CN104868738A - 切换模式功率转换 - Google Patents

Abstract

本公开内容的实施方式涉及切换模式功率转换。根据一个实施例，一种操作切换模式功率转换器的方法包括：在连续驱动周期中驱动切换元件，其中切换元件被驱动以对于接通时段接通而随后被驱动以对于关断时段关断；在驱动周期期间对反馈信号采样两次或者更多次，其中反馈信号包括代表切换模式功率转换器的操作参数的信号和噪声。该方法还包括对经采样的反馈信号进行滤波以从经采样的反馈信号提取代表操作参数的信号，以及根据经滤波的反馈信号控制切换元件。

Description

切换模式功率转换

本申请要求于2014年2月26日提交的第61/994,821号美国临时申请的权益，该申请特此通过全文引用结合于此。

技术领域

本公开内容涉及一种切换模式功率转换器、配置为操作切换模式功率转换器的方法和存储计算机可执行指令的计算机可读存储设备，这些计算机可执行指令响应于执行来使处理部件执行操作。

背景技术

每当在切换模式功率转换器中接通或者关断开关、比如晶体管时，与正在切换的电流和电压成比例地耗散能量。称为切换损耗的与开关操作关联的功率损耗代表显著功率耗散来源并且因此代表在常规开关模式功率转换器内的显著低效率来源。除了增加切换损耗之外，在开关转变时间的针对电压和/或电流的大改变率(即dv/dt和/或di/dt)增加对开关的应力和开关产生的电磁干扰(EMI)的数量。已经开发一些切换方案，这些切换方案利用在开关模式功率转换器内的谐振以在向开关施加的电压在称为谷值的局部最小值时的时间接通开关。其它切换方案使用恒定切换频率或者某些突发的频率。

发明内容

一种被配置为操作切换模式功率转换器的方法，其中功率转换器可操作用于在功率转换器中的切换元件的可变切换频率将输入电压转换成输出电压，该方法包括：一种操作切换模式功率转换器的方法，其中功率转换器可操作以在功率转换器中的切换元件的切换频率将输入电压转换成输出信号；该方法包括：在连续驱动周期中驱动切换元件，其中切换元件被驱动以对于接通时段接通而随后被驱动以对于关断时段关断；在驱动周期期间对反馈信号采样两次或者更多次；反馈信号包括代表切换模式功率转换器的操作参数的信号和噪声；对经采样的反馈信号进行滤波以从经采样的反馈信号提取代表操作参数的信号；以及根据经滤波的反馈信号控制切换元件。

一种可操作用于将输入电压转换成输出电压的切换模式功率转换器包括：控制单元，被配置为在连续驱动周期中驱动切换元件，其中切换元件被驱动以对于接通时段接通而随后被驱动以对于关断时段关断；其中控制单元还被配置为：在驱动周期期间对反馈信号采样两次或者更多次；反馈信号包括代表切换模式功率转换器的操作参数的信号和噪声；对经采样的反馈信号进行滤波以从经采样的反馈信号提取代表操作参数的信号；以及根据经滤波的反馈信号控制切换元件。

一种计算机可读存储设备存储计算机可执行指令，计算机可执行指令响应于执行来使得处理部件：在连续驱动周期中驱动切换模式功率转换器的切换元件，其中切换元件被驱动以对于接通时段接通而随后被驱动以对于关断时段关断；在驱动周期期间对反馈信号采样两次或者更多次；反馈信号包括代表切换模式功率转换器的操作参数的信号和噪声；对经采样的反馈信号进行滤波以从经采样的反馈信号提取代表操作参数的信号；以及根据经滤波的反馈信号控制切换元件。

其它转换器、方法、软件、特征和优点在考察以下各图和详细描述时将是或者将变成是本领域技术人员所清楚的。旨在于将所有这样的附加转换器、方法、程序、特征和优点包括在本说明书内、在本发明的范围内并且受所附权利要求保护。

