CN106981985B - 用于电源转换系统中的输出电流调节的系统和方法 - Google Patents

用于电源转换系统中的输出电流调节的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了用于电源转换系统中的输出电流调节的系统和方法。系统控制器包括：第一控制器端子，该第一控制器端子被配置为接收与电源转换系统的初级绕组的输入信号相关的第一信号；以及第二控制器端子，该第二控制器端子被配置为将驱动信号输出到开关以影响流过初级绕组的电流，驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联。在导通时间段期间，响应于驱动信号，开关被闭合或导通。在关断时间段期间，响应于驱动信号，开关被断开或截止的。占空比等于导通时间段的持续时间除以开关周期的持续时间。系统控制器被配置为保持占空比与导通时间段的持续时间的乘积近似恒定。

Description

用于电源转换系统中的输出电流调节的系统和方法
分案申请说明
本申请是申请日为2015年5月15日、题为“用于电源转换系统中的输出电流调节的系统和方法”的中国发明专利申请No.201510249026.4的分案申请。
技术领域
本发明的某些实施例涉及集成电路。更具体地，本发明的一些实施例提供了用于调节输出电流的系统和方法。仅作为示例，本发明的一些实施例被应用到电源转换系统。但是应该理解，本发明具有更宽的适用范围。
背景技术
发光二极管(LED)被广泛用于照明应用。通常，近似恒定的电流被用于控制LED的工作电流以实现恒定的亮度。图1是示出了传统的LED照明系统的简化图。LED照明系统100包括系统控制器102、电阻器104、124、126和132、电容器106、120和134、二极管108、包括初级绕组112的变压器110、次级绕组114和辅助绕组116、功率开关128、电流传感电阻器130以及整流二极管118。系统控制器102包括端子(例如，引脚)138、140、142、144、146和148。例如，功率开关128是双极结型晶体管。在另一示例中，功率开关128是MOS晶体管。在另一示例中，功率开关128是绝缘栅双极型晶体管。
交流电(AC)输入电压152被应用到系统100。与AC输入电压152相关联的输入150(例如，不小于0V的整流电压)被电阻器104接收。响应于输入电压150电容器106被充电，并且电压154被提供给端子138(例如，端子VCC)处的系统控制器102。如果电压154在幅度上大于预定的阈值电压，则系统控制器102开始正常地操作并且通过端子142(例如，端子GATE)生成驱动信号199。开关128接收与驱动信号199相关联的信号156。例如，驱动信号199是具有开关频率和占空比的脉冲宽度调制(PWM)信号。响应于驱动信号199，开关128被闭合(例如，被导通)或断开(例如，被关断)，从而使得输出电流158被调节到近似恒定。
响应于驱动信号199，当开关128是断开的(例如，被关断，截止)时辅助绕组116通过二极管108给电容器106充电，从而使得系统控制器102可以正常地操作。例如，反馈信号160通过端子140(例如，端子FB)被提供给系统控制器102以便检测次级绕组114的退磁过程的结束(例如，用于使用系统控制器102中的内部误差放大器给电容器134充电或放电)。在另一示例中，反馈信号160通过端子140(例如，端子FB)被提供给系统控制器102以便检测次级绕组114的退磁过程的开始和结束。电阻器130被用于检测流过初级绕组112的初级电流162，并且电流传感信号164通过端子144(例如，端子CS)被提供给系统控制器102以在每个开关周期期间被处理。电流传感信号164的峰值被采样并且被提供给内部误差放大器。电容器120被用于维持输出电压168以便保持输出负载(例如，一个或多个LED 122)的稳定的输出电流。例如，系统100实施具有单级功率因数校正(PFC)的初级端调节方案。作为示例，系统100实施反激式(Flyback)架构或升降压(Buck-Boost)架构。
图2是示出了作为系统100的一部分的系统控制器102的简化传统图。系统控制器102包括斜坡信号生成器202、欠压锁定(UVLO)组件204、调制组件206、逻辑控制器208、驱动组件210、退磁检测器212、误差放大器216以及电流传感组件214。
如图2中所示，UVLO组件204检测信号154并且输出信号218。如果信号154在幅度上大于第一预定阈值，则系统控制器102开始正常地操作。如果信号154在幅度上小于第二预定阈值，则系统控制器102被关断。第二预定阈值在幅度上小于或等于第一预定阈值。误差放大器216接收来自电流传感组件214的信号220和参考信号222并且将经放大的信号224输出到调制组件206。调制组件206还从斜坡信号生成器202接收信号228并且输出调制信号226。例如，信号228是斜坡信号并且在每个开关周期期间线性地或非线性地增加到峰值。逻辑控制器208处理调制信号226并且将控制信号230输出到驱动组件210，驱动组件210生成信号199以断开或关闭开关128。例如，退磁检测器212检测反馈信号160并且输出信号232用于确定次级绕组114的退磁过程的结束。在另一示例中，退磁检测器212检测反馈信号160并且输出信号232用于确定次级绕组114的退磁过程的开始和结束。另外，退磁检测器212将触发信号298输出到逻辑控制器208以开始下一周期。系统控制器102被配置为针对给定的输出负载保持与调制信号226相关联的导通时间段为近似恒定的。
系统控制器102被操作在电压模式中，其中例如，来自误差放大器216的信号224和来自斜坡信号生成器202的信号228二者都是电压信号并且由比较器206比较以生成调制信号226以驱动功率开关128。因此，与功率128相关联的导通时间段通过信号224和信号228被确定。
图3是示出了作为系统控制器102的一部分的电流传感组件214和误差放大器216的简化传统图。电流传感组件214包括开关302和电容器304。误差放大器216包括开关306和308以及运算跨导放大器(OTA)310。
如图3中所示，电流传感组件214对电流传感信号164进行采样并且误差放大器216将信号220和参考信号222之间的差进行放大。特别地，响应于信号314，开关302被闭合(例如，被导通)或断开的(例如，被关断)以对不同的开关周期中的电流传感信号164的峰值进行采样。如果开关302响应于信号314被闭合(例如，被导通)并且退磁如果开关306响应于来自退磁检测器212的信号232被断开(例如，被关断，截止)，则电容器304被充电并且信号220在幅度上增加。如果开关306响应于信号232被闭合(例如，被导通)，则开关308响应于信号312被断开(例如，被关断)并且信号220和参考信号222之间的差通过放大器310被放大。信号312和信号232彼此是互补的。例如，在次级绕组114的退磁过程期间，信号232是在逻辑高电平并且信号312是在逻辑低电平。开关306保持闭合的(例如，被导通)并且开关308保持断开的(例如，被关断)。OTA 310与电容器134一起执行与信号220相关联的集成。在另一示例中，在次级绕组114的退磁过程完成之后，信号232是在逻辑低电平并且信号312是在逻辑高电平。
在稳定的正常操作下，平均输出电流根据下面的公式(例如，不考虑任何误差电流)被确定：
其中N代表初级绕组112和次级绕组114之间的匝比，Vref_ea代表参考信号222并且Rcs代表电阻器130的电阻。如公式1中所示，诸如N和Rcs之类的与外围组件相关联的参数可以通过系统设计被适当地选择以实现输出电流调节。
对于LED照明来说，效率、功率因数和总谐波也是重要的。例如，效率通常被需要为尽可能的高(例如，>90％)，并且功率因数通常被需要为大于0.9。另外，针对一些应用总谐波失真通常被需要为尽可能的低(例如，<10％)。但是系统100通常不能满足所有这些需要。
因此非常期望改进调节电源转换系统的输出电流的技术。
发明内容
本发明的某些实施例涉及集成电路。更具体地，本发明的一些实施例提供了用于调节输出电流的系统和方法。仅作为示例，本发明的一些实施例被应用到电源转换系统。但是应该理解，本发明具有更宽的适用范围。
根据一个实施例，用于调节电源转换系统的系统控制器包括：第一控制器端子，该第一控制器端子被配置为接收与电源转换系统的初级绕组的输入信号相关的第一信号；以及第二控制器端子，该第二控制器端子被配置为将驱动信号输出到开关以影响流过电源转换系统的初级绕组的电流，驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联。在导通时间段期间，响应于驱动信号开关被闭合或导通。在关断时间段期间，响应于驱动信号开关是断开或截止的。占空比等于导通时间段的持续时间除以开关周期的持续时间。系统控制器被配置为保持占空比与导通时间段的持续时间的乘积近似恒定。
