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JP2014068520A - 部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラおよびその動作方法 - Google Patents

部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラおよびその動作方法 Download PDF

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JP2014068520A JP2013009670A JP2013009670A JP2014068520A JP 2014068520 A JP2014068520 A JP 2014068520A JP 2013009670 A JP2013009670 A JP 2013009670A JP 2013009670 A JP2013009670 A JP 2013009670A JP 2014068520 A JP2014068520 A JP 2014068520A
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Chung-Ming Lin
リン,チュン−ミン
Po-Ching Yu
ユ,ポ−チン
Wei-Chun Chang
チャン,ウェイ−チュン
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Abstract

【課題】部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラの動作方法を提供する。
【解決手段】コントローラ100は、トランス101、スイッチユニット103、負荷検出ユニット105および負荷109を備える。トランス101は、第一巻線1011および二次巻線1013を含み、負荷109は、二次巻線1013に連結し、およびスイッチユニット103は第一巻線1011に電気的に連結される。負荷検出ユニット105はスイッチユニット103および制御107に電気的に連結され、制御ユニット107はスイッチユニット103に電気的に連結される。
【選択図】図1

Description

本発明はコントローラおよびそれの動作方法に関し、より詳しくは、本発明は部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラに関し、ならびに、コントローラが負荷のレベルに基づいて部分共振モードと電流連続モードとの間でその動作モードを切替える。
技術の急速な進展とともに、電子デバイスが人間の生活に一般に適用される。しかしながら、エネルギー不足と関連する課題が、日増しに深刻になる。したがって、人々は目下、エネルギーの使用効率を向上させる重要な問題に焦点を合わせることになっている。
フライバックコンバータは、低コスト、単純な回路フレーム、複数の出力のようないくつかの利点を有する。したがって、フライバックコンバータは通常、システム全体の必要パワーを印加するための補助パワー設計に利用される。
フライバックコンバータの回路フレームは、分離特性を備えたブーストバック変換回路として構成される。更に、フライバックコンバータはエネルギー変換とマッチする磁気エネルギーを蓄積して放出するために磁気インダクタンスを生成する磁気素子を使用する。
フライバックコンバータに適用する従来のコントローラの動作方法は、スイッチ素子(例えばトランジスタ素子)によって電流連続モード(CCM)と電流不連続モード(DCM)との間で切替えられる。例えば、上記のスイッチ法は、例えばいわゆるパルス幅変調(PWM)制御技法を使用して、動作モードを切替えるためにハードスイッチ法を利用する。動作モードを切替えるためにこれらの種類のスイッチ法を使用して、コントローラはいくつかの課題を引き起こし、例えば、フライバックコンバータのパワースイッチャ(例えばトランジスタ素子)が寄生素子を生成する。更に、トランスが同様に寄生インダクタンスを生成する。パワースイッチャが動作モードを切替えるように指示される時、それらの現象は非ゼロ値を備えた過渡電圧または電流を引き起こす。大きな量のノイズが、また、この状態によって生成される。
したがって、ソフトスイッチ法を備えた部分共振フライバックコンバータが、開発される。ソフトスイッチ法は、スイッチングのエネルギー損を減少させてサージ電流の生成を限定するために利用される。短い期間内に導通するかまたは切断するために半導体スイッチデバイスが使用される時、ソフトスイッチ法はスイッチデバイスを通過する電流またはスイッチデバイスの二端の電圧を減少させる。したがって、従来のフライバックコンバータを適用するコントローラのCCMおよびDCMスイッチ法と比較して、部分共振フライバックコンバータのスイッチ法は効率を引き上げるためにスイッチングのエネルギー損を減少させてかつデバイスの温度を減少させる。しかしながら、トランスの性能は部分共振フライバックコンバータにおいて限界を有する。さらに、トランスの体積は現在の電子デバイスにとってなお巨大である。