附图说明

可以参照以下附图和描述更好地理解系统。在各图中，相似参考标号贯穿不同视图指代对应部分。

图1是图示第一示例性切换模式功率转换器的电路图

图2是图示操作切换模式功率转换器的示例性方法的流程图；

图3是图示第二示例性切换模式功率转换器的电路图；

图4是图示图3中所示示例性切换模式功率转换器的开关控制单元的输入和输出信号的示图；

图5是图示图3中所示示例性切换模式功率转换器中的变压器的输入和输出信号的示图；

图6是图示DCM(a)和CCM(b)中的功率半导体开关的输入(初级)电流、输出(次级)电流和对应栅极信号的波形的定时图的示图；

图7是图示图3中所示功率转换器中的反馈信号的采样过程的示图；

图8是使用线性预测器的采样和滤波模块的电路图；

图9是使用陷波滤波器的采样和滤波模块的电路图；以及

图10是使用逆复用、延迟和复用来每切换周期选择一个或者多个适当采样的采样和滤波模块的电路图。

具体实施方式

参照图1，一种示例性切换模式功率转换器可以包括功率转换单元100、例如具有DC-DC反激转换器，该功率转换单元具有切换元件101，磁元件、比如变压器102，和其它部件(未示出)、比如整流器、电容器等。功率转换单元100具有被供应DC电压、体电压V_BULK的输入和向负载103供应输出电压V_OUT的输出。切换元件101可以是被配置为根据相应控制信号将变压器连接到电压V_BULK的半导体开关、比如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。切换模式功率转换器还可以包括电流感测模块104，该电流感测模块提供电流感测信号、例如代表流过变压器102的初级绕组的电流的(初级)电流感测电压V_CS。开关控制单元105被配置为生成向切换元件103供应的控制信号V_GD用于根据控制信号V_GD接通(导通)和关断(非导通)切换元件101。如果切换元件101是MOSFET或者IGBT，则可以向其栅极施加控制信号V_GD。

开关控制单元105被配置为控制功率转换单元100的切换操作。在以下示例中，开关控制单元105被配置为控制功率转换单元100以在多个操作模式中的至少一个操作模式、比如准谐振模式(即自振荡模式)中操作。控制单元10还可以被配置为比较电流感测电压V_CS与参考电压。设置控制信号V_GD以在电流感测信号V_CS等于或者超过参考电压时关断流入变压器102中的初级电流。在准谐振模式中，可以在跨切换元件101的电压处在也称为电压谷值或者谷值的(局部)最小值时接通切换元件101。为了实现这一点，切换模式功率转换器可以包括用于在切换元件101的关断时间期间直接或者间接监视跨切换元件101的电压降V_D以便允许检测在电压在最小值(谷值)时的时刻的电压感测模块106。从切换模式功率转换器输出(即从功率转换单元100的输出)到开关控制单元105的反馈路径可以向开关控制单元105提供附加输入信号、反馈信号FB。反馈路径可以包括基本信号处理(例如PI或者PID调节)和电隔离(例如通过光电耦合器等)。

在谷值处的切换使切换损耗和电磁辐射(EMI)最小化。普遍地，在一行中的多个谷值中的固定谷值、例如第一、第二或者任何其它谷值用作为用于控制切换元件101接通的触发。切换模式功率转换器的切换频率在准谐振模式中对应于负载103，因此可以宽泛地变化。其它操作模式可以例如是连续电流模式、不连续电流模式和突发模式。

参照图2，一种用于操作切换模式功率转换器的示例性方法可以包括可以以硬件、软件或者其任何组合实施的以下过程。在连续驱动周期中驱动切换元件，其中切换元件被驱动以对于接通时段接通而随后被驱动以对于关断时段关断(200)。可以检测接通时段的上升沿和下降沿，并且可以对于在上升沿之前的第一时间段(见图7中的时间段TR)和在下降沿之后的第二时间段(见图7中的时间段TF)阻止采样(201)。在驱动周期的接通时段或者关断时段(或者接通时段和关断时段二者)期间对反馈信号采样两次或者更多次(202)，其中反馈信号包括代表切换模式功率转换器的操作参数的信号和噪声。然后，对经采样的反馈信号进行滤波以从经采样的反馈信号提取代表切换模式功率转换器的操作参数的信号(203)。根据经滤波的反馈信号控制切换元件(204)。该过程在下一驱动周期再次开始(205)。

