CN111327188A

CN111327188A - 闭环折返控制装置

Info

Publication number: CN111327188A
Application number: CN201911282160.9A
Authority: CN
Inventors: T·帕斯通; S·桑德拉加
Original assignee: Power Integrations Inc
Current assignee: Power Integrations Inc
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2020-06-23
Also published as: US10491126B1; US20200195152A1; US10951121B2; US10763753B2; US20200358361A1

Abstract

一种用于在功率转换器中使用的控制器，包括被耦合以响应于调节参考和输出感测信号来生成调节信号的比较器。所述输出感测信号表示所述功率转换器的输出。驱动信号发生器被耦合到所述比较器以响应于所述调节信号来生成驱动信号，以控制所述功率转换器的功率开关的开关。所述驱动信号发生器被进一步耦合以生成表示所述功率开关的运行状态的运行感测信号。折返控制装置被耦合到所述比较器和所述驱动信号发生器，以响应于所述调节信号和所述运行感测信号来生成所述调节参考。

Description

闭环折返控制装置

技术领域

本发明总体上涉及功率转换器，并且更具体地涉及由控制器控制的开关模式功率转换器。

背景技术

许多电子设备(诸如蜂窝电话、膝上型计算机等)由从电源获得的直流(dc)电力供电。常规的壁式插座通常递送高压交流(ac)电力，该高压交流电力被转换为经调节的dc电力，以便用作消费电子设备的电源源。在一些应用中，功率转换系统可以级联一个或多个功率转换器级，所述功率转换器级包括功率因数校正(PFC)级。开关模式功率转换器由于其效率高、体积小并且重量轻而被普遍用来将高压ac电力转换为经调节的dc电力。

开关模式功率转换器还包括控制器。输出调节可以通过在闭环中感测和控制输出来实现。该控制器可以接收表示输出的信号，并且该控制器响应于该信号来改变一个或多个参数，以将输出调节到期望的量。可以利用各种控制模式，诸如脉冲宽度调制(PWM)控制、脉冲频率调制(PFM)控制或ON/OFF控制。在一个实施例中，开关模式功率转换器被用来提供经调节的电力到发光二极管(LED)设备。

附图说明

参考以下附图描述本发明的非限制性和非穷举性实施方案，其中除非另有说明，否则相同的附图标记在所有各个视图中指代相同的部分。

图1A是例示了根据本发明的实施方案的具有折返控制装置(foldback control)的示例两级功率转换系统的示意图。

图1B是例示了根据本发明的实施方案的利用具有折返控制装置的次级控制器的示例隔离式功率转换器的示意图。

图2A是例示了根据本发明的实施方案的利用具有折返控制装置的次级控制器的示例功率转换器的示意图。

图2B是例示了根据本发明的实施方案的图2A的次级控制器的请求控制装置和驱动信号发生器的实施例的示意图。

图2C是例示了根据本发明的实施方案的用于图2B的驱动信号发生器的状态机的示例状态图的示图。

图3A是例示了根据本发明的实施方案的图2A的折返控制装置的示例折返感测器的示意图。

图3B是例示了根据本发明的实施方案的感测折返状况的一个实施例的时序图。

图3C是例示了根据本发明的实施方案的感测折返状况的另一实施例的时序图。

图4A是例示了根据本发明的实施方案的图2A的折返控制装置的示例参考发生器的示意图。

图4B是例示了根据本发明的实施方案的图4A的参考发生器的减少参考的时序图。

图4C是例示了根据本发明的实施方案的图4A的参考发生器的增加参考的时序图。

图5是例示了根据本发明的实施方案的图2A-图4C的感测折返和改变调节参考的步骤的流程图。

在附图的所有若干视图中，对应的附图标记指示对应的部件。技术人员将理解，附图中的元件是为了简化和清楚而例示的，并且不一定按比例绘制。例如，附图中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大，以帮助改善对本发明的各实施方案的理解。此外，通常未描绘在商业上可行的实施方案中有用或必需的常见但众所周知的元件，以便于较不妨碍对本发明的这些各实施方案的查看。

具体实施方式

在以下描述中，阐述了许多具体细节，以提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员将明显的是，不需要采用具体细节来实践本发明。在其他情况下，未详细描述众所周知的材料或方法，以避免模糊本发明。

贯穿本说明书提及“一个实施方案(one embodiment)”、“一实施方案(anembodiment)”、“一个实施例(one example)”或“一实施例(an example)”意味着，结合该实施方案或实施例描述的具体特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在一个实施方案中”、“在一实施方案中”、“一个实施例”或“一实施例”不一定全指代相同的实施方案或实施例。此外，具体特征、结构或特性可以在一个或多个实施方案或实施例中以任何合适的组合和/或子组合进行组合。具体特征、结构或特性可以被包括在集成电路、电子电路、组合逻辑电路或提供所描述的功能的其他合适的部件中。另外，应理解，随此提供的附图用于向本领域普通技术人员进行解释的目的，并且附图不一定按比例绘制。

功率转换系统可以使用一个或多个功率转换器来提供经调节的输出。每个功率转换器可以被称为功率转换器系统的“级”。例如，两级功率转换器系统可以被用来提供输出调节和功率因数校正。监管机构为可以从ac电插座汲取的电流的具体特性设定了标准。一个标准对电子设备应包括的功率因数校正(PFC)进行了限制。功率因数是一个循环内的平均功率与均方根(rms)电压和rms电流的乘积之比。功率因数具有在零和一之间的值，其中单位功率因数作为理想情况。通常，输入电流波形的形状越接近功率转换系统的输入电压波形的形状，功率因数就越大。用于PFC的两级功率转换器系统的第一级通常是PFC电路，该PFC电路试图对输入电流波形进行整形以获得单位功率因数。通常，电压升高(step-up)功率转换器，诸如升压(boost)转换器，可以被用作PFC电路。第二级通常是开关模式功率转换器，其提供经调节的输出。

PFC电路(第一级)和开关模式功率转换器(第二级)二者各自具有控制器，该控制器通过控制一个或多个功率开关来控制每级的从输入到输出的能量传递。通常，用于第一级的控制器不与用于第二级的控制器通信。这样，第一级可以感测并且响应于故障状况，但是故障状况不被传达到第二级。例如，第一级可以感测故障状况，诸如过压/欠压(brownin/brown out)、输入欠电压或热过载。响应于感测到的故障状况，第一级可以减小其输出，这也称为折返。折返可以被用来保护第一级中的部件。第一级的输出是第二级的输入。由于两个级之间没有通信，因此第二级不知道故障已经被检测到，并且不折返其输出。代替地，第二级观察到其输入中的减少，并且更加努力地运行以维持对其输出的调节。这可能给第二级带来额外的压力，并且缩短其使用寿命或损坏其部件。

类似的问题可以发生在隔离式功率转换器上，隔离式功率转换器具有在该功率转换器的初级侧(输入)上的初级功率开关以及在该功率转换器的次级侧(输出)上的次级开关(诸如同步整流器或直通开关(pass switch))。具有初级功率开关和次级开关二者，隔离式功率转换器还包括以初级侧为参考的初级控制器和以次级侧为参考的次级控制器。两个控制器可能不通信，或者通信可能是单向的(例如，从次级控制器到初级控制器)。这样，由初级控制器感测到的故障状况不被直接传达到次级控制器。初级控制器可以检测故障状况，诸如过压/欠压、输入欠电压或热过载，并且停止开关初级功率开关。然而，在没有关于感测到的故障状况的信息的情况下，次级控制器继续调节功率转换器的输出并且不折返。

如将要讨论的，根据本发明的教导的实施方案包括具有折返控制装置的第二级控制器或次级控制器。折返控制装置间接地确定第一级控制器或初级控制器是否已经进入折返或故障状况，并且改变调节参考以减小功率转换器的输出。将调节参考与功率转换器的感测到的输出进行比较，并且该调节参考是调节功率转换器的输出的目标值。该调节参考与感测到的输出之间的比较结果被称为调节信号。该调节信号可以由第一级控制器/初级控制器和/或第二级控制器/次级控制器使用，以控制它们各自的开关来调节提供到功率转换器的负载的输出。折返控制装置经由调节信号采用对调节参考的闭环控制，以减小在折返或故障状况下功率转换器的输出。

折返控制装置包括折返感测器和参考发生器。该折返感测器间接地感测第一级控制器或初级控制器是否已经进入折返或故障状况。该折返感测器可以通过监测第二或次级开关的运行或通过监测调节信号来间接地感测折返或故障。该折返感测器接收调节信号，并且如果该调节信号指示感测到的输出小于该调节参考长达阈值持续时间，则确定存在第一级/初级折返或故障状况。该折返感测器还接收表示第二功率转换器的第二功率开关或隔离式转换器的次级开关的运行状态的运行感测信号。例如，运行状态可以指第二功率开关/次级开关的导通时间、断开时间、占空比、频率或每单位时间的脉冲中的一个或多个。如果由运行感测信号指示的第二功率开关/次级开关的运行状态高于正常状况所预期的，则折返感测器可以间接地感测折返或故障。

一旦折返感测到存在第一级/初级折返或故障，则折返感测信号输出使能信号以使能所述参考发生器。该参考发生器经由调节信号在闭环中改变并且输出调节参考。一旦被使能，参考发生器就响应于调节信号来改变调节参考。在一个实施例中，参考发生器减小调节参考，直到调节信号的形状与非折返状况下调节信号的形状基本类似。然而，调节参考已经减少，并且这样功率转换器的输出已经减少。

为了例示，图1A示出了根据本发明的教导的具有第一功率转换器104和第二功率转换器107的功率转换系统100的一个实施例。第一功率转换器104由第一控制器112控制，而第二功率转换器107由第二控制器121控制。根据本公开内容的一实施方案，第二控制器121包括折返控制装置124。如所描绘的实施例中所示出的，在第一控制器112和第二控制器121之间不存在直接通信。第一控制器112和第二控制器121二者可以是隔离式或非隔离式开关模式功率转换器，诸如升压或降压转换器、反激转换器、正激转换器、谐振转换器等。

在一个实施例中，功率转换系统100从一个未经调节的输入电压V_IN 102向负载111提供输出功率，在一个实施例中，该未经调节的输入电压V_IN 102是经整流的ac线电压或经整流和经滤波的ac线电压。第一功率转换器104被耦合以接收输入电压V_IN 102并且提供经调节的第一电压V₁ 105。第一功率转换器104包括第一功率开关S1 106，该第一功率开关S1106由第一控制器112控制。第一控制器112包括驱动信号发生器117，该驱动信号发生器117调节第一功率转换器104的输出的第一电压V₁ 105。尽管未示出，但是驱动信号发生器117被耦合以接收表示第一电压V₁ 105的感测信号并且生成第一驱动信号DR1 113以控制第一功率开关S1 106的开关。在一个实施例中，第一驱动信号DR1 113是具有变化持续时间的逻辑高部段和逻辑低部段的矩形脉冲波形。在一个实施例中，第一驱动信号DR1 113中的逻辑高值使第一功率开关S1 106接通，而逻辑低值使第一功率开关S1 106关断。逻辑高部段的持续时间可以被称为第一驱动信号DR1 113的导通时间，而逻辑低部段的持续时间可以被称为第一驱动信号DR1 113的断开时间。此外，导通时间和断开时间之和可以被称为开关周期，该开关周期是开关频率的倒数。

