CN107846152B - 用于以占空比调节峰值频率的方法和系统 - Google Patents

用于以占空比调节峰值频率的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本公开涉及用于以占空比调节峰值频率的方法和系统。示例系统控制器包括：被配置为输出驱动信号给开关以影响流过功率转换器的初级绕组的电流的第一控制器端子，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，开关周期对应于开关频率；以及被配置为接收与和功率转换器的次级绕组相关的输出电压相关联的反馈信号的第二控制器端子，次级绕组被耦接到初级绕组。第一控制器端子还被配置为：输出驱动信号以在导通时间段期间闭合开关；并输出驱动信号以在关断时间段期间断开开关。占空比等于由开关导通持续时间除以开关周期持续时间。系统控制器被配置为设置开关频率至一个或多个频率大小，一个或多个频率大小中的每个小于或等于频率上限。

Description

用于以占空比调节峰值频率的方法和系统
分案申请说明
本申请是申请日为2015年11月10日、题为“用于以占空比调节峰值频率的方法和系统”的中国发明专利申请No.201510760071.6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基于占空比来调节峰值频率的方法和系统。仅作为示例，本发明的一些实施例已应用到功率转换系统。但应理解，本发明具有更宽的适用范围。
背景技术
图1是表示现有的反激式(flyback)功率转换系统的简化图。功率转换系统100(例如，功率转换器)包括系统控制器102、初级绕组130、次级绕组132、辅助绕组134、开关120、电流检测电阻166、二极管108、110和144、电容器106、150、152和154、电磁干扰(EMI)滤波器180、整流电桥182、电阻器104、153、181，和183、以及隔离反馈组件103。隔离反馈组件103包括电阻器160、162、168和186、电容器164、三端稳压器172和光耦合器170。
例如，电源开关120包括双极结型晶体管。在另一示例中，电源开关120包括场效应晶体管(例如，金属氧化物半导体场效应晶体管)。在又另一示例中，电源开关120包括绝缘栅双极晶体管。作为示例，系统控制器102包括终端(例如，引脚)112、114、116、118和199。作为另一示例，系统控制器102是芯片，其包括引脚112、114、116、118和199。
如图1所示，交流电(AC)输入198由EMI滤波器180进行处理，并且整流桥182提供输入电压197用于功率转换系统100的操作。功率转换系统100使用包括初级绕组130和次级绕组132的变压器来隔离功率转换系统100的初级侧和次级侧。与次级侧上的输出电压156相关的信息可以通过包括电阻器186和160的分压器来提取。
隔离反馈组件103基于与输出电压156相关联的信息来生成反馈信号158。控制器102的信息接收反馈信号158并生成驱动信号122，以导通和关断开关120从而调节输出电压156。如果电源开关120被闭合(例如，导通)时，能量被存储在包括初级绕组130和次级绕组132的变压器中。闭合的电源开关120允许电流124流过初级绕组130。电流124由电阻器166检测并通过终端114(例如，端子CS)转换成电流检测信号126(例如，VCS)。随后，如果电源开关120是断开的(例如，被关断)，所存储的能量释放到输出端161并且系统100进入退磁过程。
此外，当电源开关120被关断时，存储在初级线圈130中的能量也被传递到耦接至初级绕组130的辅助绕组134。因此，二极管108变为正向偏置，并且一些存储在初级绕组的能量被输送到电容器150并且用于经由终端116(例如，端子VCC)来提供芯片电源电压109(例如，VCC)到系统控制器102。辅助绕组134、二极管108和电容器150的组合是自给电路的一部分。控制器102的工作频率(例如，驱动信号122的频率)受到反馈信号158的影响。不同输出负载对应于反馈信号158的不同大小，并因此对应于控制器102的不同工作频率。针对给定输出负载，输入电压197越大则驱动信号122的占空比变得越小；并且输入电压197越小则驱动信号122的占空比越大。
图2是示出了作为功率转换系统100的一部分的系统控制器102的某些传统组件的简化框图。系统控制器102包括跨导放大器202、求和组件204(例如，加法器)、振荡器206、调制组件208(例如，脉冲宽度调制组件)和驱动组件210(例如，驱动器)。
如图2所示，跨导放大器202接收反馈信号158并输出电流信号212(例如，Ifb1)。求和组件204组合电流信号212和另一电流信号214(例如，I1)并输出组合的电流信号216(例如，Iosc)至生成振荡信号218(例如，时钟信号)的振荡器206。调制组件208接收振荡信号218和电流感测信号126并且输出调制信号220到生成驱动信号122的驱动组件210。
例如，经组合的电流信号216(例如，Iosc)在大小上等于电流信号212(例如，Ifb1)和电流信号214(例如，I1)的和。对于需要峰值输出功率的应用，如果经组合的电流信号216(例如，Iosc)达到最大大小(例如，Imax)，则工作频率达到最大大小(例如，Fmax)。
