CN113812076A - 用于控制具有有源箝位开关的功率转换器的模式操作检测 - Google Patents

用于控制具有有源箝位开关的功率转换器的模式操作检测 Download PDF

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Abstract

一种被配置用于在功率转换器中使用的次级控制器，所述次级控制器包括：检测器电路，所述检测器电路被配置为响应于正向电压信号穿到阈值以下而生成过阈值信号；比较器，所述比较器被耦合以响应于所述正向电压信号大于关断阈值而生成断开信号的第一状态，所述比较器还被耦合以响应于所述正向电压信号小于所述关断阈值而生成所述断开信号的第二状态；第一触发器，所述第一触发器被耦合以响应于所述过阈值信号而接通同步整流器并且响应于所述断开信号的所述第二状态而关断所述同步整流器；模式检测电路，所述模式检测电路被配置为响应于反馈信号在参考以下和次级驱动信号的第一状态而输出第一模式信号，所述模式检测电路还被配置为响应于所述反馈信号在所述参考以下和所述次级驱动信号的第二状态而输出第二模式信号；以及控制电路，所述控制电路被配置为响应于所述第一模式信号而生成请求信号的第一样式，所述控制电路还被配置为响应于所述第二模式信号而生成所述请求信号的第二样式。

Description

用于控制具有有源箝位开关的功率转换器的模式操作检测
相关申请的交叉引用
本申请要求享有2021年3月5日提交的第17/193,402号美国专利申请的权益，该美国专利申请是2019年12月12日提交的第PCT/US19/65912号国际专利申请的部分继续，该国际专利申请要求享有于2019年4月24日提交的第62/838,227号美国临时申请的权益。第17/193,402号美国专利申请、第PCT/US19/65912号国际专利申请和第62/838,227号美国临时申请通过引用全部并入本文。
本申请要求享有2021年3月5日提交的第17/193,402号美国专利申请的权益，该美国专利申请要求享有2020年3月13日提交的第62/989,048号美国临时申请的权益。第62/989,048号美国临时申请通过引用全部并入本文。
背景信息
公开内容的领域
本发明总体上涉及功率转换器，并且更具体地涉及用于可变频率反激功率转换器(variable frequency flyback power converter)的零电压开关(zero voltageswitching，ZVS)。
背景
电子设备(诸如，蜂窝电话、平板计算机、膝上型计算机等)使用电力运行。由于开关模式电源(power supply)效率高、尺寸小、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。在开关电源中，用开关模式功率转换器转换高压交流(ac)输入，以通过能量传递元件向负载提供良好调节的直流(dc)输出。在操作中，接通和关断开关以通过改变占空比(通常是开关的导通时间与总开关周期的比)、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导通(on)/断开(off)脉冲的数目来提供期望的输出。
在诸如反激转换器的功率转换器中，当初级功率开关被关断时，用于初级侧的电流的路径突然中断。能量传递元件的以磁化能量的形式存储的能量可以被传递到输出，但是泄漏电感(leakage inductance)中的能量不能够被传递到输出。储存的能量被传递到主功率开关的漏源电容(drain to source capacitance，漏极源极电容)。这可能对设备具有灾难性的影响，因为在漏源(drain to source，漏极源极)两端形成的电压可能超过设备额定值。传统的反激转换器使用无源箝位(passiveclamp)，例如RCD箝位，其中泄漏能量被捕获在箝位电容器中并且能量在电阻器中被消耗。此浪费的能量降低系统的整体效率。
已经提出有源箝位(active clamp)策略，所述有源箝位策略回收泄漏能量以在初级开关上实现零电压开关。这增加整体系统的效率。当今最常使用的ZVS技术使用位于初级侧的有源箝位和谐振LC次级输出绕组结构。虽然此方法具有极好的效率和可靠的ZVS操作，但是有时可能在突发(burst)模式下操作控制器。突发模式是一种复杂的控制策略，该控制策略需要仔细优化系统的回路速度和稳定性。对于输出电压可以在宽范围上变化的适配器——例如USB功率输送(USBPD)应用，这可以是特别具有挑战性的。
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例示了根据本公开内容的实施方案的具有初级控制器、次级控制器和箝位驱动器的功率转换器的一个实施例。
图2例示了根据本公开内容的实施方案的例示了图1的功率转换器中所使用的功率开关的电流的时序图的一个实施例。
图3例示了根据本公开内容的实施方案的图1中所使用的控制电路的一个实施例。
图4A例示了根据本公开内容的实施方案的例示了功率转换器的信号——诸如漏电压(drain voltage，漏极电压)、箝位电流、漏电流(drain current，漏极电流)、次级电流、使能信号和驱动信号——的时序图的另一个实施例。
图4B例示了根据本公开内容的实施方案的例示了功率转换器的信号——诸如漏源电压(drain-source voltage，漏极源极电压)、箝位电流、漏电流、次级电流、使能信号和驱动信号——的时序图的另一个实施例。
图4C例示了根据本公开内容的实施方案的例示了漏源电压、箝位电流、功率开关的开关电流、次级电流、箝位使能信号和驱动信号的时序图。
图5A例示了根据本公开内容的实施方案的例示了功率转换器的信号——诸如漏电压、使能信号和驱动信号——的时序图的一实施例。
图5B例示了根据本公开内容的实施方案的例示了功率转换器的信号——诸如漏电压、使能信号和驱动信号——的时序图的一实施例。
图6A例示了根据本公开内容的实施方案的功率开关的漏电压的一示例时序图。
图6B例示了根据本公开内容的实施方案的功率开关的漏电压的另一示例时序。
图6C例示了根据本公开内容的实施方案的功率开关的漏电压的时序图的另一实施例。
图7例示了根据本公开内容的实施方案的功率开关的漏电压的时序图。
图8例示了根据本公开内容的实施方案的同步整流器开关的漏电压和功率开关的漏电压的时序图。
图9例示了根据本公开内容的实施方案的具有初级控制器、次级控制器和箝位驱动器的功率转换器的一个实施例。
图10例示了根据本公开内容的实施方案的用于图9的功率转换器的控制电路的一个实施例，该控制电路可以根据请求信号UREQ确定操作模式。
图11A例示了根据本公开内容的实施方案的用于图9的功率转换器的次级控制器的一个实施例。
图11B例示了根据本公开内容的实施方案的用于图9的功率转换器的次级控制器的另一个实施例。
图12A例示了根据本公开内容的实施方案的图9、图10、图11A和图11B的请求信号UREQ的样式(pattern)的一个实施例。
图12B例示了根据本公开内容的实施方案的图9、图10、图11A和图11B的请求信号UREQ的样式的另一个实施例。
图13例示了根据本公开内容的实施方案的具有初级控制器、次级控制器、箝位驱动器和偏置绕组的功率转换器的又一个实施例。
图14例示了根据本公开内容的实施方案的用于图13的初级控制器的控制电路的一个实施例，该控制电路可以响应于图13的偏置绕组电压而确定功率转换器的操作。
图15A例示了根据本公开内容的实施方案的图13的功率转换器和图14的控制电路的请求信号、箝位使能信号、驱动信号、功率开关的漏源电压、偏置绕组电压、过零信号和DCM信号的时序图。
图15B例示了根据本公开内容的实施方案的图13的功率转换器和图14的控制电路的请求信号、箝位使能信号、驱动信号、功率开关的漏源电压、表示输入绕组的偏置绕组电压、过零信号和CCM信号的时序图。
图16例示了根据本公开内容的实施方案的初级控制器中的控制电路的另一个实施例，该控制电路可以响应于驱动信号而确定功率转换器的操作模式。
图17例示了根据本公开内容的实施方案的用于图16的控制电路的模式检测电路的一个实施例。
图18例示了根据本公开内容的实施方案的例示了驱动信号、模式电容器的电压和操作信号的示例时序图。
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
本文描述了可以响应于线输入电压从不连续传导操作模式转变到连续传导操作模式的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。
诸如反激转换器的功率转换器可以低部件成本提供低输出电流，并且与其他转换器拓扑相比相对简单。反激转换器还可以利用有源箝位电路来防止过电压损坏反激转换器内的部件。
传导损耗和开关损耗由于电路中的电阻和由功率转换器切换的寄生电容而发生，尤其是当功率开关是晶体管时。当功率开关传导电流时，电路的电阻连同电路中通过的电流一起产生传导损耗。开关损耗通常与当功率转换器的功率开关正在导通(ON)状态和断开(OFF)状态之间转变(反之亦然)时发生的损耗相关联。在一个实施例中，导通(或闭合)的开关可以传导电流，而断开(或断路)的开关不可以传导电流。当功率开关是断路时，开关两端的电压将能量存储在寄生电容中。当功率开关闭合时，寄生电容放电，在功率开关的电阻中耗散存储在寄生电容中的能量以产生开关损耗。此外，开关损耗可能是由于在功率开关接通时功率开关两端具有非零电压或由于功率开关关断时具有通过功率开关的非零电流导致的。通过使用零电压开关技术，有源箝位电路可以被用来降低开关损耗。
为使功率转换器在轻负载或无负载状况下维持高效率，功率转换器控制器可以通过在一时间间隔(也被称为突发间隔)内接通和关断功率开关、随后是无开关的间隔来实施突发操作模式。对于具有有源箝位的反激转换器，可能难以针对宽输出电压范围或需要稳定恒定电流(CC)操作的设计优化回路速度、稳定性以及纹波。为了避免突发模式的复杂性，本公开内容示出了一种功率转换器控制器，该功率转换器控制器控制有源箝位和反激转换器，所述反激转换器为零电压开关(ZVS)提供连续可变频率，而无需突发模式或LC输出绕组网络的复杂性。可变频率可以被容易地控制，以实现针对输出响应和线路抑制(linerejection)的最佳回路响应。此外，功率转换器控制器可以响应于表示输入线电压的线感测输入电压而确定是否在不连续传导模式(DCM)和连续传导模式(CCM)下操作。在一个实施例中，当在较低输入电压下以CCM操作时，功率开关的均方根(RMS)电流被降低，这提高了功率转换器的效率。
为了例示，图1示出了根据本公开内容的教导的包括箝位驱动器106、初级控制器133和次级控制器137的示例功率转换器100的块图。功率转换器100的所例示的实施例包括输入电容器CIN 102、能量传递元件116、能量传递元件116的初级绕组118、能量传递元件116的次级绕组120、功率开关S1 145、箝位电容器CCL 104、二极管107和115、箝位开关108、输出电容器Co 122、输入回线126、输出回线125、同步整流器128以及感测电路131。
箝位驱动器106被示出包括低侧驱动器150和高侧驱动器151。低侧驱动器150被配置为通过通信链路152控制高侧驱动器。高侧驱动器被配置为生成箝位使能信号UCE 168以控制箝位开关108。
次级控制器137被配置为生成次级驱动信号134以控制同步整流器128，并且生成请求信号UREQ 135。请求信号UREQ 135被传达到初级控制器以启用功率开关S1 145。此外，次级控制器137被耦合以接收表示功率转换器100的输出的反馈信号UFB 132。
初级控制器133被示出包括控制电路139和驱动电路141。控制电路139被耦合以接收来自次级控制器137的请求信号UREQ 135和表示功率开关的开关电流ID 143的电流感测信号。控制电路139被配置为响应于输入线电压感测信号ULS 149而生成控制信号UCTRL 142。控制信号UCTRL 142表示在箝位开关108的关断之后接通功率开关S1 145的延迟时间。输入线电压感测信号ULS 149表示功率转换器100的输入电压VIN 101。如将被进一步解释的，响应于输入线电压感测信号ULS149而选择控制信号UCTRL 142的延迟时间。驱动电路141被耦合以接收控制信号UCTRL 142并且生成驱动信号UD 144以控制功率开关145。驱动电路141还被耦合以接收表示功率开关145的开关电流ID 143的电流感测信号。驱动电路141被耦合以接通功率开关S1 145，并且被耦合以响应于开关电流ID 143达到电流极限(未示出)而关断功率开关S1 145。
还例示了磁化电感LMAG 112、泄漏电感LLK 114，它们可以表示与能量传递元件116或分立电感器相关联的磁化电感和泄漏电感。以虚线，示出了寄生电容CP 146以表示耦合到功率开关S1 145的所有电容并且可以包括能量传递元件116内部的自然电容、功率开关S1 145和/或分立电容器的自然内部电容。在图1中还示出了次级电流IS 121、输出电压VO123、输出电流IO 127、输出量UO 136、反馈信号UFB 132、箝位电压VCL 109、箝位电流ICL 110和泄漏电压VL 111。在所例示的实施例中，功率转换器100被示出为具有反激拓扑。应理解，功率转换器的其他已知拓扑和配置也可以受益于本公开内容的教导。
功率转换器100从未经调节的输入电压VIN 101向负载124提供输出功率。在一个实施方案中，输入电压VIN 101是经整流并且经滤波的ac线电压。在另一个实施方案中，输入电压VIN 101是dc输入电压。能量传递元件116被耦合以接收输入电压VIN 101。在一些实施方案中，能量传递元件116可以是耦合(coupled)电感器、变压器或电感器。示例能量传递元件116被示出为包括两个绕组——初级绕组118(具有匝数NP)和次级绕组120(具有匝数NS)。然而，能量传递元件116可以具有多于两个绕组。初级绕组118两端的电压被例示为在初级绕组118的点端处具有正极性的初级电压。当功率开关S1 145导通时，初级电压大体上等于输入电压VIN 101和泄漏电压VL 111的负和，或数学上地：VP＝-(VIN+VL)。当功率开关S1 145断开时，初级电压大体上等于次级绕组120的反射输出电压。能量传递元件的初级绕组118还耦合到功率开关S1 145并且功率开关S1 145还耦合到输入回线126。
在操作中，初级控制器133响应于输入线电压感测信号ULS 149而确定第一操作模式。当输入线电压感测信号ULS 149小于CCM阈值时，第一操作模式发生。在一个实施例中，CCM阈值可以在130伏特的范围内。当功率开关S1 145被关断时，在被接通之后，漏源电压以一速率上升，该速率由功率开关关断时的峰电流和电容CP 146确定。漏源电压将继续上升直到通过二极管115被箝位到箝位电容器CCL 104的箝位电压VCL 109。在功率开关S1 145的接通之前，箝位开关108被箝位驱动器106接通。泄漏电感LLK 114和初级绕组118通过箝位开关108处于导通状态由CCL 104两端的箝位电容器电压充电。当箝位开关108被接通时，电压被施加到泄漏电感LLK 114，这导致电流在与当功率开关S1 145导通时相反的方向上上升。在指定的时间之后，箝位开关108被关断。箝位开关108的关断导致功率开关S1 145的漏源电压大体上下降到零。在此时间期间，已经通过箝位开关108导通而充电的泄漏和能量被放电。在漏电压已经大体上达到零伏特之后，功率开关S1 145可以被接通。
此外，初级控制器133可以响应于输入线电压感测信号ULS 149而确定第二操作模式。当输入线电压感测信号ULS 149大于DCM阈值时，第二操作模式发生。在一个实施例中，DCM阈值在150伏特的范围内。
当功率开关S1 145被关断时，在被接通之后，漏源电压以一速率上升，该速率由功率开关关断时的峰电流和电容CP 146来确定。漏源电压将继续上升直到通过二极管115被箝位到箝位电压VCL 109。在功率开关S1 145的接通之前，箝位开关108被箝位驱动器106接通。当箝位开关108被接通时，电压被施加到泄漏电感LLK 114和磁化电感LMAG 112，这导致电流在与当功率开关S1 145导通时相比相反的方向上上升。在指定的时间之后，箝位开关108被关断。箝位开关108的关断导致功率开关S1 145的漏源电压大体上下降到零。在此时间期间，已经通过箝位开关108导通而充电的泄漏和磁化能量被放电。这导致功率开关S1 145的漏源两端的电压减小并且最终达到零。此模式通常需要更长的时间在功率开关S1 145的漏极上达到零伏特，这通过增加箝位开关108关断和功率开关S1 145接通之间的延迟来由第二操作模式适应。在漏电压已经大体上达到零伏特之后，主开关被接通。
如所示出的，泄漏电感LLK 114可以耦合在功率开关S1 145和初级绕组118之间。泄漏电感LLK 114可以表示与能量传递元件116或分立电感器相关联的泄漏电感。非耦合(uncoupled)泄漏电感LLK 114两端的电压可以被表示为泄漏电压VL 111。
耦合在初级绕组118和泄漏电感LLK 114两端的是箝位开关108。箝位驱动器106通过箝位开关108耦合到箝位电容CCL 104。箝位电容CCL 104两端的电压被表示为箝位电压VCL109，而箝位电路中的电流被表示为箝位电流ICL 110。箝位开关108限制功率开关S1 145上的最大电压，并且箝位开关108的控制(由箝位驱动器106生成)便于功率开关S1 145的零电压开关。此外，箝位驱动器106与箝位开关108结合可以降低功率转换器100中的RMS电流。具体地，在驱动箝位开关108(例示为晶体管)的高侧驱动器151处接收箝位驱动信号UCD 147。箝位开关108被控制以接通，以将电流注入到初级绕组118中。在功率开关S1 145接通之前，箝位开关108在第一持续时间内被接通。换句话说，在功率开关S1 145被关断的整个持续时间内箝位开关108未被接通。在功率开关S1 145的断开时间的开始处或附近，与功率转换器100的泄漏电感LLK 114相关联的电荷通过二极管115被传递到箝位电容CCL 104并且被存储。在与功率转换器100的泄漏电感LLK 114相关联的净电荷已经被传递之后，二极管115大体上停止传导。箝位开关108保持断开直到功率开关S1 145的断开时间的结束附近。一旦确定功率开关应接通，箝位开关108在第一持续时间内被接通。箝位开关108的晶体管被接通，使得先前传递到箝位电容CCL 104的与泄漏电感LLK 114相关联的净电荷被传递到初级绕组118。这样，与泄漏电感LLK 114相关联的能量被返回到系统而不是被耗散。在一个实施例中，泄漏电感LLK 114表示能量传递元件116的泄漏电感。箝位开关108被控制使得泄漏能量被重置并且返回到功率转换器而不是被耗散。
