CN111327197B - 用于谐振转换器的多区域次级突发调制 - Google Patents

用于谐振转换器的多区域次级突发调制 Download PDF

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Abstract

一种功率转换器控制器，包括控制回路时钟发生器以响应于突发负载阈值、功率信号以及负载信号来生成开关频率信号。所述开关频率信号的开关频率在能量传递元件的机械音频谐振范围以上并且在可听噪声频率以上。突发控制电路响应于反馈信号和突发使能信号来生成突发导通信号和突发断开信号，以在多个突发模式中运行所述控制器。所述突发导通信号或所述突发断开信号的突发频率小于所述机械音频谐振范围。请求发送器电路响应于所述开关频率信号、所述突发导通信号和所述突发断开信号来生成请求信号，以控制开关电路的开关。

Description

用于谐振转换器的多区域次级突发调制
相关申请
本申请要求享有于2018年12月13日提交的美国临时申请62/779,296的权益，所述美国临时申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及功率转换器，并且更具体地涉及开关模式功率转换器。
背景技术
电子设备使用电力运行。由于开关模式功率转换器效率高、体积小、重量轻，因此它们通常被用来为现今的许多电子设备供电。常规的壁式插座提供高压交流(ac)电。在开关功率转换器中，通过能量传递元件转换高压ac输入，以提供良好调节的直流(dc)输出。开关模式功率转换器通常通过感测一个或多个输出量并且在闭合回路中控制输出来提供输出调节。在运行中，利用开关以通过改变占空比(通常是开关的导通(ON)时间与总开关周期的比率)、改变开关频率或改变开关模式功率转换器中的开关的每单位时间的脉冲数目来提供期望的输出。改变占空比可以被称为脉冲宽度调制(PWM)控制，而改变开关频率可以被称为脉冲频率调制(PFM)控制。
一种类型的开关模式功率转换器拓扑是谐振开关模式功率转换器，其利用谐振电感-电容(LC)电路作为功率转换过程的一部分。通常，与非谐振转换器相比，具有PFM控制的谐振开关模式功率转换器可以具有一些优点，诸如以较高的开关频率运行并且具有较低的开关损耗，利用较小的磁性元件(并且因此利用较小的封装)，同时仍然高效率地运行。谐振功率转换器通常不具有带尖锐边沿的波形(例如，具有高di/dt或dv/dt的波形)，并且因此可以改善电磁干扰(EMI)性能，与非谐振转换器相比，这允许使用更小的EMI滤波器。
LLC转换器是一种类型的谐振开关模式功率转换器，其利用两个电感器和一个电容器之间的谐振。LLC转换器由于通过利用功率转换器的能量传递元件的磁化电感和漏电感作为LLC转换器的谐振部件的一部分而节省了成本和尺寸，因此很受欢迎。另外，LLC转换器可以实现零电压开关，这可以导致较低的开关损耗。
附图说明
参考以下附图描述了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教导的具有次级控制器的功率转换器的一个实施例的功能块图，该次级控制器包括接收输入信号和功率信号的多区域突发控制装置(multizone burst control)。
图1B是例示了根据本发明的教导的具有次级控制器的功率转换器的另一实施例的功能块图，该次级控制器包括接收组合的输入信号和功率信号的多区域突发控制装置。
图2例示了根据本发明的教导的对于图1A和图1B的示例功率转换器和次级控制器而言的效率、开关频率和突发频率相对于负载的示例波形。
图3A是根据本发明的教导的示例次级控制器的示例功能块图。
图3B是根据本发明的教导的图3A的示例多区域突发控制装置的示例功能块图。
图4示出了根据本发明的教导的例示了全模式(full mode)和中间突发模式之间的转变的示例时序图。
图5示出了根据本发明的教导的例示了中间突发模式和轻负载突发模式之间的转变的示例时序图。
图6示出了根据本发明的教导的例示了轻负载突发模式和超轻负载突发模式之间的转变的示例时序图。
图7总体上示出了根据本发明的教导的包括逻辑的状态机的一个实施例的状态机图，当执行该逻辑时实施具有多区域突发控制装置的突发状态机。
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，以帮助改善对发明的教导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的或必要的常见但容易理解的元件，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
本文描述了包括多区域突发控制装置的谐振开关模式功率转换器的实施例。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，对于本领域的普通技术人员将明显的是，不需要采用具体细节来实践发明。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。
谐振转换器，诸如LLC转换器，通常包括谐振回路电路(resonant tank circuit)，该谐振回路电路包括回路电感和回路电容，如例如在LLC电路中发现存在的。谐振转换器可以利用软开关控制来提供输出电压，而没有相关联的高开关损耗、功率开关上的高开关应力以及由快速开关边沿引起的高EMI。
对LLC转换器的功率开关进行软开关还可以使能零电压开关(ZVS)，在零电压开关中，功率开关上的电压在功率开关被接通时基本上为零，其可以降低LLC转换器的开关损耗。对于半桥LLC转换器的一个实施例，使用两个功率开关(在半桥开关电路中被称为高侧开关和低侧开关)来控制从功率转换器的输入到功率转换器的输出的能量传递。所述功率开关被控制使得当一个功率开关导通(ON)时，另一功率开关断开(OFF)，并且通常在稳定状态状况下将两个功率开关控制为导通基本相等量的时间。通常，导通(或闭合)的开关可以传导电流，而断开(或开路)的开关通常不传导电流。在一个实施例中，第一开关导通，而第二开关断开。以非零电流关断第一开关。在第一开关关断之后，第二开关上的电压通常将减小。软开关通常指当第二开关上的电压达到接近零时接通第二开关。使用这种类型的开关防止在开关接通期间因跨开关的端子的电容放电而引起的能量损耗。为了实现ZVS，功率开关被控制使得存在被称为“停滞时间(dead time)”的时间段，在该时间段中两个功率开关在所述功率开关之一接通之前都断开。此外，在“停滞时间”时段期间，当两个开关都断开时，所述功率开关之一上的电压可以减小至零，并且一旦处于零伏特，此开关就可以以最小的开关损耗接通(实现ZVS)。
此外，LLC转换器可以被设计以控制功率开关在无负载或低负载运行状况下减小功率损耗。一种用于在无负载或低负载运行状况下减小功率损耗的方法可以被称为突发模式控制。在无负载或低负载功率状况期间，不使功率开关连续地导通和断开以递送所需的输出功率。而是，功率开关可以被控制在突发模式中，在该突发模式中，顺序地接通和关断所述功率开关一时间间隔(通常被称为突发导通时间、突发导通持续时间和/或突发导通周期)，随后是无开关的一间隔(通常被称为突发断开时间、突发断开持续时间和/或突发断开周期)。在整个突发导通时间期间的各个高侧开关事件和低侧开关事件有时被称为突发导通包(packet)。突发重复频率可以指转换器循环通过突发导通和突发断开的速率。换句话说，突发周期是突发导通时间与突发断开时间之和，突发频率是突发周期的倒数。
在一个实施例中，在标称状况下，LLC可以以全循环(一个低侧半循环和一个高侧半循环的周期)开关频率顺序地开关低侧和高侧(有时被称为半循环)，该全循环开关频率大于人类可听范围，并且因此在此开关频率下生成的任何音频噪声对人类而言将是不可感知的。在此实施例中，通常应理解，人类无法听到超过20千赫(kHz)的频率。在一个实施例中，当LLC转换器在突发模式控制中运行时，突发重复频率可能会落在人类可听范围内。这样，突发重复频率对于这样的功率转换器附近的人而言可能是可感知的。在一种情况下，电源设计者可能更加喜欢不生成可感知的噪声。在本文所描述的实施例中，突发频率被控制使得该频率被维持在人类可听范围以上。此外，由于LLC转换器的能量传递元件(例如，变压器)的构造，该变压器也具有可以导致该变压器机械地振铃的机械谐振范围。能量传递元件可以基于它受到的电开关脉冲而被机械地激励并且被导致移动/振动/膨胀/收缩。变压器机械谐振范围也应被避免，并且在一个实施例中可下降到大约7kHz–12kHz。机械谐振是一个增益项，由此机械谐振范围内的小激励可以被放大并且导致更大的机械变化，所述更大的机械变化可以作为可听噪声从能量传递元件发出。在一个实施例中，在机械谐振范围之外的能量传递元件的激励将被减弱并且不从能量传递元件产生有意义的音频噪声。因此，在本文所描述的实施例中，根据本发明的教导，突发重复频率被控制成保持为远低于机械谐振范围，并且高侧和低侧开关频率也被控制成保持为远高于机械谐振范围。应理解，本发明既适用于被构造为单个磁性结构的能量传递元件，也同样适用于能量传递元件被分成多个磁性结构的能量传递元件。
在稳定突发断开状况下，通过LLC转换器的谐振回路电路的回路电流基本上为零。当LLC转换器从突发断开状态进入突发导通状态时，回路电流基本上为零，并且突发导通状态的第一开关循环是硬开关。硬开关通常指在如下情况下接通高侧开关或低侧开关：当回路电流基本上为零和/或所述开关中的一个或多个上的电压为非零时。软开关也指在如下情况下接通和关断高侧开关或低侧开关：当回路电流基本上为非零和/或所述开关中的一个或多个上的电压基本上为零时。在突发导通周期中的初始开关循环之后，在初始启用的(active)硬开关部分循环之后在开关的突发导通周期期间的随后的开关循环或开关脉冲是软开关的。由于对于突发导通周期的这种初始的硬开关循环，对于突发导通包，有利的是在此初始硬开关循环之后聚集尽可能多的开关循环。或换句话说，初始硬开关循环之后可以是大量软开关循环，所述软开关循环可以更好地分配第一硬开关循环的损耗。然而，开关较长的突发导通包也可能导致较低的突发重复频率。这样，将突发频率控制在变压器机械谐振频率范围以下可以导致由于开关损耗引起的损耗功率少于如果将突发频率控制在可听噪声频率以上并且在变压器谐振频率范围以上将可能导致的损耗功率。
本公开内容的实施例采用多区域突发控制装置以将突发频率控制在可听噪声频率和变压器机械谐振频率范围以下。如将讨论的，在一个实施例中的多区域突发包括全模式、中间突发模式、轻负载突发模式和超轻负载突发模式。控制器基本上响应于负载使能多区域突发控制装置。不同突发区域之间的转变响应于由控制器接收的并且表示功率转换器的输出的反馈信号。在一个实施例中，反馈信号基本上被调节到调节值VREG，但是可以被控制以在最小值VMIN和最大值VMAX之间变化。在一个实施例中，最小值小于调节值VREG，而最大值VMAX大于调节值VREG。
在一个实施例中，当负载下降到阈值以下时，用于功率转换器的控制器在中间突发模式中运行。在中间突发模式期间，该控制器在调节值VREG和最小值VMIN之间调节反馈信号，并且突发重复频率被设定到基本固定的中间突发重复频率(中间突发周期)。在一个实施例中，固定的中间突发频率被设定到远低于能量传递元件的机械谐振频率范围。在中间突发模式中，突发断开周期是反馈信号从调节值VREG减小到最小值VMIN所花费的时间。反馈信号从调节值VREG减小到最小值VMIN所花费的时间的长度也被称为衰减时间TDECAY。一旦反馈信号达到最小值VMIN，突发导通周期就开始。突发导通周期的长度基本上是固定的中间突发周期减去突发断开周期。
在中间突发模式期间，衰减时间TDECAY(突发断开周期)应随着负载的减小而增大。当衰减时间TDECAY大于阈值T1时，控制器从中间突发模式转变到轻负载突发模式。在轻负载突发模式期间，允许反馈信号在最小值VMIN和最大值VMAX之间变化。突发断开周期基本上是反馈信号UFB从最大值VMAX减小到最小值VMIN的时间的长度。突发导通周期基本上是反馈信号从最小值VMIN增大到最大值VMAX的时间的长度。
在轻负载突发模式期间，突发断开周期随着负载的减小而增大。当突发断开周期大于阈值T3时，控制器从轻负载突发模式转变到超轻负载突发模式。在超轻负载突发中，突发断开周期基本上固定到阈值T3。在超轻模式中，突发导通周期在VMAX与VMIN之间某处的任意输出电压处开始。对于给定的一组运行状况，突发导通周期持续时间在功能上基本上固定到阈值长度T4，并且是输出电压达到VMAX所花费的时间。还存在一个绝对最大突发导通周期，在超轻模式中可能不超过该绝对最大突发导通周期。
图1A是例示了根据本发明的教导的包括次级控制器125的功率转换器100的一个实施例的功能块图，该次级控制器125具有接收输入信号和功率信号的突发控制电路，该突发控制电路被示出为多区域突发控制装置142。还示出了初级控制器124，该初级控制器124与次级控制器125一起可以被称为功率转换器100的控制器。如所示出的，初级控制器124在功率转换器100的初级侧上，并且以输入返回109为参考，而在一个实施例中次级控制器125可以与初级控制器124电流隔离，并且在功率转换器100的次级侧上并且以输出返回120为参考。但是，应理解，初级控制器124和次级控制器125可以不彼此电流隔离。图1A中所示出的功率转换器100是以半桥拓扑结构在其输出处与同步整流器耦合的谐振功率转换器。应理解，其他功率转换器拓扑(谐振的或非谐振的)可以与本发明的实施方案一起使用。
在所描绘的实施例中，功率转换器100被示出为包括开关电路，该开关电路包括耦合至功率转换器100的输入的开关S1 104和S2 106以及耦合在功率转换器100的输入和输出之间的能量传递元件TE1 110。初级控制器124被耦合以生成第一驱动信号GH 129和第二驱动信号GL 130，以分别控制开关S1 104和S2 106的开关来控制从功率转换器的输入到功率转换器的输出的能量传递。开关S1 104也可以被称为高侧开关，而开关S2 106可以被称为低侧开关。谐振回路电路也耦合至开关S1 104和S2 106。该谐振回路电路包括回路电感和回路电容。在所描绘的实施例中，该谐振回路电路是LLC电路，使得回路电感包括能量传递元件TE1 110的漏电感LLK 114和变压器磁化电感LM 115。回路电容包括电容C1 116。漏电感LLK 114和变压器磁化电感LM 115可以是分立部件，或可以被组合成具有泄漏元件和磁化元件的单个变压器，诸如能量传递元件TE1 110。
如所例示的，功率转换器100被耦合以在初级侧上接收输入电压VIN 102，并且向在次级侧上耦合至功率转换器100的输出的负载123提供输出功率。高侧开关S1 104被耦合以在一端处接收输入电压VIN 102，并且在另一端处耦合至低侧开关S2 106。低侧开关S2 106进一步耦合至输入返回109。高侧开关S1 104和低侧开关S2 106之间的端子可以被称为半桥端子HB 108。在所示出的实施例中，高侧开关S1 104和低侧开关S2 106连同它们相应的体二极管一起被示出为n型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。高侧开关S1 104和低侧开关S2 106用第一驱动信号GH 129和第二驱动信号GL 130来控制，使得能量传递元件TE1 110的初级绕组111上的电压基本上为方波。
