具有低功率消耗的交流電壓傳感器的制造方法
【專利摘要】一種功率轉換器控制器，包括輸入感測電路以接收表示功率轉換器的輸入的一個輸入感測信號。零交叉檢測器被聯(lián)接至該輸入感測電路，以響應于該輸入感測信號下降到第一零交叉閾以下和上升到第二零交叉閾以上來確定零交叉區(qū)間。定時器電路被聯(lián)接至該零交叉檢測器，以確定峰區(qū)間并且同步一個使能信號，該使能信號被生成以使得該輸入感測電路能夠在該功率轉換器的輸入的該峰區(qū)間中感測該功率轉換器的輸入。比較器電路被聯(lián)接至該輸入感測電路和該定時器電路，以在該功率轉換器的輸入的該峰區(qū)間中檢測該功率轉換器的輸入是否大于或小于一個或更多個閾。
【專利說明】具有低功率消耗的交流電壓傳感器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及功率轉換器。更具體地，本發(fā)明的實施例涉及用交流輸入電壓運行的功率轉換器。

【背景技術】
[0002]用于離線功率轉換器的控制器常常必須測量交流輸入電壓來執(zhí)行下述功能，諸如欠電壓檢測、過電壓檢測以及從暫時丟失輸入電壓進行快速復位。由于交流電壓以電力線路的頻率在峰正值和峰負值之間周期性地變化，該交流線路電壓通常在數(shù)值上被表示為與峰電壓成正比的一個量。例如，被稱為120伏特的常用交流功率線路電壓是正弦波的均方根(rms)值，該正弦波的均方根值是通過將峰電壓的量值(169.7伏特)除以2的平方根獲得的。當120伏特rms的交流電壓和120伏特的直流電壓二者都被施加至相同的電阻式負載(諸如白熾燈)時，120伏特rms的交流電壓相當于120伏特的直流電壓。用于要求在交流輸入電壓的指定限度內以特定方式運行的功率轉換器的控制器，通常必須確定交流輸入電壓的峰的量值。
[0003]測量輸入電壓的電路通常通過在該輸入電壓上使用分壓器來測量輸入電壓，該分壓器提供足夠低到供該電路處理的該輸入電壓的一個已知部分。為了降低功率消耗，該分壓器的部件被選擇以從輸入取得不多于必要的電流。為了進一步降低功率消耗并減少部件數(shù)目，可使用表示該輸入電壓的一個電流來代替分壓器。然而，該電流需要足夠大，以保證存在噪聲時的可靠測量。從輸入電壓的源取得的功率與該電壓和該電流的乘積成正比。由于交流輸入的峰值可以是數(shù)百伏特，所以甚至對于可靠測量可接受的最小電流仍可以導致顯著的功率損失，尤其是當功率轉換器具有輕負載或無負載時。功率轉換器需要能夠以低功率消耗可靠地感測交流電力線路的控制器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0004]參照下列圖描述本發(fā)明的非限制性和非窮舉性的實施方案，其中在各個視圖中，相同的參考數(shù)字指代相同的部分，除非另有指定。
[0005]圖1是根據(jù)本發(fā)明的教導的一個示例性功率轉換器的示意圖，該功率轉換器包含感測交流輸入電壓的控制器。
[0006]圖2A是根據(jù)本發(fā)明的教導的一個示例性功率轉換器控制器的功能框圖，例示了具有低功率消耗的一個交流電壓傳感器的元件。
[0007]圖2B是根據(jù)本發(fā)明的教導的一個示例性功率轉換器控制器的功能框圖，例示了具有低功率消耗的一個替代的交流電壓傳感器的元件。
[0008]圖2C是根據(jù)本發(fā)明的教導的一個示例性功率轉換器控制器的功能框圖，例示了具有低功率消耗的另一個替代的交流電壓傳感器的元件。
[0009]圖3A是根據(jù)本發(fā)明的教導的示出了示例性波形的時序圖，該波形例示了圖2A中示出的具有低功率消耗的示例性交流電壓傳感器的運行。
[0010]圖3B是根據(jù)本發(fā)明的教導的示出了示例性波形的時序圖，該波形例示了圖2B中示出的具有低功率消耗的替代示例性交流電壓傳感器的運行。
[0011]圖4是根據(jù)本發(fā)明的教導的另一個示例性功率轉換器控制器的功能框圖，例示了具有低功率消耗的一個替代的交流電壓傳感器的元件。
[0012]圖5是根據(jù)本發(fā)明的教導的示出了示例性波形的時序圖，該波形例示了圖4中示出的具有低功率消耗的示例性交流電壓傳感器的運行。
[0013]圖6是根據(jù)本發(fā)明的教導的流程圖，該流程圖例示了用于以低功率消耗感測交流電壓以及檢測過電壓狀況和欠電壓狀況的一個示例性過程。
[0014]圖7是根據(jù)本發(fā)明的教導的流程圖，該流程圖例示了圖6的用于以低功率消耗感測交流電壓以及檢測過電壓狀況和欠電壓狀況的示例性過程的一種變型。
[0015]圖8是根據(jù)本發(fā)明的教導的一個示例性功率轉換器的示意圖，該功率轉換器包含控制器，該控制器除了以低功率消耗感測交流輸入電壓以外，還以低功率消耗感測表示交流輸入電壓的開關電壓。
[0016]圖9是一個示例性功率轉換器控制器的功能框圖，例示了寄生電容和放電電流源。
[0017]圖10是根據(jù)本發(fā)明的教導的一個示例性功率轉換器的示意圖，示出了一個替代電路和以低功率消耗感測交流輸入電壓的控制器。
[0018]圖11是根據(jù)本發(fā)明的教導的示出了示例性波形的時序圖，該波形例示了圖10的替代電路和以低功率消耗感測交流電壓的控制器的運行。
[0019]圖12是根據(jù)本發(fā)明的教導的一個示例性功率轉換器的示意圖，示出了又另一個替代電路和以低功率消耗感測交流輸入電壓的控制器。
[0020]圖13是根據(jù)本發(fā)明的教導的功能框圖，示出了以低功率消耗感測交流輸入電壓的一個替代的示例性功率轉換器控制器。
[0021]在附圖的這幾個視圖中，對應的參考字符指示對應的部件。技術人員將意識到，這些圖中的元件是為了簡化和清楚起見被例示的，且未必按比例繪制。例如，在這些圖中，一些元件的尺度可能相對于其他元件被夸大，以幫助增進對本發(fā)明的多種實施方案的理解。而且，通常未描繪在商業(yè)可行的實施方案中有用或必要的那些常用但眾所周知的元件，以免妨礙對本發(fā)明的這些實施方案的觀察。

【具體實施方式】
[0022]在下列描述中，闡述了眾多具體細節(jié)，以提供對本發(fā)明的透徹理解。然而，應明了，對于本領域普通技術人員，實踐本發(fā)明不必需采用該具體細節(jié)。在其他場合，未詳細描述眾所周知的材料或方法，以免模糊本發(fā)明。
[0023]本說明書通篇提及的“一個實施方案”、“一實施方案”、“一個實施例”或“一實施例”意味著結合該實施方案或實施例描述的具體特征、結構或特性被包含在本發(fā)明的至少一個實施方案中。因而，在本說明書通篇各處出現(xiàn)的短語“在一個實施方案中”、“在一實施方案中”、“一個實施例”或“一實施例”未必都指代相同的實施方案或實施例。此外，該具體特征、結構或特性可以在一個或更多個實施方案或實施例中以任何合適的組合和/或子組合進行組合。該具體特征、結構或特性可以被包含在集成電路、電子電路、組合邏輯電路、或提供所描述的功能性的其他合適的部件中。另外，應意識到，這里提供的這些圖是為了向本領域普通技術人員解釋，并且這些繪圖未必按比例繪制。
[0024]圖1的示意圖示出了交流-直流功率轉換器100 (交流輸入、直流輸出)的一個實施例的突出特征，該功率轉換器100接收具有周期為IY的基本正弦波形的交流輸入電壓Vac102o交流線路周期IY是交流線路頻率的倒數(shù)。標準交流線路頻率是標稱50赫茲或60赫茲，取決于電力系統(tǒng)的國家和地區(qū)。為世界各地運行而設計的功率轉換器通常接受47赫茲與63赫茲之間的交流線路頻率，分別對應于約21微秒與16微秒之間的交流線路周期。圖1的示例性功率轉換器中的控制器146包含根據(jù)本發(fā)明的教導的交流電壓傳感器。圖1的示例性交流-直流功率轉換器向負載134提供基本直流的輸出電壓VJ30和基本直流的輸出電流1。128。
[0025]圖1的示例性功率轉換器因其具體的電路拓撲而被已知為回掃型(flyback)功率轉換器。被控制以產(chǎn)生經(jīng)調節(jié)的輸出的功率轉換器有時被稱作經(jīng)調節(jié)的電源。產(chǎn)生經(jīng)調節(jié)的輸出的回掃型轉換器有時被稱作回掃型電源。本領域的技術人員應意識到，在本公開文本中描述的本發(fā)明不限于使用特定電路拓撲的功率轉換器，且用交流輸入電壓運行的任何類型的功率轉換器都可以受益于本發(fā)明的特征。
[0026]在圖1的示例性功率轉換器中，全波橋式整流器108在線路輸入端子L154與中性輸入端子(neutral input terminal )N156之間接收交流輸入電壓VAC102,以在輸入電容器ClllO上產(chǎn)生直流電&VBlM112。直流電壓VbimI 12相對于輸入返回114是正的，且具有以該交流線路的兩倍頻率(半周期)隨時間變化的分量，因為在線路電壓波形102的峰之間該功率轉換器從該電容器移除能量。體電壓(bulk voltage) VbimI 12的最大值約為交流輸入電壓Vac102的峰量值。當交流輸入電壓VAC102存在時，體電壓V_112的最小值基本大于零，且在交流輸入電壓V&102被移除之后，體電壓VbimI 12可能需要數(shù)十秒以衰減到最小閾值以下。因此，必須在交流輸入電壓的幾個周期內檢測輸入欠電壓狀況的功率轉換器控制器，不能通過測量體電壓VBlM112來做到這一點。
