CN107294402A - 具有同步操作模式和异步操作模式的电源 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及电源和用于控制电源的方法。示例性电源包括：输出端子；变压器，具有包括第一端子和第二端子的次级绕组；第一和第二二极管，分别耦合在输出端子与第一端子和第二端子之间；第一和第二开关，分别耦合在输出端子与第一端子和第二端子之间；以及控制器，耦合至第一开关和第二开关。控制器被配置成当输出电流低于规定阈值时以异步模式控制电源，使得电流通过第一二极管和第二二极管流向输出端子，而当输出电流高于规定阈值时以同步模式控制电源，使得电流通过第一开关和第二开关流向输出端子。

Description

具有同步操作模式和异步操作模式的电源
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年3月18日提交的第62/310,399号美国临时申请的权益和优先权。上述申请的全部公开内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开涉及具有同步操作模式和异步操作模式的电源。
背景技术
本部分提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。
一些电源使用异步操作模式进行操作，而其它电源使用同步操作模式进行操作。在异步操作模式下进行操作的电源可以包括耦合到变压器的次级绕组的二极管。在同步操作模式下进行操作的电源可以包括耦合到变压器的次级绕组的开关。异步电源可以在较低输出电流下具有更大的效率。同步电源可以在较高的输出电流下具有更大的效率。
发明内容
本部分提供本公开的一般概述，而不是本公开的完整范围或本公开的全部特征的全面公开。
根据本公开的一个方面，电源包括用于向负载提供输出电流的输出端子以及具有初级绕组和次级绕组的变压器。次级绕组包括在次级绕组的一端处的第一端子和在次级绕组的相对端处的第二端子。电源还包括耦合在次级绕组的第一端子与输出端子之间的第一二极管、以及耦合在次级绕组的第二端子与输出端子之间的第二二极管。第一开关耦合在次级绕组的第一端子与输出端子之间，以及第二开关耦合在次级绕组的第二端子与输出端子之间。电源还包括耦合到第一开关和第二开关的控制器。控制器被配置成当输出电流低于规定阈值时，通过关断第一开关和第二开关来以异步模式控制电源，以使得电流通过第一二极管和第二二极管流向输出端子，而当输出电流高于规定阈值时，通过交替地接通第一开关和第二开关来以同步模式控制电源，以使得电流通过第一开关和第二开关流向输出端子。
根据本公开的另一方面，公开了一种操作电源的方法。电源一般包括：输出端子；具有初级绕组和次级绕组的变压器，次级绕组具有在次级绕组的第一端处的第一端子和在次级绕组的相对端处的第二端子；耦合在第一端子与输出端子之间的第一二极管；耦合在第二端子与输出端子之间的第二二极管；耦合在第一端子与输出端子之间的第一开关；以及耦合在第二端子与输出端子之间的第二开关。该方法一般包括感测电源的输出端子处的输出电流。该方法包括：当感测到的电流低于规定阈值时，通过关断第一开关和第二开关来以异步模式操作电源，以使得电流通过第一二极管和第二二极管流向输出端子。该方法包括：当感测到的电流高于规定阈值时，通过交替地接通第一开关和第二开关来以同步模式操作电源，以使得电流通过第一开关和第二开关流向输出端子。
根据本文中提供的描述，其他方面和应用领域将变得明显。应当理解，本公开的各个方面和特征可以单独地或与一个或多个其他方面或特征组合地实施。还应当理解，本文中的描述和具体实施例仅用于说明的目的，而非旨在限制本公开的范围。
附图说明
在本文中所描述的附图仅用于所选实施例的说明性目的，而不是所有可能的实现，并且不旨在限制本公开的范围。
图1是根据本公开的一个示例性实施例的示例性电源的框图。
图2是根据本公开的另一示例性实施例的包括电感器、电容器和分流电阻器的电源的电路图。
