DE102011119101B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Umsetzung eines ungeregelten Ruhemodus mit Ausgangsreset in einem Leistungswandler - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Umsetzung eines ungeregelten Ruhemodus mit Ausgangsreset in einem Leistungswandler Download PDF

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Abstract

Steuerschaltung zur Verwendung in einem Leistungswandler, umfassend: einen Ansteuersignalgenerator, der so gekoppelt ist, dass er ein Ansteuersignal erzeugt, um das Schalten eines mit der Steuerschaltung zu koppelnden Leistungsschalters zu steuern, um einen Fluss von Energie zu einem Leistungswandlerausgang als Reaktion auf eine Energieanforderung einer oder mehrerer mit dem Leistungswandlerausgang zu koppelnder Lasten zu regeln; eine Steuerschaltung für ungeregelten Ruhemodus und Ausgangsreset, die so gekoppelt ist, dass sie den Ansteuersignalgenerator in einen Ruhezustand versetzt, um dadurch die Regelung des Flusses von Energie zu dem Leistungswandlerausgang durch den Ansteuersignalgenerator zu beenden, wenn die Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten unter eine Schwelle fällt, wobei der Ansteuersignalgenerator so gekoppelt ist, dass er im Ruhezustand nicht auf Änderungen der Energieanforderungen der einen oder mehreren Lasten reagiert, wobei die Steuerschaltung für ungeregelten Ruhemodus so gekoppelt ist, dass sie den Ansteuersignalgenerator herauffährt, nachdem ein erster Zeitraum vergangen ist, wobei der Ansteuersignalgenerator so gekoppelt ist, dass er wieder auf Änderungen der Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten reagiert, nachdem der erste Zeitraum vergangen ist; eine in der Steuerschaltung für ungeregelten Ruhemodus und Ausgangsreset enthaltene Lastdetektionsschaltung, wobei die Lastdetektionsschaltung so gekoppelt ist, dass sie, nachdem der erste Zeitraum vergangen ist, eine Zunahme der Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten durch zählen einer Schwellenanzahl von Zyklen, für die im Wesentlichen hohe Leistung durch den Leistungswandler an die eine oder mehreren Lasten abgegeben wird, identifiziert; und eine in der Steuerschaltung für ungeregelten Ruhemodus und Ausgangsreset enthaltene Ausgangsresetschaltung, wobei die Ausgangsresetschaltung mit der Lastdetektionsschaltung und dem Ansteuersignalgenerator gekoppelt ist, wobei die Ausgangsresetschaltung so gekoppelt ist, dass sie als Reaktion auf die Lastdetektionsschaltung den Fluss von Energie zu der einen oder den mehreren Lasten während eines zweiten Zeitraums, nachdem der ersten Zeitraum vergangen ist, beendet, damit sich eine Spannung an dem Leistungswandlerausgang auf einen Wert wesentlich unter einer normalen Regelungsausgangsspannung entladen kann.

Description

  • VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Die vorliegende Anmeldung ist mit der eigenen gleichzeitig anhängigen Anmeldung US 2009 0295346 A1 registriert am 29. Mai 2008 mit dem Titel „Method And Apparatus for Implementing An Unregulated Dormant Mode In A Power Converter” verwandt.
  • Die vorliegende Anmeldung ist außerdem mit der eigenen gleichzeitig anhängigen Anmeldung US 2010 0194198 A1 registriert am 5. Februar 2009 mit dem Titel „Method And Apparatus for Implementing An Unregulated Dormant Mode With An Event Counter In A Power Converter” verwandt.
  • HINTERGRUNDINFORMATIONEN
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Steuerschaltungen, die die Abgabe von Energie in einem Schaltleistungswandler regeln, und insbesondere Steuerschaltungen, die den Energieverbrauch von Schaltleistungswandlern unter Bedingungen leichter oder keiner Last durch Verwendung eines ungeregelten Ruhebetriebsmodus mit Ausgangsreset verringern.
  • Stand der Technik
  • Leistungswandler-Steuerschaltungen können für vielfache Zwecke und Anwendungen benutzt werden. Es besteht ein Bedarf an Steuerschaltungsfunktionalität, die den Energieverbrauch des Leistungswandlers verringern kann. Insbesondere besteht ein spezifischer Bedarf an Steuerschaltungen, die den Energieverbrauch von Leistungswandlern unter Bedingungen von geringer oder keiner Last verringern. Dieser Bedarf entsteht durch den Umstand, dass bei bestimmten Anwendungen von Leistungswandlern für große Zeiträume nur wenig oder keine Anforderung von Energieablieferung besteht. Ein Beispiel für eine solche Anwendung ist in Wechselstrom-Gleichstrom-Ladegeräten für Mobiltelefone. Das Wechselstrom-Gleichstrom-Ladegerät wird oft zuhause oder im Büro in der Wechselstromnetz-Steckdose verbunden gelassen, auch wenn das Mobiltelefon selbst völlig von dem Ausgangskabel des Wechselstrom-Gleichstrom-Ladegeräts getrennt ist. Ein solcher Zustand wird oft als lastfreier Zustand bezeichnet. In Anwendungen wie Mobiltelefonen und digitalen Standbildkameras und dergleichen fährt außerdem die durch den Ausgang des Wechselstrom-Gleichstrom-Ladegeräts versorgte Einheit herunter, sobald die innere Batterie der Einheit voll geladen ist. Unter diesen Bedingungen fällt die Energieanforderung der Einheit drastisch ab und es liegt deshalb ein Zustand sehr geringer Last für das Wechselstrom-Gleichstrom-Ladegerät vor. Dieser Zustand wird oft als Standby- oder Ruhemodus bezeichnet und kann wieder für große Zeiträume existieren. Es besteht deshalb auch ein Bedarf dafür, dass das Wechselstrom-Gleichstrom-Ladegerät unter diesen Standby- oder Ruhemoduszuständen mit sehr geringer Last mit sehr hohem Wirkungsgrad oder anders ausgedrückt mit dem niedrigstmöglichen Energieverbrauch arbeitet.
  • Existierende Steuerschaltungen für Schaltleistungswandler verringern in der Regel den Energieverbrauch des Leistungswandlers durch Verringern der Schaltfrequenz eines mit der Steuerschaltung gekoppelten Leistungsschalters, um eine Art von Energieverlust zu verringern, die als Schaltverluste bezeichnet wird. Während dieser Zeit der verringerten Schaltfrequenz bleiben die Steuerschaltungen aktiv, indem eine Leistungswandler-Ausgangsspannung dergestalt aufrechterhalten wird, dass die zu versorgende Einheit (z. B. der Mobiltelefon-Handapparat oder die digitale Standbildkamera) Energie erhalten kann, sobald sie mit dem Wechselstrom-Gleichstrom-Ladegeräteausgang verbunden ist oder sobald sie aus dem Ruhe-/Standbymodus herauskommt und mehr Energie verlangt.
  • Die Publikation Nr. US 2010/0194198 A1 offenbart einen Steuerschaltung zur Verwendung in einem Leistungswandler, die einen Ansteuersignalgenerator umfasst, der so gekoppelt ist, dass er ein Ansteuersignal erzeugt, um das Schalten eines mit der Steuerschaltung zu koppelnden Leistungsschalters zu steuern, um einen Fluss von Energie zu einem Leistungswandlerausgang als Reaktion auf eine Energieanforderung einer oder mehrerer mit dem Leistungswandlerausgang zu koppelnder Lasten zu regeln, die zudem eine Steuerschaltung für ungeregelten Ruhemodus und Ausgangsreset, die so gekoppelt ist, dass sie den Ansteuersignalgenerator in einen Ruhezustand versetzt, um dadurch die Regelung des Flusses von Energie zu dem Leistungswandlerausgang durch den Ansteuersignalgenerator zu beenden, wenn die Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten unter eine Schwelle fällt, wobei der Ansteuersignalgenerator so gekoppelt ist, dass er im Ruhezustand nicht auf Änderungen der Energieanforderungen der einen oder mehreren Lasten reagiert, wobei die Steuerschaltung für ungeregelten Ruhemodus so gekoppelt ist, dass sie den Ansteuersignalgenerator herauffährt, nachdem ein erster Zeitraum vergangen ist, wobei der Ansteuersignalgenerator so gekoppelt ist, dass er wieder auf Änderungen der Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten reagiert, nachdem der erste Zeitraum vergangen ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Nichteinschränkende und nichterschöpfende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die folgenden Figuren beschrieben, in denen, sofern es nicht anders erwähnt wird, durchweg gleiche Bezugszahlen gleiche Teile bezeichnen.
  • 1 ist ein allgemeines Schaltbild eines beispielhaften Sperrwandlers, der ein Beispiel für eine Steuerschaltung verwendet, die den Energieverbrauch des Leistungswandlers unter Bedingungen mit wenig oder keiner Last durch Verwendung eines ungeregelten Ruhebetriebsmodus gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung verringert.
  • 2 ist ein Schaltbild eines anderen beispielhaften Sperrwandlers, der ein anderes Beispiel für eine Steuerschaltung verwendet, die den Energieverbrauch des Leistungswandlers unter Bedingungen mit wenig oder keiner Last durch Verwendung eines ungeregelten Ruhebetriebsmodus gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung verringert.
  • 3 ist eine schematische Darstellung eines weiteren beispielhaften Sperrwandlers, der ein weiteres Beispiel für eine Steuerschaltung verwendet, die den Energieverbrauch des Leistungswandlers unter Bedingungen mit wenig oder keiner Last durch Verwendung eines ungeregelten Ruhebetriebsmodus gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung verringert.
  • 4A ist ein beispielhaftes Blockschaltbild einer Steuerschaltung, die den Energieverbrauch eines Leistungswandlers unter Bedingungen mit wenig oder keiner Last gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung verringert.
  • 4B zeigt beispielhafte Timing- und Signalkurven, die in einem Beispiel aus einer Steuerschaltung mit dem Blockschaltbild von 4A stammen.
  • 5A und 5B zeigen beispielhafte Signalformen, die in einem Beispiel aus einer Steuerschaltung mit dem Blockschaltbild von 4A stammen.
  • 6 ist eine schematische Darstellung eines weiteren beispielhaften Sperrwandlers, der ein weiteres Beispiel für eine Steuerschaltung verwendet, die den Energieverbrauch des Leistungswandlers unter Bedingungen mit wenig oder keiner Last durch Verwendung eines ungeregelten Ruhebetriebsmodus gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung verringert.
  • 7 ist ein Graph einer typischen Kennlinie der Schaltfrequenz als Funktion der Last verschiedener Steuerschaltungen, die den Energieverbrauch von Leistungswandlern unter Bedingungen mit wenig oder keiner Last verringern.
  • 8 ist ein Graph einer beispielhaften Steuerkennlinie einer Steuerschaltung, die den Energieverbrauch eines Leistungswandlers unter Bedingungen mit wenig oder keiner Last gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung verringert.
  • 9 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Verringern des Energieverbrauchs eines Leistungswandlers unter Bedingungen mit wenig oder keiner Last durch Verwendung eines ungeregelten Ruhebetriebsmodus gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Es werden Verfahren und Vorrichtungen zum Implementieren einer Steuerschaltung zum Verringern des Energieverbrauchs eines Leistungswandlers unter Bedingungen mit wenig oder keiner Last durch Verwendung eines ungeregelten Ruhebetriebsmodus mit Ausgangsreset offenbart. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Erfindung zu gewährleisten. Für Durchschnittsfachleute ist jedoch erkennbar, dass die spezifischen Einzelheiten nicht verwendet werden müssen, um die vorliegende Erfindung auszuüben. In anderen Fällen wurden wohlbekannte Materialien oder Verfahren nicht ausführlich beschrieben, um eine Verundeutlichung der vorliegenden Erfindung zu vermeiden.
  • In der gesamten vorliegenden Beschreibung bedeutet der Verweis auf „eine Ausführungsform” oder „ein Beispiel”, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder ein bestimmtes Charakteristikum, das bzw. die in Verbindung mit der Ausführungsform oder dem Beispiel beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Das Erscheinen der Phrasen „bei einer Ausführungsform” oder „ein Beispiel” an verschiedenen Stellen in der gesamten vorliegenden Beschreibung bezieht sich somit nicht unbedingt immer auf dieselbe Ausführungsform oder dasselbe Beispiel. Ferner können die bestimmten Merkmale, Strukturen oder Charakteristiken in beliebigen geeigneten Kombinationen und/oder Teilkombinationen in einer oder mehreren Ausführungsformen oder Beispielen kombiniert werden. Zusätzlich versteht sich, dass die hier angegebenen Figuren Durchschnittsfachleuten zur Erläuterung dienen und dass die Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind.
