CN106059303A - 负载响应抖动 - Google Patents

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Abstract

一种用于功率转换器的可以感测功率转换器是否处于轻负载条件下的控制器。如果该功率转换器处于轻负载条件下，则开关频率可以在可听噪声范围内。一旦该控制器感测到该轻负载条件，该控制器可以调制该功率开关的开关频率使得该开关频率不再在可听噪声范围内。该控制器包括一个电流极限发生器，该电流极限发生器被耦合为生成一个初始电流极限信号且接收一个反馈信号。该控制器可以感测该功率转换器的一个轻负载条件且输出一个轻负载信号。作为该轻负载信号的结果，该控制器可以响应于指示一个轻负载条件的轻负载信号调制该初始电流极限。

Description

负载响应抖动
对相关申请的交叉引用
本申请要求享有2015年4月10日提交的美国临时专利申请No.62/145,820的权益，该美国临时专利申请的内容通过引用纳入本文。
技术领域
本发明总体涉及控制功率转换器。更具体地，本发明的实施例涉及在变化的负载条件下控制开关模式功率转换器。
背景技术
电子设备(诸如，蜂窝电话、平板电脑、膝上型电脑等)使用电力运行。开关模式功率转换器由于其高效率、小尺寸以及低重量而普遍被用于为许多当今的电子设备提供动力。常规壁式插座提供高压交流电。在开关功率转换器中，高电压交流(ac)输入通过能量传递元件被转换，以提供良好调节的直流(dc)输出至负载。在操作中，接通和关断一个开关以通过改变占空比(通常是开关的接通时间与总开关周期的比率)、改变开关频率或改变开关模式功率转换器中的开关的每单位时间的接通/关断脉冲的数目来提供期望的输出。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种用于在包括功率开关的功率转换器中使用的控制器，该控制器包括：
一个比较器，其被耦合为将一个代表由该功率开关传导的开关电流的电流感测信号与一个电流极限比较，其中该比较器输出一个代表该开关电流是否已达到该电流极限的比较器输出信号；
一个驱动电路，其被耦合为接收一个代表该功率转换器的一个输出的反馈信号和该比较器输出信号，该驱动电路被耦合为响应于该比较器输出信号生成一个驱动信号来控制该功率开关的开关以调节该功率转换器的一个输出，其中当该开关电流达到该电流极限时，该驱动电路关断该功率开关；
一个电流极限发生器，其被耦合为接收该反馈信号且生成一个初始电流极限信号，其中该电流极限响应于该初始电流极限；
一个轻负载感测电路系统，其被耦合为输出且感测该功率转换器的一个轻负载条件且输出一个轻负载信号；以及
一个电流极限调制电路系统，其被耦合为响应于指示一个轻负载条件的轻负载信号输出一个调制信号且调制该初始电流极限。
根据本发明的另一方面，提供一种用于包括功率开关的开关模式功率转换器的控制器，该控制器包括：
一个比较器，将一个代表由该功率开关传导的电流的电流感测信号与一个电流极限比较，并响应于指示由该功率开关传导的电流超过该电流极限的比较，输出一个指示该电流超过该电流极限的信号；
功率开关驱动电路系统，其响应于指示该电流超过该电流极限的信号以将该功率开关切换至关断状态；
轻负载感测电路系统，其被耦合为感测该开关模式功率转换器上的一个轻负载且响应于此输出一个轻负载信号；
电流极限调制电路系统，其响应于指示该开关模式功率转换器上的轻负载的轻负载信号调制该电流极限。
附图说明
参考下面的附图描述本发明的非限制性且非穷举性实施方案，其中在所有多个视图中相同的参考数字指示相同的部分，除非另有指明。
图1A是例示了根据本发明的教导的接收输入电压以在负载处产生输出电压和输出电流的一个示例功率转换系统的功能方块图。
图1B例示了根据本发明的教导的在一个示例功率转换器中对于多种操作模式的一个示例开关电流的时序图。
图1C例示了根据本发明的教导的当一个示例轻负载感测电路确定功率转换系统处于轻负载下时一个示例调制信号、一个初始电流极限以及一个所得到的电流极限的时序图。
图2例示了根据本发明的教导的可以被包括在一个示例功率转换器中的一个示例控制器。
图3A例示了根据本发明的教导的可以被包括在一个示例功率转换器的一个示例控制器中的一个示例调制电路。
图3B例示了根据本发明的教导的可以被包括在一个示例调制电路中的一个示例所得到的调制信号。
图4A例示了根据本发明的教导的可以被包括在一个示例功率转换器的一个示例控制器中的另一个示例调制电路。
图4B例示了根据本发明的教导的可以被包括在一个示例调制电路中的一个示例所得到的调制信号。
图5例示了根据本发明的教导的可以被包括在一个示例功率转换器中的另一个示例控制器。
