CN106953301A - 开关模式电源电流监视和保护 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及开关模式电源电流监视和保护。一种用于电流保护的设备包括开关模式电源控制器。开关模式电源控制器包括涌入电流比较器，其布置成至少在启动阶段或突发阶段中的至少一个期间将初级绕组电流与涌入电流阈值进行比较。开关模式电源控制器还包括开关控制器，其布置成通过基于至少部分地基于输出电压的反馈信号控制接通和关断初级开关来控制输出电压的调整。开关控制器还布置成，如果涌入电流比较器确定初级绕组电流已经达到涌入电流阈值，则控制初级开关关断并且保持关断直到至少下一开关循环。

Description

开关模式电源电流监视和保护
技术领域
本公开涉及开关模式电源，并且更具体地涉及用于具有隔离拓扑的开关模式电源的电流监视和保护。
背景技术
开关模式电源是使用开关稳压器来生成供给电压的电子电源。高开关频率可能导致所谓的驱动损失和所谓的开关损失的增加。虽然驱动损失由用于对开关元件进行切换所要求的电功率导致，但是存在两种不同类型的开关损失。第一种类型的开关损失由在开关元件的开关期间通过开关元件的电流和跨开关元件的端子的电压的同时存在（“硬开关”条件）给出。第二种类型的开关损失（典型地被称为电容损失）由与每一个开关元件相关联的寄生电容导致，该寄生电容在开关元件被激活时在开关元件自身的电阻上放电。电容和开关损失二者与开关元件的操作频率成比例。电容损失与经平方的开关电压成比例。
为了减少开关损失并且允许高频操作，已经广泛地发展了谐振转换技术。这些技术以正弦方式提供处理电功率，并且以这样的方式控制开关元件以限制硬开关的发生。
从经整流的电力网电压操作的谐振转换器典型地使用半桥和全桥拓扑来实现。参照根据所谓的半桥拓扑实现的谐振DC-DC（直流到直流）转换器（简称为半桥谐振转换器），开关元件包括高侧晶体管和低侧晶体管，高侧晶体管和低侧晶体管串联连接在提供要转换的供给电压的供给电路与提供诸如地之类的参考电压的端子之间。通过适当地切换所述两个晶体管，有可能生成具有对应于供给电压的高值（当高侧晶体管被激活时呈现）和对应于地的低值（当低侧晶体管被激活时呈现）的方波。典型地一旦每一个晶体管关断就插入小死区时间，在该死区时间中两个晶体管都是断开的。
可以通过使用两对开关元件来生成相同的方波，每一对开关元件根据半桥拓扑来布置，但是与彼此相位相反地驱动。特别地，第一对的高侧晶体管和第二对的低侧晶体管被同时激活；类似地，第一对的低侧晶体管和第二对的高侧晶体管被同时激活。该拓扑一般被称为全桥拓扑。基于全桥拓扑的谐振转换器被简称为全桥谐振转换器。
在谐振转换器中，利用半桥或全桥拓扑生成的方波通过谐振网络被应用于变压器的初级绕组，该谐振网络至少包括电容器和电感器；所述变压器的次级绕组馈入整流器电路和滤波器电路以用于提供输出DC电压。输出DC电压的值取决于方波的频率，无论该频率变得更靠近还是更远离谐振网络的谐振频率。方波的占空比典型地被保持在大约50%。
在谐振转换器中的谐振网络的各种已知配置之中，所谓的电感器-电感器-电容器（LLC）配置尤其适合于下述那些应用：在该应用中要转换的DC电压的值特别高，诸如通过电力网电压的整流生成的电压，即在有利于高电容损失的发生的条件下。LLC谐振转换器的谐振网络通过下述各项而被形成：连接在开关元件与变压器的初级绕组的输入之间的串联电感器-电容器（LC）电路，以及跨初级绕组的两个输入连接的分路电感器。
利用LLC谐振转换器，调节宽负载上的输出DC电压的值和随开关频率的相对较小变化的输入DC电压变化是可能的。
发明内容
一般而言，本公开涉及包括开关模式电源控制器的用于电流保护的设备。开关模式电源控制器包括涌入电流比较器，其布置成至少在启动阶段或突发（burst）阶段中的至少一个期间将初级绕组电流与涌入电流阈值进行比较。开关模式电源控制器还包括开关控制器，其布置成通过基于至少部分地基于输出电压的反馈信号控制接通和关断初级开关来控制输出电压的调整。开关控制器还布置成，如果涌入电流比较器确定初级绕组电流已经达到涌入电流阈值，则控制初级开关关断并且保持关断直到至少下一开关循环。
