CN115912911A - 用于功率因数校正升压转换器中谷值切换的自适应启用和停用 - Google Patents

用于功率因数校正升压转换器中谷值切换的自适应启用和停用 Download PDF

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Abstract

描述用于功率因数校正升压转换器中谷值切换的自适应启用和停用。在一个例子中，一种升压转换器控制系统包括用以从升压转换器接收与升压转换器输出的振铃有关的幅度信号的幅度检测器。所述幅度检测器确定振铃幅度。谷值切换控制器在谷值切换被启用时将所述振铃幅度与第一高幅度阈值进行比较，并且在所述振铃幅度低于所述第一高幅度阈值的情况下生成谷值切换停用信号。循环控制器耦合到所述升压转换器以生成用以控制所述升压转换器的切换的驱动信号，并且耦合到所述谷值切换控制器以接收所述谷值切换停用信号，以生成响应于所述谷值切换停用信号而不具有谷值切换功能的所述驱动信号。

Description

用于功率因数校正升压转换器中谷值切换的自适应启用和停用
技术领域
涉及升压转换器电路。
背景技术
电功率转换广泛用于各种应用，包括可调速电动机驱动、开关模式电源、不间断电源(UPS)和电池储能。在大功率应用中，两个或更多个升压转换器通常组合为多个级以改善性能并减小转换器的大小。对于大电流应用和电压升高，通过固态开关的电流只是输入电流的一小部分。开关用于为转换器的功率阶段计时。功率因数校正(PFC)转换器用于改善功率质量并提高效率。无源PFC可使用调谐LC滤波器来执行，但这些滤波器的频率和功率范围可能有限。有源PFC使用与无源元件相关联的主动受控的固态开关。所述开关允许PFC转换器在不同模式下操作。PFC升压转换器升高输入电压以获得更高的输出电压。
不同模式中的一种模式为非连续导通模式(DCM)，其中PFC转换器控制器在功率循环结束之后启用开关。在功率循环结束时，漏极上的电压会由于PFC转换器电路中的谐波而产生振铃现象。在DCM中，控制器测量与开关的漏极电压相关的信号，并在漏极电压振铃的最低点或最小值启用开关。这最大限度地减少转换器中的切换损耗并提高总体效率。这种对切换时间的控制被称为谷值切换和零电压漏极(ZVD)切换。当控制器无法确定合适的谷值时，则使用计时器来限制功率循环之间的最大时间。
发明内容
描述用于功率因数校正升压转换器中谷值切换的自适应启用和停用的方法和设备。在一个例子中，一种升压转换器控制系统包括：幅度检测器，所述幅度检测器用以从升压转换器接收幅度信号，所述幅度与升压转换器输出的振铃有关，所述幅度检测器用以确定振铃幅度；谷值切换控制器，所述谷值切换控制器耦合到所述幅度检测器以接收所述振铃幅度，在谷值切换被启用时将所述振铃幅度与第一高幅度阈值进行比较，并且在所述振铃幅度低于所述第一高幅度阈值的情况下生成谷值切换停用信号；以及循环控制器，所述循环控制器耦合到所述升压转换器以生成用以控制所述升压转换器的切换的驱动信号，并且耦合到所述谷值切换控制器以接收所述谷值切换停用信号且生成响应于所述谷值切换停用信号而不具有谷值切换功能的所述驱动信号。
在一些实施例中，所述幅度信号包括所述升压转换器的电感器电流，并且其中谷值被定义为所述电感器电流为零的时刻。在一些实施例中，所述谷值进一步被定义为所述电感器电流的导数为负值的时刻。在一些实施例中，
所述幅度信号包括所述升压转换器的电感器辅助绕组电压，并且其中谷值被定义为所述辅助绕组电压的最小值。在一些实施例中，所述幅度信号包括所述升压转换器的电感器辅助绕组电压，并且其中谷值被定义为所述辅助绕组电压的最大值。在一些实施例中，所述幅度信号包括所述升压转换器的开关的漏极的电压，并且其中谷值被定义为所述漏极电压的最小值。
在一些实施例中，所述循环控制器进一步用以响应于接收到所述谷值切换停用信号而将所述驱动信号的固定切换周期设定为不连续导通模式。在一些实施例中，所述谷值切换控制器进一步用以在谷值切换被停用时将所述振铃幅度与第二高幅度进行比较，并且在所述振铃幅度高于所述第二高幅度阈值的情况下生成谷值切换启用信号，其中所述第二高阈值高于所述第一高阈值，并且其中所述循环控制器用以生成响应于所述谷值切换启用信号而具有谷值切换功能的所述驱动信号。
在一些实施例中，所述谷值切换控制器用以将所述振铃幅度与所述第二高幅度进行固定次数的比较，并且其中谷值切换电路用以仅在所述固定次数的比较中的每次比较时所述振铃幅度都高于所述第二高幅度的情况下才生成所述谷值切换启用信号。在一些实施例中，所述固定次数为四次。
在一些实施例中，所述谷值切换控制器进一步用以确定所述驱动信号的周期时间，将所述周期时间与周期时间阈值进行比较，并且仅在所述周期时间超过所述周期时间阈值的情况下才生成谷值切换停用信号。在一些实施例中，所述谷值切换控制器基于所述幅度信号确定所述驱动信号的所述周期时间。
在一些实施例中，所述升压转换器包含具有初级冲程的功率阶段，在所述初级冲程期间启用所述转换器的栅极，并且其中在次级冲程结束之后和后续初级冲程之前的时间测量所述振铃幅度，并且其中循环周期与初级冲程与后续初级冲程之间的时间有关。
在一些实施例中，所述循环控制器进一步用以生成用以控制第二升压转换器级的切换的第二驱动信号，并且其中所述循环控制器生成响应于所述谷值切换停用信号而不具有谷值切换功能的所述第二驱动信号。在一些实施例中，所述转换器在非连续导通模式下操作。在一些实施例中，所述转换器在边界导通模式下操作。
在实施例中，一种功率因数校正转换器包括：升压转换器，所述升压转换器具有耦合到驱动信号的开关、输入和输出；以及升压转换器控制系统，所述升压转换器控制系统具有：用以从所述升压转换器接收幅度信号的幅度检测器，所述幅度与升压转换器输出的振铃有关，所述幅度检测器用以确定振铃幅度；谷值切换控制器，所述谷值切换控制器耦合到所述幅度检测器以接收所述振铃幅度，在谷值切换被启用时将所述振铃幅度与第一高幅度阈值进行比较，并且在所述振铃幅度低于所述第一高幅度阈值的情况下生成谷值切换停用信号；以及循环控制器，所述循环控制器耦合到所述升压转换器以生成用以控制所述升压转换器的切换的驱动信号，并且耦合到所述谷值切换控制器以接收所述谷值切换停用信号且生成响应于所述谷值切换停用信号而不具有谷值切换功能的所述驱动信号。