图3是示出了功率转换系统100的反馈信号158和工作频率之间的传统关系的简化图示。波形300表示工作频率和反馈信号158之间的关系。例如，与反馈信号158相关联的某些大小满足下述式子：FB0a≤FB1a≤FB2a≤FB3a≤FB4a。作为示例，频率下限Fmin、频率大小Fnormal和频率上限的Fmax满足下列关系：Fmina≤Fnormala≤Fmaxa。
如图3中所示，如果反馈信号158是在大小FB0a和大小FB1a之间的范围内，则工作频率保持在下限Fmina处。如果反馈信号158在大小FB1a和大小FB2a之间的范围内，则工作频率随反馈信号158的增加而增加。如果反馈信号158在大小FB2a和大小FB3a之间的范围内，则工作频率保持在大小Fnormala处。如果反馈信号158在大小FB3a和大小FB4a之间的范围内，则工作频率随反馈信号158的增加而增加。如果反馈信号158大于大小FB4a，则其工作频率保持在上限Fmaxa处。如果上限Fmaxa对应于大的大小(magnitude)，则如果输入电压197具有大的大小，电源开关120的源-漏电压(例如，Vds)120就可具有大的大小，这可能会在某些情况下导致系统损失。
因此，非常期望改进峰值频率调整的技术。
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基于占空比的频率调整系统和方法。仅作为示例，本发明的一些实施例被应用到功率转换系统。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，用于调节功率转换器的系统控制器包括：被配置为输出驱动信号给开关以影响流过功率转换器的初级绕组的电流的第一控制器端子，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，开关周期对应于开关频率；以及被配置为接收与关于功率转换器的次级绕组的输出电压相关联的反馈信号的第二控制器端子，次级绕组被耦接到初级绕组。第一控制器端子还被配置为：输出驱动信号以在导通时间段期间闭合开关；并输出驱动信号以在关断时间段期间断开开关。占空比等于由开关导通持续时间除以开关周期持续时间。系统控制器被配置为设置开关频率至一个或多个频率大小，一个或多个频率大小中的每个小于或等于频率上限。系统控制器还被配置为：响应于增大占空比在第一大小范围内增加频率上限；并且响应于减小占空比在第一大小范围内减小频率上限。
根据另一实施例，用于调节功率转换器的系统控制器包括：振荡器，该振荡器被配置为接收振荡电流并至少部分地基于振荡电流生成斜坡信号和时钟信号，斜坡信号和时钟信号与系统控制器的工作频率相关联；调制组件，该调制组件被配置为至少部分地基于时钟信号生成调制信号；采样和保持组件，该采样和保持组件被配置为响应于调制信号来采样斜坡信号，并至少部分地基于斜坡信号生成采样信号；低通滤波器，该低通滤波器被配置为至少部分地基于采样信号生成经滤波的信号；第一跨导放大器，该第一跨导放大器被配置为至少部分地基于经滤波的信号生成第一电流；第一求和组件，该第一求和组件被配置为接收第一电流和第二电流，并至少部分地基于第一电流和第二电流生成振荡电流；以及驱动器，该驱动器被配置为至少部分地基于调制信号生成驱动信号并且输出驱动信号到开关以影响流经功率转换器的初级绕组的第三电流。
根据又另一实施例，用于调节功率转换器的系统控制器包括：第一控制器端子，该第一控制器端子被配置为接收与流经功率转换器的初级绕组的第一电流相关的第一信号，初级绕组被配置为接收输入电压；以及第二控制器端子，该第二控制器端子被配置为输出驱动信号到开关以影响流经功率转换器的初级绕组的第一电流，驱动信号与和开关频率相对应的开关周期相关联。系统控制器被配置为设置开关频率至一个或多个频率大小，一个或多个频率大小中的每个小于或等于频率上限。系统控制器还被配置为：响应于减小输入电压在第一大小范围内增加频率上限；并且响应于增加输入电压在第一大小范围内减小频率上限。
在一个实施例中，用于调节功率转换器的方法包括：接收与和功率转换器的次级绕组相关的输出电压相关联的反馈信号，次级绕组被耦接到功率转换器的初级绕组；至少部分地基于反馈信号来将开关频率确定至一个或多个频率大小，一个或多个频率大小中的每个小于或等于频率上限；生成与开关频率相关联的驱动信号，开关频率对应于开关周期，开关周期包括导通时间段和关断时间段；输出驱动信号至开关以影响流经初级绕组的电流。输出驱动信号至开关以影响流经初级绕组的电流包括：输出驱动信号以在导通时间段期间闭合开关；并输出驱动信号以在关断时间段期间断开开关。占空比等于由开关导通持续时间除以开关周期持续时间。将开关频率确定至一个或多个频率大小包括：响应于增大占空比在第一大小范围内增加频率上限；并且响应于减小占空比在第一大小范围内减小频率上限。
