CN111327204B - 用于在开关功率转换器中在模式转变之后控制开关驱动信号的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于在功率转换器中使用的控制器，所述功率转换器被配置为在包括第一模式和第二模式的多个模式下运行，所述控制器包括：频率监视器模块，所述频率监视器模块被耦合以测量开关驱动信号的信号特性，所述开关驱动信号被耦合以控制所述功率转换器的开关块的开关。所述频率监视器模块包括存储器，所述存储器被耦合以存储在所述第一模式期间测量的所述开关驱动信号的测量的信号特性。所述频率监视器模块被耦合以响应于存储在所述存储器中的所述测量的信号特性来生成时钟信号。所述开关驱动信号被耦合以在所述第二模式期间响应于所述时钟信号而生成。

Description

用于在开关功率转换器中在模式转变之后控制开关驱动信号 的装置和方法
技术领域
本发明涉及在开关功率转换器中在模式转变之后控制开关驱动信号，并且更具体地，涉及使用串联电感器-电感器电容器(LLC)转换器中的频率监视器模块来监视和控制开关驱动信号。
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，该高压交流电力需要被转换为经调节的dc电力以便用作消费电子设备的电力源。开关功率转换器由于其效率高、尺寸小、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。
一种类型的开关功率转换器是谐振转换器，该谐振转换器包括作为功率模块的一部分的谐振电路(例如，一个或多个电感器和一个或多个电容器)。谐振电路可以通过有助于零电流和/或零电压开关来有利地提高功率转换效率。
谐振转换器的一个子集，串联电感器-电感器电容器(LLC)转换器，使用具有串联连接以形成LLC谐振电路的两个电感器和一个电容器的谐振电路。通常，在LLC转换器中，控制器控制到功率级的开关驱动信号，以使得开关经历零电压开关。
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例示了根据一实施方案的用于将输出功率递送到负载的示例开关功率转换器。
图1B例示了根据另一实施方案的用于将输出功率递送到负载的另一个示例开关功率转换器。
图2A例示了根据一实施方案的用于向负载提供输出功率的示例LLC转换器。
图2B例示了根据另一实施方案的用于向负载提供输出功率的另一个示例LLC转换器。
图3例示了根据一实施方案的示例次级控制块。
图4例示了根据一实施方案的示例电压回路误差放大器输出发生器。
图5A例示了根据一实施方案的示例控制回路时钟发生器。
图5B例示了根据图5A的实施方案的示例控制回路时钟发生器的附加特征。
图6A例示了与示例LLC转换器实施方案中的信号对应的示例波形。
图6B例示了根据一实施方案的示例LLC转换器中的示例突发(burst)模式信号波形。
图6C例示了根据一实施方案的在示例LLC转换器中的第一突发模式转变期间的示例突发模式信号波形。
图6D例示了根据一实施方案的在示例LLC转换器中的第二突发模式转变期间的示例突发模式信号波形。
图7A例示了根据一实施方案的用于在示例开关功率转换器中控制开关驱动信号的示例流程图。
图7B例示了根据另一实施方案的用于在另一个示例开关功率转换器中控制开关驱动信号的示例流程图。
图7C例示了用于在从装置(slave)状态期间监视开关频率的示例方法的示例流程图。
图7D例示了用于在主装置(master)状态期间控制开关驱动信号的示例方法的示例流程图。
图8例示了根据一实施方案的用于在示例LLC转换器中在移交(handover)期间控制开关驱动信号的示例流程图。
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
在以下描述中，阐述了许多具体细节，以提供对在开关功率转换器中在模式转变之后控制开关驱动信号的透彻理解。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本文的教导。在其他情况下，未详细描述众所周知的材料或方法，以避免模糊本公开内容。
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在开关功率转换器中在模式转变之后控制开关驱动信号的至少一个实施方案中。因此，贯穿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。
在本申请的上下文中，当晶体管处于“断开(off)状态”或“断开”时，晶体管阻挡电流和/或基本不传导电流。相反，当晶体管处于“导通(on)状态”或“导通”时，晶体管能够显著地传导电流。举例来说，在一个实施方案中，高压晶体管包括N沟道金属氧化物半导体(NMOS)场效应晶体管(FET)，其中高压被支承在第一端子即漏极和第二端子即源极之间。在一些实施方案中，当调节提供到负载的能量时，可以使用集成控制器电路来驱动功率开关。另外，出于本公开内容的目的，“接地”或“接地电势”是指如下参考电压或电势，相对于该参考电压或电势来定义或测量电子电路或集成电路(IC)的所有其他电压或电势。
开关功率转换器可以按照开关功率转换器拓扑来分类。开关功率转换器拓扑包括降压(buck)、升压(boost)、反激(flyback)和降压-升压，仅举几个例子。每个拓扑可以进一步按照功率级和控制器来分类。功率级通常包括一个或多个开关和滤波器部件(即，电容器和电感器)，所述一个或多个开关和滤波器部件被配置为响应于来自控制器的一个或多个开关驱动信号(例如，栅极驱动信号)来传递功率。控制器可以包括具有反馈回路的开关控制模块，其被配置为通过响应于运行状况调整开关驱动信号的参数来调节到负载的输出功率。例如，控制器可以被配置为控制占空比、开关频率或占空比和开关频率两者的组合。另外，可以响应于所施加的输入功率的变化和/或输出负载的变化来调整开关频率和/或占空比。
如上文所提及的，一种类型的开关功率转换器是谐振转换器，该谐振转换器使用作为功率级的一部分的、具有电感和电容的谐振电路(也称为“回路(tank)”电路)。与非谐振开关功率转换器相比，谐振转换器可以具有一些优点，诸如以较高的开关频率使用软开关(例如，零电压开关)运行。举例来说，零电压开关(ZVS)是一种类型的软开关，其特征在于开关(例如，功率场效应晶体管(FET)或半导体器件)的接通(turn on)和关断(turn off)转变发生在回路电路波形的零交叉处或附近。以此方式，开关上的电压(例如，功率FET漏极至源极电压)可以在开关转变期间为零，或基本为零，从而减少开关损耗。通过允许使用较小的磁性元件和较小的EMI滤波器，使用软开关可以有利地降低封装和部件成本。
在LLC转换器中，以及在开关模式功率转换器中，通常在稳定状态运行期间，开关驱动信号可以源于开关控制模块。另外，递送开关驱动信号的模式可以取决于系统变量和输出负载。例如，在标称负载状况期间，开关控制模块可以在连续传导模式下运行，以控制连续的基本恒定频率的开关驱动信号。在这方面，连续传导模式也可以被称为连续开关模式。替代地，在轻负载和/或无负载状况期间，开关控制模块可以在不连续模式下运行。