在一些示例中，一种设备包括：开关模式电源控制器，其中开关模式电源控制器包括：涌入电流比较器，其布置成至少在启动阶段或突发阶段中的至少一个期间将初级绕组电流与涌入电流阈值进行比较；以及开关控制器，其布置成通过基于至少部分地基于输出电压的反馈信号控制接通和关断初级开关来控制输出电压的调整；并且还布置成，如果涌入电流比较器确定初级绕组电流已经达到涌入电流阈值，则控制初级开关关断并且保持关断直到至少下一开关循环。
在一些示例中，一种方法包括：控制输出电压的调整，包括：至少在调整的启动阶段或突发阶段中的至少一个期间将初级绕组电流与涌入电流阈值进行比较；通过基于至少部分地基于输出电压的反馈信号控制接通和关断初级开关来控制输出电压的调整；以及如果初级绕组电流已经达到涌入电流阈值，则控制初级开关关断并且保持关断直到调整的至少下一开关循环。
在一些示例中，一种有形处理器可读存储介质，该有形处理器可读存储介质存储处理器可执行代码，所述代码在被执行时，使一个或多个处理器：控制输出电压的调整，包括：接收至少在调整的启动阶段或突发阶段中的至少一个期间初级绕组电流与涌入电流阈值的比较结果；通过基于至少部分地基于输出电压的反馈信号控制接通和关断初级开关来控制输出电压的调整；以及如果比较结果确定初级绕组电流已经达到涌入电流阈值，则控制初级开关关断并且保持关断直到调整的至少下一开关循环。
在一些另外的示例中，开关模式电源控制器还包括：一级过流保护比较器，其布置成至少在正常操作阶段期间将初级绕组电流与一级过流保护阈值进行比较，其中正常操作阶段不与启动阶段重叠，并且其中正常操作阶段不与突发阶段重叠；其中开关控制器还布置成，如果一级过流保护比较器确定初级绕组电流已经达到一级过流电流阈值，则控制初级开关关断并且保持关断直到至少下一开关循环，并且增加控制初级开关接通和关断的开关频率；并且其中开关控制器还布置成，如果一级过流保护比较器确定初级绕组电流已经达到一级过流电流阈值预确定的连续次数，则重启输出电压调整的控制。
在一些又另外的示例中，开关模式电源控制器还包括二级过流保护比较器和/或过载保护。在一些示例中，过载保护确定是否过载事件已经发生并且过载事件已经持续达特定时间段，并且如果过载事件持续达特定时间段，则重启开关模式电源控制器。
在随附附图和以下描述中阐述本公开的一个或多个示例的细节。本公开的其它特征、目的和优点根据描述和附图以及权利要求将是显而易见的。
附图说明
参照以下附图来描述本公开的非限制性和非详尽示例。
图1是图示了开关模式电源控制器的示例的框图。
图2是图示了可以由图1的开关模式电源控制器的示例采用的过程的示例的流程图。
图3是包括图1的开关模式电源控制器的示例的开关模式电源（SMPS）的示例的框图。
图4是图示了图3的SMPS的示例的框图。
图5是图示了依照本发明的各方面的通过图3和/或图4的SMPS应用各种形式的电流保护的操作阶段的时序图。
具体实施方式
将参照附图详细描述本公开的各种示例，其中相同的参考标记遍及若干视图而表示相同的部分和组件。对各种示例的参照不限制本公开的范围，其仅由随附于本公开的权利要求的范围限制。此外，在本说明书中阐述的任何示例不意图是限制性的，并且仅阐述本公开的许多可能示例中的一些。
遍及说明书和权利要求，以下术语至少采取与本文明确相关联的含义，除非上下文另行规定。下面标识的含义不一定限制术语，而是仅仅提供针对术语的说明性示例。“一”、“一个”和“该”的含义包括复数引用，并且“在……中”的含义包括“在……中”和“在……上”。如本文所使用的短语“在一个实施例中”或“在一个示例中”不一定是指相同的实施例或示例，尽管其可以是这样。类似地，如本文所使用的短语“在一些实施例中”或“在一些示例中”在被使用多次时，不一定是指相同的实施例或示例，尽管其可以是这样。如本文所使用的，术语“或”是包括性的“或”操作符，并且等同于术语“和/或”，除非上下文清楚地另行规定。术语“部分地基于”、“至少部分地基于”或“基于”不是排他的，并且允许基于未描述的附加因素，除非上下文清楚地另行规定。在合适的情况下，术语“栅极”意图是覆盖“栅极”和“基极”二者的通用术语；术语“源极”意图是覆盖“源极”和“发射极”二者的通用术语；并且术语“漏极”意图是覆盖“漏极”和“集电极”二者的通用术语。术语“耦合的”至少意指所连接的项目之间的直接电气连接，或通过一个或多个无源或有源中间设备的间接连接。术语“信号”意指至少一个电流、电压、电荷、温度、数据或其它信号。