如所示出的，能量传递元件TE1 110包括初级绕组111、第一输出绕组112和第二输出绕组113。初级绕组110耦合至高侧开关S1 104和低侧开关S2 106。在所描绘的实施例中，第一输出绕组112和第二输出绕组113是中心抽头的，或换句话说，第一输出绕组112和第二输出绕组113之间的端子耦合至输出。第一输出绕组112耦合至输出整流器D1 117，而第二输出绕组113耦合至输出整流器D2 118。如图1A中所例示的实施例中所示出的，整流器D1117和D2 118是二极管。然而，在另一实施例中，整流器D1 117和D2 118可以是用作同步整流器的晶体管，并且可以由次级控制器125输出的信号来控制。当高侧开关S1 104接通并且低侧开关S2 106关断时，能量由输出整流器D1 117传输和整流。当高侧开关S1 104关断并且低侧开关S2 106接通时，能量由输出整流器D2 118传输和整流。输出电容器CO 119的一端耦合至整流器D1 117和D2 118以及输出返回120。输出电容器CO 119的另一端耦合至第一输出绕组112和第二输出绕组113。负载123耦合在输出电容器CO 119上。输出可以被提供到负载123，并且可以被提供作为输出电压VO 122、输出电流IO 121或二者的组合。
功率转换器100可以具有初级侧和次级侧，在一个实施例中，该初级侧和该次级侧彼此电流隔离，这意味着不存在允许电流从功率转换器100的初次侧流动到次级侧的dc电流路径。耦合至功率转换器的输入侧上的初级侧的控制器通常被称为初级控制器124，而耦合至功率转换器的输出侧上的次级侧的控制器被称为次级控制器125。初级控制器和次级控制器可以使用电感耦合器(诸如变压器或耦合电感器)经由通信链路128跨电流隔离进行通信。初级控制器124和次级控制器125可以被实施在单独的集成电路(IC)芯片上，该集成电路芯片可以被封装在单个IC封装内或被封装在分立的IC封装内。集成电路封装通常包括引线框架，以为IC封装内的一个或多个芯片提供机械支撑。
功率转换器100进一步包括用于调节输出的电路系统。表示功率转换器100的输出的反馈信号UFB 126被提供到次级控制器125，并且可以是电压信号或电流信号，所述功率转换器100的输出可以是输出电压VO 122、输出电流IO 121或二者的组合。次级控制器125被耦合以接收反馈信号UFB 126并且输出请求信号REQ 127。响应于反馈信号UFB 126，次级控制器125确定是否应从功率转换器100的初级侧向次级侧递送能量或应从功率转换器100的初级侧向次级侧递送多少能量。次级控制器125经由通信链路128将请求信号REQ 127输出到初级控制器124。通信链路128可以在初级控制器124和次级控制器125之间提供电流隔离，并且可以通过使用诸如光耦合器、电容器、磁耦合或电感耦合器的设备来实施。在一个实施例中，形成通信链路128的电感耦合器可以包括由支撑初级控制器124和次级控制器125的引线框架形成的导电回路。
请求信号REQ 127可以表示控制高侧开关S1 104和低侧开关S2 106的开关的一个或多个命令。请求信号REQ 127可以是跳动到逻辑高值并且迅速返回到逻辑低值的矩形脉冲波形。例如，在一个实施例中，请求信号REQ 127中的一组M个脉冲对应于“突发导通”命令，并且初级控制器124开始开关所述高侧开关S1 104或所述低侧开关S2 106。请求信号REQ 127中的单个脉冲对应于“开关”命令，并且初级控制器124关断当前在传导的不论高侧开关S1 104或低侧开关S2 106，以及在一个实施例中，在停滞时间之后，接通当前不在传导的无论哪个开关。此外，请求信号REQ 127中的一组N个脉冲对应于“突发断开”命令，并且初级控制器124停止开关所述高侧开关S1 104和低侧开关S2 106二者，将两个开关都关断。初级控制器124可以包括解码器，以对来自请求信号REQ 127的命令进行解码。然而，应理解，根据本发明的教导，在其他实施例中，可以使用其他方案来发送突发导通、突发断开和开关命令。
所示出的次级控制器125还接收输入电压信号VIN 133和功率信号P 134，并且确定高侧开关S1 104和低侧开关S2 106的开关频率/周期。输入电压信号VIN 133表示感测到的输入电压VIN 102，并且可以是电压信号或电流信号。功率信号P134可以表示感测到的输出功率(POUT)、由能量传递元件TE1 110递送的功率(P_TE1)、输入功率以及由转换器处理的功率中的一个或多个。在各实施例中，功率信号P134可以是电压信号或电流信号。次级控制器125利用反馈信号UFB 126、输入电压信号VIN 133和功率信号P134经由开关频率信号FSW 147确定请求信号REQ 127的开关频率/周期。
如所示出的，次级控制器125包括跨导放大器137、控制回路时钟发生器139、突发负载阈值电路140、比较器141和多区域突发控制装置142。跨导放大器137被耦合以接收反馈信号UFB 126和参考138。跨导放大器137的输出是负载信号CMP 136。在运行中，跨导放大器137的输出是响应于反馈信号UFB 126和参考138之间的差的电流。反馈信号UFB 126和参考138之间的差越大，来自跨导放大器137的输出电流的大小就越大。应理解，该跨导放大器可以是线性的或非线性的。跨导放大器137的输出耦合至补偿电路135，该补偿电路135被示出为在次级控制器125外部。在所示出的实施例中，补偿电路135耦合至输出返回120，并且包括串联耦合在一起的电阻器和电容器以及与串联耦合的电阻器和电容器并联耦合的电容器。补偿电路135为功率转换器100的反馈回路提供回路补偿。此外，补偿电路135可以改变功率转换器100的反馈回路的响应时间。通过补偿电路135，控制回路时钟发生器139接收的负载信号CMP 136可以是电压。在一个实施例中，较大的负载信号CMP 136对应于较小的输出负载123。换句话说，负载信号CMP 136随着负载123的减小而增大。
控制回路时钟发生器139接收功率信号P134和负载信号CMP 136，并且将开关频率信号FSW 147输出到请求发送器143。开关频率信号FSW 147表示初级开关、高侧开关S1 104和低侧开关S2 106的开关频率，并且可以是具有逻辑高部段和逻辑低部段的矩形脉冲波形。对于LLC转换器，逻辑高部段和逻辑低部段通常具有基本相等的长度。控制回路时钟发生器139利用功率信号P134和负载信号CMP 136来确定逻辑高部段和逻辑低部段的长度。应理解，功率信号P134可以是可选的，并且控制回路时钟发生器139可以包括压控振荡器(VCO)或其他响应于负载信号CMP 136来确定逻辑高部段和逻辑低部段的长度的方案。
另外，控制回路时钟发生器139接收轻负载选择信号LL_SEL 146和突发负载阈值BL_TH 144。在运行中，当使轻负载选择信号LL_SEL 146有效时，控制回路时钟发生器139利用突发负载阈值BL_TH 144或突发负载阈值BL_TH 144的缩放形式而不是负载信号CMP 136来确定开关频率并且输出开关频率信号FSW 147(即，开关频率信号FSW 147的逻辑高部段和逻辑低部段的长度)。换句话说，当在轻负载突发或超轻负载突发中运行时，使用突发负载阈值BL_TH 144或突发负载阈值BL_TH 144的缩放形式(代替CMP 136)来生成开关频率信号FSW 147。
开关频率信号FSW 147由请求发送器143接收。请求信号REQ 127的频率响应于根据开关频率信号FSW 147设定的开关频率。在一个实施例中，在开关频率信号FSW 147的每个前沿和后沿处，请求发送器143在请求信号REQ 127中输出脉冲以接通高侧开关S1 104或低侧开关S2 106。在一个实施例中，开关频率信号FSW 147的前沿对应于接通高侧开关S1104(和关断低侧开关S2 106)，而后沿对应于接通低侧开关S2 106(和关断高侧开关S1104)。换句话说，开关频率信号FSW 147的逻辑高值通常对应于高侧开关S1 104的传导时间，而逻辑低通常对应于低侧开关S2 106的传导时间。频率信号FSW 147的开关周期对应于高侧开关S1 104和低侧开关S2 106二者的开关周期。
突发负载阈值电路140接收输入电压信号VIN 133，并且确定功率转换器100的突发负载阈值BL_TH 144。突发负载阈值BL_TH 144是如下一个阈值，该阈值被用来确定功率转换器100何时处于其中负载123是相当小的一个负载状况中。换句话说，突发负载阈值BL_TH 144可以表示其中功率转换器100想要通过进入突发模式来减小功率消耗的一个负载状况。在一个实施例中，突发负载阈值BL_TH 144响应于增大的输入电压VIN 102而增大。突发负载阈值BL_TH 144或突发负载阈值BL_TH 144的缩放形式被输出到控制回路时钟发生器129和比较器141。
比较器141被耦合以接收负载信号CMP 136和突发负载阈值BL_TH 144，并且将突发使能信号BU_EN 145输出到多区域突发控制装置142。当负载信号CMP 136大于突发负载阈值BL_TH 144时，这可以指示功率转换器100在可以得益于功率转换器100在突发模式中运行的负载状况中。在运行中，当负载信号CMP 136大于突发负载阈值BL_TH 144时，突发使能BU_EN 145为逻辑高。
突发使能信号BU_EN 145由多区域突发控制装置142接收，并且当次级控制器125确定功率转换器100在轻负载中时，使能多区域突发控制装置142。多区域突发控制装置142还被耦合以接收反馈信号UFB 126，并且将轻负载选择信号LL_SEL 146输出到控制回路时钟发生器139。
如上文所提及的并且如将参考图3A和图3B进一步讨论的，轻负载选择信号LL_SEL146被用来向控制回路时钟发生器139指示是利用负载信号CMP 136还是突发负载阈值BL_TH 144(或突发负载阈值BL_TH 144的缩放形式)来生成开关频率信号FSW 147，并且设定初级开关、高侧开关S1 104和低侧开关S2 106的开关频率。
当被使能时，多区域突发控制装置142利用反馈信号UFB 126来确定次级控制器125是否应控制功率转换器100进入突发模式以及在哪个突发模式中运行。当多区域突发控制装置142未被使能时，次级控制器125在“全频率”模式中运行，并且高侧开关S1 104和低侧开关S2 106响应于频率信号FSW 147而连续开关。
多区域突发控制装置142将突发导通信号BURST_ON 148和突发断开信号BURST_OFF 149输出到请求发送器143。当多区域突发控制装置142使突发导通信号BURST_ON 148有效时，允许请求发送器143在请求信号REQ 127中发送脉冲以接通和关断高侧开关S1 104和低侧开关S2 106。此外，响应于有效的突发导通信号BURST_ON 148，请求发送器143可以发送M个分组脉冲以指示正在发送“突发导通”命令。当多区域突发控制装置142使突发断开信号BURST_OFF 149有效时，阻止请求发送器在请求信号REQ 127上发送脉冲，并且高侧开关S1 104和低侧开关S2 106未被接通。此外，响应于有效的突发断开信号BURST_OFF 149，请求发送器143可以发送N个分组脉冲，以指示正在发送“突发断开”命令。BURST_ON 148和BURST_OFF 149是逻辑高部段和逻辑低部段的长度变化的矩形。在一个实施方式中，逻辑高对应于使信号有效，而逻辑低对应于使信号无效。在一个实施例中，BURST_ON 148和BURST_OFF 149彼此相反。此外，不是同时使BURST_ON 148和BURST_OFF 149信号有效。BURST_ON148或BURST_OFF 149的重复频率可以被称为突发频率。突发频率的周期可以在稳定状态运行中测量，从BURST_ON的连续有效到BURST_ON的下一个有效，或从BURST_OFF的连续有效到BURST_OFF的下一个有效。
多区域突发控制装置142使突发频率运行在可听噪声频率和变压器谐振频率范围以下。多区域突发控制装置142包括中间突发、轻负载突发和超轻负载突发。突发的不同区域之间的转变响应于反馈信号UFB 126。如将进一步讨论的，反馈信号UFB 126通常被调节到调节值VREG，并且可以在最小值VMIN和最大值VMAX之间变化。
在中间突发模式期间，初级控制器124和次级控制器125基本上在调节值VREG和最小值VMIN之间调节反馈信号UFB 126。此外，突发周期以及因此突发频率被设定到基本上固定的值，该固定的值将在下文被示出为阈值周期T2。突发断开周期(即，使突发断开信号BURST_OFF 149有效的时间的长度)基本上是反馈信号UFB 126从调节值VREG减小到最小值VMIN所花费的时间。反馈信号从调节值VREG减小到最小值VMIN所花费的时间的长度也被称为衰减时间TDECAY。一旦反馈信号UFB 126达到最小值VMIN，突发导通周期(即，使突发导通信号BURST_ON 148有效的时间的长度)就开始。突发导通的长度基本上是固定的中间突发周期减去突发断开周期。在中间突发期间，衰减时间TDECAY应随着负载的减小而增大。当衰减时间TDECAY大于阈值T1时，多区域突发控制装置142从中间突发转变到轻负载突发。
在轻负载突发期间，反馈信号UFB 126被控制为基本上在最小值VMIN和最大值VMAX之间变化。突发断开周期(即，当使突发断开信号BURST_OFF 149有效时)基本上是反馈信号UFB 126从最大值VMAX减小到最小值VMIN的时间的长度。突发导通周期(即，当使突发导通信号BURST_ON 148有效时)基本上是反馈信号UFB 126从最小值VMIN增大到最大值VMAX的时间的长度。在轻负载突发期间，突发断开周期基本上随着负载123的减小而增大。当突发断开周期大于阈值T3时，多区域突发控制装置142从轻负载突发转变到超轻负载突发。当在超轻负载突发中时，突发断开周期的长度(即，当使突发断开信号BURST_OFF 149有效时)基本上固定到阈值T3，并且突发导通周期(即，当使突发导通信号BURST_ON 148有效时)基本上固定到阈值长度T4。在一个实施例中，突发断开周期基本上固定到最大阈值T3。在又一实施例中，反馈信号UFB 126可以在阈值长度T4之前达到最大值VMAX。在一个实施例中，如果在阈值周期T4结束之前达到最大值VMAX，则开关频率信号被设定到最大开关频率FMAX。在另一实施例中，如果在阈值周期T4结束之前达到最大值VMAX，则突发导通周期被终止。