图3是根据本公开的另一示例性实施例的开关与二极管串联耦合的电源的电路图。
贯穿附图中的若干视图，相应的附图标记指代相应的特征。
具体实施方式
现在将参照附图更全面地描述示例性实施例。
提供示例性实施例以使得本公开会是详尽的，并且将向本领域技术人员充分传达范围。阐述了诸如具体部件、装置和方法的示例的许多具体细节，以提供对本公开的实施例的透彻理解。本领域技术人员将显而易见的是，无需采用具体细节，示例性实施例可以以许多不同的形式实施并且都不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施例中，没有详细描述公知的处理、公知的装置结构和公知的技术。
本文中所使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不旨在进行限制。如本文中所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个(“a”或“an”)”和“该”也可旨在包括复数形式。术语“包括”、“包含”和“具有”是包括性的，因此指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。本文中所描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或示出的特定顺序来执行，除非特别地说明执行的顺序。还应当理解，可以采用附加的或替代的步骤。
虽然本文中可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、部件、区域，层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区分开。诸如“第一”，“第二”和其他数字术语的术语当在本文中使用时不暗示序列或顺序，除非上下文清楚地指明。因此，在不背离示例性实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或第二部分。
为了便于描述如图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系，在本文中可以使用诸如“内”、“外”、“在…之下”、“在…下方”、“下面”、“在…上方”、“上面”等空间相对术语。空间相对术语可以旨在包括除了图中所示的方位之外的使用或操作中的装置的不同方位。例如，如果图中的装置翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将被定向为在其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在…下方”可以包括上方和下方的方位。装置可以另外定向(旋转90度或在其它方位)，并且相应地解释本文使用的空间相对描述词。
在图1中示出了根据本公开的一个示例性实施例的电源，并且该电源一般由附图标记100表示。如图1所示，电源100包括用于向负载提供输出电流的输出端子102以及具有初级绕组106和次级绕组108的变压器104。次级绕组108包括在次级绕组108的一端处的端子110和在次级绕组108的相对端处的另一端子112。
二极管114耦合在次级绕组108的端子110与输出端子102之间。另一二极管116耦合在次级绕组108的端子110与输出端子102之间。
开关118耦合在次级绕组108的端子110与输出端子102之间。另一开关120耦合在次级绕组108的端子110与输出端子102之间。
电源100包括耦合至开关118和开关120的控制器122。控制器122被配置成当输出电流低于规定阈值时，通过关断开关118和开关120来以异步操作模式控制电源100。这使得电流通过二极管114和二极管116流向输出端子102。例如，根据变压器104的次级绕组108两端的电压的极性，关断开关118和120可以使电流在异步操作模式下交替地流过二极管114和116。