在附图的所有若干视图中，对应的参考字符指示对应的部件。本领域技术人员应理解，图中的元件是为了简化和清楚的目的而例示的，并且未必按比例绘制。例如，图中一些元件的尺度可以相对于其他元件被夸大，以帮助提高对本发明多个不同实施方案的理解。此外，为了便于较少妨碍观察本发明这些不同实施方案，在商业可行的实施方案中有用或必需的常见但是众所周知的元件通常未被示出。
具体实施方式
在下面的描述中，阐明了许多具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将明了，不必需采用所述具体细节来实施本发明。在其他情况下，为了避免使本发明模糊，没有详细描述众所周知的材料或方法。
在此说明书全文中提到“一个实施方案”、“一实施方案”、“一个实施例”或“一实施例”意指，关于该实施方案或实施例描述的具体特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，在此说明书全文中多个地方出现的短语“在一个实施方案中”、“在一实施方案中”、“一个实施例”或“一实施例”未必全都指相同的实施方案或实施例。再者，所述具体特征、结构或特性可以在一个或多个实施方案或实施例中以任何合适的组合和/或子组合结合。具体特征、结构或特性可被包括在集成电路、电子电路、组合逻辑电路或提供所描述的功能的其他合适的部件内。此外，应理解，随本文提供的图是出于向本领域普通技术人员解释的目的，并且附图未必按比例绘制。
在本发明的实施例中，用于功率转换器的控制器可以感测功率转换器是否处于轻负载条件下。如果功率转换器处于轻负载条件下，开关频率可以在可听噪声范围内。一旦控制器感测到轻负载条件，该控制器可以调制功率开关的开关频率使得该开关频率不再在可听噪声范围内。在一个实施例中，功率开关接通，且直到由该功率开关传导的电流(被称为开关电流)已达到电流极限才关断。可以通过调制该电流极限来调制该功率开关的开关频率。此外，该电流极限被调制使得所得到的调制的开关频率在可听噪声范围外。在一个实施例中，电流极限的15％调制可以导致功率开关的开关频率的近似30％调制。控制器可以由预调制的电流极限进一步确定功率转换器是否处于轻负载条件下。如果该预调制的电流极限小于一个阈值，则控制器确定功率转换器处于轻负载条件下。在另一个实施例中，预调制的电流极限可以选自电流极限值的一个列表。如果预调制的电流极限是这些电流极限值中的最小值，则控制器可以确定功率转换器处于轻负载条件下。
图1A例示了接收输入电压VIN 106以在负载124处产生输出电压VO 120和输出电流IO 122的一个示例功率转换系统100。在一个实施例中，输入电压VIN 106是从输入电压源(未示出)接收的经整流且经滤波的交流输入电压VRECT 102。输入电压VIN 106和输出电压VO 120相对于输入返回(input return)108是正的。功率转换系统100包括由控制器130控制以调节输出(诸如，输出电流IO 122、输出电压VO 120或二者)的功率转换器110。功率转换器块110通常包括至少一个功率开关S1112、至少一个能量传递元件114以及至少一个电容器116。功率开关S1112还可以被称为初级开关。可以通过相应地安排功率转换器块110的开关、能量传递元件以及电容器将功率转换系统110配置成降压转换器的许多变型中的一个。应理解，用于功率转换器的任何数目的拓扑可以受益于本发明的教导。
控制器130被耦合为接收代表由功率开关S1112传导的开关电流的开关电流感测信号147。控制器130还被耦合为接收代表功率转换器的输出(输出电压VO 120、输出电流IO 122或二者)的反馈信号UFB 128。控制器130响应于反馈信号UFB 128和开关电流感测信号147输出驱动信号133以控制功率开关S1 112的开关。可以从感测电路126接收反馈信号UFB 128。如图1A中所例示的，控制器130包括驱动电路132、比较器146、电流极限发生器134、轻负载感测电路系统136以及调制电路140。控制器130也可以还包括振荡器150、次级开关144以及运算操作器138。
在所例示的实施例中，控制器130被示出为单个控制器，然而，控制器130中示出的元件可以位于分开的初级控制器、次级控制器或二者中。初级控制器控制初级开关(诸如，功率开关S1 112)的开关，而次级控制器控制次级开关的开关。同步整流器可以被实施在电源的次级侧上。初级控制器和次级控制器可以通过通信链路通信。在一个实施例中，初级控制器和次级控制器可以被形成为一个被制造为混合集成电路或单片集成电路的集成电路的一部分，其被示出为控制器130。在一个实施例中，初级开关112还可以与控制器130集成在单个集成电路封装中。在另一个实施例中，次级开关可以与控制器130集成在单个集成电路封装中。然而，在另一个实施例中，应理解，初级控制器和次级控制器不需要被包括在单个控制器封装中，且例如可以被实施在分开的控制器封装中。此外，在一个实施例中，初级控制器和次级控制器可以被形成为分开的集成电路。
