CN103944368A - 用于保护电源变换器的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于保护电源变换器的系统和方法。本发明公开了用于保护电源变换器的系统和方法。该系统包括：占空比检测组件，被配置为接收调制信号，确定与调制信号的第一周期相对应的第一占空比，将第一占空比与阈值占空比相比较，并且生成占空比比较信号。另外，该系统包括：阈值生成器，被配置为接收占空比比较信号并且生成与调制信号的第二周期相对应的阈值信号，第二周期在第一周期之后；比较器，被配置为接收阈值信号和第一信号，并且生成第一比较信号。第一信号与电源变换器的输入电流相关联。此外，该系统包括：脉宽调制组件，被配置为接收第一比较信号，并且生成用于调节电源变换器的输入电流的调制信号。

Description

用于保护电源变换器的系统和方法

分案申请说明

本申请是申请日为2010年12月08日、题为“为电源变换器提供过电流保护的系统和方法”的中国发明专利申请No.201010587658.9的分案申请。

技术领域

本发明涉及集成电路。更具体地，本发明提供了用于过电流保护和过功率保护的控制系统和方法。仅仅作为示例，本发明已应用于电源变换器（power converter）。但是将认识到，本发明具有宽得多的应用范围。

背景技术

电源变换器被广泛用于诸如便携式设备之类的消费电子设备。电源变换器可以将电力从一种形式转换为另一种形式。作为示例，电力从交流（AC）被变换为直流（DC），从DC变换为AC，从AC变换为AC或者从DC变换为DC。另外，电源变换器可以将电力从一种电压电平转换为另一电压电平。

电源变换器包括线性变换器和开关模式（switch-mode）变换器。开关模式变换器通常使用脉宽调制（PWM）或脉冲-频率-调制机制。这些机制通常利用包括各种保护组件的开关模式控制器来实现。这些组件可以提供过电压保护、超温保护、过电流保护（OCP）以及过功率保护（OPP）。这些保护通常可以防止电源变换器以及相连接的电路遭受永久性损坏。

例如，电源变换器包括电源开关和与电源开关串联连接的变压器绕组。流经电源开关和变压器绕组的电流可以受OCP系统限制。如果OCP系统无效，则由于切换时的过高电流和电压应力或者操作期间的热耗散，电流可能达到即将损坏电源开关的电平。例如，在输出短路电路或过载发生时，可能达到该电流电平。因此，在许多离线反激式变换器（offlineflyback converter）中，变压器次级侧上的整流器组件由于过高电压和电流应力会遭受永久性损坏。因此，有效的OCP系统对于可靠开关模式变换器来说是重要的。

图1是具有过电流保护的经简化的传统开关模式变换器。开关模式变换器100包括OCP比较器110、PWM控制器组件120、门驱动器130、电源开关140、电阻器150、152、154和156以及初级绕组160。OCP比较器110、PWM控制器组件120和门驱动器130是用于PWM控制的芯片180的各部分。

例如，PWM控制器组件120生成由门驱动器130接收的PWM信号122。在又一示例中，OCP比较器110接收过电流阈值信号112（例如，V_{th_oc}）和电流感测信号114（例如V_cs）并将它们进行比较，并且将过电流控制信号116发送给PWM控制器组件120。当初级绕组的电流大于限制电平时，PWM控制器组件120关断电源开关140并且关闭开关模式电源变换器100。

对于开关模式变换器，逐个周期（cycle-by-cycle）或逐个脉冲（pulse-by-pulse）控制机制常常用于OCP。例如，逐周期控制方案限制最大电流，并且从而限制由开关模式变换器传递的最大功率。一些传统的OCP系统使用基于线输入电压（line input voltage）的可调节OCP阈值，然而，对最大电流的实际限制，并且因此对最大功率的实际限制在宽的线输入电压范围内不总是恒定的。其它传统OCP系统使用如图1所示的在芯片180外面并被插入在V_in与电阻器150之间的附加电阻器152和154。然而，电阻器152消耗大量功率，这对于满足对低待命功率的迫切要求通常是不希望的。例如，2MΩ的电阻器152在264伏的输入AC电压时可以消耗约70mW。

如图1所示，电流限值（current limit）被表达为如下：

$I_{\mathrm{Limit}}=\frac{V_{\mathrm{in}}}{L_p}\×t_{\mathrm{on}}=\frac{V_{\mathrm{th}\_\mathrm{oc}}}{R_s}$     （等式1）

其中，I_Limit表示电流限值。例如，电流限值是用于触发过电流保护的电流阈值。另外，V_in是节点190处的线输入电压，并且V_{th_oc} i是OCP比较器110的输入端子112处的电压电平。R_s是电阻器150的电阻，并且L_p是初级绕组160的电感。此外，t_on表示每个周期中电源开关140的接通时间。因此，存储在初级绕组160中的最大能量ε为

$\mathrm{\ϵ}=\frac{1}{2}\×L_p\×I_{\mathrm{Limit}}^2=\mathrm{PT}$     （等式2）

其中，T表示时钟周期，并且P表示最大功率。因此，最大功率P可以表达为如下：

$P=\frac{L_p\×I_{\mathrm{Limit}}^2}{2T}=\frac{V_{\mathrm{in}}\×t_{\mathrm{on}}^2}{2\×L_p\×T}$     （等式3）

因此，可以通过控制电流限值I_Limit来限制功率。然而，等式3未将“输出延迟”考虑在内，“输出延迟”包括经由电流感测路径到达电源开关140的传播延迟。例如，传播延迟包括经过OCP比较器110、PWM控制器组件120、门驱动器130的传播延迟，以及关断电源开关140的响应延迟。在“输出延迟”期间，电源开关140保持接通，并且经过开关140的输入电流保持斜升（ramp），尽管电流已达到了OCP比较器110的阈值电平。超额电流（extra current）倾斜幅度ΔI由于“输出延迟”而与线输入电压V_in成比例，如下：

$\mathrm{\ΔI}=\frac{V_{\mathrm{in}}}{L_p}\×T_{\mathrm{delay}}$     （等式4）

其中，T_delay表示“输出延迟”。图2是示出传统的超额电流倾斜幅度与线输入电压之间的关系的简化示图。如图2所示，与较高V_in相对应的实际最大电流I_PEAK1大于与较低V_in相对应的实际最大电流I_PEAK2。因此，实际最大功率在宽的线输入电压范围内不是恒定的。因此，实际最大功率表达为如下：

$P=\frac{L_p\×{(I_{\mathrm{Limit}}+\mathrm{\ΔI})}^2}{2T}=\frac{V_{\mathrm{in}}\×{(t_{\mathrm{on}}+T_{\mathrm{delay}})}^2}{2\×L_p\×T}$     （等式5）

例如，T_delay取决于与门驱动器130有关的电路、门电荷以及内部延迟。在另一示例中，对于预定开关模式变换器100，T_delay恒定，因此实际最大功率取决于线输入电压。为了补偿实际最大功率的变化，应当基于线输入电压对用于过电流保护的阈值进行调节。

图3是示出传统的电流阈值与线输入电压之间的关系的简化示图。如图3所示，线输入电压V_in2低于线输入电压V_in1，并且针对V_in2的电流阈值I_{th_oc_vin2}大于针对V_in1的I_{th_oc_vin1}。电流阈值随着线输入电压V_in的增加而降低。在电流阈值处，过电流保护被触发。得到的针对较高V_in的最大电流I_PEAK1与得到的针对较低的最大电流I_PEAK2相同。

