CN109792202B - 开关模式电源控制器 - Google Patents

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Abstract

一种开关模式电源控制器在输入电压源、USB C型PD控制器和输出负载的背景下控制包括基于反激的开关模式电源的电路。所述开关模式电源控制器可以被配置成基于测量的磁化电感放电时间来估计输入电压。此外，所述开关模式电源控制器可以被配置成基于所述测量的磁化电感放电时间和所述估计的输入电压来估计输出电压。进一步地，所述开关模式电源控制器可以使用所述估计的电压来限制某些电流并优化功率效率。更进一步地，所述开关模式电源控制器可以采用所述估计和测量的值来估计并指示欠压状态。

Description

开关模式电源控制器
相关申请的交叉参考
本申请是2016年10月11日提交的美国临时专利申请号62/406,589的继续申请，该申请的内容据此以引用的方式并入本文中。
技术领域
本申请总体涉及开关模式电源，并且更具体地，涉及输入/输出电压估计以及对此类开关模式电源的控制。
背景技术
开关模式电源(SMPS)是现代电子装置中重要的功率管理组件。它们提供(除其他之外)在线功率处理效率优化，从而使得能够延长电池寿命并降低功率损耗。降低的功率损耗允许更低的工作温度、更小的冷却解决方案、减少的材料清单和/或减小的SMPS体积。
然而，为了实现可靠且通用的在线功率处理效率优化，可能需要精确的、受约束的、容噪声的且平滑的控制器模式转换。这种控制器的实际实现方式通常使用昂贵的、耗电的和/或专用的混合信号电路和算法来实现。
鉴于本公开，可以理解现有系统的其他困难。
附图说明
现在将参考附图仅通过举例来描述一个或多个示例性实施例，在附图中：
图1示意性地示出在输入电压源的背景下的基于反激的开关模式电源、通用串行总线(USB)C型功率输送(PD)控制器、输出负载和开关模式电源控制器，所述输入电压源可以是交流电(AC)或直流电(DC)；
图2示意性地示出了图1的基于反激的开关模式电源，以及输入电压源、同步整流模块、具有在线功率处理效率优化的多模式控制器和输出负载；
图3示出了示例性曲线的图，所述曲线示出在一个切换周期期间反激磁化电感电流和差分电压的演变，在所述切换周期期间，能量从初级侧传递到次级侧；
图4示出了示例性曲线的图，所述曲线示出在USB C型功率输送操作期间(包括多模式控制器估计输入电压和输出电压的时间段)输出电压和输出负载电流的演变；
图5示出了表示图2的多模式控制器在一个切换循环期间的各种操作模式的状态图；
图6示出了示例性曲线的图，所述曲线示出针对具有多个谷值的中等输出负载的反激磁化电感电流和反激磁化电压vLm的演变；
图7示出了示例性曲线的图，所述曲线示出在欠压或欠电压锁定(UVLO)条件之前输入电压、输出电压和初级侧控制信号电压的演变；
图8示出了检测欠压状态开始的方法中的示例性步骤；
图9示出了在针对输入电压、输出电压和最小反激单元切换装置关断时间的多个组合，具有平均加权功率处理效率的在线操作的情况下，用于生成最小反激单元切换装置关断时间的二维查找表的方法中的示例性步骤；并且
图10示出了多模式控制器从初始启动到正常操作的操作方法中的示例性步骤，包括输入电压估计、输出电压估计、最小反激单元切换装置关断时间选择和最大导通时间选择。
这些图出于说明的目的描绘了示例性实施例，以及变化、替代配置；可以对这些示例性图进行替换组件和修改。
具体实施方式
本申请的各方面涉及开关模式电源以及对通用开关模式电源的控制。其他方面涉及利用已知USB C型功率输送(USB-PD)协议的开关模式电源的类型。另外一些方面涉及利用自主同步整流的高效开关模式电源的类型。