次级绕组120耦合到同步整流器128。从次级绕组120输出的电流被例示为次级电流IS 121。输出电容器CO 122被示出为耦合到同步整流器128和输出回线125。功率转换器100还包括电路系统以调节输出，该输出被示例为输出量UO 136。通常，输出量UO 136可以是输出电压VO 123、以及输出电流IO 127、或二者的组合。感测电路131被耦合以感测输出量UO136并且提供反馈信号UFB 132，该反馈信号UFB 132表示输出量UO 136。
如所示出的，次级控制器137被耦合以接收反馈信号UFB 132并且在反馈信号UFB132在调节阈值以下时生成请求信号UREQ 135。请求信号UREQ 135通过通信链路被传输到初级控制器133以启用功率开关S1145。在一个实施例中，初级控制器133和次级控制器137彼此电流隔离。该通信链路可以是磁耦合或光耦合。
初级控制器133被耦合以接收电流感测信号167并且生成驱动信号UD 144和箝位使能信号UCE 168。电流感测信号167可以表示由功率开关S1 145接收的开关电流ID 143并且可以是电压信号或电流信号。此外，初级控制器133向功率开关S1 145提供驱动信号UD144以控制各种开关参数以控制能量从功率转换器100的输入通过能量传递元件116到功率转换器100的输出的传递。这样的参数的实施例可以包括功率开关S1 145的开关频率(或周期)、占空比、导通时间和断开时间，或改变功率开关S1 145的每单位时间的脉冲数。此外，功率开关S1 145可以被控制使得其具有固定开关频率或可变开关频率。在可变开关频率控制的一个实施例中，对于轻负载状况或无负载状况，可以降低开关频率。先前，使用常规的有源箝位技术难以在较低开关频率实现反激转换器的零电压开关(ZVS)，其中箝位电路在功率开关的整个断开时间内被接通。
功率开关S1 145响应于驱动信号UD 144而被断路和闭合。在操作中，功率开关S1145的开关产生脉动次级电流Is 121，该脉动次级电流IS 121通过输出电容器CO 122滤波以产生大体上恒定的输出电压VO123、输出电流IO 127或二者的组合。在一个实施例中，功率开关S1 145可以是诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的晶体管。在另一个实施例中，功率开关S1 145可以包括共源共栅配置，使得低压晶体管耦合到高压结型场效应晶体管(JFET)。在一个实施例中，JFET可以包括氮化镓(GaN)或碳化硅(S1C)材料。初级控制器133、次级控制器137和功率开关145可以被实施为单片集成电路或可以用分立电气部件或分立部件和集成部件的组合来实施。
图2例示了对于各种控制模式通过图1的功率开关S1 145的电流的图，该图包括开关导通时间tON 269、开关断开时间tOFF 270、开关周期TS 271、梯形形状272和三角形形状273。图2例示了在连续传导模式(CCM)和不连续传导模式(DCM)二者下通过功率开关S1 145的电流随时间的一般波形。
在任何开关周期TS 271期间，功率开关S1 145可以响应于来自初级控制器133的驱动信号UD 144而传导以调节输出量UO 136。开关周期TS 271可以被分成两个时间部段——开关导通时间tON 269、开关断开时间tOFF 270。开关导通时间tON 269表示开关周期TS271中功率开关S1 145传导的部分。开关断开时间tOFF 270表示开关周期TS 271中当功率开关S1 145不传导时的剩余部分。图2的电流波形示出了两个基本操作模式。梯形形状272是CCM的特征，而三角形形状273是DCM的特征。在CCM期间，在开关导通时间tON 269开始之后通过功率开关S1 145的电流立即大体上不为零，并且在整个开关导通时间tON269稳定增加。在DCM期间，在开关导通时间tON 269开始时通过功率开关S1 145的电流大体上为零，并且在整个开关导通时间tON 269从零稳定增加。
图3例示了根据本公开内容的实施方案的图1中使用的控制电路的一个实施例。应理解，图3的控制电路339可以是图1的控制电路139的一个实施例，并且下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与上文所描述的类似地耦合和起作用。
控制电路339包括使能电路305、触发器315、375、置位-复位(SR)锁存器338、比较器317、319、延迟电路360和单稳态多谐振荡器307。延迟电路360包括第一开关358、第二开关359、第一延迟电路361以及第二延迟电路362。
控制电路339可以选择控制信号UCTRL 342，该控制信号UCTRL 342表示接通功率开关的延迟时间。该延迟时间取决于功率转换器的操作模式，该操作模式响应于输入线电压感测信号ULS 349，该输入线电压感测信号表示线输入电压。比较器317被耦合以在反相输入处接收输入线电压感测信号ULS 349并且在非反相输入处接收CCM阈值VCCM365。比较器317被配置为当输入线电压感测信号ULS 349小于CCM阈值VCCM 365时生成具有第一状态的输出，并且当输入线电压感测信号ULS 349不小于CCM阈值VCCM 365时进一步生成具有第二状态的输出。比较器317的输出耦合到SR锁存器338的置位输入。SR锁存器338被配置为响应于置位输入而输出第一状态的第一操作模式信号UM1363。在图3的实施例中，第一状态的第一操作模式信号UM1 363可以是逻辑高。第一种操作模式表示功率转换器的CCM操作。SR锁存器338还被配置为在SR锁存器338的反相输出处输出第二操作模式信号UM2 364。在图3的实施例中，第一状态的第二操作模式信号UM2 364可以是逻辑低。
比较器319被耦合以在非反相输入处接收输入线电压感测信号ULS349和在反相输入处接收DCM阈值VDCM 366。比较器319被配置为当输入线电压感测信号ULS 349大于DCM阈值VDCM 366时生成具有第一状态的输出，并且当输入线电压感测信号ULS 349不大于DCM阈值VDCM 366时进一步生成具有第二状态的输出。比较器319的输出耦合到SR锁存器338的复位输入。SR锁存器338被配置为响应于复位输入而输出第一操作模式信号UM1 364的第二状态。在图3的实施例中，第一操作模式信号UM1 363的第二状态可以是逻辑低。SR锁存器338还被配置为在SR锁存器338的反相输出处输出第二操作模式信号UM2364。在图3的实施例中，第二操作模式信号UM2 364的第二状态可以是逻辑高。第二操作模式表示功率转换器的DCM操作。
在功率开关的接通之前，控制电路339接通箝位开关以使箝位电容器放电。使能电路305被耦合以接收请求信号UREQ 135并且被配置为生成使能信号UEN 374。请求信号UREQ337表示确定接通功率开关。单稳态多谐振荡器307耦合到使能电路305。单稳态多谐振荡器307被配置为在第一持续时间内输出一脉冲，其中响应于通过请求信号UREQ 337确定接通功率开关，该第一持续时间在功率开关的断开时间的结束附近开始。该脉冲由箝位驱动信号UCD 347表示。在脉冲的持续时间结束之后，触发器315被配置为响应于箝位驱动信号UCD347而生成第一逻辑状态。触发器315的输出耦合到开关358和开关359。开关359由第一操作模式信号UM1 359闭合，并且触发器375由第一延迟电路361的输出进行时钟控制。第一延迟电路361输出第一延迟，该第一延迟是控制信号UCTRL 342。开关358由第二操作模式信号UM2364闭合，并且触发器375由第二延迟电路362的输出进行时钟控制。第二延迟电路362输出第二延迟，该第二延迟是控制信号UCTRL 342。第二延迟时间大于第一延迟。在一个实施例中，第一延迟时间可以在50ns的范围内，并且第二延迟时间可以在200ns的范围内。在第一操作模式下，第一延迟时间说明泄漏电感使功率开关的漏源电压大体上为零的时间。在第二操作模式下，第二延迟时间说明泄漏电感和磁化电感使功率开关的漏源电压大体上为零的时间。
图4A示出了例示了漏源电压、箝位电流、功率开关的开关电流、次级电流、使能信号和驱动信号的时序图。应理解，图4A的所提及的信号可以是图1的信号的一个实施例，并且下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与上文所描述的类似地耦合和起作用。
第一时序图例示了漏源电压VDS 453。第二时序图例示了箝位电流ICL 410。第三时序图例示了开关电流ID 443。第四时序图例示了次级电流IS 421。第五时序图例示了箝位使能信号UCE 468。第六时序图例示了驱动信号UD 444。
在图4A的实施例中，用于功率转换器的操作模式是临界传导模式(criticalconduction mode，CRM)，其由开关电流ID 443的三角形形状表示。当线感测输入电压在CCM阈值以上但在DCM阈值以下时CRM可以发生。在一些设计中，CRM能够使用由如图3中所讨论的第一延迟电路或第二延迟电路生成的控制信号。在t1之前的时间，功率开关被接通，使得漏源电压VDS 453为零。箝位电流ICL 410为零。开关电流ID 443正在上升。次级电流IS 421为零。箝位使能信号UCE 468为零。驱动信号UD 444是逻辑高。
在时间t1处，功率开关被关断，如由驱动信号UD 444是逻辑低所表示的。结果，漏源电压VDS 453上升到输入电压加上箝位电压。箝位电容器正在被充电，如由箝位电流ICL410所表示的。存储在能量传递元件中的能量从初级绕组传递到次级绕组，如由次级电流IS421的线性下降波形所示出的。在t1之后并且在t2之前，漏源电压VDS 453上升并且等于输入电压加上箝位电压。箝位电容器继续充电，如由箝位电流ICL 410衰减到零所表示的。驱动信号UD 444是逻辑低，因此开关电流ID 443也为零。
在时间t2处，漏源电压VDS 453降低到输入电压加上次级绕组的反射输出电压。箝位电流ICL 410为零，表示箝位电容器不再被充电。当能量通过初级绕组传递到次级绕组时，开关电流ID 443为零。次级电流IS 421是非零值并且以线性方式降低。箝位使能信号UCE468是逻辑低。驱动信号UD 444是逻辑低。在t2到t3之间的时间，漏源电压VDS 453是非零值并且具有表示同步整流器正在传导的为零的斜率。箝位电流ICL 410为零。次级电流IS 421正在线性下降。箝位使能信号UCE468是逻辑低。驱动信号UD 444是逻辑低。
在时间t3处，箝位驱动器生成箝位使能信号UCE 468以在功率开关的接通之前接通箝位开关。漏源电压VDS 453上升到箝位电压加上输入电压。由于能量被传递到能量传递元件的次级绕组，箝位电容器放电，如由箝位电流ICL 410的负极性所表示的。开关电流ID 443为零。由于箝位开关的接通，次级电流IS 421开始增加。当功率开关断开时，驱动信号UD 444是逻辑低。
在时间t4处，箝位使能信号UCE 468转变到逻辑低。箝位电流ICL410下降到零。开关电流ID 443为零。漏源电压VDS 453朝向输入电压降低。驱动信号UD 444是逻辑低。
在t4和时间t5之间的时间表示如在图3中所讨论的第二延迟时间，如由tDEL2所示出的。关于图3，第二延迟时间被表示为第二延迟电路362的TB。磁化电感和泄漏电感将漏源电压VDS 453降低到零，以提供零电压开关。在用于CRM的其他实施例中，泄漏电感可以将漏源电压VDS 453降低到零，以提供功率开关的ZVS。箝位电流ICL 410为零。开关电流ID 443为零。次级电流IS 421为零。箝位使能信号UCE 468是逻辑低。驱动信号UD 444是逻辑低。
在时间t5处，是延迟时间tDEL2的结束。漏源电压VDS 453为零，并且功率开关被接通，如由驱动信号UD 444转变到逻辑高所表示的。箝位电流ICL 410为零。开关电流ID 443开始线性增加。次级电流IS 421为零。箝位使能信号UCE 468是逻辑低。
在t5之后并且在t6之前的时间，功率开关导通，如由驱动信号UD 444的逻辑高所表示的。漏源电压VDS 453为零。开关电流ID 443线性上升。在一个实施例中，开关电流ID443继续上升直到它达到电流极限(未示出)。次级电流IS 421为零。箝位使能信号UCE 468为零。
在时间t6处，功率开关被关断，如由驱动信号UD 444是逻辑低所表示的。结果，漏源电压VDS 453上升到输入电压加上箝位电压。箝位电容器正在被充电，如由箝位电流ICL410所表示的。存储在能量传递元件中的能量从初级绕组传递到次级绕组，如由次级电流IS421的线性增加波形所示出的。在t1之后并且在t2之前，漏源电压等于输入电压加上箝位电压。箝位电容器仍然在充电，如由箝位电流ICL 410衰减到零所表示的。驱动信号UD 444是逻辑低，因此开关电流ID 443也为零。
图4B示出了例示了漏源电压、箝位电流、功率开关的开关电流、次级电流、箝位使能信号和驱动信号的时序图。应理解，图4B的所提及的信号可以是图1的信号的一个实施例，并且下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与上文所描述的类似地耦合和起作用。
第一时序图例示了漏源电压VDS 453。第二时序图例示了箝位电流ICL 410。第三时序图例示了开关电流ID 443。第四时序图例示了次级电流IS 421。第五时序图例示了箝位使能信号UCE 468。第六时序图例示了驱动信号UD 444。
在图4B的实施例中，用于功率转换器的操作模式是CCM，由开关电流ID 443的梯形形状表示。在t1之前的时间，功率开关被接通，使得漏源电压VDS 453为零。箝位电流ICL 410为零。开关电流ID 443正在上升。次级电流IS 421为零。箝位使能信号UCE 468为零。驱动信号UD 444是逻辑高。
在时间t1处，功率开关被关断，如由驱动信号UD 444转变到逻辑低所表示的。结果，漏源电压VDS 453上升到输入电压加上箝位电压。箝位电容器正在被充电，如由箝位电流ICL 410所表示的。存储在能量传递元件中的能量从初级绕组传递到次级绕组，如由次级电流IS 421的增加所示出的。在t1之后并且在t2之前，漏源电压VDS 453等于输入电压加上箝位电压。箝位电容器继续充电，如由箝位电流ICL 410衰减到零所表示的。因为能量从初级绕组传递到次级绕组，所以次级电流IS 421上升。驱动信号UD 444是逻辑低，因此开关电流ID443也为零。
在时间t2处，漏源电压VDS 453降低到输入电压加上次级绕组的反射输出电压。箝位电流ICL 410为零，表示箝位电容器不再被充电。当能量由初级绕组传递到次级绕组时，开关电流ID 443为零。次级电流IS 421是非零值并且以线性方式降低。箝位使能信号UCE 468是逻辑低。驱动信号UD 444是逻辑低。在t2到t3之间的时间，漏源电压VDS453是非零值并且具有表示同步整流器正在传导的为零的斜率。箝位电流ICL 410为零。次级电流IS 421线性下降。箝位使能信号UCE 468是逻辑低。驱动信号UD 444是逻辑低。
在时间t3处，箝位驱动器生成箝位使能信号UCE 468以在功率开关的接通之前接通箝位开关。漏源电压VDS 453上升到箝位电压加上输入电压。由于能量从能量传递元件的初级绕组传递到次级绕组，箝位电容器放电，如由箝位电流ICL 410的负极性所表示的。次级电流IS 421是非零并且由于存储在箝位电容器中的能量正在被传递到次级而略微上升。开关电流ID 443为零。当功率开关断开时，驱动信号UD 444是逻辑低。
在时间t4处，箝位使能信号UCE 468转变到逻辑低。漏源电压VDS453正在快速衰减到零。箝位电流ICL 410为零。开关电流ID 443为零。驱动信号UD 444是逻辑低。
在t4和时间t5之间的时间表示如在图3中所讨论的被示出为第一延迟电路361的时间TA的第一延迟时间，并且所述第一延迟时间在图4B中被例示为TDEL1。泄漏电感的放电将漏源电压VDS 453降低到零，以提供功率开关的ZVS。箝位电流ICL 410为零。开关电流ID 443为零。次级电流IS 421正在朝向零下降。箝位使能信号UCE 468是逻辑低。驱动信号UD 444是逻辑低。
在时间t5处，漏源电压VDS 453为零，并且功率开关被接通，如由驱动信号UD 444转变到逻辑高所表示的。箝位电流ICL 410为零。开关电流ID 443开始线性增加。次级电流IS421为零。箝位使能信号UCE468是逻辑低。
在t5之后并且在t6之前的时间，功率开关导通，如由驱动信号UD 444的逻辑高所表示的。漏源电压VDS 453为零。开关电流ID 443继续线性上升。在一个实施例中，开关电流ID 443继续上升直到它达到电流极限(未示出)。次级电流IS 421为零。箝位使能信号UCE468为零。
在时间t6处，功率开关被关断，如由驱动信号UD 444转变到逻辑低所表示的。结果，漏源电压VDS 453上升到输入电压。箝位电容器正在被充电，如由箝位电流ICL 410所表示的。存储在能量传递元件中的能量从初级绕组传递到次级绕组，如由次级电流IS 421的增加所示出的。在t6之后，漏源电压VDS 453上升到输入电压加上箝位电压。箝位电容器继续充电，如由箝位电流ICL 410衰减到零所表示的。驱动信号UD 444是逻辑低，因此开关电流ID443也为零。
图4C示出了例示了漏源电压、箝位电流、功率开关的开关电流、次级电流、箝位使能信号和驱动信号的时序图。应理解，图4C的所提及的信号可以是图1的信号的一个实施例，并且下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与上文所描述的类似地耦合和起作用。
第一时序图例示了漏源电压VDS 453。第二时序图例示了箝位电流ICL 410。第三时序图例示了开关电流ID 443。第四时序图例示了次级电流IS 421。第五时序图例示了箝位使能信号UCE 468。第六时序图例示了驱动信号UD 444。
在图4C的实施例中，用于功率转换器的操作模式是DCM，由开关电流ID 443的三角形形状表示。在t1之前的时间，功率开关被接通，使得漏源电压VDS 453为零。箝位电流ICL410为零。开关电流ID 443正在上升。次级电流IS 421为零。箝位使能信号UCE 468为零。驱动信号UD 444是逻辑高。
在时间t1处，功率开关被关断，如由驱动信号UD 444是逻辑低所表示的。结果，漏源电压VDS 453上升到输入电压。箝位电容器充电，如由箝位电流ICL 410所表示的。存储在能量传递元件中的能量从初级绕组传递到次级绕组，如由次级电流IS 421的急剧增加所示出的。在t1之后并且在t2之前，漏源电压VDS 453上升到输入电压加上箝位电压。箝位电容器继续充电，如由箝位电流ICL 410衰减到零所表示的。驱动信号UD 444是逻辑低，因此开关电流ID 443也为零。