例如，电流阈值与线输入电压具有下面的关系：

$I_{\mathrm{th}\_\mathrm{oc}}\≈I_{\mathrm{th}\_\mathrm{oc}}\left(V_{\mathrm{in}1}\right)-\frac{V_{\mathrm{in}}-V_{\mathrm{in}1}}{L_p}{T}_{\mathrm{delay}}$     （等式6）

其中，I_{th_oc}是电流阈值，V_in是线输入电压，L_p是初级绕组的电感，并且T_delay是“输出延迟”。另外，I_{th_oc}(V_in1)是针对线输入电压预先确定的电流阈值。例如，V_in1是最小线输入电压。在另一示例中，流经电源开关和初级绕组的电流被感测。如果感测的电流达到I_{th_oc}，则PWM控制器组件发送关断电源开关的信号。在“输出延迟”之后，电源开关被关断。

在等式6中，第二项表示用于补偿“输出延迟”影响的阈值偏移。图4是示出传统的阈值偏移与线输入电压之间的关系的简化示图。如图4所示，项是取决于“输出延迟”和初级绕组的电感的斜率（slope）。如图4所示，电流阈值随着线输入电压的增加而降低。

存在至少两种传统方法来实现根据图4的作为线输入电压的函数的电流阈值。在一个示例中，线输入电压被感测以生成与线输入电压成比例的偏移DC电压，以补偿“输出延迟”的影响，如等式6所示。

在另一示例中，基于PWM信号的最大宽度来感测线输入电压。PWM信号被施加给与电源变换器的初级绕组串联的电源开关的栅极。图5是示出传统的PWM信号最大宽度与线输入电压之间的关系的简化示图。如图5所示，最大电流相对于线输入电压是恒定的，并且PWM信号的最大宽度随着线输入电压变化。最大电流I_PEAK1等于最大电流I_PEAK2。最大电流I_PEAK1与较高线输入电压和PWM信号510相对应，并且I_PEAK2最大电流与较低线输入电压和PWM信号520相对应。如图5所示，PWM信号510的最大宽度对于较高线输入电压较窄，并且PWM信号520的最大宽度对于较低线输入电压较宽。如果最大电流相对于线输入电压恒定，则线输入电压由PWM信号的最大宽度来表示。因此，PWM信号的最大宽度可用来确定用于补偿“输出延迟”影响的阈值偏移，如等式6所示。

根据图5，可以通过生成电流阈值I_{th_oc}来实现补偿，该电流阈值I_{th_oc}是PWM信号的最大宽度的函数。例如，对于PWM信号510，电流阈值等于I_{th_oc_1}，并且对于PWM信号520，电流阈值等于I_{th_oc_2}。在另一示例中，I_{th_oc}相对于最大宽度的斜率被适当选择以补偿“输出延迟”影响，如等式6所示。所选择的斜率考虑到了与用于PWM控制的芯片外面的电源变换器组件有关的信息。外面的组件可以包括初级绕组、电流感测电阻器和电源MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。

另外，为了获得高效率，电源变换器通常在低的线输入电压时工作在CCM模式，并且在高的线输入电压时工作在DCM模式。图6示出了传统的CCM模式和DCM模式中的初级绕组的简化电流轮廓。这些电流轮廓描述了作为时间的函数的电流大小。如图6（a）所示，在DCM模式中，在每个周期的脉冲宽度内初级绕组的电流从I_L增加到电流限值I_p1。例如，I_L等于0。在每个周期中传递给负载的能量为

$\mathrm{\ϵ}=\frac{1}{2}\×L_p\×{(I\_p1)}^2$     （等式32）

相比而言，如图6（b）所示，在CCM模式中，在每个周期的脉冲宽度内初级绕组的电流从I_i2增加到电流限值I_p2。例如，I_i2大于0。在每个周期中传递给负载的能量为

$\mathrm{\ϵ}=\frac{1}{2}\×L_p\×[{(I\_p2)}^2-{(I-i2)}^2]$     （等式33）

其中，比率可以随着线输入电压变化。例如，该比率随着线输入电压的减小而增大。如等式32和33所描述的，如果两个电流限值I_p1和I_p2相等，则在每个周期中，在DCM模式中传递给负载的能量的量高于在CCM模式中传递给负载的能量的量。

图7示出了作为线输入电压的传统函数的在每个周期传递给负载的最大能量的简化示图。作为线输入电压的函数，等于I_p1或I_p2的电流限值被调节以补偿“输出延迟”，如图4所示，然而等式32和33之间的差别尚未被考虑在内。此外，图7似乎也未考虑到变化的比率因此，在线输入电压的整个范围内，最大能量不恒定。例如，如曲线1300所示，在CCM模式中最大能量随着线输入电压的减小而大幅减小，尽管在DCM模式中最大能量基本上表现为恒定。

为了改善CCM模式和DCM模式中的最大能量的一致性，可以在不同模式中使用于电流阈值或相对应的电压阈值的补偿斜率不同。具体地，如等式32和33所示，CCM模式中的补偿斜率在大小方面大于DCM模式中的补偿斜率。

然而，电源变换器的最大能量还受系统其它特性的影响。因此，极度希望改进用于过电流保护和过功率保护的技术。

发明内容

本发明涉及集成电路。更具体地，本发明提供了用于过电流保护和过功率保护的控制系统和方法。仅仅作为示例，本发明已应用于电源变换器。但是将认识到，本发明具有宽得多的应用范围。

根据一个实施例，一种用于保护电源变换器的系统包括：占空比检测组件，被配置为接收调制信号，确定与调制信号的第一周期相对应的第一占空比，将第一占空比与阈值占空比相比较，并且生成占空比比较信号。另外，该系统包括：阈值生成器，被配置为接收占空比比较信号并且生成与调制信号的第二周期相对应的阈值信号，第二周期在第一周期之后；比较器组件，被配置为接收阈值信号和第一信号，并且生成第一比较信号。第一信号与电源变换器的输入电流相关联。此外，该系统包括：脉宽调制组件，被配置为接收第一比较信号，并且至少基于与第一比较信号相关联的信息来生成用于调节电源变换器的输入电流的调制信号。阈值信号与调制信号的第二周期所对应的阈值大小相关联。如果第一占空比被确定为小于阈值占空比，则阈值大小在第二周期的开始处等于第一大小并且在第二周期内从第一大小改变为第二大小。如果第一占空比被确定为大于阈值占空比，则阈值大小在第二周期的开始处等于第三大小，并且第三大小大于第一大小。

根据另一实施例，一种用于保护电源变换器的方法包括：接收调制信号，确定与调制信号的第一周期相对应的第一占空比，处理与第一占空比和阈值占空比相关联的信息，并且生成指示第一占空比是大于阈值占空比还是小于阈值占空比的占空比比较信号。另外，该方法包括：接收占空比比较信号，处理与占空比比较信号相关联的信息，并且生成与调制信号的第二周期相对应的阈值信号。第二周期在第一周期之后。此外，该方法包括接收阈值信号和第一信号。第一信号与电源变换器的输入电流相关联。而且，该方法包括：至少基于与阈值信号和第一信号相关联的信息生成第一比较信号，接收第一比较信号，处理与第一比较信号相关联的信息，并且至少基于与第一比较信号相关联的信息来生成用于调节电源变换器的输入电流的调制信号。阈值信号与调制信号的第二周期所对应的阈值大小相关联。如果第一占空比小于阈值占空比，则阈值大小在第二周期的开始处等于第一大小并且在第二周期内从第一大小改变为第二大小。如果第一占空比大于阈值占空比，则阈值大小在第二周期的开始处等于第三大小，并且第三大小大于第一大小。

