CN109004810B - 用于操作电源的方法、电源及用于电源的控制器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于操作电源的方法，电源和用于电源的控制器。该电源包括PFC(功率因数校正)电路、LLC转换器和控制器。该控制器能够操作成：在电源处于低功率待机模式时，使LLC转换器以默认频率在预定突发接通时间内突发，并且基于负载状况和至LLC转换器的输入电压来调节LLC转换器在预定突发接通期间被切换的频率。

Description

用于操作电源的方法、电源及用于电源的控制器
技术领域
本申请涉及电源，特别是针对电源的低功率待机模式。
背景技术
诸如用于TV、PC和服务器应用的嵌入式电源和适配器电源的电源，通常包括前级功率因数校正(PFC)电路和二级LLC转换器。PFC电路抵消由诸如整流器的非线性器件引起的失真，并提高功率因数。LLC转换器具有在转换器的初级侧采用两个电感器和一个电容器(“LLC”)的组合的拓扑。初级侧上的开关(全或半)桥产生方形波形，其激励LLC谐振电路，LLC谐振电路作为响应输出谐振正弦电流，由LLC转换器的变压器和整流器电路对该电流进行缩放和整流。输出电容器对经整流的AC电流进行滤波并输出DC电压。
PFC级和LLC级两者通常由单个数字功率控制器控制。在TV适配器电源的情况下，电源在待机模式期间必须满足待机功耗、输出电压纹波和动态响应要求。例如，一些TV适配器电源在152mW的输出负载下必须具有小于270mW的输入功耗、小于190mV(<1％的19V输出电压)的输出电压纹波、以及在从0％至100％负载的负载跳跃期间小于0.95V的输出电压降(在±5％的19V输出电压内)。
常规LLC转换器的特性使其很难满足诸如TV、PC和服务器适配器电源的电源的待机功耗、输出电压纹波和动态响应要求。如果LLC转换器在基于某个输入电压和待机负载状况选择的低功率待机模式下以固定切换频率(LLC突发(burst)频率)工作，则其他输入电压和待机负载状况下的输出电压纹波可能不满足要求。不同的LLC增益和/或过长的突发接通时间会导致能量过度递送。此外，次级侧控制可能饱和，这导致对负载变化的动态响应更慢、次级侧控制电路中的输出电压降更大以及待机功率损耗更高。当考虑谐振部件容差时，这些问题会恶化。
发明内容
本文描述的实施方式为诸如嵌入式电源和适配器电源的电源提供低功率待机模式控制。低功率待机模式控制在谐振部件容差、不同待机负载和不同输入电压下满足电源的待机功耗、输出电压纹波和动态响应要求。
根据用于操作包括PFC(功率因数校正)电路和LLC转换器的电源的方法的一个实施方式，该方法包括当电源处于低功率待机模式时使LLC转换器在预定突发接通时间内突发。使LLC转换器突在预定突发接通时间内突发包括：在预定突发接通时间开始时，在一个或更多个固定时间间隔内将LLC转换器的切换频率从第一频率值减小至第二频率值；在减小切换频率之后，在一个或更多个固定时间间隔内以第二频率值切换LLC转换器；以及在预定突发接通时间结束时，在一个或更多个固定时间间隔内将LLC转换器的切换频率从第二频率值增加至第三频率值。
根据电源的一个实施方式，电源包括PFC电路、LLC转换器和控制器，该控制器能够操作成：当电源处于低功率待机模式时使LLC转换器在预定突发接通时间内突发。所述控制器能够操作成通过以下方式使LLC转换器在预定突发接通时间内突发：在预定突发接通时间开始时，在一个或更多个固定时间间隔内将LLC转换器的切换频率从第一频率值减小至第二频率值；在减小切换频率之后，在一个或更多个固定时间间隔内以第二频率值切换LLC转换器；以及在预定突发接通时间结束时，在一个或更多个固定时间间隔内将LLC转换器的切换频率从第二频率值增加至第三频率值。
根据用于包括PFC电路和LLC转换器的电源的控制器的一个实施方式，该控制器包括固定突发接通时间单元，该固定突发接通时间单元能够操作成当电源处于低功率待机模式时使LLC转换器在预定突发接通时间内突发。固定突发接通时间单元能够操作成通过以下方式使LLC转换器在预定突发接通时间内突发：在预定突发接通时间开始时，在一个或更多个固定时间间隔内将LLC转换器的切换频率从第一频率值减小至第二频率值；在减小切换频率之后，在一个或更多个固定时间间隔内以第二频率值切换LLC转换器；以及在预定突发接通时间结束时，在一个或更多个固定时间间隔内将LLC转换器的切换频率从第二频率值增加至第三频率值。
根据用于操作包括PFC电路和LLC转换器的电源的方法的另一个实施方式，该方法包括：当电源在低功率待机模式下时，使LLC转换器在预定突发接通时间内以默认频率突发；以及基于负载状况和至LLC转换器的输入电压来调节LLC转换器在预定突发接通时间期间切换的频率。
根据电源的另一个实施方式，该电源包括PFC电路、LLC转换器和控制器，该控制器能够操作成当电源处于低功率待机模式时使LLC转换器在预定突发接通时间内以默认频率突发，并且基于负载状况和至LLC转换器的输入电压来调节LLC转换器在预定突发接通时间期间切换的频率。
根据用于包括PFC(功率因数校正)电路和LLC转换器的电源的另一控制器，该控制器包括自适应LLC突发频率单元，该自适应LLC突发频率单元能够操作成：当电源处于低功率待机模式时使LLC转换器在预定突发接通时间内以默认频率突发，并且基于负载状况和至LLC转换器的输入电压来调节LLC转换器在预定突发接通时间期间切换的频率。