在时间t2处，漏源电压VDS 453降低到输入电压加上次级绕组的反射输出电压。箝位电流ICL 410为零，表示箝位电容器不再被充电。当能量从初级绕组传递到次级绕组时，开关电流ID 443为零。次级电流IS 421是非零值并且以线性方式降低。箝位使能信号UCE 468是逻辑低。驱动信号UD 444是逻辑低。在t2到t3之间的时间，漏源电压VDS453是非零值并且具有表示同步整流器正在传导的为零的斜率。箝位电流ICL 410为零。次级电流IS 421线性下降。箝位使能信号UCE 468是逻辑低。驱动信号UD 444是逻辑低。
在时间t3处，漏源电压VDS 343开始振荡——由完成从初级绕组到次级绕组的能量传递所导致，使得次级电流Is 421为零。振荡是由通过泄漏电感和磁化电感以及功率开关的谐振电容形成的谐振回路导致的。在时间t4处，漏源电压VDS 453在峰值处，并且箝位驱动器生成箝位使能信号UCE 468以在功率开关的接通之前接通箝位开关，这导致漏源电压VDS453再次上升到输入电压加上箝位电压。由于能量从箝位电容器通过能量传递元件的初级绕组传递到次级绕组，箝位电容器放电，如由箝位电流ICL 410的负极性所表示的。开关电流ID 443为零。由于箝位开关的接通，次级电流IS 421开始增加，表示从箝位电容器储存的能量通过初级绕组传递到次级绕组。因为功率开关是关断，所以驱动信号UD 444是逻辑低。
在时间t5处，箝位使能信号UCE 468转变到逻辑低。箝位电流ICL410下降到零。开关电流ID 443为零。漏源电压VDS 453朝向零降低。驱动信号UD 444是逻辑低。
在t5和时间t6之间的时间表示如在图3中所讨论的作为第二延迟电路362的延迟TB的延迟时间，如由tDEL2所示出的。尽管漏源电压VDS 453正在朝向零下降，但是泄漏电感导致短暂地略微增加。对于DCM操作，泄漏电感和磁化电感可以将漏源电压VDS 453降低到零，以提供零电压开关。箝位电流ICL 410为零。开关电流ID 443为零。次级电流IS 421为零。箝位使能信号UCE 468是逻辑低。驱动信号UD 444是逻辑低。
在时间t6处，漏源电压VDS 453为零，并且功率开关被接通，如由驱动信号UD 444转变到逻辑高所表示的。箝位电流ICL 410为零。开关电流ID 443开始线性增加。次级电流IS421为零。箝位使能信号UCE468是逻辑低。
在t6之后并且在t7之前的时间，功率开关导通，如由驱动信号UD 444的逻辑高所表示的。漏源电压VDS 453为零。开关电流ID 443线性上升。在一个实施例中，开关电流继续上升直到它达到电流极限(未示出)。次级电流IS 421为零。箝位使能信号UCE 468为零。
在时间t7处，功率开关被关断并且行为与之前所描述的在时间t1之后相同。
图5A例示了根据本公开内容的实施方案的例示了功率转换器的信号——诸如漏电压、使能信号和驱动信号——的时序图的一实施例。应理解，图5A中所提及的信号可以是来自先前的附图的信号的一个实施例，并且下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与上文所描述的类似地耦合和起作用。还应理解，图5A中所提及的信号可以是即将到来的附图中的信号的一个实施例，并且所提及的类似地命名和编号的元件与上文和下文所描述的类似地耦合和起作用。
第一时序图是漏源电压VDS 553。第二时序图是箝位使能信号UCE568。第三时序图是驱动信号UD 544。功率转换器的操作是CRM，但是也可以是CCM。如先前所提及的，当线感测输入电压在CCM阈值以上但在DCM阈值以下时CRM可以发生。在一些设计中，CRM能够使用由第一延迟电路或第二延迟电路生成的控制信号。
在t1之前的时间，驱动信号UD 544是逻辑高，这表示功率开关被接通。漏源电压VDS553为零。箝位使能信号UCE 568是逻辑低。在时间t1处，驱动信号UD 544转变到逻辑低，这表示功率开关被关断。漏源电压VDS 553上升到输入电压。在时间t1之后并且在t2之前，漏源电压VDS 553上升到箝位电压加上输入电压。在时间t2处，漏源电压VDS 553降低到输入电压加上次级绕组的反射输出电压。在时间t3处，箝位使能信号UCE 568转变到逻辑高。因为箝位开关被接通，所以漏源电压VDS 553上升到箝位电压。在t3之后并且在t4之前的时间，漏源电压VDS 553开始下降。箝位使能信号UCE 568是逻辑高。驱动信号UD 544是逻辑低。
在时间t4处，箝位使能信号UCE 568转变到逻辑低。漏源电压VDS553朝向零降低。在时间t4之后并且在t5之前表示在功率开关的接通之前作为控制信号生成的第一延迟时间tDEL1。应理解，在一个实施例中，第一延迟时间TDEL1也被称为图3中的第一延迟电路361的延迟TA。在时间t5处，漏源电压VDS 553在零处。驱动信号UD 544转变到逻辑高。在t5之后并且在t6之前的时间，漏源电压VDS 553为零。箝位使能信号UCE 568为零。驱动信号UD 544是逻辑高。在时间t6处，驱动信号UD 544转变到逻辑低，这表示功率开关被关断。漏源电压VDS 553上升到输入电压。在时间t6之后并且在t7之前处，漏源电压VDS 553上升到箝位电压加上输入电压。在时间t7处，漏源电压VDS 553降低到输入电压加上次级绕组的反射输出电压。
图5B例示了根据本公开内容的实施方案的例示了功率转换器的信号——诸如漏电压、使能信号和驱动信号——的时序图的一实施例。应理解，图5B的所提及的信号可以是来自先前的附图的信号的一个实施例，并且下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与上文所描述的类似地耦合和起作用。还应理解，图5B中所提及的信号可以是即将到来的附图中的信号的一个实施例，并且所提及的类似地命名和编号的元件与上文和下文所描述的类似地耦合和起作用。
功率转换器在DCM下操作。第一时序图是漏源电压VDS 553。第二时序图是箝位使能信号UCE 568。第三时序图是驱动信号UD 544。
在t5之前的时间，功率开关被接通，使得漏源电压VDS 553为零。驱动信号UD 544是逻辑高。箝位使能信号UCE 568是逻辑低。
在时间t5处，功率开关被关断，如由驱动信号UD 544是逻辑低所表示的。结果，漏源电压VDS 553上升到输入电压。箝位使能信号UCE568是逻辑低。在t5之后并且在t6之前，漏源电压VDS 553上升到输入电压加上箝位电压。之后，漏源电压VDS 553开始振荡，该振荡由完成从初级绕组到次级绕组的能量传递所导致。振荡是由通过泄漏电感和磁化电感以及功率开关的谐振电容形成的谐振回路导致的。驱动信号UD 444是逻辑低。箝位使能信号UCE568是逻辑低。
在时间t6处，箝位使能信号UCE 568变为逻辑高。漏源电压VDS 553被箝位电容器和输入电压箝位。在时间t7处，箝位使能信号UCE 568变为逻辑低。漏源电压VDS 553朝向零降低。在时间t7之后并且在t8之前表示在功率开关的接通之前作为控制信号生成的延迟tDEL2。应理解，在一个实施例中，第二延迟时间TDEL2也被称为图3中的第二延迟电路362的延迟TB。在时间t8处，漏源电压VDS 553为零。驱动信号UD 544转变为逻辑高。在时间t8处，功率开关被接通，使得漏源电压VDS 553为零。驱动信号UD 544是逻辑高直到时间t9。箝位使能信号UCE 568是逻辑低直到时间t9。在时间t9处，驱动信号UD 544变为逻辑低，并且功率开关被关断，并且漏源电压VDS 553开始上升。
图6A例示了根据本公开内容的实施方案的功率开关的漏电压的一示例时序图。应理解，图6A的所提及的信号可以是来自先前的附图的信号的一个实施例，并且下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与上文所描述的类似地耦合和起作用。还应理解，图6A中所提及的信号可以是即将到来的附图中的信号的一个实施例，并且所提及的类似地命名和编号的元件与上文和下文所描述的类似地耦合和起作用。
在图6A中，漏源电压VDS 653表示功率转换器在CCM下操作。由时间t1到时间t2所表示的延迟时间tDEL1是箝位开关关断和功率开关接通之间的延迟。应理解，在一个实施例中，第一延迟时间TDEL1也被称为图3中的第一延迟电路361的延迟TA。如先前所提及的，仅来自泄漏电感的能量可以被用来使漏源电压VDS 653到零。在时间t2之后，如果功率开关未接通，则漏源电压VDS的虚线急剧增加，这由泄漏电感和功率开关的谐振电容的谐振回路导致。
图6B例示了根据本公开内容的实施方案的功率开关的漏电压的另一示例时序图。应理解，图6B的所提及的信号可以是来自先前的附图的信号的一个实施例，并且下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与上文所描述的类似地耦合和起作用。还应理解，图6B中所提及的信号可以是即将到来的附图中的信号的一个实施例，并且所提及的类似地命名和编号的元件与上文和下文所描述的类似地耦合和起作用。
漏源电压VDS 653表示功率转换器在DCM下操作。由时间t1到时间t2所表示的延迟时间tDEL2表示箝位开关关断和功率开关接通之间的延迟。应理解，在一个实施例中，第二延迟时间TDEL2也被称为图3中的第二延迟电路362的延迟TB。第二延迟时间tDEL2长于图6A中的第一延迟时间tDEL1，来自泄漏电感和磁化电感的能量可以被用来使漏源电压VDS 653到零。在时间t2之后，如果功率开关未接通，则漏源电压的虚线急剧增加，这由泄漏电感和磁化电感以及功率开关的谐振电容组成的谐振回路导致。
图6C例示了根据本公开内容的实施方案的功率开关的漏电压的时序图的另一实施例。应理解，图6C的所提及的信号可以是来自先前的附图的信号的一个实施例，并且下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与上文所描述的类似地耦合和起作用。还应理解，图6C中所提及的信号可以是即将到来的附图中的信号的一个实施例，并且所提及的类似地命名和编号的元件与上文和下文所描述的类似地耦合和起作用。
漏源电压VDS 653表示功率转换器在DCM下操作。由时间t1到时间t2所表示的延迟时间tDEL2表示箝位开关关断和功率开关接通之间的延迟。应理解，在一个实施例中，第二延迟时间TDEL2也被称为图3中的第二延迟电路362的延迟TB。在t1之前，漏源电压VDS 653的振荡表示由泄漏电感和输出电容的谐振回路导致的次级传导的结束。时间tDEL2表示在接通功率开关之前的时间。来自泄漏电感和磁化电感的能量可以被用来使漏源电压VDS 653到零。使用磁化电感来降低漏源电压VDS 653的益处允许同步整流器的漏源电压的最小过冲。
图7例示了根据本公开内容的实施方案的功率开关的漏电压的时序图。应理解，图7的所提及的信号可以是来自先前的附图的信号的一个实施例，并且下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与上文所描述的类似地耦合和起作用。还应理解，图7中所提及的信号可以是即将到来的附图中的信号的一个实施例，并且所提及的类似地命名和编号的元件与上文和下文所描述的类似地耦合和起作用。
该时序图例示了上升到电压VCL1 710的漏源电压VDS 753，当功率开关被关断时，该电压VCL1 710等于箝位电压VCL 709加上输入电压VIN 701，并且该电压VCL1 710在t2处达到零。在时间t1处，当箝位开关关断时，存储在泄漏电感中的能量相对于VCL是LLKI^2。关断箝位开关导致电流进入谐振电容器并且开始相对于箝位电压负充电。根据应用，功率开关的峰电流被定义。当功率开关的峰电流已经被定义、并且将为箝位电容器充电的能量的量可以被确定时，实现ZVS的泄漏电感可以由LLK＝(CRES*VCL1 2)/(0.65*ILIMPK)2定义。电容器CRES是功率开关的电容，并且ILIMPK是开关的峰电流。从t1到t2的时间表示ZVS发生的时间、是由泄漏电感和谐振电容形成的谐振周期的函数，并且振铃(ring)的理论上的未被箝位的电压振幅VTOTAL可以由下式定义
Figure BDA0003317574510000231
在时间t3处，如果功率开关未被接通，通过泄漏电感和功率开关的输出电容形成的谐振回路可以导致漏源电压迅速上升。
图8例示了根据本公开内容的实施方案的同步整流器开关的漏电压和功率开关的漏电压的时序图。应理解，图8的所提及的信号可以是来自先前的附图的信号的一个实施例，并且下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与上文所描述的类似地耦合和起作用。还应理解，图8中所提及的信号可以是即将到来的附图中的信号的一个实施例，并且所提及的类似地命名和编号的元件与上文和下文所描述的类似地耦合和起作用。
第一时序图例示了同步整流器的漏源电压VSR 855。第二时序图例示了功率开关的漏源电压VDS 853。同步整流器的漏源电压VSR 855和功率开关的漏源电压VDS 853可以是彼此的反映。换句话说，当功率开关的漏源电压VDS 853为零时，同步整流器的漏源电压VSR855为正。当功率开关的漏源电压VDS 853为正时，同步整流器的漏源电压VSR855为零。
在图8中，功率转换器的操作是DCM。在时间t1处，当同步整流器开关被接通时，同步整流器的漏源电压VSR 855为零，而当功率开关断开时，功率开关的漏源电压VDS 853在输入电压加上箝位电压处。在功率开关的转变之前，箝位开关被启用以使功率开关的漏源电压VDS853到零。这样，能量被存储在泄漏电感和磁化电感中。当箝位开关被关断时，泄漏电感将漏源电压VDS 853从输入电压加上箝位电压降低到由磁化电感箝位的较低值，该较低值由电压中的小振荡表示。磁化电感的放电继续将功率开关的漏源电压VDS 853一直降低到零。功率开关的漏源电压VDS 853的虚线表示如果功率开关未被接通谐振回路将导致漏源电压VDS 853振荡。
在时间t2处，当功率开关的漏源电压VDS 953为零时，功率开关被接通，这提供同步整流器的最小过冲。
现在参考图9，例示了根据本公开内容的教导的包括箝位驱动器906、初级控制器933和次级控制器937的示例功率转换器900。功率转换器900的所例示的实施例包括输入电容器CIN 902、能量传递元件916、能量传递元件916的初级绕组918、能量传递元件916的次级绕组920、功率开关S1 945、箝位电容器CCL 904、二极管907和915、箝位开关908、输出电容器CO 922、输入回线926、输出回线925、同步整流器928和感测电路931。应理解，类似地命名和编号的元件如上文和下文所描述的耦合和起作用。具体地，功率转换器900与图1中所示出的功率转换器100共享许多类似之处，然而，至少一个差异是次级控制器937被示出为耦合到次级绕组920并且被配置为接收表示次级绕组920的电压的正向信号(forward signal)UFWD 970。正向信号UFWD 970还表示同步整流器928的电压。还应理解，尽管同步整流器928被例示为功率转换器100的输出整流器，但是也可以使用二极管作为输出整流器。
箝位驱动器906被示出包括低侧驱动器950和高侧驱动器951。低侧驱动器950被配置为通过通信链路952控制高侧驱动器。高侧驱动器951被配置为生成箝位使能信号UCE 968以控制箝位开关908的开关。
次级控制器937被配置为生成次级驱动信号USR 934以控制同步整流器928，并且生成请求信号UREQ 935。如所示出的，次级控制器937被耦合以接收表示功率转换器900的输出量UO 936的反馈信号UFB932。输出量UO 936可以表示输出电压VO 923、输出电流IO 927或二者的组合。请求信号UREQ 935被传送到初级控制器933以启用功率开关S1 945的接通。此外，次级控制器937被示出为耦合到次级绕组920并且被配置为接收表示次级绕组920的电压的正向信号UFWD 970。响应于表示次级绕组920的电压的正向信号UFWD 970，次级控制器937可以确定功率转换器100是在CCM或DCM下操作并且经由请求信号将CCM或DCM操作中继(relay)到初级控制器933。
初级控制器933被示出包括控制电路939和驱动电路941。控制电路939被耦合以接收来自次级控制器937的请求信号UREQ 935和表示功率开关的开关电流ID 943的电流感测信号。控制电路939被配置为生成箝位驱动信号UCD 947和控制信号UCTRL 942并且响应于请求信号UREQ 935。在一个实施例中，控制电路939响应于请求信号UREQ 935而输出箝位驱动信号UCD 947以控制箝位开关908的接通。控制信号UCTRL 942表示在箝位开关908的接通并且然后关断之后接通功率开关S1 945的延迟时间。如将进一步解释的，响应于接收的请求信号UREQ935而选择控制信号UCTRL 942的延迟时间，该请求信号UREQ 935还提供关于CCM或DCM操作的信息。该延迟时间的持续时间由感测的CCM或DCM操作来确定。驱动电路941被耦合以接收控制信号UCTRL942并且生成驱动信号UD 944以控制功率开关945。驱动电路941还被耦合以接收表示功率开关945的开关电流ID 943的电流感测信号。驱动电路941被耦合以响应于控制信号UCTRL 942而在箝位开关908的关断之后的一延迟时间接通功率开关S1 945，并且驱动电路941被耦合以响应于开关电流ID 143达到电流极限(未示出)而关断功率开关S1945。
还例示了磁化电感LMAG 112、泄漏电感LLK 914，它们可以表示与能量传递元件916或分立电感器相关联的磁化电感和泄漏电感。以虚线，示出了寄生电容CP 946以表示耦合到功率开关S1 945的所有电容并且可以包括能量传递元件916内部的自然电容、功率开关S1 945和/或分立电容器的自然内部电容。在图1中还示出了次级电流IS 921、输出电压VO923、输出电流IO 927、输出量UO 936、反馈信号UFB 932、箝位电压VCL 909、箝位电流ICL 910和泄漏电压VLK 911。在所例示的实施例中，功率转换器900被示出为具有反激拓扑。应理解，功率转换器的其他已知拓扑和配置也可以受益于本公开内容的教导。
功率转换器900从未经调节的输入电压VIN 901向负载924提供输出功率。在一个实施方案中，输入电压VIN 901是经整流的ac线电压。在另一个实施方案中，输入电压VIN 101是dc输入电压。输入电容器CIN 902被耦合以接收输入电压VIN 901，并且在一个实施例中，对输入电压VIN 901进行滤波。能量传递元件916被耦合以接收输入电压VIN901。在一些实施方案中，能量传递元件916可以是耦合电感器、变压器或电感器。示例能量传递元件916被示出为包括两个绕组——初级绕组918和次级绕组920。然而，能量传递元件916可以具有多于两个绕组。初级绕组918两端的电压被例示为在初级绕组918的点端处具有正极性的初级电压。当功率开关S1 945导通时，初级电压大体上等于输入电压VIN 901和电感LLK 914两端的电压(例如泄漏电压VLK 911)的负和，或数学上：VP＝-(VIN+VL)。当功率开关S1 945断开时，初级电压大体上等于次级绕组920的反射输出电压。能量传递元件的初级绕组918还耦合到功率开关S1 945并且功率开关S1 945还耦合到输入回线926。