控制器122被配置成当输出电流高于规定阈值时，通过交替地接通和关断开关118和开关120来以同步操作模式控制电源200。这使得电流通过开关118和开关120流向输出端子102。例如，控制器122可以基于变压器104的次级绕组108两端的电压的极性来交替地接通和关断开关118和120(例如，使得开关118和开关120均在其各自的变压器电流方向的电压极性期间传导电流)。在这种情况下，控制器122在变压器104的次级绕组108两端的电压为正时接通开关118(以及可选地关断开关120)，而控制器122在变压器104的次级绕组108两端的电压为负时接通开关120(以及可选地关断开关118)。
如上所述，控制器122被配置成基于输出电流控制开关118和120从而以两种不同操作模式中的一种操作模式操作电源100。在较低输出电流水平下，控制器122以异步操作模式(例如，以异步拓扑)操作电源100，该异步操作模式可包括不连续传导模式(DCM)(例如，控制器122以DCM模式操作电源100的电感器等)。在较高的输出电流水平下，控制器122以同步操作模式(例如，以同步拓扑)操作电源100，该同步操作模式可以包括连续传导模式(CCM)(例如，控制器122以CCM模式操作电源100的电感器等)。因此，接通和关断开关118和120可以通过连接或断开次级绕组108与输出端子102之间的部件来调整电源100的拓扑。
与仅将同步操作模式用于电源100相比，使用异步模式和同步模式两者可以在更大的输出电流范围内增加电源100的效率。例如，添加异步操作模式可以在较低输出电流水平(例如，低于电源的最大负载电流的25％)下增加效率。这可以在从零输出电流到高输出电流(例如，最大值为100％等)的范围内产生更平坦的效率响应。
如上所述，控制器122控制开关118和120在同步操作模式与异步操作模式之间改变。控制器122激活开关118和120从而以同步拓扑操作电源100，并且去激活开关118和120从而以同步拓扑操作电源100。例如，当开关118和120被去激活(例如，关断)时，二极管114和116以异步电路拓扑将变压器104耦合至输出端子102。当开关118和120被激活(例如，交替地接通等)时，开关118和120以同步电路拓扑将变压器104耦合至输出端子102。因此，控制器122通过控制开关118和120的激活在同步操作模式与异步操作模式之间改变。
控制器122基于输出电流的值而在同步操作模式与异步操作模式之间改变。输出电流由控制器122感测(例如，经由分流器等，如下面进一步解释的那样)，并且控制器122使用感测到的输出电流来确定使用哪种模式(即，同步或异步)来操作电源100。如上所述，控制器122被配置成当输出电流低于规定阈值时以异步拓扑(其可以包括DCM操作)来操作电源100，而当输出电流高于规定阈值时以同步拓扑(其可以包括CCM操作)操作电源100。
规定阈值确定何时在同步操作模式与异步操作模式之间切换，并且可以基于异步和/或同步操作模式的效率特性、输出电流需求(例如，负载需求)能力等。例如，规定阈值可以是位于同步操作模式的高效率范围的较低端的输出电流值，其中，当输出电流下降到规定阈值以下时，同步操作模式的效率降低。
规定阈值可以包括在异步操作模式能够满足负载的输出电流需求等的范围的较高端的输出电流值等。例如，规定阈值可以是如下点：在该点处，电源100需要从DCM操作(例如，异步模式)改变为CCM操作(例如，同步拓扑模式)，以满足耦合至电源100的输出端子102的负载的增加的输出电流需求。在一些实施例中，规定阈值可以是电源100的最大输出电流的约10％、25％、50％等。规定阈值可以在电源100的操作之前确定，可以在电源100的操作期间调整等。
如上所述，异步操作模式允许电流从变压器104通过二极管114和116流向电源100的输出端子102。二极管114和116可以具有当电流流过二极管114和116时提供恒定电压降的恒定电阻(例如，200欧姆等)。当输出电流较低时，在二极管114和116上的功率损耗较低(例如，可以认为是可忽略的等)。随着输出电流增大，二极管114和116中的相应功率损耗增加。因此，当输出电流较低时，二极管114和116可以更有效，而当输出电流较高时，效率较低。