根据本申请的一个方面，提供了一种估计开关模式电源的输入电压的方法。所述方法包括：填充查找表，所述查找表将多个磁化电感放电时间与开关模式电源的多个输入电压相关联；测量磁化电感放电时间；以及在查找表中定位与磁化电感放电时间相关联的输入电压，所述相关联的输入电压提供输入电压的估计值。
根据本申请的一个方面，提供了一种功率效率优化的方法。所述方法包括：生成针对输入电压、输出电压和最小反激单元切换装置关断时间的多个组合的多个理论功率处理效率曲线；确定针对输入电压、输出电压和最小反激单元切换装置关断时间的所述多个组合的多个加权功率处理效率的平均值；针对多个唯一的输入电压和输出电压对中的每个唯一对，选择具有最大平均加权效率的特定反激单元切换装置关断时间；使用与对应的唯一对相关联的每个特定反激单元切换装置关断时间来填充二维查找表；以及在具有给定输入电压和给定输出电压的在线操作期间，利用所述二维查找表获得有用的反激单元切换装置关断时间。
图1示意性地示出电路100，其包括在输入电压源102的背景下的基于反激的开关模式电源104、USB C型PD控制器108、输出负载110和开关模式电源控制器106，所述输入电压源可以是AC或DC。图1的电路100具有初级侧100P和次级侧100S。
开关模式电源控制器106可以实现为具有多模式操作能力，以便在宽范围的输入电压、输出电压和输出负载电流上实现在线效率优化。开关模式电源控制器106可以例如适合于USB-PD兼容的基于反激的开关模式电源，所述开关模式电源可以或可以不利用自主次级侧同步整流。
图1示出了基于反激的开关模式电源104的顶级框图，在在线效率优化的情况下，所述开关模式电源与USB C型PD接口控制器108和开关模式电源控制器106联接。
图2示出了基于反激的开关模式电源104的组件，包括同步整流模块203。同步整流模块203可以由开关模式电源控制器106控制。具体地，同步整流模块203可以由在线功率处理效率优化多模式控制器204控制。基于反激的开关模式电源104包括k个反激单元：第一反激单元201a；第二反激单元201b；以及第k反激单元201k。k个反激单元可以单独地或共同地由参考数字201表示。基于反激的开关模式电源104还包括k个输入电容器：跨第一反激单元201a的输入端的第一输入电容器212a；跨第二反激单元201b的输入端的第二输入电容器212b；以及跨第k反激单元201k的输入端的第k输入电容器212k。
尽管未示出，但是开关模式电源领域的普通技术人员将容易理解，每个反激单元201包括切换装置以及用于反激变压器202的初级侧绕组。示出了与每个反激单元201相关联的不同的初级侧绕组，但是未单独标记。多模式控制器204产生k个控制信号：c1；c2；……以及ck。k个控制信号中的每一个与对应的反激单元切换装置相关联。
反激变压器202具有与同步整流模块203串联布置的次级侧绕组。反激变压器202的次级侧绕组与同步整流模块203的串联组合提供了基于反激的开关模式电源104跨输出电容器214的输出。在反馈补偿器网络210处接收从USB C型PD控制器108输出的多个、即n个参考电压以及基于反激的开关模式电源104的输出。
反馈补偿器网络210生成内部误差信号，其表示基于反激的开关模式电源104的输出端处的输出电压v输出与从USB C型PD控制器108输出的多个参考电压之中的一个参考电压之间的差。反馈补偿器网络210通过内部比例积分(PI)或比例积分微分(PID)补偿器来对所述差进行处理。在隔离器208处，来自反馈补偿器网络210的输出从次级侧100S被镜像到初级侧100P。隔离器208向多模式控制器204提供控制信号电压
Figure BDA0002020126980000041
当反激单元切换装置进行操作(例如，闭合)时，相关联的初级绕组可以表征为磁化电感值Lm。
图3示出了在具有所谓的“第一谷值切换”的所谓的非连续传导模式(DCM)操作期间，反激磁化电感电流iLm的波形以及反激磁化电压vLm的波形。
