CN113131744A - 为控制器提供运行电力的辅助转换器 - Google Patents

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Abstract

一种耦合到主功率转换器的输出的辅助转换器，包括辅助开关、定时电路和能量传递元件。所述辅助开关耦合到所述主功率转换器的所述输出。所述定时电路被耦合以从所述主功率转换器的控制器接收控制信号，其中所述控制器调节所述主功率转换器的所述输出，所述定时电路被配置为响应于所述控制信号而输出辅助驱动信号以控制所述辅助开关的开关。所述能量传递元件耦合到所述辅助开关，其中所述能量传递元件被配置为将能量从所述主功率转换器的所述输出传递到所述控制器的电源，所述电源为所述主功率转换器的所述控制器提供运行电力。

Description

为控制器提供运行电力的辅助转换器
本申请要求享有2019年12月30日提交的目前待决的第62/954,807号美国临时申请的权益，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
本公开内容总体上涉及功率转换器，并且更具体地，涉及用于功率转换器的控制器。
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电。在开关功率转换器中，通过能量传递元件转换高压交流(ac)电输入，以提供经良好调节的直流(dc)电输出。开关模式功率转换器控制器通常通过感测表示一个或多个输出量的一个或多个信号并且在闭合环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(通常是开关的导通时间(on time)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。
功率转换器通常包括感测并且调节功率转换器的输出的一个或多个控制器。这些控制器通常需要经调节的或未经调节的电压源来为控制器的电路部件供电。耦合到控制器的旁路电容器可以向控制器的电路提供运行电力。
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，否则相同的参考数字在所有各个视图中指代相同的部分。
图1是根据本公开内容的实施方案的包括辅助转换器的示例隔离式功率转换器的示意图。
图2A是根据本公开内容的实施方案的图1的示例辅助转换器的示意图。
图2B是根据本公开内容的实施方案的例示了图2A的辅助转换器的示例波形的时序图。
图3是根据本公开内容的实施方案的图1的另一示例辅助转换器的示意图。
图4是根据本公开内容的实施方案的图1的又一示例辅助转换器的示意图。
图5是根据本公开内容的实施方案的图1的再一示例辅助转换器的示意图。
图6是根据本公开内容的实施方案的包括辅助转换器的另一示例隔离式功率转换器的示意图。
图7是根据本公开内容的实施方案的图1的示例辅助转换器的示意图。
图8是根据本公开内容的实施方案的图1的另一示例辅助转换器。
在附图的所有若干视图中，对应的参考字符指示对应的部件。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，以提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员将明显的是，不需要采用具体细节来实践本发明。在其他情况下，未详细描述众所周知的材料或方法，以避免模糊本发明。
贯穿本说明书提及“一个实施方案(one embodiment)”、“一实施方案(anembodiment)”、“一个实施例(one example)”或“一实施例(an example)”意味着，结合该实施方案或实施例描述的具体特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在一个实施方案中”、“在一实施方案中”、“一个实施例”或“一实施例”不一定全指代相同的实施方案或实施例。此外，具体特征、结构或特性可以在一个或多个实施方案或实施例中以任何合适的组合和/或子组合进行组合。具体特征、结构或特性可以被包括在集成电路、电子电路、组合逻辑电路或提供所描述的功能的其他合适的部件中。另外，应理解，随此提供的附图用于向本领域普通技术人员进行解释的目的，并且附图不一定按比例绘制。
功率转换器通常包括感测并且调节功率转换器的输出的一个或多个控制器。这些控制器通常需要经调节的或未经调节的电压源来为控制器的电路部件供电。耦合到控制器的旁路电容器可以向控制器的电路提供运行电力。
隔离式功率转换器可以包括通过能量传递元件(例如，耦合电感器、变压器等)彼此电流隔离的初级控制器和次级控制器。换句话说，在功率转换器的输入侧和输出侧之间施加的dc电压将产生大体上为零的电流。
初级控制器被配置为控制隔离式功率转换器的初级侧上的功率开关，以控制从能量传递元件的初级绕组到能量传递元件的次级绕组的能量传递。次级控制器耦合到隔离式功率转换器的次级侧上的电路部件。次级控制器还可以被配置为控制耦合到能量传递元件的次级绕组的次级开关，诸如用作用于功率转换器的同步整流器的晶体管。尽管初级控制器和次级控制器彼此电流隔离，但是次级控制器可以将如下信号传输到初级控制器，所述信号控制初级控制器如何开关功率开关以将能量传递到次级侧。
隔离式功率转换器的次级侧包括向次级控制器的电路提供运行电力的旁路电容器。次级控制器耦合到旁路电容器并且通常包括线性调节器，以将旁路电容器两端的旁路电压调节到足够的电平以使次级控制器的电路运行。例如，旁路电压可以被调节到大体上4.4伏(V)。
通常，对旁路电容器充电的源可以显著高于用于旁路电压的运行电平。另外，源也可以是相当可变的。例如，可以利用功率转换器的输出电压以将旁路电容器充电到足够的电平以使次级控制器运行。然而，对于一些应用，功率转换器的输出电压可以在20V-30V之间，并且有时可以达到40V以上的电平。可以利用充电泵和线性调节器以从高压源(诸如输出电压)将旁路电容器充电到低得多的旁路电压。然而，利用诸如充电泵和线性调节器的电路可以导致过多的耗散和增加的热量，这可以不利地影响功率转换器的效率。
本公开内容的实施方案利用诸如降压转换器的辅助转换器以从主功率转换器的较高压轨(rail)获得低压电源(supply)，以为主功率转换器的控制器提供运行电力。另外，主功率转换器的高压轨也是通过主功率转换器生成的。例如，辅助转换器可以从较高压轨(诸如，主功率转换器的输出电压)获得用于次级控制器的旁路电容器的较低的旁路电压。在另一实施例中，辅助转换器可以从主功率转换器的能量传递元件的偏置绕组的电压获得用于初级控制器的旁路电容器的较低的旁路电压。对于这两个实施例，输出电压和偏置绕组电压是在主功率转换器的运行期间通过主功率转换器生成的。在实施例中，辅助转换器包括被配置为从较高压轨获得低压电源的定时电路、开关和能量传递元件。另外，控制辅助转换器的开关的开关的驱动信号可以源自功率转换器的控制器(诸如功率转换器的输出侧上的控制器(例如，次级控制器)或功率转换器的输入侧上的控制器(例如，初级控制器))。在又一些实施例中，辅助转换器可以是开环转换器，并且辅助转换器的运行频率响应于主功率转换器的运行频率。
在实施例中，定时电路可以生成辅助驱动信号以接通和关断辅助转换器的开关。在一个实施例中，定时电路响应于控制功率转换器的同步整流器的次级驱动信号而生成辅助驱动信号。定时电路可以包括电阻器和电容器，该定时电路通常被称为电阻器-电容器(RC)电路，并且RC电路的RC时间常数决定辅助转换器的开关的导通时间。这样，辅助驱动信号可以从主功率转换器的较高压轨获得低压电源以为主功率转换器的控制器提供运行电力。