本领域的技术人员在阅读以下详细描述时以及在查看附图时将认识到另外的特征和优点。
附图说明
附图中的要素不一定相对于彼此成比例。相似的附图标记表示相应的类似部分。除非各种示出的实施方式的特征彼此排斥，否则它们可以被组合。实施方式在附图中示出并且在随后的描述中详述。
图1示出了实现低功率待机模式控制方法的电源的实施方式的框图；
图2示出了低功率待机模式控制方法的固定突发接通时间技术的实施方式的流程图；
图3示出了与低功率待机模式控制方法相关联的各种波形、电压电平和频率水平；
图4示出了低功率待机模式控制方法的自适应LLC突发频率调节技术的实施方式的流程图；
图5示出了自适应LLC突发频率调节技术的实施方式的框图；
图6示出了自适应LLC突发频率调节技术的另一个实施方式的框图。
具体实施方式
本文描述的实施方式提供了低功率待机模式控制方法，其即使针对不同的谐振部件容差、不同的待机负载和不同的输入电压也满足电源的严格的待机功耗、输出电压纹波和动态响应要求。
低功率待机模式控制方法包括固定突发接通时间技术，其中当电源处于低功率待机模式时，在预定突发接通时间内对电源的LLC转换器进行切换。固定突发接通时间技术涉及在预定突发接通时间开始时将LLC转换器的切换频率从第一频率值减小至第二频率值，在减小切换频率之后以第二频率值切换LLC转换器，以及随后在预定突发接通时间结束时将LLC转换器的切换频率从第二频率值增加至第三频率值。
低功率待机模式控制方法还包括自适应LLC突发频率调节技术。自适应LLC突发频率调节技术涉及基于负载状况和至LLC转换器的输入电压来调节LLC转换器在预定突发接通时间期间切换的默认频率。这样，LLC转换器在预定突发接通时间期间的切换频率取决于负载状况和LLC转换器输入电压。
固定突发接通时间技术和自适应LLC突发频率调节技术可以一起或单独使用。也就是说，利用本文描述的低功率待机模式控制方法修改的电源可以仅实现固定突发接通时间技术、仅自适应LLC突发频率调节技术或者固定突发接通时间技术和自适应LLC突发频率调节技术两者。
图1示出了诸如嵌入式电源、用于TV、PC或服务器应用的适配器电源这样的电源的实施方式。电源包括LLC转换器100、PFC(功率因数校正)电路102、以及耦合在PFC电路102和AC输入源VAC之间的二极管桥式整流器104。各种电阻器R1-R22、电容器C1-C14、二极管D1-D15和变压器T1-T3形成电源的标准部件。这些电源部件的功能/目的是众所周知的，因此不再详细描述，除非与本文描述的固定突发接通时间技术和自适应LLC突发频率调节技术有关。
PFC电路102的工作由也控制LLC转换器100的控制器106控制。控制器106经由次级侧上的光耦合器或类似电路108以及反馈电路110接收来自LLC转换器100的次级侧的电压反馈信息(VHBFB)。控制器106还可以从包括在控制器106中或与控制器106相关联的配置和校准电路112接收配置和校准信息。配置和校准电路112可以存储各种配置和校准参数，诸如由控制器106在控制LLC转换器100和PFC电路102时使用的电压阈值水平、电流阈值水平、频率阈值水平、功率阈值等。控制器106生成用于控制PFC电路102的开关装置S1的控制信号S1CTRL、以及用于控制LLC转换器100的高侧开关装置S2和低侧开关装置S3的相应控制信号S2CTRL和S3CTRL。
在图1中，LLC转换器100的初级侧被配置为半桥式配置，其中开关装置S2是开关半桥的高侧开关并且开关S3是低侧开关。控制器106包括用于实现本文描述的低功率待机模式控制方法的固定突发接通时间技术的固定突发接通时间单元114，并且包括用于实现本文描述的低功率待机模式控制方法的自适应LLC突发频率调节技术的自适应LLC突发频率单元116。接下来参照图2更详细地描述固定突发接通时间单元114的工作，随后描述自适应LLC突发频率单元116。
图2示出了由控制器106实现的固定突发接通时间技术。当电源处于低功率待机模式时，控制器106的固定突发接通时间单元114使LLC转换器100预定突发接通时间tburston内突发。突发涉及当输出电压Vout未被调节时在轻负载状况下、在固定的时间段内切换LLC转换器100的开关S2和S3。在预定突发接通时间tburston开始时，固定突发接通时间单元114通过在一个或更多个固定时间间隔n1内将LLC转换器100的切换频率fSW从第一频率值fLLCsoftstartburstinitial减小至第二频率值fLLCburst使LLC转换器100突发(框200)。然后在减小切换频率之后，固定突发接通时间单元114在一个或更多个固定时间间隔n2内以第二频率值fLLCburst切换LLC转换器100(框210)。然后，在预定突发接通时间结束时，固定突发接通时间单元114在一个或更多个固定时间间隔n3内将LLC转换器100的切换频率fSW从第二频率值fLLCburst增加至第三频率值fLLCsoftstopburstfinal(框220)。
图3示出了根据图2所示的固定突发接通时间技术操作LLC转换器的各种波形、电压电平和频率水平。当VHBFB≥VBrstonHB时控制器106开始使LLC转换器100(以及可选地PFC电路102)突发，其中VHBFB是如由光耦合器108和反馈电路110提供的所测量的LLC转换器100的次级侧反馈电压，VEntrBrstHB是用于进入突发模式的电压阈值，VBrstonHB是突发模式下的电压阈值，并且VExitBrstHB是用于退出突发模式的电压阈值。控制器106的固定突发接通时间单元114可以包括用于确定条件VHBFB≥VBrstonHB被满足的比较器或类似电路/逻辑。
