CN113302829B - 有源钳位电路 - Google Patents

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Abstract

一种有源钳位电路，包括：有源钳位开关，所述有源钳位开关具有漏极节点和源极节点；有源钳位电容器，所述有源钳位电容器与所述有源钳位开关以串联组合进行耦合；延迟电路；以及有源钳位控制器电路，所述有源钳位控制器电路耦合到所述有源钳位开关和所述延迟电路。所述有源钳位控制器电路被配置为i)接收基于跨所述有源钳位开关的所述漏极节点和所述源极节点产生的电压的有源钳位开关电压，ii)基于所述有源钳位开关电压的电压幅值而启用所述有源钳位开关，以及iii)基于由所述延迟电路产生的延迟信号而禁用所述有源钳位开关。

Description

有源钳位电路
相关申请
本申请要求于2019年10月28日提交且名为“Active Clamp Circuit”的美国专利申请号16/665,237的权益，所述专利申请是2019年1月14日提交的名为“Active ClampCircuit”且作为美国专利号10,461,626发布的美国专利申请号16/247,227的连续申请；这些申请全部以引用的方式整体并入本文。
背景技术
开关式电源(SMPS)是现代电子装置中的电源管理部件。它们尤其为多个负载提供高效且电流隔离的电源。为了实现高功率处理效率和/或电流隔离，常规上需要一个或多个磁耦合元件、半导体开关和相关联的栅极驱动器电路。
磁耦合元件经常遭遇意义非凡的漏电感现象，这使得对价格合理的用于控制半导体开关的峰值漏极-源极电压的电压缓冲电路的需求成为必需。由于SMPS的价格敏感特性，缓冲电路常规上受限于具有成本效益的无源的且有功率损耗的电阻器-电容器-二极管(RCD)配置。
发明内容
在一些实施方案中，一种有源钳位电路包括：有源钳位开关，所述有源钳位开关具有漏极节点和源极节点；有源钳位电容器，所述有源钳位电容器与所述有源钳位开关以串联组合进行耦合；延迟电路；以及有源钳位控制器电路。所述有源钳位控制器电路耦合到所述有源钳位开关和所述延迟电路。所述有源钳位控制器电路被配置为i)接收基于跨所述有源钳位开关的所述漏极节点和所述源极节点产生的电压的有源钳位开关电压，ii)基于所述有源钳位开关电压的电压幅值而启用所述有源钳位开关，以及iii)基于由所述延迟电路产生的延迟信号而禁用所述有源钳位开关。
在一些实施方案中，一种功率转换器包括变压器，所述变压器具有初级绕组和次级绕组。所述初级绕组的第一绕组节点被配置为耦合到电压源以接收输入电压。所述次级绕组被配置为耦合到负载以从所述输入电压提供输出电压。所述功率转换器包括有源钳位电路和主开关，所述主开关耦合到所述初级绕组的第二绕组节点以控制通过所述初级绕组的电流。所述有源钳位电路包括：有源钳位开关，所述有源钳位开关具有漏极节点和源极节点；有源钳位电容器，所述有源钳位电容器与所述有源钳位开关以串联电路组合进行耦合；延迟电路；以及有源钳位控制器电路。所述有源钳位控制器电路耦合到所述有源钳位开关和所述延迟电路。所述有源钳位控制器电路被配置为i)接收基于跨所述有源钳位开关的所述漏极节点和所述源极节点产生的电压的有源钳位开关电压，ii)基于所述有源钳位开关电压的电压幅值而启用所述有源钳位开关，以及iii)基于由所述延迟电路产生的延迟信号而禁用所述有源钳位开关。
附图说明
图1是常规功率转换器的简化电路示意图。
图2是根据一些实施方案的功率转换器的简化电路示意图。
图3是根据一些实施方案的例如用于图2所示的功率转换器中的低成本型自驱动有源钳位电路的简化电路示意图。
图4示出了根据一些实施方案的与图3所示的低成本型自驱动有源钳位电路相关的信号的简化曲线图。
图5至图6是根据一些实施方案的用于使用图3所示的自驱动有源钳位电路来对图2所示的功率转换器的主开关的电压进行钳位的过程的各部分。
具体实施方式
本文描述的一些实施方案提供了用于功率转换器中的低成本型自驱动有源钳位电路和自驱动有源钳位方法，所述功率转换器使用变压器将输入电压转换为输出电压。在一些实施方案中，本文描述的自驱动有源钳位电路代替了常规功率转换器的电阻器-电容器-二极管(RCD)缓冲电路的二极管，从而有利地将常规功率转换器转换为具有自驱动有源钳位的功率转换器，而无需改变功率转换器的其他控制电路(诸如初级侧电源管理集成电路，或次级侧同步开关控制器集成电路)。在其他实施方案中，自驱动有源钳位电路被集成到功率转换器的初始设计中。在任一实施方案中，与常规的解决方案相比较，功率转换器的控制被有利地简化。
在对功率损耗和热量产生敏感的系统中，有损部件中呈热量形式的耗散是不合适的。因此，在系统内使用有源钳位配置来回收能量为减小系统形状因数和提高功率效率提供了机会。另外地，对开关电源晶体管的最大漏极-源极电压进行钳位允许提高装置可靠性，并且允许使用具有改进的品质因数(FOM)的功率晶体管。改进的FOM使得SMPS能够以更高的开关频率操作，同时维持高功率处理效率。另外，对开关电源晶体管的最大漏极-源极电压进行钳位允许降低SMPS电抗部件的尺寸和成本。
与RCD缓冲电路相比较，自驱动有源钳位电路通过回收存储在变压器的漏电感中的能量，有利地提高了功率转换器的功率处理效率。根据一些实施方案，自驱动有源钳位电路对功率转换器的主开关的初级侧峰值电压进行钳位，这使得功率转换器能够利用具有较低额定电压的初级侧和/或次级侧开关，从而带来在开关导通和/或开关期间降低的功率损耗。