图1例示了根据本公开内容的一实施方案的示例主功率转换器100，该主功率转换器100包括辅助转换器140以获得旁路电容器133的旁路电压VBP 131，该旁路电容器133向主功率转换器100的第二控制器126(例如，次级控制器)提供电源。所例示的主功率转换器100包括箝位电路104、能量传递元件T1 106、能量传递元件T1 106的输入绕组108、能量传递元件T1 106的输出绕组110、功率开关S1 112、输入回线(input return)111、输出整流器S2 114、输出电容器CO 115、输出感测电路121、第二控制器126、第一控制器124、旁路电容器133(例如，用于第二控制器126的电源电容器)和辅助转换器140。辅助转换器140被示出为包括定时电路142、辅助功率开关S3 144、能量传递元件L2 146以及二极管D1 148和D2150。还例示了第二控制器126与第一控制器124之间的通信链路135。
图1中还示出了输入电压VIN 102、输出电压VOUT 116、输出电流IO 117、输出量UO119、反馈信号FB 122、旁路电压VBP 131、请求信号REQ 132、电流感测信号ISNS 129、开关电流ID 137、功率开关电压VD 139、初级驱动信号DR 136、次级驱动信号128、辅助驱动信号ADR 143、能量传递元件电流IL2 145、辅助电压VL2 147和辅助开关电流IS3 149。
在所例示的实施例中，主功率转换器100被示出为具有反激拓扑。另外，主功率转换器100的输入与主功率转换器100的输出电流隔离，使得输入回线111与输出回线118电流隔离。由于主功率转换器100的输入和输出被电流隔离，因此跨能量传递元件T1 106的隔离势垒、或在输入绕组108与输出绕组110之间、或在输入回线111与输出回线118之间不存在直流(dc)路径。应理解，其他已知功率转换器拓扑和配置也可以受益于本公开内容的教导。
主功率转换器100从未经调节的输入VIN 102向负载120提供输出功率。在一个实施方案中，输入VIN 102是经整流的和经滤波的ac线电压。在另一实施方案中，输入电压VIN102是dc输入电压。输入VIN102耦合到能量传递元件106。在一些实施方案中，能量传递元件106可以是耦合电感器、变压器或电感器。示例能量传递元件106被示出为包括两个绕组：输入绕组108(也被称为初级绕组)和输出绕组110(也被称为次级绕组)。然而，能量传递元件106可以具有不止两个绕组。能量传递元件的输入绕组108进一步耦合到功率开关S1 112，并且功率开关S1 112进一步耦合到输入回线111。功率开关S1 112的漏极处的电压被表示为功率开关电压VD 139。箝位电路104耦合到输入绕组108两端。箝位电路104限制功率开关S1 112上的最大电压。另外，当箝位电路104包括有源电路部件(诸如，开关)时，箝位电路104可以便于功率开关S1 112的零电压开关。
输出绕组110耦合到输出整流器S2 114，该输出整流器S2 114被示例为用作同步整流器的晶体管。然而，输出整流器S2 114也可以是二极管。输出电容器CO 115被示出为耦合到输出整流器S2 114和输出回线118。主功率转换器100还包括用以调节输出量UO 119的电路，该输出量UO 119在一个实施例中可以是输出电压VOUT 116、输出电流IO 117或二者的组合。输出感测电路121被配置为感测输出量UO 119，以将表示主功率转换器100的输出的反馈信号FB 122提供给第二控制器126。
第二控制器126被配置为响应于反馈信号FB 122而输出次级驱动信号SR 128和请求信号REQ 132。次级驱动信号SR 128由输出整流器S2 114接收并且控制输出整流器S2114的接通和关断。在一个实施例中，次级驱动信号SR 128是具有变化长度的逻辑高部段和逻辑低部段的矩形脉冲波形。逻辑高部段可以与输出整流器S2 114导通对应，而逻辑低部段与输出整流器S2 114断开对应。另外，次级驱动信号SR 128的周期(例如，次级驱动信号SR 128中的连续的前沿或后沿之间的持续时间)可以被称为表示主功率转换器的运行周期(或频率)的开关周期TSW。在一个实施例中，次级驱动信号SR 128和初级驱动信号DR 136具有大体上相同的开关周期。
请求信号REQ 132表示接通功率开关S1 112的请求。请求信号REQ 132可以包括响应于反馈信号FB 122而生成的请求事件199。在一个实施例中，第二控制器126被配置为将反馈信号FB 122与调节参考进行比较。响应于比较，第二控制器126可以输出请求信号REQ132中的请求事件199。请求信号REQ 132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。逻辑高脉冲可以被称为请求事件199。在其他实施方案中，应理解，请求信号REQ 132可以是模拟的连续变化的信号，而不是脉冲波形，同时仍然受益于本公开内容的教导。
第一控制器124被耦合以接收表示功率开关S1 112的开关电流ID 137的电流感测信号ISNS 129和通过被示出为虚线的通信链路135的请求信号REQ 132，并且输出初级驱动信号DR 136。第一控制器124将初级驱动信号DR 136提供给功率开关S1 112，以控制功率开关S1 112的各种开关参数，以控制通过能量传递元件106从主功率转换器100的输入到输出的能量传递。这样的参数的实施例包括开关频率(或开关周期TSW)、占空比、导通时间和断开时间，或改变功率开关S1 112的每单位时间的脉冲数目。另外，可以控制功率开关S1 112使得它具有固定的开关频率或可变的开关频率。在一个实施方案中，初级驱动信号DR 136是具有变化的持续时间的逻辑高部段和逻辑低部段的矩形脉冲波形，逻辑高部段对应于功率开关S1 112导通并且逻辑低部段对应于功率开关S1 112断开。在一个实施方案中，第一控制器124响应于请求信号REQ 132中的请求事件199而输出初级驱动信号DR 136以接通功率开关S1 112。当由电流感测信号ISNS 129提供的开关电流ID 137达到电流极限时，第一控制器124输出初级驱动信号DR 136以关断功率开关S1 112。
如果箝位电路104包括有源部件，诸如晶体管，则第一控制器124还可以输出箝位驱动信号(未示出)。箝位驱动信号可以控制包括在箝位电路104中的箝位开关的各种开关参数，诸如箝位开关的导通时间或断开时间。在一个实施例中，响应于请求信号REQ 132中的请求事件199，第一控制器124输出箝位驱动信号以在一持续时间内接通箝位开关，该持续时间可以被选择为使得从箝位电路104提供足够的电荷到输入绕组108以使功率开关S1112的寄生电容放电。一旦第一控制器124关断箝位电路104的箝位开关，第一控制器124就输出初级驱动信号DR 136以接通功率开关S1 112。
第二控制器126和第一控制器124可以经由通信链路135通信。对于所示出的实施例，第二控制器126耦合到主功率转换器100的次级侧并且参考输出回线118，而第一控制器124耦合到主功率转换器100的初级侧并且参考输入回线111。在实施方案中，第一控制器124和第二控制器126彼此电流隔离，并且通信链路135使用电感耦合(诸如变压器或耦合电感器)、光耦合器、电容耦合或其他维持隔离的设备提供电流隔离。然而，应理解，在一些实施方案中，第二控制器126与第一控制器124未电流隔离。
在一个实施例中，第一控制器124和第二控制器126可以被形成为被制造为混合集成电路或单片集成电路的集成电路的一部分。在一个实施例中，功率开关S1 112也可以与第一控制器124和第二控制器126集成在单个集成电路封装件中。另外，在一个实施例中，第一控制器124和第二控制器126可以被形成为单独的集成电路。功率开关S1 112也可以集成在与第一控制器124相同的集成电路中，或可以独自形成集成电路。另外，应理解，初级控制器124、次级控制器126和功率开关S1 112都不必被包括在单个封装件中，并且可以在单独的控制器封装件中或组合的/单独的封装件的组合中实施。