图3描绘另一示例性切换模式功率转换器(例如脉宽调制反激转换器)，其中切换器件304可操作用于将变压器300连接到DC输入电压、体电压V_BULK，并且控制从变压器300的初级绕组301向次级绕组302递送的功率。在接通切换器件304时向变压器300中存储能量。在关断切换器件304时，变压器300的能量经过整流器305向电容器306和向在功率转换器的输出的负载307放电，从而输出电压V_OUT出现于负载307。如图4中所示，这时根据输出电压V_OUT和变压器300的匝数比在变压器300的初级绕组301中生成反射电压V_R。因此，一旦关断切换器件，跨切换器件304的电压V_D等于体电压V_BULK加上反射电压V_R。在切换器件304的寄生电容器308中存储与电压V_D对应的能量。在放电时段T_DS之后，变压器300的能量被完全地放电，并且在寄生电容器308中存储的能量经过变压器300的初级绕组301回流到体电压V_BULK。代表所有适用寄生电容、比如切换器件304的漏极-源极电容308或者变压器300的绕组电容的电容C_j、和初级绕组301的电感L_P形成谐振回路，其谐振频率f_R可以被描述为等式(1a)：

$f_R=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{L_P\·C_j}}---\left(1a\right)$

在谐振时段期间，向初级绕组301提供的电感来回递送寄生电容器308的能量。将寄生电容器308放电到电压V_D上的(第一)谷值电压401(跟随有后续谷值402等)在延迟时间T_q期间发生。延迟时间T_q是准谐振的周期的一半并且可以被表达为等式(1b)：

$T_q=\frac{1}{2\·f_R}---\left(1b\right)$

如果在跨切换器件308的谷值电压401期间接通切换器件304，则可以减少切换损耗和EMI。

切换控制电路309接收反馈信号FB、电流感测信号V_CS(例如代表电流的电压)和过零检测信号ZCD并且提供输出信号V_GD(例如电压)。输出信号V_GD用于驱动切换器件304、比如MOSFET。切换器件304还耦合到变压器300以在将流过初级绕组301的初级电流I_P变换成形成电流感测信号的电压V_CS的电流感测电阻器310上生成切换电流信号。变压器300除了初级绕组301和次级绕组302之外还包括具有电感L_A的辅助绕组303。初级绕组301经过切换器件302连接到体电压，而次级绕组302经过整流器305提供功率转换器的输出电压。辅助绕组303向切换控制电路309提供过零检测信号ZCD并且可以经过整流器布置311向切换控制电路309提供供应电压。输出电压感测单元312被配备为(例如配备有光耦合器和PI或PID调节器)以生成电隔离的反馈信号FB。因此，输出电压感测单元312的输入耦合到功率转换器的输出，并且它的输出被耦合到切换控制电路309的相应输入以生成用于调节功率转换器的输出电压V_OUT的开关控制信号V_GD。

如图3中进一步所示，可以通过桥式整流器313和平滑电容器314从AC输入电压V_IN得到DC体电压V_BULK。切换控制电路309的输入可以包括控制定律单元、比如频率定律模块315，该控制定律单元从反馈信号FB生成峰值电流门限I_PK和切换时间信号，该切换时间信号代表切换时间段T_SW或者切换时间段门限TSW_min和TSW_max：

$T_{\mathrm{SW}\min }=\frac{1}{f_{\mathrm{SW}\max }}---\left(2b\right)$

如从图4可见，代表初级电流I_P的电流感测信号V_CS在其中切换元件304被接通的时间段T_ON期间增加直至达到峰值电流门限I_PK，然后切换元件304被关断直至下一接通。在连续接通时间段T_ON的上升沿之间的时间段称为切换时间段T_SW。频率定律模块315可以包括用于从反馈信号FB生成峰值电流门限I_PK和切换时间段T_SW的查找表或者计算模块。虽然在图4中未示出，可以不仅在某个谷值出现时执行而且也可以备选地在其它时间、比如在过零时执行接通。

