CN103887980A - 用于调节电源变换系统的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于调节电源变换系统的系统和方法。一种示例系统控制器包括：第一控制器端子和第二控制器端子。所述系统控制器被配置为：在所述第一控制器端子处接收输入信号并且至少基于与所述输入信号相关联的信息在所述第二控制器端子处生成第一驱动信号以接通或者关断晶体管以影响与所述电源变换系统的次级绕组相关联的电流。所述系统控制器被进一步配置为：响应于所述输入信号从大于第一阈值的第一值改变为小于所述第一阈值的第二值，将所述第一驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通所述晶体管。

Description

用于调节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，本发明提供了具有输出检测和同步整流机制的系统和方法。仅作为示例，本发明已被应用于电源变换系统。但应认识到，本发明具有更广泛的适用范围。
背景技术
图1是示出常规反激电源变换系统的简化图。电源变换系统100包括初级绕组110、次级绕组112、功率开关120、电流感测电阻器122、整流二极管124、电容器126、隔离反馈组件128以及控制器102。控制器102包括欠压锁定(under-voltage-lockout)组件104、脉冲宽度调制发生器106、栅极驱动器108、前沿消隐(LEB)组件116以及过流保护(OCP)组件114。例如，功率开关120是双极晶体管。在另一示例中，功率开关120是场效应晶体管。
电源变换系统100实现包括初级绕组110和次级绕组112的变压器，以隔离初级侧上的AC输入电压190和次级侧上的输出电压192。隔离反馈组件128处理与输出电压192相关的信息并且生成反馈信号136。控制器102接收反馈信号136，并且生成栅极驱动信号(Gate)130以接通和关断开关120以便调节输出电压192。例如，隔离反馈组件128包括误差放大器、补偿网络以及光电耦合器。
虽然反激电源变换系统100能够被用于输出电压调节，但是电源变换系统100在没有高成本的附加电路的情况下常常不能够实现良好的输出电流控制。而且，在次级侧中所需要的输出电流感测电阻器常常降低电源变换系统100的效率。
图2(A)是示出另一常规反激电源变换系统的简化图。电源变换系统200包括系统控制器202、初级绕组210、次级绕组212、辅助绕组214、功率开关220、电流感测电阻器230、两个整流二极管260和262、两个电容器264和266以及两个电阻器268和270。例如，功率开关220是双极晶体管。在另一示例中，功率开关220是MOS晶体管。
与输出电压250相关的信息能够通过辅助绕组214提取以便调节输出电压250。当功率开关220闭合(例如，接通)时，能量被存储在包括初级绕组210和次级绕组212的变压器中。然后，当功率开关220断开(例如，关断)时，所存储的能量被释放到次级侧，并且辅助绕组214的电压映射次级侧上的输出电压。系统控制器202接收指示流经初级绕组210的初级电流276的电流感测信号272，以及与次级侧的退磁过程相关的反馈信号274。例如，开关220的开关周期包括接通时间段(on-time period)和关断时间段(off-time period)，在接通时间段期间，开关220闭合(例如，接通)，在关断时间段期间，开关220断开(例如，关断)。
图2(B)是在不连续传导模式(DCM)下操作的反激电源变换系统200的简化常规定时图。波形292表示作为时间的函数的辅助绕组214的电压254，并且波形294表示作为时间的函数的流经次级绕组212的次级电流278。
例如，如图2(B)中所示，开关220的开关周期Ts在时间t0处开始并且在时间t3处结束，接通时间段Ton在时间t0处开始并且在时间t1处结束，退磁时段Tdemag在时间t1处开始并且在时间t2处结束，以及关断时间段Toff在时间t1处开始并且在时间t3处结束。在另一示例中，t0≤t1≤t2≤t3。在DCM中，关断时间段Toff比退磁时段Tdemag长得多。
在退磁时段Tdemag期间，开关220保持断开，初级电流276保持在低值(例如，近似零)。次级电流278如波形294所示出的那样从值296(例如，在t1处)减小。退磁过程在次级电流278具有低值298(例如，近似零)的时间t2处结束。在开关周期的其余时间段，次级电流278保持在值298处。直到在退磁过程完成之后的时间段(例如，在t3处)，下一个开关周期才会开始。
如图1和图2(A)中所示，电源变换系统100和电源变换系统200各自都在次级侧使用整流二极管(例如，图1中的二极管124和图2中的二极管260)以用于整流。整流二极管的正向电压通常是在0.3V-0.8V的范围内。这样的正向电压在操作中常常导致显著的功率损耗，并且因此引起电源变换系统的低效率。例如，当电源变换系统具有5V/1A的输出电平时，具有0.3V-0.4V的正向电压的整流二极管在满载(例如，1A)下引起约0.3W-0.4W的功率损耗。系统效率的降低约为4％-6％。
此外，为了使电源变换系统200实现低的待机功率消耗，开关频率常常被保持为低以在无载或轻载条件下降低开关损耗。然而，当电源变换系统200从无/轻载条件改变为满载条件时，输出电压250可能突然地下降并且这样的电压降可能不会被系统控制器202立刻检测到，因为系统控制器202常常仅能够在每个开关周期的退磁过程期间检测输出电压。因此，电源变换系统200在无/轻载条件下在低开关频率处的动态性能常常是不令人满意的。例如，电源变换系统200具有5V/1A的输出电平并且输出电容器264具有1000μF的电容。在无/轻载条件下，开关频率是与1ms的开关周期相对应的1kHz。如果输出负载从无/轻载条件(例如，0A)改变为满载条件(例如，1A)，则输出电压250下降1V(例如，从5V降到4V)，这在某些应用中常常是不可接受的。
因此，改进用于电源变换系统的整流和输出检测的技术是非常重要的。
发明内容
本发明涉及集成电路。更具体地，本发明提供了具有输出检测和同步整流机制的系统和方法。仅作为示例，本发明已被应用于电源变换系统。但应认识到，本发明具有更广泛的适用范围。
根据一个实施例，一种用于调节电源变换系统的系统控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。所述系统控制器被配置为在第一控制器端子处至少接收输入信号，并且至少基于与输入信号相关联的信息在第二控制器端子处生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。所述系统控制器被进一步配置为：如果输入信号大于第一阈值，则生成第一逻辑电平的栅极驱动信号以关断晶体管，并且如果输入信号从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值，则将栅极驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通晶体管。
根据另一实施例，一种用于调节电源变换系统的系统控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。所述系统控制器被配置为在第一控制器端子处至少接收输入信号，所述输入信号与和电源变换系统的次级绕组相关联的输出电压成比例，并且至少基于与输入信号相关联的信息在第二控制器端子处生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。所述系统控制器被进一步配置为：只有当输入信号从大于第一阈值的第一值改变为小于第一阈值的第二值时，生成栅极驱动信号的脉冲以在与该脉冲相关联的脉冲周期期间接通晶体管。
根据又一个实施例，一种用于调节电源变换系统的系统控制器包括第一比较器、信号检测器以及驱动组件。第一比较器被配置为接收输入信号并且至少基于与该输入信号相关联的信息来输出第一比较信号。信号检测器被配置为接收输入信号并且至少基于与该输入信号相关联的信息来输出第一检测信号。驱动组件被配置为至少基于与第一比较信号和第一检测信号相关联的信息来输出栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。比较器被进一步配置为确定输入信号是否大于第一阈值。信号检测器被进一步配置为确定输入信号是否从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值。驱动组件被进一步配置为：如果第一比较信号指示输入信号大于第一阈值，则生成第一逻辑电平的栅极驱动信号以关断晶体管，并且如果第一检测信号指示输入信号从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值，则将栅极驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通晶体管。
在一个实施例中，一种用于调节电源变换系统的系统控制器包括比较器、脉冲信号发生器以及驱动组件。比较器被配置为接收输入信号并且至少基于与该输入信号相关联的信息来输出比较信号。脉冲信号发生器被配置为至少接收比较信号并且至少基于与该比较信号相关联的信息来生成脉冲信号。驱动组件被配置为接收脉冲信号并且至少基于与该脉冲信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。比较器被进一步配置为确定输入信号是否大于或小于阈值。脉冲信号发生器被进一步配置为：只有当比较信号指示输入信号从大于阈值的第一值改变为小于阈值的第二值时，生成脉冲信号的第一脉冲。驱动组件被进一步配置为响应于脉冲信号的第一脉冲，生成栅极驱动信号的第二脉冲以在与第二脉冲相关联的脉冲周期期间接通晶体管。
在另一实施例中，一种用于调节电源变换系统的方法包括：至少接收输入信号、处理与该输入信号相关联的信息、以及至少基于与该输入信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。用于至少基于与输入信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流的过程包括：如果输入信号大于第一阈值，则生成第一逻辑电平的栅极驱动信号以关断晶体管；以及如果输入信号从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值，则将栅极驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通晶体管。
在又一个实施例中，一种用于调节电源变换系统的方法包括：至少接收输入信号；所述输入信号与和电源变换系统的次级绕组相关联的输出电压成比例；处理与输入信号相关联的信息；以及至少基于与输入信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。用于至少基于与输入信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流的过程包括：只有当输入信号从大于第一阈值的第一值改变为小于第一阈值的第二值时，生成栅极驱动信号的脉冲以在与该脉冲相关联的脉冲周期期间接通晶体管。