根据又一实施例，一种用于保护电源变换器的系统包括：占空比检测组件，被配置为接收调制信号，确定与调制信号的第一周期相对应的第一占空比，将第一占空比与阈值占空比相比较，并且生成占空比比较信号。另外，该系统包括阈值生成器，被配置为生成阈值信号；以及比较器，被配置为接收阈值信号和第一信号并且生成第一比较信号。第一信号与电源变换器的输入电流相关联。此外，该系统包括：占空比限制组件，被配置为接收占空比比较信号并且至少基于与占空比比较信号相关联的信息来生成占空比限制信号；以及控制和调制组件，被配置为接收第一比较信号和占空比限制信号，并且生成用于第二周期的调制信号。第二周期在第一周期之后。用于第二周期的调制信号与第二占空比相关联并且占空比限制信号与占空比限制值相关联。如果第一占空比小于阈值占空比，则第二占空比不可以超过占空比限制值；并且如果第一占空比大于阈值占空比，则第二占空比可以超过占空比限制值。

根据又一实施例，一种用于保护电源变换器的方法包括：接收调制信号，确定与调制信号的第一周期相对应的第一占空比，处理与第一占空比和阈值占空比相关联的信息，生成指示第一占空比是大于阈值占空比还是小于阈值占空比的占空比比较信号。另外，该方法包括：接收占空比比较信号，处理与占空比比较信号相关联的信息，至少基于与占空比比较信号相关联的信息生成占空比限制信号，生成阈值信号，接收阈值信号和第一信号。第一信号与电源变换器的输入电流相关联。此外，该方法包括：至少基于与阈值信号和第一信号相关联的信息生成第一比较信号，接收第一比较信号和占空比限制信号，处理与第一比较信号和占空比限制信号相关联的信息，并且至少基于与第一比较信号和占空比限制信号相关联的信息来生成用于第二周期的调制信号。第二周期在第一周期之后。用于第二周期的调制信号与第二占空比相关联，并且占空比限制信号与占空比限制值相关联。如果第一占空比小于阈值占空比，则第二占空比不可以超过占空比限制值；并且如果第一占空比大于阈值占空比，则第二占空比可以超过占空比限制值。

根据又一实施例，一种用于保护电源变换器的系统包括：占空比检测组件，被配置为接收调制信号，确定与调制信号的第一周期相对应的第一占空比，将第一占空比与第一阈值占空比相比较，将第一占空比与第二阈值占空比相比较，并且生成第一占空比比较信号和第二占空比比较信号。另外，该系统包括：阈值生成器，被配置为接收第一占空比比较信号，并且生成与调制信号的第二周期相对应的阈值信号，以及比较器组件，被配置为接收阈值信号和第一信号，并且生成第一比较信号。第二周期在第一周期之后，并且第一信号与电源变换器的输入电流相关联。此外，该系统包括：占空比限制组件，被配置为接收第二占空比比较信号，并且至少基于与第二占空比比较信号相关联的信息生成占空比限制信号；以及控制和调制组件，被配置为接收第一比较信号和占空比限制信号并且生成用于第二周期的调制信号。阈值信号与调制信号的第二周期所对应的阈值大小相关联。如果第一占空比被确定为小于第一阈值占空比，则阈值大小在第二周期的开始处等于第一大小并且在第二周期内从第一大小改变为第二大小，并且如果第一占空比被确定为大于第一阈值占空比，则阈值大小在第二周期的开始处等于第三大小，第三大小大于第一大小。用于第二周期的调制信号与第二占空比相关联，并且占空比限制信号与占空比限制值相关联。如果第一占空比小于第二阈值占空比，则第二占空比不可以超过占空比限制值，并且如果第一占空比大于第二阈值占空比，则第二占空比可以超过占空比限制值。

根据又一实施例，一种用于保护电源变换器的方法包括：接收调制信号；确定与调制信号的第一周期相对应的第一占空比；处理与具有第一阈值占空比和第二阈值占空比的第一占空比相关联的信息；生成指示第一占空比是大于第一阈值占空比还是小于第一阈值占空比的第一占空比比较信号；并且生成指示第一占空比是大于第二阈值占空比还是小于第二阈值占空比的第二占空比比较信号。另外，该方法包括：接收第一占空比比较信号；生成与调制信号的第二周期相对应的阈值信号；接收阈值信号和第一信号。第二周期在第一周期之后，并且第一信号与电源变换器的输入电流相关联。此外，该方法包括：至少基于与阈值信号和第一信号相关联的信息生成第一比较信号；接收第二占空比比较信号；处理与第二占空比比较信号相关联的信息；并且至少基于与第二占空比比较信号相关联的信息生成占空比限制信号。而且，该方法包括：接收第一比较信号和占空比限制信号；处理与第一比较信号和占空比限制信号相关联的信息；并且至少基于与第一比较信号和占空比限制信号相关联的信息生成用于第二周期的调制信号。阈值信号与调制信号的第二周期所对应的阈值大小相关联。如果第一占空比被确定为小于第一阈值占空比，则阈值大小在第二周期的开始处等于第一大小并且在第二周期内从第一大小改变为第二大小，并且如果第一占空比被确定为大于第一阈值占空比，则阈值大小在第二周期的开始处等于第三大小，第三大小大于第一大小。用于第二周期的调制信号与第二占空比相关联，并且占空比限制信号与占空比限制值相关联。如果第一占空比小于第二阈值占空比，则第二占空比不可以超过占空比限制值，并且如果第一占空比大于第二阈值占空比，则第二占空比可以超过占空比限制值。

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充分地理解本发明的这些益处以及各种另外的目的、特征和优点。

附图说明

图1是具有过电流保护的简化的传统开关模式变换器。

图2是示出传统的超额电流倾斜幅度与线输入电压之间的关系的简化示图。

图3是示出传统的电流阈值与线输入电压之间的关系的简化示图。

图4是示出传统的阈值偏移与线输入电压之间的关系的简化示图。

图5是示出传统的PWM信号最大宽度与线输入电压之间的关系的简化示图。

图6示出了传统的CCM模式和DCM模式中的初级绕组的简化电流轮廓。

图7示出了作为线输入电压的传统函数的在每个周期传递给负载的最大能量的简化示图。

图8和图9是CCM模式中与不同线输入电压相对应的开关模式变换器的简化时序图。

图10是示出对于传统的开关模式变换器，线输入电压V_in的改变对电流感测信号的影响的简化示图。

图11是示出根据本发明实施例的对电流感测信号的电压脉冲的校正的简化示图。

图12是示出根据本发明实施例用于响应于检测到的占空比来调节过电流阈值的系统的简化示图。

图13是示出根据本发明实施例的具有基于占空比的过电流保护的开关模式变换器的简化示图。

图14示出了根据本发明实施例的开关模式变换器的简化时序图。

图15是示出根据本发明另一实施例对电流感测信号的电压脉冲的校正的简化示图。

图16是示出根据本发明实施例的用于响应于检测到的占空比来调节最大占空比的系统的简化示图。

图17是示出根据本发明另一实施例的具有基于占空比的过电流保护的开关模式变换器的简化示图。

图18示出了根据本发明实施例的开关模式变换器的简化时序图。

图19是示出根据本发明实施例的用于响应于检测到的占空比调节过电流阈值和/或最大占空比的系统的简化示图。

图20是示出根据本发明另一实施例的响应于检测到的占空比来调节过电流阈值和/或最大占空比的系统的简化示图。

具体实施方式

本发明涉及集成电路。更具体地，本发明提供了用于过电流保护和过功率保护的控制系统和方法。仅仅作为示例，本发明已应用于电源变换器。但是将认识到，本发明具有宽得多的应用范围。

