CN103166198B - 用于至少基于反馈信号保护电源变换系统的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于至少基于反馈信号保护电源变换系统的系统和方法。一种示例系统控制器包括保护组件和驱动组件。保护组件被配置为接收至少基于与所述电源变换系统的反馈信号相关联的信息生成的退磁信号，处理与所述退磁信号和至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成的所检测电压相关联的信息，并且至少基于与所述所检测电压和所述退磁信号相关联的信息生成保护信号。驱动组件被配置为接收所述保护信号并且向开关输出驱动信号，所述开关被配置为影响流经所述电源变换系统的初级绕组的初级电流。所述所检测电压与所述电源变换系统的输出电压有关。所述退磁信号与所述电源变换系统的退磁时段有关。

Description

用于至少基于反馈信号保护电源变换系统的系统和方法

技术领域

本发明涉及集成电路。更具体地，本发明提供了用于至少基于反馈信号保护电源变换系统的系统和方法。仅仅作为示例，本发明已应用于反激式电源变换系统。但是将认识到，本发明具有更广泛的应用范围。

背景技术

一般地，传统电源变换系统通常使用变压器来隔离初级侧上的输入电压和次级侧上的输出电压。为了调整输出电压，诸如TL431和光电耦合器之类的某些组件可被用来将反馈信号从次级侧发送到初级侧上的控制器芯片。替代地，次级侧上的输出电压可被镜像反映到初级侧，因此，输出电压通过直接调节初级侧上的一些参数来控制。于是，可省略诸如TL431和光电耦合器之类的某些组件来降低系统成本。

图1是示出具有初级侧感测和调整的传统反激式电源变换系统的简化示图。该电源变换系统100包括初级绕组110、次级绕组112、辅助绕组114、电源开关120、电流感测电阻器130、输出电缆的等效电阻器140、电阻器150和152以及整流二极管160。例如，电源开关120是双极结型晶体管。在另一示例中，电源开关12O是MOS晶体管。

为了在预定范围内调整输出电压，通常需要提取与输出电压和输出负载有关的信息。例如，当电源变换系统100在断续传导模式(DCM)中操作时，可以通过辅助绕组114提取这样的信息。当电源开关120导通时，能量被存储在次级绕组112中。然后，当电源开关120关断时，在退磁过程期间所存储能量被释放到输出端子。辅助绕组H4的电压映射次级侧上的输出电压，如下所示。

$V_{\mathrm{FB}}=\frac{R_2}{R_1+R_2}\×V_{\mathrm{aux}}=k\×n\×(V_o+V_F+I_o\×R_{\mathrm{eq}})$ (式1)

其中，V_FB表示节点154处的电压，并且V_aux表示辅助绕组114的电压。R₁和R₂分别表示电阻器150和152的电阻值。另外，n表示辅助绕组114与次级绕组112之间的匝数比。具体地，n等于辅助绕组114的匝数除以次级绕组112的匝数。分别表示输出电压V_o和输出电流I_o。此外，V_F表示整流二极管160的正向导通电压，并且R_eq表示等效电阻器140的电阻值。此外，k表示反馈系数，如下所示:

$k=\frac{R_2}{R_1+R_2}$ (式2)

图2是示出反激式电源变换系统100的传统操作机制的简化示图。如图2所示，变换系统100的控制器芯片使用采样和保持机制。当次级侧上的退磁过程几乎完成并且次级绕组112的电流几乎变为零时，辅助绕组114的电压V_aux例如在图2的点A处被采样。所采样的电压值通常被保持直到下一电压采样执行为止。通过负反馈环，所采样的电压值可变为等于参考电压V_ref。因此，

V_FB＝V_ref    (式3)

组合式1和式3，可获得下式：

$V_o=\frac{V_{\mathrm{ref}}}{k\×n}-V_F-I_o\×R_{\mathrm{eq}}$ (式4)

基于式4，输出电压随着输出电流的增大而减小。

另外，在断续传导模式(DCM)中，反激式电源变换系统100还可基于与如图2所示的辅助绕组114的电压的波形相关联的信息来调整输出电流，而不管输出电压如何。

例如，输出电流等于在一开关时间周期期间流经次级绕组112的次级电流198的平均值，该开关时间周期包括与退磁过程相对应的退磁时段。

$I_{\mathrm{out}}=\frac{1}{2}{I}_{\sec \_\mathrm{pk}}\frac{T_{\mathrm{dem}}}{T_s}$ (式5)

其中，I_out表示输出电流，I_{sec_pk}表示当开关120关断时次级电流198的大小，T_dem表示退磁时段的持续时间，并且T_s表示开关时间周期的持续时间。

作为一个示例，根据式5，输出电流可如下这样来确定:

$I_{\mathrm{out}}=\frac{1}{2}N\frac{1}{T}{\∫}_0^T\frac{V_{\mathrm{cs}}}{R_s}\frac{T_{\mathrm{dem}}}{T_s}\mathrm{dt}$ (式6)

其中，N表示初级绕组110与次级绕组112之间的匝数比，R_s表示电阻器130的电阻，T表示积分时段，并且V_cs表示在每个开关周期中与流经初级绕组110的初级电流196相关联的峰值电流感测信号。

根据式6，如果V_cs和T_dem/T_s没有太大改变，则可以调整输出电流而不管输入电压、输出电压或包含初级绕组110与次级绕组112的变压器的电感如何，因此，电源变换系统100例如在恒流模式中操作。

但是，当电源变换系统100在恒流模式中操作时，电源变换系统100需要受到保护。因此，改善用于系统保护的技术变得非常重要。

发明内容

木发明涉及集成电路。更具体地，木发明提供了用于至少基于反馈信号保护电源变换系统的系统和方法。仅仅作为示例，本发明已应用于反激式电源变换系统。但是将认识到，本发明具有更广泛的应用范围。

根据一个实施例，一种用于保护电源变换系统的系统控制器包括保护组件和驱动组件。保护组件被配置为接收至少基于与所述电源变换系统的反馈信号相关联的信息生成的退磁信号，处理与所述退磁信号和至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成的所检测电压相关联的信息，并且至少基于与所述所检测电压和所述退磁信号相关联的信息生成保护信号。驱动组件被配置为接收所述保护信号并且向开关输出驱动信号，所述开关被配置为影响流经所述电源变换系统的初级绕组的初级电流。所述所检测电压与所述电源变换系统的输出电压有关。所述退磁信号与所述电源变换系统的退磁时段有关。所述保护组件和所述驱动组件还被配置为：如果所述所检测电压和所述退磁信号满足一个或多个条件，则输出所述驱动信号以使所述开关断开并且保持断开从而保护所述电源变换系统。

根据另一实施例，一种用于保护电源变换系统的系统控制器包括保护组件和驱动组件。保护组件被配置为接收至少基于与所述电源变换系统的反馈信号相关联的信息生成的退磁信号，接收与流经所述电源变换系统的初级绕组的初级电流相关联的电流感测信号，处理与所述退磁信号、所述电流感测信号和至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成的所检测电压相关联的信息，并且至少基于与所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号相关联的信息生成保护信号。驱动组件被配置为接收所述保护信号并且向开关输出驱动信号，所述开关被配置为影响流经所述初级绕组的初级电流。所述所检测电压与所述电源变换系统的输出电压有关。所述退磁信号与所述电源变换系统的退磁时段有关。所述保护组件和所述驱动组件还被配置为：如果所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号满足一个或多个条件，则输出所述驱动信号以使所述开关断开并且保持断开从而保护所述电源变换系统。

在一个实施例中，一种用于保护电源变换系统的方法包括：接收至少基于与所述电源变换系统的反馈信号相关联的信息生成的退磁信号;处理与所述退磁信号和至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成的所检测电压相关联的信息;以及至少基于与所述所检测电压和所述退磁信号相关联的信息生成保护信号。该方法还包括:接收所述保护信号;至少基于与所述保护信号相关联的信息生成驱动信号;以及向被配置为影响流经所述电源变换系统的初级绕组的初级电流的开关输出所述驱动信号。所述所检测电压与所述电源变换系统的输出电压有关。所述退磁信号与所述电源变换系统的退磁时段有关。用于向被配置为影响流经所述电源变换系统的初级绕组的初级电流的开关输出驱动信号的处理包括:如果所述所检测电压和所述退磁信号满足一个或多个条件，则输出所述驱动信号以使所述开关断开并且保持断开从而保护所述电源变换系统。

