CN112005481A - 准谐振反激式转换器控制器 - Google Patents

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Abstract

一种反激式转换器包括：初级侧电路，所述初级侧电路用于接收输入电压；次级侧电路，所述次级侧电路用于产生输出电压；变压器，所述变压器将所述初级侧电路耦合到所述次级侧电路；主开关，所述主开关耦合到所述变压器的初级绕组；以及转换器控制器，所述转换器控制器具有初级侧控制器，所述初级侧控制器与所述主开关进行信号通信以控制所述主开关的导通时间和关断时间并检测在所述主开关的所述关断时间期间形成在所述主开关处的谐振波形的一个或多个波谷。所述初级侧控制器被配置为在确定所述输出电压小于参考电压减去预定阈值时以波谷减少操作模式操作。所述波谷减少操作模式包括对于所述主开关的每个开关循环使发生在所述开关循环期间的波谷的数量递减。

Description

准谐振反激式转换器控制器
相关申请
本申请要求于2018年2月12日申请并且题为“反激式瞬态控制器(FlybackTransient Controller)”的第62/629,351号美国临时专利的优先权，所述美国临时专利全部通过引用整体并入本文。
背景技术
开关式电源(SMPS)(“功率转换器”)广泛用于消费者、工业和医疗应用中以提供充分调节的功率，同时维持大功率处理效率、严格输出电压调节，以及降低的传导和辐射电磁干扰(EMI)。
为了满足这些冲突目标，现有技术的功率转换器(反激式转换器、正向转换器、升压转换器、降压转换器等)通常利用准谐振控制方法。准谐振控制方法引发谐振波形，所述谐振波形具有功率转换器的一个或多个半导体开关的漏极处的正弦电压振荡。通过良好定时的控制动作，半导体开关在漏极电压为最小(即，波谷开关)的瞬时接通，因此最小化半导体开关损耗和漏极-源极dv/dt斜率，从而导致提高功率处理效率并降低电磁干扰(EMI)。
在一些情况下，典型的反激式转换器可以在输出负载瞬态和输出电压参考变化期间具有缓慢动态响应。为了补偿这种缓慢动态响应并且在负载瞬态期间确保严格输出电压调节，通常需要超大输出电容器，从而导致增加反激式转换器成本和体积。遗憾地是，较大的输出电容器电容在输出电压参考变化期间增加输出电压上升时间，从而在可编程输出电压应用中可能影响输出电压阶跃过渡时间顺应性。
发明内容
本文所描述的一些实施方案提供一种反激式转换器，所述反激式转换器包括：初级侧电路，所述初级侧电路被配置为接收输入电压；次级侧电路，所述次级侧电路被配置为使用所述输入电压产生输出电压；变压器，所述变压器将所述初级侧电路耦合到所述次级侧电路；主开关，所述主开关耦合到所述变压器的初级绕组并且被配置为控制通过所述初级绕组的电流；以及转换器控制器。所述转换器控制器包括初级侧控制器，所述初级侧控制器与所述主开关进行信号通信，所述初级侧控制器被配置为控制所述主开关的导通时间及关断时间并且检测在所述主开关的所述关断时间期间形成在所述主开关的节点处的谐振波形的一个或多个波谷。所述初级侧控制器被配置为在确定所述输出电压小于所述反激式转换器的参考电压减去预定阈值时以波谷减少操作模式操作。所述波谷减少操作模式包括对于所述主开关的每个开关循环通过所述初级侧控制器使发生在所述主开关的所述开关循环期间的波谷的数量递减。
本文所描述的一些实施方案提供一种方法，所述方法包含：在反激式转换器的初级侧电路处接收输入电压；以及在所述反激式转换器的次级侧电路处使用所述输入电压产生输出电压。变压器将所述初级侧电路耦合到所述次级侧电路。耦合到所述变压器的初级绕组的主开关控制通过所述初级绕组的电流。所述反激式转换器的初级侧控制器控制所述主开关的导通时间和关断时间。所述初级侧控制器检测在所述主开关的所述关断时间期间形成在所述主开关的节点处的谐振波形的一个或多个波谷。所述初级侧控制器确定所述输出电压小于所述反激式转换器的参考电压减去预定阈值。所述初级侧控制器基于所述确定来开始波谷减少操作模式。所述初级侧控制器在所述波谷减少操作模式期间减少在所述主开关的两个或更多个开关循环中的一个或多个开关循环期间发生在所述主开关的所述节点处的波谷的数量。
在研究以下附图和具体实施方式时，其他装置、设备、系统、方法、特征以及优点对于本领域技术人员将是或将变得显而易见。期望所有这样的附加的装置、设备、系统、方法、特征以及优点都应当包括在本说明书中、在本发明的范围内并且受所附权利要求的保护。
附图说明
通过参考以下附图可以更好地理解本公开。在附图中，在不同的视图中，相似的附图标记指定对应的部分。
图1是根据本公开的交流(“AC”)至直流(“DC”)反激式转换器的示例性实施方案的示意图。
图2是根据本公开的AC至DC有源钳位反激式转换器的示例性实施方案的示意图。
图3是示出根据本公开的图1和图2中所示的反激式转换器的示例性操作方法的一部分的流程图。
图4是根据本公开的图1或图2中所示的初级侧开关的漏极-源极电压、输出电压和负载电流在反激式转换器的轻至重负载过渡期间的示例性波形的曲线图。