在实施例中，一种方法包括：从升压转换器接收幅度信号，所述幅度与升压转换器输出的振铃有关；确定振铃幅度；在谷值切换被启用时将所述振铃幅度与第一高幅度阈值进行比较，以及在所述振铃幅度低于所述第一高幅度阈值的情况下生成谷值切换停用信号；以及生成用以控制所述升压转换器的切换、响应于所述谷值切换停用信号而不具有谷值切换功能的驱动信号。
一些实施例包括响应于接收到所述谷值切换停用信号而将所述驱动信号的固定切换周期设定为非连续导通模式。一些实施例包括：将所述振铃幅度与第二高幅度进行比较；仅在所述振铃幅度高于所述第二高幅度的情况下才生成谷值切换启用信号；以及生成响应于所述谷值切换启用信号而具有谷值切换功能的所述驱动信号。
附图说明
图1是耦合到控制器的升压功率因数校正转换器的框图。
图2是交错式升压转换器的三种不同操作模式的曲线图。
图3是针对在DCM下操作的单个转换器的常见行为的例子的漏极电压对比时间的曲线图。
图4是在升压转换器上的两个不同位置处测得的电压与所测得的升压转换器电感器电流的曲线图。
图5是电感器电流的电压幅度对比如本文中所描述的阈值的图式。
图6是示出谷值控制器和相关组件的替代性PFC控制器的一部分的框图。
图7为作为竖直轴线上的电压的AUX信号的模拟对比时间的曲线图。
图8是谷值切换状态和非谷值切换状态的状态机图式，各状态内具有内部过程。
具体实施方式
将容易理解，如本文中大体描述且在附图中示出的实施例的组件可以按各种不同的配置来布置和设计。因此，以下如附图中所表示的各种实施例的更详细描述并非旨在限制本公开的范围，而是仅仅表示各种实施例。尽管在图式中呈现了实施例的各种方面，但是除非具体指示，否则图式不一定按比例绘制。
在不脱离本发明精神或本质特性的情况下，本发明可以其它具体形式实施。所描述的实施例在所有方面都应被视为仅是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求书而不是由此具体实施方式指示。落入权利要求的等效含义和范围内的所有变化都应涵盖在其范围内。
本说明书通篇对特征、优点或类似语言的引用并不暗示可以通过本发明实现的所有特征和优点应在或在本发明的任何单一实施例中。相反地，提到特征和优点的语言应理解成意味着结合实施例所描述的特定特征、优点或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，本说明书通篇对特征和优点以及类似语言的论述可以但不一定指代同一实施例。
此外，本发明的所描述特征、优点和特性可以用任何合适的方式在一个或多个实施例中组合。本领域的技术人员将认识到，鉴于本文中的描述，本发明可以在无特定实施例的一个或多个具体特征或优点中的情况下实践。在其它情况下，可以在某些实施例中识别出可能不存在于本发明的所有实施例中的额外特征和优点。
本说明书通篇对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的引用意味着结合所指示的实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，本说明书通篇的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”和类似语言可以但不一定全部指代同一实施例。
PFC升压转换器具有转换器，所述转换器可接通和关断以调节转换器功率流的接通时间。如本文中所描述，接通时间具有两个维度。第一个维度是转换器从输入汲取功率的持续时间。在简单的单金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关转换器电路中，此接通时间是其间开关或MOSFET栅极接通的时间。第二个维度是栅极接通的时间。这与转换器开关的阶段和周期直接相关。
图1是升压功率因数校正(PFC)转换器和控制器的框图。应用系统102包括升压转换器100以产生耦合以驱动负载108的功率输出110。升压转换器100由PFC控制器104控制，所述PFC控制器104包括栅极驱动器112以驱动升压转换器100的开关114的栅极。栅极驱动器112耦合到谷值电路106以指示何时在某些模式下切换开关的栅极。谷值电路106和栅极驱动器112还耦合到谷值控制器118以启用和停用谷值切换。就升压转换器100而言，PFC控制器为升压转换器控制系统。
应用系统102以简化形式示出，并且包括耦合到例如直流(DC)或整流后交流(AC)市电电源等合适电源的滤波器122。应用系统接收来自滤波器122的DC输入并生成直流(DC)输出110。滤波器122以简化形式示出，并且包括一个或多个滤波器电容器以及连接在升压转换器100之前的输入电压Vin两端的任何其它合适组件。可修改滤波器电路的特定配置以符合不同实施方案的要求。滤波后的整流后DC输出被提供到应用系统102的升压转换器100组件。升压转换器100具有PFC线圈126、开关114、二极管128和输出电容器130。
升压转换器100在PFC线圈126处接收整流后输入电压，所述PFC线圈126耦合到开关114的漏极且耦合到串联输出二极管128。开关114的源极耦合到整流后输入电压且耦合到接地。功率输出110通过与开关并联且接地的输出电容器130进行滤波。开关114呈金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的形式，然而，可使用其它开关，例如GaN或SiC等，以符合不同的负载和输入电压的要求。提供升压转换器配置作为例子，并且可使用其它转换器配置。应用系统102可包括更多转换器，也被称为切片。此处仅示出一个转换器以免混淆本发明的其它特征。然而，示出了DC-DC升压转换器。可替换的是，输入功率可以是具有用于AC-DC升压转换器的各种不同类型中的任一种类型的二极管桥式整流器的AC。