根据另一实施例，用于调节电源转换系统的系统控制器包括：斜坡电流生成器，该斜坡电流生成器被配置为接收调制信号并且至少部分地基于调制信号来生成斜坡电流；斜坡信号生成器，该斜坡信号生成器被配置为接收斜坡电流并且至少部分地基于斜坡电流来生成斜坡信号；调制组件，该调制组件被配置为接收斜坡信号并且至少部分地基于斜坡信号来生成调制信号；以及驱动组件，该驱动组件被配置为接收调制信号并且将驱动信号输出到开关以影响流过电源转换系统的初级绕组的电流，驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联。在导通时间段期间，响应于驱动信号开关被闭合或导通。在关断时间段期间，响应于驱动信号开关是断开或截止的。占空比等于导通时间段的持续时间除以开关周期的持续时间。斜坡电流生成器还被配置为生成在幅度上与占空比近似成比例的斜坡电流。
根据又另一实施例，用于调节电源转换系统的系统控制器包括：第一控制器端子，该第一控制器端子被配置为至少基于与流过电源转换系统的初级绕组的电流相关联的信息来提供补偿信号；斜坡电流生成器，该斜坡电流生成器被配置为接收调制信号、补偿信号和第一参考信号并且至少部分地基于调制信号、补偿信号和第一参考信号来生成斜坡电流；斜坡信号生成器，该斜坡信号生成器被配置为接收斜坡电流并且至少部分地基于斜坡电流来生成斜坡信号；调制组件，该调制组件被配置为接收斜坡信号和补偿信号并且至少部分地基于斜坡信号和补偿信号来生成调制信号；以及驱动组件，该驱动组件被配置为接收调制信号并且将驱动信号输出到开关以影响电流，驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联。在导通时间段期间，响应于驱动信号开关被闭合或导通。在关断时间段期间，响应于驱动信号开关是断开或截止的。占空比等于导通时间段的持续时间除以开关周期的持续时间。斜坡电流生成器还被配置为生成在幅度上与占空比和差分信号的乘积近似成比例的斜坡电流，差分信号代表在幅度上第一参考信号减去补偿信号。
在一个实施例中，一种用于调节电源转换系统的方法包括：生成与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联的驱动信号；以及将驱动信号输出到开关以影响流过电源转换系统的初级绕组的电流。将驱动信号输出到开关以影响电流包括：在导通时间段期间输出驱动信号以闭合开关使之导通；以及在关断时间段期间输出驱动信号以断开开关使之截止。占空比等于导通时间段的持续时间除以开关周期的持续时间。生成与开关周期相关联的驱动信号包括保持占空比与导通时间段的持续时间的乘积近似恒定。
在另一实施例中，一种用于调节电源转换系统的方法包括：接收调制信号；至少部分地基于调制信号来生成斜坡电流；接收斜坡电流；至少部分地基于斜坡电流来生成斜坡信号；接收斜坡信号；至少部分地基于斜坡信号来生成调制信号；接收调制信号；至少部分地基于调制信号来生成驱动信号，驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联；以及将驱动信号输出到开关以影响流过电源转换系统的初级绕组的电流。将驱动信号输出到开关以影响电流包括：在导通时间段期间输出驱动信号以闭合开关使之导通；以及在关断时间段期间输出驱动信号以断开开关使之截止。占空比等于导通时间段的持续时间除以开关周期的持续时间。至少部分地基于调制信号来生成斜坡电流包括生成在幅度上与占空比近似成比例的斜坡电流。
在另一实施例中，一种用于调节电源转换系统的方法包括：至少基于与流过电源转换系统的初级绕组的电流相关联的信息来提供补偿信号；接收调制信号、补偿信号和第一参考信号；至少部分地基于调制信号、补偿信号和第一参考信号来生成斜坡电流；接收斜坡电流；至少部分地基于斜坡电流来生成斜坡信号；接收斜坡信号和补偿信号；至少部分地基于斜坡信号和补偿信号来生成调制信号；接收调制信号；以及将驱动信号输出到开关以影响电流，驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联。将驱动信号输出到开关以影响电流包括：在导通时间段期间输出驱动信号以闭合开关使之导通；在关断时间段期间输出驱动信号以断开开关使之截止。占空比等于导通时间段的持续时间除以开关周期的持续时间。至少部分地基于调制信号、补偿信号和第一参考信号来生成斜坡电流包括：生成与占空比和差分信号的乘积近似成比例的斜坡电流，差分信号代表在幅度上第一参考信号减去补偿信号。
根据实施例，一个或多个好处可以被实现。参照随后的详细的说明和附图，这些好处和本发明的各种附加的目的、特征和优势可以被充分地理解。
附图说明
图1是示出了传统的LED照明系统的简化图。
图2是示出了作为如图1中所示的系统的一部分的系统控制器的简化传统图。
图3是示出了作为如图2中所示的系统控制器的一部分的电流传感组件和误差放大器的简化传统图。
图4是根据本发明的实施例的示出了电源转换系统的简化图。
图5(a)是根据本发明的实施例的示出了作为如图4中所示的电源转换系统的一部分的系统控制器的简化图。
图5(b)是根据本发明的实施例的针对作为如图4中所示的电源转换系统的一部分的系统控制器的简化时序图。
图5(c)是根据本发明的实施例的示出了作为如图5(a)中所示的系统控制器的一部分的斜坡电流生成器的简化图。
图5(d)是根据本发明的一些实施例的示出了作为如图5(a)中所示的系统控制器的一部分的斜坡电流生成器和斜坡信号生成器的简化图。
图6(a)是根据本发明的另一实施例的示出了作为如图4中所示的电源转换系统的一部分的系统控制器的简化图。
图6(b)是根据本发明的另一实施例的针对作为如图4中所示的电源转换系统的一部分的系统控制器的简化时序图。
图6(c)根据本发明的另一实施例的示出了作为如图6(a)中所示的系统控制器的一部分的斜坡电流生成器的简化图。
图6(d)是根据本发明的某些实施例的示出了作为如图6(a)中所示的系统控制器的一部分的斜坡电流生成器和斜坡信号生成器的简化图。
具体实施方式
本发明的某些实施例针对集成电路。更具体地，本发明的一些实施例提供用于调节输出电流的系统和方法。仅作为示例，本发明的一些实施例被应用到电源转换系统。但是应该理解，本发明具有更宽的适用范围。
参照图1，为了实现高效率(例如，>90％)，作为示例，系统100可以在准谐振(QR)模式中操作。初级电流162的峰值按如下的公式被确定：
其中，Iin_peak代表初级电流162的峰值，Ton代表在功率开关128闭合(例如，被导通)期间的导通时间段，Vbulk代表输入电压150，并且Lp代表初级绕组112的电感。
例如，假设与功率开关128相关联的导通时间段针对给定的输入电压和给定的输出负载保持近似恒定并且初级绕组112的电阻保持近似恒定，则根据公式2初级电流162的峰值跟随输入电压150(例如，与整流正弦波形相关联)。初级电流162在一个或多个开关周期内的平均值或随时间的滑动平均值(以下简称初级电流的平均值)按如下的公式被确定：
其中，Ts代表包括导通时间段(例如，Ton)(在此期间功率开关128是闭合的(例如，被导通))和关断时间段(例如，Toff)(在此期间功率开关128是断开的(例如，被关断))的开关周期。另外，D代表与功率开关128相关联的占空比并且按如下的公式被确定：
如果系统100在QR模式中操作，则关断时间段(例如，Toff)与退磁时间段(例如，Tdemag，与次级绕组114的退磁过程相关联)相同。假设导通时间段持续保持近似恒定，则退磁时间段(例如，Tdemag)随初级电流162的峰值并且因此随输入电压150而改变。因此，开关周期(例如，Ts)随输入电压150而改变。如果输入电压150在幅度上增加，则初级电流162的峰值增加并且开关周期(例如，Ts)持续增加。因此，初级电流162的平均值不紧随输入电压150线性变化，并且因此不具有与输入电压150完全相似的波形(例如，整流后的半正弦波形)，这会导致过大的总谐波失真。