第一控制器112还包括折返电路116，该折返电路116感测折返或故障状况。如所示出的，折返电路116被耦合以接收表示输入电压V_IN 102的输入电压感测信号VIN_SENSE 115和表示第一功率转换器104的一个或多个部件的温度的温度信号114。例如，温度信号114可以表示第一功率开关S1 106、任一功率转换器的能量传递元件、次级整流器或围绕任一或两个功率转换器的金属机架(chassis)的温度。响应于输入电压感测信号VIN_SENSE 115或温度信号114，折返电路116将折返信号FC1 118输出到驱动信号发生器117以折返或减小第一电压V₁ 105。如果感测到的温度太高或输入电压V_IN 102太低，则折返电路116将折返信号FC1 118输出到驱动信号发生器117，以减小第一电压V₁ 105。例如，在85Vac以下的输入电压可以触发折返电路116以减小第一功率转换器104的输出。触发折返电路16的热阈值是用户可选择的。热阈值的选项可以包括100℃(摄氏度)、110℃、120℃或130℃。

第二功率转换器107被耦合以从第一功率转换器104接收第一电压V₁ 105，并且向负载111提供经调节的输出。第二功率转换器107包括第二功率开关S2 110，该第二功率开关S2 110由第二控制器121控制以调节第二功率转换器107的输出。通常，第二功率转换器107的输出是输出电压V_O 108、输出电流I_O 109或二者的组合。输出感测电路119被耦合以感测第二功率转换器107的输出以提供输出感测信号OS 120，该输出感测信号OS 120有时也被称为反馈信号。输出感测信号OS 120可以表示输出电压V_O 108、输出电流I_O 109或二者的组合。

如所描绘的实施例中所示出的，第二控制器121被示出为包括具有比较器122的调节信号生成电路系统、驱动信号发生器123和折返控制装置124。第二控制器121被耦合以在比较器122处接收输出感测信号OS 120。比较器122被进一步耦合以接收调节参考131。如所示出的，在比较器122的反相输入处接收调节参考131，而在比较器122的非反相输入处接收输出感测信号OS 120。比较器122的输出是调节信号REG 127，并且表示输出感测信号OS120的值在调节参考131以上或以下。驱动信号发生器123响应于调节信号REG 127生成第二驱动信号DR2 128。第二驱动信号DR2 128控制第二功率开关S2 110的接通和关断。在一个实施例中，第二驱动信号DR2 128是具有逻辑高部段和逻辑低部段的变化持续时间的矩形脉冲波形。逻辑高可以对应于接通的开关，而逻辑低可以对应于关断的开关。逻辑高部段的持续时间可以被称为第二功率开关S2 110的导通时间，而逻辑低部段的持续时间可以被称为第二功率开关S2 110的断开时间。此外，导通时间与断开时间之和可以被称为开关周期，该开关周期是开关频率的倒数。

为了调节提供到负载111的输出，第二控制器121可以经由驱动信号DR2 128来改变第二功率开关S2 110的一个或多个开关参数。第二功率开关S2 110的示例参数可以包括导通时间、断开时间和开关频率/开关周期。控制器121可以为开关参数选择的各种值可以被称为运行状态。在一个实施例中，第二控制器121可以控制第二功率开关S2 110的导通时间，并且该导通时间的各种值可以是运行状态。在另一实施例中，第二控制器121可以控制开关频率和导通时间，并且开关频率和导通时间的各种值可以是运行状态。

折返控制装置124被耦合以根据表示第二功率开关S2 110的运行状态的运行感测信号OPS 129和/或调节信号REG 127，来感测第一功率转换器104和第一控制器112是否在折返或故障状况下运行。一旦感测到，折返控制装置124就改变调节参考REF 131以减小第二功率转换器107的输出。如将进一步讨论的，响应于调节信号REG 127所述调节参考REF131被改变，以用于对间接感测的折返状况的闭环响应。

折返控制装置124包括折返感测器125和参考发生器126。该折返感测器可以通过监测第二驱动信号DR2 128和调节信号REG 127的运行状态来间接地感测折返或故障。折返感测器125被耦合以接收调节信号REG 127，并且如果输出感测信号OS 120小于调节参考REF 131长达阈值持续时间，则确定存在折返或故障状况。输出感测信号OS 120小于调节参考REF 131长达阈值持续时间可以指示第二功率转换器107由于减小的输入V₁ 105而可能无法调节其输出。如上文所提及的，输入V₁ 105的减小的值可以是第一功率转换器104和第一控制器112对折返或故障状况的响应。折返感测器125还被耦合以接收运行感测信号OPS129，并且如果第二功率开关S2 110被控制在一个或多个运行状态长达阈值持续时间，指示第二功率转换器107可能过度补偿第一电压V₁ 105的减小的值，则确定存在折返或故障状况。

一旦折返或故障状况已经被感测到，折返感测器125就向参考发生器126输出使能信号EN 130，以使能所述参考发生器126改变调节参考131。当折返感测器125未使能所述参考发生器126时，参考发生器126输出调节参考131的如下一个值，该调节参考131的值将第二功率转换器107的输出调节到其在正常运行状况或其他非折返运行状况下的初始值。一旦被使能，参考发生器126就以闭环方式响应于调节信号REG 127来改变调节参考REF 131。在正常运行状况下，调节信号REG 127存在一般预期形状。一旦功率转换系统100在折返或故障状况下，调节信号REG 127的形状就变化。参考发生器126响应于调节信号REG 127的形状来改变所述调节参考REF 131。此外，改变所述调节参考REF 131直到调节信号REG 127的形状类似于在正常运行状况下调节信号REG 127的形状。在一个实施例中，减小调节参考REF 131直到调节信号的形状大体类似于在正常运行状况下调节信号的形状。减小的调节参考REF 131还减小第二功率转换器107的输出，并且折返被应用于整个功率转换系统100。

图1B例示了根据本发明的教导的利用具有折返控制装置的次级控制器121的功率转换系统101的一实施例。图1B中所示出的功率转换系统101与图1A中所示出的功率转换系统100具有许多相同的元件，并且应理解，类似地命名和编号的元件如上文所描述的那样耦合和起作用。然而，至少一个区别是图1B中所示出的示例功率转换系统101是具有隔离的单级功率转换器104。隔离式功率转换器104具有彼此电流隔离的初级(例如，输入)侧132和次级(例如，输出)侧133。如所示出的，功率转换器104的初级侧132上的电路系统以输入返回134为参考，而次级侧133上的电路系统以输出返回135为参考。能量传递元件T1 137传递能量并且在初级侧132和次级侧133之间提供电流隔离。初级控制器112以输入返回134为参考，并且控制在功率转换器104的初级侧132上的初级功率开关S1 106。次级控制器121以输出返回135为参考，并且控制在功率转换器104的次级侧133上的次级开关S3 136。

功率转换器104从一个未经调节的输入电压V_IN 102向负载111提供输出功率，在一个实施例中，该未经调节的输入电压V_IN 102为经整流的ac线电压或经整流和经滤波的ac线电压。功率转换器104被耦合以接收输入电压V_IN 102并且提供经调节的输出。通常，功率转换器104的输出是输出电压V_O 108、输出电流I_O 109或二者的组合。在功率转换器104的初级侧132上是功率开关S1 106，该功率开关S1 106由初级控制器112控制。初级控制器112控制功率开关S1 106的一个或多个开关参数，以控制由能量传递元件T1 137传递的能量的量。应理解，初级控制器112与图1A的类似地编号的第一控制器有许多相似之处。然而，至少一个区别是图1B中所示出的初级控制器112与次级控制器121通信。如所示出的，初级控制器112可以经由通信链路194从次级控制器121接收请求信号REQ 140。通信链路194使用电感耦合(诸如变压器或耦合电感器)、光耦合器、电容耦合或其他保持电流隔离的设备来提供电流隔离。

初级控制器112包括驱动信号发生器117，该驱动信号发生器117被耦合以接收请求信号REQ 140并且输出第一驱动信号DR1 113以控制初级功率开关S1 106的开关。如将进一步讨论的，请求信号REQ 140响应于功率转换器104的感测到的输出OS 120。在一个实施例中，第一驱动信号DR1 113是具有变化持续时间的逻辑高部段和逻辑低部段的矩形脉冲波形。在一个实施例中，第一驱动信号DR1 113中的逻辑高值使得第一功率开关S1 106接通，而逻辑低值使得第一功率开关S1106关断。逻辑高部段的持续时间可以被称为初级开关S1 106的导通时间，而逻辑低部段的持续时间可以被称为断开时间。导通时间和断开时间之和可以被称为初级功率开关S1 106的开关周期，该开关周期是开关频率的倒数。

第一控制器112还包括折返电路116，该折返电路116感测折返或故障状况。如所示出的，折返电路116被耦合以接收表示输入电压V_IN 102的输入电压感测信号VIN_SENSE 115和表示第一功率转换器104的一个或多个部件的温度的温度信号114。例如，温度信号114可以表示第一功率开关S1 106、任一功率转换器的能量传递元件、次级整流器或围绕任一功率转换器或两个功率转换器的金属机架的温度。响应于输入电压感测信号VIN_SENSE 115或温度信号114，折返电路116将折返信号FC1 118输出到驱动信号发生器117。在一个实施例中，驱动信号发生器117可以响应于折返信号FC1 118来控制初级功率开关S1 106，以减少由能量传递元件T1 137递送的能量的量。在另一实施例中，驱动信号发生器117可以响应于折返信号FC1 118来防止功率开关S1 106开关。如果感测到的温度太高或输入电压V_IN102太低，则折返电路116将折返信号FC1 118输出到驱动信号发生器117。

如所示出的，次级开关S3 136被包括在功率转换器104的次级侧133上。次级开关S3 136的一个实施例可以是同步整流器或直通场效应晶体管(pass FET)。次级开关S3 136的开关运行由次级控制器121控制。输出感测电路119被耦合以感测第二功率转换器107的输出以提供输出感测信号OS 120，该输出感测信号OS 120有时也被称为反馈信号。输出感测信号OS 120可以表示输出电压V_O 108、输出电流I_O 109或二者的组合。

次级控制器121被示出为包括比较器122、驱动信号发生器138和折返控制装置124。第二控制器121被耦合以在比较器122处接收输出感测信号OS 120。比较器122被进一步耦合以接收调节参考131。如所示出的，在比较器122的反相输入处接收调节参考131，而在比较器122的非反相输入处接收输出感测信号OS 120。比较器122的输出是调节信号REG127，并且表示输出感测信号OS 120的值在调节参考131以上或以下。

次级控制器121与图1A的第二控制器具有许多相似之处，并且类似地命名和编号的元件如上文所描述的那样耦合和起作用。然而，至少一个区别在于次级控制器121包括请求控制装置139，该请求控制装置139生成发送到初级控制器112的请求信号REQ 140。请求控制装置139还被耦合以接收调节信号REG 127并且输出请求信号REQ 140。请求信号REQ140可以包括响应于调节信号REG 127生成的请求事件193并且指示初级控制器112应接通初级功率开关S1 106。请求信号REQ 140可以是跳动到逻辑高值并且快速返回到逻辑低值的矩形脉冲波形。逻辑高脉冲可以被称为请求事件193。请求事件193的前沿(或后沿)之间的时间可以被称为请求周期T_REQ，并且请求频率f_REQ是请求周期T_REQ的倒数。请求事件142的请求频率f_REQ(并且因此请求周期T_REQ)可以根据输出感测信号OS 120而变。在一个实施例中，如果输出感测信号OS 120小于调节参考REF 131，则请求频率f_REQ增加，并且如果输出感测信号OS 120大于调节参考REF 131，则请求频率f_REQ减少。如上文所提及的，驱动信号发生器117被耦合以接收请求信号REQ 140，并且响应于请求事件193来接通初级功率开关S1106。通常应理解，闭合的开关可以传导电流并且被认为是导通的，而打开的开关不能够传导电流并且被认为是断开的。