图1是图示了开关模式电源（SMPS）控制器101的示例的框图。SMPS控制器可以布置成以便被用作SMPS的部分，并且对图1中未示出的部分或信号的引用是对在图1中未示出的来自SMPS的部分或信号的引用。SMPS控制器101包括涌入电流比较器111和开关控制器120。开关控制器120布置成通过基于至少部分地基于输出电压的反馈信号（FB）控制接通和关断初级开关来控制输出电压的调整。涌入电流比较器111布置成至少在输出电压调整的启动阶段或突发阶段中的至少一个期间将初级绕组电流与涌入电流阈值进行比较。在图1中所图示的示例中，涌入电流比较器111通过比较电流感测信号CS与涌入电流参考信号ICL_Ref将初级绕组电流与涌入电流阈值进行比较，其中电流感测信号CS至少部分地基于初级绕组电流。
开关控制器120还布置成，如果涌入电流比较器111确定初级绕组电流已经达到涌入电流阈值，则控制初级开关关断并且保持关断直到输出电压调整的至少下一开关循环。在一些示例中，初级开关被控制成在若干开关循环内保持关断。在一些示例中，开关控制器120布置成经由开关控制器120输出的（多个）开关控制信号SCTL控制接通和关断初级开关和/或一个或多个附加开关。
尽管以上关于图1来讨论输出电压的调整，但是在一些示例中，可以提供全部基于SMPS控制器101控制的相同输出电压调整的多于一个经调整的输出电压。
图2是图示了可以由图1的开关模式电源控制器101的示例使用的过程230的示例的流程图。在开始块之后，开关控制器（例如，图1的开关控制器120）开始通过基于反馈信号（例如，图1的信号FB）接通和关断初级开关来控制输出电压的调整（231）。接着，如果输出电压调整的当前阶段不是针对其执行涌入电流保护的阶段（232），则处理移动到返回块，在返回块中恢复其它处理。在一些示例中，在启动阶段和/或突发阶段期间而不在其它阶段期间执行涌入电流保护。在一些示例中，突发阶段是备用阶段。如果输出电压调整的当前阶段是针对其执行涌入电流保护的阶段（232），则涌入电流比较器（例如，图1的涌入电流比较器111）将初级绕组电流与涌入电流阈值进行比较（233）。涌入电流比较器确定初级绕组电流是否达到涌入电流阈值（234）。如果不是，则处理移动到返回块，在返回块中恢复其它处理。否则，开关控制器控制初级开关关断并且保持关断直到输出电压调整的至少下一开关循环（235）。处理然后前进到返回块，在返回块中恢复其它处理。
图3是开关模式电源（SMPS）300的示例的框图，该开关模式电源（SMPS）300尤其包括SMPS控制器301，SMPS控制器301可以被用作图1的开关模式电源控制器101的示例。初级电流感测信号LSCS是图1的电流感测信号CS的示例。SMPS 300可以经由初级电流感测信号LSCS对初级绕组电流Ipw进行采样和向SMPS控制器301馈送初级绕组电流Ipw。在一些示例中，初级电流感测信号LSCS是等于初级绕组电流Ipw的值乘以电流感测电阻Rcs的电阻值的电压。
晶体管M1是图3中所图示的SMPS 300的示例的初级开关，并且晶体管M2是图3中所图示的SMPS 300的示例的同步开关。在正常输出电压调整期间，SMPS控制器301基于反馈信号HBFB来控制接通和关断初级开关M1以便调整输出电压Vout，反馈信号HBFB至少部分地基于输出电压，其中反馈信号HBFB是图1的信号FB的示例。在各种示例中，开关调整控制可以是脉冲宽度调制控制、脉冲密度调制控制、脉冲频率调制控制、恒定接通时间控制和/或类似控制。低侧栅极驱动器信号LSGD和高侧栅极驱动器信号HSGD可以被用作开关控制信号，该开关控制信号是图1的（多个）开关控制信号SCTL的示例。在图3中所图示的具体示例中，高侧栅极驱动器控制信号HSGD控制接通和关断初级开关M1，并且低侧栅极驱动器控制信号LSGD控制接通和关断同步开关M2。SMPS 300可以适配成采用软开关，并且防止硬开关发生。
SMPS 300的一些示例提供一个经调整的输出电压Vout，并且SMPS 300的其它示例提供多个经调整的输出电压。在图3中具体图示的SMPS 300的示例包括四个经调整的输出电压：输出电压Vout、LED输出电压Vout_LED、音频输出电压Vout_audio和主输出电压Vout_main。在一些示例中，SMPS 300还布置成接收通电信号Power_On。在一些示例中，Power_On信号用于促使SMPS 300进入或离开备用操作模式。下面更加详细地讨论备用操作模式。此外，在一些示例中，Power_On信号还用于控制负载开关M3连接或切断电源负载。图3中所图示的SMPS 300的示例是谐振LLC拓扑。图3中所图示的SMPS 300的示例可以被用在中-大屏幕电视（TV）电源应用中。然而，本公开不限于该特定示例，并且在各种示例中可以采用任何合适的SMPS电源应用。
