CN114641922A - 针对电源转换器的电压模式控制的数字非线性变换 - Google Patents

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Abstract

一种电源转换器控制器包括模/数转换器(ADC)，所述模/数转换器生成电源转换器的反馈信号的数字表示，所述反馈信号从所述电源转换器的补偿器接收并且是基于所述电源转换器的输出电压。所述电源转换器控制器的非线性增益块接收所述反馈信号的所述数字表示并使用非线性函数来生成所述反馈信号的已变换数字表示。所述电源转换器控制器的开关控制块基于所述反馈信号的所述已变换数字表示来控制所述电源转换器的初级侧开关的接通时间。

Description

针对电源转换器的电压模式控制的数字非线性变换
相关申请
本申请主张2019年11月4日提交并且标题为“针对电源转换器的电压模式控制的数字非线性变换”的美国临时专利申请62/930,074的优先权，上述美国临时专利申请的全部内容特此出于所有目的以引用方式并入。
背景技术
开关模式电源(SMPS)(“电源转换器”)广泛用于消费型应用、工业应用和医疗应用中以提供良好调节的电力，同时维持高功率处理效率、严密输出电压调节以及减小的传导性和辐射性电磁干扰(EMI)。
在利用电源转换器的电压模式控制时输入电压的变化可显著减小有效控制回路的交越频率，进而会减小所述电源转换器的可达成控制回路带宽。例如，在进行常规的电压模式控制的情况下，在90Vac输入电压下可达成的控制回路带宽可比在265Vac下小多达六倍(例如，对于通用AC/DC反激式转换器来说)。控制回路带宽的此减小继而迫使依据265Vac操作来设定电源转换器的控制回路的设计，所述265Vac操作会导致在90Vac时输出电压纹波很大且负载瞬态响应不良。
可以利用电源转换器的电流模式控制来消除输入电压变化对回路增益的影响；然而，电流模式控制需要快速且准确地感测穿过开关元件中的一者的电流，需要斜坡补偿以及需要可能是硬件密集型(在大小和功率两方面)的比较器或数/模转换器。
替代方法涉及通过引入从输入电压到控制信号生成级的额外快速控制路径来使输入电压扰动衰减的输入电压前馈控制；然而，所述前馈控制需要体电压感测。在数字控制器的情形中，电压感测需要可能是硬件密集型(在大小和功率两方面)的额外模/数转换器。
发明内容
在一些实施方案中，一种电源转换器控制器包括：模/数转换器(ADC)，所述模/数转换器生成电源转换器的反馈信号的数字表示，所述反馈信号从所述电源转换器的补偿器接收且是基于所述电源转换器的输出电压。所述电源转换器控制器还包括：非线性增益块，所述非线性增益块接收所述反馈信号的所述数字表示并使用非线性函数来生成所述反馈信号的已变换数字表示；以及开关控制块，所述开关控制块基于所述反馈信号的所述已变换数字表示来控制所述电源转换器的初级侧开关的接通时间。
在一些实施方案中，电源转换器包括具有初级侧绕组和次级侧绕组的变压器。所述电源转换器的初级侧开关耦合到所述初级侧绕组以控制初级侧电流穿过所述初级侧绕组。所述电源转换器的输出缓冲器电路耦合到所述次级侧绕组以产生所述电源转换器的输出电压。所述电源转换器的补偿器可操作以接收所述输出电压并基于所述输出电压来产生反馈信号。所述电源转换器的电源转换器控制器可操作以基于所述反馈信号来控制所述初级侧开关的接通时间和关断时间。所述电源转换器控制器包括：非线性增益块，所述非线性增益块使用非线性函数生成所述反馈信号的已变换表示；以及开关控制块，所述开关控制块基于所述反馈信号的所述已变换表示来控制所述电源转换器的所述初级侧开关的所述接通时间。
在一些实施方案中，一种电源转换器控制器包括：非线性增益块，所述非线性增益块接收电源转换器的反馈信号并使用非线性函数生成所述反馈信号的已变换表示，所述反馈信号从所述电源转换器的补偿器接收且是基于所述电源转换器的输出电压；以及开关控制块，所述开关控制块基于所述反馈信号的所述已变换表示来控制所述电源转换器的初级侧开关的接通时间。
附图说明
图1是根据一些实施方案的电源转换器的简化电路示意图。
图2示出与常规电源转换器的操作相关的信号的简化曲线图。
图3是根据一些实施方案的用于图1中所示的电源转换器中的电源转换器控制器的简化电路示意图。