驱动信号发生器138被耦合以接收调节信号REG 127并且生成次级驱动信号DR3141。次级驱动信号DR3 141控制次级开关S3 136的接通和关断。在一个实施例中，次级驱动信号DR3 141是具有变化持续时间的逻辑高部段和逻辑低部段的矩形脉冲波形。逻辑高部段可以对应于接通的开关，而逻辑低部段可以对应于关断的开关。为了调节提供到负载111的输出，次级控制器121可以经由次级驱动信号DR3 141与发送请求信号REQ 140结合来改变次级开关S3 136的一个或多个开关参数。示例参数可以包括导通时间、断开时间和开关频率/开关周期。次级控制器121可以为开关参数选择的各种值可以被称为运行状态。

折返控制装置124被耦合以根据表示次级开关S3 136的运行状态的运行感测信号OPS 129和/或调节参考REF 131来感测初级控制器112是否正在折返或故障状况下运行，以减小第二功率转换器104的输出。如将进一步讨论的，响应于调节信号REG 127所述调节参考REF 131被改变，以用于对间接感测的折返状况的闭环响应。折返控制装置124包括折返感测器125和参考发生器126。折返感测器125可以通过监测次级驱动信号DR3 141和/或调节信号REG 127的运行状态来间接地感测初级折返或故障。折返感测器125被耦合以接收调节信号REG 127，并且如果输出感测信号OS 120小于调节参考REF 131长达阈值持续时间，则确定存在折返或故障状况。输出感测信号OS 120小于调节参考REF 131长达阈值持续时间可以指示没有足够的能量被递送到功率转换器104的输出。折返感测器125也被耦合以接收运行感测信号OPS 129，并且如果第二功率开关S2 110被控制在一个或多个运行状态长达阈值持续时间，指示没有足够的能量被递送到功率转换器104的输出，则确定存在折返或故障状况。

一旦折返或故障状况被感测到，折返感测器125就向参考发生器126输出使能信号EN 130以改变调节参考131。当折返感测器125未使能所述参考发生器126时，参考发生器126输出调节参考131的如下一个值，该调节参考131的值将功率转换器104的输出调节到其在正常运行状况或其他非折返运行状况下的初始值。一旦被使能，参考发生器126就以闭环方式响应于调节信号REG 127来改变调节参考REF 131。在正常运行状况下，调节信号REG127存在一般预期形状。一旦功率转换系统100在折返或故障状况下，调节信号REG 127的形状就变化。参考发生器126响应于调节信号REG 127的形状来改变调节参考REF 131，并且被改变直到调节信号REG 127类似于在正常运行状况下调节信号REG 127的形状。在一个实施例中，减小调节参考REF 131直到调节信号的形状基本类似于在正常运行状况下调节信号的形状。减小的调节参考REF 131还减小第二功率转换器107的输出，并且折返被应用于整个功率转换系统100。

在一个实施例中，初级控制器112和次级控制器121可以被形成为集成电路的一部分，该集成电路被制造为混合集成电路或单片集成电路。在一个实施例中，功率开关S1 106也可以与初级控制器112和次级控制器121一起集成在单个集成电路封装中。此外，在一个实施例中，初级控制器112和次级控制器121可以被形成为分立的集成电路。功率开关S1106也可以与初级控制器112集成在同一集成电路中，或者可以独自形成在其自己的集成电路上。此外，应理解，初级控制器112、次级控制器121和功率开关S1 106都不需要被包括在单个封装中，并且可以被实施在分立的控制器封装中或组合/分立的封装的组合中。

图2A例示了根据本发明的教导的利用具有折返控制装置124的次级控制器221的另一示例开关模式功率转换器200。图2A中所示出的示例功率转换器200与图1A和图1B中所示出的功率转换系统具有许多相同的元件，并且应理解，类似地命名和编号的元件如上文所描述的那样耦合和起作用。图2A的功率转换器200包括初级控制器212和次级控制器221。然而，至少一个区别是功率转换器200是包括第一输出和第二输出的多输出功率转换器。能量传递元件T1 237具有耦合到第一输出的第一输出绕组243和耦合到第二输出的第二输出绕组244。功率转换器200包括耦合在功率转换器200的多个输出之间的调节器电路255。此外，次级控制器221如上文所描述的那样接收多个输出感测信号OS。表示第一输出的反馈信号FB 250和表示第二输出的储存感测VR 254可以是输出感测信号OS的实施例。如所示出的，初级控制器212输出初级驱动信号DR1 213以控制功率开关S1 206的开关，功率开关S1206控制从功率转换器200的初级侧到次级侧的能量递送。次级控制器221输出次级驱动信号DR3 241，该次级驱动信号DR3 241控制直通开关S3 236的开关，以控制到功率转换器200的第一输出(例如，输出电容器247)的能量递送。次级控制器221还输出第二驱动信号DR2228，该第二驱动信号DR2 228控制功率开关S2 210的开关，以控制从功率转换器200的第二输出(例如，储存电容器252)到功率转换器200的第一输出(例如，输出电容器247)的能量传递。

功率转换器200从一个未经调节的输入电压V_IN 202向负载211提供输出功率，在一个实施例中，该未经调节的输入电压V_IN 202是经整流的ac线电压或经整流和经滤波的ac线电压。输入电压V_IN 202被耦合以由能量传递元件T1 237接收。图2A中所示出的示例能量传递元件T1 237包括三个绕组——输入绕组242、第一输出绕组243和第二输出绕组244。耦合在输入绕组242上的是箝位电路245，该箝位电路245限制功率开关S1 206上的最大电压，该功率开关S1 206被耦合到初级绕组242和输入返回234，如所示出的。

初级控制器212包括驱动信号发生器217，该驱动信号发生器217提供驱动信号DR1213以打开和闭合功率开关S1 206。驱动信号DR1 213可以是电压信号或电流信号。类似于上文所讨论的内容，驱动信号发生器217响应于来自次级控制器221的请求信号REQ 240中的请求事件来接通功率开关S1 206。类似于上文，初级控制器212还包括折返电路216，该折返电路216感测折返或故障状况。如所示出的，折返电路216被耦合以接收表示输入电压V_IN202的输入电压感测信号VIN_SENSE 215和表示第一功率转换器204的一个或多个部件的温度的温度信号214。例如，温度信号214可以表示功率开关S1 206的温度。

响应于输入电压感测信号VIN_SENSE 215或温度信号214，折返电路216将折返信号FC1 218输出到驱动信号发生器217。在一个实施例中，如果感测到的温度太高或输入电压V_IN 202太低，则折返电路216就使折返信号FC1 218有效。驱动信号发生器217可以响应于折返信号FC1 218来控制功率开关S1 206以减小由能量传递元件T1 237递送的能量的量。在另一实施例中，驱动信号发生器217可以响应于折返信号FC1 218来防止功率开关S1 206接通。

输出整流器D1 246被耦合到第一输出绕组243。直通开关S3 236被耦合到输出整流器D1 246和输出电容器247，该输出电容器247是功率转换器200的第一输出。直通开关S3236响应于来自次级控制器221的次级驱动信号DR3 241打开和闭合，以将经调节的输出电压V_O 208、输出电流I_O 209或二者的组合提供到负载211。在示例功率转换器200中，输出电压208相对于输出返回235为正，该输出返回235通过能量传递元件T1 237与输入返回234电流隔离。次级驱动信号DR3 241可以是电压信号或电流信号。电阻器248和249串联耦合在输出电容器CO 247上，并且将反馈信号FB 250提供到次级控制器221。如所示出的，电阻器248和249形成用于输出电压V_O 208的分压器。这样，反馈信号FB 250表示输出电压V_O 208。

初级控制器212和次级控制器221控制功率开关S1 206，使得功率转换器200的输入电流与输入电压V_IN 202按一因数成比例，该因数在整个半线周期内基本固定以维持功率因数。此外，初级控制器212和次级控制器221控制功率开关S1 206以调节输出电压V_O 208、输出电流I_O 209或二者的组合。如将进一步讨论的，次级控制器221利用反馈信号FB 250和/或储存感测VR 253来确定何时开关所述功率开关S1 206。此外，次级控制器221也可以利用表示通过负载211的负载电流I_L 256的电流感测信号IS 260来确定何时开关所述功率开关S1 206。电流感测电阻器259可以串联耦合到负载211，以提供电流感测信号IS 260。

当功率转换器200的瞬时输入功率超过负载的需求(加上一些损耗)时，次级控制器221切断直通开关S2 236，以防止输出电压V_O 208超过其期望值。在一个实施例中，次级控制器221将反馈信号FB 250与输出电压参考——该输出电压参考可以是如上文所讨论的调节参考的一个实施例——进行比较，以确定何时接通和关断直通开关S3 236。如果反馈信号FB 250超过输出电压参考，则次级控制器221可以输出次级驱动信号DR3 241以控制直通开关S3 236断开。如果反馈信号FB 250小于输出电压参考，则直通开关S3 236被控制为导通。当第一输出绕组243上的直通开关S3 236打开(即，断开)时，来自输出的剩余能量在第二输出绕组244和第二输出整流器D2 251中产生电流，以将剩余能量存储在储存电容器CRES 252中。如所示出的，输出整流器D2 251和储存电容器CRES 252被耦合在第二输出绕组244上。储存电压VRES 253是储存电容器CRES 252上的电压，并且以输出返回235为参考。次级控制器221接收表示储存电压VRES 253的储存感测信号VR 254，储存感测信号VR 254是输出感测信号OS的另一实施例，如上文所讨论的。在其他实施例中，输出整流器D2 251可以是由次级控制器221驱动的开关。

调节器电路255被耦合在储存电容器CRES 252和输出电容器CO 247之间。调节器电路255可以是非隔离式功率转换器。图2A的实施例例示了用于调节器电路255的升压转换器。然而，在另一实施例中，降压转换器也可以用于调节器电路255。对于所示出的实施例，电感器L1 257被耦合在储存电容器CRES 252和功率开关S2 210之间。开关S2 210被耦合到输出返回235，而输出整流器D2 253被耦合到电感器L1 257和输出电容器CO 247。对于降压转换器实施例，输出电容器CO 247将被耦合到第二输出绕组244以提供输出电压V_O 208和输出电流I_O 209，而储存电容器CRES 252被耦合到第一输出绕组243。

当瞬时输入功率小于负载211的需求加上功率转换电路中的损耗时，调节器电路255从储存电容器CRES 252接收电流以补充递送到负载211的能量。在一个实施例中，当能量传递元件T1 237向功率转换器的输出(即，负载211)递送的能量多于所需的能量时，储存电压VRES 253增加。当能量传递元件T1 237将所需的能量递送到功率转换器的输出时，储存电压VRES 253基本恒定，并且当能量传递元件T1 237未递送所需的能量时，储存电压VRES 253减少。换句话说，当调节器电路255从储存电容器CRES 252汲取电荷时，储存电压VRES 253减少。这样，表示储存电压VRES 253的储存感测信号VR 254也表示递送到功率转换器200的输出的能量的量，并且被认为是输出感测信号OS，如上文所讨论的。

次级控制器221被示出为接收储存感测信号VR 254、反馈信号FB 250和电流感测信号IS 260。次级控制器221输出次级驱动信号DR3 241以控制次级开关S3 236，并且还可以输出第二驱动信号DR2 228以控制调节器电路255的第二功率开关S2 210。次级控制器221类似于图1A和图1B中所示出的次级控制器，并且应理解，类似地命名和编号的元件如上文所描述的那样耦合和起作用。次级控制器221被示出为具有包括比较器222和261的调节信号生成电路、请求控制装置239、驱动信号发生器223和折返控制装置224。

比较器222被耦合以接收反馈信号FB 250和第一参考REF1 231，第一参考REF1231也被称为调节参考。如所示出的，在比较器222的反相输入处接收反馈信号FB 250，并且在比较器222的非反相输入处接收第一参考REF1 231。比较器222的输出是初级调节信号S1_REG 227，该初级调节信号S1_REG 227被用于确定是否开关所述功率开关S1 206以及功率开关S1 206的开关属性。

