[发明专利]开关转换器的脉冲串模式操作

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及一种开关转换器。本发明具体地涉及一种用于在脉冲串模式中操作开关转换器的方法和一种配置成在脉冲串模式中操作的开关转换器。

背景技术

开关转换器广泛地使用于功率转换领域中。开关转换器包括配置成根据输入电压生成脉宽调制（PWM）电压的至少一个开关以及接收PWM电压并且生成将向负载供应的输出电压的整流器布置。整流器布置通常包括至少一个电感存储元件（比如扼流圈）和至少一个电容存储元件（比如电容器）。通过根据PWM驱动信号接通和关断开关元件来生成PWM电压。控制器根据输出电压提供驱动信号。控制器被配置成变化驱动信号的占空比以便控制输出电压使得它采用给定的设置电压。

驱动信号的占空比依赖于负载的功率消耗，而占空比在功率消耗增加时增加并且占空比在功率消耗减少时减少。在低负载条件之下（这是在负载的功率消耗很低时），现代控制器进入脉冲串模式。在脉冲串模式中，在脉冲串接通时段期间循环地接通和关断开关元件，并且开关元件在脉冲串接通时段之后的脉冲串关断时段期间持久地处于关断状态。脉冲串接通时段和脉冲串关断时段定义脉冲串周期T_BP和脉冲串频率f_BP，其中f_BP=1/T_BP。脉冲串频率依赖于若干参数（比如输入电压和负载的功率消耗）。

当脉冲串频率在1kHz与4kHz之间的频率范围中时可能出现问题。在这一范围中的脉冲串频率可能引起恼人的可听噪声。因此需要阻止在开关转换器在它的脉冲串模式中操作时生成可听噪声。

发明内容

第一方面涉及一种用于驱动在提供输出电压的开关转换器中的开关元件的方法。该方法包括：生成依赖于输出电压的反馈信号；并且在多个后续脉冲串周期中驱动开关元件，每个脉冲串周期包括脉冲串接通时段和后续脉冲串关断时段，其中开关元件在脉冲串接通时段中以开关频率接通和关断并且在脉冲串关断时段中关断。该方法还包括：确定脉冲串频率，其中确定脉冲串频率包括评估至少一个脉冲串周期的持续时间；并且根据确定的脉冲串频率调节至少一个脉冲串周期中的开关频率。

第二方面涉及一种用于驱动在提供输出电压的开关转换器中的开关元件的方法。该方法包括：使用可变电阻器来生成依赖于输出电压的反馈信号；并且在多个后续脉冲串周期中驱动开关元件，每个脉冲串周期包括脉冲串接通时段和后续脉冲串关断时段，其中开关元件在脉冲串接通时段中以开关频率接通和关断并且在脉冲串关断时段中关断。该方法还包括：确定脉冲串频率，其中确定脉冲串频率包括评估至少一个脉冲串周期的持续时间；并且根据确定的开关频率变化电阻器的电阻值。

附图说明

现在将参照附图来解释本发明的实施例。应当注意，这些实施例用于图示基本原理，使得仅图示为了理解基本原理而必需的那些特征。附图未按比例。另外，相似标号在附图中通篇表示相似特征。

图1示出了图示开关转换器的框图；

图2图示了开关转换器在正常操作模式中的操作原理；

图3图示了开关转换器在脉冲串模式中的操作原理；

图4示意地图示了在脉冲串模式中操作的开关转换器的操作原理，其中在脉冲串接通时段期间的开关频率是可调节的；

图5示意地图示了开关转换器的开关控制器的实施例；

图6示意地图示了可以在开关转换器的控制器中实施的脉冲串控制电路的实施例；

图7图示了图5的开关控制器的消隐电路的实施例；

图8图示了图6的判决逻辑的实施例；

图9示意地图示了实施为回扫转换器的开关转换器的框图；

图10示出了如下表，该表图示了在脉冲串模式中操作的开关转换器中的开关元件在影响开关频率的不同参数下的开关频率；

图11图示了开关转换器的开关控制器的另外实施例；

图12图示了包括用于根据输出电压提供反馈信号的可变电阻器的开关转换器的框图；

图13详细图示了图10的开关转换器的实施例；

图14示出了图示图11的开关转换器的控制回路的框图；

图15图示了在图11和图12的开关转换器中的控制回路的增益与归一化的脉冲串频率之间的关系；

图16示出了如下表，在该表中根据图11和图12的开关转换器中的反馈电阻器的电阻值示出了归一化的脉冲串频率；并且

图17图示了用于驱动开关转换器中的开关的方法，该方法包括变化开关频率并且变化可变电阻器的电阻。