在一些拓扑中，不连续运行模式可以由突发模式表征。在突发模式期间，开关模式功率转换器和LLC转换器可以根据需要在短持续时间内以固定频率进行开关，以维持输出电压电平。开关的这些短持续时间可以被称为“突发导通(burst on)”时段或突发导通间隔。在短持续时间之间，可以禁止开关并且可以暂时禁用控制器电路以减少功率消耗。禁止开关的这些持续时间可以被称为“突发断开(burst-off)”时段或突发断开间隔。以此方式进行开关控制——其中在开关模式功率级中存在频率的转变或突然转变——通常被称为“突发”和/或“突发模式”。
在开关模式功率转换器中，以及在LLC转换器中，在开关频率转变期间使用开关控制模块作为用于控制开关驱动信号的源可能会成为问题。例如，控制器通常可以使用模拟电路和/或混合信号电路来实现控制电路和控制回路电路。在禁止开关驱动信号并且禁用模拟电路和/或混合信号电路以降低功率消耗的时段期间，模拟电路和/或混合信号电路(即，控制电路和控制回路电路)可能在功能上忘记(即，不能够保持)就在转变之前的开关频率。此转变开关频率可以是与一个模式结束且另一个模式开始之前的信号频率相关联的模式结束频率。因此，不调用转变开关频率的模拟电路当其随后被启用时可能遭受不良的动态性能。
本文公开了用于在开关功率转换器中在模式转变之后控制开关驱动信号的装置和方法。示例控制器包括用于在不同的运行模式期间监视开关驱动信号的特性的频率监视器模块。在一个运行模式下，开关驱动信号可以源于开关控制模块，同时频率监视器模块监视开关频率。频率监视器模块可以使用数字电路系统保存和调用转变频率。在另一个运行模式下，开关驱动信号可以源于频率监视器模块内的数控振荡器(DCO)。
图1A例示了根据本文的教导的用于将输出功率递送到负载106的开关功率转换器100a。开关功率转换器100a包括功率级102、控制器104、反馈网络103和反馈网络105。功率级102包括开关块107和滤波器部件109。该控制器包括开关控制模块113、频率监视器模块115和多路复用器111；此外，频率监视器模块115包括数控振荡器(DCO)120。
在运行期间，开关功率转换器100a可以将来自功率级输入的输入功率(即，输入电压VIN和输入电流IIN)转换为经调节的输出功率(即，输出电压VO和输出电流IO)。如所例示的，开关功率转换器100a可以从直流(dc)输入电压VIN接收输入功率；然后，该输入功率可以被转换并且在功率级输出处以经调节的dc输出电压VO被提供到负载106。该功率级可以使用开关块107中的一个或多个开关和滤波器部件109来开关输入功率并且提供经调节的输出功率。
控制器104可以基于分别从反馈网络103和反馈网络105提供的反馈信号FB1和反馈信号FB2来生成和/或控制到开关块107的开关驱动信号GDR。反馈网络103和105可以对功率级信号采样，所述功率级信号包括输出电压VO、输出电流IO、来自开关块107的开关电流和/或开关电压、来自滤波器部件109的滤波器电流和/或电压等。例如，反馈网络103可以对输出电压VO采样以提供反馈信号FB1；控制器104可以在电压控制回路中使用它来控制开关驱动信号GDR。替代地，并且附加地，反馈网络105可以对该功率级中的初级信号诸如开关信号(例如，开关电流)采样以提供反馈信号FB2；并且控制器104也可以在电流控制回路中使用它来控制开关驱动信号GDR。
根据本文的教导，开关功率转换器100a可以在多个模式下运行和在多个模式之间转变，所述模式包括但不限于突发模式、连续开关模式和启动模式。在运行期间，频率监视器模块115可以监视并且记住开关驱动信号GDR的信号特性(例如，频率和/或占空比)。在在模式之间转变期间和/或在开关控制模块113暂时失去功能控制的时段期间，控制器104可以使用频率监视器模块115来在开关控制模块113重新获得控制时调用所述信号特性并且控制开关驱动信号GDR。
例如，在连续开关模式期间和在开关控制模块113的控制电路和/或控制回路电路起作用的时间段期间，控制器104可以使用开关控制模块113来生成开关信号SW，同时频率监视器模块115监视开关信号SW的频率。在这方面，频率监视器模块115可以在从装置状态下(即，作为从装置)运行。因此，控制器104可以在多路复用器111处施加控制信号MX1以选择开关信号SW。当频率监视器模块115作为从装置运行时，它可以监视和存储开关信号SW的信号特性(例如，频率和/或占空比)。
此外，在突发模式期间和/或在开关控制模块113内的控制电路和/或控制回路电路在待机状态(例如，低功率状态)中或正从待机转变的时间段期间，控制器104可以使用频率监视器模块115来提供开关信号SW的替代物。例如，频率监视器模块115可以使用DCO 120来向多路复用器111提供DCO时钟信号SCLK。DCO时钟信号SCLK可以有利地包括并且调用开关信号SW的信号特性(例如，频率)，以使得开关功率转换器100a以增强的动态性能运行。因此，控制器104可以施加控制信号MX1以选择DCO时钟信号SCLK，以使得频率监视器模块115作为主装置(即，在主装置状态下)运行；以此方式，开关驱动信号GDR可以源自频率监视器模块115。因此，在主装置状态下，频率监视器模块115可以控制开关驱动信号GDR。
根据本文的教导，当开关控制模块113从待机状态唤醒时，控制器104可以使用频率监视器模块115以暂时作为主装置运行。一旦开关控制模块113重新获得功能控制，控制器104就可以施加控制信号MX1以选择开关信号SW并且使频率监视器模块115作为从装置运行。
如所例示的，频率监视器模块115可以与开关控制模块113发送和/或接收一个或多个级间信号117，以增强控制和/或以确定如何提供DCO时钟信号SCLK。例如，级间信号117可以将来自反馈信号FB1、FB2中的一个或多个的功率输出信息提供到频率监视器模块115。响应于反馈信号FB1、FB2中的一个或多个，频率监视器模块115可以调整DCO时钟信号SCLK的参数(例如，频率值)。
尽管开关功率转换器100a例示了包括两个反馈网络103、105的一实施方案，但是具有更多或更少反馈网络以提供多于或少于两个反馈信号FB1、FB2的其他配置是可能的。例如，在一些实施方案中，开关功率转换器100a可以被配置用于电压模式控制，并且可以使用仅反馈网络103来向控制器104提供反馈信号FB1。另外，在一些实施方案中，控制器104可以提供不止仅一个开关驱动信号GDR；并且如下文关于图1B所描述的，一个开关功率转换器可以使用不止仅一个控制器104。
图1B例示了根据另一实施方案的用于将输出功率递送到负载106的开关功率转换器100b。除了开关功率转换器100b包括开关驱动控制器130之外，开关功率转换器100b类似于开关功率转换器100a。另外，开关驱动控制器130包括启动控制电路135。
开关驱动控制器130可以作为控制器104和功率级102之间的补充控制器和/或中间控制器运行，以基于来自控制器104的开关驱动信号GDR2来提供开关驱动信号GDR。例如，开关驱动控制器130可以将开关驱动信号GDR2电平移位到相对于与控制器104的接地电势分开的接地电势的共模范围。