图5是结合变压器电流I_L(即初级电流I_P和次级电流I_S)和开关控制单元304的输出信号V_GD示出跨图3中所示功率转换器中的辅助绕组303的电压V_AUX的特征曲线的定时图。在操作期间连续地重复在时刻t₁与时刻t₅之间的信号曲线，在时刻t₅，切换元件304在它已经在时刻t₂被关断之后再次被接通。在接通切换元件304的时刻t1，初级电流I_P开始斜升直至在切换元件304再次被关断时的时刻t₂达到最大电流(峰值电流门限I_PK)。因而，初级电流I_P快速地降至零，而流过次级绕组302的次级电流I_S急剧上升至它的最大值、然后斜降直至它在时刻t₄达到零。在时刻t₁与t₂之间接通切换元件304之时，跨辅助绕组303的电压V_AUX几乎为零。在切换元件304在时刻t₂被关断时，电压V_AUX急剧上升至最大电压。可以在时刻t₂与t₃之间(即在稳定时间期间)观测到电压V_AUX的一些振荡，并且在时刻t₃与t₄之间，在次级电流I_S已经下降至零时，电压V_AUX下降至可以用等式3描述的值V_AUX(t₄)：

$V_{\mathrm{AUX}}\left(t4\right)=V_{\mathrm{OUT}}\·\frac{N_{\mathrm{AUX}}}{N_{\mathrm{SEC}}}---\left(3\right)$

其中

$V_{\mathrm{OUT}}=L_S\·\frac{\mathrm{dIs}}{\mathrm{dt}},---\left(4\right)$

N_AUX是辅助绕组304的匝数，N_SEC是次级绕组302的匝数，并且L_S是次级绕组302的电感。

因而，可以用等式5描述电压V_AUX在时刻t₂降至值V_AUX(t₂)：

$V_{\mathrm{AUX}}\left(t2\right)=-V_{\mathrm{BULK}}\·\frac{N_{\mathrm{AUX}}}{N_{\mathrm{PRI}}},---\left(5\right)$

其中：

$V_{\mathrm{BULK}}=L_P\·\frac{{\mathrm{dI}}_P}{\mathrm{dt}},---\left(6\right)$

N_PR1是初级绕组301的匝数，LP是初级绕组301的电感，并且最大初级电流I_Pmax等于最大变压器电流I_LPK。

在时刻t4与t5之间的时间间隔中，电压V_AUX再次上升。在准谐振模式中操作时，切换元件304在电压V_AUX达到多个(局部)最小值、谷值501-504中的某个(局部)最小值、谷值时再次被接通，在本例中在时刻t₅。在时刻t₅，周期再次开始。在下文中，在t₁与t₂之间的时间间隔称为接通时间T_ON，在t₂与t₄之间的时间间隔称为关断时间T_OFF，并且在t₄与t₅之间的时间间隔称为等待时间T_W。可以用等式7-9描述接通时间T_ON、关断时间T_OFF和等待时间T_W：

$T_{\mathrm{ON}}=L_P\·\frac{I_{\mathrm{LPK}}}{V_{\mathrm{BULK}}},---\left(7\right)$

$T_{\mathrm{OFF}}=L_P\·\frac{I_{\mathrm{LPK}}}{V_R},---\left(8\right)$

$T_W=(n-\frac{1}{2})\·\frac{1}{f_R},$ 其中n＝1,2,3…   (9)

其中f_R是在准谐振模式中的谐振频率(见等式1)而n是在行中的谷值的始于1的编号，并且：

$T_{\mathrm{SW}}=T_{\mathrm{ON}}+T_{\mathrm{OFF}}+T_W=\frac{1}{f_{\mathrm{SW}}},---\left(10\right)$

其中f_SW是切换元件304的切换频率。所得初级功率P_P是根据等式11：

$P_P=\frac{1}{2}\·L_P\·I_{\mathrm{LPK}}^2\·f_{\mathrm{SW}},---\left(11\right)$

过零信号ZCD可以不仅提供辅助电压V_AUX的过零而且可以形成用于计算体电压V_BULK和输出电压V_OUT的基础。然而，用于确定那些参数的其它方式也适用。

取代图4和5中所示准谐振模式，可以运用备选操作模式、比如图6的定时图中所示两个模式。在左列中的图指代不连续电流模式(DCM)，而在右列中的图指代连续电流模式(CCM)。对某个操作模式的选择可以依赖于体电压V_BULK的电平。在DCM和CCM中，接通半导体开关的时刻t₆和t₁₀以及关断半导体开关的时刻t₇和t₁₁可以由时间触发或者由事件触发。在用强制频率、例如固定频率和可变接通时间(即可变占空比)操作的切换功率转换器中，这些时刻由时间触发。在执行准谐振振荡的切换功率转换器中，接通时间以及关断时间可以由事件触发。触发关断半导体开关的“事件”可以例如是初级电流I_P达到门限值，而触发接通半导体开关的事件可以是跨切换元件的电压在(局部)最小值。为了进一步讨论，考虑在强制频率、例如固定频率f_SW(f_SW＝T_SW ^-1)操作的并且具有可变占空比D(D＝T_ON/T_S)的反激转换器作为示例。