本発明は、部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラを提供する。負荷が無負荷と典型的負荷との間にある時、コントローラは部分共振モードで動作し;および、負荷が典型的負荷と最大負荷との間にある時、コントローラは電流連続モードで動作する。コントローラの上記の動作方法はコントローラのトランスの性能を向上し、およびトランスの体積は実際上より小さくなる。
したがって、本発明の目的はコントローラのトランスの性能を向上してトランスの体積を実際上減少させることである。
上記の目的に取り組むために、本発明は、以下を備える部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラを提供する:トランス、スイッチユニット、負荷検出ユニットおよび制御ユニット。トランスは、第一巻線および二次巻線を有する。二次巻線は、負荷に並列に接続し、およびスイッチユニットは第一巻線に電気的に連結される。負荷検出ユニットは、負荷の状態を検出するためにスイッチユニットに電気的に連結する。制御ユニットは、スイッチユニットと負荷検出ユニットとの間を電気的に連結してかつ負荷の状態に基づいて部分共振モードと電流連続モードとの間で動作モードを切替えるために利用される。
他の点では、本発明はさらに部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラの動作方法を提供する。この動作方法のステップが、以下を含む:前記コントローラに接続する負荷の状態を検出するステップ;および負荷の状態に基づいて部分共振モードと電流連続モードとの間でコントローラの動作モードを切替えるステップ。
本発明の特定の実施態様において、スイッチユニットが電界効果トランジスタであり、特に、スイッチユニットが金属−酸化膜−半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)である。
本発明の特定の実施態様において、制御ユニットが集積回路(IC)チップである。
本発明の特定の実施態様において、コントローラがフライバックコンバータに適用される。
本発明の特定の実施態様において、負荷の検出状態が電流であり、および負荷検出ユニットが以下を更に備える:抵抗器および電流検出回路。抵抗器は、スイッチユニットに直列に接続する。電流検出回路の一端が抵抗器とスイッチユニットとの間に接続され、およびもう一端が制御ユニットに接続される。本発明の他の実施態様において、負荷の検出状態がパワーであり、および負荷検出ユニットがパワー検出回路である。パワー検出回路の一端がスイッチユニットに接続され、およびもう一端が制御ユニットに接続される。
本発明の特定の実施態様において、負荷の状態が無負荷と典型的負荷との間にある時、コントローラが部分共振モードで動作し;および、負荷の状態が典型的負荷と最大負荷との間にある時、コントローラが電流連続モードで動作する。この場合には、部分共振モードが負荷サイクルおよび周波数の両方を変えることによって動作され;ならびに、電流連続モードが負荷サイクルを変え、かつ周波数を固定することによって動作される。
さらに、本発明の特定の実施態様において、部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラが、以下を更に備える:制御ユニットに接続されるゼロ交差検出回路。したがって、部分共振モードでは、切断と導通との間のスイッチング損失が、減少させられる。
前述したように、本発明は部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラおよびそれの動作方法を開示する。コントローラは、部分共振モードおよび電流連続モードの両方の能力を有する。更に、コントローラは、電流連続モードにおいてトランスの性能を引き上げるために、かつ部分共振モードにおいてスイッチユニットによって切断と導通との間のスイッチングの損失を減少させるために、部分共振モードと電流連続モードとの間で動作モードを切替える。
本記述は、添付の図面を考慮して読み取られる以下の詳細な説明からよりよく理解される:
本発明に従う部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラの一実施態様を例示する模式図を例示する; 本発明に従う部分共振モードおよび電流連続モードと組み合わせる動作方法に対する一方法の流れ図を例示する; 本発明に従う部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラの別の実施態様を例示する模式図を例示する;および、 本発明に従う部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラのさらに別の実施態様を例示する模式図を例示する。