另外，开关驱动控制器130可以在开关驱动信号GDR2变得不可用的时段期间提供开关驱动信号GDR。例如，在启动模式(即，启动)期间，控制器104内的控制回路电路和电路可能不具有足够的功率来运行。在这些情况下，开关驱动控制器130可以使用启动控制电路135来提供开关驱动信号GDR，直到控制器104获得足够的功率来提供开关驱动信号GDR2为止。以此方式，开关驱动控制器130可以在启动的第一、初级模式期间控制开关驱动信号GDR，直到控制被移交到控制器104为止。
例如，在启动期间，当开关控制模块113的电路和控制回路电路接收到不足以运行的功率时，启动控制电路135可以控制开关驱动信号GDR。最终，开关控制模块113可以接收足够的功率以变得可运行，并且开关驱动控制器130可以将控制移交到控制器104。如下所描述的，在移交转变(即，移交时间)之前，频率监视器模块115可以作为从装置运行并且可以通过监视级间信号117中的一个或多个来监视开关频率；并且在移交时，频率监视器模块115可以在初级模式结束时存储移交频率(即，就在移交之前的模式结束频率)。
根据本文的教导，在移交时，控制器104可以使用频率监视器模块115以调用移交频率并且作为主装置运行，从而提供DCO时钟信号SCLK。以此方式，频率监视器模块115在移交到次级模式之后的初始时段内提供开关驱动信号GDR2以控制开关驱动信号GDR。在启动的次级模式期间和在移交之后的初始时段之后，开关控制模块113可以通过生成开关信号SW来获得对开关驱动信号GDR的控制；另外，在启动的次级模式期间，频率监视器模块115可以作为从装置运行并且监视开关信号SW。
图2A例示了根据一实施方案的用于控制到负载106的输出功率的LLC转换器200a。LLC转换器200a实现具有功率级102、控制器204和开关驱动控制器130的开关功率转换器100b。功率级102被耦合在LLC转换器200a的输入与LLC转换器200a的输出之间并且包括用于实现谐振转换器功率级的开关块107、滤波器部件109和整流器71-72。开关块107被耦合到LLC转换器200a的输入和滤波器部件109的能量传递元件TR1的输入，并且包括具有使用N沟道功率场效应晶体管(NFET)实现的高侧(HS)器件238和低侧(LS)器件237的半桥207。
开关驱动控制器130可以作为初级侧控制器运行，以从控制器204接收开关驱动信号GDR2；并且作为响应，它可以提供开关驱动信号GH以开关HS器件238，并且可以提供开关驱动信号GL以开关LS器件237。以此方式，开关块107可以将开关功率信号VX提供到滤波器部件109的输入，以控制从谐振功率转换器200a的输入到谐振功率转换器200a的输出的能量传递。
滤波器部件109包括泄漏电感器LLK、磁化电感器LM、谐振电容器CRES、能量传递元件TR1，以及输出电容器CO，在所描绘的实施例中，能量传递元件TR1包括初级变压器绕组240、次级变压器绕组242和次级变压器绕组244。泄漏电感器LLK、磁化电感器LM和谐振电容器CRES串联连接，以形成串联谐振回路电路。初级变压器绕组240与能量传递元件TR1的次级变压器绕组242、244电流隔离，以使得功率级102的输入可以与功率级102的输出隔离。以此方式，dc输入电压VIN可以参考接地GND，并且经调节的dc输出电压VO可以参考次级接地RTN。
如所例示的，反馈信号FB1可以从电阻分压器反馈网络103得到；并且反馈信号FB2可以从与串联连接的磁化电感器LM和泄漏电感器LLK并联耦合的反馈网络105得到。如所示出的，反馈网络105可以被耦合到LLC转换器200a的初级侧，以提供反馈信号FB2作为与初级信号(诸如功率级102的初级端口信号VPRI)成比例的经缓冲的初级端口信号。在连续开关(例如，标称负载状况)期间，LLC转换器可以运行，以使得开关驱动信号GH、GL、GDR2的开关频率大于由泄漏电感器LLK、磁化电感器LM和谐振电容器CRES形成的串联谐振回路电路的谐振频率。以此方式，HS器件238和/或LS器件237可以经历零电压开关(ZVS)。
如所例示的，控制器204包括次级控制块232和链路电路234。次级控制块232可以在相对于次级接地RTN的电压下运行，并且可以经由链路信号FLOUT传达控制信息(例如，与开关驱动信号GDR2有关的信息)。链路信号FLOUT可以通过光耦合器、电容性耦合器、电感性接口和/或磁性接口来传输，以便使开关驱动信号GDR2与次级控制块232的信号电流隔离。以此方式，开关驱动信号GDR2可以参考接地GND，并且可以在LLC转换器200a的初级侧提供到开关驱动控制器130。
次级控制块232包括开关控制模块113、频率监视器模块115、多路复用器111和接口电路250。接口电路250可以被耦合到多路复用器111的输出并且经由链路信号FLOUT传输信号SMX。信号SMX可以参考次级接地RTN，并且可以包括与开关驱动信号GDR2有关的控制信息。另外，在一些实施方案中，开关驱动信号GDR2可以相对于开关信号SW被延迟并且被电平移位到参考接地GND的电压范围(例如，初级侧电压范围)。
图2B例示了根据另一实施方案的用于控制到负载106的输出功率的LLC转换器200b。除了LLC转换器200b使用滤波器部件209并且提供来自磁耦合绕组266的初级端口信号VPWS之外，LLC转换器200b类似于LLC转换器200a。除了附加的耦合绕组266之外，滤波器部件209类似于滤波器部件109。耦合绕组266可以被耦合在串联耦合的泄漏电感器LLK和磁化电感器LM两端(即，与它们并联)。以此方式，初级端口信号VPWS可以包括与图2A的初级端口信号VPRI的信号内容类似的信号内容；并且如所例示的，初级端口信号VPWS可以被提供到反馈网络105以得到反馈信号FB2。
图3例示了根据一实施方案的次级控制块232。次级控制块232包括开关控制模块113、频率监视器模块115和多路复用器111。如所例示的，在开关控制模块113和频率监视器模块115之间传递的级间信号117可以包括时钟限制信号CMIN、CMAX、开关信号SW、感测接口信号SIS和反馈信号FB1。
时钟限制信号CMIN、CMAX可以由开关控制模块113使用以限制最小和最大信号特性。例如，可以使用时钟限制信号CMIN以限制最小开关循环周期(即，以限制最大频率)；并且可以使用时钟限制信号CMAX以限制最大开关循环周期(即，以限制最小频率)。
取决于运行模式(例如，启动模式)，频率监视器模块115可以使用感测接口信号SIS和/或开关信号SW来监视开关驱动信号GDR2的频率。感测接口信号SIS和开关信号SW可以有利地提供开关驱动信号GDR2的信号特性(例如，开关频率)，但是被电平移位到次级控制块232的共模信号范围。
如所例示的，开关控制模块113接收反馈信号FB1、FB2和时钟限制信号CMIN、CMAX；并且它提供开关信号SW和感测接口信号SIS。另外，频率监视器模块115接收开关信号SW和感测接口信号SIS；并且它提供DCO时钟信号SCLK和时钟限制信号CMIN、CMAX。多路复用器111可以使用控制信号MX1来选择开关信号SW或DCO时钟信号SCLK以提供信号SMX。进而，信号SMX可以通过接口电路250耦合到链路电路234，以提供开关驱动信号GDR。