以下考虑假设在DCM中的稳定操作,如图6的左列中的图中所示。切换周期始于时刻t₁而结束于在后续切换周期开始时的时刻t₉。可以计算一个周期的时段T_S为：

T_SW＝(t₁₀-t₆)＝f_SW-1。   (12)

在时刻t₆接通而在时刻t₇关断控制切换元件304的切换状态的驱动信号(例如栅极电压V_GD)。可以计算接通时间T_ON为：

T_ON＝(t₇-t₆)＝D·T_SW＝D·(t₉-t₆)，   (13)

其中D表示占空比(D∈[0,1])。一个周期的剩余时间是关断时间T_OFF，其可以如下计算：

T_OFF＝(t₉-t₇)＝(1-D)·T_SW。   (14)

在接通时间T_ON期间，初级电流I_P从零升至它的峰值I_PP。电流斜升的梯度是V_BULK/L_P(L_P代表初级绕组的电感)，如果输入电压V_BULK在一个周期期间未显著地改变，则其几乎恒定的。在时刻t₂，可以计算在初级绕组中存储的能量E_DCM为：

E_DCM(t₇)＝L_P·I_PP ²/2。   (15)

在切换元件304在时刻t7被关断时，由于电感耦合而从变压器300的初级侧向次级侧“传送”能量E_DCM。次级电流I_S在接通时间T_ON期间(在整流器二极管305被反向偏置时)为零并且从它的在时刻t₇出现的初始峰值I_SP降至在时刻t₈达到的零。次级电流I_S在时刻t₈与t₉之间保持为零。注意在本讨论中忽略延迟时间(上升和下降时间)以便将注意力聚焦于电路的基本功能。次级峰值电流I_SP满足等式E_DCM(t₇)＝L_S·I_SP ²/2＝L_P·I_PP ²/2，其中L_S再次代表次级绕组的电感。在关断时间T_OFF期间的次级电流斜升的梯度是(V_OUT+V₃₀₅)/L_S，其中V₃₀₅是整流器二极管305的前向电压。与CCM对照，在DCM中，次级电流I_S在切换周期期间降至零(始于I_SP)，而在CCM期间——在本例中在时间t₇——不是这种情况。

在图6中的右列中的图中图示连续电流模式。切换周期始于时刻t₅而结束于在后续切换周期开始时的时刻t₇。在稳定操作中，在DCM中将为零的初始初级电流I_P0(I_P0＝I_P(t₁₀))在CCM中大于零，因为在变压器绕组L_P和L_S中“存储”的能量E_CCM在关断时间T_OFF期间从未降至零。在时刻t₅，关闭半导体开关T₆(驱动信号V_GD在高电平)，而初级电流I_P开始从初始值I_P0斜升至峰值I_PP，其中I_PP＝I_P0+ΔI_P。在初级电流在时刻t₁₁达到它的峰值I_PP(由电流门限定义)时，切换元件304被关断并且次级电流从它的峰值I_SP斜降至它的最终值I_S0，其中I_SP＝I_S0+ΔI_S。在变压器中“存储”的能量从E_CCMmin＝L_S·I_S0 ²/2＝L_P·I_P0 ²/2变化至E_CCMmax＝L_S·I_SP ²/2＝L_P·I_PP ²/2。在时刻t₁₂，周期再次开始，整流器二极管305阻止次级电流I_S，并且初级电流“跳跃”至它的初始值I_P0并且如在先前周期中那样斜升。