类似于图1B，初级调节信号S1_REG 227由请求控制装置239接收，请求控制装置239生成发送到初级控制器212的请求信号REQ 240。请求信号REQ 240可以包括响应于初级调节信号S1_REG 227生成的请求事件并且指示初级控制器212应接通初级功率开关S1206。请求信号REQ 240可以是跳动到逻辑高值并且快速返回到逻辑低值的矩形脉冲波形。逻辑高脉冲可以被称为请求事件。请求事件的前沿(或后沿)之间的时间可以被称为请求周期T_REQ，并且请求频率f_REQ是请求周期T_REQ的倒数。请求事件的请求频率f_REQ(并且因此请求周期T_REQ)可以根据反馈信号FB 250而变，该反馈信号FB 250是输出感测信号OS的一个实施例。

在一个实施例中，如果反馈信号FB 250小于初级调节参考REF1 231，则请求频率f_REQ增加，并且如果反馈信号FB 250大于初级调节参考REF1 231，则请求频率f_REQ减少。如上文所提及的，驱动信号发生器217被耦合以接收请求信号REQ 240，并且响应于请求事件来接通初级功率开关S1 206。在另一实施例中，请求控制装置239可以响应于储存信号VR 254或电流感测信号IS 240来生成请求信号REQ 240。

比较器261被示出为接收反馈信号FB 250和次级调节参考REF2 262。在比较器261的反相输入处接收反馈信号FB 250，而在比较器261的非反相输入处接收第二调节参考REF2 262。比较器261的输出是第二调节信号S2_REG 263，该第二调节信号S2_REG 263被用于确定是否开关第二功率开关S2 210和第二功率开关S2 210的开关参数。驱动信号发生器223被耦合以接收第二调节信号S2_REG 263并且生成次级驱动信号DR2 228。次级驱动信号DR2 228控制第二功率开关S2 210(即，调节电路255的功率开关)的接通和关断。在一个实施例中，第二驱动信号DR2 210是具有变化持续时间的逻辑高部段和逻辑低部段的矩形脉冲波形。逻辑高部段可以对应于接通的开关，而逻辑低部段可以对应于关断的开关。

为了调节提供到负载211的输出，次级控制器221可以经由第二驱动信号DR2 210与发送请求信号REQ 240的结合来改变第二功率开关S2 210的一个或多个开关参数。示例参数可以包括导通时间、断开时间和开关频率/开关周期。次级控制器221(经由驱动信号发生器223)可以为开关参数选择的各种值可以被称为运行状态。如将关于图2B和图2C进一步讨论的，驱动信号发生器223可以包括状态机，该状态机响应于第二调节信号S2_REG 263来确定第二功率开关S2 210的占空比。可以监测该状态机以确定第二功率开关S2 210的运行状况。

初级控制器212和次级控制器221可以在恒定电压区域、恒定电流区域和/或恒定功率区域中运行。恒定电压通常是指将输出电压V_O 208调节到恒定值，而恒定电流是指将输出电流I_O 209调节到恒定值，并且对于恒定功率也是类似的。此外，初级控制器212和次级控制器221可以为负载211提供调光。反馈信号FB 250和储存感测VR 254可以用于恒定电压运行，而电流感测IS 260和储存感测VR 254可以用于恒定电流运行。为了调光，可以使用电流感测IS 260和储存感测VR 254。

折返控制装置224被耦合以根据表示第二功率开关S2 210的运行状态的运行感测信号OPS 229和/或初级调节信号S1_REG 227感测初级控制器212是否在折返或故障状况下运行，以减少功率转换器200的输出。如将进一步讨论的，响应于初级调节信号S1_REG 227所述第一调节参考REF 231被改变，以用于对间接感测的折返状况的闭环响应。折返控制装置224包括折返感测器225和参考发生器226。折返感测器可以通过监测第二驱动信号DR2210和/或初级调节信号S1_REG 227的运行状态来间接地感测初级折返或故障。

折返感测器225被耦合以接收初级调节信号REG 227，并且如果反馈信号FB 250小于第一调节参考REF1 231长达阈值持续时间，则确定存在折返或故障状况。反馈信号FB250小于第一调节参考REF1 231长达阈值持续时间可以指示没有足够的能量被递送到功率转换器200的输出。换句话说，次级控制器221正在请求初级控制器212接通功率开关S1206，但是输出仍然小于第一调节参考REF1 231。

折返感测器225也被耦合以接收运行感测信号OPS 229，并且如果第二功率开关S2210被控制在一个或多个运行状态长达阈值持续时间，指示没有足够的能量被递送到功率转换器200的输出，则确定存在折返或故障状况。在所示出的实施例中，如果从第一输出绕组243提供的能量不足以调节输出，则所述调节电路255从储存电容器CRES 252补充功率转换器200的输出。第二功率开关S2 210在一个或多个运行状态中运行超过阈值持续时间可以指示功率转换器的初级侧未提供足够的能量。

一旦折返感测器225确定存在折返或故障状况，则折返感测器225将使能信号EN230输出到参考发生器226以改变第一调节参考REF1 231。当参考发生器226未被使能时，参考发生器226输出调节参考231的如下一个值，该调节参考231的值将功率转换器200的输出调节到其在正常运行状况或其他非折返状况下的初始值。一旦被使能，参考发生器226就以闭环的方式响应于初级调节信号S1_REG 227来改变第一调节参考REF1 231。在正常运行状况下，初级调节信号S1_REG 227存在一般期望形状。一旦功率转换器200在折返或故障状况下，初级调节信号S1_REG 227的形状就变化。参考发生器226响应于初级调节信号S1_REG227的形状来改变第一调节参考REF1 231，并且被改变直到初级调节信号S1_REG 227类似于在正常运行状况下初级调节信号S1_REG 227的形状。改变的第一调节参考REF 231可以减小第二功率转换器200的输出并且折返被应用。

图2B例示了示例次级控制器221，并且应理解，类似地命名和编号的元件如上文所描述的那样耦合和起作用。具体地，图2B例示了次级控制器221的驱动信号发生器223和请求控制装置239。在所示出的实施例中，请求控制装置239包括状态机267和压控振荡器(VCO)270。状态机267被耦合以接收比较器222的输出——其是初级调节信号S1_REG227——以及第一时钟信号CLK1 264。状态机267将状态信号ST1 272输出到VCO 270，所述状态信号ST1 272表示第一功率开关S1 206的运行状态。在一个实施例中，状态信号ST 272表示第一功率开关S1 206的开关频率和/或导通时间。状态信号ST1 272可以是表示数字值的模拟信号。状态机267响应于初级调节信号S1_REG 227来更新状态信号ST1 272。状态机267更新的速度根据第一时钟信号CLK1 264的频率而变。

状态机267被示出为包括计数器268和数模转换器(DAC)269。计数器268被耦合以在其U/D输入处接收初级调节信号S1_REG 227，并且在其时钟输入处接收第一时钟信号CLK1 264。计数器268输出第一计数信号CT1 271，该第一计数信号CT1 271可以是N位数字信号。在运行中，计数器268响应于比较器222的输出以根据第一时钟信号CLK1 264指示的速度来更新其内部计数。第一时钟信号CLK1 264的频率可以是固定的或可变的，并且在一个实施例中可以是5kHz或10kHz。在一个实施例中，当第一调节参考REF1 231大于反馈信号FB 250时，计数器268递增计数，并且当反馈信号FB 250大于第一调节参考REF1 231时，计数器268递减计数。替代地，当第一调节参考REF1 231大于反馈信号FB 250时，计数器268可以递减计数，并且当反馈信号FB 250大于第一调节参考REF1 231时，计数器268可以递增计数。第一计数信号CT1 271可以是计数器268的内部计数。

DAC 269被耦合以接收第一计数信号CT1 271并且输出第一状态信号ST1 272。在运行中，DAC 269根据接收到的数字计数信号CT1 271确定第一状态信号ST1 272的值。在一个实施例中，第一状态信号ST1 272可以是电压信号，并且第一计数信号CT1 271越大，第一状态信号ST1 272的电压就越大。第一计数信号CT1 271(即，计数器268的内部计数)和第一状态信号ST1 272表示第一功率开关S1 206的运行状况。在一个实施例中，它们可以表示功率开关S1 206的开关频率(即，请求信号240的请求频率f_REQ)和导通时间。在一个实施例中，增加的计数信号CT1 271和状态信号ST1 272可以对应于增加的开关频率/请求频率f_REQ。在另一实施例中，减小的计数信号CT1 271和状态信号ST1 272可以对应于增加的开关频率/请求频率f_REQ。

VCO 270被耦合以接收第一状态信号ST1 272并且输出请求信号REQ 240。如上文所提及的，请求信号REQ 240可以是跳动到逻辑高值并且快速返回到逻辑低值的矩形脉冲波形。逻辑高脉冲可以被称为请求事件293。请求事件293的前沿(或后沿)之间的时间可以被称为请求周期T_REQ，并且请求频率f_REQ是请求周期T_REQ的倒数。请求事件293的请求频率f_REQ(并且因此请求周期T_REQ)可以根据第一状态信号ST1 272的值而变。在一个实施例中，第一状态信号ST1 272的增加的值可以对应于减少的请求频率f_REQ(并且因此增加的请求周期T_REQ)。在另一实施例中，第一状态信号ST1 272的增加的值可以对应于增加的请求频率f_REQ(并且因此减少的请求时间T_REQ)。

当第一调节参考REF1 231大于反馈信号FB 250时，请求控制装置239增加请求信号REQ 240的请求频率f_REQ，并且当第一调节参考REF1 231小于反馈信号FB 250时，请求控制装置239减少请求频率f_REQ。对于当第一调节参考REF1 231大于反馈信号FB 250时增加第一计数信号CT1 271和第一状态信号ST1 272(即，当初级调节信号S1_REG 227为逻辑高时，计数器268递增计数)的实施例，VCO 270将第一状态信号ST1 272转化成请求频率f_REQ。对于当第一调节参考REF1 231大于反馈信号FB 250时减少第一计数信号CT1 271和减少第一状态信号ST1 272(即，当初级调节信号S1_REG 227为逻辑高时，计数器268递减计数)的实施例，VCO 270将第一状态信号ST1 272转化为请求周期T_REQ。

驱动信号发生器223包括状态机273、可变占空比方波发生器278和状态计数器279。状态机273被耦合以接收比较器261的输出——该比较器261的输出为第二调节信号S2_REG 263——和第二时钟信号CLK2 265。状态机273输出第二状态信号ST2 277，该第二状态信号ST2 277表示第二功率开关S2 210的运行状态。在一个实施例中，第二状态信号ST2 277表示第二功率开关S2 210的导通时间。第二状态信号ST2 277可以是表示数字值的模拟信号。状态机273响应于第二调节信号S2_REG 263来更新第二状态信号ST2 277。状态机273更新的速度根据第二时钟信号CLK2 265的频率而变。在一个实施例中，第二时钟信号CLK2 265基本等于200kHz。

状态机273被示出为包括计数器274和多路复用器(MUX)275。计数器274被耦合以在其U/D输入处接收第二调节信号S2_REG 263，并且在其时钟输入处接收第二时钟信号CLK2 265。计数器274输出第二计数信号CT2 276，该第二计数信号CT2 276可以是M位数字信号。在运行中，计数器274响应于比较器261的输出以根据第二时钟信号CLK2 265指示的速度来更新其内部计数。在一个实施例中，当第二调节参考REF2 262大于反馈信号FB 250时，计数器274递增计数，并且当反馈信号FB 250大于第二调节参考REF2 262时，计数器274递减计数。替代地，当第二调节参考REF2 262大于反馈信号FB 250时，计数器268可以递减计数，并且当反馈信号FB 250大于第二调节参考REF2 262时，计数器268可以递增计数。第二计数信号CT2 276可以是计数器274的内部计数。