在另一实施例中，一种用于保护电源变换系统的方法包括:接收至少基于与所述电源变换系统的反馈信号相关联的信息生成的退磁信号;接收与流经所述电源变换系统的初级绕组的初级电流相关联的电流感测信号;以及处理与所述退磁信号、所述电流感测信号和至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成的所检测电压相关联的信息。该方法还包括:至少基于与所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号相关联的信息生成保护信号;接收所述保护信号;至少基于与所述保护信号相关联的信息生成驱动信号;以及向被配置为影响流经所述初级绕组的初级电流的开关输出所述驱动信号。所述所检测电压与所述电源变换系统的输出电压有关。所述退磁信号与所述电源变换系统的退磁时段有关。用于向被配置为影响流经所述初级绕组的初级电流的开关输出所述驱动信号的处理包括：如果所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号满足一个或多个条件，则输出所述驱动信号以使所述开关断开并且保持断开从而保护所述电源变换系统。

取决于实施例，可以获得一个或多个益处。参考下面的详细描述和附图可以全面地理解本发明的这些益处以及各个另外的目的、特征和优点。

附图说明

图1是示出具有初级侧感测和调整的传统反激式电源变换系统的简化示图。

图2是示出如图1所示的反激式电源变换系统的传统操作机制的简化示图。

图3是示出具有初级侧感测和调整的电源变换系统的简化示图。

图4是示出作为如图3所示的电源变换系统一部分的恒流组件的至少某些组件的简化示图。

图5是示出作为如图3所示的电源变换系统一部分的退磁检测器的至少某些组件的简化示图。

图6是如图3所示的电源变换系统的简化时序图。

图7中的（a）是示出在正常操作下恒流模式中如图3所示的电源变换系统的操作频率与输出电压之间的关系的简化示图。

图7中的（b）是示出在正常操作下恒流模式中如图3所示的电源变换系统的退磁时段持续时间与输出电压之间的关系的简化示图。

图8是示出根据本发明实施例的具有初级侧感测和调整的电源变换系统的简化示图。

图9是示出根据本发明实施例的作为如图8所示的电源变换系统一部分的保护组件的某些组件的简化示图。

图10是示出根据本发明一个实施例的在正常操作下和在要保护电源变换系统免遭遇的某些异常操作下，如图8所示的电源变换系统的退磁时段持续时间和信号之间的关系的简化示图。

图11是示出根据本发明另一实施例的作为如图8所示的电源变换系统一部分的保护组件的某些组件的简化示图。

图12是示出根据本发明另一实施例的具有初级侧感测和调整的电源变换系统的简化示图。

图13是示出根据本发明实施例的作为如图12所示的电源变换系统一部分的保护组件的某些组件的简化示图。

图14是示出根据本发明一个实施例的在正常操作下和在要保护电源变换系统免遭遇的某些异常操作下，如图12所示的电源变换系统的退磁时段持续时间和信号之间的关系的简化示图。

图15是示出根据本发明另一实施例的作为如图12所示的电源变换系统一部分的保护组件的某些组件的简化示图。

图16是示出根据本发明某些实施例的由如图8所示的电源变换系统和/或如图12所示的电源变换系统实现的某些保护处理的简化示图。

具体实施方式

本发明涉及集成电路。更具体地，本发明提供了用于至少基于反馈信号保护电源变换系统的系统和方法。仅仅作为示例，木发明已应用于反激式电源变换系统。但是将认识到，本发明具有更广泛的应用范围。

图3是示出具有初级侧感测和调整的电源变换系统的简化示图。该电源变换系统300包括初级绕组310、次级绕组312、辅助绕组314、电源开关320、电流感测电阻器330、输出电缆的等效电阻器340、电阻器350和352、整流二极管360和控制器370。控制器370包括采样组件302、退磁检测器304、电容器306、开关307、参考信号生成器308、振荡器316、与门318、驱动组件322、或门324、比较器326和328、触发器组件336、前沿消隐(LEB)组件386、电阻器384和388、误差放大器390、调制组件392和恒流(CC)组件394。例如，电源开关320是双极型晶体管。在另一示例中，电源开关320是MOS晶体管。在又一示例中，控制器370包括端子372、374、376、378和380。

例如，辅助绕组314磁性地耦合到次级绕组312，次级绕组312与一个或多个其它组件一起生成输出电压393。在另一示例中，与输出电压有关的信息被电阻器350和352的分压器处理，并被用来生成反馈电压354，反馈电压354由控制器370的端子372(例如，端子FB)接收。在又一示例中，采样组件302对反馈电压354采样并且所采样信号被保持在电容器306处。作为一个示例，误差放大器390将所采样和保持的电压362与由参考信号生成器308生成的参考信号364相比较，并且输出与所采样和保持的电压362相对于参考信号364的误差相关联的比较信号366。作为另一示例，比较信号366由调制组件392接收，调制组件392接收来自振荡器316的时钟信号368并且输出调制信号356(例如，CV_ctrl)。例如，比较信号366被用来控制脉宽调制(PWM)的脉冲宽度和/或脉冲-频率调制(PFM)的开关频率，以便调整恒压模式中的输出电压。在另一示例中，退磁检测器304基于反馈电压354确定退磁时段的持续时间，并且向恒流组件394输出检测信号358，恒流组件394生成信号346(例如，CC_ctrl)。在又一示例中，调制信号356和信号346两者由与门318接收以影响触发器组件336并继而影响驱动组件322。在又一示例中，驱动组件322通过端子376输出驱动信号348以影响开关320的状态。在又一示例中，流经初级绕组310的初级电流396利用电阻器330来感测，并且电流感测信号342通过LEB组件386被生成并且由比较器326和328接收。在又一示例中，比较器326和比较器328分别向或门324输出比较信号334和338，以影响触发器组件336。

作为一个示例，当所采样和保持的电压362的大小小于参考信号364时，误差放大器390输出逻辑高电平的比较信号366。在一些实施例中，电源变换系统300在恒流模式中操作。

图4是示出作为电源变换系统300一部分的恒流组件394的至少某些组件的简化示图。恒流组件394包括非门402、电流源404和406、开关408、电容器414、比较器410和参考信号生成器412。

例如，当检测信号358为逻辑低电平时，开关408断开(例如，关断)并且开关416闭合(例如，接通)。在另一示例中，电流源404提供电流418(例如，I₀)以对电容器414充电，并且，作为响应，信号420的大小增大。作为一个示例，当检测信号358为逻辑高电平时，开关416断开(例如，关断)并且开关408闭合(例如，接通)。作为另一示例，电容器414通过电流源406被放电，电流源406提供电流424(例如，I₁)，并且信号420的大小减小。例如，比较器410接收信号420和由参考信号生成器412生成的参考信号422，并且输出信号346。

图5是示出作为电源变换系统300一部分的退磁检测器304的至少某些组件的简化示图。退磁检测器304包括比较器502、参考信号生成器504、触发器组件506和510、非门508和512以及与门514。例如，比较器502将反馈信号354与由参考信号生成器504生成的查看信号516(例如，0.1V)相比较，并且输出由触发器组件506和510接收的比较信号518。在另一示例中，非门508接收调制信号356并向触发器组件506和510输出信号520。在又一示例中，与门514接收来自触发器组件506的信号522和来自非门512的信号525，并输出检测信号358。

图6是电源变换系统300的简化时序图。波形602表示作为时间的函数的反馈电压354，波形604表示作为时间的函数的检测信号358，并且波形606表示作为时间的函数的信号420。波形608表示作为时间的函数的信号346，波形610表示作为时间的函数的信号348，并且波形612表示作为时间的函数的电流感测信号342。

图6示出了四个时间段。一开关时间周期包括导通时间段T_on和关断时间段T_off，并且对应于一调制频率。关断时间段T_off包括退磁时段T_demag。导通时间段开始于时刻t₀并结束于时刻t₁，退磁时段开始于时刻t₁并结束于时刻t₂，并且关断时间段开始于时刻t₁并结束于时刻t₃。例如，t₀≤t₁≤t₂≤t₃。

例如，在导通时间段T_on的开始处(例如，在t₀处)，信号348从逻辑低电平变为逻辑高电平(例如，如波形610所示)，并且作为响应，开关320闭合(例如，接通)。在另一示例中，包含初级绕组310和次级绕组312的变压器存储能量，并且初级电流396的大小增大(例如，线性地)。在又一示例中，电流感测信号342的大小增大(例如，如波形612所示)。作为一个示例，当电流感测信号342达到阀值电压332(例如，V_thocp)时，比较器326改变比较信号334以关断开关320。作为另一示例，在导通时间段期间，检测信号358(例如，Demag)保持为逻辑低电平(例如，如波形604所示)。作为又一示例，开关408断开(例如，关断)，并且开关416闭合(例如，接通)。作为又一示例，电容器414被充电(例如，以I₀)，并且信号420的大小增大(例如，线性地)，如波形606所示。

