用于条件性响应开关电源中的故障状态的方法和装置制造方法及图纸

公开了用于条件性响应开关电源中的故障状态的方法和装置。示例性功率变换器包括耦合在功率变换器的输入和输出端之间的能量转换元件。包括在功率变换器中的开关耦合到能量转换元件的输入端。该功率变换器还包括耦合到该开关上的控制器电路。控制器电路还耦合成接收代表功率变换器输出的反馈信号，并且接收代表功率变换器输入电压的信号。控制器电路耦合成响应反馈信号来控制开关的切换，从而在功率变换器的输出端提供调节的输出参数。控制器电路还耦合成如果功率变换器输入电压高于阈值电平就响应于检测到功率变换器输出参数失调将功率变换器闭锁成关断状态。当功率变换器输出参数处于调节状态时控制器电路对代表功率变换器输入电压的信号不响应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的来说涉及电子电路，并且更具体地，本专利技术涉及响应故障状态的电路。
技术介绍
离线式开关电源通常采用调节输出参数的控制环，该输出参数例如输出电压和/ 或电流。为了安全起见，通常这些电路具有在例如失调或者功率变换器超过温度阈值的故 障情况下帮助保护整个系统的方法是必要的。否则，在这种情况下，输出电路或者附加负载 将受到伤害，或者更恶劣的情况下在人与输出或者功率变换器外壳接触时将受到损害。然而，失调或者超过温度阈值在电源中可具有各种原因。首先，失调可以是由于控 制环中的故障元件所引起的。一个实施例就是故障光耦合器，该光耦合器典型地用于将隔 离屏障两端的反馈信号从电源的输出或者次级侧耦合到输入或者初级侧。其次，失调可因为输出过载情况或者输出短路状态引起。在输出过载的情形下，一 旦电源不能再传送所需求的能量，输出电压就会下降到低于其调节值。在输出短路的情况 下，输出电压将下降到接近于零。在两种情况下，所需求的功率超过了电源的容量。因此失 调了。失调同样可出现在正常的功率下降中，例如当电源从线路中拔出时，这是因为一 旦移除交流(AC)输入电压时，电源的输入电压最后将下降的很低，以致变换器不能传送输 出功率，并且失调。上面的失调原因的另一个例子是AC或者线路输入电压中的暂时下降。 在AC电压下降的情况下，功率变换器中各个元件的温度典型地变化到附加热应力之下，这 从而可能导致单个元件或者整个变换器超过安全温度阈值。
技术实现思路
附图说明通过例子和非限定性附图详细说明了本专利技术。图1A是根据本专利技术教导的对故障状态进行条件性响应的功率变换器的实施例的 示意性例子。图1B是根据本专利技术教导的对故障状态进行条件性响应的功率变换器的实施例的 另一示意性例子。图2是根据本专利技术教导的在功率变换器中对故障状态进行条件性响应的实施例 的示例流程图。图3是根据本专利技术教导的对故障状态进行 件性响应的功率变换器的实施例的 另一示例实施例。图4是根据本专利技术教导的包括在对故障状态进行条件性响应的功率变换器中的 集成电路的实施例的示例。具体实施例方式这里公开了根据本专利技术教导的其中对故障状态进行条件性响应的电源的实施例 的实例。在下面的描述中，为了对本专利技术提供透彻的理解，提出了大量的特定细节。然而， 对于本领域的普通技术人员来说，很明显这些特定的细节不是必须应用于实施本专利技术。为 了避免使得本专利技术不清楚，没有详细描述与实现方式相关的公知方法。遍及整个说明书对“一个实施例”或者“实施例”的引用表示与该实施例相结合描 述的特定部件，结构或者特性包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各个 位置出现的短语“对于一个实施例”或者“一个实施例中”不必全部涉及相同的实施例。此 外，根据本专利技术的教导，下文描述的和/或附图中所示的特定部件，结构，特性，组合和/或 子组合可以以任何合适的方式组合在一个或者多个实施例中。对于一个实施例，根据本专利技术的教导，提供了在特定应用中对电源中的故障状态 的条件性响应。一个示例应用可以是用于打印机的电源。在特定情形下，如果例如检测到 失调或者超出温度阈值，电源将切断。这些情形包括输出短路或者输出过载或者控制环由 于故障元件而中断，而电源输入电压在正常操作范围内或者换句话说高于在电源的设计中 所设定的满足该电源的正常工作规范的阈值。应进行非自动的重新启动。否则，在喷墨式 打印机中传送纸张的电动机在卡纸的情况下瞬时损坏。然而，在正常的下电或者丢失线路 周期或者低输入电压延长的期间，应避免响应故障状态的闭锁关断。在这种情形下，当输入 电压再次返回到电源的正常工作范围内时期望进行自动重启动。