通常理解的是，闭合的开关可以传导电流并且被认为是导通的，而打开的开关不能够传导电流并且被认为是断开的。在一个实施例中，功率开关S1 112可以是晶体管，诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、双极结型晶体管(BJT)、碳化硅(SiC)基晶体管、氮化镓(GaN)基晶体管或绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
主功率转换器100还包括耦合到输出电容器CO 115的辅助转换器140。辅助转换器140还耦合到旁路电容器133和第二控制器126的旁路端子BP 130。在实施方案中，辅助转换器140从主功率转换器100的较高压轨(例如，输出电压VOUT 116)提供低压电源(例如，旁路电压VBP 131)以提供运行电力。对于所示出的实施例，辅助转换器140从主功率转换器100的输出电压VOUT 116为第二控制器126提供旁路电压VBP 131。
辅助转换器140被示出为包括定时电路142、辅助功率开关S3 133、能量传递元件L2 146(被示例为电感器)、续流二极管(freewheeling diode)D1 148和二极管D2 150。控制辅助功率开关S3 144的开关的辅助驱动信号ADR 143可以源自第一控制器124或第二控制器126。在所示出的实施例中，辅助驱动信号ADR 143源自第二控制器126，具体地，源自次级驱动信号SR 128。
在所示出的实施例中，辅助转换器140以降压转换器配置耦合，以输出电容器CO115和输出电压VOUT 116作为其输入以及旁路电容器133和旁路电压VBP 131作为其输出。辅助转换器140也是开环转换器，并且辅助功率开关S3 144的运行频率响应于主功率转换器100的开关(例如，功率开关S1 112或输出整流器S2 114)的运行频率。如上文所提及的，输出电压VOUT 116是由主功率转换器100生成的电压。
定时电路142耦合到第二控制器126，并且被配置为响应于次级驱动信号SR 128而生成辅助驱动信号ADR 143。定时电路142也可以被称为被配置为控制辅助功率开关S3 144的开关的辅助驱动电路。在一个实施例中，定时电路142电容性地耦合到第二控制器126。在另一实施例中，定时电路直接耦合到第二控制器126。辅助驱动信号ADR 143控制辅助功率开关S3 144的开关。在实施方案中，定时电路响应于次级驱动信号SR 128而决定辅助功率开关S3 144的导通时间或断开时间。然而，应理解，在其他实施方案中，定时电路142可以被耦合以接收除次级驱动信号SR 128以外的表示主功率转换器100的运行频率的其他信号。例如，定时电路142可以耦合到能量传递元件T1 106的一个绕组，诸如三次绕组或从输出绕组110的抽头节点或输入绕组108的抽头节点耦合。应理解，在其他实施例中，次级驱动信号SR 128可以被替换成从主功率转换器100的主转换器能量传递元件T1 106的辅助绕组生成的开关沿波形。
辅助功率开关S3 144耦合到辅助转换器的输入和主功率转换器的输出电容器CO115。辅助功率开关S3 144还耦合到能量传递元件L2 146。辅助功率开关S3 144可以是晶体管，诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、双极结型晶体管(BJT)、碳化硅(SiC)基晶体管、氮化镓(GaN)基晶体管或绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
续流二极管D1 148耦合到辅助功率开关S3 144和输出回线118。能量传递元件L2146耦合到二极管D2 150，该二极管D2 150耦合到旁路端子BP 130和旁路电容器133。辅助功率开关S3 144、续流二极管D1 148和能量传递元件L2被示出为以降压转换器配置耦合。二极管D2 150作为阻流二极管(blocking diode)耦合，以防止电流从辅助转换器140的输出流动到辅助转换器140的输入。或换句话说，在输出电压VOUT 116下降到旁路电压VBP131以下的情况下，二极管D2 150防止电流从旁路电容器133流动到输出电容器CO 115。应理解，在输出电压VOUT 116将在一范围内运行使得输出电压VOUT 116总是大于旁路电压VBP 131的主功率转换器中，可以将二极管D2 150从辅助转换器140省略，同时仍然维持本发明的益处。
在运行中，定时电路142输出辅助驱动信号ADR 143以接通辅助功率开关S3 144。当辅助功率开关S3 144导通时，输出电容器CO 115耦合到能量传递元件L2 146，并且大体上输出电压VOUT 116减去旁路电压VBP 131与二极管D2 150两端的电压降之和被施加在能量传递元件L2 146两端。能量传递元件L2 146被示例为电感器。这样，电感器L2 146的电流IL2 145大体上是电感器L2 146两端的电压除以乘以了辅助功率开关S3 144的导通时间的电感器L2 146的电感的函数。在一个实施例中，当辅助功率开关S3 144导通时，电感器电流IL2 145线性增加并且从辅助开关S3 144流动到旁路电容器133。另外，电感器电流IL2 145和辅助开关电流IS3 149大体上相同。
定时电路142输出辅助驱动信号以关断辅助功率开关S3 144。这样，辅助开关电流IS3 149下降到零，并且电感器电流IL2 145作为电感器L2 146两端的电压除以电感器L2146的电感的函数而线性减小，直到电感器电流IL2 145达到零或辅助功率开关S3 144接通。电感器电流IL2 145从续流二极管D1 148流动到旁路电容器133。如所示出的，二极管D1148被耦合以当定时电路142关断辅助开关S3 144时为电感器电流IL2 145提供路径。或换句话说，二极管D1 148允许电感器电流IL2 145续流通过辅助转换器140。
图2A例示了可以与图1的主功率转换器100一起使用的辅助转换器240的一个实施例。应理解，类似地命名的和编号的元件如上文所描述的耦合和起作用。另外，主功率转换器的部分诸如输出整流器S2 114和输出电容器CO 115已经在图2中再现以为辅助转换器240的耦合提供上下文。
对于所示出的实施例，定时电路142包括电容器C1 252和电阻器R1 254。这样，辅助转换器240被电容性地耦合以从第二控制器126接收次级驱动信号SR 128。辅助功率开关S3 244被示例为发射极端子耦合到输出电容器CO 115并且集电极端子耦合到能量传递元件L2 146(例如，电感器L2 146)和续流二极管D1 148的pnp BJT。具体地，辅助功率开关S3244的集电极端子耦合到续流二极管D1 148的阴极。辅助功率开关S3 244的基极端子被耦合以接收辅助驱动信号ADR 143。另外，耦合在基极端子与发射极端子之间的是电阻器R2256。如所示出的，辅助开关电流IS3 149大体上是pnp BJT的集电极电流，而辅助电压VL2146大体上是pnp BJT的集电极电压。对于用2.2微法拉(μF)旁路电容器133输出电压VOUT116在20-40V之间的实施例，电感器L2 146的电感大体上为470微亨(μH)，电容器C1的电容大体上等于470皮法拉(pF)，电阻器R1的电阻大体上等于1千欧(kΩ)，电阻器R2的电阻大体上等于1.5kΩ，并且辅助功率开关S3 244可以是2N2907晶体管。二极管D1 148和D2 150可以是小信号二极管。