在一个示例中，在退磁时段T_demag的开始处(例如，t₁处)，信号348从逻辑高电平变为逻辑低电平(例如，如波形610所示)，并且作为响应，开关320断开(例如，关断)。在另一示例中，存储在变压器中的能量被释放到输出端子，并且退磁过程开始。在又一示例中，流经次级绕组312的初级电流397的大小减小(例如，线性地)。在又一示例中，辅助绕组314处的电压395映射输出电压393，并且通过包含电阻器350和352的分压器生成反馈电压354。作为一个示例，当次级电流下降为低的大小(例如，0)时，退磁过程结束。作为另一示例，包含初级绕组310和次级绕组312的变压器进入谐振状态。作为另一示例，辅助绕组314处的电压395具有近似正弦的波形。在一个示例中，在退磁时段期间，检测信号358(例如，Demag)保持为逻辑高电平(例如，如波形604所示)。在又一示例中，开关416断开(例如，关断)，并且开关408闭合(例如，接通)。在又一示例中，电容器414被放电(例如，以I₁)，并且信号420的大小减小(例如，线性地)，如波形606所示。在又一示例中，如果反馈电压354的大小变得大于参考信号516(例如，0.1V)，则判定退磁过程已开始。在又一示例中，如果反馈电压354的大小变得小于参考信号516(例如，0.1V)，则判定退磁过程已结束。

作为一个示例，在退磁过程结束(例如，在t₂处)之后，检测信号358从逻辑高电平变为逻辑低电平(例如，如波形604所示)。作为另一示例，开关408断开(例如，关断)，并且开关416闭合(例如，接通)。作为又一示例，电容器414再次被充电，并且信号420的大小再次增大(例如，线性地)，如波形606所示。作为又一示例，当信号420的大小变得大于阀值电压614(例如，参考信号422)时(例如，在t₃处)，比较器410将信号346(例如，CC_ctrl)从逻辑低电平变为逻辑高电平(例如，如波形608所示)。作为又一示例，响应于逻辑高电平的信号346，驱动组件322将信号348从逻辑低电平变为逻辑高电平(例如，t₃处，如波形610所示)。

例如，开关时间周期被确定如下:

$T_s=\frac{I_0+I_1}{I_1}{T}_{\mathrm{demag}}={\mathrm{KT}}_{\mathrm{demag}}$ (式7)

其中，I₀表示电流418，并且I₁表示电流424。

初级电流396的峰值被确定如下:

$I_p=\frac{V_{\mathrm{thocp}}}{R_s}$ (式8)

其中，V_thocp表示闽值电压332，并且R_s表示电阻器330的电阻。

假设变压器的传输效率为100%，则输出电流被确定如下:

$I_{\mathrm{out}}=\frac{\frac{1}{2}{\mathrm{NI}}_p{T}_{\mathrm{demag}}}{T_s}$

其中，N表示初级绕组310与次级绕组312之间的匝数比。

根据式7-9，输出电流被确定如下:

$I_{\mathrm{out}}=\frac{1}{2}N\frac{V_{\mathrm{thocp}}}{{\mathrm{KR}}_s}$ (式10)

其中，K大于1。根据式10，在一些实施例中，可将输出电流调整为近乎恒定。

恒流模式中的操作频率可确定如下:

$F_{\mathrm{cc}}=\frac{1}{{\mathrm{KT}}_{\mathrm{demag}}}$ (式11)

其中，F_cc表示恒流模式中的操作频率。

退磁时段的持续时间可确定如下:

$T_{\mathrm{demag}}=\frac{N^2{L}_m{I}_p}{V_{\mathrm{out}}+V_d}=\frac{N^2{L}_m}{V_{\mathrm{out}}+V_d}\frac{V_{\mathrm{thocp}}}{R_s}$

其中，L_m表示初级绕组310的电感，并且V_d表示二极管360的正向导通压降。

根据式11-12，恒流模式中的操作频率可确定如下:

$F_{\mathrm{cc}}=\frac{(V_{\mathrm{out}}+V_d)R_s}{{\mathrm{KN}}^2{L}_m{V}_{\mathrm{thocp}}}$ (式13)

图7(a)是示出在正常操作下恒流模式中电源变换系统300的操作频率与输出电压393之间的关系的简化示图，并且图7(b)是示出在正常操作下恒流模式中电源变换系统300的退磁时段持续时间与输出电压393之间的关系的简化示图。

例如，如果闽值电压332几乎恒定，则恒流模式中的操作频率(例如，F_cc)与输出电压393成比例(例如，如图7(a)中的波形702所示)，并且恒流模式中的退磁时段持续时间与输出电压393成反比(例如，如图7(b)中的波形704所示)。在另一示例中，图7(a)中的虚线706与708之间的阴影区域A指示在考虑到包含初级绕组310的变压器的电感变化的情况下正常操作中的操作频率的变化。在又一示例中，图7(b)中的虚线709和710之间的阴影区域B指示在考虑到包含初级绕组310的变压器的电感变化的情况下正常操作中的退磁时段持续时间的变化。

如图7(b)所示，在一些实施例中，在正常操作下退磁时段持续时间相对于输出电压393在小的区域(例如，阴影区域B)中改变。例如，当退磁时段持续时间超过阴影区域B时，电源变换系统300可被视为未在正常操作下。因此，在另一示例中，电源变换系统300需要针对某些异常操作被保护。

图8是示出根据木发明实施例的具有初级侧感测和调整的电源变换系统的简化示图。该示图仅仅是示例，其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。该电源变换系统900包括初级绕组910、次级绕组912、辅助绕组914、电源开关920、电流感测电阻器930、输出电缆的等效电阻器940、电阻器950和952、整流二极管960和控制器970。控制器970包括保护组件901、采样组件902、退磁检测器904、电容器906、开关907、参考信号生成器908、振荡器916、与门918、驱动组件922、或门924、比较器926和928、触发器组件936、前沿消隐(LEB)组件986、电阻器984和988、误差放大器990、调制组件992和恒流(CC)组件994。例如，电源开关920是双极型晶体管。在另一示例中，电源开关920是MOS晶体管。在又一示例中，控制器970包括端子972、974、976、978和980。

根据一个实施例，辅助绕组914被磁性地耦合到次级绕组912，次级绕组912与一个或多个其它组件一起生成输出电压993。例如，与输出电压有关的信息被电阻器950和952的分压器处理，并被用来生成反馈电压954，反馈电压954由控制器970的端子972(例如，端子FB)接收。在另一示例中，采样组件902对反馈电压954采样并且所采样信号被保持在电容器906处。在又一示例中，采样组件902在退磁过程的中点处对反馈电压954采样。

根据另一实施例，误差放大器990将所采样和保持的电压962与由参考信号生成器908生成的参考信号964相比较，并且输出与所采样和保持的电压962相对于参考信号964的误差相关联的比较信号966。例如，比较信号966由调制组件992接收，调制组件992接收来自振荡器916的时钟信号968并且输出调制信号956(例如，CV_ctrl)。在另一示例中，比较信号966被用来控制脉宽调制(PWM)的脉冲宽度和/或脉冲-频率调制(PFM)的开关频率，以便调整恒压模式中的输出电压。在另一示例中，当所采样和保持的电压962的大小小于参考信号964时，误差放大器990输出逻辑高电平的比较信号966，以便将电源变换系统900操作为在恒流模式中操作。在又一示例中，退磁检测器904基于反馈电压954确定退磁时段的持续时间，并且向恒流组件994输出检测信号958，恒流组件994生成信号946(例如，CC_ctrl)。在又一示例中，调制信号956和信号946两者由与门918接收以影响触发器组件936。

根据又一实施例，驱动组件922通过端子976输出驱动信号948以影响开关920的状态。例如，流经初级绕组910的初级电流996利用电阻器930来感测，并且电流感测信号942通过LEB组件986被生成并且由比较器926和928接收。在另一示例中，比较器926和比较器928分别向或门924输出比较信号934和938，以影响触发器组件936。在又一示例中，保护组件901接收反馈电压954并向触发器组件936输出信号903(例如，Fault(错误))。在又一示例中，驱动组件922接收信号903和来自触发器组件的信号905并且输出驱动信号948以影响开关920。

图9是示出根据本发明实施例的作为电源变换系统900一部分的保护组件901的某些组件的简化示图。该示图仅仅是示例，其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。保护组件901包括输出电压检测器1002、压控定时器组件1004和定时器比较器1006。