开关控制模块113包括控制回路时钟发生器312、感测接口电路314和电压回路误差放大器输出发生器316。电压回路误差放大器输出发生器316接收反馈信号FB1，并且提供误差放大器输出信号VEAP和互补误差放大器输出信号VEAN。感测接口电路314接收反馈信号FB2。响应于反馈信号FB2，感测接口电路314提供感测接口信号VIS和感测接口信号SIS。该控制回路时钟发生器接收感测接口信号VIS、误差放大器输出信号VEAP、互补误差放大器输出信号VEAN和时钟限制信号CMIN、CMAX。
在连续开关模式期间，控制回路时钟发生器312可以基于感测接口信号VIS、误差放大器输出信号VEAP和互补误差放大器输出信号VEAN生成开关信号SW。开关信号SW可以由多路复用器111选择，以使得开关驱动信号GDR2被提供到开关驱动控制器130。如上文所讨论的，开关驱动信号GDR2可以相对于开关信号SW被延迟并且被电平移位到参考接地GND的电压范围。
可以使用模拟电路、混合信号电路和/或数字电路来实现控制回路时钟发生器312、感测接口电路314和电压回路误差放大器输出发生器316。在连续开关模式期间，由于开关和/或dc偏置，模拟电路和混合信号电路可能耗散功率；并且在包括轻负载的其他运行模式(例如，突发模式)期间，可以使模拟电路和混合信号电路待机运行以减少功率耗散。在从待机到启用状态的转变中，控制回路时钟发生器312、感测接口电路314、和/或电压回路误差放大器输出发生器316可能需要一段时间(例如，唤醒时间)变得可运行。
尽管图3示出了用于在次级控制块232中使用的开关控制模块113，但是具有更多或更少电路的其他开关控制模块是可能的。例如，如本领域的普通技术人员可以理解的，其他开关功率转换器拓扑可以使用更简单和/或更复杂的开关控制模块113来生成开关信号SW。
另外如所例示的，频率监视器模块115包括DCO 120、频率参考振荡器320、频率检测器322和信号限制发生器324。频率检测器322包括多路复用器332和频率比较器电路334。频率比较器电路334包括计数器335。
当作为从装置运行时，频率监视器模块115可以使用开关信号SW或感测接口信号SIS来估计开关驱动信号GDR2、GH、GL的特性(例如，频率)。多路复用器332可以使用控制信号MX2选择开关信号SW或感测接口信号SIS，并且将它(即，信号fSW)提供到频率比较器电路334。频率比较器电路334可以将信号fSW与来自频率参考振荡器320的参考振荡器信号fREF进行比较，以估计特性(例如，频率)。在一些实施方案中，参考振荡器信号fREF可以具有比开关驱动信号GDR2、GH、GL的频率(例如，200KHz)大的频率(例如，10MHz)；并且计数器335可以被用来估计信号fSW的信号周期。例如，计数器335可以通过关于信号fSW的开关循环的数目对参考振荡器信号fREF的开关循环的数目计数来估计开关频率，并且因此估计开关驱动信号GDR2、GH和GL的信号周期。在其他实施例中，使用锁相环而不是频率比较器电路334的其他配置也是可能的。
频率比较器电路334可以将控制信号CT1提供到信号限制发生器324和将控制信号CT2提供到DCO 120。信号限制发生器324可以使用控制信号CT1来确定和/或计算被耦合以由开关控制113接收的时钟限制信号CMIN、CMAX的值。另外，DCO可以使用控制信号CT2来调制DCO时钟信号SCLK的频率。
频率监视器模块115可以使用存储器寄存器，诸如数字存储器336，来存储和调用信号特性(例如，频率)。例如，在一个实施例中，如所示出的，频率监视器模块115可以包括频率检测器322中的数字存储器336以存储信号特性(例如，频率)，或在另一实施例中，DCO120、信号限制发生器324、和/或频率检测器322可以包括数字存储器336，以调用控制信号CT1和CT2的值。频率监视器模块115还可以使用反馈信号FB1以在作为主装置运行之前确定负载状况。取决于反馈信号FB1的值，频率监视器模块115可以调整DCO时钟信号SCLK的频率，以响应于更高的负载需求(即，更高的输出电流IO)。
另外，如上文关于图2B所描述的，在启动期间，开关信号SW可能在次级控制块232中不可获得；并且开关驱动控制器130可以使用启动控制电路135来生成开关驱动信号GH和GL。因此，频率检测器322可以使用使用控制信号MX2的多路复用器332来选择感测接口信号SIS以估计开关频率。
在启动期间在移交时，控制回路时钟发生器312、感测接口电路314和/或电压回路误差放大器输出发生器316可能需要一段时间(例如，唤醒时间)变得可运行。因此，在移交时，频率监视器模块115可以作为主装置运行，并且使用使用控制信号MX1的多路复用器111来选择DCO时钟信号SCLK。
图4例示了根据一实施方案的电压回路误差放大器输出发生器316。电压回路误差放大器输出发生器316包括运算放大器414、补偿网络430、多路复用器433和互补信号发生器431。运算放大器414在其非反相输入处接收反馈信号FB1，并且在其反相输入处接收参考信号VR1。作为LLC转换器200a或200b中的电压控制回路(即，负反馈回路)的一部分，运算放大器414可以在其输出处提供补偿电压VCOMP，以便减小反馈信号FB1与参考信号VR1之间的差异。例如，反馈信号FB1可以是从对输出电压VO采样的反馈网络103得到的电压；补偿电压VCOMP可以接近使反馈信号FB1接近参考信号VR1的电压值的稳定状态值。补偿网络430可以包括无源部件(例如，电容器和电阻器)以稳定补偿电压VCOMP。
多路复用器433接收补偿电压VCOMP和固定电压VCMPB。在一些实施方案中，可以通过LLC转换器(例如，LLC转换器200a和/或200b)的运行状况来调整固定电压VCMPB。例如，固定电压VCMPB可以是输入电压VIN的函数。另外，如所例示的，互补信号发生器431接收多路复用器输出电压VCMP，并且基于多路复用器输出电压VCMP的值来生成误差放大器输出电压VEAP和互补误差放大器输出电压VEAN。
在连续开关模式下，控制信号MSC可以被施加到多路复用器433，以使得多路复用器输出电压VCMP是补偿电压VCOMP(即，多路复用器433选择VCOMP)。以此方式，误差放大器输出电压VEAP和互补误差放大器输出电压VEAN可以随着补偿电压VCOMP而变化，并且因此根据反馈信号FB1的变化而变化。随着负载106和输出电流IO减小，补偿电压VCOMP可以增加。
最终，负载106可以减小并且达到轻负载状况(即，突发模式)。在突发模式下，控制信号MSC可以被施加到多路复用器433以选择电压VCMPB。以此方式，误差放大器输出电压VEAP和互补误差放大器输出电压VEAN可以是与电压VCMPB成比例的固定电压。
尽管图4示出了被配置为生成误差放大器输出电压VEAP和互补误差放大器输出电压VEAN的电压回路误差放大器输出发生器316的一实施方案，但是其他配置是可能的。例如，在降压拓扑中，电压回路误差放大器输出发生器316可以使用反馈信号FB1连接到反相输入而不是非反相输入的运算放大器。