如果PFC电路102的输入电压Vin低于PFC电路102的输出电压Vbus，则控制器106可以在与处于低功率待机模式的LLC转换器100相同的预定突发接通时间tburston内使PFC电路102与LLC转换器100同步地突发。利用像PFC这样的升压拓扑，PFC电路102的输入电压Vin需要低于PFC电路102的输出电压Vbus，以使PFC电路102正确地与LLC转换器100一起突发。在一些情况下，控制器106可以将PFC目标输出电压设置为在待机模式下低于在正常工作模式下，以减少PFC电路102和LLC转换器100两者的切换损耗。例如，PFC目标输出电压在待机模式下可以设定为350V，而在正常工作模式下可以设定为390V。在PFC目标输出电压在待机模式下为350V的情况下，当电源输入电压VAC为264V并且PFC电路102的输入电压Vin为约374V(由于输入滤波器电容(input filter caps)而引起的264V峰值)并且因此高于350V的PFC输出电压时，控制器106不使PFC电路102与LLC转换器100同步地突发。
图3示出了PFC电路102的输出电压(‘Vbus，PFC’)的标称(‘Vbus，nom’)电平和突发(‘Vbus，Brst’)电平，以及PFC电路102的开关S1的栅极电压(‘Vgate，PFC’)。利用这种方法，控制器106尽可能地使PFC电路102和LLC转换器100同时突发。然而，PFC电路在一些条件下可能不会突发以减少功率损耗。
如图3所示，在预定突发接通时间tburston之后控制器106停止使LLC转换器100(以及与LLC转换器100同步突发的PFC电路102)突发。用于控制器106的固定突发接通时间单元114的数字控制回路以固定的时间步长tstep运行。预定突发接通时间tburston包括在预定突发接通时间tburston开始时的、其中存在从fLLCsoftstartburstinitial到fLLCburst的快速频率斜降的tstep的n1个计数，以及其中LLC转换器100以切换频率fLLCburst工作的tstep的n2个计数，以及在预定突发接通时间tburston结束时的、其中存在从fLLCburst到fLLCsoftstopburstfinal的快速频率斜升的tstep的n3个计数。因此，预定突发接通时间tburston由tburston＝(n1+n2+n3)*tstep给出。LLC转换器100的切换频率在图3中标记为‘fSW,HB’，并且LLC转换器100的开关S3的栅极电压标记为‘Vgate,HB’。
图3中示出的示例具有n1＝n2＝n3＝2。在该实现示例中，存在在预定突发接通时间tburston开始时的、其中存在从fLLCsoftstartburstinitial到fLLCburst的快速频率斜降的tstep的2个计数，随后是其中LLC转换器100以fLLCburst切换的tstep的2个计数，然后在预定突发接通时间tburston结束时的、其中存在从fLLCburst到fLLCsoftstopburstfinal的快速频率斜升的tstep的2个计数。图3例示了n1、n2和n3的仅一个示例。每个间隔n1、n2和n3可以具有多于或少于2个计数的tstep。一般来说，n1≥1，n2≥1并且n3≥1。
可以选择用于n1、fLLCsoftstartburstinitial、n3和fLLCsoftstopburstfinal的合适值以避免从包含在LLC转换器100中的变压器118发出的可听见的噪声，并且避免包括在LLC转换器100中的开关装置S2和S3的硬开关。当晶体管导通的情况下漏极-源极电压不为零时，会发生诸如功率MOSFET的功率晶体管的硬开关。可以选择n2和fLLCburstfixed的合适值以确保至LLC转换器100的输出端(的优化能量传输(图3中标记为‘Vo,HB’)，使得LLC转换器100的输出电压纹波和动态响应在对电源在输入电压Vbus,Brst和指定负载状况(例如输出负载为152mW)下的要求内。也就是说，当退出待机模式时，低功率待机模式可以具有限定的输入功耗电平、限定的输出电压纹波水平和限定的输出电压响应电平。可以选择n2和fLLCburstfixed的合适值，使得在预定突发接通时间内，在指定的输入电压条件和指定的负载状况下满足限定的输出电压纹波水平和限定的输出电压响应电平，并且不会使LLC转换器100的次级侧控制回路饱和。
频率值fLLCburstfixed是突发模式下fLLCburst的默认切换频率。在一个实施方式中，fLLCsoftstartburstinitial和fLLCsoftstopburstfinal比fLLCburst高。如图3所示，fLLCsoftstopburstfinal比fLLCburst高，并且可以比fLLCsoftstartburstinitial低。
可以规划n1、fLLCsoftstartburstinitial、n2、fLLCburstfixed、n3和fLLCsoftstopburstfinal的值。可以使用对于频率水平和n值的默认值，并且针对某些待机功率条件对该默认值进行优化，例如，160mW或300mW，并针对不同的LLC设计对该默认值进行优化。如果输入和/或输出状况改变，则值可以相应地改变，特别是对于高输入电压和轻负载状况来说可以相应改变。在一个实施方式中，配置和校准电路112具有可供选择的几个默认条件，并且可以改变n1、fLLCsoftstartburstinitial、n2、fLLCburstfixed、n3和fLLCsoftstopburstfinal的值。