图4是图示了开关模式电源（SMPS）400的示例的框图，开关模式电源（SMPS）400可以被用作图3的SMPS 300的示例。开关控制器420可以被用作图1的开关控制器120的示例，并且涌入电流限制（ICL）比较器411可以被用作图1的涌入电流比较器111的示例。SMPS控制器401还可以包括过流保护（OCP）一级比较器412、OCP 2级比较器413和过载保护比较器414。
在一些示例中，OCP1比较器412布置成将信号CS与参考OCP1 ref进行比较，OCP2比较器413布置成将信号CS与参考OCP2 ref进行比较，并且过载保护（OLP）比较器414布置成将信号CS与参考OLP ref进行比较。比较器411-414中的每一个可以用于不同种类的电流保护（分别为涌入电流限制（ICL）保护、OCP1保护、OCP 2保护和OLP）。在一些示例中，开关控制器420布置成基于比较器411-414的输出提供电流保护。在特定阶段期间执行各种种类的电流保护（例如，ICL保护、OCP1保护、OCP 2保护和OLP），如以下关于图5更加详细讨论的。
使用以下更加详细讨论的各种形式的电流保护的SMPS控制器401布置成提供系统电流监视和保护，其确保SMPS上的硬开关的几率最小，并且有效地防止SMPS 400受损。
在一些示例中，开关控制器420是数字控制器。在这些示例中的一些中，数字功率平台结合其它部件的灵活性可能在下述情况中是有用的：适当地提供系统电流监视方法以处置不同操作条件中的复杂电流异常问题。数字控制的使用在提供用于电流比较的自适应阈值中也可能是有用的。在一些示例中，数字控制器包括CPU。
然而，本公开不限于开关控制器420的数字实现方式，并且开关控制器420的一些示例是模拟、模拟和数字的组合和/或类似物。
在一个或多个示例中，描述为由开关控制器420执行的功能可以被实现在硬件、软件、固件或其任何组合中。如果功能被实现在软件中，则功能可以被存储为包括处理器可读介质或计算机可读介质的制造品上的一个或多个处理器可执行指令或处理器可执行代码。计算机可读介质可以包括计算机数据存储介质。数据存储介质可以是任何可用介质，其可以由一个或多个计算机或一个或多个处理器访问以检索指令、代码和/或数据结构以用于实现在本公开中描述的技术。作为示例而非限制，这样的计算机可读介质或处理器可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘储存、磁盘储存或其它磁性存储设备、闪速存储器或任何其它介质，其可以用于以可以由计算机访问的数据结构或指令的形式承载或存储期望的程序代码。如本文所使用的磁盘和光盘包括压缩盘（CD）、激光盘、光盘、数字多用盘（DVD）、软盘和蓝光盘，其中磁盘通常磁性再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。以上的组合也被包括在计算机可读介质或处理器可读介质的范围内。遍及说明书和权利要求，术语“有形计算机可读存储介质”在本文中被具体地限定成排除传播信号本身，但是术语“有形处理器可读存储介质”确实包括随机存取存储器（RAM）、寄存器存储器、处理器高速缓存等等。
代码可以由一个或多个处理器执行，一个或多个处理器诸如一个或多个中央处理单元（CPU）、一个或多个数字信号处理器（DSP）、通用微处理器、专用集成电路（ASIC）、现场可编程逻辑阵列（FPGA）或其它等效的集成或分立逻辑电路。相应地，如本文所使用的术语“处理器”可以是指前述结构或适合用于实现本文所描述的技术的任何其它结构中的任一个。此外，在一些方面中，本文所描述的功能可以被提供在专用硬件和/或软件模块内。同样，技术可以被完全实现在一个或多个电路或逻辑元件中。
尽管图4图示了其中ICL保护、OCP1保护、OCP 2保护和OLP被全部使用的SMPS控制器401的示例，但是SMPS控制器401的一些示例不采用这些电流保护形式中的全部四个，而是代替地采用由这些保护形式中的一个、两个或三个构成的这四种电流保护形式的某个子集，并且在一些实施例中也还可以包括其它保护形式。