这里披露了解决控制系统不能检测故障状态的起因的性质的方法和装置。随后进 行的故障状态的检测，设计者可以选择当输入电压高于阈值电平时进行闭锁关断或者在因 为输入电压低于阈值电平导致故障状态时在进行滞后或进行自动重启动之间进行选择。例 如，对于一个实施例，当输入电压再次上升到阈值电平以上时，该电源开始重启动尝试。对 于一个实施例，电源控制器可区分故障状态的性质，并且依照本专利技术的教导根据已经检测 到故障状态后所接收的附加信息来确定不同的动作。对于一个实施例，其具有使得故障状 态检测和输出电压感测可在集成电路控制器电路的单个引脚上实现，同时如果按照故障状 态检测输入电压高于阈值就将集成电路闭锁成关断状态的好处。图1A示出了根据本专利技术教导的一个功率变换器示例，其中多个输入180的一个或 者多个耦合到功率变换器的控制器电路上，从而检测故障状态。包括在多个输入180中的 那些信号可表示在功率变换器中出现故障，并且可包括但不局限于代表线路输入电压的信 号、电源的调节输出参数和/或热信号中的一个或多个信号。例如，代表电源的调节输出参 数的信号可用来指示功率变换器中输出参数失调的故障状态。同样，热信号可代表功率变 换器中的元件温度，并且因此用来指示在功率变换器中存在热故障状态。因此根据本专利技术 的教导，多个输入180可用于首先检测故障状态，然后确定故障状态原因，包括例如代表AC 输入电压或者DC总线(体)电压的信号。如下面将要讨论的，根据本专利技术的教导，一个实 施例的功率变换器的各种例子被耦合成对所检测到的故障状态具有条件性响应。如示出的例子所示，将AC线电压VIN 105通过桥式整流器BR1 110进行整流，并且用大电容器C1 115平滑。响应电源开关S1 125的切换通过能量转换元件T1 130将能量 传送到负载155上，其中电源开关S1 125耦合到能量转换元件T1 130的输入端上。在图 1A的示例中，将能量转换元件T1 130作为变压器示出。该变压器的输出电压由整流器D1 135和电容器C2 140进行整流和平滑。输出参数，例如输出电压Vo 150，输出电流I。145 或者V。150和I。145的组合，通过反馈电路165和控制器175进行调节。一个实施例中，反馈电路165直接耦合到电源的输出端以感测电源的输出。一个 实施例中，反馈电路165将输出电压U。160的表示与参考电压UKEF 185进行比较，从而产生 反馈信号UFB 170。该反馈信号UFB 170由控制器175进行处理，用于调节诸如输出电压V。 150或者输出电流I。145的输出参数。一个实施例中，反馈信号UFB可以是提供给用于检测 例如电压V。150或输出电流Io 145的输出参数的失调的装置的多个输入170中的一个。 如图所示，控制器175产生驱动信号176，该驱动信号176被耦合以控制电源开关S1 125的 切换，从而调节功率变换器的输出参数。一个实施例中，输入线感测电路152的输出151是 控制器175的多个输入180中之一。一个实施例中，线路感测电路152的功能是监测AC输 入电压VIN 105的幅值。图1B示出了一个示例性的功率变换器，该功率变换器与图1A的功率变换器具有 许多相同之处，但是另外增加了形成能量转换元件197 —部分的偏压绕组188。与图1A的 电路的共同之处在于，AC线电压VIN 190通过桥式整流器BR1192进行整流并且用大电容器 C1 193进行平滑。响应电源开关S1 196的切换将功率通过能量转换元件T1 197传送到 负载164上，该电源开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于功率变换器的控制器电路，该控制器电路包括：温度输入端，将耦合来接收代表所述功率变换器内的元件温度的热信号；反馈输入端，将耦合来接收代表所述功率变换器的输出的反馈信号；以及用于生成驱动信号的驱动信号生成器，耦合来响应所述反馈信号而控制功率开关的切换，以在所述功率变换器的输出端上提供调节输出参数，如果所述热信号指示出所述功率变换器内的元件温度已超过温度阈值，则所述驱动信号生成器响应于检测到输出参数失调而将所述功率变换器闭锁成关断状态，当输出参数处于调节状态时所述驱动信号生成器对所述热信号不响应。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S鲍尔勒，AB詹格里安，K王，
申请(专利权)人：电力集成公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]