在又一个实施例中，一种用于调节电源变换系统的方法包括：接收输入信号、处理与该输入信号相关联的信息以及确定输入信号是否大于第一阈值。所述方法进一步包括：至少基于与输入信号相关联的信息来生成比较信号；确定输入信号是否从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值；以及至少基于与输入信号相关联的信息来生成检测信号。此外，所述方法包括：至少基于与比较信号和检测信号相关联的信息来输出栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。用于至少基于与比较信号和检测信号相关联的信息来输出栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流的过程包括：如果比较信号指示输入信号大于第一阈值，则生成第一逻辑电平的栅极驱动信号以关断晶体管；以及如果检测信号指示输入信号从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值，则将栅极驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通晶体管。
在又一个实施例中，一种用于调节电源变换系统的方法包括：接收输入信号、处理与该输入信号相关联的信息以及确定输入信号是否大于或小于阈值。所述方法进一步包括：至少基于与第一输入信号相关联的信息来生成比较信号、接收该比较信号以及处理与该比较信号相关联的信息。此外，所述方法包括：至少基于与比较信号相关联的信息来生成脉冲信号；接收该脉冲信号；处理与该脉冲信号相关联的信息；以及至少基于与该脉冲信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。用于至少基于与比较信号相关联的信息来生成脉冲信号的过程包括：只有当比较信号指示输入信号从大于阈值的第一值改变为小于阈值的第二值时，生成脉冲信号的第一脉冲。用于至少基于与脉冲信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流的过程包括：响应于脉冲信号的第一脉冲，生成栅极驱动信号的第二脉冲以在与第二脉冲相关联的脉冲周期期间接通晶体管。
根据一个实施例，一种用于调节电源变换系统的系统控制器包括：第一控制器端子和第二控制器端子。所述系统控制器被配置为：在第一控制器端子处接收输入信号；并且至少基于与该输入信号相关联的信息在第二控制器端子处生成第一驱动信号以接通或者关断晶体管以影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。所述系统控制器被进一步配置为：响应于输入信号从大于第一阈值的第一值改变为小于第一阈值的第二值，将第一驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通晶体管；响应于输入信号从第二值改变为第二阈值，改变第一驱动信号以使输入信号保持在近似第二阈值处；以及响应于输入信号变得大于第三阈值，生成第一逻辑电平的第一驱动信号以关断晶体管。
根据另一实施例，一种用于调节电源变换系统的系统包括：第一系统控制器和第二系统控制器。第一系统控制器被配置为：接收和与电源变换系统的次级绕组相关的输出电压相关联的输入信号；并且至少基于与该输入信号相关联的信息来生成第一驱动信号以接通或者关断晶体管以影响与电源变换系统的次级绕组相关联的第一电流。第二系统控制器被配置为：接收与第一驱动信号相关联的反馈信号；至少基于与该反馈信号相关联的信息来生成第二驱动信号；以及将第二驱动信号输出到开关以影响流经电源变换系统的初级绕组的第二电流。第一系统控制器被进一步配置为：响应于输入信号指示输出电压从大于第一阈值的第一值改变为小于第一阈值的第二值，生成第一驱动信号的一个或多个脉冲以接通和关断晶体管。第二系统控制器被进一步配置为：处理反馈信号以检测第一驱动信号的一个或多个脉冲；并且响应于第一驱动信号的一个或多个脉冲被检测到，增大与第二驱动信号相关联的开关频率。第二系统控制器包括：检测组件，其被配置为接收反馈信号，至少基于与该反馈信号相关联的信息来检测第一驱动信号的一个或多个脉冲，并且至少基于与所检测到的一个或多个脉冲相关联的信息来输出检测信号；信号发生器，其被配置为接收检测信号并且至少基于与该检测信号相关联的信息来输出调制信号；以及驱动组件，其被配置为接收调制信号并且将第二驱动信号输出到开关。
在一个实施例中，一种用于调节电源变换系统的方法包括：接收输入信号；处理与该输入信号相关联的信息；以及至少基于与该输入信号相关联的信息来生成第一驱动信号以接通或者关断晶体管以影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。至少基于与输入信号相关联的信息来生成第一驱动信号包括：响应于输入信号从大于第一阈值的第一值改变为小于第一阈值的第二值，将第一驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通晶体管；响应于输入信号从第二值改变为第二阈值，改变第一驱动信号以使输入信号保持在近似第二阈值处；以及响应于输入信号变得大于第三阈值，生成第一逻辑电平的第一驱动信号以关断晶体管。
在另一实施例中，一种用于调节电源变换系统的方法包括：接收和与电源变换系统的次级绕组相关的输出电压相关联的输入信号；处理与该输入信号相关联的信息；至少基于与该输入信号相关联的信息来生成第一驱动信号以接通或关断晶体管以影响与电源变换系统的次级绕组相关联的第一电流；接收与第一驱动信号相关联的反馈信号；处理与该反馈信号相关联的信息；至少基于与该反馈信号相关联的信息来生成第二驱动信号；以及将第二驱动信号输出到开关以影响流经电源变换系统的初级绕组的第二电流。至少基于与输入信号相关联的信息来生成第一驱动信号包括：响应于输入信号指示输出电压从大于第一阈值的第一值改变为小于第一阈值的第二值，生成第一驱动信号的一个或多个脉冲以接通和关断晶体管。处理与反馈信号相关联的信息包括：处理反馈信号；至少基于与该反馈信号相关联的信息来检测第一驱动信号的一个或多个脉冲；以及至少基于与所检测到的一个或多个脉冲相关联的信息来输出检测信号。至少基于与反馈信号相关联的信息来生成第二驱动信号包括：接收检测信号；至少基于与该检测信号相关联的信息来输出调制信息；接收该调制信号；以及至少基于与该调制信号相关联的信息来生成第二驱动信号。至少基于与反馈信号相关联的信息来生成第二驱动信号进一步包括：响应于被检测到的第一驱动信号的一个或多个脉冲，增大与第二驱动信号相关联的开关频率。
取决于实施例，可以实现这些有益效果中的一个或多个。能够参考以下的具体实施方式和附图来全面地领会本发明的这些有益效果和各种附加的目的、特征以及优点。
附图说明
图1是示出常规反激电源变换系统的简化图。
图2(A)是示出另一常规反激电源变换系统的简化图。
图2(B)是在不连续传导模式(DCM)下操作的如图2(A)中所示出的反激电源变换系统的简化常规定时图。
图3(A)是示出根据本发明的实施例具有整流电路的电源变换系统的简化图。
图3(B)是示出根据本发明的另一实施例具有整流电路的电源变换系统的简化图。
图4是根据本发明的实施例在不连续传导模式(DCM)下操作的如图3(A)中所示出的电源变换系统的简化定时图。
图5是示出根据本发明的实施例作为如图3(A)中所示出的电源变换系统的一部分的次级控制器的某些组件的简化图。
图6是根据本发明的实施例包括如图5中所示出的次级控制器并且在不连续传导模式(DCM)下操作的如图3(A)中所示出的电源变换系统的简化定时图。
图7是示出根据本发明的另一实施例作为如图3(A)中所示出的电源变换系统的一部分的次级控制器的某些组件的简化图。
图8(A)和图8(B)是根据实施例包括如图7中所示出的次级控制器的电源变换系统的简化定时图。
图9是示出根据本发明的实施例作为如图3(A)中所示出的电源变换系统的一部分的控制器的某些组件的简化图。
图10是根据本发明的实施例包括如图9中所示出的控制器和如图7中所示出的次级控制器并且在不连续传导模式(DCM)下操作的电源变换系统的简化定时图。
具体实施方式
本发明涉及集成电路。更具体地，本发明提供了具有输出检测和同步整流机制的系统和方法。仅作为示例，本发明已被应用于电源变换系统。但应认识到，本发明具有更广泛的适用范围。
图3(A)是示出根据本发明的实施例具有整流电路的电源变换系统的简化图。该图仅仅是示例，其不应该过度地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。电源变换系统300包括控制器302、初级绕组304、次级绕组306、辅助绕组324、整流电路301、二极管320、电流感测电阻器328、电容器312和380、电阻器314、316、322和326以及功率开关330。整流电路301包括次级控制器308、电阻器318以及晶体管310。次级控制器308包括端子390、392、394、396以及398。例如，晶体管310是MOSFET。在另一示例中，功率开关330是晶体管。
根据一个实施例，当功率开关330闭合(例如，接通)时，能量被存储在包括初级绕组304和次级绕组306的变压器中。例如，当功率开关330断开(例如，关断)时，所存储的能量被转移到次级侧，并且辅助绕组324的电压映射次级侧上的输出电压350。在另一示例中，控制器302从包括电阻器322和326的分压器(用于输出电压调节)接收反馈信号360。在又一个示例中，在能量转移的过程(例如，退磁过程)中，晶体管310被接通并且次级电流352的至少一部分流经晶体管310。在又一个示例中，晶体管310的接通电阻是非常小的(例如，在几十毫欧姆范围内)。在又一个示例中，当传导时在晶体管310上的电压降比在整流二极管(例如，二极管124或二极管260)上的电压降小得多，并且因此与系统100或系统200相比，电源变换系统300的功率损耗被大大地降低。在又一个示例中，反馈信号360与输出电压350相关。
根据另一实施例，在能量转移过程(例如，退磁过程)的末期，次级电流352具有低值(例如，几乎为零)。例如，晶体管310被关断以防止残余电流通过晶体管310从输出端子351流向地。在另一示例中，当晶体管310接通时功率开关330保持关断(例如，断开)。在又一个示例中，次级控制器308接收指示在晶体管310的端子364(例如，晶体管310的漏极端子)处的电压的电压信号362(例如，VDR)，并且提供信号366(例如，在端子G2处)以驱动晶体管310。
如上面所讨论的和在这里进一步强调的那样，图3(A)仅仅是示例，其不应该过度地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。例如，控制器302和次级控制器308是在不同的芯片上。在另一示例中，次级控制器308和晶体管310是在作为多芯片封装的一部分的不同芯片上。在又一个示例中，次级控制器308和晶体管310被集成在相同的芯片上。
图3(B)是示出根据本发明的另一实施例具有整流电路的电源变换系统的简化图。该图仅仅是示例，其不应该过度地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。电源变换系统400包括控制器402、初级绕组404、次级绕组406、第一辅助绕组424、第二辅助绕组425、整流电路401、二极管420和474、电容器412、476和478、电流感测电阻器428、电阻器414、416、470和472以及功率开关430。整流电路401包括次级控制器408、电阻器418以及晶体管410。例如，晶体管410是MOSFET。在另一示例中，功率开关430是晶体管。在又一个示例中，整流电路401与整流电路301相同。