  • Es wird nun eine Steuerschaltung zum Verringern des Energieverbrauchs eines Leistungswandlers unter Bedingungen mit wenig oder keiner Last durch Verwendung eines ungeregelten Ruhebetriebsmodus mit Ausgangsreset beschrieben. Beispiele für die vorliegende Erfindung umfassen Verfahren und Vorrichtungen zum Umsetzen eines ungeregelten Ruhebetriebsmodus mit Ausgangsreset zur Verringerung des Energieverbrauchs eines Leistungswandlers unter Bedingungen mit wenig oder keiner Last. Die folgende Beschreibung detailliert eine Anzahl von beispielhaften Steuerschaltungen, die in vielfältigen Leistungswandlerschaltungen verwendet werden, die den Energiefluss von einem Eingang des Leistungswandlers zum Ausgang des Leistungswandlers unter normalen Betriebsbedingungen regeln, die zum Beispiel vorliegen können, wenn ein Mobiltelefon mit dem Ausgang des Leistungswandlers verbunden ist und seine Batterie lädt.
  • Der Fluss von Energie vom Eingang zum Ausgang des Leistungswandlers kann auch über Energiefluss durch ein Energietransferelement beschrieben werden, das einen Transformator in dem Leistungswandler umfassen kann, aber auch bei bestimmten Leistungswandlerkonfigurationen eine einfache Induktivität sein könnte. Die Beschreibung wird darlegen, wie die beschriebenen beispielhaften Steuerschaltungen zu einem Betriebsmodus übergehen, bei dem Energiefluss vom Eingang zum Ausgang des Leistungswandlers nicht mehr geregelt ist, wenn identifiziert wird, dass sich der Ausgang des Leistungswandlers in einem Zustand ohne Last oder mit sehr wenig Last befindet, zum Beispiel wenn das Mobiltelefon physisch von dem Ausgang des Wechselstrom-Gleichstrom-Ladegeräts, in dem die Steuerschaltung verwendet wird, getrennt ist. Unter diesen Bedingungen wird der Transfer von Energie vom Eingang zum Ausgang des Leistungswandlers für einen Zeitraum im Wesentlichen auf null reduziert, der vom Benutzer der Steuerschaltung programmiert wird oder der unter Verwendung einer Timerschaltung in der Steuerschaltung selbst vorprogrammiert wird. Während dieses Zeitraums befindet sich die Schaltung in dem ungeregelten Ruhebetriebsmodus, der im Titel der vorliegenden Offenbarung erwähnt wird. Während dieses Zeitraums des ungeregelten Ruhemodus ist der Stromverbrauch der Steuerschaltung selbst so weit wie möglich verringert, um Energie zu sparen.
  • Die Beschreibung wird darlegen, wie die Steuerschaltung nach diesem Zeitraum des ungeregelten Ruhemodus neu startet und wieder Energiefluss von dem Eingang des Leistungswandlers zum Ausgang des Leistungswandlers regelt. Wenn jedoch der Zustand sehr geringer oder keiner Last immer noch vorliegt, detektiert die Steuerschaltung dies wieder und leitet wieder einen Zeitraum des ungeregelten Ruhemodusbetriebs ein. Wenn der Zustand mit sehr geringer oder keiner Last jedoch nicht mehr vorliegt, setzt eine beispielhafte Steuerschaltung einen Resetzeitraum um, bevor die Leistungswandlungsschaltung den Normalbetrieb wieder aufnimmt und den Energiefluss von einem Eingang zu einem Ausgang des Leistungswandlers regelt. Bei einem Beispiel wird während des Resetzeitraums der Ausgang des Leistungswandlers rückgesetzt, zum Beispiel durch Verringern der Ausgangsspannung des Leistungswandlers auf im Wesentlichen 0 Volt.
  • Zur Veranschaulichung zeigt 1 allgemein ein Schaltbild eines Leistungswandlers 100, der manchmal auch als Stromversorgung bezeichnet wird, mit einer Steuerschaltung 115, die Energiefluss durch das Energietransferelement 109 regelt. In dem dargestellten Beispiel umfasst die Steuerschaltung 115 eine Steuerschaltung 140 für ungeregelten Ruhemodus und Ausgangsreset, die verwendet wird, um den Energieverbrauch des Leistungswandlers 100 unter Bedingungen mit wenig oder keiner Last durch Verwendung eines ungeregelten Ruhebetriebsmodus mit einem Ausgangsresetzeitraum zu verringern, der umgesetzt wird, wenn der Zustand geringer oder keiner Last entfernt wird, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung. In einem Beispiel ist der Leistungswandler 100 ein isolierter Sperrwandler, wobei primäre Masse 107 und sekundäre Rückführung 126 elektrisch voneinander isoliert sind. Es wird angemerkt, dass der Leistungswandler 100 gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung in anderen Beispielen unisoliert sein könnte, wobei die primäre Masse 107 und die sekundäre Rückführung 126 elektrisch miteinander verbunden sind. Andere unisolierte Leistungswandlerkonfigurationen, die aus den Lehren der vorliegenden Erfindung Nutzen ziehen könnten, wären Abwärts-, CUK- oder SEPIC-Wandler. Ferner wird angemerkt, dass der Leistungswandler 100 gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung in anderen Beispielen mehr als einen Ausgang aufweisen könnte.
  • Wie in dem dargestellten Beispiel gezeigt, umfasst eine Steuerschaltung 115 einen Ansteuersignalgeneratorblock 154, der ein Ansteuersignal 122 erzeugt, das zur Ansteuerung eines Leistungsschalters 105 zu koppeln ist. In einem Beispiel ist der Leistungsschalter 105 ein Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), ein Bipolartransistor oder dergleichen. Der Leistungsschalter 105 ist mit der Eingangswicklung 103 des Energietransferelements 109 gekoppelt, das mit einer Gleichstrom-Eingangsspannung 110 und einer Ausgangsleistungsdiode 117 gekoppelt ist. In einem Beispiel ist die Gleichstrom-Eingangsspannung 101 die Ausgabe einer Gleichrichterschaltung, die mit einer nichtgezeigten Quelle von Wechselspannung gekoppelt ist. Der Kondensator 106 ist mit Leistungswandlereingangsanschlüssen 190 und 191 gekoppelt, um eine Quelle niedriger Impedanz für Schaltströme bereitzustellen, die durch den ersten und zweiten Eingangsanschluss 190 und 191, die Wicklung 103 des Energietransferelements 109 und den Leistungsschalter 105 fließen, wenn sich der Leistungsschalter 105 in einem ON-Zustand befindet. In einem Beispiel könnten die Steuerschaltung 115 und der Schalter 105 einen Teil einer integrierten Schaltung bilden, die als Hybrid- oder monolithisch integrierte Schaltung hergestellt werden könnte. Wie in dem abgebildeten Beispiel gezeigt, wird die Steuerschaltung 115 so gekoppelt, dass sie ein Rückkopplungssignal 114 empfängt, das in einem Beispiel ein Spannungssignal ist, in anderen Beispielen jedoch auch ein Stromsignal oder ein anderes Signal sein könnte, das einen Parameter des Ausgangs des Leistungswandlers 100 repräsentiert, wobei weiter aus den Lehren der vorliegenden Erfindung Nutzen gezogen wird.
  • Wenn der Leistungswandler 100 in dem dargestellten Beispiel zum ersten Mal mit der Eingangsspannungsversorgung 101 verbunden wird, leitet die Steuerschaltung 115 Herauffahrstrom ab, um den Betrieb der Steuerschaltung einzuleiten. Dies wird erreicht durch Aufladen eines mit dem Bypassanschluss 170 gekoppelten externen Bypasskondensators 133. In dem Beispiel von 1 wird dieser Herauffahrstrom aus dem Hochspannungsverbindungsknoten 134 des Leistungsschalters 105 abgeleitet und mit einer Reglerschaltung 135 innerhalb der Steuerschaltung 115 gekoppelt. Ein Ausgang 132 der Reglerschaltung 135 ist mit einem externen Bypasskondensator 133 gekoppelt und ist außerdem die Spannungsversorgungsschiene für die Schaltkreise innerhalb der Steuerschaltung 115. In einem anderen Beispiel könnte der Verbindungsknoten 134 stattdessen mit dem Eingangsanschluss 190 oder mit einem internen Knoten der Struktur des Leistungsschalters 105 gekoppelt sein, falls der Leistungsschalter 105 und die Steuerschaltung 114 auf einem einzigen Chip integriert und/oder in eine einzige Halbleiterkapselung integriert sind.
  • In dem dargestellten Beispiel wandelt die Reglerschaltung 135 die an dem Knoten 134 anwesende Hochspannung, die in einem Beispiel typischerweise im Bereich von 50 bis 400 Volt relativ zu der primären Masse 107 liegt, und regelt die Maximalspannung der Schiene 132 auf eine niedrigere Spannung, die verwendet werden kann, um die Steuerschaltung 100 zu betreiben. Anfänglich ist die Spannung an dem Bypasskondensator 133 im Wesentlichen null, und die Reglerschaltung 135 liefert Strom zum Aufladen des Bypasskondensators 133. Wenn die Spannung an dem Bypasskondensator 133 für korrekten Betrieb der Steuerschaltung 115 ausreicht (in einem Beispiel typischerweise in der Größenordnung von 6 Volt), ermöglicht eine nichtgezeigte interne Unterspannungsschaltung der Steuerschaltung 115, den Betrieb zu beginnen, wodurch das Schalten des Leistungsschalters 105 mit dem Ansteuersignal 122 eingeleitet wird. Dadurch wird wiederum der Fluss von Energie von den Eingangsanschlüssen 190 und 191 durch das Energietransferelement 109 eingeleitet.
  • Wie in dem abgebildeten Beispiel gezeigt, umfasst das Energietransferelement 109 eine Eingangswicklung 103 und eine Ausgangswicklung 110 und eine Hilfswicklung 108 niedriger Spannung (die in einem Beispiel typischerweise im Bereich von 10 bis 30 Volt liegt). Das Rückkopplungssignal 114 wird aus der Hilfswicklung 108 durch den durch die Widerstände 111 und 112 gebildeten Widerstandsteiler an die Steuerschaltung 115 gekoppelt. Wenn der Hilfswicklungskondensator 175 ausreichend geladen ist, empfängt die Steuerschaltung 115 zusätzlich den Versorgungsstrom 180 für die Steuerschaltung 115 zum Betrieb durch den Widerstand 171. In dem dargestellten Beispiel ist das Ableiten von Strom aus der Niederspannungs-Hilfswicklung 108 auf diese Weise effizienter als das Ableiten von Strom durch die Reglerschaltung 135 aus dem Hochspannungsknoten 134. Dementsprechend wird der Betrieb des Reglerschaltungsblocks 135 in einem Beispiel typischerweise gesperrt, wenn der Versorgungsstrom Icc 180 durch den Widerstand 171 verfügbar ist.
  • In einem Beispiel umfasst die Steuerschaltung 115 einen Ansteuersignalgenerator 154 zum Erzeugen eines Ansteuersignals 122, das mit dem Ansteuerleistungsschalter zu koppeln ist, um Energiefluss durch das Energietransferelement 109 durch Regeln einer Frequenz, mit der der Leistungsschalter 105 als Reaktion auf das Rückkopplungssignal 114 ein- und ausgeschaltet wird, zu regeln. Diese Schaltfrequenzregelung kann auf eine Anzahl von Weisen erzielt werden, darunter Variieren der Frequenz eines nichtgezeigten Oszillators in der Steuerschaltung 115, selektives Freigeben und Sperren von Schaltzyklen des Leistungsschalters 105, die aus einem Festfrequenzoszillator in der Steuerschaltung 115 abgeleitet werden (was oft als Ein/Aus-Steuerung bezeichnet wird), Variieren einer Aus-Zeit des Leistungsschalters 105 mit einer festen Ein-Zeit des Leistungsschalters 105 oder Variieren einer Ein-Zeit des Leistungsschalters mit einer festen Aus-Zeit des Leistungsschalters 105. Wenn der Schalter 105 eingeschaltet ist, wird Energie aus dem Kondensator 106 in die Eingangswicklung 103 des Energietransferelements 109 überführt. Wenn der Schalter ausgeschaltet ist, wird die in der Eingangswicklung 103 gespeicherte Energie in die Ausgangswicklung 110 und in die Hilfswicklung 108 überführt. Die Energie aus der Ausgangswicklung 110 wird mit einem Strom, der durch eine in Vorwärtsrichtung vorgespannte Ausgangsleistungsdiode 117 zu dem Kondensator 118, eine mit der Vorladeimpedanz 134 gekoppelte Last 121 und die Ausgangsanschlüsse 192 und 193 fließt, zu dem Ausgang des Leistungswandlers 100 überführt. Da in diesem Beispiel die Schaltfrequenz die Variable ist, die zum Regeln des Energieflusses verwendet wird, ist die Frequenz, mit der der Leistungsschalter 105 schaltet, deshalb ein Maß für die durch das Energietransferelement 109 fließende Gesamtenergie.
