CN104201890B - 控制开关模式电源中的最小脉宽的方法 - Google Patents

Abstract

一种功率转换器电路包括变压器和在初级侧控制器旁边的主开关控制器。感测电路被实现用于当主开关接通时感测变压器的辅助绕组处的电压。辅助绕组是变压器的初级侧上的另一绕组，磁耦合至次级绕组并且与初级绕组电隔离。当跨辅助绕组的电压达到预定阈值电压电平时，主开关被断开。阈值电压电平被设置为这样的值：其使得每个脉冲传送至电路的次级侧的能量的量最小化、而维持最小量的能量传送以实现在辅助绕组处的输出电压感测。

Description

控制开关模式电源中的最小脉宽的方法

相关申请的交叉引用

本专利申请根据35U.S.C119(e)要求本发明人于2012年10月10日提交的、序列号为61／712,183并且标题为“Intermediate Valley Switching Mode Converter”的共同未决的美国临时申请的优先权。本申请将序列号为61／712,183的美国临时申请以引用方式整体并入于此。

技术领域

本发明总体涉及功率转换器领域。更具体地，本发明涉及具有增加的效率的新功率转换器架构。

背景技术

电源或功率转换器将电功率的一种形式和电压转换为另一期望的形式和电压。AC到DC电源将交流电压(例如公用事业公司供应的115或230伏特交流电(AC))转换为经调节的直流(DC)电压。DC到DC电源将一个电平的DC电压(例如400V)转换成另一DC电压(例如12V)。

开关模式电源SMPS是并入了开关调节器的电源。SMPS在全饱和与全截止之间以高速率主动开关晶体管。得到的矩形波形然后通过低通滤波器以获得近似的输出电压，低通滤波器通常为电感器和电容器(LC)电路。

SMPS利用变化的占空比使用高频开关(晶体管)来维持输出电压。开关引起的输出电压变化被LC滤波器过滤掉。SMPS可以用于降低(step-down)电源电压，也用于提供升压(step-up)功能和反向的输出功能。SMPS通过临时存储输入能量并且然后以不同电压将能量释放到输出，来将输入电压电平转换为另一电平。存储可以在电磁部件(诸如电感器和／或变压器)中，或在静电部件(诸如电容器)中。

随着高速复合半导体开关的引入，诸如由脉冲宽度调制(PWM)操作的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，最近的SMPS拓扑结构现在能够以大大增加的开关频率操作，诸如高达1.0MHz。然而，为了能够为SMPS提供很低的输出功率，有必要使得开关频率和／或利用每个脉冲传送至电源的次级侧的能量的量最小化。很低的开关频率具有经由变压器的绕组感测的电压很低的缺点。常规的电压感测利用在电流在次级绕组中流动时采样在初级侧变压器绕组处的电压的采样保持元件完成。这在主开关处于断开状态时完成。感测的电压用于确定输出电压。常规的方法在没有实时反馈的情况下控制主开关的导通时间，其防止当前脉冲的导通时间受同一当前脉冲的特性的影响。反而，常规的装置提供了延迟的反馈，其中与之前脉冲相关的特性将影响当前脉冲的导通时间。

传送至次级侧的功率是P=Wp*fs，其中Wp是利用每个脉冲传送的能量并且fs是主开关的开关频率。为了使得空载功率最小化，传送的功率P必须尽可能小，这是因为其必然由基本负载消耗。否则如果没有连接负载，则输出电压会升高。脉冲必须具有最小脉冲宽度来确保某些能量被传送至次级侧。为了使得传送的功率P最小化，有必要减少利用每个脉冲传送的能量Wp和开关频率fs。

要足够精确地控制导通时间使得能量传送最小化但是在没有直接反馈的情况下仍然足够大以使得小量的能量传送到次级侧是非常困难的。如果脉冲过小，则所有的能量在寄生元件中消失。脉冲宽度的微小变化对传送至次级侧的能量的量具有相当大的影响。