图4是根据本发明的实施例的示出了电源转换系统的简化图。该图仅作为示例，其不应该不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员应该理解很多变化、替代和修改。系统400包括系统控制器402、电阻器404、424、426和432、电容器406、420和434、二极管408、包括初级绕组412的变压器410、次级绕组414和辅助绕组416、功率开关428、电流传感电阻器430以及整流二极管418。系统控制器402包括端子(例如，引脚)438、440、442、444、446和448。例如，功率开关428包括双极结型晶体管。在另一示例中，功率开关428包括MOS晶体管。在另一示例中，功率开关428包括绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。系统400给诸如一个或多个LED之类的输出负载422提供电源。在一些实施例中，电阻器432被移除。例如，系统400在准谐振(QR)模式中操作。
根据一些实施例，系统控制器402被实施以随与交流电(AC)输入电压452相关联的输入电压450来控制导通时间段(例如，Ton)(在此期间功率开关428保持闭合的(例如，被导通))的持续时间的变化。例如，输入电压450(例如，不小于0V的整流电压)被电阻器404接收。在另一示例中，响应于输入电压450电容器406被充电，并且电压454被提供给端子438(例如，端子VCC)处的系统控制器402。在另一示例中，如果电压454在幅度上大于预定的阈值电压，则系统控制器402开始正常地操作，并且通过端子442(例如，端子GATE)输出信号499。在又另一示例中，开关428响应于与信号499相关联的驱动信号456被闭合(例如，被导通)或断开(例如，被关断)，从而使得输出电流458被调节到近似恒定。
根据一个实施例，响应于驱动信号456，当开关428是断开的(例如，被关断或截止)时辅助绕组416通过二极管408给电容器406充电，从而使得系统控制器402可以正常地操作。例如，反馈信号460通过端子440(例如，端子FB)被提供给系统控制器402以便检测次级绕组414的退磁过程的结束用于使用系统控制器402中的内部误差放大器给电容器434充电或放电。在另一示例中，反馈信号460通过端子440(例如，端子FB)被提供给系统控制器402以便检测次级绕组414的退磁过程的开始和结束。作为示例，响应于端子448(例如，端子COMP)处的补偿信号474电容器434被充电或放电。在另一示例中，电阻器430被用于检测流过初级绕组412的初级电流462，并且电流传感信号464通过端子444(例如，端子CS)被提供给系统控制器402以在每个开关周期(例如，与功率开关428的每个开关周期相对应)期间被处理。在另一示例中，电流传感信号464的峰值被采样并且被提供给内部误差放大器。在另一示例中，电容器434被耦合到内部误差放大器的输出端子。在另一示例中，电容器420被用于维持输出电压468以便保持通过输出负载422(例如，一个或多个LED)的稳定的输出电流。例如，系统400实施具有单级功率因数校正(PFC)的初级端调节方案。作为示例，系统400实施反激式(Flyback)架构或升降压(Buck-Boost)架构。
根据另一实施例，初级电流462的一个或多个开关周期内的平均值或随时间的滑动平均值(简称初级电流的平均值)按如下的公式被确定：
其中，Ton代表导通时间段(例如，Ton)(在此期间功率开关428是闭合的(例如，被导通)),Toff代表关断时间段(例如，Toff)(在此期间功率开关428是断开的(例如，被关断或截止))的,Ton与Toff的总和代表开关周期。另外，D代表与功率开关428相关联的占空比并且按如下的公式被确定：
根据某些实施例，系统控制器402被实施并以按如下的公式保持占空比与导通时间段的持续时间的乘积恒定以实现低的总谐波失真：
D×Ton＝常数 (公式7)
例如，根据公式7，如果占空比与导通时间段的持续时间的乘积保持恒定，则初级电流462的平均值则随输入电压450(例如，与整流正弦波形相关联)而线性变化。
在一些实施例中，系统控制器402被实施以按如下的公式保持占空比与导通时间段的持续时间的乘积近似恒定以实现低的总谐波失真：
例如，根据公式8，如果占空比与导通时间段的持续时间的乘积保持近似恒定，则初级电流462的平均值随输入电压450(例如，与整流正弦波形相关联)而近似线性变化。在另一示例中，如公式8中所示，占空比与导通时间段的持续时间的乘积的误差范围恒定为±5％。在另一示例中，如公式8中所示，占空比与导通时间段的持续时间的乘积的误差范围恒定为±10％。在另一示例中，如公式8中所示，占空比与导通时间段的持续时间的乘积的误差范围恒定为±15％。在另一示例中，如公式8中所示，占空比与导通时间段的持续时间的乘积的误差范围恒定为±20％。
图5(a)是根据本发明的实施例的示出了作为电源转换系统400的一部分的系统控制器402的简化图。该图仅作为示例，其不应该不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员应该理解很多变化、替代和修改。系统控制器402包括斜坡信号生成器602、欠压锁定(UVLO)组件604、调制组件606、逻辑控制器608、驱动组件610、退磁检测器612、误差放大器616、电流传感和采样/保持组件614、参考电压生成器640以及斜坡电流生成器642。
根据一个实施例，UVLO组件604检测信号454并且输出信号618(例如，por)。例如，如果信号454在幅度上大于第一预定阈值，则系统控制器402开始正常地操作。如果信号454在幅度上小于第二预定阈值，则系统控制器402被关闭。在另一示例中，第二预定阈值在幅度上小于或等于第一预定阈值。在另一示例中，误差放大器616接收来自电流传感和采样/保持组件614的信号620和参考信号622。在另一示例中，误差放大器616产生给电容器434充电或放电的电流以生成补偿信号474(例如，Vcomp)。在另一示例中，补偿信号474(例如，Vcomp)被提供给调制组件606。在另一示例中，电容器434被耦合到端子448并且与误差放大器616一起形成积分器或低通滤波器。在另一示例中，误差放大器616是跨导放大器并且输出与参考信号622和信号620之间的差成比例的电流。在另一示例中，误差放大器616与电容器434一起生成补偿信号474(例如，Vcomp)，补偿信号474是电压信号。
作为示例，参考电压生成器640将参考信号636(例如，Vref1)输出到斜坡电流生成器642，将电压信号694(例如，V1)输出到斜坡信号生成器602，并且将参考信号622(例如，Vref_ea)输出到误差放大器616。在另一示例中，斜坡信号生成器602还接收由斜坡电流生成器642生成的电流信号638(例如，Iramp)并且生成斜坡信号628。在另一示例中，响应于控制信号630，电流传感和采样/保持组件614对电流传感信号464进行采样然后保持被采样的信号直到电流传感和采样/保持组件614再次对电流传感信号464进行采样。
根据另一实施例，电流638(例如，Iramp)从斜坡电流生成器642流到斜坡信号生成器602。例如，电流638(例如，Iramp)从斜坡信号生成器602流到斜坡电流生成器642。在另一示例中，调制组件606接收斜坡信号628并且输出调制信号626。在另一示例中，逻辑控制器608处理调制信号626并且将控制信号630输出到电流传感和采样/保持组件614和驱动组件610。在另一示例中，调制信号626与脉冲宽度调制(PWM)信号相对应。在另一示例中，驱动组件610生成与驱动信号456相关的信号499以影响开关428。在另一示例中，当信号499是在逻辑高电平时，信号456是在逻辑高电平，并且当信号499是在逻辑低电平时，信号456是在逻辑低电平。
根据另一实施例，退磁检测器612检测反馈信号460并且输出退磁信号632用于确定次级绕组414的退磁过程的结束。例如，退磁检测器612检测反馈信号460并且输出退磁信号632用于确定次级绕组414的退磁过程的开始和结束。在另一示例中，退磁检测器612将触发信号698输出到逻辑控制器608以开始下一周期(例如，与下一开关周期相对应)。
在一个实施例中，导通时间段(例如，Ton)按如下的公式被确定：
其中，Vcomp代表补偿信号474(例如，误差放大器616的输出)，V1代表信号694，并且slp代表斜坡信号628的斜率。例如，斜坡信号628在每个开关周期期间线性地或非线性地增加到峰值，并且信号694(例如，V1)与斜坡信号628的增加的起始点相对应。作为示例，斜坡信号628的斜率按如下的公式被确定：
其中，Iramp代表电流638，并且C代表斜坡信号生成器602中的内部电容器的电容。结合公式8-10，确定如下的公式：
根据一些实施例，为了保持占空比(例如，D)与导通时间段(例如，Ton)的持续时间的乘积恒定，斜坡电流生成器642生成电流638(例如，Iramp)并在幅度上与占空比(例如，D)成比例。例如，电流638(例如，Iramp)按如下的公式被确定：
Iramp＝k1*D (公式12)
其中k1代表系数参数(例如，常数)。
