DE102015101871A1

DE102015101871A1 - Switched power conversion

Info

Publication number: DE102015101871A1
Application number: DE102015101871.3A
Authority: DE
Inventors: Marc Fahlenkamp; Torsten Hinz; Martin Krüger
Original assignee: Infineon Technologies Austria AG
Current assignee: Infineon Technologies Austria AG
Priority date: 2014-02-14
Filing date: 2015-02-10
Publication date: 2015-08-20

Abstract

Gemäß einer Ausgestaltung enthält ein Verfahren zum Betrieb eines Leistungsschaltwandlers das Festlegen zumindest eines von einem Minimalschaltfrequenz-Schwellenwert und einem Maximalschaltfrequenz-Schwellenwert; das Detektieren von Tälern, die in einer Spannung über dem Schaltelement auftreten, wenn sich das Schaltelement in einem ausgeschalteten Zustand befindet; und entweder, in einer quasi-resonanten Betriebsart, das Wiedereinschalten des Schaltelements, wenn das n-te aufeinanderfolgende Tal auftritt, wobei n eine ganze Zahl gleich oder größer als eins ist, so dass die gegenwärtige Schaltfrequenz zumindest eines von Folgenden ist: niedriger als der Maximalschaltfrequenz-Schwellenwert und höher als der Minimalschaltfrequenz-Schwellenwert; oder, in einer Betriebsart mit erzwungener Schaltfrequenz, das Einschalten des Schaltelements, so dass die gegenwärtige Schaltfrequenz die Maximal- oder die Minimalschaltfrequenz ist.In one embodiment, a method of operating a power switching converter includes setting at least one of a minimum switching frequency threshold and a maximum switching frequency threshold; detecting valleys that occur in a voltage across the switching element when the switching element is in an off state; and either, in a quasi-resonant mode, re-engaging the switching element when the n-th consecutive valley occurs, where n is an integer equal to or greater than one, such that the current switching frequency is at least one of: lower than Maximum switching frequency threshold and higher than the minimum switching frequency threshold; or, in a forced switching frequency mode, turning on the switching element such that the current switching frequency is the maximum or minimum switching frequency.

Description

Diese Anwendung beansprucht den Nutzen der U.S. Provisional Anmeldung Nr. 61/940,100, die am 14. Februar 2014 eingereicht wurde, wobei diese Anmeldung hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin eingebunden wird. This application claims the benefit of U.S. Pat. Provisional Application No. 61 / 940,100 filed on Feb. 14, 2014, which application is hereby incorporated herein by reference in its entirety.

TECHNISCHES GEBIET TECHNICAL AREA

Diese Offenbarung betrifft einen Leistungsschaltwandler, ein Verfahren, das dazu ausgebildet ist, einen Leistungsschaltwandler zu betreiben, sowie eine maschinenlesbare Speichereinrichtung, die maschinenausführbare Anweisungen speichert, die als Reaktion auf die Ausführung bewirken, dass ein Leistungsschaltwandler, der einen Prozessor enthält, Operationen ausführt. This disclosure relates to a power switching converter, a method configured to operate a power switching converter, and a machine-readable memory device that stores machine-executable instructions that, in response to execution, cause a power switching converter that includes a processor to perform operations.

HINTERGRUND BACKGROUND

Jedes Mal, wenn bei einem Leistungsschaltwandler ein Schalter wie beispielsweise ein Transistor ein- oder ausgeschaltet wird, wird im Verhältnis zu dem geschalteten Strom und der geschalteten Spannung Energie dissipiert. Die mit Schaltoperationen verbundenen Leistungsverluste, welche als Schaltverluste bezeichnet werden, stellen bei herkömmlichen Leistungsschaltwandlern eine signifikante Quelle von Leistungsdissipation und damit eine signifikante Quelle für Unwirtschaftlichkeit dar. Zusätzlich zu ansteigenden Schaltverlusten erhöhen große Änderungsraten von Spannungen und/oder Strömen (d. h. dv/dt und/oder di/dt) zum Zeitpunkt des Schaltübergangs die Belastung auf den Schalter und den Umfang der durch den Schalter erzeugten elektromagnetischen Störstrahlung (EMI). Es wurden einige Schaltschemata entwickelt, die bei Leistungsschaltwandlern den Vorteil von Resonanz nutzen, um den Schalter zu Zeiten einzuschalten, zu denen sich die an dem Schalter angelegten Spannungen bei einem lokalen Minimum befinden, das als Tal bezeichnet wird. Deshalb werden derartige Schaltschemata typischerweise als Valley-Mode-Schaltschemata bezeichnet. Each time a switch, such as a transistor, is turned on or off in a power switching converter, energy is dissipated relative to the switched current and the switched voltage. The power losses associated with switching operations, referred to as switching losses, are a significant source of power dissipation and thus a significant source of inefficiency in conventional power converters. In addition to increasing switching losses, large rates of change in voltages and / or currents (ie, dv / dt and / or di / dt) at the time of the switching transition, the load on the switch and the amount of electromagnetic interference (EMI) generated by the switch. Some switching schemes have been developed that take advantage of resonance in power switching converters to turn on the switch at times when the voltages applied to the switch are at a local minimum called a valley. Therefore, such switching schemes are typically referred to as valley-mode switching schemes.