图5A例示了根据一实施方案的控制回路时钟发生器312；并且图5B例示了根据图5A的实施方案的控制回路时钟发生器312的附加特征。控制回路时钟发生器312包括比较器532、比较器534和时钟发生器536。控制回路时钟发生器312接收误差放大器输出信号VEAP和互补误差放大器输出信号VEAN，并且使用比较器532和534将它们与感测接口信号VIS进行比较。如下文将示出的，感测接口信号VIS可以是表示初级信号的电压信号，所述初级信号诸如初级端口信号VPRI和/或初级端口信号VPWS；另外，感测接口信号VIS可以由控制回路时钟发生器312使用以控制开关频率。
如所例示的，比较器532在其非反相输入处接收误差放大器输出电压VEAP，并且在其反相输入处接收感测接口信号VIS，以当感测接口信号VIS下降到误差放大器输出电压VEAP以下时提供逻辑高复位信号VRST。另外，比较器534在其反相输入处接收互补误差放大器输出电压VEAN，并且在其非反相输入处接收感测接口信号VIS，以当感测接口信号VIS超过互补误差放大器输出电压VEAN时提供逻辑高置位信号VSET。
时钟发生器536可以响应于复位信号VRST和置位信号VSET而生成开关信号SW。另外，时钟限制信号CMIN、CMAX可以控制时钟发生器536以限制开关信号SW的周期。例如，时钟限制信号CMIN可以被用来限制最小循环宽度(例如，最小开关循环周期)，并且时钟限制信号CMAX可以被用来限制最大循环宽度(例如，最大开关循环周期)。
如图5B中所例示的，时钟发生器536可以包括逻辑块539和置位复位(SR)锁存器538。逻辑块539接收复位信号VRST、置位信号VSET以及时钟限制信号CMIN、CMAX。进而，逻辑块539可以将锁存器复位信号CR和锁存器置位信号CS提供到SR锁存器538以生成开关信号SW。
图6A例示了对应于LLC转换器实施方案(例如，LLC转换器200a或200b)中的信号的波形602、604、606和608。波形602可以对应于感测接口信号VIS与时间的关系；并且波形606、604可以分别对应于误差放大器输出信号VEAP与时间的关系和互补误差放大器输出信号VEAN与时间的关系。
此外，参考上文的讨论，波形608可以对应于由控制回路时钟发生器312生成的开关信号SW。例如，在时间t1处的交叉点615和交叉点622可以对应于感测接口信号VIS何时超过误差放大器输出信号VEAN；在时间t2处的交叉点618可以对应于感测接口信号VIS何时下降到误差放大器输出信号VEAP以下。作为响应，控制回路时钟发生器312在交叉点615、618和622处切换(toggle)开关信号SW。延迟点616(和623)可以指示响应于开关SW开关驱动信号GH何时使HS器件238导通；并且延迟点619可以指示开关驱动信号GL何时使LS器件237导通。另外，采样点617、620和624可以指示LLC转换器(例如，LLC转换器200a或200b)内的功率传递。例如，采样点624和延迟点623之间的电压差625可以与输入电压VIN成比例。
参考图3，在连续开关模式期间，频率监视器模块115可以使用频率检测器322来检测如由波形608所例示的开关信号SW的频率。替代地，在启动模式期间和在移交之前，频率监视器模块115可以使用频率检测器322来检测感测接口信号SIS的频率，该感测接口信号SIS也可以具有类似于波形602的波形。另外，在检测开关信号SW的频率时，频率检测器322可以对开关信号SW的数据点采样。例如，可以至少部分地通过测量和/或存储开关信号SW的连续边沿来确定模式结束频率。在一个实施方案中，所述连续边沿可以表示半周期并且可以指示开关频率。
图6B例示了根据一实施方案的LLC转换器中的突发模式信号波形。波形641、642可以分别对应于误差放大器输出信号VEAP与时间的关系和互补误差放大器输出信号VEAN与时间的关系。波形649可以对应于突发逻辑状态。例如，在时间682和687之间以及时间692和697之间，波形649达到逻辑高值，指示突发导通状况(即，突发导通状态)；并且波形649在其间达到高值的时间段或间隔可以被称为突发导通时段。另外，在波形649达到逻辑低值时的时间687与692之间的时间间隔可以被称为突发断开时段。
波形650可以指示开关控制模块113的状态。例如，波形650可以对应于开关控制模块113何时已经从其待机状态出来(例如，何时控制回路时钟发生器312、感测接口电路314和电压回路误差放大器输出发生器316从待机唤醒)。如所例示的，波形650在时间684和694处从低切换到高，并且在时间687和697处从高切换到低。
另外，波形640可以对应于感测接口信号VIS。由于图6B中所示的时间标度和出于呈现目的，在突发断开间隔(时段)期间绘制了感测接口信号VIS，并且在突发导通时段期间不包括感测接口信号VIS。
在突发导通时段期间和在开关控制模块113从待机唤醒并且变得可运行之前的初始时段(例如，10μs)期间，次级控制块232可以使用频率监视器模块115作为主装置来控制开关驱动信号GDR2、GH、GL。一旦开关控制模块113变得被启用(即，当波形650从低转变到高时)，则频率监视器模块115就可以作为从装置运行以监视开关信号SW的频率。在时间687和697处转变到突发断开状况之前，频率监视器模块115可以存储频率的转变值(即，模式结束频率)。
在波形650为低的突发断开时段期间，频率监视器模块115保存模式结束转变频率，同时开关控制模块113待机运行以减少功率损耗。在时间692(和时间682)处在转变到突发导通期间，频率监视器模块115可以基于模式结束频率的调用值来提供来自DCO 120的DCO时钟信号SCLK。
除了通过使用DCO 120来调用模式结束频率并且控制开关驱动信号GDR2、GH、GL之外，频率监视器模块115还可以响应于负载状况来调整转变频率。例如，频率监视器模块115可以基于反馈电压FB1的值来调整DCO时钟信号SCLK，以在时间682和684之间以及时间692和694之间的初始时间段期间向负载提供附加的能量。例如，如果在突发断开间隔期间输出电压VO下降到预定电平以下，则频率监视器模块115可以在时间682和692处使转变频率按比例因子(例如按三分之二或按百分之六十七)减小，以在进入突发导通间隔时为负载106提供更多功率。
图6C例示了根据一实施方案的在LLC转换器中的第一突发模式转变期间的突发模式信号波形。在时间标度上绘制波形以提供从突发导通到突发断开的转变时(即，在时间687处)的开关行为的更多细节。波形641、642可以分别对应于误差放大器输出信号VEAP与时间的关系和互补误差放大器输出信号VEAN与时间的关系。波形640可以对应于感测接口信号VIS；并且波形650可以指示开关控制模块113的状态。另外，波形652可以对应于开关信号SW；并且波形656和658可以分别对应于开关驱动信号GL和开关驱动信号GH。
如所例示的，在突发导通期间，波形652、656、658经历开关，并且开关控制模块113可以生成与波形652对应的开关信号SW。然后，在时间687处的转变时间之前，频率监视器模块115可以存储与波形652对应的开关信号SW的转变模式结束频率。