电阻器R1 254和电容器C1 252形成RC电路。电阻器R1 254和电容器C1 252的RC时间常数决定辅助功率开关S3 244的导通时间。可以基于从输出电压VOUT 116到旁路电压VBP 131的降压(step down)的量来选择电阻器R1 254和电容器C1 252的值。例如，输出电压VOUT 116可以在20-40V之间，而旁路电压VBP 131被调节到大体上4.4V。在一个实施例中，电阻器R1 254和电容器C1 252的值可以被选择使得2-2.5时间常数大体上等于1-2毫秒(μs)。
电阻器R2 256便于辅助功率开关S3 244的关断，并且提供重置电容器C1 252的放电路径。电阻器R1 254、R2 256和电容器C1 252的RC时间常数决定重置电容器C1 252的持续时间。如将关于图2B进一步讨论的，当次级驱动信号SR 128关断输出整流器S2 114时，电容器C1 252被重置。
图2B例示了时序图201，该时序图201具有用于辅助驱动信号ADR 143(例如，被示例为辅助开关S3 244的基极电压)、辅助电压VL2 147(例如，辅助开关S3 244的集电极电压)、辅助开关电流IS3 149(例如，辅助开关S3 244的集电极电流)、能量传递元件电流IL2145(例如，电感器L2 146的电流)和次级驱动信号SR 128的示例波形。
在所示出的实施例中，在时间t1 280处，次级驱动信号SR 128已经为逻辑高，指示输出整流器S2 114导通。在时间t1 280之后，辅助驱动信号ADR 143大体上等于输出电压VOUT 116，并且辅助电压VL2 147大体上等于旁路电压VBP 131。另外，辅助开关电流IS3149和能量传递元件电流IL2 145大体上为零。
在时间t2 282处，次级驱动信号SR 128转变为逻辑低值，指示关断输出整流器S2114。电阻器R1 254和电容器C1 252将驱动电流提供给辅助功率开关S3 244(被示例为pnpBJT)，并且电阻器R1 254和电容器C1 252的时间常数决定辅助功率开关S3 244的导通时间。如在时间t2 282处所示出的，辅助驱动信号ADR 143减小并且然后增加到输出电压VOUT116。增加到输出电压VOUT 116所需的持续时间响应于电阻器R1 254和电容器C1 252的时间常数。如所示出的，如果输出电压VOUT 116与辅助驱动信号ADR 143的值之间的差异大于辅助功率开关S3 244的基极-发射极阈值，则辅助功率开关S3 244保持导通。另外，在时间t2 282处，辅助电压VL2 147大体上增加到输出电压VOUT 116，并且在辅助功率开关S3 244的传导(例如，接通时间)的剩余部分内保持在输出电压VOUT 116处。在辅助功率开关S3244的导通时间期间，辅助开关电流IS3 149和能量传递元件电流IL2 145二者线性增加。如上文所提及的，增加速率是电感器L2 146两端的电压除以电感器L2 146的电感的函数。
在时间t3 284处，电容器C1 252已经通过电阻器R1 254放电，并且辅助驱动信号ADR 143大体上达到输出电压VOUT 116，并且辅助功率开关S3 244停止传导(例如，关断)。辅助电压VL2 147大体上等于输出回线118减去续流二极管D1 148两端的电压降(例如，–VD1)。辅助开关电流IS3 149也下降到大体上为零。然而，能量传递元件电流IL2 145通过二极管D1 148续流，并且能量传递元件电流IL2 145线性减小。减小速率大体上是电感器L2146两端的电压除以电感器L2 146的电感的函数。对于所示出的实施例，能量传递元件电流IL2 145在时间t4 286处减小到大体为零。如果能量传递元件电流IL2 145减小到大体上为零，则辅助转换器240以不连续传导模式(DCM)运行。另外，一旦能量传递元件电流IL2 145达到零，就可以在辅助电压VL2 147处观察到弛豫环(relaxation ring)。在时间t4 286之后，辅助电压VL2 147在旁路电压VBP 131附近振荡。对于所示出的实施例，在随后的循环内接通辅助开关S3 244之前，振荡减弱到旁路电压VBP 131，然而，应理解，振荡可以继续，直到在随后的循环内接通辅助开关S3 244。
在时间t5 288处，次级驱动信号SR 128转变为逻辑高值，指示输出整流器S2 114的接通。当次级驱动信号SR 128在时间t5 288处转变为逻辑高值时，辅助驱动信号ADR 143响应于电容器C1 252和电阻器R1 254和R2 256的RC时间常数增加并且然后减小。在一个实施例中，辅助驱动信号ADR 143增加到辅助功率开关S3 244的发射极参考以上、增加了旁路电压VBP 131。电容器C1 252通过电阻器R1 254和R2 256放电到大体上为输出电压VOUT116，这将重置电容器C1 252两端的电压，允许它为次级驱动信号SR 128的下一个后沿做好准备。
由辅助转换器240递送的功率的量大体上是在辅助功率开关S3 244的导通时间期间的电感器L2 146两端的电压、电感器L2 146的电感以及次级驱动信号SR 128的开关频率fSW的函数，或在数学上是：
Figure BDA0002870184510000131
图3例示了可以与图1的主功率转换器100一起使用的另一示例辅助转换器340。应理解，类似地命名的和编号的元件如上文所描述的耦合和起作用。另外，主功率转换器的部分，诸如输出整流器S2 114和输出电容器CO 115，已经在图3中再现以为辅助转换器340的耦合提供上下文。另外，辅助转换器340类似于图2A中所示出的辅助转换器240。然而，至少一个差异是辅助功率开关S3 344被示例为p型MOSFET(PMOS)。如所示出的，辅助功率开关S3344的源极端子耦合到辅助转换器340的输入，该输入耦合到输出电容器CO 115，辅助功率开关S3 344的漏极端子耦合到能量传递元件L2 146和续流二极管D1 148的阴极，辅助功率开关S3 344的栅极端子耦合到被示出为电阻器R1 254和电容器C1 252的定时电路142。对于所示出的实施例，辅助功率开关S3 344的栅极端子处的电压是辅助驱动信号ADR 143。电阻器R2 256被例示为耦合在辅助功率开关S3 344的漏极端子和源极端子之间。
图4例示了可以与图1的主功率转换器100一起使用的另一示例辅助转换器440。应理解，类似地命名的和编号的元件如上文所描述的耦合和起作用。另外，主功率转换器的部分，诸如输出整流器S2 114和输出电容器CO 115，已经在图4中再现以为辅助转换器440的耦合提供上下文。另外，辅助转换器440类似于图2中所示出的辅助转换器240。然而，至少一个差异是能量传递元件446被示例为具有第一绕组470和第二绕组472的耦合电感器T2446。类似于上文，辅助功率开关S3 244被示出为pnp BJT。辅助功率开关S3 244的集电极端子耦合到第一绕组470的一端。第一绕组470的另一端耦合到输出回线118。二极管D2 150耦合到第二绕组472的一端，而第二绕组427的另一端耦合到输出回线118。辅助转换器440与反激转换器类似地耦合并且相应地起作用。然而，应理解，可以利用用于耦合电感器T2 446的其他极性。例如，可以选择用于耦合电感器T2 446的极性，以允许辅助转换器440充当正向转换器。
图5例示了可以与图1的主功率转换器100一起使用的另一示例辅助转换器540。应理解，类似地命名的和编号的元件如上文所描述的耦合和起作用。另外，主功率转换器的部分，诸如输出整流器S2 114和输出电容器CO 115，已经在图5中再现以为辅助转换器540的耦合提供上下文。另外，辅助转换器540类似于图2A中所示出的辅助转换器240。然而，至少一个差异是辅助转换器540还包括第二辅助开关S4 573以及电阻器R3 574、R4 575和R5576。