图1B是例示了根据本发明的教导的包括次级控制器的功率转换器的另一实施例的功能块图，该次级控制器具有接收组合的输入信号和功率信号的多区域突发控制装置。应理解，图1B中类似地命名和编号的元件与图1A中所描述的相同元件类似地耦合和起作用。然而，图1A中所讨论的输入电压感测信号VIN和功率信号P在图1B中所描绘的实施例中被组合成单个信号(VIN/P 133)。如所示出的，输入电压和功率的组合信号(VIN/P 133)被示出为由控制回路时钟发生器139和突发负载阈值电路140接收。在一个实施例中，组合的输入电压和功率信号VIN/P 133可以从能量传递元件TE1 110的初级绕组111感测到。应理解，组合的输入电压和功率信号(VIN/P 133)可以是可选的，并且控制回路时钟发生器139可以包括电压控制振荡器(VCO)或其他响应于负载信号CMP 136来确定逻辑高部段和逻辑低部段的长度的方案。
图2例示了根据本发明的教导的对于图1A和图1B的示例功率转换器和次级控制器而言的效率、开关频率和突发频率相对于负载的示例波形。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。如所示出的，图200例示了效率与负载之间的总体关系。虚线203例示了不具有突发模式的功率转换器的效率。该效率在功率转换器的负载能力的X％附近自然减小。如所讨论的，突发负载阈值BL_TH 110/210可以根据关于图1A和图1B的此百分比来选择，以接近于X％——系统效率要不然将下降的点——进入突发模式。实线202例示了具有利用多区域突发模式控制装置的控制器的功率转换器的效率。如所示出的，与虚线203相比，由实线202示出的效率在低得多的负载处减小。
图201例示了相对于负载123功率转换器100的开关频率和突发频率。对于谐振转换器，开关频率通常随着负载的增大而减小。在全模式206期间，开关频率信号FSW 247被示出为随着负载而减小。在全模式206处，多区域突发模式控制装置142使突发导通信号BURST_ON 148有效，并且高侧开关S1 104和低侧开关S2 106连续开关。
当负载小于X％时，该X％通常与突发负载阈值BL_TH 210有关，多区域突发被使能，并且功率转换器100在中间突发207中运行。在中间突发207期间，开关频率信号FSW 247随着负载的减小而增大，开关频率信号FSW 247不是完全恒定的，因为它变化以恢复到调节，并且然后在每个突发导通循环内稳定下来。此外，突发频率——其突发周期是突发导通周期和突发断开周期之和——在中间突发207期间基本上是恒定的。
在轻负载突发208中，开关频率信号FSW 247被设定到固定的突发负载阈值F_BL_TH 244，该突发负载阈值F_BL_TH 244是由控制回路时钟发生器139响应于突发负载阈值BL_TH 210或紧密相关的突发功率递送电压而设定的开关频率。轻负载突发208中的突发频率是可变的。在一个实施例中，突发频率在轻负载突发208期间是抛物线的。或者换句话说，突发频率随着负载的减小而增大并且然后减小。
在超轻负载突发209中，开关频率信号FSW 247可以基本上等于F_BL_TH 244，然而在某些状况下，开关频率信号FSW 247可以可选地增大到最大开关频率FMAX 211。如所示出的，超轻负载突发209中的开关频率可以在F_BL_TH 244和FMAX 211之间切换。超轻负载突发209中的突发频率基本上是固定的。在一个实施例中，超轻负载突发209中的固定的突发频率远低于中间突发模式中的固定的突发频率。
虚线204和有点的区域205分别例示了最大的人类可听噪声频率(例如，～20kHz)和变压器谐振范围(例如，～5-15kHz)。如所示出的，根据本发明的教导，开关频率信号FSW247被控制为在可听噪声频率204和变压器谐振范围205以上，而突发频率被控制为在可听噪声频率204和变压器谐振范围205以下。
图3A是根据本发明的教导的示例次级控制器325的示例功能块图。应理解，图3A的次级控制器325可以是图1A或图1B的次级控制器125的一个实施例，并且类似地命名或编号的元件如上文所描述的那样耦合和起作用。图3A中的示例次级控制器325将输入电压信号VIN 333和功率信号P 334示出为两个单独的信号。然而，在另一实施例中，应理解，也可以利用图1B中所示出的组合信号VIN/P 133。如图3A中所示出的，控制回路时钟发生器339包括多路复用器(MUX)350、参考发生器351、比较器352和331、锁存器332和缩放块K 392。缩放块K 392接收突发负载阈值BL_TH 344并且输出突发负载阈值BL_TH 344的缩放形式。在一个实施例中，缩放因子K 392小于1。MUX 350被耦合以在其“0”输入处接收负载信号CMP336，在其“1”输入处接收缩放的突发负载阈值BL_TH 344，并且在其控制输入处接收来自多区域突发控制装置342的轻负载选择信号LL_SEL 346。在运行中，MUX 350响应于轻负载选择信号LL_SEL 346来输出负载信号CMP 336或缩放的突发负载阈值BL_TH 344。在所示出的实施例中，当轻负载选择信号LL_SEL 346为逻辑低时，MUX 350输出负载信号CMP 336，并且当轻负载选择信号LL_SEL 346为逻辑高时，MUX 350输出缩放的突发负载阈值BL_TH 344。
参考发生器351被耦合以接收MUX 350的输出，并且生成分别用于比较器352和331的第一参考390和第二参考391。第一参考390可以基本上跟随负载信号CMP 336的值。第二参考391可以是第一参考390的互补形式，由此相对于一相同的共模值，第一参考390在该共模值以上的幅值与第二参考391相等并且相反。因此，创建了两个参考，一个参考基本上跟随负载信号CMP 336，并且另一个具有如所描述的互补参考。两个参考可以相对于负载在相反的方向上移动。第一参考390通常可以随着负载的增大而降低。因此，第二参考391(互补参考)通常可以相对于增大的负载而增大。
如所描绘的实施例中所示出的，比较器331被耦合以在其反相输入处从参考发生器351接收第二参考391，并且在其非反相输入处接收功率信号P 334。比较器352被耦合以在其非反相输入处从参考发生器351接收第一参考390，并且在其反相输入处接收功率信号P 334。锁存器332被耦合以接收比较器331和352的输出。在所示出的实施例中，锁存器332在其置位S输入处接收比较器331的输出，并且在其复位R输入处接收比较器352的输出。锁存器332的输出是开关频率信号FSW 347。在运行中，当功率信号P 334大于由参考发生器351提供的参考时，锁存器332被置位，并且开关频率信号FSW 347转变到逻辑高值。当功率信号P 334下降到由参考发生器351提供的参考以下时，锁存器332被复位，并且开关频率信号FSW 347转变到逻辑低值。通过响应于负载信号CMP 336或缩放的突发负载阈值BL_TH344来改变由参考发生器351输出的两个参考的值，次级控制器325能够控制高侧开关和低侧开关的开关频率以及递送到功率转换器的输出的能量的量。
如所描绘的实施例中所示出的，多区域突发控制装置342包括突发阈值块353、突发状态机354和突发计时器355。突发阈值块353被耦合以接收反馈信号UFB 326，并且可以包括多个比较器，如将在图3B中示出的，所述多个比较器将反馈信号UFB 326与多个阈值进行比较。如所示出的，突发阈值块353输出第一阈值信号、第二阈值信号和第三阈值信号：FB>VMAX 356，其表示反馈信号UFB 326是否已经达到或大于最大值VMAX，并且当有效时可以为逻辑高；FB<VMIN 357，其表示反馈信号UFB 326是否已经达到或小于最小值VMIN，并且当有效时可以为逻辑高；以及FB>VREG 358，其表示反馈信号UFB 326是否已经达到或大于调节值VREG。信号FB>VMAX 356和FB<VMIN 357被输出到突发状态机，而信号FB>VREG 358被输出到突发状态机354和突发计时器355二者。
突发计时器355被耦合以接收突发导通信号BURST_ON 348、突发断开信号BURST_OFF 349以及FB>VREG 358，并且包括计时器/计数器和比较器，以确定突发导通周期(即，当使BURST_ON 348有效时的时间的长度)和突发断开周期(即，当使BURST_OFF 349有效时的时间的长度)何时已经达到一个或多个时间阈值。突发计时器355监测突发导通信号BURST_ON 348、突发断开信号BURST_OFF 349和FB>VREG 358，以输出第一计时器信号、第二计时器信号、第三计时器信号和第四计时器信号：TD>T1 359、BOFF_EN 360、BON_SLL 361和BOFF_SLL 362。
信号TD>T1 359表示衰减时间TDECAY(反馈信号UFB 326从调节值VREG减小到最小值VMIN所花费的时间的长度)是否大于阈值周期T1。在一个实施例中，当衰减时间TDECAY大于或等于阈值周期T1时，使TD>T1 359有效。如将进一步讨论的，突发计时器355利用突发断开信号BURST_OFF 349和FB>VREG 358来生成TD>T1 359。
BOFF_EN 360表示使能所述突发断开周期开始(即，可以使突发断开信号BURST_OFF 349有效)。如将进一步讨论的，BOFF_EN 360表示允许在已经过去阈值周期T2 373之后使突发断开信号BURST_OFF 349有效。在中间突发期间，固定的突发周期TBURST基本上固定到阈值周期T2 373，并且不使突发断开信号BURST_OFF 349有效，除非阈值周期T2 373已经过去，这是由于先前使突发断开信号BURST_OFF 349有效。
BON_SLL 361表示超轻负载突发期间的突发导通周期。换句话说，BON_SLL 361表示突发导通周期是否已经达到阈值周期T4 375。在超轻负载突发期间，突发导通周期基本上固定到阈值周期T4 375。
BOFF_SLL 362表示超轻负载突发期间的突发断开周期。换句话说，BOFF_SLL 362表示突发断开周期是否已经达到阈值周期T3 374。在超轻负载突发期间，突发断开周期基本上固定到阈值周期T3 374。
突发状态机354被耦合以接收突发使能信号BU_EN 345，由突发阈值块353输出的信号：FB>VMAX 356、FB<VMIN 357和FB>VREG 358，以及由突发计时器355输出的信号：TD>T1359、BOFF_EN 360、BON_SLL 361和BOFF_SLL 362，并且输出轻负载选择信号LL_SEL 346、突发导通信号BURST_ON 348和突发断开信号BURST_OFF 349。尽管未示出，去抖动计时器可以耦合在突发状态机354和比较器341之间。在运行中，去抖动计时器确认在将突发使能信号BU_EN 345转发到突发状态机354之前比较器341的输出是稳定的。去抖动时间可以基本上为200μs。可选地，可以使用多值或滞后去抖动时间。多值去抖动时间可以防止错误的状态转变，尤其是对于输出电容器CO 119的大值。在一个实施例中，突发状态机354包括逻辑，当执行该逻辑时生成轻负载选择信号LL_SEL 346，MUX 350可以根据轻负载选择信号LL_SEL346来选择其输入。另外，突发状态机354还控制次级控制器运行在哪个突发模式中，以及确定使突发导通信号BURST_ON 348和突发断开信号BURST_OFF 349中任一个有效的时间的长度。当未使突发使能信号BU_EN 345有效时，突发状态机354在全频率模式中运行。这样，使突发导通信号BURST_ON 348有效并且不使BURST_OFF 349有效。
图3B是根据本发明的教导的示例多区域突发控制装置342的示例功能块图。应理解，图3B的多区域突发控制装置342可以是图3A的多区域突发控制装置342的一个实施例，并且类似地命名或编号的元件如上文所描述的那样耦合和起作用。如图3B中所描绘的实施例中所示出的，多区域突发控制装置342包括突发阈值块353、突发计时器355和突发状态机354。突发阈值块353被示出为包括比较器363、364和337。比较器363被耦合以在其非反相输入处接收反馈信号UFB 326，并且在其反相输入处接收最大值VMAX 367。比较器363的输出是信号FB>VMAX 356。信号FB>VMAX 356是逻辑高部段和逻辑低部段的长度变化的矩形脉冲波形。在运行中，当反馈信号UFB 326已经达到或大于最大值VMAX 367时，FB>VMAX 356为逻辑高或跳动到逻辑高值。FB>VMAX 356被输出到突发状态机354。
比较器364被耦合以在其反相输入处接收反馈信号UFB 326，并且在其非反相输入处接收最小值VMIN 368，并且输出信号FB<VMIN 357。信号FB<VMIN 357是逻辑高部段和逻辑低部段的长度变化的矩形脉冲波形。在运行中，当反馈信号UFB 326已经达到或小于最小值VMIN 368时，FB<VMIN 357为逻辑高或跳动到逻辑高值。FB<VMIN 357被输出到突发状态机354。
比较器337被耦合以在其非反相输入处接收反馈信号UFB 326，并且在其反相输入处接收调节值VREG 369，并且输出FB>VREG 358。信号FB>VREG 358是逻辑高部段和逻辑低部段的长度变化的矩形脉冲波形。在运行中，当反馈信号UFB 326已经达到或大于调节值VREG 369时，FB>VREG 358为逻辑高或跳动到逻辑高值。FB>VREG 358被输出到突发状态机354和突发计时器355。尽管未示出，突发阈值块353可以包括另一个比较器，该比较器将反馈信号UFB 326与大于VMAX 367的安全电压进行比较。如果反馈信号UFB 326达到安全电压，则突发状态机354立刻使突发断开信号BURST_OFF 349有效。
突发计时器355被耦合以接收突发导通信号BURST_ON 348和突发断开信号BURST_OFF 349。突发计时器包括并且利用反相器386、逻辑或非门370、计数器371和比较器372来输出TD>T1 359信号，该TD>T1 359信号指示衰减时间大于阈值周期T1。如所示出的，反相器386被耦合以接收突发断开信号BURST_OFF 349。反相器386使突发断开信号BURST_OFF 349反相，并且将反相的突发断开信号提供到逻辑或非门370的一个输入。逻辑或非门370的另一个输入被耦合以接收FB>VREG 358。在计数器371的使能输入处接收逻辑或非门370的输出。计数器371的输出为衰减时间TDECAY 376。在运行中，计数器371、逻辑或非门370和反相器386被用来测量衰减时间TDECAY 376，该衰减时间TDECAY 376是反馈信号UFB 326从调节值VREG 369减小到最小值VMIN 368的时间的长度。在运行中，当未使BURST_OFF 349有效并且FB>VREG 358为逻辑低(即，反馈信号UFB 326小于调节值VREG 369)时，逻辑或非门370的输出为逻辑高。当由逻辑或非门370使能时，计数器371的内部计数增加以提供衰减时间TDECAY 376。在比较器372处，将衰减时间TDECAY 376与阈值周期T1进行比较。一旦衰减时间TDECAY 376大于或等于阈值周期T1，则使信号TD>T1 359有效。应理解，一些滞后可以被应用于将衰减时间TDECAY 376与阈值周期T1进行比较。