在另一实施例中，用于调节功率转换器的方法包括：接收振荡电流并至少部分地基于振荡电流生成斜坡信号和时钟信号，斜坡信号和时钟信号与系统控制器的工作频率相关联；接收时钟信号；至少部分地基于时钟信号生成调制信号；接收斜坡信号和调制信号；响应于调制信号来采样斜坡信号，并至少部分地基于斜坡信号生成采样信号；至少部分地基于采样信号生成经滤波的信号；接收经滤波的信号；至少部分地基于经滤波的信号生成第一电流；接收第一电流和第二电流，并至少部分地基于第一电流和第二电流生成振荡电流；接收调制信号；并且至少部分地基于调制信号生成驱动信号；并且输出驱动信号到开关以影响流经功率转换器的初级绕组的第三电流。
根据又另一实施例，用于调节功率转换器的方法包括：接收与流经功率转换器的初级绕组的第一电流相关的第一信号，初级绕组被配置为接收输入电压；将开关频率确定至一个或多个频率大小，一个或多个频率大小中的每个小于或等于频率上限；生成与开关频率相关联的驱动信号，开关频率对应于开关周期；输出驱动信号至开关以影响流经功率转换器的初级绕组的电流。将开关频率确定至一个或多个频率大小包括：响应于减小输入电压在第一大小范围内增加频率上限；并且响应于增加输入电压在第一大小范围内减小频率上限。
根据实施例，一种或多种益处可得以实现。参照随后的详细的说明和附图，可以充分理解这些益处和本发明的各种附加的目的、特征和优势。
附图说明
图1是示出了传统反激式功率转换系统的简化图示。
图2是示出了作为如图1所示的反激式功率转换系统的一部分的系统控制器的某些传统组件的简化图示。
图3是示出了如图1所示的反激式功率转换系统的工作频率和反馈信号之间的传统关系的简化图示。
图4是示出了根据本发明的实施例的功率转换系统的简化图示。
图5是示出了根据本发明的实施例的、作为如图4所示的功率转换系统的一部分的系统控制器的操作频率的上限和驱动信号的占空比之间的关系的简化图示。
图6是示出了根据本发明的实施例的、如图4所示的功率转换系统的工作频率和反馈信号之间的传统关系的简化图示。
图7是示出了根据本发明的实施例的、作为如图4所示的功率转换系统的一部分的系统控制器的某些组件的简化图示。
图8是示出了根据本发明的实施例的、作为如图4所示的功率转换系统的一部分的系统控制器的简化时序图。
具体实施例
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基于占空比的频率调整系统和方法。仅作为示例，本发明的一些实施例被应用到功率转换系统。但是应该理解，本发明具有更宽的适用范围。
如上文所讨论的，对于大输出负荷，输入电压197越大则驱动信号122的占空比变的更小；并且输入电压197越小则驱动信号122的占空比越大。占空比可用来影响的工作频率的上限的Fmax的大小。
图4是示出了根据本发明的实施例的功率转换系统的简化图示。此图仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。功率转换系统400(例如，功率转换器)包括系统控制器402、初级绕组430、次级绕组432、辅助绕组434、开关420、电流检测电阻466、二极管408、410和444、电容器406、450、452和454，电磁干扰(EMI)滤波器480、整流电桥482、电阻器404、453、481和483，以及隔离反馈组件403。
例如，隔离反馈组件403包括电阻器460、462、468和486，电容器464、三端调节器472以及光耦合器470。作为示例，电源开关420包括双极结型晶体管。在另一示例中，电源开关420包括场效应晶体管(例如，金属氧化物半导体场效应晶体管)。在又另一示例中，电源开关420包括绝缘栅双极晶体管。作为另一示例，系统控制器402包括终端(例如，引脚)412、414、416、418和499。作为另一示例，系统控制器402是芯片，其包括引脚412、414、416、418和499。
如图4中所示，根据一些实施例交流电流输入498由EMI滤波器480进行处理，并且整流桥482提供输入电压497用于功率转换系统400的操作。例如，功率转换系统400使用包括初级绕组430和次级绕组432的变压器来隔离功率转换系统400的初级侧和次级侧。作为示例，与次级侧上的输出电压456相关的信息可以通过包括电阻器486和460的分压器来提取。
根据另外的实施例，隔离反馈组件403基于与输出电压456相关的信息来生成反馈信号458。例如，控制器402接收反馈信号458，并生成驱动信号422以导通或关断开关420来调节输出电压456。在另外的示例中，如果电源开关420被闭合(例如，被导通)，则能量被存储在包括初级绕组430和次级绕组432的变压器中。作为示例，闭合的电源开关420允许电流424流过初级绕组430。作为另一示例，电流424被电阻器466感测并且通过终端414(例如，终端CS)转换成电流检测信号426(例如，VCS)。作为又另外的示例，如果电源开关420是断开的(例如，被关断)时，则存储的能量释放到输出端461并且系统400进入退磁过程。
根据又另外的实施例，当电源开关420被关断时，存储在初级线圈430中的能量也转移至耦接到初级绕组430的辅助绕组434。例如，二极管408变为正向偏置，存储在初级绕组中的一些能量被传递到电容器450并且用于通过终端416(例如，端子VCC)以提供芯片电源电压409(例如，VCC)到系统控制器402。在另外的示例中，辅助绕组434、二极管408、电容器450的组合是自供给电路的一部分。在又另一示例中，电源开关420的控制器402的工作频率(例如，驱动信号422的频率)受到反馈信号458的影响。