多模式控制器204可以实现为硬件有效系统，所述系统基于若干参数的知识执行用于估计输入电压v输入的方法。所述参数包括输出电压v输出、磁化电感充电时间t导通以及磁化电感放电时间t放电的测量值。基于反激的开关模式电源104(图1和图2中示出)的这些参数之间的关系由以下等式给出。
i峰值＝mr·t导通＝-mf·t放电 (1a)
Figure BDA0002020126980000051
Figure BDA0002020126980000052
在等式(1a)、(1b)和(2)中，值mr表示在时间段t导通内磁化电感电流iLm的波形的斜率，以安培(A)/秒(s)、即“A/s”表示，在所述时间段期间，磁化电感电流逐渐上升(参见图3)。值mf表示在时间段t放电内磁化电感电流iLm的波形的斜率，以A/s表示，在所述时间段期间，磁化电感电流逐渐下降(参见图3)。等式(2)表示估计输入电压v输入的方式。通过使用等式(2)估计输入电压可以被证明是硬件有效且准确的。由等式(2)表示的输入电压估计可以包括使用一维(“1-D”)查找表以及磁化电感放电时间t放电的测量值。
针对USB-PD兼容性，在启动之后不久并且在未连接负载期间，应当将输出电压调节为5V持续一定的时间段。在图4中，以曲线图形式示出输出电压调节。在图4中，示出了在启动期间并且在输出电压参考改变之前、期间和之后，针对通用USB C型PD兼容开关模式电源的输出电压波形和输出负载电流波形。用虚线框突出显示了估计输入电压v输入的点402以及估计输出电压v输出的两个点404、406。在轻负载操作模式期间，多模式控制器204可以以固定反激单元切换装置导通时间
Figure BDA0002020126980000053
进行操作。也就是说，多模式控制器204可以使用适当的控制信号c来开启反激单元201之一中的切换装置持续固定的时间段
Figure BDA0002020126980000054
图5示出了表示多模式控制器204的各种操作模式的状态图。各种操作模式包括：用于支持DCM的第一操作模式(模式502)；用于谷值切换的第二操作模式(模式508)；以及跳频脉冲操作模式(模式516)。
如图5所示，在启动时，多模式控制器204可以处于第一操作模式(模式502)。在使计数(cnt)递增之后，多模式控制器204的处理器(未示出)可以确定(步骤504)计数是否小于t导通。在确定计数小于t导通时，多模式控制器204保持处于第一操作模式(模式502)。在确定计数大于或等于t导通时，多模式控制器204的处理器将计数重新初始化(步骤506)为零，并且多模式控制器204进入第二操作模式(模式508)。
在使计数递增之后，多模式控制器204的处理器可以确定(步骤510)计数是否小于
Figure BDA0002020126980000061
在确定(步骤510)计数小于
Figure BDA0002020126980000062
时，多模式控制器204保持处于第二操作模式(模式508)。在确定(步骤510)计数大于或等于
Figure BDA0002020126980000063
时，多模式控制器204的处理器确定(步骤512)在反激磁化电压vLm中是否已经达到谷值点。在确定(步骤512)尚未达到谷值点时，多模式控制器204保持处于第二操作模式(模式508)。
在确定(步骤512)是否已经达到谷值点时，多模式控制器204将计数重新初始化(步骤514)为零并且确定(步骤518)t导通是否小于
Figure BDA0002020126980000064
在确定(步骤518)t导通小于
Figure BDA0002020126980000065
时，多模式控制器204进入第三操作模式(模式516)。在确定(步骤518)t导通大于或等于
Figure BDA0002020126980000066
时，多模式控制器204重新进入第一操作模式(模式502)。
