)施方案對(duì)于過零電壓閾值％。204可具有非零值，以允許當(dāng)已 整流的電壓Vkect106處于或接近于零電壓時(shí)感測(cè)過零狀況。此外，已整流的電壓Vkect106不 能達(dá)到零，部分地是由于濾波電容器Cf120的選定值。圖2B示出了示例已整流的電壓VKEeT106的所述部分206和相應(yīng)的過零信號(hào)208。 控制器138感測(cè)交流輸入電壓VAe102和已整流的電壓Vkect106的值，以產(chǎn)生過零信號(hào)208。 當(dāng)已整流的電壓Vkect106低于過零電壓閾值Vzc204時(shí)，過零信號(hào)208改變到一個(gè)狀態(tài)，該狀 態(tài)指示存在一個(gè)過零狀況。過零信號(hào)208 —直維持該狀態(tài)，直到已整流的電壓Vkect106大于 過零電壓閾值Vzc204為止。對(duì)于圖2B中示出的實(shí)施例，過零信號(hào)208是具有邏輯高區(qū)段和 邏輯低區(qū)段的矩形脈沖波形。當(dāng)已整流的電壓VKECT106小于過零電壓閾值Vzc204時(shí)，過零信號(hào)208的值是邏輯高。當(dāng)已整流的電壓VKECT106大于過零電壓閾值Vzc204時(shí)，過零信號(hào) 208的值是邏輯低。過零信號(hào)208指示過零狀況存在的時(shí)間長(zhǎng)度，被表示為過零脈沖寬度 Tz210。對(duì)于圖2Β中所示的實(shí)施例，過零脈沖寬度Tz表示了當(dāng)過零信號(hào)208為邏輯高時(shí)的 時(shí)間長(zhǎng)度。圖2Α中示出的已整流的電壓Vkect106是具有正值的交流輸入電壓VAC102，或者 數(shù)學(xué)地表達(dá)為VKECT= Vac = Vpsin (2 π fLt) U其間已整流的電壓VKECT106的值在零電 壓附近的時(shí)間對(duì)應(yīng)于何時(shí)交流輸入電壓Vac102的值接近于和零電壓相交，因此有此術(shù)語 “過零”。換句話說，檢測(cè)已整流的電壓VKECT106何時(shí)在零電壓附近，相當(dāng)于檢測(cè)交流輸入 電壓VAC102何時(shí)與零電壓相交。如圖2B中所示，當(dāng)已整流的電壓VKECT106小于過零電壓 閾值Vzc204時(shí)，過零信號(hào)208脈沖為高，以給控制器138指示過零狀況。換句話說，當(dāng)-Vzc <VAC(t) < Vz。時(shí)，過零信號(hào)208脈沖為高，以指示過零狀況。對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方案，控制 器138利用開關(guān)S1114的接通時(shí)間延長(zhǎng)器來確定交流輸入電壓Vac102的過零。圖3中示出了各種不同運(yùn)行模式的開關(guān)電流。圖1的開關(guān)式電源的示例開關(guān)電 流波形的圖被示為包括開關(guān)周期Ts304，開關(guān)接通時(shí)間tQN306，開關(guān)關(guān)斷時(shí)間tQFF308，梯形 310和三角形312。圖3示出了，當(dāng)該控制器在連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)和不連續(xù)導(dǎo)電模式(DCM) 下運(yùn)行時(shí)，開關(guān)電流Id302的關(guān)于時(shí)間的大致波形。開關(guān)電流Id302的大致波形表示了圖1 中所示的開關(guān)電流Id144的實(shí)施例。在任意開關(guān)周期1^304期間，開關(guān)S1114可響應(yīng)于來自控制器138的驅(qū)動(dòng)信號(hào)140 而導(dǎo)通，以穩(wěn)定輸出量U。。開關(guān)周期1^304可被分成兩個(gè)時(shí)間區(qū)段開關(guān)接通時(shí)間tQN306和 開關(guān)關(guān)斷時(shí)間t.308。開關(guān)接通時(shí)間tw306表示了開關(guān)周期Ts304中開關(guān)S1114可導(dǎo)通的 部分。開關(guān)關(guān)斷時(shí)間t.308表示了開關(guān)周期1^304中的其余的當(dāng)開關(guān)Sl 114不能導(dǎo)通時(shí) 的部分。圖3的電流波形示出了兩種基礎(chǔ)運(yùn)行模式。梯形310是連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)的特 征，而三角形312是不連續(xù)導(dǎo)電模式(DCM)的特征。在CCM期間，在開關(guān)接通時(shí)間tQN306開 始之后，開關(guān)電流Id302立即基本為非零。在DCM，開關(guān)電流Id302在開關(guān)接通時(shí)間tw306開 始之后立即基本為零。在開關(guān)關(guān)斷時(shí)間t.308期間，開關(guān)電流Id302對(duì)于CCM和DCM都基 本為零。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的開關(guān)電源100可在CCM或DCM下運(yùn)行。接下來參見圖4A，示例開關(guān)電流波形和總的過零信號(hào)432的圖被示為包括開關(guān) 電流Id144、限流閾值Ium402，過零電流閾值Izc404，開關(guān)循環(huán)T_2406至Τ8426，以及過零脈沖 寬度Τζ434。圖4Α展示了當(dāng)電源100在不連續(xù)導(dǎo)電模式(DCM)下運(yùn)行時(shí)，開關(guān)電流ID144隨 著時(shí)間推移的大致波形的一個(gè)實(shí)施例。一般地，從!^‘(^至！^沈的每個(gè)開關(guān)循環(huán)具有一個(gè) 開關(guān)周期1^304。在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中，開關(guān)周期Ts304可以是恒定的時(shí)間長(zhǎng)度。在 本發(fā)明的其他實(shí)施方案中，控制器138可改變開關(guān)周期1^304的長(zhǎng)度。在本發(fā)明的其他實(shí)施