辅助开关S3 344被示例为pnp BJT，而第二辅助开关S4 573被示例为npn BJT，然而，应理解，可以利用其他晶体管。如所示出的，辅助开关S3 244的基极端子耦合到电容器C1 252和电阻器R2 256。另外，电阻器R1 254被耦合以接收第二控制器126并且接收次级驱动信号SR 128。第二辅助开关S4 573耦合到电阻器R1 254和电容器C1 252之间的节点。如所示出的，第二辅助开关S4 573的集电极端子耦合到电阻器R1 254和电容器C1 252之间的节点。第二辅助开关S4 573的基极端子耦合到电阻器R3 574和R4 575二者。如所示出的，电阻器R3 574和R4 575被耦合以用于辅助转换器540的输入的电阻分压器。辅助转换器540的输入耦合到功率转换器500的输出。这样，电阻器R3 574和R4 575被耦合以用于输出电压VOUT 116的电阻分压器。电阻器R5 576耦合到辅助开关S4 573的发射极端子。电阻器R4575和R5 576二者耦合到输出回线116。然而，应理解，电阻器R5 576可以是可选的。
通常，不具有第二辅助开关S4 573以及电阻器R3 574、R4 575和R5 576的辅助转换器具有用于辅助开关S3 244的大体上恒定的导通时间，而不管辅助转换器的输入(例如，输出电压VOUT 116)如何。这样，能量传递元件电流IL2 145通常随着输出电压VOUT 116增加而增加，这可能与由辅助转换器提供的更多能量相关。在运行中，第二辅助开关S4 573以及电阻器R3 574、R4 575和R5 576被配置为当辅助转换器540的输入(例如，对于此实施例，输出电压VOUT 116)增加时减少辅助开关S3 244的导通时间。在运行中，当第二辅助开关S4573导通时，电阻器R1 254和C1 252之间的节点处的电压可能减小。该节点处的电压减小的量是辅助转换器的输入(例如，输出电压VOUT 116)的函数。输入(例如，输出电压VOUT 116)越大，由第二辅助开关S4 573汲取的电流越大，并且电阻器R1 254和C1 252之间的节点处的电压越低。这样，当输出电压VOUT 116增加时，第二辅助开关S4 573以及电阻器R3 574、R4 575和R5 576可以减少辅助功率开关S3 244的导通时间。通过减少辅助开关S2 233的导通时间，峰值能量传递元件电流IL2 145可以用增加的输出电压VOUT 116补偿，并且峰值能量传递元件电流IL2 145可以相对独立于输出电压VOUT 116。在一个实施例中，辅助转换器540可以向其输出(例如，旁路电容器133和旁路端子5BP 130)提供恒定的功率，不管输出电压VOUT 116的值如何。
图6例示了根据本公开内容的一实施方案的另一示例主功率转换器600，该主功率转换器600包括辅助转换器640以获得旁路电容器133的旁路电压VBP 131，该旁路电容器133向主功率转换器600的第一控制器124(例如，初级控制器)提供电源。换句话说，辅助转换器640可以耦合到功率转换器600的输入侧，以为第一控制器124提供高效功率源(powersource)并且向第一控制器124提供运行电流。
应理解，主功率转换器600和辅助转换器640与关于图1所示出的主功率转换器100和辅助转换器140共享许多类似之处，并且类似地命名的和编号的元件如上文所描述的耦合和起作用。然而，至少一个差异是辅助转换器640的输入耦合到主功率转换器600的能量传递元件106的第三绕组691，并且辅助转换器640为第一控制器124的电路提供运行电力。这样，旁路电容器133的旁路电压VBP 131是从第三绕组691的偏置电压VBIAS 692获得的。偏置电压VBIAS 692进一步由主功率转换器600生成。旁路电容器133耦合到第一控制器124的旁路端子BP 693以为第一控制器的电路提供运行电力。还应理解，上文所讨论的任何示例辅助转换器可以用于图6的辅助转换器640。
所示出的实施例中的第三绕组691是能量传递元件106的参考输入的(inputreferenced)绕组，并且耦合到输入回线111。第三绕组691的另一端耦合到辅助转换器640的输入并且提供辅助转换器640获得用于第一控制器124的低压电源的电压轨。如所示出的，第三绕组691耦合到辅助转换器640的辅助开关S3 144。辅助转换器640还耦合到第一控制器124以接收初级驱动信号DR 136，该初级驱动信号DR 136表示主功率转换器600的运行频率(例如，开关频率fSW)。应理解，在其他实施方案中，辅助转换器640可以被耦合以接收初级驱动信号DR 136的反相形式，同时受益于本公开内容的教导。定时电路142也可以被称为被配置为控制辅助功率开关S3 144的开关的辅助驱动电路。如所示出的，定时电路142被配置为响应于初级驱动信号DR136而生成辅助驱动信号ADR 143。然而，应理解，在其他实施例中，初级驱动信号DR 136可以由源自能量传递元件T1 106上的绕组的开关波形取代。如所示出的，辅助转换器640的输出耦合到初级控制器124的旁路端子BP 693。辅助转换器640的输出向初级控制器124的旁路端子BP 693提供运行电力/电流。
图7例示了可以与图1的主功率转换器100一起使用的一示例辅助转换器740。应理解，类似地命名的和编号的元件如上文所描述的耦合和起作用。另外，主功率转换器的部分，诸如输出整流器S2 114和输出电容器CO 115，已经在图7中再现以为辅助转换器740的耦合提供上下文。另外，辅助转换器740类似于图2A中所示出的辅助转换器240。然而，至少一个差异是辅助转换器740包括电阻器R7 778，而不是图1和图2A中所示出的能量传递元件L2 146。如所示出的，辅助功率开关S3 244的集电极端子耦合到电阻器R7 778。电阻器R7778的另一端耦合到二极管D2 150。在运行中，定时电路142响应于次级驱动信号SR 128而输出辅助驱动信号ADR 143以接通辅助功率开关S3 144。当辅助功率开关S3 144导通时，输出电容器CO 115耦合到电阻器R7 778，并且大体上输出电压VOUT 116减去旁路电压VBP131与二极管D2 150两端的电压降之和被施加在电阻器R7 778两端。利用电阻器R7 778，可以从输出电压VOUT 116对旁路电容器133进行脉冲充电。
图8例示了可以与图1的主功率转换器100一起使用的一示例辅助转换器840。应理解，类似地命名的和编号的元件如上文所描述的耦合和起作用。另外，主功率转换器的部分，诸如输出整流器S2 114和输出电容器CO 115，已经在图8中再现以为辅助转换器840的耦合提供上下文。另外，辅助转换器840类似于图7中所示出的辅助转换器740。然而，至少一个差异是添加了电阻器R8 878和电容器C2 880。类似于图7，辅助转换器840包括电阻器R7778，而不是图1和图2A中所示出的能量传递元件L2 146。辅助功率开关S3 244的集电极端子耦合到电阻器R7 778。电阻器R7 778的另一端耦合到电阻器R8 878和电容器C2 880。如所示出的，电阻器R8 878然后进一步耦合到二极管D2 150，而电容器C2 880耦合到输出回线118。在运行中，定时电路142响应于次级驱动信号SR 128而输出辅助驱动信号ADR 143以接通辅助功率开关S3 144。当辅助功率开关S3 144导通时，输出电容器CO 115耦合到电阻器R7 778，并且可以从输出电压VOUT 116对旁路电容器133进行脉冲充电。电阻器R8 878和电容器C2 880被配置为使到旁路电容器133的任何电流纹波平滑。