相比之下，当较低的输出电流流过开关118和120(例如，FET)时，FET(RDSon)的漏极和源极之间的电阻较高。这可以允许开关118和120的漏极到源极电压变高，因此开关118和120在FET的线性区域中进行操作，这可以在FET上产生更大的功率损耗。当通过开关118和120的电流增加到足以在饱和模式(例如，最小RDSon电阻)下操作FET时，在开关118和120上的功率损耗降低。因此，当输出电流较高时，开关118和120更有效，而当输出电流较低时，开关118和120效率较低。
作为示例，在100A 54V额定电源中约2A的低电流可以使FET在具有较高电阻(例如，100欧姆、1000欧姆等)的线性区域中进行操作。如果电流增大以在饱和区域中操作FET，则FET的低RDSon可下降到约0.025欧姆等。因此，在输出电流低时，二极管114和116具有与开关118和120相比更低的电压降(和相应的功率损耗)，而开关118和120具有与二极管114和116相比更低的电压降(和相应的功率损耗)，这是因为输出电流使开关118和120在饱和区域中进行操作。
鉴于上述，在一些实施例中，可以在如下输出电流值处选择规定阈值：其中，基于该输出电流值的在二极管114和116两端的电压降基本上类似于基于输出电流值的在开关118和120两端的电压降。在这种情况下，二极管114和116可以在规定阈值以下更有效地传导低于规定阈值的输出电流，并且开关118和120可以在限定阈值以上更有效地传导输出电流。
适当的控制器122包括微处理器、微控制器、集成电路、数字信号处理器等，其可以包括存储器。控制器122可以被配置成使用任意适当的硬件和/或软件实现方式来执行(例如，可操作用于执行等)本文中描述的任何示例处理。例如，控制器122可以执行存储在存储器中的计算机可执行指令，可以包括一个或多个逻辑门、控制电路等。
适当的开关118和120包括但不限于场效应晶体管(FET)、双极结型晶体管(BJT)等。如图1所示，开关118可以与二极管114并联耦合，并且开关120可以与二极管116并联耦合。显然，其他实施例可以包括其他适当的开关类型，二极管114、116和开关118、120的其他适当电路布置等。
电源100可以是开关电源，包括开关模式电源(SMPS)。电源100可以包括具有用于接收DC输入电压的输入端子的DC/DC功率转换器，其中，该输入端子耦合至变压器104的初级绕组106。在这种情况下，输出端子102向负载提供DC输出电压。变压器104可以包括任意适当的芯配置，其中一个或多个初级绕组106和一个或多个次级绕组106缠绕在变压器芯的相应部分周围。
图2示出了根据本公开的另一示例性实施例的电源200。电源200类似于图1的电源100，但还包括电感器L1、电容器C1和分流电阻器(分流器(SHUNT))。
如图2所示，电源200包括耦合在电感器L1与变压器204的次级绕组208的端子212之间的二极管D1。开关Q2与二极管D1并联耦合。电源200还包括耦合在电感器L1与变压器204的次级绕组208的端子210之间的二极管D2。开关Q4与二极管D2并联耦合。
开关Q2和Q4被示为场效应晶体管(FET)，但是其他实施例可以包括任意其它适当类型的开关。在该示例中，向开关Q2和Q4提供控制信号的控制器为数字信号处理器(DSP)。
电感器L1耦合至输出端子202，并且电容器C1耦合至输出端子202。电容器C1向耦合至输出端子202的负载(未示出)提供输出电压。
分流电阻器(分流器)可以用于感测输出电流以反馈至控制器DSP。控制器DSP可以使用从分流器反馈的感测到的输出电流来确定何时通过激活开关Q2和Q4来在同步拓扑与异步拓扑之间改变。