图5是根据本公开的图1或图2中所示的初级侧开关和输出电压的漏极-源极电压在输出电压参考阶跃变化期间的示例性波形的曲线图。
具体实施方式
在以下描述中，相同的附图标记用于识别相同的元件。此外，附图意图以图解方式示出示例性实施方案的主要特征。附图不意图描绘实际实施方案的每个特征。
公开了一种用于与反激式转换器一起使用的准谐振反激式转换器控制器(“转换器控制器”)，其中反激式转换器具有初级侧电路、次级侧电路和辅助绕组电路。转换器控制器包括初级侧控制器、次级侧控制器和数字链路。一般而言，次级侧控制器接收来自次级侧电路的输出的输出电压以及参考电压(所述参考电压表示反激式转换器的期望电压)。次级侧控制器对输出电压和参考电压两者进行编码并将其组合编码数据流传输到初级侧控制器。初级侧控制器对组合编码数据流进行解码并使用输出电压和参考电压来产生控制信号，所述控制信号控制初级侧电路的初级侧开关(“主开关”)的开关。初级侧控制器通过将输出电压与参考电压进行比较来产生控制信号。当检测到输出电压与参考电压之间的差值足够大时(例如，由于负载或参考电压的过渡)，初级侧控制器减少主开关的每个开关循环中的波谷的数量，直到输出电压恢复到期望电压水平为止。结果，实现严格稳态的电压调节和最佳功率处理效率。
图1是根据本公开的交流(“AC”)至直流(“DC”)反激式转换器100的示例性实施方案的示意图。反激式转换器100包括初级侧电路102、次级侧电路104、辅助绕组电路106和转换器控制器108(“准谐振反激式转换器控制器”)。转换器控制器108包括初级侧控制器(“PSC”)110、次级侧控制器(“SSC”)112和数字链路114。初级侧控制器110经由数字链路114与次级侧控制器112进行信号通信。数字链路114可以为单向高速数字链路，所述单向高速数字链路被配置为从次级侧控制器112接收组合编码数据流116并将组合编码数据流116传输到初级侧控制器110。
在该示例中，初级侧电路102包括整流器118、第一电容器120、包括第二电容器122、第一电阻器124和第一二极管126的吸收器电路、变压器148的初级绕组128以及主开关130。次级侧电路104包括第三电容器134、第二电阻器136、次级侧开关(“SR”)138和次级侧驱动电路(“SDC”)140。辅助绕组电路106包括变压器148的辅助绕组142、第二二极管144和第四电容器146。初级侧控制器110包括解码器150、控制器152、栅极驱动器154和反馈电路(“FB Ckt”)部件156。次级侧控制器112包括模数(“ADC”)160和编码器162。
在该示例中，整流器118、第一电容器120以及主开关130的源极节点164与初级侧接地166进行信号通信。第三电容器134、第二电阻器136以及SR 138的源极节点168与次级侧接地170进行信号通信。另外，辅助绕组142和第四电容器146与辅助绕组电路接地172进行信号通信。
此外，主开关130的漏极节点174与初级绕组128进行信号通信，并且主开关130的栅极节点176与栅极驱动器154进行信号通信。SR 138的漏极节点178与次级绕组132进行信号通信。反馈电路部件156与辅助绕组电路106和控制器152进行信号通信。
反馈电路部件156提供信号195，所述信号表示当主开关130关断时在开关循环的一部分期间形成在主开关130的漏极节点174处的准谐振波形。在一些实施方案中，反馈电路部件156被实施为ADC。在其他实施方案中，反馈电路部件156被实施为过零点检测电路，所述过零点检测电路可操作以在每当准谐振波形的波谷发生时发射脉冲。在另外的其他实施方案中，反馈电路部件156被实施为信号斜率检测电路。
本领域的技术人员应当明白，反激式转换器100和转换器控制器108的电路、部件、模块和/或装置或者与所述反激式转换器和转换器控制器相关联的电路、部件、模块和/或装置被描述为彼此进行信号通信，其中进行信号通信是指电路、部件、模块和/或装置之间的允许电路、部件、模块和/或装置传递和/或接收来自另一个电路、部件、模块和/或装置的信号和/或信息的任何类型的通信和/或连接。通信和/或连接可以沿着电路、部件、模块和/或装置之间的允许信号和/或信息从一个电路、部件、模块和/或装置传递到另一个电路、部件、模块和/或装置并且包括无线或有线信号路径的任何信号路径。信号路径可以为物理的，诸如例如导电金属线、电磁波导件、电缆、附接和/或电磁或机械耦合的端子、半导体或介电材料或装置，或其他类似物理连接或耦合。另外，信号路径可以为非物理的，诸如自由空间(在电磁传播的情况下)或穿过数字部件的信号路径，其中通信信息在未通过直接电磁连接的情况下以变化数字格式从一个电路、部件、模块和/或装置传递到另一个电路、部件、模块和/或装置。