方案中，開關(guān)周期Ts304(且因此開關(guān)頻率fs，其中人=γ)和預(yù)期的開關(guān)接通時(shí)間tQN306
均在一個(gè)半線路循環(huán)202中被維持恒定。對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方案，控制器138利用開關(guān)S 1114的接通時(shí)間延長(zhǎng)器來確定交 流輸入電壓VAe102何時(shí)與零電壓相交。圖4A示出了在從T_2406至T8426的幾個(gè)開關(guān)循環(huán) 上的開關(guān)電流ID144的實(shí)施例。限流閾值IUM402確定了開關(guān)Sl 114允許的最大電流。如 果開關(guān)電流ID144達(dá)到了限流閾值IUM402，則開關(guān)Sl 114在開關(guān)循環(huán)的剩余部分關(guān)斷。當(dāng)?shù)侥骋欢螘r(shí)間結(jié)束時(shí)，開關(guān)電流Id144還沒有達(dá)到過零電流閾值IUM404，則如下文結(jié)合圖5 所進(jìn)一步討論的，可存在可能的過零狀況。應(yīng)理解，N是，在確定過零狀況確實(shí)存在并且過零信號(hào)432從指示無過零狀況的狀 態(tài)改變到指示有過零狀況的狀態(tài)之前，被控制器138檢測(cè)作為可能的過零狀況的連續(xù)的開 關(guān)循環(huán)的數(shù)量。此外，當(dāng)過零信號(hào)432正在指示過零狀況存在時(shí)，該控制器等待N個(gè)連續(xù)的 開關(guān)循環(huán)，以允許控制器138決定過零狀況不存在，然后控制器138改變過零信號(hào)432的狀 態(tài)以指示無過零狀況?？刂破?38可等待這N個(gè)連續(xù)的開關(guān)循環(huán)，以考慮可導(dǎo)致過零狀況誤 檢測(cè)的任何噪聲。例如，如果N等于4 (如圖4B中所示)，則當(dāng)可能的過零狀況在四個(gè)連續(xù) 的開關(guān)循環(huán)發(fā)生時(shí)，控制器138確定過零狀況存在。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果N等于1 (如 圖4A中所示)，則控制器138在初次發(fā)生可能的過零狀況時(shí)就確定過零狀況存在。N的值 可部分地根據(jù)電源100的輸入處的預(yù)期噪聲量來確定。N的值越低，則控制器138就越快地 確定過零狀況是存在還是不存在，但對(duì)過零狀況的確定會(huì)更易受電源100的輸入處的噪聲 的影響。就此而言，過零信號(hào)432可錯(cuò)誤地指示交流輸入電壓Va。102的過零狀況存在，或錯(cuò) 誤地指示交流輸入電壓Va。102的過零狀況不存在。然而，N值不應(yīng)大到使得控制器138不 能檢測(cè)過零狀況的存在，因?yàn)樵谶_(dá)到該N值之前，已整流的電壓Vkect106已落至過零電壓閾 值Vzc204之下然后升至過零電壓閾值Vzc204之上。在一個(gè)實(shí)施方案中，過零信號(hào)432的邏輯低值指示了無過零狀況存在，而過零信 號(hào)432的邏輯高值指示了有過零狀況存在。在另一個(gè)實(shí)施方案中，過零信號(hào)432的邏輯高 值指示了無過零狀況存在，而過零信號(hào)432的邏輯低值指示了有過零狀況存在。對(duì)于圖4A中所示的實(shí)施例，N等于1，且控制器138在初次發(fā)生可能的過零狀況 時(shí)就確定過零狀況存在，并且在同一個(gè)開關(guān)循環(huán)期間就改變過零信號(hào)432的狀態(tài)。在圖4A 的實(shí)施例中，當(dāng)開關(guān)S1114關(guān)斷且開關(guān)電流Id144落至零電流時(shí)，過零信號(hào)432改變到指示 過零狀況的狀態(tài)。在開關(guān)循環(huán)1^406,1^408和1^410，開關(guān)電流ID144超過了過零電流閾值 Izc404，且因此，控制器138沒有檢測(cè)到過零狀況。對(duì)于圖4A的實(shí)施例，當(dāng)不存在過零狀況 時(shí)，過零信號(hào)432是邏輯低值。然而，在開關(guān)循環(huán)1\412，開關(guān)電流Id144在某一段時(shí)間內(nèi)未 達(dá)到過零電流閾值Izc404。由于在圖4A的實(shí)施例中N等于1，所以控制器138確定對(duì)于交 流輸入電壓AV102存在過零狀況。作為結(jié)果，過零信號(hào)432在開關(guān)循環(huán) \412期間改變到 指示過零狀況的狀態(tài)。對(duì)于開關(guān)循環(huán)Τ2414到Τ6422，開關(guān)電流ID144始終未達(dá)到過零電流閾值Izc404，控 制器138確定交流輸入電壓Va。102的過零狀況繼續(xù)存在。作為結(jié)果，過零信號(hào)432保持在 邏輯高值。在開關(guān)循環(huán)T7424，開關(guān)電流Id144超過了過零電流閾值Izc404，控制器138確定 無過零狀況存在。