图5是图示了图3的SMPS 300和/或图4的SMPS 400的示例的示例信号波形的时序图。以下关于图5来讨论一个特定示例，但是本公开不限于以下关于图5讨论的具体示例，其仅作为示例而被描述。图5示出开关频率fsw（初级绕组电流Ipw的开关频率）和电流感测电压Vcs（其中Vcs的示例在图3和图4中被简单地称为电流感测信号CS）随时间（t）的时序图，其中时间t0表示系统启动的开始，时间t1表示系统启动的结束和从系统启动到正常操作的转变的开始，时间t2表示时间t1之后的正常操作的第一次开始，时间t3表示备用操作的开始，时间t4表示备用操作的结束和从备用操作到正常操作的转变的开始，并且t5表示时间t4之后的正常操作的开始。
从t0到t1（在系统启动期间），涌入电流限制和2级OCP是活动的。在t0处，转换器被冷启动。SMPS中的大涌入电流在t0到t1期间达到，以对谐振电容和输出电容进行充电。也就是说，高电流尖峰可能发生在时间t0处的新系统启动之后的t0到t1期间。在一些示例中，t0到t1之间的时段根据系统设计被预定义在开关控制器420中的固件中。
从t1到t2（在从系统启动到正常操作的转变期间），1级OCP和2级OCP是活动的。在t1到t2期间，存在造成高电流尖峰的所应用的电容负载的风险。为了避免误触发OCP1保护，设置比正常OCP1保护更高的OCP1保护阈值。在一些示例中，t1到t2之间的时段根据系统设计被预定义在开关控制器420中的固件中。
从t2到t3和在t5之后，系统处于正常操作中，并且1级OCP、2级OCP和OLP是活动的。而且，在这些时间段期间，使用正常OCP1保护阈值，如与在t1到t2的时间间隔期间所使用的增加的保护阈值相对的。通过在正常操作期间使用正常OCP1保护阈值，而不是增加的阈值，SMPS可以受保护以抵挡过载并且可以防止硬开关。LLC初级开关的损失软开关可以是主要灾难性的故障条件，其可能损坏SMPS。
从t3到t4，系统处于备用模式中，并且涌入电流限制和2级OCP是活动的。在每一个突发开启阶段的开始处和当离开备用模式时，可能存在取决于负载和系统设计的高涌入电流。相应地，难以设置备用模式期间的适当1级OCP保护水平，因为当高电流尖峰发生在备用阶段期间发生的每一个突发的开始处时，保护水平可能非常高以避免误触发OCP1保护。电流限制在备用模式操作期间更加有效。转换器将离开备用到正常操作，如果在备用操作期间发生短路的话，并且1级OCP将接管保护。依照一些示例，从t3到t4的时间段可以被用作突发阶段或突发开启阶段。
从t4到t5（在从备用模式到正常模式的转变期间），1级OCP和2级OCP是活动的。类似于从t1到t2的情况，使用针对OCP1的较高保护阈值以避免由于电容负载而误触发OCP1保护。在一些示例中，t4到t5之间的时段根据系统设计被预定义在开关控制器420中的固件中。
在一些示例中，OCP1保护的目的主要用于短路保护。在一些示例中，设置保护阈值以捕获过流事件。在一些示例中，一旦电流感测电压VCS高于保护阈值，就发生OCP1事件并且触发下面后续动作。初级开关被立即关断，并且进入OCP1中断子例程。在占空比减小的情况下，LLC操作频率被增加至较高值，使得被传输至SMPS的次级侧的功率和被传输至输出的功率减小。LLC栅极驱动单元继续操作。也就是说，以适当的死区时间连续生成选通信号，并且将使用在中断中设置的新的时段值。在中断子例程中，调节初级开关的控制以减小操作频率并且尝试恢复到正常操作。通过在OCP1保护被触发时立即关断初级开关，硬开关将不发生。
在一些示例中，OCP1保护对LLC转换器的特性是高度动态的。照此，在一些示例中，可以通过在不同工作条件中自适应设置OCP1的保护水平来解决大多数运行时硬开关问题。例如，如之前讨论的，针对OCP1保护的阈值可以设置成在某些阶段期间高于正常的水平，而在其它阶段期间使用标准的较低水平，如以上关于图5更加详细讨论的。
在一些示例中，作为OCP1保护的另一部分，还对连续OCP1事件进行计数。在这些示例中，SMPS进入自动重启保护，该保护重启SMPS，如果OCP1事件连续发生特定次数的话，诸如在一个示例中发生八个连续OCP1事件。