MUX 275被耦合以接收第二计数信号CT2 276并且输出第二状态信号ST2 277。MUX275还接收多个(Z个)离散的参考值A1至AZ，参考值A1至AZ可以是电压值。参考值A1至AZ可以产生第二功率开关S2 210的唯一的、离散的占空比或导通时间。在运行中，MUX 275响应于接收到的数字计数信号CT2 276从参考值A1到AZ之一选择第二状态信号ST2 277的值。第二计数信号CT2 276的值的第一范围对应于选择参考值A1，第二计数信号CT2 276的值的第二范围对应于选择参考值A2，以此类推直到参考值AZ。在一个实施例中，每个随后的参考值大于先前的参考值，其中参考值AZ为最高的。

第二状态信号ST2 277可以是电压信号。在一个实施例中，第二计数信号CT2 276越大，第二状态信号ST2 277的电压就越大。在另一实施例中，第二计数信号CT2 276越大，第二状态信号ST2 277的电压就越小。第二计数信号CT2 276(即，计数器274的内部计数)和第二状态信号ST2 277表示第二功率开关S2 210的运行状况。在一个实施例中，它们可以表示第二功率开关S2 210的占空比和/或导通时间。在一个实施例中，增加的状态信号ST2277可以对应于第二功率开关S2 210的增加的占空比和/或导通时间。

可变占空比方波发生器278被耦合以接收第二状态信号ST2 277并且输出第二驱动信号DR2 228。在运行中，占空比方波发生器278响应于第二状态信号ST2 277的值来改变第二驱动信号DR2 228的占空比(并且因此第二功率开关S2 210的导通时间)。在一个实施例中，第二状态信号ST2 277的值越大，第二功率开关S2 210的占空比(并且因此导通时间)就越大。

状态计数器279被耦合以在其U/D输入处接收第二状态信号ST2 277，并且在其时钟输入处接收第三时钟信号CLK3 263。状态计数器279将运行感测信号OPS 229输出到折返控制装置224。将关于图3B讨论运行感测信号OPS 229的一个实施例。在运行中，状态计数器279响应于第二状态信号ST2 277以根据第三时钟信号CLK3 263指示的速度来更新其内部计数。在一个实施例中，第三时钟信号CLK 263可以是1kHz。可以根据第二时钟信号CLK2265生成第三时钟信号CLK3 263。在一个实施例中，当第二状态信号ST2 277的值等于MUX275的参考值A1时，状态计数器279递减计数，并且对于MUX 275的任何其他参考值(A1至AZ)，状态计数器279递增计数。运行感测信号OPS 229是状态计数器279的内部计数。这样，运行感测信号OPS 229表示第二功率开关S2 210的运行状态。

图2C例示了状态机273的示例状态图203。对于所示出的实施例，状态图203具有四个状态，所述四个状态对应于用于MUX 275的四个离散的参考值(即，Z＝4，A1<A2<A3<A4)。状态图203包括低状态281、较低中级状态282、较高中级状态283和高状态284。根据状态图203，从低状态281到较低中级状态282的转变可以在转变条件281a下发生，并且从较低中级状态282到低状态281的转变可以在转变条件282b下发生。另外，从较高中级状态283到高状态284的转变可以在转变条件283a下发生，并且从高状态284到较高中级状态283的转变可以在转变条件284b下发生。另外，从较低中级状态282到高状态284的转变可以在转变条件282a下发生，并且从较高中级状态283到低状态281的转变可以在转变条件283b下发生。

参考图2B-图2C，状态机273在加电之后在低状态281处开始。当状态机在低状态281中时，MUX 275选择参考值A1，并且第二状态信号ST2基本等于参考值A1。如果反馈信号FB 250大于第二调节参考REF2 262长达第二时钟信号CLK2 265的十二个连续的循环(即，转变状况281a)，则状态机273转变到较低中级状态282，并且MUX 275选择参考值A2，并且第二状态信号ST2 277基本等于参考值A2。当在较低中级状态A2中时，如果反馈信号FB 250小于第二调节参考REF2 262长达第二时钟信号CLK2 265的十二个连续的循环(即，转变状况282b)，则状态机273返回至低状态281。在稳态状况下，状态机273应在低状态281和较低中级状态282之间切换。

如果反馈信号FB 250大于第二调节参考REF2 262长达第二时钟信号CLK2 265的十二个连续的循环(即，转变状况282a)，则状态机273从较低中级状态282转变到高状态284。在高状态284中，MUX 275选择参考值A4，并且第二状态信号ST2 277基本等于参考值A4。如果反馈信号FB 250小于第二调节参考REF2 262长达第二时钟信号CLK2 265的十二个连续的循环(即，转变状况284b)，则状态机可以从高状态284转变到较高中级状态283。在较高中级状态283中，MUX 275选择参考值A3，并且第二状态信号ST2 277基本等于参考值A3。如果反馈信号FB 250大于第二调节参考REF2 262长达第二时钟信号CLK2 265的十二个连续的循环(即，转变状况283a)，则状态机273可以从较高中级状态283返回到高状态284。如果反馈信号FB 250小于第二调节参考REF2 262长达第二时钟信号CLK2 265的十二个连续的循环(即，转变条件283b)，则状态机273可以从较高中级状态283返回到低状态281。注意，示例状态图203利用十二个连续的循环作为转变状况，但是应理解，在其他实施例中，根据本发明的教导，任何数目的循环可以被用于转变状况。

图3A例示了根据本发明的教导的折返控制装置324的示例折返感测器325。图3A中所例示的折返控制装置324、折返感测器325和参考发生器326是关于图2A、图2B和图2C所讨论的折返控制装置224、折返感测器225和参考发生器226的一个实施例，并且应理解，类似地命名和编号的元件如上文所描述的那样耦合和起作用。在图3A中所示出的实施例中，折返感测器325也被耦合以接收第三时钟信号CLK3 366和来自参考发生器326的第一调节参考REF1 331。

折返感测器325被示出为包括计数器384、数字比较器385和数字比较器386、或门387、锁存器388和比较器389。折返感测器还可以可选地包括单稳态多谐振荡器(monostable multivibrator，单触发电路(one shot))399。计数器384被耦合以在其递增输入处接收初级调节信号S1_REG 327，并且在其时钟输入处接收第三时钟信号CLK 366。计数器384还在其复位输入处接收反相的初级调节信号S1_REG 327(如由复位输入处的小圆圈所示出的)。在运行中，当初级调节信号S1_REG 327指示反馈信号FB小于第一调节参考REF1 331(即，S1_REG 327为逻辑高)时，计数器384以根据第三时钟信号CLK3 366确定的速度递增计数。当反馈信号FB大于第一调节参考REF1 331(即，S1_REG 327为逻辑低)时，计数器384的内部计数被复位为零。计数器384的输出由数字比较器386接收，该数字比较器386将计数器384的内部计数与阈值X进行比较。

数字比较器385被耦合以接收运行感测信号OPS 329。如上文所讨论的，运行感测信号OPS 329是状态计数器279的输出，并且表示第二功率开关S2 210的运行状态。在运行中，数字比较器385将运行感测信号OPS 329与阈值X进行比较。如果运行感测信号OPS 329或计数器384的内部计数大于阈值X，则数字比较器385和数字比较器386的输出为逻辑高。对于图2B和图3A中所示出的实施例，状态计数器279和计数器384二者都由第三时钟信号CLK3 366计时。这样，由数字比较器385输出的逻辑高表示状态机273在较低中级状态282、较高中级状态283或高状态284长达比状态机273在低状态281中多第三时钟信号CLK3 366的周期的至少阈值X倍(即，X*T_CLK3)。类似地，由数字比较器385输出的逻辑高表示反馈信号FB小于第一调节参考REF1 331长达第三时钟信号CLK3 366的周期的至少阈值X倍(即，X*T_CLK3)。注意，用于数字比较器385和数字比较器386的阈值X被示出为相同的，但是应理解，在其他实施例中，根据本发明的教导，用于数字比较器385和数字比较器386的阈值可以是不同的阈值。

或门387被耦合以接收数字比较器385和数字比较器386二者的输出。或门387的输出被耦合以由锁存器388接收。具体地，或门387的输出在锁存器388的置位输入处被接收。锁存器388的输出是使能信号EN 330，该使能信号EN 330使能所述参考发生器326改变第一调节参考REF1 331并且将次级控制器置于折返响应中。在运行中，当运行感测信号OPS 329大于阈值X或者计数器384的内部计数大于阈值X时，锁存器388被置位并且使能信号EN 330被有效。换句话说，当折返感测器确定存在折返或故障状况时，使能信号EN 330被有效。

如上文所提及的，参考发生器326被耦合以接收使能信号EN 330。当参考发生器326未被使能时，参考发生器326输出用于第一调节参考REF1 331的值，该第一调节参考REF1 331将功率转换器200的输出调节到其在正常运行状况或其他非折返运行状况下的初始值。换句话说，第一调节参考REF1 331基本等于值REF1_INT 390。当使能信号EN 330被有效时，参考发生器326以闭环方式响应于初级调节信号S1_REG 327来改变第一调节参考REF1 331。在正常运行状况下，初级调节信号S1_REG 327存在一般预期形状。一旦功率转换器在折返或故障状况下，初级调节信号S1_REG 327的形状就变化。参考发生器326响应于初级调节信号S1_REG 327的形状来改变第一调节参考REF1 331，并且被改变直到初级调节信号S1_REG 327类似于在正常运行状况下初级调节信号S1_REG 327的形状。当参考发生器326被有效时，次级控制器在折返中运行。

比较器389被耦合以在其反相输入处接收第一调节参考REF1 331，并且在其非反相输入处接收值REF1_INT 390。值REF1_INT 390表示当功率转换器在正常运行状况或其他非折返运行状况下运行时第一调节参考REF1 331的值。在锁存器388的复位输入处接收比较器389的输出。一旦使能所述参考发生器326，如果改变的第一调节参考REF1 331达到值REF1_INT 390，则锁存器388被复位并且使能信号EN 330被无效。这样，参考发生器326未被使能，并且次级控制器未在折返中运行。可选地，单触发电路399可以被耦合在比较器389和锁存器388的复位输入之间。响应于第一调节参考REF1 331达到值REF1_INT 390，单触发电路399输出脉冲以复位锁存器388。下文将关于图4A、图4B和图4C进一步讨论如何改变第一调节参考REF1。

图3B和图3C示出了示例时序图301和303，时序图301和303例示了折返感测器325如何响应于运行感测信号OPS 325(图3B)和初级调节信号S1_REG 327(图3C)来使所述使能信号EN 330有效的一实施例。应理解，类似地命名和编号的元件如上文所描述的那样耦合和起作用。

图3B和图3C二者都例示了输入电压V_IN 302的多个半线循环、示例反馈信号FB 350和所得到的第二调节信号S2_REG 363。在图3B和图3C中所示出的输入电压V_IN 302的前四个半线循环期间，在第一调节参考REF1 329附近调节反馈信号FB 350。此外，调节所述反馈信号FB 350使得它不下降到第二调节参考REF2 362以下或不增加到第三调节参考REF3 392以上。输入电压V_IN 302的前四个半线循环表示用于图2A的功率转换器200的典型稳态状况。如所示出的，反馈信号FB 350通常小于第一调节参考REF1 329长达输入电压V_IN 302的半线循环的一半，并且通常大于第一调节参考REF1 329长达输入电压V_IN 302的半线循环的另一半。当反馈信号FB 350基本等于第二调节参考REF2 362时，第二调节信号S2_REG 363为逻辑高。