  • In dem Beispiel von 1 ist die Steuerschaltung 115 so gekoppelt, dass sie die Gesamtenergie regelt, die von dem ersten und zweiten Eingangsanschluss 190 und 191 des Leistungswandlers 100 durch das Energietransferelement 109 an die Leistungswandler-Ausgangsanschlüsse 192 und 193, die Vorladeimpedanz 194, den Steuerschaltungs-Versorgungsanschluss 170 und die Rückkopplungskomponenten 111 und 112 zusätzlich zu dem Rückkopplungsanschluss 123 abgegeben wird. Bei einem beispielhaften Mobiltelefonladegerät, das eine Volllast-Ausgangsleistung von 3 Watt (einer Energie von 3 Joule pro Sekunde) an die Last 121 abgibt, beträgt die Energie, die durch die Vorlast 194, den Versorgungsstrom 180 der Steuerschaltung 115 und den Rückkopplungsstrom 131 verbraucht wird, typischerweise weniger als 1% der durch die Last 121 verbrauchten Energie. In einem Beispiel wird die Vorlast 194 ganz entfernt. Wenn der Ausgangslaststrom 120 jedoch entweder durch physisches Trennen der Last 121 oder wenn sich die Last 121 in einem Standby-Betriebsmodus befindet, im Wesentlichen eliminiert ist, kann der kombinierte Energieverbrauch der Vorlast 194, wenn sie vorhanden ist, der Steuerschaltung 115, des Versorgungsstroms 180 und des Rückkopplungsstroms 131 im Wesentlichen zu 100% der durch das Energietransferelement 109 fließenden Energie werden.
  • Da wie oben in dem Beispiel von 1 beschrieben die Schaltfrequenz des Leistungsschalters 105 die Variable ist, die zum Regeln des Energieflusses durch das Energietransferelement 109 verwendet wird, ist die Schaltfrequenz deshalb eine Indikation für die Gesamtenergieanforderung bzw. den Gesamtenergiebedarf der mit den Wicklungen 108 und 110 des Energietransferelements 109 gekoppelten Schaltkreise. In dem dargestellten Beispiel wird deshalb, wenn die Schaltfrequenz des Leistungsschalters 105 unter einen Schwellenwert fällt, sie als Indikation dafür verwendet, dass der Ausgangsstrom 120 auf im Wesentlichen null verringert wurde und dass deshalb ein Zustand ohne Last oder mit sehr wenig Last vorliegt, wobei die Last 121 im Wesentlichen keine Energie erfordert. Wenn die Energieanforderungen der Last 121 unter einen Schwellenwert fallen, wurde, anders ausgedrückt, ein Zustand ohne Last oder mit nur sehr wenig Last identifiziert.
  • Unter diesen Bedingungen umfasst die Steuerschaltung 115 in einem Beispiel die Steuerschaltung 140 für ungeregelten Ruhemodus und Ausgangsreset, die, wenn die Energieanforderungen der Last 121 für mehr als einen Schwellenzeitraum unter einen Schwellenwert gefallen sind, so gekoppelt ist, dass sie ein Herunterfahr-/Resetsignal 157 erzeugt, das so gekoppelt ist, dass es den Ansteuersignalgenerator 154 in den Ruhezustand versetzt, indem der Ansteuersignalgenerator 154 für einen ersten Zeitraum heruntergefahren wird. Während dieses ersten Zeitraums, in dem der Ansteuersignalgenerator 54 heruntergefahren ist, erzeugt der Ansteuersignalgenerator 154 das Ansteuersignal 122 nicht mehr und regelt Energiefluss durch das Energietransferelement 109 nicht mehr.
  • In einem Beispiel wirkt die Dauer des Zeitraums, für den der Ansteuersignalgenerator 154 heruntergefahren wird und das Schalten des Leistungsschalters 105 gesperrt ist, durch die Zeit bestimmt, die es dauert, damit sich der Bypasskondensator 133 von seiner normalen Betriebsspannung, die in einem Beispiel im Bereich von 5,8 bis 6,4 Volt liegt, bis herunter zu einer niedrigeren Spannung entlädt, die in einem Beispiel 3 Volt betragen könnte. Während dieser Zeit entlädt sich der Ausgangskondensator 118 auch durch die Vorlastimpedanz 194, und die Ausgangsspannung 119 fällt auch deshalb. In diesem Beispiel fungiert der Bypasskondensator 133 somit auch als Teil eines Timers zum Bestimmen eines ersten Zeitraums als Reaktion auf die Indikation, dass der Ausgangsstrom 120 im Wesentlichen auf null verringert wurde und dass deshalb ein Zustand ohne Last oder mit nur sehr wenig Last vorliegt. Während dieser Zeit entlädt sich der Kondensator 175 auch durch die Widerstände 171 und 111, und die Spannung an dem Kondensator 175 fällt auch deshalb.
  • Es versteht sich, dass in einem anderen Beispiel die Dauer des Zeitraums, für den der Ansteuersignalgenerator 154 heruntergefahren ist und das Schalten des Leistungsschalters 105 gesperrt ist, auch durch eine Timerschaltung bestimmt werden könnte, die einen Kondensator außerhalb der Steuerschaltung 115 umfasst, der aber nicht der Bypasskondensator 133 ist. In einem weiteren Beispiel könnte die Dauer des Zeitraums, für den der Ansteuersignalgenerator 154 heruntergefahren ist und das Schalten des Leistungsschalters 105 gesperrt ist, durch eine Timerschaltung bestimmt werden, die völlig in die Steuerschaltung 115 integriert ist, ohne dass ein externer Kondensator für diesen Zweck notwendig ist.
  • Um den Energieverbrauch der Steuerschaltung während dieses Zeitraums so weit wie möglich zu verringern, wird der interne Reglerschaltungsblock 135 als Reaktion auf das Herunterfahr-/Resetsignal 157 auch heruntergefahren, so dass im Wesentlichen kein Strom von dem Knoten 134 durch die Reglerschaltung 135 fließt und die von dem Reglerschaltungsblock 135 verbrauchte Energie im Wesentlichen null ist. Während dieses ersten Zeitraums des ungeregelten Ruhemodus, bei dem der Ansteuersignalgenerator 154 der Steuerschaltung 115 aufhört, Energiefluss durch das Energietransferelement 109 zu regeln, reagiert die Steuerschaltung 115 erst wieder auf an dem Anschluss 123 empfangenen Rückkopplungssignale, wenn der Zeitraum des ungeregelten Ruhemodus abgelaufen ist. Während dieses Zeitraums des ungeregelten Ruhemodus werden deshalb zusätzlich zu dem Herunterfahren des Reglerschaltungsblocks 135 auch im Wesentlichen alle anderen Schaltkreise in der Steuerschaltung 114 als Reaktion auf das Herunterfahr-/Resetsignal 157 heruntergefahren und von der Versorgungsschiene 132 getrennt. Diese Trennung führt zu verringertem Stromverbrauch und kann unter Verwendung von einfachen Halbleiterlastschaltern erreicht werden, wie Durchschnittsfachleuten bekannt sein wird.
  • In einem Beispiel wird ein Zeitraum des ungeregelten Ruhemodus nur eingeleitet, wenn die Energieanforderungen der Last 121 für mehr als einen Schwellenzeitraum unter einen Schwellenwert gefallen sind, so dass kurzzeitige transiente Energieanforderungszustände oder -ereignisse nicht als lastfreie Zustände am Ausgang des Leistungswandlers 100 fehlinterpretiert werden. In einem Beispiel kann ein solches Lasttransientenereignis durch einen plötzlichen Wechsel von vollem Laden einer mit dem Ausgang des Leistungswandlers 100 gekoppelten Mobiltelefonbatterie als Last 121 zum Erhaltungsladen der Mobiltelefonbatterie verursacht werden. Diese Art von Lasttransiente tritt bei Mobiltelefon-Ladeanwendungen oft auf und kann sehr schnell von einer plötzlichen Zunahme der Last gefolgt werden, wenn der Mobiltelefon-Handapparat wieder zu vollem Laden zurückkehrt. Solche Last- oder Energieanforderungstransienten werden durch die Last 121 gesteuert und sind deshalb Änderungen der Energieanforderungen der Last 121, auf die die Steuerschaltung 105 korrekt reagieren muss. Hätte die Steuerschaltung 115 sofort auf die plötzliche Verringerung der Lastenergieanforderung reagiert, hätte die Steuerschaltung 115 in einen Zeitraum des ungeregelten Ruhemodus eintreten können, wenn die Last wieder erhöhte Energie erfordert, was kein wünschenswerter Zustand ist, da dies in einem Beispiel die Geschwindigkeit beeinflussen könnte, mit der eine Batterielast geladen wird. Indem sichergestellt wird, dass der Zeitraum des ungeregelten Ruhemodus nur eingeleitet wird, wenn die Energieanforderungen der Last 121 für mehr als einen Schwellenzeitraum unter einen Schwellenwert gefallen sind, wird das Risiko der Fehlinterpretation von transienten Lastereignissen verringert.
  • Wie nachfolgend mit Bezug auf 4A ausführlicher besprochen werden wird, ist ein Schaltungsblock, der in der Steuerschaltung 115 heraufgefahren bleibt, ein Teil der Steuerschaltung 140 des ungeregelten Ruhemodus, die in einem Beispiel einen internen Herauffahr-Schaltungsblock umfasst, der detektiert, wenn die Spannung an dem Bypasskondensator 133 auf die untere Schwelle von 3 Volt fällt. In dem dargestellten Beispiel wird somit der erste Zeitraum des ungeregelten Ruhemodus als abgelaufen betrachtet, wenn die Spannung an dem Bypasskondensator 133 auf die untere Schwelle von 3 Volt fällt, wobei der Herauffahr-Schaltungsblock an diesem Punkt ein internes Resetsignal in der Steuerschaltung 140 des ungeregelten Ruhemodus bereitstellt, das das Herunterfahr-/Resetsignal 157 rücksetzt und den Herauffahrbetrieb der Steuerschaltung 115 neu einleitet, um die Schaltkreise wie oben in Bezug auf das erste Verbinden der Eingangsspannungsversorgung 101 beschrieben heraufzufahren.
  • In dem dargestellten Beispiel wird deshalb der Bypasskondensator 133 wieder aufgeladen, wenn der Herauffahrbetrieb des Steuerschaltung 115 als Reaktion auf das Herunterfahr-/Resetsignal 157 wieder eingeleitet wird. Der Bypasskondensator 133 wird unter Verwendung von durch die Reglerschaltung 135 fließendem Strom wieder aufgeladen, und wenn die Spannung an dem Bypasskondensator 133 wieder die zum korrekten Betrieb der Steuerschaltung 115 erforderliche Unterspannungs-Schwellenspannung überschreitet, die in einem Beispiel ungefähr 6 Volt beträgt, wird der Ansteuersignalgenerator 154 heraufgefahren und das Ansteuersignal 122 erzeugt, um das Schalten des Leistungsschalters 105 wieder aufzunehmen. An diesem Punkt reagiert der Ansteuersignalgenerator 154 wieder auf an dem Anschluss 123 empfangene Rückkopplungssignale und Energie fließt wieder durch das Energietransferelement 109, um in den Kondensatoren 175 und 118 verlorene Energie wieder aufzufüllen. Die Schaltfrequenz des Leistungsschalters 105 wird während dieser Zeit hoch sein.