以下の記述は、本発明の実施態様の実現の例として与えられる例証を有する図に関する議論を含む。図面は、限定としてではなく例として理解されるべきである。本明細書で使用しているように、1つ以上の「実施態様」に対する参照が、本発明の少なくとも1つの実現に含まれる特定の特徴、構造または特性を記述すると理解されるべきである。したがって、ここに出現する「一実施態様において」または「一変更態様において」のような句は、本発明の種々の実施態様および実現を記述し、必ずしも全て同じ実施態様を参照するというわけではない。しかしながら、それらがまた、必ずしも排他的であるというわけではない。
下で記述される実施態様の一部または全てを表すことができる図の記述を含む、同じく、ここに提示される発明の概念の他の可能な実施態様または実現を検討する、特定の詳細および実現の記述が続く。本発明の実施態様の概要が下記で提供され、図面を参照してより詳細な説明が後に続く。
本発明の主要な態様は、コントローラおよびそれの動作方法において部分共振モードおよび電流連続モードを組み合わせることである。コントローラは、負荷のレベルに基づいて2つのモードのうち1つによって動作される。負荷がそれぞれの軽負荷として定義される時、コントローラは部分共振モードで動作し;および、負荷がそれぞれの高負荷として判定される時、コントローラは電流連続モードで動作する。したがって、2つのモードの欠陥が除去され、および2つのモードの利点が保持される。
より詳しくは、利点は、部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラが内部のトランスの性能を引き上げ、および、トランスの体積が実際上減少させられることである。
第一に、図1を参照して、それは本発明に従う部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラの一実施態様を例示する模式図を例示する。コントローラ100が、以下を備える:トランス101、スイッチユニット103、負荷検出ユニット105および負荷109。
トランス101は、第一巻線1011および二次巻線1013を含む。負荷109は、二次巻線1013に連結し、およびスイッチユニット103は第一巻線1011に電気的に連結される。更に、負荷検出ユニット105はスイッチユニット103および制御107に電気的に連結され、および制御ユニット107はスイッチユニット103に電気的に連結される。
図面は本発明に関係する重要な素子を明確にかつ簡潔に例示するだけであることが予測される。したがって、いくつかの補助素子または追加素子はそれらの図面内に例示しない。しかしながら、当業者に対して、彼らはそれらの補助素子または追加素子がそれらの実施態様を実施するためにそれらの図面に加えられるべきであると理解するべきである。
図2を参照して、それは本発明に従う部分共振モードおよび電流連続モードと組み合わせる動作方法に対する一方法の流れ図を例示する。
最初は、負荷109がコントローラ100に接続されるかまたは連結される(ステップ201)。
本発明では、負荷109は、本発明の部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラからパワーを引き出す、携帯電話またはコンピュータのような、任意の種類の電気製品である。したがって、負荷109のレベルは一定値でなく、種々のデバイスの供給パワーに依存している。したがって、負荷109のレベルは異なる種類の電気製品によって変えられる。さらに、同じ電気製品が充電される時でさえ、負荷109のレベルは異なる動作条件によってなお変更される。したがって、本発明の負荷109のカテゴリは、限定するためでなく記述するために使用されるだけである。
その後、負荷109の状態が検出される(ステップ203)。このステップでは、コントローラ100に接続される負荷109の状態が、負荷検出ユニット105によって検出される。
スイッチユニット103は負荷検出ユニット105に電気的に連結され、およびスイッチユニット103はトランス101の第一巻線1011に接続される。したがって、コントローラ100が動作している間、負荷検出ユニット105が負荷109の状態を検出する。
さらに、負荷検出ユニット105がまた、制御ユニット107に電気的に連結される。したがって、負荷検出ユニット105からの負荷109の検出状態が、次いで制御ユニット107に伝達される。
本発明の特定の実施態様では、制御ユニット107は集積回路(IC)チップであるが、これに限定しない。