在一些实施方案中，自驱动有源钳位电路基于参考电压与跨有源钳位开关的漏极节点和源极节点产生的电压之间的比较，或所述电压的衰减表示而启用有源钳位开关。在此类实施方案中，自驱动有源钳位电路在延迟到期时禁用有源钳位开关。响应于有源钳位开关被启用而启动延迟。在此类实施方案中，可有利地使用低成本电压比较放大器来实现有源钳位电路。另外地，与常规的有源钳位解决方案相比较，可有利地减少自驱动有源钳位电路的接通时间，因为有源钳位开关不需要与主开关接通时间一致。因此，与用于常规的钳位电路中的有源钳位电容器相比较，可利用更小的有源钳位电容器，因为有源钳位电路的谐振周期更短。由于有源钳位电容器是高压部件，因此使用较小的电容可带来显著的成本降低的益处。
图1是常规的功率转换器(“转换器”)100的简化电路示意图。已经从图1中省略了转换器100的一些元件以简化对转换器100的描述，但是应理解为存在所述元件。在转换器100处接收电压源V输入’。V输入'可作为交流电(AC)或直流电(DC)提供。转换器100的输入侧通常包括输入电压滤波器块122、整流器块116(在AC输入的情况下)、输入电压缓冲电容器C1、RCD缓冲电路块114(其包括电容器C2、电阻器R1和二极管D1)、由脉冲宽度调制(PWM)信号PWMM1’驱动的主开关M1’以及主开关控制器电路(“控制器”)118。输入电压滤波器块122、整流器块116和输入缓冲电容器C1将经滤波、缓冲、整流或以其他方式调节的输入电压V输入提供给变压器102。
变压器102将功率从转换器100的输入侧传递到转换器100的输出侧，并且通常包括具有第一节点108和第二节点110的初级绕组104以及次级绕组106。转换器100的输出侧通常包括输出缓冲电路112、同步整流器开关M2’、同步整流器开关控制器电路(“控制器”)120以及负载RL’。
第一节点108接收V输入。第二节点110耦合到主开关M1'的漏极节点。在转换器100的开关循环的第一部分期间，主开关M1’控制通过初级绕组104的电流以对变压器102的磁化电感LM105充电。在开关循环的后续部分期间，同步整流器开关M2’控制流过次级绕组106的电流以使变压器102放电到输出缓冲电路112和负载中。
当在开关循环的第一部分期间通过控制器118启用主开关M1’时，电流通过初级绕组104流动到电压偏置节点，诸如接地端。流过初级绕组104的电流使能量存储在变压器102的磁化电感LM105和漏电感LL(未示出)中。当在开关循环的后续部分中禁用主开关M1’时，在输出缓冲电路112处产生输出电压V输出并且将所述输出电压提供给负载RL’。当主开关M1’断开时，在主开关M1’的处于第二节点110的漏极节点处产生反射电压(nV输出)。反射电压nV输出对主开关M1’的处于第二节点110处的漏极-源极电压VdsM1的贡献被表述为：
VdsM1＝V输入+nV输出 (等式1)
其中n是变压器102的匝数比。存储在变压器102的漏电感LL中的能量也对第二节点110处产生的电压VdsM1做出贡献。
RCD缓冲电路114防止电压VdsM1升高到损坏主开关M1’的水平。随着VdsM1升高，二极管D1变为正向偏置，并且电流流入电容器C2和电阻器R1中以耗散能量，从而将VdsM1钳位到在主开关M1’的安全操作范围内的水平。然而，在对功率损耗和热量产生敏感的系统中，有损部件(例如，电阻器R1)中呈热量形式的耗散是不合适的。为了进一步提高转换器100的效率，可用由有源钳位驱动信号驱动的有源驱动钳位开关来代替二极管D1。然而，常规的有源钳位电路需要来自控制器118的控制信号或其他同步手段。因此，使用控制器118的尚未被配置为支持常规有源钳位的转换器100无法被容易地改造来实现有源钳位。
图2是根据一些实施方案的具有自驱动有源钳位电路214的功率转换器(“转换器”)200的简化电路示意图。已经从图2中省略了转换器200的一些元件以简化对转换器200的描述，但是应理解为存在所述元件。转换器200的一些元件类似于转换器100的元件(例如，主开关M1类似于主开关M1’)。然而，在所示的实施方案中，转换器100的缓冲电路114的全部或一部分(例如，二极管D1)已经用自驱动有源钳位电路(“有源钳位电路”)214代替。在一些实施方案中，可有利地从有源钳位电路214中省略常规RCD 114的电阻器R1，从而提供进一步的节省成本和功率效率的提高。一般而言，转换器200包括被配置为接收输入电压的输入侧，以及被配置为从输入电压提供输出电压的输出侧，所述输入侧通过变压器202耦合到输出侧。变压器202将功率从转换器200的输入侧传递到转换器200的输出侧，并且通常包括初级绕组204以及次级绕组206。初级绕组204包括第一绕组节点208和第二绕组节点210。转换器200的输入侧通常包括输入滤波器块222、整流器块216、输入电压缓冲电容器C1、主开关M1、自驱动有源钳位电路(“有源钳位电路”)214以及主开关控制器218。变压器202的磁化电感LM被示出为绕组205。类似于参考图1的节点108和节点110所描述，节点208接收输入电压V输入并且节点210接收主开关M1的漏极-源极电压VdsM1。
转换器200的输出侧通常包括输出缓冲器212、同步整流器开关M2、同步整流器开关控制器电路(“控制器”)220以及负载RL。如所示，自驱动有源钳位电路214连接在节点208与节点210之间。在一些实施方案中，主开关M1和/或同步整流器开关M2中的一者或两者是场效应晶体管(FET)，所述场效应晶体管各自具有漏极节点、源极节点和栅极节点以控制漏极节点与源极节点之间的电流的传导。在其他实施方案中，同步整流器开关M2用二极管代替。
有利地，在一些实施方案中，有源钳位电路214可代替转换器100的缓冲电路114而不用对转换器100进行显著的修改(例如，所述有源钳位电路不需要来自控制器218、220的控制信号或其他同步信号)。因此，在此类实施方案中，可用执行有源钳位的自驱动有源钳位电路214对制造有类似于缓冲电路114的缓冲电路的转换器100进行改造。例如，在一些实施方案中，常规的缓冲电路114的二极管D1可用自驱动有源钳位电路214代替。在其他实施方案中，转换器200可被设计和/或制造为包括自驱动有源钳位电路214。在此类实施方案中，与常规的解决方案相比较，转换器200的控制被有利地简化。
