功率转换反馈控制电路制造技术

本申请案涉及一种功率转换反馈控制电路。在一个实施例中，所述功率转换反馈控制电路包括功率转换器，其包括耦合到电源的功率输入、耦合到负载的输出及控制输入，其中所述功率转换器经配置以基于所述控制输入而将所述功率输入上的输入电压转换成所述输出上的输出电压；第一反馈电路，其耦合于所述功率转换器的所述输出与所述功率转换器的所述控制输入之间，其中所述第一反馈电路经配置而以第一带宽操作；第二反馈电路，其耦合于所述负载与所述第一反馈电路之间，其中所述第二反馈电路经配置而以慢于所述第一带宽的第二带宽操作，且其中所述第二反馈电路经配置而以斜变速率改变所述第一反馈电路的命令电压直到在所述负载处检测到目标电压。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术大体来说涉及电子器件，且更特定来说，涉及功率转换电路。
技术介绍
常规功率转换器将输入电压Vin转变成不同输出电压Vout。电压Vout由反馈电路控制。所述反馈电路检测耦合到输出的反馈电压Vfb且将信号提供到功率转换器以进行调整从而使得反馈电压Vfb更接近于参考电压Vref。所述功率转换器通过增加或减小Vout进行调整。将输出电压Vout施加到负载。在一些应用中，可用于取决于各种条件而将不同电压Vout施加到所述负载。举例来说，如果负载的温度改变，那么调整输出电压可增加负载的功率效率。
技术实现思路
本技术揭示一种具有两个反馈环路的功率转换电路，其包含用于使负载(例如，LED)的命令电压斜升或斜降的反馈控制电路。第二反馈环路馈送到第一反馈环路中，且所述第二反馈环路以低于所述第一反馈环路的带宽操作。当使所述命令电压斜升或斜降时，由于系统中的延迟而导致电压过冲。可通过对所述命令电压的最终调整来补偿所述过冲。用于使命令电压斜升或斜降的反馈控制电路的特定实施方案可提供以下优点中的一者或一者以上:1)可在较短时间量内使负载处的电压达到目标电压；2)可在短时间量内给负载通电；3)可通过迅速降低负载处的电压来保护电子组件免受过量电压的损害；4)可通过使负载处的电压保持接近于目标电压来降低功率消耗；5)可在使命令电压斜升或斜降的同时降低电压过冲；及6)可实现良好功率因数校正。在一个实施例中， 本申请涉及一种功率转换反馈控制电路。所述功率转换反馈控制电路包括功率转换器，其包括耦合到电源的功率输入、耦合到负载的输出及控制输入，其中所述功率转换器经配置以基于所述控制输入而将所述功率输入上的输入电压转换成所述输出上的输出电压；第一反馈电路，其耦合于所述功率转换器的所述输出与所述功率转换器的所述控制输入之间，其中所述第一反馈电路经配置而以第一带宽操作；第二反馈电路，其耦合于所述负载与所述第一反馈电路之间，其中所述第二反馈电路经配置而以慢于所述第一带宽的第二带宽操作，且其中所述第二反馈电路经配置而以斜变速率改变所述第一反馈电路的命令电压直到在所述负载处检测到目标电压。在附图及下文说明中陈述一个或一个以上所揭示实施方案的细节。依据所述说明、图式及权利要求书，其它特征、方面及优点将变得显而易见。附图说明图1A是实例性功率转换电路的框图。图1B是实例性功率转换电路的框图，其展示两个反馈环路:环路I及环路2。图2是在正常操作期间由反馈控制电路执行的实例性过程的流程图。图3是反馈控制电路的斜升模式的实例性电压图。图4是在斜升模式期间由反馈控制电路执行的实例性过程的流程图。图5是反馈控制电路的斜降模式的实例性电压图。图6是在斜降模式期间由反馈控制电路执行的实例性过程的流程图。具体实施方式实例性功率转换电路图1A是实例性功率转换电路100的框图。功率转换电路100包含功率转换器102以将功率提供到成串一个或一个以上发光二极管(LED) 104。尽管图解说明LED104，但功率转换电路100可用以将功率提供到任何适当电负载。功率转换器102包含耦合到电源的功率输入及耦合到成串LED104的输出。功率转换器102经配置以将所述功率输入上的输入电压Vin转换成所述输出上的输出电压Vout。所述转换是基于控制输入处的所接收信号，其可指定(举例来说)应相对于Vin增加还是减小Vout0图1B是实例性功率转换电路100的框图，其展示两个反馈环路:环路I及环路2。第一反馈环路(环路I)实施成第一反馈电路，其耦合于功率转换器102的输出与所述功率转换器的控制输入之间。所述第一反馈电路包含耦合到功率转换器102的输出的一个或一个以上电阻器(例如，如所图解说明的电阻器Ra及Rb)的电阻器网络。