  • Nachdem die Energie in den Kondensatoren 175 und 118 wieder aufgefüllt ist, fällt die Schaltfrequenz jedoch, wenn die Last 121 weiterhin im Wesentlichen keine Energie erfordert, wieder unter den Schwellenwert, wenn dieser Zustand für mehr als einen Schwellenzeitraum vorliegt, wird wieder bewirkt, dass das Herunterfahr-/Resetsignal 157 ein Herunterfahren einleitet, das wieder bewirken wird, dass der Ansteuersignalgenerator 154 in der Steuerschaltung 115 mit dem Regeln des Energieflusses durch das Energietransferelement 109 wie oben beschrieben aufhört. Diese Operation des Herunterfahrens und Übergehens in den Ruhezustand für einen ersten Zeitraum, gefolgt von einem Zeitraum des Herauffahrens und wiederaufgenommenen Schaltens wiederholt sich kontinuierlich, bis die Energieanforderung der Last 121 wieder zunimmt, so dass die Schaltfrequenz des Leistungsschalters über dem Schwellenwert gehalten wird.
  • In einem Beispiel tritt die Steuerschaltung 115, wenn die Steuerschaltung 115 eine Zunahme der Energieanforderung der Last 121 erfasst, für einen zweiten Zeitraum in einen Resetzeitraum ein und verringert den Transfer von Energie von den Eingangsanschlüssen 190 und 192 zu den Ausgangsanschlüssen 192 und 193 im Wesentlichen auf null. In einem Beispiel weist dieser zweite Zeitraum des Resetzeitraums eine Dauer auf, die ein Entladen der Ausgangsspannung 119 im Wesentlichen auf null erlaubt. In einem Beispiel nimmt der Betrieb der Steuerschaltung 115 am Ende dieses zweiten Zeitraums oder Resetzeitraums den Transfer von Energie vom Eingang zum Ausgang der Leistungswandlerschaltung 100 wieder auf, so dass die Ausgangsspannung 119 von dem Wert von im Wesentlichen null am Ende des zweiten oder Resetzeitraums auf ihren nominalen geregelten Wert ansteigt. In einem Beispiel regelt die Steuerschaltung 115 dann den Fluss von Energie durch das Energietransferelement 109 kontinuierlich gemäß der von der Gesamtlast an den Energietransferelementwicklungen 108 und 110 geforderten Energie.
  • Es wird angemerkt, dass 1 zeigt, dass die Hilfswicklung 108 eine unisolierte Wicklung des Energietransferelements 109 ist. Es versteht sich somit deshalb, dass die Vorteile der Lehren der vorliegenden Erfindung auf Leistungswandler angewandt werden können, die Energietransferelemente mit isolierten Wicklungen, unisolierten Wicklungen und Kombinationen davon umfassen. Beispiele für unisolierte Wicklungen wären unisolierte Messwicklungen, unisolierte Vorspannungswicklungen, unisolierte Ausgangswicklungen und dergleichen. Es wird außerdem angemerkt, dass gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere Lasten mit den verschiedenen Wicklungen des Energietransferelements gekoppelt werden können. Tatsächlich zeigt 1, dass sowohl die Vorlastimpedanz 194 als auch die Last 121 in dem dargestellten Beispiel mit der Ausgangswicklung 110 gekoppelt sind. Es versteht sich deshalb, dass die Kombinationen aus einer oder mehreren Lasten mit den verschiedenen Kombinationen der Wicklungen eines Energietransferelements gekoppelt werden können, was zu vielen verschiedenen Last- und Wicklungskonfigurationen führt, die aus einem Leistungswandler Nutzen ziehen können, der einen ungeregelten Ruhebetriebsmodus gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung umfasst.
  • In einem Beispiel, bei dem das Energietransferelement 109 eine unisolierte Messwicklung umfasst, kann zum Beispiel eine der einen oder mehreren Lasten mit der unisoliertem Messwicklung gekoppelt sein. In einem anderen Beispiel kann eine der einen oder der mehreren Lasten mit einer isolierten Ausgangswicklung gekoppelt sein, während eine andere der einen oder mehreren Lasten mit der unisolierten Messwicklung gekoppelt sein kann. In einem Beispiel, das eine unisolierte Vorspannungswicklung umfasst, können eine oder mehrere der Lasten mit der unisolierten Vorspannungswicklung gekoppelt werden. In einem anderen Beispiel kann eine der einen oder mehreren Lasten mit einer isolierten Ausgangswicklung gekoppelt werden, während eine andere der einen oder mehreren Lasten mit der unisolierten Vorspannungswicklung gekoppelt werden kann. In einem Beispiel, bei dem das Energietransferelement eine unisolierte Ausgangswicklung umfasst, kann eine der einen oder der mehreren Lasten eine kombinierte Mess- und Vorspannungslast sein, die mit der unisolierten Ausgangswicklung gekoppelt wird. In einem Beispiel, bei dem das Energietransferelement eine isolierte Ausgangswicklung und eine unisolierte Ausgangswicklung umfasst, kann eine der einen oder mehreren Lasten mit der isolierten Ausgangswicklung gekoppelt werden und eine andere der einen oder mehreren Lasten kann eine Last sein, die eine mit der unisolierten Ausgangswicklung gekoppelte kombinierte Mess- und Vorspannungslast umfasst.
  • 2 zeigt eine weitere beispielhafte Leistungswandlerschaltung 200 mit einer Steuerschaltung 215, die aus den Lehren der vorliegenden Erfindung Nutzen zieht. Die Funktionalität des Leistungswandlerschaltungsbeispiels teilt viele Aspekte des in 1 beschriebenen Leistungswandlerschaltungsbeispiels. Ein Unterschied im Vergleich mit der Schaltung von 1 besteht darin, dass der Widerstand 171 eliminiert ist, so dass der Betriebsstrom der Steuerschaltung 215 unter normalen Betriebsbedingungen völlig durch die Reglerschaltung 235 abgeleitet wird. Die Energietransferelementwicklung 208 wird deshalb nur als eine Messwicklung verwendet, die eine Rückkopplungsspannung an dem Kondensator 275 bereitstellt, wodurch ein Rückkopplungsstrom IFB 231 erzeugt wird.
  • Der Betrieb, wenn die von der Last 221 geforderte Energie für mehr als einen Schwellenzeitraum unter einen Schwellenwert fällt, was in einem Beispiel dadurch detektiert wird, dass die Schaltfrequenz des Leistungsschalters 205 für mehr als einen Schwellenzeitraum unter einen Schwellenwert fällt, ist jedoch mit dem der Schaltung von 1 identisch. Unter diesen Umständen wird ein ungeregelter Ruhebetriebsmodus eingeleitet, wobei die Reglerschaltung 235 gesperrt wird und im Wesentlichen alle Schaltungsblöcke außer einem Teil der Steuerschaltung 240 des ungeregelten Ruhemodus von der Versorgungsschiene 232 getrennt werden, während sich die Spannung an dem externen Bypasskondensator 233 von ihrer normalen Betriebsspannung auf die Herauffahr-Schwellenspannung entlädt, die durch die Steuerschaltung 240 des ungeregelten Ruhemodus detektiert wird. In dem Beispiel wird der Bypasskondensator 233 dann wieder auf seinen normalen Betriebsspannungswert aufgeladen, der in einem Beispiel ungefähr 6 Volt beträgt, und das Schalten des Leistungsschalters 204 wird wieder gestartet.
  • Wenn die Steuerschaltung 215 eine Zunahme der Energieanforderung der Last 221 erfasst, tritt in einem Beispiel die Steuerschaltung 215 für einen zweiten Zeitraum in einen Resetzeitraum ein und verringert den Transfer von Energie von den Eingangsanschlüssen 290 und 291 zu den Ausgangsanschlüssen 292 und 293 im Wesentlichen auf null. In einem Beispiel weist dieser zweite Zeitraum des Resetzeitraums eine Dauer auf, die eine Verringerung der Ausgangsspannung 219 auf im Wesentlichen null erlaubt. In einem Beispiel nimmt am Ende dieses zweiten Zeitraums oder Resetzeitraums der Betrieb der Steuerschaltung 215 den Transfer von Energie von dem Eingang zum Ausgang der Leistungswandlerschaltung 200 wieder auf, so dass die Ausgangsspannung 219 am Ende des zweiten oder Resetzeitraums von dem Wert von im Wesentlichen null auf ihren nominalen geregelten Wert ansteigt. In einem Beispiel regelt die Steuerschaltung 215 dann den Fluss von Energie durch das Energietransferelement kontinuierlich gemäß der von der Gesamtlast an den Energietransferelementwicklungen 208 und 210 geforderten Energie.
  • 3 zeigt eine andere beispielhafte Leistungswandlerschaltung 300 mit einer Steuerschaltung 315, die aus den Lehren der vorliegenden Erfindung Nutzen zieht. Die Funktionalität des in 3 dargestellten beispielhaften Leistungswandlers 300 teilt viele Aspekte der in 2 beschriebenen Leistungswandlerschaltung. Ein Unterschied im Vergleich mit der Leistungswandlerschaltung 200 von 2 besteht darin, dass die Diode 213 und der Kondensator 275 eliminiert sind. Gemeinsam mit der Leistungswandlerschaltung 200 von 2 ist deshalb, dass der Betriebsstrom der Steuerschaltung 315 unter normalen Betriebsbedingungen durch die Reglerschaltung 335 abgeleitet wird. Ferner liefert die Wicklung 308 des Energietransferelements eine Wechselspannung an den Knoten 313 relativ zu dem Primärmassen-Potentialknoten 307. Als Folge weist der Rückkopplungsstrom IFB 331 während eines Schaltzyklus des Leistungsschalters 305 sowohl positive als auch negative Werte auf. IFB 331 ist im Wesentlichen während der gesamten Ein-Zeit des Leistungsschalters 305 ein negativer Strom und für mindestens einen Teil der Aus-Zeit des Leistungsschalters 305 ein positiver Strom.
  • Der Betrieb, wenn die von der Last 321 erforderte Energie für mehr als einen Schwellenzeitraum unter einen Schwellenwert fällt, was in einem Beispiel dadurch detektiert wird, dass die Schaltfrequenz des Leistungsschalters 305 für einen vorbestimmten Zeitraum unter einen Schwellenwert fällt, ist jedoch dem der beispielhaften Leistungswandlerschaltungen von 1 und 2 ähnlich. Unter diesen Umständen wird ein ungeregelter Ruhebetriebsmodus eingeleitet, wobei in einem Beispiel die Reglerschaltung 335 gesperrt wird und im Wesentlichen alle Schaltungsblöcke in der Steuerschaltung 315 außer einem Teil der Steuerschaltung 340 des ungeregelten Ruhemodus von der Versorgungsschiene 332 getrennt werden, während sich die Spannung des externen Bypasskondensators 333 von ihrer normalen Betriebsspannung auf eine Herauffahr-Schwellenspannung entlädt, die durch die Steuerschaltung 340 des ungeregelten Ruhemodus detektiert wird. Der Bypasskondensator 333 wird dann wieder auf seinen normalen Betriebsspannungswert aufgeladen, der in einem Beispiel ungefähr 5,8 Volt beträgt, und das Schalten des Leistungsschalters 305 wird wieder gestartet.
  • In einem Beispiel tritt, wenn die Steuerschaltung 315 beim Neustart eine Zunahme der Energieanforderung der Last 321 erfasst, die Steuerschaltung 315 für einen zweiten Zeitraum in einen Resetzeitraum ein und verringert den Transfer von Energie von den Eingangsanschlüssen 390 und 391 zu den Ausgangsanschlüssen 392 und 393 im Wesentlichen auf null. In einem Beispiel weist dieser zweite Zeitraum des Resetzeitraums eine Dauer auf, die es der Ausgangsspannung 319 erlaubt, sich im Wesentlichen auf null zu verringern. In einem Beispiel nimmt der Betrieb der Steuerschaltung 315 am Ende dieses zweiten Zeitraums oder Resetzeitraums den Transfer von Energie von dem Eingang zum Ausgang der Leistungswandlerschaltung 300 wieder auf, so dass die Ausgangsspannung 319 am Ende des zweiten oder Resetzeitraums von dem Wert von im Wesentlichen null auf ihren nomalen geregelten Wert ansteigt. In einem Beispiel regelt die Steuerschaltung 315 dann den Fluss von Energie durch das Energietransferelement kontinuierlich gemäß der von der Gesamtlast an den Energietransferelementwicklungen 308 und 310 geforderten Energie.