[0027]圖1的實施例中的直流電壓VbimI 12被聯(lián)接至耦合電感器Tl 120，該耦合電感器Τ1120有時被稱為變壓器。耦合電感器Τ1120是圖1的實施例中的能量傳遞元件。耦合電感器Tl 120包含初級繞組118和次級繞組122。初級繞組118有時被稱為輸入繞組，且次級繞組122有時被稱為輸出繞組。在圖1的實施例中，次級繞組122的一端被聯(lián)接至輸出返回132。在其他實施例中，耦合電感器Tl 120可以具有聯(lián)接至輸出返回132的附加的繞組，以及聯(lián)接至輸入返回114的附加的繞組。聯(lián)接至輸出返回132的附加的繞組有時被稱為輸出繞組。聯(lián)接至輸入返回114的附加的繞組有時被稱為偏壓繞組、輔助繞組或初級感測繞組。
[0028]在圖1的實施例中，初級繞組118的一端接收直流電壓VbimI 12。初級繞組118的另一端被聯(lián)接至開關S1150，該開關S1150響應于來自控制器146的驅動信號來斷開和閉合。鉗位電路116被聯(lián)接在初級繞組118的兩端，以保護開關S1150免受可能由開關S1150的切換導致的過高的電壓。
[0029]在實際的功率轉換器中，開關S1150通常是半導體器件，諸如像由驅動信號控制以斷開或閉合的晶體管。斷開的開關不能傳導電流。閉合的開關可以傳導電流。
[0030]在圖1的實施例中，開關S1150從控制器146的驅動信號端子148接收驅動信號。該驅動信號以周期Ts在高值和低值之間周期性地變化，該周期Ts是切換周期。切換周期Ts遠小于交流線路周期?Υ。切換周期Ts是切換頻率的倒數(shù)。在一個實施例中，當該功率轉換器向負載134提供最大輸出功率時，切換周期Ts是大約15微秒或更小，而交流線路周期IY是大約20毫秒。換言之，交流線路周期IY —般比切換周期Ts大1000倍以上，使得在一個交流線路周期內一般可以存在多于1000個切換周期。
[0031]在圖1的示例性功率轉換器中，開關SI 150的切換在耦合電感器Tl 120的初級繞組118和次級繞組122中產(chǎn)生脈動電流。來自次級繞組122的電流被二極管Dl 124整流且被輸出電容器C2126濾波，以產(chǎn)生輸出電壓VQ130和輸出電流1。128。在圖1的實施例中，輸出電壓1130相對于輸出返回132是正的。
[0032]在圖1的實施例中，輸入返回114與輸出返回132流電隔離。流電隔離防止了功率轉換器的輸入與輸出之間的直流電流。換言之，施加在具有流電隔離的功率轉換器的輸入端子與輸出端子之間的直流電壓將在該功率轉換器的輸入端子與輸出端子之間基本不產(chǎn)生直流電流。應意識到，在其他實施例中，根據(jù)系統(tǒng)隔離需要也可以使用不具有流電隔離的功率轉換器，且仍會受益于本發(fā)明的教導。
[0033]在圖1的實施例中，控制器146在輸入電壓感測端子142處接收輸入電壓感測信號，在輸出電壓感測端子144處接收輸出電壓感測信號，以及在電流感測端子138處接收用于調節(jié)輸出電壓1130的電流感測信號。控制器146的電壓以輸入返回114作為參考。在輸出電壓感測端子144處接收的輸出電壓感測信號可以通過下列任何已知的技術(圖1中未示出)與輸出返回132流電隔離，該已知的技術包含:諸如像通過使用光耦合器、或像通過使用變壓器上的繞組、或像通過使用作為集成電路封裝體的引腳框架的一部分的磁耦合導體、或像通過使用專用高電壓安全電容器。
[0034]也可以應用許多已知的技術，來感測開關電流IS1136以在電流感測端子138處獲得電流感測信號。例如，開關電流IS1136可以作為分立電阻器(discrete resistor)上的電壓被感測、或作為來自電流變換器(current transformer)的電流被感測、或作為金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)的導通電阻兩端的電壓被感測、或作為來自電流感測場效應晶體管(感測FET)的感測輸出的電流被感測。
[0035]在圖1的實施例中，交流輸入電壓Vac102作為在二極管104和106的陰極處的經(jīng)整流的電壓VKECT152被感測。二極管106的陽極被聯(lián)接至線路輸入端子L154，且二極管104的陽極被聯(lián)接至中性輸入端子N156。經(jīng)整流的輸入電壓VKECT152相對于輸入返回114是正的。經(jīng)整流的輸入電壓VKECT152被聯(lián)接至輸入感測電阻器R1140，之后它在控制器146的輸入電壓感測端子142處被接收。電阻器Rl中的電流通過橋式整流器108返回到輸入。
[0036]在圖1的實施例中，經(jīng)整流的電壓Vkect152是經(jīng)全波整流的電壓。圖1的實施例中的經(jīng)整流的電壓Vkect152的峰與交流輸入電壓Vac102的正峰和負峰一致，且經(jīng)整流的電壓Veect152的谷與交流輸入電壓Vac102的零交叉(zero-crossing)—致。與直流體電壓VbimI 12形成對照，圖1的實施例中的經(jīng)整流的電壓Vkect152在每個交流線路周期IY內變到零兩次。在本公開文本中稍后例示的其他實施例中，經(jīng)整流的電壓VKECT152可以是在每個交流線路周期?Υ內具有一個峰值的經(jīng)半波整流的電壓。
[0037]圖2A是根據(jù)本發(fā)明的教導的用于圖1的示例性功率轉換器的示例性控制器202的功能框圖200，例示了具有低功率消耗的一個交流電壓傳感器的元件。在圖2A的實施例中，控制器202是集成電路，該集成電路包含可選的振蕩器212、定時器210、零交叉檢測器216、緩沖放大器226、比較器234、“或”門220、高電壓晶體管QHV204以及由晶體管227和228形成的電流鏡。在一個實施例中，緩沖放大器226、“或”門220、高電壓晶體管以及由晶體管227和228形成的電流鏡可以被認為是包含在控制器202中的輸入感測電路的一部分。
[0038]來自可選的振蕩器212的信號一般是控制器202中的所有電路都可用的，以進行同步和定時。在一些控制器中，用于同步和定時的信號可以是從任何合適的時間標記器(諸如像系統(tǒng)時鐘)而不是從振蕩器接收的。本領域的技術人員應意識到，功率轉換器控制器不需要完全在一個集成電路內。例如，高電壓晶體管QHV204可以是集成電路外部的一個分立晶體管，且控制器的其他元件可以被包含在一個或更多個集成電路中。
[0039]在圖2A的實施例中，控制器202在輸入電壓感測端子142處接收輸入電壓感測信號，該輸入電壓感測端子142被聯(lián)接至輸入感測電阻器R1140的一端。輸入感測電阻器R1140的另一端可以被聯(lián)接至經(jīng)整流的交流輸入電壓，例如圖1的實施例中示出的Vkect152。圖2A中的示例性控制器202的輸入電壓感測端子142相對于輸入返回114是高電壓端子。該集成電路的高電壓端子通常適合于承受相對于接地端子而言大于30伏特的電壓，而不損害或破壞集成電路的運行。在圖2A的實施例中，輸入電壓感測端子142處的電壓可以與經(jīng)整流的電壓Vkect152的峰一樣高，該經(jīng)整流的電壓Vkect152的峰可能會超過數(shù)百伏特。
[0040]在圖2A的實施例中，輸入電壓感測端子142被耦合至高電壓晶體管Qhv204的漏極D252。在一個實施例中，高電壓晶體管Qhv204是η溝道增強型金屬氧化物半導體場效應晶體管(M0SFET)。在圖2Α的實施例中，高電壓晶體管Qhv204的柵極G256聯(lián)接至“或”門220的輸出，且高電壓晶體管Qhv204的源極S254聯(lián)接至低電壓M0SFET227的漏極和柵極。
[0041]當高電壓晶體管、204處于導通(ON)狀態(tài)時，它可以在漏極與源極之間傳導電流。當高電壓晶體管QHV204處于截止(OFF)狀態(tài)時，它不能傳導電流。處于導通狀態(tài)的晶體管可以被認為是閉合的開關。處于截止狀態(tài)的晶體管可以被認為是斷開的開關。當柵極G256處的電壓比源極S254處的電壓大得多于一個閾電壓Vt時，高電壓晶體管QHV204處于導通狀態(tài)。相反，當柵極G256處的電壓不比源極S254處的電壓大得多于一個閾電壓Vt時，高電壓晶體管Qhv204處于截止狀態(tài)。處于導通狀態(tài)的晶體管有時被稱為是導通的。處于截止狀態(tài)的晶體管有時被稱為是截止的。
[0042]在一個實施例中，高電壓晶體管Qhv204的閾電壓Vt —般是2.5伏特。在一個實施例中，“或”門220的輸出在邏輯高電平時是約5.8伏特，且“或”門220的輸出在邏輯低電平時是基本零伏特。換言之，當“或”門220的輸出處于邏輯高電平時，高電壓晶體管Qhv204可以傳導電流，且當“或”門220的輸出處于邏輯低電平時，高電壓晶體管、204不能傳導電流。