块373被耦合以接收突发断开信号BURST_OFF 349，并且将突发断开周期开始(即，BURST_OFF 349的前沿)以来的时间与阈值周期T2进行比较。在突发断开周期开始之后已经过去阈值周期T2时，使BOFF_EN 360信号有效。BOFF_EN 360表示使能所述突发断开周期开始(即，可以使突发断开信号BURST_OFF 349有效)。
块374被耦合以接收突发断开信号BURST_OFF 349，并且将突发断开周期与阈值周期T3进行比较。当突发断开周期已经达到阈值周期T3时，使BOFF_SLL 362信号有效。
块375被耦合以接收突发导通信号BURST_ON 348，并且将突发导通周期(即，当BURST_ON 348为逻辑高时)与阈值周期T4进行比较。当突发导通周期大于阈值周期T4时，使BON_SLL 361信号有效。
图4示出了根据本发明的教导的例示了从全模式到中间突发模式的转变的示例时序图400和401。如所描绘的实施例中所示出的，时序图400例示了请求信号REQ 427、负载信号CMP 436和突发使能信号BU_EN 445。请求信号REQ 427示出了一系列脉冲。每隔一个脉冲的前沿之间的时间或在另一实施例中每隔一个脉冲的后沿之间的时间基本上是开关周期TSW 447，该开关周期TSW 447是开关频率信号FSW的倒数。在时间t0 481之前，负载信号CMP436小于突发负载阈值BL_TH 444，并且突发使能信号BU_EN 445为逻辑低。次级控制器在全模式中运行，并且开关周期TSW 447响应于负载信号CMP 436的值。
如所描绘的实施例中所示出的，在图400中，在时间t0 481处，负载信号CMP 436增大到突发负载阈值BL_TH 444以上，并且突发使能信号BU_EN 445转变到逻辑高值。对于所示出的实施例，未例示在负载信号CMP 436增大到突发负载阈值BL_TH 444以上与使突发使能信号BU_EN 445有效之间的延迟。然而，应理解，可以利用去抖动计时器，并且这样在负载信号CMP 436增大到突发负载阈值BL_TH 444以上与使突发使能信号BU_EN 445有效之间将存在延迟(也被称为去抖动时间)。可选地，可以使用多值或滞后去抖动时间。多值去抖动时间可以防止错误的状态转变，尤其是对于输出电容器CO 119的大值。这样，多区域突发控制装置被使能，并且次级控制器开始在中间突发中运行。如所示出的，突发断开周期TBOFF480是不具有开关的时间的长度，如通过在请求信号REQ 427中未示出脉冲指示的，而突发导通周期TBON 479是具有开关的时间的长度，如通过在请求信号REQ 427中示出脉冲指示的。突发周期TBURST 478基本上是突发导通周期TBON 479和突发断开周期TBOFF 480之和。换句话说，突发周期TBURST 478是请求信号REQ 427的开关的包络的周期。
图400的标示在具有标注401的虚线矩形内的部分在图4的图401中被更加详细地示出，图401例示了被示出为电压信号的反馈信号VFB 426、BOFF_EN信号460、突发导通信号BURST_ON 448和突发断开信号BURST_OFF 449。如图401中所示出的，在时间t0 481之前，反馈信号VFB 426基本上被调节到调节值VREG 469。在时间t0 481处，次级控制器在中间突发中运行，并且反馈信号VFB 426可以在调节值VREG 469和最小值VMIN 468之间变化。一旦在时间t0 481处使能中间突发，突发断开信号BURST_OFF 449就转变到逻辑高值，并且突发导通信号BURST_ON 448转变到逻辑低值，并且防止功率转换器的初级开关进行开关。如所示出的，BURST_OFF 449的逻辑高部段基本上是突发断开周期TBOFF 480，并且BURST_ON 448的逻辑高部段基本上是突发导通周期TBON 479。对于BURST_ON 448或BURST_OFF 449信号，突发周期TBURST 478基本上是连续的前沿之间或连续的后沿之间的时间。
在时间t0 481和时间t1 482之间，其是图401中的突发断开周期TBOFF 480，初级开关未开关，并且反馈电压VFB 426从调节值VREG 469减小。一旦反馈电压VFB 426在时间t1 482处达到最小值VMIN 468，突发导通信号BURST_ON 448就转变到逻辑高值，并且BURST_OFF 449转变到逻辑低值，这使得突发导通周期TBON 479开始。这样，允许初级开关进行开关。在中间突发期间，初级侧开关根据由负载信号CMP 436设定的开关频率接通和关断，以将反馈电压VFB 426基本上调节到调节值VREG 469。
在中间突发期间，突发周期TBURST基本上固定到至少周期T2 473。换句话说，突发断开信号BURST_OFF 449在前一个逻辑高转变之后基本上周期T2 473处转变到逻辑高值。如所示出的，BOFF_EN信号460在时间t2 483处跳动到逻辑高值，时间t2 483近似于自BURST_OFF信号449中的前一个前沿起经过周期T2 473。如果次级控制器继续在中间突发模式中运行，则BOFF_EN信号460每个周期T2 473(或在某些状况下更长时间)跳动到逻辑高值，该周期是在连续的前沿之间的时间并且基本上等于周期T2 473。
图5示出了根据本发明的教导的例示了在中间突发模式和轻负载突发模式之间的转变的示例时序图500和501。如所描绘的实施例中所示出的，时序图500例示了请求信号REQ 527。类似于图4，开关周期TSW 547是每隔一个脉冲的前沿之间的时间，或每隔一个脉冲的后沿之间的时间。突发断开周期TBOFF 580是不具有开关的时间的长度，不具有开关在图500中通过在请求信号REQ 527中未示出脉冲来指示，而突发导通周期TBON 579是具有开关的时间的长度，具有开关在图500中通过在请求信号REQ 527中示出脉冲来指示。突发周期TBURST 578基本上是突发导通周期TBON 579和突发断开周期TBOFF 580之和。或换句话说，突发周期TBURST 578是请求信号REQ 527的开关的包络的周期。未例示负载信号CMP和突发使能信号BU_EN，因为一旦次级控制器在中间突发中运行，突发使能信号BU_EN就为逻辑高。在所示出的实施例中，时间t0 581是当在中间突发和轻负载突发之间的转变发生时的时间。
图500的标示在具有标注501的虚线矩形内的部分在图5的图501中被更加详细例示，该图501例示了被示出为电压信号的反馈信号VFB 526、TD>T1信号559、突发导通信号BURST_ON 548和突发断开信号BURST_OFF 549，这些信号被例示在图5中的图500下面的图501中。在时间t0 581之前，反馈信号VFB 526、BURST_OFF信号549和BURST_ON信号548的时序和特性是如关于图4所讨论的。例如，在时间t0 581之前的突发周期TBURST基本上等于周期T2。如先前所讨论的，衰减时间TDECAY 576是反馈电压VFB 526从调节值VREG 569减小到最小值VMIN 568的时间的长度。在中间突发期间，衰减时间TDECAY 576基本上等于突发断开时间TBOFF 580。然而，随着负载减小，衰减时间TDECAY 576延长。一旦衰减时间TDECAY576延长到它达到阈值周期T1 572的点，次级控制器就开始在轻负载突发模式中运行。信号TD>T1 559表示衰减时间TDECAY 576是否已经达到阈值周期T1 572。
在时间t0 581之前，衰减时间TDECAY 576小于周期阈值T1 572。在时间t0 581处，衰减时间TDECAY 576——其是突发断开周期TBOFF 580——达到周期阈值T1 572，并且信号TD>T1 559转变到逻辑高值。此时，次级控制器在轻负载突发中运行。突发断开信号BURST_OFF 549转变到逻辑低值，并且突发导通信号BURST_ON 548转变到逻辑高值，并且允许初级开关接通和关断。
在轻负载突发期间，反馈电压VFB 526在最小值VMIN 568和最大值VMAX 567之间变化。在时间t0 581和时间t1 583之间，BURST_ON 548为逻辑高，初级开关正进行开关，并且反馈电压VFB 526从最小值VMIN 568增大。一旦反馈电压VFB 526在时间t1 583处达到最大值VMAX 567，突发导通信号BURST_ON 548就转变到逻辑低值，并且突发导通周期TBON579结束。突发断开信号BURST_OFF 549转变到逻辑高值，突发断开周期TBOFF 580开始，并且防止初级侧开关进行开关。在时间t1 582和时间t2 583之间，反馈电压VFB 526从最大值VMAX 567减小到最小值VMIN 568。在时间t2 582处，反馈电压VFB 526达到最小值VMIN 568并且突发断开信号BURST_OFF 549转变到逻辑低值，并且突发断开周期TBOFF 580结束。突发导通信号BURST_ON 548转变到逻辑高值，下一个突发导通周期TBON 579开始，并且反馈电压VFB 526随后开始增加。
在轻负载突发期间，突发断开周期TBOFF 580基本上是反馈电压VFB 526从最大值VMAX 567减小到最小值VMIN 568的时间的长度，而突发导通周期TBON 579基本上是反馈电压VFB 526从最小值VMIN 568增大到最大值VMAX 567的时间的长度。突发周期TBURST 578是可变的，并且基本上是突发导通周期TBON 579和突发断开周期TBOFF 580之和。此外，在中间突发期间，请求信号REQ 527的脉冲的开关周期TSW响应于负载信号CMP。然而，在轻负载突发期间，请求信号REQ 527的脉冲的开关周期TSW响应于突发负载阈值BL_TH或其缩放形式。对于所示出的实施例，如果衰减时间TDECAY 576大于阈值周期T1 572，则次级控制器保持在轻负载突发中。
图6示出了根据本发明的教导的例示了在轻负载突发模式和超轻负载突发模式之间的转变的示例时序图600和601。如所示出的，时序图600例示了请求信号REQ 627。类似于图4和图5，开关周期TSW 647是每隔一个脉冲的前沿之间的时间，或每隔一个脉冲的后沿之间的时间。突发断开周期TBOFF 680是不具有开关的时间的长度，不具有开关通过在请求信号REQ 627中未示出脉冲来指示，而突发导通周期TBON 679是具有开关的时间的长度，具有开关通过在请求信号REQ 627中示出脉冲来指示。突发周期TBURST 678基本上是突发导通周期TBON 679和突发断开周期TBOFF 680之和。或换句话说，突发周期TBURST 678是请求信号REQ 627的开关的包络的周期。在所示出的实施例中，时间t0 681是在轻负载突发和超轻负载突发之间的转变发生时。
图600的标示在具有标注601的虚线矩形内的部分在图6的图601中被更加详细例示，该图601例示了被示出为电压信号的反馈信号VFB 626、BOFF_SLL信号662、BON_SLL信号661、突发导通信号BURST_ON 648和突发断开信号BURST_OFF 649，这些信号被例示在图6中的图600下面的时序图601中。在时间t0 681之前，反馈信号VFB 626、BURST_OFF信号649和BURST_ON信号648的时序和特性是如关于图5所讨论的。例如，在时间t0 681之前的突发周期TBURST基本上是反馈电压VFB 626增大到最大值VMAX 667并且然后减小到最小值VMIN668的时间的长度。或换句话说，突发导通周期TBON 679基本上是从VMIN 668增大到VMAX667的时间的长度，并且突发断开周期TBOFF 680基本上是从VMAX 667减小到VMIN 668的时间的长度。然而，随着负载减小，反馈电压VFB 626从最大值VMAX 667减小到最小值VMIN668的时间延长。这样，突发断开周期TBOFF 680也延长。一旦突发断开周期TBOFF 680延长至它达到阈值周期T3 674的点，次级控制器就开始在超轻负载突发模式中运行。信号BOFF_SLL 662表示突发断开周期TBOFF 680是否已经达到阈值周期T3 674。
在时间t0 681之前，突发断开周期TBOFF 680小于阈值周期T3 674。在时间t0 681处，突发断开周期TBOFF 680达到阈值周期T3 674，并且信号BOFF_SLL 662跳动到逻辑高值。突发断开信号BURST_OFF 649转变到逻辑低值，并且突发断开周期TBOFF 680结束。突发导通信号BURST_ON 648转变到逻辑高值，突发导通周期TBON 679开始，并且允许初级侧开关进行开关。
在超轻负载突发模式期间，突发周期TBURST 678、突发导通周期TBON 679和突发断开周期TBOFF 680基本上是固定的。突发导通周期TBON 679基本上固定到阈值周期T4675，而突发断开周期TBOFF 680基本上固定到阈值周期T3 674。在时间t0 681和时间t1682之间，BURST_ON 648为逻辑高，允许初级侧开关进行开关，并且反馈信号VFB 626增大到最大值VMAX 667。在时间t1 682处，从突发导通周期TBON 679的开始起，已经过去阈值周期T4(即，从突发导通信号BURST_ON 648的前一个前沿起，过去阈值周期T4 675)，并且BON_SLL信号662跳动到逻辑高值。突发导通信号BURST_ON 648转变到逻辑低值，并且突发导通周期TBON 679结束。突发断开信号BURST_OFF 649转变到逻辑高值，并且突发断开周期TBOFF 680开始。
在时间t1 682和时间t2 683之间，BURST_OFF 649为逻辑高并且防止初级侧开关进行开关。如所示出的，反馈电压VFB 626从最大值VMAX 667减小。在时间t2 683处，从突发断开周期TBOFF 680的开始起，已经过去阈值周期T3 674(即，从突发断开信号BURST_OFF649的前一个前沿起，已经过去阈值周期T3 674)并且BOFF_SLL 662跳动到逻辑高值。突发断开信号BURST_OFF 649转变到逻辑低值，并且突发断开周期TBOFF 680结束。突发导通信号BURST_ON 648转变到逻辑高值，突发导通周期TBON 679开始，并且允许初级开关接通和关断。只要次级控制器在超轻负载突发中运行，在BOFF_SLL信号662中每个阈值周期T3 674和在BON_SLL信号661中每个阈值周期T4 675将看到脉冲。在时间t3 684处，在阈值周期T4675结束之前，反馈电压VFB 626达到最大值VMAX 667。如果在阈值周期T4 675结束之前达到最大值VMAX 667，则用于所述请求信号REQ 627的脉冲的脉冲的开关频率信号FSW被设定到最大开关频率FMAX(即，开关周期TSW被设定到最小开关周期TMIN)或被设定到另一个适当高的频率，在该另一个适当高的频率下没有功率被递送到输出。应理解，以最大开关频率FMAX运行可以是可选的。在另一实施例中，如果在阈值周期T4 675结束之前达到最大值VMAX 667，则突发导通周期TBON 679被终止。