运行感测信号OPS 339是图2B中所示出的状态计数器279的输出。当第二状态信号ST2 277的值等于参考值A1时，状态计数器279减少其内部计数，并且对于第二状态信号ST2277的任何其他值递增计数，并且状态计数器279的内部计数不下降至零以下。示例运行感测信号OPS 339是状态计数器279的内部计数的模拟表示。在稳态状况下，当第二调节信号S2_REG 363最初转变到逻辑高值(即，前沿)时，状态机273在低状态281中并且第二状态信号ST2 277基本是参考值A1。这样，当状态机273在低状态281中时，运行感测信号OPS 339基本为零。当状态机273离开低状态281前往较低中级状态282时，运行感测信号OPS 339开始增加。在稳态状况下，状态机273在低状态281和较低中级状态282之间切换。如所示出的，当状态机273返回到低状态281时，运行感测信号OPS 339开始递减计数。运行感测信号OPS339甚至在第二调节信号S2_REG 363为逻辑低之后继续减少，由于状态机273保持在低状态281中并且状态计数器279递减计数。一旦状态计数器279递减计数到零，则运行感测信号OPS 339保持在零处。运行感测信号OPS 339增加或减少的速度根据第三时钟信号CLK3 263的频率而变。对于输入电压V_IN 302的这些前四个半线循环，运行感测信号OPS 339未达到阈值X 385(图3A的数字比较器385)并且使能信号EN 330未被有效。

从输入电压V_IN 302的第五个半线循环开始，所示出的输入电压V_IN 302例示线路折返状况。由于输入电压V_IN 302已经减少，反馈信号FB 350下降到第二调节参考REF2 362并且保持在第二调节参考REF2 362处。与输入电压V_IN 302的前四个半线循环相比，第二调节信号S2_REG 363在长得多的持续时间内为逻辑高。在第二调节信号S2_REG 363的前沿之后，当状态机273在低状态281中时，运行感测信号OPS 339基本为零。随着状态机273离开低状态281，运行感测信号OPS 339增加。由于第二调节信号S2_REG 363保持逻辑高，随着状态机273达到高状态284，运行感测信号OPS 339保持增加。一旦运行感测信号OPS 339达到阈值X 385(在时间t₀ 391处)，使能信号EN 330就被有效并且转变到逻辑高值(图3A的数字比较器385的输出)。

图3C例示了响应于初级调节信号S1_REG 327和初级计数器384来使所述使能信号EN 330有效。如所示出的，当反馈信号FB 350小于第一调节参考REF1 329时，初级调节信号S1_REG 327为逻辑高。当初级调节信号S1_REG 327为逻辑高时，初级计数器384递增计数并且计数器输出384增加。当初级调节信号S1_REG 327转变到逻辑低值时，初级计数器384被复位并且计数器输出384下降到零。对于输入电压V_IN 302的前四个半线循环，计数器输出384未达到阈值X 386(图3A的数字比较器386)，并且使能信号EN 330未被有效。

从输入电压V_IN 302的第五个半线循环开始，所示出的输入电压V_IN 302例示线路折返状况。由于输入电压V_IN 302已经减少，反馈信号FB 350下降到第二调节参考REF2 362并且保持在第二调节参考REF2 362处。与输入电压V_IN 302的前四个半线循环相比，初级调节信号S1_REG 327在长得多的持续时间内为逻辑高。当初级调节信号S1_REG 327为逻辑高时，初级计数器384继续增加并且计数器输出384在时间t₀ 391处达到阈值X 386(图3A的数字比较器386)。一旦计数器输出384达到阈值X 386，使能信号EN 330就被有效并且转变到逻辑高值。

图4A例示了根据本发明的教导的折返控制装置424的示例参考发生器426。图4A中所例示的折返控制装置424、折返感测器425和参考发生器426是上文关于图2A、图2B、图2C、图3A、图3B和图3C所讨论的折返控制装置、折返感测器和参考发生器的实施例，并且应理解，类似地命名和编号的元件如上文所描述的那样耦合和起作用。

如图4A中所描绘的实施例中所示出的，折返控制装置424包括折返感测器425和参考发生器426。折返感测器425根据运行感测信号OPS 429和/或初级调节信号S1_REG 427确定是否存在折返或故障状况。折返感测器425输出使能信号EN 430到参考发生器426。如果参考发生器426未被使能信号EN 430使能，则参考发生器426输出第一调节参考REF1 431的值，该第一调节参考REF1 431使能功率转换器调节到其在正常运行状况或其他非折返运行状况下的初始值。被有效的使能信号EN 430响应于第一调节信号S1_REG 427以闭环方式使能所述参考发生器426以改变第一调节参考REF1 431。如上文所提及的，一旦参考发生器426被使能，第一调节参考REF1 431就被改变，使得第一调节信号S1_REG 427的形状近似于在正常运行状况下第一调节信号S1_REG 427的形状。

参考发生器426包括计数器436和计数器437、数字比较器438和数字比较器439、触发器442、触发器443和触发器444、参考设定点446以及数模转换器(DAC)447。计数器436和计数器437被耦合以在它们的使能输入处接收使能信号EN 430，并且当使能信号EN 430有效时被使能以增加或减少其内部计数。计数器436被耦合以在其递增输入处接收第一调节信号S1_REG 427，并且在其时钟输入处接收第三时钟信号CLK3 466。当计数器436被使能时，当反馈信号FB小于第一调节参考REF1 431(即，第一调节信号S1_REG 427为逻辑高)时，计数器436以根据第三时钟信号CLK3 466的频率确定的速度增加其内部计数。类似地，计数器437被耦合以在其递增输入处接收第一调节信号S1_REG 427的反相(如由小圆圈所示出的)并且在其时钟输入处接收第三时钟信号CLK3 466。当计数器437被使能时，当反馈信号FB大于第一调节参考REF1 431(即，第一调节信号S1_REG 427的反相为逻辑高)时，计数器437增加其内部计数。计数器436和计数器437的内部计数可以是M位数字信号并且分别被输出到数字比较器438和数字比较器439。

数字比较器438被耦合以在其A输入处接收计数器436的输出并且在其B输入处接收减量阈值TH_DEC 440。减量阈值TH_DEC 440可以是M位数字字。所例示的数字比较器438具有两个输出：A＝B输出，其在计数器436的输出基本等于减量阈值TH_DEC 440时被有效；以及A>B输出，其在计数器436的输出大于减量阈值TH_DEC 440时被有效。

数字比较器439被耦合以在其A输入处接收计数器437的输出并且在其B输入处接收增量阈值TH_INC 441。增量阈值TH_INC 441可以是M位数字字。数字比较器439具有两个输出：A＝B输出，其在计数器437的输出基本等于增量阈值TH_INC 441时被有效；以及A>B输出，其在计数器437的输出大于增量阈值TH_INC 441时被有效。

触发器442、触发器443和触发器444全都被耦合以在它们各自的时钟输入处接收第三时钟信号CLK3 466。触发器442被耦合以在其D输入处接收数字比较器438的A>B输出，触发器443在其D输入处接收数字比较器438和数字比较器439二者的A＝B输出，并且触发器444在其D输入处接收数字比较器439的A>B输出。

参考设定点446被耦合以接收触发器442、触发器443和触发器444的输出。如所示出的，参考设定点446存储第一调节参考REF1 431的数字字。参考设定点446的输出被DAC447接收，该DAC 447将该数字字转换为第一调节参考REF1 431。如所描绘的实施例中所示出的，参考设定点446被耦合以在其“增加”输入处接收触发器444的输出，在其“保持”输入处接收触发器443的输出，并且在其“减少”输入处接收触发器442的输出。

在运行中(以及如将关于图4A和图4B进一步示出的)，参考发生器426响应于第一调节信号S1_REG 427已经达到减量阈值TH_DEC 440还是增量阈值TH_INC 441来改变第一调节参考REF1 431。如所示出的，如果第一调节信号S1_REG 427为逻辑高(即，反馈信号FB小于第一调节参考REF1 431)长达足够的持续时间，使得计数器436的内部计数大于减量阈值TH_DEC 440，则数字比较器438的A>B输出被有效，并且参考设定点446将减少第一调节参考REF1 431。

类似地，如果第一调节信号S1_REG 427为逻辑低(即，反馈信号FB大于第一调节参考REF1 431)长达足够的持续时间，使得计数器437的内部计数大于增量阈值TH_INC 441，则数字比较器439的A>B输出被有效，并且参考设定点447将增加第一调节参考REF 431。

当比较器438或比较器439的A＝B输出被有效时，参考设定点446不增加或减少第一调节参考REF1 431。换句话说，当第一调节信号S1_REG 427在一持续时间内为逻辑高使得计数器436等于减量阈值TH_DEC 440或第一调节信号S1_REG 427在一持续时间内为逻辑低使得计数器437等于增量阈值TH_INC 441时，参考设定点446不改变第一调节参考REF1431。这样，参考发生器426能够以闭环方式响应于第一调节信号S1_REG 427来调节第一调节参考REF1 431。

图4B例示了示例时序图401，该时序图401示出了第一调节参考REF1 431减少。应理解，图4B中所示出的各种信号的时序与来自图2A-图4A的类似地命名和编号的信号一致。第一调节参考REF1 431在其初始值REF1_INT 490处开始(如之前关于图3A所示出的)。

在时间t₀ 491处，第一调节参考S1_REG 427已经为逻辑高(即，反馈信号FB小于第一调节参考REF1)足够长以使能所述参考发生器426，并且使能信号EN 430转变到逻辑高值。这样，计数器436现在被使能并且开始增加其内部计数。在时间t₁ 494处，第一调节参考S1_REG 427已经为逻辑高长达基本等于减量值TH_DEC 440乘以第三时钟信号CLK3 466的周期(即，TH_DEC*T_CLK3)的量的时间。在一个实施例中，减量值TH_DEC 440乘以第三时钟信号CLK3 466的周期，TH_DEC*T_CLK3，基本等于6ms。如所示出的，第一调节参考S1_REG 427在时间t₁ 494之后仍然为逻辑高，并且这样第一调节参考REF1 431开始减少。第一调节信号S1_REG 427的逻辑低部分小于增量值TH_INC 441乘以第三时钟周期T_CLK3 466(即，TH_INC*T_CLK3)，并且第一调节参考REF1 431继续减少。在一个实施例中，增量值TH_INC 441乘以第三时钟周期T_CLK3 466，TH_INC*T_CLK3，基本等于4ms。在一个实施例中，增量值TH_INC 441和减量值TH_DEC 440不相等。对于PFC系统的实施例，增量值TH_INC 441和减量值TH_DEC 440的不相等值允许初级调节参考REF1 431返回到其初始值REF1_INT。

第一调节信号S1_REG 427的下一个逻辑高部分的持续时间仍然大于TH_DEC*T_CLK3，并且第一调节参考REF1 431继续减少。一旦第一调节信号S1_REG 427的逻辑高部段的持续时间基本等于持续时间TH_DEC*T_CLK3(示出在时间t₃ 495处)，则第一调节参考REF1431“保持”并且不减少或增加。在时间t₃ 495之后，逻辑低部分被示出为基本等于持续时间TH_INC*T_CLK3，并且这样，第一调节参考REF1 431“保持”并且不减少。这样，参考发生器426改变第一调节参考REF1以调节第一调节信号S1_REG 427，使得第一调节信号S1_REG 427的逻辑高部段基本等于持续时间TH_DEC*T_CLK3，而逻辑低部段基本等于持续时间TH_INC*T_CLK3。图4C例示了示例时序图403，该时序图403示出了第一调节参考REF1 431增加。应理解，图4C中所示出的各种信号的时序与来自图2A-图4B的类似地命名和编号的信号一致。

