[发明专利]用于功率转换器控制器的多级采样电路

说明书

技术领域

本发明总体涉及功率转换器控制器，更具体而言，本发明涉及用于功率转换器控制器的采样电路。

背景技术

许多电气设备，例如，蜂窝电话、个人数字助理（PDA）、膝上型计算机等，利用电力来运行。由于电力通常通过壁式插座作为高压交流电流（ac）来递送，所以可使用一般称为功率转换器的设备来通过能量传递元件将高压交流电流（ac）输入变换成经很好调节的直流电流（dc）输出。开关式功率转换器由于它们的高效率、小尺寸和低重量而通常用于为现在的许多电子设备供电。在运行时，通过改变功率转换器中开关的占空比（一般是开关的接通时间与总切换时段（switching period）的比例）、改变切换频率，或者改变每单位时间的脉冲数目，利用开关来提供期望的输出量。

功率转换器可通过感测和控制闭环中的功率转换器的输出，使用控制器来提供对电气设备（通常称为负载）的输出调节。更具体地，控制器可耦合至一个传感器，该传感器提供关于功率转换器的输出的反馈信息，从而调节递送至负载的输出量。控制器通过响应于来自传感器的反馈信息来控制开关接通或断开，以调节递送至负载的输出量，从而将能量脉冲从输入电源（例如，电源线）传递至功率转换器输出。

在功率转换器中用以提供反馈信息的传感器可包括一个光耦合器，该光耦合器接收直接来自功率转换器的输出的关于输出电压的信息。功率转换器的输出还耦合至能量传递元件的次级绕组。该类型的控制方案一般称为“次级侧控制”。替代地，控制器可利用通常称为“初级侧控制”的另一类型的控制方案。在初级侧控制中，传感器可包括能量传递元件的初级参考绕组（例如，偏置绕组），以在将能量递送至输出的切换事件之后，立即提供一个代表功率转换器的输出电压的信号。尽管初级侧控制减小了成本和光耦合器所消耗的功率，但是在没有切换时，输出电压不能被感测。此外，只在有限时间中，初级参考绕组所提供的信号才代表输出电压，尤其是在轻负载状况时。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种用于功率转换器的集成电路控制器，所述控制器包括：一个跟踪和保持电路，被耦合以接收来自所述控制器的单个端子的信号，所述信号代表所述功率转换器在一个第一开关的至少断开时间的一部分期间的输出电压，其中所述跟踪和保持电路包括一个被耦合以提供第一电压的第一电容器，所述第一电压在所述第一开关的所述断开时间的一部分期间跟踪所述信号，所述第一电容器在所述断开时间的一部分的结束处保持所述第一电压；一个采样和保持电路，被耦合至所述跟踪和保持电路，从而当所述第一电压被保持在所述第一电容器上时对所述第一电压进行采样，其中所述采样和保持电路包括一个第二电容器，所述第二电容器被耦合以保持代表在一个采样时段之后的所述第一电压的第二电压，其中所述第二电容器的电容值大于所述第一电容器的电容值；以及驱动逻辑电路，被耦合至所述采样和保持电路，并且被耦合以控制所述第一开关，从而响应于所述第二电压来调节所述功率转换器的输出。

根据本发明的另一方面，提供一种功率转换器，包括：一个能量传递元件；第一开关，被耦合至所述能量传递元件，以控制通过所述能量传递元件的能量传递；以及一个控制器，被耦合至所述第一开关。所述控制器包括：一个跟踪和保持电路，被耦合以接收来自所述控制器的单个端子的信号，所述信号代表所述功率转换器在一个第一开关的至少断开时间的一部分期间的输出电压，其中所述跟踪和保持电路包括一个被耦合以提供第一电压的第一电容器，所述第一电压在所述第一开关的所述断开时间的一部分期间跟踪所述信号，所述第一电容器在所述断开时间的一部分的结束处保持所述第一电压；一个采样和保持电路，被耦合至所述跟踪和保持电路，从而当所述第一电压被保持在所述第一电容器上时对所述第一电压进行采样，其中所述采样和保持电路包括一个第二电容器，所述第二电容器被耦合以保持代表在采样时段之后的所述第一电压的第二电压，其中所述第二电容器的电容值大于所述第一电容器的电容值；以及驱动逻辑电路，被耦合至所述采样和保持电路，并且被耦合以控制所述第一开关，从而响应于所述第二电压来调节所述功率转换器的输出。

附图说明

参考下列附图来描述本发明的非限制性和非穷举性实施例，其中除非另有指示，在各个视图中，相同的参考数字指代相同的部分。

图1是根据本发明的教导的一个功能方块图，示出了包括控制器的一个示例功率转换器。

图2是根据本发明的教导的一个功能方块图，示出了具有包括初级参考绕组的感测电路的示例功率转换器。