ÜBERBLICK OVERVIEW

Ein Verfahren, das dazu ausgebildet ist, einen Leistungsschaltwandler zu betreiben, bei dem der Leistungswandler so betrieben werden kann, dass er mit einer veränderlichen Schaltfrequenz eines Schaltelements in dem Leistungswandler eine Eingangsspannung in eine Ausgangsspannung konvertiert, weist auf: das Festlegen zumindest eines von einem Minimalschaltfrequenz-Schwellenwert und einem Maximalschaltfrequenz-Schwellenwert; das Detektieren von Tälern, die in einer Spannung über dem Schaltelement auftreten, wenn sich das Schaltelement in einem ausgeschalteten Zustand befindet; und entweder in einer quasi-resonanten Betriebsart das Wiedereinschalten des Schaltelements, wenn das n-te aufeinanderfolgende Tal auftritt, wobei n eine ganze Zahl gleich oder größer als eins ist, so dass die gegenwärtige Schaltfrequenz zumindest eines von Folgendem ist: niedriger als der Maximalschaltfrequenz-Schwellenwert und höher als der Minimalschaltfrequenz-Schwellenwert; oder in einer Betriebsart mit erzwungener Schaltfrequenz das Einschalten des Schaltelements, so dass die gegenwärtige Schaltfrequenz die Maximal- oder die Minimalschaltfrequenz ist. A method configured to operate a power switching converter in which the power converter is operable to convert an input voltage to an output voltage at a variable switching frequency of a switching element in the power converter comprises: setting at least one of a minimum switching frequency Threshold and a maximum switching frequency threshold; detecting valleys that occur in a voltage across the switching element when the switching element is in an off state; and, in either a quasi-resonant mode, re-engaging the switching element when the nth consecutive valley occurs, where n is an integer equal to or greater than one, such that the current switching frequency is at least one of: lower than the maximum switching frequency. Threshold and higher than the minimum switching frequency threshold; or in a forced switching frequency mode, turning on the switching element such that the current switching frequency is the maximum or minimum switching frequency.

Ein Leistungsschaltwandler, der so betrieben werden kann, dass er eine Eingangsspannung in eine Ausgangsspannung wandelt, weist auf: Ein steuerbares Schaltelement, das dazu ausgebildet ist, mit einer veränderlichen Schaltfrequenz zu arbeiten; und eine Schaltersteuerungseinheit, die dazu ausgebildet ist, das Schaltelement zu steuern; wobei die Schaltersteuerungseinheit weiterhin dazu ausgebildet ist: von einem vorgegebenen Minimalschaltfrequenz-Schwellenwert und einem vorgegebenen Maximalschaltfrequenz-Schwellenwert zumindest einen zu empfangen; Täler zu detektieren, die in einer Spannung über dem Schaltelement auftreten, wenn sich das Schaltelement in einem ausgeschalteten Zustand befindet; und entweder Einschalten des Schaltelements in einem quasi-resonanten Betriebszustand, wenn ein n-tes aufeinanderfolgendes Tal auftritt, wobei n eine ganze Zahl gleich oder größer als eins ist, so dass die gegenwärtige Schaltfrequenz zumindest eines von Folgendem ist: Niedriger als der Maximalschaltfrequenz-Schwellenwert und größer als der Minimalschaltfrequenz-Schwellenwert, oder Einschalten des Schaltelements in einer Betriebsart mit erzwungener Schaltfrequenz, so dass die gegenwärtige Schaltfrequenz die maximale oder die minimale Schaltfrequenz ist. A power switching converter operable to convert an input voltage to an output voltage comprises: a controllable switching element configured to operate at a variable switching frequency; and a switch control unit configured to control the switching element; wherein the switch control unit is further configured to: receive at least one of a predetermined minimum switching frequency threshold and a predetermined maximum switching frequency threshold; Detect valleys that occur in a voltage across the switching element when the switching element is in an off state; and either turning on the switching element in a quasi-resonant mode when an nth consecutive valley occurs, where n is an integer equal to or greater than is one, such that the current switching frequency is at least one of: lower than the maximum switching frequency threshold and greater than the minimum switching frequency threshold, or turning on the switching element in a forced switching frequency mode such that the current switching frequency is the maximum or minimum switching frequency is.

Eine maschinenlesbare Speichereinrichtung speichert maschinenausführbare Anweisungen, die als Reaktion auf die Ausführung eine Verarbeitungskomponente dazu veranlassen: zumindest einen von einem Minimalschaltfrequenz-Schwellenwert und einem Maximalschaltfrequenz-Schwellenwert zu speichern; Täler zu detektieren, die in einer Spannung über dem Schaltelement auftreten, wenn sich das Schaltelement in einem ausgeschalteten Zustand befindet; und entweder Einschalten des Schaltelements in einem quasiresonanten Betriebszustand, wenn ein n-tes aufeinanderfolgendes Tal auftritt, wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich eins ist, so dass die gegenwärtige Schaltfrequenz zumindest eines von Folgenden ist: niedriger als der Maximalschaltfrequenz-Schwellenwert und größer als der Minimalschaltfrequenz-Schwellenwert, oder Einschalten des Schaltelements in einer Betriebsart mit erzwungener Schaltfrequenz, so dass die gegenwärtige Schaltfrequenz die maximale oder minimale Schaltfrequenz ist. A machine readable storage device stores machine executable instructions that, in response to the execution, cause a processing component to: store at least one of a minimum switching frequency threshold and a maximum switching frequency threshold; Detect valleys that occur in a voltage across the switching element when the switching element is in an off state; and either turning on the switching element in a quasi-resonant mode when an nth consecutive valley occurs, where n is an integer greater than or equal to one, such that the current switching frequency is at least one of: lower than the maximum switching frequency threshold and greater than the minimum switching frequency threshold, or turning on the switching element in a forced switching frequency mode such that the current switching frequency is the maximum or minimum switching frequency.