图7总体上示出了根据本发明的教导的包括逻辑的状态机的一个实施例的状态机图700，当执行该逻辑时实施具有如上文的实施例中所描述的多区域突发控制装置的突发状态机。例如，注意到，图7的状态机图700可以是图3的突发状态机354的一实施方式的一个实施例，并且下文所引用的类似地命名和编号的元件与上文所描述的类似地耦合和起作用。
如将示出的，状态机图700例示了根据本发明的教导的包括在次级控制器中的突发状态机的一个实施例的各种突发模式状态S1 702至S6 712之间的转变。在一个实施例中，状态机在状态S1 702中开始运行，该状态S1 702在图7中被标注为全模式/中间模式。当在状态S1 702中时，次级控制器在全模式/中间突发模式中运行，使突发导通信号BURST_ON信号有效或为逻辑高，并且开关频率信号FSW响应于负载信号CMP的值。应理解，如果反馈信号远小于最小值VMIN、如果反馈信号小于最小值VMIN太长时间(即，时间TX)、或如果衰减时间太短(即，TD<T1)——这些都指示高负载状况，则所有其他状态S2 704到状态S6 712转变回到状态S1 702中的全模式。另外，当输出电容器CO足够大使得衰减时间TDECAY可能不是负载状况的良好的指示时，突发状态机可以利用反馈信号VFB以退出状态。如果使突发使能信号BU_EN有效或为逻辑高，并且当通过BOFF_EN信号使能所述突发断开使能周期时，突发状态机从状态S1 702转变到状态S2 704。
当在状态S2 704中运行时，次级控制器在中间突发模式中运行，使突发断开信号BURST_OFF信号有效或为逻辑高。突发周期TBURST基本上固定到阈值周期T2，并且突发导通周期TBON基本上等于阈值周期T2与突发断开周期TBOFF之间的差。先前所提及的，当使FB<VMIN信号有效或为逻辑高时——这指示反馈信号UFB已经达到或小于最小值VMIN，突发状态机从状态S2 704转变回到状态S1 702。如果使TD>T1信号有效或为逻辑高——这指示衰减时间TDECAY(即，反馈信号UFB从调节值VREG减小到最小值VMIN所花费的时间的长度)大于阈值周期T1并且反馈信号小于最小值VMIN，则突发状态机从状态S2 704转变到状态S3 706。
当在状态S3 706中运行时，次级控制器在轻负载突发模式中运行，使突发导通信号BURST_ON信号有效或为逻辑高，并且开关频率信号FSW响应于突发负载阈值BL_TH。如果使FB>VMAX信号有效或为逻辑高——这指示反馈信号UFB已经达到或大于最大值VMAX，则突发状态机从状态S3 706转变到状态S4 708。
当在状态S4 708中运行时，次级控制器在轻负载突发模式中运行，并且使突发断开信号BURST_OFF信号有效或为逻辑高。如果使FB<VMIN信号有效或为逻辑高——这指示反馈信号UFB已经达到或小于最小值VMIN并且如果使TD>T1信号有效，则突发状态机从状态S4708转变回到状态S3 706。如果使TD>T1信号无效或为逻辑低——这指示衰减时间TDECAY(即，反馈信号UFB从调节值VREG减小到最小值VMIN所花费的时间的长度)不再大于阈值周期T1并且使FB<VMIN有效，则突发状态机从状态S4 708转变回到状态S1 702。如果使BOFF_SLL信号有效或为逻辑高——这指示突发断开周期TBOFF已经达到阈值周期T3，则突发状态机从状态S4 708转变到状态S5 710。
当在状态S5 710中运行时，次级控制器在超轻负载突发模式中运行，使突发导通信号BURST_ON信号有效或为逻辑高，并且突发周期TBURST基本上固定到阈值周期T3与阈值周期T4之和，其中突发导通周期TBON基本上固定在阈值周期T4处。另外，当在超轻负载突发模式中运行时，开关频率信号FSW 247基本上等于BL_TH(换句话说，开关频率信号FSW 247响应于突发负载阈值BL_TH)，或在某些状况下，开关频率信号FSW 247可以增大到最大开关频率FMAX，使得在状态S5 710的超轻负载突发模式中的开关频率信号FSW在BL_TH和FMAX之间切换。如果从突发导通周期TBON的开始起已经过去阈值周期T4(即，从突发导通信号BURST_ON的前一个前沿起，已经过去阈值周期T4)，则突发状态机从状态S5 710转变到状态S6 712。
当在状态S6 712中运行时，次级控制器在超轻负载突发模式中运行，使突发断开信号BURST_OFF信号有效或为逻辑高，并且固定的突发周期TBURST基本上是阈值周期T3与阈值周期T4之和，其中突发断开周期TBOFF基本上固定在阈值周期T3处。如果突发断开周期TBOFF已经达到阈值周期T3，则突发状态机从状态S6 712转变回到状态S5 710。如果突发断开周期TBOFF下降到阈值周期T3以下，则突发状态机从状态S6 712转变到状态S3 706。
对本发明的所例示的实施例的以上述描述，包括摘要中所描述的内容，并非意在是穷举的或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的精神和范围的情况下，各种等同改型是可能的。实际上，应理解，提供具体示例电压、电流、频率、功率范围值、时间等是用于解释的目的，并且根据发明的教导，也可以在其他实施方案和实施例中采用其他值。
尽管在权利要求中限定了本发明，但是应理解，可以根据以下实施例来替代地限定本发明：
实施例1.一种用于在功率转换器中使用的控制器，包括：控制回路时钟发生器，所述控制回路时钟发生器被耦合以响应于突发负载阈值、功率信号以及响应于所述功率转换器的输出负载的负载信号来生成开关频率信号，所述开关频率信号的开关频率在所述功率转换器的能量传递元件的机械音频谐振范围以上并且在可听噪声频率以上；突发控制电路，所述突发控制电路被耦合以响应于表示所述功率转换器的输出的反馈信号和响应于所述突发负载阈值和所述负载信号的突发使能信号来生成突发导通信号和突发断开信号，以在多个突发模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号或所述突发断开信号的突发频率小于所述功率转换器的所述能量传递元件的所述机械音频谐振范围；以及请求发送器电路，所述请求发送器电路被耦合以响应于所述开关频率信号、所述突发导通信号和所述突发断开信号来生成请求信号，以控制耦合至所述能量传递元件和所述功率转换器的输入的开关电路的开关。
实施例2.根据实施例1所述的控制器，还包括：突发负载阈值电路，所述突发负载阈值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信号来生成所述突发负载阈值；以及第一比较器，所述第一比较器被耦合以响应于所述突发负载阈值和所述负载信号的比较来生成所述突发使能信号。
实施例3.根据实施例1或2所述的控制器，其中所述输入电压信号和所述功率信号被组合成从所述能量传递元件的初级绕组感测到的单个信号。
实施例4.根据实施例1至3中任一个所述的控制器，其中所述功率信号表示所述功率转换器的感测到的输出功率、由所述能量传递元件递送的功率、所述功率转换器的输入功率或由所述功率转换器处理的功率中的一个或多个。
实施例5.根据实施例1至4中任一个所述的控制器，还包括跨导放大器，所述跨导放大器具有被耦合以接收所述反馈信号的第一输入、被耦合以接收参考信号的第二输入、以及耦合至补偿电路的输出，所述补偿电路耦合至所述功率转换器的输出返回，其中所述跨导放大器被耦合以响应于所述反馈信号、所述参考信号和所述补偿电路来生成所述负载信号。
实施例6.根据实施例1至5中任一个所述的控制器，其中所述控制回路时钟发生器包括：多路复用器，所述多路复用器具有被耦合以接收所述负载信号的第一输入、被耦合以接收所述突发负载阈值的第二输入、以及被耦合以接收轻负载选择信号的选择输入；参考发生器，所述参考发生器耦合至所述多路复用器的输出，以生成第一时钟参考信号和第二时钟参考信号；第二比较器，所述第二比较器被耦合以比较所述第一时钟参考信号和所述功率信号；第三比较器，所述第三比较器被耦合以比较所述第二时钟参考信号和所述功率信号；以及锁存器，所述锁存器具有耦合至所述第二比较器的输出的复位输入和耦合至所述第三比较器的输出的置位输入，其中所述锁存器的输出被耦合以生成所述开关频率信号。
实施例7.根据实施例1至6中任一个所述的控制器，其中所述突发控制电路包括：突发阈值电路，所述突发阈值电路被耦合以响应于所述反馈信号来生成第一阈值信号、第二阈值信号和第三阈值信号；突发计时器电路，所述突发计时器电路被耦合以响应于所述第三阈值信号、所述突发导通信号和所述突发断开信号来生成第一计时器信号、第二计时器信号、第三计时器信号和第四计时器信号；以及突发状态机，所述突发状态机被耦合以响应于所述突发使能信号、所述第一阈值信号、所述第二阈值信号、所述第三阈值信号、所述第一计时器信号、所述第二计时器信号、所述第三计时器信号和所述第四计时器信号来生成所述突发导通信号、所述突发断开信号和轻负载选择信号。
实施例8.根据实施例1至7中任一个所述的控制器，其中所述突发阈值电路包括：第四比较器，所述第四比较器被耦合以响应于所述反馈信号和最大值信号的比较来生成所述第一阈值信号；第五比较器，所述第五比较器被耦合以响应于所述反馈信号和最小值信号的比较来生成所述第二阈值信号；以及第六比较器，所述第六比较器被耦合以响应于所述反馈信号和调节值信号的比较来生成所述第三阈值信号。
实施例9.根据实施例1至8中任一个所述的控制器，其中所述突发计时器电路包括：逻辑门，所述逻辑门被耦合以响应于所述第三阈值信号和所述突发断开信号；计数器，所述计数器具有耦合至所述逻辑门的输出的使能输入，以生成衰减时间信号；第七比较器，所述第七比较器被耦合以响应于所述衰减时间信号和第一阈值周期的比较来生成所述第一计时器信号；第八比较器，所述第八比较器被耦合以响应于所述突发断开信号和第二阈值周期的比较来生成所述第二计时器信号；第九比较器，所述第九比较器被耦合以响应于所述突发断开信号和第三阈值周期的比较来生成所述第三计时器信号；以及第十比较器，所述第十比较器被耦合以响应于所述突发导通信号和第四阈值周期的比较来生成所述第四计时器信号。
实施例10.根据实施例1至9中任一个所述的控制器，其中所述突发状态机被耦合以在多个状态中运行来使得在所述多个突发模式中运行所述控制器，其中所述多个突发模式包括全模式、中间突发模式、轻负载突发模式和超轻负载突发模式。
实施例11.根据实施例1至10中任一个所述的控制器，其中所述突发状态机被耦合以在第一状态中运行来使得在所述全模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号有效并且所述开关频率信号响应于所述负载信号的值。
实施例12.根据实施例1至11中任一个所述的控制器，其中所述突发状态机被耦合以响应于使所述突发使能信号有效或响应于所述突发断开信号和第二阈值周期的比较而从所述第一状态转变到第二状态，其中所述突发状态机被耦合以在所述第二状态中运行来使得在所述中间突发模式中运行所述控制器，其中所述突发断开信号有效、固定的突发周期基本上固定到所述第二阈值周期，并且突发导通周期等于所述第二阈值周期与突发断开周期之间的差。
实施例13.根据实施例1至12中任一个所述的控制器，其中所述突发状态机被耦合以响应于使所述突发使能信号无效或响应于所述反馈信号与最小值信号的比较而从所有状态转变回到所述第一状态。
实施例14.根据实施例1至13中任一个所述的控制器，其中所述突发状态机被耦合以响应于时间衰减信号和第一阈值周期的比较而从所述第二状态转变到第三状态，其中所述突发状态机被耦合以在所述第三状态中运行来使得在所述轻负载突发模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号有效并且所述开关频率信号响应于所述突发负载阈值的值。
实施例15.根据实施例1至14中任一个所述的控制器，其中所述突发状态机被耦合以响应于所述反馈信号和最大值信号的比较而从所述第三状态转变到第四状态，其中所述突发状态机被耦合以在所述第四状态中运行来使得在所述轻负载突发模式中运行所述控制器，其中所述突发断开信号有效，并且其中所述突发状态机被耦合以响应于所述反馈信号和最小值信号的比较而从所述第四状态转变回到所述第三状态。
实施例16.根据实施例1至15中任一个所述的控制器，其中所述突发状态机被耦合以响应于所述突发断开周期达到第三阈值周期而从所述第四状态转变到第五状态，其中所述突发状态机被耦合以在所述第五状态中运行来使得在所述超轻负载突发模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号有效、所述固定的突发周期基本上固定到所述第三阈值周期和第四阈值周期之和，并且所述开关频率信号基本上等于固定的突发负载阈值或最大开关频率。
实施例17.根据实施例1至16中任一个所述的控制器，其中所述突发状态机被耦合以响应于所述突发导通周期达到所述第四阈值周期而从所述第五状态转变到第六状态，其中所述突发状态机被耦合以在所述第六状态中运行来使得在所述超轻负载突发模式中运行所述控制器，其中所述突发断开信号有效，并且所述固定的突发周期基本上固定到所述第三阈值周期和所述第四阈值周期之和，其中所述突发状态机被耦合以响应于所述突发断开周期达到第三阈值周期而从所述第六状态转变回到所述第五状态，并且其中所述突发状态机被耦合以响应于所述突发断开周期下降到所述第三阈值周期以下而从所述第六状态转变回到所述第三状态。
实施例18.一种功率转换器，包括：
能量传递元件，所述能量传递元件耦合在所述功率转换器的输入与所述功率转换器的输出之间；开关电路，所述开关电路耦合至能量传递元件和所述功率转换器的输入；以及控制器，所述控制器被耦合以控制所述开关电路的开关来控制从所述功率转换器的输入到所述功率转换器的输出的能量传递，其中所述控制器包括：控制回路时钟发生器，所述控制回路时钟发生器被耦合以响应于突发负载阈值、功率信号以及响应于所述功率转换器的输出负载的负载信号来生成开关频率信号，所述开关频率信号的开关频率大于所述能量传递元件的机械音频谐振范围并且在可听噪声频率以上；突发控制电路，所述突发控制电路被耦合以响应于表示所述功率转换器的输出的反馈信号和响应于所述突发负载阈值和所述负载信号的突发使能信号来生成突发导通信号和突发断开信号，以在多个突发模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号或所述突发断开信号的突发频率小于所述能量传递元件的所述机械音频谐振范围并且小于音频噪声频率；以及请求发送器电路，所述请求发送器电路被耦合以响应于所述开关频率信号、所述突发导通信号和所述突发断开信号来生成请求信号，以控制所述开关电路的开关。