在一些示例中，OCP2的目的主要用于严重的直通保护。OCP2比较器保护阈值高于OCP1的保护阈值。在一些示例中，一旦触发OCP2事件，SMPS就立即停止操作并且然后进入重启SMPS的自动重启序列。
在一些示例中，ICL保护被用在启动和突发开启阶段中。在一些示例中，当这些阶段中的任一个发生时，因为LLC谐振电容器最初已经被完全放电，因此当晶体管M1的栅极被接通时存在高涌入电流。该高涌入电流可能对部件有害，如果电流不受限的话。而且，如果ICL保护在启动和突发开启阶段期间不存在，则OCP1保护可能被不合期望地触发。涌入电流是自然的，并且不由任何故障条件导致。
在其中使用ICL保护的阶段期间，不使用OCP1保护。在其中使用ICL保护的阶段期间，一旦涌入电流达到限制阈值，初级开关（例如，图3的晶体管M1或图4的开关SW1）被立即关断。在一些示例中，不同于OCP1保护，在OCP1保护中当OCP1事件发生时响应于OCP1事件而改变操作周期，当ICL事件发生（即，在初级绕组电流Ipw达到ICL阈值的情况下）时，操作频率不响应于ICL事件而被改变。
在ICL事件发生之后，初级开关被立即关断，并且被迫使在作为至少一个开关循环的特定时间段内保持关断。启用涌入电流限制（促使初级开关保持关断）达特定量时间，因此在一些示例中涌入电流限制在多于一个开关循环内可以是有效的。ICL保护不影响SMPS的软启动序列。ICL保护避免硬开关。
在一些示例中，在启动期间，当供给初级高侧驱动器的电压（例如，HSVCC）尚未足够高时，不断开初级开关，而是代替地同步开关的栅极用于对高侧驱动器的供给电压的电压充电。可能花费一个或若干开关循环将高侧驱动器的供给电压的电压充电至足够高。
在一些示例中，当OLP比较器414被触发时，开关控制器420生成标记。然而，初级开关不是在每次生成这样的标记时都被关断。而是，如果在特定时间段内连续生成标记则开关控制器420关断初级开关。
在其它示例中，OLP使用峰值检测。在一些示例中，开关控制器401还包括峰值检测器电路（未示出），其用于捕获/采样初级绕组电流Ipw的峰值电流值。在一些示例中，如果如通过随时间监视峰值电流所确定的，OLP事件持续达某个时间，则开关控制器使用OLP保护来重启SMPS。
在一些示例中，OLP自适应于不同的负载条件，并且可以通过调节电流感测电阻器Rcs而使OLP甚至更加自适应。在一些示例中，不同于OLP的之前方法，不存在针对每一个板校准OLP的要求。
以下描述本公开的一些示例。
示例1. 一种设备，包括：开关模式电源控制器，其中开关模式电源控制器包括：涌入电流比较器，其布置成至少在启动阶段或突发阶段中的至少一个期间将初级绕组电流与涌入电流阈值进行比较；以及开关控制器，其布置成通过基于至少部分地基于输出电压的反馈信号控制接通和关断初级开关来控制输出电压的调整；并且还布置成，如果涌入电流比较器确定初级绕组电流已经达到涌入电流阈值，则控制初级开关关断并且保持关断直到至少下一开关循环。
示例2. 示例1的设备，其中突发阶段是备用阶段。
示例3. 示例1-2的任何组合的设备，其中涌入比较器布置成在启动阶段和突发阶段期间而不在正常操作阶段期间将初级绕组电流与涌入电流阈值进行比较。
示例4. 示例1-3的任何组合的设备，其中开关控制器包括数字控制器。
示例5. 示例1-4的任何组合的设备，其中涌入电流比较器布置成通过比较电流感测电压与涌入保护电压阈值将初级绕组电流与涌入电流阈值进行比较，其中电流感测电压基于初级绕组电流。
示例6. 示例1-5的任何组合的设备，其中开关控制器还包括峰值检测器电路，该峰值检测器电路被用于过载保护。
示例7. 示例1-6的任何组合的设备，其中开关模式电源控制器还包括：一级过流保护比较器，其布置成至少在正常操作阶段期间将初级绕组电流与一级过流保护阈值进行比较，其中正常操作阶段不与启动阶段重叠，并且其中正常操作阶段不与突发阶段重叠；其中开关控制器还布置成，如果一级过流保护比较器确定初级绕组电流已经达到一级过流电流阈值，则控制初级开关关断并且保持关断直到至少下一开关循环，并且增加控制初级开关接通和关断的开关频率；并且其中开关控制器还布置成，如果一级过流保护比较器确定初级绕组电流已经达到一级过流电流阈值预确定的连续次数，则重启输出电压调整的控制。
示例8. 示例7的设备，其中一级过流电流阈值是可适配的。