Andere Wandler, Verfahren, Software, Merkmale und Vorteile sind oder werden für jemanden mit Fachkenntnissen beim Studium der folgenden Figuren und der ausführlichen Beschreibung erkennbar. Es ist beabsichtigt, dass alle derartigen zusätzlichen Wandler, Verfahren, Programme, Merkmale und Vorteile, die in dieser Beschreibung enthalten sind, im Bereich der Erfindung liegen und durch die nachfolgenden Ansprüche geschützt sind. Other transducers, methods, software, features and advantages are or will become apparent to one skilled in the art upon studying the following figures and detailed description. It is intended that all such additional transducers, methods, programs, features, and advantages contained within this description be within the scope of the invention and protected by the following claims.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Das System kann unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen und die Beschreibung besser verstanden werden. Über die gesamten Ansichten hinweg bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile. The system can be better understood with reference to the following drawings and description. Throughout the views, like reference characters designate corresponding parts throughout the figures.

1 ist ein Schaltbild, das einen ersten beispielhaften Leistungsschaltwandler veranschaulicht; 1 Fig. 10 is a circuit diagram illustrating a first exemplary power switching converter;

2 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Betriebsverfahren eines Leistungsschaltwandlers veranschaulicht; 2 FIG. 10 is a flowchart illustrating an example operation method of a power switching converter; FIG.

3 ist ein Schaltbild, das einen zweiten beispielhaften Leistungsschaltwandler veranschaulicht; 3 Fig. 10 is a circuit diagram illustrating a second exemplary power switching converter;

4 ist ein Diagramm, das Eingangs- und Ausgangssignale einer Schaltersteuerungseinheit in dem in 3 gezeigten, beispielhaften Leistungsschaltwandler veranschaulicht; 4 FIG. 12 is a diagram illustrating input and output signals of a switch control unit in the in 3 illustrated exemplary power switching converter illustrated;

5 ist ein Diagramm, das ein lastabhängiges Tal-Schalten bei dem in 3 gezeigten beispielhaften Leistungsschaltwandler veranschaulicht; und 5 is a diagram showing a load dependent valley switching at the in 3 illustrated exemplary power switching converter illustrated; and

6 ist ein Diagramm, das ein Betriebsartschalten bei dem in 3 gezeigten, beispielhaften Leistungsschaltwandler veranschaulicht. 6 FIG. 14 is a diagram illustrating a mode switching in which 3 illustrated exemplary power switching converter illustrated.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG ERLÄUTERNDER AUSGESTALTUNGEN DETAILED DESCRIPTION OF EXPLANATORY DESIGNS

Bezugnehmend auf 1 kann ein beispielhafter Leistungsschaltwandler eine Leistungswandlereinheit 100, z. B. einen DC-DC-Sperrwandler mit einem Schaltelement 101, aufweisen, ein magnetisches Element wie beispielsweise einen Transformator 102, sowie andere (nicht gezeigte) Teile wie beispielsweise Gleichrichter, Kondensatoren, etc. Die Leistungswandlereinheit 100 weist einen Eingang auf, dem eine DC-Spannung, eine BULK-Spannung V_BULK, zugeführt wird, und einen Ausgang, der einer Last 103 eine Ausgangsspannung V_OUT zuführt. Bei dem Schaltelement 101 kann es sich um einen Halbleiter-schalter wie beispielsweise einen Metalloxid-Halbleiterfeldeffekttransistor (MOSFET), einen Bipolar-Transistor mit isoliertem Gate (IGBT) oder dergleichen handeln, der dazu ausgebildet ist, den Transformator gemäß einem entsprechenden Steuersignal mit der Spannung V_BULK zu verbinden. Der Leistungsschaltwandler kann außerdem ein Stromfühlmodul 104 enthalten, das ein Stromfühlsignal bereitstellt, z. B. eine (primäre) Stromfühlspannung V_CS, die den durch eine Primärwicklung des Transformators 102 fließenden Strom repräsentiert. Eine Schaltersteuerungseinheit 105 ist dazu ausgebildet, ein Steuersignal V_GD zu erzeugen, das dem Schaltelement 101 zugeführt wird, um das Schaltelement 101 entsprechend dem Steuersignal V_GD einzuschalten (leitend) und auszuschalten (nichtleitend). Wenn es sich bei dem Schaltelement 101 um einen MOSFET oder einen IGBT handelt, kann das Steuersignal V_GD dessen Gate zugeführt werden. Referring to 1 For example, an exemplary power switching converter may include a power converter unit 100 , z. B. a DC-DC flyback converter with a switching element 101 , a magnetic element such as a transformer 102 , as well as other parts (not shown) such as rectifiers, capacitors, etc. The power conversion unit 100 has an input to which a DC voltage, a BULK voltage V _BULK , is applied and an output _{corresponding} to a load 103 an output voltage V _OUT supplies. In the switching element 101 may be a semiconductor switch such as a metal oxide semiconductor field _effect transistor (MOSFET), an insulated gate bipolar transistor (IGBT) or the like, which is _adapted to connect the transformer according to a corresponding control signal with the voltage V _BULK , The power switching converter may also include a current sensing module 104 containing a current sense signal provides, z. B. a (primary) current sensing voltage V _CS , the through a primary winding of the transformer 102 represents flowing electricity. A switch control unit 105 is _configured to generate a control signal V _GD corresponding to the switching element 101 is supplied to the switching element 101 turn on (conductive) and off (non-conductive) according to the control signal V _GD . When it comes to the switching element 101 is a MOSFET or an IGBT, the control signal V _GD can be supplied to its gate.