根据一个实施例，输出电压检测器1002接收反馈电压954并输出信号1008(例如，V_sap)。例如，信号1008(例如，V_sap)与输出电压993相关联(例如，近似成比例)。在另一示例中，压控定时器组件1004接收信号1008并输出信号1010。在另一示例中，信号1010对应于参考持续时间(例如，T_ref)，该参考持续时间具有相对于输出电压993的波形。在又一示例中，定时器比较器1006将指示电源变换系统900的退磁时段的持续时间的检测信号958与信号1010相比较并且输出信号903(例如，Fault)。在又一示例中，如果参考持续时间(例如，T_ref)小于电源变换系统900的退磁时段的持续时间，则定时器比较器1006输出指示电源变换系统处于正常操作下的逻辑低电平的信号903(例如，Fault)。在又一示例中，如果参考持续时间(例如，T_ref)大于电源变换系统900的退磁时段的持续时间，则定时器比较器1006输出指示电源变换系统未处于正常操作下的逻辑高电平的信号903(例如，Fault)。

$V_{\mathrm{sap}}=\frac{R_2}{R_1+R_2}(V_{\mathrm{our}}+V_d)$ (式14)

其中，V_sap表示信号1088，V_d表示二极管960的正向导通压降，R₁表示电阻器950的电阻，并且R₂表示电阻器952的电阻。在又一示例中，信号1088表示正常操作下的输出电压993。

根据另一实施例，参考持续时间(例如，T_ref)如下这样确定:

$T_{\mathrm{ref}}=\frac{1}{M}\frac{N^2{L}_m}{V_{\mathrm{out}}+V_d}\frac{V_{\mathrm{thocp}}}{R_s}$ (式15)

其中，N表示初级绕组910与次级绕组912之间的匝数比，V_thocp表示阀值电压932，并且R_s表示电阻器930的电阻。另外，L_m表示初级绕组910的电感，V_out表示输出电压993，V_d表示二极管960的正向导通压降，并且M是常数(例如，大于1)。例如，M在1.4～2的范围中。在另一示例中，V_thocp具有固定大小。

图10是示出根据本发明一个实施例的在正常操作下和在要保护电源变换系统900免遭遇的某些异常操作下，电源变换系统900的退磁时段持续时间和信号1008之间的关系的简化示图。该示图仅仅是示例，其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。波形1202表示退磁时段持续时间与信号1008(例如，V_sap)之间的关系，并且波形1204表示电源变换系统900的参考持续时间T_ref与信号1008(例如，V_sap)之间的关系。例如，在正常操作下，信号1008(例如，V_sap)表示电源变换系统900的输出电压993。

如图10所示，在一些实施例中，在正常操作下，退磁时段持续时间相对于信号1008在小的区域(例如，虚线1206与1208之间的阴影区域E)中变化。例如，当退磁时段持续时间在阴影区域E中变化时，信号948被输出作为调制信号，以在一开关周期内接通和关断开关920。在另一示例中，当退磁时段持续时间相对于信号1008进入波形1204之下的另一阴影区域F时，信号1008不表示输出电压993，并且电源变换系统900处于应保护电源变换系统900免遭遇的某些异常操作下。在另一示例中，开关920被断开(例如，关断)以保护电源变换系统900。在又一示例中，波形1204与波形1202平行。

图11是示出根据本发明另一实施例的作为电源变换系统900一部分的保护组件901的某些组件的简化示图。该示图仅仅是示例，其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。保护组件901包括输出电压检测器1102和定时器与比较器组件1104。输出电压检测器1102包括开关1103、采样组件1109和电容器1106。定时器与比较器组件1104包括放大器1108、非门1110、晶体管1114，1116，1118，1120，1122、电阻器1112、电容器1124、参考信号生成器1128、比较器1126和周期去反击(cycle-debounce)组件1130。例如，输出电压检测器1102是输出电压检测器1002，定时器与比较器组件1104是压控定时器组件1004和定时器比较器1006的组合，并且信号1188是信号1008。

根据一个实施例，采样组件1109对反馈电压954采样，并且所采样信号被保持在电容器1106处。例如，输出电压检测器1102向定时器与比较器组件1104输出所采样和保持的信号1188(例如，V_sap)。在另一示例中，所采样和保持的信号1188如下这样确定:

$V_{\mathrm{sap}}=\frac{R_2}{R_1+R_2}(V_{\mathrm{out}}+V_d)$

(式16)

其中，V_sap表示信号1188，V_d表示二极管960的正向导通压降，R₁表示电阻器950的电阻，并且R₂表示电阻器952的电阻。在又一示例中，采样组件1109在如下时刻对反馈电压954采样:该时刻不早于退磁时段的中点但是不晚于离退磁时段开始处为退磁时段的5/6的点。

根据另一实施例，放大器1108接收信号1188并向晶体管1118输出信号1132，以使得电流1134流经晶体管1114、晶体管1118和电阻器1112。例如，在退磁过程期间，非门1110接收逻辑高电平的检测信号958。在另一示例中，晶体管1120接通并且晶体管1122关断。在又一示例中，电流1138流经晶体管1116和1120以对电容器1124充电，并且信号1136的大小增大。在又一示例中，比较器1126将信号1136与来自参考信号生成器1128的参考信号1140相比较，并且输出比较信号1142。在一些实施例中，如果电源变换系统900在正常操作下操作，则信号1136的大小大于参考信号1140，并且比较器1126输出逻辑低电平的比较信号1142。例如，信号903为逻辑低电平。在一些实施例中，如果电源变换系统900未在正常操作下操作，则信号1136的大小小于参考信号1140，并且比较器1126输出逻辑高电平的比较信号1142。例如，信号903为逻辑高电平。在另一示例中，响应于逻辑高电平的信号903，开关920被断开(例如，关断)达至少长于一开关时间周期的时间段(例如，无需任何调制)以保护系统900。在又一示例中，响应于逻辑高电平的信号903，系统900被关闭并且开关920保持断开。在又一示例中，在被关闭之后，系统900重新启动(例如，自动地或手动地)并且现次开始调制。在又一示例中，开关920再次以调制频率闭合(例如，接通)和断开(例如，关断)。在某些实施例中，周期去反击组件1130被省略，并且信号903与信号1142相同。

根据又一实施例，与参考信号1140相对应的参考持续时间T_ref1如下这样确定:

$T_{\mathrm{ref}1}=\frac{R_0{C}_1{V}_{\mathrm{ref}2}}{V_{\mathrm{sap}}}=R_0{C}_1\frac{R_1+R_2}{R_2}\frac{V_{\mathrm{ref}2}}{V_{\mathrm{out}}+V_d}$ (式17)

其中，R₀表示电阻器1112的电阻，C₁表示电容器1124的电容，并且V_ref2表示参考信号1140。

在又一示例中，根据式15，参考持续时间T_ref1被设为等于T_ref。

$T_{\mathrm{ref}1}=T_{\mathrm{ref}}=\frac{1}{M}\frac{N^2{L}_m}{V_{\mathrm{out}}+v_d}\frac{V_{\mathrm{thocp}}}{R_s}$

(式18)

在一些实施例中，根据式17-18，常数M如下这样确定:

$M=\frac{N^2{L}_m{V}_{\mathrm{thocp}}}{R_s{V}_{\mathrm{ref}2}}\frac{R_2}{(R_1+R_2)}\frac{1}{R_0{C}_1}$ (式19)

例如，如果适当地选择N，L_m，V_thocp，V_ref2，R_s，R₁，R₂，R₀和C₁，则常数M大于1以使得参考持续时间T_ref1相对于输出电压993具有与如图10所示的波形1204类似的波形。

如上面讨论并在此进一步强调的，图8、9和11仅仅是示例，其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。在一个实施例中，保护组件901接收所采样和保持的电压962来取代反馈电压954，并且保护组件901不包括输出电压检测器1002或输出电压检测器1102。例如，开关1103是开关907，电容器1106是电容器906，并且采样组件1109是采样组件902。在另一示例中，采样组件902在退磁时段的中点处对反馈电压954采样。在另一实施例中，闽值电压932不具有固定大小，如图12和图13所示。

如上面讨论并在此进一步强调的，图10仅仅是示例，其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如，波形1202和波形1204受电流感测信号996的影响。因此，保护组件接收电流感测信号作为输入，如图12所示。

图12是示出根据本发明另一实施例的具有初级侧感测和调整的电源变换系统的简化示图。该示图仅仅是示例，其不应当不当地限制权利要求的范围。木领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。电源变换系统1600包括初级绕组1610、次级绕组1612、辅助绕组1614、电源开关1620、电流感测电阻器1630、输出电缆的等效电阻器1640、电阻器1650和1652、整流二极管1660和控制器1670。控制器1670包括保护组件1601、采样组件1602、退磁检测器1604、电容器1606、开关1607、参考信号生成器1608、振荡器1616、与门1618、驱动组件1622、或门1624、比较器1626和1628、触发器组件1636、前沿消隐(LEB)组件1686、电阻器1684和1688、误差放大器1690、调制组件1692和恒流(CC)组件1694。例如，电源开关1620是双极型晶体管。在另一示例中，电源开关1620是MOS晶体管。在又一示例中，控制器1670包括端子1672、1674、1676、1678和1680。