图4示出根据一些实施方案的与图1中所示的电源转换器的操作相关的信号的简化曲线图。
图5A示出与常规电源转换器的操作相关的信号的简化曲线图。
图5B示出根据一些实施方案的与图1中所示的电源转换器的操作相关的信号的简化曲线图。
图6A示出与常规电源转换器的操作相关的信号的简化曲线图。
图6B示出根据一些实施方案的与图1中所示的电源转换器的操作相关的信号的简化曲线图。
图7是根据一些实施方案的用于图1中所示的电源转换器中的补偿器的简化电路示意图。
图8是根据一些实施方案的图1中所示的电源转换器的操作的示例过程的一部分。
具体实施方式
根据一些实施方案，就电压模式控制操作来说，与常规电源转换器所能达成的小信号控制-输出DC增益相比，对电源转换器的反馈信号进行数字非线性变换有利于在电源转换器的宽输入电压范围内达成更高的小信号控制-输出DC增益。与常规电源转换器相比，对反馈信号进行数字非线性变换会增大电源转换器在输入电压范围内的交越频率且减小电源转换器的静态电流消耗。
图1是根据一些实施方案的电源转换器100的简化电路示意图。图1中已省略了电源转换器100的一些元件以简化对电源转换器100的描述，但应理解所述元件是存在的。通常，电源转换器100包括：初级侧(即输入)，所述初级侧被配置成接收输入电压Vin’；以及次级侧(即输出)，所述次级侧被配置成使用输入电压Vin’来向负载RL提供输出电压Vout，所述初级侧通过变压器102耦合到所述次级侧。变压器102将电力从电源转换器100的初级侧传输到电源转换器100的次级侧，并且通常包括初级绕组104和次级绕组106。电源转换器100的初级侧通常包括变压器102的初级绕组104、输入电压滤波器块122、整流器块116(在AC输入的情形中)、输入电压缓冲器电容器C1、初级侧开关M1、电源转换器控制器(“控制器”)118和任选箝位或吸收电路114。将变压器102的磁化电感LM示出为绕组105。补偿器117是从电源转换器100的次级侧到电源转换器100的初级侧的控制/反馈路径的一部分，且因此是所述初级侧和所述次级侧两者的一部分。电源转换器100的次级侧通常包括变压器102的次级绕组106、输出缓冲器电路112、同步整流器开关M2和同步整流器开关控制器电路120。还示出节点107、108、109、初级侧开关控制信号PWMM1、负载RL和电源转换器反馈信号FB。
穿过补偿器117的反馈路径基于输出电压Vout向电源转换器控制器118提供测量(即，电源转换器反馈信号FB)。根据由电源转换器100的设计要求确定的所实施的补偿器117的类型(例如PI、I型、II型、III型等)，反馈信号FB是在将输出电压Vout与电源转换器100的目标电压(即，所需输出电压)相比时所述输出电压Vout的经过放大、衰减、滤波和/或以其他方式调节的指示(例如，误差信号)。在一些实施方案中，由补偿器117产生的电源转换器反馈信号FB与电源转换器100的次级侧流电地隔离(例如，经由光学隔离、电容性隔离、数字隔离等)。
在电源转换器100处接收电压源Vin’。可以交流(AC)或直流(DC)的形式提供Vin’。输入电压滤波器块122、整流器块116和输入缓冲器电容器C1将经过滤波、缓冲、整流或以其他方式调节的输入电压Vin提供到变压器102。变压器102将电力从电源转换器100的初级侧传输到电源转换器100的次级侧。
初级绕组104接收输入电压Vin。初级绕组104串联电耦合到初级侧开关M1的漏极节点，且初级侧开关M1的源极节点电耦合到电压偏压节点，诸如接地(示出为三角形)。初级侧开关M1由电源转换器控制器118所生成的脉冲宽度调制(PWM)控制信号PWMM1控制。开关控制信号PWMM1由接通时间t接通、关断时间t关断和开关频率fs来表征。开关控制信号PWMM1的接通时间t接通对关断时间t关断的比率表达为开关控制信号PWMM1的占空比D。在开关频率fsw固定(或基本上固定)的情况下，当接通时间t接通增加时，关断时间t关断减少，且称占空比D增大。类似地，当接通时间t接通减少时，关断时间t关断增加，且称占空比D减小。