图3是根据一些实施方案的参考图2介绍的转换器200的自驱动有源钳位电路214的简化电路示意图。已经从图3中省略了自驱动有源钳位电路214的一些元件以简化对自驱动有源钳位电路214的描述，但是应理解为存在所述元件。
有源钳位电路214防止电压VdsM1升高到损坏主开关M1的水平。有源钳位电路214通常包括有源钳位电容器C3、有源钳位开关M3、延迟电路302、有源钳位控制器电路304、栅极驱动器电路306以及分压器电路313。延迟电路302通常包括电阻器R4、R5、R6，电容器C4以及电压比较电路310。有源钳位控制器电路304通常包括电压比较电路316和逻辑电路318。在一些实施方案中，有源钳位控制器电路304包括参考电压源312(例如，带隙)。在其他实施方案中，参考电压源312是在有源钳位控制器电路304的外部。在所示的实施方案中，分压器电路313包括电阻器R2、R3。在其他实施方案中，分压器电路313包括适合于基于输入电压而产生衰减电压的其他或额外的电路部件。有源钳位开关M3包括体二极管、漏极节点(‘D’)、源极节点(‘S’)以及栅极节点(‘G’)(即，开关控制节点)。
有源钳位电容器C3与有源钳位开关M3连接成串联电路组合。有源钳位控制器电路304通过栅极驱动器电路306耦合到有源钳位开关M3的栅极节点G。栅极驱动器电路306耦合到偏置电压Vcc和节点210以接收干线电压。有源钳位控制器电路304被配置为在节点308处接收有源钳位开关电压(Vac)307。有源钳位开关电压307是基于跨有源钳位开关M3的漏极节点D和源极节点S产生的电压(VdsM3)。有源钳位控制器电路304基于有源钳位开关电压307的电压幅值而启用(即，接通)有源钳位开关M3，并且基于由延迟电路302产生的延迟信号305在时间延迟到期时禁用(即，断开)有源钳位开关M3。由延迟电路302提供的时间延迟响应于有源钳位开关M3被启用而启动，并且在延迟的持续时间已经过去之后到期。在接收到延迟信号305之后，有源钳位控制器电路304禁用有源钳位开关M3。
有源钳位开关电压(Vac)307由分压器电路313产生，所述分压器电路313直接跨有源钳位开关M3的漏极节点D和源极节点S进行连接，以接收有源钳位开关M3的漏极-源极电压VdsM3。在一些实施方案中，分压器电路313包括电阻器R2和R3的串联组合。在此类实施方案中，电阻器R2的第一端子直接连接到有源钳位开关M3的漏极节点D，电阻器R2的第二端子耦合到电阻器R3的第一端子，并且电阻器R3的第二端子直接连接到有源钳位开关M3的源极节点S。
参考电压源312产生参考电压314。电压比较电路(例如，比较器)316在负端子(‘-’)处从节点308接收有源钳位开关电压307并且在正端子(‘+’)处接收参考电压314。电压比较电路316基于有源钳位开关电压307与参考电压314的比较而产生电压比较信号(V比较)317。在此类实施方案中，当有源钳位开关电压307小于参考电压314时启用有源钳位开关M3。
逻辑电路318包括置位-复位(SR)锁存电路。逻辑电路318的SR锁存电路的置位端子被配置为接收电压比较信号317。响应于在置位端子处接收到电压比较信号317的正沿，逻辑电路318发出处于第一电平(例如，断言电平)的脉冲宽度调制(PWM)信号319(即，有源钳位开关控制信号PWMM3)以启用有源钳位开关M3。
在转换器200的轻负载操作期间，漏极-源极电压可比非轻负载操作期间低几百伏。有利地，除了充当分压器之外，电阻器R2、R3的串联组合还实现了有源钳位电路214的低功率模式。也就是说，在置位端子处的电压比较信号317被断言之前，漏极-源极电压VdsM3必须上升到足够大的电平。
逻辑电路318的SR锁存电路的复位端子被配置为接收延迟信号305。响应于在复位端子处接收到延迟信号305，逻辑电路318发出处于第二电平(例如，解除断言电平)的PWMM3信号319以禁用有源钳位开关M3。此外，逻辑电路318被配置为在上电复位(POR)端子处从节点320接收POR信号，并且被配置为在过温保护(OTP)端子处从节点322接收OTP信号。逻辑电路318被配置为响应于接收到POR或OTP信号中的任一者而禁用有源钳位开关M3。在一些实施方案中，POR信号由POR电路(未示出)产生并且OTP信号由OTP电路(未示出)产生。被配置为产生POR和OTP信号的电路是本领域的普通技术人员所理解的。
延迟电路302包括串联电阻器R4、R5的电阻器分压器电路，所述电阻器分压器电路被配置为在第一端子处接收偏置电压Vcc，并且在第二端子处从有源钳位开关M3的源极节点接收电压Vs。电阻器分压器电路R4、R5产生延迟阈值电压(V阈值)309，所述延迟阈值电压309在电压比较电路310的负端子(‘-’)处接收。电容器C4和电阻器R6的电阻器-电容器(RC)电路接收PWMM3信号319，并且在电容器C4通过PWMM3信号319充电时产生斜坡信号(VRC)311。电压比较电路310在正端子(‘+’)处接收斜坡信号311并且将斜坡信号311与延迟阈值电压309进行比较。当斜坡信号311等于或大于延迟阈值电压309时，电压比较电路310发出延迟信号305。因此，基于对电阻器R4、R5、R6和电容器C4的值的选择而配置由延迟电路302提供的延迟的持续时间。延迟信号305在逻辑电路318的复位端子处接收，并且作为响应，逻辑电路318通过发出如前所述的处于第二电平的PWMM3信号319来禁用有源钳位开关M3。