有源箝位电路耦合在初级绕组918和非耦合电感LLK 914两端。有源箝位电路被示出为包括箝位电容CCL 904，该箝位电容CCL 904与箝位开关90以及转向二极管915和907串联耦合。转向二极管D1 915耦合在箝位开关908和转向二极管907两端。箝位开关908被示例为晶体管，具体是金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)，但是应理解，可以使用其他晶体管。箝位开关908被耦合成使得晶体管的漏极耦合到箝位电容CCL 904，而晶体管的源极耦合到转向二极管907。此外，转向二极管915的阳极耦合到转向二极管907的阴极。转向二极管915的阴极耦合到箝位电容CCL 904。转向二极管907的阳极耦合到箝位开关908。箝位电容CCL904两端的电压被表示为箝位电容电压VCL 909，并且箝位电路中的电流被表示为箝位电流ICL 910。
有源箝位电路限制功率开关S1 945上的最大电压。此外，有源箝位电路的箝位开关908的控制便于功率开关S1 945的零电压开关。转向二极管915、907可以被用来控制箝位电流ICL 910流向箝位电容CCL904，特别是当箝位开关908的相关联的反并联(anti-parallel)二极管(未示出)是慢的时。
箝位驱动器906被配置为接收来自初级控制器933的箝位驱动信号UCD 947并且输出箝位使能信号UCE 968以控制箝位开关908的接通和关断。箝位开关908被控制以接通，以将电流注入到初级绕组918中。在功率开关S1 945接通之前，箝位开关908在第一持续时间内被接通。换句话说，在功率开关S1 945被关断的整个持续时间内箝位开关908未被接通。在功率开关S1 945的断开时间的开始处或附近，转向二极管915传导与功率转换器100的非耦合电感LLK 914相关联的电荷。在一个实施例中，当功率开关S1 945的漏电压VD增加到足够高的电压以使转向二极管915正向偏置时，转向二极管915接通。漏电压VD在功率开关S1945的断开时间的开始处或附近增加。转向二极管907阻止与非耦合电感LLK 914相关联的电荷传导通过箝位开关908的反并联二极管(未示出)。来自非耦合电感LLK 914的电荷通过转向二极管915被传递到箝位电容CCL 904并且被存储。在与功率转换器100的非耦合电感LLK914相关联的净电荷已经被传递到箝位电容CCL904之后，转向二极管915大体上停止传导。
箝位开关908保持断开直到在功率开关S1 945的断开时间的结束附近。一旦确定功率开关应接通，箝位开关908在第一持续时间内被接通。箝位开关908的接通在功率开关S1 945的接通之前、在功率开关S1 945的断开时间的结束附近发生。箝位开关908的晶体管被接通，使得先前传递到箝位电容CCL 104的净电荷被传递到初级绕组918。这样，与非耦合电感LLK 914相关联的能量被返回到系统而不是被耗散。在一个实施例中，非耦合电感LLK914表示能量传递元件916的泄漏电感。箝位开关908被控制使得泄漏能量被重置并且返回到功率转换器而不是被耗散。
次级绕组920耦合到输出整流器928，该输出整流器928被示例为用作同步整流器的、晶体管930和反并联二极管929。然而，输出整流器928可以是二极管。输出电容器CO 922被示出为耦合到输出整流器928和输出回线925。功率转换器900还包括电路系统以调节输出量UO 936，在一个实施例中，该输出量UO 936可以是输出电压VO 923、输出电流IO 927或二者的组合。感测电路931被示出为被配置为感测输出输出量UO 936并且提供表示功率转换器900的输出(例如输出量UO 936)的反馈信号UFB 932。
如所示出的，次级控制器937被耦合以接收反馈信号UFB 932并且输出次级驱动信号USR 934和请求信号UREQ 935。次级驱动信号USR 934由输出整流器928(例如同步整流器)接收并且控制输出整流器928的接通和关断。请求信号REQ表示接通初级开关S1 945的请求。此外，请求信号REQ还表示接通箝位开关908的请求。请求信号UREQ 935可以包括响应于反馈信号UFB 932而生成的请求事件。在一个实施例中，请求信号UREQ 935可以包括响应于反馈信号UFB 932与目标值的比较而生成的请求事件。请求信号UREQ 935可以是矩形脉冲波形，该矩形脉冲波形脉跳到逻辑高值并且快速返回到逻辑低值。逻辑高脉冲可以被称为请求事件。
此外，次级控制器937被示出为耦合到次级绕组920并且被配置为接收表示次级绕组920的电压的正向信号UFWD 970。如将进一步讨论的，响应于表示次级绕组920的电压的正向信号UFWD 970，次级控制器937可以确定功率转换器900是在CCM下操作还是在DCM下操作。在一个实施例中，正向信号UFWD 970的斜率的变化可以指示DCM操作。在另一个实施例中，输出整流器928的传导或不传导可以指示CCM或DCM操作。如先前所讨论的，操作模式(例如CCM或DCM)可以确定箝位开关908的关断和功率开关S1 945的接通之间的持续时间。
操作模式然后经由请求信号UREQ 935被提供给初级控制器933。例如，次级控制器937可以提供单个脉冲作为请求事件以接通初级开关S1 945和箝位开关908。单个脉冲请求事件的提供也可以指示功率转换器900的CCM操作。次级控制器937可以提供双脉冲作为请求事件以接通初级开关S1 945和箝位开关908并且以指示功率转换器900的DCM操作。虽然讨论了单个脉冲或双脉冲实施例，但是应理解，可以利用任何数目的脉冲。
请求信号UREQ 935通过被示出为虚线的通信链路被传递到初级控制器933，以启用功率开关S1 945和箝位开关908。在实施方案中，初级控制器933和次级控制器937彼此电流隔离，并且该通信链路使用电感耦合件(诸如变压器或耦合电感器)、光耦合器、电容耦合件或其他维持隔离的器件来提供电流隔离。然而，应理解，在一些实施方案中，次级控制器937不与初级控制器933电流隔离。
在一个实施例中，初级控制器933和次级控制器937可以被形成为集成电路的一部分，该集成电路被制造为混合或单片集成电路。在一个实施例中，功率开关S1 945也可以与初级控制器933和次级控制器937集成在单个集成电路封装件中。另外，在一个实施例中，初级控制器933和次级控制器937可以被形成为单独的集成电路。功率开关S1 945也可以被集成在与初级控制器933相同的集成电路中，或可以被形成在其自己的集成电路上。此外，应理解，初级控制器933、次级控制器937和功率开关S1 945都不需要被包括在单个封装件中，并且可以单独的控制器封装件或以组合的封装件/单独的封装件的组合来实施。
总体上应理解，闭合的开关可以传导电流并且被认为是导通的，而断路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 945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型晶体管(IGBT)在另一个实施例中，功率开关S1 945可以包括如下两个晶体管：这两个晶体管以共源共栅配置耦合在一起，使得通常为常断开(normally-off)器件的低压晶体管耦合到通常为常导通(normally-on)器件的高压晶体管。该高压晶体管可以是结型场效应晶体管(JFET)。在一个实施例中，JFET可以包括氮化镓(GaN)或碳化硅(SiC)材料。
初级控制器933包括控制电路939和驱动电路941。控制电路939被耦合以接收来自次级控制器937的请求信号UREQ 935和表示功率开关的开关电流ID 943的电流感测信号。控制电路939被配置为生成箝位驱动信号UCD 947和控制信号UCTRL 942并且响应于请求信号UREQ935。在一个实施例中，控制电路939响应于请求信号UREQ 935而输出箝位驱动信号UCD947以控制箝位开关908的接通。控制信号UCTRL 942表示在箝位开关908的接通并且然后关断之后接通功率开关S1 945的延迟时间。响应于请求信号UREQ 935而选择控制信号UCTRL942的延迟时间的持续时间，该请求信号UREQ 935还提供关于功率转换器900的CCM或DCM操作的信息。驱动电路941被耦合以接收控制信号UCTRL942并且生成驱动信号UD 944以控制功率开关945。驱动电路941还被耦合以接收表示功率开关945的开关电流ID 943的电流感测信号。驱动电路941被耦合以响应于控制信号UCTRL 942而在箝位开关908的关断之后的延迟时间接通功率开关S1 945，并且被耦合以响应于开关电流ID 143达到电流极限(未示出)而关断功率开关S1 945。然而，应理解，其他控制方案可以确定功率开关S1 945的关断。
在操作中，初级控制器933响应于请求信号UREQ 935而确定第一操作模式。第一操作模式指示CCM操作。在一个实施例中，当输出整流器928正在传导时CCM操作可以被确定。当功率开关S1 945被关断时，在被接通之后，功率开关S1 945的漏源电压上升。漏源电压将继续上升直到通过二极管915被箝位到箝位电容器CCL 904的箝位电压VCL 909。在功率开关S1 945的接通之前，箝位开关908被箝位驱动器906接通。泄漏电感LLK 914和初级绕组918通过箝位开关908处于导通状态由CCL 904两端的箝位电容器电压来充电。当箝位开关908被接通时，电压被施加到泄漏电感LLK 914，这导致电流在当功率开关S1 945导通时的相反的方向上流动。在指定的时间之后，箝位开关908被关断。箝位开关908的关断导致功率开关S1945的漏源电压下降。在箝位开关908的关断之后，已经通过箝位开关908导通而充电的泄漏能量被放电。在漏电压已经大体上达到零伏特之后，功率开关S1 945可以被接通用于零电压开关(ZVS)操作。对于第一操作模式，在箝位开关908被关断之后的第一延迟时间TDEL1接通功率开关S1 945。然而，应理解，如果漏电压还未达到零，功率开关S1 945仍然可以被接通。尽管不一定是零电压开关，但是功率转换器900仍然可以受益于降低的开关损耗。
此外，初级控制器933响应于请求信号UREQ 935而确定第二操作模式。第二操作模式指示DCM操作。在功率开关S1 945的断开时间期间，箝位开关908被接通并且然后被关断。当箝位开关908被接通时，电压被施加到泄漏电感LLK 914和磁化电感LMAG 912，这导致电流在与当功率开关S1 945导通时比较相反的方向上流动。在指定的时间之后，箝位开关908被关断并且在该时间期间，已经通过箝位开关908导通而充电的泄漏能量和磁化能量被放电。这导致功率开关S1 945的漏源两端的电压下降，并且给定足够的时间，最终达到零或小的非零值。与第一操作模式(例如CCM)相比，第二操作模式(例如DCM)通常需要更长的时间在功率开关S1 945的漏源上达到零伏特。对于第二操作模式，在箝位开关908被关断之后的第二延迟时间TDEL2接通功率开关S1 945。第二延迟时间TDEL2的持续时间长于第一延迟时间TDEL1的持续时间。
图10例示了用于初级控制器的控制电路1039的一个实施例。应理解，图10的控制电路1039可以是图9的控制电路939的一个实施例，并且下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与上文所描述的类似地耦合和起作用。此外，控制电路1039与图3中所示出的控制电路339共享许多类似之处，然而，至少一个差异是第一操作模式信号UM1 1063和第二操作模式信号UM2 1064由使能电路1005输出。
如所示出的，控制电路1039包括使能电路105、触发器1015、1075、延迟电路1060和单稳态多谐振荡器1007。延迟电路1060包括第一开关1058、第二开关1059、第一延迟电路1061和第二延迟电路1062。
控制电路1039可以输出控制信号UCTRL 1042，该控制信号UCTRL1042表示接通功率开关的延迟时间。此外，控制电路1039确定控制信号UCTRL 1042表示的延迟时间(例如第一延迟时间TDEL1或第二延迟时间TDEL2)。延迟时间取决于功率转换器的操作模式，在一个实施例中，该操作模式是响应于请求信号UREQ 1035而确定的。在功率开关S1 945的接通之前，控制电路1039输出箝位驱动信号UCD 1047以指示箝位开关908的接通以使箝位电容器CCL 904放电。
使能电路1005被耦合以接收请求信号UREQ 1035并且被配置为生成使能信号UEN1074。请求信号UREQ 1037表示确定接通功率开关。此外，请求信号UREQ 1035表示功率转换器900的操作模式，诸如CCM或DCM操作。使能电路1005还被配置为响应于请求信号UREQ 1035而输出第一操作模式信号UM1 1063和第二操作模式信号UM2 1064。在一个实施例中，第一操作模式信号UM1 1063响应请求信号UREQ 1035中的第一样式而被有效(assert)，而第二操作模式信号UM2 1064响应于请求信号UREQ 1035中的第二样式而被有效。第一样式可以表示CCM操作，而第二样式可以表示DCM操作。第一样式可以是请求信号UREQ1035中的单个脉冲，而第二样式可以是请求信号UREQ 1035中的两个连续接收的脉冲。
单稳态多谐振荡器1007耦合到使能电路1005。单稳态多谐振荡器1007被配置到箝位驱动信号UCD 1047。此外，单稳态多谐振荡器1007响应于使能信号UEN 1074中的沿(例如上升沿或下降沿)而在箝位驱动信号UCD 1047中在第一持续时间内输出一脉冲。在一个实施例中，该脉冲表示箝位开关908的导通时间。响应于通过请求信号UREQ 1037接通功率开关S1 945的开关请求，第一持续时间在功率开关S1 945的断开时间的结束附近开始。
反相箝位驱动信号UCD 1047对触发器1015进行时钟控制。在脉冲结束之后，触发器1015被配置为响应于箝位驱动信号UCD 1047的下降沿而生成第一逻辑状态。
延迟电路1060接收触发器的Q输出。此外，延迟电路1060的输出对触发器1075进行时钟控制。如所示出的，开关1058、1059耦合到触发器1015的Q输出。开关1059由第一操作模式信号UM1 1059控制。在操作中，如果第一操作模式信号UM1 1059被有效，由第一延迟电路1061的输出对触发器1075进行时钟控制。第一延迟电路1061输出表示第一延迟时间TDEL1的第一延迟，该第一延迟然后被输出作为控制信号UCTRL 1042。在该实施例中，第一延迟时间TDEL1也被示出为TA。开关1058由第二操作模式信号UM2 1064控制。如果第二操作模式信号UM21064被有效，由第二延迟电路1062的输出对触发器1075进行时钟控制。第二延迟电路1062输出表示第二延迟时间TDEL2的第二延迟，该第二延迟然后被输出作为控制信号UCTRL 342。在该实施例中，第二延迟时间TDEL2也被示出为TB。第二延迟时间TDEL2大于第一延迟时间TDEL1。在一个实施例中，第一延迟时间TDEL1(TA)可以在50纳秒(ns)的范围内，并且第二延迟时间TDEL2(TB)可以在200ns的范围内。当第一操作模式信号UM1 1059被有效并且初级控制器933在第一操作模式下操作时，第一延迟时间TDEL1说明泄漏电感使功率开关S1 945的漏源电压降低到大体上为零的持续时间。当第二操作模式信号UM21064被有效并且初级控制器933在第二操作模式下操作时，第二延迟时间TDEL2说明泄漏电感和磁化电感使功率开关S1 945的漏源电压降低到大体上为零的持续时间。
图11A例示了用于功率转换器的次级控制器1137的一个实施例。应理解，图11A的次级控制器1137可以是图9的次级控制器937的一个实施例，并且下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与上文所描述的类似地耦合和起作用。次级控制器1137被例示为包括比较器1176、模式检测电路1178、第二控制电路1179、检测器1180、比较器1181和触发器1185。对于11A的实施例，模式检测电路1178被示出为包括多路复用器1188。在图11A中还示出了反馈信号UFB 1132、次级驱动信号USR 1134、请求信号UREQ 1135、参考VREF 1177、CCM阈值VCCM1165、DCM阈值VDCM 1166、模式信号UMODE 1163、正向电压信号UFWD 1170、过阈值信号(crossing threshold signal)UFWS1183、关断阈值VSR_OFF 1182和断开信号USR_OFF 1184。
检测器1180被示出为被耦合以接收正向电压信号UFWD 1170并且被配置为响应于正向电压信号UFWD 1170穿到阈值以下而生成过阈值信号UFWS 1183。通常，功率开关S1 945和同步整流器928被控制使得这些开关不同时导通。在一个实施方案中，检测器1180可以被用来响应于正向电压信号UFWD 1170而确定功率开关S1 945何时停止传导。如果功率开关S1945正在传导，正向电压信号UFWD 1170将大体上等于输入电压VIN 901乘以能量传递元件T1916的匝数比再加上输出电压VO。当功率开关S1 945关断时，正向电压信号UFWD 1170将下降。如果正向电压信号UFWD 1170下降到检测器1180的阈值以下，检测器确定功率开关S1945已经被关断。对于所示出的实施例，当正向电压信号UFWD 1170穿到阈值以下时，检测器1180使过阈值信号UFWS 1183有效。在触发器1185的时钟输入处接收过阈值信号UFWS 1183。在所示出的实施例中，过阈值信号UFWS 1183中的前沿对触发器1185进行时钟控制并且导致次级驱动信号USR 1134的逻辑高输出。
比较器1181被配置为接收正向电压信号UFWD 1170和关断阈值VSR_OFF 1182。如所示出的，在比较器1181的反相输入处接收关断阈值VSR_OFF 1182，而在比较器1181的非反向输入处接收正向电压信号UFWD1170。比较器的输出是断开信号USR_OFF 1184，断开信号USR_OFF1184在正向电压信号UFWD 1170大于关断阈值VSR_OFF 1182时是逻辑高(例如第一状态)并且在正向电压信号UFWD 1170小于关断阈值VSR_OFF1182时是逻辑低(例如第二状态)。一旦功率开关S1 945关断，正向电压信号UFWD 1170下降到关断阈值VSR_OFF 1182以下并且断开信号USR_OFF 1184是逻辑低(例如未有效)。当来自初级绕组的所有能量被传递到次级绕组时，正向电压信号UFWD 1170上升到关断阈值VSR_OFF1182以上，并且断开信号USR_OFF 1184是逻辑高(例如有效)，指示次级控制器937可以关断同步整流器的晶体管930。如所示出的，在触发器1185的清零输入(clear-input)处接收断开信号USR_OFF 1184。