根据一个实施例，当功率开关430闭合(例如，接通)时，能量被存储在包括初级绕组404和次级绕组406的变压器中。例如，当功率开关430断开(例如，关断)时，所存储的能量被转移到次级侧，并且第二辅助绕组425的电压映射次级侧上的输出电压450。在另一示例中，控制器402从用于输出电压调节的包括电阻器470和472的分压器接收反馈信号460。在另一示例中，在能量转移的过程(例如，退磁过程)中，晶体管410被接通并且次级电流452的至少一部分流经晶体管410。在又一个示例中，晶体管410的接通电阻是非常小的(例如，在几十毫欧姆范围内)。
根据另一实施例，在能量转移过程(例如，退磁过程)的末期，次级电流452具有低值(例如，几乎为零)。例如，晶体管410被关断以防止反向电流通过晶体管410从输出端子流向地。在另一示例中，当晶体管410接通时功率开关430保持关断(例如，断开)。在又一个示例中，次级控制器408接收(例如，在端子DR处)指示在晶体管410的端子464(例如，晶体管410的漏极端子)处的电压的电压信号462，并且提供信号466(例如，在端子G2处)以驱动晶体管410。
如上面所讨论的和在这里进一步强调的那样，图3(B)仅仅是示例，其不应该过度地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。例如，控制器402和次级控制器408是在不同的芯片上。在另一示例中，次级控制器408和晶体管410是在作为多芯片封装的一部分的不同芯片上。在又一个示例中，次级控制器408和晶体管410被集成在相同的芯片上。
图4是根据本发明的实施例在不连续传导模式(DCM)下操作的如图3(A)中所示出的电源变换系统300的简化定时图。该图仅仅是示例，其不应该过度地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。例如，波形502表示作为时间的函数被接通或者关断的功率开关330，波形504表示作为时间的函数的次级电流352，波形506表示作为时间的函数的反馈信号360。此外，波形508表示作为时间的函数的电压信号362(例如，在端子DR处)，波形510表示作为时间的函数的信号366(例如，在端子G2处)，波形512表示作为时间的函数的流经晶体管310的通道电流368，波形514表示作为时间的函数的流经晶体管310的体二极管(例如，寄生二极管)的体二极管电流370。
例如，开关330的开关周期包括在其期间开关330闭合(例如，接通)的接通时间段和在其期间开关330断开(例如，关断)的关断时间段。在另一示例中，如图4中所示，开关330的接通时间段(例如，Ton)在时间t4处开始并且在时间t5处结束，而开关330的关断时间段(例如，Toff)在时间t5处开始并且在时间t9处结束。与包括初级绕组304和次级绕组306的变压器相关联的退磁时段(例如，Tdemag)在时间t5处开始并且在时间t8处结束。在又一个示例中，t4≤t5≤t6≤t7≤t8≤t9。
根据一个实施例，在接通时间段(例如，Ton)期间，开关330像波形502所示出的那样闭合(例如，被接通)，并且能量被存储在包括初级绕组304和次级绕组306的变压器中。例如，次级电流352具有如波形504所示出的低值516(例如，几乎为零)。在另一示例中，由次级控制器308所接收到的电压信号362(例如，VDR)具有高于零的值518(例如，如波形508所示出的那样)。在又一个示例中，信号366处于逻辑低电平(例如，如波形510所示出的那样)，并且晶体管310关断。在又一个示例中，在接通时间段(例如，Ton)期间，通道电流368具有低值520(例如，像波形512所示出的那样几乎为零)并且体二极管电流370具有低值522(例如，像波形514所示出的那样几乎为零)。
根据另一实施例，在接通时间段的末期(例如，在t5处)，开关330像波形502所示出的那样断开(例如，关断)，并且能量被转移到次级侧。例如，次级电流352像波形504所示出的那样从值516增大到值524(例如，在t5处)。在另一示例中，电压信号362(例如，VDR)从值518减小到值526(例如，如波形508所示出的那样)。在又一个示例中，值526低于第一阈值电压528(例如，Vth1)和第二阈值电压530(例如，Vth2)两者。在又一个示例中，第一阈值电压528(例如，Vth1)和第二阈值电压530(例如，Vth2)两者都低于地电压372(例如，零伏特)。在又一个示例中，晶体管310的体二极管开始传导，并且体二极管电流370从值522增大到值529(例如，如波形514所示出的那样)。其后，信号366从逻辑低电平改变为逻辑高电平(例如，像波形510所示出的那样在t6处)并且在某些实施例中晶体管310被接通。例如，通道电流368从值520增大到值525(例如，像波形512所示出的那样在t6处)。在另一示例中，在电压信号362(例如，VDR)从值518减小到值526所在的时间与信号366从逻辑低电平改变为逻辑高电平所在的时间之间存在延迟(例如，Td)。在又一个示例中，该延迟(例如，Td)是零。
根据又一个实施例，在退磁时段(例如，Tdemag)期间，开关330像波形502所示出的那样保持断开(例如，关断)。例如，次级电流352像波形504所示出的那样从值524减小。在另一示例中，如果电压信号362(例如，VDR)大于第一阈值电压528(例如，像波形508所示出的那样在t7处)，则信号366从逻辑高电平改变为逻辑低电平(例如，如波形510所示出的那样)。在又一个示例中，电压信号362(例如，VDR)减小以再次变得低于第一阈值电压528(例如，像波形508所示出的那样在t8处)。在又一个示例中，晶体管310被关断，并且通道电流368减小到低值534(例如，像波形512所示出的那样几乎为零)。在又一个示例中，体二极管电流370流经晶体管310的体二极管，并且减小到低值(像波形514所示出的那样在t9处几乎为零)。在又一个示例中，退磁时段在时间t9处结束。在又一个示例中，在时间t9之后不久，电压信号362像波形508中的上升沿所示出的那样增大，并且这样的上升沿即使被检测到，也未被用于确定电源变换系统300的开关频率(例如，负载条件)。在又一个示例中，次级电流352等于通道电流368和体二极管电流370的和。因此，在某些实施例中波形512的一部分(例如，在t5与t9之间)和波形514的一部分(例如，在t5与t9之间)的组合等于波形504的一部分(例如，在t5与t9之间)。
根据本发明的又一个实施例，图4是在不连续传导模式(DCM)下操作的如图3(B)中所示出的电源变换系统400的简化定时图。例如，波形502表示作为时间的函数被接通或者关断的功率开关430，波形504表示作为时间的函数的次级电流452，波形506表示作为时间的函数的反馈信号460。此外，波形508表示作为时间的函数的电压信号462(例如，在端子DR处)，波形510表示作为时间的函数的信号466(例如，在端子G2处)，波形512表示作为时间的函数的流经晶体管410的通道电流468，波形514表示作为时间的函数的流经晶体管410的体二极管(例如，寄生二极管)的体二极管电流480。
如上面所讨论的和在这里进一步强调的那样，图4仅仅是示例，其不应该过度地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。例如，在诸如连续传导模式和临界传导模式(例如，准谐振模式)之类的其它模式下操作的如图3(A)中所示出的电源变换系统300或如图3(B)中所示出的电源变换系统400也能够实现如图4中所图示的方案。
在某些实施例中，如图4中所图示的方案在连续传导模式下被实现。例如，如果次级控制器308检测到信号362(例如，VDR)的下降沿，则次级控制器308改变信号366以接通晶体管310。在另一示例中，控制器302在退磁时段结束(例如，次级电流352大于零)之前接通晶体管330，并且作为响应，信号362(例如，VDR)增大。在又一个示例中，次级控制器308检测信号362的上升沿并且改变信号366以关断晶体管310。
图5是示出根据本发明的实施例作为电源变换系统300的一部分的次级控制器308的某些组件的简化图。该图仅仅是示例，其不应该过度地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。次级控制器308包括箝位组件602、偏移组件604、上升沿检测组件606、比较器608和624、下降沿检测组件610、定时控制器612、逻辑控制组件614、栅极驱动器616、轻载检测器618、信号发生器620、振荡器622、欠压锁定组件628以及基准信号发生器626。例如，次级控制器308中的一些组件被用于同步整流，所述一些组件包括箝位组件602、偏移组件604、上升沿检测组件606、比较器608、下降沿检测组件610、定时控制器612、逻辑控制组件614以及栅极驱动器616。在另一示例中，次级控制器308中的某些组件被用于输出电压检测和控制，所述某些组件包括轻载检测器618、信号发生器620、振荡器622、基准信号发生器626、逻辑控制组件614以及栅极驱动器616。在又一个示例中，被用于同步整流的次级控制器308的组件以及被用于输出电压检测和控制的次级控制器308的组件被集成在相同的芯片上。
图6是根据本发明的实施例包括如图5中所示出的次级控制器308并且在不连续传导模式(DCM)下操作的电源变换系统300的简化定时图。该图仅仅是示例，其不应该过度地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。例如，波形702表示作为时间的函数被接通或者关断的功率开关330，波形704表示作为时间的函数的反馈信号360，波形706表示作为时间的函数的电压信号362(例如，在端子390处)。此外，波形708表示作为时间的函数的信号366(例如，在端子392处)，波形710表示作为时间的函数的流经晶体管310的通道电流368，波形712表示作为时间的函数的指示输出电压350的电压信号388(例如，在端子398处)。
根据一个实施例，箝位组件602从端子390(例如，端子DR)处接收电压信号362(例如，VDR)。例如，上升沿检测组件606、比较器608以及下降沿检测组件610接收等于被偏移组件604修改的电压信号362的信号658。在另一示例中，上升沿检测组件606、比较器608以及下降沿检测组件610分别至少基于与信号658相关联的信息来输出信号670、660以及650。在又一个示例中，定时控制器612接收信号670、660以及650并且将信号672输出到逻辑控制器614以便驱动晶体管310。偏移组件604在一些实施例中被省略。
根据另一实施例，在时间t16之前，电源变换系统300是在无/轻载条件下并且系统300的开关频率被保持为低(例如，低于阈值)。例如，在接通时间段期间(例如，在时间t11与时间t12之间)，开关330像波形702所示出的那样闭合(例如，被接通)，并且能量被存储在包括初级绕组304和次级绕组306的变压器中。在另一示例中，电压信号362(例如，在端子DR处)具有值714(例如，如波形706所示出的那样)，并且被箝位组件602箝位。在又一个示例中，信号366(例如，在端子G2处)处于逻辑低电平(例如，如波形708所示出的那样)，并且晶体管310关断。在又一个示例中，在接通时间段(例如，Ton)期间，通道电流368具有低值716(例如，像波形710所示出的那样几乎为零)。在又一个示例中，电压信号388(例如，Vs)具有值718(例如，如波形712所示出的那样)。