  • 4A zeigt ein beispielhaftes vereinfachtes Blockschaltbild 400 eines Teils einer Steuerschaltung 415, der auf beliebige der beispielhaften Steuerschaltungen 115, 215 oder 315 gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung angewandt werden könnte. 4A zeigt weiterhin mehr Einzelheiten als die Steuerschaltungs-Blockschaltbilder 115, 215 und 315, bleibt aber ein vereinfachtes Schaltbild, das nur den für die Beschreibung der vorliegenden Erfindung notwendigen Grad von Einzelheiten zeigt. Dementsprechend sind bestimmte Funktionsverbindungen zwischen den verschiedenen internen Schaltungsblöcken, die in einem ausführlichen Blockschaltbild der Steuerschaltung 415 sichtbar wären, nicht gezeigt, um so die Lehren der vorliegenden Erfindung nicht zu verschleiern.
  • Wie oben mit Bezug auf 1 beschrieben, verwendet die in 4A gezeigte beispielhafte Konfiguration einen Hochspannungsknoten 434, der mit einem internen Knoten der Struktur des Leistungsschalters 405 gekoppelt ist. Die beispielhafte Konfiguration von 4A ist deshalb eine Konfiguration, bei der die Steuerschaltung 415 und der Leistungsschalter 405 monolithisch auf einem einzigen Siliziumchip integriert werden könnten, wobei dieser interne Knoten 434 des Leistungsschalters 405 verfügbar ist. Wie in dem abgebildeten Beispiel gezeigt, ist der Knoten 434 mit der Regelungsschaltung 435 gekoppelt, die ähnliche Funktionalität wie die Blöcke 135, 235 und 335 wie in 1, 2 und/oder 3 gezeigt aufweisen, und von der gezeigt ist, dass sie so gekoppelt ist, dass sie ein Herunterfahr-/Resetsignal 457 von der Steuerschaltung 440 für ungeregelten Ruhemodus mit Ausgangsreset empfängt. Es versteht sich, dass die Herunterfahr- und Resetsignale des Herunterfahr-/Resetsignals 457 in einem anderen Beispiel, obwohl das kombinierte Herunterfahr-/Resetsignal 457 in 4A als eine einzige Verbindung dargestellt ist, auch separate elektrische Signale mit separaten elektrischen Verbindungen sein könnten.
  • In dem Beispiel von 4A umfasst die Steuerschaltung 415 einen Ansteuersignalgenerator 454, der in dem Beispiel als eine Ein/Aus-Steuerschaltung und ein Logikgatter 484 umfassend dargestellt ist. In dem dargestellten Beispiel ist die Ein/Aus-Steuerschaltung des Ansteuersignalgenerators 454 so gekoppelt, dass sie ein von dem FB-Block 451 ausgegebenes EN-Signal 456 empfängt. Der FB-Block 451 ist so gekoppelt, dass er ein Rückkopplungssignal an dem FB-Anschluss 423 empfängt. In dem dargestellten Beispiel erzeugt der FB-Block 451 das Ausgangs-EN-Signal 456 als Low, wenn kein Schalten des Leistungsschalters 405 erforderlich ist, aber als High, wenn ein Schalten des Leistungsschalters 405 erforderlich ist. In anderen Beispielen könnten der FB-Anschluss 423 und der FB-Block 451 dafür ausgelegt sein, abhängig von den externen Schaltungskonfigurationen wie mit Bezug auf 1, 2 und/oder 3 oben besprochen ein Gleichstrom- oder ein Wechselstrom-Rückkopplungssignal zu empfangen und zu verarbeiten.
  • Wie in 4A gezeigt, umfasst ein Beispiel für die Steuerschaltung 440 für ungeregelten Ruhemodus mit Ausgangsreset der Steuerschaltung 415 einen Herunterfahr-(PD-)Detektionsblock 458, einen Ereigniszähler 498, einen Herauffahr-(PU-)Detektionsblock 442 und eine Latch-Schaltung 459 wie gezeigt gekoppelt. Wenn die Energieanforderung der einen oder mehreren mit dem Energietransferelement an dem Ausgang eines Leistungswandlers gekoppelten Lasten, wie zum Beispiel der beispielhaften Lasten 121, 221 und 331 in 1, 2 bzw. 3 unter einen Schwellenwert fällt, bleibt das interne EN-Signal 456 für mehr als 164 Zyklen des Oszillators 452 auf Low. In dem dargestellten Beispiel umfasst der PD-Detektionsblock 458 einen 8-Bit-Zähler, der als durch 164 teilende Schaltung fungiert. Es versteht sich, dass der PD-Detektionsblock 458 in anderen Beispielen so ausgelegt werden könnte, dass er als eine für einen Bereich von 50 bis 256 Oszillatorzyklen teilende Schaltung wirkt.
  • Wenn der 8-Bit-Zähler des PD-Detektionsblock 458 der Steuerschaltung 440 für ungeregelten Ruhemodus mit Ausgangsreset für 164 Oszillatorzyklen kein logisch hohes EN-Signal 456 empfängt, gibt der PD-Detektionsblock 458 dementsprechend einen Impuls 461 mit einem logisch hohen Zustand aus, wodurch ein Eingang des Ereigniszähler-Schaltungsblocks 498 getaktet und ein interner Zähler des Blocks 498 um 1 inkrementiert wird. Der PD-Detektionsblock 458 wird dann rückgesetzt, wenn das Ansteuersignal 487 wieder zu einem logisch hohen Zustand übergeht, wodurch angezeigt wird, dass das Rückkopplungssignal an dem FB-Anschluss 423 anzeigt, dass von einer Last oder Lasten, die mit dem Energietransferelement am Ausgang eines Leistungswandlers gekoppelt sind, mehr Energie gefordert wird. Das EN-Signal 456 geht deshalb zu einem logisch hohen Zustand über und das Ansteuersignal 487 geht seinerseits zu einem logisch hohen Zustand über. In dem Beispiel ist das Ansteuersignal 487 auch mit dem Ereigniszählerblock 498 gekoppelt. Wenn in einem Beispiel das Ansteuersignal 487 innerhalb der 164 Oszillatorzählungen mehr als einmal zu einem logischen Hoch übergeht, wird der Ereigniszähler 498 auch rückgesetzt, da dies anzeigt, dass jede vorherige Verringerung der Energieanforderung, die ausreicht, um einen logisch hohen Impuls aus dem PD-Detektionsblock 458 zu erzeugen, ein transientes Ereignis war und nun wieder Gate-Ansteuersignale erzeugt werden, wobei das Ansteuersignal 487 für weniger als 164 Zyklen des Oszillators 452 niedrig war.
  • Wenn der Ereigniszählerblock 498 jedoch innerhalb von 164 Zählungen des Oszillators 452 nur einen Impuls des Ansteuersignals 487 empfängt, wird der Ereigniszähler nicht rückgesetzt. Wenn der 8-Bit-Zähler des PD-Detektionsblocks 458 der Steuerschaltung 440 für ungeregelten Ruhemodus mit Ausgangsreset wieder für 164 Oszillatorzyklen kein logisch hohes EN-Signal 456 empfängt, gibt der PD-Detektionsblock 458 wieder einen Impuls 461 mit einem logisch hohen Zustand aus, der als Eingabe für den Ereigniszählerblock 498 verwendet wird und einen internen Zähler des Blocks 498 um ein weiteres 1 inkrementiert.
  • Wenn der Ereigniszählerblock 498 einen Zählwert von n erreicht, der in einem Beispiel 4 ist, gibt der Ereigniszählerblock 498 ein logisch hohes Signal 497 aus und triggert die Latch-Schaltung 459, um das Herunterfahr/Resetsignal 457 zu dem größten Teil der internen Schaltungsblöcke der Steuerschaltung 415 zu senden. In dem dargestellten Beispiel sind diese Blöcke so gekoppelt, dass sie das Herunterfahr-/Resetsignal 457 empfangen, und umfassen den Rückkopplungsschaltungsblock 451, den Oszillatorschaltungsblock 452, den Überstromdetektions-Schaltungsblock 453, der den durch den Leistungsschalter 405 fließenden Strom detektiert, den Ansteuersignalgeneratorblock 454 und den 8-Bit-Zähler 458. In einem Beispiel verbraucht die Steuerung 415, wenn alle diese Blöcke als Reaktion auf das Herunterfahr-/Resetsignal 457 heruntergefahren sind, einen Strom ICC 480 von nur 2 bis 5 μA.
  • In einem Beispiel wird deshalb ein erster Zeitraum des Betriebs des ungeregelten Ruhemodus mit Ausgangsreset eingeleitet, wenn der Ereigniszähler 498 n aufeinanderfolgende Ereignisse zählt, für die die Zeit zwischen logischen hohen Zuständen des Ansteuersignals 487 164 Zyklen des Oszillators 452 übersteigt. Es versteht sich, dass der Wert von 164 Oszillatorzyklen in eine beliebige Anzahl von Oszillatorzyklen oder einen beliebigen durch andere Schaltkreise als den Oszillator 452 gemessenen Zeitraum umgeändert werden könnte.
  • Da die Reglerschaltung 435 als Reaktion auf das Herunterfahr-/Resetsignal 457 ausgeschaltet wird, wird der externe Bypasskondensator 433 nicht mehr durch die Reglerschaltung 435 geladen und der Bypasskondensator 433 beginnt deshalb, sich zu entladen, und die Bypassspannung 450 fängt an, abzufallen. In einem Beispiel fällt die Bypassspannung 450 von ungefähr 6 Volt auf eine intern eingestellte PU-Detektionsspannung von ungefähr 3 Volt ab. Wie in dem Beispiel gezeigt, bleibt der PU-Detektionsblock 442 während des ersten Zeitraums des Betriebs des ungeregelten Ruhemodus mit Ausgangsreset so gekoppelt, dass er die Bypassspannung 450 detektiert und (wie auch die Latch-Schaltung 459) aktiv bleibt. In einem Beispiel umfasst der PU-Detektionsblock 442 einen mit dem Bypasskondensator 433 gekoppelten Komparator zum Bestimmen, wann die Bypassspannung 450 auf die PU-Schwelle von 3 Volt gefallen ist. Wenn die Bypassspannung 450 auf die PU-Schwelle von 3 Volt abgefallen ist, geht das von dem PU-Detektionsblock 440 ausgegebene PU-Resetsignal 441 zu einem logischen Hoch über, wodurch bewirkt wird, dass das Herunterfahr/Resetsignal 457 aus der Latch-Schaltung 459 einen Übergang von niedrigem zu hohem logischen Zustand durchführt, und bewirkt wird, dass die Reglerschaltung 435 das Laden des Bypasskondensators 433 wieder aufnimmt.
  • In einem Beispiel können bestimmte oder alle der anderen internen Schaltungsblöcke der Steuerschaltung 415 auch die Funktion wieder aufnehmen, während der Bypasskondensator 433 wieder aufgeladen wird. Der Bypasskondensator 433 wird auf ungefähr 6 Volt aufgeladen, und der PD-Detektionsblock 458 beginnt wieder zu erfassen, ob ein logisch hohes EN-Signal 456 mindestens einmal alle 164 Oszillatorzyklen vorliegt, und wenn nicht, bewirkt der PD-Detektionsblock 458 wieder, dass das Ausgangssignal 461 des 8-Bit-Zählers 458 einen logischen Impuls erzeugt und eine Zählung in dem Ereigniszählerblock 498 einleitet, wodurch wenn die Zählung einen Zählwert von n erreicht, die Latch-Schaltung 459 neu getriggert wird um zu bewirken, dass ein neuer Herunterfahrzyklus beginnt.