[0043]圖2A的實施例中的“或”門220的輸出確定何時高電壓晶體管導通以及何時高電壓晶體管Qhv204截止。當圖2A的示例性控制器中的高電壓晶體管Qhv204導通時，輸入電壓感測端子142可以通過輸入感測電阻器Rl 140從交流輸入Vac102接收電流IK1224。當高電壓晶體管Qhv204截止時，輸入電壓感測端子142基本不從交流輸入VAe102接收電流。換言之，圖2A的實施例中的控制器202僅在高電壓晶體管Qhv204導通時才感測輸入電壓VAC102。根據(jù)本發(fā)明的教導，圖2A的實施例中的控制器202通過限制輸入電壓感測端子142從交流輸入VAe102接收電流的時間，來降低在感測交流輸入電壓VAe102中消耗的功率。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的教導，圖2A的實施例中的高電壓晶體管(^204可以被認為是一個線路感測開關，該線路感測開關閉合以允許對交流輸入線路AV102的感測，且該線路感測開關斷開以防止功率消耗對交流輸入線路VAe102的感測。
[0045]當圖2A的示例性控制器中的高電壓晶體管Qhv204導通時，表示經(jīng)整流的交流線路電壓Vkect152的電流IK1224可以進入晶體管227的漏極。晶體管227和228形成一個具有比率K的電流鏡，該電流鏡將晶體管227的漏極中的電流ΙΚ1224縮放成晶體管228的漏極中的鏡像電流1-230,該鏡像電流Im230是Iki乘以K。如所描繪的實施例中示出的，鏡像電流Imei被緩沖放大器226處理，該緩沖放大器226被聯(lián)接以產(chǎn)生經(jīng)緩沖的感測信號232。圖2A的實施例中的緩沖放大器226可以根據(jù)需要提供放大、電平移動、電流-電壓轉換以及本領域中已知的任何其他轉變，以使經(jīng)緩沖的感測信號232與接收它的電路(諸如像零交叉檢測器216和比較器234)兼容。
[0046]零交叉檢測器216接收經(jīng)緩沖的感測信號232，以產(chǎn)生被定時器210接收的零交叉信號206。在圖2A的實施例中，電流IK1224不變成負，但當交流輸入電壓VAe102穿過零時，電流IK1224基本變至零。因此，可以由電流ΙΚ1224變到零附近的第一零交叉閾以下的時間、和電流ΙΚ1224變到零附近的第二零交叉閾以上的時間來推斷交流輸入電壓Vac102的零交叉。定時器210接收零交叉信號206，以將定時器210與交流輸入電壓VAe102的頻率和零交叉同步。稍后在本公開文本中給出了時序圖，以例示圖2A的示例性控制器中的一些信號之間的關系。
[0047]圖2A的實施例中的定時器210產(chǎn)生“測量使能”信號208，該“測量使能”信號208在“或”門220的一個輸入處被接收。當“或”門220的一個輸入處于邏輯高電平時，高電壓晶體管Qhv204導通。在一個實施例中，在預計所述交流輸入電壓Vac102將與零相交的那一部分交流線路周期期間，“測量使能”信號208是邏輯高電平。在一個實施例中，在預計所述交流輸入電壓AV102將達到峰值的那一部分交流線路周期期間，“測量使能”信號208也處于邏輯高電平。換言之，當“測量使能”信號208處于邏輯高電平時，圖2A的實施例中的控制器202感測交流輸入電壓Vac102。
[0048]圖2A的實施例中的定時器210還產(chǎn)生由比較器234接收的“比較使能”信號214。在圖2A的實施例中，在預計所述交流輸入電壓νΑε102達到峰值的那一部分交流線路周期期間，比較器234評估經(jīng)緩沖的感測信號232的值，以確定交流輸入電壓VAC102是否在用于功率轉換器的運行的指定范圍內。當交流輸入電壓AV102在用于功率轉換器的運行的指定范圍之外時，比較器234響應于“比較使能”信號214來斷言“過電壓”信號236或“欠電壓”信號238。
[0049]在圖2A的實施例中，“或”門220的一個輸入接收“上電”信號218。在交流輸入電壓V&102被施加之后緊接著的交流輸入線路的幾個周期期間，“上電”信號218是邏輯高電平且控制器202上電，然后“上電”信號218返回到邏輯低電平，直到交流輸入電壓Vac102被移除和被再次施加。在一個實施例中，當“上電”信號218是邏輯高電平時，高電壓晶體管Qhv204持續(xù)地導通，且定時器210與交流輸入電壓Vac102的零交叉同步。根據(jù)本發(fā)明的教導，在定時器210與該交流輸入同步之后，控制器202開始以低功率消耗模式感測交流輸入電壓Vac102，從而僅在有限的時間接收來自交流輸入電壓Vac102的電流。
[0050]圖2B是根據(jù)本發(fā)明的教導的用于圖1中的功率轉換器的一個示例性控制器242的功能框圖240，例示了具有低功率消耗的一個替代的交流電壓傳感器的元件。圖2B包含圖2A的實施例中例示的許多元件。
[0051]在圖2B的替代實施例中，高電壓晶體管Qhv204的柵極G256被聯(lián)接至經(jīng)調節(jié)的內部電壓VDD244，且高電壓晶體管Qhv204的源極S254被聯(lián)接至低電壓晶體管Qw222的漏極。在一個實施例中，經(jīng)調節(jié)的內部電壓Vdd244是約5.8伏特。低電壓晶體管Qw222的源極被聯(lián)接至如圖2A中的電流鏡的晶體管227。圖2B中的交流電壓傳感器的替代配置的一個好處是，在預計所述交流輸入電壓V&102與零相交的那一部分交流線路周期期間，定時器210不必接通晶體管。相反，當?shù)碗妷壕w管Qw222截止時，在高電壓晶體管Qhv204的源極S254處出現(xiàn)電壓Vzc250，該電壓Vzc250可以被零交叉檢測器246接收。由于圖2B的交流電壓傳感器的該替代配置不要求使用來自交流輸入電壓Vac102的電流來確定零交叉，所以電壓Vzc250可以被持續(xù)地監(jiān)測，以指示零交叉而不會以功率消耗為代價。
[0052]當?shù)碗妷壕w管‘222截止時，在其漏極處的電壓Vzc250跟隨經(jīng)整流的電壓Veect152到達一個上限，該上限是VDD244減去高電壓晶體管的閾電壓Vt。當交流輸入電壓Vac102穿過零時，電壓Vzc250為零。因此，低電壓晶體管Qw222的漏極處的電壓Vzc250可以被用來感測交流輸入電壓VAC102的零交叉。
[0053]在圖2B的替代實施例中，定時器210產(chǎn)生“使能”信號209，該“使能”信號209被聯(lián)接至低電壓晶體管Qw222的柵極且被比較器234接收。在預計所述交流輸入電壓VAC102達到峰值的那一部分交流線路周期期間，“使能”信號209是邏輯高電平。當“使能”信號209為高時，低電壓晶體管Qw222接通，從而允許控制器242感測交流輸入電壓VAe102的峰。根據(jù)本發(fā)明的教導，當“使能”信號209為低時，低電壓晶體管Qw222關斷，從而防止控制器242接收來自交流輸入電壓Vac102的電流。
[0054]在圖2B的替代實施例中的低電壓晶體管Qw222可以被認為是一個線路感測開關，該線路感測開關閉合以允許感測交流輸入線路VAC102，且該線路感測開關斷開以阻止該感測電路消耗來自交流輸入電壓VAe102的功率。
[0055]圖2C是根據(jù)本發(fā)明的教導的用于圖1中的示例性功率轉換器的另一個示例性控制器272的功能框圖270，例示了具有低功率消耗的另一個替代交流電壓傳感器的元件。圖2C包含圖2A和圖2B的實施例中例示的許多元件。
[0056]圖2C的替代實施例將圖2B中是高電壓晶體管Qhv204的MOSFET替換成η溝道結型場效應晶體管(JFET)Qhv276。然而，圖2B中的高電壓MOSFET QHV204的柵極G256被聯(lián)接至經(jīng)調節(jié)的內部電壓Vdd244，圖2C中的高電壓JFET QHV276的柵極G280被聯(lián)接至輸入返回114。
[0057]圖2C的替代實施例中的高電壓晶體管Qhv276的漏極D278被聯(lián)接至輸入電壓感測端子142，且高電壓JFET Qhv276的源極S282被聯(lián)接至低電壓晶體管QlV222。這樣，圖2C的實施例中的JFET Qhv276執(zhí)行和圖2B中的MOSFET QHV204相同的功能。當?shù)碗妷壕w管Qlv222導通時，圖2C的實施例中的JFET QHV276導通，且當?shù)碗妷壕w管Qw222截止時，圖2C的實施例中的JFET --276截止。
[0058] 當圖2C的實施例中的低電壓晶體管Qw222截止時，在其漏極處的電壓Vzc250跟隨經(jīng)整流的電壓Vkect152到達一個上限，該上限是高電壓JFET Qhv276的夾斷(pinch-off)電壓。在一個實施例中，高電壓JFET QHV276的夾斷電壓小于30伏特。因此，在低電壓晶體管Qw222的漏極處的電壓Vze250可以被用來感測交流輸入電壓VAe102的零交叉。在高電壓JFET Qhv276的夾斷電壓大于30伏特的另一個實施例中，高電壓晶體管可以代替低電壓晶體管Qw222，且零交叉檢測器246中的緩沖電路可以將該電壓鉗位在適于低電壓檢測器電路的較低值。
[0059]圖3A是示出了示例性波形的時序圖300，例示了如圖1的示例性功率轉換器中使用的圖2A中示出的具有低功率消耗的示例性交流電壓傳感器的運行。圖3A的示例性波形針對的是由交流輸入電壓Vac102的施加引起的瞬時干擾已經(jīng)衰減到可忽略的值以后、且當“上電”信號218處于邏輯低電平時的穩(wěn)態(tài)狀況。
[0060]圖3A的實施例中的波形352表示經(jīng)整流的電壓VKECT152。圖3A的實施例中的經(jīng)整流的電壓VKECT152是經(jīng)全波整流的電壓。從時間h至時間t12的區(qū)間是交流輸入電壓Vac102的一個周期?Υ。經(jīng)(全波)整流的電壓的周期(諸如從時間h至t6的區(qū)間，或諸如從t6至t12的區(qū)間)是交流輸入電壓Vac102的周期IY的一半。圖3A中的波形352顯示，經(jīng)整流的電壓Veect152在時間V t6和t12處為零。圖3A中的波形352顯示，經(jīng)整流的電壓VKECT152在時間t3和t9處達到峰值VP305。