栅极驱动器112耦合到升压转换器100的开关114以生成用以控制开关的切换的驱动信号GATE。在驱动信号接通时间期间，升压转换器100的栅极被启用，电流流过栅极，并且随着功率从输入被汲取并存储在电感器中，功率阶段从初级冲程开始。在驱动信号关断时间期间，升压转换器100的栅极未被启用，并且电流不流过栅极。这是功率阶段的次级冲程，在所述次级冲程期间，从输入汲取功率并将功率传递到输出。并且，将存储在电感器中的能量传递到输出。当电流变为零时，振铃阶段开始。
PFC控制器104从应用系统102接收反馈信号。在电压检测器处感测应用系统输出附近的输出电压132。为方便起见，此信号在本文中被标记为SnsBoost。如图所示，在耦合在功率输出110与接地之间的分压器处感测电压。升压转换器100的源极电流134由开关114的源极与负载两端的整流后输入电压之间的电流传感器感测。此所感测电流表示到升压转换器的开关的电流。为方便起见，此信号在本文中被标记为SnsCur。还可测量PFC线圈126处的电压。为方便起见，此信号被标记为AUX。还可测量开关的漏极处的电压DRAIN，并将其提供到PFC控制器104。
PFC控制器104使用这些反馈信号SnsBoost、SnsCur、AUX和DRAIN来驱动升压转换器100的开关114。栅极驱动器112生成耦合到开关114的栅极的驱动信号，所述驱动信号被标记为GATE。驱动信号的计时和持续时间控制升压转换器100的操作。栅极驱动器112可控制多个转换器，在此情况下，驱动信号的计时和持续时间也将控制多个转换器之间的相对阶段。
在栅极驱动器112内，差分接通时间生成电路从外部控制器(未示出)接收接通时间输入。在多个转换器(未示出)的情况下，差分接通时间生成电路还从相位控制环路(未示出)接收相位控制输出。此信息用于生成接通时间以控制升压转换器接通的持续时间。在一些实施例中，接通时间输入为电流或电压或数字值。接通时间连接到逐循环控制器，所述逐循环控制器基于来自下文所描述的控制环路的输入生成具有合适计时的驱动信号。驱动信号具有周期和接通时间。
PFC控制器内部可能存在多个控制环路。外部控制环路为将升压转换器100的输出电压132驱动到期望值(例如，400V)的电压控制环路。外部控制环路从升压转换器100接收作为SnsBoost的输出电压132，并且在外部差分电路142处将所述电压与参考电压Ref进行比较，所述外部差分电路142生成误差信号以指示差分。外部差分电路142耦合到接收误差信号的外部比例积分器144。外部比例积分器144生成作为电流、电压或数字值的输出，并且耦合到栅极驱动器以使用SnsBoost反馈信号调整GATE信号。
谷值电路106耦合到转换器102以接收一个或多个反馈信号，例如SnsCur、AUX或DRAIN。谷值电路检测这些信号中的一个或多个信号的幅度以确定转换器信号输出110何时已达到最小值或谷值。在达到谷值时，谷值电路106将Valley信号发送到栅极驱动器112。Valley信号可由栅极驱动器用作开始下一功率阶段的时间。在一些操作模式中，不存在谷值切换，在这种情况下，不使用Valley信号。在具有谷值切换功能的模式中，可使用多个谷值。因此，栅极驱动器将针对每个循环仅在一个谷值处进行切换。
谷值控制器118耦合到谷值电路以接收表示振铃信号的幅度的信号Aring。谷值控制器确定幅度何时高于或低于阈值，并且生成到栅极驱动器的控制信号en_valley。栅极驱动器使用此信号来在某些模式下启用或停用谷值切换。当振铃的幅度足够高以至于在峰值处切换的功率损耗很大时，谷值控制器使得谷值切换被启用。当振铃的幅度足够低以至于在峰值处切换的功率损耗不那么大时，谷值控制器使得谷值切换被停用。用于启用和停用谷值切换的阈值是根据功率损耗或功率效率以及抗干扰性来选择的。对于功率效率，低阈值将随着时间的推移提高效率。对于抗干扰性，较高阈值确保仅在可清楚地检测到高于噪声的谷值时才使用谷值切换。在下文更详细地论述用于启用和停用谷值切换的相对阈值。
图2是例如图1中的PFC转换器及其变型的三种不同操作模式的曲线图。所述曲线图示出了竖直轴线上的一个转换器的电感器电流对比水平轴线上的时间。交错式PFC升压转换器的固态开关允许转换器在不同模式下操作。对于中等功率和高功率应用，连续导通模式(CCM)是常见的。CCM具有连续的输入电流，这会引起低导通电磁干扰(EMI)。
第一模式202表示CCM，其中电感器电流从未达到零，并且因此转换器连续导通。在功率阶段210开始时，电感器电流已达到其最低点，并且逐循环控制器将转换器开关的栅极开启。电感器电流在初级冲程212内增加，在对应于向次级冲程转变的点214处达到峰值。初级冲程的持续时间是栅极接通时间，指示为ton。在栅极关断之后，电流在次级冲程216内减小，直到如初级冲程和次级冲程限定的功率循环周期结束。第二冲程218的结束对应于下一个循环周期的开始和下一个初级冲程的开始。与输入AC电压的数十赫兹相比，开关的循环周期对应于KHz量级的频率。
如果将开关的整个循环周期以正弦波模拟视为360度，则180度正好是中间。如果两个转换器交错，使得第二转换器的初级冲程在第二转换器的循环周期的中点开始并且点214正好在中间，则交错式转换器的输入电流将大致为恒定电流。随着第一转换器电感器电流减少，第二转换器电感器电流增加。点214处的峰值位置取决于转换器的输入电压和输出电压，在低市电电压下，峰值更接近结尾，而在高市电电压下，峰值更接近开始。输出电压被控制为某一值，由切换引起的纹波电压例如可按需要利用额外滤波进一步减小。
第二模式204通常被称为边界导通模式(BCM)或有时被称为临界导通模式(CrCM)。在此模式下，初级冲程和次级冲程非常相似，不同之处在于仅当电感器电流达到零时，转换器开关的栅极才开启。初始过零220是BCM模式204下接通时间的初级冲程222的开始。在峰值电流时间224，进行转变，并将开关设定为断开。电感器电流在次级冲程226期间减小，直到过零228。在BCM模式下的周期可通过增加接通时间且进而增加初级冲程和峰值电压的持续时间而增加。次级冲程也会相应地变长。增加周期也会增加电感器电流，因为在更长初级冲程期间电流会变高。图1所描述的控制器可用于改变初级或主转换器的接通时间，以增加或减少电感器电流和周期。通过调整两个转换器的接通时间，例如增大一个转换器的ton同时减小另一转换器的ton，次级或从转换器可与所述周期时间或接通持续时间相匹配。可通过相位检测器和相位控制器调整计时，直到整个周期与第一转换器异相对准。在一些实施例中，通过仅调整两个转换器的开关接通时间的持续时间来对准两个交错式转换器之间的阶段。这不一定需要调整转换器的振铃阶段。