栅极驱动器电路306驱动(即，启用和禁用)有源钳位开关M3。在一些实施方案中，有源钳位开关M3是电流双向二象限开关。有源钳位开关M3的栅极节点G控制漏极节点D与源极节点S之间的电流的传导。有源钳位开关M3的漏极节点D和源极节点S与有源钳位电容器C3形成串联电路组合。在一些实施方案中，有源钳位开关M3包括不同于体二极管的二极管，所述二极管被配置为当二极管被正向偏置时(例如，当跨有源钳位开关M3的源极和漏极产生足够的电压时)使电流在源极节点S与漏极节点D之间(在第一电流方向上)通过。当有源钳位开关M3的栅极节点G由开关控制信号驱动时，有源钳位开关M3中双向上有电流通过(例如，在第一电流方向，和/或第二电流方向上)。在第一电流方向上，电流从初级绕组204流过有源钳位开关M3，并且流入有源钳位电容器C3中。在第二电流方向上，电流从有源钳位电容器C3流过有源钳位开关M3，并且流入初级绕组204中。
在开关循环的主开关M1和有源钳位开关M3都断开的一部分期间，有源钳位开关电流isd从初级绕组204通过有源钳位开关M3的体二极管流动到有源钳位电容器C3。在开关循环的主开关M1断开而有源钳位开关M3接通的后续部分期间，电流isd在有源钳位电容器C3、磁化电感LM和转换器200的其他预期或寄生电抗元件之间振荡。
图4提供了根据一些实施方案的简化示例曲线图402、404、406、408和410，所述示例曲线图示出了在整个时间窗口内转换器200的信号(包括有源钳位电路214的那些信号)之间的关系。曲线图402示出了主开关M1在整个时间窗口内的全范围电压漏极-源极电压(VdsM1)。曲线图404示出了节点308处的有源钳位开关电压(Vac)307。随着主开关M1的漏极节点处的电压VdsM1的上升，有源钳位开关电压(Vac)将对应地下降(即，如相对于有源钳位开关M3的漏极节点D所测量)。当有源钳位开关电压(Vac)307下降到小于参考电压314(如虚线V参考所示)的电压电平时，电压比较电路316对逻辑电路318的SR锁存电路的置位输入断言上升沿，如曲线图406所示。作为响应，如曲线图410所示，逻辑电路318发出断言的PWMM3信号，从而启用有源钳位开关M3并且将节点210处的电压VdsM1钳位(即，限制)到在主开关M1的安全操作范围内的最大电压。例如，在一些实施方案中，最大电压是小于主开关M1的最大操作电压的电压。
断言的PWMM3信号还启动了延迟电路302的时间延迟。曲线图408示出了响应于断言的PWMM3信号而上升的斜坡信号(VRC)311。当斜坡信号(VRC)311等于或大于延迟阈值电压(V阈值)309时，延迟电路302对逻辑电路318的SR锁存电路的复位输入断言上升沿，如曲线图406所示。作为响应，如曲线图410所示，逻辑电路318发出解除断言的PWMM3信号，从而禁用有源钳位开关M3。
图5是根据一些实施方案的用于对功率转换器(例如，转换器200)的主开关的电压进行钳位的示例过程500的一部分。仅出于说明性和解释性目的示出了特定步骤、步骤次序和步骤组合。其他实施方案可实施不同的特定步骤、步骤次序和步骤组合，以实现类似的功能或结果。在步骤502处，在功率转换器(200)的变压器(202)的初级绕组(204)处接收输入电压。在步骤504处，使用功率转换器(200)的主开关(M1)来控制通过初级绕组(204)的电流。在步骤506处，使用有源钳位电路(214)的有源钳位开关(M3)来将主开关(即，在第二节点210处)的电压钳位到最大电压。基于跨有源钳位开关(M3)产生的有源钳位开关电压(Vac)而启用有源钳位开关(M3)，并且基于延迟电路(302)而禁用有源钳位开关(M3)。
根据一些实施方案，在图6中呈现了步骤506的细节。仅出于说明性和解释性目的示出了特定步骤、步骤次序和步骤组合。其他实施方案可实施不同的特定步骤、步骤次序和步骤组合，以实现类似的功能或结果。
在步骤602处，在有源钳位电路(214)的有源钳位控制器电路(304)处接收有源钳位开关电压(Vac)。在步骤604处，确定有源钳位开关电压(307)是否小于参考电压(314)。如果有源钳位开关电压(307)不小于参考电压(314)，则流程返回到步骤602。有利地，如果有源钳位开关M3电压VdsM3从未升高到高于参考电压(314)(例如，在功率转换器200的轻负载操作期间)，则处理流程将保持在步骤602处。如果在步骤604处确定有源钳位开关电压(307)小于参考电压(314)，则流程继续进行到步骤606。在步骤606处，启用有源钳位开关(M3)。当有源钳位开关(M3)被启用时，有源钳位电路(214)对功率转换器(200)的主开关(M1)的电压进行钳位(即，限制)。在步骤608处，响应于有源钳位开关(M3)被启用，启动有源钳位电路214的延迟电路(302)处的延迟。在610处，确定在步骤608处启动的延迟是否已经到期。如果延迟尚未到期，则流程保持在步骤610处。如果在步骤610处确定延迟已经到期，则流程继续进行到步骤612。在步骤612处，禁用有源钳位开关(M3)。当有源钳位开关(M3)被禁用时，有源钳位电路(214)不再对功率转换器(200)的主开关(M1)的电压进行钳位。
已详细参考了所公开的本发明的实施方案，在附图中已示出所述实施方案的一个或多个实例。每个实例均以解释本技术而非限制本技术的方式提供。事实上，尽管已相对于本发明的具体实施方案详细描述了本说明书，但是将了解的是，本领域技术人员在理解前述内容之后可容易地构想出这些实施方案的更改、变化和等同物。例如，被示出或描述为一个实施方案的一部分的特征可与另一个实施方案一起使用以产生又一个另外的实施方案。因此，本主题意图涵盖所附权利要求及其等同物的范围内的所有此类修改和变化。在不脱离本发明的范围的情况下，本领域的普通技术人员可对本发明进行这些和其他修改和改变，本发明的范围在所附权利要求中更具体地进行阐述。另外，本领域的普通技术人员将了解，前述描述仅是示例性的，并且不意图限制本发明。