[0061]圖3A中的波形308顯示，“測量使能”信號208從時間tQ至時間I1、從時間t2至時間t4、從時間t5至時間t7、從時間t8至時間t1(l、從時間tn至時間t13以及在時間t14處于邏輯高電平H?！皽y量使能”信號208在圖3A中示出的所有其他時間處于邏輯低電平L。
[0062]圖3A的時序圖300顯示，當波形308中的“測量使能”信號208為高時，圖2A中的高電壓晶體管Qhv204導通，從而允許輸入電壓感測端子142接收如波形324中所示的電流IK1224。由于當高電壓晶體管QHV204導通時，電流IK1224與輸入感測電阻器R1HO的電阻的倒數(shù)成正比例，所以圖3Α中的波形324顯示，當波形308中的“測量使能”信號208為高時，電流ΙΚ1224跟隨與經(jīng)整流的電壓Vkect152的波形352成正比例的包絡(envelope) 325。
[0063]圖3A顯示，在測量區(qū)間Tp和Tz期間，定時器210將“測量使能”信號從低邏輯電平L變化到高邏輯電平H。在一些實施例中，Tp測量區(qū)間可以被認為是功率轉換器的輸入處的交流輸入電壓Vac102的峰區(qū)間。測量區(qū)間Tp (諸如像從時間t2至時間t4、以及從時間t8至時間t1(l)出現(xiàn)在當經(jīng)整流的電壓Vkect152的波形352處于峰值VP305的時間附近。在一些實施例中，Tz測量區(qū)間可以被認為是該功率轉換器的輸入處的交流輸入電壓Vac102的零交叉區(qū)間。測量區(qū)間Tz (諸如像從時間t5至時間t7、以及從時間tn至時間t13)出現(xiàn)在經(jīng)整流的電壓Vkect152的波形352為零的時間附近。當經(jīng)整流的電壓Vkect152的波形352為零時的時間對應于當交流輸入電壓Vac102與零相交時的時間。如將在一些實施例中示出的，根據(jù)本發(fā)明的教導，該“測量使能”信號被聯(lián)接以使能該輸入感測電路僅在峰Tp和零交叉Tz測量區(qū)間中感測功率轉換器的輸入。在這一些實施例中，根據(jù)本發(fā)明的教導，該“測量使能”信號被聯(lián)接以禁止該輸入感測電路在除了峰Tp和零交叉Tz測量區(qū)間之外的區(qū)間中感測該功率轉換器的輸入。根據(jù)本發(fā)明的教導，通過禁止該輸入感測電路在除了峰Tp和零交叉Tz測量區(qū)間之外的區(qū)間中感測該功率轉換器的輸入，降低了功率消耗。
[0064]期望測量區(qū)間Tp和Tz分別盡可能接近交流輸入電壓Vac102的峰和零交叉。在圖3A的實施例中，測量區(qū)間Tp包含交流輸入電壓Vac102的峰值之前的時間和交流輸入電壓Vac102的峰值之后的時間。也在圖3A的實施例中，測量區(qū)間Tz包含交流輸入電壓Vac102的零交叉之前的時間和交流輸入電壓Vac102的零交叉之后的時間。在一個實施例中，當電流IE1224在指定時間窗內下降到第一零交叉閾值以下并且上升到第二零交叉閾值以上時，零交叉檢測器216可以向定時器210指示發(fā)生零交叉。
[0065]圖3A的時序圖300示出了從時間&至時間t2、從時間t7至時間t8和從時間t13至時間t14的第一等待區(qū)間TW1。第一等待區(qū)間Twi在測量區(qū)間Tz結束時開始。圖3A的時序圖示出了從時間t4至時間t5，以及從時間t1(l至時間tn的第二等待區(qū)間TW2。第二等待區(qū)間Tw2在測量區(qū)間Tp結束時開始。在等待區(qū)間Twi和Tw2期間，不存在對交流輸入電壓VAe102的測量。
[0066]在一個實施例中，定時器210可以根據(jù)交流輸入電壓V&102的周期IY來調整等待區(qū)間Twi和Tw2以及測量區(qū)間Tp和Τζ，使得在最短時間內為交流輸入電壓Vac102的每個頻率進行測量。在另一個實施例中，該等待區(qū)間和該測量區(qū)間可以是固定值，該固定值大到足以覆蓋交流輸入電壓Vac102的在一個電力線路頻率范圍內(諸如像從47Hz至63Hz)的峰和零交叉。
[0067]圖3A的時序圖300也示出了 “比較使能”信號214的波形314，該“比較使能”信號214在峰測量區(qū)間Tp期間從低邏輯電平L變到邏輯高電平H，以確保僅當交流輸入電壓Vac102在峰附近時，比較器234才將經(jīng)緩沖的感測信號232與參考值進行比較。
[0068]圖3B是示出了示例性波形的時序圖350，例示了如圖1的示例性功率轉換器中使用的圖2B中示出的具有低功率消耗的替代示例性交流電壓傳感器的運行。來自圖3A的經(jīng)整流的電壓Vkect152的波形352重現(xiàn)在圖3B中作為參考。圖3B中的波形370示出僅在峰測量區(qū)間Tp期間才跟隨包絡325的電流IK1224，因為圖2Β的替代示例性交流電壓傳感器不需要線路感測開關Qw222導通來使零交叉檢測器246感測交流輸入VAe102的零交叉。與波形370相符，波形380顯示，在圖3B的實施例中，“使能”信號209僅在峰測量區(qū)間Tp期間才從邏輯低電平L變成邏輯高電平H。
[0069]圖3B中的波形375示出電壓Vzc250，該電壓Vzc250被圖2B中示出的具有低功率消耗的替代示例性交流電壓傳感器中的零交叉檢測器246接收。電壓Vzc250在波形375中被示出為跟隨經(jīng)整流的電壓Vkect152的包絡355，直到經(jīng)整流的電壓Vkect152超過鉗位電壓VaAMP360的量值。電壓Vze250維持在鉗位電壓VaAMP360處，直到使能信號209變成接通線路感測開關Qw222的邏輯高電平H，或直到經(jīng)全波整流的電壓Vkect152下降到鉗位電壓Vclamp360以下。由于電壓Vzc250在每個交流線路周期IY內總會和在零與鉗位電壓VaAMP360之間的零交叉閾365相交至少一次，所以僅需要一個定時的等待區(qū)間TW3。
[0070]區(qū)間Tz可以被測量為從時間t5 (此時電壓Vzc250下降到第一零交叉閾以下，這在交流輸入電壓VAe102在時間t6處的零交叉之前到來)開始至時間t7 (此時電壓Vze250上升到第二零交叉閾以上，這在交流輸入電壓AV102的零交叉以后到來)。在一個實施例中，第一零交叉閾可以基本等于第二零交叉閾。有必要對從Vzc250與零附近的一個閾(優(yōu)選地是第二零交叉閾)相交的時間、到峰測量區(qū)間Tp開始之間的區(qū)間進行定時，諸如像圖3B中的從時間h至t2,從時間t7至t8以及從時間t13至t14。
[0071]圖4是根據(jù)本發(fā)明的教導的另一個示例性控制器402的功能框圖400，例示了具有低功率消耗的一個交流電壓傳感器，該交流電壓傳感器結合了圖2A和圖2B中的實施例的元件。圖4的實施例包含高電壓晶體管Qhv406和低電壓晶體管Qw422，它們分別類似于圖2B中的晶體管204和222。圖4的實施例還包含接收“測量使能”信號408和“上電”信號418的“或”門420，類似于圖2A的實施例。在圖4的實施例中，電流IK1424被晶體管427接收，且被晶體管428鏡像映射到經(jīng)縮放的電流ΙΜΚ1430，類似于圖2Α、圖2Β和圖2C的實施例。如在圖2Α、圖2Β和圖2C的實施例中，鏡像電流ΙΜΚ1430被緩沖放大器426處理。
[0072]圖4的實施例中的緩沖放大器426產(chǎn)生經(jīng)緩沖的感測信號432，經(jīng)緩沖的感測信號432被如圖2Α的實施例中的零交叉檢測器416接收。圖4的實施例將圖2Α、圖2Β和圖2C的實施例中的比較器234替換成采樣器434和樣本處理器(sample processor) 442,該采樣器434和樣本處理器可以斷言過電壓信號436或欠電壓信號438。如稍后將通過圖5的波形解釋的，圖4的實施例中的采樣特征的引入可以允許比圖2A、圖2B和圖2C的實施例中以更少的功率消耗來測量在預計的峰附近的交流輸入電壓^02。
[0073]樣本處理器442可以以多種方式分析樣本，以確定何時適宜用過電壓信號436或欠電壓信號438來指示交流輸入電壓VAe102對于功率轉換器的適當運行而言太高或太低。在一個實施例中，樣本處理器442可以取得采樣值的平均值，且將該平均值與一個閾進行比較。在另一個實施例中，樣本處理器442可以查找增大和減小的值的一個序列，取得該序列中的最高值，且將該最高值與一個閾進行比較。在又另一個實施例中，如果樣本不指示采樣發(fā)生在交流輸入電壓Vac102的峰之前和之后，則樣本處理器442可以調整定時器410的時序，以在采樣時間的范圍內包含峰。
[0074]圖2A中的“比較使能”信號214和圖2B中的“使能”信號209在圖4中被替換成來自定時器410的“采樣使能”信號414。類似于圖2A、圖2B和圖2C的實施例中的振蕩器212，圖4中的可選的振蕩器412提供了時序信號和同步信號。
[0075]圖5是示出了示例性波形的時序圖500,該波形例示了如圖1的示例性功率轉換器中使用的圖4中示出的具有低功率消耗的示例性交流電壓傳感器的運行。如在圖3A的示例性波形中，圖5的示例性波形針對的是由交流輸入電壓Vac102的施加引起的瞬時干擾已經(jīng)衰減到可忽略的值之后、且當“上電”信號418處于邏輯低電平時的穩(wěn)態(tài)狀況。