通常，v输出和t导通是已知的，并且放电时间t放电是可以确定的。具体地，放电时间t放电可以通过使用图2所示的零电压检测器206的测量值来确定。可以基于多个约束来预先确定最小t导通，所述约束包括：最小化极限循环振荡的t导通的分辨率，所述分辨率在t导通最小时最差；最小化的同步控制器关断时间，其与最小t导通有关；以及超轻负载时的功率处理效率。
由等式(2)表示的确定可以包括：通过测量启动与启动之后的轻负载操作的第一实例之间的时间来跟踪参数t导通，例如检测固定的最小t导通；通过测量轻负载操作的第一实例与反激磁化电感电流iLm下降到零的点之间的时间来测量t放电。可以使用零电压检测器206或类似装置来检测所述点；并且使用等式(2)以及在启动之后不久的输出电压被严格地调节为5V左右(如USB-PD所规定)的知识以及反激单元201的数量是固定的知识来确定输入电压。可以使用硬件有效的一维查找表来实现这种方法的确定步骤，所述一维查找表可以由函数“F1”表示。
图6示出了在第二操作模式(模式508)期间的反激磁化电感电流iLm的波形和反激磁化电压vLm的波形。指定为1st的第一谷值点(模式512)发生在多模式控制器204确定(步骤510)计数是否大于或等于
Figure BDA0002020126980000067
之前。回想一下，多模式控制器204的处理器确定(步骤512，图5)在反激磁化电压vLm中是否已经达到谷值点(1st)。这样，多模式控制器204保持处于第二操作模式(模式508)，直到多模式控制器204确定(步骤512，图5)在反激磁化电压vLm中是否已经达到另一个谷值点(2nd)。
图7示出了在欠压状态之前和之后的输入电压v输入的曲线图、控制信号电压
Figure BDA0002020126980000071
的曲线图以及输出电压v输出的曲线图，所述欠压状态也可以称为欠电压锁定(UVLO)条件。在观察图7时，可以看出输入电压v输入的减小与控制信号电压
Figure BDA0002020126980000072
的增加相关联。在本申请的各方面中，可以扩展先前讨论的基于等式(2)对输入电压的估计，以涵盖检测输入电压欠压状态。在欠压/UVLO之前和期间的输入电压的示例性曲线图、输出电压的示例性曲线图和控制信号电压的示例性曲线图(其中的每一个都在图7中示出)中，可以注意到，在欠压/UVLO之前，控制信号电压
Figure BDA0002020126980000075
逐渐增加并且输出电压相对恒定。输出电压相对恒定的一个结果是相对恒定的磁化电感放电时间t放电。
最终，控制信号电压
Figure BDA0002020126980000073
在欠压状态开始时停止增加并且下降到零。在实验上，可以求得这种下降发生在输入电压的哪个值处。
考虑到图7的曲线图，本文中提出考虑检测欠压状态开始的方法。所述方法可以由多模式控制器204执行，并且可以包括确定在控制信号电压逐渐增加的同时输入电压逐渐减小。可替代地，所述方法可以包括多模式控制器204确定输入电压逐渐减小，尽管磁化电感放电时间t放电几乎保持恒定。
确定输入电压逐渐减小例如可以包括使用估计或测量的输出电压值v输出、反激单元201的数量(例如k)以及通过使用等式(2)得到的t放电与t导通之间的比率来重复地获得输入电压的估计，所述等式重述如下：
Figure BDA0002020126980000074
估计输出电压v输出的硬件有效方法采用使用等式(2)确定的输入电压估计值v输入的估计值、反激单元201的数量(例如k)、固定的磁化电感充电时间t导通以及测量的放电时间t放电。
估计输入电压可以包括使用关于以下情况的信息：在输出电压改变期间，当操作模式是跳频脉冲操作模式(参见图5的模式516)时，输出负载电流较低，如图4所示。
这样，使用以下等式(3)求得的离散输出电压估计值可以使用硬件有效的二维(“2-D”)查找表来实现，所述查找表可以由函数“F4”表示。可以证明等式(3)对于输出电压v输出估计是硬件有效的且准确的。等式(3)可以包括使用一个2-D查找表、磁化电感放电时间t放电的测量值以及输入电压v输入的估计。