在一些实施例中，斜坡电流生成器642生成电流638在幅度上与占空比(例如，D)近似成比例，从而使得占空比(例如，D)与导通时间段(例如，Ton)的持续时间的乘积保持近似恒定。例如，电流638(例如，Iramp)按如下的公式被确定：
其中，k1代表系数参数(例如，常数)。在另一示例中，如公式13中所示，在幅度上与占空比成比例的电流638的误差范围是±5％。在另一示例中，如公式13中所示，在幅度上与占空比成比例的电流638的误差范围是±10％。在另一示例中，如公式13中所示，在幅度上与占空比成比例的电流638的误差范围是±15％。在另一示例中，如公式13中所示，在幅度上与占空比成比例的电流638的误差范围是±20％。
如上面所讨论的并且这里进一步强调的，图5(a)仅是示例，其不应该不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员应该理解很多变化、替代和修改。例如，替代接收调制信号626，斜坡电流生成器642接收与驱动信号456相关联的信号499。在另一示例中，替代接收调制信号626，斜坡电流生成器642接收退磁信号632。在另一示例中，斜坡电流生成器642接收与退磁信号632互补的信号，而不是接收调制信号626。
图5(b)是根据本发明的实施例的针对作为电源转换系统400的一部分的系统控制器402的简化时序图。该图仅是示例，其不应该不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员应该理解很多变化、替代和修改。波形902代表随时间变化的调制信号626，波形904代表随时间变化的信号499，波形906代表随时间变化的退磁信号632，波形908代表随时间变化的触发信号698，并且波形910代表随时间变化的斜坡信号628。
与信号499相关联的导通时间段和关断时间段被示出在图5(b)中。导通时间段在时间t3处开始并且在时间t5处结束，并且关断时间段在时间t5处开始并且在时间t8处结束。例如，t0≤t1≤t2≤t3≤t4≤t5≤t6≤t7≤t8。
根据一个实施例，在t0处，退磁信号632从逻辑高电平改变到逻辑低电平。例如，退磁检测器612在触发信号698中生成脉冲(例如，在t0和t2之间)以触发新的周期。作为示例，斜坡信号628开始从幅度912增加到幅度914(例如，在t4处)。在另一示例中，在t1处，信号626从逻辑低电平改变到逻辑高电平。在短暂的延迟之后，信号499从逻辑低电平改变(例如，在t3处)到逻辑高电平，并且作为响应开关428被闭合(例如，被导通)。在另一示例中，在t4处，信号626从逻辑高电平改变到逻辑低电平，并且斜坡信号628从幅度914减小到幅度912。在短暂的延迟之后，信号499从逻辑高电平改变改变(例如，在t5处)到逻辑低电平，并且作为响应开关428是断开的(例如，被关闭)。作为示例，在t6处，退磁信号632从逻辑低电平改变到逻辑高电平，其指示退磁过程的开始。在另一示例中，在t7处，退磁信号632从逻辑高电平改变到逻辑低电平，其指示退磁过程的结束。在另一示例中，退磁检测器612在触发信号698中生成脉冲以开始下一周期。在另一示例中，斜坡信号628的幅度912与信号694相关联。在另一示例中，斜坡信号628的幅度914与补偿信号474的幅度相关联。
根据另一实施例，在导通时间段期间斜坡信号628的幅度改变按如下的公式被确定：
ΔVramp＝Vcomp-V1＝slp×Ton (公式14)
其中，ΔVramp代表斜坡信号628的幅度改变，Vcomp代表信号474，V1代表信号694，slp代表与斜坡信号628相关联的斜坡斜率，并且Ton代表导通时间段的持续时间。例如，V1与斜坡信号628的幅度912相对应。基于公式14，导通时间段的持续时间按如下的公式被确定：
如公式15中所示，根据某些实施例，针对给定的补偿信号(例如，信号474)，导通时间段的持续时间由斜坡信号628的斜坡斜率确定。例如，t1和t4之间的波形910的斜率与斜坡信号628的斜坡斜率相对应。
图5(c)根据本发明的一个实施例的示出了作为系统控制器402的一部分的斜坡电流生成器642的简化图。该图仅作为示例，其不应该不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员应该理解很多变化、替代和修改。斜坡电流生成器642包括运算放大器506、低通滤波器508、电压到电流转换器510、非门518以及开关502和504。
根据一个实施例，开关502响应于调制信号626(例如，PWM)被闭合或断开，并且开关504响应于信号512(例如，PWM_b)被闭合或断开。例如，非门518生成与调制信号626(例如，PWM)互补的信号512(例如，PWM_b)。作为示例，如果调制信号626是在逻辑高电平，则信号512是在逻辑低电平，并且如果调制信号626是在逻辑低电平，则信号512是在逻辑高电平。
在一个实施例中，如果调制信号626(例如，PWM)是在逻辑高电平，则开关502是闭合的(例如，被导通)并且运算放大器506在它的非反相端子(例如，端子“+”)处接收参考信号636(例如，Vref1)，其中反相端子(例如，端子“-”)和放大器506的输出端子被连接，运算放大器506被设置为增益为近似为1的缓冲放大器。作为示例，信号512是在逻辑低电平，并且开关504是断开的(例如，被关断)。例如，低通滤波器508从放大器506接收信号516并且输出经过滤波的信号514(例如，Vduty)。在另一示例中，经过滤波的信号514(例如，Vduty)是电压信号并且通过电压到电流转换器510被转换到电流638(例如，Iramp)。在另一示例中，信号516(例如，在幅度上)近似等于参考信号636。
在另一实施例中，如果调制信号626(例如，PWM)是在逻辑低电平并且信号512是在逻辑高电平，则开关502是断开的(例如，被关断)，并且开关504是闭合的(例如，被导通)。例如，运算放大器506在它的非反相端子(例如，端子“+”)处接收地电压520，并且改变信号516。作为示例，信号516近似等于地电压520。作为另一示例，低通滤波器508包括RC滤波器，RC滤波器包括一个或多个电阻器和一个或多个电容器。
Iramp＝k1*D＝β(Vref1)*D (公式16)
其中，Vref1代表参考信号636，并且β代表系数参数(例如，常数)。
图5(d)是根据本发明的一些实施例的示出了作为系统控制器402的一部分的斜坡电流生成器642和斜坡信号生成器602的简化图。该图仅作为示例，其不应该不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员应该理解很多变化、替代和修改。斜坡信号生成器602包括运算放大器546、开关540和542以及电容器544。例如，开关502、504、540和532各自包括一个或多个MOS晶体管。
根据一个实施例，响应于调制信号626(例如，PWM)开关540被闭合或断开，并且响应于信号512(例如，PWM_b)开关542被闭合或断开。在一个实施例中，如果调制信号626(例如，PWM)是在逻辑低电平并且信号512是在逻辑高电平，则开关540是断开的(例如，被关断)并且开关504是闭合的(例如，被导通)。例如，运算放大器546在它的非反相端子(例如，端子“+”)处接收信号694(例如，V1)并且输出信号548，其中反相端子(例如，端子“-”)和放大器546的输出端子被连接在一起。作为示例，信号548近似等于(例如，在幅度上)信号694(例如，V1)，并且作为响应电容器544上的电压变成(例如，在幅度上)近似等于信号548并且因此变成近似等于信号694(例如，V1)。
在另一实施例中，如果调制信号626(例如，PWM)改变到逻辑高电平并且信号512改变到逻辑低电平，则开关540是闭合的(例如，被导通)并且开关504是断开的(例如，被关断)。例如，斜坡电流生成器642输出电流638以通过闭合的开关540给电容器544充电。作为示例，与电容器544上的电压相对应的斜坡信号628随着电流638给电容器544充电从幅度近似等于信号694(例如，V1)增加(例如，线性地或非线性地)到最大幅度(例如，补偿信号474)。
如上面所讨论的并且这里进一步强调的，图5(a)、5(b)、5(c)和5(d)仅是示例，其不应该不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员应该理解很多变化、替代和修改。例如，斜坡电流生成器642至少部分地基于占空比与参考信号636和补偿信号474(例如，Vcomp)之间的差别的乘积来生成电流638(例如，Iramp)，从而使得补偿信号474(例如，Vcomp)在不同的输入电压处不变化太多以降低补偿信号474的连锁反应，如图6(a)中所示。