根据一个实施例，辅助绕组1614被磁性地耦合到次级绕组1612，次级绕组1612与一个或多个其它组件一起生成输出电压1693。例如，与输出电压有关的信息被电阻器1650和1652的分压器处理，并被用来生成反馈电压1654，反馈电压1654由控制器1670的端子1672(例如，端子FB)接收。在另一示例中，采样组件1602对反馈电压1654采样并且所采样信号被保持在电容器1606处。在又一示例中，采样组件1602在退磁过程的中点处对反馈电压1654采样。

根据另一实施例，误差放大器1690将所采样和保持的电压1662与由参考信号生成器1608生成的参考信号1664相比较，并且输出与所采样和保持的电压1662相对于参考信号1664的误差相关联的比较信号1666。例如，比较信号1666由调制组件1692接收，调制组件1692接收来自振荡器1616的时钟信号1668并且输出调制信号1656(例如，CV_ctrl)。在另一示例中，比较信号1666被用来控制脉宽调制(PWM)的脉冲宽度和/或脉冲-频率调制(PFM)的开关频率，以便调整恒压模式中的输出电压。在又一示例中，当所采样和保持的电压1662的大小小于参考信号1664时，误差放大器1690输出逻辑高电平的比较信号1666，以便将电源变换系统1600操作为在恒流模式中操作。在又一示例中，退磁检测器1604基于反馈电压1654确定退磁时段的持续时间，并且向恒流组件1694输出检测信号1658，恒流组件1694生成信号1646(例如，CC_ctfl)。在又一示例中，调制信号1656和信号1646两者由与门1618接收以影响触发器组件1636。

根据又一实施例，驱动组件1622通过端子1676输出驱动信号1648以影响开关1620的状态。例如，流经初级绕组1610的初级电流1696利用电阻器1630来感测，并且电流感测信号1642通过LEB组件1686被生成并且由比较器1626和1628接收。在另一示例中，比较器1626和比较器1628分别向或门1624输出比较信号1634和1638，以影响触发器组件1636。在又一示例中，保护组件1601接收反馈电压1654和电流感测信号1642并向触发器组件1636输出信号1603(例如，Fault)。在又一示例中，驱动组件1622接收信号1603和来自触发器组件的信号1605并且输出驱动信号1648以影响开关1620。

图13是示出根据本发明实施例的作为电源变换系统1600一部分的保护组件1601的某些组件的简化示图。该示图仅仅是示例，其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。保护组件1601包括输出电压检测器1302、压控定时器组件1304、定时器比较器1306以及峰值电流检测器1308。

根据一个实施例，输出电压检测器1302接收反馈电压1654并输出信号1310(例如，V_sap)。例如，信号1310(例如，V_sap)与输出电压1693相关联(例如，近似成比例)。在另一示例中，峰值电流检测器1308接收电流感测信号1642并输出闽值电压1632。在又一示例中，压控定时器组件1304接收信号1310和阀值电压1632并且输出信号1312。在又一示例中，信号1312对应于参考持续时间(例如，T_ref3)。在又一示例中，定时器比较器1306将指示电源变换系统1600的退磁时段的持续时间的检测信号1658与信号1312相比较并且输出信号1603(例如，Fault)。在又一示例中，如果参考持续时间(例如，T_ref3)小于电源变换系统1600的退磁时段的持续时间，则定时器比较器1306输出指示电源变换系统1600处于正常操作下的逻辑低电平的信号1603(例如，Fault)。在又一示例中，如果参考持续时间(例如，T_ref3)大于电源变换系统1600的退磁时段的持续时间，则定时器比较器1306输出指示电源变换系统1600未处于正常操作下的逻辑高电平的信号1603(例如，Fault)。

根据另一实施例，参考持续时间(例如，T_ref3)如下这样确定:

$T_{\mathrm{ref}3}=\frac{1}{M}\frac{N^2{L}_m}{V_{\mathrm{out}}+V_d}\frac{V_{\mathrm{thocp}}}{R_s}$ (式20)

其中，N表示初级绕组1610与次级绕组1612之间的匝数比，V_thocp表示闽值电压1632，并且R_s表示电阻器1630的电阻。另外，L_m表示初级绕组1610的电感，V_out表示输出电压1693，V_d表示二极管1660的正向导通压降，并且M是常数(例如，大于1)。例如，M在1.4～2的范围中。在另一示例中，V_thocp具有可变大小。

图14是示出根据本发明一个实施例的在正常操作下和在要保护电源变换系统1600免遭遇的某些异常操作下，电源变换系统1600的退磁时段持续时间和信号1310之间的关系的简化示图。该示图仅仅是示例，其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。波形1702表示退磁时段持续时间与信号1310(例如，V_sap)之间的关系，并且波形1704表示电源变换系统1600的参考持续时间T_ref3与信号1310之间的关系。例如，在正常操作下，信号1310(例如，V_sap)表示电源变换系统1600的输出电压1693。

如图14所示，在一些实施例中，在正常操作下，退磁时段持续时间相对于信号1310在小的区域(例如，虚线1706与1708之间的阴影区域G)中变化。例如，当退磁时段持续时间在阴影区域G中变化时，信号1648被输出作为调制信号，以在一开关周期内接通和关断开关1620。在另一示例中，当退磁时段持续时间相对于信号1310进入波形1704之下的另一阴影区域H时，信号1310不表示输出电压1693，并且电源变换系统1600处于应保护电源变换系统1600免遭遇的某些异常操作下。在另一示例中，开关1620被断开(例如，关断)以保护电源变换系统1600。在又一示例中，波形1704与波形1702平行。在又一示例中，波形1702和1704都随着闽值电压1632改变。

图15是示出根据本发明另一实施例的作为电源变换系统1600一部分的保护组件1601的某些组件的简化示图。该示图仅仅是示例，其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。保护组件1601包括输出电压检测器1402、定时器与比较器组件1404以及峰值电流检测器1498。输出电压检测器1402包括开关1403、采样组件1409和电容器1406。定时器与比较器组件1404包括放大器1408、非门1410、晶体管1414，1416，1418，1420，1422、电阻器1412、电容器1424、比较器1426和周期去反击组件1430。例如，输出电压检测器1402是输出电压检测器1302，峰值电流检测器1498是峰值电流检测器1308，定时器与比较器组件1404是压控定时器组件1304与定时器比较器1306的组合，并且信号1488是信号1310。在另一示例中，开关1403、采样组件1409和电容器1406分别与开关1607、采样组件1602和电容器1606相同。在又一示例中，电容器1428被包括在峰值电流检测器1498中。在又一示例中，电容器1428被包括在定时器与比较器组件1404中。

根据一个实施例，采样组件1409对反馈电压1654采样并且所采样信号被保持在电容器1406处。例如，输出电压检测器1402向定时器与比较器组件1404输出所采样和保持的信号1488(例如，V_sap)。在另一示例中，所采样和保持的信号1488如下这样确定:

$V_{\mathrm{sap}}=\frac{R_2}{R_1+R_2}(V_{\mathrm{out}}+V_d)$ (式21)

其中，V_sap表示信号1488，V_d表示二极管1660的正向导通压降，R₁表示电阻器1650的电阻，并且R₂表示电阻器1652的电阻。在又一示例中，采样组件1409在如下时刻对反馈电压1654采样:该时刻不早于退磁时段的中点但是不晚于离退磁时段开始处为退磁时段的5/6的点。