驱动电路132和电流极限发生器134被耦合为接收反馈信号UFB128。驱动电路132可以响应于反馈信号UFB 128控制功率开关112的开关。例如，驱动电路132可以输出驱动信号133以控制功率开关112的接通时间、关断时间、开关频率或每单位时间的脉冲数目。该驱动信号可以是具有变化长度的逻辑高值和逻辑低值的矩形脉冲波形，且前沿之间的时间可以被称为开关周期TSW。开关周期TSW可以远小于交流线周期TAC。此外，驱动电路132可以接收电流极限比较器146的输出。如例示的，电流极限比较器146被耦合为通过开关电流感测信号147接收开关电流ISW 118(在该电流极限比较器的反相输入处)和电流极限ULIM 145(在该电流极限比较器的非反相输入处)。当开关电流ISW 118达到电流极限ULIM 145时，驱动电路132输出驱动信号133以关断功率开关112(如图1B中进一步例示的)。电流极限发生器134可以响应于反馈信号UFB 128确定用于控制器130的初始电流极限UPL 135。在一个实施例中，当控制器不处于轻负载条件下时，电流极限ULIM 145大体上是初始电流极限UPL 135。
控制器130还可以可选地包括可以接收反馈信号UFB 128且输出使能信号UEN 129的使能电路127(以虚线例示)。使能信号UEN 129向控制器130提供信息以使能或禁用功率开关112。此外，使能信号UEN129可以包括一个或多个使能事件，所述一个或多个使能事件导致功率开关112被使能(或被禁用)。例如，当使能信号UEN 129中的使能事件被接收时，功率开关112可以被使能(即，被接通)。在一个实施例中，使能电路127输出使能信号UEN 129，该使能信号在一个实施例中是具有脉冲长度的矩形脉冲波形。使能信号UEN 129中的使能事件可以是使能(或禁用)功率开关112的一个脉冲或一系列脉冲。驱动电路132可以响应于使能信号UEN 129输出驱动信号133。在一个实施例中，当驱动电路132接收来自使能信号UEN 129的一个使能脉冲时，驱动电路132接通功率开关112。此外，电流极限发生器134可以响应于使能信号129确定初始电流极限UPL 135的值。在一个实施例中，电流极限发生器134可以响应于使能信号UEN 129中的使能脉冲的频率(或使能脉冲之间的时间量)确定初始电流极限信号UPL 135的值。
轻负载感测电路136被耦合为接收初始电流极限信号UPL 135和阈值UTH 137。在图1A中示出的实施例中，轻负载感测电路136被示出为比较器136，且在其非反相输入处接收阈值UTH 137同时在其反相输入处接收初始电流极限信号UPL 135。当初始电流极限信号UPL 135小于阈值UTH 137时，轻负载感测电路136确定功率转换系统100是否处于轻负载条件下。如例示的，轻负载感测电路136的输出是轻负载信号ULL 142，当初始电流极限信号UPL 135小于阈值UTH 137时，轻负载信号ULL 142可以是逻辑高，否则是逻辑低。在一个实施例中，该阈值可以大体上等于初始电流极限UPL 135的最大值的50％。
调制电路140被耦合为当轻负载感测电路136确定功率转换系统处于轻负载条件下时输出调制信号UMOD 141且调制初始电流极限UPL135。如例示的，调制电路140可以从振荡器150接收系统时钟143，且系统时钟143具有周期TSYS。调制电路140可以响应于系统时钟143输出调制信号UMOD 141。在一个实施例中，调制信号UMOD 141可以是具有大体上等于N*TSYS的周期的锯齿波形或三角波形。在一个实施例中，N的值可以是8*16。N的值代表系统周期被调制的次数和每周期多少个循环。调制信号UMOD 141的振幅摆动可以是初始电流极限UPL 135的值的X％。在一个实施例中，X％的值可以是15％。在另一个实施例中，X的范围可以在5％到40％之间。此外，调制信号UMOD 141可以是如图3B和图4B中所例示的阶梯锯齿波形或阶梯三角波形。然而，应理解，任何波形如果具有足够的振幅摆动，则可以被用作调制信号UMOD 141。