时序图403在时间t₄ 496处开始，该时间t₄ 496是图4B中所示出的t₃ 495之后的某个持续时间。第一调节参考REF1 431保持在与如图4B中所示出的相同的值处。在时间t₄495和t₅ 497之间，第一逻辑低部段基本等于持续时间TH_INC*T_CLK3，并且第一调节信号S1_REG 427的第一逻辑高部段基本等于持续时间TH_DEC*T_CLK3，指示第一调节参考REF1已经达到稳态值以对第一调节信号S1_REG 427进行闭环调节。然而，下一个逻辑低部段的持续时间大于TH_INC*T_CLK3，并且在时间t₅ 497处，第一调节参考REF1 431开始增加。下一个逻辑高部段小于持续时间TH_DEC*T_CLK3的持续时间，并且第一调节参考REF1 431继续增加。如果逻辑低部段的持续时间小于TH_INC*T_CLK3并且高部段的持续时间大于TH_DEC*T_CLK3，则第一调节参考REF1 431继续增加。然而，在时间t₆ 498处，第一调节参考REF1已经达到其初始值REF1_INT 490。如关于图3A所示出的和所讨论的，使能信号EN 430现在被无效，并且参考发生器426不改变第一调节参考REF1 431。

图5是例示了根据本发明的教导的在如上文所描述的图2A-图4C的在功率转换系统中感测折返以及改变调节参考的过程500的一个实施例的流程图。应理解，图5中所提到的各种元件和信号与来自图2A-图4C的类似地命名的元件和信号一致。如所示出的，过程在过程块505处开始，并且进行到过程块510，在过程块510处，由折返感测器输出到参考发生器的使能信号被初始化或复位到逻辑低，以使得参考发生器不被使能以指示折返状况未被感测到。在过程块525处，如果判定块515和判定块520中任一个确定状态计数已经达到X或初级计数达到X，则折返状况现在已经被感测到，并且折返感测器因此将使能信号输出为逻辑高以使能所述参考发生器。如果状态计数尚未达到X，并且如果初级计数尚未达到X，则过程从判定块515和判定块520循环回到过程块510，其中使能信号保持在逻辑低处，以使得参考发生器保持为未被使能。

如果折返状况已经被感测到并且参考发生器已经被使能，如在过程块525所确定的，则判定块530然后确定S1_REG信号已经为高(即，第一调节参考REF1大于反馈信号FB)是否长于减量阈值TH_DEC。如果是这样的话，则在过程块535处初级调节阈值REF1被减小。如果判定块530确定S1_REG信号未为高(即，第一调节参考REF1小于反馈信号FB)长于减量阈值TH_DEC，则判定块540确定S1_REG信号已经为低是否长于增量阈值TH_INC。如果是这样的话，则在过程块545处初级调节阈值REF1被增加。如果S1_REG信号未为低长于增量阈值TH_INC，则初级调节阈值REF1不被改变，并且该过程继续到判定块550。

在判定块550处，确定初级调节阈值是否已经返回到其初始值REF1_INT。如果是这样的话，则过程循环回到过程块510，其中使能信号被设定到逻辑低，以使得参考发生器不被使能。如果判定块550代替地确定初级调节阈值尚未返回到其初始值REF1_INT，则过程循环回到判定块530，在判定块530处确定调节参考REF1应增加还是减少。

对本发明的所例示实施例的以上描述，包括摘要中所描述的内容，并非旨在是穷举的或者是对所公开的确切形式的限制。尽管出于例示性目的在本文中描述了本发明的具体实施方案和实施例，但是在不脱离本发明的更广泛精神和范围的情况下，各种等同修改是可能的。实际上，应理解，提供具体示例电压、电流、频率、功率范围值、时间等用于解释的目的，并且根据本发明的教导，也可以在其他实施方案和实施例中采用其他值。

Claims

1.一种用于在功率转换器中使用的控制器，包括：

比较器，所述比较器被耦合以响应于调节参考和输出感测信号来生成调节信号，其中所述输出感测信号表示所述功率转换器的输出；

驱动信号发生器，所述驱动信号发生器被耦合到所述比较器以响应于所述调节信号来生成驱动信号，以控制所述功率转换器的功率开关的开关，其中所述驱动信号发生器被进一步耦合以生成表示所述功率开关的运行状态的运行感测信号；以及

折返控制装置，所述折返控制装置被耦合到所述比较器和所述驱动信号发生器，以响应于所述调节信号和所述运行感测信号来生成所述调节参考，其中所述折返控制装置被耦合以响应于所述运行感测信号来感测折返或故障状况，以改变所述调节参考来减小所述功率转换器的输出。

2.根据权利要求1所述的控制器，进一步包括请求控制装置，所述请求控制装置被耦合到所述比较器以响应于所述调节信号来生成请求信号，其中所述功率转换器的所述功率开关是第二功率开关，并且其中所述驱动信号是第二驱动信号，其中初级控制器被耦合以响应于所述请求信号来生成第一驱动信号，以控制所述功率转换器的第一功率开关的开关。

3.根据权利要求2所述的控制器，其中所述初级控制器包括：

折返电路，所述折返电路被耦合以响应于表示所述功率转换器的输入电压的输入电压感测信号或表示所述功率转换器的一个或多个部件的温度信号来生成折返信号；以及

初级驱动信号发生器，所述初级驱动信号发生器被耦合到所述折返电路以响应于所述请求信号和所述折返信号来生成所述第一驱动信号。

4.根据权利要求2所述的控制器，其中所述请求控制装置包括：

第一状态机，所述第一状态机被耦合到所述比较器以响应于所述调节信号和第一时钟信号来生成第一状态信号；以及

振荡器，所述振荡器被耦合到所述第一状态机以响应于所述第一状态信号来生成所述请求信号。

5.根据权利要求4所述的控制器，其中所述第一状态机包括：

第一计数器，所述第一计数器被耦合以响应于所述调节信号和所述第一时钟信号来生成第一计数信号；以及

数模转换器，所述数模转换器被耦合到所述第一计数器以响应于所述第一计数信号来生成所述第一状态信号。

6.一种用于在功率转换器中使用的控制器，包括：

第一比较器，所述第一比较器被耦合以响应于第一调节参考和表示所述功率转换器的输出的反馈信号来生成第一调节信号；

折返控制装置，所述折返控制装置被耦合到所述第一比较器以响应于所述第一调节信号和运行感测信号来生成所述第一调节参考，其中所述折返控制装置被耦合以响应于所述运行感测信号来感测折返或故障状况，以改变所述第一调节参考来减小所述功率转换器的输出；

第二比较器，所述第二比较器被耦合以响应于所述反馈信号和第二调节参考来生成第二调节信号；

驱动信号发生器，所述驱动信号发生器被耦合到所述第二比较器以响应于所述第二调节信号来生成驱动信号，以控制所述功率转换器的第二功率开关的开关，其中所述驱动信号发生器被进一步耦合以生成表示所述功率转换器的第一功率开关的运行状态的运行感测信号；以及

请求控制装置，所述请求控制装置被耦合到所述第一比较器以响应于所述第一调节信号来生成请求信号，其中初级控制器被耦合以响应于所述请求信号来生成第一驱动信号，以控制所述功率转换器的所述第一功率开关的开关。

7.根据权利要求6所述的控制器，其中所述初级控制器包括：

8.根据权利要求6所述的控制器，其中所述请求控制装置包括：

9.根据权利要求8所述的控制器，其中所述第一状态机包括：

10.根据权利要求6所述的控制器，其中所述驱动信号发生器包括：

第二状态机，所述第二状态机被耦合以响应于所述第二调节信号和第二时钟信号来生成第二状态信号；

方波发生器，所述方波发生器被耦合到所述第二状态机以响应于所述第二状态信号来生成所述第二驱动信号；以及

状态计数器，所述状态计数器被耦合到所述第二状态机以响应于所述第二状态信号和第三时钟信号来生成所述运行感测信号。

11.根据权利要求10所述的控制器，其中所述第二状态机包括：

第二计数器，所述第二计数器被耦合以响应于所述第二调节信号和所述第二时钟信号来生成第二计数信号；以及

多路复用器，所述多路复用器被耦合到所述第二计数器以响应于所述第二计数信号来生成所述第二状态信号。

12.根据权利要求10所述的控制器，

其中所述第二状态信号被耦合以在所述功率转换器加电时在具有第一参考值的第一状态处开始，

其中所述第二状态信号被耦合为如果所述反馈信号大于所述第二调节参考长达所述第二时钟信号的阈值数目的连续的循环，则从所述第一状态转变到具有第二参考值的第二状态，

其中所述第二状态信号被耦合为如果所述反馈信号小于所述第二调节参考长达所述第二时钟信号的阈值数目的连续的循环，则从所述第二状态转变到所述第一状态，

其中所述第二状态信号被耦合为如果所述反馈信号大于所述第二调节参考长达所述第二时钟信号的阈值数目的连续的循环，则从所述第二状态转变到具有第四参考值的第四状态，

其中所述第二状态信号被耦合为如果所述反馈信号小于所述第二调节参考长达所述第二时钟信号的阈值数目的连续的循环，则从所述第四状态转变到具有第三参考值的第三状态，

其中所述第二状态信号被耦合为如果所述反馈信号大于所述第二调节参考长达所述第二时钟信号的阈值数目的连续的循环，则从所述第三状态转变到所述第四状态，并且

其中所述第二状态信号被耦合为如果所述反馈信号小于所述第二调节参考长达所述第二时钟信号的阈值数目的连续的循环，则从所述第三状态转变到所述第一状态。

13.根据权利要求12所述的控制器，其中所述阈值数目的连续的循环是十二个连续的循环。

14.根据权利要求6所述的控制器，其中所述折返控制装置包括：

折返感测器，所述折返感测器被耦合以响应于所述第一调节信号和所述运行感测信号来生成使能信号，其中所述折返感测器被耦合以响应于所述反馈信号小于所述第一参考信号长达阈值持续时间来感测折返或故障状况；以及

参考发生器，所述参考发生器被耦合到所述折返感测器以响应于所述调节信号和所述使能信号来生成所述第一调节参考，其中所述参考发生器在未被使能时被耦合以输出所述第一调节参考以将所述功率转换器的输出调节到初始第一调节参考值，其中所述参考发生器在被使能时被耦合以响应于所述第一调节信号的形状来改变所述第一调节参考。

15.根据权利要求14所述的控制器，其中所述折返感测器包括：

第三计数器，所述第三计数器被耦合以响应于第三时钟信号和所述第一调节信号来生成第三计数器输出，其中所述第三计数器被耦合为如果所述第一调节信号指示所述功率转换器的输出小于所述第一调节参考，则增加所述第三计数器输出；以及

锁存器，所述锁存器被耦合以输出所述使能信号，其中所述锁存器被耦合以响应于所述第一调节参考达到所述初始第一调节参考值而被复位，并且其中所述锁存器被耦合以响应于所述运行感测信号大于第一阈值或响应于所述第三计数器输出大于第二阈值而被置位。

16.根据权利要求15所述的控制器，其中所述第一阈值等于所述第二阈值。

17.根据权利要求14所述的控制器，其中所述参考发生器包括：

第四计数器，所述第四计数器被耦合以响应于所述第三时钟信号、所述第一调节信号和所述使能信号来生成第四计数器输出，其中如果响应于所述使能信号所述第四计数器被使能，则所述第四计数器被耦合为如果所述第一调节信号指示所述反馈信号小于所述第一调节参考，则增加所述第四计数器输出；

第五计数器，所述第五计数器被耦合以响应于所述第三时钟信号、所述第一调节信号和所述使能信号来生成第五计数器输出，其中如果响应于所述使能信号所述第五计数器被使能，则所述第五计数器被耦合为如果所述反馈信号大于所述第一调节参考，则增加所述第五计数器输出；

第一数字比较器，所述第一数字比较器被耦合以比较所述第四计数器输出和减量阈值，其中所述第一数字比较器包括指示所述第四计数器输出大于所述减量阈值的第一输出，其中所述第一数字比较器包括指示所述第四计数器输出等于所述减量阈值的第二输出；