根据另一实施例，放大器1408接收信号1488并向晶体管1418输出信号1432，以使得电流1434流经晶体管1414、晶体管1418和电阻器1412。例如，在退磁过程期间，非门1410接收逻辑高电平的检测信号1658。在另一示例中，晶体管1420接通并且晶体管1422关断。在又一示例中，电流1438流经晶体管1416和1420以对电容器1424充电，并且信号1436的大小增大。在又一示例中，峰值电流检测器1498接收电流感测信号1642并输出阀值电压1632。在又一示例中，比较器1426将信号1436与阀值电压1632相比较，并且输出比较信号1442。在一些实施例中，如果电源变换系统1600在正常操作下操作，则信号1436的大小大于闽值电压1632，并且比较器1426输出逻辑低电平的比较信号1442。例如，信号1603为逻辑低电平。在一些实施例中，如果电源变换系统1600未在正常操作下操作，则信号1436的大小小于阀值电压1632，并且比较器1426输出逻辑高电平的比较信号1442。例如，信号1603为逻辑高电平。在另一示例中，响应于逻辑高电平的信号1603，开关1620被断开(例如，关断)达至少长于一开关时间周期的时间段(例如，无需任何调制)以保护系统1600。在又一示例中，响应于逻辑高电平的信号1603，系统1600被关闭并且开关1620保持断开。在又一示例中，在被关闭之后，系统1600重新启动(例如，自动地或手动地)并且再次开始调制。在又一示例中，开关1620再次以调制频率闭合(例如，接通)和断开(例如，关断)。在某些实施例中，周期去反击组件1430被省略，并且信号1603与信号1442相同。

根据又一实施例，与阀值电压1632相对应的参考持续时间T_ref4如下这样确定:

$T_{\mathrm{ref}4}=\frac{R_0{C}_1{V}_{\mathrm{thocp}}}{V_{\mathrm{sap}}}=R_0{C}_1\frac{R_1+R_2}{R_2}\frac{V_{\mathrm{thocp}}}{V_{\mathrm{out}}+V_d}$

(式22)

其中，R₀表示电阻器1412的电阻，C₁表示电容器1424的电容。

在又一示例中，根据式20，参考持续时间T_ref4被设为等于T_ref3。

$T_{\mathrm{ref}4}=T_{\mathrm{ref}3}=\frac{1}{M}\frac{N^2{L}_m}{V_{\mathrm{out}}+V_d}\frac{V_{\mathrm{thocp}}}{R_s}$

(式23)

在一些实施例中，根据式22-23，常数M如下这样确定：

$M=\frac{N^2{L}_m}{R_s}\frac{R_2}{(R_1+R_2)}\frac{1}{R_0{C}_1}$ (式24)

例如，如果适当地选择N，L_mR_s，R₁，R₂，R₀和C₁，则常数M大于1以使得参考持续时间T_ref4相对于输出电压1693具有与如图14所示的波形1704类似的波形。

返回参考图8，在一些实施例中，如果电阻器950开路或者如果电阻器952短路，则退磁检测器904无法检测退磁时段的持续时间并且反馈电压954具有低的大小(例如，0)。例如，如图11所示，电容器1124不被充电并且比较器1126输出逻辑高电平的比较信号1142。在另一示例中，信号903为逻辑高电平，并且开关920断开(例如，关断)以保护电源变换系统900。

返回参考图12，在某些实施例中，如果电阻器1650开路或者如果电阻器1652短路，则退磁检测器1604无法检测退磁时段的持续时间并且反馈电压1654具有低的大小(例如，0)。例如，如图15所示，电容器1424不被充电并且比较器1426输出逻辑高电平的比较信号1442。在另一示例中，信号1603为逻辑高电平，并且开关1620断开(例如，关断)以保护电源变换系统1600。

如上面讨论并在此进一步强调的，图12、13和15仅仅是示例，其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如，保护组件1601接收所采样和保持的电压1662来取代反馈电压1654，并且保护组件1601不包括输出电压检测器1302或输出电压检测器1402。例如，开关1403是开关1607，电容器1406是电容器1606，并且采样组件1409是采样组件1602。在另一示例中，采样组件1602在退磁时段的中点处对反馈电压1654采样。

图16是示出根据本发明某些实施例的由电源变换系统900和/或电源变换系统1600实现的某些保护处理的简化示图。该示图仅仅是示例，其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。如图16所示，电源变换系统1500包括辅助绕组1514、电阻器1550和1552、电容器1595和二极管1593。

在一个实施例中，系统1500与系统900相同。例如，辅助绕组1514与辅助绕组914相同，并且电阻器1550和1552分别与电阻器950和952相同。在一些实施例中，如果辅助绕组1514的端子1504(例如，)开路，则退磁检测器1504无法检测退磁时段的持续时间并且反馈电压1554(例如，反馈电压954)具有低的大小(例如，0)。例如，如图11所示，电容器1124不被充电并且比较器1126输出逻辑高电平的比较信号1142。在另一示例中，信号903为逻辑高电平，并且开关920断开(例如，关断)以保护电源变换系统900。在某些实施例中，如果辅助绕组1514的端子1506(例如，T_gnd)开路，则寄生电容器1502存在。例如，如图8所示，由退磁检测器904检测到的退磁时段的持续时间接近退磁时段的实际持续时间。在另一示例中，如图11所示，与反馈电压954有关的所采样和保持的信号1188具有比正常操作下的大小小的大小，信号1136的大小小于参考信号1140，并且比较器1126输出逻辑高电平的比较信号1142。在又一示例中，信号903为逻辑高电平，并且开关920断开(例如，关断)以保护电源变换系统900。

在另一实施例中，系统1500是系统1600。例如，辅助绕组1514与辅助绕组1614相同，并且电阻器1550和1552分别与电阻器1650和1652相同。在一些实施例中，如果辅助绕组1514的端子1504(例如，T_aux)开路，则退磁检测器1504无法检测退磁时段的持续时间并且反馈电压1554(例如，反馈电压1654)具有低的大小(例如，0)。例如，如图15所示，电容器1424不被充电并且比较器1426输出逻辑高电平的比较信号1442。在另一示例中，信号1603为逻辑高电平，并且开关1620断开(例如，关断)以保护电源变换系统1600。在某些实施例中，如果辅助绕组1514的端子1506(例如，T_gnd)开路，则寄生电容器1502存在。例如，如图12所示，由退磁检测器1604检测到的退磁时段的持续时间接近退磁时段的实际持续时间。在另一示例中，如图14所示，与反馈电压1654有关的所采样和保持的信号1488具有比正常操作下的大小小的大小，信号1436的大小小于闽值电压1632，并且比较器1426输出逻辑高电平的比较信号1442。在又一示例中，信号1603为逻辑高电平，并且开关1620断开(例如，关断)以保护电源变换系统1600。

根据另一实施例，一种用于保护电源变换系统的系统控制器包括保护组件和驱动组件。保护组件被配置为接收至少基于与所述电源变换系统的反馈信号相关联的信息生成的退磁信号，处理与所述退磁信号和至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成的所检测电压相关联的信息，并且至少基于与所述所检测电压和所述退磁信号相关联的信息生成保护信号。驱动组件被配置为接收所述保护信号并且向开关输出驱动信号，所述开关被配置为影响流经所述电源变换系统的初级绕组的初级电流。所述所检测电压与所述电源变换系统的输出电压有关。所述退磁信号与所述电源变换系统的退磁时段有关。所述保护组件和所述驱动组件还被配置为:如果所述所检测电压和所述退磁信号满足一个或多个条件，则输出所述驱动信号以使所述开关断开并且保持断开从而保护所述电源变换系统。例如，该系统控制器至少根据图8、图9、图10和/或图11来实现。

根据另一实施例，一种用于保护电源变换系统的系统控制器包括保护组件和驱动组件。保护组件被配置为接收至少基于与所述电源变换系统的反馈信号相关联的信息生成的退磁信号，接收与流经所述电源变换系统的初级绕组的初级电流相关联的电流感测信号，处理与所述退磁信号、所述电流感测信号和至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成的所检测电压相关联的信息，并且至少基于与所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号相关联的信息生成保护信号。驱动组件被配置为接收所述保护信号并且向开关输出驱动信号，所述开关被配置为影响流经所述初级绕组的初级电流。所述所检测电压与所述电源变换系统的输出电压有关。所述退磁信号与所述电源变换系统的退磁时段有关。所述保护组件和所述驱动组件还被配置为:如果所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号满足一个或多个条件，则输出所述驱动信号以使所述开关断开并且保持断开从而保护所述电源变换系统。例如，该系统控制器至少根据图12、图13、图14和/或图15来实现。

在一个实施例中，一种用于保护电源变换系统的方法包括:接收至少基于与所述电源变换系统的反馈信号相关联的信息生成的退磁信号;处理与所述退磁信号和至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成的所检测电压相关联的信息;以及至少基于与所述所检测电压和所述退磁信号相关联的信息生成保护信号。该方法还包括:接收所述保护信号;至少基于与所述保护信号相关联的信息生成驱动信号;以及向被配置为影响流经所述电源变换系统的初级绕组的初级电流的开关输出所述驱动信号。所述所检测电压与所述电源变换系统的输出电压有关。所述退磁信号与所述电源变换系统的退磁时段有关。用于向被配置为影响流经所述电源变换系统的初级绕组的初级电流的开关输出驱动信号的处理包括:如果所述所检测电压和所述退磁信号满足一个或多个条件，则输出所述驱动信号以使所述开关断开并且保持断开从而保护所述电源变换系统。例如，该方法至少根据图8、图9、图10和/或图11来实现。