在一些实施例中，不同的输出负载对应于反馈信号458的不同大小，并且因此对应于电源开关420的不同工作频率。作为示例，针对给定输出负载，输入电压497越大则驱动信号422的占空比变得越小；并且输入电压497越小则驱动信号422的占空比越大。在另一示例中，如果输入电压497具有大的大小，则驱动信号422的占空比是小的。例如，如果输入电压497的大小增加，则电流424的大小增加。因此，电流检测信号426更快地达到或超过阈值，且开关420的导通时间段结束更快，这会导致驱动信号422的占空比变得更小。
在某些实施例中，系统控制器102被配置来调节占空比，以影响工作频率的上限(例如，Fmax)。作为示例，工作频率的上限(例如，Fmax)随着驱动信号422的占空比的增加而(例如，线性地)增加。在另外的示例中，由于驱动信号422的占空比随时间根据输入电压497的增加而减小，所以工作频率的上限(例如，Fmax)随时间根据输入电压497的增加而减小。在又另一示例中，如果工作频率的上限(例如，Fmax)降低，则去磁周期变得更长，并且电源开关420的源-漏电压(例如，Vds)变得更小，从而降低其系统损害的风险。
图5是示出了根据本发明的实施例的、作为功率转换系统400的一部分的系统控制器402的驱动信号422的占空比以及工作频率的上限之间的关系的简化图示。此图示仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。波形600表示与电源开关420相关联的驱动信号422的占空比和工作频率的上限(例如，Fmaxb)之间的关系。例如，与占空比相关联的特定大小满足下列关系：Duty0≤Duty1≤Duty_max。作为示例，频率大小Fmaxb_L和Fmaxb_H满足下列关系：Fmaxb_L≤Fmaxb_H。
根据一个实施例，如果驱动信号422的占空比在大小Duty0和大小Duty1之间的范围内，则控制器402的工作频率的上限(例如，驱动信号422的频率的上限)随着占空比的增加而增加(例如，从Fmaxb_L到Fmaxb_H)。例如，如果驱动信号的占空比422从Duty0增加到Duty1，则控制器402的工作频率的上限(例如，驱动信号422的频率的上限)从Fmaxb_L线性增加到Fmaxb_H。在另外的示例中，如果驱动信号422的占空比在大小Duty1和大小Duty_max之间的范围内，则控制器402的工作频率的上限(例如，驱动信号422的频率的上限)保持在Fmax_H的大小不变。
图6是示出了根据本公开的实施例的功率转换系统400的反馈信号458和工作频率之间的关系的简化图示。此图仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。波形700表示工作频率和反馈信号458之间的关系。例如，与反馈信号458相关联的特定大小(magnitude)满足以下的关系：FB0b≤FB1b≤FB2b≤FB3b≤FB4b。作为示例，频率下限Fminb、频率大小Fnormalb和频率上限Fmaxb满足下列关系：Fminb≤Fnormalb≤Fmaxb。
如图6所示，根据一些实施例，如果反馈信号458在大小FB0b和大小FB1b之间的范围中，则工作频率保持在下限Fminb处。例如，如果反馈信号458是、在大小FB1b和大小FB2b之间的范围中，则工作频率随着反馈信号458的增加而增加(例如，线性地从Fminb增加到Fnormalb)。在另外的示例中，如果反馈信号458在大小FB2b和大小FB3b之间的范围中，则工作频率保持在大小Fnormalb处。作为又一示例，如果反馈信号458在大小FB3b和大小FB4b之间的范围中，则工作频率随着反馈信号458的增加而增加(例如，线性地从Fnormalb增加到Fmaxb)。作为又一示例，如果反馈信号458大于大小FB4b，则工作频率被保持在上限Fmaxb处。
在实施例中，上限Fmaxb与驱动信号422的占空比具有如图5所示的关系。例如，输入电压497越大，则驱动信号的占空比422变得越小并且上限Fmaxb变得越小。在另一示例中，如果输入电压497的大小增加，则驱动信号的占空比422减小并且上限Fmaxb也减小。作为示例，最小的频率上限对应于频率大小Fmaxb_L(例如，如图5中所示)。作为另外的示例，最大的频率上限对应于频率大小Fmaxb_H(例如，如图5中所示)。
图7是示出了根据本发明实施例的、作为功率转换系统400的一部分的系统控制器402的某些组件的简化图示。此图仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替换和修改。系统控制器402包括第一跨导放大器502、第一求和组件504(例如，加法器)、振荡器506、调制组件508(例如，脉冲宽度调制组件)，驱动组件510(例如，驱动器)，频率调整组件522(例如，脉冲频率调制组件)以及第二求和组件530(例如，加法器)。例如，频率调整组件522包括采样和保持组件524、低通滤波器526和第二跨导放大器528。