参照图7，例如，图3中所示功率转换器在DCM中操作，从而在切换元件304的接通时间段T_ON期间，初级电流斜升至它的峰值I_PP，其中对于时间段T_OFF关断切换元件304，并且次级电流I_S从峰值I_SP斜降至零。一个接通时间段T_ON和一个关断时间段T_OFF形成一个驱动周期。为了将输出电压(功率)保持于希望的值，通过输出电压感测单元312监视参数、比如输出电压，该输出电压感测单元向完全或者部分数字的切换控制电路309提供反馈信号FB。输出电压感测单元312可以提供基本信号处理(例如PI或PID调节)和电隔离(例如通过光电耦合器等)。具体而言，PI或PID调节可能放大噪声、比如电压纹波，该噪声可能干扰输出电压V_OUT，从而反馈信号FB可能包含相对大量噪声。在图7中，假设反馈信号FB几乎恒定、但是被形式为正弦纹波的噪声叠加。在时段T_OFF期间仅采样一次时，噪声可能导致输出电压V_OUT的不正确评估，因为可能包括大量噪声的仅这一特定采样用作为用于切换元件304的后续控制的基础。然而，在驱动周期的接通时段和/或关断时段期间对反馈信号FB采样两次或者更多次(即在s个时间T_SAMx，x＝1，2，…，s，s≥2)给予反馈信号FB的更清楚得多的画面，该反馈信号包括代表切换模式功率转换器的操作参数(例如输出电压V_OUT)的信号和噪声。虽然更多采样更精确，但是噪声(例如电压纹波)仍然存在于反馈信号FB中。为了消除噪声，可以运用滤波器、例如如图8-10中所示专用数字滤波器。功率转换器可能在切换元件304的接通时段的上升沿和下降沿RE、FE中产生附加噪声。为了避免这一点，对切换噪声进行采样。可以对于在上升沿RE出现之前和之后不久的某个时间段TR和在下降沿FE出现之前或者之后不久的某个时间段TF阻止采样。

如从图7可见，可以在“普通操作模式”中、即在CCM、DCM或者QRn模式中在关断时段期间比在接通阶段期间运用更高采样率。在普通操作模式期间，专用采样被同步到切换频率以确定下一脉宽调制(PWM)周期。这可以要么在接通阶段一开始被执行以考虑用于已经进行中的接通阶段的采样值，要么鉴于下一PWM周期而在关断阶段结束时被执行。在关断阶段期间取得的其它采样可以用于反馈信号上的dv/dt检测，以便预先识别在输出的负载跳跃。基于这一点，可以例如有向最低QR-n模式的立即改变或者正偏移可以在对负载跳跃做出反应时支持补偿网络。

在突发模式操作中，与普通模式比较可以增加采样率，并且可以评价所有或者至少大部分采样值(例如用于负载检测)，因为希望立即检测反馈信号是否已经超过突发模式退出门限以便立刻退出突发模式。在突发模式中，在采样的反馈值与定义PWM周期之间无相关性。反馈信号并且因此采样仅用于其中反馈信号在两个门限之间轮换的两点调节。

图8示出接收反馈信号FB并且以采样频率f_SAM进行采样的采样模块801和在采样模块801之后的线性预测器模块802。通过其输出信号被供应到PWM调制器的减法器803从采样模块的输出信号减去线性预测器模块802的输出信号，该输出信号是代表预测的噪声的信号。PWM调制器可以包括图3中所示频率定律单元315。线性预测是如下数学运算，用该数学运算估计离散时间信号的将来值为先前采样的线性函数。它经常在线性预测编码(LPC)中被使用并且可以视为滤波器理论的子集。

图9示出接收反馈信号FB并且以采样频率f_SAM进行采样的采样模块901和在采样模块901之后的陷波滤波器模块902。向PWM调制器供应采样模块901的输出信号，该PWM调制器可以包括图3中所示频率定律单元315。可以用控制信号CF控制陷波滤波器模块902的通行频率以仅让想要的信号通行而防止不想要的噪声信号通行。

图10示出接收反馈信号FB的采样模块1001和在采样模块901之后的陷波滤波器模块902。

图10示出接收反馈信号FB并且以采样频率f_SAM进行采样的采样模块1001和在采样模块1001之后并且提供多个输出信号的逆复用器模块1002。可以在缓冲存储器模块1003中存储输出信号。通过该选择单元1004选择可用输出信号中的一个或者多个可用输出信号用于PWM调制。PWM调制器可以包括图3中所示频率定律单元315。选择标准可以是已经取得在PWM调制更新之前的最新可用采样或者已经取得来自切换的失真被预计最少的那些采样。