在另一实施例中，一种用于保护电源变换系统的方法包括:接收至少基于与所述电源变换系统的反馈信号相关联的信息生成的退磁信号;接收与流经所述电源变换系统的初级绕组的初级电流相关联的电流感测信号;以及处理与所述退磁信号、所述电流感测信号和至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成的所检测电压相关联的信息。该方法还包括:至少基于与所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号相关联的信息生成保护信号;接收所述保护信号;至少基于与所述保护信号相关联的信息生成驱动信号;以及向被配置为影响流经所述初级绕组的初级电流的开关输出所述驱动信号。所述所检测电压与所述电源变换系统的输出电压有关。所述退磁信号与所述电源变换系统的退磁时段有关。用于向被配置为影响流经所述初级绕组的初级电流的开关输出所述驱动信号的处理包括:如果所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号满足一个或多个条件，则输出所述驱动信号以使所述开关断开并且保持断开从而保护所述电源变换系统。例如，该方法至少根据图12、图13、图14和/或图15来实现。

例如，本发明各个实施例中的一些或所有组件单独地和/或与至少另一组件相组合地是利用一个或多个软件组件、一个或多个硬件组件和/或软件与硬件组件的一种或多种组合来实现的。在另一示例中，本发明各个实施例中的一些或所有组件单独地和/或与至少另一组件相组合地在一个或多个电路中实现，例如在一个或多个模拟电路和/或一个或多个数字电路中实现。在又一示例中，本发明的各个实施例和/或示例可以相组合。

虽然已描述了本发明的具体实施例，然而本领域技术人员将明白，还存在于所述实施例等同的其它实施例。因此，将明白，本发明不受所示具体实施例的限制，而是仅由权利要求的范围来限定。

Claims (42)

1.一种用于保护电源变换系统的系统控制器，该系统控制器包括：

保护组件，被配置为接收至少基于与所述电源变换系统的反馈信号相关联的信息生成的退磁信号，处理与所述退磁信号和至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成的所检测电压相关联的信息，并且至少基于与所述所检测电压和所述退磁信号相关联的信息生成保护信号；以及

驱动组件，被配置为接收所述保护信号并且向开关输出驱动信号，所述开关被配置为影响流经所述电源变换系统的初级绕组的初级电流；

其中：

所述所检测电压与所述电源变换系统的输出电压有关；以及

所述退磁信号与所述电源变换系统的退磁时段有关；

其中，所述保护组件和所述驱动组件还被配置为：如果所述所检测电压和所述退磁信号满足一个或多个条件，则输出所述驱动信号以使所述开关断开并且保持断开从而保护所述电源变换系统；

其中，如果所述退磁时段在持续时间上小于与所述所检测电压相对应的阈值时间段，则所述所检测电压和所述退磁信号满足所述一个或多个条件，

并且所述系统控制器还包括采样和保持组件，被配置为接收所述反馈信号并且至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成所采样和保持信号。

2.如权利要求1所述的系统控制器，其中，所述保护组件和所述驱动组件还被配置为：如果所述所检测电压和所述退磁信号满足所述一个或多个条件，则关闭所述系统控制器。

3.如权利要求1所述的系统控制器，其中，所述保护组件和所述驱动组件还被配置为：至少响应于所述所检测电压和所述退磁信号不满足所述一个或多个条件，输出所述驱动信号作为调制信号来在与调制频率相对应的开关时间周期内接通和关断开关。

4.如权利要求3所述的系统控制器，其中，所述保护组件和所述驱动组件还被配置为：如果所述所检测电压和所述退磁信号满足所述一个或多个条件，则输出所述驱动信号以断开所述开关而不进行任何调制。

5.如权利要求3所述的系统控制器，其中，所述保护组件和所述驱动组件还被配置为：如果所述所检测电压和所述退磁信号满足所述一个或多个条件，则输出所述驱动信号以断开所述开关达至少比所述开关时间周期长的时间段。

6.如权利要求1所述的系统控制器，其中，所述保护组件还被配置为接收至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成的所述所检测电压。

7.如权利要求1所述的系统控制器，其中，所述保护组件还被配置为接收所述反馈信号并且至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成所述所检测电压。

8.如权利要求1所述的系统控制器，其中，所述阈值时间段的持续时间与所述所检测电压成反比。

9.如权利要求1所述的系统控制器，其中，所述保护组件包括电压检测器，该电压检测器被配置为接收所述反馈信号并且至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成所述所检测电压。

10.如权利要求9所述的系统控制器，其中，所述电压检测器被配置为从耦合到所述电源变换系统的辅助绕组的电压信号生成器接收所述反馈信号。

11.如权利要求10所述的系统控制器，其中，所述电压信号生成器被配置为至少基于与所述输出电压相关联的信息生成所述反馈信号，所述输出电压与所述电源变换系统的次级绕组有关。

12.如权利要求11所述的系统控制器，其中，所述次级绕组被配置为在所述退磁时段期间释放能量。

13.如权利要求9所述的系统控制器，其中，所述保护组件还包括：

定时器组件，被配置为接收所述所检测电压并且至少基于与所述所检测电压相关联的信息生成参考信号，所述参考信号与所述阈值时间段相关联；以及

比较器组件，被配置为接收所述参考信号和所述退磁信号并且至少基于与所述参考信号和所述退磁信号相关联的信息生成所述保护信号。

14.如权利要求9所述的系统控制器，其中，所述保护组件还包括：

定时器与比较器组件，被配置为接收所述所检测电压和所述退磁信号并且至少基于与所述所检测电压和所述退磁信号相关联的信息生成所述保护信号。

15.如权利要求14所述的系统控制器，其中，所述电压检测器包括：

采样组件，被配置为对所述反馈信号采样并且生成所采样信号；以及

电容器，被配置为接收所述所采样信号并且生成所述所检测电压。

16.如权利要求15所述的系统控制器，其中，所述采样组件包括开关。

17.如权利要求14所述的系统控制器，其中，所述定时器与比较器组件包括：

放大器，包括第一输入端子、第二输入端子和输出端子；

第一晶体管，包括第一晶体管端子、第二晶体管端子和第三晶体管端子；

第二晶体管，包括第四晶体管端子、第五晶体管端子和第六晶体管端子；

第三晶体管，包括第七晶体管端子、第八晶体管端子和第九晶体管端子；

第四晶体管，包括第十晶体管端子、第十一晶体管端子和第十二晶体管端子；

第五晶体管，包括第十三晶体管端子、第十四晶体管端子和第十五晶体管端子；以及

电阻器，包括第一电阻器端子和第二电阻器端子；

其中：

所述第一输入端子被配置为接收所述所检测电压；

所述第二输入端子被耦合到所述第六晶体管端子；

所述输出端子被耦合到所述第四晶体管端子和所述第一电阻器端子；

所述第一晶体管端子被耦合到所述第七晶体管端子和所述第三晶体管端子；

所述第三晶体管端子被耦合到所述第五晶体管端子；

所述第九晶体管端子被耦合到所述第十一晶体管端子；

所述第十晶体管端子被耦合到所述第十三晶体管端子并且被配置为接收与所述退磁信号有关的第一信号；

所述第十二晶体管端子被耦合到所述第十四晶体管端子并且被配置为输出第二信号；以及

所述十五晶体管端子被耦合到所述第二电阻器端子。

18.如权利要求17所述的系统控制器，其中，所述定时器与比较器组件还包括比较器，该比较器被配置为接收所述第二信号和参考信号并且生成与所述保护信号有关的比较信号。

19.如权利要求18所述的系统控制器，其中，所述定时器与比较器组件还包括周期去反击组件，该周期去反击组件被配置为接收所述比较信号并输出所述保护信号。

20.如权利要求1所述的系统控制器，还包括：

误差放大器，被配置为接收所述所采样和保持信号并且至少基于与所述所采样和保持信号相关联的信息生成放大信号；以及

调制组件，被配置为接收所述放大信号并且至少基于与所述放大信号相关联的信息生成调制信号；

其中，所述驱动组件还被配置为接收与所述调制信号相关联的第一信号。

21.一种用于保护电源变换系统的系统控制器，该系统控制器包括：

保护组件，被配置为接收至少基于与所述电源变换系统的反馈信号相关联的信息生成的退磁信号，接收与流经所述电源变换系统的初级绕组的初级电流相关联的电流感测信号，处理与所述退磁信号、所述电流感测信号和至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成的所检测电压相关联的信息，并且至少基于与所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号相关联的信息生成保护信号；以及