示例9. 示例7-8的任何组合的设备，其中一级过流保护比较器还布置成至少在启动阶段与正常操作阶段之间的转变期间将初级绕组电流与一级过流保护阈值进行比较，其中启动阶段与正常操作阶段之间的转变不与启动阶段重叠，其中启动阶段与正常操作阶段之间的转变不与突发阶段重叠，并且其中一级过流电流阈值在启动阶段与正常操作阶段之间的转变期间大于正常操作阶段期间的一级过流电流阈值。
示例10. 示例7-9的任何组合的设备，其中一级过流保护比较器还布置成至少在备用阶段与正常操作阶段之间的转变期间将初级绕组电流与一级过流保护阈值进行比较，其中备用阶段与正常操作阶段之间的转变不与备用阶段重叠，其中备用阶段与正常操作阶段之间的转变不与突发阶段重叠，并且其中一级过流电流阈值在备用阶段与正常操作阶段之间的转变期间大于正常操作阶段期间的一级过流电流阈值。
示例11. 示例7的任何组合的设备，其中开关模式电源控制器还包括二级过流保护比较器和过载保护比较器。
示例12. 示例1-11的任何组合的设备，还包括包含开关模式电源控制器的开关模式电源。
示例13. 示例12的设备，其中开关模式电源是谐振LLC开关模式电源。
示例14. 一种方法，包括：控制输出电压的调整，包括：至少在调整的启动阶段或突发阶段中的至少一个期间将初级绕组电流与涌入电流阈值进行比较；通过基于至少部分地基于输出电压的反馈信号控制接通和关断初级开关来控制输出电压的调整；以及如果初级绕组电流已经达到涌入电流阈值，则控制初级开关关断并且保持关断直到调整的至少下一开关循环。
示例15. 示例14的方法，其中比较初级绕组电流与涌入电流阈值发生在启动阶段和突发阶段期间而不在正常操作阶段期间。
示例16. 示例14-15的任何组合的方法，其中控制输出电压的调整还包括：至少在正常操作阶段期间将初级绕组电流与一级过流保护阈值进行比较，其中正常操作阶段不与启动阶段重叠，并且其中正常操作阶段不与突发阶段重叠；如果初级绕组电流已经达到一级过流电流阈值：则控制初级开关关断并且保持关断直到至少下一开关循环，并且增加控制初级开关接通和关断的开关频率；以及如果初级绕组电流已经达到一级过流电流阈值预确定的连续次数：重启输出电压调整的控制。
示例17. 示例16的方法，其中一级过流电流阈值是可适配的。
示例18. 一种有形处理器可读存储介质，该有形处理器可读存储介质存储处理器可执行代码，所述代码在被执行时，使一个或多个处理器：控制输出电压的调整，包括：接收至少在调整的启动阶段或突发阶段中的至少一个期间初级绕组电流与涌入电流阈值的比较结果；通过基于至少部分地基于输出电压的反馈信号控制接通和关断初级开关来控制输出电压的调整；以及如果比较结果确定初级绕组电流已经达到涌入电流阈值，则控制初级开关关断并且保持关断直到调整的至少下一开关循环。
示例19. 示例18的有形处理器可读存储介质，其中控制输出电压的调整还包括：接收至少在正常操作阶段期间初级绕组电流与一级过流保护阈值的比较结果，其中正常操作阶段不与启动阶段重叠，并且其中正常操作阶段不与突发阶段重叠；以及如果初级绕组电流已经达到一级过流电流阈值：则控制初级开关关断并且保持关断直到至少下一开关循环，并且增加控制初级开关接通和关断的开关频率；以及如果初级绕组电流已经达到一级过流电流阈值预确定的连续次数，则重启输出电压调整的控制。
示例20. 示例19的有形处理器可读存储介质，其中一级过流电流阈值是可适配的。
已经描述了各种示例。这些和其它示例在随附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种设备，包括：
开关模式电源控制器，其中开关模式电源控制器包括：
涌入电流比较器，其布置成至少在启动阶段或突发阶段中的至少一个期间将初级绕组电流与涌入电流阈值进行比较；以及
开关控制器，其布置成通过基于至少部分地基于输出电压的反馈信号控制接通和关断初级开关来控制输出电压的调整；并且还布置成，如果涌入电流比较器确定初级绕组电流已经达到涌入电流阈值，则控制初级开关关断并且保持关断直到至少下一开关循环。
2.权利要求1的设备，其中突发阶段是备用阶段。
3.权利要求1的设备，其中涌入比较器布置成在启动阶段和突发阶段期间而不在正常操作阶段期间将初级绕组电流与涌入电流阈值进行比较。
4.权利要求1的设备，其中开关控制器包括数字控制器。
5.权利要求1的设备，其中涌入电流比较器布置成通过比较电流感测电压与涌入保护电压阈值将初级绕组电流与涌入电流阈值进行比较，其中电流感测电压基于初级绕组电流。