Figure BDA0002020126980000081
检测欠压状态开始的方法可以采用例如通过等式(3)获得的输出电压v输出的估计值、检测的磁化电感放电时间t放电以及反激单元切换装置导通时间t导通的测量值。
检测欠压状态开始的方法中的示例性步骤在图8中示出。在确定(步骤802)基于反激的开关模式电源104正在输入电压v输入逐渐减小并且控制信号电压
Figure BDA0002020126980000083
逐渐增加、同时放电时间t放电相对恒定的时间段内操作时，多模式控制器204可以使用等式(2)的参数来估计(步骤804)输入电压v输入。在估计(步骤804)输入电压的每次迭代之后，多模式控制器204可以确定(步骤806)估计的输入电压是否大于预定义电压值，所述预定义电压值例如在实验上已经被确定为表示欠压状态开始时的输入电压。响应于确定(步骤806)估计的输入电压大于预定义电压值，多模式控制器204可以将UVLO/欠压信号驱动为高电平(步骤808)。响应于确定(步骤806)估计的输入电压小于预定义电压值，多模式控制器204可以再次估计(步骤804)输入电压。
由于输出电压估计发生在低负载操作期间，因此由AC 100-120Hz纹波引起的输入电压变化的影响被最小化。值得注意的是，输出电压估计值的精度可能受到反馈补偿器网络210的调节精度的限制。
为了最大化平均功率处理效率，可以认为选择最小反激单元切换装置关断时间
Figure BDA0002020126980000082
是有用的。图9示出了离线生成和在线采用查找表的方法中的示例性步骤，所述查找表将最小反激单元切换装置关断时间与输入电压和输出电压对相关联。
作为初始步骤(步骤902)，执行特定计算机程序的处理器生成多个理论功率处理效率曲线。所述多个曲线包括单独的曲线，其中每个单独的曲线可以由函数“η”表示并且可以针对多个组合之中的一个组合生成。每个组合包括输入电压、输出电压和最小反激单元切换装置关断时间
Figure BDA0002020126980000091
如开关模式电源领域的技术人员应当清楚的，反激单元切换装置关断时间通常受到约束。例如，最小反激单元切换装置关断时间可能受最大切换损耗的约束。例如，最大反激单元切换装置关断时间可能受峰值磁化电感电流i峰值的约束(参见图3)。理论功率处理效率曲线的生成可以部分地基于多模式控制器204的操作以与图5所示的状态图一致的方式发生的假设。
然后，所述处理器可以针对多个组合中的每个组合确定(步骤904)平均加权功率处理效率η平均。例如，处理器可以确定在20％负载水平、50％负载水平和100％负载水平下的功率处理效率值。然后可以对这三个功率处理效率值进行加权。为了求得平均值，可以将三个加权值相加，然后除以三。
然后，针对唯一的v输入和v输出对，处理器可以考虑哪个最小反激单元切换装置备关断时间
Figure BDA0002020126980000092
与最高平均加权效率η平均相关联。然后，处理器可以选择(步骤906)与最高平均加权效率相关联的最小关断时间
Figure BDA0002020126980000093
然后，处理器可以将针对所述唯一对所选择的
Figure BDA0002020126980000094
插入(步骤908)到查找表中，所述查找表与所述唯一对中的v输入和v输出相关联。查找表可以表示为函数“F2”，如以下等式(4)所示：
Figure BDA0002020126980000095
当在多模式控制器204的操作中有用时，多模式控制器204的处理器可以通过读取与给定的v输入和v输出组合相关联的
Figure BDA0002020126980000096
来确定
Figure BDA0002020126980000097