还被包括在控制器130中的可以是次级开关144和运算操作器138。该运算操作器被耦合为接收初始电流极限信号UPL 135。在一个实施例中，该运算操作器可以是一个终端。当次级开关144闭合或导通时，该运算操作器还接收调制信号UMOD 141。由轻负载感测电路136输出的轻负载信号ULL 142可以控制开关S2 144的开关。当轻负载信号ULL 142指示功率转换系统100处于轻负载条件下时，次级开关144是接通的(换句话说，闭合或导通)，且调制信号UMOD 141可以由运算操作器138接收。当轻负载信号ULL 142未指示功率转换系统100处于轻负载条件下时，次级开关144是关断的(换句话说，不导通或断开)，且运算操作器138不接收调制信号UMOD 141。在一个实施例中，运算操作器138可以对调制信号UMOD 141和初始电流极限信号UPL 135执行任意数目的运算功能(加、减、乘、除)以输出电流极限ULIM 145。然而，当运算操作器138未接收调制信号UMOD 141时(因为轻负载感测电路136未感测到轻负载条件)，输出的电流极限ULIM 145大体上是初始电流极限UPL 135。在一个实施例中，当感测到轻负载条件时，运算操作器138可以将调制信号UMOD 141加到初始电流极限UPL 135。
图1B例示了对于多种操作模式(特别是连续导通模式(CCM)和断续导通模式(DCM))的示例开关电流ISW 118的时序图101。在任何开关周期TSW 152期间，初级开关112可以响应于驱动信号133导通。开关周期TSW 152可以被分开成两个时间段：接通时间tON 150和关断时间tOFF 151。开关接通时间tON 150表示开关周期TSW 152的开关S1112可以导通的部分。开关关断时间tOFF 151表示开关周期TSW 152的当初级开关112不能导通时的剩余部分。图1B的电流波形例示了两种基本操作模式。该图右侧的梯形形状是连续导通模式(CCM)的特性，而该图左侧的三角形形状是断续导通模式(DCM)的特性。在CCM期间，紧接于开关接通时间tON 150的开始之后开关电流ISW 118大体上是非零。在DCM下，紧接于开关接通时间tON 150的开始之后开关电流ISW 118大体上是零。在开关关断时间tOFF 151期间，对于CCM和DCM开关电流ISW 118都大体上是零。此外，一旦开关电流达到电流极限ULIM 135，开关118就可以关断。此外，应注意，最小开关周期TSW 152可以大体上等于系统时钟TSYS的周期。
图1C例示了当轻负载感测电路136确定功率转换系统100处于轻负载条件下(即，次级开关144导通)时示例调制信号UMOD 141、初始电流极限UPL 135以及所得到的电流极限ULIM 145的时序图103。在所示出的实施例中，调制信号UMOD 141是具有N*TSYS 154(系统时钟143的周期的N倍)的周期且振幅摆动156大体上等于初始电流极限UPL 135的值的X％的锯齿波形。在该示出的实施例中，调制信号UMOD141的最小值大体上是零。初始电流极限UPL 135被例示为恒定的非零值。对于图1C的实施例，运算操作器可以将调制信号UMOD 141加到初始电流极限UPL 135以输出电流极限ULIM 145。这样，所得到的电流极限ULIM 145大体上是具有N*TSYS 154的周期且振幅摆动156大体上等于初始电流极限UPL 135的值的X％的锯齿波形。电流极限ULIM 145的最小值大体上等于初始电流极限UPL 135的值(该初始电流极限被示出为非零值)。
图2例示了可以是控制器130的一个实施例的一个示例控制器230。控制器230类似于控制器130，然而调制电路240被例示为包含计数器248和数模转换器(DAC)249。此外，电流极限发生器234可以从多个值中的一个选择初始电流极限UPL 235，且当初始电流极限UPL 235是所述多个值中的最小值时，轻负载感测电路可以输出轻负载信号ULL239。
电流极限发生器234可以响应于反馈信号UFB 228或替代地响应于使能信号UEN 229从多个值中选择初始电流极限UPL 235。在该示出的实施例中，电流极限发生器234可以具有M个值，其被列出为LIM_1、LIM_2且一直到LIM_M。当初始电流极限UPL 235大体上等于值LIM_1(被例示为所述多个值中的最小值)时，轻负载信号ULL 239可以确定轻负载条件(且输出逻辑高值)。否则，轻负载感测信号ULL 239不指示轻负载条件(且是逻辑低)。然而，应理解，当初始电流极限UPL 235大体上等于所述多个值中的不止一个(诸如，LIM_1和LIM_2)时，如果所选择的多个值指示功率转换系统的轻负载条件，则轻负载信号ULL 239可以是逻辑高。