在电源转换器100的开关循环的第一部分期间(即，在初级侧开关M1的接通时间t接通期间)，初级侧开关M1响应于开关控制信号PWMM1而控制初级侧电流穿过初级绕组104以对变压器102的磁化电感LM105进行充电。在开关循环的后续部分期间(即，在初级侧开关M1的关断时间t关断期间)，同步整流器开关M2控制次级侧电流流过所级绕组106以使变压器102向输出缓冲器电路112和所述负载RL中放电。
详细来说，当在开关循环的第一部分期间通过电源转换器控制器118启用初级侧开关M1时，初级侧电流流过电压偏压节点的初级绕组104。初级侧电流流过初级绕组104会使得能量存储在变压器102的磁化电感LM105和泄漏电感LL(未示出)中。当在所述开关循环的后续部分中停用初级侧开关M1且启用同步整流器开关M2时，在输出缓冲器电路112处生成输出电压Vout并将其提供到负载RL。
通常，当为了增大占空比D而增加开关控制信号PWMM1的接通时间t接通(且减少关断时间t关断)时，初级侧开关M1的接通时间对应地增加且输出电压Vout增大。同样地，通常，当为了减小占空比D而减少开关控制信号PWMM1的接通时间t接通(且增加关断时间t关断)时，初级侧开关M1的接通时间对应地减小且输出电压Vout减小。因此，通常基于调整开关控制信号PWMM1的接通时间t接通来调节输出电压Vout。
电源转换器100的小信号控制-输出DC增益Gdc大约等于：
Figure BDA0003613479310000061
其中n是变压器102的初级侧绕组匝数对次级侧绕组匝数的比率，Vout是电源转换器100的输出电压，且D是上文所论述的初级侧开关M1(即，开关控制信号PWMM1)占空比。占空比D是相对于电源转换器100的反馈信号FB来说的。例如，如果在电源转换器控制器118处接收到的反馈信号FB的电压电平指示电源转换器100的输出电压Vout过低(例如，与目标电压相比)，则电源转换器控制器118将增大开关控制信号PWMM1的占空比D以增加初级侧开关M1的接通时间t接通，由此增大输出电压Vout。类似地，如果在电源转换器控制器118处接收到的反馈信号FB的电压电平指示电源转换器100的输出电压Vout过高(例如，与目标电压相比)，则电源转换器控制器118将减小开关控制信号PWMM1的占空比D以减少初级侧开关M1的接通时间t接通以减小输出电压Vout。
电源转换器(诸如，电源转换器100)可以在各种不同的输入电压域或操作点(例如，基于电源转换器的应用而定)下使用。因此，电源转换器的输入电压Vin’在一些电压域(例如，90Vac)中可较低且在其他电压域(例如，265Vac)中可较高。
当在电源转换器100的给定操作点下输入电压Vin’以及最终地Vin减小时，初级侧开关M1的接通时间t接通对应地增加，而导致控制-输出dc增益Gdc减小。即，为了产生电源转换器100的相同的输出电压Vout，初级侧开关M1的接通时间t接通在输入电压Vin’较低时较长且在输入电压Vin’较高时较短。
如方程1中所示出，这是因为当初级侧开关M1的接通时间增加时，占空比D增大，由此产生Vout与D的较小比率。控制-输出dc增益Gdc减小会对电源转换器100的可达成交越频率造成负面影响(例如，降低所述可达成交越频率)。
图2包括与常规电源转换器(例如，反激式转换器)的操作相关的信号204、205、206、207的简化曲线图202。曲线图202示出在11V/30W(输出)下在90/150/230/265Vac(输入，例如Vin’)操作时常规电源转换器的电压模式控制的可达成交越频率。如信号206/207所示，在Vin’＝230/265Vac操作时的交越频率为约2kHz。如信号205所示，在Vin’＝150Vac操作时的交越频率为约1.3k到1.5k。然而，如信号204所示，在Vin’＝90Vac操作时的交越频率仅略小于500Hz。在90Vac操作时显著较低的交越频率因减小对瞬变做出迅速响应的能力且增大输出处的纹波而对常规电源转换器的控制造成负面影响。