类似于以上关于图1所描述的过程，控制器DSP可以通过激活/去激活开关Q2和Q4来在同步操作模式与异步操作模式之间改变。当在异步操作期间开关Q2和Q4被去激活(即，关断)时，二极管D1，D2传导电流。在同步操作期间，开关Q2和Q4被激活(即，在其在变压器204的次级绕组206处的电压极性的相应时段期间交替地接通)，以将电流传导到电感器L1。当输出电流高于规定阈值时，开关Q2和Q4在饱和区域中进行操作并且具有比二极管D1和D2的电阻更低的RDson，这可以使得更多(或基本上全部)电流流过开关Q2和Q4。因此，控制器DSP可以去激活开关Q2和Q4以在异步模式下操作电源200，以及激活开关Q2和Q4以在同步模式下操作电源200。
作为示例，开关Q2和Q4最初由控制器DSP接通。一旦变压器206被激励，电流从变压器204流过二极管D1、电感器L1和电容器C1，直到二极管D1截止(例如，不再被正向偏置)为止。一旦二极管D1截止，电源200就处于续流模式，在该续流模式下，二极管D2导通(例如，变为正向偏置)，从而允许电流从电容器C1流过二极管D2和电感器L1。一旦电容器C1被完全充电，电流就停止流动，这产生了不连续电流模式。此时，电容器C1支持输出负载电压和输出负载电流。
该过程重复，直到输出电流需求超过异步操作模式的能力为止。如上所述，分流电阻器(分流器)连接到控制器DSP以监视输出电流，使得控制器DSP可以对开关Q2和Q4中的每一个的选通过程进行排序，从而当输出电流超过规定阈值时从异步操作模式改变为同步操作模式。
一旦负载电流超过规定阈值，同步操作开始。开关Q2通过来自DSP的选通脉冲而接通。然后，电流流过开关Q2、电感器L1和电容器C1，直到变压器204去激励为止。然后，开关Q4接通以为电感器L1和电容器C1提供续流电流路径，从而提供连续传导模式。该过程将基于输出电流需求而继续重复。
图3示出了根据本公开的另一示例性实施例的电源300。电源300类似于图2的电源200，但还包括开关Q1和开关Q3。
如图3所示，开关Q1与二极管D1串联耦合，使得开关Q1和二极管D1耦合在电感器L1与变压器304的次级绕组308的端子312之间。开关Q2与二极管D1和开关Q1的组合并联耦合(例如，开关Q2与串联连接的二极管D1和开关Q1并联耦合)。
开关Q3与二极管D2串联耦合，使得开关Q3和二极管D2耦合在电感器L1与变压器304的次级绕组308的端子310之间。开关Q4与开关Q3和二极管D2的组合并联耦合。
开关Q1和Q3被示为场效应晶体管(FET)，但是其他实施例可以包括任意其它适当类型的开关。开关Q1和Q3均接收来自数字信号处理器(DSP)的控制信号，该数字信号处理器可以与图1的控制器122、图2的控制器DSP等类似。
电感器L1耦合至输出端子302，并且电容器C1耦合至输出端子302。电容器C1向耦合至输出端子302的负载(未示出)提供输出电压。分流电阻器(分流器)可以用于感测输出电流以反馈到控制器DSP。控制器DSP可以使用从分流电阻器(分流器)反馈的、所感测到的输出电流来确定何时通过选择性地激活(例如，接通和关断)开关Q1-Q4来在同步与异步拓扑之间改变。
由于开关Q1与二极管D1串联耦合并且开关Q3与二极管D2串联耦合，因此控制器DSP可以使用开关Q1和Q3以通过在从变压器304到输出电感器L1和电容器C1的电流路径中耦合和去耦合二极管D1和D2来在同步操作模式与异步操作模式之间改变。在异步操作期间，开关Q1、Q3和二极管D1、D2传导电流。在同步操作期间，开关Q2和Q4传导电流。因此，控制器DSP可以激活开关Q1和Q3以在异步模式下操作电源300，以及激活开关Q2和Q4以在同步模式下操作电源300。
作为示例，开关Q1和Q3最初通过来自DSP的选通脉冲而接通。一旦变压器304被激励，电流就从变压器流过二极管D1、电感器L1和电容器C1，直到二极管D1截止(例如，不再被正向偏置)为止。一旦二极管D1截止，电源就处于续流模式，在该续流模式下，二极管D2导通(例如，变为正向偏置)，从而允许电流从电容器C1流过二极管D2和电感器L1。一旦电容器C1被完全充电，电流就停止流动，这产生了不连续电流模式。此时，电容器C1支持输出负载电压和输出电流。
