[发明专利]确定电源的交流输入电压的过零的方法、控制器及电源

说明书

本申请是申请日为2011年2月9日、名称为“用于确定电源的交流输入电压的过零的方法和装置”的第201110035289.7号发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体涉及电源，并且更具体地，本发明涉及用于开关式电源（switched mode power supplies）的控制器。

背景技术

电子器件使用电能来运转。由于开关式电源的效率高、尺寸小以及重量轻，它们被广泛用于驱动许多当今的电子设备。传统的壁式插座提供高压交流。在开关式电源中，高压交流（ac）输入通过能量传递元件被转换，以提供被调整好的直流（dc）输出。开关式电源控制电路通常通过感测（sense）输出并在闭环中控制该输出来提供输出调整。在运转中，开关被用于通过改变开关式电源中的开关的占空比（通常是开关的接通时间与整个开关周期的比率）来提供期望的输出。

当设计开关式电源时，通常要考虑到例如效率、尺寸、重量和成本等需求。通常，控制着开关式电源的切换的控制器被设计为带有各种端子（terminals）——其可充当输入端子、输出端子或者两者的结合——的集成电路。当开关式电源的开关与该控制器集成时，该集成电路的两个端子对应于该开关的两端。该集成电路的各种端子可被用作用于该控制器的反馈端子、旁路端子或输入电压感测端子。对于开关式电源的一些应用，线路输入电压（line input voltage）被感测，以确定该线路输入电压的过零（zero-crossing）。一般地，线路输入电压在此也被称为交流输入电压。过零通常指的是交流输入电压与零电压基本相交之时。线路输入电压的过零可被用于各种应用。线路输入电压的过零可被用于确定交流线路频率（ac line frequency），或者它可被用于更新电源的控制器的内部时钟。

对于发光二极管（LED）的相位调光（phase dimming）应用，三端双向可控硅调光电路（triac dimming circuit）通常移除交流输入电压的一部分，以限制供应至LED的电压和电流的量。然而，传统的电源控制器通常并不像期望的那样响应于所述交流输入电压的移除。传统的电源控制器直接感测交流输入电压，以确定何时交流输入电压因调光电路而被切断。通常，交流输入电压被处于传统控制器的集成电路外部的电子线路直接感测到。所感测到的交流输入电压可由传统控制器的集成电路在专用于接收所感测到的交流输入电压的一个端子或者在执行多种功能的另一端子接收。

发明内容

根据本发明的一个实施方案，提供了一种方法，包括：

接收代表电源的开关电流的电流感测信号；

将所述电流感测信号与代表过零电流阈值的参考信号比较；以及

响应于所述电流感测信号与所述参考信号的比较而生成过零信号，其中，所述过零信号指示何时所述电源的交流线路输入电压的过零状况存在。

在一个优选的实施方案中，当所述电源的交流线路输入电压的幅值小于过零电压阈值时，所述过零信号指示过零状况存在。

在一个优选的实施方案中，所述方法进一步包括：延长所述开关的接通时间，直至所述开关电流达到所述过零电流阈值，或者直至所述开关的接通时间达到过零时间阈值。

在一个优选的实施方案中，如果所述开关电流小于所述过零电流阈值，并且所述开关的接通时间基本等于所述过零时间阈值，则所述过零信号指示所述交流线路输入电压的过零状况存在。

在一个优选的实施方案中，如果在所述开关的接通时间达到过零时间阈值之前所述开关电流达到所述过零电流阈值，则所述过零信号指示所述交流线路输入电压的过零状况不存在。

在一个优选的实施方案中，所述方法进一步包括：在所述过零信号指示过零状况存在之前，检测所述开关电流是否持续N个开关周期小于所述过零电流阈值，其中N大于零。

在一个优选的实施方案中，所述方法可以被用于具有调光发光二极管（LED）阵列的电源。

在一个优选的实施方案中，所述方法进一步包括：在所述过零信号指示过零状况存在之前，检测所述开关电流是否持续N个开关周期小于所述过零电流阈值，其中N大于1。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于开关式电源的控制器，所述控制器包括：

驱动信号发生器，其被连接以控制所述电源中的开关的切换，以调整所述电源的输出；以及