由于N等于1，所以過零信號(hào)432在開關(guān)循環(huán)T74M期間變到邏輯低值。 對(duì)于圖4A的實(shí)施例，當(dāng)開關(guān)S1114在開關(guān)循環(huán)T74M期間關(guān)斷且開關(guān)電流ID144落到零電流 時(shí)，過零信號(hào)432改變到指示了無過零狀況的一個(gè)狀態(tài)。如圖4A所示，過零脈沖寬度Tz434 是過零信號(hào)432指示了過零狀況的時(shí)間的長(zhǎng)度。接下來參見圖4Β，開關(guān)電流波形和總的過零信號(hào)432的另一圖被示為包括開關(guān) 電流Id144，限流閾值Ium402，過零電流閾值Izc404，開關(guān)循環(huán)T。410至Τ1(1430，過零脈沖寬度 Τz434，以及延遲時(shí)間tx436。圖4B展示了，當(dāng)電源100在DCM下運(yùn)行時(shí)，開關(guān)電流ID144隨著 時(shí)間推移的大致波形的一個(gè)實(shí)施例。圖4B還示出了與圖4A所示的相同的開關(guān)電流Id144，然而，對(duì)于圖4B來說，N等于4，且圖4B示出了開關(guān)循環(huán)Ttl至Tltl (而不是如圖4A中所示的 開關(guān)循環(huán)T_2至T8)?？刂破?38在可能的過零狀況之后等待四個(gè)連續(xù)的開關(guān)循環(huán)，然后確 定過零狀況確實(shí)存在，且過零信號(hào)432改變狀態(tài)以指示過零狀況。此外，當(dāng)過零信號(hào)432指 示過零狀況存在時(shí)，控制器138等待4個(gè)連續(xù)的無過零狀況的開關(guān)循環(huán)，然后控制器138改 變過零信號(hào)432的狀態(tài)以指示無過零狀況?？刂破?38等待4個(gè)連續(xù)的開關(guān)循環(huán)，以考慮 響起的任何噪聲，并且保證過零狀況確實(shí)存在。雖然圖4Β將N示為等于4，但N可以是任何 正整數(shù)。然而，N值不應(yīng)大到使得控制器138不能檢測(cè)過零狀況的存在，因?yàn)樵谶_(dá)到該N值 之前，開關(guān)電流Id144已落至過零電流閾值Izc404之下然后升至過零電流閾值Izc404之上。在開關(guān)循環(huán)TJ10，開關(guān)電流Id144超過了過零電流閾值Ize404，結(jié)果是，控制器 138未確定過零狀況存在，過零信號(hào)432維持在邏輯低值。在開關(guān)循環(huán) \412期間，開關(guān)電 流Id144在一定量的時(shí)間內(nèi)未達(dá)到過零電流閾值Izc404，從而控制器138確定可能的過零 狀況存在，然而，過零信號(hào)432仍然維持在邏輯低值，因?yàn)榭刂破?38在確定過零狀況存在 之前要等待可能的過零狀況的四個(gè)連續(xù)的開關(guān)循環(huán)。從圖4B的實(shí)施例可知，對(duì)于開關(guān)循環(huán) T2414到T4418，開關(guān)電流Id144也在一定量的時(shí)間內(nèi)未達(dá)到過零電流閾值Izc404。開關(guān)循環(huán) T4418是可能的過零狀況存在的第四個(gè)連續(xù)的開關(guān)循環(huán)。就此而言，控制器138確定對(duì)于交 流輸入電壓Va。102確實(shí)存在過零狀況，過零信號(hào)432改變到指示過零狀況存在的狀態(tài)。對(duì)于圖4B中所示的實(shí)施例，過零信號(hào)432從邏輯低值轉(zhuǎn)變到邏輯高值。然而，過 零信號(hào)432直到延遲時(shí)間tx436的結(jié)束才轉(zhuǎn)變到邏輯高值。延遲時(shí)間tx436指示了在控制 器138確定過零狀況確實(shí)存在和控制器138更新過零信號(hào)432之間的時(shí)間長(zhǎng)度。在一個(gè)實(shí) 施方案中，更新過零信號(hào)的延遲時(shí)間、436可由實(shí)現(xiàn)數(shù)量N所用的濾波器而引起。在另一個(gè) 實(shí)施方案中，延遲時(shí)間tx436可將過零信號(hào)432的更新一直延遲到下一個(gè)開關(guān)循環(huán)。參見 圖4A，延遲時(shí)間、436基本等于0。對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方案，可優(yōu)選延遲時(shí)間tx436為0。然 而，控制器138的包括了延遲時(shí)間tx436為0的實(shí)施方案可能需要額外的電路(未示出)。 因此，控制器138的某些實(shí)施方案可包括非零延遲時(shí)間tx436，以減少成本和/或電路復(fù)雜 度。對(duì)于開關(guān)循環(huán)T5420和T6422，開關(guān)電流ID144仍然未達(dá)到過零電流閾值Izc404，從 而控制器確定交流輸入電壓VA。102的過零狀況繼續(xù)存在，且過零信號(hào)432保持在邏輯高值。 在開關(guān)循環(huán)T7424，開關(guān)電流ID144在某一段時(shí)間內(nèi)超過了過零電流閾值Izc404，這指示著 交流輸入電壓AV102的過零狀況可能不再存在，然而，控制器138等待開關(guān)電流Id144指示 過零狀況可能不再存在的4個(gè)連續(xù)的開關(guān)循環(huán)，然后確定交流輸入電壓Va。102不再處于過 零狀況。對(duì)于開關(guān)循環(huán)14 到T1(l430，開關(guān)電流Id144在某一段時(shí)間內(nèi)超過了過零電流閾 值Ize404。