该过程重复，直到输出电流需求超过异步操作模式的能力为止。如上所述，分流电阻器(分流器)连接到控制器DSP以监视输出电流，使得DSP可以对开关Q1至Q4中的每一个的选通过程进行排序，从而当输出电流超过规定阈值时从异步操作模式改变为同步操作模式。
一旦输出电流超过规定阈值，同步拓扑操作开始。开关Q2通过来自DSP的选通脉冲而接通，并且开关Q1和Q3关断。然后，电流流过开关Q2、电感器L1和电容器C1，直到变压器304去激励为止。然后，开关Q4接通以为电感器L1和电容器C1提供续流电流路径，从而提供连续传导模式。该过程将基于输出电流需求而继续重复。
仅出于说明的目的而包括了图1至图3所示的示例性电路图和部件，并且明显的是，在不背离本公开的范围的情况下，可以使用其他适当的电路和部件。例如，其他电源可以包括不同的控制器、不同的开关部件类型、不同的负载电流传感器等。
根据本公开的另一方面，公开了一种操作电源的方法。电源包括：输出端子；具有初级绕组和次级绕组的变压器，次级绕组具有在次级绕组的第一端处的第一端子和在次级绕组的相对端处的第二端子；耦合在第一端子与输出端子之间的第一二极管；耦合在第二端子与输出端子之间的第二二极管；耦合在第一端子与输出端子之间的第一开关；以及耦合在第二端子与输出端子之间的第二开关。
该示例性方法包括感测电源的输出端子处的输出电流。该方法包括：当感测到的电流低于规定阈值时，通过关断第一开关和第二开关来以异步模式操作电源，使得电流通过第一二极管和第二二极管流向输出端子。该方法包括：当感测到的电流高于规定阈值时，通过交替地接通第一开关和第二开关来以同步模式操作电源，使得电流通过第一开关和第二开关流向输出端子。
开关可以包括场效应晶体管(FET)。第一二极管与第一开关并联耦合，并且第二二极管与第二开关并联耦合。
在一些实施例中，电源包括与第一二极管串联耦合的第三开关以及与第二二极管串联耦合的第四开关。在这种情况下，以异步模式操作电源包括接通第三开关和第四开关，以及以同步模式操作电源包括关断第三开关和第四开关。
在一些实施例中，以异步模式操作电源包括以不连续传导模式操作电源，并且以同步模式操作电源包括以连续传导模式操作电源。以同步模式操作电源可以包括：当变压器的次级绕组两端的电压具有正极性时接通第一开关，而当变压器的次级绕组两端的电压具有负极性时接通第二开关。
在不背离本公开的范围的情况下，本文中所公开的示例性实施例和方面中的任意示例性实施例和方面可以与本文中公开的任何其他示例性实施例和方面的任意适当组合来使用。例如，本文中描述的电源可以实现其他控制方法，在不背离本公开的范围的情况下，本文中描述的控制方法可以在其他电源等中实现。
本公开的示例性实施例和方面可以提供以下优点中的任意优点：在DC/DC转换器的较大(例如，整个)负载电流范围内增加(例如，最大化)效率；使用异步拓扑在较低负载电流下提高效率；在低于最大负载电流的25％的情况下优化效率；效率响应从零负载电流到高负载电流更平坦等。
为了说明和描述的目的而提供了实施例的前述描述。该描述并不旨在穷举或限制本公开。具体实施例的各个元件或特征通常不限于该具体实施例，而是在可应用的情况下是可互换的并且可以用在所选实施例中，即使在没有具体示出或描述的情况下也是如此。同样也可以以许多方式变化。这样的变化不被认为是背离本公开，而是所有这样的修改旨在包括在本公开的范围内。
关于包括以上各实施例的实施方式，还公开下述附记：
附记：
1.一种电源，包括：
输出端子，用于向负载提供输出电流；
变压器，具有初级绕组和次级绕组，所述次级绕组具有在所述次级绕组的一端处的第一端子和在所述次级绕组的相对端处的第二端子；
第一二极管，其耦合在所述次级绕组的第一端子与所述输出端子之间；
第二二极管，其耦合在所述次级绕组的第二端子与所述输出端子之间；
第一开关，其耦合在所述次级绕组的第一端子与所述输出端子之间；
第二开关，其耦合在所述次级绕组的第二端子与所述输出端子之间；以及