Die Schaltersteuerungseinheit 105 ist dazu ausgebildet, den Schaltbetrieb der Leistungswandlereinheit 100 zu steuern. Bei den folgenden Beispielen ist die Schaltersteuerungseinheit 105 dazu ausgebildet, die Leistungswandlereinheit 100 so zu steuern, dass sie zumindest unter bestimmten Umständen in einem quasi-resonanten Modus arbeitet, d. h. einem selbstoszillierenden Modus. Die Steuereinheit 10 kann weiterhin dazu ausgebildet sein, die Stromfühlspannung V_CS mit einer Referenzspannung zu vergleichen. Das Steuersignal V_GD ist so eingestellt, dass es einen in dem Transformator 102 fließenden Primärstrom abschaltet, wenn das Stromfühlsignal V_CS gleich der Referenzspannung ist oder diese übersteigt. Im quasi-resonanten Modus kann das Schaltelement 101 eingeschaltet werden, wenn sich die Spannung über dem Schaltelement 101 bei einem (lokalen) Minimum befindet, was auch als Spannungstal oder Tal bekannt ist. Um dies zu erreichen, kann der Leistungsschaltwandler ein Spannungsfühlmodul 106 zur direkten oder indirekten Überwachung des Spannungsabfalls V_D über dem Schaltelement 101 während der Ausschaltzeit des Schaltelements 101 aufweisen, um das Detektieren des Zeitpunkts zu ermöglichen, zu dem sich die Spannung an dem Minimum (Tal) befindet. Eine Rückkopplungsstrecke von dem Leistungsschaltwandlerausgang (d.h. von dem Ausgang einer Leistungsschaltwandlereinheit 100) zu der Schaltersteuerungseinheit 105 kann der Schaltersteuerungseinheit 105 ein zusätzliches Eingangssignal, ein Rückkopplungssignal FB, zuführen. Der Rückkopplungspfad kann eine grundlegende Signalverarbeitung (z. B. PI- oder PID-Regelung) und eine galvanische Trennung (z. B. mittels eines optoelektronischen Kopplers etc.) aufweisen. The switch control unit 105 is adapted to the switching operation of the power converter unit 100 to control. In the following examples, the switch control unit is 105 adapted to the power converter unit 100 so that, at least under certain circumstances, it operates in a quasi-resonant mode, ie a self-oscillating mode. The control unit 10 can also be designed to compare the current sensing voltage V _CS with a reference voltage. The control signal V _GD is set to be one in the transformer 102 shuts off flowing primary current when the current sensing signal V _{CS is} equal to or exceeds the reference voltage. In quasi-resonant mode, the switching element 101 be turned on when the voltage across the switching element 101 located at a (local) minimum, which is also known as Spannstal or Tal. To achieve this, the power switching converter can be a voltage sensing module 106 for direct or indirect monitoring of the voltage drop V _D across the switching element 101 during the off time of the switching element 101 to allow the time at which the voltage is at the minimum (valley) to be detected. A feedback path from the power switching converter output (ie, the output of a power switching device unit 100 ) to the switch control unit 105 can the switch control unit 105 an additional input signal, a feedback signal FB, perform. The feedback path may include basic signal processing (eg, PI or PID control) and galvanic isolation (eg, by means of an optoelectronic coupler, etc.).