通过对LLC转换器输出的优化能量传输，可以满足在指定负载状况下的待机功耗和输出电压纹波要求。此外，次级侧控制不饱和，这导致对次级侧电路中负载变化的更快动态响应和更低的待机功率损耗。
图4示出了由控制器106实现的自适应LLC突发频率调节技术。如果在LLC转换器100的增益较低的较高输入电压和/或较轻负载状况下使用LLC转换器100的默认切换频率fLLCburstfixed，则LLC转换器100的输出电压纹波可能较大，并且由于至LLC转换器输出端的较高能量传输，次级侧控制回路可能会饱和。另外，输出电压纹波可能无法满足电源的输出电压纹波要求。此外，饱和的次级侧控制回路可能导致电源花费较长的时间来响应负载变化并且具有较高的待机功率损失。
自适应LLC突发频率调节技术针对不同的输入电压和负载状况调节LLC转换器100的突发频率fLLCburst。这样，突发模式下LLC转换器100的切换频率fLLCburst不需要总是被设置为默认频率fLLCburstfixed，而是可以随着输入电压和负载状况的变化而变化。在突发模式下，控制器106预定突发接通时间tburston内使LLC转换器100以默认频率fLLCburstfixed突发(框300)。控制器106的自适应LLC突发频率单元116基于LLC转换器100的负载状况和输入电压来调节LLC转换器100在预定突发接通时间tburston期间的切换频率fLLCburst(框310)。
在一个实施方式中，使用闭环反馈机制来调节LLC转换器100的突发模式切换频率fLLCburst。闭环反馈机制调节fLLCburst，使得在预定突发接通时间tburston之后的突发关断时间tburstoff处于或接近目标突发关断时间tburstofftarget，其中，在该突发关断时间期间在低功率待机模式下不对LLC转换器100进行切换。自适应LLC突发频率闭环反馈机制可以通过滞后控制、积分控制、比例积分控制等实现。
在一些实施方式中，当突发关断时间tburstoff超过某个阈值tburstoffadapstart时，触发闭环反馈机制，使得LLC转换器100的突发频率fLLCburst仅在较高输入电压和较轻负载状况下被调节，并且在典型输入电压Vbus,Brst和待机负载状况(例如，在152mW的输出负载)下不被调节。在LLC转换器100的增益较低的较高输入电压和较轻负载状况下，默认的突发频率fLLCburstfixed将向LLC转换器输出端递送过多能量，并导致较大的输出电压纹波和较长的突发关断时间。在这样的状况下，由控制器106实现的自适应LLC突发频率调节技术可以将LLC突发频率fLLCburst调节为比默认突发频率fLLCburstfixed更高的值，使得LLC转换器100在LLC增益较低的工作点处或附近工作。这样，在预定突发接通时间tburston期间，LLC转换器100的切换频率fLLCburst仅在LLC转换器100的增益较低的较高输入电压和较轻负载状况下增加，并且在LLC转换器100的增益较高的较低输入电压和较高负载状况下不增加。
通常，LLC突发频率fLLCburst可以适用于不同的输入电压和负载状况以确保至输出端的优化能量传输。此外，由于LLC突发频率fLLCburst被相应地调节，因此由控制器106实现的自适应LLC突发频率调节技术适应不同的谐振部件容差。
在一个实施方式中，控制器106使用滞后控制来实现自适应LLC突发频率调节技术。根据该实施方式，LLC转换器100的突发频率fLLCburst的初始值被设置为默认值fLLCburstfixed。控制器106的自适应LLC突发频率单元116以fstep的步长来调节fLLCburst。当突发关断时间tburstoff大于目标突发关断时间tburstofftarget时，自适应LLC突发频率单元116将LLC突发频率fLLCburst增加fstep。当突发关断时间tburstoff小于tburstoffadapstart时，自适应LLC突发频率单元116将LLC突发频率fLLCburst减小fstep。如果LLC突发频率fLLCburst减小到小于fLLCburstfixed，则自适应LLC突发频率单元116将LLC突发频率fLLCburst限制为fLLCburstfixed以避免过高的LLC系统增益。
根据另一个实施方式，调节LLC切换周期TLLCburst而不是LLC切换频率fLLCburst。LLC切换周期TLLCburst是在数字实现中表示LLC切换频率fLLCburst的替代方法。可以以系统时钟周期Tclk的计数Tc确定LLC切换周期TLLCburst，其中fLLCburst＝1/TLLCburst并且TLLCburst＝Tc*Tclk。LLC突发周期TLLCburst的初始值是默认值TLLCburstfixed，其中TLLCburstfixed＝Tcfixed*Tclk＝1/fLLCburstfixed。控制器106的自适应LLC突发频率单元116通过以m为步长增加/减小Tc来有效地调节fLLCburst。当突发关断时间tburstoff大于目标突发关断时间tburstofftarget时，自适应LLC突发频率单元116通过将Tc减少m个计数来增加LLC突发频率fLLCburst。当突发关断时间tburstoff小于tburstoffadapstart时，自适应LLC突发频率单元116通过将Tc增加m个计数来有效地减小LLC突发频率fLLCburst。如果Tc高于Tcfixed，则自适应LLC突发频率单元116将Tc限制为Tcfixed以避免过高的LLC系统增益。