触发器1185被示出为在其时钟输入处接收过阈值信号UFWS 1183，在其清零输入处接收断开信号USR_OFF 1184，并且触发器1185的d输入被示出为连接到逻辑高值。在操作中，当功率开关S1 945关断时，正向电压信号UFWD 1170下降到检测器1180的阈值以下并且过阈值信号UFWS 1183被有效。过阈值信号UFWS 1183的前沿导致次级驱动信号USR 1134的逻辑高输出和接通同步整流器928。当正向电压信号UFWD1170上升到关断阈值VSR_OFF 1182以上、并且断开信号USR_OFF 1184被有效(例如是逻辑高)并且使触发器1185清零时，次级驱动信号USR1134转变到逻辑低值，并且同步整流器928被关断。在另一个实施例中，第二控制电路1179可以使触发器1185清零。例如，响应于接通功率开关S1 945的开关请求，第二控制电路1179可以使触发器1185(未示出)清零并且次级驱动信号USR 1134转变到逻辑低值并且同步整流器928被关断。
比较器1176被耦合以接收反馈信号UFB 1132和参考VREF 1177。如所示出的，在比较器1176的非反相输入处接收参考VREF 1177，而在比较器1176的反相输入处接收反馈信号UFB1132。参考VREF 1177表示调节功率转换器100的输出的目标值。反馈信号UFB 1132下降到参考VREF 1177以下可以指示功率开关S1 945应被接通以将能量传递到功率转换器900的输出。
第二控制电路1179被配置为接收比较器1176的输出、次级驱动信号USR 1134和过阈值信号UFWS 1183并且输出请求信号UREQ 1135。在一个实施例中，第二控制电路1179响应于比较器1176的输出而确定请求信号UREQ 1135是否应指示功率开关S1 945的接通请求。此外，第二控制电路1179可以响应于次级控制信号USR 1134或过阈值信号UFWS 1183而确定请求信号UREQ 1135中接通功率开关S1 945的请求的时序。
如上所提到的，请求信号UREQ 1135表示接通功率开关S1 945的请求和功率转换器900的操作模式。如所讨论的，功率转换器900的操作模式可以被用来确定关断箝位开关908和接通功率开关S1 945之间的延迟时间的持续时间。第二控制电路1179还被配置为接收来自模式检测电路1178的模式信号UMODE 1163。模式检测电路1178确定功率转换器900是在第一模式(例如CCM操作)还是第二模式(例如DCM操作)下操作。模式检测电路包括多路复用器1188。多路复用器1188被配置为在其“1”地址输入(例如高输入)处接收CCM阈值VCCM1165，在其“0”地址输入(例如低输入)处接收DCM阈值VDCM1166，以及在其选择输入处接收次级驱动信号USR 1134。响应于次级驱动信号USR 1134的值(例如高“1”或低“0”)，多路复用器的输出(例如模式信号UMODE 1163)是CCM阈值VCCM 1165或DCM阈值VDCM 1166。在另一个实施例中，多路复用器可以在其选择输入处接收断开信号USR_OFF 1184，并且断开信号USR_OFF1184确定模式信号UMODE 1163大体上是CCM阈值VCCM 1165还是DCM阈值VDCM1166。在一个实施例中，CCM阈值VCCM 1165可以是逻辑高值，而DCM阈值VDCM 1166可以是逻辑低值。可选地，多路复用器1188可以接收比较器1176的输出(如由虚线所示出的)。比较器1176的输出可以被多路复用器1188利用以确定模式信号UMODE 1163被输出到第二控制电路1179的时序。在一个实施例中，直到反馈信号UFB 1132下降到参考VREF 1177以下，模式信号UMODE 1163才被输出到第二控制电路1179。在另一个实施例中，多路复用器1188可以由断开信号USR_OFF1184控制。此外，模式检测电路1178可以响应于断开信号USR_OFF 1184或次级驱动信号USR 1134而在确定CCM或DCM操作中实施缓冲或延迟。
响应于模式信号UMODE 1163，第二控制电路1179被配置为响应于指示第一操作模式(例如CCM操作)的模式信号UMODE 1163而生成用于请求信号UREQ 1135的第一样式。第二控制电路1179还被配置为响应于指示第二操作模式(例如DCM操作)的模式信号UMODE1163而生成用于请求信号UREQ 1135的第二样式。例如，用于请求信号UREQ 1135的第一样式可以是单个脉冲以指示转变功率开关S1 945的请求和功率转换器900的CCM操作。用于请求信号UREQ 1135的第二样式可以是两个连续脉冲以指示转变功率开关S1 945的请求和DCM操作。这样，请求信号UREQ 1135表示接通功率开关的请求和功率转换器的操作模式。
图11B例示了用于功率转换器的另一个示例次级控制器1137。应理解，图11B的次级控制器1137可以是图9的次级控制器937的一个实施例，并且下文所提及的类似地命名和编号的元件可以与上文所描述的类似地耦合和起作用。此外，图11B中所示出的次级控制器1137与图11A中所示出的次级控制器1137共享许多类似之处，然而，至少一个差异是在图11B中所示出的模式检测电路1178包括多路复用器1188、触发器1186和开关1190。
如所示出的，模式检测电路1178的触发器1186被配置为接收比较器1176的输出。具体地，比较器1176的输出耦合到触发器1186的时钟输入。D输入耦合到逻辑高值，而清零输入被配置为接收请求信号UREQ 1135。触发器1186的输出被配置为控制开关1190。类似于上文关于图11A所描述的，多路复用器1188被配置为在其“1”输入(例如高输入)处接收CCM阈值VCCM 1165和在其“0”输入(例如低输入)处接收DCM阈值VDCM 1166。
在操作中，多路复用器1188的输出由次级驱动信号USR 1134控制。响应于次级驱动信号USR 1134的值(例如高“1”或低“0”)，多路复用器的输出(例如模式信号UMODE 1163)是CCM阈值VCCM 1165或DCM阈值VDCM 1166。在一个实施例中，CCM阈值VCCM 1165可以是逻辑高值，而DCM阈值VDCM 1166可以是逻辑低值。换句话说，模式检测电路1178被配置为响应于反馈信号UFB 1132在参考VREF 1177以下和次级驱动信号USR 1134的第一状态(例如逻辑高)而输出表示第一操作模式(例如CCM操作)的模式信号UMODE 1163。模式检测电路1178还被配置为响应于反馈信号在参考以下而输出第二模式信号以及响应于反馈信号UFB 1132在参考VREF 1177以下和次级驱动信号USR1134的第二状态(例如逻辑低)而输出表示第二操作模式(例如DCM操作)的模式信号UMODE 1163。
开关1190由触发器1186的输出控制。当反馈信号UFB 1132下降到参考VREF 1177以下时，触发器1186被时钟控制并且触发器1186的输出是逻辑高。在该情况下，开关1190被闭合并且模式信号UMODE1163大体上等于多路复用器1188的输出。当请求信号UREQ 1135指示接通功率开关S1 945的请求并且开关1190断路时，触发器1186的输出转变到逻辑低值。这样，模式信号UMODE 1163提供功率转换器900的操作模式的指示以及接通功率开关S1 945的请求。
图11A和图11B例示了次级控制器1137，该次级控制器1137根据正向电压信号UFWD1170来确定CCM和DCM操作，并且控制同步整流器。应理解，本发明的实施方案可以与功率转换器一起被利用，其中输出整流器被例示为二极管而不是同步整流器。这样，正向电压信号UFWD 1170的变化可以确定CCM或DCM操作。例如，正向信号UFWD 970的斜率的变化可以指示DCM操作，或下降到阈值以下可以指示DCM操作。在另一个实施例中，在正向电压信号UFWD1170中检测到弛豫振铃可以确定DCM操作。
图12A是例示了当功率转换器900在DCM下操作时正向电压信号UFWD 1270、反馈信号UFB 1232和请求信号UREQ 1235的示例波形的时序图。应理解，正向电压信号UFWD 1270、反馈信号UFB 1232和请求信号UREQ 1235是关于图9、图10、图11A和图11B所讨论的正向电压信号UFWD、反馈信号UFB和请求信号UREQ的实施例。
在功率开关S1 945的导通时间TON期间，正向电压信号UFWD 1270大体上等于输入电压VIN 901乘以能量传递元件T1 916的匝数比再加上输出电压VO。当功率开关S1 945被关断时，正向电压信号UFWD 1270下降。如所示出的，在功率开关S1 945的断开时间TOFF的开始处，正向电压信号UFWD 1270在关断阈值VSR_OFF 1282以下。
在图12A中所示出的时间t1处，正向电压信号UFWD 1270上升到关断阈值VSR_OFF1282以上，指示来自功率转换器900的初级侧的能量已经被传递到功率转换器900的次级侧。在正向电压信号UFWD 1270中可以看到弛豫振铃。在图12A中所示出的时间t1处，反馈信号UFB1232仍然在参考VREF 1277以上。在图12A的时间t2处，反馈信号UFB 1232下降到参考VREF 1277以下。由于在正向电压信号UFWD 1270增加到关断阈值VSR_OFF 1282以上之后反馈信号UFB 1232下降到参考VREF 1277以下，因此功率转换器900在DCM下操作。如所示出的，请求信号UREQ 1235包括两个连续脉冲，这是第二样式的一个实施例。虽然图12A例示了正向电压UFWD 1270穿过关断阈值VSR_OFF 1282作为DCM操作的指示，应理解，正向电压信号UFWD 1270的斜率的变化可以被用作DCM操作的指示。
图12B是例示了当功率转换器900在CCM下操作时正向电压信号UFWD 1270、反馈信号UFB 1232和请求信号UREQ 1235的示例波形的时序图。应理解，正向电压信号UFWD 1270、反馈信号UFB 1232和请求信号UREQ 1235是关于图9、图10、图11A和图11B所讨论的正向电压信号UFWD、反馈信号UFB和请求信号UREQ的实施例。
在图12B中所示出的时间t1处，正向电压信号UFWD 1270仍然在关断阈值VSR_OFF1282以下，指示来自功率转换器900的初级侧的能量还未被完全传递到功率转换器900的次级侧。此外，在图12B的时间t1处，反馈信号UFB 1232下降到参考VREF 1277以下。由于在正向电压信号UFWD 1270在关断阈值VSR_OFF 1282以下时反馈信号UFB 1232下降到参考VREF 1277以下，因此功率转换器900在CCM下操作。如所示出的，请求信号UREQ 1235包括单个脉冲，这是第一样式的一个实施例。
现在参考图13，例示了根据本公开内容的教导的包括箝位驱动器1306、初级控制器1333和次级控制器1337的示例功率转换器1300。功率转换器1300的所例示的实施例包括输入电容器CIN 1302、能量传递元件1316、能量传递元件316的初级绕组1318、能量传递元件1316的次级绕组1320、功率开关S1 1345、箝位电容器CCL 1304、二极管1307和1315、箝位开关1308、输出电容器CO 1322、输入回线1326、输出回线1325、输出整流器1328和感测电路1331。输出整流器1328被例示为包括晶体管1330和反并联二极管1329的同步整流器，功率转换器1300的输出整流器1328也可以是二极管。对于图13中所示出的实施例，箝位驱动器1306和初级控制器1333已经被简化，但是可以包括如上文所讨论的诸如高侧驱动器、低侧驱动器、驱动电路和控制电路的元件。应理解，类似地命名和编号的元件如上文和下文所描述的耦合和起作用。具体地，功率转换器1300与图1中所示出的功率转换器100和图9中所示出的功率转换器900共享许多类似之处，然而，至少一个差异是能量传递元件1316还包括参考输入回线1326的第三绕组1390(也被称为偏置绕组)。第三绕组1390也与次级绕组1320电流隔离。
在所示出的实施例中，电阻器1391和1392耦合在第三绕组1390两端。此外，二极管1393和偏置电路1394也耦合在第三绕组1390两端。如所示出的，缩放偏置电压(scaledbias voltage)VB 1395是电阻器1391和电阻器1392之间的节点处的电压，这形成第三绕组1390两端的电压的分压器。这样，缩放偏置电压VB 1395是第三绕组1390两端的电压的缩放形式。此外，缩放偏置电压VB 1395表示初级绕组1318(例如输入绕组)的电压。
图14例示了用于初级控制器的控制电路1439的一个实施例。应理解，图14的控制电路1439可以是用于关于图13所示出的初级控制器1333的控制电路的一个实施例，然而，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。此外，控制电路1439与图3中所示出的控制电路339和图10中所示出的控制电路1039共享许多类似之处，然而，至少一个差异是控制电路1439还包括过零检测器1484和触发器1488。过零检测器1484被耦合以接收缩放偏置电压VB 1495，该缩放偏置电压VB 1495是图13的缩放偏置电压VB 1395的一个实施例。此外，类似于图10，第一操作模式信号UM1 1463和第二操作模式信号UM2 1464由使能电路1405输出。
过零检测器1484被耦合以接收缩放偏置电压VB 1495并且被配置为响应于缩放偏置电压VB 1495穿过过零参考而输出过零信号UZCD1486。在一个实施例中，过零检测器1484检测在关断功率开关之后缩放偏置绕组电压VB 1595下降到过零参考以下的第一情况。在另一个实施例中，过零检测器1484还可以对于缩放偏置电压VB 1495穿过过零参考的每个情况输出一脉冲。换句话说，过零信号UZCD 1486表示缩放偏置电压VB 1495的过零。在一个实施例中，过零信号UZCD 1486是矩形脉冲波形，其中波形中的脉冲表示缩放偏置电压VB1495的过零。触发器1488被示出为在其时钟输入处接收反相驱动信号UD 1444，在其清零输入处接收过零信号UZCD 1486，以及在其D输入处接收高值。触发器1488的Q-杠(Q-bar)输出是DCM信号UDCM 1466(也被称为第二操作模式信号)，而触发器1488的Q输出是CCM信号UCCM1465(也被称为第一种操作模式信号)。DCM信号UDCM 1466表示确定功率转换器1300的DCM操作，而CCM信号UCCM 1465表示确定功率转换器1300的CCM操作。在一个实施例中，CCM信号UCCM1465和DCM信号UDCM 1466二者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，其中逻辑高部段指示有效的信号。
使能电路1405被耦合以接收请求信号UREQ 1435、CCM信号UCCM1465和DCM信号UDCM1466，并且使能电路1405被配置为生成使能信号UEN 1474。如先前所讨论的，请求信号UREQ1437表示确定接通功率开关S1 1345。使能电路1305还被配置为响应于CCM信号UCCM 1465或DCM信号UDCM 1466、或二者连同请求信号UREQ 1435而输出第一操作模式信号UM1 1363和第二操作模式信号UM2 1464。在一个实施例中，第一操作模式信号UM1 1063响应于与请求信号UREQ 1435中的接收的请求一致的有效的CCM信号UCCM 1465而被有效。第二操作模式信号UM21464响应于与请求信号UREQ 1435中的接收的请求一致的有效的DCM信号UDCM 1466而被有效。
在操作中，CCM信号UCCM 1465信号响应于驱动信号UD 1444中的后沿而被有效。DCM信号UDCM 1466响应于指示在缩放偏置电压VB 1495中的检测到的过零的过零信号UZCD 1486而被有效。如果当从请求信号UREQ 1435接收到接通功率开关S1 1345的请求时CCM信号UCCM1465信号被有效，第一操作模式信号UM1 1363被有效，这使开关1459闭合并且控制信号UCTRL1442输出第一延迟时间TDEL1(TA)。如果当从请求信号UREQ 1435接收到接通功率开关S11345的请求时DCM信号UDCM 1466被有效，第二操作模式信号UM2 1464被有效，这使开关1458闭合并且控制信号UCTRL 1442输出第二延迟时间TDEL2(TB)。第一延迟时间TDEL1的持续时间短于第二延迟时间TDEL2的持续时间。
图15A例示了具有用于图13的功率转换器1300和图14的控制电路1439的请求信号UREQ 1535、箝位使能信号UCE 1568、驱动信号UD1544、功率开关S1 1345的漏源电压VDS 1553、缩放偏置绕组电压VB1595、过零信号UZCD 1586和DCM信号UDCM 1566的示例波形的时序图1500。图15A例示了用于功率转换器1300的DCM操作的示例波形。应理解，类似地命名和编号的元件如上文所描述的耦合和起作用。
在接收到请求信号UREQ 1535中的请求(例如脉冲)之后，箝位开关1308由箝位使能信号UCE 1568(例如逻辑高值)控制导通。在箝位开关1308被控制断开(箝位使能信号UCE1568的逻辑低值)之后，驱动信号UD 1544在图15A的时间t1处转变到逻辑高值以接通功率开关S1 1345。当功率开关S1 1345导通时，漏源电压VDS 1553大体上等于零。缩放偏置绕组电压VB 1595被示出为漏源电压VDS 1553的缩放并且电平移动的形式，然而，存在缩放偏置绕组电压VB 1595的一些箝位。
在图15A的时间t2处，驱动信号UD 1544转变到逻辑低值并且功率开关S1 1345被关断并且漏源电压VDS 1553增加。在功率开关S11345的断开时间的开始处，小隆起被例示在漏源电压VDS 1553中，例示了泄漏能量到箝位电容器CCL 1304的传递。一旦泄漏能量传递完成，漏源电压VDS 1553大体上稳定到输入电压VIN加上初级绕组两端的反射输出。在驱动信号UD 1544的后沿处，DCM信号UDCM 1566转变到逻辑低值(例如未有效)。
在图15A的时间t3处，功率转换器1300的输出整流器1328停止传导。在此之后，可以在漏源电压VDS 1553中看到弛豫振铃，指示来自功率转换器的输入的能量已经被传递到功率转换器的输出。类似地，可以在缩放偏置绕组电压VB 1595上观察到弛豫振铃的缩放并且电平移动的形式。