实施例19.根据实施例18所述的功率转换器，其中所述功率转换器是谐振转换器，其中所述功率转换器还包括谐振回路电路，所述谐振回路电路包括耦合至回路电容的回路电感，所述回路电容耦合至所述开关电路，其中所述开关电路包括耦合至所述谐振回路电路的高侧开关和低侧开关。
实施例20.根据实施例18或19所述的功率转换器，其中所述控制器是次级控制器，其中所述功率转换器还包括与所述次级控制器电流隔离的初级控制器，其中所述初级控制器被耦合以从所述次级控制器接收所述请求信号来生成高侧驱动信号以控制所述高侧开关的开关并且生成低侧驱动信号以控制所述低侧开关的开关。
实施例21.根据实施例18至20中任一个所述的功率转换器，其中所述控制器还包括：突发负载阈值电路，所述突发负载阈值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信号来生成所述突发负载阈值；以及第一比较器，所述第一比较器被耦合以响应于所述突发负载阈值和所述负载信号的比较来生成所述突发使能信号。
实施例22.根据实施例18至21中任一个所述的功率转换器，还包括补偿电路，所述补偿电路耦合至所述功率转换器的输出返回，其中所述补偿电路包括：电阻器，所述电阻器耦合至耦合在所述功率转换器的所述输出返回和所述控制器之间的第一电容器；以及第二电容器，所述第二电容器并联耦合在所述电阻器和所述第一电容器上。
实施例23.根据实施例18至22中任一个所述的功率转换器，其中所述控制器还包括跨导放大器，所述跨导放大器具有被耦合以接收所述反馈信号的第一输入、被耦合以接收参考信号的第二输入、以及耦合至补偿电路的输出，其中所述跨导放大器被耦合以响应于所述反馈信号、所述参考信号和所述补偿电路来生成所述负载信号。
实施例24.根据实施例18至23中任一个所述的功率转换器，其中所述控制回路时钟发生器包括：多路复用器，所述多路复用器具有被耦合以接收所述负载信号的第一输入、被耦合以接收所述突发负载阈值的第二输入、以及被耦合以接收轻负载选择信号的选择输入；参考发生器，所述参考发生器耦合至所述多路复用器的输出，以生成第一时钟参考信号和第二时钟参考信号；第二比较器，所述第二比较器被耦合以比较所述第一时钟参考信号和所述功率信号；第三比较器，所述第三比较器被耦合以比较所述第二时钟参考信号和所述功率信号；以及锁存器，所述锁存器具有耦合至所述第二比较器的输出的复位输入和耦合至所述第三比较器的输出的置位输入，其中所述锁存器的输出被耦合以生成所述开关频率信号。
实施例25.根据实施例18至24中任一个所述的功率转换器，其中所述突发控制电路包括：突发阈值电路，所述突发阈值电路被耦合以响应于所述反馈信号来生成第一阈值信号、第二阈值信号和第三阈值信号；突发计时器电路，所述突发计时器电路被耦合以响应于所述第三阈值信号、所述突发导通信号和所述突发断开信号来生成第一计时器信号、第二计时器信号、第三计时器信号和第四计时器信号；以及突发状态机，所述突发状态机被耦合以响应于所述突发使能信号、所述第一阈值信号、所述第二阈值信号、所述第三阈值信号、所述第一计时器信号、所述第二计时器信号、所述第三计时器信号和所述第四计时器信号来生成所述突发导通信号、所述突发断开信号和轻负载选择信号。
实施例26.根据实施例18至25中任一个所述的功率转换器，其中所述突发阈值电路包括：第四比较器，所述第四比较器被耦合以响应于所述反馈信号和最大值信号的比较来生成所述第一阈值信号；第五比较器，所述第五比较器被耦合以响应于所述反馈信号和最小值信号的比较来生成所述第二阈值信号；以及第六比较器，所述第六比较器被耦合以响应于所述反馈信号和调节值信号的比较来生成所述第三阈值信号。
实施例27.根据实施例18至26中任一个所述的功率转换器，其中，所述突发计时器电路包括：逻辑门，所述逻辑门被耦合以响应于所述第三阈值信号和所述突发断开信号；计数器，所述计数器具有耦合至所述逻辑门的输出的使能输入，以生成衰减时间信号；第七比较器，所述第七比较器被耦合以响应于所述衰减时间信号和第一阈值周期的比较来生成所述第一计时器信号；第八比较器，所述第八比较器被耦合以响应于所述突发断开信号和第二阈值周期的比较来生成所述第二计时器信号；第九比较器，所述第九比较器被耦合以响应于所述突发断开信号和第三阈值周期的比较来生成所述第三计时器信号；以及第十比较器，所述第十比较器被耦合以响应于所述突发导通信号和第四阈值周期的比较来生成所述第四计时器信号。
实施例28.根据实施例18至27中任一个所述的功率转换器，其中所述突发状态机被耦合以在所述多个突发模式中运行所述控制器，其中所述多个突发模式包括全模式、中间突发模式、轻负载突发模式和超轻负载突发模式。
实施例29.根据实施例18至28中任一个所述的功率转换器，其中所述突发状态机被耦合以在所述全模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号有效并且所述开关频率信号响应于所述负载信号的值。
实施例30.根据实施例18至29中任一个所述的功率转换器，其中所述突发状态机被耦合以响应于使所述突发使能信号有效或响应于所述突发断开信号和第二阈值周期的比较来使所述控制器从在所述全模式中运行转变到所述控制器在所述中间突发模式中运行。
实施例31.根据实施例18至30中任一个所述的功率转换器，其中所述突发状态机被耦合以响应于使所述突发使能信号无效或响应于所述反馈信号和最小值信号的比较来使所述控制器从在所述中间突发模式、所述轻负载突发模式或所述超轻负载突发模式中运行转变到在所述全模式中运行。
实施例32.根据实施例18至31中任一个所述的功率转换器，其中所述突发状态机被耦合以响应于时间衰减信号和第一阈值周期的比较来使所述控制器从在所述中间突发模式中运行转变到所述控制器在所述轻负载突发模式中运行。
实施例33.根据实施例18至32中任一个所述的功率转换器，其中所述突发状态机被耦合以响应于所述突发断开周期达到第三阈值周期来使所述控制器从在所述轻负载突发模式中运行转变到所述控制器在所述超轻负载突发模式中运行。
实施例34.根据实施例18至33中任一个所述的功率转换器，其中所述突发状态机被耦合以响应于所述突发断开周期下降到所述第三阈值周期以下来使所述控制器从在所述超轻负载突发模式中运行转变到所述控制器在所述轻负载突发模式中运行。
实施例35.一种控制具有多个突发模式的功率转换器的方法，包括：在第一状态中运行所述功率转换器，其中突发导通信号有效并且开关频率信号响应于负载信号的值；在第二状态中运行所述功率转换器，其中突发断开信号有效、固定的突发周期基本上固定到第二阈值周期、并且突发导通周期等于所述第二阈值周期与突发断开周期之间的差；在第三状态中运行所述功率转换器，其中所述突发导通信号有效并且所述开关频率信号响应于所述突发负载阈值的值；在第四状态中运行所述功率转换器，其中所述突发断开信号有效；在第五状态中运行所述功率转换器，其中所述突发导通信号有效、所述固定的突发周期基本上固定到第三阈值周期和第四阈值周期之和，并且所述开关频率信号基本上等于固定的突发负载阈值或最大开关频率；以及在第六状态中运行所述功率转换器，其中所述突发断开信号有效，并且所述固定的突发周期基本上固定到所述第三阈值周期和所述第四阈值周期之和。
实施例36.根据实施例35所述的方法，还包括：响应于使突发使能信号无效或响应于反馈信号和最小值信号的比较而从在所述第二状态、所述第三状态、所述第四状态、所述第五状态或所述第六状态中运行所述功率转换器转变回到在所述第一状态中运行所述功率转换器。
实施例37.根据实施例35或36所述的方法，还包括：响应于使突发使能信号有效或响应于所述突发断开信号和所述第二阈值周期的比较而从在所述第一状态中运行所述功率转换器转变到在所述第二状态中运行所述功率转换器。
实施例38.根据实施例35至37中任一个所述的方法，还包括：响应于时间衰减信号和第一阈值周期的比较而从在所述第二状态中运行所述功率转换器转变到在所述第三状态中运行所述功率转换器。
实施例39.根据实施例35至38中任一个所述的方法，还包括：响应于反馈信号和最大值信号的比较而从在所述第三状态中运行所述功率转换器转变到在所述第四状态中运行所述功率转换器，以及响应于所述反馈信号和最小值信号的比较而从在所述第四状态中运行所述功率转换器转变回到在所述第三状态中运行所述功率转换器。
实施例40.根据实施例35至39中任一个所述的方法，还包括：响应于所述突发断开周期达到所述第三阈值周期而从在所述第四状态中运行所述功率转换器转变到在所述第五状态中运行所述功率转换器。
实施例41.根据实施例35至40中任一个所述的方法，还包括：响应于所述突发导通周期达到所述第四阈值周期而从在所述第五状态中运行所述功率转换器转变到在所述第六状态中运行所述功率转换器，响应于所述突发断开周期达到所述第三阈值周期而从在所述第六状态中运行所述功率转换器转变回到在所述第五状态中运行所述功率转换器，以及响应于所述突发断开周期下降到所述第三阈值周期以下而从在所述第六状态中运行所述功率转换器转变回到所述第三状态。
实施例42.根据实施例35至41中任一个所述的方法，其中所述多个突发模式包括全模式、中间突发模式、轻负载突发模式和超轻负载突发模式，其中在所述第一状态中运行所述功率转换器是在所述全模式中运行所述功率转换器，其中在所述第二状态中运行所述功率转换器是在所述中间突发模式中运行所述功率转换器，其中在所述第三状态中和在所述第四状态中运行所述功率转换器是在所述轻负载突发模式中运行所述功率转换器，并且其中在所述第五状态中和在所述第六状态中运行所述功率转换器是在所述超轻负载突发模式中运行所述功率转换器。

Claims (72)

1.一种用于在功率转换器中使用的控制器，包括：
控制回路时钟发生器，所述控制回路时钟发生器被配置为响应于突发负载阈值、功率信号以及响应于所述功率转换器的输出负载的负载信号来生成开关频率信号，其中
所述开关频率信号表示耦合至能量传递元件和所述功率转换器的输入的开关电路的期望的频率，
所述开关频率信号的所述开关频率在所述功率转换器的所述能量传递元件的机械音频谐振范围以上并且在可听噪声频率以上，并且
所述突发负载阈值是指示所述功率转换器何时处于低负载状况的阈值；
突发控制电路，所述突发控制电路被配置为响应于i)表示所述功率转换器的输出的反馈信号和ii)响应于所述突发负载阈值和所述负载信号的突发使能信号来生成突发导通信号和突发断开信号，以在多个突发模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号或所述突发断开信号的突发频率小于所述功率转换器的所述能量传递元件的所述机械音频谐振范围；以及
请求发送器电路，所述请求发送器电路被配置为响应于所述开关频率信号、所述突发导通信号和所述突发断开信号来生成请求信号，以控制耦合至所述能量传递元件和所述功率转换器的所述输入的所述开关电路的开关，其中所述请求发送器电路在所述突发导通信号有效的情况下被使能来在所述请求信号中发送脉冲以接通和关断所述开关电路，并且在所述突发断开信号有效的情况下被阻止在所述请求信号中发送脉冲以接通和关断所述开关电路，
其中所述控制回路时钟发生器包括：
多路复用器，所述多路复用器具有被配置为被耦合以接收所述负载信号的第一输入、被耦合以接收所述突发负载阈值的第二输入、以及被耦合以接收轻负载选择信号的选择输入；
参考发生器，所述参考发生器耦合至所述多路复用器的输出，并且被配置为生成第一时钟参考信号和第二时钟参考信号；
第二比较器，所述第二比较器被配置为比较所述第一时钟参考信号和所述功率信号；
第三比较器，所述第三比较器被配置为比较所述第二时钟参考信号和所述功率信号；以及
锁存器，所述锁存器具有耦合至所述第二比较器的输出的复位输入和耦合至所述第三比较器的输出的置位输入，其中所述锁存器的输出是所述开关频率信号。
2.根据权利要求1所述的控制器，还包括：
突发负载阈值电路，所述突发负载阈值电路被配置为响应于表示所述功率转换器的输入电压的输入电压信号来生成所述突发负载阈值；以及
第一比较器，所述第一比较器被配置为响应于所述突发负载阈值和所述负载信号的比较来生成所述突发使能信号。
3.根据权利要求2所述的控制器，其中所述输入电压信号和所述功率信号被组合成从所述能量传递元件的初级绕组感测到的单个信号。
4.根据权利要求1所述的控制器，其中所述功率信号表示所述功率转换器的感测到的输出功率、由所述能量传递元件递送的功率、所述功率转换器的输入功率或由所述功率转换器处理的功率中的一个或多个。
5.根据权利要求1所述的控制器，还包括跨导放大器，所述跨导放大器具有被配置为被耦合以接收所述反馈信号的第一输入、被耦合以接收参考信号的第二输入、以及耦合至补偿电路的输出，所述补偿电路耦合至所述功率转换器的输出返回，其中所述跨导放大器被配置为响应于所述反馈信号、所述参考信号和所述补偿电路来生成所述负载信号。
6.根据权利要求1所述的控制器，其中所述突发控制电路包括：
突发阈值电路，所述突发阈值电路被配置为响应于所述反馈信号来生成第一阈值信号、第二阈值信号和第三阈值信号；
突发计时器电路，所述突发计时器电路被配置为响应于所述第三阈值信号、所述突发导通信号和所述突发断开信号来生成第一计时器信号、第二计时器信号、第三计时器信号和第四计时器信号；以及
突发状态机，所述突发状态机被配置为响应于所述突发使能信号、所述第一阈值信号、所述第二阈值信号、所述第三阈值信号、所述第一计时器信号、所述第二计时器信号、所述第三计时器信号和所述第四计时器信号来生成所述突发导通信号、所述突发断开信号和轻负载选择信号。
7.根据权利要求6所述的控制器，其中所述突发阈值电路包括：
第四比较器，所述第四比较器被配置为响应于所述反馈信号和最大值信号的比较来生成所述第一阈值信号；
第五比较器，所述第五比较器被配置为响应于所述反馈信号和最小值信号的比较来生成所述第二阈值信号；以及
第六比较器，所述第六比较器被配置为响应于所述反馈信号和调节值信号的比较来生成所述第三阈值信号。
8.根据权利要求6所述的控制器，其中所述突发计时器电路包括：
逻辑门，所述逻辑门被耦合以响应于所述第三阈值信号和所述突发断开信号；
计数器，所述计数器具有耦合至所述逻辑门的输出的使能输入，以生成衰减时间信号；
第七比较器，所述第七比较器被配置为响应于所述衰减时间信号和第一阈值周期的比较来生成所述第一计时器信号；
第八比较器，所述第八比较器被配置为响应于所述突发断开信号和第二阈值周期的比较来生成所述第二计时器信号；
第九比较器，所述第九比较器被配置为响应于所述突发断开信号和第三阈值周期的比较来生成所述第三计时器信号；以及
第十比较器，所述第十比较器被配置为响应于所述突发导通信号和第四阈值周期的比较来生成所述第四计时器信号。
9.根据权利要求6所述的控制器，其中所述突发状态机被配置为在多个状态中运行来使得在所述多个突发模式中运行所述控制器，其中所述多个突发模式包括全模式、中间突发模式、轻负载突发模式和超轻负载突发模式。