Claims (55)

1.一种方法，所述方法包括：
在有源钳位控制器电路处接收基于跨有源钳位开关的漏极节点和源极节点产生的电压的有源钳位开关电压，所述有源钳位开关与有源钳位电容器以串联组合进行耦合；
在所述有源钳位控制器电路处基于所述有源钳位开关电压的电压幅值而产生有源钳位开关控制信号；
在栅极驱动器电路处和延迟电路处同时接收所述有源钳位开关控制信号；
由所述栅极驱动器电路响应于接收到所述有源钳位开关控制信号而启用所述有源钳位开关；
由所述延迟电路基于与所述有源钳位开关的开关频率成反比的持续时间而产生延迟信号；以及
由所述有源钳位控制器电路使用所述栅极驱动器电路响应于接收到由所述延迟电路产生的所述延迟信号而禁用所述有源钳位开关。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
响应于所述有源钳位开关被启用而启动所述延迟电路的延迟；以及
在所述延迟的所述持续时间已经过去之后，由所述延迟电路产生所述延迟信号。
3.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
由分压器电路基于跨所述有源钳位开关的所述漏极节点和所述源极节点产生的所述电压而产生所述有源钳位开关电压；以及
在所述有源钳位控制器电路处从所述分压器电路接收所述有源钳位开关电压。
4.如权利要求3所述的方法，所述方法还包括：
由所述有源钳位控制器电路的电压比较电路接收所述有源钳位开关电压；
由所述电压比较电路接收参考电压；
由所述电压比较电路基于所述有源钳位开关电压与所述参考电压的比较而产生电压比较信号；以及
由所述有源钳位控制器电路使用所述栅极驱动器电路基于所述电压比较信号而启用所述有源钳位开关。
5.如权利要求4所述的方法，所述方法还包括：
在所述有源钳位控制器电路的锁存电路处接收所述电压比较信号；
由所述锁存电路使用所述栅极驱动器电路响应于接收到所述电压比较信号而启用所述有源钳位开关；
在所述锁存电路处接收由所述延迟电路产生的所述延迟信号；以及
由所述锁存电路使用所述栅极驱动器电路响应于接收到所述延迟信号而禁用所述有源钳位开关。
6.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
由所述延迟电路基于偏置电压以及来自所述有源钳位开关的所述源极节点的电压而产生阈值延迟电压；
由所述延迟电路基于所述有源钳位开关控制信号以及来自所述有源钳位开关的所述源极节点的所述电压而产生斜坡电压，所述有源钳位开关控制信号被配置为启用和禁用所述有源钳位开关；以及
由所述延迟电路基于所述斜坡电压与所述阈值延迟电压的比较而产生所述延迟信号。
7.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
由所述有源钳位控制器电路接收过温指示信号或上电复位信号中的一者或两者；以及
由所述有源钳位控制器电路使用所述栅极驱动器电路响应于接收到所述过温指示信号或所述上电复位信号中的任一者而禁用所述有源钳位开关。
8.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
由所述有源钳位开关将另一个开关的节点处的电压钳位到最大电压。
9.如权利要求8所述的方法，所述方法还包括：
由所述另一个开关控制通过变压器的绕组的电流。
10.一种方法，所述方法包括：
在变压器的初级绕组处接收输入电压；
使用主开关来控制通过所述变压器的所述初级绕组的电流以在所述变压器的次级绕组处产生输出电压；
在有源钳位控制器电路处接收基于跨有源钳位开关的漏极节点和源极节点产生的电压的有源钳位开关电压，所述有源钳位开关与有源钳位电容器以串联组合进行耦合；
在所述有源钳位控制器电路处基于所述有源钳位开关电压的电压幅值而产生有源钳位开关控制信号；
在栅极驱动器电路处和延迟电路处同时接收所述有源钳位开关控制信号；
由所述栅极驱动器电路响应于接收到所述有源钳位开关控制信号而启用所述有源钳位开关；
由所述延迟电路基于与所述有源钳位开关的开关频率成反比的持续时间而产生延迟信号；以及
由所述有源钳位控制器电路使用所述栅极驱动器电路响应于接收到由所述延迟电路产生的所述延迟信号而禁用所述有源钳位开关。
11.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括：
由分压器电路基于跨所述有源钳位开关的所述漏极节点和所述源极节点产生的所述电压而产生所述有源钳位开关电压；以及
在所述有源钳位控制器电路处从所述分压器电路接收所述有源钳位开关电压。
12.如权利要求11所述的方法，所述方法还包括：
由所述有源钳位控制器电路的电压比较电路接收所述有源钳位开关电压；
由所述电压比较电路接收参考电压；
由所述电压比较电路基于所述有源钳位开关电压与所述参考电压的比较而产生电压比较信号；以及
由所述有源钳位控制器电路使用所述栅极驱动器电路基于所述电压比较信号而启用所述有源钳位开关。
13.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括：
在所述有源钳位控制器电路的锁存电路处接收所述电压比较信号；
由所述锁存电路使用所述栅极驱动器电路响应于接收到所述电压比较信号而启用所述有源钳位开关；
在所述锁存电路处接收由所述延迟电路产生的所述延迟信号；以及
由所述锁存电路使用所述栅极驱动器电路响应于接收到所述延迟信号而禁用所述有源钳位开关。
14.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括：