在图15A的时间t4处，缩放偏置绕组电压VB 1595过零并且一脉冲在过零信号UZCD1586中出现。这样，DCM信号UDCM 1566转变到逻辑高值并且被有效。对于过零信号UZCD 1586的所示出的实施例，图14的过零检测器1484检测到在关断功率开关之后缩放偏置绕组电压VB 1595下降到零以下的第一情况。然而，应理解，过零检测器还可以对于在功率开关的关断之后检测到的缩放偏置绕组电压VB 1595的每个过零输出一脉冲。
在图15A的时间t5处，接收到请求信号UREQ 1535中的脉冲，指示接通功率开关S11345的请求并且箝位使能信号UCE 1568转变到逻辑高值(例如有效)以接通箝位开关1308。在图15A的时间t6处，箝位使能信号UCE 1568转变到逻辑低值(例如未有效)并且箝位开关1308被关断。漏源电压VDS 1553和缩放偏置绕组电压VB 1595下降。在图15A的时间t7处，驱动信号UD 1544转变到逻辑高值(例如有效)并且功率开关S1 1345被接通。在图15A的时间t8处，驱动信号UD 1544转变到逻辑低值并且功率开关S1 1345被关断。
图15A的时间t6和时间t7之间的持续时间通常被选择以允许漏源电压VDS 1553下降到零，以便于零电压开关。由于当接收到请求信号UREQ 1535中的脉冲时在图15A的时间t5处DCM信号UDCM 1566被有效，因此图14的使能电路1405使第二操作模式信号UM2 1464有效以使开关1458闭合。这样，箝位开关1308的关断和功率开关S1 1345的接通之间的持续时间大体上是第二延迟时间TDEL2。
尽管所示出的实施例例示了利用缩放偏置绕组电压VB 1595的过零来确定DCM或CCM操作，但是应理解，可以使用其他实施方案以使用缩放偏置绕组电压VB 1595确定次级功率传递的结束(也示出为波形中的拐点)。例如，缩放偏置绕组电压VB 1595的斜率的变化也可以被用来区分DCM和CCM操作。
图15B例示了具有用于图13的功率转换器1300和图14的控制电路1439的请求信号UREQ 1535、箝位使能信号UCE 1568、驱动信号UD1544、功率开关S1 1345的漏源电压VDS 1553、缩放偏置绕组电压VB1595、过零信号UZCD 1586和CCM信号UCCM 1565的示例波形的时序图1501。图15B例示了用于功率转换器1300的CCM操作的示例波形。应理解，类似地命名和编号的元件如上文所描述的耦合和起作用。
在接收到请求信号UREQ 1535中的请求(例如脉冲)之后，箝位开关1308由箝位使能信号UCE 1568(例如逻辑高值)控制导通。在箝位开关1308被控制断开(例如箝位使能信号UCE 1568的逻辑低值)之后，驱动信号UD 1544在图15B的时间t1处转变到逻辑高值以接通功率开关S1 1345。当功率开关S1 1345导通时，漏源电压VDS 1553大体上等于零。缩放偏置绕组电压VB 1595被示出为漏源电压VDS 1553的缩放并且电平移动的形式，然而，存在缩放偏置绕组电压VB 1595的一些箝位。
在图15B的时间t2处，驱动信号UD 1544转变到逻辑低值并且功率开关S1 1345并且漏源电压VDS 1553增加。在功率开关S1 1345的断开时间的开始处，小隆起被例示在漏源电压VDS 1553中，例示了泄漏能量到箝位电容器CCL 1304的传递。一旦泄漏能量传递完成，漏源电压VDS 1553大体上稳定到输入电压VIN加上初级绕组两端的反射输出。在驱动信号UD1544的后沿处，DCM信号UDCM 1566(未示出)转变到逻辑低值(例如未有效)。CCM信号UCCM1565响应于驱动信号UD 1544的后沿而转变到逻辑高值(例如有效)。
在图15B的时间t3处，接收到请求信号UREQ 1535中的脉冲，指示接通功率开关S11345的请求并且箝位使能信号UCE 1568转变到逻辑高值(例如有效)以接通箝位开关1308。缩放偏置绕组电压VB 1595在此时间处还未过零，并且在过零信号UZCD 1586中不存在脉冲。
在图15B的时间t4处，箝位使能信号UCE 1568转变到逻辑低值(例如未有效)并且箝位开关1308被关断。漏源电压VDS 1553和缩放偏置绕组电压VB 1595下降。缩放偏置绕组电压VB 1595被示出为在图15B的时间t5处过零，并且脉冲被示出在过零信号UZCD 1586中。
在图15B的时间t6处，驱动信号UD 1544转变到逻辑高值(例如有效)并且功率开关S1 1345被接通。
图15B的时间t4和时间t6之间的持续时间通常被选择以允许漏源电压VDS 1553下降到零，以便于零电压开关。由于当接收到请求信号UREQ 1535中的脉冲时在图15B的时间t3处CCM信号UCCM 1565被有效，因此图14的使能电路1405使第一操作模式信号UM1 1463有效以使开关1459闭合。这样，箝位开关1308的关断和功率开关S1 1345的接通之间的持续时间大体上是第一延迟时间TDEL1。第一延迟时间TDEL1的持续时间短于第二延迟时间TDEL2的持续时间。
图16例示了用于初级控制器的控制电路1639的另一个实施例。在一个实施例中，控制电路1639可以响应于驱动信号UD 1644而确定功率转换器的操作模式。图16的控制电路1639可以是用于关于任何上述附图所示出的初级控制器的控制电路的一个实施例，并且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。此外，控制电路1639与图3中所示出的控制电路339和图10中所示出的控制电路1039以及图14中所示出的控制电路1439共享许多类似之处，然而，至少一个差异是控制电路1639还包括模式检测电路1678，该模式检测电路1678被耦合以接收驱动信号UD 1644并且被配置为输出操作信号UOP 1668到使能电路1605。此外，类似于图10和图14，第一操作模式信号UM1 1663和第二操作模式信号UM2 1664由使能电路1605输出。
模式检测电路1678被配置为响应于驱动信号UD 1644而生成操作信号UOP 1663。操作信号UOP 1663(在图11A和图11B中也被称为模式信号UMODE)表示功率转换器的操作模式。在一个实施例中，操作信号UOP 1668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，逻辑高部段表示功率转换器的第一操作模式(诸如CCM操作)，而逻辑低部段表示功率转换器的第二操作模式(诸如DCM操作)。
图16的使能电路1605响应于操作信号UOP 1668使第一操作模式信号UM1 1663和第二操作模式信号UM2 1664有效。如果操作信号UOP1668指示CCM操作，使能电路1605输出第一操作模式信号UM1 1663以接通开关1659，控制信号UCTRL 1642输出第一延迟时间TDEL1。如果操作信号UOP 1668指示DCM操作，使能电路1605输出第二操作模式信号UM2 1664以接通开关1658，并且控制信号UCTRL 1642输出第二延迟时间TDEL2。
图17例示了模式检测电路1778的一个实施例，该模式检测电路1778是图16的模式检测电路1678的一个实施例。模式检测电路1778被示出为包括开关1797、具有电压VC 1701的电容器1798、电流源1799、二极管1787、电压源1788和比较器1719。应理解，类似地命名和编号的元件如上文所描述的耦合和起作用。
开关1797耦合在电容器两端并且被配置为由驱动信号UD 1744控制。比较器耦合到电容器1798。如所示出的，比较器1719被耦合使得电压VC 1701与DCM阈值VDCM(例如电压参考)进行比较。比较器1719被耦合以在其反相输入处接收电压VC 1701并且在其非反相输入处接收DCM阈值VDCM 1766。比较器1719的输出是操作信号UOP 1668。
二极管1787和电压源1788耦合到电容器1798并且被配置为为电容器1798提供上箝位电压(upper clamp voltage)。电流源1799也耦合到电容器1798并且被配置为当开关1797断路时对电容器1798充电。
在操作中，驱动信号UD 1744使开关1797断路和闭合。驱动信号UD 1744的逻辑高部段表示功率开关S1的导通时间，而逻辑低部段表示功率开关S1的断开时间。当驱动信号UD1744是逻辑高(例如功率开关S1导通)时，电容器1798被放电。当驱动信号UD 1744是逻辑低(例如功率开关S1断开)时，电容器1798由电流源1799充电。如果在功率开关S1的断开时间期间电压VC 1701达到DCM阈值VDCM1766，模式检测电路输出用于操作信号UOP 1768的逻辑低值以指示DCM操作。用于操作信号UOP 1768的逻辑高值表示在功率开关S1的断开时间期间的CCM操作。
图18例示了时序图1800，该时序图1800例示了图17的模式检测电路1778和图16的模式检测电路1678的驱动信号UD 1844、模式电容器1798的电压VC 1801和操作信号UOP1863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耦合和起作用。
时序图1800的左手侧例示了CCM操作。在图18的时间t1处，驱动信号UD 1844转变到逻辑高值并且功率开关S1导通，模式电容器1798被放电并且电压VC 1801下降。在图18的时间t1处，驱动信号UD 1844转变到逻辑低值并且功率开关S1断开，电容器1798由电流源1799充电并且电压VC 1801被示出为增加。在图18的时间t3处，驱动信号UD 1844转变到逻辑高值。在图18的时间t3之前，电压VC 1801还未达到DCM阈值VDCM 1866并且操作信号UOP 1863是逻辑高，指示CCM操作(例如第一操作模式)。
时序图1800的右手侧例示了DCM操作的检测。在图18的时间t5处，驱动信号UD1844转变到逻辑高值并且功率开关S1导通，模式电容器1798被放电并且电压VC 1801下降。在图18的时间t6处，驱动信号UD 1844转变到逻辑低值并且功率开关S1断开，电容器1798由电流源1799充电并且电压VC 1801被示出为增加。在图18的时间t7处，驱动信号UD 1844保持逻辑低(例如功率开关S1断开)并且电压VC 1801达到DCM阈值VDCM 1866。这样，操作信号UOP1863转变到逻辑低值，指示DCM操作(例如第二操作模式)。
本发明的所例示的实施例的以上描述，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。虽然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替代地限定本发明：
实施例1：一种被配置用于在功率转换器中使用的控制器，所述控制器包括：控制电路，所述控制电路被耦合以接收表示所述功率转换器的输入电压的输入线电压感测信号，所述控制电路被配置为响应于表示所述功率转换器的输出的请求信号而生成控制信号，其中响应于所述输入线电压感测信号，所述控制信号表示在箝位开关的接通之后接通功率开关的延迟时间，所述控制电路还被配置为生成箝位驱动信号以控制箝位驱动器；以及驱动电路，所述驱动电路被配置为生成驱动信号以控制所述功率开关以将能量从所述功率转换器的输入传递到所述功率转换器的所述输出。
实施例2：根据实施例1所述的控制器，所述控制电路包括：使能电路，所述使能电路被配置为响应于所述请求信号而生成使能信号；以及单稳态多谐振荡器，所述单稳态多谐振荡器被配置为响应于所述使能信号而生成所述箝位驱动信号以接通所述箝位开关，所述单稳态多谐振荡器被配置为在第一持续时间内输出一脉冲，其中响应于确定接通所述功率开关，所述第一持续时间在所述功率开关的断开时间的结束附近开始。
实施例3：根据前述实施例中任一个所述的控制器，所述控制电路还包括耦合到所述单稳态多谐振荡器的触发器，所述触发器被配置为响应于所述箝位驱动信号而生成第一逻辑状态。
实施例4：根据前述实施例中任一个所述的控制器，其中所述控制电路还被配置为控制所述箝位驱动器以将存储在箝位电容器中的电荷注入到能量传递元件中以在接通所述功率开关之前使所述功率开关的寄生电容放电到所述能量传递元件中。
实施例5：根据前述实施例中任一个所述的控制器，其中所述控制电路还包括延迟电路，所述延迟电路被配置为延迟所述功率开关的接通，以提供足够的时间用于在接通所述功率开关之前使所述功率开关的寄生电容放电到能量传递元件中。
实施例6：根据前述实施例中任一个所述的控制器，所述延迟电路包括：第一开关，所述第一开关由第一操作模式信号控制；第一延迟电路，所述第一延迟电路耦合到所述第一开关，所述第一延迟电路被配置为在第一延迟时间之后输出所述控制信号；第二开关，所述第二开关由第二操作模式信号控制；以及第二延迟电路，所述第二延迟电路耦合到所述第二开关，所述第二延迟电路被配置为在第二延迟时间之后输出所述控制信号，其中所述第二延迟时间大于所述第一延迟时间。
实施例7：根据前述实施例中任一个所述的控制器，其中所述控制电路还包括：第一比较器，所述第一比较器被配置为确定所述输入线电压感测信号是否小于连续传导模式(CCM)阈值；第二比较器，所述第二比较器被配置为确定所述输入线电压感测信号是否大于不连续传导模式(DCM)阈值；以及置位-复位(SR)锁存器，所述置位-复位(SR)锁存器具有耦合到所述第一比较器的输出的置位输入，所述SR锁存器还耦合具有耦合到所述第二比较器的输出的复位输入，所述SR锁存器被配置为输出第一操作模式信号，所述SR锁存器还被配置为输出第二操作模式信号。
实施例8：根据前述实施例中任一个所述的控制器，其中所述第一操作模式信号表示所述功率转换器的DCM操作。
实施例9：根据前述实施例中任一个所述的控制器，其中所述第二操作模式信号表示所述功率转换器的CCM操作。
实施例10：一种功率转换器，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和所述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；箝位驱动器，所述箝位驱动器耦合到所述能量传递元件和所述功率开关；以及初级控制器，所述初级控制器耦合到所述箝位驱动器和所述功率开关，所述初级控制器包括：控制电路，所述控制电路被配置为响应于表示所述功率转换器的输出的请求信号而生成控制信号，其中所述控制信号响应于输入线电压感测信号而选择多个操作模式中的一个以在箝位开关的接通之后接通功率开关，所述控制电路还被配置为生成箝位驱动信号以控制箝位驱动器；以及驱动电路，所述驱动电路被配置为生成驱动信号以控制所述功率开关以将能量从所述功率转换器的所述输入传递到所述功率转换器的所述输出。
实施例11：根据实施例10所述的功率转换器，所述箝位驱动器包括耦合到所述箝位开关的箝位电容器，其中所述箝位电容器被耦合以存储响应于所述箝位驱动信号而通过所述箝位开关注入到所述能量传递元件的初级绕组中的电荷。
实施例12：根据前述实施例中任一个所述的功率转换器，其中所述能量传递元件还包括在所述箝位驱动器和所述初级绕组之间的磁化电感和泄漏电感。
实施例13：根据前述实施例中任一个所述的功率转换器，其中所述多个操作模式包括第一操作模式和第二操作模式，其中所述第一操作模式是连续传导模式(CCM)，并且其中所述第二操作模式是不连续传导模式(DCM)。
实施例14：根据前述实施例中任一个所述的功率转换器，其中响应于所述箝位开关的接通，所述能量传递元件的所述泄漏电感将所述功率开关的漏源电压降低到大体上为零。
实施例15：根据前述实施例中任一个所述的功率转换器，其中响应于所述箝位开关的接通，所述能量传递元件的所述泄漏电感和所述磁化电感将所述功率开关的漏源电压降低到大体上为零。
实施例16：根据前述实施例中任一个所述的功率转换器，所述箝位驱动器包括：低侧驱动器，所述低侧驱动器被耦合以接收所述箝位驱动信号，所述低侧驱动器被配置为传达所述箝位开关的接通；高侧驱动器，所述高侧驱动器耦合到所述箝位开关，所述高侧驱动器被配置为生成箝位使能信号以控制所述箝位开关；以及通信链路，所述通信链路耦合到所述低侧驱动器和所述高侧驱动器。
实施例17：根据前述实施例中任一个所述的功率转换器，所述功率转换器还包括次级控制器，所述次级控制器被配置为响应于表示所述功率转换器的所述输出的反馈信号而生成所述请求信号。
实施例18：根据前述实施例中任一个所述的功率转换器，其中所述次级控制器与所述初级控制器电流隔离。
实施例19：根据前述实施例中任一个所述的功率转换器，使能电路被配置为响应于所述请求信号而生成使能信号；以及单稳态多谐振荡器，所述单稳态多谐振荡器被配置为响应于所述使能信号而生成所述箝位驱动信号以接通所述箝位开关，所述单稳态多谐振荡器还被配置为在第一持续时间内输出一脉冲，其中响应于确定接通所述功率开关，所述第一持续时间在所述功率开关的断开时间的结束附近开始。
实施例20：根据前述实施例中任一个所述的功率转换器，所述控制电路还包括耦合到所述单稳态多谐振荡器的触发器，所述触发器被配置为响应于所述箝位驱动信号而生成第一逻辑状态。
实施例21：根据前述实施例中任一个所述的功率转换器，其中所述控制电路还包括延迟电路，所述延迟电路被配置为延迟接通所述功率开关以提供足够的时间用于在接通所述功率开关之前使所述功率开关的寄生电容放电到所述能量传递元件中。
实施例22：根据前述实施例中任一个所述的功率转换器，其中所述延迟电路包括：第一开关，所述第一开关被配置为由第一操作模式信号控制；第一延迟电路，所述第一延迟电路被配置为在第一延迟时间之后输出所述控制信号；第二开关，所述第二开关被耦合以由第二操作模式信号控制；以及第二延迟电路，所述第二延迟电路被配置为在第二延迟时间之后输出所述控制信号，其中所述第二延迟时间大于所述第一延迟时间。
实施例23：根据前述实施例中任一个所述的功率转换器，所述控制电路还包括：第一比较器，所述第一比较器被配置为确定所述输入线电压感测信号是否小于连续传导模式(CCM)阈值；第二比较器，所述第二比较器被配置为确定所述输入线电压感测信号是否大于不连续传导模式(DCM)阈值；以及置位-复位(SR)锁存器，所述置位-复位(SR)锁存器具有耦合到所述第一比较器的输出的置位输入，所述SR锁存器还耦合具有耦合到所述第二比较器的输出的复位输入，所述SR锁存器被配置为输出第一操作模式信号，所述SR锁存器还被配置为输出第二操作模式信号。
实施例24：一种被配置用于在功率转换器中使用的次级控制器，所述次级控制器包括：检测器电路，所述检测器电路被配置为响应于正向电压信号穿到阈值以下而生成过阈值信号；比较器，所述比较器被耦合以响应于所述正向电压信号大于关断阈值而生成断开信号的第一状态，所述比较器还被耦合以响应于所述正向电压信号小于所述关断阈值而生成所述断开信号的第二状态；第一触发器，所述第一触发器被耦合以响应于所述过阈值信号而接通同步整流器并且响应于所述断开信号的所述第二状态而关断所述同步整流器；模式检测电路，所述模式检测电路被配置为响应于反馈信号在参考以下和次级驱动信号的第一状态而输出第一模式信号，所述模式检测电路还被配置为响应于所述反馈信号在所述参考以下和所述次级驱动信号的第二状态而输出第二模式信号；以及控制电路，所述控制电路被配置为响应于所述第一模式信号而生成请求信号的第一样式，所述控制电路还被配置为响应于所述第二模式信号而生成所述请求信号的第二样式。