[0076]圖5的實施例中的波形552表示對于交流輸入電壓VAC102的從時間h處的零交叉到時間t6處的零交叉的一個半周期的經(jīng)整流的電壓Vkect152。圖5中的波形552顯示，在時間t3處，經(jīng)整流的電壓Vkect152達到峰值VP505。圖5中例示的時間跨度僅覆蓋了交流輸入電壓Vac102的半周期，以提供區(qū)間Tp內的時間t3處在峰值附近的信號的更多細節(jié)。
[0077]圖5中的波形508顯示，圖4的實施例中的“測量使能”信號408從時間tQ至時間h、從時間t5至時間t6、以及在時間t2與時間t4之間的區(qū)間Tp內的多個時間為邏輯高電平
H。區(qū)間Tp內的高邏輯電平和低邏輯電平的多個實例與圖3A的示例性波形308形成對照，該圖3A的示例性波形308顯示“測量使能”信號208在時間t2與時間t4之間的整個區(qū)間Tp都處于邏輯高電平。圖5中的波形508還顯示，圖4的實施例中的“測量使能”信號408在時間h與t2之間的第一等待區(qū)間Twi期間為邏輯低電平L，且在時間t4與t5之間的第二等待區(qū)間Tw2期間再次為邏輯低電平L，類似于圖3A的示例性波形308中的“測量使能”信號 208。
[0078]圖5的時序圖500顯示，當波形508中的“測量使能”信號408為高時，高電壓晶體管Qhv406導通，從而允許輸入電壓感測端子142接收如波形524中所示的電流IK1424。由于當高電壓晶體管Qhv406導通時電流IK1424與輸入感測電阻器R1HO的電阻的倒數(shù)成正比例，所以圖5中的波形524顯示，電流IK1424跟隨包絡525，當“測量使能”信號408為高時，該包絡525與經(jīng)整流的電壓Vkect152的波形552成正比例，類似于圖3A中例示的實施例。
[0079]圖5的時序圖500示出了波形508中的“測量使能”信號408的多個實例，該測量使能信號408在經(jīng)整流的電壓Vkect152的峰值VP505 (它在時間t3處發(fā)生)附近在從時間t2至時間t4的區(qū)間Tp內從低邏輯電平L變到高邏輯電平H。時間t2在時間t3之前到來，且時間t4在時間t3之后到來。如圖5的時序圖中的波形514中所示出的，當波形508中的“測量使能”信號408在區(qū)間Tp內為高時，“采樣使能”信號414對于采樣區(qū)間TPS535變高。當“采樣使能”信號414為高邏輯電平H時，圖4的示例性控制器中的采樣器434取得經(jīng)緩沖的感測信號432的值。
[0080]圖5的時序圖500例示了經(jīng)緩沖的感測信號432的值是由采樣器434在經(jīng)整流的電壓Vkect152的峰之前和之后采樣的。圖5的時序圖還例示了，經(jīng)緩沖的感測信號432的值不必在峰值處(發(fā)生在時間t3處)被采樣。圖5中例示的采樣特征的使用可以允許比圖2A、圖2B和圖2C的實施例中例示的連續(xù)測量以更小的功率消耗來測量在預計的峰附近的交流輸入電壓Vac102。在從時間t2至t4的區(qū)間Tp內獲取的樣本的數(shù)目對于交流輸入電壓Vac102的每個半周期而言不必是相同的數(shù)目。此外，在交流輸入電壓Vac102的不同的半周期內，等待區(qū)間Twi和Tw2中的每個可以具有不同的值。例如，對于圖5中例示的五個相繼的樣本，在第一、第三和第五位置的樣本可以是在一個半周期中獲取的，且在剩余的第二位置和第四位置中的樣本可以是在下一個半周期中獲取的。在每個半周期內需要相同數(shù)目的樣本的實施例中，樣本可以在第一等待區(qū)間Twi (它在一個半周期中具有第一值)之后被獲取，且在下一個半周期中樣本可以在第一等待區(qū)間Twi (它具有不同于第一值的第二值)之后被獲取。在每個半周期期間獲取的樣本的數(shù)目的減少可以降低采樣所消耗的功率。不同等待區(qū)間的使用可以增加在交流輸入電壓的峰處獲取樣本的可能性。
[0081]圖6是例示了根據(jù)本發(fā)明的教導的用于功率轉換器控制器的一個示例性過程的流程圖600，該功率轉換器控制器以低功率消耗感測交流輸入電壓并檢測過電壓和欠電壓的狀況。圖6的示例性流程圖與圖2A的示例性控制器相符，且與圖3A的示例性波形相符。在框605中啟動(向該功率轉換器施加交流輸入電壓)以后，在框610中該控制器進入上電模式。在框615中，該控制器閉合線路感測開關，以允許該控制器在該交流輸入電壓的數(shù)個周期上接收來自該交流輸入電壓的電流。
[0082]在框615中線路感測開關閉合以后，在框620中該控制器檢測從該交流輸入電壓接收的電流何時變到零附近的一個值，且在框625中使用該信息來發(fā)現(xiàn)該交流輸入電壓的頻率并將該定時器校準到該交流輸入電壓的頻率。在該定時器被校準到該交流輸入電壓的頻率之后，在框630中該控制器再次推斷零交叉的時間，以使該定時器與該交流輸入電壓的零交叉同步。一旦該定時器被校準且與該交流輸入電壓同步，在框635中該控制器結束上電模式，在框640中在零交叉區(qū)間之后開始低功率模式，且在框645中斷開該線路感測開關以停止接收來自該交流輸入電壓的電流。
[0083]在框645中該線路感測開關斷開之后，在框650中該定時器對第一等待區(qū)間進行定時。在該第一等待區(qū)間結束時，在框655中該控制器在包含該交流輸入電壓的一個峰的區(qū)間上閉合該線路感測開關。
[0084]雖然在峰區(qū)間中該線路感測開關是閉合的，但該控制器接收來自該交流輸入電壓的與該交流輸入電壓成正比例的電流。在框660中，該控制器將來自該交流輸入電壓的電流與一個最大閾值進行比較。如果來自該交流輸入電壓的電流大于該最大閾值，則在框655中該控制器斷言一個過電壓信號。如果來自該交流輸入電壓的電流不大于該最大閾值，則在框670中該控制器將來自該交流輸入電壓的電流與一個最小閾值進行比較。如果來自該交流輸入電壓的電流小于該最小閾值，則在框675中該控制器斷言一個欠電壓信號。在框655中斷言過電壓信號或在框675中斷言欠電壓信號之后，在框667中，該控制器以針對該過電壓或該欠電壓狀況所指定的響應繼續(xù)運行。如果來自該交流輸入電壓的電流既不大于該最大閾值也不小于該最小閾值，則該流程繼續(xù)到框680，在框680中該控制器斷開該線路感測開關以停止接收來自該交流輸入電壓的電流。
[0085]在框680中該線路感測開關斷開之后，在框685中，該定時器對第二等待區(qū)間進行定時。在該第二等待區(qū)間結束時，在框690中，該控制器在包含該交流輸入電壓的一個零交叉的區(qū)間上閉合該線路感測開關。當該線路感測開關閉合時，該控制器接收來自該交流輸入電壓的電流，且在框695中該定時器再次與該交流輸入電壓的零交叉同步。該流程繼續(xù)到框645，在框645中該線路感測開關被斷開以使該控制器停止接收來自該交流輸入電壓的電流。
[0086]圖7是根據(jù)本發(fā)明的教導的流程圖700，例示了用于以低功率消耗感測交流電壓并檢測過電壓狀況和欠電壓狀況的圖6的示例性過程的一種變型。圖7的示例性流程圖與圖4的示例性控制器相符，且與圖5的示例性波形相符。在框702中啟動(向功率轉換器施加交流輸入電壓)以后，在框704中該控制器進入上電模式。在框706中，該控制器閉合線路感測開關，以允許該控制器在該交流輸入電壓的數(shù)個周期上接收來自該交流輸入電壓的電流。
[0087]在框706中該線路感測開關閉合之后，在框708中該控制器檢測從該交流輸入電壓接收的電流何時變到零附近的一個值，且在框710中使用該信息來發(fā)現(xiàn)該交流輸入電壓的頻率并將該定時器校準到該交流輸入電壓的頻率。在該定時器被校準到該交流輸入電壓的頻率之后，在框712中該控制器再次推斷零交叉，以使該定時器與該交流輸入電壓的零交叉同步。一旦該定時器被校準且與該交流輸入電壓同步，在框714中該控制器結束上電模式，在框716中在零交叉區(qū)間之后開始低功率模式，且在框718中斷開該線路感測開關以停止接收來自該交流輸入電壓的電流。
[0088]在框718中該線路感測開關斷開之后，在框720中該定時器對第一等待區(qū)間進行定時。在該第一等待區(qū)間結束時，在框722中，該控制器通過在包含該交流輸入電壓的一個峰的區(qū)間上斷開和閉合該線路感測開關，開始獲得來自該交流輸入電壓的電流的樣本。在峰區(qū)間中，當該線路感測開關閉合時，該控制器接收來自該交流輸入電壓的與該交流輸入電壓成比例的電流的一個樣本。在框724中該控制器分析這些樣本。
[0089]在框726中，來自框724的樣本的分析被與一個最大閾值進行比較。如果樣本分析的結果大于該最大閾值，則在框728中該控制器斷言一個過電壓信號。如果樣本分析的結果不大于該最大閾值，則在框730中該控制器將樣本分析的結果與一個最小閾值進行比較。如果樣本分析的結果小于該最小閾值，則在框732中該控制器斷言一個欠電壓信號。在框728中斷言過電壓信號或在框732中斷言欠電壓信號之后，在框729中該控制器以針對該過電壓或該欠電壓狀況所指定的響應繼續(xù)運行。如果樣本分析的結果既不大于該最大閾值也不小于該最小閾值，則該流程繼續(xù)到框734，在框734中該采樣結束且該控制器斷開該線路感測開關以停止接收來自該交流輸入電壓的電流。