图5示出了其中控制器106的自适应LLC突发频率单元116使用积分(I)或比例-积分(PI)控制来实现自适应LLC突发频率调节技术的实施方式。当突发时间tburstoff超过某个阈值tburstoffadapstart时，触发闭环反馈机制。自适应LLC突发频率单元116通过将可以是正数或负数的delta频率fburstdelta添加到fLLCburstfixed来调节fLLCburst。LLC突发频率fLLCburst的初始值是默认值fLLCburstfixed。可以是积分器(I)或比例积分(PI)控制的反馈控制器Gc(z)400调节fLLCburst，使得突发时间tburstoff处于或接近目标突发时间tburstofftarget。由反馈控制器Gc(z)400基于tburstofftarget与tburstoff之差来计算delta频率fburstdelta。LLC转换器100的突发切换频率fLLCburst由fburstdelta与fLLCburstfixed之和给出。如果LLC突发频率fLLCburst小于fLLCburstfixed，则具有最大值fMAX和最小值fLLCburstfixed的限制器402将LLC突发频率fLLCburst限制为fLLCburstfixed以避免过高的LLC系统增益。
图6示出了自适应LLC突发频率调节技术的积分器(I)或比例-积分(PI)控制实现的另一实施方式。在数字实现中表示LLC转换器100的突发模式切换频率fLLCburst的替代方式是系统时钟周期Tclk的计数Tc中的切换周期TLLCburst，其中如上所述fLLCburst＝1/TLLCburst并且TLLCburst＝Tc*Tclk。控制器106的自适应LLC突发频率单元116通过将可以是正数或负数的delta计数Tcdelta添加到Tcfixed来调节fLLCburst。LLC突发周期TLLCburst的初始值是默认值TLLCburstfixed，其中TLLCburstfixed＝Tcfixed*Tclk＝1/fLLCburstfixed。可以是积分器(I)或比例积分(PI)控制的反馈控制器Gc(z)500调节Tc值，使得突发时间tburstoff处于或接近目标突发时间tburstofftarget。由反馈控制器Gc(z)500基于tburstofftarget与tburstoff之差来计算delta计数Tcdelta。LLC转换器100的突发切换周期Tc由Tcdelta与Tcfixed之和给出。如果Tc高于Tcfixed，则具有最小值TcMAX和最大值Tcfixed的限制器502将Tc限制为Tcfixed以避免过高的LLC系统增益。
在所有输入电压和负载状况下，本文描述的低功率待机模式控制方法在低功率待机模式下实现低输出电压纹波。在所有输入电压和负载状况下均可实现低待机功耗。在所有输入电压和负载状况下均可实现对负载变化的快速动态响应。通过选择n2和fLLCburstfixed值，可以优化在指定负载状况下(例如，在152mW的输出负载下)的待机功耗、输出电压纹波和动态响应。在较高输入电压和较轻负载状况下，可以通过优化自适应LLC突发频率调节的速度来满足对电源的要求。低功率待机模式控制方法由于可以相应地调节LLC突发频率fLLCburst而能够经受谐振部件容差。
根据用于操作包括PFC(功率因数校正)电路和LLC转换器的电源的方法的实施方式，该方法包括当电源处于低功率待机模式时使LLC转换器在预定突发接通时间内突发。使LLC转换器在预定突发接通时间内突发包括：在预定突发接通时间开始时，在一个或更多个固定时间间隔内将LLC转换器的切换频率从第一频率值减小至第二频率值；在减小切换频率之后，在一个或更多个固定时间间隔内以第二频率值切换LLC转换器；以及在预定突发接通时间结束时，在一个或更多个固定时间间隔内将LLC转换器的切换频率从第二频率值增加至第三频率值。
根据一个实施方式，第一频率值和第三频率值高于第二频率值。
根据一个实施方式，第一频率值、在预定突发接通时间开始处LLC转换器的切换频率从第一频率值减小至第二频率值所在的固定时间间隔的数量、第三频率值、以及在预定突发接通时间结束时将LLC转换器的切换频率从第二频率值增加至第三频率值所在的固定时间间隔的数量，被选择成避免从包含在LLC转换器中的变压器发出的可听见的噪声并且避免包含在LLC转换器中的开关装置的硬开关。
根据一个实施方式，当退出待机模式时，低功率待机模式具有限定的输入功耗电平、限定的输出电压纹波水平和限定的输出电压响应电平，并且其中，第二频率值和在预定突发接通时间期间以第二频率切换LLC转换器所在的固定时间间隔的数量，被选择成使得在预定突发接通时间期间在指定的输入电压状况和指定的负载状况下满足限定的输出电压纹波水平和限定的输出电压响应电平，并且不会使电源的次级侧控制回路饱和。
根据一个实施方式，如果PFC电路的输入电压低于PFC电路的输出电压，则该方法还包括在与LLC转换器在低功率待机模式下的相同的预定突发接通时间内使PFC电路与LLC转换器同步地突发。