  • In einem Beispiel ist der Übergang des Herunterfahr-/Resetsignals 457 von niedrigem zu hohem logischem Zustand (z. B. wenn der Bypasskondensator 433 anfängt, wieder aufgeladen zu werden) so gekoppelt, dass er von einer Monoflopschaltung 481 empfangen wird, um am Ausgang der Monoflopschaltung 481 ein logisch hohes Signal 482 zu erzeugen, das für einen vorbestimmten Zeitraum dauert. In einem Beispiel könnte dieser vorbestimmte Zeitraum des logisch hohen Signals 482 im Bereich von 10 bis 40 Zyklen des Oszillators 452 liegen, was ausreicht, um Detektion zu erlauben, ob ein Lastzustand am Ausgang des Leistungswandlers mit der Steuerschaltung 415 über einen Schwellenwert zugenommen hat. In einem Beispiel wird das Signal 482 verwendet, um den Betrieb einer Zählerschaltung (mit x Bit) 483 einzuleiten, die so gekoppelt ist, dass sie das EN-Signal 456 und das Ausgangssignal des Oszillators 452 empfängt. In einem Beispiel wird der Zählwert des Zählers 483 für jeden Zyklus des Oszillators 452 inkrementiert, während dem ein logisch hohes EN-Signal 456 empfangen wird. Anders ausgedrückt, zählt der Zähler 483 die Anzahl aufeinanderfolgender Schaltzyklen, für die der Leistungsschalter 405 eingeschaltet ist, um im Wesentlichen hohe Leistung an die Last abzugeben. Wenn die Last in der Leistungswandlungsschaltung, in der die Steuerschaltung 415 implementiert ist, immer noch unter einem Schwellenwert liegt, ist eine relativ geringe Anzahl aufeinanderfolgender Schaltzyklen des Leistungsschalters 405 erforderlich.
  • Wenn jedoch während des ersten Zeitraums des Betriebs des ungeregelten Ruhemodus mit Ausgangsreset die Leistungswandlerlast zugenommen hat, ist eine relativ hohe Anzahl von aufeinanderfolgenden Schaltzyklen des Leistungsschalters 405 erforderlich, um Energie an den Ausgang des Leistungswandlers abzugeben, in dem die Steuerschaltung 415 implementiert ist. In dem Beispiel ist der Zähler 483 gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung eine Lastdetektionsschaltung, die so gekoppelt ist, dass sie eine erhöhte Energieanforderung der Leistungswandlerlast durch Zählen der Anzahl von Zyklen, für die der Leistungswandler im Wesentlichen hohe Leistung an die Last abgibt, identifiziert. Wenn zum Beispiel in einem Beispiel der Zähler 483 als Folge des Inkrementierens des Zählers 483 für jeden Zyklus des Oszillators 452, während dem ein logisch hohes EN-Signal 456 empfangen wird, eine Schwellenzahl (z. B. einen vollen Zählwert des Zählers 483) erreicht, erzeugt der Zähler 483 ein logisch hohes Ausgangssignal 488, das anzeigt, dass eine Zunahme der Leistungswandlerlast besteht.
  • In dem Beispiel ist das Signal 488 so gekoppelt, dass es durch die Monoflopschaltung 485 empfangen wird. Die Monoflopschaltung 485 erzeugt ihrerseits ein logisch hohes Ausgangssignal 486, das an das Logikgatter 484 angelegt wird, dergestalt, dass für die Dauer des logisch hohen Ausgangs der Monoflopschaltung 485 der Ausgang 422 des Logikgatters 484 niedrig und deshalb der Leistungsschalter 405 ausgeschaltet ist. Wie gezeigt, ist die Monoflopschaltung 485 gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung ein Beispiel für eine Ausgangsresetschaltung, die in Kombination mit dem Logikgatter 484 so gekoppelt ist, dass das Schalten des Leistungsschalters 405 für die Dauer des zweiten Zeitraums oder Resetzeitraums gesperrt wird, wodurch die Abgabe von Energie an die Last beendet und deshalb ein Rücksetzen der Leistungswandlerausgangsspannung auf im Wesentlichen null oder ein Entladen dieser auf einen Wert im Wesentlichen unter normalen Regelungsausgangsspannung erlaubt wird, bevor der Normalbetrieb des Leistungswandlers wieder aufgenommen wird. In dem dargestellten Beispiel kann sich durch Beenden der Abgabe von Energie an die Last die Leistungswandlerausgangsspannung durch die Last auf im Wesentlichen null oder einen Wert im Wesentlichen unter der normalen Regelungsausgangsspannung entladen. Es versteht sich, dass in anderen Beispielen gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung die Ausgangsresetschaltung das Schalten des Leistungsschalters 405 sperren könnte, indem die ON/OFF-Steuerschaltung gesperrt wird, indem der Oszillator 452 gesperrt oder verlangsamt wird, oder durch eine beliebige andere geeignete Technik, die ein wesentliches Entladen der Leistungswandlerausgangsspannung während des Resetzeitraums erlaubt.
  • Wie erwähnt, ist die Dauer dieses logisch hohen Ausgangssignals 486 aus der Monoflopschaltung 485 der Reset- oder zweite Zeitraum, während dem die Ausgangsspannung des Leistungswandlers, in dem die Steuerung 415 implementiert ist, auf im Wesentlichen null oder im Wesentlichen weniger als die nominale Regelungsschwellenspannung verringert ist. Dementsprechend stellt der Resetzeitraum oder zweite Zeitraum sicher, dass, wenn das normale Schalten des Leistungsschalters 405 wiederaufgenommen wird, die an die mit dem Ausgang des Leistungswandlers verbundene Last angelegte Ausgangsspannung von null oder einem niedrigen, sehr niedrigen Spannungspegel aus vergrößert wird. Die Lastschaltungen 121, 221 und 321 sind Beispiele für eine solche Leistungswandlerlast in 1, 2 bzw. 3. In einem Beispiel ist es, obwohl das Monoflopsignal 482 zum Freigeben der Zählerschaltung 483 verwendet wird, das Ansteuersignal 487, das verwendet wird, um tatsächlich das Zählen des Zählers 483 einzuleiten, wenn das erste logisch hohe Ausgangssignal zum Schalten des Leistungsschalters 405 empfangen wird. Auf diese Weise werden aufeinanderfolgende Leistungsschalter-Schaltzyklen des Ansteuersignals 487 nur von der Zeit an gezählt, zu der der Leistungsschalter 405 nach dem ersten Zeitraum des ungeregelten Ruhebetriebsmodus zum ersten Mal neu gestartet wird.
  • 4B zeigt Signalformen zur Veranschaulichung der obigen Beschreibung. In einem Beispiel könnten diese Signalformen die Leistungswandlerschaltungen von 1, 2 oder 3 bei Verwendung einer Steuerschaltung 415 in 4A repräsentieren. Während des Zeitraums 462 weist die Leistungsschalter-Gateansteuersignal-Signalform 473 anfänglich eine hohe Frequenz auf, wodurch zum Beispiel ein Zustand hoher Last an dem Leistungswandlerausgang angezeigt wird. Wie in der beispielhaften Darstellung abgebildet, ist ersichtlich, dass das Gateansteuersignal 473 seine Frequenz verringert, während der Zeitraum 462 abläuft, wodurch eine Verringerung der Ausgangslast des Leistungswandlers angezeigt wird. Während des Zeitraums 462 wird die Leistungswandlerausgangsspannung 472 auf ihren normalen Wert 477 geregelt. Am Ende des Zeitraums 462 wird ein erster Zeitraum 463 des ungeregelten Ruhemodus eingeleitet. Während des Zeitraums 463 verringert sich die Leistungswandlerausgangsspannung 472 nur geringfügig aufgrund des Zustands sehr geringer Last an dem Leistungswandlerausgang. Dementsprechend erfordert die Leistungswandlerausgangsspannung 472 am Ende des ersten Zeitraums 463, wenn das Gateansteuersignal 473 am Anfang des Zeitraums 464 neu gestartet wird, nur eine kleine Zunahme, um zu dem nominalen geregelten Wert 477 zurückzukehren.
  • In dem Beispiel bleibt die Leistungswandler-Ausgangslast während des Zeitraums 464 unter einem Schwellenwert, so dass sich die Frequenz des Gateansteuersignals 473 verringert und einen weiteren ersten Zeitraum 465 des ungeregelten Ruhemodus einleitet. Während des Zeitraums 465 vergrößert sich zum Zeitpunkt 474 in dem Beispiel ein Lastzustand an dem Ausgang des Leistungswandlers, so dass die Leistungswandlerausgangsspannung 472 anfängt, sich mit einer schnelleren Rate zu verringern. Am Ende des Zeitraums 465 hat sich die Leistungswandlerausgangsspannung 472 deshalb signifikant von der nominalen Regelungsspannungsschwelle 477 verringert, und deshalb bleibt während des ganzen Zeitraums 466 die Frequenz des Signals der Gateansteuerung 473 hoch.
  • In einem Beispiel ist das logische Signal 475 dem Signal 482 in 4A äquivalent, und wenn der Zählwert des Gateansteuersignals 473 während des Zeitraums 466 zum Zeitpunkt 478 einen Schwellenwert erreicht, geht deshalb ein logisches Signal 471, das in einem Beispiel dem Signal 486 in 4A äquivalent ist, von niedrig zu hoch über. In dem Beispiel wird dann ein zweiter Resetzeitraum 467 eingeleitet und dauert solange wie der hohe Zustand des logischen Signals 471. In einem Beispiel klingt während des Zeitraums 467 die Ausgangsspannung 472 auf einen Wert von im Wesentlichen null ab, so dass am Anfang des Zeitraums 468 die Ausgangsspannung 472 zum Zeitpunkt 476 von einem Wert von im Wesentlichen 0 Volt auf die nominale Regelungsschwelle 477 ansteigt. Nach der Zeit 476 wird die Leistungswandlerausgangsspannung 472 auf den nominalen Wert 477 geregelt, wie durch die verringerte Frequenz des Gateansteuersignals 473 angezeigt. In einem Beispiel könnte dies dann als Normalbetrieb des Leistungswandlers betrachtet werden.
  • Es ist erkennbar, dass die Leistungswandlerausgangsspannung 472 während des Zeitraums 467 nicht unbedingt im Wesentlichen auf 0 Volt rückgesetzt wird, dass aber, solange die Leistungswandlerausgangsspannung 472 am Anfang des Zeitraums 468 im Wesentlichen unter der nominalen Regelungsschwelle 477 liegt, die Nutzen der vorliegenden Erfindung immer noch realisiert wurden, wobei die mit dem Ausgang des Leistungswandlers verbundene Last am Anfang des Zeitraums 468 immer eine Spannung erhält, die im Wesentlichen niedriger als die normale geregelte Ausgangsspannung ist.
  • Wie bereits erwähnt, wird angemerkt, dass in dem in 4A dargestellten spezifischen Beispiel zur Erläuterung einer Steuerschaltung 415 gezeigt ist, die ein Ein/Aus-Steuerschema benutzt, um den Fluss von Energie durch das mit dem Leistungsschalter gekoppelte Energietransferelement zu regeln. Es versteht sich, dass die Steuerschaltung 415 andere bekannte Steuerschemata verwenden könnte, um den Fluss von Energie zu regeln und Zustände von keiner Last, weniger Last oder Erhöhung zu detektieren, um aus einem Betrieb des ungeregelten Ruhemodus mit Ausgangsreset gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung Nutzen zu ziehen.
  • Zum Beispiel könnte in einem anderen Beispiel ein Betrag des Rückkopplungssignals durch den FB-Block 451 erfasst werden, um den Zustand mit keiner Last oder geringer Last und vergrößerter Last zu detektieren. In einem solchen Beispiel könnte der Betrag des Rückkopplungssignals ein Spannungswert oder ein Stromwert sein. In diesem Beispiel gibt der FB-Block 451, wenn der FB-Block 451 einen Betrag des an dem Rückkopplungsanschluss 423 empfangenen Rückkopplungssignals detektiert, der einen Zustand mit keiner Last oder geringer Last oder vergrößerter Last angibt, ein EN-Signal 456 an den PD-Detektionsblock aus, um den Zustand mit keiner Last oder geringer Last anzuzeigen. In einem weiteren Beispiel kann ein Zustand mit keiner Last oder geringer Last durch Detektieren einer niedrigen Schaltfrequenz des Ansteuersignals 487 detektiert werden. In einem Beispiel kann die Schaltfrequenz des Ansteuersignals 487 durch den FB-Block 451 detektiert werden, der so gekoppelt ist, dass er das Rückkopplungssignal empfängt. In einem solchen Beispiel kann die Schaltfrequenz des Ansteuersignals 487 aus dem an dem Rückkopplungsanschluss 423 empfangenen Rückkopplungssignal abgeleitet werden. In einem anderen Beispiel könnte der PD-Detektionsblock 458 so gekoppelt sein, dass er das Ansteuersignal 487 empfängt, um den Zustand niedriger Schaltfrequenz des Ansteuersignals 487 zu detektieren, um den Zustand mit keiner Last oder geringer Last zu detektieren.