第三模式206通常被称为不连续导通模式(DCM)，因为电感器电流或输入电流具有停滞时间间隔，在所述停滞时间间隔期间不传递功率。在次级冲程之后，在下一初级冲程之前，添加了延迟。在DCM模式206下，在开关开启的情况下，第一冲程在零电感器电流交叉时间230开始。初级冲程232延长通过电流上升时间和峰值电感器电流234，在所述峰值电感器电流234处，开关接通时间结束，并且电感器电流在第二冲程236期间下降到零电感器电流交叉238。开关在振铃阶段期间的额外时间240内保持断开，而不是在此功率阶段结束时开始下一个周期。振铃阶段的结束是周期242的结束，此时，下一个功率阶段通过利用来自逐循环转换器的驱动信号将开关开启而以另一初级冲程232开始。
功率阶段可被视为从输入节点汲取功率的时间。振铃阶段是由于电感器值和物理电路的电容而使得电感器电流在零电流附近振铃的时间。在此阶段中，MOSFET开关的漏极电压在输入电压附近振铃。如果漏极电压振铃的幅度低于输出二极管的阈值，则在振铃阶段期间，不会有功率到达输出节点。
图3是针对在DCM下操作的单个转换器的常见行为的例子的漏极电压DRAIN对比时间的曲线图。漏极电压为转换器的开关(例如，如图1中所示的MOSFET)的漏极的电压。开关的栅极在指示为ton且在图2中示出的时间期间启用或接通。在ton期间，初级冲程期间，漏极电压接近0V。当栅极被停用或关断时，次级冲程tsec开始，漏极电压大约等于输出电压(在此例子中为400V)。当PFC线圈电流为零时，由于开关或功率晶体管和PFC线圈的寄生漏极-源极电容，所有能量都被转移并且漏极电压开始产生振铃现象。这是曲线图的其余部分，既不是ton也不是tsec。振铃的幅度在振铃阶段开始时较大，接着由于漏极-源极电容和PFC线圈的寄生阻尼而随时间的推移减小。
基于所述曲线图，可使用以下两个公式来描述忽略振铃和非线性漏极-源极电容的阻尼的振铃幅度的理想值：
Vamp_ring＝Vout-Vin(Vin＞0.5Vout)             (等式1)
Vamp_ring＝Vin(Vin＜0.5Vout)             (等式2)
其中Vamp_ring为漏极电压的振铃的幅度，Vin为到转换器的输入电压，Vout为转换器的输出电压。
每当开关从停用变为启用时，即从断开变为接通时，都会有一些损耗降低转换器的效率。损耗随着漏极电压DRAIN的减小而降低。当开关在最低漏极电压下被启用时，切换损耗最小。漏极电压与切换损耗之间的关系为功率损耗与漏极电压的平方成比例。这可写成如下公式：
Pswitch loss α Vdrain2              (等式3)
例如，在50V或350V下切换为接通时会导致不同的切换损耗近似为49倍。在最低电压下切换被称为谷值切换，也被称为零电压(ZVD)切换。图1的谷值电路为可用于检测待进行切换的最优时刻的电路。
对于低输入电压Vin，由于例如功率FET的开关的非线性漏极-源极电容，振铃的幅度较高。电容在低输入电压(例如，接近零的电压)下较高。因此，振铃幅度通常足够大以使得谷值切换将提高效率。这是上文等式2的情况。在较高输入电压下，如等式1中所示或由于较低切换频率下的阻尼，幅度较小且损耗较小。在这种情况下，谷值切换并不那么重要。
由于阻尼或较高输入电压，振铃的幅度Aring变得更小，因此谷值更难以检测。在某一幅度水平下，例如谷值电路等控制器不能可靠地检测谷值。在某些条件下，漏极电压的振铃或其它测量值被噪声和其它电压部分地掩盖，这与本文附图中所示的理想化曲线不同。在某些系统中，超时用于确保控制器继续生成栅极驱动信号，并且即使未检测到谷值，转换器也会继续进行切换。超时在最后一个预期谷值之后，使得超时操作模式的周期比谷值切换操作模式的周期长。较长的周期对应于较低的转换器操作频率，这可能会产生可听噪声。在交错式PFC中，两个转换器被配置成以180度相位差进行切换。当转换器频率非常低时，难以确保相位关系。在具有快速内部相位环路以调整转换器的相对阶段的交错式转换器中，可能会在超时与应用系统的市电滤波器之间触发振荡。
当转换器的输入电压接近输出电压时，转换器在DCM和BCM下可能会具有不规则的切换行为。这种情况发生在实际PFC电流在开关开始下一个功率阶段的开始时不为零时。已考虑至少部分地通过在零实际PFC电流下进行切换来定义DCM和BCM。
当PFC控制器等到PFC电流为零后再进行切换时，循环的周期会延长。当没有检测到谷值时，PFC转换器可能会等到超时结束。这也会增加周期时间。由此产生的低切换频率可能引起市电滤波器中的振荡，所述市电滤波器生成可测量为低总谐波失真(THD)的失真并增加可听噪声。就其中目标是在180度下进行切换的交错式PFC控制器而言，两个交错式转换器之间的相对阶段可能会不受控制。
代替在无法检测到谷值时使用超时。本文中所描述的结构和技术确定无法检测到谷值，接着切换到独立于谷值检测的切换。可使用关于控制器检测谷值的能力的预测来控制谷值切换。以此方式，避免了超时延迟导致的延长周期。在没有谷值切换的情况下，转换器可更精确地进行切换，并且可维持更高的频率。可用于确定是否启用或停用谷值切换的一个标准是漏极电压上的振铃幅度Aring。在其它实施例中，可使用源极电流、电感器绕组电压或其它信号。
图4是用以通过不同定义测量Aring、tps和ton的在两个不同位置处测得的电压与所测得的电感器电流的曲线图。这些测量可尤其在谷值电路和谷值控制器中使用，如下文更详细地描述。在402处，相对于水平轴线上的时间在竖直轴线上图示转换器的栅极的漏极电压。在时间408，功率阶段410以栅极启用或接通开始。此时刻用作ton和tps测量的开始时间，但可替代地使用其它时间。栅极被启用，持续确定为ton的时间，且接着所述栅极在作为ton的结束的时间408停用。漏极电压立即升高。功率阶段和tps周期的结束也是DCM下的振铃阶段tring的开始。可以不同方式测量所述结束。一个合适的事件是漏极电压开始下降，如时间412所示并指示为tps_1。另一合适的事件是在漏极电压变为输入电压Vin时或在最小振铃值(谷值)时，如时间418所示并指示为tps-3。