6.权利要求1的设备，其中开关控制器还包括峰值检测器电路，该峰值检测器电路被用于过载保护。
7.权利要求1的设备，其中开关模式电源控制器还包括：
一级过流保护比较器，其布置成至少在正常操作阶段期间将初级绕组电流与一级过流保护阈值进行比较，其中正常操作阶段不与启动阶段重叠，并且其中正常操作阶段不与突发阶段重叠；其中开关控制器还布置成，如果一级过流保护比较器确定初级绕组电流已经达到一级过流电流阈值，则控制初级开关关断并且保持关断直到至少下一开关循环，并且增加控制初级开关接通和关断的开关频率；并且其中开关控制器还布置成，如果一级过流保护比较器确定初级绕组电流已经达到一级过流电流阈值预确定的连续次数，则重启输出电压调整的控制。
8.权利要求7的设备，其中一级过流电流阈值是可适配的。
9.权利要求7的设备，其中一级过流保护比较器还布置成至少在启动阶段与正常操作阶段之间的转变期间将初级绕组电流与一级过流保护阈值进行比较，其中启动阶段与正常操作阶段之间的转变不与启动阶段重叠，其中启动阶段与正常操作阶段之间的转变不与突发阶段重叠，并且其中一级过流电流阈值在启动阶段与正常操作阶段之间的转变期间大于正常操作阶段期间的一级过流电流阈值。
10.权利要求7的设备，其中一级过流保护比较器还布置成至少在备用阶段与正常操作阶段之间的转变期间将初级绕组电流与一级过流保护阈值进行比较，其中备用阶段与正常操作阶段之间的转变不与备用阶段重叠，其中备用阶段与正常操作阶段之间的转变不与突发阶段重叠，并且其中一级过流电流阈值在备用阶段与正常操作阶段之间的转变期间大于正常操作阶段期间的一级过流电流阈值。
11.权利要求7的设备，其中开关模式电源控制器还包括二级过流保护比较器和过载保护比较器。
12.权利要求1的设备，还包括包含开关模式电源控制器的开关模式电源。
13.权利要求12的设备，其中开关模式电源是谐振LLC开关模式电源。
14.一种方法，包括：
控制输出电压的调整，包括：
至少在调整的启动阶段或突发阶段中的至少一个期间将初级绕组电流与涌入电流阈值进行比较；
通过基于至少部分地基于输出电压的反馈信号控制接通和关断初级开关来控制输出电压的调整；以及
如果初级绕组电流已经达到涌入电流阈值，则控制初级开关关断并且保持关断直到调整的至少下一开关循环。
15.权利要求14的方法，其中比较初级绕组电流与涌入电流阈值发生在启动阶段和突发阶段期间而不在正常操作阶段期间。
16.权利要求14的方法，其中控制输出电压的调整还包括：
至少在正常操作阶段期间将初级绕组电流与一级过流保护阈值进行比较，其中正常操作阶段不与启动阶段重叠，并且其中正常操作阶段不与突发阶段重叠；
如果初级绕组电流已经达到一级过流电流阈值：
则控制初级开关关断并且保持关断直到至少下一开关循环，并且
增加控制初级开关接通和关断的开关频率；以及
如果初级绕组电流已经达到一级过流电流阈值预确定的连续次数：
则重启输出电压调整的控制。
17.权利要求16的方法，其中一级过流电流阈值是可适配的。
18.一种有形处理器可读存储介质，所述有形处理器可读存储介质存储处理器可执行代码，所述代码在被执行时，使一个或多个处理器：
控制输出电压的调整，包括：
接收至少在调整的启动阶段或突发阶段中的至少一个期间初级绕组电流与涌入电流阈值的比较结果；
通过基于至少部分地基于输出电压的反馈信号控制接通和关断初级开关来控制输出电压的调整；以及
如果比较结果确定初级绕组电流已经达到涌入电流阈值，则控制初级开关关断并且保持关断直到调整的至少下一开关循环。
19.权利要求18的有形处理器可读存储介质，其中控制输出电压的调整还包括：
接收至少在正常操作阶段期间初级绕组电流与一级过流保护阈值的比较结果，其中正常操作阶段不与启动阶段重叠，并且其中正常操作阶段不与突发阶段重叠；以及
如果初级绕组电流已经达到一级过流电流阈值：
则控制初级开关关断并且保持关断直到至少下一开关循环，并且
增加控制初级开关接通和关断的开关频率；以及
如果初级绕组电流已经达到一级过流电流阈值预确定的连续次数，
则重启输出电压调整的控制。
20.权利要求19的有形处理器可读存储介质，其中一级过流电流阈值是可适配的。
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