由所述延迟电路基于偏置电压以及来自所述有源钳位开关的所述源极节点的电压而产生阈值延迟电压；
由所述延迟电路基于所述有源钳位开关控制信号以及来自所述有源钳位开关的所述源极节点的所述电压而产生斜坡电压，所述有源钳位开关控制信号被配置为启用和禁用所述有源钳位开关；以及
由所述延迟电路基于所述斜坡电压与所述阈值延迟电压的比较而产生所述延迟信号。
15.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括：
由所述有源钳位控制器电路接收过温指示信号或上电复位信号中的一者或两者；以及
由所述有源钳位控制器电路使用所述栅极驱动器电路响应于接收到所述过温指示信号或所述上电复位信号中的任一者而禁用所述有源钳位开关。
16.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括：
由主开关控制器电路控制所述主开关以在所述变压器的所述次级绕组处产生所述输出电压；
其中：
所述有源钳位控制器电路与所述主开关控制器电路通信地隔离。
17.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括：
由所述有源钳位开关的开关控制节点控制所述有源钳位开关的所述漏极节点与所述源极节点之间的有源钳位开关电流。
18.如权利要求17所述的方法，所述方法还包括：
由所述有源钳位开关响应于跨所述源极节点和所述漏极节点产生的电压而使所述有源钳位开关电流在所述源极节点与所述漏极节点之间通过；以及
由所述有源钳位开关响应于在所述开关控制节点处接收到的开关控制信号而使所述有源钳位开关电流在所述漏极节点与所述源极节点之间通过。
19.一种有源钳位电路，所述有源钳位电路包括：
有源钳位开关，所述有源钳位开关具有漏极节点和源极节点；
有源钳位电容器，所述有源钳位电容器与所述有源钳位开关以串联组合进行耦合；
延迟电路；以及
有源钳位控制器电路，所述有源钳位控制器电路耦合到所述有源钳位开关和所述延迟电路，所述有源钳位控制器电路被配置为i)接收基于跨所述有源钳位开关的所述漏极节点和所述源极节点产生的电压的有源钳位开关电压，ii)基于所述有源钳位开关电压的电压幅值而启用所述有源钳位开关，以及iii)基于由所述延迟电路产生的延迟信号而禁用所述有源钳位开关；
其中所述延迟电路包括：
电阻器分压器电路，所述电阻器分压器电路用于接收偏置电压以及来自所述有源钳位开关的所述源极节点的电压，以产生延迟阈值电压；
电阻器-电容器电路，所述电阻器-电容器电路用于接收有源钳位开关控制信号以及来自所述有源钳位开关的所述源极节点的所述电压，以响应于所述有源钳位开关控制信号而产生斜坡信号，所述有源钳位开关控制信号被配置为启用和禁用所述有源钳位开关；以及
第一电压比较电路，所述第一电压比较电路被配置为i)接收所述延迟阈值电压，ii)接收所述斜坡信号，iii)将所述斜坡信号与所述延迟阈值电压进行比较，以及iv)基于所述斜坡信号与所述延迟阈值电压的比较而禁用有源钳位开关。
20.如权利要求19所述的有源钳位电路，其中：
所述延迟电路的延迟响应于所述有源钳位开关被启用而启动，并且在所述延迟的持续时间已经过去之后到期，在所述延迟的所述持续时间已经过去之后禁用所述有源钳位开关。
21.如权利要求20所述的有源钳位电路，其中：
所述延迟的所述持续时间与所述有源钳位开关的开关频率成反比。
22.如权利要求19所述的有源钳位电路，所述有源钳位电路还包括：
分压器电路，所述分压器电路直接跨所述有源钳位开关的所述漏极节点和所述源极节点进行连接；
其中：
所述分压器电路被配置为基于跨所述有源钳位开关的所述漏极节点和所述源极节点产生的所述电压而产生所述有源钳位开关电压；并且
所述有源钳位控制器电路被配置为从所述分压器电路接收所述有源钳位开关电压。
23.如权利要求22所述的有源钳位电路，其中所述有源钳位控制器电路还包括：
第二电压比较电路，所述电压比较电路被配置为i)接收所述有源钳位开关电压，ii)接收参考电压，以及iii)基于所述有源钳位开关电压与所述参考电压的比较而产生电压比较信号；
其中：
基于所述电压比较信号而启用所述有源钳位开关。
24.如权利要求23所述的有源钳位电路，其中所述有源钳位控制器电路还包括：
逻辑电路，所述逻辑电路包括置位-复位锁存电路；
其中：
所述置位-复位锁存电路的置位端子被配置为接收所述电压比较信号，所述置位-复位锁存电路被配置为响应于在所述置位端子处接收到所述电压比较信号而启用所述有源钳位开关；并且
所述置位-复位锁存电路的复位端子被配置为接收由所述延迟电路产生的所述延迟信号，所述置位-复位锁存电路被配置为响应于在所述复位端子处接收到所述延迟信号而禁用所述有源钳位开关。
25.如权利要求18所述的有源钳位电路，其中：
所述有源钳位控制器电路被配置为接收过温指示信号并且接收上电复位信号；并且
所述有源钳位控制器电路被配置为响应于接收到所述过温指示信号或所述上电复位信号中的任一者而禁用所述有源钳位开关。
26.如权利要求18所述的有源钳位电路，其中：
所述有源钳位开关耦合到另一个开关的节点；并且
所述有源钳位开关将所述另一个开关的所述节点处的电压钳位到最大电压。
27.如权利要求26所述的有源钳位电路，其中：
所述另一个开关的所述节点耦合到变压器的绕组；并且
所述另一个开关控制通过所述变压器的所述绕组的电流。
28.一种功率转换器，所述功率转换器包括：
变压器，所述变压器具有初级绕组和次级绕组，所述初级绕组的第一绕组节点被配置为耦合到电压源以接收输入电压，所述次级绕组被配置为耦合到负载以从所述输入电压提供输出电压；
主开关，所述主开关耦合到所述初级绕组的第二绕组节点以控制通过所述初级绕组的电流；以及