图8和图9是CCM模式中与不同线输入电压相对应的开关模式变换器的简化时序图。例如，图8的线输入电压高于图9的线输入电压。

如图8所示，曲线2810、2820、2830和2840分别表示时钟信号、PWM信号、过电流阈值信号和电流感测信号的时序图。例如，时钟信号与PWM信号同步。在另一示例中，PWM信号由PWM控制器组件生成。在又一示例中，过电流阈值信号由OCP比较器接收，并且电流感测信号也由OCP比较器接收。如图8所示，曲线2830指示出过电流阈值信号在下限V_{th_0}与上限V_clamp之间改变，并且CCM模式中的时序图的斜率大于DCM模式中的时序图的斜率。

类似地，如图9所示，曲线2910、2920、2930和2940分别表示时钟信号、PWM信号、过电流阈值信号和电流感测信号的时序图。例如，时钟信号与PWM信号同步。在另一示例中，PWM信号由PWM控制器组件生成。在又一示例中，过电流阈值信号由OCP比较器接收，并且电流感测信号也由OCP比较器接收。如图9所示，曲线2930指示出过电流阈值信号在下限V_{th_0}与上限V_clamp之间改变，并且CCM模式中的时序图的斜率大于DCM模式中的时序图的斜率。

参考图8和图9，该技术可以改善不同线输入电压时CCM模式和DCM模式中的最大能量的一致性，但是该技术有其自身的局限性。

如图1所示，节点190处的线输入电压V_in通常不是理想的DC电压。相反，线输入电压V_in经常随着系统100的输出负载以及VAC信号改变。VAC信号是随着时间改变其大小的AC电压信号。对于同一VAC信号，线输入电压V_in的改变随着系统100的输出负载增加。

图10是示出对于传统的开关模式变换器100，线输入电压V_in的改变对电流感测信号的影响的简化示图。曲线3010和3020分别表示线输入电压V_in和电流感测信号的时序图。

如图10所示，在区域A、B和C的每个中，存在电流感测信号的两个电压脉冲，通常一个电压脉冲大于另一个电压脉冲。根据一个实施例，对于信号周期来说，信号的占空比是信号为逻辑高电平时的时间长度与该信号周期的长度之比。在区域A中，PWM信号的占空比较小，因此PWM信号的关断时间（off-time）对于充分去磁（demagnetization）和向开关模式变换器100的输出有效传送能量来说是足够长的。然后，在下一PWM周期的开始处，电流感测信号的电压值低于相对应的V_{th_0}的电压阈值。因此，在此PWM周期中，初级绕组可以有效地存储能量，并且所存储的能量可被有效地传送给开关模式变换器100的输出。因此，在区域A中，开关模式变换器100实际传递的最大功率不会受线输入电压V_in的改变的严重影响。

在区域B中，PWM信号的占空比较大，并且PWM信号的关断时间对于充分去磁和向开关模式变换器100的输出有效传送能量来说太短。然后，在下一PWM周期的开始处，电流感测信号的电压值高于相对应的V_{th_0}的电压阈值。因此，在此PWM周期中，电源开关140在接通之后立刻关断，使得初级绕组不能够有效地存储能量，并且有效地将切换频率减小一半。因此，到初级绕组的输入功率也被减半，因此在区域B中开关模式变换器100实际传递的最大功率受到线输入电压V_in的改变的严重影响。

类似地，在区域C中，PWM信号的占空比达到用于PWM控制的芯片180所设置的最大占空比。例如，最大占空比被设置为80%。因此，PWM信号的关断时间对于充分去磁和向开关模式变换器100的输出有效传送能量来说太短。因此，在区域C中开关模式变换器100实际传递的最大功率受到线输入电压V_in的改变的严重影响。

如图10所示，区域A、B和C可以在VAC信号的不同半周期中重复出现。例如，T_AC表示VAC信号的周期，对于220V/50Hz AC电压，其等于20ms，并且对于110V/60Hz AC电压，其等于16.67ms。在另一示例中，区域B和C与区域A相比对应于较小的线输入电压V_in的大小。在又一示例中，在区域A、B和C中，线输入电压V_in的改变对电流感测信号的影响可能不同。

如上面所讨论的，有效PWM切换频率的减小是开关模式变换器100实际传递的最大功率减小的重要原因。因此，为了将实际最大功率恢复到预定的最大功率，校正较大电压脉冲与较小电压脉冲的组合是重要的。根据一个实施例，对较小电压脉冲进行校正，以使得电源开关在每个PWM周期中具有充足的接通时间以使能初级绕组的有效能量存储。

图11是示出根据本发明实施例的对电流感测信号的电压脉冲的校正的简化示图。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11所示，根据一个实施例，如果对于当前PWM周期（例如与图11中的脉冲3110相对应的PWM周期），确定PWM信号的占空比大于预定占空比阈值（例如，60%），则在下一PWM周期的开始处电压阈值被设置为与V_{th_0}的下限不同的另一阈值电平（例如，V_{th_a}），以便将脉冲3120校正为脉冲3122。例如，阈值电平（例如，V_{th_a}）与V_clamp的上限相同。在另一示例中，阈值电平（例如，V_{th_a}）大于V_{th_0}的下限但小于V_clamp的上限。

在另一示例中，这样的校正可以修改PWM信号的占空比并且防止电源开关在接通之后立刻关断。在又一示例中，对电压脉冲的这样的校正使得开关模式变换器的初级绕组能够有效地存储并传送能量。在又一示例中，对电压脉冲的这样的校正可以防止有效切换频率的减小以及开关模式变换器实际传递的最大功率的减小。

图12是示出根据本发明实施例用于响应于检测到的占空比来调节过电流阈值的系统的简化示图。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。

如图12所示，系统3200包括占空比检测组件3210、阈值确定组件3220和比较器组件3230。根据一个实施例，占空比检测组件3210接收信号3212并且检测信号3212的信号周期的占空比。例如，信号3212是PWM信号。在另一示例中，占空比检测组件3210将检测到的信号周期的占空比与预定占空比阈值相比较。在一个实施例中，占空比阈值为60%。在另一实施例中，占空比检测组件3210生成信号3214，信号3214指示检测到的信号周期的占空比是否大于占空比阈值。

根据另一实施例，信号3214由生成过电流阈值信号3222的阈值确定组件3220接收。例如，如果信号3214指示检测到的信号周期的占空比不大于占空比阈值，则过电流阈值信号3222在下一信号周期期间从较低电平（例如，V_{th_0}）斜升为较高电平（例如V_clamp）。在另一示例中，如果信号3214指示检测到的信号周期的占空比大于占空比阈值，则过电流阈值信号3222在下一信号周期的开始处被设置为与较低电平（例如，V_{th_0}）不同的另一阈值电平（例如，V_{th_a}）。在一个实施例中，阈值电平（例如，V_{th_a}）等于较高电平（例如V_clamp），并且过电流阈值信号3222在该信号周期期间保持恒定。在另一实施例中，阈值电平（例如，V_{th_a}）大于较低电平（例如，V_{th_0}）但小于较高电平（例如V_clamp），并且过电流阈值信号3222在该信号周期期间从阈值电平（例如，V_{th_a}）斜升为较高电平（例如V_clamp）。

根据又一实施例，过电流阈值信号3222由比较器组件3230接收，比较器组件还接收电流感测信号3232。例如，比较器组件3230将过电流阈值信号3222与电流感测信号3232相比较。在另一示例中，比较器组件3230生成指示过电流阈值信号3222在大小方面大于电流感测信号3232的过电流控制信号3234。

参考图11，系统3200可以实现根据本发明实施例的对电流感测信号的电压脉冲的某种校正。例如，通过将过电流阈值信号3222设置为与较低电平（例如，V_{th_0}）不同的另一阈值电平（例如，V_{th_a}），电源开关可以被接通足够长时间，以用于开关模式变换器有效地存储能量并将所存储能量传送到开关模式变换器的输出。在另一示例中，开关模式变换器实际传递的最大功率基本上被维持在预定功率水平。

