用于電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的輸出電流調(diào)節(jié)的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的某些實施例設(shè)及集成電路。更具體地，本發(fā)明的一些實施例提供了用于 調(diào)節(jié)輸出電流的系統(tǒng)和方法。僅作為示例，本發(fā)明的一些實施例被應(yīng)用到電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。但 是，將認(rèn)識到，本發(fā)明有更廣泛的適用范圍。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)光二極管（LED)被廣泛用于照明應(yīng)用。通常，近似恒定的電流被用于控制LED 的工作電流W實現(xiàn)恒定的亮度。圖1是示出了傳統(tǒng)L邸照明系統(tǒng)的簡化圖示。L邸發(fā)光系 統(tǒng)100包括控制器102,電阻器108、116、122、124和128,電容器106、110、112和130,全波 整流組件104,二極管114和118,電感組件126 (例如，電感器），W及齊納二極管120。控 制器102包括端子（例如，引腳）138、140、142、144、146和148 陽00引交流（AC)電壓150被應(yīng)用于系統(tǒng)100。全波整流組件104提供與AC電壓150相 關(guān)聯(lián)的輸入電壓152(例如，不小于OV的整流電壓）。電容器112(例如，C3)響應(yīng)于輸入電 壓152而通過電阻器108 (例如，Rl)被充電，并且電壓154在端子148 (例如，端子V孤）處 被提供給控制器102。如果電壓154在幅度上大于闊值電壓（例如，欠壓鎖定闊值），則控 制器102開始運(yùn)作，并且與端子148 (例如，端子VDD)相關(guān)聯(lián)的電壓被固定到預(yù)定電壓。端 子138 (例如，端子DRAIN)被連接到內(nèi)部功率開關(guān)的漏極?？刂破?02輸出具有某一頻率 和某一占空比的驅(qū)動信號（例如，脈寬調(diào)制信號）W閉合（例如，導(dǎo)通）或斷開（例如，關(guān) 斷）內(nèi)部功率開關(guān)，W使得系統(tǒng)100正常運(yùn)作。
[0004] 如果內(nèi)部功率開關(guān)閉合（例如，被導(dǎo)通），則控制器102檢測通過電阻器122(例 如，R2)流過一個或多個LED132的電流。具體而言，電阻器122上的電壓156被通過端子 144(例如，端子C巧傳遞到控制器102,W在與內(nèi)部功率開關(guān)相關(guān)聯(lián)的不同開關(guān)周期內(nèi)進(jìn)行 信號處理。當(dāng)內(nèi)部功率開關(guān)閉合（例如，導(dǎo)通）或斷開（例如，關(guān)斷）時，其間開關(guān)周期受 電阻器122 (例如，R。上的電壓156的峰值幅度影響。
[0005] 電感組件126與電阻器124和128相連接，電阻器124和128生成反饋信號158。 控制器102通過端子142 (例如，端子FB)接收用于電感組件126的反磁化處理的反饋信 號158,W確定內(nèi)部功率開關(guān)何時被閉合（例如，被導(dǎo)通）。電容器110 (例如，C2)被連接 至IJ端子140 (例如，端子COMP)，端子140與內(nèi)部誤差放大器相關(guān)聯(lián)。電容器130 (例如，C4) 被配置為維護(hù)輸出電壓196W保持針對一個或多個LED132的穩(wěn)定電流輸出。包括電阻器 116 (例如，R5)、二極管118 (例如，D2)和齊納二極管120 (例如，ZD1)的供電網(wǎng)向控制器 102提供電源。
[0006] 圖2是示出了作為系統(tǒng)100的一部分的系統(tǒng)控制器102的簡化傳統(tǒng)圖。系統(tǒng)控制 器102包括斜坡信號生成器202、欠壓鎖定扣VL0)組件204、比較器206、邏輯控制器208、 驅(qū)動組件210 (例如，柵極驅(qū)動器）、功率開關(guān)282、退磁檢測器212、誤差放大器216、W及電 流傳感組件214。例如，功率開關(guān)282包括雙極結(jié)型晶體管。在另一示例中，功率開關(guān)282 包括MOS晶體管。在又一示例中，功率開關(guān)282包括絕緣柵雙極型晶體管。