图3是根据一些实施方案的图1中所示的电源转换器100的电源转换器控制器118的一部分的简化电路示意图。电源转换器控制器118通常包括模/数转换器(ADC)320、非线性增益块322、开关定时和控制块324(“开关控制块”)以及栅极驱动器电路326，上述各项如所示地耦合。图3中已省略电源转换器控制器118的一些元件以简化对电源转换器控制器118的描述，但应理解所述元件是存在的。在一些实施方案中，使用一个或多个处理器(例如微控制器、微处理器、DSP、ASIC、FPGA)、易失性数据存储设备、非易失性数据存储设备和/或通信模块来实施非线性增益块322和开关定时和控制块324。在一些实施方案中，开关定时和控制块324使用此类处理器来使用本技术中已知且理解的一个或多个时钟、计数、延迟和/或定时块(未示出)调整PWM信号PWM’M1的定时(例如，t接通、t关断、fsw)。在其他实施方案中，使用本技术中已知且理解的模拟电路来实施非线性增益块322和/或开关定时和控制块324。在一些此类实施方案中，在非线性增益块322处接收反馈信号FB的模拟表示。
在所示的示例中，将非线性增益块示出为二次方程，所述二次方程具有0到511的输入范围和0到1024的输出范围并且包括下文所示的方程2。然而，可根据设计约束和准则使用其他适合的输入和输出范围。
开关定时和控制块324生成开关信号PWM’M1，所述开关信号由栅极驱动器电路326接收。栅极驱动器电路326缓冲、电平移位或以其他方式调节开关信号PWM’M1以形成适合的开关控制信号PWMM1以用于接通及关断初级侧开关M1。开关定时和控制块324由此在保持初级侧开关M1的开关频率fsw基本上恒定的同时经由栅极驱动器电路326生成的开关控制信号PWMM1来控制初级侧开关M1的接通时间t接通和关断时间t关断，并由此控制占空比D。
在所示的示例中，ADC 320接收反馈信号FB(例如，从补偿器117)并生成所述反馈信号的数字表示FB(n)。在所示的示例中，ADC320是9位ADC。在其他实施方案中，可使用ADC320的不同的适当位深度。非线性增益块322接收反馈信号FB的数字表示FB(n)并使用非线性函数来生成反馈信号FB的已变换数字表示FBnl(n)(例如，10位信号)。即，已变换数字表示FBnl(n)是非线性函数的输入且由所述非线性函数(例如，使用电源转换器控制器118的微控制器、微处理器、ASIC和/或FPGA)来操作。在所示的示例中，所述非线性函数体现为：
FBnl(n)＝FB(n)2×α(2)
其中α是增益标量，所述增益标量可以用于解释所得的已变换数字表示的增大位深度和/或视需要调整增益。在一些实施方案中，α等于约0.004(例如，0.003918)。通常，非线性函数是可操作以对反馈信号FB的数字表示FB(n)进行变换以使得电源转换器100的总DC增益独立于初级侧开关M1的接通时间t接通的函数，所述接通时间由开关控制信号PWMM1控制，接通时间t接通随输入电压Vin’而变化。
在所示的示例中，非线性函数是二次函数。在其他实施方案中，非线性函数可以是高阶函数和/或多项式函数。在方程2中所示的示例中，由非线性增益块322执行的非线性函数对反馈信号FB的数字表示FB(n)求平方。另外，由非线性增益块322执行的非线性函数缩放反馈信号FB的平方数字表示FB(n)。因此，不能说由非线性增益块执行的非线性函数仅对反馈信号的数字表示FB(n)执行非线性滤波。
开关定时和控制块324接收已变换数字表示FBnl(n)，所述开关定时和控制块基于已变换数字表示FBnl(n)来控制开关控制信号PWMM1(即，经由PWM信号PWM’M1)的占空比。开关定时和控制块324使用本技术中已知和理解的任何适当的时钟和/或PWM生成电路(模拟或数字)、模块或软件指令来控制开关信号PWM’M1的占空比。
如果在开关定时和控制块324处接收到的已变换数字表示FBnl(n)指示电源转换器100的输出电压Vout过低(例如，与补偿器117所确定的目标电压相比)，则开关定时和控制块324增加开关控制信号PWMM1的接通时间t接通且由此增大占空比，使得输出电压Vout增大。类似地，如果在开关定时和控制块324处接收到的已变换数字表示FBnl(n)指示电源转换器的输出电压过高(例如，与补偿器117所确定的目标电压相比)，则开关定时和控制块324减少开关控制信号PWMM1的接通时间t接通且由此减小占空比，使得输出电压Vout减小。因此，在一些实施方案中，当已变换数字表示FBnl(n)的数字值增大时，初级侧开关M1的接通时间增加。
非线性函数的增益
Figure BDA0003613479310000101