图13是示出根据本发明实施例的具有基于占空比的过电流保护的开关模式变换器的简化示图。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。开关模式变换器3300包括比较器3310，PWM控制器组件3320，门驱动器3330，电源开关3340，电阻器3350、3352、3354和3356，初级绕组3360，次级绕组3362和隔离反馈组件3370。另外，系统3300包括比较器3410、3420和3430，触发器组件3440，电阻器3442和3444，或（OR）门3450和与（AND）门3460。例如，比较器3310、3410、3420和3430，PWM控制器组件3320，门驱动器3330，触发器组件3440，电阻器3442和3444，或（OR）门3450和与（AND）门3460是用于PWM控制的芯片3380的各部分。在另一示例中，PWM控制器组件3320包括PWM比较器3324和逻辑控制器3326。在又一示例中，芯片3380包括端子3382、3384和3386。

例如，PWM控制器组件3320生成由门驱动器3330和触发器组件3440接收的PWM信号3322。在另一示例中，触发器组件3440还接收与PWM信号3322同步并且具有等于诸如60%之类的预定占空比阈值的占空比的占空比信号3442。在又一示例中，触发器组件3440生成信号3446，信号3446在PWM信号3322的下降沿处被设置为信号3442的逻辑非（NOT）值。

如图13所示，比较器3410接收斜坡信号3412，并且比较器3420接收表示参考电压的参考信号3422。例如，至少基于斜坡信号3412和参考信号3422，比较器3410和3420与电阻器3444和3442一起生成信号3312。在另一示例中，电阻器3444具有为电阻器3442的电阻值9倍的电阻值。

根据另一实施例，信号3312由比较器3310接收，比较器3310还接收从端子3382接收的电流感测信号3314。例如，电流感测信号是表示流经初级绕组3360的电流的大小的电压信号（例如V_cs）。在另一示例中，比较器3310将信号3312与电流感测信号3314相比较，并且生成信号3316。在又一示例中，信号3316和3446由或门3450接收，作为响应，或门3450向与门3460输出信号3452。

在一个实施例中，电流感测信号3314由比较器3430接收，比较器3430还接收表示阈值电压（例如V_{th_a}）的阈值信号3432。例如，比较器3430将信号3432与信号3314相比较并且生成信号3434。在另一示例中，信号3434和3452两者由与门3460接收，作为响应，与门3460向PWM控制器组件3320输出过电流信号3318。在又一示例中，如果过电流信号3318为逻辑高电平，则PWM控制器组件3320使用PWM信号3322关断电源开关3340并且关闭开关模式变换器3300。

在另一示例中，开关模式变换器3300的某些组件被用来实现系统3200。例如，信号3212是PWM信号3322。在另一示例中，信号3232是电流感测信号3314。在又一示例中，信号3234是过电流信号3318。

根据一个实施例，参考图8和图9，如果从变换器3300中去除或门3450并且信号3316由与门3460接收作为信号3452，则产生曲线2830或2930。例如，曲线2830和2930各自表示有效过电流阈值。在另一示例中，V_{th_0}的下限和V_clamp的上限是由用于PWM控制的芯片3380提供的预定电压。

图14示出了根据本发明实施例的开关模式变换器3300的简化时序图。这些示图仅仅是示例，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14所示，曲线3482、3484、3486和3488分别表示时钟信号、占空比信号3442、PWM信号3322和信号3446的时序图。例如，占空比信号3442具有等于诸如60%之类的预定占空比阈值的占空比。在另一示例中，如曲线3482、3484和3486所示的，时钟信号、占空比信号3442和PWM信号3322彼此同步。

根据一个实施例，如果PWM信号3322（对应于曲线3486）的占空比大于占空比阈值（如曲线3484所示的），则信号3446（对应于曲线3488）在PWM信号3322的下降沿处，例如时刻t_a处被设置为逻辑高电平。根据另一实施例，如果PWM信号3322（对应于曲线3486）的占空比小于占空比阈值（如曲线3484所示的），则信号3446（对应于曲线3488）在PWM信号3322的下降沿处，例如时刻t_b处被设置为逻辑低电平。

如图14所示，在时刻t_a与时刻t_b之间，信号3446（对应于曲线3488）保持逻辑高电平。在一个实施例中，参考图13，如果信号3446为逻辑高电平，则无论信号3316是逻辑高电平还是逻辑低电平，信号3452都为逻辑高电平。如图13所示，信号3452由与门3460接收，与门3460还接收信号3434并且生成过电流信号3318。

在一个实施例中，如果信号3452例如从时刻t_a到时刻t_b为逻辑高电平，则过电流信号3318是逻辑高电平还是逻辑低电平取决于信号3434。在另一实施例中，如果PWM信号3322（对应于曲线3486）的占空比大于占空比阈值（如曲线3484所示），则在下一PWM周期的开始处，例如在时刻t_c处有效过电流阈值被设为钳位电压（例如V_clamp）。

如图14所示，曲线3492和3494分别表示有效过电流阈值和电流感测信号3314的时序图。在一个实施例中，如果电流感测信号3314小于有效过电流阈值，则过电流信号3318为逻辑低电平。在另一实施例中，如果电流感测信号3314大于有效过电流阈值，则过电流信号3318为逻辑高电平。例如，如果过电流信号3318为逻辑高电平，则PWM控制器组件3320使用PWM信号3322来关断电源开关3340并且关闭开关模式电源变换器3300。在另一示例中，从区域B和C中的曲线3020与曲线3494的比较可见，开关模式变换器3300可以极大地改善开关模式变换器实际传递的最大功率与预定最大功率之间的一致性，如图11所示。

图15是示出根据本发明另一实施例对电流感测信号的电压脉冲的校正的简化示图。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。

根据一个实施例，如图15所示，如果对于当前PWM周期（例如，与图15所示的脉冲3510相对应的PWM周期）PWM信号的占空比被确定为小于预定占空比阈值，例如20%，则下一PWM周期的最大占空比被设为预定值（例如60%），以将脉冲3520和3530校正为脉冲3522和3532。例如，对电压脉冲的这样的校正使得开关模式变换器的初级绕组能够有效地存储并传送能量。在另一示例中，对电压脉冲的这样的校正可以防止有效切换频率的减小以及开关模式变换器实际传递的最大功率的减小。

图16是示出根据本发明实施例的用于响应于检测到的占空比来调节最大占空比的系统的简化示图。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。

如图16所示，系统3600包括占空比检测组件3610、阈值确定组件3620、比较器组件3630、OCP控制器组件3640和最大占空比限制器3650。根据一个实施例，占空比检测组件3610接收信号3612并且检测信号3612的信号周期的占空比。例如，信号3612是PWM信号。在另一示例中，占空比检测组件3610将检测到的信号周期的占空比与预定占空比阈值相比较。在一个实施例中，占空比阈值例如为20%。在另一实施例中，如果检测到的占空比被确定为小于占空比阈值，则占空比检测组件3610生成信号3614，信号3614指示检测到的信号周期的占空比小于占空比阈值。

根据另一实施例，阈值确定组件3620生成过电流阈值信号3622。例如，过电流阈值信号3622在信号3612的每个信号周期内从较低电平（例如V_{th_0}）斜升为较高电平（例如V_clamp）。在另一示例中，过电流阈值信号3622由比较器组件3630接收，该比较器组件3630还接收电流感测信号3632。例如，比较器组件3630将过电流阈值信号3622与电流感测信号3632相比较。在另一示例中，比较器组件3630生成指示过电流阈值信号3622在大小方面大于电流感测信号3632的过电流比较信号3634。在又一示例中，过电流比较信号3634由OCP控制器组件3640接收。