根据一个实施方式，该方法还包括基于负载状况和至LLC转换器的输入电压来调节LLC转换器在预定突发接通时间期间切换的第二频率值。
根据一个实施方式，基于负载状况和至LLC转换器的输入电压来调节第二频率值包括将第二频率值调节成使得在预定突发接通时间之后的突发关断时间处于或接近目标突发关断时间，其中，LLC转换器在该突发关断时间期间在低功率待机模式下不被切换。
根据一个实施方式，调节第二频率值使得突发关断时间处于或接近目标突发关断时间包括：如果突发关断时间超过突发关断时间阈值则增加第二频率值，使得第二频率值仅在LLC转换器的增益较低的较高输入电压和较轻负载状况下增加，并且在LLC转换器的增益较高的较低输入电压和较高负载状况下不增加。
根据一个实施方式，调节第二频率值使得突发关断时间处于或接近目标突发关断时间包括：如果突发关断时间大于目标突发关断时间，则将第二频率值增加限定的频率步长或者将与第二频率值相对应的切换周期减小限定的时间步长；以及如果突发关断时间小于预定突发关断时间，则将第二频率值减小限定的频率步长或将切换周期增加限定的时间步长。
根据一个实施方式，该方法还包括将第二频率值限制为用于指定输入电压条件和指定负载状况下的预定突发模式切换频率。
根据一个实施方式，调节第二频率值使得突发关断时间处于或接近目标突发关断时间包括：经由使用比例积分或积分控制器的闭环反馈控制、基于突发关断时间与目标突发关断时间之差来计算delta频率值或delta切换周期值；以及将delta频率值添加到预定突发模式切换频率或将delta切换周期值添加到预定突发模式切换周期以确定第二频率值。
根据一个实施方式，该方法还包括：如果delta频率值与预定突发模式切换频率之和小于预定突发模式切换频率或者如果delta切换周期值与预定突发模式切换周期之和大于预定突发模式切换周期，则将第二频率值限制为预定突发模式切换频率。
根据电源的一个实施方式，该电源包括PFC(功率因数校正)电路、LLC转换器和控制器，该控制器能够操作成当电源处于低功率待机模式时使LLC转换器在预定突发接通时间内突发。该控制器能够操作成通过以下方式使LLC转换器在预定突发接通时间内突发：在预定突发接通时间开始时，在一个或更多个固定时间间隔内将LLC转换器的切换频率从第一频率值减小至第二频率值；在减小切换频率之后，在一个或更多个固定时间间隔内以第二频率值切换LLC转换器；以及在预定突发接通时间结束时，在一个或更多个固定时间间隔内将LLC转换器的切换频率从第二频率值增加至第三频率值。
根据一个实施方式，该控制器能够操作成：如果PFC电路的输入电压低于PFC电路的输出电压，则在与LLC转换器在低功率待机模式下的相同的预定突发接通时间内使PFC电路与LLC转换器同步地突发。
根据一个实施方式，该控制器能够操作成基于负载状况和至LLC转换器的输入电压来调节LLC周期在预定突发接通时间期间切换的第二频率值。
根据一个实施方式，该控制器能够操作成调节第二频率值，使得在预定突发接通时间之后的突发关断时间处于或接近目标突发关断时间，其中，LLC转换器在该突发关断时间期间在低功率待机模式下不被切换。
根据一个实施方式，该控制器能够操作成：如果突发关断时间超过突发关断时间阈值则增加第二频率值，使得第二频率值仅在LLC转换器的增益较低的较高输入电压和较轻负载状况下增加，并且在LLC转换器的增益较高的较低输入电压和较高负载状况下不增加。
根据一个实施方式，该控制器能够操作成：如果突发关断时间大于目标突发关断时间，则将第二频率值增加限定的频率步长或将与第二频率值相对应的切换周期减小限定的时间步长，并且如果突发关断时间小于预定突发关断时间，则将第二频率值减小限定的频率步长或将切换周期增加限定的时间步长。
根据一个实施方式，该控制器能够操作成针对指定的输入电压状况和指定的负载状况将第二频率值限制为预定突发模式切换频率。
根据一个实施方式，该控制器能够操作成：经由使用比例积分或积分控制器的闭环反馈控制、基于突发关断时间与目标突发关断时间之差来计算delta频率值或delta切换周期值，以及将delta频率值添加到预定突发模式切换频率或将delta切换周期值添加到预定突发模式切换周期以确定第二频率值。
根据一个实施方式，该控制器能够操作成：如果delta频率值与预定突发模式切换频率之和小于预定突发模式切换频率或者如果delta切换周期值与预定突发模式切换周期之和大于预定突发模式切换周期，则将第二频率值限制为预定突发模式切换频率。
诸如“第一”、“第二”等的术语被用于描述各种元素、区域、部分等，并且也不旨在是限制性的。在整个说明书中相似的术语指代相同的元素。
如本文所使用的，术语“具有(having)”、“包含(containing)”、“包括(including)”、“包括(comprising)”等是开放式术语，其指示存在所述元素或特征，但不排除另外的元素或特征。除非上下文清楚地另外指出，否则冠词“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”旨在包括复数以及单数。
应当理解，除非特别地另外指出，否则本文描述的各种实施方式的特征可以彼此组合。
尽管本文已经说明和描述了特定的实施方式，但是本领域的普通技术人员将会理解，在不脱离本发明的范围的情况下，各种替代和/或等同实现方式可以替代所示出和描述的特定实施方式。本申请旨在覆盖本文讨论的特定实施方式的任何修改或变化。因此，本发明意图仅由权利要求及其等同方案来限制。