发明内容

实施例涉及用于使得每个脉冲传送至次级侧的能量的量最小化而维持最小阈值量的能量传送以实现在变压器的次级绕组处的输出电压感测的功率转换器电路和方法。功率转换器电路包括变压器和耦合至初级绕组的主开关。主开关通过受控驱动器电路接通和断开。当主开关接通时，启动通过初级绕组的初级电流。为了控制传送至次级侧的能量的量，感测电路被实现用于在主开关接通时感测变压器的辅助绕组处的电压。辅助绕组是变压器的初级侧上的另一绕组，磁耦合至次级绕组并且与初级绕组电隔离。当跨辅助绕组的电压达到预定的阈值电压电平时，主开关断开。如果阈值电压电平被合适选择，那么传送的能量被最小化，但是大到足以实现在变压器的辅助绕组处的输出电压感测。阈值电压电平被设置为这样的值：其使得每个脉冲传送至电路的次级侧的能量的量最小化，而维持最小量的能量传送以实现在辅助绕组处的输出电压感测。在一些实施例中，阈值电压电平被设置为等于输出电压Vout加上跨次级侧二极管的电压降，总和乘以辅助绕组对次级绕组的匝数比。

在一个方面，公开了一种控制开关模式功率转换器的方法。方法包括配置开关模式功率转换器，该开关模式功率变换器包括具有次级绕组和耦合至输入电源电压的初级绕组的变压器、串联耦合至初级绕组的开关、耦合至开关的控制器，以及电耦合至第一控制器并且磁耦合至次级绕组的辅助绕组。方法还包括确定跨次级绕组的最小电压，以实现从变压器的初级侧到次级侧的能量传送。方法还包括接通开关并且比较跨辅助绕组的电压和阈值电压，其中阈值电压与最小电压成比例。方法还包括一旦跨辅助绕组的电压达到阈值电压，则断开开关，其中接通开关和断开开关之间的时间周期是开关的最小脉冲宽度。

在一些实施例中，方法还包括当开关断开时将能量从初级侧传送到次级侧。在一些实施例中，方法还包括当开关断开时测量跨辅助绕组的电压，其中所测量的电压与开关模式功率转换器的输出电压成比例。控制器使用所测量的电压以确定何时执行最小脉冲宽度。在一些实施例中，当开关断开时，跨次级绕组的电压增加到最小电压，从而由此实现能量传送，并且在跨次级绕组的电压达到最小电压时测量跨次级绕组的电压。在一些实施例中，开关模式功率转换器还包括耦合至辅助绕组和控制器的阈值电压检测电路，阈值电压检测电路比较跨辅助绕组的电压和阈值电压，并且一旦跨辅助绕组的电压达到阈值电压，则发送阈值电压信号至控制器。在一些实施例中，方法还包括使用传送至辅助绕组的能量为控制器供电。在一些实施例中，开关包括晶体管。在一些实施例中，阈值电压等于最小电压乘以辅助绕组对次级绕组的匝数比。在一些实施例中，最小电压被设置为固定值。在其它实施例中，最小电压是由控制器确定的可变值。

在另一方面，公开了另一控制开关模式功率转换器的方法。方法包括配置开关模式功率转换器，该开关模式功率转换器包括具有次级绕组和耦合至输入电源电压的初级绕组的变压器、串联耦合至初级绕组的开关、以及耦合至开关的控制器。方法还包括确定跨次级绕组的最小电压，以实现从变压器的初级侧至次级侧的能量传送。方法还包括接通开关，并且比较跨初级绕组的电压和阈值电压，其中阈值电压与最小电压成比例。方法还包括一旦跨初级绕组的电压达到阈值电压，则断开开关，其中接通开关和断开开关之间的时间周期是开关的最小脉冲宽度。

在另一方面，公开了一种开关模式功率转换器。开关模式功率转换器包括变压器、开关、控制器、辅助绕组和阈值电压检测电路。变压器具有次级绕组和耦合至输入电源电压的初级绕组。开关串联耦合至初级绕组。控制器耦合至开关，其中控制器被配置用于接通和断开开关。辅助绕组磁耦合至次级绕组。阈值电压检测电路耦合至辅助绕组和控制器。阈值电压检测电路被配置用于比较跨辅助绕组的电压和最小电压，并且一旦跨辅助绕组的电压达到最小电压，则发送信号至控制器。最小电压是跨次级绕组的用于实现从变压器的初级侧至变压器的次级侧的能量传送的最小电压。控制器被配置用于响应于从阈值电压检测电路接收信号来断开开关。