根据又一个实施例，在接通时间段的末期(例如，在t12处)，开关330像波形702所示出的那样断开(例如，关断)，并且能量被转移到次级侧。例如，电压信号362从值714减小到值720(例如，如波形706所示出的那样)。在又一个示例中，值720低于第三阈值电压722(例如，Vth3)和第四阈值电压724(例如，Vth4)两者。在又一个示例中，第三阈值电压722(例如，Vth3)和第四阈值电压724(例如，Vth4)两者都低于接地电压372。在又一个示例中，晶体管310的体二极管开始传导，并且体二极管电流370在大小方面增大。其后，信号366从逻辑低电平改变为逻辑高电平(例如，像波形708所示出的那样在t13处)，并且在某些实施例中晶体管310被接通。例如，第三阈值电压722(例如，Vth3)和第四阈值电压724(例如，Vth4)分别与第一阈值电压528和第二阈值电压530相同。
根据又一个实施例，当电压信号362从值714减小到值720时(例如，如波形706所示出的那样)，下降沿检测组件610检测到电压信号362的下降并且改变信号650以便接通晶体管310。例如，作为响应，通道电流368从值716增大到值726(例如，像波形710所示出的那样在t13处)。在另一示例中，在晶体管310的漏极端子与源极端子之间的电压降基于以下等式被确定：
VDS_M2＝-Isec×Rds_on            (等式1)
其中VDS_M2表示晶体管310的漏极端子与源极端子之间的电压降，Isec表示次级电流352，并且Rds_on表示晶体管310的接通电阻。
因为晶体管310的接通电阻是非常小的，所以根据某些实施例，在晶体管310的漏极端子与源极端子之间的电压降的大小比整流二极管(例如，二极管124或二极管260)的正向电压小得多。例如，当次级电流352变得非常小(例如，近似零)时，在晶体管310的漏极端子与源极端子之间的电压降在大小方面变得非常小，并且电压信号362在大小方面是非常小的。在另一示例中，如果信号658在大小方面大于基准信号652，则比较器608改变信号660以便关断晶体管310。在又一个示例中，信号366从逻辑高电平改变为逻辑低电平(例如，像波形708所示出的那样在t14处)并且晶体管310被关断。在又一个示例中，晶体管310的体二极管开始再次传导，并且体二极管电流370在大小方面减小(例如，在t15处最后到几乎为零)。因此，在一些实施例中能量被完全地递送到输出端。
在一个实施例中，次级控制器308连续地通过信号388(例如，Vs)来监视输出电压350。例如，比较器624接收基准信号680和信号388(例如，Vs)并且输出信号682。在另一示例中，轻载检测器618从振荡器622接收时钟信号并且从定时控制器612接收信号676。在又一个示例中，信号676指示信号362中的某些开关事件(例如，上升沿或下降沿)。在又一个示例中，轻载检测器618输出指示电源变换系统300的开关频率的信号678。在又一个示例中，信号发生器620接收信号678和信号682并且将信号684输出到逻辑控制组件614以便影响晶体管310的状态。
在另一实施例中，如果输出电压350在任何条件下下降至阈值电平以下，例如，当输出负载条件从无/轻载条件改变为满载条件时(例如，在t16与t17之间)，则输出电压350减小(例如，在阈值电平以下)。例如，如果信号388(例如，Vs)在大小方面从大于基准信号680的第一值改变为在大小方面低于基准信号680的第二值(例如，像波形712所示出的那样在t16处)，则比较器624在信号682中生成脉冲以便在短时间段期间接通晶体管310。在一些实施例中，如果信号678指示电源变换系统300是在无/轻载条件下，则信号发生器620在信号684中输出脉冲，并且作为响应，栅极驱动器616在信号366中生成脉冲730(例如，如波形708所示出的那样)。例如，信号362(例如，在端子DR处)减小到值728(例如，像波形706所示出的那样在t16与t17之间)。在又一个示例中，晶体管310在与信号366中的脉冲730相关联的脉冲周期期间被接通，并且通道电流368像波形710所示出的那样在不同的方向上(例如，通过晶体管310从输出电容器312到地)流动。在又一个示例中，反馈信号360在大小方面增大，并且形成脉冲(例如，像波形704所示出的那样在t16与t17之间)。控制器302检测反馈信号360的脉冲，并且作为响应，增大初级绕组304的峰值电流和开关频率以便根据某些实施例将更多能量递送到次级侧。例如，输出电压350和电压信号388最后在大小方面增大(例如，像波形712所示出的那样在t18处)。
如上面所讨论的和在这里进一步强调的那样，图5和图6仅仅是示例，其不应该过度地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。例如，次级控制器408与如图5中所示出的次级控制器308相同。
在某些实施例中，图6是包括次级控制器408并且在不连续传导模式(DCM)下操作的电源变换系统400的简化定时图。例如，波形702表示作为时间的函数被接通或者关断的功率开关430，波形704表示作为时间的函数的反馈信号460，波形706表示作为时间的函数的电压信号462。此外，波形708表示作为时间的函数的信号466，波形710表示作为时间的函数的流经晶体管410的通道电流468，波形712表示作为时间的函数的指示输出电压450的电压信号488。
在一些实施例中，作为电源变换系统300的一部分的次级控制器308或作为电源变换系统400的一部分的次级控制器408在其他模式，诸如连续传导模式和临界传导模式(例如，准谐振模式)下操作，也能够实现如图5和图6中所图示的方案。
根据另一实施例，一种用于调节电源变换系统的系统控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。系统控制器被配置为在第一控制器端子处至少接收输入信号，并且至少基于与该输入信号相关联的信息在第二控制器端子处生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。系统控制器被进一步配置为：如果输入信号大于第一阈值，则生成第一逻辑电平的栅极驱动信号以关断晶体管，并且如果输入信号从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值，则将栅极驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通晶体管。例如，根据图3(A)、图3(B)、图4、图5和/或图6实现本系统。
根据另一实施例，一种用于调节电源变换系统的系统控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。系统控制器被配置为在第一控制器端子处至少接收输入信号，所述输入信号与和电源变换系统的次级绕组相关联的输出电压成比例，并且至少基于与该输入信号相关联的信息在第二控制器端子处生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。系统控制器被进一步配置为：只有当输入信号从大于第一阈值的第一值改变为小于第一阈值的第二值时，才生成栅极驱动信号的脉冲以在与该脉冲相关联的脉冲周期期间接通晶体管。例如，至少根据图3(A)、图3(B)、图5和/或图6实现本系统。
根据又一个实施例，一种用于调节电源变换系统的系统控制器包括第一比较器、信号检测器以及驱动组件。第一比较器被配置为接收输入信号并且至少基于与该输入信号相关联的信息来输出第一比较信号。信号检测器被配置为接收输入信号并且至少基于与该输入信号相关联的信息来输出第一检测信号。驱动组件被配置为至少基于与第一比较信号和第一检测信号相关联的信息来输出栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。比较器被进一步配置为确定输入信号是否大于第一阈值。信号检测器被进一步配置为确定输入信号是否从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值。驱动组件被进一步配置为：如果第一比较信号指示输入信号大于第一阈值，则生成第一逻辑电平的栅极驱动信号以关断晶体管，并且如果第一检测信号指示输入信号从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值，则将栅极驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通晶体管。例如，根据图3(A)、图3(B)、图4、图5和/或图6实现本系统。
在一个实施例中，一种用于调节电源变换系统的系统控制器包括比较器、脉冲信号发生器以及驱动组件。比较器被配置为接收输入信号并且至少基于与该输入信号相关联的信息来输出比较信号。脉冲信号发生器被配置为至少接收比较信号并且至少基于与该比较信号相关联的信息来生成脉冲信号。驱动组件被配置为接收脉冲信号并且至少基于与该脉冲信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。比较器被进一步配置为确定输入信号是否大于或小于阈值。脉冲信号发生器被进一步配置为：只有当比较信号指示输入信号从大于阈值的第一值改变为小于阈值的第二值时，才生成脉冲信号的第一脉冲。驱动组件被进一步配置为响应于脉冲信号的第一脉冲，生成栅极驱动信号的第二脉冲以在与第二脉冲相关联的脉冲周期期间接通晶体管。例如，至少根据图3(A)、图3(B)、图5和/或图6实现本系统。
在另一实施例中，一种用于调节电源变换系统的方法包括：至少接收输入信号、处理与该输入信号相关联的信息以及至少基于与该输入信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。用于至少基于与输入信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流的过程包括：如果输入信号大于第一阈值，则生成第一逻辑电平的栅极驱动信号以关断晶体管；以及如果输入信号从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值，则将栅极驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通晶体管。例如，根据图3(A)、图3(B)、图4、图5和/或图6实现本方法。
在又一个实施例中，一种用于调节电源变换系统的方法包括：至少接收输入信号，所述输入信号与和电源变换系统的次级绕组相关联的输出电压成比例；处理与该输入信号相关联的信息；以及至少基于与该输入信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。用于至少基于与输入信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流的过程包括：只有当输入信号从大于第一阈值的第一值改变为小于第一阈值的第二值时，才生成栅极驱动信号的脉冲以在与该脉冲相关联的脉冲周期期间接通晶体管。例如，至少根据图3(A)、图3(B)、图5和/或图6实现本方法。