如图7所示，根据一些实施例，第一跨导放大器502接收反馈信号458并输出电流信号512(例如，Ifb1)。例如，第一求和组件504组合电流信号512和另外的电流信号514(例如，I1)，并输出电流信号516(例如，Iosc1)。作为示例，第二求和组件530组合电流信号516(例如，Iosc1)和由频率调整组件522生成的另外的电流信号534(例如，Iduty)。作为另外的示例，第二求和组件530输出组合的电流信号532(例如，Iosc2)至振荡器506，振荡器506生成振荡信号518(例如，时钟信号)。作为又另外的示例，调制组件508接收振荡信号518和电流感测信号426并且输出调制信号520(例如，脉冲宽度调制信号)到驱动器组件510，该驱动器组件510生成驱动信号422。在一些实施例中，电流信号516(例如，Iosc1)在大小上等于电流信号512(例如，Ifb1)和电流信号514(例如，I1)的和。例如，组合的电流信号532(例如，Iosc2)在大小上等于电流信号516(例如，Iosc1)和电流信号534(例如，Iduty)的和。
根据一个实施例，采样和保持组件524从振荡器506采集斜坡信号536并生成由低通滤波器526处理的信号538(例如，VSP)。例如，跨导放大器528将来自低通滤波器526的经滤波的信号540转换为与驱动信号422的占空比相关的电流信号534(例如，Iduty)。作为示例，信号538(例如，VSP)的大小越大，则电流信号534(例如，Iduty)的大小越大。作为另一示例，电流信号532被确定为如下：
Iosc2＝Iosc1+Iduty＝I1+Ifb1+Iduty (1)
其中Iosc2表示电流信号532，Iosc1表示电流信号516，Iduty表示电流信号534，I1表示电流信号514，并且Ifb1表示电流信号512。这样，根据一些实施例，占空比(例如，在一定范围内)越大，则工作频率越大，而占空比(例如，在一定的范围内)越小，则工作频率越小。
图8是根据本发明的实施例的、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802代表随时间变化的斜坡信号536，波形804代表随时间变化的振荡信号518，波形806代表随时间变化的调制信号520，波形808代表随时间变化的采样和保持组件524的采样信号，并且波形810代表随时间变化的信号538(例如，Vsp)。
根据一个实施例，在开关周期Ts1内的时间段T1期间，振荡信号518(例如，FOSC)处于逻辑低电平，并且斜坡信号536(例如，Vramp)在大小上增加(例如，从大小812增加到大小814)。例如，在时间段T1期间，调制信号520(例如，PWM)是在逻辑高电平处并且信号538(例如，VSP)保持在大小816处。
根据另一实施例，在时间段T1结束处，调制信号520(例如，PWM)从逻辑高电平变化到逻辑低电平。例如，在时间段T1结束处，脉冲出现在采样信号中(例如，如由波形808所示)，并且采样和保持组件524在脉冲(例如，Tpulse1)期间采样斜坡信号536(例如，Vramp)。在又另外的示例中，在脉冲(例如，Tpulse1)期间，斜坡信号536(例如，Vramp)在大小上增加(例如，从大小814增加到大小820)。在又另外的示例中，信号538(例如，VSP)在大小上增加(例如，从大小816增加到大小818)。在又另外的示例中，大小818表示大小820(例如，大小818等于大小820)。
根据又另外的实施例，在开关周期Ts1内的时间段T2期间，振荡信号518(例如，FOSC)保持在逻辑低电平，并且斜坡信号536(例如，Vramp)在大小上增加(例如，从大小820增加到大小822)。例如，在时间段T2期间，调制信号520(例如，PWM)是在逻辑低电平处并且信号538(例如，VSP)保持在大小818处。作为示例，在时间段T2结束处，振荡信号518(例如，FOSC)从逻辑低电平变化到逻辑高电平，并且斜坡信号536(例如，Vramp)开始在大小上减小。
在一个实施例中，在开关周期Ts1内的时间段T3期间，振荡信号518(例如，FOSC)保持在逻辑高电平，并且斜坡信号536(例如，Vramp)的大小减小(例如，从大小822减小到大小824)。例如，在时间段T3期间，调制信号520(例如，PWM)保持在逻辑低电平并且信号538(例如，VSP)保持在大小818处。作为示例，在时间段T3结束处，振荡信号518(例如，FOSC)从逻辑高电平变化到逻辑低电平，并且斜坡信号536(例如，Vramp)再次开始在大小上增加。
在另外的实施例中，在开关周期Ts2内的时间段T4期间，振荡信号518(例如，FOSC)保持在逻辑低电平，并且斜坡信号536(例如，Vramp)的大小增加(例如，从大小824增加到大小826)。例如，在时间段T4期间，调制信号520(例如，PWM)保持在逻辑高电平处并且信号538(例如，
VSP)保持在大小818处。
在又另外的实施例中，在时间段T4结束处，调制信号520(例如，
PWM)从逻辑高电平变化到逻辑低电平。例如，在时间段T4结束处，另外的脉冲出现在采样信号中(例如，如由波形808所示)，并且采样和保持组件524在脉冲(例如，Tpulse2)期间采样斜坡信号536(例如，Vramp)。在又另外的示例中，在脉冲(例如，Tpulse2)期间，斜坡信号536(例如，