在操作示例中，反激式转换器100将AC输入电压(“Vac”)180转换成DC输出电压(“V输出”)182以对负载(例如，第二电阻器136)供电。电源产生AC输入电压Vac 180，所述AC输入电压通过整流器118整流以产生输入电压(“V总线”)184，所述输入电压在变压器148的初级绕组128处被接收到。当主开关130被启用时，输入电压V总线184产生流过初级绕组128以对变压器148的磁化电感充电的电流。当主开关130被禁用时，变压器148的磁化电感放电，从而使电流186从次级绕组132流动到次级侧电路104中以在第二电阻器136(即，负载)两端产生输出电压V输出182。
ADC 160接收输出电压V输出182以及参考电压(“V参考”)188。参考电压V参考188可以通过配置电路、通过转换器控制器108的电路、通过数模电路、通过可配置电压源或通过适合于产生参考电压的另一个电路提供。一般而言，参考电压V参考188与输出电压V输出182的期望电压水平成比例，或者指示所述期望电压水平。ADC 160分别将输出电压V输出182和参考电压V参考188转换成数字输出电压信号(“V输出(n)”)189和数字参考电压信号(“V参考(n)”)190。编码器162将数字值(即，V输出(n)189和V参考(n)190)编码成输出电压和参考电压的相应编码数字表示。在一些实施方案中，编码数字表示是将两个或更多个数字数据流组合成单个数字数据流的数字表示。在一些实施方案中，编码数字表示将附加的数字数据添加到一个或多个数字数据流，所述附加的数据包括检验和、数据帧包、数据标识符、时间戳等中的一者或多者。编码数字表示是被传输到数字链路114的组合编码数据流116的部分。在该示例中，编码器162可以被实施为有限状态机(“FSM”)。数字链路114可以被实施为单向高速数字链路。数字链路114接收组合编码数据流116并将其传输到解码器150。
解码器150将组合编码数据流116转换回成输入到控制器152的数字电压值V输出(n)189和V参考(n)190。控制器152基于数字信号V输出(n)189与V参考(n)190之间的比较(例如，使用脉波宽度调制(PWM)信号)来控制栅极驱动器154。
控制器152将低压PWM信号191供应到栅极驱动器154的输入。栅极驱动器154接收低压PWM信号191并产生较高压PWM主开关130驱动电压192，所述驱动电压被施加到主开关130的栅极节点176以接通(启用)和断开(禁用)主开关130。
辅助绕组电路106被配置为对初级侧控制器110提供关于流过初级绕组128并且使主开关130的漏极节点174处的主开关漏极-源极电压(“VDS”)193变化的电流的性质的反馈。辅助绕组142感应耦合到初级绕组128和次级绕组132。因而，辅助绕组电路106在辅助电容器(即，第四电容器146)两端产生辅助电压(“V辅助”)194，所述辅助电压与主开关130的漏极节点174处的主开关漏极-源极电压VDS 193成比例。因而，形成在主开关130的漏极节点174处的准谐振波形存在于辅助电压V辅助194中。
在该示例中，主开关130具有至少一个开关循环，所述开关循环通过在稳态操作中操作(例如，多模式操作)的PWM信号191而控制。一般而言，在稳态操作期间，反激式转换器100的负载是基本上恒定的，反激式转换器100的输入电压V总线184是基本上恒定的，并且反激式转换器100的参考电压V参考188是基本上恒定的。如先前所讨论，控制器152接收并比较V输出(n)189和V参考(n)190。如果V输出(n)189与V参考(n)190之间的差值大于预定阈值(例如，150mV)，例如，由于负载或参考电压V参考(n)的变化，则控制器152开始波谷减少操作模式。在波谷减少操作模式期间，针对主开关130的每个开关循环调整主开关130的关断时间，使得准谐振波形的波谷的数量对于每个开关循环递减。即，在波谷减少操作模式期间，与发生在主开关130的前一开关循环中发生的波谷的数量相比，控制器152减少发生在主开关130的一个开关循环期间(例如，在主开关130的关断时间期间)的波谷的数量。在一些实施方案中，控制器152针对主开关130的每个开关循环使发生在主开关130的一个开关循环期间的波谷的数量减少一个。
在图2中，示出了根据本公开的AC至DC有源钳位反激式转换器200的示例性实施方案的示意图。除在该示例中吸收器电路的第一二极管126由有源钳位电路202的有源钳位开关204替换之外，该示例在反激式转换器100方面类似于图1中所示的示例。另外，省略了第一电阻器124。在该示例中，类似于转换器控制器108的转换器控制器(“准谐振反激式转换器控制器”)206包括初级侧控制器(“PSC”)208，所述初级侧控制器包括栅极驱动器210，所述栅极驱动器产生两个电压输出192和212。这两个电压输出包括施加到主开关130的栅极节点176的驱动电压192和施加到有源钳位开关204的栅极节点214以控制有源钳位开关204的第二电压212。