调制电路240被例示为包括计数器248和DAC 249。计数器248可以耦合为接收系统时钟243和响应于系统时钟243增加或减少其计数值。如所例示的，该计数器是Z位计数器，且它的计数值被输出至DAC249。B1是计数器248的最低有效位(LSB)，而BZ是最高有效位(MSB)。如所例示的，计数器248的内部计数的MSB(BZ)和在前的2位被输出至DAC 249。DAC 249从计数器248接收所述位且输出调制信号UMOD241。在一个实施例中，调制信号UMOD 241可以是阶梯三角波形或阶梯锯齿波形或任何其他阶梯波形。然而，应理解，任何数目的位可以被输出至DAC 249。输出的位的数目可以对应于调制信号UMOD 241的粒度(granularity)。例如，如果调制信号UMOD 241是阶梯波形，由计数器248输出的位的数目可以对应于调制信号UMOD 241的阶梯的数目。在一个实施例中，1个阶梯可以包括16个开关循环。在一个实施例中，3个位将对应于8个阶梯。此外，使用的位的数目还可以确定调制信号UMOD 241的周期NTSYS，其中N由调制信号UMOD 241的阶梯乘以开关循环的数目组成。例如，3个位将对应于系统时钟周期TSYS的(8*16)倍的周期。
图3A和图3B例示了可以是关于图2示出的调制电路和调制信号的一个实施例的示例调制电路340和所得到的调制信号UMOD 341。对于该示出的实施例，调制电路340输出用于调制信号UMOD 341的阶梯锯齿波形。调制电路340被例示为包括计数器348和DAC 349。计数器348可以耦合为接收系统时钟343和响应于系统时钟343增加或减少其计数值。如所例示的，该计数器是Z位计数器，且它的计数值被输出至DAC 349。DAC 349被例示为包括若干个电流源(358、360以及362)和开关(359、361以及363)。电流源的值根据与电流源相关联的计数器348的位被加权。例如，开关359由位BZ控制且相关联的电流源358具有的值为开关361由位BZ-1控制且相关联的电流源360具有的值为开关363由位BZ-2控制且相关联的电流源362具有的值为这样，电流源358的值是电流源360的值的两倍，依此类推。在一个实施例中，由开关(359、361以及363)接收的逻辑高值可以对应于闭合的(或换句话说，被使能的)开关，且对于逻辑低值反之亦然。如所例示的，电流源(358、360以及362)被耦合成使得当开关(359、361以及363)闭合时调制信号UMOD 341是电流源(358、360以及362)的总和。
图3B例示了图3A的调制电路340输出的调制信号UMOD 341。当位(BZ-2)368、(BZ-1)366以及BZ 364都是逻辑低时，开关(359、361以及363)是断开的，且调制信号UMOD 341大体上是零。随着计数器348响应于系统时钟343增加，每个位也增加，且开关(359、361以及363)相应地被断开、闭合。此外，调制信号UMOD 341的每个阶梯使调制信号UMOD 341的值大体上增加调制信号UMOD 341的最大值是振幅摆动，X％LIM_1，且)。在调制信号UMOD 341的图形下面的位(BZ-2)368、(BZ-1)366以及BZ 364的表格例示了对于调制信号UMOD 341的每个值位(BZ-2)368、(BZ-1)366以及BZ 364的值。
图4A和图4B例示了可以是关于图2示出的调制电路和调制信号的一个实施例的示例调制电路440和所得到的调制信号UMOD 441。图4A的调制电路440类似于图3A，然而，计数器448是(Z+1)位计数器，且调制电路440还包括逻辑电路490。调制电路440输出用于调制信号UMOD 441的阶梯三角波形。逻辑电路490被耦合为接收位(BZ-2)468、(BZ-1)466、BZ 464以及(BZ+1)492且输出位(CZ-2)、(CZ+1)以及CZ。对于此实施例，位(BZ+1)是MSB。当位(BZ+1)492是逻辑低时，位(CZ-2)、(CZ+1)以及CZ分别大体上等于位(BZ-2)468、(BZ-1)466以及BZ 464。这样，当位(BZ+1)492是逻辑低时，位(CZ-2)、(CZ+1)以及CZ从(0，0，0)向上计数，且调制信号UMOD 441类似于调制信号UMOD 341。当位(BZ-1)是逻辑高时，逻辑电路490使位(BZ-2)468、(BZ-1)466以及BZ 464反相，且输出的位(CZ-2)、(CZ+1)以及CZ大体上是位(BZ-2)468、(BZ-1)466以及BZ 464的反相。这样，位(CZ-2)、(CZ+1)以及CZ从(1，1，1)向下计数，且调制信号UMOD 441减少。在调制信号UMOD 341的图形下面的位(BZ-2/CZ-2)468、(BZ-1/CZ-1)466、(BZ/CZ)464以及(BZ+1)492的表格例示了对于调制信号UMOD 441的每个值每个位的值。所得到的调制信号UMOD 441的波形类似于图3B中示出的调制信号，然而，周期大体上是16*N*TSYS或图3B中示出的调制信号的周期的两倍。调制信号UMOD 441的每个阶梯使调制信号UMOD 441的值大体上增加或减少调制信号UMOD 441的最大值是振幅摆动，X％LIM_1，且