如图16所示，信号3614由占空比检测组件3610生成并且由最大占空比限制器3650接收。例如，如果信号3614指示检测到的信号周期的占空比小于占空比阈值，则占空比限制信号3652表示下一信号周期的最大占空比，例如60%。在另一示例中，如占空比限制信号3652所指示的下一信号周期的最大占空比不同于施加给所有PWM脉冲的另一最大占空比，例如80%，无论它们先前的脉冲的占空比如何。在又一示例中，信号3652由OCP控制器3640接收。

根据一个实施例，OCP控制器组件3640接收信号3652和3634。例如，如果过电流比较信号3634为逻辑高电平，则OCP控制器组件3640使用OCP控制信号3642来关闭开关模式电源变换器。在另一示例中，如果过电流控制信号3634为逻辑低电平并且占空比限制信号3652表示下一信号周期的最大占空比，则OCP控制器组件3640生成占空比小于或等于该最大占空比的OCP控制信号3642。

图17是示出根据本发明另一实施例的具有基于占空比的过电流保护的开关模式变换器的简化示图。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。开关模式变换器3700包括比较器3710和4430，与门4460，PWM控制器组件3720，门驱动器3730，电源开关3740，电阻器3750、3752、3754和3756，初级绕组3760，次级绕组3762和隔离反馈组件3770。另外，系统3700包括单位增益缓冲器3810和3820，触发器组件3830和3840，电阻器3842和3844，或（OR）门3850，与（AND）门3860，以及非（NOT）门3870。例如，比较器3710，单位增益缓冲器3810和3820，PWM控制器组件3720，门驱动器3730，触发器组件3830和3840，电阻器3842和3844，或（OR）门3850、与（AND）门3860和非门3870是用于PWM控制的芯片3780的各部分。在另一示例中，PWM控制器组件3720包括PWM比较器3724和逻辑控制器3726。在又一示例中，芯片3780包括端子3782、3784和3786。

例如，PWM控制器组件3720生成由门驱动器3730和触发器组件3840接收的PWM信号3722。在另一示例中，触发器组件3840还接收与PWM信号3722同步并且具有与预定占空比阈值相对应的占空比的占空比信号3842。在一个实施例中，预定占空比阈值为20%。在又一示例中，信号3842的占空比等于1减去预定占空比阈值。在又一示例中，触发器组件3840生成信号3846，信号3846在PWM信号3722的下降沿处被设置为信号3842的、具有少许延迟的逻辑非（NOT）值。

根据一个实施例，信号3846由或门3850接收，或门3850还接收占空比信号3852。例如，占空比信号3852与PWM信号3722同步并且具有与诸如60%之类的预定占空比限制相等的占空比。在另一示例中，或门3850基于信号3846和3852生成信号3854。

如图17所示，单位增益缓冲器3810接收斜坡信号3812，并且单位增益缓冲器3820接收表示参考电压的参考信号3822。例如，至少基于斜坡信号3812和参考信号3822，单位增益缓冲器3810和3820与电阻器3844和3842一起生成信号3712。在另一示例中，电阻器3844具有为电阻器3842的电阻值9倍的电阻值。

根据另一实施例，信号3712由比较器3710接收，比较器3710还接收从端子3782接收的电流感测信号3714。例如，电流感测信号是表示流经初级绕组3760的电流的大小的电压信号（例如V_cs）。在另一示例中，比较器3710将信号3712与电流感测信号3714相比较，并且生成信号3716。

在一个实施例中，电流感测信号3714也由比较器4430接收，比较器4430还接收阈值信号4432（例如，V_clamp）。例如，比较器4430将信号4432与信号3714相比较并且生成信号4434。在另一示例中，信号4434和3716两者由与门4460接收，作为响应，与门4460输出过电流信号4318。

在另一实施例中，信号4318由触发器组件3830接收作为复位信号。如图17所示，触发器组件3830还接收信号3832和3834。例如，信号3832是与PWM信号3722同步的时钟信号。在另一示例中，信号3834为逻辑高电平。在又一示例中，触发器组件3830生成信号3836，信号3836在时钟信号3832的下降沿处被设置为信号3834的值。在另一实施例中，时钟信号由非门3870接收，作为响应，非门3870生成信号3872。如图17所示，信号3872、3836和3854由与门3860接收，作为响应，与门3860向PWM控制器组件3720输出信号3718。

根据一个实施例，开关模式变换器3700的某些组件被用来实现系统3600。例如，OCP控制信号3642是信号3718。在另一示例中，信号3632是电流感测信号3714。在又一示例中，过电流比较信号3634是过电流信号4318，并且占空比限制信号3652是信号3854。在又一示例中，信号3614是信号3846，并且过电流阈值信号3622是信号3712。在又一示例中，OCP控制器组件3640包括触发器组件3830、非门3870和与门3860。

图18示出了根据本发明实施例的开关模式变换器3700的简化时序图。这些示图仅仅是示例，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。

根据一个实施例，如图18所示，曲线3882、3884、3886和3888分别表示时钟信号3832、占空比信号3852、占空比信号3842和信号3718的时序图。根据另一实施例，曲线3890、3892和3894分别表示信号3846、信号3854和信号3714的时序图。

例如，占空比信号3852（对应于曲线3884）具有等于诸如60%之类的预定占空比限制的占空比。在另一示例中，占空比信号3842（对应于曲线3886）具有与预定占空比阈值相对应的占空比。在一个实施例中，预定占空比阈值是20%。在另一实施例中，信号3842的占空比等于1减去预定占空比阈值。在另一示例中，如曲线3882、3884、3886和3888所示，时钟信号3832、占空比信号3852、占空比信号3842和信号3718彼此同步。

根据一个实施例，如曲线3888所示，脉冲3980的占空比小于预定占空比阈值，例如20%。例如，预定占空比阈值由曲线3886表示，曲线3886具有等于1减去预定占空比阈值的占空比。在另一示例中，如曲线3890所示，信号3846在脉冲3980的下降沿处以少许延迟从逻辑高电平改变为逻辑低电平。在又一示例中，如果信号3846（对应于曲线3890）为逻辑低电平，则信号3854（对应于曲线3892）与信号3852（对应于曲线3884）相同。如曲线3888所示，脉冲3982的占空比通过信号3854（对应于曲线3892）被限制为信号3852（对应于曲线3884）的占空比。例如，脉冲3982的占空比为60%。在另一示例中，与脉冲3982相对应的信号周期的去磁处理得到充分的实现。

图19是示出根据本发明实施例的用于响应于检测到的占空比调节过电流阈值和/或最大占空比的系统的简化示图。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。如图19所示，系统3900包括占空比检测组件3910、阈值确定组件3920、比较器3930、OCP控制器组件3940以及最大占空比限制器3950。

根据一个实施例，占空比检测组件3910接收信号3912并检测信号3912的信号周期的占空比。例如，信号3912是PWM信号。在一个实施例中，占空比检测组件3910将检测到的信号周期的占空比与预定较低占空比阈值相比较。例如，较低占空比阈值为20%。在另一示例中，如果检测到的占空比被确定为小于较低占空比阈值，则占空比检测组件3910生成指示检测到的信号周期的占空比小于较低占空比阈值的信号3914。

在另一实施例中，占空比检测组件3910将检测到的信号周期的占空比与预定较高占空比阈值相比较。例如，较高占空比阈值为60%。在另一示例中，占空比检测组件3910生成指示检测到的信号周期的占空比高于预定较高占空比阈值的信号3915。