图3是示出根据本公开的反激式转换器100/200的操作的方法300的实施方案的示例的流程图。在步骤304处，转换器控制器108/206以正常操作模式操作反激式转换器100/200。在一些实施方案中，正常操作模式是反激式转换器100/200的稳态模式。正常操作模式可以包括若干操作模式中一者，诸如突发操作模式。在步骤306处，转换器控制器108/206接收输出电压V输出182和参考电压V参考188。在步骤308处，转换器控制器108/206将输出电压V输出182和参考电压V参考188转换成组合编码数据流116。在步骤310处，将组合编码数据流116传输到初级侧控制器110。在步骤312处，将编码数据流116解码成接收的输出电压和接收的参考电压。在步骤314处，将接收的输出电压和接收的参考电压与预定阈值电压(例如，150mV)之间的差值进行比较。如果在步骤314处确定接收的输出电压小于参考电压减去预定阈值电压(即，V输出(n)189与V参考(n)190之间的差值大于预定阈值)，则流程继续到步骤316。在步骤316处，使形成在主开关130的漏极节点174处的准谐振波形的波谷的数量对于主开关130的每个开关循环递减。在一些实施方案中，使波谷的数量递减一个(例如，波谷(n)＝波谷(n-1)-1)。在一些实施方案中，通过使由转换器控制器108/206用来确定主开关130的关断时间的目标波谷数量(例如，波谷(n))递减来使发生在主开关130的开关循环期间的波谷的数量递减。通过由与波谷的整数数量相对应的时间将主开关130的关断时间调整为小于主开关130的前一关断时间，主开关130将由此在较早波谷处被接通(启用)。在一些实施方案中，在步骤316处使波谷的数量递减之后，流程返回到步骤304。在其他实施方案中，在步骤316处使波谷的数量递减之后，流程返回到步骤306，如由虚线所指示。相反，如果在步骤314处确定接收的输出电压不小于接收的参考电压减去预定阈值电压，则流程返回到步骤304。
如先前所讨论，将组合编码数据流116(在步骤310处)传输到初级侧控制器110包括通过数字链路114将组合编码数据流116传输到初级侧控制器110。此外，将数字输出电压189和数字参考电压190转换成(在步骤308处)组合编码数据流116包括：以产生数字输出电压189和数字参考电压190的ADC 160接收输出电压V输出182和参考电压V参考188，以及将数字输出电压189和数字参考电压190编码成组合编码数据流116。
图4示出了根据本公开的主开关130的主开关漏极-源极电压VDS 193、输出电压V输出182和负载电流(“i负载”)186在反激式转换器100/200的轻至重负载过渡期间的示例性波形的曲线图400、402和404。所有曲线图400、402和404都是相对于时间t 406而绘制的。在该示例中，主开关漏极-源极电压VDS 193曲线图400被示为最初具有开关循环(例如，在稳态操作期间)，主开关130在所述开关循环期间在第五波谷408处被启用。负载的扰动(通过曲线图404中的负载电流186从第一水平424至第二水平426的阶跃所示)导致曲线图402中所示的输出电压V输出182的显著骤降。作为响应，转换器控制器108进入波谷减少模式410，因为输出电压V输出182降低至参考电压V参考188以下至少预定阈值V阈值412(例如，150mV)。在波谷减少模式410内，控制器152对于主开关130的每个开关循环使准谐振波谷的数量递减，直到输出电压V输出182不再小于参考电压V参考188减去预定阈值V阈值412为止。例如，在主开关130的第二开关循环中，控制器152使主开关130在第四波谷414处接通。在主开关130的第三开关循环中，控制器152使主开关130在第三波谷416处接通。在主开关130的第四开关循环中，控制器152使主开关130在第二波谷418处接通，并且在后续开关循环期间，控制器152使主开关130在第一波谷420处接通。在时间422之后，输出电压V输出182恢复并且通过减去预定阈值412至少在参考电压V参考188的窗口内，使得转换器控制器108离开波谷减少模式410并且开始在正常操作模式中操作。
为了详细详述，在波谷减少模式410中，控制器152确定主开关130的关断时间内的波谷的数量，然后在主开关130的后续开关循环期间减少发生在主开关130的后续关断时间期间的波谷的数量。作为一个示例，控制器152可以通过使波谷的数量每个开关循环减少一个(例如，当波谷数量比前一开关循环中切断的波谷数量少一个时，通过接通主开关130)来减少主开关130的关断时间。作为另一个示例，对于主开关130的一个或多个开关循环，控制器152使波谷的数量递减一个或多个(即，递减1、2、3、4等)。每个开关循环使波谷的数量减少一个(或多个)有利地使反激式转换器100/200能够具有对瞬态(例如，诸如负载过渡)的较快响应时间，同时获得准谐振操作模式的效益。