图6(a)是根据本发明的另一实施例的示出了作为电源转换系统400的一部分的系统控制器402的简化图。该图仅作为示例，其不应该不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员应该理解很多变化、替代和修改。系统控制器402包括斜坡信号生成器1602、欠压锁定(UVLO)组件1604、调制组件1606、逻辑控制器1608、驱动组件1610、退磁检测器1612、误差放大器1616、电流传感和采样/保持组件1614、参考电压生成器1640以及斜坡电流生成器1642。
例如，斜坡信号生成器1602、欠压锁定(UVLO)组件1604、调制组件1606、逻辑控制器1608、驱动组件1610、退磁检测器1612、误差放大器1616、电流传感和采样/保持组件1614、参考电压生成器1640以及斜坡电流生成器1642相应地与斜坡信号生成器602、欠压锁定(UVLO)组件604、调制组件606、逻辑控制器608、驱动组件610、退磁检测器612、误差放大器616、电流传感和采样/保持组件614、参考电压生成器640以及斜坡电流生成器642相同。
根据一个实施例，UVLO组件1604检测信号454并且输出信号1618(例如，por)。例如，如果信号454在幅度上大于第一预定阈值，则系统控制器402开始正常地操作。如果信号454在幅度上小于第二预定阈值，则系统控制器402被关闭。在另一示例中，第二预定阈值在幅度上小于或等于第一预定阈值。在另一示例中，误差放大器1616接收来自电流传感和采样/保持组件1614的信号1620和参考信号1622，并且补偿信号474(例如，Vcomp)被提供给调制组件1606和电压到电流转换组件1642。在另一示例中，电容器434被耦合到端子448并且与误差放大器1616一起形成积分器或低通滤波器。在另一示例中，误差放大器1616是跨导放大器并且输出与参考信号1622和信号1620之间的差成比例的电流。在另一示例中，误差放大器1616与电容器434一起生成补偿信号474(例如，Vcomp)，补偿信号474是电压信号。
作为示例，参考电压生成器1640将参考信号1636(例如，Vref1)输出到斜坡电流生成器1642，将电压信号1694(例如，V1)输出到斜坡信号生成器1602，并且将参考信号1622(例如，Vref_ea)输出到误差放大器1616。在另一示例中，斜坡信号生成器1602还接收由斜坡电流生成器1642生成的电流信号1638(例如，Iramp)并且生成斜坡信号1628。在一个实施例中，电流信号1638在幅度上等于电流信号638。在另一实施例中，电流信号1638在幅度上不等于电流信号638。
根据另一实施例，电流1638(例如，Iramp)从斜坡电流生成器1642流到斜坡信号生成器1602。例如，电流1638(例如，Iramp)从斜坡信号生成器1602流到斜坡电流生成器1642。在另一示例中，调制组件1606接收斜坡信号1628并且输出调制信号1626。在另一示例中，逻辑控制器1608处理调制信号1626并且将控制信号1630输出到电流传感和采样/保持组件1614和驱动组件1610。在另一示例中，调制信号1626与脉冲宽度调制(PWM)信号相对应。
根据另一实施例，响应于控制信号1630，电流传感和采样/保持组件1614对电流传感信号464进行采样然后保持被采样的信号直到电流传感和采样/保持组件1614再次对电流传感信号464进行采样。例如，驱动组件1610生成与驱动信号456相关的信号499以影响开关428。在另一示例中，如果信号499是在逻辑高电平，则信号456是在逻辑高电平，并且如果信号499是在逻辑低电平，则信号456是在逻辑低电平。作为示例，退磁检测器1612检测反馈信号460并且输出退磁信号1632用于确定次级绕组414的退磁过程的结束。作为另一示例，退磁检测器1612检测反馈信号460并且输出退磁信号1632用于确定次级绕组414的退磁过程的开始和结束。在另一示例中，退磁检测器1612将触发信号1698输出到逻辑控制器1608以开始下一周期(例如，与下一开关周期相对应)。
根据一些实施例，为了保持占空比(例如，D)与导通时间段(例如，Ton)的持续时间的乘积恒定，斜坡电流生成器1642生成电流1638(例如，Iramp)以在幅度上与占空比(例如，D)成比例。例如，电流1638(例如，Iramp)按如下的公式被确定：
Iramp＝k2*D (公式17)
其中k2代表系数参数。作为示例，k2与参考信号1636(例如，Vref)和补偿信号474(例如，Vcomp)之间的差成比例。在某些实施例中，参考信号1636(例如，Vref)减去补偿信号474(例如，Vcomp)生成差分信号。在某些实施例中，电流1638(例如，Iramp)按如下的公式被确定：
Iramp＝α(Vref-Vcomp)×D (公式18)
其中，α代表系数参数(例如，常数)。根据某些实施例，在一些应用中，补偿信号474(例如，Vcomp)(例如，误差放大器1616的输出)代表针对给定输入电压(例如，Vbulk)的输出负载条件。
在一些实施例中，斜坡电流生成器1642生成电流1638以在幅度上与占空比(例如，D)近似成比例，从而使得占空比(例如，D)与导通时间段(例如，Ton)的持续时间的乘积保持近似恒定。例如，电流1638(例如，Iramp)按如下的公式被确定：
其中，k2代表系数参数。作为示例，k2与参考信号1636(例如，Vref)和补偿信号474(例如，Vcomp)之间的差(称差分信号)近似成比例。在某些实施例中，电流1638(例如，Iramp)按如下的公式被确定：
其中，α代表系数参数(例如，常数)。例如，如公式20中所示，同占空比与参考信号1636和补偿信号474之间的差的乘积成比例的电流1638的误差范围是±5％。在另一示例中，如公式20中所示，同占空比与参考信号1636和补偿信号474之间的差的乘积成比例的电流1638的误差范围是±10％。在另一示例中，如公式20中所示，同占空比与参考信号1636和补偿信号474之间的差的乘积成比例的电流1638的误差范围是±15％。在另一示例中，如公式20中所示，同占空比与参考信号1636和补偿信号474之间的差的乘积成比例的电流1638的误差范围是±20％。
如上面所讨论的并且这里进一步强调的，图6(a)仅是示例，其不应该不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员应该理解很多变化、替代和修改。例如，替代接收调制信号1626，斜坡电流生成器1642接收与驱动信号456相关联的信号499。在另一示例中，替代接收调制信号1626，斜坡电流生成器1642接收退磁信号1632。在另一示例中，替代接收调制信号1626，斜坡电流生成器1642接收与退磁信号1632互补的信号。
图6(b)是根据本发明的另一实施例的针对作为电源转换系统400的一部分的系统控制器402的简化时序图。该图仅是示例，其不应该不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员应该理解很多变化、替代和修改。波形1902代表随时间变化的调制信号1626，波形1904代表随时间变化的信号499，波形1906代表随时间变化的退磁信号1632，波形1908代表随时间变化的触发信号1698，并且波形1910代表随时间变化的斜坡信号1628。
与信号499相关联的导通时间段和关断时间段被示出在图6(b)中。导通时间段在时间t13处开始并且在时间t15处结束，并且关断时间段在时间t15处开始并且在时间t18处结束。例如，t10≤t11≤t12≤t13≤t14≤t15≤t16≤t17≤t18。
根据一个实施例，在t10处，退磁信号1632从逻辑高电平改变到逻辑低电平。例如，退磁检测器1612在触发信号1698中生成脉冲(例如，在t10和t12之间)以触发新的周期。作为示例，斜坡信号1628开始从幅度1912增加到幅度1914(例如，在t14处)。在另一示例中，在t11处，信号1626从逻辑低电平改变到逻辑高电平。在短暂的延迟之后，信号499从逻辑低电平改变(例如，在t13处)到逻辑高电平，并且作为响应开关428被闭合(例如，被导通)。在另一示例中，在t14处，信号1626从逻辑高电平改变到逻辑低电平，并且斜坡信号1628从幅度1914减小到幅度1912。在短暂的延迟之后，信号499从逻辑高电平改变改变(例如，在t15处)到逻辑低电平，并且作为响应开关428是断开的(例如，被关断)。作为示例，在t16处，退磁信号1632从逻辑低电平改变到逻辑高电平，其指示退磁过程的开始。在另一示例中，在t17处，退磁信号1632从逻辑高电平改变到逻辑低电平，其指示退磁过程的结束。在另一示例中，退磁检测器1612在触发信号1698中生成脉冲以开始下一周期。在另一示例中，斜坡信号1628的幅度1912与信号1694相关联。在另一示例中，斜坡信号1628的幅度1914与补偿信号474的幅度相关联。在另一示例中，斜坡信号1628的斜坡斜率通过补偿信号474(例如，Vcomp)(例如，误差放大器1616的输出)被调制。