10.根据权利要求9所述的控制器，其中所述突发状态机被配置为在第一状态中运行来使得在所述全模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号有效并且所述开关频率信号响应于所述负载信号的值。
11.根据权利要求10所述的控制器，其中所述突发状态机被配置为响应于使所述突发使能信号有效或响应于所述突发断开信号和第二阈值周期的比较而从所述第一状态转变到第二状态，其中所述突发状态机被配置为在所述第二状态中运行来使得在所述中间突发模式中运行所述控制器，其中所述突发断开信号有效、固定的突发周期基本上固定到所述第二阈值周期，并且突发导通周期等于所述第二阈值周期与突发断开周期之间的差，其中所述突发导通周期是所述开关电路被顺序地接通和关断的一间隔，并且所述突发断开周期是无所述开关电路的开关的一间隔。
12.根据权利要求11所述的控制器，其中所述突发状态机被配置为响应于使所述突发使能信号无效或响应于所述反馈信号与最小值信号的比较而从所有状态转变回到所述第一状态。
13.根据权利要求11所述的控制器，其中所述突发状态机被配置为响应于时间衰减信号和第一阈值周期的比较而从所述第二状态转变到第三状态，其中所述突发状态机被配置为在所述第三状态中运行来使得在所述轻负载突发模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号有效并且所述开关频率信号响应于所述突发负载阈值的值。
14.根据权利要求13所述的控制器，其中所述突发状态机被配置为响应于所述反馈信号和最大值信号的比较而从所述第三状态转变到第四状态，其中所述突发状态机被配置为在所述第四状态中运行来使得在所述轻负载突发模式中运行所述控制器，其中所述突发断开信号有效，并且其中所述突发状态机被配置为响应于所述反馈信号和最小值信号的比较而从所述第四状态转变回到所述第三状态。
15.根据权利要求14所述的控制器，其中所述突发状态机被配置为响应于所述突发断开周期达到第三阈值周期而从所述第四状态转变到第五状态，其中所述突发状态机被配置为在所述第五状态中运行来使得在所述超轻负载突发模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号有效、所述固定的突发周期基本上固定到所述第三阈值周期和第四阈值周期之和，并且所述开关频率信号基本上等于固定的突发负载阈值或最大开关频率。
16.根据权利要求15所述的控制器，其中所述突发状态机被配置为响应于所述突发导通周期达到所述第四阈值周期而从所述第五状态转变到第六状态，其中所述突发状态机被配置为在所述第六状态中运行来使得在所述超轻负载突发模式中运行所述控制器，其中所述突发断开信号有效，并且所述固定的突发周期基本上固定到所述第三阈值周期和所述第四阈值周期之和，其中所述突发状态机被配置为响应于所述突发断开周期达到第三阈值周期而从所述第六状态转变回到所述第五状态，并且其中所述突发状态机被配置为响应于所述突发断开周期下降到所述第三阈值周期以下而从所述第六状态转变回到所述第三状态。
17.一种功率转换器，包括：
能量传递元件，所述能量传递元件耦合在所述功率转换器的输入与所述功率转换器的输出之间；
开关电路，所述开关电路耦合至所述能量传递元件和所述功率转换器的输入；以及
控制器，所述控制器被配置为控制所述开关电路的开关来控制从所述功率转换器的输入到所述功率转换器的输出的能量传递，其中所述控制器包括：
控制回路时钟发生器，所述控制回路时钟发生器被配置为响应于突发负载阈值、功率信号以及响应于所述功率转换器的输出负载的负载信号来生成开关频率信号，其中，
所述开关频率信号表示耦合至能量传递元件和所述功率转换器的输入的开关电路的期望的频率，
所述开关频率信号的所述开关频率大于所述能量传递元件的机械音频谐振范围并且在可听噪声频率以上，并且
所述突发负载阈值是指示所述功率转换器何时处于低负载状况的阈值；
突发控制电路，所述突发控制电路被配置为响应于i)表示所述功率转换器的输出的反馈信号和ii)响应于所述突发负载阈值和所述负载信号的突发使能信号来生成突发导通信号和突发断开信号，以在多个突发模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号或所述突发断开信号的突发频率小于所述能量传递元件的所述机械音频谐振范围并且小于音频噪声频率；以及
请求发送器电路，所述请求发送器电路被配置为响应于所述开关频率信号、所述突发导通信号和所述突发断开信号来生成请求信号，以控制所述开关电路的开关，其中所述请求发送器电路在所述突发导通信号有效的情况下被使能来在所述请求信号中发送脉冲以接通和关断所述开关电路，并且在所述突发断开信号有效的情况下被阻止在所述请求信号中发送脉冲以接通和关断所述开关电路，
其中所述控制回路时钟发生器包括：
多路复用器，所述多路复用器具有被耦合以接收所述负载信号的第一输入、被耦合以接收所述突发负载阈值的第二输入、以及被耦合以接收轻负载选择信号的选择输入；
参考发生器，所述参考发生器耦合至所述多路复用器的输出，以生成第一时钟参考信号和第二时钟参考信号；
第二比较器，所述第二比较器被配置为比较所述第一时钟参考信号和所述功率信号；
第三比较器，所述第三比较器被配置为比较所述第二时钟参考信号和所述功率信号；以及
锁存器，所述锁存器具有耦合至所述第二比较器的输出的复位输入和耦合至所述第三比较器的输出的置位输入，其中所述锁存器的输出是所述开关频率信号。
18.根据权利要求17所述的功率转换器，其中所述功率转换器是谐振转换器，其中所述功率转换器还包括谐振回路电路，所述谐振回路电路包括耦合至回路电容的回路电感，所述回路电容耦合至所述开关电路，其中所述开关电路包括耦合至所述谐振回路电路的高侧开关和低侧开关。
19.根据权利要求18所述的功率转换器，其中所述控制器是次级控制器，其中所述功率转换器还包括与所述次级控制器电流隔离的初级控制器，其中所述初级控制器被耦合以从所述次级控制器接收所述请求信号来生成高侧驱动信号以控制所述高侧开关的开关并且生成低侧驱动信号以控制所述低侧开关的开关。
20.根据权利要求17所述的功率转换器，其中所述控制器还包括：
突发负载阈值电路，所述突发负载阈值电路被配置为响应于表示所述功率转换器的输入电压的输入电压信号来生成所述突发负载阈值；以及
第一比较器，所述第一比较器被配置为响应于所述突发负载阈值和所述负载信号的比较来生成所述突发使能信号。
21.根据权利要求17所述的功率转换器，还包括补偿电路，所述补偿电路耦合至所述功率转换器的输出返回，其中所述补偿电路包括：
电阻器，所述电阻器耦合至耦合在所述功率转换器的所述输出返回和所述控制器之间的第一电容器；以及
第二电容器，所述第二电容器并联耦合在所述电阻器和所述第一电容器上。
22.根据权利要求21所述的功率转换器，其中所述控制器还包括跨导放大器，所述跨导放大器具有被配置为被耦合以接收所述反馈信号的第一输入、被耦合以接收参考信号的第二输入、以及耦合至所述补偿电路的输出，其中所述跨导放大器被配置为响应于所述反馈信号、所述参考信号和所述补偿电路来生成所述负载信号。
23.根据权利要求17所述的功率转换器，其中所述突发控制电路包括：
突发阈值电路，所述突发阈值电路被配置为响应于所述反馈信号来生成第一阈值信号、第二阈值信号和第三阈值信号；
突发计时器电路，所述突发计时器电路被配置为响应于所述第三阈值信号、所述突发导通信号和所述突发断开信号来生成第一计时器信号、第二计时器信号、第三计时器信号和第四计时器信号；以及
突发状态机，所述突发状态机被配置为响应于所述突发使能信号、所述第一阈值信号、所述第二阈值信号、所述第三阈值信号、所述第一计时器信号、所述第二计时器信号、所述第三计时器信号和所述第四计时器信号来生成所述突发导通信号、所述突发断开信号和轻负载选择信号。
24.根据权利要求23所述的功率转换器，其中所述突发阈值电路包括：
第四比较器，所述第四比较器被配置为响应于所述反馈信号和最大值信号的比较来生成所述第一阈值信号；
第五比较器，所述第五比较器被配置为响应于所述反馈信号和最小值信号的比较来生成所述第二阈值信号；以及
第六比较器，所述第六比较器被配置为响应于所述反馈信号和调节值信号的比较来生成所述第三阈值信号。
25.根据权利要求23所述的功率转换器，其中，所述突发计时器电路包括：
逻辑门，所述逻辑门被耦合以响应于所述第三阈值信号和所述突发断开信号；
计数器，所述计数器具有耦合至所述逻辑门的输出的使能输入，以生成衰减时间信号；
第七比较器，所述第七比较器被配置为响应于所述衰减时间信号和第一阈值周期的比较来生成所述第一计时器信号；
第八比较器，所述第八比较器被配置为响应于所述突发断开信号和第二阈值周期的比较来生成所述第二计时器信号；
第九比较器，所述第九比较器被配置为响应于所述突发断开信号和第三阈值周期的比较来生成所述第三计时器信号；以及
第十比较器，所述第十比较器被配置为响应于所述突发导通信号和第四阈值周期的比较来生成所述第四计时器信号。
26.根据权利要求23所述的功率转换器，其中所述突发状态机被配置为在所述多个突发模式中运行所述控制器，其中所述多个突发模式包括全模式、中间突发模式、轻负载突发模式和超轻负载突发模式。
27.根据权利要求26所述的功率转换器，其中所述突发状态机被配置为在所述全模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号有效并且所述开关频率信号响应于所述负载信号的值。
28.根据权利要求27所述的功率转换器，其中所述突发状态机被配置为响应于使所述突发使能信号有效或响应于所述突发断开信号和第二阈值周期的比较来使所述控制器从在所述全模式中运行转变到所述控制器在所述中间突发模式中运行。
29.根据权利要求28所述的功率转换器，其中所述突发状态机被配置为响应于使所述突发使能信号无效或响应于所述反馈信号和最小值信号的比较来使所述控制器从在所述中间突发模式、所述轻负载突发模式或所述超轻负载突发模式中运行转变到在所述全模式中运行。
30.根据权利要求29所述的功率转换器，其中所述突发状态机被配置为响应于时间衰减信号和第一阈值周期的比较来使所述控制器从在所述中间突发模式中运行转变到所述控制器在所述轻负载突发模式中运行。
31.根据权利要求30所述的功率转换器，其中所述突发状态机被配置为响应于突发断开周期达到第三阈值周期来使所述控制器从在所述轻负载突发模式中运行转变到所述控制器在所述超轻负载突发模式中运行，其中所述突发断开周期是无所述开关电路的开关的一间隔。
32.根据权利要求31所述的功率转换器，其中所述突发状态机被配置为响应于所述突发断开周期下降到所述第三阈值周期以下来使所述控制器从在所述超轻负载突发模式中运行转变到所述控制器在所述轻负载突发模式中运行。
33.一种控制具有多个突发模式的功率转换器的方法，包括：
在第一状态中运行所述功率转换器，其中突发导通信号有效并且开关频率信号响应于负载信号的值，其中所述开关频率信号表示耦合至能量传递元件和所述功率转换器的输入的开关电路的期望的频率；
在第二状态中运行所述功率转换器，其中突发断开信号有效、固定的突发周期基本上固定到第二阈值周期、并且突发导通周期等于所述第二阈值周期与突发断开周期之间的差，其中所述突发导通周期是所述开关电路被顺序地接通和关断的一间隔，并且所述突发断开周期是无所述开关电路的开关的一间隔；
在第三状态中运行所述功率转换器，其中所述突发导通信号有效并且所述开关频率信号响应于突发负载阈值的值，其中所述突发负载阈值是指示所述功率转换器何时处于低负载状况的阈值；
在第四状态中运行所述功率转换器，其中所述突发断开信号有效；
在第五状态中运行所述功率转换器，其中所述突发导通信号有效、所述固定的突发周期基本上固定到第三阈值周期和第四阈值周期之和，并且所述开关频率信号基本上等于固定的突发负载阈值或最大开关频率；以及
在第六状态中运行所述功率转换器，其中所述突发断开信号有效，并且所述固定的突发周期基本上固定到所述第三阈值周期和所述第四阈值周期之和。
34.根据权利要求33所述的方法，还包括：响应于使突发使能信号被无效或响应于反馈信号和最小值信号的比较而从在所述第二状态、所述第三状态、所述第四状态、所述第五状态或所述第六状态中运行所述功率转换器转变回到在所述第一状态中运行所述功率转换器。
35.根据权利要求33所述的方法，还包括：响应于使突发使能信号有效或响应于所述突发断开信号和所述第二阈值周期的比较而从在所述第一状态中运行所述功率转换器转变到在所述第二状态中运行所述功率转换器。
36.根据权利要求33所述的方法，还包括：响应于时间衰减信号和第一阈值周期的比较而从在所述第二状态中运行所述功率转换器转变到在所述第三状态中运行所述功率转换器。
37.根据权利要求33所述的方法，还包括：响应于反馈信号和最大值信号的比较而从在所述第三状态中运行所述功率转换器转变到在所述第四状态中运行所述功率转换器，以及响应于所述反馈信号和最小值信号的比较而从在所述第四状态中运行所述功率转换器转变回到在所述第三状态中运行所述功率转换器。
38.根据权利要求33所述的方法，还包括：响应于所述突发断开周期达到所述第三阈值周期而从在所述第四状态中运行所述功率转换器转变到在所述第五状态中运行所述功率转换器。
39.根据权利要求33所述的方法，还包括：响应于所述突发导通周期达到所述第四阈值周期而从在所述第五状态中运行所述功率转换器转变到在所述第六状态中运行所述功率转换器，响应于所述突发断开周期达到所述第三阈值周期而从在所述第六状态中运行所述功率转换器转变回到在所述第五状态中运行所述功率转换器，以及响应于所述突发断开周期下降到所述第三阈值周期以下而从在所述第六状态中运行所述功率转换器转变回到所述第三状态。
40.根据权利要求33所述的方法，其中所述多个突发模式包括全模式、中间突发模式、轻负载突发模式和超轻负载突发模式，其中在所述第一状态中运行所述功率转换器是在所述全模式中运行所述功率转换器，其中在所述第二状态中运行所述功率转换器是在所述中间突发模式中运行所述功率转换器，其中在所述第三状态中和在所述第四状态中运行所述功率转换器是在所述轻负载突发模式中运行所述功率转换器，并且其中在所述第五状态中和在所述第六状态中运行所述功率转换器是在所述超轻负载突发模式中运行所述功率转换器。
41.一种用于在功率转换器中使用的控制器，包括：
控制回路时钟发生器，所述控制回路时钟发生器被配置为响应于突发负载阈值、功率信号以及响应于所述功率转换器的输出负载的负载信号来生成开关频率信号，其中所述开关频率信号表示耦合至能量传递元件和所述功率转换器的输入的开关电路的期望的频率，并且其中所述突发负载阈值是指示所述功率转换器何时处于低负载状况的阈值；
突发控制电路，所述突发控制电路被配置为响应于i)表示所述功率转换器的输出的反馈信号和ii)响应于所述突发负载阈值和所述负载信号的突发使能信号来生成突发导通信号和突发断开信号，以在多个突发模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号或所述突发断开信号的突发频率小于所述功率转换器的所述能量传递元件的谐振范围并且小于音频噪声频率；以及