第二数字比较器，所述第二数字比较器被耦合以比较所述第五计数器输出和增量阈值，其中所述第二数字比较器包括指示所述第五计数器输出大于所述增量阈值的第一输出，其中所述第二数字比较器包括指示所述第五计数器输出等于所述增量阈值的第二输出；

参考设定点，所述参考设定点被耦合以在所述参考设定点的输出处输出所述第一调节参考，其中所述参考设定点被耦合以响应于所述第一数字比较器的第一输出来减少所述第一调节参考，其中所述参考设定点被耦合以响应于所述第二数字比较器的第一输出来增加所述第一调节参考，并且其中所述参考设定点被耦合以不响应于所述第一数字比较器的第二输出或所述第二数字比较器的第二输出来改变所述第一调节参考。

18.根据权利要求17所述的控制器，进一步包括：

第一触发器，所述第一触发器具有被耦合到所述第一数字比较器的第一输出的输入，和被耦合到所述参考设定点的减少输入的输出；

第二触发器，所述第二触发器具有被耦合到所述第一数字比较器的第二输出和所述第二数字比较器的第二输出的输入，和被耦合到所述参考设定点的保持输入的输出；以及

第三触发器，所述第三触发器具有被耦合到所述第二数字比较器的第一输出的输入，和被耦合到所述参考设定点的增加输入的输出，

其中所述第一触发器、所述第二触发器和所述第三触发器被耦合以响应于所述第三时钟信号而被计时。

19.根据权利要求17所述的控制器，进一步包括数模转换器，所述数模转换器被耦合到所述参考设定点的输出，以将所述第一调节参考从数字转换为模拟。

20.一种功率转换系统，包括：

第一功率转换器，包括：

第一功率开关；以及

第一控制器，所述第一控制器被耦合以控制所述第一功率开关的开关，以将在所述第一功率转换器的输入处接收的输入电压转换为所述第一功率转换器的输出处的第一电压；以及

第二功率转换器，包括：

第二功率开关；以及

第二控制器，所述第二控制器被耦合以控制所述第二功率开关的开关，以将在所述第二功率转换器的输入处接收的第一电压转换为提供到耦合到所述第二功率转换器的输出的负载的经调节的输出，其中所述第二控制器包括：

比较器，所述比较器被耦合以响应于调节参考和输出感测信号来生成调节信号，其中所述输出感测信号表示所述第二功率转换器的输出；

驱动信号发生器，所述驱动信号发生器被耦合到所述比较器以响应于所述调节信号来生成驱动信号，以控制所述第二功率开关的开关，其中所述驱动信号发生器被进一步耦合以生成表示所述第二功率开关的运行状态的运行感测信号；以及

折返控制装置，所述折返控制装置被耦合到所述比较器和所述驱动信号发生器，以响应于所述调节信号和所述运行感测信号来生成所述调节参考，其中所述折返控制装置被耦合以响应于所述运行感测信号来感测折返或故障状况，以改变所述调节参考以减小所述功率转换系统的输出。

21.根据权利要求20所述的功率转换系统，其中所述第一控制器包括：

折返电路，所述折返电路被耦合以响应于表示所述第一功率转换器的输入电压的输入电压感测信号或表示所述第一功率转换器的一个或多个部件的温度信号来生成折返信号；以及

初级驱动信号发生器，所述初级驱动信号发生器被耦合到所述折返电路以响应于所述折返信号来生成第一驱动信号。

22.根据权利要求20所述的功率转换系统，其中所述折返控制装置包括：

折返感测器，所述折返感测器被耦合以响应于所述调节信号和所述运行感测信号来生成使能信号，其中所述折返感测器被耦合以根据表示所述第二功率开关的运行状态的所述运行感测信号或所述调节信号来感测所述第一功率转换器和第一控制器是否在折返或故障状况下运行；以及

参考发生器，所述参考发生器被耦合到所述折返感测器以响应于所述调节信号和所述使能信号来生成所述调节参考，其中所述参考发生器在未被使能时被耦合以输出所述调节参考以将所述功率转换系统的输出调节到初始调节参考值，其中所述参考发生器在被使能时被耦合以响应于所述调节信号的形状来改变所述调节参考，以减小所述功率转换系统的输出。

23.一种功率转换系统，包括：

能量传递元件，所述能量传递元件被耦合在所述功率转换系统的初级侧和次级侧之间；

第一功率开关，所述第一功率开关被耦合到所述能量传递元件的初级侧和所述功率转换系统的输入；

初级控制器，所述初级控制器被耦合以生成第一驱动信号，以控制所述第一功率开关的开关，以控制由所述能量传递元件从所述功率转换系统的初级侧传递至所述功率转换系统的次级侧的能量的量；

第二功率开关，所述第二功率开关被耦合到所述能量传递元件的次级侧和所述功率转换系统的输出；以及

次级控制器，所述次级控制器被耦合以控制所述第二功率开关的开关，以控制提供到耦合到所述功率转换系统的输出的负载的经调节的输出，其中所述第二控制器包括：

请求控制装置，所述请求控制装置被耦合到所述比较器以响应于所述调节信号来生成请求信号，其中所述初级控制器被耦合以响应于所述请求信号来生成所述第一驱动信号，以控制所述第一功率开关的开关；

驱动信号发生器，所述驱动信号发生器被耦合到所述比较器以响应于所述调节信号来生成第二驱动信号，以控制所述第二功率开关的开关，其中所述驱动信号发生器被进一步耦合以生成表示所述第二功率开关的运行状态的运行感测信号；以及

折返控制装置，所述折返控制装置被耦合到所述比较器和所述驱动信号发生器，以响应于所述调节信号和所述运行感测信号来生成所述调节参考，其中所述折返控制装置被耦合以响应于所述运行感测信号来感测折返或故障状况，以改变所述调节参考来减小所述功率转换系统的输出。

24.根据权利要求23所述的功率转换系统，其中所述初级控制器包括：

折返电路，所述折返电路被耦合以响应于表示所述功率转换系统的输入电压的输入电压感测信号或表示所述功率转换系统的一个或多个部件的温度信号来生成折返信号；以及

初级驱动信号发生器，所述初级驱动信号发生器被耦合到所述折返电路以响应于所述折返信号和所述请求信号来生成所述第一驱动信号。

25.根据权利要求23所述的功率转换系统，其中所述折返控制装置包括：

折返感测器，所述折返感测器被耦合以响应于所述调节信号和所述运行感测信号来生成使能信号，其中所述折返感测器被耦合以根据表示所述第二功率开关的运行状态的所述运行感测信号或所述调节信号来感测所述初级控制器是否在折返或故障状况下运行；以及

参考发生器，所述参考发生器被耦合到所述折返感测器以响应于所述调节信号和所述使能信号来生成所述调节参考，其中所述参考发生器在未被使能时被耦合以输出所述调节参考来将所述功率转换系统的输出调节到初始调节参考值，其中所述参考发生器在被使能时被耦合以响应于所述调节信号的形状来改变所述调节参考从而减小所述功率转换系统的输出。

26.一种功率转换系统，包括：

初级控制器，所述初级控制器被耦合以生成第一驱动信号来控制所述第一功率开关的开关，从而控制通过所述能量传递元件从所述功率转换系统的初级侧传递到次级侧的能量的量；

次级控制器，所述次级控制器被耦合以控制所述第二功率开关的开关，来控制提供到耦合到所述功率转换系统的输出的负载的经调节的输出，其中所述第二控制器包括：

第一比较器，所述第一比较器被耦合以响应于第一调节参考和表示所述第二功率转换器的输出的反馈信号来生成第一调节信号；

请求控制装置，所述请求控制装置被耦合到所述第一比较器以响应于所述第一调节信号来生成请求信号，其中所述初级控制器被耦合以响应于所述请求信号来生成所述第一驱动信号从而控制所述第一功率开关的开关；

驱动信号发生器，所述驱动信号发生器被耦合到所述第二比较器以响应于所述第二调节信号来生成第二驱动信号从而控制所述第二功率开关的开关，其中所述驱动信号发生器被进一步耦合以生成表示所述第二功率开关的运行状态的运行感测信号；以及

折返控制装置，所述折返控制装置被耦合到所述第一比较器和所述驱动信号发生器，以响应于所述第一调节信号和所述运行感测信号来生成所述第一调节参考，其中所述折返控制装置被耦合以响应于所述运行感测信号来感测折返或故障状况，以改变所述第一调节参考来减小所述功率转换系统的输出。

27.根据权利要求26所述的功率转换系统，其中所述初级控制器包括：

28.根据权利要求26所述的功率转换系统，其中所述请求控制装置包括：

第一状态机，所述第一状态机被耦合到所述第一比较器，以响应于所述第一调节信号和第一时钟信号来生成第一状态信号；以及

振荡器，所述振荡器被耦合到所述第一状态机，以响应于所述第一状态信号来生成所述请求信号。

29.根据权利要求28所述的功率转换系统，其中所述第一状态机包括：

第一计数器，所述第一计数器被耦合以响应于所述第一调节信号和所述第一时钟信号来生成第一计数信号；以及

30.根据权利要求26所述的功率转换系统，其中所述驱动信号发生器包括：

方波发生器，所述方波发生器被耦合到所述第二状态机，以响应于所述第二状态信号来生成所述第二驱动信号；以及

31.根据权利要求30所述的功率转换系统，其中所述第二状态机包括：

多路复用器，所述多路复用器被耦合到所述第二计数器，以响应于所述第二计数信号来生成所述第二状态信号。

32.根据权利要求31所述的功率转换系统，

其中所述第二状态信号被耦合以在所述功率转换系统加电时在具有第一参考值的第一状态处开始，

33.根据权利要求32所述的功率转换系统，其中所述阈值数目的连续的循环是十二个连续的循环。

34.根据权利要求30所述的功率转换系统，其中所述折返控制装置包括：

参考发生器，所述参考发生器被耦合到所述折返感测器以响应于所述第一调节信号和所述使能信号来生成所述第一调节参考，其中所述参考发生器在未被使能时被耦合以输出所述第一调节参考以将所述功率转换系统的输出调节到初始第一调节参考值，其中所述参考发生器在被使能时被耦合以响应于所述第一调节信号的形状来改变所述第一调节参考，以减小所述功率转换系统的输出。

35.根据权利要求34所述的功率转换系统，其中所述折返感测器包括：

36.根据权利要求35所述的功率转换系统，其中所述第一阈值等于所述第二阈值。

37.根据权利要求34所述的功率转换系统，其中所述参考发生器包括：

38.根据权利要求37所述的功率转换系统，进一步包括：

39.根据权利要求37所述的功率转换系统，进一步包括数模转换器，所述数模转换器被耦合到所述参考设定点的输出，以将所述第一调节参考从数字转换为模拟。

40.一种功率转换系统中的检测折返状况和改变调节参考的方法，包括：

将表示所述折返状况的使能信号设定到第一状态；

如果状态计数达到第一阈值，则将所述使能信号设定到第二状态；

如果初级计数达到第二阈值，则将所述使能信号设定到所述第二状态；

如果第一调节信号在所述第二状态长于减量阈值，则减小所述调节参考直到第一调节信号返回到初始值；

如果所述第一调节信号在所述第一状态长于增量阈值，则增加所述调节参考直到所述第一调节信号返回到所述初始值；

如果所述第一调节信号返回到所述初始值，则将所述使能信号设定回到所述第一状态。

41.根据权利要求40所述的方法，其中所述第一状态是低值，并且其中所述第二状态是高值。

42.根据权利要求40所述的方法，其中所述第一阈值等于所述第二阈值。

43.根据权利要求40所述的方法，其中所述状态计数达到所述第一阈值指示表示所述功率转换系统的输出的反馈信号小于所述调节参考长达至少所述第一阈值。