更に、動作モードが負荷109の状態(またはレベル)に基づいてコントローラ100に使用されるかどうか、制御ユニット107が判定される(ステップ205)。
負荷109の状態またはレベルが無(ゼロ)負荷と典型的(デフォルト)負荷との間にある時(ステップ207)、負荷のレベルはそれぞれの軽負荷として定義され、および制御ユニット107がスイッチユニット103を部分共振モードに切替える(ステップ209)。負荷109の状態またはレベルが、典型的(デフォルト)負荷と最大(最高の)負荷との間にある時(ステップ211)、負荷のレベルはそれぞれの高負荷として定義され、および制御ユニット107がスイッチユニット103を電流連続モードに切替える(ステップ213)。デフォルト負荷は、トランス性能に基づいて決定される。
本実施態様において、部分共振モードは、負荷サイクルおよび動作周波数の両方を変えることによって動作される動作モードであり;および、電流連続モードは、負荷サイクルを変え、かつ周波数を固定することによって動作される動作モードである。
したがって、コントローラ100は負荷検出ユニット105経由で負荷109の状態を検出してかつ検出状態またはレベルを制御ユニット107に伝達する。更に、負荷109の状態が全回路のレベルを上げるために無負荷と典型的(デフォルト)負荷との間にある時、制御ユニット107がスイッチユニット103を部分共振モードに切替える。負荷109の状態が典型的(デフォルト)負荷と最大負荷との間にある時、制御ユニット107は、第一巻線1011の電流のパルスを減少させるために、かつトランス101の性能を引き上げる磁気コア内の磁束密度の効果を減少させるためにスイッチユニット103を電流連続モードに切替える。
例えば、トランス101が部分共振モードで典型的(デフォルト)出力パワーを供給する場合、同じ体積を有するトランス101は電流連続モードでより高いパワーを供給する。したがって、電流連続モードと部分共振モードを組み合わせることは、トランス101の性能を効果的に向上させる。
続いて、図3を参照して、それは本発明に従う部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラの別の実施態様を例示する模式図を例示する。本実施態様において、コントローラ300がフライバックコンバータ内に適用される。
図1内のそれらと同じまたは類似したコントローラ300のいくつかの素子は、簡潔にかつ明確にするために再び記述しないことが予測される。
コントローラ300は、一般にトランス301、電界効果トランジスタ303、パワー検出回路305、制御307、負荷309およびゼロ交差検出回路311を備える。
この場合、トランス301は図1内のトランス101と同じであってかつ第一巻線3011および二次巻線3013を有する。本実施態様において、二次巻線3013はダイオードD1およびコンデンサC1に直列に接続され、および、負荷309はコンデンサC1に並列に接続される。
さらに、第一巻線3011の一端が電界効果トランジスタ303に連結され、および第一巻線3011のもう一端がコンデンサC2に連結される。
電界効果トランジスタ303は、図1内に例示するスイッチユニット103と類似しているスイッチ素子である。本発明の特定の実施態様では、電界効果トランジスタ303は金属−酸化膜−半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)である。
加えて、パワー検出回路305は、図1内に例示する負荷検出ユニット105と類似している素子である。したがって、パワー検出回路305は負荷309のパワーを検出するために利用される。さらに、制御ユニット307は図1内に例示する制御ユニット107と類似した素子である。同様に、パワー検出回路305の一端が電界効果トランジスタ303に接続され、およびパワー検出回路305のもう一端が制御ユニット307に接続される。
さらに、パワー検出回路305からの負荷309の検出パワーが制御ユニット307に伝達し、および負荷309の検出パワーが無負荷と典型的(デフォルト)負荷との間にあるか、または典型的(デフォルト)負荷と最大負荷との間にあるかどうか、制御ユニット307が判定する。例えば、負荷309の検出パワーが無負荷と典型的負荷との間にある時、制御ユニット307は電界効果トランジスタ303を部分共振モードに切替える(他方では、パワー検出回路305は典型的負荷のパワーより低いパワーを検出する)。パワー検出回路305が最大負荷のパワーより低くて典型的(デフォルト)負荷のパワーより高いパワーを検出する時、制御ユニット307は電界効果トランジスタ303を電流連続モードに切替える。