图5示出了根据本公开的主开关130的主开关漏极-源极电压VDS 193和输出电压V输出182在参考电压V参考188阶跃变化期间的示例性波形的曲线图500和502。这两个曲线图500和502都是相对于时间504而绘制的，并且电压参考阶跃是从第一水平V参考1 506至第二水平V参考2 508。如所示，在参考电压V参考188从第一水平V参考1 506过渡至第二水平V参考2 508之后，反激式转换器100/200的主开关130的每个开关循环在波谷减少模式510期间的较早波谷(例如，第5个、然后第4个、然后第3个等)处进行开关。在其中输出电压V输出182的曲线图502超过参考电V参考2 508减去预定阈值512(例如，150mV)的点处，反激式转换器100退出波谷减少模式510并且进入突发操作模式。
应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以改变本发明的各个方面或细节。其并非为详尽的并且不将本发明限于所公开的精确形式。此外，前面的描述仅仅是为了说明目的，而不是为了限制目的。修改和改变鉴于以上描述是可行的，或者可以获取自实践本发明。权利要求书及其等效物限定本发明的范围。
在实施方案的一些替代示例中，框中标注的一个或多个功能可以不按附图中标注的顺序发生。例如，在一些情况下，连续示出的两个框可以基本上并发地执行，或者框有时可以按相反顺序执行，这取决于所涉及的功能性。另外，除了流程图或框图中的所示框之外，也可以添加其他框。
对实施方案的不同示例的描述已经为了说明和描述目的而提出，但是不意图穷举或限于所公开形式的示例。许多修改和变化对于本领域的一般技术人员将是显而易见的。此外，实施方案的不同示例可以提供与其他期望示例相比的不同特征。选择并描述一个或多个示例以便最好地解释示例的原理、实际应用，并且使得本领域的一般技术人员能够理解本公开的各个示例，所述示例针对特定预期用途而做出各种修改。
此外，已详细参考所公开的本发明的实施方案的示例，附图中已经示出了其中的一个或多个示例。每个示例均以解释本技术而非限制本技术的方式提供。事实上，尽管已经参考本发明的实施方案的特定示例详细描述了本说明书，但是本领域的技术人员应当明白，在获得对前述内容的理解后，可以轻易地构想出实施方案的这些示例的替代形式、变化形式和等效物。例如，被示出并描述为实施方案的一个示例的部分的特征可以与另一个实施方案的示例一起使用以得到实施方案的更进一步示例。因此，期望本主题涵盖所附权利要求及其等效物的范围内的所有此类修改和变化。在不脱离随附权利要求中更特定阐述的本发明的范围的情况下，本领域的一般技术人员可以实践本发明的这些和其他修改形式和变化形式。此外，本领域的一般技术人员应当明白前述描述仅为举例说明，而不意图限制本发明。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种反激式转换器，其包括：
初级侧电路，所述初级侧电路被配置为接收输入电压；
次级侧电路，所述次级侧电路被配置为使用所述输入电压产生输出电压；
变压器，所述变压器将所述初级侧电路耦合到所述次级侧电路；
主开关，所述主开关耦合到所述变压器的初级绕组并且被配置为控制通过所述初级绕组的电流；以及
转换器控制器，所述转换器控制器包括：
初级侧控制器，所述初级侧控制器与所述主开关进行信号通信，所述初级侧控制器被配置为控制所述主开关的导通时间和关断时间并检测在所述主开关的所述关断时间期间形成在所述主开关的节点处的谐振波形的一个或多个波谷；
其中：
所述初级侧控制器被配置为在确定所述输出电压小于所述反激式转换器的参考电压减去预定阈值时以波谷减少操作模式操作；并且
所述波谷减少操作模式包括对于所述主开关的每个开关循环通过所述初级侧控制器使发生在所述主开关的所述开关循环期间的波谷的数量递减。
2.如权利要求1所述的反激式转换器，其中：
所述初级侧控制器被配置为在确定所述输出电压不小于所述反激式转换器的所述参考电压减去所述预定阈值时使所述波谷减少操作模式停止。
3.如权利要求1所述的反激式转换器，其中：
在所述波谷减少操作模式期间，所述初级侧控制器对于所述主开关的所述开关循环中每一者使所述波谷数量递减一个或多个。
4.如权利要求3所述的反激式转换器，其中：
在所述波谷减少操作模式期间，所述初级侧控制器通过对于所述开关循环中的每一者调整所述主开关的所述关断时间来使发生在所述主开关的所述开关循环中的每一者期间的波谷的所述数量递减。
5.如权利要求1所述的反激式转换器，其中：
所述初级侧控制器被配置为从耦合到所述变压器的辅助绕组电路接收辅助电压；并且
所述初级侧控制器被配置为使用所述辅助电压检测所述谐振波形的所述波谷数量。
6.如权利要求1所述的反激式转换器，其还包括：
次级侧控制器，所述次级侧控制器与所述次级侧电路进行信号通信；以及
数字链路，所述数字链路与所述初级侧控制器和所述次级侧控制器进行信号通信；
其中：
所述次级侧控制器被配置为接收来自所述次级侧电路的所述输出电压以及所述参考电压，将所述输出电压转换成数字输出电压信号并将所述参考电压转换成数字参考电压信号，并且将所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号传输到所述数字链路；