Das Schalten in den Tälern minimiert Schaltverluste und elektromagnetische Störstrahlung (EMI). Allgemein wird ein festes (konstantes) Tal aus einer Anzahl von Tälern in Folge, z. B. das erste, zweite oder jedes weitere Tal, als Trigger zur Steuerung zum Einschalten des Schaltelements 101 verwendet. Im quasi-resonanten Betriebszustand korrespondiert die Schaltfrequenz des Leistungsschaltwandlers mit der Last 103 und kann daher breit variieren. Allerdings erhöhen hohe Schaltfrequenzen (bei geringen Lasten) die Schaltverluste und elektromagnetische Emissionen. Geringe Schaltfrequenzen (bei hohen Lasten) können für einen Anwender unangenehm sein, wenn sie sich mit dem hörbaren Frequenzbereich überlappen. Eine Beschränkung der Grenzen des Bereichs der Schaltfrequenz begrenzt die Anwendungsmöglichkeiten des Leistungswandlers. Switching in the valleys minimizes switching losses and electromagnetic interference (EMI). Generally, a fixed (constant) valley will be formed from a number of valleys in a row, e.g. Example, the first, second or any other valley, as a trigger for controlling to turn on the switching element 101 used. In quasi-resonant mode, the switching frequency of the power switching converter corresponds to the load 103 and therefore can vary widely. However, high switching frequencies (at low loads) increase switching losses and electromagnetic emissions. Low switching frequencies (at high loads) can be uncomfortable for a user if they overlap the audible frequency range. Limiting the limits of the range of switching frequency limits the capabilities of the power converter.

Bezugnehmend auf 2 kann ein beispielhaftes Verfahren zum Betrieb eines Leistungsschaltwandlers die folgenden Prozeduren enthalten, welche in Hardware, Software oder jede Kombination hiervon implementiert werden können. Anfänglich werden ein Minimalschaltfrequenz-Schwellenwert und ein Maximalschaltfrequenz-Schwellenwert festgelegt (201). Die Schwellenwerte können konstant oder veränderlich sein, d. h. sich mit dem Rückkopplungssignal ändern. Außerdem werden Täler detektiert, die in der Spannung über dem Schaltelement auftreten können, wenn sich dieses im ausgeschalteten Zustand befindet (202). Die Täler können beispielsweise durch dedizierte Hardware- oder Software-Detektoren detektiert werden, oder sie können aus anderen Parametern wie beispielsweise Nulldurchgangsereignissen und Resonanzfrequenzen berechnet werden. Referring to 2 For example, an exemplary method of operating a power switching converter may include the following procedures that may be implemented in hardware, software, or any combination thereof. Initially, a minimum switching frequency threshold and a maximum switching frequency threshold are set ( 201 ). The thresholds may be constant or variable, ie varying with the feedback signal. In addition, valleys are detected which can occur in the voltage across the switching element when it is in the off state ( 202 ). The valleys may be detected, for example, by dedicated hardware or software detectors, or may be calculated from other parameters such as zero crossing events and resonant frequencies.

Im quasi-resonanten Betriebszustand wird das Schaltelement eingeschaltet, wenn das n-te Tal einer Folge auftritt, wobei n eine ganze Zahl gleich oder größer als eins ist (203). Bei der Betriebsart mit erzwungener Frequenz wird das Schaltelement nach dem letzten Einschalten für eine Schaltzeitperiode T_SW = 1/f_SW eingeschaltet (204). Die gegenwärtige Schaltfrequenz ist f_SW. In einem Fall ist die gegenwärtige Schaltfrequenz f_SW gleich der maximalen Schaltfrequenz. In einem anderen Fall ist die gegenwärtige Schaltfrequenz f_SW gleich der minimalen Schaltfrequenz. Entsprechend den Last- und Leitungsverhältnissen wird die beste Betriebsart gewählt. Beispielsweise kann bei einer kleineren Last ein erzwungener Frequenzbetriebsmodus in einem kleineren Schaltfrequenzbereich geeignet sein. Hier kann die maximale Frequenz auf kleinere Werte eingestellt werden und der Controller kann mit einer kleineren Maximalfrequenz schalten. Bei einer höheren Last kann ein quasi-resonanter Betriebsmodus in einem höheren Schaltfrequenzbereich geeigneter sein. Die Talnummer n kann so gewählt werden, dass die gegenwärtige Schaltfrequenz unterhalb des Maximalschaltfrequenz-Schwellenwerts gehalten wird. Allerdings kann die Talnummer n in den meisten Fällen so gewählt werden, dass die Schaltfrequenz oberhalb des Minimalschaltfrequenz-Schwellenwerts gehalten wird. In the quasi-resonant mode, the switching element is turned on when the nth valley of a sequence occurs, where n is an integer equal to or greater than one ( 203 ). In the forced frequency mode, the switching element is turned on after the last turn-on for a switching time period T _SW = 1 / f _SW ( 204 ). The current switching frequency is f _SW . In one case, the current switching frequency f _{SW is} equal to the maximum switching frequency. In another case, the current switching frequency f _{SW is} equal to the minimum switching frequency. The best operating mode is selected according to the load and line conditions. For example, at a lower load, a forced frequency mode of operation may be appropriate in a smaller switching frequency range. Here the maximum frequency can be set to smaller values and the controller can switch with a smaller maximum frequency. At a higher load, a quasi-resonant mode of operation may be more appropriate in a higher switching frequency range. The valley number n may be chosen so that the current switching frequency is kept below the maximum switching frequency threshold. However, in most cases, the valley number n can be chosen to maintain the switching frequency above the minimum switching frequency threshold.