Claims (23)

1.一种用于操作包括功率因数校正PFC电路和LLC转换器的电源的方法，所述方法包括：
当所述电源处于低功率待机模式时，使所述LLC转换器以默认频率在预定突发接通时间内突发；以及
基于负载状况和至所述LLC转换器的输入电压来调节所述LLC转换器在所述预定突发接通时间期间被切换的频率，
其中，基于所述负载状况和至所述LLC转换器的输入电压来调节所述LLC转换器在所述预定突发接通时间期间被切换的频率包括：调节所述LLC转换器在所述预定突发接通时间期间被切换的频率，使得在所述预定突发接通时间之后的突发关断时间处于或者接近目标突发关断时间，其中，在所述突发关断时间期间，所述LLC转换器在低功率待机模式下不被切换。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述LLC转换器在所述预定突发接通时间内突发包括：
在所述预定突发接通时间开始时，在一个或更多个固定时间间隔内将所述LLC转换器的切换频率从第一频率值减小至第二频率值；
在减小所述切换频率之后，在一个或更多个固定时间间隔内以所述第二频率值切换所述LLC转换器；以及
在所述预定突发接通时间结束时，在一个或更多个固定时间间隔内将所述LLC转换器的切换频率从所述第二频率值增加至第三频率值。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
针对指定的输入电压状况和指定的负载状况而将所述第二频率值限制为所述默认频率。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
如果所述PFC电路的输入电压低于所述PFC电路的输出电压，则使所述PFC电路在与处于所述低功率待机模式的所述LLC转换器相同的预定突发接通时间内与所述LLC转换器同步地突发。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述LLC转换器在所述预定突发接通时间期间被切换的频率使得所述突发关断时间处于或接近所述目标突发关断时间包括：
如果所述突发关断时间超过突发关断时间阈值，则增加所述默认频率，使得所述LLC转换器在所述预定突发接通时间期间被切换的频率仅在所述LLC转换器的增益较低的较高输入电压和较轻负载状况下增加，并且在所述LLC转换器的增益较高的较低输入电压和较高负载状况下不增加。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述LLC转换器在所述预定突发接通时间期间被切换的频率使得所述突发关断时间处于或接近所述目标突发关断时间包括：
如果所述突发关断时间大于所述目标突发关断时间，则将所述默认频率增加限定的频率步长或者减小相应的切换周期；以及
如果所述突发关断时间小于预定突发关断时间，则将所述默认频率减小所述限定的频率步长或者将所述切换周期增加限定的时间步长。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述LLC转换器在所述预定突发接通时间期间被切换的频率使得所述突发关断时间处于或接近所述目标突发关断时间包括：
经由使用比例积分或积分控制器的闭环反馈控制、基于所述突发关断时间与所述目标突发关断时间之差来计算delta频率值或delta切换周期值；以及
将所述delta频率值加到所述默认频率或者将所述delta切换周期值加到默认突发模式切换周期，所述默认突发模式切换周期是所述默认频率的倒数。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：
如果所述delta频率值与所述默认频率之和小于所述默认频率，或者如果所述delta切换周期值与所述默认突发模式切换周期之和大于所述默认突发模式切换周期，则将所述LLC转换器在所述预定突发接通时间期间的切换频率限制为所述默认频率。
9.一种电源，包括：
功率因数校正PFC电路；
LLC转换器；以及
控制器，其能够操作成：在所述电源处于低功率待机模式时使所述LLC转换器以默认频率在预定突发接通时间内突发，并且基于负载状况和至所述LLC转换器的输入电压来调节所述LLC转换器在所述预定突发接通时间期间被切换的频率，
其中，所述控制器能够操作成调节所述LLC转换器在所述预定突发接通时间期间被切换的频率，使得在所述预定突发接通时间之后的突发关断时间处于或接近目标突发关断时间，其中，在所述突发关断时间期间，所述LLC转换器在所述低功率待机模式下不被切换。
10.根据权利要求9所述的电源，其中，所述控制器能够操作成：在所述预定突发接通时间开始时，在一个或更多个固定时间间隔内将所述LLC转换器的切换频率从第一频率值减小至第二频率值，在减小所述切换频率之后，在一个或更多个固定时间间隔内以所述第二频率值切换所述LLC转换器，以及在所述预定突发接通时间结束时，在一个或更多个固定时间间隔内将所述LLC转换器的切换频率从所述第二频率值增加至第三频率值。
11.根据权利要求10所述的电源，其中，所述控制器能够操作成针对指定的输入电压状况和指定的负载状况而将所述第二频率值限制为所述默认频率。
12.根据权利要求9所述的电源，其中，如果所述PFC电路的输入电压低于所述PFC电路的输出电压，则所述控制器能够操作成使所述PFC电路在与处于所述低功率待机模式的所述LLC转换器相同的预定突发接通时间内与所述LLC转换器同步地突发。