加えて、ゼロ交差検出回路311が制御ユニット307に電気的に連結される。この場合、ゼロ交差検出回路311の主要な機能は、スイッチャが切断である間、交差電圧の波底を検出することであり、かつスイッチングのエネルギー損を減少させるためにスイッチャを導通することである。本実施態様において、ゼロ交差検出回路311は部分共振モードで使用される。他の言葉では、スイッチングのエネルギー損は波底を切替えることによって減少させられる。
本実施態様において、ゼロ交差検出回路311はまた、ダイオードD2および別の第一巻線に電気的に接続される。しかしながら、ダイオードD2および別の第一巻線のような上記の素子が、任意の当業者によって実際的な要件に依存して加えられかまたは削除されるべきであると予測されるが、それはこれに限定されるべきでない。
したがって、コントローラ300はパワー検出回路305経由で負荷309のパワーを検出してかつ検出パワーを制御ユニット307に伝達する。更に、負荷309のパワーが無負荷と典型的(またはデフォルト)負荷のパワーの間にある時、制御ユニット307は電界効果トランジスタ303を部分共振モードに切替える。この部分共振モードでは、ゼロ交差検出回路311がスイッチングのエネルギー損を減少させるために使用される。負荷309のパワーが典型的負荷と最大負荷のパワーの間にある時、制御ユニット307は第一巻線3011の電流のパルスを減少させてかつトランス301の性能を引き上げる磁気コア内の磁束密度の効果を減少させるために、電界効果トランジスタ303を電流連続モードに切替える。
続いて、図4を参照して、それは本発明に従う部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラのさらに別の実施態様を例示する模式図を例示する。本実施態様において、図3内に例示されるコントローラ300のそれらの素子と同じかまたは類似したコントローラ400のいくつかの素子は、簡潔にかつ明確にするために再び記述しない。2つのコントローラの間の差異だけが紹介される。
本実施態様において、コントローラ400がフライバックコンバータに適用される。
コントローラ400は、一般にトランス401、電界効果トランジスタ403、抵抗器4051、電流検出回路4053、制御ユニット407、負荷409およびゼロ交差検出回路411を備える。
この場合、トランス401は図1内に例示されるトランス101および図3内に例示されるトランス301と同じである。トランス401はさらに、第一巻線4011および二次巻線4013を有する。本実施態様において、コントローラ400は図3内に例示されるコントローラ300と同じであり、および二次巻線4013はダイオードD1’およびコンデンサC1’に直列に接続される。更に、負荷409はコンデンサC1’に並列に接続される。
さらに、第一巻線4011の一端が電界効果トランジスタ403に連結され、および第一巻線4011のもう一端がコンデンサC2’に連結される。
電界効果トランジスタ403は、図3に例示される電界効果トランジスタ303と同じスイッチ素子である。本発明の特定の実施態様では、電界効果トランジスタ403はMOSFETであるが、これに限定しない。
したがって、この実施態様では、抵抗器4051を貫通する電流が、(負荷409の状態としての)負荷409の電流状態を得るために電流検出回路4053によって検出される。更に、負荷409の電流状態が制御ユニット407に伝達される。電流状態が無負荷と典型的負荷のそれらとの間にあるか、または典型的負荷と最大負荷のそれらとの間にあるかどうか、制御ユニット407が判定する。判定の結果に基づいて、コントローラ400は電界効果トランジスタ403によって部分共振モードと電流連続モードとの間で切替えられる。
この場合には、制御ユニット407は、図1内に例示される制御ユニット107および図3内に例示される制御ユニット307と類似した素子である。したがって、制御ユニット407の機能は簡潔にかつ明確にするために再び記述しない。
加えて、ゼロ交差検出回路411が制御ユニット407に電気的に連結される。この場合には、ゼロ交差検出回路411は図3内に例示されるゼロ交差検出回路311と類似した素子である。したがって、ゼロ交差検出回路411の機能は簡潔にかつ明確にするために再び記述しない。部分共振モードでゼロ交差検出回路411を使用して、第一側部のスイッチ素子内のスイッチングのエネルギー損が減少させられ、および第二側部の整流化素子内のスイッチングのエネルギー損もまた、減少させられる。
同様に、この実施態様では、ゼロ交差検出回路411はまた、ダイオードD2’および別の第一巻線に電気的に接続される。しかしながら、ダイオードD2’および別の第一巻線のような上記の素子が、任意の当業者によって実際的な要件に依存して加えられかまたは削除されるべきであると予測されるが、それはこれに限定されるべきでない。
