用于轻负载的PFC停机电路制造技术

本发明专利技术涉及一种用于轻负载的PFC停机电路。在一方面，一种功率转换器包括：一个前端级，包括一个功率因数校正控制器；一个输出级，包括一个直流/直流控制器；以及轻负载检测电路系统，被耦合以检测所述输出级的一个输出上的一个负载的相对低的功率消耗，并响应于所述检测，关断所述前端级中的所述功率因数校正控制器。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容总体涉及功率转换器(powerconverter)，且更具体而言，涉及使用功率因数校正(powerfactorcorrection)(PFC)级的交流-直流开关模式功率转换器和/或直流-直流开关模式功率转换器。
技术介绍
许多电子设备(诸如，蜂窝电话、个人数字助理(PDA’s)、膝上型电脑等)使用电力来运行。因为通常通过壁式插座以高压交流(ac)来递送功率，所以通常使用功率转换器来将通过电气插口提供的交流(“ac”)功率转换成直流(“dc”)以供应电气设备或负载。为了校正功率转换器从交流源汲取的电流的非正弦波形，许多功率转换器采用一个功率因数校正(PFC)级。如果输入交流电流和电压波形是正弦的且完全同相的，则功率转换器的功率因数是1。在世界的许多地方，针对功率转换器制造商的法律要求确保功率转换器具有大于0.9的功率因数。在高压应用中，功率转换器通常具有75瓦或更大的额定输出功率。安全机构通常要求额定输出功率为75瓦或更高的功率转换器包括PFC级。通常存在可以与功率转换器一起使用的两种类型的PFC级，即，无源PFC电路和有源PFC电路。无源PFC级通常由无源器件(诸如，电阻器、电容器以及电感器)组成。有源PFC电路通常由无源器件和有源器件(诸如，电容器、电感器和MOSFET)的组合组成。更具体而言，有源PFC级包括降压转换器(buckconverter)、升压转换器(boostconverter)、或降压-升压转换器。在高功率应用中，增大功率转换器的功率因数的一般方法包括使用一个有源PFC级(activePFCstage)。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种功率转换器，包括：一个前端级(frontendstage)，包括一个功率因数校正控制器；一个输出级，包括一个直流/直流控制器；以及轻负载检测电路系统，被耦合以检测所述输出级的输出上的一个负载的相对低的功率消耗，并响应于所述检测，关断所述前端级中的所述功率因数校正控制器。在根据本专利技术的第一方面的一个优选实施方案中，所述相对低的功率消耗是所述双级功率转换器的最大功率负载的5％或更少的功率消耗。在根据本专利技术的第一方面的一个优选实施方案中，所述相对低的功率消耗是所述双级功率转换器的最大功率负载的2.5％或更少的功率消耗。在根据本专利技术的第一方面的一个优选实施方案中，所述相对低的功率消耗是所述双级功率转换器(dualstagepowerconverter)的最大功率负载(maximumpowerload)的1％或更少的功率消耗。在根据本专利技术的第一方面的一个优选实施方案中，所述前端级包括一个有源功率因数校正升压级。在根据本专利技术的第一方面的一个优选实施方案中，所述输出级或所述直流/直流级各自包括一个反激转换器。在根据本专利技术的第一方面的一个优选实施方案中，所述输出级或所述直流/直流级各自包括一个功率开关(powerswitch)，所述直流/直流控制器响应于轻负载(lightload)状况降低所述功率开关的开关频率。在根据本专利技术的第一方面的一个优选实施方案中，所述轻负载检测电路系统包括频率感测电路系统，以感测所述开关频率被所述直流/直流控制器降低。在根据本专利技术的第一方面的一个优选实施方案中，所述轻负载检测电路系统将响应于检测到所述负载的相对低的功率消耗而输出轻负载检测信号。在根据本专利技术的第一方面的一个优选实施方案中，所述功率转换器还包括一个晶体管，该晶体管被耦合到所述功率因数校正控制器的供应输入，所述晶体管响应于所述轻负载检测信号断开来自所述功率因数校正控制器的所述供应输入的功率供应。在根据本专利技术的第一方面的一个优选实施方案中，所述功率转换器还包括一个整流器，该整流器被耦合以对输入交流信号进行整流并且向所述前端级输出第一直流信号；所述前端级或所述升压功率因数校正级各自运行以将所述第一直流信号转换成第二直流信号，所述第二直流信号具有的峰量级大于所述第一直流信号；以及所述输出级或所述直流/直流级各自被配置成将所述第一直流信号或所述第二直流信号转换成经调节的输出。在根据本专利技术的第一方面的一个优选实施方案中，所述输入交流信号是90Vac到260Vac之间的商业线路电压；且所述经调节的输出在3伏特到20伏特之间。在根据本专利技术的第一方面的一个优选实施方案中，所述输出级或所述直流/直流级各自还包括一个能量传递元件，所述能量传递元件具有一个初级绕组、一个次级绕组以及一个三级绕组；以及所述轻负载检测电路系统被耦合至所述三级绕组以检测所述负载的相对低的功率消耗。在根据本专利技术的第一方面的一个优选实施方案中，所述功率转换器是双级功率转换器。本专利技术的第二方面提供一种功率转换器，包括：一个升压功率因数校正级(boostpowerfactorcorrectionstage)，包括一个功率因数校正控制器；一个直流/直流级(DC/DCstage)，包括一个直流/直流控制器；以及轻负载检测电路系统，被耦合以检测所述直流/直流级的输出上的一个负载的相对低的功率消耗，并响应于所述检测，关断所述升压功率因数校正级中的所述功率因数校正控制器。在根据本专利技术的第二方面的一个优选实施方案中，所述相对低的功率消耗是双级功率转换器的最大功率负载的5％或更少的功率消耗。在根据本专利技术的第二方面的一个优选实施方案中，所述前端级包括一个有源功率因数校正升压级。在根据本专利技术的第二方面的一个优选实施方案中，所述输出级或所述直流/直流级各自包括一个反激转换器。在根据本专利技术的第二方面的一个优选实施方案中，所述输出级或所述直流/直流级各自包括一个功率开关，所述直流/直流控制器响应于轻负载状况降低所述功率开关的开关频率。在根据本专利技术的第二方面的一个优选实施方案中，所述轻负载检测电路系统包括频率感测电路系统，以感测所述开关频率被所述直流/直流控制器降低。在根据本专利技术的第二方面的一个优选实施方案中，所述轻负载检测电路系统将响应于检测到所述负载的相对低的功率消耗而输出轻负载检测信号。在根据本专利技术的第二方面的一个优选实施方案中，所述功率转换器还包括一个晶体管，该晶体管被耦合到所述功率因数校正控制器的供应输入，所述晶体管响应于所述轻负载检测信号断开来自所述功率因数校正控制器的所述供应输入的功率供应。在根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率转换器，包括：一个前端级，包括一个功率因数校正控制器；一个输出级，包括一个直流/直流控制器；以及轻负载检测电路系统，被耦合以检测所述输出级的输出上的一个负载的相对低的功率消耗，并响应于所述检测，关断所述前端级中的所述功率因数校正控制器。