实施例25：根据实施例24所述的次级控制器，其中所述请求信号的所述第一样式表示所述功率转换器的连续传导模式(CCM)。
实施例26：根据实施例24或25所述的次级控制器，其中所述请求信号的所述第二样式表示所述功率转换器的不连续传导模式(DCM)。
实施例27：根据实施例24至26中任一个所述的次级控制器，其中所述模式检测电路包括：多路复用器，所述多路复用器被配置为响应于所述同步整流器的接通或关断而选择所述第一模式信号或所述第二模式信号。
实施例28：根据实施例24至27中任一个所述的次级控制器，其中所述模式检测电路还包括：模式触发器，所述模式触发器被耦合以响应于所述反馈信号在所述阈值以下而控制开关，其中当所述开关闭合时，所述模式检测电路输出所述第一模式信号或所述第二模式信号。
实施例29：一种功率转换器，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和所述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；箝位驱动器，所述箝位驱动器耦合到箝位电容器和箝位开关；初级控制器，所述初级控制器耦合到所述箝位驱动器和所述功率开关；以及次级控制器，所述次级控制器被配置为控制所述功率开关的开关以控制能量通过所述能量传递元件从所述功率转换器的所述输入到所述功率转换器的所述输出的传递，所述次级控制器包括：检测器电路，所述检测器电路被配置为响应于正向电压信号穿到阈值以下而生成过阈值信号；比较器，所述比较器被耦合以响应于所述正向电压信号大于关断阈值而生成断开信号的第一状态，所述比较器还被耦合以响应于所述正向电压信号小于所述关断阈值而生成所述断开信号的第二状态；第一触发器，所述第一触发器被耦合以响应于所述过阈值信号而接通同步整流器并且响应于所述断开信号的所述第一状态而关断所述同步整流器；模式检测电路，所述模式检测电路被配置为响应于所述同步整流器的传导而输出第一模式信号，所述模式检测电路还被配置为响应于所述同步整流器的不传导而输出第二模式信号；以及次级控制电路，所述次级控制电路被配置为响应于所述第一模式信号而生成请求信号的第一样式，所述次级控制电路还被配置为响应于所述第二模式信号而生成所述请求信号的第二样式。
实施例30：根据实施例29所述功率转换器，所述初级控制器包括：初级控制电路，所述初级控制电路被配置为响应于所述请求信号而生成控制信号，其中所述控制信号表示在所述箝位开关的关断之后启用所述功率开关的延迟时间，所述初级控制电路还被配置为响应于所述请求信号而生成箝位驱动信号以控制所述箝位驱动器来接通所述箝位开关；以及驱动电路，所述驱动电路被配置为响应于所述控制信号而生成驱动信号，以启用所述功率开关以将能量从所述功率转换器的所述输入传递到所述功率转换器的所述输出。
实施例31：根据实施例29或30所述的功率转换器，所述初级控制电路包括：使能电路，所述使能电路被配置为响应于所述请求信号而生成使能信号，所述使能电路还被配置为响应于所述请求信号的所述第一样式而生成第一操作模式信号，并且还被配置为响应于所述请求信号的所述第二样式而生成第二操作模式信号；以及单稳态多谐振荡器，所述单稳态多谐振荡器被耦合以响应于所述使能信号而生成所述箝位驱动信号以接通所述箝位开关，并且被耦合以在第一持续时间内输出一脉冲，其中所述第一持续时间是用于所述箝位开关的接通时间。
实施例32：根据实施例29至31中任一个所述的功率转换器，所述初级控制电路还包括第二触发器，所述第二触发器耦合到所述单稳态多谐振荡器以响应于所述箝位驱动信号而生成第一逻辑状态。
实施例33：根据实施例29至32中任一个所述的功率转换器，其中所述初级控制电路还被配置为控制所述箝位驱动器以将存储在所述箝位电容器中的电荷注入到所述能量传递元件中，以在接通所述功率开关之前使所述功率开关的寄生电容放电到所述能量传递元件中。
实施例34：根据实施例29至33中任一个所述的功率转换器，其中所述初级控制电路还包括延迟电路，所述延迟电路被配置为响应于所述第一操作模式信号或所述第二操作模式信号而改变所述箝位开关的关断和所述功率开关的接通之间的延迟时间。
实施例35.根据实施例29至34中任一个所述的功率转换器，所述延迟电路包括：第一开关，所述第一开关被耦合以由所述第一操作模式信号控制；第一延迟电路，所述第一延迟电路耦合到所述第一开关，所述第一延迟电路被配置为在第一延迟时间之后输出所述控制信号，其中所述延迟时间大体上是所述第一延迟时间；第二开关，所述第二开关由所述第二操作模式信号控制；以及第二延迟电路，所述第二延迟电路耦合到所述第二开关，所述第二延迟电路被配置为在第二延迟时间之后输出所述控制信号，其中所述延迟时间大体上是所述第二延迟时间，其中所述第二延迟时间大于所述第一延迟时间。
实施例36：一种被配置用于在功率转换器中使用的初级控制器，所述初级控制器包括：控制电路，所述控制电路被配置为响应于表示能量传递元件的输入绕组的电压的偏置电压而确定所述功率转换器的操作模式，所述控制电路被配置为响应于所述功率转换器的所述操作模式而生成控制信号，其中所述控制信号表示在箝位开关的关断之后启用功率开关的接通的延迟时间，所述控制电路还被配置为响应于表示所述功率转换器的输出的请求信号而生成箝位驱动信号以控制箝位驱动器；以及驱动电路，所述驱动电路被配置为响应于所述控制信号而生成驱动信号以控制所述功率开关，以将能量从所述功率转换器的输入传递到所述功率转换器的输出。
实施例37：根据实施例36所述的初级控制器，所述控制电路包括：使能电路，所述使能电路被配置为响应于请求信号而生成使能信号；单稳态多谐振荡器，所述单稳态多谐振荡器被耦合以响应于所述使能信号而生成所述箝位驱动信号以接通所述箝位开关，并且被耦合以在第一持续时间内输出一脉冲，其中所述第一持续时间是用于所述箝位开关的接通时间；过零检测器，所述过零检测器被配置为生成表示所述偏置电压穿过过零参考的过零信号；以及触发器，所述触发器被耦合以响应于驱动信号而使第一操作模式信号有效并且响应于所述过零信号而使第二操作模式信号有效。
实施例38：根据实施例36或37所述的初级控制器，其中响应于所述请求信号而对所述触发器的输出进行采样。
实施例39：根据实施例36至38中任一个所述的初级控制器，其中所述第一操作模式信号表示所述功率转换器的连续传导模式(CCM)操作。
实施例40：根据实施例36至39中任一个所述的初级控制器，其中所述第二操作模式信号表示所述功率转换器的不连续传导模式(DCM)操作。
实施例41：一种功率转换器，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和所述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；箝位开关，所述箝位开关耦合到所述能量传递元件和所述功率开关，所述箝位开关被配置为由箝位驱动器控制；以及初级控制器，所述初级控制器耦合到所述功率开关，所述初级控制器包括：控制电路，所述控制电路被配置为响应于表示所述能量传递元件的输入绕组的电压的偏置电压而确定所述功率转换器的操作模式，所述控制电路被配置为响应于所述操作模式而生成控制信号，其中所述控制信号表示在所述箝位开关的关断之后启用所述功率开关的接通的延迟时间，所述控制电路还被配置为生成箝位驱动信号以输出到所述箝位驱动器；以及驱动电路，所述驱动电路被配置为生成驱动信号以控制所述功率开关以将能量从所述功率转换器的所述输入传递到所述功率转换器的所述输出。
实施例42：根据实施例41所述的功率转换器，其中所述功率转换器表现出两个操作模式，所述两个操作模式包括：第一操作模式，其中所述第一操作模式表示连续传导模式(CCM)；以及第二操作模式，其中所述第二操作模式表示不连续传导模式(DCM)。
实施例43：根据实施例41或42所述的功率转换器，其中所述能量传递元件还包括在所述箝位驱动器和所述能量传递元件的初级绕组之间的磁化电感和泄漏电感。
实施例44：根据实施例41至43中任一个所述的功率转换器，其中在CCM下响应于所述箝位开关的关断，所述能量传递元件的所述泄漏电感将所述功率开关的漏源电压降低到大体上为零。
实施例45：根据实施例41至44中任一个所述的功率转换器，其中在DCM下响应于所述箝位开关的接通，所述能量传递元件的所述泄漏电感和所述磁化电感将所述功率开关的漏源电压降低到大体上为零。
实施例46：根据实施例41至45中任一个所述的功率转换器，还包括次级控制器，所述次级控制器被配置为响应于表示所述功率转换器的所述输出的反馈信号而生成表示接通所述功率开关的请求的请求信号。
实施例47：根据实施例41至46中任一个所述的功率转换器，其中所述次级控制器与所述初级控制器电流隔离。
实施例48：根据实施例41至47中任一个所述的功率转换器，所述控制电路包括：过零检测器，所述过零检测器被配置为生成表示所述偏置电压穿过过零参考的过零信号；第一触发器，所述第一触发器被耦合以响应于所述驱动信号而使第一操作模式信号有效并且响应于所述过零信号而使第二操作模式信号有效；使能电路，所述使能电路被配置为响应于表示所述功率转换器的输出的请求信号而生成使能信号，所述使能电路还被配置为响应于所述第一操作模式信号而生成第一模式信号并且响应于所述第二操作模式信号而生成第二模式信号；以及单稳态多谐振荡器，所述单稳态多谐振荡器被耦合以响应于所述使能而生成箝位驱动信号以接通所述箝位开关，并且被耦合以在第一持续时间内在所述箝位驱动信号中输出一脉冲，其中所述第一持续时间表示所述箝位开关的接通时间。
实施例49：根据实施例41至48中任一个所述的功率转换器，其中所述控制电路还包括延迟电路，所述延迟电路被配置为改变所述箝位开关的关断和所述功率开关的接通之间的延迟时间。
实施例50：根据实施例41至49中任一个所述的功率转换器，其中所述延迟电路包括：第一开关，所述第一开关被耦合以由所述第一模式信号控制；第一延迟电路，所述第一延迟电路被配置为在第一延迟时间之后输出所述控制信号，其中所述第一延迟时间大体上是所述箝位开关的关断和所述功率开关的接通之间的延迟时间；第二开关，所述第二开关被耦合以由所述第二模式信号控制；以及第二延迟电路，所述第二延迟电路被配置为在第二延迟时间之后输出所述控制信号，其中所述第二延迟时间大体上是所述箝位开关的关断和所述功率开关的接通之间的延迟时间，其中所述第二延迟时间大于所述第一延迟时间。
实施例51：一种被配置用于在功率转换器中使用的初级控制器，所述初级控制器包括：控制电路，所述控制电路被配置为响应于功率开关的驱动信号而确定所述功率转换器的操作模式，所述控制电路还被配置为响应于表示所述功率转换器的所述操作模式的信号而生成控制信号，其中所述控制信号表示在箝位开关的关断之后启用所述功率开关的接通的延迟时间，所述控制电路还被配置为生成箝位驱动信号以控制所述箝位开关；以及驱动电路，所述驱动电路被配置为生成驱动信号以启用所述功率开关以将能量从所述功率转换器的输入传递到所述功率转换器的输出。
实施例52：根据实施例51所述的初级控制器，所述控制电路包括：模式检测电路，所述模式检测电路被配置为响应于所述驱动信号而生成操作信号；使能电路，所述使能电路被配置为响应于表示所述功率转换器的输出的请求信号而生成使能信号，所述使能电路还被配置为响应于所述操作信号而生成第一模式信号和第二模式信号；以及单稳态多谐振荡器，所述单稳态多谐振荡器被耦合以响应于所述使能信号而生成所述箝位驱动信号以接通所述箝位开关，并且被耦合以在第一持续时间内在所述箝位驱动信号中输出一脉冲，其中所述第一持续时间是所述箝位开关的接通时间。
实施例53：根据实施例51或52所述的初级控制器，所述模式检测电路包括：开关，所述开关被配置为由所述驱动信号控制；电流源，所述电流源耦合到所述开关并且被配置为对电容器充电，其中响应于控制所述开关的所述驱动信号而对所述电容器充电和使所述电容器放电；以及比较器，所述比较器被耦合以响应于电压参考大于所述电容器的电压而输出所述操作信号的第一状态并且响应于所述电压参考基本上等于或小于所述电容器的所述电压而输出所述操作信号的第二状态。
实施例54.根据实施例51至53中任一个所述的初级控制器，其中所述操作信号的所述第一状态表示连续传导操作模式(CCM)，并且其中所述操作信号的所述第二状态表示不连续传导操作模式(DCM)。
实施例55：根据实施例51至54中任一个所述的初级控制器，所述模式检测电路还包括耦合到电压源的二极管，所述二极管和所述电压源被配置为对所述电容器的所述电压箝位。
实施例56：根据实施例51至55中任一个所述的初级控制器，其中所述控制电路还包括延迟电路，所述延迟电路被配置为改变接通所述功率开关的所述延迟时间
实施例57：根据实施例51至56中任一个所述的初级控制器，其中所述延迟电路包括：第一开关，所述第一开关被耦合以由所述第一模式信号控制；第一延迟电路，所述第一延迟电路被配置为在第一延迟时间之后输出所述控制信号，其中所述第一延迟时间大体上是接通所述功率开关的所述延迟时间；第二开关，所述第二开关被耦合以由所述第二模式信号控制；以及第二延迟电路，所述第二延迟电路被配置为在第二延迟时间之后输出所述控制信号，其中所述第二延迟时间大体上是接通所述功率开关的所述s延迟时间，其中所述第二延迟时间大于所述第一延迟时间。
实施例58：一种功率转换器，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和所述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；箝位驱动器，所述箝位驱动器被配置为控制箝位开关；以及功率转换器控制器，所述功率转换器控制器被配置为控制所述功率开关以将能量从所述功率转换器的所述输入传递到所述功率转换器的所述输出，所述功率转换器控制器还被配置为响应于操作模式信号而生成控制信号并且被配置为在所述箝位开关的关断之后启用功率开关的接通，其中所述控制信号响应于所述操作模式信号而改变所述箝位开关的关断和所述功率开关的接通之间的持续时间。
实施例59：根据实施例58所述的功率转换器，其中所述功率转换器控制器包括初级控制器和次级控制器。
实施例60：根据实施例58或59所述的功率转换器，所述次级控制器包括：检测器电路，所述检测器电路被配置为响应于正向电压信号穿到阈值以下而生成过信号(crossingsignal)；比较器，所述比较器被耦合以响应于所述正向电压信号大于关断阈值而生成断开信号的第一状态，所述比较器还被耦合以响应于所述正向电压信号小于所述关断阈值而生成所述断开信号的第二状态；第一触发器，所述第一触发器被耦合以响应于所述过信号而接通同步整流器并且响应于所述断开信号的所述第一状态而关断所述同步整流器；模式检测电路，所述模式检测电路被配置为当反馈信号在参考以下时响应于所述同步整流器的传导而输出第一模式信号，所述模式检测电路还被配置为当所述反馈信号在所述参考以下时响应于所述同步整流器的不传导而输出第二模式信号；以及次级控制电路，所述次级控制电路被配置为响应于所述第一模式信号而生成请求信号的第一样式，所述次级控制电路还被配置为响应于所述第二模式信号而生成所述请求信号的第二样式。
实施例61：根据实施例58至60中任一个所述的功率转换器，所述初级控制器被配置为响应于所述请求信号的所述第一样式而生成所述控制信号，所述初级控制器还被配置为响应于所述请求信号的所述第二样式而生成所述控制信号。
实施例62：根据实施例58至61中任一个所述的功率转换器，所述操作模式信号包括：第一操作模式信号，其中所述第一操作模式信号表示连续传导模式(CCM)；以及第二操作模式信号，其中所述第二操作模式信号表示不连续传导模式(DCM)。
实施例63：根据实施例58至62中任一个所述的功率转换器，所述功率转换器控制器包括：过零检测器，所述过零检测器被配置为生成表示偏置电压穿到零参考以下的过零信号，其中所述偏置电压表示所述功率开关的电压；触发器，所述触发器被耦合以响应于驱动信号而使操作信号的第一模式有效并且响应于所述过零信号而使所述操作信号的第二模式有效；以及驱动电路，所述驱动电路被配置为生成所述驱动信号以控制所述功率开关以将能量从所述功率转换器的所述输入传递到所述功率转换器的所述输出。
实施例64：根据实施例58至63中任一个所述的功率转换器，所述功率转换器控制器还包括：使能电路，所述使能电路被配置为响应于表示所述功率转换器的输出的请求信号而生成使能信号，所述使能电路还被配置为响应于所述操作信号而生成第一模式信号和第二模式信号；以及单稳态多谐振荡器，所述单稳态多谐振荡器被耦合以响应于所述使能信号而生成箝位驱动信号以接通所述箝位开关，所述单稳态多谐振荡器还被耦合以在第一持续时间内在所述箝位驱动信号中输出一脉冲，其中所述第一持续时间表示所述箝位开关的接通时间。
实施例65：根据实施例58至60中任一个所述的功率转换器，所述功率转换器控制器包括：控制电路，所述控制电路被配置为响应于所述功率开关的驱动信号而确定所述操作模式信号；以及驱动电路，所述驱动电路被配置为生成所述驱动信号以控制所述功率开关以将能量从所述功率转换器的输入传递到所述功率转换器的输出。
实施例66：根据实施例58至65中任一个所述的功率转换器，还包括所述初级控制器和所述次级控制器之间的通信链路，其中所述通信链路提供所述初级控制器和所述次级控制器之间的电流隔离并且由引线框(leadframe)形成。
实施例67：一种被配置用于在功率转换器中使用的次级控制器，所述次级控制器包括：模式检测电路，所述模式检测电路被配置为响应于表示功率转换器的能量传递元件的次级绕组的电压的正向电压而确定所述功率转换器的操作模式，所述模式检测电路被配置为响应于在所述正向电压中未检测到弛豫振铃而输出第一模式信号并且响应于检测到所述弛豫振铃而输出第二模式信号；以及控制电路，所述控制电路被配置为响应于所述第一模式信号而生成请求信号的第一样式并且响应于所述第二模式信号而生成所述请求信号的第二样式，其中所述请求信号表示接通所述功率转换器的功率开关的请求，并且响应于所述第一样式而在第一延迟时间之后接通所述功率开关并且响应于所述第二样式而在第二延迟时间之后接通所述功率开关。
实施例68：根据实施例67所述的次级控制器，其中所述模式检测电路被配置为响应于表示所述功率转换器的输出的反馈信号下降到参考以下和未检测到所述弛豫振铃而输出所述第一模式信号，并且响应于所述反馈信号下降到所述参考以下和检测到所述弛豫振铃而输出所述第二模式信号。
实施例69：根据实施例67或68所述的次级控制器，其中所述请求信号的所述第一样式表示所述功率转换器的连续传导模式(CCM)，并且所述请求信号的所述第二样式表示所述功率转换器的不连续传导模式(DCM)。

Claims (46)