根据一个实施例，信号3915由阈值确定组件3920接收，该阈值确定组件3920生成过电流阈值信号3922。例如，如果信号3915指示检测到的信号周期的占空比不大于预定较高占空比阈值，则过电流阈值信号3922在下一信号周期期间从较低电平（例如V_{th_0}）斜升至较高电平（例如，V_clamp）。在另一示例中，如果信号3915指示检测到的信号周期的占空比大于该占空比阈值，则过电流阈值信号3922在下一信号周期的开始处被设置为与较低电平（例如V_{th_0}）不同的另一阈值电平（例如V_{th_a}）。在一个实施例中，阈值电平（例如V_{th_a}）等于较高电平（例如，V_clamp），并且过电流阈值信号3922在信号周期期间保持恒定。在另一实施例中，阈值电平（例如V_{th_a}）大于较低电平（例如V_{th_0}）但小于较高电平（例如，V_clamp），并且过电流阈值信号3922在信号周期期间从阈值电平（例如V_{th_a}）斜升至较高电平（例如，V_clamp）。

根据另一实施例，过电流阈值信号3922由比较器3930接收，比较器3930还接收电流感测信号3932。例如，比较器3930将过电流阈值信号3922与电流感测信号3932相比较。在另一示例中，比较器3930生成指示过电流阈值信号3922在大小方面大于电流感测信号3932的过电流比较信号3934。在又一示例中，过电流比较信号3934由OCP控制器组件3940接收。

如图19所示，信号3914由占空比检测组件3910生成并由最大占空比限制器3950接收。例如，如果信号3914指示检测到的信号周期的占空比小于较低占空比阈值，则最大占空比限制器3950生成表示下一信号周期的最大占空比（例如60%）的占空比限制信号3952。在另一示例中，如占空比限制信号3952所指示的下一信号周期的最大占空比不同于施加给所有PWM脉冲上的另一最大占空比（例如80%），不管它们先前脉冲的占空比如何。在又一示例中，信号3952由OCP控制器组件3940接收。

在一个实施例中，OCP控制器组件3940接收信号3952和/或信号3934，并且生成OCP控制信号3942。例如，如果过电流比较信号3934为逻辑高电平，则OCP控制器组件3940利用OCP控制器信号3942来关闭开关模式电源变换器。在另一示例中，如果过电流比较信号3934为逻辑低电平并且占空比限制信号3952表示下一信号周期的最大占空比，则OCP控制器组件3940生成占空比小于或等于最大占空比（例如60%）的OCP控制信号3942。

图20是示出根据本发明另一实施例的响应于检测到的占空比来调节过电流阈值和/或最大占空比的系统的简化示图。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。

根据一个实施例，系统4000包括比较器3310和3430，单位增益缓冲器3410和3420，触发器组件3440、3830和3840，电阻器3444和3442，或（OR）门3450和3850，与（AND）门3460和3860以及非（NOT）门3870。根据另一实施例，系统4000被用来实现系统3900。例如，系统3900是系统3200与3600的组合。在另一示例中，系统4000是系统3300和3700的某些组件的组合。

根据一个实施例，一种用于保护电源变换器的系统包括：占空比检测组件，被配置为接收调制信号，确定与调制信号的第一周期相对应的第一占空比，将第一占空比与阈值占空比相比较，并且生成占空比比较信号。另外，该系统包括：阈值生成器，被配置为接收占空比比较信号并且生成与调制信号的第二周期相对应的阈值信号，第二周期在第一周期之后；比较器组件，被配置为接收阈值信号和第一信号，并且生成第一比较信号。第一信号与电源变换器的输入电流相关联。此外，该系统包括：脉宽调制组件，被配置为接收第一比较信号，并且至少基于与第一比较信号相关联的信息来生成用于调节电源变换器的输入电流的调制信号。阈值信号与调制信号的第二周期所对应的阈值大小相关联。如果第一占空比被确定为小于阈值占空比，则阈值大小在第二周期的开始处等于第一大小并且在第二周期内从第一大小改变为第二大小。如果第一占空比被确定为大于阈值占空比，则阈值大小在第二周期的开始处等于第三大小，并且第三大小大于第一大小。例如，该系统根据图12和/或图13来实现。

根据另一实施例，一种用于保护电源变换器的方法包括：接收调制信号，确定与调制信号的第一周期相对应的第一占空比，处理与第一占空比和阈值占空比相关联的信息，并且生成指示第一占空比是大于阈值占空比还是小于阈值占空比的占空比比较信号。另外，该方法包括：接收占空比比较信号，处理与占空比比较信号相关联的信息，并且生成与调制信号的第二周期相对应的阈值信号。第二周期在第一周期之后。此外，该方法包括接收阈值信号和第一信号。第一信号与电源变换器的输入电流相关联。而且，该方法包括：至少基于与阈值信号和第一信号相关联的信息生成第一比较信号，接收第一比较信号，处理与第一比较信号相关联的信息，并且至少基于与第一比较信号相关联的信息来生成用于调节电源变换器的输入电流的调制信号。阈值信号与调制信号的第二周期所对应的阈值大小相关联。如果第一占空比小于阈值占空比，则阈值大小在第二周期的开始处等于第一大小并且在第二周期内从第一大小改变为第二大小。如果第一占空比大于阈值占空比，则阈值大小在第二周期的开始处等于第三大小，并且第三大小大于第一大小。例如，该方法根据图12和/或图13来实现。

根据又一实施例，一种用于保护电源变换器的系统包括：占空比检测组件，被配置为接收调制信号，确定与调制信号的第一周期相对应的第一占空比，将第一占空比与阈值占空比相比较，并且生成占空比比较信号。另外，该系统包括阈值生成器，被配置为生成阈值信号；以及比较器，被配置为接收阈值信号和第一信号并且生成第一比较信号。第一信号与电源变换器的输入电流相关联。此外，该系统包括：占空比限制组件，被配置为接收占空比比较信号并且至少基于与占空比比较信号相关联的信息来生成占空比限制信号；以及控制和调制组件，被配置为接收第一比较信号和占空比限制信号，并且生成用于第二周期的调制信号。第二周期在第一周期之后。用于第二周期的调制信号与第二占空比相关联并且占空比限制信号与占空比限制值相关联。如果第一占空比小于阈值占空比，则第二占空比不可以超过占空比限制值；并且如果第一占空比大于阈值占空比，则第二占空比可以超过占空比限制值。例如，该系统根据图16和/或图17来实现。

根据又一实施例，一种用于保护电源变换器的方法包括：接收调制信号，确定与调制信号的第一周期相对应的第一占空比，处理与第一占空比和阈值占空比相关联的信息，生成指示第一占空比是大于阈值占空比还是小于阈值占空比的占空比比较信号。另外，该方法包括：接收占空比比较信号，处理与占空比比较信号相关联的信息，至少基于与占空比比较信号相关联的信息生成占空比限制信号，生成阈值信号，接收阈值信号和第一信号。第一信号与电源变换器的输入电流相关联。此外，该方法包括：至少基于与阈值信号和第一信号相关联的信息生成第一比较信号，接收第一比较信号和占空比限制信号，处理与第一比较信号和占空比限制信号相关联的信息，并且至少基于与第一比较信号和占空比限制信号相关联的信息来生成用于第二周期的调制信号。第二周期在第一周期之后。用于第二周期的调制信号与第二占空比相关联，并且占空比限制信号与占空比限制值相关联。如果第一占空比小于阈值占空比，则第二占空比不可以超过占空比限制值；并且如果第一占空比大于阈值占空比，则第二占空比可以超过占空比限制值。例如，该方法根据图16和/或图17来实现。