Um einen derartigen quasi-resonanten Betrieb zu erzielen, wird nachfolgend ein Beispielalgorithmus angegeben. Die gegenwärtige Schaltfrequenz des Schaltelements wird mit dem Minimalschaltfrequenz-Schwellenwert und dem Maximalschaltfrequenz-Schwellenwert dahingehend verglichen, dass n um eins erniedrigt wird, wenn die gegenwärtige Frequenz gleich oder kleiner ist als der Minimalschaltfrequenz-Schwellenwert, oder n wird um eins erhöht, wenn die gegenwärtige Frequenz gleich oder größer als der Maximalschaltfrequenz-Schwellenwert ist. In order to achieve such a quasi-resonant operation, an example algorithm is given below. The current switching frequency of the switching element is compared with the minimum switching frequency threshold and the maximum switching frequency threshold in that n is decremented by one if the current frequency is equal to or less than the minimum switching frequency threshold, or n is incremented by one if the current one Frequency is equal to or greater than the maximum switching frequency threshold.

3 zeigt einen weiteren beispielhaften Leistungsschaltwandler (z. B. einen pulsweitenmodulierten Sperrwandler), bei dem eine Schalteinrichtung 304 so betrieben werden kann, dass sie einen Transformator 300 mit einer DC-Eingangsspannung, der BULK-Spannung V_BULK, verbindet, und die von einer Primärwicklung 301 an die Sekundärwicklung 302 des Transformators 300 abgegebene Leistung steuert. In dem Transformator 300 wird Energie gespeichert, wenn die Schalteinrichtung 304 eingeschaltet wird. Wenn die Schalteinrichtung 304 ausgeschaltet wird, wird die Energie des Transformators 300 über einen Gleichrichter 305 zu einem Kondensator 306 und zu einer Last 307 am Ausgang des Leistungswandlers entladen, so dass an der Last 307 eine Ausgangsspannung V_OUT auftritt. Wie in 4 gezeigt, wird zu dieser Zeit entsprechend der Ausgangsspannung V_OUT und dem Wicklungsverhältnis des Transformators 300 in der Primärwicklung 301 des Transformators 300 eine Rückwirkungsspannung (engl.: "reflected voltage") V_R erzeugt. Deshalb ist eine Spannung V_D über der Schalteinrichtung 304 gleich der BULK-Spannung V_BULK zuzüglich der Rückwirkungsspannung V_R, sobald die Schalteinrichtung 304 ausgeschaltet wird. Die mit der Spannung V_D korrespondierende Energie wird in einem parasitären Kondensator 308 der Schalteinrichtung 304 gespeichert. Nach einer Entladeperiode T_DS ist die Energie des Transformators 300 vollständig entladen, die in dem parasitären Kondensator 308 gespeicherte Energie fließt durch die Primärwicklung 301 des Transformators 300 zurück zu der BULK-Spannung V_BULK. Die Kapazität 308, die jegliche maßgebliche parasitäre Kapazität C_j wie die Drain-Source-Kapazität der Schalteinrichtung 304 oder die Wicklungskapazität des Transformators 300 repräsentiert, und die Induktanz L_P der Primärwicklung 301 bilden einen Schwingkreis, dessen Resonanzfrequenz f_R als Gleichung (1a) beschrieben werden kann:

3 shows another exemplary power switching converter (eg, a pulse width modulated flyback converter) in which a switching device 304 can be operated so that they have a transformer 300 with a DC input voltage, which connects BULK voltage V _BULK , and that of a primary winding 301 to the secondary winding 302 of the transformer 300 discharged power controls. In the transformer 300 energy is stored when the switching device 304 is turned on. When the switching device 304 is turned off, the energy of the transformer 300 via a rectifier 305 to a capacitor 306 and to a load 307 discharged at the output of the power converter, so that at the load 307 an output voltage V _OUT occurs. As in 4 is shown at this time according to the output voltage V _OUT and the winding ratio of the transformer 300 in the primary winding 301 of the transformer 300 a reflected voltage V _{R is} generated. Therefore, a voltage V _D across the switching device 304 equal to the BULK voltage V _BULK plus the feedback voltage V _R , as soon as the switching device 304 is turned off. The energy corresponding to the voltage V _D becomes a parasitic capacitor 308 the switching device 304 saved. After a discharge period T _DS is the energy of the transformer 300 completely discharged in the parasitic capacitor 308 stored energy flows through the primary winding 301 of the transformer 300 back to the BULK voltage V _BULK . The capacity 308 representing any significant parasitic capacitance C _j as the drain-source capacitance of the switching device 304 or the winding capacity of the transformer 300 represents, and the inductance L _{P of} the primary winding 301 form a resonant circuit whose resonance frequency f _R can be described as equation (1a):

Während der Resonanzperiode wird die Energie des parasitären Kondensators 308 von und zu der durch die Primärwicklung 301 bereitgestellte Induktanz hin und her geschickt. Das Entladen des parasitären Kondensators 308 in eine (erste) Talspannung 401 (gefolgt von nachfolgenden Tälern 402 etc.), die in der Spannung V_D aufgetreten ist, erfolgt während einer Verzögerungszeit T_q. Die Verzögerungszeit T_q ist eine Hälfte der Periode der Quasi-Resonanzperiode und kann als Gleichung (1b) ausgedrückt werden:

During the resonant period, the energy of the parasitic capacitor becomes 308 from and to through the primary winding 301 supplied inductance sent back and forth. Discharging the parasitic capacitor 308 into a (first) valley tension 401 (followed by subsequent valleys 402 etc.), which has occurred in the voltage V _D , takes place during a delay time T _q . The delay time T _q is one half of the period of the quasi-resonant period and can be expressed as Equation (1b):

Wenn die Schalteinrichtung 304 während der Talspannung 401 über der Schalteinrichtung 304 eingeschaltet wird, können der Schaltverlust und EMI verringert werden. When the switching device 304 during the valley tension 401 over the switching device 304 is switched on, the switching loss and EMI can be reduced.