等于非线性函数的导数(即非线性函数的斜率)，并且由以下方程给出：
Figure BDA0003613479310000102
其中t接通是初级侧开关M1的根据开关控制信号PWMM1的占空比D的接通时间。如此，电源转换器100的小信号控制-输出DC增益大约等于非线性函数
Figure BDA0003613479310000103
的增益乘以DC增益Gdc的积，所述积由以下方程给出：
Figure BDA0003613479310000104
其中初级侧开关M1的开关频率fsw通常保持不变并且通常受到严密控制(即，开关频率fsw被严密地调节)。因此，有利地，电源转换器100的总DC增益(即，
Figure BDA0003613479310000105
的积)独立于开关控制信号PWMM1的接通时间t接通，所述接通时间随输入电压Vin’而变化。如此，当电源转换器100的输入电压Vin’变化(例如，基于不同的功率域)时，电源转换器100的总DC增益在很大程度上不受影响，从而在宽的输入电压范围内提供比常规电源转换器更好的控制。
图4包括根据一些实施方案的与电源转换器100的操作相关的信号404、405、406、407的简化曲线图402。曲线图402示出在90/150/230/265Vac(输入，例如Vin’)操作时在Vin’＝11V/30W(输出)下使用由非线性增益块322实施的非线性函数(方程2)在电源转换器100的电压模式控制下可达成的交越频率。如信号404所示，在Vin’＝90Vac操作时的交越频率为约2.7kHz(即，与图2中的曲线图202所示的常规电源转换器的操作相比提高了四倍)。另外，如信号405/406/407所示，分别在150/230/265Vac操作时达成约3.7kHz的交越频率。与图2中所示的随输入电压而显著变化的信号204到207相比，在输入电压(即，Vin’)变化时，图4中所示的信号404到407有利地紧密群组化。
由于增大的控制-输出DC增益Gdc和较高的交越频率(与常规电源转换器相比)，在90Vac/47Hz下操作的电源转换器100的体输出纹波有利地比常规电源转换器的体输出纹波低三倍。
图5A示出说明在给定90Vac/47Hz输入电压的情况下常规电源转换器(例如反激式转换器，未示出)的操作的简化曲线图。信号502指示常规电源转换器的输出电压，信号504指示常规电源转换器的反馈信号，信号506指示常规电源转换器的输出电流，并且信号508指示常规电源转换器的开关信号。相比之下，图5B示出说明根据一些实施方案的在Vin’＝90Vac/47Hz时电源转换器100的操作的简化曲线图。信号510指示电源转换器100的输出电压Vout，信号512指示电源转换器100的反馈信号FB，信号514指示电源转换器100的输出电流(例如，穿过负载RL)，并且信号516指示电源转换器100的开关信号。如所示，与图5A中所示的常规电源转换器的信号502中的126mV纹波相比，电源转换器100的信号510中的低频率AC线路部件纹波减小到46mV，因此示出电源转换器100的性能的改善。
图6A示出说明在90Vac/47Hz下在3A到0A负载瞬变期间常规电源转换器(例如反激式转换器，未示出)的操作的简化曲线图。信号602指示常规电源转换器的输出电压，信号604指示常规电源转换器的反馈信号，信号606指示常规电源转换器的输出电流，并且信号608指示常规电源转换器的开关信号。相比之下，图6B示出说明根据一些实施方案的在Vin’＝90Vac/47Hz时在3A到0A负载瞬变期间电源转换器100的操作的简化曲线图。信号610指示电源转换器100的输出电压Vout，信号612指示电源转换器100的反馈信号FB，信号614指示电源转换器100的输出电流，并且信号616指示电源转换器100的开关信号。如所示，在Vin’＝90Vac/47Hz时在负载瞬变期间提高(例如，更高)的交越频率对输出电压偏差的影响是大约两倍(图6B中所示的350mV对图6A中所示的625mV)。即，与图6B中所示的电源转换器100的信号610中的350mV相比，低频率AC线路部件纹波是从图6A中所示的信号602中的625mV减小，因此进一步示出电源转换器100的性能的改善。