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，并且根据本发明的教导，也可以在其他实施方案和实施例中采用其他值。
尽管在权利要求书中限定了本发明，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1.一种耦合到主功率转换器的输出的辅助转换器，包括：辅助开关，所述辅助开关耦合到所述主功率转换器的所述输出；定时电路，所述定时电路被耦合以从所述主功率转换器的控制器接收控制信号，其中所述控制器调节所述主功率转换器的所述输出，所述定时电路被配置为响应于所述控制信号而输出辅助驱动信号以控制所述辅助开关的开关；以及能量传递元件，所述能量传递元件耦合到所述辅助开关，其中所述能量传递元件被配置为将能量从所述主功率转换器的所述输出传递到所述控制器的电源，所述电源为所述主功率转换器的所述控制器提供运行电力。
实施例2.根据实施例1所述的辅助转换器，其中所述定时电路电容性地耦合到所述控制器以生成所述辅助驱动信号。
实施例3.根据实施例1或2所述的辅助转换器，其中所述定时电路直接耦合到所述控制器以生成所述辅助驱动信号。
实施例4.根据实施例1至3中任何一个所述的辅助转换器，其中所述辅助驱动信号被电平移位以驱动所述辅助开关。
实施例5.根据实施例1至4中任何一个所述的辅助转换器，其中所述辅助驱动信号由所述主功率转换器的能量传递元件的绕组生成，所述主功率转换器的所述能量传递元件被配置为将能量从所述主功率转换器的输入传递到所述主功率转换器的输出。
实施例6.根据实施例1至5中任何一个所述的辅助转换器，其中所述主功率转换器的所述控制器耦合到所述主功率转换器的输入。
实施例7.根据实施例1至6中任何一个所述的辅助转换器，其中所述主功率转换器的所述控制器耦合到所述主功率转换器的所述输出。
实施例8.根据实施例1至7中任何一个所述的辅助转换器，其中所述辅助转换器是以根据所述主功率转换器的运行频率得到的频率运行的开环转换器。
实施例9.根据实施例1至8中任何一个所述的辅助转换器，其中所述辅助转换器是降压转换器。
实施例10.根据实施例1至9中任何一个所述的辅助转换器，其中所述辅助开关包括双极结型晶体管(BJT)。
实施例11.根据实施例1至10中任何一个所述的辅助转换器，其中所述辅助开关包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
实施例12.根据实施例1至11中任何一个所述的辅助转换器，其中所述辅助转换器的所述能量传递元件包括电感器。
实施例13.根据实施例1至12中任何一个所述的辅助转换器，其中所述辅助转换器的所述能量传递元件包括耦合电感器。
实施例14.根据实施例1至13中任何一个所述的辅助转换器，所述定时电路包括：电容器，所述电容器耦合到所述控制器；以及第一电阻器，所述第一电阻器耦合到所述电容器和所述辅助开关的控制端子，其中所述电容器和所述第一电阻器的时间常数决定所述辅助开关的导通时间。
实施例15.根据实施例1至14中任何一个所述的辅助转换器，还包括：第二电阻器，所述第二电阻器耦合到所述辅助开关的所述控制端子和所述主功率转换器的所述输出，其中所述电容器、所述第一电阻器和所述第二电阻器的时间常数决定所述电容器的重置时间。
实施例16.根据实施例1至15中任何一个所述的辅助转换器，还包括：第二辅助开关，所述第二辅助开关耦合到所述电容器和所述第一电阻器；第三电阻器，所述第三电阻器耦合到所述主功率转换器的所述输出和所述第二辅助开关；以及第四电阻器，所述第四电阻器耦合到所述第二辅助开关，其中所述第二辅助开关、第三电阻器和第四电阻器被配置为响应于所述主功率转换器的所述输出而改变所述电容器和所述第一电阻器之间的电压。
实施例17.根据实施例1至16中任何一个所述的辅助转换器，还包括：第一二极管，所述第一二极管耦合到所述辅助转换器的所述能量传递元件，以在所述辅助开关断开时为所述能量传递元件的电流提供路径。
实施例18.根据实施例1至17中任何一个所述的辅助转换器，还包括：第二二极管，所述第二二极管耦合到所述辅助转换器的所述能量传递元件和所述控制器的所述电源，所述第二二极管被耦合以防止从所述电源到所述主功率转换器的所述输出的电流流动。
实施例19.一种主功率转换器，包括：能量传递元件，所述能量传递元件耦合在所述主功率转换器的输入和所述主功率转换器的输出之间；功率开关，所述功率开关耦合到所述能量传递元件；第一控制器，所述第一控制器耦合到所述主功率转换器的所述输入，所述第一控制器被配置为生成第一驱动信号以控制所述功率开关的开关，以在所述主功率转换器的所述输入和所述输出之间传递能量，所述第一控制器被配置为接收请求信号并且响应于所述请求信号中的请求事件而生成所述第一驱动信号；输出整流器，所述输出整流器耦合到所述能量传递元件；第二控制器，所述第二控制器耦合到所述主功率转换器的所述输出，所述第二控制器被配置为响应于所述主功率转换器的所述输出而生成所述请求信号中的所述请求事件，所述第二控制器还被配置为生成第二驱动信号以控制所述输出整流器的开关；以及辅助转换器，所述辅助转换器耦合到所述主功率转换器的所述输出，并且被配置为生成为所述第二控制器提供运行电力的电源，所述电源响应于所述第二驱动信号而生成。
实施例20.根据实施例19所述的主功率转换器，所述辅助转换器包括：辅助开关，所述辅助开关耦合到所述主功率转换器的所述输出；定时电路，所述定时电路被耦合以从所述第二控制器接收所述第二驱动信号，所述定时电路被配置为响应于所述第二驱动信号而输出辅助驱动信号以控制所述辅助开关的开关；以及能量传递元件，所述能量传递元件耦合到所述辅助开关，其中所述能量传递元件将能量从所述主功率转换器的所述输出传递到所述第二控制器的所述电源。
实施例21.根据实施例19或20所述的主功率转换器，其中所述辅助开关包括双极结型晶体管(BJT)。
实施例22.根据实施例19至21中任何一个所述的主功率转换器，所述定时电路包括：电容器，所述电容器耦合到所述第二控制器以接收所述第二驱动信号；以及第一电阻器，所述第一电阻器耦合到所述电容器和所述辅助开关的控制端子，其中所述电容器和所述第一电阻器的时间常数决定所述辅助开关的导通时间。
实施例23.根据实施例19至22中任何一个所述的主功率转换器，所述定时电路还包括：第二电阻器，所述第二电阻器耦合到所述辅助开关的所述控制端子和所述主功率转换器的所述输出，其中所述电容器、所述第一电阻器和第二电阻器的时间常数决定所述电容器的重置时间。
实施例24.根据实施例19至23中任何一个所述的主功率转换器，所述辅助转换器还包括：第二二极管，所述第二二极管耦合到所述辅助转换器的所述能量传递元件和所述第二控制器的所述电源，所述第二二极管被配置为防止从所述第二控制器的所述电源到所述主功率转换器的所述输出的电流流动。
实施例25.一种耦合到主功率转换器的辅助转换器，包括：辅助开关，所述辅助开关耦合到所述辅助转换器的输入，其中所述辅助转换器的所述输入被耦合以接收由所述主功率转换器生成的电压；定时电路，所述定时电路被耦合以从所述主功率转换器的控制器接收控制信号，其中所述控制器调节所述主功率转换器的输出，所述定时电路被配置为响应于所述控制信号而输出辅助驱动信号以控制所述辅助开关的开关；以及能量传递元件，所述能量传递元件耦合到所述辅助开关，其中所述能量传递元件被配置为将能量从所述辅助转换器的所述输入传递到所述辅助转换器的输出，所述辅助转换器的所述输出为所述主功率转换器的所述控制器提供运行电力。
实施例26.根据实施例25所述的辅助转换器，其中所述辅助转换器的所述输入耦合到所述主功率转换器的输出侧，并且被耦合以接收由所述主功率转换器生成的输出电压。
实施例27.根据实施例25或26所述的辅助转换器，其中所述辅助转换器的所述输入耦合到所述主功率转换器的输入侧，并且被耦合以接收由所述主功率转换器生成的参考输入的电压。