在又一个实施例中，一种用于调节电源变换系统的方法包括：接收输入信号，处理与该输入信号相关联的信息以及确定输入信号是否大于第一阈值。所述方法进一步包括：至少基于与输入信号相关联的信息来生成比较信号；确定输入信号是否从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值；以及至少基于与输入信号相关联的信息来生成检测信号。此外，所述方法包括：至少基于与比较信号和检测信号相关联的信息来输出栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。用于至少基于与比较信号和检测信号相关联的信息来输出栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流的过程包括：如果比较信号指示输入信号大于第一阈值，则生成第一逻辑电平的栅极驱动信号以关断晶体管；以及如果检测信号指示输入信号从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值，则将栅极驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通晶体管。例如，根据图3(A)、图3(B)、图4、图5和/或图6实现本方法。
在又一个实施例中，一种用于调节电源变换系统的方法包括：接收输入信号、处理与该输入信号相关联的信息、以及确定输入信号是否大于或小于阈值。所述方法进一步包括：至少基于与第一输入信号相关联的信息来生成比较信号、接收该比较信号、以及处理与该比较信号相关联的信息。此外，所述方法包括：至少基于与比较信号相关联的信息来生成脉冲信号；接收该脉冲信号；处理与该脉冲信号相关联的信息；以及至少基于与该脉冲信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。用于至少基于与比较信号相关联的信息来生成脉冲信号的过程包括：只有当比较信号指示输入信号从大于阈值的第一值改变为小于阈值的第二值时，生成脉冲信号的第一脉冲。用于至少基于与脉冲信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流的过程包括：响应于脉冲信号的第一脉冲，生成栅极驱动信号的第二脉冲以在与第二脉冲相关联的脉冲周期期间接通晶体管。例如，至少根据图3(A)、图3(B)、图5和/或图6实现本方法。
如上面所讨论的和在这里进一步强调的那样，图3(A)、图3(B)、图4仅仅是示例，其不应该过度地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。例如，电阻器318被去除。在另一示例中，电阻器418被去除。在又一个示例中，第一阈值电压528(例如，Vth1)等于-10mV，并且第二阈值电压530(例如，Vth2)等于-300mV。
图7是示出根据本发明的另一实施例作为电源变换系统300的一部分的次级控制器308的某些组件的简化图。该图仅仅是示例，其不应该过度地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。次级控制器308包括箝位组件802、偏移组件804、上升沿检测组件806、软关断(soft-off)调节器808、比较器824、下降沿检测组件810、定时控制器812、逻辑控制组件814、驱动组件816、轻载检测器818、信号发生器820、振荡器822、欠压锁定组件828、基准信号发生器826、晶体管898以及电流源896。
根据一个实施例，次级控制器308中的一些组件被用于同步整流，所述一些组件包括箝位组件802、偏移组件804、上升沿检测组件806、软关断调节器808、下降沿检测组件810、定时控制器812、逻辑控制组件814、驱动组件816、晶体管898以及电流源896。例如，次级控制器308中的某些组件被用于输出电压检测和控制，所述某些组件包括轻载检测器818、信号发生器820、振荡器822、基准信号发生器826、逻辑控制组件814以及驱动组件816。在另一示例中，被用于同步整流的次级控制器308的组件以及被用于输出电压检测和控制的次级控制器308的组件被集成在相同的芯片上。在又一个示例中，箝位组件802、偏移组件804、上升沿检测组件806、比较器824、下降沿检测组件810、定时控制器812、逻辑控制组件814、驱动组件816、轻载检测器818、信号发生器820、振荡器822、欠压锁定组件828以及基准信号发生器826分别与箝位组件602、偏移组件604、上升沿检测组件606、比较器624、下降沿检测组件610、定时控制器612、逻辑控制组件614、栅极驱动器616、轻载检测器618、信号发生器620、振荡器622、欠压锁定组件628以及基准信号发生器626相同。在又一个示例中，上升沿检测组件806包括比较器，并且下降沿检测组件810包括另一比较器。
根据另一实施例，箝位组件802从端子390(例如，端子DR)处接收电压信号362(例如，VDR)。例如，上升沿检测组件806、软关断调节器808以及下降沿检测组件810接收等于被偏移组件804修改的电压信号362的信号858。在另一示例中，上升沿检测组件806还接收第一阈值电压892并且至少基于与信号858和第一阈值电压892相关联的信息来输出信号870。在又一个示例中，下降沿检测组件810还接收第二阈值电压854并且至少基于与信号858和第二阈值电压854相关联的信息来输出信号850。在又一个示例中，软关断调节器808还接收第三阈值电压890并且至少基于与信号858和第三阈值电压890相关联的信息来输出信号860。在又一个示例中，信号860被晶体管898(例如，在栅极端子处)接收，该晶体管898的晶体管端子(例如，漏极端子)被直接地或者间接地耦合到端子392(例如，端子G2)。在又一个示例中，定时控制器812接收信号870、860以及850并且将信号872输出到逻辑控制器814以便影响晶体管310。偏移组件804在一些实施例中被省略。
根据又一个实施例，下降沿检测组件810将信号858与第二阈值电压854(例如，-300mV)相比较，并且如果信号858低于第二阈值电压854，则下降沿检测组件810改变信号850以便将信号366改变为逻辑高电平以接通晶体管310。例如，软关断调节器808比较信号858和第三阈值电压890(例如，-50mV)，并且如果信号858高于第三阈值电压890，则软关断调节器808改变信号860以便将信号366拉低(例如，在大小方面减小)。作为示例，晶体管310的接通电阻被增大。在一些实施例中，信号858被减小到低于第三阈值电压890，并且作为响应，软关断调节器808被配置为改变信号860以便使信号362保持近似恒定。例如，信号362在第三阈值电压890附近(例如，在第三阈值电压890附近的小范围内)波动。作为示例，信号362在下限与上限之间在第三阈值电压890附近波动，其中下限等于第三阈值电压890减10mV，并且上限等于第三阈值电压890加2mV。作为另一示例，第三阈值电压890等于-50mV，并且信号362在-60mV与-48mV之间波动。在另一示例中，晶体管310的漏极电流在大小方面减小，并且信号362再次增大。当信号362变得高于第三阈值电压890时，在某些实施例中，重复上面指出的过程。例如，晶体管310响应于信号366从逻辑低电平改变为逻辑高电平而被接通，并且然后响应于信号366从逻辑高电压改变回逻辑低电平而被关断。
如上面所讨论的和在这里进一步强调的那样，图7仅仅是示例，其不应该过度地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。例如，次级控制器408与如图7中所示出的次级控制器308相同。
图8(A)和图8(B)是根据实施例包括如图7中所示出的次级控制器308的电源变换系统300的简化定时图。该图仅仅是示例，其不应该过度地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。例如，波形902表示作为时间的函数被接通或者关断的功率开关330，波形904表示作为时间的函数的电压信号362(例如，在端子DR处)，波形906表示作为时间的函数的信号366(例如，在端子G2处)，波形908表示作为时间的函数的晶体管310的接通电阻。如图8(A)和图8(B)中所示，开关330的接通时间段(例如，Ton)在时间t30处开始并且在时间t31处结束，而开关330的关断时间段(例如，Toff)在时间t31处开始并且在时间t34处结束。在又一个示例中，t30≤t31≤t32≤t33≤t34。
根据一个实施例，在接通时间段(例如，Ton)期间，开关330像波形902所示出的那样闭合(例如，被接通)，并且能量被存储在包括初级绕组304和次级绕组306的变压器中。例如，由次级控制器308所接收到的电压信号362(例如，VDR)具有高于零的值918(例如，如波形904所示出的那样)。在另一示例中，信号366处于逻辑低电平(例如，如波形906所示出的那样)，并且晶体管310关断。在又一个示例中，在接通时间段的末期(例如，在t31处)，开关330像波形902所示出的那样断开(例如，关断)，并且能量被转移到次级侧。在又一个示例中，电压信号362(例如，VDR)从值918减小到低于第一阈值电压928(例如，Vth1)和第二阈值电压910(例如，Vth2)两者的值，如波形904所示出的那样。在又一个示例中，第一阈值电压928(例如，Vth1)和第二阈值电压910(例如，Vth2)两者都低于地电压372(例如，零伏特)。在又一个示例中，晶体管310的体二极管开始传导。其后在某些实施例中，信号366从逻辑低电平改变为逻辑高电平(例如，像波形906所示出的那样在t31处)并且晶体管310被接通。例如，晶体管310的接通电阻在大小方面减小(例如，如波形908所示出的那样)。在一些实施例中，第一阈值电压928(例如，Vth1)等于-10mV，并且第二阈值电压910(例如，Vth2)等于-300mV。
根据另一实施例，在关断时间段开始(例如，在t31处)之后，电压信号362(例如，VDR)增大，并且达到第三阈值电压912(例如，Vth3)(例如，像波形904所示出的那样在t32处)。例如，次级控制器308被配置为使电压信号362(例如，VDR)保持在近似第三阈值电压912处。在另一示例中，电压信号362(例如，VDR)通过等于第三阈值电压912(例如，第三阈值电压890)或者小于或大于第三阈值电压912来波动，但仍然在第三阈值电压912附近的小范围内。作为示例，信号362在下限与上限之间在第三阈值电压912附近波动，其中下限等于第三阈值电压912减10mV，并且上限等于第三阈值电压912加2mV。作为另一示例，第三阈值电压912等于-50mV，并且信号362在-60mV与-48mV之间波动。
如图8(B)中所示，电压信号362在第三阈值电压912附近波动(例如，具有小的大小)。作为示例，信号366(例如，在端子G2处)逐渐减小(例如，如波形906所示出的那样)，并且晶体管310的接通电阻逐渐增大(例如，如波形908所示出的那样)。在另一示例中，当信号366(例如，在端子G2处)变得足够低时，晶体管310进入亚阈值状态。在又一个示例中，晶体管310的接通电阻增大(例如，按指数规律地，像波形908所示出的那样在t33处)，并且晶体管310的漏极电流在大小方面减小。在又一个示例中，当漏极电流下降至某一阈值(例如，接近于0)以下时，信号362增大以达到第一阈值电压928(例如，像波形904所示出的那样在t33处)，并且作为响应，次级控制器308被配置为将信号366(例如，在端子G2处)减小到近似0(例如，如波形906所示出的那样)以关断晶体管310。
在某些实施例中，第三阈值电压912(例如，Vth3)等于-50mV。作为示例，第一阈值电压928、第二阈值电压910以及第三阈值电压912分别与第一阈值电压892、第二阈值电压854以及第三阈值电压890相同。作为另一示例，第一阈值电压928和第二阈值电压910分别与第一阈值电压528和第二阈值电压530相同。