驱动组件，被配置为接收所述保护信号并且向开关输出驱动信号，所述开关被配置为影响流经所述初级绕组的初级电流；

其中：

所述所检测电压与所述电源变换系统的输出电压有关；以及

所述退磁信号与所述电源变换系统的退磁时段有关；

其中，所述保护组件和所述驱动组件还被配置为：如果所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号满足一个或多个条件，则输出所述驱动信号以使所述开关断开并且保持断开从而保护所述电源变换系统；

其中，如果所述退磁时段在持续时间上小于与所述所检测电压和所述电流感测信号相对应的阈值时间段，则所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号满足所述一个或多个条件，

其中所述系统控制器还包括采样和保持组件，被配置为接收所述反馈信号并且至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成所采样和保持信号。

22.如权利要求21所述的系统控制器，其中，所述保护组件和所述驱动组件还被配置为：如果所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号满足一个或多个条件，则关闭所述系统控制器。

23.如权利要求21所述的系统控制器，其中，所述保护组件和所述驱动组件还被配置为：至少响应于所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号不满足所述一个或多个条件，输出所述驱动信号作为调制信号来在与调制频率相对应的开关时间周期内接通和关断开关。

24.如权利要求23所述的系统控制器，其中，所述保护组件和所述驱动组件还被配置为：如果所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号满足所述一个或多个条件，则输出所述驱动信号以断开所述开关而不进行任何调制。

25.如权利要求23所述的系统控制器，其中，所述保护组件和所述驱动组件还被配置为：如果所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号满足所述一个或多个条件，则输出所述驱动信号以断开所述开关达至少比所述开关时间周期长的时间段。

26.如权利要求21所述的系统控制器，其中，所述保护组件还被配置为接收至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成的所述所检测电压。

27.如权利要求21所述的系统控制器，其中，所述保护组件还被配置为接收所述反馈信号并且至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成所述所检测电压。

28.如权利要求21所述的系统控制器，其中，所述阈值时间段的持续时间与所述所检测电压成反比。

29.如权利要求21所述的系统控制器，其中，所述保护组件包括电压检测器，该电压检测器被配置为接收所述反馈信号并且至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成所述所检测电压。

30.如权利要求29所述的系统控制器，其中，所述电压检测器被配置为从耦合到所述电源变换系统的辅助绕组的电压信号生成器接收所述反馈信号。

31.如权利要求30所述的系统控制器，其中，所述电压信号生成器被配置为至少基于与所述输出电压相关联的信息生成所述反馈信号，所述输出电压与所述电源变换系统的次级绕组有关。

32.如权利要求31所述的系统控制器，其中，所述次级绕组被配置为在所述退磁时段期间释放能量。

33.如权利要求29所述的系统控制器，其中，所述保护组件还包括：

峰值检测组件，被配置为接收所述电流感测信号并且至少基于与所述电流感测信号相关联的信息生成阈值信号；

定时器组件，被配置为接收所述所检测电压和所述阈值信号并且至少基于与所述所检测电压和所述阈值信号相关联的信息生成参考信号，所述参考信号与所述阈值时间段相关联；以及

比较器组件，被配置为接收所述参考信号和所述退磁信号并且至少基于与所述参考信号和所述退磁信号相关联的信息生成所述保护信号。

34.如权利要求29所述的系统控制器，其中，所述保护组件还包括：

峰值检测组件，被配置为接收所述电流感测信号并且至少基于与所述电流感测信号相关联的信息生成阈值信号；以及

定时器与比较器组件，被配置为接收所述所检测电压、所述退磁信号和所述阈值信号，并且至少基于与所述所检测电压、所述退磁信号和所述阈值信号相关联的信息生成所述保护信号。

35.如权利要求34所述的系统控制器，其中，所述电压检测器包括：

采样组件，被配置为对所述反馈信号采样并且生成所采样信号；以及

电容器，被配置为接收所述所采样信号并且生成所述所检测电压。

36.如权利要求35所述的系统控制器，其中，所述采样组件包括开关。

37.如权利要求34所述的系统控制器，其中，所述定时器与比较器组件包括：

放大器，包括第一输入端子、第二输入端子和输出端子；

第一晶体管，包括第一晶体管端子、第二晶体管端子和第三晶体管端子；

第二晶体管，包括第四晶体管端子、第五晶体管端子和第六晶体管端子；

第三晶体管，包括第七晶体管端子、第八晶体管端子和第九晶体管端子；

第四晶体管，包括第十晶体管端子、第十一晶体管端子和第十二晶体管端子；

第五晶体管，包括第十三晶体管端子、第十四晶体管端子和第十五晶体管端子；以及

电阻器，包括第一电阻器端子和第二电阻器端子；

其中：

所述第一输入端子被配置为接收所述所检测电压；

所述第二输入端子被耦合到所述第六晶体管端子；

所述输出端子被耦合到所述第四晶体管端子和所述第一电阻器端子；

所述第一晶体管端子被耦合到所述第七晶体管端子和所述第三晶体管端子；

所述第三晶体管端子被耦合到所述第五晶体管端子；

所述第九晶体管端子被耦合到所述第十一晶体管端子；

所述第十晶体管端子被耦合到所述第十三晶体管端子并且被配置为接收与所述退磁信号有关的第一信号；

所述第十二晶体管端子被耦合到所述第十四晶体管端子并且被配置为输出第二信号；以及

所述十五晶体管端子被耦合到所述第二电阻器端子。

38.如权利要求37所述的系统控制器，其中，所述定时器与比较器组件还包括比较器，该比较器被配置为接收所述第二信号和所述阈值信号并且生成与所述保护信号有关的比较信号。

39.如权利要求38所述的系统控制器，其中，所述定时器与比较器组件还包括周期去反击组件，该周期去反击组件被配置为接收所述比较信号并输出所述保护信号。

40.如权利要求21所述的系统控制器，还包括：

误差放大器，被配置为接收所述所采样和保持信号并且至少基于与所述所采样和保持信号相关联的信息生成放大信号；以及

调制组件，被配置为接收所述放大信号并且至少基于与所述放大信号相关联的信息生成调制信号；

其中，所述驱动组件还被配置为接收与所述调制信号相关联的第一信号。

41.一种用于保护电源变换系统的方法，该方法包括：

接收至少基于与所述电源变换系统的反馈信号相关联的信息生成的退磁信号；

处理与所述退磁信号和至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成的所检测电压相关联的信息；

至少基于与所述所检测电压和所述退磁信号相关联的信息生成保护信号；以及

接收所述保护信号；

至少基于与所述保护信号相关联的信息生成驱动信号；

向被配置为影响流经所述电源变换系统的初级绕组的初级电流的开关输出所述驱动信号；

其中：

所述所检测电压与所述电源变换系统的输出电压有关；以及

所述退磁信号与所述电源变换系统的退磁时段有关；

其中，用于向被配置为影响流经所述电源变换系统的初级绕组的初级电流的开关输出驱动信号的处理包括：如果所述所检测电压和所述退磁信号满足一个或多个条件，则输出所述驱动信号以使所述开关断开并且保持断开从而保护所述电源变换系统；

其中，如果所述退磁时段在持续时间上小于与所述所检测电压相对应的阈值时间段，则所述所检测电压和所述退磁信号满足所述一个或多个条件，

并且该方法还包括接收所述反馈信号并且至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成所采样和保持信号。

42.一种用于保护电源变换系统的方法，该方法包括：

接收至少基于与所述电源变换系统的反馈信号相关联的信息生成的退磁信号；

接收与流经所述电源变换系统的初级绕组的初级电流相关联的电流感测信号；

处理与所述退磁信号、所述电流感测信号和至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成的所检测电压相关联的信息；

至少基于与所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号相关联的信息生成保护信号；

接收所述保护信号；

至少基于与所述保护信号相关联的信息生成驱动信号；以及

向被配置为影响流经所述初级绕组的初级电流的开关输出所述驱动信号；

其中：

所述所检测电压与所述电源变换系统的输出电压有关；以及

所述退磁信号与所述电源变换系统的退磁时段有关；

其中，用于向被配置为影响流经所述初级绕组的初级电流的开关输出所述驱动信号的处理包括：如果所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号满足一个或多个条件，则输出所述驱动信号以使所述开关断开并且保持断开从而保护所述电源变换系统；

其中，如果所述退磁时段在持续时间上小于与所述所检测电压和所述电流感测信号相对应的阈值时间段，则所述所检测电压、所述退磁信号和所述电流感测信号满足所述一个或多个条件，

并且该方法还包括接收所述反馈信号并且至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成所采样和保持信号。

Images