另外，如由波形641、642所例示的，在突发断开期间，误差放大器输出信号VEAP和互补误差放大器输出信号VEAN可以在时间687之后转变。在一个实施方案中，误差放大器输出信号VEAP和互补误差放大器输出信号VEAN可以转变到至少部分地通过补偿电压VCOMP的预定值确定的值。例如，在突发断开期间，运算放大器414可以在待机模式下运行，并且补偿电压VCOMP可以被箝位到固定的预定值(例如，固定的箝位电压)。误差放大器输出信号VEAP和互补误差放大器输出信号VEAN进而可以转变到依赖于补偿电压VCOMP并且与补偿电压VCOMP有关的值。另外，尽管波形641、642例示了在突发断开期间误差放大器输出信号VEAP转变到互补误差放大器输出VEAN以上的配置，但是其他配置是可能的。
图6D例示了根据一实施方案的在LLC转换器中的第二突发模式转变期间的突发模式信号波形。再次在时间标度上绘制波形，以提供从突发断开到突发导通的转变时(即在时间692处)的开关行为的更多细节。波形641、642再次可以分别对应于误差放大器输出信号VEAP与时间的关系和互补误差放大器输出信号VEAN与时间的关系。波形640可以对应于感测接口信号VIS；并且波形650再次可以指示开关控制模块113的状态。
如所例示的，波形650在时间694处从低切换到高；并且在时间692和时间694之间的初始时间段期间，频率监视器模块115可以作为主装置运行以提供来自DCO 120的DCO时钟信号SCLK。频率监视器模块115可以调用存储的转变频率(例如，图6C的在时间687之前的波形652的模式结束频率)，并且基于调用的模式结束频率来提供DCO时钟信号SCLK。频率监视器模块115还可以在时间692处调整DCO时钟信号SCLK的频率，以补偿负载变化。例如，如图6D中所示处的，波形652的周期在时间692和694之间的间隔期间较长，同时频率监视器模块115作为主装置运行。在时间694处，频率监视器模块115再次作为从装置运行，同时开关控制模块113生成开关信号SW。
附加地，并且替代地，开关驱动信号GL可以被提供有具有受控脉冲宽度的初始脉冲。例如，如图6D中所示出的，开关驱动信号GL的波形656可以具有在时间695处开始的初始脉冲，该初始脉冲具有的脉冲宽度696小于随后的脉冲宽度。通过以此方式控制该初始脉冲，可以增强突发导通性能。
图7A例示了根据一实施方案的用于在开关功率转换器中控制开关驱动信号的流程图700a。步骤702可以指的是在连续状况模式下和/或在突发导通中使用频率监视器模块115作为从装置以通过监视开关信号SW来监视频率。
判定步骤704可以对应于监视输出功率水平以确定是否存在突发模式状况。例如，如果负载106减小至轻负载，则功率水平可以减小到突发模式标准和或减小到突发模式标准以下。如果检测到突发模式的阈值，则该方法可以继续到下一个步骤706；否则，如果功率输出水平在突发模式水平以上，则该方法可以返回到步骤702。在确定输出功率水平被减小到轻负载(突发模式)水平时，该方法继续到判定步骤706，在突发模式下运行。
判定步骤706可以对应于确定是否存在突发导通状况或突发断开状况。如果存在突发断开状况，则控制器204可以将开关控制模块113置于待机状态以减少功率损耗，并且还可以使用频率监视器模块115来存储转变模式结束频率。如果存在突发导通状况，则该方法可以继续到步骤712。
步骤712可以对应于在第一时段内(例如，在从时间692到时间694的时间段期间)使用频率监视器模块115作为主装置运行并且提供DCO时钟信号SCLK。然后，之后的步骤714可以对应于使用开关控制模块113来生成开关信号SW(例如，在时间694之后)，同时频率监视器模块115作为从装置运行。
图7B例示了根据另一实施方案的用于在开关功率转换器中控制开关驱动信号的流程图700b。除了流程图700b将步骤714替换为步骤715之外，流程图700b类似于流程图700a。在图7B的实施方案中，步骤715可以对应于在整个突发导通时段内使用频率监视器模块115作为主装置运行。在突发导通期间，频率监视器模块115可以响应于系统运行状况来调整DCO时钟信号SCLK。例如，频率监视器模块115可以响应于来自反馈信号FB1的反馈来调整DCO时钟信号SCLK的频率，以便调节输出电压VO。
图7C例示了对应于步骤702的用于在从装置状态期间监视开关频率的方法的流程图。步骤716可以对应于使用如关于图3所讨论的频率比较器电路334。步骤717可以对应于基于转变模式结束频率生成并且保存控制信号(例如，控制信号CT2)以控制DCO 120。
图7D例示了对应于步骤712的用于在主装置状态期间控制开关驱动信号的方法的流程图。步骤722可以对应于存储最近监视的频率(例如，转变模式结束频率)以及其对应的循环周期。步骤724可以对应于在突发断开的同时将开关控制模块113和/或其电路(例如，控制回路时钟发生器312、感测接口电路314和电压回路误差放大器输出发生器316)置于待机状态下。判定步骤726可以对应于通过使用反馈信号FB1来监视输出电压VO以确定是否存在突发导通状况。当输出电压VO减小到预定的突发电平以下时，则该方法可以进行到下一个判定步骤728并且在突发导通下运行。判定步骤728可以对应于使用反馈信号FB1来确定是否需要基于输出电流IO(即，负载)来调整最近监视的频率(即，转变模式结束频率)。如果负载需求超过第一阈值，则该方法进行到步骤730以增加DCO信号时钟SCLK的周期。否则，该方法进行到步骤732。步骤732对应于使用DCO 120来使频率监视器模块115作为主装置运行以提供DCO时钟信号SCLK；并且步骤734可以对应于时间694之后的、开关控制模块113生成开关信号SW并且使频率监视器模块115作为从装置运行时的转变。
图8例示了根据一实施方案的用于在LLC转换器中在移交期间控制开关驱动信号的流程图800。参考图2A和图2B，步骤802可以指在初级侧的开关驱动控制器130使用启动控制电路135来提供开关驱动信号GH和GL时。在步骤802期间，频率监视器模块115还可以通过监视感测接口信号SIS来监视频率。
判定步骤804可以对应于确定是否已经发生了到次级侧的移交。如果满足移交标准，则该方法继续到步骤806。步骤806可以对应于使频率监视器模块115作为主装置运行至少第一时间段，直到开关控制模块113以及其电路(例如，控制回路时钟发生器312、感测接口电路314和电压回路误差放大器输出发生器316)变得可运行为止。然后，步骤808可以对应于使频率监视器模块115作为从装置运行，同时开关控制模块113生成开关信号SW。
对本公开内容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用于在开关功率转换器中在模式转变之后控制开关驱动信号的具体实施方案和实施例，但是在不脱离本公开内容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，并且根据本文的教导，也可以在其他实施方案和实施例中采用其他值。

Claims (52)

1.一种用于在功率转换器中使用的控制器，所述功率转换器被配置为在包括第一模式和第二模式的多个模式下运行，所述控制器包括：
频率监视器模块，所述频率监视器模块被耦合以测量开关驱动信号的信号特性，所述开关驱动信号被耦合以控制所述功率转换器的开关块的开关，其中所述频率监视器模块包括存储器，所述存储器被耦合以存储在所述第一模式期间测量的所述开关驱动信号的测量的信号特性，其中所述频率监视器模块被耦合以响应于存储在所述存储器中的所述测量的信号特性来生成时钟信号，其中所述开关驱动信号被耦合以在所述第二模式期间响应于所述时钟信号而生成。