转换器的电感器的辅助绕组的电压示出为AUX 404。此电压与漏极电压相似，并且适用与漏极电压相同的合适情况。曲线的形状与漏极电压相同，只是漏极电压402的平均值为Vin，并且AUX电压404的平均电压值为0。AUX 404处的电压的过零416，指示为tps_2，是功率阶段的良好结束时间。当转换器的电感器辅助绕组电压变为零时，容易检测到过零。过零还是电感器辅助绕组电压的局部最小值。
在406处，相对于时间在竖直轴线上示出电感器电流。在功率阶段410结束的时间412，电感器电流具有过零。电感器电流在此交叉处变为零。然后，电感器电流开始振铃，并在稍后的第二时间具有第二过零416。此时间对应于漏极电压402和电感器辅助绕组电压404的振铃电压中的第一谷值。这些事件中的任何一个或多个可用于确定功率阶段的结束时间，指示为tps。谷值可使用电感器电流定义为电感器电流为零且电感器电流的导数为负值的时刻。在一些实施方案中，谷值可被称为电感器电流为零的时刻。这简化了检测和实施。
在DCM下，存在振铃阶段并且振铃阶段420的结束标志下一个功率阶段的开始。从408处的第一功率冲程的开始或上升沿到420处的下一个动力冲程的上升沿的间隔为一个完整切换循环或转换器的周期时间(指示为周期时间tper)及其上的变化。然后针对另一切换循环再次启用栅极。在BCM下，不存在振铃阶段，并且功率阶段的结束tps标志下一个功率阶段的开始和切换循环tper的完成。在CCM下，不存在振铃阶段，并且电压或电流可能不会下降到任何特定值。调节接通时间的持续时间以控制转换器的输出和功率阶段的持续时间，所述功率阶段的持续时间对应于周期时间tper。
谷值时的切换或峰值时的切换之间的相对功率差(比率)定义为：
Figure BDA0003873001660000131
振铃的幅度Aring可关于输出电压进行定义：
Aring＝Vout·x          (等式4)
输入电压Vin的幅度还可关于输出电压Vout进行定义。
Vin＝Vout·rinout           (等式5)
等式3、4和5可组合以提供：
Figure BDA0003873001660000141
其中：
Figure BDA0003873001660000142
以及
Figure BDA0003873001660000143
考虑等式6，谷值切换在低输入电压下比在高输入电压下对效率的影响更大。振铃幅度Aring越大，谷值切换的好处越大。转换器中的电源损耗比切换损耗更多，例如开关(如MOSFET)的栅极电容和均方根(RMS)损耗。随着漏极电压损耗的降低，这些其它损耗变得更加显着。这些其它损耗可用于选择停用谷值切换时的振铃幅度。在低振铃幅度下，其它损耗可能会影响切换损耗。
如图4中所示，可使用各种不同的测量来表征振铃阶段。可从漏极电压、电感器电流或电感器电压等测量幅度。本文中的实施例将主要在测量电感器电压AUX的上下文中进行描述，但结构和技术可能适用于其它测量。经由耦合到电感器的AUX引脚测量振铃阶段的振铃幅度。可针对每个转换器切片重复此测量。当使用AUX引脚时，平均电压为0V。当使用漏极电压时，平均电压等于输入电压。可如下描述aux与漏极之间的AC关系：
Figure BDA0003873001660000144
其中Np/Ns为变压器/线圈的匝比(＝n)
当振铃电压幅度高于特定的预选阈值时可启用谷值切换，并且当振铃电压幅度低于特定阈值时停用谷值切换。为了减少启用与停用状态之间的变化次数，可使用两个不同的阈值，它们之间有空隙或间隙。阈值可至少部分地基于谷值电路精确地找到振铃波形中的最小值的能力。这种能力的第一个限制是电压传感器和相关电路系统的灵敏度和精度。这种能力的第二个限制是系统中的噪声和其它干扰，在某些振铃幅度下，幅度非常接近噪声，以至于无法清楚地区分最小值与噪声的波动。
阈值还可至少部分地基于如关于等式6所描述的谷值时的切换与峰值时的切换之间的相对损耗。当幅度足够低时，谷值切换几乎没有或没有好处。可关于AUX反馈信号的电压Vaux的值来定义用于启用谷值切换的阈值。在一些实施例中，用于启用谷值切换的阈值可通过检测高于指定最小幅度的电压Vaux来设定，所述Vaux被定义为最小振铃电压幅度Aring_min除以电感器或PFC线圈的匝比n，如下：
Figure BDA0003873001660000151
在转换器的振铃阶段期间，反馈信号在漏极电压的Vin附近和AUX的零附近振铃。由于振铃幅度下降，难以清楚地测量信号的特性。振铃波形的形状很好理解并且通常类似于图3的形状。并非在每个振铃循环确定是否启用或停用谷值切换，而是通过在每个循环最多进行一次这样的确定来提高性能。在一些实施例中，仅在预定数目的循环之后或在时间延迟之后作出确定。为了在预定数目的循环之后作出确定，控制器还可检测每个新的振铃循环的开始。例如，所述确定可使用比较器针对设定为接近0V(例如，100mV)的相同的漏极电压或AUX信号来实现。
Vaux＝100mV≈0V           (等式11)
虽然接近零的AUX电压指示新的振铃循环，但测量会受到噪声的影响，尤其是在低电压下。额外要求可用于两阶段测试，以确定是否已发生新的振铃循环。一个此类测试是AUX电压是否非常高。因此，可使用0或非常低的电压，然后是高电压，来指示新的振铃循环。可使用用于高电压的不同阈值。在一些实施例中，使用等式10的谷值切换阈值的一半的电压。可替代地使用其它阈值。这可如下定义：
Figure BDA0003873001660000152
总而言之，三个电压测试可分别形成由等式13、14和15指示的比较器的基础。三个比较信号Vdemaghigh、Vdemagmed和Vdemaglow可在逻辑中分析，如下文更详细地描述的，以生成两个demag信号，demag_lh(大滞后)和demag_sh(小滞后)。这些信号可用于使用AUX电压检测振铃幅度。三个比较器可定义如下：