在某些实施例中，图8(A)和图8(B)是包括次级控制器408并且在不连续传导模式(DCM)下操作的电源变换系统400的简化定时图。例如，波形902表示作为时间的函数被接通或者关断的功率开关430，波形904表示作为时间的函数的电压信号462(例如，在端子DR处)，波形906表示作为时间的函数的信号466(例如，在端子G2处)，波形908表示作为时间的函数的晶体管410的接通电阻。在一些实施例中，如图7、图8(A)和/或图8(B)中所图示的晶体管310的软关断避免了由晶体管310的硬关断(例如，在没有软关断调节器890的情况下)产生的非同步，这可能在晶体管310的寄生体二极管和晶体管310的寄生电容器之间引起大谐振环。
图9是示出根据本发明的实施例作为电源变换系统300的一部分的控制器302的某些组件的简化图。该图仅仅是示例，其不应该过度地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。控制器302包括比较器1012、与门1014、退磁检测器1016、调制组件1020、驱动组件1022、欠压锁定(UVLO)组件1018、前沿消隐(LEB)组件1026以及过流保护(OCP)组件1024。此外，控制器302包括端子(例如，引脚)1002、1004、1006、1008以及1010。例如，功率开关330是双极结型晶体管。在另一示例中，功率开关330是场效应晶体管。
根据一个实施例，往回参考图5，次级控制器308中的某些组件被用于输出电压检测和控制以改进动态响应，所述某些组件包括轻载检测器618、信号发生器620、振荡器622、基准信号发生器626、逻辑控制组件614以及栅极驱动器616。例如，次级控制器308连续地监视输出电压350。在另一示例中，比较器624接收基准信号680和信号388(例如，Vs)并且输出信号682。在又一个示例中，轻载检测器618从振荡器622处接收时钟信号674并且从定时控制器612处接收信号676。在又一个示例中，信号676与信号362相关联。在又一个示例中，轻载检测器618输出指示电源变换系统300的开关频率的信号678。在又一个示例中，信号发生器620接收信号678和信号682并且将信号684输出到逻辑控制组件614以便影响信号366。在某些实施例中，次级控制器308被配置为在信号366中发射一个或多个告警脉冲(例如，在端子G2处)以改进动态响应。例如，一个或多个告警脉冲具有短脉冲宽度(例如，3μs)并且具有某一频率(例如，30kHz)。
根据另一实施例，往回参考图7，次级控制器308中的某些组件被用于输出电压检测和控制以改进动态响应，所述某些组件包括轻载检测器818、信号发生器820、振荡器822、基准信号发生器826、逻辑控制组件814以及驱动组件816。例如，次级控制器308连续地监视输出电压350。在另一示例中，比较器824接收基准信号880和输出电压350并且输出信号882。在又一个示例中，轻载检测器818从振荡器822处接收时钟信号874并且从定时控制器812处接收信号876。在又一个示例中，信号876与信号362相关联。在又一个示例中，轻载检测器818输出指示电源变换系统300的开关频率的信号878。在又一个示例中，信号发生器820接收信号878和信号882并且将信号884输出到逻辑控制组件814以便影响信号366。在某些实施例中，次级控制器308被配置为在信号366中发射一个或多个告警脉冲(例如，在端子G2处)以改进动态响应。例如，一个或多个告警脉冲具有短脉冲宽度(例如，3μs)并且具有某一频率(例如，30kHz)。
参考图9，辅助绕组324通过包括电阻器322和326的分压器将一个或多个告警脉冲耦合到控制器302。例如，比较器1012接收指示告警脉冲的反馈信号360和基准信号1030并且将比较信号1034输出到与门1014。在另一示例中，退磁检测器1016接收反馈信号360并且将检测信号1032输出到生成到调制组件1020的信号1036的与门1014。在又一个示例中，UVLO组件1018(例如，从端子1002处)接收与辅助绕组324的电压相关联的信号1028并且将信号1050输出到调制组件1020。在又一个示例中，与流经初级绕组304的初级电流1060相关联的电流感测信号1040被生成到OCP组件1024的信号1062的LEB组件1026处理。在又一个示例中，OCP组件1024还接收阈值信号1042并且将保护信号1038输出到调制组件1020，所述调制组件1020接收电流感测信号1040并且生成调制信号1066。在又一个示例中，驱动组件1022接收调制信号1066并且输出驱动信号1044以影响功率开关330。响应于指示一个或多个告警脉冲的反馈信号360，控制器302被配置为增大与驱动信号1044相关联的开关频率和/或增大初级电流1060的峰值。
如上面所讨论的和在这里进一步强调的那样，图9仅仅是示例，其不应该过度地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。例如，控制器402与如图9中所示出的控制器302相同。
图10是根据本发明的实施例包括如图9中所示出的控制器302和如图7中所示出的次级控制器308并且在不连续传导模式(DCM)下操作的电源变换系统300的简化定时图。该图仅仅是示例，其不应该过度地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。例如，波形1702表示作为时间的函数被接通或者关断的功率开关330，波形1704表示作为时间的函数的反馈信号360，波形1706表示作为时间的函数的电压信号362(例如，在端子390处)。此外，波形1708表示作为时间的函数的信号366(例如，在端子392处)，并且波形1712表示作为时间的函数的输出电压350。
根据一个实施例，在时间t45之前，电源变换系统300是在无/轻载条件下并且系统300的开关频率被保持为低(例如，低于阈值)。例如，在接通时间段(例如，在时间t41与时间t42之间的Ton)期间，开关330像波形1702所示出的那样闭合(例如，被接通)，并且能量被存储在包括初级绕组304和次级绕组306的变压器中。在另一示例中，电压信号362(例如，在端子DR处)具有值1714(例如，如波形1706所示出的那样)，并且被箝位组件802箝位。在又一个示例中，信号366(例如，在端子G2处)处于逻辑低电平(例如，如波形1708所示出的那样)，并且晶体管310关断。在又一个示例中，输出电压350具有值1718(例如，如波形1712所示出的那样)。
根据又一个实施例，在接通时间段的末期(例如，在t42处)，开关330像波形1702所示出的那样断开(例如，关断)，并且能量被转移到次级侧。例如，电压信号362从值1714减小到低于第一阈值电压1722和第二阈值电压1724两者的值(例如，如波形1706所示出的那样)。在另一示例中，第一阈值电压1722和第二阈值电压1724两者都低于接地电压372。在又一个示例中，晶体管310的体二极管开始传导，并且体二极管电流370在大小方面增大。其后，在某些实施例中，信号366从逻辑低电平改变为逻辑高电平(例如，像波形1708所示出的那样在t42处)，并且晶体管310被接通。例如，第一阈值电压1722和第二阈值电压1724分别与第一阈值电压528和第二阈值电压530相同。在另一示例中，第一阈值电压1722和第二阈值电压1724分别与第一阈值电压928和第二阈值电压910相同。在另一示例中，第一阈值电压1722和第二阈值电压1724分别与第一阈值电压892和第二阈值电压854相同。
根据又一个实施例，在接通时间段(例如，在t42处)之后，电压信号362(例如，VDR)增大并且达到第三阈值电压1726(例如，像波形1706所示出的那样在t43处)。例如，次级控制器308被配置为使电压信号362(例如，VDR)保持在近似第三阈值电压1726处。作为示例，信号366(例如，在端子G2处)逐渐减小(例如，如波形1708所示出的那样)，并且晶体管310的接通电阻逐渐增大。在另一示例中，当信号366(例如，在端子G2处)变得足够低时，晶体管310进入亚阈值状态并且漏极电流在大小方面减小。在又一个示例中，当漏极电流下降至某一阈值(例如，接近于0)以下时，信号366增大以达到第一阈值电压1722(例如，像波形1706所示出的那样在t44处)，并且作为响应，次级控制器被配置为将信号366(例如，在端子G2处)减小到近似0(例如，如波形1708所示出的那样)以关断晶体管310。在又一个示例中，晶体管310的体二极管开始再次传导。因此，在一些实施例中能量被完全地递送到输出端。例如，第三阈值电压1726与第三阈值电压912相同。在另一示例中，第三阈值电压1726与第三阈值电压890相同。
在一个实施例中，在某些情况下，当输出负载条件从无/轻载条件改变为满载条件时，输出电压350减小(例如，在阈值电平以下)。例如，如果输出电压350从在大小方面大于基准信号880的第一值改变为在大小方面低于基准信号880的第二值，则比较器824在信号882中生成脉冲以便在短时间段期间接通晶体管310。在一些实施例中，如果信号878指示电源变换系统300是在无/轻载条件下，则信号发生器820在信号884中输出脉冲，并且作为响应，栅极驱动器816在信号366中生成脉冲1730(例如，像波形1708所示出的那样在t45与t46之间)。例如，信号362(例如，在端子DR处)减小到值1728(例如，像波形1706所示出的那样在t45与t46之间)。在又一个示例中，晶体管310在与信号366中的脉冲1730相关联的脉冲周期期间被接通，并且通道电流368在反向方向上流动(例如，通过晶体管310从输出电容器312到接地)。在又一个示例中，反馈信号360在大小方面增大，并且形成脉冲(例如，像波形1704所示出的那样在t45与t46之间)。根据某些施例，控制器302检测反馈信号360的脉冲(例如，在t45与t46之间)，并且作为响应，增大初级绕组304的初级电流1060的一个或多个峰值和开关频率以便将更多能量递送到次级侧。在其它实施例中，控制器302在检测到反馈信号360的第二脉冲时(例如，在t47与t48之间)增大初级电流1060的峰值和开关频率。例如，输出电压350最后在大小方面增大(例如，像波形1712所示出的那样在t49处)。在某些实施例中，脉冲1730直到在消隐周期(例如，T_blnk，在t42与t45之间)之后才被发射以避免影响正常的初级侧开关。
在某些实施例中，图10是包括次级控制器408并且在不连续传导模式(DCM)下操作的电源变换系统400的简化定时图。例如，波形1702表示作为时间的函数被接通或者关断的功率开关430，波形1704表示作为时间的函数的反馈信号460，波形1706表示作为时间的函数的电压信号462。此外，波形1708表示作为时间的函数的信号466，波形1712表示作为时间的函数的输出电压450。
在一些实施例中，作为电源变换系统300的一部分的次级控制器308或作为电源变换系统400的一部分的次级控制器408在其他模式，诸如连续到点模式和临界传导模式(例如，准谐振模式)下操作，还能够实现如图7、图8(A)、图8(B)、图9以及图10中所图示的方案。