  • 5A und 5B zeigen beispielhafte Spannungssignalformen, die in einem Beispiel für die Bypassspannung 450 an dem obenbeschriebenen Bypasskondensator 433 von 4A gelten, wenn ein Ausgangslastzustand unter einem Schwellenwert bleibt. Zum Beispiel könnte der Zeitraum 503 in 5A dem Zeitraum 463 in 4B entsprechen, und der erste Zeitraum 550 in 5B könnte dem Zeitraum 464 in 4B entsprechen. 5B zeigt eine Signalform 501, die eine vergrößerte Ansicht der Region 502 aus der Signalform 500 von 5A ist. In dem Beispiel nehmen die in 5A und 5B gezeigten Zeiten einen Wert des Bypasskondensators 433 von 10 μF, eine Frequenz des Oszillators 452 von 100 kHz und einen Stromverbrauch (ICC 480) von 2 μA während des ungeregelten Ruhemoduszeitraums 503 an. Zusätzlich wird angenommen, dass die Reglerschaltung 435 den Bypasskondensator 433 beim Wiederaufladen des Bypasskondensators 433 von 3 auf 6 Volt während des Zeitraums 504 mit 2 mA lädt. Der Zeitraum 505 weist einen unbestimmten Wert „x” Millisekunden auf, da dies der zum Wiederaufladen des Ausgangskondensators, wie etwa zum Beispiel des Kondensators 118, 218 oder 318 und einer anderen mit Hilfsenergietransferelementwicklungen gekoppelten Kapazität, wie zum Beispiel der Kondensatoren 175 und 275, in Anspruch genommene Zeitraum ist. Der Zeitraum 505 ist deshalb Funktion der Wahl dieser Kondensatoren, könnte in typischen Beispielen jedoch im Bereich von 5 bis 20 Millisekunden liegen. Der Zeitraum 506 ist die Zeit, die es dauert, damit der 100-kHz-Oszillator durch 164 Zyklen zählt und dann ein Ereigniszähler n-mal inkrementiert wird, wobei in dem Beispiel n = 4 ist, bevor wieder in dem gezeigten Beispiel zu erkennen ist, dass die Energieanforderung der Last unter einem Schwellenwert liegt und zwar für einen Zeitraum 506, und die Steuerschaltung gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung wieder einen Zeitraum des ungeregelten Ruhemodusbetriebs startet. Es versteht sich, dass in einem Beispiel, wie mit Bezug auf 4A beschrieben, der Zeitraum 506 aus einer Reihe von n Ereignissen besteht, wobei aufeinanderfolgende Hoch/Niedrig-Ereignisse des Ansteuersignals 487 durch Zeiträume von mehr als 164 Oszillatorzyklen getrennt werden.
  • 6 zeigt einen anderen beispielhaften Leistungswandler 600, der aus den Lehren der vorliegenden Erfindung Nutzen zieht. Wie gezeigt, teilt die beispielhafte Schaltung von 6 viele Aspekte mit denen der oben besprochenen von 1, 2 und/oder 3. Ein Unterschied umfasst jedoch, dass die Schaltung von 6 einen Optokoppler 61 und einen Sekundär-Rückkopplungsschaltungsblock 694 verwendet, um ein Rückkopplungssignal IFB 639 zu erzeugen. In dem beispielhaften Fall der Steuerschaltung 615 ist der Strom 631 ein kombinierter Rückkopplungsstrom und Versorgungsstrom für die Steuerschaltung 615, so wie er zum Beispiel von der von Power Integrations, Inc. in San Jose, Kalifornien, hergestellten TOPSwitch-Familie integrierter Schaltungen verwendet wird.
  • In dem Beispiel der Steuerschaltung 615 bestimmt deshalb der Wert des externen Bypasskondensators 633 den ersten Zeitraum des ungeregelten Ruhemodus. Die Variable, die verwendet wird, um zu detektieren, wann die von der Lastschaltung 621 geforderte Energie unter einen Schwellenwert gefallen ist, um den Betrieb des ungeregelten Ruhemodus mit Reset einzuleiten, kann auch die Schaltfrequenz des Leistungsschalters 605 sein. In dem Beispiel der Steuerschaltung 615 kann jedoch auch der Betrag eines Rückkopplungssignals, wie etwa des Rückkopplungsstroms IC 631, verwendet werden, um zu detektieren, wann die von der Lastschaltung 621 geforderte Energie unter einen Schwellenwert gefallen ist, um den Betrieb eines ungeregelten Ruhemodus mit Ausgangsreset einzuleiten, wie mit Bezug auf 8 besprochen werden wird. Der Betrag des Rückkopplungssignals könnte der Stromwert des Stroms IC 631 sein, oder in einem anderen Beispiel könnte der Betrag ein auf den Strom IC 631 reagierender Spannungswert sein. In einem Beispiel bestimmt eine interne Schaltung der Steuerung 615 einen Reset- oder zweiten Zeitraum des Betriebs des ungeregelten Ruhemodus, zum Beispiel den Zeitraum 467 in 4B, während dem die Ausgangsspannung 618 im Wesentlichen auf null abfallen kann, oder zumindest auf einen Wert, der viel niedriger als der nominale Regelungswert ist, bevor die Steuerung 615 das Regeln des Energieflusses zwischen Eingang und Ausgang der Leistungswandlerschaltung 600 gemäß den Energieanforderungen der Last 621 wieder beginnt.
  • 7 zeigt einige beispielhafte Kennlinien der Last als Funktion der Schaltfrequenz von Steuerschaltungen, die aus den beispielhaften Lehren der vorliegenden Erfindung Nutzen ziehen könnten. Die Kennlinie 703 ist typisch für einfache Ein/Aus-Steuerung oder Steuermethoden mit variabler Frequenz, die oben besprochen wurden, wobei Last und Schaltfrequenz linear miteinander in Beziehung stehen. Beispiele für diese Art von Steuermethode verwendende Steuerschaltungen sind TinySwitch, LinkSwitch-LP, LinkSwitch-TN und LinkSwitch-XT, die alle von Power Integrations Inc. in San Jose, Kalifornien, hergestellt werden.
  • Im Fall der beispielhaften Kennlinie 703 kann Betrieb in der Region des Zustands 712 mit wenig Last/keiner Last zum Beispiel detektiert werden, wenn die Schaltfrequenz unter den Schwellenwert 707 fällt, wodurch angezeigt wird, dass die Last unter den Schwellenwert 708 gefallen ist. Die Kennlinie 704 ist typisch für eine Ein/Aus-Steuerschaltung mit mehreren Leistungsschalter-Überstromschwelle-Werten und einem Automaten zum Bestimmen, welche Überstromschwelle in jedem Lastzustand zu verwenden ist. Beispiele für Steuerschaltungen, die diese Art von Steuermethode verwenden, sind TinySwitch-II, TinySwitch-III, PeakSwitch und LinkSwitch-II, die alle von Power Integrations Inc. in San Jose, Kalifornien, hergestellt werden. Die Kennlinie 705 ist typisch für eine PWM-Steuerschaltungskennlinie, wobei Betrieb im Zustand 710 mit hoher Last und/oder Zustand 711 mit mittlerer Last typischerweise mit einer festen mittleren Schaltfrequenz 713 erfolgt, wobei aber die mittlere Schaltfrequenz in der Region 712 mit wenig oder keiner Last verringert ist. Beispiele für Steuerschaltungen, die diese Art von Steuermethode verwenden, sind TOPSwitch-FX und TOPSwitch-GX, die beide von Power Integrations Inc. in San Jose, Kalifornien, hergestellt werden. Die Kennlinie 706 ist typisch für eine PWM-Steuerschaltung mit komplexeren Steuermethoden, wobei Betrieb im Zustand 710 mit hoher Last und einem Teil des Zustands 711 mit mittlerer Last typischerweise mit fester mittlerer Schaltfrequenz 714 erfolgt, wobei aber die mittlere Schaltfrequenz in anderen Teilen der Regionen des Zustands 711 mit mittlerer Last und des Zustands 712 mit wenig Last/keiner Last verringert ist. Ein Beispiel für eine Steuerschaltung, die diese Art von Steuermethode verwendet, ist TOPSwitch-HX, hergestellt von Power Integrations Inc. in San Jose, Kalifornien.
  • Ungeachtet der verwendeten Steuermethode ist ein gemeinsamer Faktor, dass die Schaltfrequenz in Zuständen mit wenig Last/keiner Last verringert ist und deshalb als Möglichkeit zum Detektieren eines Zustands mit wenig oder keiner Last am Ausgang eines Leistungswandlers verwendet werden kann. Dies gilt für zahlreiche andere Steuerschaltungen, die diese oder andere Betriebsmethoden mit wenig Last verwenden, wie etwa der Burst-Modus, wobei die mittlere Schaltfrequenz auch unter Bedingungen von wenig Last/keiner Last verringert ist.
  • 8 zeigt ein Beispiel für eine Kennlinie des Tastverhältnisses 801 als Funktion des Stroms IC 802, die in einem Beispiel für die oben mit Bezug auf 6 beschriebene Schaltungskonfiguration gelten könnte. Die beispielhafte Kennlinie von 8 zeigt, dass die Detektion eines Zustands mit wenig Last/keiner Last nicht auf das Detektieren einer Schaltfrequenz eines Leistungsschalters beschränkt ist. Wie in der beispielhaften Kennlinie von 8 gezeigt, wird eine Verringerung der Last am Ausgang des Leistungswandlers durch eine Zunahme des Stroms IC 802 angezeigt, wie durch das Label 804 angezeigt. Detektion eines Schwellenstroms IC 805, wobei das Tastverhältnis im Wesentlichen auf null abfällt, in Kombination mit einem Ereigniszähler oder Timer kann deshalb als Anzeige verwendet werden, dass die Energieanforderungen einer Last am Ausgang des Leistungswandlers für einen Zeitraum unter einen Schwellenwert gefallen sind und könnte deshalb verwendet werden, um einen Zeitraum des Betriebs des ungeregelten Ruhemodus gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung einzuleiten. Es versteht sich, dass es bei anderen Steuermethoden andere Möglichkeiten gibt, die verwendet werden können, um einen Zustand mit wenig Last/keiner Last anzuzeigen, und die deshalb verwendet werden können, um einen ungeregelten Ruhebetriebsmodus gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung einzuleiten.
  • 9 zeigt im Allgemeinen ein Flussdiagramm 900 eines beispielhaften Verfahrens zum Implementieren eines ungeregelten Ruhebetriebsmodus mit Ausgangsreset in einem Leistungswandler gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in dem Beispiel gezeigt, fährt der Leistungswandler im Block 901 herauf und im Block 902 wird Energie an die Last abgeben. Im Block 903 werden Rückkopplungsinformationen hinsichtlich der Energieanforderung der Last empfangen und im Block 904 wird entschieden, ob die Energieanforderung der Last unter einem Schwellenwert liegt, wodurch ein Zustand mit wenig/keiner Last angezeigt würde. Wenn nicht, wird die Energieabgabe im Block 905 geregelt und im Block 903 werden wieder Rückkopplungsinformationen empfangen.
  • Wenn jedoch im Block 904 entschieden wird, dass die Energieanforderung der Last unter einem Schwellenwert liegt, wodurch ein Zustand mit wenig Last/keiner Last angezeigt würde, wird im Block 910 bestimmt, ob dieser Zustand für mehr als einen vorbestimmten Zeitraum angedauert hat. Wenn dem so ist, wird im Block 906 die Regelung der Energieabgabe beendet und im Block 907 wird ein erster Zeitraum des ungeregelten Ruhemodus gestartet. In beiden Blöcken 906 oder 907 werden während des ersten Zeitraums des ungeregelten Ruhemodus unnötige Schaltungsblöcke heruntergefahren, um so den Energieverbrauch zu verringern. Im Block 908 wird entschieden, ob der erste Zeitraum des ungeregelten Ruhemodus abgeschlossen ist. Wenn dem so ist, wird der Leistungswandler neu gestartet, um Energie an die Last abzugeben (Block 909). Im Block 912 werden Rückkopplungsinformationen hinsichtlich der Energieanforderungen der Last empfangen. Im Block 911 wird bestimmt, ob die Energieanforderung der Last über einem Schwellenwert liegt. Wenn nicht, kehrt der Ausgang des Blocks 911 zu dem Eingang von Block 910 zurück, woraufhin bestimmt wird, ob dieser Lastzustand für mehr als einen vorbestimmten Zeitraum angedauert hat.