開關(guān)循環(huán)T1(l430是過零狀況可能不再存在的第四個(gè)連續(xù)的開關(guān)循環(huán)，從而控制 器138確定過零狀況不存在。作為結(jié)果，過零信號(hào)432改變到指示無過零狀況存在的狀態(tài)。 然而，過零信號(hào)432直到延遲時(shí)間tx436的結(jié)束才轉(zhuǎn)變到邏輯低值。延遲時(shí)間tx436指示了 在控制器138確定過零狀況不存在和控制器138更新過零信號(hào)432之間的時(shí)間長(zhǎng)度。在又 一實(shí)施方案中，延遲時(shí)間tx436可將過零信號(hào)432的更新一直延遲到下一個(gè)開關(guān)循環(huán)。如 圖4B所示，過零脈沖寬度Tz434是過零信號(hào)432指示過零狀況存在的時(shí)間長(zhǎng)度。接下來參見圖5，示例開關(guān)電流波形和總的過零信號(hào)532的另一圖被示為包括開 關(guān)電流Id144，過零電流閾值Izc504，過零時(shí)間閾值tzc506，開關(guān)循環(huán)TM508至TM+3514，以及過零脈沖寬度Tz434。此外，在每個(gè)開關(guān)循環(huán)Τμ508至Τμ+3514期間，存在開關(guān)S1114的接通 時(shí)間tw和延長(zhǎng)接通時(shí)間twx。一般地，每個(gè)開關(guān)循環(huán)Tm508至Tm+3514均具有一個(gè)開關(guān)周期 Ts304。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，開關(guān)周期Ts304可以是恒定的時(shí)間長(zhǎng)度。在本發(fā)明的 其他實(shí)施方案中，控制器138可改變開關(guān)周期Ts304的長(zhǎng)度。對(duì)于圖5中所示的示例過零 信號(hào)532，N值是2，且延遲時(shí)間tx是基本等于0。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，控制器138利用開關(guān)Sl 114的接通時(shí)間延長(zhǎng)器來為 交流輸入電壓Va。102確定是否存在過零狀況。如將進(jìn)一步討論的，控制器138也將開關(guān)Sl 114的接通時(shí)間延長(zhǎng)器作為非耗散性的集成泄放器電路來利用。當(dāng)開關(guān)電流Id144在過零 時(shí)間閾值tzc506之內(nèi)未達(dá)到過零電流閾值Izc504時(shí)，控制器138確定過零狀況存在。當(dāng)開 關(guān)電流Id144在開關(guān)S1144的最初的接通時(shí)間內(nèi)未達(dá)到過零電流閾值Izc504時(shí)，控制器 138將接通時(shí)間tQN延長(zhǎng)，直到過零電流閾值Izc504已達(dá)到為止或直到延長(zhǎng)接通時(shí)間t-達(dá) 到過零時(shí)間閾值tzc506為止。接通時(shí)間〖 被延長(zhǎng)的時(shí)間量被稱為延長(zhǎng)接通時(shí)間t·。對(duì)于 某些實(shí)施方案，過零時(shí)間閾值tze506基本等于5 μ S。當(dāng)選擇過零時(shí)間閾值tze506的值時(shí)，過 零時(shí)間閾值tzc506應(yīng)該長(zhǎng)于最小的預(yù)期的接通時(shí)間tQN，但不顯著長(zhǎng)于開關(guān)周期Ts304。一 般地，控制器138可以用過零時(shí)間閾值tzc506的更大的值來更準(zhǔn)確地感測(cè)開關(guān)電流Id144。在開關(guān)循環(huán)Tm508，開關(guān)電流Id144在開關(guān)Sl 114的最初的接通時(shí)間tQN內(nèi)未達(dá)到 過零電流閾值Ize504。開關(guān)Sl 114并沒有關(guān)斷，而是保持接通，且該開關(guān)的接通時(shí)間^被 延長(zhǎng)，直到開關(guān)電流Id144達(dá)到過零電流閾值Ize504為止或直到總共的接通時(shí)間(也即，接 通時(shí)間和延長(zhǎng)接通時(shí)間twx的和)達(dá)到過零時(shí)間閾值tze506為止。對(duì)于開關(guān)循環(huán)Tm508， 接通時(shí)間被延長(zhǎng)了延長(zhǎng)接通時(shí)間t·，然而，開關(guān)電流Id144在接通時(shí)間和延長(zhǎng)接通 時(shí)間tQNX的和達(dá)到過零時(shí)間閾值tzc506之前就達(dá)到了過零電流閾值Izc504。作為結(jié)果，當(dāng) 開關(guān)電流Id144達(dá)到過零電流閾值Izc504時(shí)，開關(guān)Sl 114被關(guān)斷，且開關(guān)電流ID144下降到 基本為零。控制器138未檢測(cè)到過零狀況，且作為結(jié)果，過零信號(hào)532指示無過零狀況。在開關(guān)循環(huán)Tm+1510，開關(guān)電流Id144在最初的接通時(shí)間內(nèi)未達(dá)到過零電流閾值 Izc504，且控制器138將該接通時(shí)間tQN延長(zhǎng)了延長(zhǎng)接通時(shí)間tQNX。如所示，開關(guān)電流Id144 在延長(zhǎng)接通時(shí)間tQNX期間達(dá)到了過零電流閾值Izc504。不同于開關(guān)循環(huán)Tm508，當(dāng)接通時(shí)間 t0N和延長(zhǎng)接通時(shí)間t·的和基本等于過零時(shí)間閾值tzc506時(shí)，開關(guān)電流Id144達(dá)到過零電 流閾值Iz。504?？