[0090]在框734中該線路感測開關斷開之后，在框736中該定時器對第二等待區(qū)間進行定時。在該第二等待區(qū)間結束時，在框738中，該控制器在包含該交流輸入電壓的一個零交叉的區(qū)間上閉合該線路感測開關。當該線路感測開關閉合時，該控制器接收來自交流輸入電壓的電流，且在框740中該定時器再次與該交流輸入電壓的零交叉同步。該流程繼續(xù)到框718，在框718中該線路感測開關被斷開以停止該控制器從該交流輸入電壓接收電流。
[0091]由于具有低功率消耗的該交流輸入電壓傳感器僅在該交流電壓的峰附近的那一部分交流線路周期期間接收來自交流輸入電壓V&102的電流，所以如果在該傳感器不接收電流的時間期間發(fā)生潛在的破壞性高輸入電壓，則該破壞性高輸入電壓可能不會被檢測到。為了防止當該傳感器不接收來自交流輸入電壓Vac102的電流時可能發(fā)生的高電壓導致的損害，該控制器可以作為該功率轉換器的輸出繞組處的切換電壓來以低功率消耗間接感測該輸入電壓。
[0092]圖8是根據(jù)本發(fā)明的教導的包含控制器的一個示例性功率轉換器的示意圖800，該控制器除了以低功率消耗感測交流輸入電壓之外還感測表示交流輸入電壓的切換電壓Vsw852。由于體電壓VbimI 12的最大值約是交流輸入電壓VAC102的峰量值，所以可以作為體電壓VBUUi112的最大值來感測交流輸入電壓VAe102的最大值。在圖8的示例性功率轉換器的輸出繞組122處可得到與體電壓VbimI 12成正比例的切換電壓Vsw852。由于切換電壓Vsw852的量值是比交流輸入電壓Vac102的峰低得多的電壓，所以該控制器可以以低功率消耗感測切換電壓Vsw852。
[0093]圖8的示例性功率轉換器是通過將圖1的輸出二極管D1124重新安置到圖8的輸出二極管D2824的位置，且通過用改型的控制器846接收切換電壓Vsw852而從圖1的實施例獲得的。隔離電路856提供輸入返回114與輸出返回132之間的流電隔離，使得切換電壓感測信號858與切換電壓信號854流電隔離。在一個實施例中，隔離電路856可以是光耦合器。在另一個實施例中，隔離電路856可以包含變壓器。通過圖8中例示的改型，經(jīng)修改的控制器846甚至可以在該控制器不接收來自交流輸入電壓Vac102的電流時檢測輸入過電壓狀況。應意識到，在其他實施例中，還可以從除了圖8中示出的輸出繞組122之外的一個分離繞組(separate winding)獲得類似于切換電壓Vsw852的切換電壓信號,而仍受益于本發(fā)明的教導。
[0094]電路中的每個導體都具有可以儲存電荷的有限的寄生電容。典型的應用中的漏電流通常使該寄生電容足夠快地放電，以使該寄生電容的影響可忽略。在寄生電容的影響不可忽略的應用中，對該示例性電路的相對小的修改可以允許這些應用受益于根據(jù)本發(fā)明的教導的具有低功率消耗的交流電壓傳感器。應意識到，寄生元件(諸如電容)的影響和輸入橋式整流器(諸如橋式整流器108)的傳導周期可以影響零交叉信號或峰輸入電壓信號的確切時序，而仍受益于本發(fā)明的教導。
[0095] 圖9示出了包含電流源Im920的功率轉換器控制器905的功能框圖900，該電流源Im920提供電流以使在輸入感測電阻器R1140的每端的寄生電容910和寄生電容915放電。如所描繪的實施例中示出的，電流源Im920被聯(lián)接至低電壓線路感測開關^^222。由于圖9的示例性控制器在零交叉區(qū)間中不閉合線路感測開關Qw222以使寄生電容910和寄生電容915放電，所以在沒有來自電流源Im920的電流使該寄生電容放電的情況下，電壓感測端子142處的電壓可能在交流輸入電壓Vac102的零交叉處不變到零。因此，在所描繪的實施例中，電流源Im920被聯(lián)接以當該線路感測開關Qw222斷開時使寄生電容910和寄生電容915放電。
[0096]在少于該交流輸入電壓的半周期內使該寄生電容放電所需的電流一般沒有高到足以消耗顯著的功率。在一個實施例中，來自電流源Im920的電流小于2微安。
[0097]圖10是根據(jù)本發(fā)明的教導的一個示例性功率轉換器的示意圖1000，該示例性功率轉換器示出了一個替代電路和以低功率消耗感測交流輸入電壓的控制器。圖10的替代電路的實施例在輸入感測電阻器R1140的兩端處的雜散電容(stray capacitance)的影響不可忽略的應用中可以是有用的。圖10的替代電路的實施例還可以在雜散電容不成問題的應用中進一步降低該交流電壓傳感器的功率消耗。
[0098]圖10的示例性功率轉換器是通過從圖8中移除二極管106以及通過將控制器846替換成改型的控制器1046而從圖8的實施例獲得的。通過圖10中例示的改型，經(jīng)整流的電壓Vkect152 (在圖8的實施例中是經(jīng)全波整流的電壓)變成圖10的實施例中的經(jīng)半波整流的電壓Vkect1052。圖8的實施例中的經(jīng)全波整流的電壓Vkect152在每個線路周期IY內達到其峰值兩次，而圖10的實施例中的經(jīng)半波整流的電壓Vkect1052在每個線路周期IY內僅達到其峰值一次。峰值之間的附加時間允許該雜散電容在交流輸入電壓VAe102的峰值之間放電到零伏特，如圖11中例示的。
[0099]圖11是根據(jù)本發(fā)明的教導的示出了示例性波形的時序圖1100，該波形例示了圖10的以低功率消耗感測交流電壓的替代電路和控制器的運行。圖10的示例性功率轉換器使用具有圖9中示出的特征的控制器。圖9中的控制器與圖2C中的控制器具有許多相似之處，圖2C中的控制器的運行由圖3B中的波形例示。這樣，圖11中的波形與圖3B的波形具有許多相似之處。
[0100]圖11示出了來自圖10的經(jīng)半波整流的電壓VKEeT1052在限流電阻R1140的末端處的寄生電容910和915的影響下的波形1152。圖11中提供了經(jīng)全波整流的交流輸入電壓的包絡1105作為參考。由圖11的實施例中的波形1152表示的經(jīng)整流的電壓Vkect1052跟隨交流輸入電壓的包絡1105，從在時間h處的零值直到該交流輸入電壓的瞬時值在時間t15處下降到寄生電容910上的電壓以下。圖9的控制器中的電流源Im920使該寄生電容放電，直到由波形1152表示的經(jīng)整流的電壓VKECT1052在時間t18處達到零。波形1152的基本線性部分1154指示該寄生電容通過電流源Im920的放電。
[0101]圖11中的波形1170示出了在峰測量區(qū)間Tp期間跟隨經(jīng)全波整流的交流輸入電壓的包絡325的電流IK1224，該峰測量區(qū)間Tp在一個交流線路周期IY期間僅出現(xiàn)一次。與波形1170相符，波形1180示出圖9中的“使能”信號209僅在峰測量區(qū)間Tp期間從邏輯低電平L變到邏輯高電平H。
[0102]圖11中的波形1175示出了由圖9中示出的具有低功率消耗的替代示例性交流電壓傳感器中的零交叉檢測器246接收的電壓Vze250。電壓Vze250在波形1175中被示出為跟隨經(jīng)整流的電壓Vkect1052的包絡355，直到經(jīng)整流的電壓Vkect1052超過鉗位電壓VaAMP360的量值。在一個實施例中，VaAMP可以是在圖9中的零交叉檢測器246內設置的電壓鉗位電平。電壓Vze250維持在鉗位電壓VaAMP360，直到圖9中的“使能”信號209變到將線路感測開關Qw222接通的邏輯高電平H，或直到經(jīng)整流的電壓Vkect1052在時間t16處下降到鉗位電壓v_p360以下。
[0103]由于在每個交流線路周期IY內，在交流輸入電壓Vac102達到峰之前，電壓Vzc250將總會和在零與鉗位電壓VaAMP360之間的第一零交叉閾1165和第二零交叉閾365相交，所以如在圖3Β的實施例中一樣僅需要一個定時的等待區(qū)間TW3。
[0104]區(qū)間Tz可以被測量為從時間t17(此時電壓Vzc250下降到第一零交叉閾以下，這在交流輸入電壓\c的峰之后到來)開始到時間t13 (此時電壓Vzc250上升到第二零交叉閾以上，這在交流輸入電壓Vac102的零交叉之后到來)。在一個實施例中，圖9中的控制器可以調整電流源Im920以獲得區(qū)間Tz的最小值，從而允許零交叉事件定時在例如時間h時和t12處。如在圖3B的實施例中(其中寄生電容的影響是可忽略的)，該定時器有必要對區(qū)間Tw3進行定時，該區(qū)間Tw3始于Vzc250與第二零交叉閾相交的時間直到峰測量區(qū)間Tp的開始，諸如像從時間ti至t2,以及圖11中的從時間t13至t14。
[0105]圖12是根據(jù)本發(fā)明的教導的示例性功率轉換器的示意圖1200，該示例性功率轉換器示出了以低功率消耗感測交流輸入電壓的又另一個替代電路和控制器。圖12的示例性功率轉換器是通過將二極管104替換成短路來從圖10的實施例獲得的。通過圖12中例示的改型，在交流輸入電壓Vac102的負部分(negative port1ns)期間，經(jīng)整流的電壓VKECT1252將相對于輸入返回114變?yōu)樨?負的程度為約一個二極管壓降)。圖12的實施例中例示的替代電路可以與能夠在端子142處接收來自交流輸入電壓VAe102的負電流的功率轉換器控制器一起使用。盡管圖12的實施例中的替代電路在輸入感測電阻器R1140的一端處使寄生電容910放電，但可能仍需要放電電流源Im920以在輸入電壓感測端子142處移除來自寄生電容915的電荷。