したがって、コントローラ400は抵抗器4051および電流検出回路4053経由で負荷409の電流を検出してかつ検出パワーを制御ユニット407に伝達する。更に、負荷409の電流が無負荷と典型的負荷の電流の間にある時、制御ユニット407は電界効果トランジスタ403を部分共振モードに切替える。負荷409の電流が典型的負荷と最大負荷の電流の間にある時、制御ユニット407は第一巻線4011の電流のパルスを減少させてかつトランス401の性能を引き上げる磁気コア内の磁束密度の効果を減少させるために、電界効果トランジスタ403を電流連続モードに切替える。
前述したように、本発明は部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラおよびそれの動作方法を開示する。コントローラは、部分共振モードおよび電流連続モードの両方の能力を有する。更に、コントローラは、電流連続モードでトランスの性能を引き上げるために、かつ部分共振モードで全回路の効率を高めるために部分共振モードと電流連続モードとの間で動作モードを切替える。より詳しくは、本発明のコントローラの体積を減少させるために、本発明のコントローラ内のトランスの体積が効果的に減少させられる。
実施態様の上記の記述が例としてのみ与えられること、および種々の変更が当業者によってなされることができることが理解される。上記の仕様、例およびデータは、本発明の例示的な実施態様の構造および使用の完全な記述を提供する。本発明の種々の実施態様が特定の程度の詳細で、または一つ以上の個々の実施態様を参照して上記されたとはいえ、当業者は本発明の趣旨または有効範囲から逸脱することなく、開示された実施態様に対して多数の変更をなすことができる。
100 コントローラ
101 トランス
103 スイッチユニット
105 負荷検出ユニット
107 制御ユニット
109 負荷
300 コントローラ
301 トランス
303 電界効果トランジスタ
305 パワー検出回路
307 制御ユニット
309 負荷
311 ゼロ交差検出回路
400 コントローラ
401 トランス
403 電界効果トランジスタ
407 制御ユニット
409 負荷
411 ゼロ交差検出回路
1011 第一巻線
1013 二次巻線
3011 第一巻線
3013 二次巻線
4011 第一巻線
4013 二次巻線
4051 抵抗器
4053 電流検出回路
C1、C1’、C2、C2’ コンデンサ
D1、D1’、D2、D2’ ダイオード

Claims (5)

  1. 部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラであって:
    第一巻線および第二巻線を含み、前記第二巻線が負荷に並列に接続するトランス;
    前記第一巻線に電気的に連結されるスイッチユニット;
    前記負荷の状態を検出するために前記スイッチユニットに電気的に連結される負荷検出ユニット;
    前記負荷の前記状態に基づいて部分共振モードと電流連続モードとの間で前記コントローラを切替えるために前記スイッチユニットと前記負荷検出ユニットとの間に電気的に連結される制御ユニット;および
    前記制御ユニットに電気的に連結されるゼロ交差検出回路を備えるコントローラ。
  2. 前記スイッチユニットが、電界効果トランジスタであることを特徴とする請求項1に記載のコントローラ。
  3. 請求項1に記載のコントローラであって、前記負荷の前記状態が電流であり、および前記負荷検出ユニットが:
    前記スイッチユニットに直列に接続する抵抗器;および
    電流検出回路、を備え、前記電流検出回路の一端が前記抵抗器と前記スイッチユニットとの間に接続し、および前記電流検出回路のもう一端が前記制御ユニットに接続することを特徴とするコントローラ。
  4. 前記負荷の前記状態がパワーであり、および前記負荷検出ユニットがパワー検出回路であり、前記パワー検出回路の一端が前記スイッチユニットに接続し、および前記パワー検出回路のもう一端が前記制御ユニットに接続することを特徴とする請求項1に記載のコントローラ。
  5. 部分共振モードおよび電流連続モードを備えたコントローラの動作方法であって、前記動作方法のステップが:
    前記コントローラに接続される負荷の状態を検出するステップ;および
    前記負荷の前記状態に基づいて部分共振モードと電流連続モードとの間で前記コントローラの動作モードを切替えるステップ;を含み、
    前記負荷の前記状態が無負荷と典型的負荷との間にある場合、前記コントローラの前記動作モードが部分共振モードに切替えられ;および、前記負荷の状態が前記典型的負荷と最大負荷との間にある場合、前記コントローラの前記動作モードが電流連続モードに切替えられ;