可以确定最大反激单元切换装置导通时间
Figure BDA0002020126980000098
使得峰值磁化电感电流
Figure BDA0002020126980000099
保持低于反激变压器202的饱和电流。根据以下等式(5)，最大反激单元切换装置导通时间可以基于估计的输入电压v输入：
Figure BDA00020201269800000910
等式(5)可以通过使用由函数“F3”表示的查找表简化。
图10示出了顶级流程图，其示出估计输入电压v输入、输出电压v输出、最大导通时间
Figure BDA00020201269800000911
和最小关断时间
Figure BDA00020201269800000912
的方法中的示例性步骤。
首先，假设v输出是5V并且v输入最大化。可以基于这种假设预先选择最大导通时间
Figure BDA00020201269800000913
和最小关断时间
Figure BDA00020201269800000914
的初始值。
多模式控制器204的处理器确定(步骤1002)输出电压v输出是否小于参考电压v参考。在确定(步骤1002)输出电压v输出小于参考电压v参考时，处理器使反激单元切换装置导通时间t导通递增(步骤1012)。处理器重复确定(步骤1002)和递增(步骤1012)直到处理器确定(步骤1002)输出电压v输出大于参考电压v参考，处理器估计(步骤1004)v输入、
Figure BDA0002020126980000101
和
Figure BDA0002020126980000102
处理器可以使用(步骤1004)等式(1)来基于t放电估计v输入。
处理器可以使用(步骤1004)等式(4)来基于估计的v输入估计
Figure BDA0002020126980000103
在所述等式中，v输出被设定为5V。
处理器可以使用(步骤1004)等式(5)来基于估计的v输入估计
Figure BDA0002020126980000104
然后，处理器可以实现(步骤1006)切换循环。
然后，处理器可以确定(步骤1008)是否启用跳频脉冲操作模式(模式516)。确定(步骤1008)是否启用跳频脉冲操作模式(模式516)可以例如包括确定反激单元切换装置导通时间t导通已经达到已经与跳频脉冲操作模式(模式516)相关联的反激单元切换装置导通时间
Figure BDA0002020126980000105
在确定启用了跳频脉冲操作模式(模式516)时，处理器例如通过使用等式(3)估计(步骤1010)新的输出电压并且例如通过使用公式(4)来使用所述新的输出电压求得新的
Figure BDA0002020126980000106
然后，处理器返回以实现(步骤1006)另一个切换循环。类似地，在确定未启用跳频脉冲操作模式(模式516)时，处理器返回以实现(步骤1006)另一个切换循环。
在第一方面，提供了硬件有效且精确的输入电压估计方法，所述方法仅需要一个1-D查找表和磁化电感放电时间的测量值。参见等式(2)。
在第二方面，提供了硬件有效且精确的输出电压估计方法，所述方法仅需要一个2-D查找表、磁化电感放电时间的测量值和输入电压的估计(通过第一方面实现)。参见等式(3)。
在另一方面，提供了一种用于通过对以下各项执行最大导通时间折衷来实现在线电流限制的方法：1)输入电压估计(通过第一方面实现)；2)从1-D查找表中查找输入电压相关联的最大导通时间(参见等式(5))；以及3)比较，并且在适用时，限制所发布的在查找表读取最大导通时间值以下的初级侧开关导通时间。