根据另一实施例，在导通时间段期间斜坡信号1628的幅度改变按如下的公式被确定：
ΔVramp＝Vcomp-V1＝slp×Ton (公式21)
其中，ΔVramp代表斜坡信号1628的幅度改变，Vcomp代表信号474，V1代表信号1694，slp代表与斜坡信号1628相关联的斜坡斜率，并且Ton代表导通时间段的持续时间。例如，V1与斜坡信号1628的幅度1912相对应。基于公式15，导通时间段的持续时间按如下的公式被确定：
如公式22中所示，根据某些实施例，针对给定的补偿信号(例如，误差放大器1616的输出)，导通时间段的持续时间由斜坡信号1628的斜坡斜率确定。例如，t11和t14之间的波形1910的斜率与斜坡信号1628的斜坡斜率相对应。在一些实施例中，斜坡信号1628的斜坡斜率与斜坡信号628的斜坡斜率相同。在某些实施例中，斜坡信号1628的斜坡斜率不同于斜坡信号628的斜坡斜率。
图6(c)根据本发明的另一实施例的示出了作为系统控制器402的一部分的斜坡电流生成器1642的简化图。该图仅作为示例，其不应该不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员应该理解很多变化、替代和修改。斜坡电流生成器1642包括运算放大器1506、低通滤波器1508、电压到电流转换器1510、非门1518、求和组件1522以及开关1502和1504。例如，运算放大器1506、低通滤波器1508、电压到电流转换器1510、非门1518以及开关1502和1504相应地与运算放大器506、低通滤波器508、电压到电流转换器510、非门518以及开关502和504相同。
根据一个实施例，响应于调制信号1626(例如，PWM)开关1502被闭合或断开的，并且响应于信号1512(例如，PWM_b)开关1504被闭合或断开的。例如，非门1518生成与调制信号1626(例如，PWM)互补的信号1512(例如，PWM_b)。作为示例，如果调制信号1626是在逻辑高电平，则信号1512是在逻辑低电平，并且如果调制信号1626是在逻辑低电平，则信号1512是在逻辑高电平。在另一示例中，求和组件1522接收参考信号1636(例如，Vref)和补偿信号474(例如，Vcomp)并且生成信号1524，其中信号1524是与参考信号1636(例如，Vref)和补偿信号474(例如，Vcomp)之间的差即差分信号相等。
在一个实施例中，如果调制信号1626(例如，PWM)是在逻辑高电平，则开关1502被闭合(例如，被导通)并且运算放大器1506在它的非反相端子(例如，端子“+”)处接收信号1524，其中反相端子(例如，端子“-”)和放大器1506的输出端子被连接在一起。作为示例，信号1512是在逻辑低电平，并且开关1504是断开的(例如，被关断或截止)。例如，低通滤波器1508从放大器1506接收信号1516并且输出经过滤波的信号1514(例如，Vduty)。在另一示例中，经过滤波的信号1514(例如，Vduty)是电压信号，并且通过电压到电流转换器1510被转换成电流1638(例如，Iramp)。在另一示例中，信号1516近似等于(例如，在幅度上)信号1524。
在另一实施例中，如果调制信号1626(例如，PWM)是在逻辑低电平并且信号1512是在逻辑高电平，则开关1502是断开的(例如，被关断或截止)，并且开关1504被闭合(例如，被导通)。例如，运算放大器1506在它的非反相端子(例如，端子“+”)处接收地电压1520，并且改变信号1516。作为示例，信号1516近似等于地电压1520。作为另一示例，低通滤波器1508包括RC滤波器，RC滤波器包括一个或多个电阻器和一个或多个电容器。
图6(d)是根据本发明的某些实施例的示出了作为系统控制器402的一部分的斜坡电流生成器1642和斜坡信号生成器1602的简化图。该图仅作为示例，其不应该不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员应该理解很多变化、替代和修改。斜坡信号生成器1602包括运算放大器1546、开关1540和1542以及电容器1544。例如，开关1502、1504、1540和1542各自包括一个或多个MOS晶体管。
根据一个实施例，响应于调制信号1626(例如，PWM)开关1540被闭合或断开，并且响应于信号1512(例如，PWM_b)开关1542被闭合或断开。在一个实施例中，如果调制信号1626(例如，PWM)是在逻辑低电平并且信号1512是在逻辑高电平，则开关1540是断开的(例如，被关断或截止)并且开关1504是闭合的(例如，被导通)。例如，运算放大器1546在它的非反相端子(例如，端子“+”)处接收信号1694(例如，V1)并且输出信号1548，其中反相端子(例如，端子“-”)和放大器1546的输出端子被连接在一起，构成了增益为近似为1的缓冲放大器。作为示例，信号1548近似等于(例如，在幅度上)信号1694(例如，V1)，并且作为响应电容器1544上的电压变成近似等于(例如，在幅度上)信号1548并且因此变成近似等于信号1694(例如，V1)。
在另一实施例中，如果调制信号1626(例如，PWM)改变到逻辑高电平并且信号1512改变到逻辑低电平，则开关1540是闭合的(例如，被断开)并且开关1504是断开的(例如，被关断或截止)。例如，斜坡电流生成器1642输出电流1638以通过闭合导通的开关1540给电容器1544充电。作为示例，与电容器1544上的电压相对应的斜坡信号1628随着电流1638给电容器1544充电从幅度近似等于信号1694(例如，V1)增加(例如，线性地或非线性地)到最大幅度(例如，补偿信号474)。
根据一个实施例，用于调节电源转换系统的系统控制器包括：第一控制器端子，该第一控制器端子被配置为接收与电源转换系统的初级绕组的输入信号相关的第一信号；以及第二控制器端子，该第二控制器端子被配置为将驱动信号输出到开关以影响流过电源转换系统的初级绕组的电流，驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联。在导通时间段期间，响应于驱动信号开关被闭合或导通。在关断时间段期间，响应于驱动信号开关是断开或截止的。占空比等于导通时间段的持续时间除以开关周期的持续时间。系统控制器被配置为保持占空比与导通时间段的持续时间的乘积近似恒定。例如，系统控制器至少根据图4、图5(a)、5(b)、5(c)和/或5(d)被实施。
根据另一实施例，用于调节电源转换系统的系统控制器包括：斜坡电流生成器，该斜坡电流生成器被配置为接收调制信号并且至少部分地基于调制信号来生成斜坡电流；斜坡信号生成器，该斜坡信号生成器被配置为接收斜坡电流并且至少部分地基于斜坡电流来生成斜坡信号；调制组件，该调制组件被配置为接收斜坡信号并且至少部分地基于斜坡信号来生成调制信号；以及驱动组件，该驱动组件被配置为接收调制信号并且将驱动信号输出到开关以影响流过电源转换系统的初级绕组的电流，驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联。在导通时间段期间，响应于驱动信号开关被闭合或导通。在关断时间段期间，响应于驱动信号开关是断开或截止的。占空比等于导通时间段的持续时间除以开关周期的持续时间。斜坡电流生成器还被配置为生成在幅度上与占空比近似成比例的斜坡电流。例如，系统控制器至少根据图4、图5(a)、5(b)、5(c)和/或5(d)被实施。
根据另一实施例，用于调节电源转换系统的系统控制器包括：第一控制器端子，该第一控制器端子被配置为至少基于与流过电源转换系统的初级绕组的电流相关联的信息来提供补偿信号；斜坡电流生成器，该斜坡电流生成器被配置为接收调制信号、补偿信号和第一参考信号并且至少部分地基于调制信号、补偿信号和第一参考信号来生成斜坡电流；斜坡信号生成器，该斜坡信号生成器被配置为接收斜坡电流并且至少部分地基于斜坡电流来生成斜坡信号；调制组件，该调制组件被配置为接收斜坡信号和补偿信号并且至少部分地基于斜坡信号和补偿信号来生成调制信号；以及驱动组件，该驱动组件被配置为接收调制信号并且将驱动信号输出到开关以影响电流，驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联。在导通时间段期间，响应于驱动信号开关被闭合或导通。在关断时间段期间，响应于驱动信号开关是断开或截止的。占空比等于导通时间段的持续时间除以开关周期的持续时间。斜坡电流生成器还被配置为生成在幅度上与占空比和差分信号的乘积近似成比例的斜坡电流，差分信号代表在幅度上第一参考信号减去补偿信号。例如，系统控制器至少根据图4、图6(a)、6(b)、6(c)和/或6(d)被实施。