[0106]在一個實施例中，最為重要的是當功率轉換器在輕負載狀況或無負載狀況運行時降低與交流線路感測關聯(lián)的能量消耗，因為在這些輕負載狀況或無負載狀況下由于交流線路感測消耗的能量占該功率轉換器消耗的全部功率的較大百分比。例如在圖12的實施例中，這樣的狀況可能是，當負載134與功率轉換器1200脫離時，或當負載134正在消耗來自功率轉換器1200的最大供電能力的功率的僅小百分比時(諸如待機功率狀況)。因此，在一個實施例中，當負載134正在從功率轉換器1200獲得大于閾水平的功率時，控制器1046可以持續(xù)檢測在端子142處的輸入電壓感測信號。
[0107]可以通過使用負載檢測電路來檢測由負載消耗的功率或負載電平。例如，在具有恒定輸出電壓的功率轉換器中，可以通過測量輸出電流來測量負載電平。類似地，在向負載傳送恒定電流的功率轉換器中，可以通過測量輸出電壓來測量負載電平。在隨著負載而改變平均切換頻率以降低無負載消耗(即，隨著負載減小而降低平均頻率)的功率轉換器中，功率轉換器1200的開關S1150的平均切換頻率(換言之，驅動信號148的周期Ts的倒數(shù))是被提供至圖12中的負載134的功率的另一種表示，使得可以通過使用簡單的定時電路測量Ts來測量該負載電平。因此，如果開關150接通的時間之間的區(qū)間Ts小于第一閾值，則可以持續(xù)地檢測端子142處的電壓感測信號。在一個實施例中，當切換周期Ts大于第二閾值時，可以周期性地檢測端子142處的電壓感測信號，以變成根據(jù)本發(fā)明的教導的具有低功率消耗的交流電壓傳感器的另一個實施例。在一個實施例中，該第二閾值可以約等于50微秒。在一個實施例中，Ts的第一閾值與第二閾值之間的差異可以是5微秒的遲滯。5微秒的遲滯會使該第二閾值比該第一閾值大5微秒,且該第一閾值比該第二閾值小5微秒。在一個實施例中，當切換周期Ts大于該第二閾值時，可以在該開關截止的時間期間，在下一個切換周期開始時在該開關剛要接通之前，檢測到電壓感測信號142。確切的檢測時間可以基于如下假定:從一個切換周期到下一個切換周期，Ts的值不顯著變化，因此例如控制器1046中的定時電路可以被用來對交流線路感測信號142的檢測進行定時。
[0108]圖13示出了控制器的一個示例性功能框圖，其中當功率轉換器的輸出功率在第一閾值以上時，交流線路電壓傳感器持續(xù)地感測線路電壓信號，且當該功率轉換器輸出的輸出功率在第二閾值以下時，該交流線路電壓傳感器周期性地感測該線路電壓信號。圖13的控制器與圖2A的控制器共同具有許多細節(jié)，且為了簡明，下面的描述關注的是差異。為了下面的描述，也假定控制器1302被用在圖12中示出的類型的功率轉換器中。應意識到，功率轉換器的具體類型不是關鍵，本發(fā)明可以被應用至在其他地方(諸如上面的圖1、圖8和圖10)描述的功率轉換器。
[0109]在示例性控制器1302中，當控制器1302開始運行時，“上電”信號1318初始為高，并確保當該功率轉換器開始運行時Qhv1304持續(xù)導通。在該實施例中，開關驅動電路1312是向外部開關(例如圖12中的S1150)提供驅動信號1348的電路框。如上面所描述的，得自電路框1312的信號1314可以被用作對該功率轉換器的輸出處的負載的指示。在一個實施例中，定時器電路1310被用來提供一個“測量使能”信號1308，當信號1314指示功率轉換器功率輸出在第一閾以上時，該“測量使能”信號1308持續(xù)為高；且當信號1314指示功率轉換器輸出功率在第二閾值以下時，該“測量使能”信號1308僅周期性為高。當“或”門1320的輸出為高時，高電壓開關Qhv1304導通，且根據(jù)上面的先前描述，信號1336和1338例如被生成以指示在該功率轉換器的交流輸入處的欠電壓狀況或過電壓狀況。
[0110]將注意到在一個實施例中，當該功率轉換器的輸出功率在第二閾值以下時，定時器1310將在對線路感測信號142的可靠檢測而言剛好足夠長的一個持續(xù)時間上輸出高的“測量使能”信號1308。在一個實施例中，該持續(xù)時間在10-50微秒的范圍內。在一個實施例中，信號1314與驅動信號1348相當，且當切換信號1348之間的時間段小于約45微秒時，定時器電路1310維持“測量使能”信號1308持續(xù)為高。在一個實施例中，當切換信號1348之間的時間段大于約50微秒時，定時器電路1310提供周期性為高的“測量使能”信號1308。在一個實施例中，當切換信號1348為高之間的時間大于50微秒時，定時器電路1310測量在先前的切換周期上切換信號1348為高之間的時間，以預測再次將測量使能信號設置成高的正確時間。在一個實施例中，恰好在下一個高的切換驅動信號1348被提供之前，定時器電路1310將輸出高的“測量使能”信號1308。
[0111]在一個實施例中，從對該線路電壓的檢測中得出的欠電壓信息和過電壓信息可以被用于禁止如由信號1350指示的一個或更多個開關驅動信號。例如，如果在電源的輸入處檢測到過電壓狀況，則這對于保護圖12的功率轉換器中的開關S1150可能是重要的。在一個實施例中，當驅動信號1348為高時，“測量使能”信號1308被保持為高，使得可以立刻檢測到任何欠電壓狀況或過電壓狀況，且如果有必要則使用信號1350提供低驅動信號1348來保護該功率轉換器。
[0112]將注意到，圖13的控制器實施例中沒有生成零交叉信號。為了防止對欠電壓狀況的錯誤指示，比較器1334可以被限制為僅當欠電壓狀況持續(xù)存在一個最小的持續(xù)時間(諸如像一整個交流線路周期?Υ)才斷言欠電壓信號。在其他實施例中，可以包含零交叉檢測電路，以通過將測量使能信號同步來僅在交流輸入電壓的峰處使能輸入感測電路系統(tǒng)，從而進一步降低功率消耗。
[0113]上面對本發(fā)明的所例示的實施例的描述，包含在摘要中描述的內容，不旨在是窮舉性的或是對所公開的精確形式的限制。盡管本發(fā)明的具體實施方案和針對本發(fā)明的實施例在這里是為了例示而被描述的，但在不脫離本發(fā)明的較寬泛的精神和范圍的前提下，多種等同變型是可能的。其實，應意識到，具體示例性的電壓、電流、頻率、功率范圍值、時間等是為了解釋而被提供的，且根據(jù)本發(fā)明的教導，在其他實施方案和實施例中也可以采用其他值。
【權利要求】
1.一種功率轉換器控制器，包括: 輸入感測電路，以接收表不功率轉換器的輸入的一個輸入感測信號； 零交叉檢測器，被聯(lián)接至該輸入感測電路，以響應于該輸入感測信號下降到第一零交叉閾以下和上升到第二零交叉閾以上來確定該功率轉換器的輸入的零交叉區(qū)間； 定時器電路，被聯(lián)接至該零交叉檢測器，以響應于該零交叉區(qū)間來確定該功率轉換器的輸入的峰區(qū)間，該定時器電路被聯(lián)接以同步一個使能信號，該使能信號被生成以使得該輸入感測電路能夠在該功率轉換器的輸入的該峰區(qū)間中感測該功率轉換器的輸入； 比較器電路，被聯(lián)接至該輸入感測電路和該定時器電路，其中該比較器被聯(lián)接以在該功率轉換器的輸入的該峰區(qū)間中檢測該功率轉換器的輸入是否大于或小于一個或更多個閾。
2.根據(jù)權利要求1所述的功率轉換器控制器，其中該輸入感測電路是電流輸入感測電路，且其中表示該功率轉換器的輸入的該輸入感測信號是電流。
3.根據(jù)權利要求1所述的功率轉換器控制器，其中輸入感測電路包括高電壓晶體管，該高電壓晶體管被聯(lián)接以接收該輸入感測信號。
4.根據(jù)權利要求3所述的功率轉換器控制器，其中該輸入感測電路還包括低電壓晶體管，該低電壓晶體管被聯(lián)接至該高電壓晶體管，其中該低電壓晶體管被聯(lián)接以響應于該定時器電路而被切換。
5.根據(jù)權利要求4所述的功率轉換器控制器，其中該低電壓晶體管被聯(lián)接成在該零交叉區(qū)間中斷開，其中該輸入感測電路還包括電流源，該電流源被聯(lián)接至該低電壓晶體管以當該低電壓晶體管斷開時使寄生電容放電。
6.根據(jù)權利要求3所述的功率轉換器控制器，其中該高電壓晶體管被聯(lián)接以響應于該定時器電路而被切換。
7.根據(jù)權利要求1所述的功率轉換器控制器，其中該輸入感測電路包括電流鏡電路，該電流鏡電路被聯(lián)接以接收表示該功率轉換器的輸入的該輸入感測信號，其中該電流鏡電路被聯(lián)接以生成一個按比例表示的該輸入感測信號。
8.根據(jù)權利要求7所述的功率轉換器控制器，其中該輸入感測電路還包括緩沖放大器電路，該緩沖放大器電路被聯(lián)接至該電流鏡電路，其中該緩沖放大器電路被聯(lián)接以向該比較器電路輸出該按比例表示的該輸入感測信號。
9.根據(jù)權利要求1所述的功率轉換器控制器，其中該一個或更多個閾包含欠電壓閾和過電壓閾中的一個或更多個。
10.一種功率轉換器控制器，包括: 輸入感測電路，以接收表不功率轉換器的輸入的一個輸入感測信號； 零交叉檢測器，被聯(lián)接至該輸入感測電路，以響應于該輸入感測信號下降到第一零交叉閾以下和上升到第二零交叉閾以上來確定該功率轉換器的輸入的零交叉區(qū)間； 定時器電路，被聯(lián)接至該零交叉檢測器，以響應于該零交叉區(qū)間來確定該功率轉換器的輸入的峰區(qū)間，該定時器電路被聯(lián)接以同步一個使能信號，該使能信號被生成以使得該輸入感測電路能夠在該功率轉換器的輸入的該峰區(qū)間中感測該功率轉換器的輸入； 采樣器電路，被聯(lián)接至該輸入感測電路和該定時器電路，其中該采樣器電路被聯(lián)接以響應于該定時器電路來在該峰區(qū)間中采樣該輸入感測信號。