刂破?38未檢測(cè)到過零狀況，過零信號(hào)532保持在邏輯低值。在開關(guān)循環(huán)Tm+2512，開關(guān)電流Id144在最初的接通時(shí)間內(nèi)未達(dá)到過零電流閾值 Izc504，且控制器138將該接通時(shí)間tQN延長(zhǎng)了延長(zhǎng)接通時(shí)間tQNX。如上所述，當(dāng)延長(zhǎng)接通時(shí) 間tQNX達(dá)到過零時(shí)間閾值tze506且開關(guān)電流Id144低于過零電流閾值Izc504時(shí)，控制器138 將開關(guān)S1114關(guān)斷。在圖5所示的實(shí)施例中，開關(guān)電流Id144在最初的接通時(shí)間內(nèi)未達(dá) 到過零電流閾值Izc504，且控制器138延長(zhǎng)了開關(guān)Sl 114的接通時(shí)間。接通時(shí)間tQN被延 長(zhǎng)，直到開關(guān)電流Id144達(dá)到過零電流閾值Ize504為止或直到延長(zhǎng)接通時(shí)間t·達(dá)到過零 時(shí)間閾值tze506為止。對(duì)于開關(guān)循環(huán)TM+2512，在開關(guān)電流144達(dá)到過零電流閾值Izc504之 前，延長(zhǎng)接通時(shí)間tQNX達(dá)到過零時(shí)間閾值tzc506。作為結(jié)果，控制器138確定可存在可能的 過零狀況。然而，過零信號(hào)532不改變狀態(tài)，因?yàn)榭刂破?38在確定過零狀況存在之前要等 待兩個(gè)連續(xù)的可能的過零狀況的開關(guān)循環(huán)。在開關(guān)循環(huán)Tm+3514，開關(guān)電流Id144再次在最初的接通時(shí)間tQN內(nèi)未達(dá)到過零電流閾值Izc504，且控制器138將該接通時(shí)間tw延長(zhǎng)了延長(zhǎng)接通時(shí)間t·。與開關(guān)循環(huán)Tm+2512 相似，開關(guān)電流Id144在延長(zhǎng)接通時(shí)間tQNX達(dá)到過零時(shí)間閾值tzc506之前未達(dá)到過零電流閾 值Izc504。因此，開關(guān)循環(huán)TM+3514是具有可能的過零狀況的第二個(gè)連續(xù)的開關(guān)循環(huán)。作為 結(jié)果，控制器138確定過零狀況存在，過零信號(hào)532改變狀態(tài)。過零電流閾值Ize504和過零時(shí)間閾值tze506被選擇以對(duì)應(yīng)于過零電壓閾值 Vzc204o如上所述，當(dāng)開關(guān)電流Id144直到過零時(shí)間閾值tzc506時(shí)仍未達(dá)到過零電流閾值 Izc504時(shí)，控制器138檢測(cè)過零狀況。過零電流閾值Izc504和過零時(shí)間閾值tze506被固定， 以使得過零狀況對(duì)應(yīng)于已整流的電壓Vkect106的落在過零電壓閾值Vzc204之下的值。換句 話說，過零電流閾值Izc504和過零時(shí)間閾值、。506被固定，以使得過零狀況對(duì)應(yīng)于交流輸入 電壓Vac102的落在正的過零電壓閾值Vzc204和負(fù)的過零電壓閾值Vzc204之間的值，或者數(shù) 學(xué)地表達(dá)為-Vzc < Vac ⑴ < Vzc。當(dāng)開關(guān)Sl 114接通時(shí)，開關(guān)Sl 114的電壓和電流之間的關(guān)系可被表示為 T"、 T di(t)
{t)= Pdt其中l(wèi)P是初級(jí)繞組110的電感。對(duì)于在DCM下運(yùn)行的電源100，在任何開關(guān)
τ /■τ ^ PFA JC
循環(huán)期間，這一關(guān)系均可被進(jìn)一步表達(dá)為其中Ipeak是開關(guān)電流Id144的峰
1ON 9
值。然而，在一個(gè)開關(guān)循環(huán)中，Va。的值可被認(rèn)為是恒定的，因?yàn)榻油〞r(shí)間tw相對(duì)于輸入電 壓VA。102的周期較小。如上所述，當(dāng)開關(guān)Sl 114在DCM下處于接通時(shí)，利用開關(guān)Sl 114的 電壓和電流之間的關(guān)系，過零電流閾值Izc504和過零時(shí)間閾值tzc506被固定，且可被選擇以
對(duì)應(yīng)于過零電壓閾值Vzc204，或數(shù)學(xué)地表達(dá)為-Jrzc 、1 予。
tZC開關(guān)Sl 114接通越久，就有越多的電荷從濾波電容器CF120被移除。因此，與不具 有接通時(shí)間延長(zhǎng)器的控制器相比，被控制器138用來確定過零時(shí)間閾值tzc506的接通時(shí)間 延長(zhǎng)器可以從濾波電容器CF120移除更多的電荷。作為結(jié)果，濾波電容器(^120的放電幫助 將初級(jí)繞組110處的電壓下拉，這可幫助控制器138進(jìn)行功率因數(shù)校正(PFC)和檢測(cè)交流 輸入電壓VAC102的過零。如上所述，在常規(guī)開關(guān)電源中提供了泄放器電路以利于電源100 的濾波電容器Cf120的放電，并且?guī)椭鷮⒛芰總鬟f元件T1108的初級(jí)繞組110處的電壓下 拉。然而，常規(guī)的泄放器電路通常是在集成電路控制器的外部。在控制器138的集成電路 146的外部的電路可對(duì)開關(guān)式電源增加不想要的成本。此外，通常的泄放器電路(也即電阻 器)以熱的形式耗散能量，并且降低開關(guān)式電源的效率。由控制器138利用的接通時(shí)間延 長(zhǎng)器為電源100提供了一個(gè)和控制器138集成在一起的泄放器電路。因此，接通時(shí)間延長(zhǎng) 器塊904在本文中可被稱為控制器138內(nèi)部(也即，集成在其內(nèi))的泄放器電路。此外，由 于所述接通時(shí)間延長(zhǎng)器允許更多的電路流過初級(jí)繞組，因此本來會(huì)被常規(guī)泄放器耗散的能 量被傳遞到電源100的輸出。就此而言，由控制器138利用的接通時(shí)間延長(zhǎng)器作用為一個(gè)