[0007] 如圖2中所示，UVLO組件204檢測信號154并且輸出信號218。如果信號154在 幅度上大于第一預(yù)定闊值，則系統(tǒng)控制器102開始正常地運(yùn)作。如果信號154在幅度上小 于第二預(yù)定闊值，則系統(tǒng)控制器102被關(guān)斷。第二預(yù)定闊值在幅度上小于或等于第一預(yù)定 闊值。誤差放大器216接收來自電流傳感組件214的信號220和參考信號222并且將經(jīng)放 大的信號224輸出到比較器206。比較器206還從斜坡信號生成器202接收信號228并且 輸出比較信號226。例如，信號228是斜坡信號并且在每個開關(guān)周期期間線性地或非線性 地增加到峰值幅度。邏輯控制器208處理比較信號226并且將調(diào)制信號230輸出到驅(qū)動組 件210,驅(qū)動組件210生成驅(qū)動信號280W斷開或關(guān)閉開關(guān)282 (例如，在柵極端子）。開關(guān) 282被禪合在端子138 (例如，端子DRAIN)和端子144 (例如，端子C巧之間。另外，邏輯控 制器208將調(diào)制信號230輸出到電流傳感組件214。例如，退磁檢測器212檢測反饋信號 158W確定電感組件126的推辭過程的開始和/或結(jié)束，并且將觸發(fā)信號298輸出到邏輯控 制器208W開始下一周期。系統(tǒng)控制器102被配置為針對給定的輸出負(fù)載保持與比較信號 226相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)通時間段為近似恒定的，W便實現(xiàn)高功率因數(shù)和低總諧波失真。
[0008] 系統(tǒng)控制器102被操作在電壓模式中，其中例如，來自誤差放大器216的信號224 和來自振蕩器202的信號228都是電壓信號并且由比較器206比較W生成比較信號226W 驅(qū)動功率開關(guān)282。因此，與功率開關(guān)282相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)通時間段受到信號224和信號228的 影響。
[0009] 在穩(wěn)定的正常操作下，平均輸出電流根據(jù)下面的公式（例如，不考慮任何誤差電 流）被確定：
W11] 其中Vw。。代表參考信號222并且R。,代表電阻器122的電阻。如公式1中所示， 諸如R。.之類的與外圍組件相關(guān)聯(lián)的參數(shù)可W通過系統(tǒng)設(shè)計被適當(dāng)?shù)剡x擇W實現(xiàn)輸出電流 調(diào)節(jié)。
[0012] 對于L邸照明來說，效率、功率因數(shù)和總諧波也是重要的。例如，效率通常被需要 為盡可能的高（例如，> 90% )，并且功率因數(shù)通常被需要為大于0. 9。另外，針對一些應(yīng)用 總諧波失真通常被需要為盡可能的低（例如，< 20% )。但是系統(tǒng)100通常不能滿足所有 運(yùn)些需要。
[0013] 因此，迫切期望改進(jìn)調(diào)節(jié)電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的輸出電流的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明的某些實施例設(shè)及集成電路。更具體地，本發(fā)明的一些實施例提供了用于 調(diào)節(jié)輸出電流的系統(tǒng)和方法。僅作為示例，本發(fā)明的一些實施例被應(yīng)用到電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。但 是應(yīng)該理解，本發(fā)明具有更廣泛的適用范圍。
[0015] 根據(jù)一個實施例，系統(tǒng)控制器包括：驅(qū)動器，該驅(qū)動器被配置為將驅(qū)動信號輸出到 開關(guān)W影響流過電源轉(zhuǎn)換器的電感繞組的電流，驅(qū)動信號與包括導(dǎo)通時間段和關(guān)斷時間段 的開關(guān)周期相關(guān)聯(lián)。在導(dǎo)通時間段期間，響應(yīng)于驅(qū)動信號開關(guān)被閉合或?qū)āＴ陉P(guān)斷時間 段期間，響應(yīng)于驅(qū)動信號開關(guān)是斷開或截止的。占空比等于導(dǎo)通時間段的持續(xù)時間除W開 關(guān)周期的持續(xù)時間。一參數(shù)等于1減去占空比。系統(tǒng)控制器被配置為保持占空比、該參數(shù) 與導(dǎo)通時間段的持續(xù)時間的乘積近似恒定。
[0016] 根據(jù)另一實施例，用于調(diào)節(jié)電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器包括：斜坡電流生成器，該 斜坡電流生成器被配置為接收調(diào)制信號并且至少部分地基于調(diào)制信號來生成斜坡電流；斜 坡信號生成器，該斜坡信號生成器被配置為接收斜坡電流并且至少部分地基于斜坡電流來 生成斜坡信號；調(diào)制組件，該調(diào)制組件被配置為接收斜坡信號并且至少部分地基于斜坡信 號來生成調(diào)制信號；W及驅(qū)動器，該驅(qū)動器被配置為至少基于與調(diào)制信號相關(guān)聯(lián)的信息生 成驅(qū)動信號，并且將驅(qū)動信號輸出到開關(guān)W影響流過電源轉(zhuǎn)換器的電感繞組的電流，驅(qū)動 信號與包括導(dǎo)通時間段和關(guān)斷時間段的開關(guān)周期相關(guān)聯(lián)。在導(dǎo)通時間段期間，開關(guān)響應(yīng)于 驅(qū)動信號而被閉合，并且在關(guān)斷時間段期間，開關(guān)響應(yīng)于驅(qū)動信號而被斷開。占空比等于導(dǎo) 通時間段的持續(xù)時間除W開關(guān)周期的持續(xù)時間。一參數(shù)等于1減去占空比。斜坡電流生成 器還被配置為生成在幅度上與占空比和該參數(shù)的乘積近似成比例的斜坡電流。
