[发明专利]用于电源中的非耗散性泄放的集成接通时间延长器

说明书

本申请为分案申请，其原申请的申请日为2011年2月9日，申请号为201110035279.3，名称为“用于电源中的非耗散性泄放的集成接通时间延长器”。

技术领域

本发明总体上涉及电源，且更具体地涉及用于开关式电源的控制器。

背景技术

电子器件使用电力来运行。开关式电源由于其高效率、小尺寸和轻重量而被广泛用于为当今许多电子器件供电。常规的墙装插座提供了高电压交流电。在开关式电源中，通过能量传递元件来转换高电压交流(ac)电输入，以提供良好的稳定的（regulated）直流(dc)电输出。开关式电源控制电路通常通过感测输出并且在闭环中控制该输出，来提供输出调整。在运行中，通过变化开关式电源中的开关的占空比（通常是开关接通时间与整个开关周期的比）来利用开关来提供想要的输出。

当设计开关式电源时，通常将对诸如效率、尺寸、重量和成本的要求纳入考虑。通常，控制开关式电源的切换的控制器被设计为一个集成电路，该集成电路具有各种不同的端子，这些端子可用作输入端子、输出端子或两者。当开关式电源的开关和控制器集成在一起时，该集成电路的两个端子对应于开关的两端。该集成电路的各种不同端子可被用作该控制器的反馈端子、功能程序端子或输入电压感测端子。对于开关式电源的某些应用，交流输入电压被感测以确定该交流输入电压的过零。通常，本文中的交流输入电压也被称为线路输入电压。过零一般指的是该交流输入电压与零电压交叉的时刻。换句话说，过零指的是交流输入电压的量值将符号从正变到负或从负变到正的时刻。线路输入电压的过零可被用于各种不同应用。线路输入电压的过零可被用于确定交流线路频率，或可被用于更新电源的控制器的内部时钟。

在用于照明应用的一种调光中，三端双向可控硅开关(triac)调光器电路通常移除交流输入电压的一部分，以限制供给到白炽灯的电压和电流的量。这被称为相位调光,因为通常便于关于以度来计量的交流输入电压周期的一小部分来指定丢失的电压的位置。一般地，所述交流输入电压是正弦波形，而交流输入电压的周期被称为全线路循环。就此而言，交流输入电压的半个周期被称为半线路循环。交流输入电压的整个周期具有360度，而一个半线路循环具有180度。通常，相位角是对所述调光器电路对每个半线路循环移除多少度（从基准0度算起）的度量。虽然相位角调光适用于直接接收被改变的交流线电压的白炽灯，但对于发光二极管（LED）灯通常会产生问题。LED灯需要稳定的电源提供来自交流电力线路的稳定电流和稳定电压。常规稳定电源通常被设计为忽略交流电压的失真(distortion)。这些常规稳定电源的目的是输送一个恒定的稳定输出，直到一个低输入电压使得它们彻底关闭为止。就此而言，常规稳定电源不会对该LED灯调光。除非用于LED灯的电源被专门设计为以想要的方式识别并且响应来自三端双向可控硅开关调光器电路的电压，否则三端双向可控硅开关调光器很可能产生不可接受的结果，例如LED灯的闪烁、LED灯在高相位角闪光，以及LED灯的色移。因此，电源可包括改进的常规电源控制器，该控制器被设计为通过直接感测交流输入电压以确定交流输入电压何时由于调光器电路而被关断，来响应三端双向可控硅开关调光器电路。通常，交流输入电压是用常规控制器的集成电路外部的电路来直接感测的。感测的交流输入电压可由改进的常规控制器的集成电路在专用于接收感测的交流输入电压的一个端子处或在执行多个功能的另一个端子处接收。

使用具有LED灯的三端双向可控硅开关调光器电路的另一个困难来自三端双向可控硅开关其自身的性质。一个三端双向可控硅开关是一个表现为受控交流开关的半导体组件。换句话说，它对于交流电压来说表现为一个断开的开关，直到它在控制端子处接收到一个使得该开关闭合的触发信号为止。只要经过该开关的电流保持在被称为维持电流的一个值以上，该开关就保持闭合。大多数的白炽灯从交流电源获取非常多的电流，以允许三端双向可控硅开关的可靠的和连续的运行。然而，由驱动了LED灯的有效率的电源从交流电源得到的低电流可能不足以让三端双向可控硅开关在交流线路周期的期望的部分中保持导通。因此，常规电源控制器设计通常依赖于包括了假负载——有时称为泄放器电路(bleeder circuit)——的电源，以从电源的输入获得足够的额外电流以使得三端双向可控硅开关在被触发之后保持导通。一般地，常规的泄放器电路在常规电源控制器的集成电路的外部。然而，使用在常规电源控制器的集成电路的外部的常规泄放器电路要求使用额外的组件，这对成本和效率造成了不利影响。