控制器，其耦合至所述第一开关和所述第二开关，所述控制器被配置成当所述输出电流低于规定阈值时，通过关断所述第一开关和所述第二开关来以异步模式控制所述电源，以使得电流通过所述第一二极管和所述第二二极管流向所述输出端子，而当所述输出电流高于所述规定阈值时，通过交替地接通所述第一开关和所述第二开关来以同步模式控制所述电源，以使得电流通过所述第一开关和所述第二开关流向所述输出端子。
2.根据附记1所述的电源，其中，所述第一开关包括场效应晶体管(FET)，以及所述第二开关包括场效应晶体管(FET)。
3.根据附记1或2所述的电源，其中，所述第一二极管与所述第一开关并联耦合。
4.根据附记1至3中任一项所述的电源，其中，所述第二二极管与所述第二开关并联耦合。
5.根据附记1至4中任一项所述的电源，其中：
所述电源包括具有用于接收DC输入电压的输入端子的DC/DC转换器，所述输入端子耦合至所述变压器的初级绕组；以及
所述输出端子被耦合成向所述负载提供DC输出电压。
6.根据附记1至5中任一项所述的电源，其中，所述控制器可操作用于当所述输出电流低于所述规定阈值时，以不连续异步传导模式控制所述电源。
7.根据附记1至6中任一项所述的电源，其中，所述控制器可操作用于当所述输出电流高于所述规定阈值时，以连续同步导通模式控制所述电源。
8.根据附记1至7中任一项所述的电源，其中，所述控制器可操作用于在同步操作期间控制所述第一开关和所述第二开关，以使得当所述变压器的次级绕组两端的电压具有正极性时所述第一开关接通，而当所述变压器的次级绕组两端的电压具有负极性时所述第二开关接通。
9.根据附记1至8中任一项所述的电源，还包括：
第三开关，与所述第一二极管串联耦合；以及
第四开关，与所述第二二极管串联耦合。
10.根据附记9所述的电源，其中，所述控制器可操作用于当所述输出电流低于所述规定阈值时接通所述第三开关和所述第四开关，而当所述输出电流高于所述规定阈值时关断所述第三开关和所述第四开关。
11.根据附记1至10中任一项所述的电源，其中，所述规定阈值是在如下情况下的输出电流值：基于所述输出电流值的在所述第一二极管两端的电压降基本上类似于基于所述输出电流值的在所述第一开关两端的电压降。
12.根据附记1至11中任一项所述的电源，还包括耦合在所述输出端子与所述第一二极管、所述第二二极管、所述第一开关和所述第二开关之间的电感器。
13.根据附记12所述的电源，还包括耦合至所述电感器的第一端的电容器。
14.根据附记1至13中任一项所述的电源，还包括耦合至所述输出端子以检测所述输出电流的分流电阻器。
15.根据附记1至14中任一项所述的电源，其中，所述规定阈值是超过异步操作模式的最大输出电流能力的输出电流。
16.根据附记1至15中任一项所述的电源，其中，所述规定阈值为所述电源的最大输出电流的约25％。
17.一种操作电源的方法，所述电源具有：输出端子；具有初级绕组和次级绕组的变压器，所述次级绕组具有在所述次级绕组的第一端处的第一端子和在所述次级绕组的相对端处的第二端子；耦合在所述第一端子与所述输出端子之间的第一二极管；耦合在所述第二端子与所述输出端子之间的第二二极管；耦合在所述第一端子与所述输出端子之间的第一开关；以及耦合在所述第二端子与所述输出端子之间的第二开关，所述方法包括：
感测在所述电源的输出端子处的输出电流；
当感测到的电流低于规定阈值时，通过关断所述第一开关和所述第二开关来以异步模式操作所述电源，以使得电流通过所述第一二极管和所述第二二极管流向所述输出端子；以及
当感测到的电流高于规定阈值时，通过交替地接通所述第一开关和所述第二开关来以同步模式操作所述电源，以使得电流通过所述第一开关和所述第二开关流向所述输出端子。
18.根据附记17所述的方法，其中，所述第一开关包括场效应晶体管(FET)，以及所述第二开关包括场效应晶体管(FET)。
19.根据附记17或18所述的方法，其中，所述第一二极管与所述第一开关并联耦合，以及所述第二二极管与所述第二开关并联耦合。