根据又一实施例，一种用于保护电源变换器的系统包括：占空比检测组件，被配置为接收调制信号，确定与调制信号的第一周期相对应的第一占空比，将第一占空比与第一阈值占空比相比较，将第一占空比与第二阈值占空比相比较，并且生成第一占空比比较信号和第二占空比比较信号。另外，该系统包括：阈值生成器，被配置为接收第一占空比比较信号，并且生成与调制信号的第二周期相对应的阈值信号；以及比较器组件，被配置为接收阈值信号和第一信号，并且生成第一比较信号。第二周期在第一周期之后，并且第一信号与电源变换器的输入电流相关联。此外，该系统包括：占空比限制组件，被配置为接收第二占空比比较信号，并且至少基于与第二占空比比较信号相关联的信息生成占空比限制信号；以及控制和调制组件，被配置为接收第一比较信号和占空比限制信号并且生成用于第二周期的调制信号。阈值信号与调制信号的第二周期所对应的阈值大小相关联。如果第一占空比被确定为小于第一阈值占空比，则阈值大小在第二周期的开始处等于第一大小并且在第二周期内从第一大小改变为第二大小，并且如果第一占空比被确定为大于第一阈值占空比，则阈值大小在第二周期的开始处等于第三大小，第三大小大于第一大小。用于第二周期的调制信号与第二占空比相关联，并且占空比限制信号与占空比限制值相关联。如果第一占空比小于第二阈值占空比，则第二占空比不可以超过占空比限制值，并且如果第一占空比大于第二阈值占空比，则第二占空比可以超过占空比限制值。例如，该系统根据图19和/或图20来实现。

根据又一实施例，一种用于保护电源变换器的方法包括：接收调制信号；确定与调制信号的第一周期相对应的第一占空比；处理与具有第一阈值占空比和第二阈值占空比的第一占空比相关联的信息；生成指示第一占空比是大于第一阈值占空比还是小于第一阈值占空比的第一占空比比较信号；并且生成指示第一占空比是大于第二阈值占空比还是小于第二阈值占空比的第二占空比比较信号。另外，该方法包括：接收第一占空比比较信号；生成与调制信号的第二周期相对应的阈值信号；接收阈值信号和第一信号。第二周期在第一周期之后，并且第一信号与电源变换器的输入电流相关联。此外，该方法包括：至少基于与阈值信号和第一信号相关联的信息生成第一比较信号；接收第二占空比比较信号；处理与第二占空比比较信号相关联的信息；并且至少基于与第二占空比比较信号相关联的信息生成占空比限制信号。而且，该方法包括：接收第一比较信号和占空比限制信号；处理与第一比较信号和占空比限制信号相关联的信息；并且至少基于与第一比较信号和占空比限制信号相关联的信息生成用于第二周期的调制信号。阈值信号与调制信号的第二周期所对应的阈值大小相关联。如果第一占空比被确定为小于第一阈值占空比，则阈值大小在第二周期的开始处等于第一大小并且在第二周期内从第一大小改变为第二大小，并且如果第一占空比被确定为大于第一阈值占空比，则阈值大小在第二周期的开始处等于第三大小，第三大小大于第一大小。用于第二周期的调制信号与第二占空比相关联，并且占空比限制信号与占空比限制值相关联。如果第一占空比小于第二阈值占空比，则第二占空比不可以超过占空比限制值，并且如果第一占空比大于第二阈值占空比，则第二占空比可以超过占空比限制值。例如，该系统根据图19和/或图20来实现。

尽管已描述了本发明的特定实施例，然而本领域技术人员将明白，存在与所描述实施例等同的其它实施例。因此，将明白，本发明不局限于所示出的特定实施例，而是仅由权利要求的范围来限定。

Claims (14)

1.一种用于保护电源变换器的系统，该系统包括：

占空比检测组件，被配置为接收调制信号，确定与所述调制信号的第一周期相对应的第一占空比，将所述第一占空比与阈值占空比相比较，并且生成占空比比较信号；

阈值生成器，被配置为生成阈值信号；

比较器，被配置为接收所述阈值信号和第一信号，并且生成第一比较信号，所述第一信号与电源变换器的输入电流相关联；

占空比限制组件，被配置为接收所述占空比比较信号并且至少基于与所述占空比比较信号相关联的信息来生成占空比限制信号；

控制和调制组件，被配置为接收所述第一比较信号和所述占空比限制信号，并且生成用于第二周期的调制信号，所述第二周期在所述第一周期之后；

其中：

用于所述第二周期的调制信号与第二占空比相关联；

所述占空比限制信号与占空比限制值相关联；

如果所述第一占空比小于所述阈值占空比，则所述第二占空比不可以超过所述占空比限制值；

如果所述第一占空比大于所述阈值占空比，则所述第二占空比可以超过所述占空比限制值。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述占空比限制值大于所述阈值占空比。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述阈值占空比被预定为等于20%。

4.如权利要求3所述的系统，其中，所述占空比限制值被预定为等于60%。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二周期紧随所述第一周期之后。

6.如权利要求1所述的系统，其中：

所述电源变换器包括感应绕组；

所述输入电流流经所述感应绕组。

7.如权利要求1所述的系统，还包括第一电阻器，该第一电阻器被配置为将所述电源变换器的输入电流转换为第一电压，所述第一电压由所述第一信号表示。

8.如权利要求7所述的系统，其中，所述阈值信号表示阈值电压。

9.如权利要求1所述的系统，还包括开关，所述开关直接地或间接地耦合到所述脉宽调制组件，并且被配置为至少基于与所述调制信号相关联的信息来调节所述电源变换器的输入电流。

10.如权利要求9所述的系统，其中，所述开关经由门驱动器间接地耦合到所述控制和调制组件。

11.如权利要求10所述的系统，其中：

所述控制和调制组件包括控制器组件和脉宽调制组件；

所述脉宽调制组件包括脉宽调制比较器和逻辑控制器。

12.如权利要求11所述的系统，其中：

所述控制器组件被配置为接收至少所述第一比较信号和所述占空比限制信号，并且至少基于与所述第一比较信号和所述占空比限制信号相关联的信息生成第二信号；

所述逻辑控制器被配置为接收所述第二信号并且至少基于与所述第二信号相关联的信息生成调制信号；

所述门驱动器被配置为接收所述调制信号并且生成由所述开关接收的驱动信号。

13.如权利要求12所述的系统，其中，如果所述第一信号在大小方面大于所述阈值信号，则所述驱动信号关断所述开关。

14.一种用于保护电源变换器的方法，该方法包括：

接收调制信号；

确定与所述调制信号的第一周期相对应的第一占空比；

处理与所述第一占空比和阈值占空比相关联的信息；

生成指示所述第一占空比是大于所述阈值占空比还是小于所述阈值占空比的占空比比较信号；

接收所述占空比比较信号；

处理与所述占空比比较信号相关联的信息；

至少基于与所述占空比比较信号相关联的信息生成占空比限制信号；

生成阈值信号；

接收所述阈值信号和第一信号，所述第一信号与电源变换器的输入电流相关联；

至少基于与所述阈值信号和所述第一信号相关联的信息生成第一比较信号；

接收所述第一比较信号和所述占空比限制信号；

处理与所述第一比较信号和所述占空比限制信号相关联的信息；

至少基于与所述第一比较信号和所述占空比限制信号相关联的信息来生成用于所述第二周期的调制信号，所述第二周期在所述第一周期之后；

其中：

用于所述第二周期的调制信号与第二占空比相关联；

所述占空比限制信号与占空比限制值相关联；

如果所述第一占空比小于所述阈值占空比，则所述第二占空比不可以超过所述占空比限制值；

如果所述第一占空比大于所述阈值占空比，则所述第二占空比可以超过所述占空比限制值。