非耗散性泄放器電路。此外，當(dāng)開關(guān)周期Ts304(且因此開關(guān)頻率&，其中Zs=*)和預(yù)期
的開關(guān)接通時(shí)間tQN對(duì)于一個(gè)半線路循環(huán)202為恒定時(shí)，控制器138的接通時(shí)間延長(zhǎng)器也允 許自適應(yīng)泄放，因?yàn)檠娱L(zhǎng)接通時(shí)間twx的值可以變化。如上所述，對(duì)于在DCM下運(yùn)行的電源100，在開關(guān)Sl 114的電壓和電流之間的關(guān)系可被表示為
權(quán)利要求
1.一種用于開關(guān)式電源的控制器，所述控制器包括過零檢測(cè)器，被聯(lián)接以在所述電源的輸入電壓的過零之前產(chǎn)生第一信號(hào)；驅(qū)動(dòng)邏輯，被聯(lián)接以響應(yīng)于代表所述電源的輸出的反饋信號(hào)而產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)邏輯輸出 信號(hào)，其中所述驅(qū)動(dòng)邏輯輸出信號(hào)代表初始接通時(shí)間；以及接通時(shí)間延長(zhǎng)器決，聯(lián)接到所述過零檢測(cè)器和所述驅(qū)動(dòng)邏輯，以響應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng)邏輯 輸出信號(hào)而產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于控制要被聯(lián)接到所述控制器的一個(gè)開關(guān) 的切換以從所述電源的濾波電容器移除電荷，其中所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)代表所述開關(guān)的總接通時(shí) 間，所述總接通時(shí)間等于所述初始接通時(shí)間和延長(zhǎng)接通時(shí)間的和，其中所述延長(zhǎng)接通時(shí)間 響應(yīng)于所述第一信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中所述第一信號(hào)是先決條件信號(hào)，用于指示對(duì)于 所述電源的輸入電壓的過零是否存在先決條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制器，其中所述接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊被配置為增加所述開關(guān) 的延長(zhǎng)接通時(shí)間，直到所述先決條件信號(hào)指示所述先決條件不再存在為止，或直到所述總 接通時(shí)間達(dá)到過零時(shí)間閾值為止。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制器，其中所述接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊被聯(lián)接以接收過零脈沖 信號(hào)，所述過零脈沖信號(hào)包括代表所述過零時(shí)間閾值的時(shí)間周期。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中所述過零檢測(cè)器響應(yīng)于所述電源的輸入電壓小 于過零電壓閾值而產(chǎn)生所述第一信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中所述過零檢測(cè)器響應(yīng)于流經(jīng)所述開關(guān)的開關(guān)電 流小于過零電流閾值而產(chǎn)生所述第一信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中所述過零檢測(cè)器被聯(lián)接以產(chǎn)生一個(gè)過零信號(hào)以 指示過零狀況存在，且其中所述驅(qū)動(dòng)邏輯響應(yīng)于所述過零信號(hào)和所述反饋信號(hào)產(chǎn)生所述驅(qū) 動(dòng)邏輯輸出信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中所述控制器和所述開關(guān)被包括在一個(gè)集成電路中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中所述控制器是用于開關(guān)式電源的集成電路控制器。