Vramp)在大小上增加(例如，从大小826增加到大小828)。
如图8所示，根据某些实施例，时间段T4比时间段T3小，Tpulse1等于Tpulse2。例如，大小828小于大小820。在另外的示例中，信号538(例如，
VSP)在大小上减小(例如，从大小818减小到大小828)。在又另外的示例中，大小890表示大小828(例如，大小890等于大小828，其小于大小820)。
在又另外的实施例中，在开关周期Ts2内的时间段T5期间，振荡信号518(例如，FOSC)保持在逻辑低电平，并且斜坡信号536(例如，Vramp)的大小增加(例如，从大小828增加到大小830)。例如，在时间段T5期间，调制信号520(例如，PWM)保持在逻辑低电平处并且信号538(例如，VSP)保持在大小890处。作为示例，在时间段T5结束处，振荡信号518(例如，FOSC)从逻辑低电平变化到逻辑高电平，并且信号538(例如，VSP)开始在大小上减小。
在又另外的实施例中，在开关周期Ts2内的时间段T6期间，振荡信号518(例如，FOSC)保持在逻辑高电平，并且斜坡信号536(例如，Vramp)的大小减小(例如，从大小830减小到大小832)。例如，在时间段T6期间，调制信号520(例如，PWM)保持在逻辑低电平处并且信号538(例如，VSP)保持在大小890处。
在又另外的实施例中，在跟随Ts2之后的开关周期内的时间段T7期间，振荡信号518(例如，FOSC)保持在逻辑低电平处，并且斜坡信号536(例如，Vramp)的大小增加(例如，从大小832增加到大小833)。例如，在时间段T7期间，调制信号520(例如，PWM)保持在逻辑高电平处并且信号538(例如，VSP)保持在大小890处。
在又另外的实施例中，在时间段T7结束处，调制信号520(例如，PWM)从逻辑高电平变化到逻辑低电平。例如，在时间段T7结束处，另外的脉冲出现在采样信号中(例如，如由波形808所示)，并且采样和保持组件524在脉冲(例如，Tpulse3)期间采样斜坡信号536(例如，Vramp)。在又另外的示例中，在脉冲(例如，Tpulse3)期间，斜坡信号536(例如，Vramp)在大小上增加(例如，从大小833增加到大小835)。
如图8所示，根据某些实施例，时间段T7比时间段T4大，并且Tpulse3等于Tpulse2。例如，大小828小于大小835。在另外的示例中，信号538(例如，VSP)在大小上增加(例如，从大小890增加到大小891)。在又另外的示例中，大小891表示大小835(例如，大小891等于大小835，其小于大小828)。在又另外的示例中，脉冲(例如，Tpulse3)后不久，振荡信号518(例如，FOSC)保持在逻辑低电平处，并且斜坡信号536(例如，Vramp)在大小上增加。例如，脉冲(例如，Tpulse3)后不久，调制信号520(例如，PWM)保持在逻辑低电平处，信号538(例如，VSP)保持在大小891处。
根据一个实施例，用于调节功率转换器的系统控制器包括：第一控制器端子，该第一控制器端子被配置为输出驱动信号给开关以影响流过功率转换器的初级绕组的电流，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，开关周期对应于开关频率；以及第二控制器端子，该第二控制器端子被配置为接收与关于功率转换器的次级绕组的输出电压相关联的反馈信号，次级绕组被耦接到初级绕组。第一控制器端子还被配置为：输出驱动信号以在导通时间段期间闭合开关；并输出驱动信号以在关断时间段期间断开开关。占空比等于由开关导通持续时间除以开关周期持续时间。系统控制器被配置为设置开关频率至一个或多个频率大小，一个或多个频率大小中的每个小于或等于频率上限。系统控制器还被配置为：响应于增大占空比在第一大小范围内增加频率上限；并且响应于减小占空比在第一大小范围内减小频率上限。例如，系统控制器根据图4、图5、图6、图7、和/或图8来实现。
根据另一实施例，用于调节功率转换器的系统控制器包括：振荡器，该振荡器被配置为接收振荡电流并至少部分地基于振荡电流生成斜坡信号和时钟信号，斜坡信号和时钟信号与系统控制器的工作频率相关联；调制组件，该调制组件被配置为至少部分地基于时钟信号生成调制信号；采样和保持组件，该采样和保持组件被配置为响应于调制信号来采样斜坡信号，并至少部分地基于斜坡信号生成采样信号；低通滤波器，该低通滤波器被配置为至少部分地基于采样信号生成经滤波的信号；第一跨导放大器，该第一跨导放大器被配置为至少部分地基于经滤波的信号生成第一电流；第一求和组件，该第一求和组件被配置为接收第一电流和第二电流，并至少部分地基于第一电流和第二电流生成振荡电流；以及驱动器，该驱动器被配置为至少部分地基于调制信号生成驱动信号并且输出驱动信号到开关以影响流经功率转换器的初级绕组的第三电流。例如，系统控制器根据至少图4和/或图7来实现。
根据又另一实施例，用于调节功率转换器的系统控制器包括：第一控制器端子，该第一控制器端子被配置为接收与流经功率转换器的初级绕组的第一电流相关的第一信号，初级绕组被配置为接收输入电压；以及第二控制器端子，该第二控制器端子被配置为输出驱动信号到开关以影响流经功率转换器的初级绕组的第一电流，驱动信号与和开关频率相对应的开关周期相关联。系统控制器被配置为设置开关频率至一个或多个频率大小，一个或多个频率大小中的每个小于或等于频率上限。系统控制器还被配置为：响应于减小输入电压在第一大小范围内增加频率上限；并且响应于增加输入电压在第一大小范围内减小频率上限。例如，系统控制器根据图4、图5、图6、图7和/或图8来实现。