  • Wenn jedoch im Block 911 bestimmt wird, dass die Energieanforderung der Last zugenommen hat, zum Beispiel wird in 1, 2, 3 und 6, wenn die Ausgangslast wieder mit den Leistungswandlern in diesen Zeichnungen verbunden wurde, der Betrieb an Block 913 abgegeben, in dem die Energieabgabe an die Last beendet wird, und im Block 914 wird ein zweiter oder Resetzeitraum eingeleitet. Im Block 915 wird bestimmt, ob dieser zweite oder Resetzeitraum abgeschlossen wurde. Wenn dem so ist, kehrt der Betrieb zum Block 902 zurück, indem wieder Energie an die Last abgeben wird, und im Block 903 werden Informationen hinsichtlich der Energieanforderung der Last empfangen. Dementsprechend repräsentiert der in den Blöcken 914 und 915 umgesetzte Zeitraum einen Resetzeitraum, während dem gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung in einem Beispiel die Ausgangsspannung eines Leistungswandlers, wie etwa der in 1, 2, 3 und 6 gezeigten, im Wesentlichen auf null (oder einen Wert wesentlich unter der normalen Regelungsausgangssperre) abklingen kann, bevor der Normalbetrieb des Leistungswandlers wieder aufgenommen wird.
  • Wenn im Block 904 die Energieanforderung der Last nicht unter einem Schwellenwert liegt oder wenn im Block 910 der Zustand, dass die Energieanforderung der Last unter einem Schwellenwert liegt, nicht für mehr als einen Schwellenzeitraum angedauert hat, wird die Energieabgabe an die Last im Block 905 wieder geregelt und im Block 903 werden wieder Informationen hinsichtlich der Energieanforderung der Last empfangen.
  • Die obige Beschreibung von dargestellten Beispielen der vorliegenden Erfindung einschließlich des in der Zusammenfassung Beschriebenen soll nicht erschöpfend sein oder sich auf die genauen offenbarten Formen beschränken. Obwohl hier zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen der Erfindung und Beispiele für diese beschrieben werden, sind verschiedene äquivalente Modifikationen möglich, ohne von dem allgemeineren Gedanken und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Tatsächlich versteht sich, dass die spezifischen Spannungen, Ströme, Frequenzen, Leistungsbereichswerte, Zeiten usw. zur Erläuterung angegeben werden, dass bei anderen Ausführungsformen und Beispielen gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung auch andere Werte verwendet werden können.
  • Diese Modifikationen können an Beispielen für die Erfindung im Hinblick auf die obige ausführliche Beschreibung vorgenommen werden. Die in den folgenden Ansprüchen verwendeten Ausdrücke sollen nicht als Beschränkung der Erfindung auf die in der Beschreibung und in den Ansprüchen offenbarten spezifischen Ausführungsformen aufgefasst werden. Stattdessen ist der Schutzumfang ausschließlich durch die folgenden Ansprüche zu bestimmen, die gemäß etablierten Doktrinen der Anspruchinterpretation aufzufassen sind. Die vorliegende Beschreibung und Figuren sind dementsprechend nicht als einschränkend, sondern als veranschaulichend zu betrachten.

Claims (16)

  1. Steuerschaltung zur Verwendung in einem Leistungswandler, umfassend: einen Ansteuersignalgenerator, der so gekoppelt ist, dass er ein Ansteuersignal erzeugt, um das Schalten eines mit der Steuerschaltung zu koppelnden Leistungsschalters zu steuern, um einen Fluss von Energie zu einem Leistungswandlerausgang als Reaktion auf eine Energieanforderung einer oder mehrerer mit dem Leistungswandlerausgang zu koppelnder Lasten zu regeln; eine Steuerschaltung für ungeregelten Ruhemodus und Ausgangsreset, die so gekoppelt ist, dass sie den Ansteuersignalgenerator in einen Ruhezustand versetzt, um dadurch die Regelung des Flusses von Energie zu dem Leistungswandlerausgang durch den Ansteuersignalgenerator zu beenden, wenn die Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten unter eine Schwelle fällt, wobei der Ansteuersignalgenerator so gekoppelt ist, dass er im Ruhezustand nicht auf Änderungen der Energieanforderungen der einen oder mehreren Lasten reagiert, wobei die Steuerschaltung für ungeregelten Ruhemodus so gekoppelt ist, dass sie den Ansteuersignalgenerator herauffährt, nachdem ein erster Zeitraum vergangen ist, wobei der Ansteuersignalgenerator so gekoppelt ist, dass er wieder auf Änderungen der Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten reagiert, nachdem der erste Zeitraum vergangen ist; eine in der Steuerschaltung für ungeregelten Ruhemodus und Ausgangsreset enthaltene Lastdetektionsschaltung, wobei die Lastdetektionsschaltung so gekoppelt ist, dass sie, nachdem der erste Zeitraum vergangen ist, eine Zunahme der Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten durch zählen einer Schwellenanzahl von Zyklen, für die im Wesentlichen hohe Leistung durch den Leistungswandler an die eine oder mehreren Lasten abgegeben wird, identifiziert; und eine in der Steuerschaltung für ungeregelten Ruhemodus und Ausgangsreset enthaltene Ausgangsresetschaltung, wobei die Ausgangsresetschaltung mit der Lastdetektionsschaltung und dem Ansteuersignalgenerator gekoppelt ist, wobei die Ausgangsresetschaltung so gekoppelt ist, dass sie als Reaktion auf die Lastdetektionsschaltung den Fluss von Energie zu der einen oder den mehreren Lasten während eines zweiten Zeitraums, nachdem der ersten Zeitraum vergangen ist, beendet, damit sich eine Spannung an dem Leistungswandlerausgang auf einen Wert wesentlich unter einer normalen Regelungsausgangsspannung entladen kann.
  2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, die ferner einen Oszillator umfasst, der mit dem Ansteuersignalgenerator und der Steuerschaltung für ungeregelten Ruhemodus und Ausgangsreset gekoppelt ist.
  3. Steuerschaltung nach Anspruch 2, wobei die Lastdetektionsschaltung einen mit dem Oszillator gekoppelten Zähler umfasst, wobei der Zähler so gekoppelt ist, dass er die Schwellenanzahl von Zyklen zählt, für die im Wesentlichen hohe Leistung durch den Leistungswandler an die eine oder mehreren Lasten abgegeben wird.
  4. Steuerschaltung nach Anspruch 3, wobei der Zähler so gekoppelt ist, dass er die Schwellenanzahl aufeinanderfolgender Schaltzyklen zählt, für die der Leistungsschalter eingeschaltet ist.
  5. Steuerschaltung nach Anspruch 4, die ferner eine mit dem Zähler gekoppelte Monoflopschaltung umfasst, wobei ein Ausgangssignal der ersten Monoflopschaltung so gekoppelt ist, dass es den Betrieb der Zählerschaltung einleitet, um die Schwellenanzahl aufeinanderfolgender Schaltzyklen zu zählen, für die der Leistungsschalter eingeschaltet ist.
  6. Steuerschaltung nach Anspruch 1, wobei die Ausgangsresetschaltung eine zweite Monoflopschaltung umfasst, die mit der Lastdetektionsschaltung gekoppelt ist und mit dem Ansteuersignalgenerator gekoppelt ist, wobei ein Ausgangssignal der zweiten Monoflopschaltung so gekoppelt ist, dass es von dem Ansteuersignalgenerator empfangen wird, um den Ansteuersignalgenerator während des zweiten Zeitraums, nachdem der erste Zeitraum vergangen ist, zu sperren, wenn die Lastdetektionsschaltung die Zunahme der Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten identifiziert.
  7. Steuerschaltung nach Anspruch 6, wobei eine Dauer des Ausgangssignals der zweiten Monoflopschaltung eine Dauer des zweiten Zeitraums ist, während dem sich die Spannung an dem Leistungswandlerausgang auf den Wert wesentlich unter der normalen Regelungsausgangsspannung entladen kann.
  8. Steuerschaltung nach Anspruch 1, wobei der erste Zeitraum durch einen mit der Steuerschaltung zu koppelnden Kondensator bestimmt wird.
  9. Steuerschaltung nach Anspruch 8, wobei der mit der Steuerschaltung zu koppelnde Kondensator einen externen Bypasskondensator für die Steuerschaltung umfasst.
  10. Steuerschaltung nach Anspruch 8, die ferner eine Reglerschaltung umfasst, die so zu koppeln ist, dass sie den Kondensator als Reaktion auf die Steuerschaltung für ungeregelten Ruhemodus und Ausgangsreset lädt, wobei die Reglerschaltung so gekoppelt ist, dass sie den Kondensator nicht lädt, wenn die Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten unter die Schwelle fällt, und den Kondensator wieder lädt, nachdem der erste Zeitraum vergangen ist.
  11. Verfahren zum Steuern eines Ausgangs eines Leistungswandlers, umfassend: Erzeugen eines Ansteuersignals mit einem Ansteuersignalgenerator zum Regeln eines Flusses von Energie zu einer oder mehreren mit einem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelten Lasten als Reaktion auf eine Energieanforderung der einen oder der mehreren Lasten; Versetzen des Ansteuersignalgenerators in den Ruhezustand, um die Regelung des Energieflusses zu der einen oder den mehreren Lasten für einen ersten Zeitraum zu beenden, wenn die Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten unter einen Schwellenwert fällt; Nichtreagieren auf die Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten während des ersten Zeitraums; Herauffahren des Ansteuersignalgenerators, um die Regelung des Energieflusses zu der einen oder den mehreren Lasten wiederaufzunehmen, nachdem der erste Zeitraum vergangen ist; Identifizieren, ob eine Zunahme der Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten besteht, nachdem der erste Zeitraum vergangen ist; und Rücksetzen des Ausgangs des Leistungswandlers, wenn eine Zunahme der Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten besteht, damit sich eine Spannung am Ausgang des Leistungswandlers während eines zweiten Zeitraums, nachdem der erste Zeitraum vergangen ist, auf einen Wert wesentlich unter einer normalen Regelungsausgangsspannung entladen kann.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Identifizieren, ob die Zunahme der Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten besteht, Folgendes umfasst: Zählen einer Schwellenanzahl aufeinanderfolgender Schaltzyklen, für die ein Leistungsschalter des Leistungswandlers eingeschaltet ist, nachdem der Zeitraum vergangen ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Identifizieren, ob die Zunahme der Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten besteht, Folgendes umfasst: Empfangen eines Rückkopplungssignals, das eine Ausgabe des Leistungswandlers repräsentiert; Einleiten des Betriebs eines Zählers, nachdem der erste Zeitraum vergangen ist, als Reaktion auf eine erste Monoflopschaltung; Inkrementieren des Zählers für jeden Zyklus eines Oszillators, während dem ein logisch hohes Rückkopplungssignal empfangen wird; und Identifizieren der Zunahme der Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten, wenn der Zähler auf eine Schwellenzahl inkrementiert ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Rücksetzen des Ausgangs des Leistungswandlers Folgendes umfasst: Sperren des Ansteuersignalgenerators nach dem Identifizieren der Zunahme der Energieanforderung der einen oder mehreren Lasten, damit sich eine Spannung an dem Ausgang des Leistungswandlers während des zweiten Zeitraums, nachdem der erste Zeitraum vergangen ist, auf den Wert wesentlich unter der normalen Regelungsausgangsspannung entladen kann.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Sperren des Ansteuersignalgenerators Folgendes umfasst: Sperren eines Schaltens eines Leistungsschalters des Leistungswandlers als Reaktion auf eine zweite Monoflopschaltung für eine Dauer des zweiten Zeitraums, damit sich die Spannung am Ausgang des Leistungswandlers während des zweiten Zeitraums, nachdem der erste Zeitraum vergangen ist, auf den Wert wesentlich unter der normalen Regelungsausgangsspannung entladen kann.
  16. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Wert wesentlich unter der normalen Regelungsausgangsspannung im Wesentlichen 0 Volt ist.
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