在一些实施例中，功率转换器还包括耦合至辅助绕组和控制器的电压检测电路，电压检测电路被配置用于当开关断开时测量跨辅助绕组的电压并且将所测量的电压发送到控制器，其中所测量的电压与开关模式功率转换器的输出电压成比例。在一些实施例中，控制器还被配置用于根据所测量的电压确定何时接通和断开开关。在一些实施例中，功率转换器具有谐振电路，该谐振电路包括变压器和变压器与开关的寄生电容。在一些实施例中，阈值电压检测电路是比较器。在一些实施例中，功率转换器还包括耦合至辅助绕组和控制器的电源电路，其中电源电路被配置用于从辅助绕组接收并存储能量并且向控制器提供能量。在一些实施例中，电源电路包括电容器和成对的晶体管。在一些实施例中，最小电压是固定值。在其它实施例中，最小电压是由控制器确定的可变值。

在另一方面，公开了另一开关模式功率转换器。开关模式功率转换器包括变压器、开关、控制器、以及阈值电压检测电路。变压器具有次级绕组和耦合至输入电源电压的初级绕组。开关串联耦合至初级绕组。控制器耦合至开关，其中控制器被配置用于接通和断开开关。阈值电压检测电路耦合至初级绕组和控制器。阈值电压检测电路被配置用于比较跨初级绕组的电压和最小电压，并且一旦跨初级绕组的电压达到最小电压或其比例值，则发送信号至控制器。最小电压是跨次级绕组的用于实现从变压器的初级侧至变压器的次级侧的能量传送的最小电压。控制器被配置用于响应于从阈值电压检测电路接收信号来断开开关。

附图说明

参考附图描述了若干示例实施例，其中类似组成部分具有类似参考标号。示例实施例旨在对本发明进行说明，并非限制。附图包括下列图：

图1图示了根据实施例的功率转换器电路。

图2图示了根据实施例的具有电源电路50的示例性配置的图1的功率转换器。

图3图示了根据实施例的与图1的功率转换器电路的操作相对应的各个示例性电压和电流波形。

图4图示了根据另一实施例的功率转换器电路。

具体实施方式

本申请的实施例涉及功率转换器。本领域的技术人员将认识到以下对功率转换器的详细描述仅是说明性的，并不旨在以任何方式进行限制。受益于本公开的此类技术人员将很容易想到功率转换器的其它实施例。

现在将详细参考功率转换器如附图所述的实现。相同参考指示符将用于整个附图和以下详细描述，以指代相同的相同或类似部分。为清楚起见，并非此处描述的实现的所有常规功能都被示出并描述。当然将理解在任何此类实际实现的开发中，必须做出很多实现特定的决定，以达到开发者的特定目标，诸如符合应用和商业有关的限制，并且这些特定目标将根据实现的不同和开发者的不同而不同。另外，将理解此种开发努力可能是复杂且耗时的，但仍对受益于本公开的普通技术人员来说仍是日常的工程任务。

图1图示了根据实施例的功率转换器电路。功率转换器10被配置用于接收未经调节的DC电压信号作为输入电压Vin并且提供经调节的输出电压Vout。去往电路的输入电压可以是来源于AC电源的整流之后的未经调节的DC电压。输入电压通常诸如经由电容器12被过滤。在一些实施例中，输出电压电平适合于许多低电压电器，诸如膝上型计算机、蜂窝电话和其它手持设备。示例性实施例中输出电压Vout被设置为10V或更少。备选地，功率转换器10可以提供大于10V DC的输出电压Vout。

功率转换器10被配置为降压转换器。在一些实施例中，功率转换器被配置为包括来自反激式(flyback)转换器的属性。一般来说，功率转换器可以包括对本领域的技术人员公知的开关模式电源的配置。功率转换器10包括具有初级绕组P1和次级绕组S1的隔离变压器14、主开关16、电阻器18、驱动器电路20、控制器22和感测电路。初级绕组P1耦合至输入电压Vin、主开关16和缓冲电路30。缓冲电路30被配置用于防止主开关16处的峰值电压，并且减小电磁干涉(EMI)。电阻器18是分流电阻器并且用于设置通过初级绕组P1的峰值初级电流。主开关16是合适的开关器件。在示例性实施例中，开关16是n型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件。备选地，任何其它对本领域技术人员公知的半导体开关器件可以代替开关16。晶体管16被控制器22控制用于维持期望的输出电压Vout。控制器22利用驱动器电路20控制晶体管16。在一些实施例中，驱动器电路20是脉宽调制(PWM)电路。控制器22利用PWM电路调节晶体管16的占空比。