所述数字链路被配置为将所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号传输到所述初级侧控制器；并且
所述初级侧控制器被配置为接收所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号并确定所述输出电压是否小于所述参考电压减去所述预定阈值。
7.如权利要求6所述的反激式转换器，所述次级侧控制器包括：
模数转换器(“ADC”)，所述模数转换器被配置为接收来自所述次级侧电路的所述输出电压以及所述参考电压，其中所述ADC被配置为将所述输出电压转换成所述数字输出电压信号并将所述参考电压转换成所述数字参考电压信号；以及
编码器，所述编码器与所述ADC进行信号通信，其中所述编码器被配置为接收所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号并将其编码成组合编码数据流，所述组合编码数据流具有所述输出电压和所述参考电压的数字表示。
8.如权利要求7所述的反激式转换器，其中所述编码器是有限状态机。
9.如权利要求7所述的反激式转换器，所述初级侧控制器包括：
解码器，所述解码器被配置为接收所述组合编码数据流并将其解码成接收的数字输出电压信号和接收的数字参考电压信号；以及
控制器，所述控制器与所述解码器进行信号通信，其中所述控制器被配置为接收所述接收的数字输出电压信号和所述接收的数字参考电压信号并基于所述接收的数字输出电压信号和所述接收的数字参考电压信号来控制所述主开关的所述导通时间和所述关断时间。
10.如权利要求6所述的反激式转换器，其中所述数字链路是单向高速数字链路。
11.一种方法，其包括：
在反激式转换器的初级侧电路处接收输入电压；
在所述反激式转换器的次级侧电路处使用所述输入电压产生输出电压，变压器将所述初级侧电路耦合到所述次级侧电路；
使用耦合到所述变压器的初级绕组的主开关来控制通过所述初级绕组的电流；
通过所述反激式转换器的初级侧控制器控制所述主开关的导通时间和关断时间；
通过所述初级侧控制器检测在所述主开关的所述关断时间期间形成在所述主开关的节点处的谐振波形的一个或多个波谷；
通过所述初级侧控制器确定所述输出电压小于所述反激式转换器的参考电压减去预定阈值；
通过所述初级侧控制器基于所述确定来开始波谷减少操作模式；以及
通过所述初级侧控制器在所述波谷减少操作模式期间减少在所述主开关的多个开关循环中的一个或多个开关循环期间发生在所述主开关的所述节点处的波谷的数量。
12.如权利要求11所述的方法，其还包括：
通过所述初级侧控制器在确定所述输出电压不小于所述反激式转换器的所述参考电压减去所述预定阈值时使所述波谷减少操作模式停止。
13.如权利要求11所述的方法，其还包括：
通过所述初级侧控制器在所述波谷减少操作模式期间使发生在所述主开关的所述多个开关循环中的每个开关循环期间的波谷的所述数量递减。
14.如权利要求13所述的方法，其还包括：
通过所述初级侧控制器在所述波谷减少操作模式期间将所述主开关的所述关断时间调整与波谷的整数数量相对应的时间量以使发生在所述主开关的所述多个开关循环中的每个开关循环期间的波谷的所述数量递减。
15.如权利要求11所述的方法，其还包括：
通过所述初级侧控制器从耦合到所述变压器的辅助绕组电路接收辅助电压；以及
通过所述初级侧控制器使用所述辅助电压检测所述谐振波形的所述波谷数量。
16.如权利要求11所述的方法，其中：
所述反激式转换器还包括次级侧控制器，所述次级侧控制器与所述次级侧电路进行信号通信；
所述反激式转换器还包括数字链路，所述数字链路与所述初级侧控制器和所述次级侧控制器进行信号通信；并且
所述方法还包括：
通过所述次级侧控制器接收来自所述次级侧电路的所述输出电压以及所述参考电压；
通过所述次级侧控制器将所述输出电压转换成数字输出电压信号并将所述参考电压转换成数字参考电压信号；
通过所述次级侧控制器将所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号传输到所述数字链路；
通过所述数字链路将所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号传输到所述初级侧控制器；以及
通过所述初级侧控制器接收所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号，所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号用于通过所述初级侧控制器确定所述输出电压小于所述反激式转换器的所述参考电压减去所述预定阈值。
17.如权利要求16所述的方法，其中：
所述次级侧控制器还包括模数转换器(“ADC”)和编码器，所述编码器与所述ADC进行信号通信；并且
所述方法还包括：
通过所述ADC接收来自所述次级侧电路的所述输出电压以及所述参考电压；