实施例28.根据实施例25至27中任何一个所述的辅助转换器，其中所述定时电路电容性地耦合到所述控制器以生成所述辅助驱动信号。
实施例29.根据实施例25至28中任何一个所述的辅助转换器，其中所述定时电路直接耦合到所述控制器以生成所述辅助驱动信号。
实施例30.根据实施例25至29中任何一个所述的辅助转换器，其中所述辅助驱动信号被电平移位以驱动所述辅助开关。
实施例31.根据实施例25至30中任何一个所述的辅助转换器，其中，所述辅助驱动信号由所述主功率转换器的能量传递元件的绕组生成，所述主功率转换器的所述能量传递元件被配置为将能量从所述主功率转换器的输入传递到所述主功率转换器的所述输出。
实施例32.根据实施例25至31中任何一个所述的辅助转换器，其中所述主功率转换器的所述控制器耦合到所述主功率转换器的所述输入。
实施例33.根据实施例25至32中任何一个所述的辅助转换器，其中所述主功率转换器的所述控制器耦合到所述主功率转换器的所述输出。
实施例34.根据实施例25至33中任何一个所述的辅助转换器，其中所述辅助转换器是以根据所述主功率转换器的运行频率得到的频率运行的开环转换器。
实施例35.根据实施例25至24中任何一个所述的辅助转换器，其中所述辅助转换器是降压转换器。
实施例36.根据实施例25至35中任何一个所述的辅助转换器，其中所述辅助开关包括双极结型晶体管(BJT)。
实施例37.根据实施例25至36中任何一个所述的辅助转换器，其中所述辅助开关包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
实施例38.根据实施例25至37中任何一个所述的辅助转换器，其中所述能量传递元件包括电感器。
实施例39.根据实施例25至38中任何一个所述的辅助转换器，其中所述能量传递元件包括耦合电感器。
实施例40.根据实施例25至39中任何一个所述的辅助转换器，所述定时电路包括：电容器，所述电容器耦合到所述控制器；以及第一电阻器，所述第一电阻器耦合到所述电容器和所述辅助开关的控制端子，其中所述电容器和所述第一电阻器的时间常数决定所述辅助开关的导通时间。
实施例41.根据实施例25至40中任何一个所述的辅助转换器，还包括：第二电阻器，所述第二电阻器耦合到所述辅助开关的所述控制端子和所述辅助转换器的所述输入，其中所述电容器、所述第一电阻器和所述第二电阻器的时间常数决定所述电容器的重置时间。
实施例42.根据实施例25至41中任何一个所述的辅助转换器，还包括：第二辅助开关，所述第二辅助开关耦合到所述电容器和所述第一电阻器；第三电阻器，所述第三电阻器耦合到所述辅助转换器的所述输入和所述第二辅助开关；以及第四电阻器，所述第四电阻器耦合到所述第二辅助开关，其中所述第二辅助开关、第三电阻器和第四电阻器被配置为响应于所述辅助转换器的所述输入而减少所述电容器和所述第一电阻器之间的电压。
实施例43.根据实施例25至42中任何一个所述的辅助转换器，还包括：第一二极管，所述第一二极管耦合到所述辅助转换器的所述能量传递元件，以在所述辅助开关断开时为所述能量传递元件的电流提供路径。
实施例44.根据实施例25至43中任何一个所述的辅助转换器，还包括：第二二极管，所述第二二极管耦合到所述辅助转换器的所述能量传递元件和所述辅助转换器的所述输出，所述第二二极管被耦合以防止从所述辅助转换器的所述输出到所述辅助转换器的所述输入的电流流动。
实施例45.一种耦合到主功率转换器的辅助转换器，包括：辅助开关，所述辅助开关耦合到所述辅助转换器的输入，其中所述辅助转换器的所述输入被耦合以接收由所述主功率转换器生成的电压；定时电路，所述定时电路被耦合以从所述主功率转换器的控制器接收控制信号，其中所述控制器调节所述主功率转换器的输出，所述定时电路被配置为响应于所述控制信号而输出辅助驱动信号以控制所述辅助开关的开关；以及第一电阻器，所述第一电阻器耦合到所述辅助开关，所述第一电阻器被配置为将电流从所述辅助转换器的所述输入提供给所述辅助转换器的输出，其中所述辅助转换器的所述输出为所述主功率转换器的所述控制器提供运行电力。
实施例46.根据实施例45所述的辅助转换器，还包括：电容器，所述电容器耦合到所述第一电阻器；以及第二电阻器，所述第二电阻器耦合到所述第一电阻器，所述电容器和所述第一电阻器被配置为使提供给所述辅助转换器的所述输出的电流平滑。

Claims (46)

1.一种耦合到主功率转换器的输出的辅助转换器，包括：
辅助开关，所述辅助开关耦合到所述主功率转换器的所述输出；
定时电路，所述定时电路被耦合以从所述主功率转换器的控制器接收控制信号，其中所述控制器调节所述主功率转换器的所述输出，所述定时电路被配置为响应于所述控制信号而输出辅助驱动信号以控制所述辅助开关的开关；以及
能量传递元件，所述能量传递元件耦合到所述辅助开关，其中所述能量传递元件被配置为将能量从所述主功率转换器的所述输出传递到所述控制器的电源，所述电源为所述主功率转换器的所述控制器提供运行电力。
2.根据权利要求1所述的辅助转换器，其中所述定时电路电容性地耦合到所述控制器以生成所述辅助驱动信号。
3.根据权利要求1所述的辅助转换器，其中所述定时电路直接耦合到所述控制器以生成所述辅助驱动信号。
4.根据权利要求1所述的辅助转换器，其中所述辅助驱动信号被电平移位以驱动所述辅助开关。
5.根据权利要求1所述的辅助转换器，其中所述辅助驱动信号由所述主功率转换器的能量传递元件的绕组生成，所述主功率转换器的所述能量传递元件被配置为将能量从所述主功率转换器的输入传递到所述主功率转换器的输出。
6.根据权利要求1所述的辅助转换器，其中所述主功率转换器的所述控制器耦合到所述主功率转换器的输入。
7.根据权利要求1所述的辅助转换器，其中所述主功率转换器的所述控制器耦合到所述主功率转换器的所述输出。
8.根据权利要求1所述的辅助转换器，其中所述辅助转换器是以根据所述主功率转换器的运行频率得到的频率运行的开环转换器。
9.根据权利要求1所述的辅助转换器，其中所述辅助转换器是降压转换器。
10.根据权利要求1所述的辅助转换器，其中所述辅助开关包括双极结型晶体管(BJT)。
11.根据权利要求1所述的辅助转换器，其中所述辅助开关包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
12.根据权利要求1所述的辅助转换器，其中所述辅助转换器的所述能量传递元件包括电感器。
13.根据权利要求1所述的辅助转换器，其中所述辅助转换器的所述能量传递元件包括耦合电感器。
14.根据权利要求1所述的辅助转换器，所述定时电路包括：
电容器，所述电容器耦合到所述控制器；以及
第一电阻器，所述第一电阻器耦合到所述电容器和所述辅助开关的控制端子，其中所述电容器和所述第一电阻器的时间常数决定所述辅助开关的导通时间。
15.根据权利要求14所述的辅助转换器，还包括：
第二电阻器，所述第二电阻器耦合到所述辅助开关的所述控制端子和所述主功率转换器的所述输出，其中所述电容器、所述第一电阻器和所述第二电阻器的时间常数决定所述电容器的重置时间。
16.根据权利要求14所述的辅助转换器，还包括：
第二辅助开关，所述第二辅助开关耦合到所述电容器和所述第一电阻器；
第三电阻器，所述第三电阻器耦合到所述主功率转换器的所述输出和所述第二辅助开关；以及
第四电阻器，所述第四电阻器耦合到所述第二辅助开关，其中所述第二辅助开关、第三电阻器和第四电阻器被配置为响应于所述主功率转换器的所述输出而改变所述电容器和所述第一电阻器之间的电压。
17.根据权利要求1所述的辅助转换器，还包括：
第一二极管，所述第一二极管耦合到所述辅助转换器的所述能量传递元件，以在所述辅助开关断开时为所述能量传递元件的电流提供路径。
18.根据权利要求1所述的辅助转换器，还包括：