输出电路耦合至次级绕组S1。输出电路包括二极管24和电容器26。次级绕组电压使用二极管24和电容器26被整流并过滤，而输出电压Vout被递送至负载28。

在一些实施例中，感测电路包括辅助绕组32，辅助绕组32是变压器14的初级侧上的另一绕组。辅助绕组32磁耦合至次级绕组S1并且与初级绕组P1电隔离。感测电路还包括阈值检测电路34、电压检测电路36和电源电路50。

电源电路50被配置用于为控制器22供应功率。在一些实施例中，电源电路50包括电容器和成对晶体管，晶体管在控制器22的控制之下用于实现从辅助绕组32向电容器的电流流动，用于存储用于为控制器22供电的能量。图2图示了根据实施例的具有电源电路50的示例性配置的图1的功率转换器10。在图2的示例性配置中，电源电路50包括电阻器38、二极管40、晶体管42、晶体管44以及电容器46。电阻器38和二极管40串联耦合至辅助绕组32，并且用于从辅助绕组32向感测电路和控制器22提供电源电流。电容器46在电源电流经由二极管40和电阻器38被提供时存储能量并且在脉冲之间为控制器22供电。晶体管42和44实现通过二极管40和电阻器38接通和断开电源电流。晶体管42和44由控制器22控制。电源电路50还可以在没有晶体管42和44的情况下运作，但是最小脉冲必须稍大，因为一些能量被传送至控制器22。在包括晶体管42和44的情况下，控制器22可以控制电流何时流向电源，该电源是电容器46。在最小脉冲处，优选在对输出电压的采样期间断开晶体管42和44，因为然后对输出电压的采样更精确并且对最小脉冲的控制更精确。某些情况下，晶体管42和44在采样期间必须被接通，以确保控制器22得到足够的电源。这可以利用低频率的较大脉冲来完成。

电压检测器36测量跨辅助绕组32的电压Vaux并且将测量的辅助绕组电压Vaux传输至控制器22。阈值检测器34测量辅助绕组电压Vaux并且在阈值电压值达到时产生阈值电压信号。阈值电压值被设置为等于输出电压Vout加上跨二极管24的电压降，总和乘以辅助绕组对次级绕组的匝数比。在一些实施例中，这是阈值电压值的第一近似值。阈值电压值可以随后被调高或调低，以调整利用每个脉冲传送至次级侧的能量的量。将阈值电压值调高导致更高的能量被传送，将阈值电压值调低导致较低的能量被传送。此种调整可以例如对开关断开延迟做出补偿。阈值电压信号被发送至控制器22，控制器22响应于达到阈值电压电平而断开晶体管16。根据阈值电压信号断开晶体管16限制了跨辅助绕组32的峰值电压电平。在一些实施例中，阈值检测器34是比较器。

在一些实施例中，控制器22包括脉冲整形器和SR触发器。脉冲整形器接收来自电压检测器36的阈值信号并且防止SR触发器处的未定义状态。SR触发器接收来自脉冲整形器的阈值信号输出并且生成主开关断开信号，其对应于辅助绕组电压Vaux达到阈值电压电平。主开关断开信号被提供给驱动器电路20并且主开关被断开。

在操作中，变压器14和变压器14与主开关16的寄生电容形成谐振电路。可以理解谐振电路可以包括其它元件，包括但不限于，次级二极管、缓冲电路(如若存在)、以及印刷电路板上的迹线(track)的电容和电感。为了将能量传送至功率转换器电路的次级侧，次级绕组S1处的第一震荡波的电压振幅必须达到输出电压Vout加上跨二极管24的电压降。如果跨变压器14传送的能量过低，那么能量将被寄生效应消耗。这种情况下，跨次级绕组S1的电压保持在输出电压Vout加上跨二极管24的电压降的临界值之下，并且不存在通过二极管24的次级电流。没有次级电流，跨次级绕组S1的电压以及因此跨初级绕组P1的电压独立于输出电压Vout，并且输出电压Vout不能被检测到。输出电压Vout的值被控制器22用于执行一个或多个控制功能，包括控制最小脉冲宽度。