通过所述ADC将所述输出电压转换成所述数字输出电压信号并将所述参考电压转换成所述数字参考电压信号；
通过所述编码器接收所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号；以及
通过所述编码器将所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号编码成组合编码数据流，所述组合编码数据流具有所述输出电压和所述参考电压的数字表示。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述编码器是有限状态机。
19.如权利要求17所述的方法，其中：
所述初级侧控制器还包括解码器和控制器，所述控制器与所述解码器进行信号通信；并且
所述方法还包括：
通过所述解码器接收所述组合编码数据流；
通过解码器将所述组合编码数据流解码成接收的数字输出电压信号和接收的数字参考电压信号；
通过所述控制器接收所述接收的数字输出电压信号和所述接收的数字参考电压信号；以及
通过所述控制器基于所述接收的数字输出电压信号和所述接收的数字参考电压信号来控制所述主开关的所述导通时间和所述关断时间。
20.如权利要求16所述的方法，其中所述数字链路是单向高速数字链路。

Claims (20)

1.一种反激式转换器，其包括：
初级侧电路，所述初级侧电路被配置为接收输入电压；
次级侧电路，所述次级侧电路被配置为使用所述输入电压产生输出电压；
变压器，所述变压器将所述初级侧电路耦合到所述次级侧电路；
主开关，所述主开关耦合到所述变压器的初级绕组并且被配置为控制通过所述初级绕组的电流；以及
转换器控制器，所述转换器控制器包括：
初级侧控制器，所述初级侧控制器与所述主开关进行信号通信，所述初级侧控制器被配置为控制所述主开关的导通时间和关断时间并检测在所述主开关的所述关断时间期间形成在所述主开关的节点处的谐振波形的一个或多个波谷；
其中：
所述初级侧控制器被配置为在确定所述输出电压小于所述反激式转换器的参考电压减去预定阈值时以波谷减少操作模式操作；并且
所述波谷减少操作模式包括对于所述主开关的每个开关循环通过所述初级侧控制器使发生在所述主开关的所述开关循环期间的波谷的数量递减。
2.如权利要求1所述的转换器控制器，其中：
所述初级侧控制器被配置为在确定所述输出电压不小于所述反激式转换器的所述参考电压减去所述预定阈值时使所述波谷减少操作模式停止。
3.如权利要求1所述的转换器控制器，其中：
在所述波谷减少操作模式期间，所述初级侧控制器对于所述主开关的所述开关循环中每一者使所述波谷数量递减一个或多个。
4.如权利要求3所述的转换器控制器，其中：
在所述波谷减少操作模式期间，所述初级侧控制器通过对于所述开关循环中的每一者调整所述主开关的所述关断时间来使发生在所述主开关的所述开关循环中的每一者期间的波谷的所述数量递减。
5.如权利要求1所述的转换器控制器，其中：
所述初级侧控制器被配置为从耦合到所述变压器的辅助绕组电路接收辅助电压；并且
所述初级侧控制器被配置为使用所述辅助电压检测所述谐振波形的所述波谷数量。
6.如权利要求1所述的转换器控制器，其还包括：
次级侧控制器，所述次级侧控制器与所述次级侧电路进行信号通信；以及
数字链路，所述数字链路与所述初级侧控制器和所述次级侧控制器进行信号通信；
其中：
所述次级侧控制器被配置为接收来自所述次级侧电路的所述输出电压以及所述参考电压，将所述输出电压转换成数字输出电压信号并将所述参考电压转换成数字参考电压信号，并且将所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号传输到所述数字链路；
所述数字链路被配置为将所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号传输到所述初级侧控制器；并且
所述初级侧控制器被配置为接收所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号并确定所述输出电压是否小于所述参考电压减去所述预定阈值。
7.如权利要求6所述的转换器控制器，所述次级侧控制器包括：
模数转换器(“ADC”)，所述模数转换器被配置为接收来自所述次级侧电路的所述输出电压以及所述参考电压，其中所述ADC被配置为将所述输出电压转换成所述数字输出电压信号并将所述参考电压转换成所述数字参考电压信号；以及
编码器，所述编码器与所述ADC进行信号通信，其中所述编码器被配置为接收所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号并将其编码成组合编码数据流，所述组合编码数据流具有所述输出电压和所述参考电压的数字表示。
8.如权利要求7所述的转换器控制器，其中所述编码器是有限状态机。
9.如权利要求7所述的转换器控制器，所述初级侧控制器包括：
解码器，所述解码器被配置为接收所述组合编码数据流并将其解码成接收的数字输出电压信号和接收的数字参考电压信号；以及