所述第一反馈电路还包含比较器106。比较器106具有两个输入及一输出。比较器的输入中的一者耦合到功率转换器102的输出。举例来说，所述输入可经由所述电阻器网络在反馈节点Vfb处(例如，在两个电阻器Ra及Rb与接地节点之间)耦合到所述输出。比较器的输入中的另一者耦合到参考电压Vrefl。比较器的输出耦合到功率转换器102的控制输入。在操作中，第一反馈电路比较反馈节点Vfb处的电压与参考电压Vrefl。第一反馈电路将控制信号提供到功率转换器102以在Vfb小于Vrefl的情况下增加Vout且在Vfb大于Vrefl的情况下减小Vout。反馈电压Vfb为如通过电阻器网络及第二反馈环路(环路2)修改的输出电压Vout。第二反馈环路(环路2)实施成第二反馈电路，其耦合于负载(LED104)与第一反馈电路之间。所述第二反馈电路包含反馈控制电路108。反馈控制电路108包含耦合到成串LED104的检测输入及耦合到第一反馈电路的反馈节点Vfb的控制输出。举例来说，反馈控制电路108可实施为数字逻辑电路。第二反馈电路还包含在成串LED104与接地节点之间的电流源电路。可在功率转换电路中使用任何适当电流源电路。图1B中所图解说明的电流源电路包含场效应晶体管(FET) 110。FETllO包含栅极、源极及漏极。所述电流源电路还包含比较器112。比较器112包含第一及第二输入以及输出。比较器112的第一输入I禹合到FETl 10的源极。比较器112的第二输入耦 合到参考电压Vref2。比较器输出耦合到FETllO的栅极。FETllO的漏极耦合到LED104。电阻器Rs耦合于FETllO的源极与接地节点之间。电流源使流动穿过LED104的电流保持恒定且等于Vref2/Rs。反馈控制电路108的检测输入可直接或间接耦合到LED104。举例来说，如图1B中所图解说明，反馈控制电路108的检测输入直接连接到FETllO的漏极。另一选择为，反馈控制电路108的检测输入可直接连接到FETllO的栅极。在操作中，第二反馈电路将额外反馈提供到功率转换器102以调整Vout。额外反馈用以调节FETllO的漏极或栅极处的电压且因此用以调节流动穿过LED104的电流。举例来说，第二反馈电路可经配置以将FETllO的漏极处电压Vd调节到某一电压Vdoptimal。Vdoptimal可经选择以恰好足够高以使FETllO保持在其饱和区中工作。当电路的温度改变时，LED的正向电压改变，此将使得Vd高于或低于Vdoptimal。当Vd低于Vdoptimal时，FETl 10可在其三极管区中操作，因此流动穿过FET110及借此LED104的电流可减小，而非保持恒定。在此情况下，第二反馈电路可(例如，在反馈节点Vfb处)从第一反馈电路吸收电流以增加Vout直到Vd等于或约为Vdoptimal。当Vd高于Vdoptimal时,大于所需的电压可在FET110上下降,此可损耗功率且由于高功率耗散而可能损害FET110。在此情况下，第二反馈电路可(例如，在反馈节点Vfb处)将电流供到第一反馈电路中以减小Vout直到Vd等于或约为Vdoptimal。第一反馈电路经配置而以第一带宽操作，且第二反馈电路经配置而以第二带宽操作。反馈电路的带宽是对其可使信号传播穿过所述电路的速度的度量且可以(举例来说)Hertz为单位进行测量。在实例性功率转换电路100中，第二带宽慢于第一带宽。为实现功率转换电路100的稳定，第二带宽可为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率转换反馈控制电路，其包括：?功率转换器，其包括耦合到电源的功率输入、耦合到负载的输出及控制输入，其中所述功率转换器经配置以基于所述控制输入而将所述功率输入上的输入电压转换成所述输出上的输出电压；?第一反馈电路，其耦合于所述功率转换器的所述输出与所述功率转换器的所述控制输入之间，其中所述第一反馈电路经配置而以第一带宽操作；?第二反馈电路，其耦合于所述负载与所述第一反馈电路之间，其中所述第二反馈电路经配置而以慢于所述第一带宽的第二带宽操作，且其中所述第二反馈电路经配置而以斜变速率改变所述第一反馈电路的命令电压直到在所述负载处检测到目标电压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯·蔡，杰夫·科托夫斯基，科恩·维，
申请(专利权)人：爱特梅尔公司，
类型：实用新型
国别省市：