图3图示了根据实施例的与图1的功率转换器电路的操作相对应的各个示例性电压和电流波形。波形100示出了作为图1中的输出电压Vout的电压Vout。波形110示出了作为图1中跨辅助绕组32的电压的电压Vaux。波形120示出了作为图1中跨次级绕组S1的电压的电压Vsec。波形130示出了作为图1中的跨次级绕组S1的次级电流的电流Isec。波形140示出了作为施加到图1中的主开关16的栅极电压的电压Vg。波形150示出了作为图1中的主开关16的漏极电压的电压Vd。波形160示出了作为来自图1中的阈值检测器34的电压输出的电压Vtd。

在时间6.10005ms(时间t0)处，控制器22控制驱动器电路20开始接通晶体管16。因此，栅极电压Vg开始上升。晶体管16保持断开状态直至栅极电压Vg达到接通电压阈值。在时间6.10025ms(时间t1)处，达到接通栅极电压并且晶体管16接通。当晶体管16接通时，通过晶体管16的电流开始增加，导致漏极电压Vd开始减少，如波形150所示，并且跨辅助绕组32的电压Vaux开始减少，如波形110所示。

在时间6.1003ms(时间t2)处，跨辅助绕组32的电压Vaux达到阈值电压检测器34的设置阈值电压值。阈值电压值被设置为提供跨变压器的能量传送所需的最小能量的值，例如输出电压Vout加上跨二极管24的电压降，总和乘以匝数比。在一些实施例中，阈值电压值被设置为例如由电路设计者确定的固定值。在其它实施例中，阈值是例如由控制器在操作期间确定的可变值。在这一示例性应用中，阈值电压被设置在-9V。小段延迟之后，在时间6.10035ms(时间t3)处，阈值电压检测器34发送阈值电压信号至控制器22，其指示阈值电压已经达到。在这一示例性应用中，阈值电压信号由阈值检测电压Vtd走低指示，如波形160中的时间t3处所示。响应于接收阈值电压信号，控制器22在时间6.10038ms(时间t4)处指示驱动器电路20断开晶体管16。小段延迟之后，栅极电压Vg几乎降至0V，但未完全达到0V。栅极电压Vg由于寄生效应并不完全降至0V。在一些实施例中，如果驱动器电路被配置用于达到负电压，栅极电压Vg可以降至0V，或甚至负电压。

次级绕组电压Vsec在晶体管16断开时达到最小值，在时间t4之后的小段延迟后。在这一示例性应用中，次级绕组电压Vsec的最小值是-10V。此时，变压器14与晶体管16的寄生电容被充电。

由于晶体管16被接通的短持续时间(从t1到t4)，所以变压器电感中存在极低的电流。从晶体管16断开的时间6.1004ms(时间t4)到时间6.1008ms(时间t5)，次级绕组电压Vsec从-10V升至0V。换而言之，在次级绕组S1处的绝对电压从10V降到0V。能量从寄生电容传送至变压器电感。变压器电感和寄生电容形成谐振电路。当次级绕组电压Vsec在时间6.1008ms处达到0V时，能量从变压器电感传送回到寄生电容器。

次级绕组电压Vsec在时间6.101ms(时间t6)处继续增加至等于输出电压Vout加上二极管24的正向电压的高值。一旦次级绕组电压Vsec在时间t6处等于输出电压Vout加上二极管24的正向电压，则余下的能量传送至输出。从时间6.101ms(时间t6)到时间6.1013ms(时间t8)，次级电流S1中存在电流脉冲，如波形130所示。这一电流脉冲对应于去往输出的能量传送。从时间6.101ms(时间t6)到时间6.1013ms(时间t8)，Vout和Vaux之间存在依赖。然而，从时间6.101ms(时间t6)到时间6.1012ms(时间t7)，跨辅助绕组32的电压Vaux由于漏电感而具有过冲值。从时间6.1012(时间t7)到时间6.1013ms(时间t8)，电压Vaux具有大约等于次级绕组电压Vsec*匝数比(Na／Ns)的值，其中Na是辅助绕组32的匝圈的数目并且Ns是次级绕组S1的匝圈的数目。