Der Schaltsteuerschaltkreis 309 empfängt ein Rückkopplungssignal FB, ein Stromfühlsignal V_CS (z.B. eine Spannung, die den Strom repräsentiert), und ein Nulldurchgangsermittlungssignal ZCD, und stellt ein Ausgangssignal V_GD (z. B. eine Spannung) bereit. Das Ausgangssignal V_GD dient zum Steuern der Schalteinrichtung 304 wie beispielsweise einem MOSFET. Die Schalteinrichtung 304 ist außerdem mit einem Transformator 300 gekoppelt, um ein Schaltstromsignal auf einem Stromfühlwiderstand 310 zu erzeugen, der einen Primärstrom I_P, der durch die Primärwicklung 301 fließt, in die Spannung V_CS umzuwandeln, die das Stromfühlsignal bildet. Der Transformator 300 enthält neben der Primärwicklung 301 und der Sekundärwicklung 302 eine Hilfswicklung 303 mit einer Induktanz L_A. Die Primärwicklung 301 ist über die Schalteinrichtung 304 mit der BULK-Spannung verbunden, und die Sekundärwicklung 302 stellt über den Gleichrichter 305 die Ausgangsspannung des Leistungswandlers bereit. Die Hilfswicklung 303 führt dem Schaltsteuerschaltkreis 309 das Nulldurchgangsermittlungssignal ZCD zu und kann dem Schaltsteuerschaltkreis 309 über eine Gleichrichteranordnung 311 eine Versorgungsspannung zuführen. Eine Ausgangsspannungsfühleinheit 312 ist dazu ausgestattet (z. B. mit einem optischen Koppler und einem PI- oder PID-Regler), das galvanisch getrennte Rückkopplungssignal FB zu erzeugen. Damit ist der Eingang der Ausgangsspannungsfühleinheit 312 mit dem Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt und ihr Ausgang ist mit dem betreffenden Eingang der Schaltsteuerschaltkreises 309 gekoppelt, um das Schaltsteuersignal V_GD zur Regelung der Ausgangsspannung V_OUT des Leistungswandlers zu erzeugen. The switching control circuit 309 receives a feedback signal FB, a current sense signal V _CS (eg, a voltage representing the current), and a zero-crossing detection signal ZCD, and provides an output signal V _GD (eg, a voltage). The output signal V _GD is used to control the switching device 304 such as a MOSFET. The switching device 304 is also with a transformer 300 coupled to a switching current signal on a current sensing resistor 310 to generate a primary current I _P passing through the primary winding 301 flows to convert to the voltage V _CS , which forms the current sensing signal. The transformer 300 contains next to the primary winding 301 and the secondary winding 302 an auxiliary winding 303 with an inductance L _A. The primary winding 301 is about the switching device 304 connected to the BULK voltage, and the secondary winding 302 puts over the rectifier 305 the output voltage of the power converter ready. The auxiliary winding 303 leads the switching control circuit 309 the zero crossing detection signal ZCD and can the switching control circuit 309 via a rectifier arrangement 311 supply a supply voltage. An output voltage sensing unit 312 is equipped (eg with an optical coupler and a PI or PID controller) to generate the galvanically isolated feedback signal FB. This is the input of the output voltage sensing unit 312 coupled to the output of the power converter and its output is connected to the relevant input of the switching control circuit 309 coupled to generate the switching control signal V _GD for controlling the output voltage V _{OUT of} the power converter.

Wie weiterhin in 3 gezeigt ist, kann die DC-BULK-Spannung V_BULK anhand eines Brückengleichrichters 313 und eines Glättungskondensators 314 von einer AC-Eingangsspannung V_IN abgeleitet werden. Der Eingang des Schaltsteuerschaltkreises 309 kann ein Frequenzregel-Modul (engl.: "frequency law module") 115 enthalten, der aus dem Rückkopplungssignal FB einen Spitzenstromschwellenwert I_PK erzeugt, sowie ein Schaltzeitsignal, das die Schaltzeitperiode T_SW oder die Schaltzeitperiodenschwellenwerte T_SWmin und T_SWmax repräsentiert:

As continues in 3 is shown, the DC-BULK voltage V _BULK using a bridge rectifier 313 and a smoothing capacitor 314 derived from an AC input voltage V _IN . The input of the switching control circuit 309 can a frequency control module (English: "Frequency Law Module") 115 which generates a peak current _{threshold value} I _PK from the feedback signal FB, and a switching time _signal representing the switching time period T _SW or the switching time period _{threshold values} T _SWmin and T _SWmax :