Figure BDA0003873001660000161
Figure BDA0003873001660000162
Vdemaglow＝100mV≈0V         (等式15)
图5是5个信号的图式。上部波形为竖直轴线上的AUX信号的电压幅度对比时间的表示。电压波形502在振铃阶段开始时在时间504处具有过零。针对指示为Vdemaglow的第一最低阈值测量过零。时间506处的电压的第一正摆幅明显大于第二阈值Vdemagmed，并且控制器现在可确定新的振铃循环的开始。振铃阶段继续并受到阻尼的影响，如每个循环内幅度减小所指示。在稍后的时间508，幅度低于第一阈值Vdemaghigh，并且稍后在时间510也低于第二阈值Vdemagmed。
下部波形示出了两个demag信号，demag_lh和demag-sh，所述信号从为低或高的三个阈值导出，并在时间轴线上与AUX波形502和阈值对准。如图所示，较短的滞后信号在时间508达到稳定的高值。此时，如果没有发生谷值切换，则停用谷值切换，并且此周期在单独的功率反馈环路中确定的适当时间结束。较长的滞后信号在时间510达到稳定的高值。如果仍没有发生切换，则为控制器的周期时间设定新的周期时间。
在振铃时间期间，在例如漏极电压的每个循环周期和每个振荡循环测试三个demag阈值，Vdemaglow、Vdemagmed和Vdemaghigh。振荡幅度与这些阈值进行比较，不仅是针对次级冲程后的第一次振荡，而是针对每次过振荡，直到转换器接通以开始下一个功率循环。
图6是示出谷值控制器和相关组件的替代性PFC控制器的一部分的框图。PFC控制器604的部分通过栅极驱动输出和反馈信号耦合到升压转换器。反馈信号可为AUX、DRAIN电压或SnsCur等中的任何一个或多个。将这些信号中的一个或多个应用到谷值电路606，所述谷值电路606确定升压转换器中的谷值并且将谷值信号发送到栅极驱动器612。谷值电路可使用各种不同结构和技术中的任何一个或多个且使用任何合适的反馈电路来操作。栅极驱动器612使用此输入和其它输入来生成栅极驱动输出GATE，以控制转换器的开关。谷值控制器608生成谷值切换启用信号en_valley，以控制在栅极驱动器612处谷值切换是启用还是停用。
谷值控制器608接收反馈信号，在所示例子中为AUX，并将所述反馈信号应用于基于上述等式13、14和15的三个比较器。反馈信号直接或间接与转换器的振铃幅度有关。AUX与振铃幅度成比例。低阈值比较器620将振铃幅度与低阈值Vdemag_low进行比较，就AUX信号而言所述阈值为零或接近零。低阈值比较器的输出是作为输入发送到解码逻辑626的正或负信号。
中等阈值比较器622将振铃幅度与中等阈值Vdemag_med进行比较，以确定转换器的循环。中等阈值比较器622生成作为第二输入发送到解码器的输出。满足低阈值之后满足中等阈值可一起用来确定新的振铃循环的开始。各种其它结构和技术中的任一种可用于确定新的振铃循环的开始。在一些实施例中，来自栅极驱动器的信号用于确定功率阶段何时开始或结束。
高阈值比较器624将振铃幅度与高阈值进行比较。当满足高阈值时，高阈值比较器随后生成作为输入发送到比较器的输出。当在新的振铃循环的开始之后满足或未满足高阈值时，可启用或停用谷值切换。来自三个比较器的三个信号各自发送到解码逻辑626，所述解码逻辑626解释三个输入信号。
在一些实施例中，在新的振铃循环的开始之后，如低阈值比较器620和中等阈值比较器622所指示，如果振铃幅度高于如高阈值比较器624所指示的高阈值，则使用谷值切换信号en_valley的高状态启用谷值切换。类似地，如果振铃幅度低于高阈值，则停用谷值切换。在一些实施例中，可使用两个高阈值来提供控制环路中的滞后。如图所示，高阈值比较器具有当谷值切换被启用时使用的第一高阈值Vdemag_high。当振铃幅度低于阈值时，谷值切换被停用。当谷值切换被停用时使用第二较高阈值Vdemag_high_hys。当振铃幅度高于较高阈值时，谷值切换被启用。这在图6中表示为由所述谷值切换信号激活的两个阈值之间的切换。
谷值控制器608的解码逻辑626接收三个比较器输出作为输入并生成输出信号demag_sh和demag_lh。demag_sh信号作为输入发送到栅极驱动器612。这避免了对超时逻辑的理论需要。然而，还可实施超时逻辑以用于额外安全性。
除了将谷值切换状态控制为启用或停用之外，PFC控制器604还可任选地控制升压转换器的周期时间。栅极驱动器612接收影响栅极驱动器何时使转换器的开关断开的ton信号。栅极驱动器612进一步接收所要周期信号tper_set，它影响转换器的循环周期的持续时间。这些输入可以多种不同方式中的任一种确定。当谷值切换通过en_valley信号得以启用时，高阈值比较器624上的电压被设定为Vdemag_high，并且所请求的周期时间等于tper_set。
当高阈值比较器确定振铃幅度大于标记为Vdemag_high_hys的较高的高阈值时，谷值切换从停用状态被重新激活。可通过增加停用谷值切换的周期时间来添加额外的安全机制。加法器630接收所要周期时间tper_set和标记为tvalley_hys的额外时间，所述额外时间被添加到加法器中的所要周期时间tper_set。总和耦合到由谷值切换信号en_valley控制的开关。当谷值切换被启用时，tper_set被提供到栅极驱动器612。当谷值切换被停用时，开关从加法器630向栅极驱动器612提供更长的周期时间。当谷值切换被再次激活时，周期时间变得更小，因为额外时间tvalley_hys不再添加到周期中。此较短周期降低了振铃幅度在重新激活谷值切换之后由于振铃幅度的下降而过小的风险。额外时间tvalley_hys可设定为多种合适的值中的任一个。在一些实施例中，此滞后为振铃信号的振荡的两倍。
图7为作为竖直轴线上的电压的AUX信号的模拟对比时间的曲线图。AUX信号702的第一周期704具有从时间710的功率阶段的开始到时间712的第二功率阶段的开始的持续时间。第一周期具有停用的谷值切换，如在相同时间轴线上对准的en_valley信号所示。第二周期706在时间712的第二功率阶段的开始处开始，并且具有直到时间714的第三功率阶段的开始的持续时间。第二周期706具有启用的谷值切换。如图所示，第一周期704具有12μs的持续时间，并且第二周期706具有较短的10μs的持续时间。
