[发明专利]具有增强的电流源能力的开关模式电源

说明书

技术领域

本公开总体上涉及开关模式电源。具体地，本公开涉及具有增强的电流源能力的开关模式电源。

背景技术

常规开关模式电源控制电路测量实际电感器电流或该电路中的等效电流。所测量的电流被换算到与预定测量分辨率对应且为该控制电路换算的测量范围内。该控制电路通常不能检测该测量范围之外的电流测量结果。例如，该测量范围之外的电流测量结果可能被削减。

图1示出了典型开关模式电源的示例性开关控制电压V_gs(例如，栅-源电压、基极-发射极电压、等等)和电感器电流I_L波形。

常规开关模式电源（例如产生图1的示例性波形的开关模式电源）的电流极限阈值被设定在测量范围内，使得控制电路能够测量实际电感器或等效电流，并且对超过电流极限阈值的电流增加作出反应。

参考图1的波形，在时间0，开关导通并且电感器电流斜坡上升。开关在工作周期的持续时间保持导通直到d₁τ，在d₁τ开关关断并且电感器电流斜坡下降。第二周期类似于第一周期。在时间τ开关导通并且电感器电流斜坡上升。开关在工作周期的持续时间保持导通直到d₂τ，在d₁τ开关关断并且电感器电流斜坡下降。

在第三周期的开始，在时间2τ，开关导通并且电感器电流陡峭地斜坡上升。电感器电流的陡峭上升可能是由于连接到开关模式电源的输出的故障（例如，短路、过载等等）。在d₃τ，电感器电流达到电流极限阈值并且开关关断。随着该关断，电感器电流斜坡下降。在时间3τ开关再次导通，此时电感器电流再次快速上升直到其在d₄τ达到电流极限阈值，在d₄τ开关关断并且电感器电流斜坡下降。

从图1中可以看出，一旦电感器电流达到电流极限阈值，开关就在d₃τ和d₄τ关断，限制可用电流量以清除故障（例如，熔断熔丝、使断路器跳闸等等）。

可能期望电源增加电流极限阈值以在清除故障的故障条件期间将另外的电流供给到输出。然而，通常，将另外的电流供给到输出需要增加测量范围，以便在测量范围内保持更高的电流极限阈值。增加测量范围的大小可能引起测量分辨率的损失。

发明内容

在一个实施例中，一种开关模式电源包括输入端口、输出端口以及可操作地连接到输入端口和输出端口的电力系（power train）。该电力系包括至少一个电感器和至少一个开关装置。该开关模式电源还包括控制逻辑，该控制逻辑配置成周期性地计算与流过所述至少一个电感器的电流相等的电流并且还配置成至少部分地通过基于所计算的电流开关所述至少一个开关装置来控制所述电力系的操作。

在另一个实施例中，一种开关模式电源包括输入端口、输出端口以及可操作地连接到输入端口和输出端口的电力电路。该电力电路包括至少一个电感器和至少一个开关装置。该开关模式电源还包括配置成存储数据的数据存储器以及处理器，该处理器配置成至少部分地基于所存储的数据计算与流过所述至少一个电感器的电流对应的电流。该处理器还配置成产生使得所述至少一个开关装置至少部分地基于所计算的电流进行开关的信号。

一种控制开关模块电源的方法，在一个实施例中该方法包括：计算流过该开关模式电源中的至少一个电感器的电感器电流；以及基于达到电流极限阈值的所计算的电感器电流关断至少一个开关装置。

附图说明

包含在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图，示出了各种示例性系统、方法等等，并且示出了本发明各方面的各种示例性实施例。本领域普通技术人员将理解图中所示出的部件的边界代表这些边界的一个例子。本领域普通技术人员同样将认识到一个部件可以设计为多个部件，或者多个部件可以设计为单个部件。此外，内部部件可以实现为外部部件，并且反之亦然。此外，附图可能未按比例绘制，某些部分的比例可能被夸大以便于图示。

图1示出了常规开关模式电源的示例性开关控制电压和电感器电流波形。

图2示出了具有增强的电流源能力的示例性开关模式电源的框图。

图3示出了具有增强的电流源能力的示例性开关模式电源的电路图。

图4示出了控制开关模式电源的示例性方法。

图5示出了具有增强的电流源能力的开关模式电源的示例性开关控制电压和电感器电流波形。