[0017] 根據(jù)又另一實施例，用于調(diào)節(jié)電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器包括：第一控制器端子， 該第一控制器端子被配置為至少基于與流過電源轉(zhuǎn)換器的電感繞組的第一電流相關(guān)聯(lián)的 信息來提供補(bǔ)償信號；斜坡電流生成器，該斜坡電流生成器被配置為接收調(diào)制信號、補(bǔ)償信 號和第一參考信號并且至少部分地基于調(diào)制信號、補(bǔ)償信號和第一參考信號來生成斜坡電 流；斜坡信號生成器，該斜坡信號生成器被配置為接收斜坡電流并且至少部分地基于斜坡 電流來生成斜坡信號；調(diào)制組件，該調(diào)制組件被配置為接收斜坡信號和補(bǔ)償信號并且至少 部分地基于斜坡信號和補(bǔ)償信號來生成調(diào)制信號；W及驅(qū)動器，該驅(qū)動器被配置為至少基 于與調(diào)制信號相關(guān)聯(lián)的信息生成驅(qū)動信號，并且將驅(qū)動信號輸出到開關(guān)W影響第一電流， 驅(qū)動信號與包括導(dǎo)通時間段和關(guān)斷時間段的開關(guān)周期相關(guān)聯(lián)。在導(dǎo)通時間段期間，響應(yīng)于 驅(qū)動信號開關(guān)被閉合或?qū)?。在關(guān)斷時間段期間，響應(yīng)于驅(qū)動信號開關(guān)是斷開或截止的。占 空比等于導(dǎo)通時間段的持續(xù)時間除W開關(guān)周期的持續(xù)時間。一參數(shù)等于1減去占空比。斜 坡電流生成器還被配置為生成在幅度上與占空比、該參數(shù)和差分信號的乘積近似成比例的 斜坡電流，該差分信號代表在幅度上第一參考信號減去補(bǔ)償信號。
[0018] 在一個實施例中，一種用于調(diào)節(jié)電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的方法包括：生成與包括導(dǎo)通時間 段和關(guān)斷時間段的開關(guān)周期相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動信號；W及將驅(qū)動信號輸出到開關(guān)W影響流過電 感組件的電流。將驅(qū)動信號輸出到開關(guān)W影響電流包括：在導(dǎo)通時間段期間輸出驅(qū)動信號 W閉合開關(guān)使之導(dǎo)通；W及在關(guān)斷時間段期間輸出驅(qū)動信號W斷開開關(guān)使之截止。占空比 等于導(dǎo)通時間段的持續(xù)時間除W開關(guān)周期的持續(xù)時間。一參數(shù)等于1減去占空比。生成與 開關(guān)周期相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動信號包括保持占空比、該參數(shù)與導(dǎo)通時間段的持續(xù)時間的乘積近似 恒定。
[0019] 在另一實施例中，一種用于調(diào)節(jié)電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的方法包括：接收調(diào)制信號；至少 部分地基于調(diào)制信號來生成斜坡電流；接收斜坡電流；至少部分地基于斜坡電流來生成斜 坡信號；接收斜坡信號；至少部分地基于斜坡信號來生成調(diào)制信號；接收調(diào)制信號；至少部 分地基于調(diào)制信號來生成驅(qū)動信號，驅(qū)動信號與包括導(dǎo)通時間段和關(guān)斷時間段的開關(guān)周期 相關(guān)聯(lián)；W及將驅(qū)動信號輸出到開關(guān)W影響流過電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的初級繞組的第一電流。將 驅(qū)動信號輸出到開關(guān)W影響第一電流包括：在導(dǎo)通時間段期間輸出驅(qū)動信號W閉合開關(guān)使 之導(dǎo)通；W及在關(guān)斷時間段期間輸出驅(qū)動信號W斷開開關(guān)使之截止。占空比等于導(dǎo)通時間 段的持續(xù)時間除W開關(guān)周期的持續(xù)時間。一參數(shù)等于1減去占空比。至少部分地基于調(diào)制 信號來生成斜坡電流包括生成在幅度上與占空比還該參數(shù)的乘積近似成比例的斜坡電流。