图5例示了与关于图1A和图2所讨论的控制器类似的另一个示例控制器530。然而，所例示的控制器530还包括输出抖动信号UJTR 571的抖动发生器570。输出的抖动信号UJTR 571可以被用来使功率开关的开关频率不断地抖动。在一个实施例中，抖动发生器570生成抖动信号UJTR 571以减少电源的电磁干扰(EMI)发射，特别是减少电源的EMI发射的幅度。频率抖动可以被用来散布开关频率的谐波中的能量以减少某些类型的EMI发射的幅度。
在所示出的实施例中，抖动信号UJTR 571可以在使能电路527处被引入，且可以使生成使能信号UEN 529的使能脉冲的频率抖动。抖动信号UJTR 571还可以通过运算操作器538被引入到初始电流极限UPL 535。对于此实施例，初始电流极限UPL 535可以由抖动信号UJTR 571不断地调制，且当功率转换器处于轻负载条件下时还可以由调制信号UMOD 541调制。此外，该抖动信号还可以被引入到振荡器550，这将使系统时钟543的频率抖动。
对本发明的所例示的实施例的以上描述，包括摘要中描述的内容，并不旨在是穷举性的或是对所公开的确切形式进行限制。尽管出于例示目的在本文中描述了本发明的特定实施方案和实施例，但是在不偏离本发明的较宽泛的精神和范围的前提下，多种等同改型是可能的。实际上，应理解，具体的示例电压、电流、频率、功率范围值、时间等是出于解释目的被提供的，且根据本发明的教导，在其它实施方案和实施例中也可以使用其他值。
实施方案
尽管在所附权利要求书中限定了本发明，但是应理解，本发明还可以(替代地)根据下面的实施方案进行限定：
1.一种用于在包括功率开关的功率转换器中使用的控制器，该控制器包括：
一个比较器，其被耦合为将一个代表由该功率开关传导的开关电流的电流感测信号与一个电流极限比较，其中该比较器输出一个代表该开关电流是否已达到该电流极限的比较器输出信号；
一个驱动电路，其被耦合为接收一个代表该功率转换器的一个输出的反馈信号和该比较器输出信号，该驱动电路被耦合为响应于该比较器输出信号生成一个驱动信号来控制该功率开关的开关以调节该功率转换器的一个输出，其中当该开关电流达到该电流极限时，该驱动电路关断该功率开关；
一个电流极限发生器，其被耦合为接收该反馈信号且生成一个初始电流极限信号，其中该电流极限响应于该初始电流极限；
一个轻负载感测电路系统，其被耦合为输出且感测该功率转换器的一个轻负载条件且输出一个轻负载信号；以及
一个电流极限调制电路系统，其被耦合为响应于指示一个轻负载条件的轻负载信号输出一个调制信号且调制该初始电流极限。
2.根据实施方案1所述的控制器，其中当未感测到该轻负载条件时该电流极限大体上是该初始电流极限，且其中当感测到该轻负载条件时该电流极限大体上是由该调制信号调制的电流极限。
3.根据实施方案1所述的控制器，其中当该初始电流极限小于一个阈值时该轻负载感测电路系统确定该轻负载条件。
4.根据实施方案1所述的控制器，其中该初始电流极限信号可以是多个离散值中的一个。
5.根据实施方案4所述的控制器，其中当该初始电流极限是所述多个离散值中的最小值时该轻负载感测电路系统确定该轻负载条件。
6.根据实施方案1所述的控制器，其中调制电路将该初始电流极限调制为该初始电流极限的幅度的5％的最小值。
7.根据实施方案1所述的控制器，其中调制电路将该初始电流极限大体上调制该初始电流极限的幅度的15％。
8.根据实施方案1所述的控制器，其中调制电路可以是一个具有为该初始电流极限的幅度的5-40％的振幅距离的波形。
9.根据实施方案8所述的控制器，其中调制电路可以是一个三角波形或一个锯齿波形。
10.根据实施方案1所述的控制器，其中调制电路还包括：一个计数器，该计数器被耦合为接收一个时钟信号且响应于该时钟信号使计数增加或减少，其中该调制信号响应于计数的增加或减少。
11.根据实施方案1所述的控制器，其中该控制器还包括：
一个运算操作器，其被耦合为接收该调制信号和该初始电流极限且输出该电流极限，其中该电流极限响应于该调制信号和该初始电流极限的一个运算操作；以及
一个开关，其被耦合为由该轻负载信号控制，其中当该开关接通时该运算操作器可以接收该调制信号。
12.根据实施方案10所述的控制器，其中该运算操作器是一个终端。
13.根据实施方案1所述的控制器，其中该调制信号可以是一个数字阶梯信号。