有源钳位电路，所述有源钳位电路包括：
有源钳位开关，所述有源钳位开关具有漏极节点和源极节点；
有源钳位电容器，所述有源钳位电容器与所述有源钳位开关以串联电路组合进行耦合；
延迟电路；以及
有源钳位控制器电路，所述有源钳位控制器电路耦合到所述有源钳位开关和所述延迟电路，所述有源钳位控制器电路被配置为i)接收基于跨所述有源钳位开关的所述漏极节点和所述源极节点产生的电压的有源钳位开关电压，ii)基于所述有源钳位开关电压的电压幅值而启用所述有源钳位开关，以及iii)基于由所述延迟电路产生的延迟信号而禁用所述有源钳位开关；
其中所述延迟电路包括：
电阻器分压器电路，所述电阻器分压器电路用于接收偏置电压以及来自所述有源钳位开关的所述源极节点的电压，以产生延迟阈值电压；
电阻器-电容器电路，所述电阻器-电容器电路用于接收有源钳位开关控制信号以及来自所述有源钳位开关的所述源极节点的所述电压，而产生斜坡信号，所述有源钳位开关控制信号被配置为启用和禁用所述有源钳位开关；以及
第一电压比较电路，所述第一电压比较电路被配置为i)接收所述延迟阈值电压，ii)接收所述斜坡信号，以及iii)将所述斜坡信号与所述延迟阈值电压进行比较；
其中：
所述有源钳位控制器电路被配置为响应于接收到所述延迟信号而禁用所述有源钳位开关。
29.如权利要求28所述的功率转换器，所述功率转换器还包括：
分压器电路，所述分压器电路直接跨所述有源钳位开关的所述漏极节点和所述源极节点进行连接；
其中：
所述分压器电路被配置为基于跨所述有源钳位开关的所述漏极节点和所述源极节点产生的所述电压而产生所述有源钳位开关电压；并且
所述有源钳位控制器电路被配置为从所述分压器电路接收所述有源钳位开关电压。
30.如权利要求29所述的功率转换器，其中所述有源钳位控制器电路还包括：
第二电压比较电路，所述电压比较电路被配置为i)接收所述有源钳位开关电压，ii)接收参考电压，以及iii)基于所述有源钳位开关电压与所述参考电压的比较而产生电压比较信号；
其中：
基于所述电压比较信号而启用所述有源钳位开关。
31.如权利要求30所述的功率转换器，其中所述有源钳位控制器电路还包括：
置位-复位锁存电路；
其中：
所述置位-复位锁存电路的置位端子被配置为接收所述电压比较信号，所述置位-复位锁存电路被配置为响应于在所述置位端子处接收到所述电压比较信号而启用所述有源钳位开关；并且
所述置位-复位锁存电路的复位端子被配置为接收由所述延迟电路产生的所述延迟信号，所述置位-复位锁存电路被配置为响应于在所述复位端子处接收到所述延迟信号而禁用所述有源钳位开关。
32.如权利要求28所述的功率转换器，其中：
所述有源钳位控制器电路被配置为接收过温指示信号并且接收上电复位信号；并且
所述有源钳位控制器电路被配置为响应于接收到所述过温指示信号或所述上电复位信号中的任一者而禁用所述有源钳位开关。
33.如权利要求28所述的功率转换器，所述功率转换器还包括：
主开关控制器电路，所述主开关控制器电路通信地耦合到所述主开关以控制从所述初级绕组到所述次级绕组的功率传递；
其中：
所述有源钳位控制器电路与所述主开关控制器电路通信地隔离。
34.如权利要求28所述的功率转换器，其中：
所述有源钳位开关是电流双向二象限开关；
所述有源钳位开关的所述源极节点和所述漏极节点与所述有源钳位电容器处于所述串联电路组合；并且
所述有源钳位开关的开关控制节点耦合到所述有源钳位控制器电路，以控制所述有源钳位开关的所述漏极节点与所述源极节点之间的有源钳位开关电流。
35.如权利要求34所述的功率转换器，其中：
所述有源钳位开关被配置为响应于跨所述源极节点和所述漏极节点产生的电压而使所述有源钳位开关电流在所述源极节点与所述漏极节点之间通过；并且
所述有源钳位开关被配置为响应于在所述开关控制节点处接收到的开关控制信号而使所述有源钳位开关电流在所述漏极节点与所述源极节点之间通过。
36.一种有源钳位电路，所述有源钳位电路包括：
延迟电路；以及
有源钳位控制器电路，所述有源钳位控制器电路被配置为耦合到有源钳位开关和所述延迟电路，所述有源钳位控制器电路被配置为i)接收基于跨所述有源钳位开关的漏极节点和源极节点产生的电压的有源钳位开关电压，ii)基于所述有源钳位开关电压而启用所述有源钳位开关，以及iii)基于由所述延迟电路产生的延迟信号而禁用所述有源钳位开关；
其中所述延迟电路包括：
电阻器分压器电路，所述电阻器分压器电路用于接收偏置电压以及来自所述有源钳位开关的所述源极节点的电压，以产生延迟阈值电压；
电阻器-电容器电路，所述电阻器-电容器电路用于接收有源钳位开关控制信号以及来自所述有源钳位开关的所述源极节点的所述电压，以响应于所述有源钳位开关控制信号而产生斜坡信号，所述有源钳位开关控制信号被配置为启用和禁用所述有源钳位开关；以及
第一电压比较电路，所述第一电压比较电路被配置为i)接收所述延迟阈值电压，ii)接收所述斜坡信号，iii)将所述斜坡信号与所述延迟阈值电压进行比较，以及iv)基于所述斜坡信号与所述延迟阈值电压的比较而禁用有源钳位开关。
37.如权利要求36所述的有源钳位电路，其中：
所述延迟电路的延迟响应于所述有源钳位开关被启用而启动，并且在所述延迟的持续时间已经过去之后到期，在所述延迟的所述持续时间已经过去之后禁用所述有源钳位开关。
38.如权利要求37所述的有源钳位电路，其中：
所述延迟的所述持续时间与所述有源钳位开关的开关频率成反比。
39.如权利要求36所述的有源钳位电路，所述有源钳位电路还包括：
分压器电路，所述分压器电路直接跨所述有源钳位开关的所述漏极节点和所述源极节点进行连接；
其中：
所述分压器电路被配置为基于跨所述有源钳位开关的所述漏极节点和所述源极节点产生的所述电压而产生所述有源钳位开关电压；并且
所述有源钳位控制器电路被配置为从所述分压器电路接收所述有源钳位开关电压。