根据另一实施例，一种用于调节电源变换系统的系统控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。系统控制器被配置为在第一控制器端子处至少接收输入信号，并且至少基于与该输入信号相关联的信息在第二控制器端子处生成门驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。系统控制器被进一步配置为：如果输入信号大于第一阈值，则生成第一逻辑电平的栅极驱动信号以关断晶体管，并且如果输入信号从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值，则将栅极驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通晶体管。例如，根据图3(A)、图3(B)、图4、图5和/或图6实现本系统。
根据另一实施例，一种用于调节电源变换系统的系统控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。系统控制器被配置为在第一控制器端子处至少接收输入信号，所述输入信号与和电源变换系统的次级绕组相关联的输出电压成比例，并且至少基于与输入信号相关联的信息在第二控制器端子处生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。系统控制器被进一步配置为：只有当输入信号从大于第一阈值的第一值改变为小于第一阈值的第二值时，生成栅极驱动信号的脉冲以在与该脉冲相关联的脉冲周期期间接通晶体管。例如，至少根据图3(A)、图3(B)、图5和/或图6实现本系统。
根据又一个实施例，一种用于调节电源变换系统的系统控制器包括第一比较器、信号检测器以及驱动组件。第一比较器被配置为接收输入信号并且至少基于与该输入信号相关联的信息来输出第一比较信号。信号检测器被配置为接收输入信号并且至少基于与该输入信号相关联的信息来输出第一检测信号。驱动组件被配置为至少基于与第一比较信号和第一检测信号相关联的信息来输出栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。比较器被进一步配置为确定输入信号是否大于第一阈值。信号检测器被进一步配置为确定输入信号是否从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值。驱动组件被进一步配置为：如果第一比较信号指示输入信号大于第一阈值，则生成第一逻辑电平的栅极驱动信号以关断晶体管，并且如果第一检测信号指示输入信号从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值，则将栅极驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通晶体管。例如，根据图3(A)、图3(B)、图4、图5和/或图6实现本系统。
在一个实施例中，一种用于调节电源变换系统的系统控制器包括比较器、脉冲信号发生器以及驱动组件。比较器被配置为接收输入信号并且至少基于与该输入信号相关联的信息来输出比较信号。脉冲信号发生器被配置为至少接收比较信号并且至少基于与该比较信号相关联的信息来生成脉冲信号。驱动组件被配置为接收脉冲信号并且至少基于与该脉冲信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。比较器被进一步配置为确定输入信号是否大于或小于阈值。脉冲信号发生器被进一步配置为：只有当比较信号指示输入信号从大于阈值的第一值改变为小于阈值的第二值时，生成脉冲信号的第一脉冲。驱动组件被进一步配置为响应于脉冲信号的第一脉冲，生成栅极驱动信号的第二脉冲以在与第二脉冲相关联的脉冲周期期间接通晶体管。例如，至少根据图3(A)、图3(B)、图5和/或图6实现本系统。
在另一实施例中，一种用于调节电源变换系统的方法包括：至少接收输入信号、处理与该输入信号相关联的信息以及至少基于与该输入信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。用于至少基于与输入信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流的过程包括：如果输入信号大于第一阈值，则生成第一逻辑电平的栅极驱动信号以关断晶体管；以及如果输入信号从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值，则将栅极驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通晶体管。例如，根据图3(A)、图3(B)、图4、图5和/或图6实现本方法。
在又一个实施例中，一种用于调节电源变换系统的方法包括：至少接收输入信号，所述输入信号与和电源变换系统的次级绕组相关联的输出电压成比例；处理与该输入信号相关联的信息；以及至少基于与该输入信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。用于至少基于与输入信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流的过程包括：只有当输入信号从大于第一阈值的第一值改变为小于第一阈值的第二值时，生成栅极驱动信号的脉冲以在与该脉冲相关联的脉冲周期期间接通晶体管。例如，至少根据图3(A)、图3(B)、图5和/或图6实现本方法。
在又一个实施例中，一种用于调节电源变换系统的方法包括：接收输入信号、处理与该输入信号相关联的信息以及确定输入信号是否大于第一阈值。所述方法进一步包括：至少基于与输入信号相关联的信息来生成比较信号；确定输入信号是否从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值；以及至少基于与输入信号相关联的信息来生成检测信号。此外，所述方法包括：至少基于与比较信号和检测信号相关联的信息来输出栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。用于至少基于与比较信号和检测信号相关联的信息来输出栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流的过程包括：如果比较信号指示输入信号大于第一阈值，则生成第一逻辑电平的栅极驱动信号以关断晶体管；以及如果检测信号指示输入信号从大于第二阈值的第一值改变为小于第二阈值的第二值，则将栅极驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通晶体管。例如，根据图3(A)、图3(B)、图4、图5和/或图6实现本方法。
在又一个实施例中，一种用于调节电源变换系统的方法包括：接收输入信号、处理与该输入信号相关联的信息以及确定输入信号是否大于或小于阈值。所述方法进一步包括：至少基于与第一输入信号相关联的信息来生成比较信号、接收该比较信号以及处理与该比较信号相关联的信息。此外，所述方法包括：至少基于与比较信号相关联的信息来生成脉冲信号；接收该脉冲信号；处理与该脉冲信号相关联的信息；以及至少基于与该脉冲信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。用于至少基于与比较信号相关联的信息来生成脉冲信号的过程包括：只有当比较信号指示输入信号从大于阈值的第一值改变为小于阈值的第二值时，生成脉冲信号的第一脉冲。用于至少基于与脉冲信号相关联的信息来生成栅极驱动信号以接通或者关断晶体管以便影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流的过程包括：响应于脉冲信号的第一脉冲，生成栅极驱动信号的第二脉冲以在与第二脉冲相关联的脉冲周期期间接通晶体管。例如，至少根据图3(A)、图3(B)、图5和/或图6实现本方法。
根据一个实施例，一种用于调节电源变换系统的系统控制器包括：第一控制器端子和第二控制器端子。系统控制器被配置为：在第一控制器端子处至少接收输入信号；并且至少基于与该输入信号相关联的信息在第二控制器端子处生成第一驱动信号以接通或者关断晶体管以影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。系统控制器被进一步配置为：响应于输入信号从大于第一阈值的第一值改变为小于第一阈值的第二值，将第一驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通晶体管；响应于输入信号从第二值改变为第二阈值，改变第一驱动信号以使输入信号保持在近似第二阈值处；并且响应于输入信号变得大于第三阈值，生成第一逻辑电平的第一驱动信号以关断晶体管。例如，至少根据图7、图8和/或图9实现本系统控制器。
根据另一实施例，一种用于调节电源变换系统的系统包括：第一系统控制器和第二系统控制器。第一系统控制器被配置为：接收和与电源变换系统的次级绕组相关的输出电压相关联的输入信号；并且至少基于与该输入信号相关联的信息来生成第一驱动信号以接通或者关断晶体管以影响与电源变换系统的次级绕组相关联的第一电流。第二系统控制器被配置为：接收与第一驱动信号相关联的反馈信号；至少基于与该反馈信号相关联的信息来生成第二驱动信号；以及将第二驱动信号输出到开关以影响流经电源变换系统的初级绕组的第二电流。第一系统控制器被进一步配置为：响应于输入信号指示输出电压从大于第一阈值的第一值改变为小于第一阈值的第二值，生成第一驱动信号的一个或多个脉冲以接通和关断晶体管。第二系统控制器被进一步配置为：处理反馈信号以检测第一驱动信号的一个或多个脉冲；并且响应于第一驱动信号的一个或多个脉冲被检测到，增大与第二驱动信号相关联的开关频率。第二系统控制器包括：检测组件，其被配置为接收反馈信号，至少基于与该反馈信号相关联的信息来检测第一驱动信号的一个或多个脉冲，并且至少基于与所检测到的一个或多个脉冲相关联的信息来输出检测信号；信号发生器，其被配置为接收检测信号并且至少基于与该检测信号相关联的信息来输出调制信号；以及驱动组件，其被配置为接收调制信号并且将第二驱动信号输出到开关。例如，至少根据图3(A)、图3(B)、图5、图6和/或图9实现本系统。
在一个实施例中，一种用于调节电源变换系统的方法包括：接收输入信号；处理与该输入信号相关联的信息；以及至少基于与该输入信号相关联的信息来生成第一驱动信号以接通或者关断晶体管以影响与电源变换系统的次级绕组相关联的电流。至少基于与输入信号相关联的信息来生成第一驱动信号包括：响应于输入信号从大于第一阈值的第一值改变为小于第一阈值的第二值，将第一驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通晶体管；响应于输入信号从第二值改变为第二阈值，改变第一驱动信号以使输入信号保持在近似第二阈值处；以及响应于输入信号变得大于第三阈值，生成第一逻辑电平的第一驱动信号以关断晶体管。例如，至少根据图7、图8和/或图9实现本方法。
在另一实施例中，一种用于调节电源变换系统的方法包括：接收和与电源变换系统的次级绕组相关的输出电压相关联的输入信号；处理与该输入信号相关联的信息；至少基于与该输入信号相关联的信息来生成第一驱动信号以接通或关断晶体管以影响与电源变换系统的次级绕组相关联的第一电流；接收与第一驱动信号相关联的反馈信号；处理与该反馈信号相关联的信息；至少基于与该反馈信号相关联的信息来生成第二驱动信号；以及将第二驱动信号输出到开关以影响流经电源变换系统的初级绕组的第二电流。至少基于与输入信号相关联的信息来生成第一驱动信号包括：响应于输入信号指示输出电压从大于第一阈值的第一值改变为小于第一阈值的第二值，生成第一驱动信号的一个或多个脉冲以接通和关断晶体管。处理与反馈信号相关联的信息包括：处理反馈信号；至少基于与该反馈信号相关联的信息来检测第一驱动信号的一个或多个脉冲；以及至少基于与所检测到的一个或多个脉冲相关联的信息来输出检测信号。至少基于与反馈信号相关联的信息来生成第二驱动信号包括：接收检测信号；至少基于与该检测信号相关联的信息来输出调制信息；接收该调制信号；以及至少基于与该调制信号相关联的信息来生成第二驱动信号。至少基于与反馈信号相关联的信息来生成第二驱动信号进一步包括：响应于第一驱动信号的一个或多个脉冲被检测到，增大与第二驱动信号相关联的开关频率。例如，至少根据图3(A)、图3(B)、图5、图6和/或图9实现本方法。