第二二极管，所述第二二极管耦合到所述辅助转换器的所述能量传递元件和所述控制器的所述电源，所述第二二极管被耦合以防止从所述电源到所述主功率转换器的所述输出的电流流动。
19.一种主功率转换器，包括：
能量传递元件，所述能量传递元件耦合在所述主功率转换器的输入和所述主功率转换器的输出之间；
功率开关，所述功率开关耦合到所述能量传递元件；
第一控制器，所述第一控制器耦合到所述主功率转换器的所述输入，所述第一控制器被配置为生成第一驱动信号以控制所述功率开关的开关，以在所述主功率转换器的所述输入和所述输出之间传递能量，所述第一控制器被配置为接收请求信号并且响应于所述请求信号中的请求事件而生成所述第一驱动信号；
输出整流器，所述输出整流器耦合到所述能量传递元件；
第二控制器，所述第二控制器耦合到所述主功率转换器的所述输出，所述第二控制器被配置为响应于所述主功率转换器的所述输出而生成所述请求信号中的所述请求事件，所述第二控制器还被配置为生成第二驱动信号以控制所述输出整流器的开关；以及
辅助转换器，所述辅助转换器耦合到所述主功率转换器的所述输出，并且被配置为生成为所述第二控制器提供运行电力的电源，所述电源响应于所述第二驱动信号而生成。
20.根据权利要求19所述的主功率转换器，所述辅助转换器包括：
辅助开关，所述辅助开关耦合到所述主功率转换器的所述输出；
定时电路，所述定时电路被耦合以从所述第二控制器接收所述第二驱动信号，所述定时电路被配置为响应于所述第二驱动信号而输出辅助驱动信号以控制所述辅助开关的开关；以及
能量传递元件，所述能量传递元件耦合到所述辅助开关，其中所述能量传递元件将能量从所述主功率转换器的所述输出传递到所述第二控制器的所述电源。
21.根据权利要求20所述的主功率转换器，其中所述辅助开关包括双极结型晶体管(BJT)。
22.根据权利要求21所述的主功率转换器，所述定时电路包括：
电容器，所述电容器耦合到所述第二控制器以接收所述第二驱动信号；以及
第一电阻器，所述第一电阻器耦合到所述电容器和所述辅助开关的控制端子，其中所述电容器和所述第一电阻器的时间常数决定所述辅助开关的导通时间。
23.根据权利要求22所述的主功率转换器，所述定时电路还包括：
第二电阻器，所述第二电阻器耦合到所述辅助开关的所述控制端子和所述主功率转换器的所述输出，其中所述电容器、所述第一电阻器和第二电阻器的时间常数决定所述电容器的重置时间。
24.根据权利要求19所述的主功率转换器，所述辅助转换器还包括：
第二二极管，所述第二二极管耦合到所述辅助转换器的所述能量传递元件和所述第二控制器的所述电源，所述第二二极管被配置为防止从所述第二控制器的所述电源到所述主功率转换器的所述输出的电流流动。
25.一种耦合到主功率转换器的辅助转换器，包括：
辅助开关，所述辅助开关耦合到所述辅助转换器的输入，其中所述辅助转换器的所述输入被耦合以接收由所述主功率转换器生成的电压；
定时电路，所述定时电路被耦合以从所述主功率转换器的控制器接收控制信号，其中所述控制器调节所述主功率转换器的输出，所述定时电路被配置为响应于所述控制信号而输出辅助驱动信号以控制所述辅助开关的开关；以及
能量传递元件，所述能量传递元件耦合到所述辅助开关，其中所述能量传递元件被配置为将能量从所述辅助转换器的所述输入传递到所述辅助转换器的输出，所述辅助转换器的所述输出为所述主功率转换器的所述控制器提供运行电力。
26.根据权利要求25所述的辅助转换器，其中所述辅助转换器的所述输入耦合到所述主功率转换器的输出侧，并且被耦合以接收由所述主功率转换器生成的输出电压。
27.根据权利要求25所述的辅助转换器，其中所述辅助转换器的所述输入耦合到所述主功率转换器的输入侧，并且被耦合以接收由所述主功率转换器生成的参考输入的电压。
28.根据权利要求25所述的辅助转换器，其中所述定时电路电容性地耦合到所述控制器以生成所述辅助驱动信号。
29.根据权利要求25所述的辅助转换器，其中所述定时电路直接耦合到所述控制器以生成所述辅助驱动信号。
30.根据权利要求25所述的辅助转换器，其中所述辅助驱动信号被电平移位以驱动所述辅助开关。
31.根据权利要求25所述的辅助转换器，其中，所述辅助驱动信号由所述主功率转换器的能量传递元件的绕组生成，所述主功率转换器的所述能量传递元件被配置为将能量从所述主功率转换器的输入传递到所述主功率转换器的所述输出。
32.根据权利要求25所述的辅助转换器，其中所述主功率转换器的所述控制器耦合到所述主功率转换器的所述输入。
33.根据权利要求25所述的辅助转换器，其中所述主功率转换器的所述控制器耦合到所述主功率转换器的所述输出。
34.根据权利要求25所述的辅助转换器，其中所述辅助转换器是以根据所述主功率转换器的运行频率得到的频率运行的开环转换器。
35.根据权利要求25所述的辅助转换器，其中所述辅助转换器是降压转换器。
36.根据权利要求25所述的辅助转换器，其中所述辅助开关包括双极结型晶体管(BJT)。
37.根据权利要求25所述的辅助转换器，其中所述辅助开关包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
38.根据权利要求25所述的辅助转换器，其中所述能量传递元件包括电感器。
39.根据权利要求25所述的辅助转换器，其中所述能量传递元件包括耦合电感器。
40.根据权利要求25所述的辅助转换器，所述定时电路包括：
电容器，所述电容器耦合到所述控制器；以及
第一电阻器，所述第一电阻器耦合到所述电容器和所述辅助开关的控制端子，其中所述电容器和所述第一电阻器的时间常数决定所述辅助开关的导通时间。
41.根据权利要求40所述的辅助转换器，还包括：
第二电阻器，所述第二电阻器耦合到所述辅助开关的所述控制端子和所述辅助转换器的所述输入，其中所述电容器、所述第一电阻器和所述第二电阻器的时间常数决定所述电容器的重置时间。
42.根据权利要求40所述的辅助转换器，还包括：
第二辅助开关，所述第二辅助开关耦合到所述电容器和所述第一电阻器；
第三电阻器，所述第三电阻器耦合到所述辅助转换器的所述输入和所述第二辅助开关；以及
第四电阻器，所述第四电阻器耦合到所述第二辅助开关，其中所述第二辅助开关、第三电阻器和第四电阻器被配置为响应于所述辅助转换器的所述输入而改变所述电容器和所述第一电阻器之间的电压。
43.根据权利要求25所述的辅助转换器，还包括：
第一二极管，所述第一二极管耦合到所述辅助转换器的所述能量传递元件，以在所述辅助开关断开时为所述能量传递元件的电流提供路径。
44.根据权利要求25所述的辅助转换器，还包括：
第二二极管，所述第二二极管耦合到所述辅助转换器的所述能量传递元件和所述辅助转换器的所述输出，所述第二二极管被耦合以防止从所述辅助转换器的所述输出到所述辅助转换器的所述输入的电流流动。
45.一种耦合到主功率转换器的辅助转换器，包括：
辅助开关，所述辅助开关耦合到所述辅助转换器的输入，其中所述辅助转换器的所述输入被耦合以接收由所述主功率转换器生成的电压；
定时电路，所述定时电路被耦合以从所述主功率转换器的控制器接收控制信号，其中所述控制器调节所述主功率转换器的输出，所述定时电路被配置为响应于所述控制信号而输出辅助驱动信号以控制所述辅助开关的开关；以及
第一电阻器，所述第一电阻器耦合到所述辅助开关，所述第一电阻器被配置为将电流从所述辅助转换器的所述输入提供给所述辅助转换器的输出，其中所述辅助转换器的所述输出为所述主功率转换器的所述控制器提供运行电力。
46.根据权利要求45所述的辅助转换器，还包括：
电容器，所述电容器耦合到所述第一电阻器；以及
第二电阻器，所述第二电阻器耦合到所述第一电阻器，所述电容器和所述第一电阻器被配置为使提供给所述辅助转换器的所述输出的电流平滑。
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