控制器，所述控制器与所述解码器进行信号通信，其中所述控制器被配置为接收所述接收的数字输出电压信号和所述接收的数字参考电压信号并基于所述接收的数字输出电压信号和所述接收的数字参考电压信号来控制所述主开关的所述导通时间和所述关断时间。
10.如权利要求6所述的转换器控制器，其中所述数字链路是单向高速数字链路。
11.一种方法，其包括：
在反激式转换器的初级侧电路处接收输入电压；
在所述反激式转换器的次级侧电路处使用所述输入电压产生输出电压，变压器将所述初级侧电路耦合到所述次级侧电路；
使用耦合到所述变压器的初级绕组的主开关来控制通过所述初级绕组的电流；
通过所述反激式转换器的初级侧控制器控制所述主开关的导通时间和关断时间；
通过所述初级侧控制器检测在所述主开关的所述关断时间期间形成在所述主开关的节点处的谐振波形的一个或多个波谷；
通过所述初级侧控制器确定所述输出电压小于所述反激式转换器的参考电压减去预定阈值；
通过所述初级侧控制器基于所述确定来开始波谷减少操作模式；以及
通过所述初级侧控制器在所述波谷减少操作模式期间减少在所述主开关的多个开关循环中的一个或多个开关循环期间发生在所述主开关的所述节点处的波谷的数量。
12.如权利要求11所述的方法，其还包括：
通过所述初级侧控制器在确定所述输出电压不小于所述反激式转换器的所述参考电压减去所述预定阈值时使所述波谷减少操作模式停止。
13.如权利要求11所述的方法，其还包括：
通过所述初级侧控制器在所述波谷减少操作模式期间使发生在所述主开关的所述多个开关循环中的每个开关循环期间的波谷的所述数量递减。
14.如权利要求13所述的方法，其还包括：
通过所述初级侧控制器在所述波谷减少操作模式期间将所述主开关的所述关断时间调整与波谷的整数数量相对应的时间量以使发生在所述主开关的所述多个开关循环中的每个开关循环期间的波谷的所述数量递减。
15.如权利要求11所述的方法，其还包括：
通过所述初级侧控制器从耦合到所述变压器的辅助绕组电路接收辅助电压；以及
通过所述初级侧控制器使用所述辅助电压检测所述谐振波形的所述波谷数量。
16.如权利要求11所述的方法，其中：
所述反激式转换器还包括次级侧控制器，所述次级侧控制器与所述次级侧电路进行信号通信；
所述反激式转换器还包括数字链路，所述数字链路与所述初级侧控制器和所述次级侧控制器进行信号通信；并且
所述方法还包括：
通过所述次级侧控制器接收来自所述次级侧电路的所述输出电压以及所述参考电压；
通过所述次级侧控制器将所述输出电压转换成数字输出电压信号并将所述参考电压转换成数字参考电压信号；
通过所述次级侧控制器将所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号传输到所述数字链路；
通过所述数字链路将所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号传输到所述初级侧控制器；以及
通过所述初级侧控制器接收所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号，所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号用于通过所述初级侧控制器确定所述输出电压小于所述反激式转换器的所述参考电压减去所述预定阈值。
17.如权利要求16所述的方法，其中：
所述次级侧控制器还包括模数转换器(“ADC”)和编码器，所述编码器与所述ADC进行信号通信；并且
所述方法还包括：
通过所述ADC接收来自所述次级侧电路的所述输出电压以及所述参考电压；
通过所述ADC将所述输出电压转换成所述数字输出电压信号并将所述参考电压转换成所述数字参考电压信号；
通过所述编码器接收所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号；以及
通过所述编码器将所述数字输出电压信号和所述数字参考电压信号编码成组合编码数据流，所述组合编码数据流具有所述输出电压和所述参考电压的数字表示。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述编码器是有限状态机。
19.如权利要求17所述的方法，其中：
所述初级侧控制器还包括解码器和控制器，所述控制器与所述解码器进行信号通信；并且
所述方法还包括：
通过所述解码器接收所述组合编码数据流；
通过解码器将所述组合编码数据流解码成接收的数字输出电压信号和接收的数字参考电压信号；
通过所述控制器接收所述接收的数字输出电压信号和所述接收的数字参考电压信号；以及
通过所述控制器基于所述接收的数字输出电压信号和所述接收的数字参考电压信号来控制所述主开关的所述导通时间和所述关断时间。
20.如权利要求16所述的方法，其中所述数字链路是单向高速数字链路。
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