例如，本发明的各种实施例的一些或全部组件每个都单独地和/或与至少另一组件相结合地使用一个或多个软件组件、一个或多个硬件组件和/或软件和硬件组件的一个或多个组合来实现。在另一示例中，本发明的各种实施例的一些或全部组件每个都单独地和/或与至少另一组件相结合地实现在一个或多个电路中，所述一个或多个电路诸如一个或多个模拟电路和/或一个或多个数字电路。在又一个示例中，能够组合本发明的各种实施例和/或示例。
尽管已经对本发明的特定实施例进行了描述，但是本领域的技术人员将理解的是，存在与所描述的实施例等同的其它实施例。因此，应当理解的是，本发明将不由特定图示的实施例来限制，而是仅由所附权利要求的范围来限制。

Claims (24)

1.一种用于调节电源变换系统的系统控制器，所述系统控制器包括：
第一控制器端子；以及
第二控制器端子；
其中所述系统控制器被配置为：
在所述第一控制器端子处接收输入信号；以及
至少基于与所述输入信号相关联的信息在所述第二控制器端子处生成第一驱动信号以接通或者关断晶体管，从而影响与所述电源变换系统的次级绕组相关联的电流；
其中所述系统控制器被进一步配置为：
响应于所述输入信号从大于第一阈值的第一值改变为小于所述第一阈值的第二值，将所述第一驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通所述晶体管；
响应于所述输入信号从所述第二值改变为第二阈值，改变所述第一驱动信号以使所述输入信号保持在近似所述第二阈值处；以及
响应于所述输入信号变得大于第三阈值，生成所述第一逻辑电平的第一驱动信号以关断所述晶体管。
2.根据权利要求1所述的系统控制器，被进一步配置为将所述第一驱动信号输出到所述晶体管的栅极端子。
3.根据权利要求1所述的系统控制器，被进一步配置为从所述晶体管的漏极端子接收所述输入信号。
4.根据权利要求3所述的系统控制器被进一步配置为：响应于所述输入信号从所述第二值改变为所述第二阈值，
减小所述第一驱动信号，以使所述输入信号保持在近似所述第二阈值处，直到与所述漏极端子相关联的漏极电流被降低至预定电流阈值以下为止；以及
响应于所述漏极电流被降低至所述预定电流阈值以下，改变所述第一驱动信号以关断所述晶体管。
5.根据权利要求1所述的系统控制器，被进一步配置为：响应于所述输入信号从所述第二值改变为所述第二阈值，改变所述第一驱动信号以便使得所述输入信号在一定范围内在所述第二阈值附近波动。
6.根据权利要求1所述的系统控制器，其中所述第三阈值高于所述第二阈值，并且所述第二阈值高于所述第一阈值。
7.根据权利要求1所述的系统控制器，其中所述第三阈值等于-10mV。
8.根据权利要求1所述的系统控制器，其中所述第三阈值等于0mV。
9.根据权利要求1所述的系统控制器，其中所述第二阈值等于-50mV。
10.根据权利要求1所述的系统控制器，其中所述第三阈值等于-300mV。
11.根据权利要求1所述的系统控制器被进一步配置为：响应于所述输入信号指示输出电压从大于第四阈值的第四值改变为小于所述第四阈值的第五值，生成所述第一驱动信号的一个或多个脉冲以接通和关断所述晶体管，所述输出电压与所述电源变换系统的次级绕组相关；
其中所述第一驱动信号的一个或多个脉冲被检测和驱动控制器检测到，所述检测和驱动控制器被配置为：
接收与所述输出电压相关联的反馈信号；
至少基于与所述反馈信号相关联的信息来生成第二驱动信号；
将所述第二驱动信号输出到开关以影响流经所述电源变换系统的初级绕组的第二电流；以及
响应于所述第一驱动信号的一个或多个脉冲被检测到，增大与所述第二驱动信号相关联的开关频率，并且增大流经所述初级绕组的所述第二电流的一个或多个峰值。
12.根据权利要求1所述的系统控制器，进一步包括：
第一检测组件，其被配置为接收与所述第一阈值和所述输入信号相关联的第一基准信号，并且至少基于与所述输入信号和所述第一基准信号相关联的信息来生成第一检测信号；
软关断组件，其被配置为接收与所述第二阈值和所述输入信号相关联的第二基准信号，并且至少基于与所述输入信号和所述第二基准信号相关联的信息来生成第二检测信号；以及
第二检测组件，其被配置为接收与所述第三阈值和所述输入信号相关联的第三基准信号，并且至少基于与所述输入信号和所述第三基准信号相关联的信息来生成第三检测信号。
13.根据权利要求12所述的系统控制器，并且进一步包括：
定时控制组件，其被配置为接收所述第一检测信号、所述第二检测信号以及所述第三检测信号，并且至少基于与所述第一检测信号、所述第二检测信号以及所述第三检测信号相关联的信息来输出定时信号；
逻辑控制器，其被配置为接收所述定时信号，并且至少基于与所述定时信号相关联的信息来输出控制信号；以及
驱动组件，其被配置为至少基于与所述控制信号相关联的信息在所述第二控制器端子处输出所述第一驱动信号。
14.根据权利要求12所述的系统控制器，其中所述第一检测组件被进一步配置为确定所述输入信号是否从大于所述第一阈值的第一值改变为小于所述第一阈值的第二值。
15.根据权利要求12所述的系统控制器，其中所述软关断组件被进一步配置为确定所述输入信号是否从所述第二值改变为所述第二阈值。
16.根据权利要求12所述的系统控制器，其中所述第二检测组件被进一步配置为确定所述输入信号是否变得大于所述第三阈值。
17.根据权利要求12所述的系统控制器，其中所述第一检测组件包括：
偏移组件，其被配置为接收所述输入信号，并且至少基于与所述输入信号相关联的信息来输出偏移信号；以及
第一比较器，其被配置为接收所述偏移信号和所述第一基准信号，并且至少基于与所述偏移信号和所述第一基准信号相关联的信息来输出所述第一检测信号。
18.根据权利要求12所述的系统控制器，其中所述第二检测组件包括：
偏移组件，其被配置为接收所述输入信号，并且至少基于与所述输入信号相关联的信息来输出偏移信号；以及
第二比较器，其被配置为接收所述偏移信号和所述第三基准信号，并且至少基于与所述偏移信号和所述第三基准信号相关联的信息来输出所述第三检测信号。
19.一种用于调节电源变换系统的系统，所述系统包括：
第一系统控制器，其被配置为：
接收和与电源变换系统的次级绕组相关的输出电压相关联的输入信号；并且
至少基于与所述输入信号相关联的信息来生成第一驱动信号以接通或者关断晶体管，从而影响与所述电源变换系统的次级绕组相关联的第一电流；以及
第二系统控制器，其被配置为：
接收与所述第一驱动信号相关联的反馈信号；
至少基于与所述反馈信号相关联的信息来生成第二驱动信号；并且
将所述第二驱动信号输出到开关以影响流经所述电源变换系统的初级绕组的第二电流；
其中：
所述第一系统控制器被进一步配置为：响应于所述输入信号指示所述输出电压从大于第一阈值的第一值改变为小于所述第一阈值的第二值，生成所述第一驱动信号的一个或多个脉冲以接通和关断所述晶体管；并且
所述第二系统控制器被进一步配置为：
处理所述反馈信号以检测所述第一驱动信号的一个或多个脉冲；并且
响应于所述第一驱动信号的一个或多个脉冲被检测到，增大与所述第二驱动信号相关联的开关频率；
其中所述第二系统控制器包括：
检测组件，其被配置为接收所述反馈信号，至少基于与所述反馈信号相关联的信息来检测所述第一驱动信号的一个或多个脉冲，以及至少基于与所检测到的一个或多个脉冲相关联的信息来输出检测信号；
信号发生器，其被配置为接收所述检测信号，并且至少基于与所述检测信号相关联的信息来输出调制信号；以及
驱动组件，其被配置为接收所述调制信号，并且将所述第二驱动信号输出到所述开关。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述检测组件包括：
比较器，其被配置为接收所述反馈信号和基准信号，并且至少基于与所述反馈信号和所述基准信号相关联的信息来生成比较信号；
退磁检测器，其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来输出退磁信号；以及
与门，其被配置为接收所述比较信号和所述退磁信号，并且至少基于与所述比较信号和所述退磁信号相关联的信息来输出所述检测信号。
21.根据权利要求19所述的系统，其中所述第二系统控制器被进一步配置为：响应于所述第一驱动信号的一个或多个脉冲被检测到，增大流经所述初级绕组的所述第二电流的一个或多个峰值。
22.一种用于调节电源变换系统的方法，所述方法包括：
接收输入信号；
处理与所述输入信号相关联的信息；以及
至少基于与所述输入信号相关联的信息来生成第一驱动信号以接通或者关断晶体管，从而影响与所述电源变换系统的次级绕组相关联的电流；
其中所述至少基于与所述输入信号相关联的信息来生成第一驱动信号包括：
响应于所述输入信号从大于第一阈值的第一值改变为小于所述第一阈值的第二值，将所述第一驱动信号从第一逻辑电平改变为第二逻辑电平以接通所述晶体管；
响应于所述输入信号从所述第二值改变为第二阈值，改变所述第一驱动信号以使所述输入信号保持在近似所述第二阈值处；以及
响应于所述输入信号变得大于第三阈值，生成所述第一逻辑电平的第一驱动信号以关断所述晶体管。
23.一种用于调节电源变换系统的方法，所述方法包括：
接收和与电源变换系统的次级绕组相关的输出电压相关联的输入信号；
处理与所述输入信号相关联的信息；
至少基于与所述输入信号相关联的信息来生成第一驱动信号以接通或者关断晶体管，从而影响与所述电源变换系统的次级绕组相关联的第一电流；
接收与所述第一驱动信号相关联的反馈信号；
处理与所述反馈信号相关联的信息；
至少基于与所述反馈信号相关联的信息来生成第二驱动信号；以及
将所述第二驱动信号输出到开关以影响流经所述电源变换系统的初级绕组的第二电流；
其中：
所述至少基于与所述输入信号相关联的信息来生成第一驱动信号包括：响应于所述输入信号指示所述输出电压从大于第一阈值的第一值改变为小于所述第一阈值的第二值，生成所述第一驱动信号的一个或多个脉冲以接通和关断所述晶体管；
所述处理与所述反馈信号相关联的信息包括：
处理所述反馈信号；
至少基于与所述反馈信号相关联的信息来检测所述第一驱动信号的一个或多个脉冲；以及
至少基于与所检测到的一个或多个脉冲相关联的信息来输出检测信号；
所述至少基于与所述反馈信号相关联的信息来生成第二驱动信号包括：
接收所述检测信号；
至少基于与所述检测信号相关联的信息来输出调制信号；
接收所述调制信号；以及
至少基于与所述调制信号相关联的信息来生成所述第二驱动信号；以及
所述至少基于与所述反馈信号相关联的信息来生成第二驱动信号进一步包括：响应于所述第一驱动信号的一个或多个脉冲被检测到，增大与所述第二驱动信号相关联的开关频率。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述至少基于与所述反馈信号相关联的信息来生成第二驱动信号进一步包括：响应于所述第一驱动信号的一个或多个脉冲被检测到，增大流经所述初级绕组的所述第二电流的一个或多个峰值。
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