13.根据权利要求9所述的电源，其中，所述控制器能够操作成：如果所述突发关断时间超过突发关断时间阈值，则增加所述默认频率，使得所述LLC转换器在所述预定突发接通时间期间被切换的频率仅在所述LLC转换器的增益较低的较高输入电压和较轻负载状况下增加，并且在所述LLC转换器的增益较高的较低输入电压和较高负载状况下不增加。
14.根据权利要求9所述的电源，其中，所述控制器能够操作成：如果所述突发关断时间大于所述目标突发关断时间，则将所述默认频率增加限定的频率步长或者减小相应的切换周期，并且如果所述突发关断时间小于预定突发关断时间，则将所述默认频率减小所述限定的频率步长或者将所述切换周期增加限定的时间步长。
15.根据权利要求9所述的电源，其中，所述控制器能够操作成：经由使用比例积分或积分控制器的闭环反馈控制、基于所述突发关断时间与所述目标突发关断时间之差来计算delta频率值或delta切换周期值；以及将所述delta频率值加到所述默认频率或者将所述delta切换周期值加到默认突发模式切换周期，所述默认突发模式切换周期是所述默认频率的倒数。
16.根据权利要求15所述的电源，其中，所述控制器能够操作成：如果所述delta频率值与所述默认频率之和小于所述默认频率、或者如果所述delta切换周期值与所述默认突发模式切换周期之和大于所述默认突发模式切换周期，则将所述LLC转换器在所述预定突发接通时间期间的切换频率限制为所述默认频率。
17.一种用于包括功率因数校正PFC电路和LLC转换器的电源的控制器，所述控制器包括：
自适应LLC突发频率单元，所述自适应LLC突发频率单元能够操作成：当所述电源处于低功率待机模式时使所述LLC转换器以默认频率在预定突发接通时间内突发，并且基于负载状况和至所述LLC转换器的输入电压来调节所述LLC转换器在所述预定突发接通时间期间被切换的频率；和
固定突发接通时间单元，所述固定突发接通时间单元能够操作成：在所述预定突发接通时间开始时，在一个或更多个固定时间间隔内将所述LLC转换器的切换频率从第一频率值减小至第二频率值，在减小所述切换频率之后，在一个或更多个固定时间间隔内以所述第二频率值切换所述LLC转换器，并且在所述预定突发接通时间结束时，在一个或更多个固定时间间隔内将所述LLC转换器的切换频率从所述第二频率值增加至第三频率值。
18.一种用于操作包括功率因数校正PFC电路和LLC转换器的电源的方法，该方法包括；当所述电源处于低功率待机模式时使所述LLC转换器以默认频率在预定突发接通时间内突发；和
基于负载状况和至所述LLC转换器的输入电压来调节所述LLC转换器在所述预定突发接通时间期间被切换的频率，
其中，使所述LLC转换器以默认频率在预定突发接通时间内突发包括：
在所述预定突发接通时间开始时，在一个或更多个固定时间间隔内将所述LLC转换器的切换频率从第一频率值减小至第二频率值；
在减小所述切换频率之后，在一个或更多个固定时间间隔内以所述第二频率值切换所述LLC转换器；以及
在所述预定突发接通时间结束时，在一个或更多个固定时间间隔内将所述LLC转换器的切换频率从所述第二频率值增加至第三频率值。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：针对指定的输入电压状况和指定的负载状况而将所述第二频率值限制为所述默认频率。
20.一种于操作包括功率因数校正PFC电路和LLC转换器的电源的方法，该方法包括；
当所述电源处于低功率待机模式时使所述LLC转换器以默认频率在预定突发接通时间内突发；
基于负载状况和至所述LLC转换器的输入电压来调节所述LLC转换器在所述预定突发接通时间期间被切换的频率；和
如果所述PFC电路的输入电压低于所述PFC电路的输出电压，则使所述PFC电路在与处于所述低功率待机模式的所述LLC转换器相同的预定突发接通时间内与所述LLC转换器同步地突发。
21.一种电源，包括：
功率因数校正PFC电路；
LLC转换器；以及
控制器，其能够操作成：
在所述电源处于低功率待机模式时使所述LLC转换器以默认频率在预定突发接通时间内突发，
基于负载状况和至所述LLC转换器的输入电压来调节所述LLC转换器在所述预定突发接通时间期间被切换的频率，
在所述预定突发接通时间开始时，在一个或更多个固定时间间隔内将LLC转换器的切换频率从第一频率值减小至第二频率值，
在减小所述切换频率之后，在一个或更多个固定时间间隔内以所述第二频率值切换所述LLC转换器，以及
在所述预定突发接通时间结束时，在一个或更多个固定时间间隔内将所述LLC转换器的切换频率从所述第二频率值增加至第三频率值。
22.根据权利要求21所述的电源，其中，所述控制器能够操作成针对指定的输入电压状况和指定的负载状况而将所述第二频率值限制为所述默认频率。
23.一种电源，包括：
功率因数校正PFC电路；
LLC转换器；以及
控制器，其能够操作成：在所述电源处于低功率待机模式时使所述LLC转换器以默认频率在预定突发接通时间内突发，并且基于负载状况和至所述LLC转换器的输入电压来调节所述LLC转换器在所述预定突发接通时间期间被切换的频率，
其中，所述控制器能够操作成，如果所述PFC电路的输入电压低于所述PFC电路的输出电压，则使所述PFC电路在与处于所述低功率待机模式的所述LLC转换器相同的预定突发接通时间内与所述LLC转换器同步地突发。
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