1.一种被配置用于在功率转换器中使用的次级控制器，所述次级控制器包括：
检测器电路，所述检测器电路被配置为响应于正向电压信号穿到阈值以下而生成过阈值信号；
比较器，所述比较器被耦合以响应于所述正向电压信号大于关断阈值而生成断开信号的第一状态，所述比较器还被耦合以响应于所述正向电压信号小于所述关断阈值而生成所述断开信号的第二状态；
第一触发器，所述第一触发器被耦合以响应于所述过阈值信号而接通同步整流器并且响应于所述断开信号的所述第二状态而关断所述同步整流器；
模式检测电路，所述模式检测电路被配置为响应于反馈信号在参考以下和次级驱动信号的第一状态而输出第一模式信号，所述模式检测电路还被配置为响应于所述反馈信号在所述参考以下和所述次级驱动信号的第二状态而输出第二模式信号；以及
控制电路，所述控制电路被配置为响应于所述第一模式信号而生成请求信号的第一样式，所述控制电路还被配置为响应于所述第二模式信号而生成所述请求信号的第二样式。
2.根据权利要求1所述的次级控制器，其中所述请求信号的所述第一样式表示所述功率转换器的连续传导模式(CCM)。
3.根据权利要求1所述的次级控制器，其中所述请求信号的所述第二样式表示所述功率转换器的不连续传导模式(DCM)。
4.根据权利要求1所述的次级控制器，其中所述模式检测电路包括：
多路复用器，所述多路复用器被配置为响应于所述同步整流器的接通或关断而选择所述第一模式信号或所述第二模式信号。
5.根据权利要求4所述的次级控制器，其中所述模式检测电路还包括：
模式触发器，所述模式触发器被耦合以响应于所述反馈信号在所述阈值以下而控制开关，其中当所述开关闭合时，所述模式检测电路输出所述第一模式信号或所述第二模式信号。
6.一种功率转换器，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和所述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；
箝位驱动器，所述箝位驱动器耦合到箝位电容器和箝位开关；
初级控制器，所述初级控制器耦合到所述箝位驱动器和所述功率开关；以及
次级控制器，所述次级控制器被配置为控制所述功率开关的开关以控制能量通过所述能量传递元件从所述功率转换器的所述输入到所述功率转换器的所述输出的传递，所述次级控制器包括：
检测器电路，所述检测器电路被配置为响应于正向电压信号穿到阈值以下而生成过阈值信号；
比较器，所述比较器被耦合以响应于所述正向电压信号大于关断阈值而生成断开信号的第一状态，所述比较器还被耦合以响应于所述正向电压信号小于所述关断阈值而生成所述断开信号的第二状态；
第一触发器，所述第一触发器被耦合以响应于所述过阈值信号而接通同步整流器并且响应于所述断开信号的所述第一状态而关断所述同步整流器；
模式检测电路，所述模式检测电路被配置为响应于所述同步整流器的传导而输出第一模式信号，所述模式检测电路还被配置为响应于所述同步整流器的不传导而输出第二模式信号；以及
次级控制电路，所述次级控制电路被配置为响应于所述第一模式信号而生成请求信号的第一样式，所述次级控制电路还被配置为响应于所述第二模式信号而生成所述请求信号的第二样式。
7.根据权利要求6所述的功率转换器，所述初级控制器包括：
初级控制电路，所述初级控制电路被配置为响应于所述请求信号而生成控制信号，其中所述控制信号表示在所述箝位开关的关断之后启用所述功率开关的延迟时间，所述初级控制电路还被配置为响应于所述请求信号而生成箝位驱动信号以控制所述箝位驱动器来接通所述箝位开关；以及
驱动电路，所述驱动电路被配置为响应于所述控制信号而生成驱动信号，以启用所述功率开关以将能量从所述功率转换器的所述输入传递到所述功率转换器的所述输出。
8.根据权利要求7所述的功率转换器，所述初级控制电路包括：
使能电路，所述使能电路被配置为响应于所述请求信号而生成使能信号，所述使能电路还被配置为响应于所述请求信号的所述第一样式而生成第一操作模式信号，并且还被配置为响应于所述请求信号的所述第二样式而生成第二操作模式信号；以及
单稳态多谐振荡器，所述单稳态多谐振荡器被耦合以响应于所述使能信号而生成所述箝位驱动信号以接通所述箝位开关，并且被耦合以在第一持续时间内输出一脉冲，其中所述第一持续时间是用于所述箝位开关的接通时间。
9.根据权利要求8所述的功率转换器，所述初级控制电路还包括第二触发器，所述第二触发器耦合到所述单稳态多谐振荡器以响应于所述箝位驱动信号而生成第一逻辑状态。
10.根据权利要求8所述的功率转换器，其中所述初级控制电路还被配置为控制所述箝位驱动器以将存储在所述箝位电容器中的电荷注入到所述能量传递元件中，以在接通所述功率开关之前使所述功率开关的寄生电容放电到所述能量传递元件中。
11.根据权利要求8所述的功率转换器，其中所述初级控制电路还包括延迟电路，所述延迟电路被配置为响应于所述第一操作模式信号或所述第二操作模式信号而改变所述箝位开关的关断和所述功率开关的接通之间的延迟时间。
12.根据权利要求11所述的功率转换器，所述延迟电路包括：
第一开关，所述第一开关被耦合以由所述第一操作模式信号控制；
第一延迟电路，所述第一延迟电路耦合到所述第一开关，所述第一延迟电路被配置为在第一延迟时间之后输出所述控制信号，其中所述延迟时间大体上是所述第一延迟时间；
第二开关，所述第二开关由所述第二操作模式信号控制；以及
第二延迟电路，所述第二延迟电路耦合到所述第二开关，所述第二延迟电路被配置为在第二延迟时间之后输出所述控制信号，其中所述延迟时间大体上是所述第二延迟时间，其中所述第二延迟时间大于所述第一延迟时间。
13.一种被配置用于在功率转换器中使用的初级控制器，所述初级控制器包括：
控制电路，所述控制电路被配置为响应于表示能量传递元件的输入绕组的电压的偏置电压而确定所述功率转换器的操作模式，所述控制电路被配置为响应于所述功率转换器的所述操作模式而生成控制信号，其中所述控制信号表示在箝位开关的关断之后启用功率开关的接通的延迟时间，所述控制电路还被配置为响应于表示所述功率转换器的输出的请求信号而生成箝位驱动信号以控制箝位驱动器；以及
驱动电路，所述驱动电路被配置为响应于所述控制信号而生成驱动信号以控制所述功率开关，以将能量从所述功率转换器的输入传递到所述功率转换器的输出。
14.根据权利要求13所述的初级控制器，所述控制电路包括：
使能电路，所述使能电路被配置为响应于请求信号而生成使能信号；
单稳态多谐振荡器，所述单稳态多谐振荡器被耦合以响应于所述使能信号而生成所述箝位驱动信号以接通所述箝位开关，并且被耦合以在第一持续时间内输出一脉冲，其中所述第一持续时间是用于所述箝位开关的接通时间；
过零检测器，所述过零检测器被配置为生成表示所述偏置电压穿过过零参考的过零信号；以及
触发器，所述触发器被耦合以响应于驱动信号而使第一操作模式信号有效并且响应于所述过零信号而使第二操作模式信号有效。
15.根据权利要求14所述的初级控制器，其中响应于所述请求信号而对所述触发器的输出进行采样。
16.根据权利要求14所述的初级控制器，其中所述第一操作模式信号表示所述功率转换器的连续传导模式(CCM)操作。
17.根据权利要求14所述的初级控制器，其中所述第二操作模式信号表示所述功率转换器的不连续传导模式(DCM)操作。
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和所述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；
箝位开关，所述箝位开关耦合到所述能量传递元件和所述功率开关，所述箝位开关被配置为由箝位驱动器控制；以及
初级控制器，所述初级控制器耦合到所述功率开关，所述初级控制器包括：
控制电路，所述控制电路被配置为响应于表示所述能量传递元件的输入绕组的电压的偏置电压而确定所述功率转换器的操作模式，所述控制电路还被配置为响应于所述操作模式而生成控制信号，其中所述控制信号表示在所述箝位开关的关断之后启用所述功率开关的接通的延迟时间，所述控制电路还被配置为生成箝位驱动信号以输出到所述箝位驱动器；以及
驱动电路，所述驱动电路被配置为生成驱动信号以控制所述功率开关以将能量从所述功率转换器的所述输入传递到所述功率转换器的所述输出。
19.根据权利要求18所述的功率转换器，其中所述功率转换器表现出两个操作模式，所述两个操作模式包括：
第一操作模式，其中所述第一操作模式表示连续传导模式(CCM)；以及
第二操作模式，其中所述第二操作模式表示不连续传导模式(DCM)。
20.根据权利要求18所述的功率转换器，其中所述能量传递元件还包括在所述箝位驱动器和所述能量传递元件的初级绕组之间的磁化电感和泄漏电感。
21.根据权利要求20所述的功率转换器，其中在CCM下响应于所述箝位开关的关断，所述能量传递元件的所述泄漏电感将所述功率开关的漏源电压降低到大体上为零。
22.根据权利要求20所述的功率转换器，其中在DCM下响应于所述箝位开关的接通，所述能量传递元件的所述泄漏电感和所述磁化电感将所述功率开关的漏源电压降低到大体上为零。
23.根据权利要求18所述的功率转换器，还包括次级控制器，所述次级控制器被配置为响应于表示所述功率转换器的所述输出的反馈信号而生成表示接通所述功率开关的请求的请求信号。
24.根据权利要求23所述的功率转换器，其中所述次级控制器与所述初级控制器电流隔离。
25.根据权利要求18所述的功率转换器，所述控制电路包括：
过零检测器，所述过零检测器被配置为生成表示所述偏置电压穿过过零参考的过零信号；
第一触发器，所述第一触发器被耦合以响应于所述驱动信号而使第一操作模式信号有效并且响应于所述过零信号而使第二操作模式信号有效；
使能电路，所述使能电路被配置为响应于表示所述功率转换器的输出的请求信号而生成使能信号，所述使能电路还被配置为响应于所述第一操作模式信号而生成第一模式信号并且响应于所述第二操作模式信号而生成第二模式信号；以及
单稳态多谐振荡器，所述单稳态多谐振荡器被耦合以响应于所述使能而生成箝位驱动信号以接通所述箝位开关，并且被耦合以在第一持续时间内在所述箝位驱动信号中输出一脉冲，其中所述第一持续时间表示所述箝位开关的接通时间。
26.根据权利要求25所述的功率转换器，其中所述控制电路还包括延迟电路，所述延迟电路被配置为改变所述箝位开关的关断和所述功率开关的接通之间的延迟时间。
27.根据权利要求26所述的功率转换器，其中所述延迟电路包括：
第一开关，所述第一开关被耦合以由所述第一模式信号控制；
第一延迟电路，所述第一延迟电路被配置为在第一延迟时间之后输出所述控制信号，其中所述第一延迟时间大体上是所述箝位开关的关断和所述功率开关的接通之间的延迟时间；
第二开关，所述第二开关被耦合以由所述第二模式信号控制；以及
第二延迟电路，所述第二延迟电路被配置为在第二延迟时间之后输出所述控制信号，其中所述第二延迟时间大体上是所述箝位开关的关断和所述功率开关的接通之间的延迟时间，其中所述第二延迟时间大于所述第一延迟时间。
28.一种被配置用于在功率转换器中使用的初级控制器，所述初级控制器包括：
控制电路，所述控制电路被配置为响应于功率开关的驱动信号而确定所述功率转换器的操作模式，所述控制电路还被配置为响应于表示所述功率转换器的所述操作模式的信号而生成控制信号，其中所述控制信号表示在箝位开关的关断之后启用所述功率开关的接通的延迟时间，所述控制电路还被配置为生成箝位驱动信号以控制所述箝位开关；以及
驱动电路，所述驱动电路被配置为生成驱动信号以启用所述功率开关以将能量从所述功率转换器的输入传递到所述功率转换器的输出。
29.根据权利要求28所述的初级控制器，所述控制电路包括：
模式检测电路，所述模式检测电路被配置为响应于所述驱动信号而生成操作信号；
使能电路，所述使能电路被配置为响应于表示所述功率转换器的输出的请求信号而生成使能信号，所述使能电路还被配置为响应于所述操作信号而生成第一模式信号和第二模式信号；以及
单稳态多谐振荡器，所述单稳态多谐振荡器被耦合以响应于所述使能信号而生成所述箝位驱动信号以接通所述箝位开关，并且被耦合以在第一持续时间内在所述箝位驱动信号中输出一脉冲，其中所述第一持续时间是所述箝位开关的接通时间。
30.根据权利要求29所述的初级控制器，所述模式检测电路包括：
开关，所述开关被配置为由所述驱动信号控制；
电流源，所述电流源耦合到所述开关并且被配置为对电容器充电，其中响应于控制所述开关的所述驱动信号而对所述电容器充电和使所述电容器放电；以及
比较器，所述比较器被耦合以响应于电压参考大于所述电容器的电压而输出所述操作信号的第一状态并且响应于所述电压参考基本上等于或小于所述电容器的所述电压而输出所述操作信号的第二状态。
31.根据权利要求30所述的初级控制器，其中所述操作信号的所述第一状态表示连续传导操作模式(CCM)，并且其中所述操作信号的所述第二状态表示不连续传导操作模式(DCM)。
32.根据权利要求30所述的初级控制器，所述模式检测电路还包括耦合到电压源的二极管，所述二极管和所述电压源被配置为对所述电容器的所述电压箝位。
33.根据权利要求29所述的初级控制器，其中所述控制电路还包括延迟电路，所述延迟电路被配置为改变接通所述功率开关的所述延迟时间
34.根据权利要求33所述的初级控制器，其中所述延迟电路包括：
第一开关，所述第一开关被耦合以由所述第一模式信号控制；
第一延迟电路，所述第一延迟电路被配置为在第一延迟时间之后输出所述控制信号，其中所述第一延迟时间大体上是接通所述功率开关的所述延迟时间；
第二开关，所述第二开关被耦合以由所述第二模式信号控制；以及
第二延迟电路，所述第二延迟电路被配置为在第二延迟时间之后输出所述控制信号，其中所述第二延迟时间大体上是接通所述功率开关的所述s延迟时间，其中所述第二延迟时间大于所述第一延迟时间。
35.一种功率转换器，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和所述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；
箝位驱动器，所述箝位驱动器被配置为控制箝位开关；以及
功率转换器控制器，所述功率转换器控制器被配置为控制所述功率开关以将能量从所述功率转换器的所述输入传递到所述功率转换器的所述输出，所述功率转换器控制器还被配置为响应于操作模式信号而生成控制信号并且被配置为在所述箝位开关的关断之后启用功率开关的接通，其中所述控制信号响应于所述操作模式信号而改变所述箝位开关的关断和所述功率开关的接通之间的持续时间。
36.根据权利要求35所述的功率转换器，其中所述功率转换器控制器包括初级控制器和次级控制器。
37.根据权利要求36所述的功率转换器，所述次级控制器包括：
检测器电路，所述检测器电路被配置为响应于正向电压信号穿到阈值以下而生成过信号；
比较器，所述比较器被耦合以响应于所述正向电压信号大于关断阈值而生成断开信号的第一状态，所述比较器还被耦合以响应于所述正向电压信号小于所述关断阈值而生成所述断开信号的第二状态；
第一触发器，所述第一触发器被耦合以响应于所述过信号而接通同步整流器并且响应于所述断开信号的所述第一状态而关断所述同步整流器；
模式检测电路，所述模式检测电路被配置为当反馈信号在参考以下时响应于所述同步整流器的传导而输出第一模式信号，所述模式检测电路还被配置为当所述反馈信号在所述参考以下时响应于所述同步整流器的不传导而输出第二模式信号；以及
次级控制电路，所述次级控制电路被配置为响应于所述第一模式信号而生成请求信号的第一样式，所述次级控制电路还被配置为响应于所述第二模式信号而生成所述请求信号的第二样式。
38.根据权利要求37所述的功率转换器，所述初级控制器被配置为响应于所述请求信号的所述第一样式而生成所述控制信号，所述初级控制器还被配置为响应于所述请求信号的所述第二样式而生成所述控制信号。
39.根据权利要求35所述的功率转换器，所述操作模式信号包括：
第一操作模式信号，其中所述第一操作模式信号表示连续传导模式(CCM)；以及
第二操作模式信号，其中所述第二操作模式信号表示不连续传导模式(DCM)。
40.根据权利要求35所述的功率转换器，所述功率转换器控制器包括：
过零检测器，所述过零检测器被配置为生成表示偏置电压穿到零参考以下的过零信号，其中所述偏置电压表示所述功率开关的电压；
触发器，所述触发器被耦合以响应于驱动信号而使操作信号的第一模式有效并且响应于所述过零信号而使所述操作信号的第二模式有效；以及
驱动电路，所述驱动电路被配置为生成所述驱动信号以控制所述功率开关以将能量从所述功率转换器的所述输入传递到所述功率转换器的所述输出。
41.根据权利要求40所述的功率转换器，所述功率转换器控制器还包括：
使能电路，所述使能电路被配置为响应于表示所述功率转换器的输出的请求信号而生成使能信号，所述使能电路还被配置为响应于所述操作信号而生成第一模式信号和第二模式信号；以及
单稳态多谐振荡器，所述单稳态多谐振荡器被耦合以响应于所述使能信号而生成箝位驱动信号以接通所述箝位开关，所述单稳态多谐振荡器还被耦合以在第一持续时间内在所述箝位驱动信号中输出一脉冲，其中所述第一持续时间表示所述箝位开关的接通时间。
42.根据权利要求35所述的功率转换器，所述功率转换器控制器包括：
控制电路，所述控制电路被配置为响应于所述功率开关的驱动信号而确定所述操作模式信号；以及
驱动电路，所述驱动电路被配置为生成所述驱动信号以控制所述功率开关以将能量从所述功率转换器的输入传递到所述功率转换器的输出。
43.根据权利要求36所述的功率转换器，还包括所述初级控制器和所述次级控制器之间的通信链路，其中所述通信链路提供所述初级控制器和所述次级控制器之间的电流隔离并且由引线框形成。
44.一种被配置用于在功率转换器中使用的次级控制器，所述次级控制器包括：
模式检测电路，所述模式检测电路被配置为响应于表示功率转换器的能量传递元件的次级绕组的电压的正向电压而确定所述功率转换器的操作模式，所述模式检测电路被配置为响应于在所述正向电压中未检测到弛豫振铃而输出第一模式信号并且响应于检测到所述弛豫振铃而输出第二模式信号；以及
控制电路，所述控制电路被配置为响应于所述第一模式信号而生成请求信号的第一样式并且响应于所述第二模式信号而生成所述请求信号的第二样式，其中所述请求信号表示接通所述功率转换器的功率开关的请求，并且响应于所述第一样式而在第一延迟时间之后接通所述功率开关并且响应于所述第二样式而在第二延迟时间之后接通所述功率开关。
45.根据权利要求44所述的次级控制器，其中所述模式检测电路被配置为响应于表示所述功率转换器的输出的反馈信号下降到参考以下和未检测到所述弛豫振铃而输出所述第一模式信号，并且响应于所述反馈信号下降到所述参考以下和检测到所述弛豫振铃而输出所述第二模式信号。
46.根据权利要求44所述的次级控制器，其中所述请求信号的所述第一样式表示所述功率转换器的连续传导模式(CCM)，并且所述请求信号的所述第二样式表示所述功率转换器的不连续传导模式(DCM)。
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