11.根據(jù)權利要求10所述的功率轉換器控制器，還包括樣本處理器電路，該樣本處理器電路被聯(lián)接以接收來自該采樣器電路的輸入感測信號樣本，其中該樣本處理器電路被聯(lián)接以響應于來自該采樣器電路的該輸入感測信號樣本來檢測該功率轉換器的輸入是否大于或小于一個或更多個閾。
12.根據(jù)權利要求11所述的功率轉換器控制器，其中該一個或更多個閾包含欠電壓閾和過電壓閾中的一個或更多個。
13.根據(jù)權利要求10所述的功率轉換器控制器，其中該輸入感測電路是電流輸入感測電路，且其中表示該功率轉換器的輸入的該輸入感測信號是電流。
14.根據(jù)權利要求10所述的功率轉換器控制器，其中輸入感測電路包括高電壓晶體管，該高電壓晶體管被聯(lián)接以接收輸入感測信號。
15.根據(jù)權利要求14所述的功率轉換器控制器，其中輸入感測電路還包括低電壓晶體管，該低電壓晶體管被聯(lián)接至該高電壓晶體管，其中該低電壓晶體管被聯(lián)接以響應于該定時器電路而被切換。
16.根據(jù)權利要求10所述的功率轉換器控制器，其中該輸入感測電路包括電流鏡電路，該電流鏡電路被聯(lián)接以接收表示該功率轉換器的輸入的該輸入感測信號，其中該電流鏡電路被聯(lián)接以生成一個按比例表示的該輸入感測信號。
17.根據(jù)權利要求16所述的功率轉換器控制器，其中該輸入感測電路還包括緩沖放大器電路，該緩沖放大器電路被聯(lián)接至該電流鏡電路，其中該緩沖放大器電路被聯(lián)接以向該采樣器電路輸出該按比例 表示的該輸入感測信號。
18.—種功率轉換器,包括: 能量傳遞元件，被聯(lián)接在該功率轉換器的輸入與該功率轉換器的輸出之間； 功率開關，被聯(lián)接至該功率轉換器的輸入和該能量傳遞元件；以及 功率轉換器控制器，被聯(lián)接以生成驅動信號，該驅動信號被聯(lián)接以響應于表示該功率轉換器的輸出的反饋信號來控制該功率開關的切換，從而控制從該功率轉換器的輸入至該功率轉換器的輸出的能量傳遞，其中該功率轉換器包含: 輸入感測電路，以接收表不功率轉換器的輸入的一個輸入感測信號； 零交叉檢測器，被聯(lián)接至該輸入感測電路，以響應于該輸入感測信號下降到第一零交叉閾以下和上升到第二零交叉閾以上來確定該功率轉換器的輸入的零交叉區(qū)間； 定時器電路，被聯(lián)接至該零交叉檢測器，以響應于該零交叉區(qū)間來確定該功率轉換器的輸入的峰區(qū)間，該定時器電路被聯(lián)接以同步一個使能信號，該使能信號被生成以使得該輸入感測電路能夠在該功率轉換器的輸入的該峰區(qū)間中感測該功率轉換器的輸入； 比較器電路，被聯(lián)接至該輸入感測電路和該定時器電路，其中該比較器被聯(lián)接以在該功率轉換器的輸入的該峰區(qū)間中檢測該功率轉換器的輸入是否大于或小于一個或更多個閾。
19.根據(jù)權利要求18所述的功率轉換器，其中該功率轉換器控制器被聯(lián)接以接收表示通過該功率開關的電流的電流感測信號，其中該功率轉換器控制器還被聯(lián)接以生成該驅動信號，該驅動信號被聯(lián)接以響應于電流感測信號來控制該功率開關的切換，從而控制從該功率轉換器的輸入到該功率轉換器的輸出的能量傳遞。
20.根據(jù)權利要求18所述的功率轉換器，其中該輸入感測電路是電流輸入感測電路，且其中表示該功率轉換器的輸入的該輸入感測信號是電流。
21.根據(jù)權利要求18所述的功率轉換器，其中輸入感測電路包括高電壓晶體管，該高電壓晶體管被聯(lián)接以接收輸入感測信號。
22.根據(jù)權利要求21所述的功率轉換器，其中輸入感測電路還包括低電壓晶體管，該低電壓晶體管被聯(lián)接至該高電壓晶體管，其中該低電壓晶體管被聯(lián)接以響應于該定時器電路而被切換。
23.根據(jù)權利要求22所述的功率轉換器，其中該低電壓晶體管被聯(lián)接成在該零交叉區(qū)間中斷開，其中該輸入感測電路還包括電流源，該電流源被聯(lián)接至該低電壓晶體管以當該低電壓晶體管斷開時使寄生電容放電。
24.根據(jù)權利要求22所述的功率轉換器，其中該高電壓晶體管被聯(lián)接以響應于該定時器電路而被切換。
25.根據(jù)權利要求18所述的功率轉換器，其中該輸入感測電路包括電流鏡電路，該電流鏡電路被聯(lián)接以接收表示該功率轉換器的輸入的該輸入感測信號，其中該電流鏡電路被聯(lián)接以生成一個按比例表示的該輸入感測信號。
26.根據(jù)權利要求25所述的功率轉換器，其中該輸入感測電路還包括緩沖放大器電路，該緩沖放大器電路被聯(lián)接至該電流鏡電路，其中該緩沖放大器電路被聯(lián)接以向該比較器電路輸出該按比例表示的該輸入感測信號。
27.根據(jù)權利要求18所述的功率轉換器，其中該一個或更多個閾包含欠電壓閾和過電壓閾中的一個或更多 個。
28.一種用于感測功率轉換器的輸入的方法，包括: 接收表示該功率轉換器的輸入的一個輸入感測信號； 響應于該輸入感測信號下降到第一零交叉閾以下和上升到第二零交叉閾以上來檢測交流輸入電壓的零交叉區(qū)間； 響應于檢測到的零交叉區(qū)間，使定時器與該交流輸入電壓同步； 響應于該定時器來閉合一個線路感測開關，以在該交流輸入線路電壓的峰區(qū)間中使能對該輸入感測信號的感測；以及 響應于該定時器來斷開該線路感測開關，以在除了該交流輸入線路電壓的該峰區(qū)間之外的區(qū)間中禁止對該輸入感測信號的感測。
29.根據(jù)權利要求28所述的方法,還包括響應于該輸入感測信號大于第一閾來斷言過電壓信號。
30.根據(jù)權利要求28所述的方法，還包括響應于該輸入感測信號小于第二閾來斷言欠電壓信號。
31.根據(jù)權利要求28所述的方法，還包括在該峰區(qū)間中采樣該輸入感測信號。
32.根據(jù)權利要求31所述的方法，還包括分析該輸入感測信號樣本，以確定何時指示過電壓狀況和欠電壓狀況。
33.根據(jù)權利要求32所述的方法，其中分析該輸入感測信號樣本包括對該輸入感測信號樣本進行平均。
34.根據(jù)權利要求32所述的方法，其中分析該輸入感測信號樣本包括查找該輸入感測信號樣本的增大的值和減小的值的序列。
35.根據(jù)權利要求32所述的方法，其中分析該輸入感測信號樣本包括響應于該輸入感測信號樣本來調整該定時器的時序。
36.一種功率轉換器控制器,包括: 輸入感測電路，以接收表不功率轉換器的輸入的一個輸入感測信號； 負載檢測電路，被聯(lián)接至表示該功率轉換器的輸出處的負載的信號，其中該負載檢測電路被聯(lián)接以控制該輸入感測電路，使得當該功率轉換器的輸出處的該負載大于第一水平時，該輸入感測電路被聯(lián)接以持續(xù)地接收該輸入感測信號，其中該負載檢測電路被聯(lián)接以控制該輸入感測電路，使得當該功率轉換器的輸出處的該負載小于第二水平時，該輸入感測電路被聯(lián)接以周期性地接收該輸入感測信號； 比較器電路，被聯(lián)接至該輸入感測電路和該負載檢測電路，其中該比較器被聯(lián)接以檢測該功率轉換器的輸入是否大于或小于一個或更多個輸入閾。
37.根據(jù)權利要求36所述的功率轉換器控制器，還包括開關驅動電路，該開關驅動電路被聯(lián)接以提供待要被開關接收的開關驅動信號，其中表示該功率轉換器的輸出處的負載的信號是該開關驅動信號。
38.根據(jù)權利要求37所述的功率轉換器控制器，其中該負載檢測電路包括定時器電路，該定時器電路被聯(lián)接以控制該輸入感測電路，使得當該開關驅動信號的一個時段在第一閾值以下時，該輸入感測電路被聯(lián)接以持續(xù)地接收該輸入感測信號，且其中該定時器電路被聯(lián)接以控制該輸入感測電路，使得當該開關驅動信號的該時段在第二閾值以上時，該輸入感測電路被聯(lián)接以周 期性地接收該輸入感測信號。
39.根據(jù)權利要求38所述的功率轉換器控制器，其中第一閾時段是約45微秒，且第二閾時段是約50微秒。
40.根據(jù)權利要求36所述的功率轉換器控制器，還包括零交叉檢測電路，該零交叉檢測電路被聯(lián)接至定時器電路。
41.根據(jù)權利要求40所述的功率轉換器控制器，其中該零交叉檢測電路被聯(lián)接以檢測交流輸入電壓的零交叉區(qū)間。
42.根據(jù)權利要求41所述的功率轉換器控制器，其中該定時器電路被聯(lián)接以響應于檢測到的零交叉區(qū)間而與該交流輸入電壓同步。
43.根據(jù)權利要求41所述的功率轉換器控制器，其中該定時器電路還被聯(lián)接以響應于檢測到的零交叉區(qū)間來控制該輸入感測電路。
【文檔編號】H02M5/00GK104052309SQ201410091668
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權日:2013年3月13日
【發(fā)明者】D·M·H·馬修斯, B·巴拉克里什南, Z-J·王 申請人:電力集成公司