14.根据实施方案1所述的控制器，其中该控制器还包括一个抖动发生器，该抖动发生器被耦合为输出一个抖动信号，其中该抖动发生器可以调制该功率开关的开关频率。
15.根据实施方案13所述的控制器，其中该抖动信号可以由一个运算操作器或被耦合为生成一个时钟信号的振荡器接收。
16.根据实施方案13所述的控制器，其中该控制器还包括一个使能电路，该使能电路被耦合为接收该反馈信号且输出一个使能信号，其中该使能电路可以确定接通该功率开关。
17.根据实施方案15所述的控制器，其中该抖动信号可以由该使能电路接收。
18.一种用于包括功率开关的开关模式功率转换器的控制器，该控制器包括：
一个比较器，其将一个代表由该功率开关传导的电流的电流感测信号与一个电流极限比较，并响应于指示由该功率开关传导的电流超过该电流极限的比较，输出一个指示该比较的信号；
功率开关驱动电路系统，其响应于指示该电流超过该电流极限的信号以将该功率开关切换至关断状态；
轻负载感测电路系统，其被耦合为感测该开关模式功率转换器上的一个轻负载且响应于此输出一个轻负载信号；
电流极限调制电路系统，其响应于指示该开关模式功率转换器上的轻负载的轻负载信号调制该电流极限。
19.根据任何一个前述实施方案所述的控制器，其中轻负载是具有的功率消耗大体上小于满负载时的功率消耗的25％的负载。
20.根据任何一个前述实施方案所述的控制器，其中该电流极限调制电路系统将该电流极限调制至少5％。
21.根据任何一个前述实施方案所述的控制器，其中该轻负载感测电路系统响应于预调制的电流极限小于一个阈值感测该轻负载。
22.根据实施方案21所述的控制器，其中该阈值比该电流极限的最大值大体上小50％。
23.根据任何一个前述实施方案所述的控制器，还包括频率调制电路系统，该频率调制电路系统被耦合为调制由该功率开关驱动电路系统输出的一个功率开关驱动信号的开关频率，该驱动信号的开关频率限定该功率开关何时从关断状态切换到接通状态。
24.根据任何一个前述实施方案所述的控制器，其中：
该控制器还包括电流极限生成电路系统，以生成一个响应于一个反馈信号的预调制电流极限；以及
该电流极限调制电路系统包括：
调制电路系统，以生成一个调制信号；以及
运算操作电路系统，其被耦合为接收该调制信号和该预调制电流极限，该运算操作电路系统用该调制信号调制该预调制电流极限以生成调制的电流极限。
25.根据实施方案23所述的控制器，其中该调制电路系统包括：
一个振荡器，其被耦合为输出一个时钟信号；以及
一个计数器，其被耦合为接收该时钟信号且响应于该时钟信号使计数增加或减少，
其中该调制信号响应于该计数的增加或减少。
26.根据实施方案23到24中的任何一个所述的控制器，其中，响应于该反馈信号，该电流极限生成电路系统将该预调制电流极限设定到多个离散值中的一个。
27.根据实施方案25所述的控制器，其中当该预调制电流极限被设定到所述多个离散值中的最小的一个时该轻负载感测电路系统确定一个轻负载。
28.根据实施方案23到24中的任何一个所述的控制器，其中该电流极限生成电路系统响应于一个由一个使能电路生成的使能信号生成该预调制电流极限，其中该使能电路响应于该反馈信号确定是否使能该功率开关。
29.根据实施方案23到25或27中的任何一个所述的控制器，其中：
该控制器包括频率调制电路系统；
该频率调制电路系统包括一个抖动发生器以生成一个抖动信号。
30.根据实施方案28所述的控制器，其中该运算操作电路系统被耦合为接收该抖动信号且用该抖动信号和该调制信号两者调制该预调制电流极限。
31.根据实施方案28所述的控制器，其中该振荡器被耦合为接收该抖动信号且用该抖动信号调制该时钟信号。
32.根据实施方案28所述的控制器，其中该使能电路被耦合为接收该抖动信号且用该抖动信号调制该使能信号。
33.一种用于包含功率开关的开关模式功率转换器的控制器，该控制器包括：
频率调制电路系统，其被耦合为调制用于该功率开关的驱动信号的开关频率，该驱动信号的开关频率限定该功率开关何时从关断状态切换到接通状态；以及
电流极限调制电路系统，以调制一个电流极限，该电流极限限定该功率开关何时从接通状态切换到关断状态。
34.根据实施方案33所述的控制器，还包括：
轻负载感测电路系统，其被耦合为感测该开关模式功率转换器上的一个轻负载且响应于此输出一个轻负载信号；
一个开关，其响应于该轻负载信号以接通和关断该电流极限的调制。
35.根据实施方案34所述的控制器，其中轻负载是具有的功率消耗大体上是满负载时的功率消耗的25％的负载。
36.根据任何一个前述实施方案所述的控制器，其中该轻负载感测电路系统响应于该预调制的电流极限小于一个阈值感测该轻负载。