在一个实施例中，用于调节功率转换器的方法包括：接收与和功率转换器的次级绕组相关的输出电压相关联的反馈信号，次级绕组被耦接到功率转换器的初级绕组；至少部分地基于反馈信号来将开关频率确定至一个或多个频率大小，一个或多个频率大小中的每个小于或等于频率上限；生成与开关频率相关联的驱动信号，开关频率对应于开关周期，开关周期包括导通时间段和关断时间段；输出驱动信号至开关以影响流经初级绕组的电流。输出驱动信号至开关以影响流经初级绕组的电流包括：输出驱动信号以在导通时间段期间闭合开关；并输出驱动信号以在关断时间段期间断开开关。占空比等于由开关导通持续时间除以开关周期持续时间。将开关频率设置至一个或多个频率大小包括：响应于增大占空比在第一大小范围内增加频率上限；并且响应于减小占空比在第一大小范围内减小频率上限。方法根据图4、图5、图6、图7和/或图8来实现。
在另一实施例中，用于调节功率转换器的方法包括：接收振荡电流；至少部分地基于振荡电流生成斜坡信号和时钟信号，斜坡信号和时钟信号与系统控制器的工作频率相关联；接收时钟信号；至少部分地基于时钟信号生成调制信号；接收斜坡信号和调制信号；响应于调制信号来采样斜坡信号；至少部分地基于斜坡信号生成采样信号；接收采样信号；至少部分地基于采样信号生成经滤波的信号；接收经滤波的信号；至少部分地基于经滤波的信号生成第一电流；接收第一电流和第二电流；至少部分地基于第一电流和第二电流生成振荡电流；接收调制信号；至少部分地基于调制信号生成驱动信号；并且输出驱动信号到开关以影响流经功率转换器的初级绕组的第三电流。例如，方法根据至少图4和/或图7来实现。
根据又另一实施例，用于调节功率转换器的方法包括：接收与流经功率转换器的初级绕组的第一电流相关的第一信号，初级绕组被配置为接收输入电压；将开关频率确定至一个或多个频率大小，一个或多个频率大小中的每个小于或等于频率上限；生成与开关频率相关联的驱动信号，开关频率对应于开关周期；输出驱动信号至开关以影响流经功率转换器的初级绕组的电流。将开关频率确定至一个或多个频率大小包括：响应于减小输入电压在第一大小范围内增加频率上限；并且响应于增加输入电压在第一大小范围内减小频率上限。例如，方法根据图4、图5、图6、图7和/或图8来实现。
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。
虽然已经描述了本发明的特定实施例，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 (19)

1.一种用于调节功率转换器的系统控制器，该系统控制器包括：
振荡器，该振荡器被配置为接收振荡电流并至少部分地基于所述振荡电流生成斜坡信号和时钟信号，所述斜坡信号和所述时钟信号与所述系统控制器的工作频率相关联；
调制组件，该调制组件被配置为至少部分地基于时钟信号生成调制信号；
采样和保持组件，该采样和保持组件被配置为响应于所述调制信号来采样所述斜坡信号，并至少部分地基于所述斜坡信号生成采样信号；
低通滤波器，该低通滤波器被配置为至少部分地基于所述采样信号生成经滤波的信号；
第一跨导放大器，该第一跨导放大器被配置为至少部分地基于所述经滤波的信号生成第一电流；
第一求和组件，该第一求和组件被配置为接收所述第一电流和第二电流，并至少部分地基于所述第一电流和所述第二电流生成所述振荡电流；
驱动器，该驱动器被配置为至少部分地基于所述调制信号生成驱动信号并且将所述驱动信号输出到开关以影响流经功率转换器的初级绕组的第三电流；以及
第二求和组件，该第二求和组件被配置为接收第三电流和第四电流，并且至少部分地基于所述第三电流和所述第四电流生成所述第二电流，所述第四电流与和所述功率转换器的输出电压相关联的反馈信号相关。
2.如权利要求1所述的系统控制器，其中所述采样和保持组件还被配置为：响应于所述调制信号在第一逻辑电平处，采样所述斜坡信号。
3.如权利要求1所述的系统控制器，还包括：第二跨导放大器，该第二跨导放大器被配置为至少部分地基于与所述输出电压相关联的所述反馈信号来生成所述第四电流，所述输出电压与所述功率转换器的次级绕组相关，所述次级绕组被耦接至所述初级绕组。
4.如权利要求1所述的系统控制器，其中所述第二求和组件包括加法器，该加法器被配置为接收所述第三电流和所述第四电流并且生成所述第二电流，所述第二电流在大小上等于所述第三电流和所述第四电流的和。
5.如权利要求1所述的系统控制器，其中所述第一求和组件包括加法器，该加法器被配置为接收所述第一电流和所述第二电流并且生成所述振荡电流，所述振荡电流在大小上等于所述第一电流和所述第二电流的和。
6.如权利要求1所述的系统控制器，其中：
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；所述开关周期对应于开关频率；
所述驱动器还被配置为：
输出所述驱动信号以在所述导通时间段期间闭合开关；并且