尽管已经描述本发明的各种实施例，但是本领域普通技术人员将清楚多得多的实施例和实现方式在本发明的范围内是可能的。因而，本发明除了按照所附权利要求及其等效含义之外将不受限制。

在一个或者多个示例中，可以至少部分在硬件、比如具体硬件部件或者处理器中实施这里描述的功能。更一般而言，可以在硬件、处理器、软件、固件或者其任何组合中实施技术。如果在软件中实施技术，则功能作为一个或者多个指令或者代码可以被存储在计算机可读介质上或者经由计算机可读介质来传输并且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可以包括与有形介质、比如数据存储介质对应的计算机可读存储介质或者包括通信介质，该通信介质包括有助于例如根据通信协议从一个地方向另一地方传送计算机程序的任何介质。以这一方式，计算机可读介质可以主要地包括(1)非瞬态的有形计算机可读存储介质或者(2)通信介质、比如信号或者载波。数据存储介质可以是可以由一个或者多个计算机或者一个或者多个处理器访问以取回用于实施在本公开内容中描述的技术的指令、代码和/或数据结构的任何可用介质。计算机程序产品可以包括计算机可读介质。

举例而言但是无限制，这样的计算机可读存储介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或者其它光盘存储装置、磁盘存储装置或者其它磁存储装置、闪存或者可以用来以指令或者数据结构的形式存储希望的程序代码的并且可以由计算机访问的任何其它介质。任何连接也恰当地称为计算机可读介质、即计算机可读传输介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线(DSL)或者无线技术、比如红外线、无线电和微波从网站、服务器或者其它远程源传输指令，则在介质的定义中包括同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或者无线技术、比如红外线、无线电和微波。然而应当理解计算机可读存储介质和数据存储介质未包括连接、载波、信号或者其它瞬态介质、但是代之以涉及非瞬态、有形存储介质。磁盘和光盘如这里所用包括紧致盘(CD)、激光盘、数字万用盘(DVD)、软盘和蓝光盘，其中磁盘通常磁再现数据，而光盘利用激光光再现数据。也可以在计算机可读介质的范围内包括以上的组合。

指令可以由一个或者多个处理器、比如一个或者多个中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)或者其它等效集成或者分立逻辑电路装置执行。因而，术语“处理器”如这里所用可以指代前述结构或者适合用于实施这里描述的技术的任何其它结构中的任何结构。此外，在一些方面中，可以在被配置用于编码和解码的专用硬件和/或软件模块内提供或者在组合编码解码器中并入这里描述的功能。也可以完全在一个或者多个电路或者逻辑元件中实施技术。

可以在包括无线手机、集成电路(IC)或者IC集合(例如芯片集合)的广泛多种设备或者装置中实施本公开内容的技术。在本公开内容中描述各种部件、模块或者单元以强调被配置为执行公开的技术的设备的功能方面、但是未必要求由不同硬件单元实现。实际上，如以上描述的那样，各种单元可以被组合在单个硬件单元中或者由包括一个或者多个如以上描述的处理器的协作硬件单元的汇集与适当软件和/或固件结合提供。

Claims (27)

1.一种被配置为操作切换模式功率转换器的方法，其中所述功率转换器可操作用于在所述功率转换器中的切换元件的切换频率将输入电压转换成输出电压；所述方法包括：

在连续驱动周期中驱动所述切换元件，其中所述切换元件被驱动以对于接通时段接通而随后被驱动以对于关断时段关断；

在所述驱动周期期间对反馈信号采样两次或者更多次；所述反馈信号包括代表所述切换模式功率转换器的操作参数的信号和噪声；

对经采样的反馈信号进行滤波以从所述经采样的反馈信号提取代表所述操作参数的所述信号；以及

根据经滤波的反馈信号控制所述切换元件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述切换模式功率转换器的所述操作参数是所述功率转换器的所述输出电压。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

检测所述接通时段的上升沿和下降沿；以及

对于在上升沿之前或者之后不久的第一时间段和在下降沿之前或者之后不久的第二时间段阻止采样或者排除在所述第一时间段和所述第二时间段内取得的采样。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在不连续模式、连续模式、准谐振模式或者突发模式中操作所述功率转换器。