    前記部分共振モードが、負荷サイクルおよび周波数の両方を変えることによって動作され;ならびに、前記電流連続モードが負荷サイクルを変え、かつ周波数を固定することによって動作されることを特徴とする方法。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102946197B (zh) * 2012-09-14 2014-06-25 昂宝电子(上海)有限公司 用于电源变换系统的电压和电流控制的系统和方法
US9209700B2 (en) * 2013-03-14 2015-12-08 Texas Instruments Incorporated Magnetic sensing technique for power supply systems
US9735661B2 (en) * 2014-08-22 2017-08-15 Infineon Technologies Ag Mixed-mode power factor correction
CN109768709B (zh) 2018-12-29 2021-03-19 昂宝电子(上海)有限公司 基于功率变换器中的负载条件的电压补偿系统和方法
US10804805B1 (en) 2019-04-12 2020-10-13 Silanna Asia Pte Ltd Quasi-resonant auto-tuning controller
CN110896270A (zh) * 2019-10-08 2020-03-20 陕西亚成微电子股份有限公司 一种准谐振控制电路及方法
CN115498884A (zh) * 2022-10-13 2022-12-20 上海新进芯微电子有限公司 一种开关电源的工作模式控制方法、电路及开关电源

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001161065A (ja) * 1999-09-21 2001-06-12 Sharp Corp スイッチング電源装置及びそれを用いたacアダプタ
JP2006136034A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd スイッチング電源制御用半導体装置およびそれを用いたスイッチング電源装置
JP2008022658A (ja) * 2006-07-14 2008-01-31 Sony Corp スイッチング電源回路
WO2011158284A1 (ja) * 2010-06-15 2011-12-22 パナソニック株式会社 スイッチング電源装置および半導体装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE173569T1 (de) * 1995-07-31 1998-12-15 Hewlett Packard Co Sperrwandler
US8665614B2 (en) * 2007-09-28 2014-03-04 Stmicroelectronics S.R.L. Control method and device for switching power supplies having more than one control mode
US7859864B2 (en) * 2007-11-28 2010-12-28 Fuji Electric Systems Co., Ltd. Switching power supply device
US8587967B2 (en) * 2009-06-10 2013-11-19 Texas Instruments Incorporated System and method for indirect control of a converter output
CN102143628B (zh) * 2010-01-29 2013-05-08 成都芯源系统有限公司 一种电路和方法及使用该电路的灯具
CN103368400B (zh) * 2012-03-31 2015-02-18 昂宝电子(上海)有限公司 用于恒压控制和恒流控制的系统和方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001161065A (ja) * 1999-09-21 2001-06-12 Sharp Corp スイッチング電源装置及びそれを用いたacアダプタ
JP2006136034A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd スイッチング電源制御用半導体装置およびそれを用いたスイッチング電源装置
JP2008022658A (ja) * 2006-07-14 2008-01-31 Sony Corp スイッチング電源回路
WO2011158284A1 (ja) * 2010-06-15 2011-12-22 パナソニック株式会社 スイッチング電源装置および半導体装置

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