在电源转换器100的电压模式控制下进行数字非线性变换的另一优点是(例如，补偿器/隔离电路的)初级侧反馈上拉电阻可以增大达大约两倍，由此与常规电源转换器的静态电流相比减小电源转换器100的静态电流。例如，图7是根据一些实施方案的用于电源转换器100中的补偿器117的简化电路示意图。补偿器117通常包括电阻器R1到R6、电容器C2到C4、光耦合器Opto1和可调整齐纳分路调节器SR1，上述各项如所示地耦合。由于非线性增益块322所提供的小信号控制-输出DC增益Gdc增大，因此与常规电源转换器的上拉电阻器相比上拉电阻器R1可有利地增大，由此减小操作电压VDD所生成的静态电流。上拉电阻器R1的电阻r1与电源转换器100的DC增益相关，如以下方程所示出：
Figure BDA0003613479310000121
其中FB与Vout的比率指示DC增益，r1是电阻器R1的电阻，r3是电阻器R3的电阻，并且CTR是光耦合器Opto1的电流传输比。可调整(例如可编程)齐纳分路调节器SR1可操作以设定电源转换器100的目标电压(例如，所需输出电压的指示)。在一些实施方案中，齐纳分路调节器SR1是产生可变化的参考电压(例如通过使用电阻器R5、R6)的三端子可调整分路调节器。在一些实施方案中，齐纳分路调节器SR1所产生的参考电压可在2.5V与36V之间变化。
图8是根据一些实施方案的使用数字非线性变换函数的电源转换器的电压受控反馈的示例过程800的一部分。仅出于说明目的和阐释目的示出特定步骤、步骤次序和步骤的组合。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达成类似的功能或结果。在步骤802处，生成(例如，通过ADC 320)电源转换器(例如，电源转换器100)的反馈信号(FB)的数字表示(FB(n))。在步骤804处，使用非线性函数(例如，通过非线性增益块322)对反馈信号的数字表示进行变换，然后在步骤806处，基于反馈信号的已变换数字表示(FBnl(n))来控制电源转换器的初级侧开关(例如，M1)的接通时间(t接通)。
已详细参考所公开发明的实施方案，所述实施方案的一个或多个示例已在附图中示出。每一示例是通过阐释本发明技术而提供，而不是限制本发明技术。事实上，虽然已参照本发明的具体实施方案详细描述了说明书，但将了解，本领域技术人员在理解了前述内容之后可容易设想出这些实施方案的更改、变化和等效形式。例如，被示出或描述为一个实施方案的一部分的特征可用于另一实施方案以形成又一实施方案。因此，本发明主题旨在涵盖在随附权利要求书及其等效形式的范围内的所有修改和变化。本领域技术人员可实践本发明的这些和其他修改和变化，而此并不背离本发明的范围，本发明的范围在随附权利要求书中更确切地阐述。此外，本领域技术人员将了解，前述描述仅是举例，并不旨在限制本发明。

Claims (20)

1.一种电源转换器控制器，所述电源转换器控制器包括：
模/数转换器(ADC)，所述模/数转换器生成电源转换器的反馈信号的数字表示，所述反馈信号从所述电源转换器的补偿器接收并且是基于所述电源转换器的输出电压；
非线性增益块，所述非线性增益块接收所述反馈信号的所述数字表示并使用非线性函数来生成所述反馈信号的已变换数字表示；以及
开关控制块，所述开关控制块基于所述反馈信号的所述已变换数字表示来控制所述电源转换器的初级侧开关的接通时间。
2.如权利要求1所述的电源转换器控制器，其中：
如果所述电源转换器的所述输出电压低于目标电压，则由所述开关控制块增加所述初级侧开关的所述接通时间；并且
如果所述电源转换器的所述输出电压高于所述目标电压，则由所述开关控制块减少所述初级侧开关的所述接通时间。
3.如权利要求1所述的电源转换器控制器，其中：
所述开关控制块生成开关信号以控制所述初级侧开关，所述开关信号是由占空比和开关频率表征的脉冲宽度调制(PWM)信号，所述占空比是所述初级侧开关的所述接通时间与所述初级侧开关的关断时间的比率，并且所述开关频率在由所述开关控制块控制所述初级侧开关的所述接通时间时保持基本上恒定。
4.如权利要求1所述的电源转换器控制器，其中：
所述非线性函数对所述反馈信号的所述数字表示进行变换，使得所述电源转换器的总DC增益独立于所述初级侧开关的所述接通时间。