10.一種用于開關(guān)式電源的控制器，所述控制器包括過零檢測(cè)器，被聯(lián)接以在所述電源的輸入電壓的過零之前產(chǎn)生第一信號(hào)；驅(qū)動(dòng)邏輯，被聯(lián)接以響應(yīng)于代表所述電源的輸出的反饋信號(hào)而產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)邏輯輸出 信號(hào)，其中所述驅(qū)動(dòng)邏輯輸出信號(hào)代表初始接通時(shí)間；以及接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊，具有一個(gè)鎖存器以產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)來控制包括在所述電源中的 所述開關(guān)的切換，其中所述鎖存器被聯(lián)接以響應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng)邏輯輸出信號(hào)而被置位，且其 中所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于控制要被聯(lián)接到所述控制器的一個(gè)開關(guān)的切換以從所述電源的濾波 電容器移除電荷，其中所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)代表所述開關(guān)的總接通時(shí)間，所述總接通時(shí)間等于所 述初始接通時(shí)間和延長(zhǎng)接通時(shí)間的和，其中所述延長(zhǎng)接通時(shí)間響應(yīng)于所述第一信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制器，其中所述第一信號(hào)是先決條件信號(hào)，用于指示對(duì) 于所述電源的輸入電壓的過零是否存在先決條件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，其中如果所述先決條件信號(hào)指示所述先決條件不再存在，或如果所述總接通時(shí)間達(dá)到過零時(shí)間閾值，則所述鎖存器被聯(lián)接以被復(fù)位。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制器，其中所述鎖存器還被聯(lián)接以響應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng)邏輯 輸出信號(hào)而被復(fù)位。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制器，其中所述接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊被聯(lián)接以接收過零脈 沖信號(hào)，所述過零脈沖信號(hào)包括代表所述過零時(shí)間閾值的時(shí)間周期。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制器，其中所述過零檢測(cè)器響應(yīng)于所述電源的輸入電壓 小于過零電壓閾值而產(chǎn)生所述第一信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制器，其中所述過零檢測(cè)器響應(yīng)于流經(jīng)所述開關(guān)的開關(guān) 電流小于過零電流閾值而產(chǎn)生所述第一信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制器，其中所述過零檢測(cè)器被聯(lián)接以產(chǎn)生一個(gè)過零信號(hào) 以指示過零狀況存在，且其中所述驅(qū)動(dòng)邏輯響應(yīng)于所述過零信號(hào)和所述反饋信號(hào)產(chǎn)生所述 驅(qū)動(dòng)邏輯輸出信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制器，其中所述控制器和所述開關(guān)被包括在一個(gè)集成電路中。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制器，其中所述控制器是用于開關(guān)式電源的集成電路控 制器。
20.一種開關(guān)式電源，包括 開關(guān)；能量傳遞元件，聯(lián)接到所述開關(guān)，且被聯(lián)接以響應(yīng)于輸入電壓而產(chǎn)生輸出； 濾波電容器，與所述能量傳遞元件和所述開關(guān)并聯(lián)；以及 控制器，被聯(lián)接以響應(yīng)于所述輸入電壓而調(diào)整所述輸出，其中所述控制器包括 過零檢測(cè)器，被聯(lián)接以在所述輸入電壓的過零之前產(chǎn)生第一信號(hào)； 驅(qū)動(dòng)邏輯，被聯(lián)接以響應(yīng)于代表所述電源的輸出的反饋信號(hào)而產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)邏輯輸出 信號(hào)，其中所述驅(qū)動(dòng)邏輯輸出信號(hào)代表初始接通時(shí)間；以及接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊，聯(lián)接到所述過零檢測(cè)器和所述驅(qū)動(dòng)邏輯，以響應(yīng)于所述驅(qū)動(dòng)邏輯 輸出信號(hào)而產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于控制要被聯(lián)接到所述控制器的一個(gè)開關(guān) 的切換，以從所述濾波電容器移除電荷從而將所述濾波電容器上的電壓下拉，以使得所述 濾波電容器上的電壓基本遵循所述輸入電壓的值，其中所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)代表所述開關(guān)的總接 通時(shí)間，所述總接通時(shí)間等于所述初始接通時(shí)間和延長(zhǎng)接通時(shí)間的和，其中所述延長(zhǎng)接通 時(shí)間響應(yīng)于所述第一信號(hào)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電源，還包括一個(gè)調(diào)光器電路，聯(lián)接在所述電源的一個(gè)輸 入與所述能量傳遞元件之間，以控制將所述輸入電壓與所述能量傳遞元件斷開以使所述輸 入電壓變?nèi)醯臅r(shí)間的量。