【技术特征摘要】
2014.10.08 US 62/061,6281.一种功率转换器，包括：
一个前端级，包括一个功率因数校正控制器；
一个输出级，包括一个直流/直流控制器；以及
轻负载检测电路系统，被耦合以检测所述输出级的输出上的一个负
载的相对低的功率消耗，并响应于所述检测，关断所述前端级中的所述
功率因数校正控制器。
2.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述相对低的功率消
耗是所述双级功率转换器的最大功率负载的5％或更少的功率消耗。
3.根据权利要求2所述的功率转换器，其中所述相对低的功率消
耗是所述双级功率转换器的最大功率负载的2.5％或更少的功率消耗。
4.根据权利要求3所述的功率转换器，其中所述相对低的功率消
耗是所述双级功率转换器的最大功率负载的1％或更少的功率消耗。
5.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述前端级包括一个
有源功率因数校正升压级。
6.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述输出级或所述直
流/直流级各自包括一个反激转换器。
7.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述输出级或所述直
流/直流级各自包括一个功率开关(410)，所述直流/直流控制器响应于
轻负载状况降低所述功率开关的开关频率。
8.根据权利要求7所述的功率转换器，其中所述轻负载检测电路
系统包括频率感测电路系统，以感测所述开关频率被所述直流/直流控
制器降低。
9.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述轻负载检测电路
系统将响应于检测到所述负载的相对低的功率消耗而输出轻负载检测
信号。
10.根据权利要求9所述的功率转换器，还包括一个晶体管，该晶
体管被耦合到所述功率因数校正控制器的供应输入，所述晶体管响应于
所述轻负载检测信号断开来自所述功率因数校正控制器的所述供应输
入的功率供应。
11.根据权利要求1所述的功率转换器，其中：
所述功率转换器还包括一个整流器，该整流器被耦合以对输入交流
信号进行整流并且向所述前端级输出第一直流信号；
所述前端级或所述升压功率因数校正级各自运行以将所述第一直
流信号转换成第二直流信号，所述第二直流信号具有的峰量级大于所述
第一直流信号；以及
所述输出级或所述直流/直流级各自被配置成将所述第一直流信号
或所述第二直流信号转换成经调节的输出。
12.根据权利要求11所述的功率转换器，其中：
所述输入交流信号是90Vac到260Vac之间的商业线路电压；
且所述经调节的输出在3伏特到20伏特之间。
13.根据权利要求1所述的功率转换器，其中：
所述输出级或所述直流/直流级各自还包括一个能量传递元件，所
述能量传递元件具有一个初级绕组、一个次级绕组以及一个三级绕组；
以及
所述轻负载检测电路系统被耦合至所述三级绕组以检测所述负载
的相对低的功率消耗。
14.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述功率转换器是双
级功率转换器。
15.一种功率转换器，包括：
一个升压功率因数校正级，包括一个功率因数校正控制器；
一个直流/直流级，包括一个直流/直流控制器；以及
轻负载检测电路系统，被耦合以检测所述直流/直流级的输出上的
一个负载的相对低的功率消耗，并响应于所述检测，关断所述升压功率
因数校正级中的所述功率因数校正控制器。
16.根据权利要求15所述的功率转换器，其中所述相对低的功率
消耗是双级功率转换器的最大功率负载的5％或更少的功率消耗。
17.根据权利要求15所述的功率转换器，其中所述前端级包括一
个有源功率因数校正升压级。
18.根据权利要求15所述的功率转换器，其中所述输出级或所述
直流/直流级各自包括一个反激转换器。
19.根据权利要求15所述的功率转换器，其中所述输出级或所述

\t直流/直流级各自包括一个功率开关，所述直流/直流控制器响应于轻负
载状况降低所述功率开关的开关频率。
20.根据权利要求19所述的功率转换器，其中所述轻负载检测电
路系统包括频率感测电路系统，以感测所述开关频率被所述直流/直流
控制器降低。
21.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·莫耶尔，B·S·辛加马内尼，
申请(专利权)人：电力集成公司，
类型：发明
国别省市：美国;US