5.如权利要求1所述的电源转换器控制器，其中：
所述非线性函数对所述反馈信号的所述数字表示进行变换，使得在所述电源转换器的输入电压的第一电压电平下所述电源转换器的第一交越频率约等于在所述输入电压的第二电压电平下所述电源转换器的第二交越频率。
6.如权利要求5所述的电源转换器控制器，其中：
所述第一电压电平为约150Vac并且所述第二电压电平为约265Vac。
7.如权利要求5所述的电源转换器控制器，其中：
所述初级侧开关的所述接通时间由所述开关控制块独立于所述初级侧开关的开关频率而控制。
8.如权利要求1所述的电源转换器控制器，所述电源转换器控制器还包括：
栅极驱动器电路，所述栅极驱动器电路被配置成从所述开关控制块接收开关信号并基于所述开关信号来生成开关控制信号，所述开关控制信号控制所述初级侧开关的所述接通时间和关断时间；
其中：
所述开关信号是由占空比和开关频率表征的脉冲宽度调制(PWM)信号，所述占空比是所述初级侧开关的所述接通时间与所述初级侧开关的所述关断时间的比率，所述开关频率基本上恒定。
9.如权利要求1所述的电源转换器控制器，其中：
所述非线性函数是二次函数或高阶函数。
10.如权利要求1所述的电源转换器控制器，其中：
所述非线性函数包括对所述反馈信号的所述已变换数字表示求平方。
11.一种电源转换器，所述电源转换器包括：
变压器，所述变压器具有初级侧绕组和次级侧绕组；
初级侧开关，所述初级侧开关耦合到所述初级侧绕组以控制初级侧电流穿过所述初级侧绕组；
输出缓冲器电路，所述输出缓冲器电路耦合到所述次级侧绕组以产生所述电源转换器的输出电压；
补偿器，所述补偿器可操作以接收所述输出电压并基于所述输出电压来产生反馈信号；以及
电源转换器控制器，所述电源转换器控制器可操作以基于所述反馈信号来控制所述初级侧开关的接通时间和关断时间，所述电源转换器控制器包括：
非线性增益块，所述非线性增益块使用非线性函数来生成所述反馈信号的已变换表示；以及
开关控制块，所述开关控制块基于所述反馈信号的所述已变换表示来控制所述电源转换器的所述初级侧开关的所述接通时间。
12.如权利要求11所述的电源转换器，其中：
所述开关控制块生成开关信号以控制所述初级侧开关，所述开关信号是由占空比和开关频率表征的脉冲宽度调制(PWM)信号，所述占空比是所述初级侧开关的所述接通时间与所述初级侧开关的所述关断时间的比率，所述开关频率基本上恒定。
13.如权利要求11所述的电源转换器，其中：
所述非线性函数对所述反馈信号的表示进行变换，使得所述电源转换器的总DC增益独立于所述初级侧开关的所述接通时间。
14.如权利要求11所述的电源转换器，其中：
所述补偿器包括用于设定所述电源转换器的目标电压的齐纳分路调节器。
15.如权利要求14所述的电源转换器，其中：
在确定所述电源转换器的所述输出电压低于所述电源转换器的所述目标电压时，由所述开关控制块增加所述初级侧开关的所述接通时间；并且
在确定所述电源转换器的所述输出电压高于所述电源转换器的所述目标电压时，由所述开关控制块减少所述初级侧开关的所述接通时间。
16.如权利要求11所述的电源转换器，其中：
所述非线性函数对所述反馈信号的表示进行变换，使得在所述电源转换器的输入电压的第一电压电平下所述电源转换器的第一交越频率约等于在所述输入电压的第二电压电平下所述电源转换器的第二交越频率。
17.如权利要求16所述的电源转换器，其中：
所述第一电压电平为约150Vac并且所述第二电压电平为约265Vac。
18.如权利要求11所述的电源转换器，其中：
所述初级侧开关的所述接通时间由所述开关控制块独立于所述初级侧开关的开关频率而调整。
19.如权利要求11所述的电源转换器，其中：
所述非线性函数是二次函数或高阶函数。
20.一种电源转换器控制器，所述电源转换器控制器包括：
非线性增益块，所述非线性增益块接收电源转换器的反馈信号并使用非线性函数生成所述反馈信号的已变换表示，所述反馈信号从所述电源转换器的补偿器接收并且是基于所述电源转换器的输出电压；以及
开关控制块，所述开关控制块基于所述反馈信号的所述已变换表示来控制所述电源转换器的初级侧开关的接通时间。
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