40.如权利要求39所述的有源钳位电路，其中所述有源钳位控制器电路还包括：
第二电压比较电路，所述第二电压比较电路被配置为i)接收所述有源钳位开关电压，ii)接收参考电压，以及iii)基于所述有源钳位开关电压与所述参考电压的比较而产生电压比较信号；
其中：
基于所述电压比较信号而启用所述有源钳位开关。
41.如权利要求40所述的有源钳位电路，其中所述有源钳位控制器电路还包括：
逻辑电路，所述逻辑电路包括置位-复位锁存电路；
其中：
所述置位-复位锁存电路的置位端子被配置为接收所述电压比较信号，所述置位-复位锁存电路被配置为响应于在所述置位端子处接收到所述电压比较信号而启用所述有源钳位开关；并且
所述置位-复位锁存电路的复位端子被配置为接收由所述延迟电路产生的所述延迟信号，所述置位-复位锁存电路被配置为响应于在所述复位端子处接收到所述延迟信号而禁用所述有源钳位开关。
42.如权利要求36所述的有源钳位电路，其中：
所述有源钳位开关与有源钳位电容器以串联组合进行耦合。
43.如权利要求36所述的有源钳位电路，其中：
所述有源钳位控制器电路被配置为接收过温指示信号并且接收上电复位信号；并且
所述有源钳位控制器电路被配置为响应于接收到所述过温指示信号或所述上电复位信号中的任一者而禁用所述有源钳位开关。
44.如权利要求36所述的有源钳位电路，其中：
所述有源钳位开关耦合到另一个开关的节点；并且
所述有源钳位开关将所述另一个开关的所述节点处的电压钳位到最大电压。
45.如权利要求44所述的有源钳位电路，其中：
所述另一个开关的所述节点耦合到变压器的绕组；并且
所述另一个开关控制通过所述变压器的所述绕组的电流。
46.一种有源钳位电路，所述有源钳位电路包括：
延迟电路；以及
有源钳位控制器电路，所述有源钳位控制器电路被配置为耦合到所述延迟电路和栅极驱动器电路以控制有源钳位开关，所述有源钳位控制器电路被配置为i)接收基于跨所述有源钳位开关的漏极节点和源极节点产生的电压的有源钳位开关电压，ii)基于所述有源钳位开关电压由所述栅极驱动器电路启用所述有源钳位开关，以及iii)基于由所述延迟电路产生的延迟信号由所述栅极驱动器电路禁用所述有源钳位开关；
其中所述有源钳位控制器电路被配置为基于所述有源钳位开关电压产生有源钳位控制信号，所述有源钳位控制信号在所述栅极驱动器电路处被接收以启用所述有源钳位开关并在所述延迟电路处被同时接收，所述延迟电路基于所述有源钳位控制信号产生所述延迟信号。
47.如权利要求46所述的有源钳位电路，其中：
由延迟电路产生的延迟响应于在延迟电路处接收到所述有源钳位控制信号而被启用，并且在所述延迟的持续时间已经过去之后到期，在所述延迟的所述持续时间已经过去之后，使用所述栅极驱动器电路禁用所述有源钳位开关。
48.如权利要求47所述的有源钳位电路，其中：
所述延迟的所述持续时间与所述有源钳位开关的开关频率成反比。
49.如权利要求46所述的有源钳位电路，所述有源钳位电路还包括：
分压器电路，所述分压器电路被配置为直接跨所述有源钳位开关的所述漏极节点和所述源极节点进行连接；
其中：
所述分压器电路被配置为基于跨所述有源钳位开关的所述漏极节点和所述源极节点产生的所述电压而产生所述有源钳位开关电压；并且
所述有源钳位控制器电路被配置为从所述分压器电路接收所述有源钳位开关电压。
50.如权利要求49所述的有源钳位电路，所述有源钳位电路还包括：
电压比较电路，所述电压比较电路被配置为i)接收所述有源钳位开关电压，ii)接收参考电压，以及iii)基于所述有源钳位开关电压与所述参考电压的比较而产生电压比较信号；
其中：
基于所述电压比较信号而启用所述有源钳位开关。
51.如权利要求50所述的有源钳位电路，所述有源钳位电路还包括：
逻辑电路，所述逻辑电路包括置位-复位锁存电路；
其中：
所述置位-复位锁存电路的置位端子被配置为接收所述电压比较信号，所述置位-复位锁存电路被配置为响应于在所述置位端子处接收到所述电压比较信号而启用所述有源钳位开关；并且
所述置位-复位锁存电路的复位端子被配置为接收由所述延迟电路产生的所述延迟信号，所述置位-复位锁存电路被配置为响应于在所述复位端子处接收到所述延迟信号而禁用所述有源钳位开关。
52.如权利要求46所述的有源钳位电路，其中所述延迟电路包括：
电阻器分压器电路，所述电阻器分压器电路用于接收偏置电压以及来自所述有源钳位开关的所述源极节点的电压，以产生延迟阈值电压；
电阻器-电容器电路，所述电阻器-电容器电路用于接收有源钳位开关控制信号以及来自所述有源钳位开关的所述源极节点的所述电压，以响应于所述有源钳位开关控制信号而产生斜坡信号，所述有源钳位开关控制信号被配置为启用和禁用所述有源钳位开关；以及
电压比较电路，所述电压比较电路被配置为i)接收所述延迟阈值电压，ii)接收所述斜坡信号，iii)将所述斜坡信号与所述延迟阈值电压进行比较，以及iv)基于所述斜坡信号与所述延迟阈值电压的比较，生成延迟信号以禁用有源钳位开关。
53.如权利要求46所述的有源钳位电路，其中：
所述有源钳位控制器电路被配置为接收过温保护信号并且接收上电复位信号；并且
所述有源钳位控制器电路被配置为响应于接收到所述过温保护信号或所述上电复位信号中的任一者而禁用所述有源钳位开关。
54.如权利要求46所述的有源钳位电路，其中：
所述有源钳位开关耦合到另一个开关的节点；并且
所述有源钳位开关将所述另一个开关的所述节点处的电压钳位到最大电压。
55.如权利要求54所述的有源钳位电路，其中：
所述另一个开关的所述节点耦合到变压器的绕组；并且
所述另一个开关控制通过所述变压器的所述绕组的电流。
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