在另一方面，提供了一种用于通过选择最小初级侧关断时间/次级侧导通时间来优化在线功率效率的方法，所述方法包括：1)针对图3所描述的控制器操作，使用计算机程序和开关模式电源模型，生成针对输入电压、输出电压和最小初级侧关断时间/次级侧导通时间的所有组合的功率处理效率曲线。2)计算所有组合的平均加权效率(在20％、50％、100％的最大输出负载功率下)。3)选择最高平均加权效率下的关断时间。4)使用针对特定输入电压和输出电压组合的关断时间来填充2D查找表。5)在在线操作期间，根据输入电压和输出电压组合以及图5的流程图，利用适当的查找表关断时间条目。
在另一方面，提供了一种用于通过输出电压估计(通过第二方面实现)、磁化电感放电时间测量值和初级侧开关导通时间知识来进行稳健的欠压/UVLO估计的方法。所述方法包括：1)检测输入电压逐渐减小的时间段，即初级侧开关导通时间逐渐增加/饱和并且放电时间相对恒定的时间；2)使用先前列出的测量/估计的参数和第一方面来估计输入电压；以及3)当输入电压估计值低于预定义电压值时，将UVLO/欠压信号驱动为高电平。
由于使用了查找表，示例性实施例可以被理解为提供硬件效率。可以相对于以下各项中的至少一些或全部来考虑硬件效率：1)1D和2D查找表可以在ASIC或FPGA上紧凑地实现的事实(硅面积和/或查找表存储空间可忽略不计)；2)查找表具有固有的低功耗，因为查找表消除了已知为耗电的乘法、加法等，并且查找表具有低传播时间，因为查找表可以以非常快速的操作频率运行；3)通过所提出的在启动期间和电压改变之后利用已知的负载和输出电压值来最小化查找表大小，参见第一操作模式502(图5)；和/或4)零电压检测器206(图2)可以使用简单且具有成本效益的混合信号(集成或离散)电路来实现，所述电路诸如比较器、电阻分压器和二极管。
在一些示例性实施例中，本文中对表的引用可以包括合适的逻辑构造，诸如绘图、映射、单参数或多参数计算机变量、或基于输入变量的任何离散值查找方法。
在示例性实施例中，视情况而定，每个示出的块或模块可以表示软件、硬件或硬件和软件的组合。进一步地，一些块或模块可以在其他示例性实施例中组合，并且在其他示例性实施例中可以存在更多或更少的块或模块。此外，在其他实施例中，一些块或模块可以分成多个子块或子模块。
虽然根据方法描述了本发明的一些实施例，但是本领域的普通技术人员将理解，本发明的实施例还涉及各种设备，诸如包括用于执行所描述方法的至少一些方面和特征的组件的服务器设备，无论其是通过硬件组件、软件或两者的任何组合的方式，还是以任何其他方式实现。此外，与所述设备一起使用的制品(诸如预先记录的存储装置或其上记录有程序指令的其他类似的非暂时性计算机可读介质)或者携带计算机可读程序指令的计算机数据信号可以指示促进实践所描述方法的设备。应当理解，此类设备、制品和计算机数据信号也在本发明的示例性实施例的范围内。
虽然上文的一些实例已经被描述为以特定的顺序发生，但是本领域的技术人员将理解，一些步骤或过程可以以不同的顺序执行，只要任何给定步骤的改变顺序的结果不会阻止或损害后续步骤的发生。此外，在其他实施例中可以将上述一些步骤去除或组合，并且在其他实施例中可以将上述一些步骤分成多个子步骤。更进一步地，可以根据需要重复对话中的一些或所有步骤。描述为方法或步骤的元素类似地适用于系统或子组件，并且反之亦然。
在示例性实施例中，如果适用，开关模式电源控制器106可以例如实现为以下系统中的一个或多个或由其执行：可编程逻辑控制器(PLC)；专用集成电路(ASIC)；现场可编程门阵列(FPGA)；硬件；和/或软件。开关模式电源控制器106可以包括处理器(未示出)，所述处理器被配置成执行存储在诸如存储器(未示出)的计算机可读介质中的指令。
如本文所使用的，术语“计算机可读介质”包括可以存储指令、程序步骤等以供计算机或其他计算装置使用或执行的任何介质。如本文所使用的，术语“计算机可读介质”包括但不限于：磁性介质，诸如软磁盘；磁盘驱动器；磁鼓；磁光盘；磁带；磁芯存储器等；电子存储装置，诸如任何类型的随机存取存储器(RAM)，包括静态RAM、动态RAM、同步动态RAM(SDRAM)，只读存储器(ROM)，任何类型的可编程只读存储器，包括PROM、EPROM、EEPROM、FLASH、EAROM，所谓的“固态磁盘”，任何类型的其他电子存储装置，包括电荷耦合装置(CCD)或磁泡存储器，任何类型的便携式电子数据携带卡，包括COMPACT FLASH、SECURE DIGITAL(SD-CARD)、MEMORY STICK等；以及光学介质，诸如光盘(CD)、数字多功能光盘(DVD)或BLU-RAY光盘。