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電源，其中所述調(diào)光器電路是三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光器 電路。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電源，其中所述三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光器電路包括用于 保持所述三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光器電路免于關(guān)斷的最小維持電流，且其中所述接通時(shí)間 延長(zhǎng)器塊被配置為維持經(jīng)過所述三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光器電路的電流，以使得經(jīng)過所述 三端雙向可控硅開關(guān)調(diào)光器電路的電流不落到所述最小維持電流以下。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電源，其中所述電源的輸出被聯(lián)接到包括發(fā)光二極管陣列 的負(fù)載。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電源，其中所述第一信號(hào)是先決條件信號(hào)，用于指示對(duì)于 所述電源的輸入電壓的過零是否存在先決條件。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的電源，其中所述接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊被配置為增加所述開關(guān) 的延長(zhǎng)接通時(shí)間，直到所述先決條件信號(hào)指示所述先決條件不再存在為止，或直到所述總 接通時(shí)間達(dá)到過零時(shí)間閾值為止。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電源，其中所述接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊被聯(lián)接以接收過零脈沖 信號(hào)，所述過零脈沖信號(hào)包括代表所述過零時(shí)間閾值的時(shí)間周期。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電源，其中所述過零檢測(cè)器響應(yīng)于所述電源的輸入電壓小 于過零電壓閾值而產(chǎn)生所述第一信號(hào)。
29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電源，其中所述過零檢測(cè)器響應(yīng)于流經(jīng)所述開關(guān)的開關(guān)電 流小于過零電流閾值而產(chǎn)生所述第一信號(hào)。
30.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電源，其中所述過零檢測(cè)器被聯(lián)接以產(chǎn)生一個(gè)過零信號(hào)以 指示過零狀況存在，且其中所述驅(qū)動(dòng)邏輯響應(yīng)于所述過零信號(hào)和所述反饋信號(hào)產(chǎn)生所述驅(qū) 動(dòng)邏輯輸出信號(hào)。
31.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電源，其中所述控制器和所述開關(guān)被包括在一個(gè)集成電路中。
32.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電源，其中所述控制器是集成電路控制器。
全文摘要
一種用于開關(guān)式電源的控制器，包括過零檢測(cè)器、驅(qū)動(dòng)邏輯和接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊。過零檢測(cè)器被聯(lián)接以在電源的輸入電壓的過零之前產(chǎn)生第一信號(hào)。驅(qū)動(dòng)邏輯響應(yīng)于反饋信號(hào)而產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)邏輯輸出信號(hào)，其中所述驅(qū)動(dòng)邏輯輸出信號(hào)代表初始接通時(shí)間。所述接通時(shí)間延長(zhǎng)器塊聯(lián)接到過零檢測(cè)器和驅(qū)動(dòng)邏輯，以響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)邏輯輸出信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制一個(gè)開關(guān)的切換以從電源的濾波電容器移除電荷。驅(qū)動(dòng)信號(hào)代表開關(guān)的總接通時(shí)間，總接通時(shí)間等于初始接通時(shí)間和延長(zhǎng)接通時(shí)間的和，其中所述延長(zhǎng)接通時(shí)間響應(yīng)于所述第一信號(hào)。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102148577SQ201110035279
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者M·毛, T·帕斯通, Y·迦諾基 申請(qǐng)人:電力集成公司