20.根据附记17至19中任一项所述的方法，还包括：
第三开关与所述第一二极管串联耦合；以及
第四开关与所述第二二极管串联耦合。
21.根据附记20所述的方法，其中，以所述异步模式操作所述电源包括接通所述第三开关和所述第四开关，以及以所述同步模式操作所述电源包括关断所述第三开关和所述第四开关。
22.根据附记17至21中任一项所述的方法，其中：
以所述异步模式操作所述电源包括以不连续异步传导模式操作所述电源；以及
以所述同步模式操作所述电源包括以连续同步传导模式操作所述电源。
23.根据附记17至22中任一项所述的方法，其中，以所述同步模式操作所述电源包括：
当所述变压器的次级绕组两端的电压具有正极性时，接通所述第一开关；以及
当所述变压器的次级绕组两端的电压具有负极性时，接通所述第二开关。

Claims (10)

1.一种电源，包括：
输出端子，用于向负载提供输出电流；
变压器，具有初级绕组和次级绕组，所述次级绕组具有在所述次级绕组的一端处的第一端子和在所述次级绕组的相对端处的第二端子；
第一二极管，其耦合在所述次级绕组的第一端子与所述输出端子之间；
第二二极管，其耦合在所述次级绕组的第二端子与所述输出端子之间；
第一开关，其耦合在所述次级绕组的第一端子与所述输出端子之间；
第二开关，其耦合在所述次级绕组的第二端子与所述输出端子之间；以及
控制器，其耦合至所述第一开关和所述第二开关，所述控制器被配置成当所述输出电流低于规定阈值时，通过关断所述第一开关和所述第二开关来以异步模式控制所述电源，以使得电流通过所述第一二极管和所述第二二极管流向所述输出端子，而当所述输出电流高于所述规定阈值时，通过交替地接通所述第一开关和所述第二开关来以同步模式控制所述电源，以使得电流通过所述第一开关和所述第二开关流向所述输出端子。
2.根据权利要求1所述的电源，其中，所述第一开关包括场效应晶体管(FET)，以及所述第二开关包括场效应晶体管(FET)。
3.根据权利要求1或2所述的电源，其中，所述第一二极管与所述第一开关并联耦合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电源，其中，所述第二二极管与所述第二开关并联耦合。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电源，其中：
所述电源包括具有用于接收DC输入电压的输入端子的DC/DC转换器，所述输入端子耦合至所述变压器的初级绕组；以及
所述输出端子被耦合成向所述负载提供DC输出电压。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电源，其中，所述控制器可操作用于当所述输出电流低于所述规定阈值时，以不连续异步传导模式控制所述电源。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电源，其中，所述控制器可操作用于当所述输出电流高于所述规定阈值时，以连续同步导通模式控制所述电源。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电源，其中，所述控制器可操作用于在同步操作期间控制所述第一开关和所述第二开关，以使得当所述变压器的次级绕组两端的电压具有正极性时所述第一开关接通，而当所述变压器的次级绕组两端的电压具有负极性时所述第二开关接通。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电源，还包括：
第三开关，与所述第一二极管串联耦合；以及
第四开关，与所述第二二极管串联耦合。
10.根据权利要求9所述的电源，其中，所述控制器可操作用于当所述输出电流低于所述规定阈值时接通所述第三开关和所述第四开关，而当所述输出电流高于所述规定阈值时关断所述第三开关和所述第四开关。
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