在一些实施例中的进一步增强是在谷值控制逻辑628中使用计数器。并非改变谷值切换信号en_valley的状态，计数器在改变谷值切换状态之前对一些循环数目进行计数。例如，在谷值逻辑改变状态以启用谷值切换之前，可对其中振铃幅度高于高阈值的四个连续循环进行计数。类似地，在谷值逻辑改变状态以停用谷值切换之前，可对其中振铃幅度低于高阈值的四个连续循环进行计数。通过要求越过阈值的4个重复循环，可避免用于启用或停用谷值检测或这两者的错误检测。考虑到杂散信号和噪声来校正切换行为。可以使用4以外的不同数字，并且计数可仅应用于状态变化中的一个或另一个。计数可利用单个高阈值来执行，或者可与上文所论述的两个高阈值Vdemag_high、Vdemag_high_hys组合。
图8是谷值切换状态和非谷值切换状态的状态机图式，各状态内具有内部过程。当振铃幅度测量值(例如，Vaux)下降到低于幅度阈值(例如，Vdemag_high)时，控制器从谷值切换状态802转变806到非谷值切换状态804。类似地，当振铃幅度测量值(例如，Vaux)上升到低于幅度阈值(例如，Vdemag_high_hys)时，控制器从非谷值切换状态804转变808到谷值切换状态802。这两个阈值可相同或不同，并且在进行转变之前可能存在多个测试，例如4个测试。
在谷值切换状态802内，可执行例如图8中所示的那些过程。可能存在更多或更少的操作，其中操作之间的连接更多或更少。框810处的谷值切换状态具有设定为高的谷值启用信号en_valley＝HI。循环周期被设定为所要功率的所要循环周期tper_set。基于循环周期，在812处选择振铃幅度的最接近谷值。输入谷值选择[谷值]由例如谷值电路提供。此选择形成选择的基础。所述选择被提供到驱动转换器的状态以开始新的功率阶段的栅极驱动器。
对于每个新的功率阶段，控制器确定下一个循环的开始。在814处，通过首先确定如通过Vaux确定的振铃幅度或另一测量值是否低于低阈值来检测实际循环时间的结束tps。如果是，则在816处，通过确定振铃幅度是否高于中等阈值来检测新的振铃循环。如果否，则没有检测到新的振铃循环，并且过程返回到810处的初始条件。状态保持在谷值切换。如果振铃幅度超过中等阈值，则检测到新的振铃循环。然后，控制器准备测试用于谷值切换的振铃幅度。
在818处，如果振铃幅度保持低于高阈值并且Vaux＜Vdemag_low，则停用谷值切换。806处的标准得以满足，并且状态转变到非谷值切换状态804。如果振铃幅度高于高阈值，则控制器保持在谷值切换状态802。
在非谷值切换状态804中，在框822处谷值状态信号为低，en_valley＝LO，并且循环周期延长额外量，示出为tvalley_hys。在框824处，通过首先确定振铃幅度(例如，Vaux)是否小于低阈值来检测功率阶段的结束。如果是，则其次，在826处，控制器确定振铃幅度是否已经超过中等阈值。如果否，则过程返回到初始状态822，并且循环周期保持在延长时间内。如果存在新的振铃循环，则在828处，将振铃幅度与高阈值进行比较。此高阈值可高于在谷值切换状态中使用的高阈值。与较低的高阈值Vdemag_high相比，较高阈值被标记为Vdemag_high_hys。
幅度都在振铃阶段期间进行测量。当控制器在806处检测到高于(Vaux＞Vdemag_med)的振铃幅度时，可能存在三种情况。在第一种情况下，Vaux在828处变得大于Vdemag_high_hys。当检测到这一情况时，控制器在830处等待4个循环或等待任何其它合适数目的循环。控制器可通过首先等待直到Vaux变成小于Vdemag_low来执行此操作，这指示幅度大到足以进行谷值切换。所述控制器随后在826处等待新的振铃循环，并且再次将幅度与阈值进行比较。在第二种情况下，Vaux在828处不超过Vdemag_high_hys，且接着在824处变为小于Vdemag_low的幅度。这指示幅度对于谷值切换来说过低。在下一个振铃循环之前不需要另外的测量，因为幅度对于谷值切换来说已过低，并且阻尼效应只会进一步降低所述幅度。在第三种情况下，由于Tper＝＝Tper_set+tvalley_hys，转换器将接通。这使状态机从826转到822。在这种情况下，没有进行有效的测量。在828处未检测到Vdemag_high_hys，在824处也未检测到Vdemag_low。在这第三种情况下，将使用前一个振荡循环的测量值。
如果振铃幅度低于高阈值，则控制器保持在非谷值状态804，并在过程中返回到初始状态822。如果振铃幅度高于高阈值，则控制器转变808到谷值切换状态802。在一些实施例中，过程返回到初始状态822，直到在框830处存在其中振铃幅度超过高阈值的四个连续循环周期。重复的四个循环提供额外的滞后效应。这减少了可能由噪声或其它短期效应引起的状态变化的次数。
本文所描述的结构和技术可应用于DCM下的转换器操作，在DCM中，振铃在转换器循环中是显著的。所述结构和技术也可应用于BCM，其中振铃阶段非常短，但谷值切换仍可用于提高效率。所述结构和技术可进一步用于其中升压转换器在临界导通模式(CCM)下操作的应用。转换器可以是PFC转换器、降压转换器或反激式转换器。转换器能够在不同模式下操作，并且可能存在一起操作的一种或多种不同类型的多个转换器。对于交错式转换器，谷值切换控制器可通过感测来自仅一个转换器的反馈信号、接着使用一个反馈信号启用或停用两个转换器的谷值切换来进行操作。可替换的是，谷值切换可独立于其它两个转换器应用于每个交错式转换器。
虽然在将辅助绕组电压感测为反馈信号的上下文中描述了实施例，但此反馈信号用于近似转换器中开关的漏极电压。因此，可感测转换器的其它参数，例如上文标识的SnsCur和SnsBoost，以近似漏极电压，或者可直接感测漏极电压并将其用于确定振铃电压幅度。