大约在6.1012ms(时间t7)和时间6.1013ms(时间t8)之间，电压检测器36可以通过测量电压Vaux确定输出电压。从时间6.1013ms(时间t8)开始，存在一些不向输出传送功率的振荡，直到变压器稳定到0V／0A。

图1的功率转换器被配置用于测量和比较辅助绕组电压Vaux，用于确定何时断开晶体管16的目的。备选地，功率转换器可以备选地被配置为没有辅助绕组，其中初级绕组代替地被测量并比较，用于确定何时断开主开关的目的。图4图示了根据另一实施例的功率转换器200。除了功率转换器200不包括辅助绕组之外，功率转换器200与图1的功率转换器10相似地被配置并且操作。反而，电压检测器236测量跨初级绕组P1的电压Vd并且将测量的电压Vd传输至控制器222。阈值检测器234测量电压Vd并且当阈值电压值达到时生成阈值电压信号。在图4的示例性配置中，电源电路250耦合至输入电压Vin。功率转换器200与图1中的功率转换器10相似地运作，以根据电压Vd的值来接通和断开晶体管216。

使用以上描述的方法，传送至次级侧的能量的量通过使得驱动主开关的脉宽最小化、同时仍提供用于实现确定输出电压Vout的足够的能量传送而被最小化。确定的输出电压Vout被控制器的控制算法使用。控制器使用确定的输出电压Vout来确定何时需要最小脉宽以及何时通过使用栅极电压Vg接通或断开主开关来实现最小脉宽。

控制方法实现主开关导通时间的实时反馈，其中当前脉冲的导通时间受与同一当前脉冲相关的电路特征影响。在以上描述的示例性应用中，辅助电压Vaux被实时测量并比较，其结果指示断开主开关，从而由此实时地影响主开关导通时间。

本发明在具体实施例方面得到描述，合并了细节以便利对变压器的构造和操作的原理的理解。各个附图中示出和描述的许多元件可以互换，以获得必要的结果，并且此描述应该被解读为也包含此类互换。同样，此处对特定实施例及其细节的参考并不旨在限制所附权利要求的范围。可以对被选用于说明目的的实施例做出修改而不脱离本申请的精神和范围对于本领域的技术人员明显。

Claims (23)

1.一种控制开关模式功率转换器的方法，所述方法包括：

a.配置开关模式功率转换器，所述开关模式功率转换器包括具有次级绕组和耦合至输入电源电压的初级绕组的变压器、串联耦合至所述初级绕组的开关、耦合至所述开关的控制器、以及电耦合至所述控制器并且磁耦合至所述次级绕组的初级侧辅助绕组；

b.确定跨所述次级绕组的最小电压，以实现从所述变压器的初级侧到次级侧的能量传送；

c.接通所述开关；

d.在所述开关接通时比较跨所述辅助绕组的电压和阈值电压，其中所述阈值电压与所述最小电压成比例；以及

e.一旦跨所述辅助绕组的所述电压达到所述阈值电压，则断开所述开关，其中接通所述开关和断开所述开关之间的时间周期是所述开关的最小脉冲宽度，所述最小脉冲宽度对应于实现从所述初级侧到所述次级侧的能量传送所必需的最小能量。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括当所述开关断开时将能量从所述初级侧传送到所述次级侧。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括当所述开关断开并且存在次级电流时测量跨所述辅助绕组的所述电压，其中当所述开关断开时所测量的电压与所述开关模式功率转换器的输出电压成比例，并且所测量的电压由所述控制器使用以调节所述输出电压。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述控制器使用所测量的电压以确定何时执行所述最小脉冲宽度。

5.根据权利要求1所述的方法，其中当所述开关断开时，跨所述次级绕组的所述电压增加到所述最小电压，从而由此实现能量传送，并且在跨所述次级绕组的所述电压达到所述最小电压时测量跨所述次级绕组的所述电压。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述开关模式功率转换器还包括耦合至所述辅助绕组和所述控制器的阈值电压检测电路，所述阈值电压检测电路比较跨所述辅助绕组的所述电压和所述阈值电压，并且一旦跨所述辅助绕组的所述电压达到所述阈值电压，则发送阈值电压信号至所述控制器。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括使用传送至所述辅助绕组的能量为所述控制器供电。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述开关包括晶体管。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述阈值电压等于所述最小电压乘以所述辅助绕组对所述次级绕组的匝数比。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述最小电压被设置为固定值。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述最小电压是由所述控制器确定的可变值。