请求发送器电路，所述请求发送器电路被配置为响应于所述开关频率信号、所述突发导通信号和所述突发断开信号来生成请求信号，以控制耦合至所述能量传递元件和所述功率转换器的所述输入的所述开关电路的开关，其中所述请求发送器电路在所述突发导通信号有效的情况下被使能来在所述请求信号中发送脉冲以接通和关断所述开关电路，并且在所述突发断开信号有效的情况下被阻止在所述请求信号中发送脉冲以接通和关断所述开关电路，
其中所述控制回路时钟发生器包括：
多路复用器，所述多路复用器具有被耦合以接收所述负载信号的第一输入、被耦合以接收所述突发负载阈值的第二输入、以及被耦合以接收轻负载选择信号的选择输入；
参考发生器，所述参考发生器耦合至所述多路复用器的输出，以生成第一时钟参考信号和第二时钟参考信号；
第二比较器，所述第二比较器被耦合以比较所述第一时钟参考信号和所述功率信号；
第三比较器，所述第三比较器被耦合以比较所述第二时钟参考信号和所述功率信号；以及
锁存器，所述锁存器具有耦合至所述第二比较器的输出的复位输入和耦合至所述第三比较器的输出的置位输入，其中所述锁存器的输出是所述开关频率信号。
42.根据权利要求41所述的控制器，还包括：
突发负载阈值电路，所述突发负载阈值电路被配置为响应于表示所述功率转换器的输入电压的输入电压信号来生成所述突发负载阈值；以及
第一比较器，所述第一比较器被配置为响应于所述突发负载阈值和所述负载信号的比较来生成所述突发使能信号。
43.根据权利要求42所述的控制器，其中所述输入电压信号和所述功率信号被组合成从所述能量传递元件的初级绕组感测到的单个信号。
44.根据权利要求41所述的控制器，其中所述功率信号表示所述功率转换器的感测到的输出功率、由所述能量传递元件递送的功率、所述功率转换器的输入功率或由所述功率转换器处理的功率中的一个或多个。
45.根据权利要求41所述的控制器，还包括跨导放大器，所述跨导放大器具有被配置为被耦合以接收所述反馈信号的第一输入、被耦合以接收参考信号的第二输入、以及耦合至补偿电路的输出，所述补偿电路耦合至所述功率转换器的输出返回，其中所述跨导放大器被配置为响应于所述反馈信号、所述参考信号和所述补偿电路来生成所述负载信号。
46.根据权利要求41所述的控制器，其中所述突发控制电路包括：
突发阈值电路，所述突发阈值电路被配置为响应于所述反馈信号来生成第一阈值信号、第二阈值信号和第三阈值信号；
突发计时器电路，所述突发计时器电路被配置为响应于所述第三阈值信号、所述突发导通信号和所述突发断开信号来生成第一计时器信号、第二计时器信号、第三计时器信号和第四计时器信号；以及
突发状态机，所述突发状态机被配置为响应于所述突发使能信号、所述第一阈值信号、所述第二阈值信号、所述第三阈值信号、所述第一计时器信号、所述第二计时器信号、所述第三计时器信号和所述第四计时器信号来生成所述突发导通信号、所述突发断开信号和轻负载选择信号。
47.根据权利要求46所述的控制器，其中所述突发阈值电路包括：
第四比较器，所述第四比较器被配置为响应于所述反馈信号和最大值信号的比较来生成所述第一阈值信号；
第五比较器，所述第五比较器被配置为响应于所述反馈信号和最小值信号的比较来生成所述第二阈值信号；以及
第六比较器，所述第六比较器被配置为响应于所述反馈信号和调节值信号的比较来生成所述第三阈值信号。
48.根据权利要求46所述的控制器，其中所述突发计时器电路包括：
逻辑门，所述逻辑门被耦合以响应于所述第三阈值信号和所述突发断开信号；
计数器，所述计数器具有耦合至所述逻辑门的输出的使能输入，以生成衰减时间信号；
第七比较器，所述第七比较器被配置为响应于所述衰减时间信号和第一阈值周期的比较来生成所述第一计时器信号；
第八比较器，所述第八比较器被配置为响应于所述突发断开信号和第二阈值周期的比较来生成所述第二计时器信号；
第九比较器，所述第九比较器被配置为响应于所述突发断开信号和第三阈值周期的比较来生成所述第三计时器信号；以及
第十比较器，所述第十比较器被配置为响应于所述突发导通信号和第四阈值周期的比较来生成所述第四计时器信号。
49.根据权利要求46所述的控制器，其中所述突发状态机被配置为在多个状态中运行来使得在所述多个突发模式中运行所述控制器，其中所述多个突发模式包括全模式、中间突发模式、轻负载突发模式和超轻负载突发模式。
50.根据权利要求49所述的控制器，其中所述突发状态机被配置为在第一状态中运行来使得在所述全模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号有效并且所述开关频率信号响应于所述负载信号的值。
51.根据权利要求50所述的控制器，其中所述突发状态机被配置为响应于使所述突发使能信号有效或响应于所述突发断开信号和第二阈值周期的比较而从所述第一状态转变到第二状态，其中所述突发状态机被配置为在所述第二状态中运行来使得在所述中间突发模式中运行所述控制器，其中所述突发断开信号有效、固定的突发周期基本上固定到所述第二阈值周期，并且突发导通周期等于所述第二阈值周期与突发断开周期之间的差，其中所述突发导通周期是所述开关电路被顺序地接通和关断的一间隔，并且所述突发断开周期是无所述开关电路的开关的一间隔。
52.根据权利要求51所述的控制器，其中所述突发状态机被配置为响应于使所述突发使能信号无效或响应于所述反馈信号与最小值信号的比较而从所有状态转变回到所述第一状态。
53.根据权利要求51所述的控制器，其中所述突发状态机被配置为响应于时间衰减信号和第一阈值周期的比较而从所述第二状态转变到第三状态，其中所述突发状态机被配置为在所述第三状态中运行来使得在所述轻负载突发模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号有效并且所述开关频率信号响应于所述突发负载阈值的值。
54.根据权利要求53所述的控制器，其中所述突发状态机被配置为响应于所述反馈信号和最大值信号的比较而从所述第三状态转变到第四状态，其中所述突发状态机被配置为在所述第四状态中运行来使得在所述轻负载突发模式中运行所述控制器，其中所述突发断开信号有效，并且其中所述突发状态机被配置为响应于所述反馈信号和最小值信号的比较而从所述第四状态转变回到所述第三状态。
55.根据权利要求54所述的控制器，其中所述突发状态机被配置为响应于所述突发断开周期达到第三阈值周期而从所述第四状态转变到第五状态，其中所述突发状态机被配置为在所述第五状态中运行来使得在所述超轻负载突发模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号有效、所述固定的突发周期基本上固定到所述第三阈值周期和第四阈值周期之和，并且所述开关频率信号基本上等于固定的突发负载阈值或最大开关频率。
56.根据权利要求55所述的控制器，其中所述突发状态机被配置为响应于所述突发导通周期达到所述第四阈值周期而从所述第五状态转变到第六状态，其中所述突发状态机被配置为在所述第六状态中运行来使得在所述超轻负载突发模式中运行所述控制器，其中所述突发断开信号有效，并且所述固定的突发周期基本上固定到所述第三阈值周期和所述第四阈值周期之和，其中所述突发状态机被配置为响应于所述突发断开周期达到第三阈值周期而从所述第六状态转变回到所述第五状态，并且其中所述突发状态机被配置为响应于所述突发断开周期下降到所述第三阈值周期以下而从所述第六状态转变回到所述第三状态。
57.一种功率转换器，包括：
能量传递元件，所述能量传递元件耦合在所述功率转换器的输入与所述功率转换器的输出之间；
开关电路，所述开关电路耦合至所述能量传递元件和所述功率转换器的输入；以及
控制器，所述控制器被配置为控制所述开关电路的开关来控制从所述功率转换器的输入到所述功率转换器的输出的能量传递，其中所述控制器包括：
控制回路时钟发生器，所述控制回路时钟发生器被配置为响应于突发负载阈值、功率信号以及响应于所述功率转换器的输出负载的负载信号来生成开关频率信号，其中所述开关频率信号表示耦合至能量传递元件和所述功率转换器的输入的开关电路的期望的频率，并且其中所述突发负载阈值是指示所述功率转换器何时处于低负载状况的阈值；
突发控制电路，所述突发控制电路被配置为响应于i)表示所述功率转换器的输出的反馈信号和ii)响应于所述突发负载阈值和所述负载信号的突发使能信号来生成突发导通信号和突发断开信号，以在多个突发模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号或所述突发断开信号的突发频率小于所述功率转换器的所述能量传递元件的谐振范围并且小于音频噪声频率；以及
请求发送器电路，所述请求发送器电路被配置为响应于所述开关频率信号、所述突发导通信号和所述突发断开信号来生成请求信号，以控制所述开关电路的开关，其中所述请求发送器电路在所述突发导通信号有效的情况下被使能来在所述请求信号中发送脉冲以接通和关断所述开关电路，并且在所述突发断开信号有效的情况下被阻止在所述请求信号中发送脉冲以接通和关断所述开关电路，
其中所述控制回路时钟发生器包括：
多路复用器，所述多路复用器具有被耦合以接收所述负载信号的第一输入、被耦合以接收所述突发负载阈值的第二输入、以及被耦合以接收轻负载选择信号的选择输入；
参考发生器，所述参考发生器耦合至所述多路复用器的输出，以生成第一时钟参考信号和第二时钟参考信号；
第二比较器，所述第二比较器被配置为比较所述第一时钟参考信号和所述功率信号；
第三比较器，所述第三比较器被配置为比较所述第二时钟参考信号和所述功率信号；以及
锁存器，所述锁存器具有耦合至所述第二比较器的输出的复位输入和耦合至所述第三比较器的输出的置位输入，其中所述锁存器的输出是所述开关频率信号。
58.根据权利要求57所述的功率转换器，其中所述功率转换器是谐振转换器，其中所述功率转换器还包括谐振回路电路，所述谐振回路电路包括耦合至回路电容的回路电感，所述回路电容耦合至所述开关电路，其中所述开关电路包括耦合至所述谐振回路电路的高侧开关和低侧开关。
59.根据权利要求58所述的功率转换器，其中所述控制器是次级控制器，其中所述功率转换器还包括与所述次级控制器电流隔离的初级控制器，其中所述初级控制器被耦合以从所述次级控制器接收所述请求信号来生成高侧驱动信号以控制所述高侧开关的开关并且以生成低侧驱动信号以控制所述低侧开关的开关。
60.根据权利要求57所述的功率转换器，其中所述控制器还包括：
突发负载阈值电路，所述突发负载阈值电路被配置为响应于表示所述功率转换器的输入电压的输入电压信号来生成所述突发负载阈值；以及
第一比较器，所述第一比较器被配置为响应于所述突发负载阈值和所述负载信号的比较来生成所述突发使能信号。
61.根据权利要求57所述的功率转换器，还包括补偿电路，所述补偿电路耦合至所述功率转换器的输出返回，其中所述补偿电路包括：
电阻器，所述电阻器耦合至耦合在所述功率转换器的所述输出返回和所述控制器之间的第一电容器；以及
第二电容器，所述第二电容器并联耦合在所述电阻器和所述第一电容器上。
62.根据权利要求61所述的功率转换器，其中所述控制器还包括跨导放大器，所述跨导放大器具有被配置为被耦合以接收所述反馈信号的第一输入、被耦合以接收参考信号的第二输入、以及耦合至补偿电路的输出，其中所述跨导放大器被配置为响应于所述反馈信号、所述参考信号和所述补偿电路来生成所述负载信号。
63.根据权利要求57所述的功率转换器，其中所述突发控制电路包括：
突发阈值电路，所述突发阈值电路被配置为响应于所述反馈信号来生成第一阈值信号、第二阈值信号和第三阈值信号；
突发计时器电路，所述突发计时器电路被配置为响应于所述第三阈值信号、所述突发导通信号和所述突发断开信号来生成第一计时器信号、第二计时器信号、第三计时器信号和第四计时器信号；以及
突发状态机，所述突发状态机被配置为响应于所述突发使能信号、所述第一阈值信号、所述第二阈值信号、所述第三阈值信号、所述第一计时器信号、所述第二计时器信号、所述第三计时器信号和所述第四计时器信号来生成所述突发导通信号、所述突发断开信号和轻负载选择信号。
64.根据权利要求63所述的功率转换器，其中所述突发阈值电路包括：
第四比较器，所述第四比较器被配置为响应于所述反馈信号和最大值信号的比较来生成所述第一阈值信号；
第五比较器，所述第五比较器被配置为响应于所述反馈信号和最小值信号的比较来生成所述第二阈值信号；以及
第六比较器，所述第六比较器被配置为响应于所述反馈信号和调节值信号的比较来生成所述第三阈值信号。
65.根据权利要求63所述的功率转换器，其中，所述突发计时器电路包括：
逻辑门，所述逻辑门被耦合以响应于所述第三阈值信号和所述突发断开信号；
计数器，所述计数器具有耦合至所述逻辑门的输出的使能输入，以生成衰减时间信号；
第七比较器，所述第七比较器被配置为响应于所述衰减时间信号和第一阈值周期的比较来生成所述第一计时器信号；
第八比较器，所述第八比较器被配置为响应于所述突发断开信号和第二阈值周期的比较来生成所述第二计时器信号；
第九比较器，所述第九比较器被配置为响应于所述突发断开信号和第三阈值周期的比较来生成所述第三计时器信号；以及
第十比较器，所述第十比较器被配置为响应于所述突发导通信号和第四阈值周期的比较来生成所述第四计时器信号。
66.根据权利要求63所述的功率转换器，其中所述突发状态机被配置为在所述多个突发模式中运行所述控制器，其中所述多个突发模式包括全模式、中间突发模式、轻负载突发模式和超轻负载突发模式。
67.根据权利要求66所述的功率转换器，其中所述突发状态机被配置为在所述全模式中运行所述控制器，其中所述突发导通信号有效并且所述开关频率信号响应于所述负载信号的值。
68.根据权利要求67所述的功率转换器，其中所述突发状态机被配置为响应于使所述突发使能信号有效或响应于所述突发断开信号和第二阈值周期的比较来使所述控制器从在所述全模式中运行转变到所述控制器在所述中间突发模式中运行。
69.根据权利要求68所述的功率转换器，其中所述突发状态机被配置为响应于使所述突发使能信号无效或响应于所述反馈信号和最小值信号的比较来使所述控制器从在所述中间突发模式、所述轻负载突发模式或所述超轻负载突发模式中运行转变到在所述全模式中运行。
70.根据权利要求69所述的功率转换器，其中所述突发状态机被配置为响应于时间衰减信号和第一阈值周期的比较来使所述控制器从在所述中间突发模式中运行转变到所述控制器在所述轻负载突发模式中运行。
71.根据权利要求70所述的功率转换器，其中所述突发状态机被配置为响应于突发断开周期达到第三阈值周期来使所述控制器从在所述轻负载突发模式中运行转变到所述控制器在所述超轻负载突发模式中运行，其中所述突发断开周期是无所述开关电路的开关的一间隔。
72.根据权利要求71所述的功率转换器，其中所述突发状态机被配置为响应于所述突发断开周期下降到所述第三阈值周期以下来使所述控制器从在所述超轻负载突发模式中运行转变到所述控制器在所述轻负载突发模式中运行。
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