37.根据实施方案33到36中的任何一个所述的控制器，其中该电流极限调制电路系统包括：
调制电路系统，以生成一个调制信号；以及
运算操作电路系统，其被耦合为接收该调制信号和该预调制电流极限，该运算操作电路系统用该调制信号调制该预调制电流极限以生成调制的电流极限。
38.根据实施方案37所述的控制器，其中该调制电路系统包括：
一个振荡器，其被耦合为输出一个时钟信号；以及
一个计数器，其被耦合为接收该时钟信号且响应于该时钟信号使计数增加或减少，
其中该调制信号响应于该计数的增加或减少。
39.根据实施方案37到38中的任何一个所述的控制器，其中，响应于该反馈信号，该电流极限生成电路系统将该预调制电流极限设定到多个离散值中的一个。
40.根据实施方案37到39中的任何一个所述的控制器，其中该频率调制电路系统包括一个抖动发生器以生成一个抖动信号。
41.根据实施方案40所述的控制器，其中该运算操作电路系统被耦合为接收该抖动信号且用该抖动信号和该调制信号两者调制该预调制电流极限。
42.根据实施方案40所述的控制器，其中该振荡器被耦合为接收该抖动信号且用该抖动信号调制该时钟信号。

Claims (14)

1.一种用于在包括功率开关的功率转换器中使用的控制器，该控制器包括：
一个比较器，其被耦合为将一个代表由该功率开关传导的开关电流的电流感测信号与一个电流极限比较，其中该比较器输出一个代表该开关电流是否已达到该电流极限的比较器输出信号；
一个驱动电路，其被耦合为接收一个代表该功率转换器的一个输出的反馈信号和该比较器输出信号，该驱动电路被耦合为响应于该比较器输出信号生成一个驱动信号来控制该功率开关的开关以调节该功率转换器的一个输出，其中当该开关电流达到该电流极限时，该驱动电路关断该功率开关；
一个电流极限发生器，其被耦合为接收该反馈信号且生成一个初始电流极限信号，其中该电流极限响应于该初始电流极限；
一个轻负载感测电路系统，其被耦合为输出且感测该功率转换器的一个轻负载条件且输出一个轻负载信号；以及
一个电流极限调制电路系统，其被耦合为响应于指示一个轻负载条件的轻负载信号输出一个调制信号且调制该初始电流极限。
2.根据权利要求1所述的控制器，其中当未感测到该轻负载条件时该电流极限大体上是该初始电流极限，且其中当感测到该轻负载条件时该电流极限大体上是由该调制信号调制的电流极限。
3.根据权利要求1所述的控制器，其中当该初始电流极限小于一个阈值时该轻负载感测电路系统确定该轻负载条件。
4.根据权利要求1所述的控制器，其中该初始电流极限信号可以是多个离散值中的一个。
5.根据权利要求1所述的控制器，其中该调制信号可以是一个三角波形或一个锯齿波形。
6.根据权利要求1所述的控制器，其中该电流极限调制电路系统还包括：
一个计数器，该计数器被耦合为接收一个时钟信号且响应于该时钟信号使计数增加或减少，其中该调制信号响应于计数的增加或减少。
7.根据权利要求1所述的控制器，其中该控制器还包括：
一个运算操作器，其被耦合为接收该调制信号和该初始电流极限且输出该电流极限，其中该电流极限响应于该调制信号和该初始电流极限的一个运算操作；以及
一个开关，其被耦合为由该轻负载信号控制，其中当该开关接通时该运算操作器可以接收该调制信号。
8.根据权利要求7所述的控制器，其中该运算操作器是一个终端。
9.根据权利要求1所述的控制器，其中该调制信号可以是一个数字阶梯信号。
10.根据权利要求1所述的控制器，其中该控制器还包括一个抖动发生器，该抖动发生器被耦合为输出一个抖动信号，其中该抖动发生器可以调制该功率开关的开关频率。
11.根据权利要求10所述的控制器，其中该抖动信号可以由一个运算操作器或被耦合为生成一个时钟信号的振荡器接收。
12.根据权利要求9所述的控制器，其中该控制器还包括一个使能电路，该使能电路被耦合为接收该反馈信号且输出一个使能信号，其中该使能电路可以确定接通该功率开关。
13.根据权利要求11所述的控制器，其中该抖动信号可以由该使能电路接收。
14.一种用于包括功率开关的开关模式功率转换器的控制器，该控制器包括：
一个比较器，将一个代表由该功率开关传导的电流的电流感测信号与一个电流极限比较，并响应于指示由该功率开关传导的电流超过该电流极限的比较，输出一个指示该电流超过该电流极限的信号；
功率开关驱动电路系统，其响应于指示该电流超过该电流极限的信号以将该功率开关切换至关断状态；
轻负载感测电路系统，其被耦合为感测该开关模式功率转换器上的一个轻负载且响应于此输出一个轻负载信号；
电流极限调制电路系统，其响应于指示该开关模式功率转换器上的轻负载的轻负载信号调制该电流极限。
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