2.根据权利要求1所述的控制器，其中所述功率转换器是谐振转换器。
3.根据权利要求1所述的控制器，其中所述信号特性包括开关频率和占空比中的至少一个，以生成所述时钟信号。
4.根据权利要求1所述的控制器，其中所述频率监视器模块还包括被耦合以生成所述时钟信号的数控振荡器。
5.根据权利要求4所述的控制器，其中所述频率监视器模块还包括：
频率参考振荡器，所述频率参考振荡器被耦合以提供频率参考；以及
频率检测器，所述频率检测器被耦合到所述频率参考振荡器，以相对于所述频率参考确定所述开关驱动信号的所述测量的信号特性。
6.根据权利要求5所述的控制器，其中所述频率检测器进一步包括频率比较器，所述频率比较器包括计数器，所述计数器被耦合到所述频率参考振荡器，以关于开关驱动信号开关循环的数目对频率参考开关循环的数目计数，以确定所述开关驱动信号的所述测量的信号特性，其中所述数控振荡器被耦合以从所述频率比较器接收第二控制信号以生成所述时钟信号。
7.根据权利要求6所述的控制器，其中所述频率监视器模块还包括信号限制发生器，所述信号限制发生器被耦合以从所述频率比较器接收第一控制信号以生成第一时钟限制信号和第二时钟限制信号。
8.根据权利要求7所述的控制器，其中来自所述频率比较器的所述第一控制信号和第二控制信号被耦合以被存储在所述存储器中。
9.根据权利要求8所述的控制器，其中所述频率检测器还包括第二多路复用器，所述第二多路复用器被耦合以接收开关信号和感测接口信号，其中所述第二多路复用器被耦合以响应于第二多路复用器控制信号将所述开关信号或所述感测接口信号提供到所述频率比较器，以测量所述开关驱动信号的信号特性。
10.根据权利要求1所述的控制器，
其中所述频率监视器模块被耦合以在所述第二模式期间控制所述开关驱动信号，使得所述开关驱动信号的开关频率与所述开关驱动信号的所述测量的信号特性成比例，并且
其中所述开关驱动信号的所述测量的信号特性包括模式结束频率，所述模式结束频率对应于在从所述第一模式转变到所述第二模式之前所述开关驱动信号的开关频率的测量结果。
11.根据权利要求10所述的控制器，其中所述第一模式是启动初级模式，并且所述第二模式是次级模式。
12.根据权利要求10所述的控制器，其中所述第一模式是连续开关模式，并且其中所述第二模式是突发模式，所述突发模式包括至少一个突发导通时段和至少一个突发断开时段，在所述至少一个突发导通时段期间，所述开关驱动信号包括非零开关频率，在所述至少一个突发断开时段期间，所述开关驱动信号包括零开关频率。
13.根据权利要求12所述的控制器，其中在所述第二模式的所述至少一个突发导通时段期间，所述频率监视器模块被配置为控制所述开关驱动信号，使得所述开关频率等于所述模式结束频率。
14.根据权利要求12所述的控制器，还包括开关控制模块，所述开关控制模块包括至少一个控制回路，所述控制回路包括控制回路电路，所述控制回路电路被耦合以在所述第一模式期间与至少一个反馈信号相关地生成开关信号以控制所述开关驱动信号以及控制所述开关驱动信号的开关频率，其中所述至少一个反馈信号指示所述功率转换器的功率级的功率级信号。
15.根据权利要求14所述的控制器，还包括第一多路复用器，所述第一多路复用器被耦合以接收所述开关信号和所述时钟信号，其中所述功率转换器的所述开关块被耦合以响应于所述第一多路复用器的输出而被驱动，所述第一多路复用器的输出响应于第一多路复用器控制信号。
16.根据权利要求14所述的控制器，其中所述功率级信号包括所述功率级的输出电压。
17.根据权利要求14所述的控制器，其中所述功率级信号包括所述功率级的开关电流。
18.根据权利要求14所述的控制器，其中在所述第二模式的所述至少一个突发导通时段的初始时间间隔期间，所述控制回路电路被耦合以在待机状态下运行，并且所述频率监视器模块被配置以控制所述开关驱动信号。
19.根据权利要求18所述的控制器，其中在所述第二模式的所述至少一个突发导通时段的所述初始时间间隔之后，所述控制回路电路被耦合以控制所述开关驱动信号，并且所述频率监视器模块被耦合以测量所述开关驱动信号的开关频率。
20.根据权利要求14所述的控制器，其中所述至少一个控制回路包括电压控制回路和电流控制回路，其中所述至少一个反馈信号包括第一反馈信号和第二反馈信号，其中所述电压控制回路被耦合以与所述第一反馈信号相关地提供第一信号，其中所述电流控制回路被耦合以与所述第二反馈信号相关地提供第二信号，并且其中所述至少一个控制回路被耦合以基于所述第一信号和所述第二信号的比较来控制所述开关频率。
21.根据权利要求6所述的控制器，其中所述频率监视器模块还包括信号限制发生器，所述信号限制发生器被耦合以从所述频率比较器接收第一控制信号以生成第一时钟限制信号和第二时钟限制信号，所述第一时钟限制信号和第二时钟限制信号被配置为限制所述开关驱动信号的信号特性的最大值和最小值。
22.根据权利要求7所述的控制器，其中来自所述频率比较器的所述第一控制信号被耦合以被存储在所述存储器中。
23.一种谐振功率转换器，包括：
能量传递元件，所述能量传递元件被耦合在所述谐振功率转换器的输入和所述谐振功率转换器的输出之间；
开关块，所述开关块被耦合到所述能量传递元件的输入和所述谐振功率转换器的输入；和
控制器，所述控制器被耦合以生成具有开关频率的开关驱动信号，以驱动所述开关块以控制从所述谐振功率转换器的输入到所述谐振功率转换器的输出的能量传递，其中所述控制器包括：
频率监视器模块，所述频率监视器模块被配置为在包括主装置状态和从装置状态的多个状态下运行，其中所述频率监视器模块被耦合以在所述从装置状态期间监视所述开关驱动信号的开关频率，其中所述频率监视器模块包括：
数控振荡器，所述数控振荡器被耦合以在所述主装置状态期间生成时钟信号以控制所述开关驱动信号，
频率参考振荡器，所述频率参考振荡器被耦合以提供频率参考，以及
频率检测器，所述频率检测器包括频率比较器，所述频率比较器被耦合到所述频率参考振荡器，以将所述开关驱动信号的所述开关频率与所述频率参考进行比较并且将控制信号提供到所述数控振荡器以调制所述时钟信号的频率。
24.根据权利要求23所述的谐振功率转换器，还包括：
开关控制模块，所述开关控制模块被耦合以在所述从装置状态期间生成开关信号以控制所述开关驱动信号，
其中所述谐振功率转换器被配置为在包括连续开关模式和突发模式的多个转换器模式下运行，所述突发模式包括至少一个突发导通时段和至少一个突发断开时段，在所述至少一个突发导通时段期间，所述开关驱动信号包括非零开关频率，在所述至少一个突发断开时段期间，所述开关驱动信号包括零开关频率，
其中所述谐振功率转换器被配置为在突发转变时间从所述连续开关模式转变到所述突发模式，并且
其中所述频率监视器模块被配置为在所述突发转变时间之前将由所述频率检测器的频率比较器测量的转变频率存储在存储器中。
25.根据权利要求24所述的谐振功率转换器，其中所述控制器还包括多路复用器，所述多路复用器被耦合以接收所述开关信号和所述时钟信号，其中所述开关块被耦合以响应于所述多路复用器的输出而被驱动，所述多路复用器的输出响应于多路复用器控制信号。