[0020] 在另一實施例中，一種用于調(diào)節(jié)電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的方法包括：至少基于與流過電源 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的初級繞組的第一電流相關(guān)聯(lián)的信息來提供補(bǔ)償信號；接收調(diào)制信號、補(bǔ)償信號 和第一參考信號；至少部分地基于調(diào)制信號、補(bǔ)償信號和第一參考信號來生成斜坡電流. 接收斜坡電流；至少部分地基于斜坡電流來生成斜坡信號；接收斜坡信號和補(bǔ)償信號；至 少部分地基于斜坡信號和補(bǔ)償信號來生成調(diào)制信號；接收調(diào)制信號；W及將驅(qū)動信號輸出 到開關(guān)W影響第一電流，驅(qū)動信號與包括導(dǎo)通時間段和關(guān)斷時間段的開關(guān)周期相關(guān)聯(lián)。將 驅(qū)動信號輸出到開關(guān)W影響第一電流包括：在導(dǎo)通時間段期間輸出驅(qū)動信號W閉合開關(guān)使 之導(dǎo)通；W及在關(guān)斷時間段期間輸出驅(qū)動信號W斷開開關(guān)使之截止。占空比等于導(dǎo)通時間 段的持續(xù)時間除W開關(guān)周期的持續(xù)時間。一參數(shù)等于1減去占空比。至少部分地基于調(diào)制 信號、補(bǔ)償信號和第一參考信號來生成斜坡電流包括：生成與占空比、該參數(shù)和差分信號的 乘積近似成比例的斜坡電流，差分信號代表在幅度上第一參考信號減去補(bǔ)償信號。
[0021] 根據(jù)實施例，可W獲得一個或多個好處。參照隨后的詳細(xì)的說明和附圖，運(yùn)些好處 和本發(fā)明的各種附加的目的、特征和優(yōu)勢可W被透徹地理解。
【附圖說明】
[0022] 圖1是示出了傳統(tǒng)L邸照明系統(tǒng)的簡化圖。
[0023]圖2是示出了作為如圖1中所示的系統(tǒng)的一部分的系統(tǒng)控制器的簡化傳統(tǒng)圖。
[0024] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示出了電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的簡化圖。
[0025]圖4(A)是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示出了作為如圖3中所示的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一 部分的系統(tǒng)控制器的簡化圖。
[00%]圖4度）是根據(jù)本發(fā)明的實施例的針對作為如圖3中所示的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一部 分的系統(tǒng)控制器的簡化時序圖。
[0027]圖4(C)是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示出了作為如圖4(A)中所示的系統(tǒng)控制器的一 部分的斜坡電流生成器的簡化圖。
[0028]圖4值）是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示出了作為如圖4(A)中所示的系統(tǒng)控制器的一 部分的斜坡電流生成器和斜坡信號生成器的簡化圖。
[0029]圖5(A)是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的示出了作為如圖3中所示的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 的一部分的系統(tǒng)控制器的簡化圖。
[0030] 圖5度）是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的針對作為如圖3中所示的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的 一部分的系統(tǒng)控制器的簡化時序圖。
[0031] 圖5(C)是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的示出了作為如圖5(A)中所示的系統(tǒng)控制器 的一部分的斜坡電流生成器的簡化圖。 陽〇3引圖5做是根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的示出了作為如圖5(A)中所示的系統(tǒng)控制器 的一部分的斜坡電流生成器和斜坡信號生成器的簡化圖。
【具體實施方式】
[0033] 本發(fā)明的某些實施例針對集成電路。更具體地，本發(fā)明的一些實施例提供用于調(diào) 節(jié)輸出電流的系統(tǒng)和方法。僅作為示例，本發(fā)明的一些實施例被應(yīng)用到電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。但 是應(yīng)該理解，本發(fā)明具有更廣泛的適用范圍。
[0034]參照圖1，為實現(xiàn)高效率（例如，> 90% )，作為示例，系統(tǒng)100可W在準(zhǔn)諧振（QR