可以对一些示例性实施例进行变化，所述变化可以包括任何上述内容的组合和子组合。以上呈现的各种实施例仅仅是实例，并且绝不意图限制本公开的范围。本文描述的示例性实施例的变化对于本领域的普通技术人员来说将是显而易见的，此类变化在本公开的预期范围之内。具体地，可以选择来自一个或多个上述实施例的特征以创建包括上文可能未明确描述的特征的子组合的替代实施例。另外，可以选择来自一个或多个上述实施例的特征并将其组合，以创建包括上文可能未明确描述的特征组合的替代实施例。在整体阅读了本公开后，本领域的技术人员将容易明白适合于此类组合和子组合的特征。本文描述的主题旨在涵盖并包含所有适当的技术改变。
可以对所描述的实施例进行某些改编和修改。因此，上述实施例被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (5)

1.一种估计开关模式电源的输入电压的方法，所述方法包括：
填充查找表，所述查找表将多个磁化电感放电时间与所述开关模式电源的多个输入电压相关联；
测量磁化电感放电时间；以及
在所述查找表中定位与所述磁化电感放电时间相关联的输入电压，所述相关联的输入电压提供所述输入电压的估计值。
2.一种估计开关模式电源的输出电压的方法，所述方法包括：
填充查找表，所述查找表将多个对与所述开关模式电源的多个输出电压相关联，所述多个对之中的每个对包括磁化电感放电时间和输入电压；
根据权利要求1所述的方法，获得所述磁化电感放电时间；
根据权利要求1所述的方法，获得所述开关模式电源的输入电压的估计值；以及
在所述查找表中定位与特定对相关联的输出电压，所述对包括：
所述磁化电感放电时间；以及
所述输入电压的所述估计值。
3.一种通过控制反激单元切换装置导通时间值来实现电流限制的方法，所述方法包括：
填充查找表，所述查找表将多个输入电压与所述开关模式电源的多个最大导通时间值相关联；
根据权利要求1所述的方法，确定所述开关模式电源的输入电压的估计值；
在所述查找表中定位与所述输入电压的所述估计值相关联的最大反激单元切换装置导通时间值；
将所述最大反激单元切换装置导通时间值与给定的反激单元切换装置导通时间进行比较；以及
响应于确定所述最大反激单元切换装置导通时间值大于或等于所述给定的反激单元切换装置导通时间值，将所述给定的反激单元切换装置导通时间值分配给所述最大反激单元切换装置导通时间值。
4.一种用于欠压估计的方法，所述方法包括：
重复地确定反激单元切换装置导通时间；
根据权利要求1所述的方法，重复地获得所述磁化电感放电时间；
根据权利要求1所述的方法，重复地获得所述开关模式电源的输入电压的估计值；
检测反激单元切换装置导通时间逐渐增加并且所述磁化电感放电时间恒定的时间段；
响应于所述检测，将所述输入电压的所述估计值与阈值电压值进行比较；以及
响应于确定所述输入电压的所述估计值低于所述阈值电压值，将欠压信号驱动为高电平。
5.一种用于控制开关模式电源的设备，所述设备包括：
零电压检测器；
处理器，所述处理器被配置成执行以下操作：
填充查找表，所述查找表将多个磁化电感放电时间与所述开关模式电源的多个输入电压相关联；
基于从所述零电压检测器接收的输入，测量磁化电感放电时间；以及
在所述查找表中定位与所述磁化电感放电时间相关联的输入电压，所述相关联的输入电压提供对所述开关模式电源的电压输入的估计值。
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