12.一种控制开关模式功率转换器的方法，所述方法包括：

a.配置开关模式功率转换器，所述开关模式功率转换器包括具有次级绕组和耦合至输入电源电压的初级绕组的变压器、串联耦合至所述初级绕组的开关、以及耦合至所述开关的控制器；

b.确定跨所述次级绕组的最小电压，以实现从所述变压器的初级侧至次级侧的能量传送；

c.接通所述开关；

d.比较跨所述初级绕组的电压和阈值电压，其中所述阈值电压与所述最小电压成比例；以及

e.一旦跨所述初级绕组的所述电压达到所述阈值电压，则断开所述开关，其中接通所述开关和断开所述开关之间的时间周期是所述开关的最小脉冲宽度。

13.一种开关模式功率转换器，包括：

a.具有次级绕组和耦合至输入电源电压的初级绕组的变压器；

b.串联耦合至所述初级绕组的开关；

c.耦合至所述开关的控制器，其中所述控制器被配置用于接通和断开所述开关；

d.磁耦合至所述次级绕组的初级侧辅助绕组；以及

e.耦合至所述辅助绕组和所述控制器的阈值电压检测电路，其中所述阈值电压检测电路被配置用于在所述开关接通时比较跨所述辅助绕组的电压和最小电压，并且一旦跨所述辅助绕组的所述电压达到所述最小电压就发送信号至所述控制器，其中所述最小电压是跨所述次级绕组的用于实现从所述变压器的初级侧至所述变压器的次级侧的能量传送的最小电压，

其中所述控制器被配置用于响应于从所述阈值电压检测电路接收所述信号来断开所述开关，使得用于实现从所述初级侧到所述次级侧的能量传送所必需的最小能量被存储在所述初级绕组中。

14.根据权利要求13所述的功率转换器，还包括耦合至所述辅助绕组和所述控制器的电压检测电路，所述电压检测电路被配置用于当所述开关断开并且存在次级电流时测量跨所述辅助绕组的所述电压并且将所测量的电压发送到所述控制器，其中在所述开关断开时所测量的电压与所述开关模式功率转换器的输出电压成比例，并且所测量的电压由所述控制器使用以调节所述输出电压。

15.根据权利要求14所述的功率转换器，其中所述控制器还被配置用于根据所测量的电压确定何时接通和断开所述开关。

16.根据权利要求13所述的功率转换器，包括谐振电路，所述谐振电路包括所述变压器和所述变压器与所述开关的寄生电容。

17.根据权利要求13所述的功率转换器，其中所述阈值电压检测电路包括比较器。

18.根据权利要求13所述的功率转换器，其中所述开关包括晶体管。

19.根据权利要求13所述的功率转换器，还包括耦合至所述辅助绕组和所述控制器的电源电路，其中所述电源电路被配置用于从所述辅助绕组接收并存储能量并且向所述控制器提供能量。

20.根据权利要求19所述的功率转换器，其中所述电源电路包括电容器和成对的晶体管。

21.根据权利要求13所述的功率转换器，其中所述最小电压是固定值。

22.根据权利要求13所述的功率转换器，其中所述最小电压是由所述控制器确定的可变值。

23.一种开关模式功率转换器，包括：

a.具有次级绕组和耦合至输入电源电压的初级绕组的变压器；

b.串联耦合至所述初级绕组的开关；

c.耦合至所述开关的控制器，其中所述控制器被配置用于接通和断开所述开关；以及

d.耦合至所述初级绕组和所述控制器的阈值电压检测电路，其中所述阈值电压检测电路被配置用于比较跨所述初级绕组的电压和最小电压，并且一旦跨所述初级绕组的所述电压达到所述最小电压或其比例值，则发送信号至所述控制器，其中所述最小电压是跨所述次级绕组的用于实现从所述变压器的初级侧至所述变压器的次级侧的能量传送的最小电压，其中所述控制器被配置用于响应于从所述阈值电压检测电路接收所述信号来断开所述开关。