26.根据权利要求24所述的谐振功率转换器，其中所述频率监视器模块被配置为在所述突发转变时间之前在所述从装置状态下运行，并且在所述至少一个突发导通时段期间的至少一个初始时间间隔内在所述主装置状态下运行。
27.根据权利要求26所述的谐振功率转换器，其中所述频率监视器模块被配置为在所述至少一个突发导通时段期间的所述初始时间间隔之后在所述从装置状态下运行。
28.根据权利要求26所述的谐振功率转换器，其中所述频率监视器模块被配置为控制所述开关驱动信号，使得所述开关频率等于所述转变频率。
29.根据权利要求26所述的谐振功率转换器，其中所述频率监视器模块被配置为控制所述开关驱动信号，使得所述开关频率小于所述转变频率。
30.根据权利要求29所述的谐振功率转换器，其中所述开关频率等于所述转变频率的百分之六十七。
31.根据权利要求24所述的谐振功率转换器，其中所述开关控制模块包括至少一个控制回路，所述控制回路包括控制回路电路，所述控制回路电路被配置为在所述从装置状态期间与至少一个反馈信号相关地控制所述开关驱动信号以及控制所述开关频率，所述至少一个反馈信号指示所述谐振功率转换器的功率级的功率级信号。
32.根据权利要求31所述的谐振功率转换器，其中所述功率级信号包括所述功率级的输出电压。
33.根据权利要求31所述的谐振功率转换器，其中所述功率级信号包括所述功率级的开关电流。
34.根据权利要求31所述的谐振功率转换器，其中在所述至少一个突发断开时段期间，所述控制回路电路被配置为在待机状态下运行。
35.根据权利要求31所述的谐振功率转换器，
其中所述至少一个控制回路包括电压控制回路和电流控制回路，
其中所述至少一个反馈信号包括第一反馈信号和第二反馈信号，
其中所述电压控制回路被配置为与所述第一反馈信号相关地提供第一信号和第二信号，
其中所述电流控制回路被配置为与所述第二反馈信号相关地提供第三信号，并且
其中所述至少一个控制回路被配置为基于以下二者的比较来控制所述开关频率：所述第一信号和第二信号；所述第三信号。
36.根据权利要求23所述的谐振功率转换器，其中所述谐振功率转换器被配置为在包括初级模式和次级模式的多个转换器模式下运行，并且被配置为在移交时间从所述初级模式转变到所述次级模式，所述谐振功率转换器还包括：
启动控制电路，所述启动控制电路被配置为在所述初级模式期间控制所述开关驱动信号，
其中所述频率监视器模块被配置为在所述初级模式期间监视所述开关频率，并且在所述移交时间之前将由所述频率比较器测量的移交频率存储在存储器中。
37.根据权利要求36所述的谐振功率转换器，其中所述频率监视器模块被配置为在所述移交时间之后的至少一个初始时间间隔内在所述主装置状态下运行。
38.根据权利要求37所述的谐振功率转换器，其中所述频率监视器模块被配置为在所述初始时间间隔之后在所述从装置状态下运行。
39.根据权利要求31所述的谐振功率转换器，其中所述功率级信号包括输出电压。
40.根据权利要求31所述的谐振功率转换器，其中所述功率级信号包括开关电流。
41.根据权利要求23所述的谐振功率转换器，其中所述谐振功率转换器被配置为在包括初级模式和次级模式的多个转换器模式下运行，并且被配置为在移交时间从所述初级模式转变到所述次级模式，所述谐振功率转换器还包括：
启动控制电路，所述启动控制电路被配置为在所述初级模式期间控制所述开关驱动信号，
其中所述频率监视器模块被配置为在所述初级模式期间监视所述开关频率，并且在所述移交时间之前存储由所述频率比较器测量的移交频率。
42.一种在开关功率转换器中控制开关信号的方法，所述开关功率转换器包括：
能量传递元件，所述能量传递元件被耦合在所述开关功率转换器的输入和所述开关功率转换器的输出之间；
开关块，所述开关块被耦合到所述能量传递元件的输入和所述开关功率转换器的输入；和
控制器，所述控制器包括开关控制模块和频率监视器模块，所述开关控制模块和频率监视器模块二者被耦合以生成具有开关频率的开关驱动信号，以驱动所述开关块以控制从所述开关功率转换器的输入到所述开关功率转换器的输出的能量传递，所述方法包括：
在连续开关模式期间使用所述开关控制模块控制所述开关信号，所述开关控制模块包括至少一个开关控制电路；
在所述连续开关模式期间使用所述频率监视器模块监视所述开关信号的开关频率；
在从所述连续开关模式转变到不连续模式之前存储所述开关信号的开关频率的转变频率值；以及
在所述不连续模式期间使用所述频率监视器模块控制所述开关驱动信号。
43.根据权利要求42所述的方法，其中所述开关功率转换器是谐振功率转换器。
44.根据权利要求42所述的方法，其中在所述不连续模式期间使用所述频率监视器模块控制所述开关驱动信号包括：
同时使所述至少一个开关控制电路在待机状态下运行。
45.根据权利要求42所述的方法，其中在所述不连续模式期间使用所述频率监视器模块控制所述开关驱动信号包括：
控制所述开关驱动信号，使得所述开关驱动信号的开关频率等于所述转变频率值。
46.根据权利要求42所述的方法，其中在所述不连续模式期间使用所述频率监视器模块控制所述开关驱动信号包括：
控制所述开关驱动信号，使得所述开关驱动信号的开关频率小于所述转变频率值。
47.根据权利要求46所述的方法，其中所述开关驱动信号的开关频率等于所述转变频率值的百分之六十七。
48.根据权利要求42所述的方法，其中在所述不连续模式期间使用所述频率监视器模块控制所述开关驱动信号包括：
在至少一个初始时间间隔内控制所述开关驱动信号。
49.根据权利要求48所述的方法，其中在所述不连续模式期间使用所述频率监视器模块控制所述开关驱动信号还包括：
随后使用所述开关控制模块控制所述开关驱动信号。
50.一种启动开关功率转换器的方法，所述开关功率转换器包括：
能量传递元件，所述能量传递元件被耦合在所述开关功率转换器的输入和所述开关功率转换器的输出之间；
开关块，所述开关块被耦合到所述能量传递元件的输入和所述开关功率转换器的输入；
控制器，所述控制器包括开关控制模块和频率监视器模块，所述开关控制模块和频率监视器模块二者被耦合以生成具有开关频率的开关驱动信号，以驱动所述开关块以控制从所述开关功率转换器的输入到所述开关功率转换器的输出的能量传递；和
开关驱动控制器，所述开关驱动控制器被配置为将所述开关驱动信号电平移位到相对于与所述控制器的接地电势分开的接地电势的共模范围，所述方法包括：
在初级启动模式期间使用所述开关驱动控制器控制开关信号；
在所述初级启动模式期间使用所述频率监视器模块监视所述开关信号的开关频率；
在从所述初级启动模式转变到次级启动模式之前通过所述频率监视器模块存储所述开关信号的开关频率的移交频率值；以及
在所述次级启动模式期间使用所述频率监视器模块控制所述开关驱动信号。
51.根据权利要求50所述的方法，其中在所述次级启动模式期间使用所述频率监视器模块控制所述开关驱动信号包括：
控制所述开关驱动信号，使得所述开关驱动信号的开关频率等于所述移交频率值。
52.根据权利要求50所述的方法，其中在所述次级启动模式期间使用所述频率监视器模块控制所述开关驱动信号包括：
在一个初始时间间隔内控制所述开关驱动信号。
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