在一个实施例中，一种用于调节电源转换系统的方法包括：生成与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联的驱动信号；以及将驱动信号输出到开关以影响流过电源转换系统的初级绕组的电流。将驱动信号输出到开关以影响电流包括：在导通时间段期间输出驱动信号以闭合开关使之导通；以及在关断时间段期间输出驱动信号以断开开关使之截止。占空比等于导通时间段的持续时间除以开关周期的持续时间。生成与开关周期相关联的驱动信号包括保持占空比与导通时间段的持续时间的乘积近似恒定。例如，方法至少根据图4、图5(a)、5(b)、5(c)和/或5(d)被实施。
在另一实施例中，一种用于调节电源转换系统的方法包括：接收调制信号；至少部分地基于调制信号来生成斜坡电流；接收斜坡电流；至少部分地基于斜坡电流来生成斜坡信号；接收斜坡信号；至少部分地基于斜坡信号来生成调制信号；接收调制信号；至少部分地基于调制信号来生成驱动信号，驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联；以及将驱动信号输出到开关以影响流过电源转换系统的初级绕组的电流。将驱动信号输出到开关以影响电流包括：在导通时间段期间输出驱动信号以闭合开关使之导通；以及在关断时间段期间输出驱动信号以断开开关使之截止。占空比等于导通时间段的持续时间除以开关周期的持续时间。至少部分地基于调制信号来生成斜坡电流包括生成在幅度上与占空比近似成比例的斜坡电流。例如，方法至少根据图4、图5(a)、5(b)、5(c)和/或5(d)被实施。
在另一实施例中，一种用于调节电源转换系统的方法包括：至少基于与流过电源转换系统的初级绕组的电流相关联的信息来提供补偿信号；接收调制信号、补偿信号和第一参考信号；至少部分地基于调制信号、补偿信号和第一参考信号来生成斜坡电流；接收斜坡电流；至少部分地基于斜坡电流来生成斜坡信号；接收斜坡信号和补偿信号；至少部分地基于斜坡信号和补偿信号来生成调制信号；接收调制信号；以及将驱动信号输出到开关以影响电流，驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联。将驱动信号输出到开关以影响电流包括：在导通时间段期间输出驱动信号以闭合开关使之导通；在关断时间段期间输出驱动信号以断开开关使之截止。占空比等于导通时间段的持续时间除以开关周期的持续时间。至少部分地基于调制信号、补偿信号和第一参考信号来生成斜坡电流包括：生成与占空比和差分信号的乘积近似成比例的斜坡电流，差分信号代表在幅度上第一参考信号减去补偿信号。例如，方法至少根据图4、图6(a)、6(b)、6(c)和/或6(d)被实施。
例如，使用一个或多个软件组件、一个或多个硬件组件、和/或软件和硬件组件的一个或多个组合，本发明的各种实施例的一些或全部组件各自单独地和/或以与至少另一组件结合的方式被实施。在另一示例中，本发明的各种实施例的一些或全部组件各自单独地和/或以与至少另一组件结合的方式被实施在诸如一个或多个模拟电路和/或一个或多个数字电路之类的一个或多个电路中。在另一示例中，本发明的各种实施例和/或示例可以被结合。
虽然本发明的特定实施例已经被描述，但本领域的技术人员应该理解，存在等同于所描述的实施例的其它实施例。因此，应该理解，本发明并不限于所示出的具体实施例，而仅由所附权利要求的范围所限定。

Claims (34)

1.一种用于调节电源转换系统的系统控制器，所述系统控制器包括：
斜坡电流生成器，所述斜坡电流生成器被配置为接收调制信号并且至少部分地基于所述调制信号来生成斜坡电流；
斜坡信号生成器，所述斜坡信号生成器被配置为接收所述斜坡电流并且至少部分地基于所述斜坡电流来生成斜坡信号；
调制组件，所述调制组件被配置为接收所述斜坡信号并且至少部分地基于所述斜坡信号来生成所述调制信号；以及
驱动组件，所述驱动组件被配置为接收所述调制信号并且将驱动信号输出到开关以影响流过电源转换系统的初级绕组的电流，所述驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联；
其中：
在所述导通时间段期间，所述开关响应于所述驱动信号被闭合导通；
在所述关断时间段期间，所述开关响应于所述驱动信号所述开关是断开的；以及
占空比等于所述导通时间段的持续时间除以所述开关周期的持续时间；
其中，所述斜坡电流生成器还被配置为生成在幅度上与所述占空比近似成比例的所述斜坡电流。
2.如权利要求1所述的系统控制器，所述系统控制器被配置为：响应于所述斜坡电流在幅度上与所述占空比近似成比例，保持所述占空比与所述导通时间段的持续时间的乘积近似恒定。
3.如权利要求1所述的系统控制器，其中所述斜坡电流生成器还被配置为：生成在幅度上与所述占空比成比例的所述斜坡电流。
4.如权利要求3所述的系统控制器，其中所述系统控制器还被配置为：响应于所述斜坡电流在幅度上与所述占空比成比例，保持所述占空比与所述导通时间段的持续时间的乘积恒定。
5.如权利要求1所述的系统控制器，其中所述斜坡电流生成器包括：
第一放大器，所述第一放大器被配置为至少部分地基于所述调制信号来生成经放大的信号；
低通滤波器，所述低通滤波器被配置为接收所述经放大的信号并且至少部分地基于所述经放大的信号来生成经过滤的信号；以及
电压到电流转换器，所述电压到电流转换器被配置为接收所述经过滤的信号并且至少部分地基于所述经过滤的信号来生成所述斜坡电流。
6.如权利要求5所述的系统控制器，其中所述第一放大器还被配置为：
响应于所述调制信号在第一逻辑电平，接收第一参考信号并且至少部分地基于所述第一参考信号来生成所述经放大的信号；以及
响应于所述调制信号在第二逻辑电平，接收地电压并且至少部分地基于所述地电压来生成所述经放大的信号。
7.如权利要求6所述的系统控制器，其中所述斜坡电流生成器包括：
第一开关，所述第一开关被耦合到所述第一放大器，并且响应于所述调制信号在所述第一逻辑电平所述第一开关被配置为被闭合以接通所述第一参考信号；以及
第二开关，所述第二开关被耦合到所述第一放大器，并且响应于所述调制信号在所述第二逻辑电平所述第二开关被配置为被闭合以接通所述地电压。
8.如权利要求1所述的系统控制器，其中所述斜坡信号生成器包括：电容器，所述电容器被配置为：
响应于所述调制信号在第一逻辑电平，至少部分地基于所述斜坡电流来生成所述斜坡信号；以及
响应于所述调制信号在第二逻辑电平，至少部分地基于第二信号来生成所述斜坡信号。
9.如权利要求8所述的系统控制器，其中所述斜坡信号生成器还包括：第二放大器，所述第二放大器被配置为接收电压信号并且至少部分地基于所述电压信号来生成所述第二信号。
10.如权利要求8所述的系统控制器，还包括：
第三开关，所述第三开关被耦合到所述电容器，并且响应于所述调制信号在所述第一逻辑电平所述第三开关被配置为被闭合以接通所述斜坡电流；以及
第四开关，所述第四开关被耦合到所述电容器，并且响应于所述调制信号在所述第二逻辑电平所述第四开关被配置为被闭合以接通所述第二信号。
11.如权利要求1所述的系统控制器，还包括：
退磁检测器，所述退磁检测器被配置为接收与所述电源转换系统的输出信号相关联的反馈信号，并且至少部分地基于所述反馈信号来生成触发信号，所述触发信号指示所述电源转换系统的退磁过程的结束；以及
逻辑控制器，所述逻辑控制器被配置为接收所述触发信号，并且至少部分地基于所述触发信号来输出控制信号以影响所述驱动信号。
12.如权利要求11所述的系统控制器，还包括：
误差放大器，所述误差放大器被配置为接收第二参考信号，并且至少部分地基于所述第二参考信号来生成第三信号。
13.如权利要求12所述的系统控制器，还包括：
电流传感组件，所述电流传感组件被配置为接收与所述电流相关联的电流传感信号，并且至少部分地基于所述电流传感信号来生成第四信号；
其中：
所述退磁检测器还被配置为：至少部分地基于所述反馈信号来生成与所述退磁过程相关联的退磁信号；以及
所述误差放大器还被配置为：
响应于所述退磁信号在第一逻辑电平，接收所述第四信号并且输出指示所述第四信号和所述第二参考信号之间的差的所述第三信号；以及