输出所述驱动信号以在所述关断时间段期间断开所述开关；
占空比等于由开关导通持续时间除以开关周期持续时间；
其中所述系统控制器被配置为：设置所述开关频率至一个或多个频率大小，所述一个或多个频率大小中的每个小于或等于频率上限；
其中所述系统控制器还被配置为：
响应于增大所述占空比在第一大小范围内增加所述频率上限；并且
响应于减小所述占空比在所述第一大小范围内减小所述频率上限。
7.如权利要求6所述的系统控制器，其中所述系统控制器还被配置为：
响应于所述反馈信号小于第一大小，保持所述开关频率的大小等于频率下限；
响应于所述反馈信号不小于所述第一大小且不大于第二大小，在所述频率下限和第一频率大小之间增大所述开关频率的大小；
响应于所述反馈信号大于所述第二大小且小于第三大小，保持所述开关频率的大小等于所述第一频率大小；
响应于所述反馈信号不小于所述第三大小且不大于第四大小，在所述第一频率大小和频率上限之间增大所述开关频率的大小；以及
响应于所述反馈信号大于所述第四大小，保持所述开关频率的大小等于所述频率上限。
8.如权利要求6所述的系统控制器，其中所述系统控制器还被配置为：响应于增大所述占空比在所述第一大小范围内线性增大所述频率上限。
9.如权利要求6所述的系统控制器，其中所述系统控制器还被配置为：响应于所述占空比小于一占空比大小，响应于增大所述占空比在第一频率大小和第二频率大小之间增大所述频率上限，所述大小范围由所述第一频率大小和所述第二频率大小确定，所述第二频率大小大于所述第一频率大小。
10.如权利要求9所述的系统控制器，其中所述系统控制器还被配置为：响应于所述占空比不小于所述占空比大小，保持所述上限频率的大小等于所述第二频率大小。
11.如权利要求1所述的系统控制器，还包括：
控制器端子，该控制器端子被配置为接收与流经所述功率转换器的初级绕组的第三电流相关联的第一信号，所述初级绕组被配置为接收输入电压；
其中所述系统控制器被配置为：设置所述开关频率至一个或多个频率大小，所述一个或多个频率大小中的每个小于或等于频率上限；
其中所述系统控制器还被配置为：
响应于减小所述输入电压在第二大小范围内增大所述上限频率；并且
响应于增大所述输入电压在所述第二大小范围内减小所述上限频率。
12.一种用于调节功率转换器的方法，该方法包括：
接收振荡电流；
至少部分地基于所述振荡电流生成斜坡信号和时钟信号，所述斜坡信号和所述时钟信号与系统控制器的工作频率相关联；
接收所述时钟信号；
至少部分地基于所述时钟信号生成调制信号；
接收所述斜坡信号和所述调制信号；
响应于所述调制信号来采样所述斜坡信号，
至少部分地基于所述斜坡信号生成采样信号；
接收所述采样信号；
至少部分地基于所述采样信号生成经滤波的信号；
接收所述经滤波的信号；
至少部分地基于所述经滤波的信号生成第一电流；
接收所述第一电流和第二电流，
至少部分地基于所述第一电流和所述第二电流生成振荡电流；
接收所述调制信号；
至少部分地基于所述调制信号生成驱动信号；
输出所述驱动信号到开关以影响流经功率转换器的初级绕组的第三电流；
接收第三电流和第四电流；并且
至少部分地基于所述第三电流和所述第四电流生成所述第二电流，所述第四电流与和所述功率转换器的输出电压相关联的反馈信号相关。
13.如权利要求12所述的方法，其中：
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；所述开关周期对应于开关频率。
14.如权利要求12所述的方法，还包括：
输出所述驱动信号以在导通时间段期间闭合所述开关；并且
输出所述驱动信号以在关断时间段期间断开所述开关；
占空比等于由开关导通持续时间除以开关周期持续时间。
15.如权利要求12所述的方法，还包括：
设置所述开关频率至一个或多个频率大小，所述一个或多个频率大小中的每个小于或等于频率上限；
响应于增大占空比在一大小范围内增加所述频率上限；并且
响应于减小所述占空比在所述大小范围内减小所述频率上限。
16.如权利要求12所述的方法，还包括：
响应于所述反馈信号小于第一大小，保持所述开关频率的大小等于频率下限；
响应于所述反馈信号不小于所述第一大小且不大于第二大小，在所述频率下限和第一频率大小之间增大所述开关频率的大小；
响应于所述反馈信号大于所述第二大小且小于第三大小，保持所述开关频率的大小等于所述第一频率大小；
响应于所述反馈信号不小于所述第三大小且不大于第四大小，在所述第一频率大小和频率上限之间增大所述开关频率的大小；以及
响应于所述反馈信号大于所述第四大小，保持所述开关频率的大小等于所述频率上限。
17.如权利要求16所述的方法，还包括：
响应于增大占空比在所述第一大小范围内线性增大所述频率上限。
18.如权利要求16所述的方法，还包括：
其中所述系统控制器还被配置为：响应于占空比小于一占空比大小，响应于增大所述占空比在第一频率大小和第二频率大小之间增大所述频率上限，所述第一大小范围由所述第一频率大小和所述第二频率大小确定，所述第二频率大小大于所述第一频率大小。
19.如权利要求18所述的方法，还包括：
响应于所述占空比不小于所述占空比大小，保持所述上限频率的大小等于所述第二频率大小。
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