5.根据权利要求1所述的方法，其中滤波包括线性预测。

6.根据权利要求1所述的方法，其中滤波包括陷波滤波。

7.根据权利要求1所述的方法，其中从所述经采样的信号中滤波掉对一个或者多个信号的选择。

8.根据权利要求4所述的方法，其中在突发模式中，所述采样率比在不连续模式、连续模式或者准谐振模式中更高。

9.根据权利要求1所述的方法，其中在关断时段期间的所述采样率高于在接通时段期间的所述采样率。

10.一种切换模式功率转换器，可操作用于在所述功率转换器中的切换元件的切换频率将输入电压转换成输出电压，所述功率转换器包括：

控制单元，被配置为在连续驱动周期中驱动所述切换元件，其中所述切换元件被驱动以对于接通时段接通而随后被驱动以对于关断时段关断；其中所述控制单元还被配置为：

在所述驱动周期期间对反馈信号采样两次或者更多次；所述反馈信号包括代表所述切换模式功率转换器的操作参数的信号和噪声；

对经采样的反馈信号进行滤波以从所述经采样的反馈信号提取代表所述操作参数的所述信号；以及

根据经滤波的反馈信号控制所述切换元件。

11.根据权利要求10所述的功率转换器，其中所述切换模式功率转换器的所述操作参数是所述功率转换器的所述输出电压。

12.根据权利要求10所述的功率转换器，其中所述控制单元还被配置为：

检测所述接通时段的上升沿和下降沿；以及

对于在上升沿之前或者之后不久的第一时间段和在下降沿之前或者之后不久的第二时间段阻止采样或者排除在所述第一时间段和所述第二时间段内取得的采样。

13.根据权利要求10所述的功率转换器，其中所述功率转换器被配置为在不连续模式、连续模式、准谐振模式和突发模式中的至少一个模式中操作。

14.根据权利要求10所述的功率转换器，其中所述控制单元包括线性预测模块。

15.根据权利要求10所述的功率转换器，其中所述控制单元包括陷波滤波器模块。

16.根据权利要求10所述的功率转换器，其中所述控制单元包括配置为选择一个或者多个适当采样的模块。

17.根据权利要求13所述的功率转换器，其中在突发模式中，所述采样率比在不连续模式、连续模式或者准谐振模式中更高。

18.根据权利要求1所述的方法，其中在关断时段期间的所述采样率高于在接通时段期间的所述采样率。

19.一种存储计算机可执行指令的计算机可读存储设备，所述计算机可执行指令响应于执行来使得处理部件：

在连续驱动周期中驱动切换模式功率转换器的切换元件，其中所述切换元件被驱动以对于接通时段接通而随后被驱动以对于关断时段关断；

在所述驱动周期期间对反馈信号采样两次或者更多次；所述反馈信号包括代表所述切换模式功率转换器的操作参数的信号和噪声；

对经采样的反馈信号进行滤波以从所述经采样的反馈信号提取代表所述操作参数的所述信号；以及

根据经滤波的反馈信号控制所述切换元件。

20.根据权利要求19所述的计算机可读存储设备，其中所述切换模式功率转换器的所述操作参数是所述功率转换器的输出电压。

21.根据权利要求19所述的计算机可读存储设备，还包括：

检测所述接通时段的上升沿和下降沿；以及

对于在上升沿之前或者之后不久的第一时间段和在下降沿之前或者之后不久的第二时间段阻止采样或者排除在所述第一时间段和所述第二时间段内取得的采样。

22.根据权利要求19所述的计算机可读存储设备，其中在不连续模式、连续模式、准谐振模式或者突发模式中操作所述功率转换器。

23.根据权利要求19所述的计算机可读存储设备，其中滤波包括线性预测。

24.根据权利要求19所述的计算机可读存储设备，其中滤波包括陷波滤波。

25.根据权利要求19所述的计算机可读存储设备，其中滤波包括选择一个或者多个适当采样。

26.根据权利要求22所述的计算机可读存储设备，其中在突发模式中，所述采样率比在不连续模式、连续模式或者准谐振模式中更高。

27.根据权利要求19所述的计算机可读存储设备，其中在关断时段期间的所述采样率高于在接通时段期间的所述采样率。