响应于所述退磁信号在第二逻辑电平，接收地电压并且输出指示所述第四信号和所述地电压之间的差的所述第三信号。
14.如权利要求12所述的系统控制器，其中：
所述误差放大器还被配置为：输出所述第三信号以给电容器充电以生成补偿信号；以及
所述调制组件还被配置为：接收所述补偿信号并且至少部分地基于所述补偿信号和所述斜坡信号来生成所述调制信号。
15.如权利要求1所述的系统控制器，其中在所述导通时间段期间所述斜坡信号在幅度上按斜坡斜率增加。
16.一种用于调节电源转换系统的系统控制器，所述系统控制器包括：
第一控制器端子，所述第一控制器端子被配置为至少基于与流过电源转换系统的初级绕组的电流相关联的信息来提供补偿信号；
斜坡电流生成器，所述斜坡电流生成器被配置为接收调制信号、所述补偿信号和第一参考信号并且至少部分地基于所述调制信号、所述补偿信号和所述第一参考信号来生成斜坡电流；
斜坡信号生成器，所述斜坡信号生成器被配置为接收所述斜坡电流并且至少部分地基于所述斜坡电流来生成斜坡信号；
调制组件，所述调制组件被配置为接收所述斜坡信号和所述补偿信号并且至少部分地基于所述斜坡信号和所述补偿信号来生成所述调制信号；以及
驱动组件，所述驱动组件被配置为接收所述调制信号并且将驱动信号输出到开关以影响所述电流，所述驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联；
其中：
在所述导通时间段期间，响应于所述驱动信号所述开关被闭合导通；
在所述关断时间段期间，响应于所述驱动信号所述开关是断开的；以及
占空比等于所述导通时间段的持续时间除以所述开关周期的持续时间；
其中，所述斜坡电流生成器还被配置为生成在幅度上与所述占空比和差分信号的乘积近似成比例的所述斜坡电流，所述差分信号代表在幅度上所述第一参考信号减去所述补偿信号。
17.如权利要求16所述的系统控制器，所述系统控制器被配置为：响应于所述斜坡电流在幅度上与所述占空比和所述差分信号的所述乘积近似成比例，保持所述占空比与所述导通时间段的持续时间的乘积近似恒定。
18.如权利要求16所述的系统控制器，其中所述斜坡电流生成器还被配置为：生成在幅度上与所述占空比和所述差分信号的乘积成比例的所述斜坡电流。
19.如权利要求18所述的系统控制器，其中所述系统控制器还被配置为：响应于所述斜坡电流在幅度上与所述占空比和所述差分信号的乘积成比例，保持所述占空比与所述导通时间段的持续时间的乘积恒定。
20.如权利要求16所述的系统控制器，其中所述斜坡电流生成器包括：
第一放大器，所述第一放大器被配置为至少部分地基于所述调制信号来生成经放大的信号；
低通滤波器，所述低通滤波器被配置为接收所述经放大的信号并且至少部分地基于所述经放大的信号来生成经过滤的信号；以及
电压到电流转换器，所述电压到电流转换器被配置为接收所述经过滤的信号并且至少部分地基于所述经过滤的信号来生成所述斜坡电流。
21.如权利要求20所述的系统控制器，其中所述第一放大器还被配置为：
响应于所述调制信号在第一逻辑电平，接收指示所述第一参考信号和所述补偿信号之间的差的差分信号并且至少部分地基于所述差分信号来生成所述经放大的信号；以及
响应于所述调制信号在第二逻辑电平，接收地电压并且至少部分地基于所述地电压来生成所述经放大的信号。
22.如权利要求21所述的系统控制器，其中所述斜坡电流生成器包括：
第一开关，所述第一开关被耦合到所述第一放大器并且响应于所述调制信号在所述第一逻辑电平所述第一开关被配置为被闭合以接通所述差分信号；以及
第二开关，所述第二开关被耦合到所述第一放大器并且响应于所述调制信号在所述第二逻辑电平所述第二开关被配置为被闭合以接通所述地电压。
23.如权利要求21所述的系统控制器，其中所述斜坡电流生成器还包括：求和组件，所述求和组件被配置为接收所述第一参考信号和所述补偿信号并且至少部分地基于所述第一参考信号和所述补偿信号来生成所述差分信号。
24.如权利要求21所述的系统控制器，还包括：误差放大器，所述误差放大器被配置为接收第二参考信号并且至少部分地基于所述第二参考信号来生成第二信号以给电容器充电以生成所述补偿信号。
25.如权利要求16所述的系统控制器，其中所述斜坡信号生成器包括：电容器，所述电容器被配置为：
响应于所述调制信号在第一逻辑电平，至少部分地基于所述斜坡电流来生成所述斜坡信号；以及
响应于所述调制信号在第二逻辑电平，至少部分地基于第三信号来生成所述斜坡信号。
26.如权利要求25所述的系统控制器，其中所述斜坡信号生成器包括：第二放大器，所述第二放大器被配置为接收第三参考信号，并且至少部分地基于所述第三参考信号来生成所述第三信号。
27.如权利要求25所述的系统控制器，还包括：
第三开关，所述第三开关被耦合到所述电容器，并且响应于所述调制信号在所述第一逻辑电平所述第三开关被配置为被闭合以接通所述斜坡电流；以及
第四开关，所述第四开关被耦合到所述电容器，并且响应于所述调制信号在所述第二逻辑电平所述第四开关被配置为被闭合以接通所述第三信号。
28.如权利要求16所述的系统控制器，还包括：
退磁检测器，所述退磁检测器被配置为接收与所述电源转换系统的输出信号相关联的反馈信号并且至少部分地基于所述反馈信号来生成触发信号，所述触发信号指示所述电源转换系统的退磁过程的结束；以及
逻辑控制器，所述逻辑控制器被配置为接收所述触发信号并且至少部分地基于所述触发信号来输出控制信号以影响所述驱动信号。
29.如权利要求28所述的系统控制器，还包括：
电流传感组件，所述电流传感组件被配置为接收与所述电流相关联的电流传感信号，并且至少部分地基于所述电流传感信号来生成第四信号；
其中所述退磁检测器还被配置为：至少部分地基于所述反馈信号来生成与所述退磁过程相关联的退磁信号；以及
误差放大器，所述误差放大器被配置为：
响应于所述退磁信号在第一逻辑电平，接收所述第四信号并且输出指示所述第四信号和第二参考信号之间的差的第二信号；以及
响应于所述退磁信号在第二逻辑电平，接收地电压并且输出指示所述第四信号和所述地电压之间的差的所述第二信号。
30.如权利要求16所述的系统控制器，其中在所述导通时间段期间所述斜坡信号在幅度上按斜坡斜率增加。
31.一种用于调节电源转换系统的方法，所述方法包括：
接收调制信号；
至少部分地基于所述调制信号来生成斜坡电流；
接收所述斜坡电流；
至少部分地基于所述斜坡电流来生成斜坡信号；
接收所述斜坡信号；
至少部分地基于所述斜坡信号来生成所述调制信号；
接收所述调制信号；
至少部分地基于所述调制信号来生成驱动信号，所述驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联；以及
将所述驱动信号输出到开关以影响流过电源转换系统的初级绕组的电流；
其中将所述驱动信号输出到所述开关以影响所述电流包括：
在所述导通时间段期间输出所述驱动信号以闭合导通所述开关；以及
在所述关断时间段期间输出所述驱动信号以断开所述开关；
其中占空比等于所述导通时间段的持续时间除以所述开关周期的持续时间；
其中至少部分地基于所述调制信号来生成所述斜坡电流包括生成在幅度上与所述占空比近似成比例的所述斜坡电流。
32.如权利要求31所述的方法，其中生成在幅度上与所述占空比近似成比例的所述斜坡电流包括：生成在幅度上与所述占空比成比例的所述斜坡电流。
33.一种用于调节电源转换系统的方法，所述方法包括：
至少基于与流过电源转换系统的初级绕组的电流相关联的信息来提供补偿信号；
接收调制信号、所述补偿信号和第一参考信号；
至少部分地基于所述调制信号、所述补偿信号和所述第一参考信号来生成斜坡电流；
接收所述斜坡电流；
至少部分地基于所述斜坡电流来生成斜坡信号；
接收所述斜坡信号和所述补偿信号；
至少部分地基于所述斜坡信号和所述补偿信号来生成所述调制信号；
接收所述调制信号；以及
将驱动信号输出到开关以影响所述电流，所述驱动信号与包括导通时间段和关断时间段的开关周期相关联；
其中将所述驱动信号输出到所述开关以影响所述电流包括：
在所述导通时间段期间输出所述驱动信号以闭合导通所述开关；以及
在所述关断时间段期间输出所述驱动信号以断开所述开关；
其中占空比等于所述导通时间段的持续时间除以所述开关周期的持续时间；
其中至少部分地基于所述调制信号、所述补偿信号和所述第一参考信号来生成所述斜坡电流包括：生成在幅度上与所述占空比和差分信号的乘积近似成比例的所述斜坡电流，所述差分信号代表在幅度上所述第一参考信号减去所述补偿信号。
34.如权利要求33所述的方法，其中生成在幅度上与所述占空比和所述差分信号的乘积近似成比例的所述斜坡电流包括：生成在幅度上与所述占空比和所述差分信号的乘积成比例的所述斜坡电流。
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