在上文各种实施方案中描述滞后功能。此功能为转变到谷值切换提供了与从谷值切换转变不同的标准。可使用滤波器来产生相同的效应。差异可以是不同的阈值，一个阈值高于另一阈值。差异可能是在进行转变之前需要进行多次重复测试。差异可基于循环周期的持续时间的变化。差异也可取决于振铃电压的振荡频率。滞后功能是为了减少状态之间的切换，并且可实施为避免重复的谷值启用和停用。
如本文所论述的连接可以是适合于包括经由中间装置在内从相应节点、单元或装置传送信号或功率或者将信号或功率传送到相应节点、单元或装置的任何类型的连接。连接可以示出或描述为单个连接、多个连接、单向连接或双向连接。然而，不同的实施例可改变连接的实施方案。例如，可以使用分开的单向连接而不是双向连接，反之亦然。并且，可以用以连续方式或以时分复用方式传送多个信号的单个连接来代替多个连接。同样，可以将携带多个信号的单个连接分成携带这些信号的子集的各种不同连接。术语“耦合”或类似语言可包括直接物理连接或通过其它中间组件的连接，即使这些中间组件改变了从源到目的地的耦合形式时也是如此。
所描述的例子可在单个集成电路上实施，例如在作为射频集成电路(RFIC)的一部分的数字信号处理器(DSP)中的软件中实施。所描述的例子还可在现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)中的硬件中实施，或在其它电子装置中实施。所描述的例子可在模拟电路系统、数字电路系统或模拟和数字电路系统的组合中实施。可替换的是，电路和/或组件例子可以实施为以合适的方式彼此互连的任何数目的单独集成电路或单独装置。可替换的是，这些例子可实施为物理电路系统或可转换成物理电路系统的逻辑表示的软件或代码表示，例如，在任何适当类型的硬件描述语言中。
提供上文所描述的操作之间的边界作为例子。多个操作可组合成单个操作，单个操作可分散在额外操作中，并且操作的执行可至少部分地在时间上重合。此外，替代实施例可以包括特定操作的多个实例，并且操作的次序可在各种其它实施例中进行更改。
尽管方法的操作在本文中以特定次序示出和描述，但可以更改每一方法的操作次序，使得某些操作可以逆序执行或使得某些操作可至少部分地与其它操作同时执行。在另一实施例中，可以间断和/或交替的方式实施不同操作的指令或子操作。
还应注意，可以使用软件指令来实施本文中所描述的方法的至少一些操作，所述软件指令存储在计算机可用存储介质上以供计算机执行。例如，计算机程序产品的实施例包括用以存储计算机可读程序的计算机可用存储介质。
可替换的是，本发明的实施例可以完全实施于硬件中或实施于包含硬件和软件元件两者的实施方案中。在使用软件的实施例中，所述软件可包括但不限于固件、常驻软件、微码等。
尽管已描述和示出了本发明的具体实施例，但本发明不限于如此描述和示出的部分的特定形式或布置。本发明的范围将由本文所附权利要求书及其等效物限定。

Claims (10)

1.一种升压转换器控制系统，其特征在于，包括：
幅度检测器，所述幅度检测器用以从升压转换器接收幅度信号，所述幅度与升压转换器输出的振铃有关，所述幅度检测器用以确定振铃幅度；
谷值切换控制器，所述谷值切换控制器耦合到所述幅度检测器以接收所述振铃幅度，在谷值切换被启用时将所述振铃幅度与第一高幅度阈值进行比较，并且在所述振铃幅度低于所述第一高幅度阈值的情况下生成谷值切换停用信号；以及
循环控制器，所述循环控制器耦合到所述升压转换器以生成用以控制所述升压转换器的切换的驱动信号，并且耦合到所述谷值切换控制器以接收所述谷值切换停用信号且生成响应于所述谷值切换停用信号而不具有谷值切换功能的所述驱动信号。
2.根据权利要求1所述的升压转换器控制系统，其特征在于，所述幅度信号包括所述升压转换器的电感器电流，并且其中谷值被定义为所述电感器电流为零的时刻。
3.根据权利要求2所述的升压转换器控制系统，其特征在于，所述谷值进一步被定义为所述电感器电流的导数为负值的时刻。
4.根据权利要求1所述的升压转换器控制系统，其特征在于，所述幅度信号包括所述升压转换器的电感器辅助绕组电压，并且其中谷值被定义为所述辅助绕组电压的最小值或最大值。
5.根据权利要求1所述的升压转换器控制系统，其特征在于，所述幅度信号包括所述升压转换器的开关的漏极的电压，并且其中谷值被定义为所述漏极电压的最小值。
6.根据权利要求1所述的升压转换器控制系统，其特征在于，所述循环控制器进一步用以响应于接收到所述谷值切换停用信号而将所述驱动信号的固定切换周期设定为不连续导通模式。
7.根据权利要求1所述的升压转换器控制系统，其特征在于，所述谷值切换控制器进一步用以在谷值切换被停用时将所述振铃幅度与第二高幅度进行比较，并且在所述振铃幅度高于所述第二高幅度阈值的情况下生成谷值切换启用信号，其中所述第二高阈值高于所述第一高阈值，并且其中所述循环控制器用以生成响应于所述谷值切换启用信号而具有谷值切换功能的所述驱动信号。
8.根据权利要求1所述的升压转换器，其特征在于，所述谷值切换为零电压漏极切换。
9.一种功率因数校正转换器，其特征在于，包括：
升压转换器，所述升压转换器具有耦合到驱动信号的开关、输入和输出；以及
升压转换器控制系统，所述升压转换器控制系统具有：用以从所述升压转换器接收幅度信号的幅度检测器，所述幅度与升压转换器输出的振铃有关，所述幅度检测器用以确定振铃幅度；谷值切换控制器，所述谷值切换控制器耦合到所述幅度检测器以接收所述振铃幅度，在谷值切换被启用时将所述振铃幅度与第一高幅度阈值进行比较，并且在所述振铃幅度低于所述第一高幅度阈值的情况下生成谷值切换停用信号；以及循环控制器，所述循环控制器耦合到所述升压转换器以生成用以控制所述升压转换器的切换的驱动信号，并且耦合到所述谷值切换控制器以接收所述谷值切换停用信号且生成响应于所述谷值切换停用信号而不具有谷值切换功能的所述驱动信号。
10.一种方法，其特征在于，包括：
从升压转换器接收幅度信号，所述幅度与升压转换器输出的振铃有关；
确定振铃幅度；
在谷值切换被启用时将所述振铃幅度与第一高幅度阈值进行比较，以及在所述振铃幅度低于所述第一高幅度阈值的情况下生成谷值切换停用信号；以及
生成用以控制所述升压转换器的切换、响应于所述谷值切换停用信号而不具有谷值切换功能的驱动信号。
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