Wie ebenso aus 4 ersichtlich ist, steigt das Stromfühlsignal V_CS, welches den Primärstrom I_P repräsentiert, während der Zeitperiode T_ON, während der das Schaltelement 304 eingeschaltet ist, an, bis der Spitzenstromschwellenwert I_PK erreicht ist, und das Schaltelement 304 wird bis zum nächsten Einschalten ausgeschaltet. Die Zeitperiode zwischen ansteigenden Flanken aufeinanderfolgender Einschaltzeitperioden T_ON wird als Schaltzeitperiode T_SW bezeichnet. Das Frequenzregel-Modul 315 kann eine Nachschlagtabelle oder ein Berechnungsmodul enthalten, um aus dem Rückkopplungssignal FB den Spitzenstromschwellenwert I_PK und die Schaltzeitperiode T_SW zu erzeugen. As well as from 4 is apparent, the current sensing signal V _CS , which represents the primary current I _P , increases during the time period T _ON , during which the switching element 304 is on, until the peak current threshold I _{PK is} reached, and the switching element 304 will be switched off until the next power on. The time period between rising edges of successive on-time periods T _ON is referred to as a switching time period T _SW . The frequency control module 315 can a lookup table or a calculation module to generate from the feedback signal FB the peak current threshold value I _PK and the switching time period T _SW .

Entsprechend verhalten sich eine Spannung V_AUX über der Hilfswicklung 303 des in 3 gezeigten Leistungswandlers, ein Transformatorstrom I_L (d. h. der Primärstrom I_P und der Sekundärstrom I_S) und das Ausgangssignal V_GD der Schaltersteuerungseinheit 309 wie folgt: Die Signalkurven zwischen einem Zeitpunkt t₁ und einem Zeitpunkt t₅ werden, wenn das Schaltelement 304 wieder eingeschaltet wird, nachdem es zu einem Zeitpunkt t₂ ausgeschaltet wurde, während des Betriebs laufend widerholt. Zum Zeitpunkt t₁ wird das Schaltelement 304 eingeschaltet und der Primärstrom I_P beginnt anzusteigen, bis ein Maximalstrom (der Spitzenstromschwellenwert I_PK) zu einem Zeitpunkt t₂ erreicht wird, zu dem das Schaltelement 304 erneut ausgeschaltet wird. Aufgrund dessen fällt der Primärstrom I_P schnell auf null ab, während ein Sekundärstrom I_S, der durch die Sekundärwicklung 302 fließt, steil bis zu seinem Maximalwert ansteigt und dann abfällt, bis er zu einem Zeitpunkt t₄ null erreicht. Während das Schaltelement 304 zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ eingeschaltet ist, ist die Spannung V_AUX über der Hilfswicklung 303 beinahe null. Wenn das Schaltelement 304 zu dem Zeitpunkt t₂ ausgeschaltet wird, steigt die Spannung V_AUX steil auf eine Maximalspannung. Zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₃ (d. h. während einer Beruhigungszeit) und zwischen den Zeitpunkten t₃ und t₄ kann etwas Überschwingen der Spannung V_AUX beobachtet werden. Accordingly, a voltage V _AUX behave over the auxiliary winding 303 of in 3 shown power transformer, a transformer current I _L (ie, the primary current I _P and the secondary current I _S ) and the output signal V _{GD of} the switch control unit 309 as follows: The signal curves between a time t ₁ and a time t ₅ , when the switching element 304 is again turned on after it has been turned off at a time t ₂ , repeated during operation continuously. At time t ₁ , the switching element 304 switched on and the primary current I _P begins to increase until a maximum current (the peak current threshold I _PK ) is reached at a time t ₂ , to which the switching element 304 is turned off again. Because of this, the primary current I _P drops rapidly to zero while a secondary current I _S passes through the secondary winding 302 flows steeply up to its maximum value and then drops until it reaches zero at time t ₄ . While the switching element 304 is switched on between the times t ₁ and t ₂ , the voltage V _{AUX is} above the auxiliary winding 303 almost zero. When the switching element 304 is turned off at the time t ₂ , the voltage V _AUX rises steeply to a maximum voltage. Between times t ₂ and t ₃ (ie, during a settling time) and between times t ₃ and t ₄ , some overshoot of the voltage V _{AUX may} be observed.

Wenn der Sekundärstrom I_S auf null abgefallen ist, fällt die Spannung V_AUX auf einen Wert V_AUX(t₄), der mit Gleichung 3 beschrieben werden kann:

bei der

When the secondary current I _{S has} dropped to zero, the voltage V _AUX drops to a value V _AUX (t ₄ ), which can be described by Equation 3:

in the

N_AUX ist die Anzahl der Windungen der Hilfswicklung 303, N_SEC ist die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung 302, und L_S ist die Induktanz der Sekundärwicklung 302. N _AUX is the number of turns of the auxiliary winding 303 , N _SEC is the number of turns of the secondary winding 302 , and L _S is the inductance of the secondary winding 302 ,

Entsprechend kann der Abfall der Spannung V_AUX auf einen Wert V_AUX(t₂) zu dem Zeitpunkt t₂ mit Gleichung 5 beschrieben werden:

bei der

Accordingly, the drop in voltage V _AUX to a value V _AUX (t ₂ ) at time t ₂ can be described by equation 5:

in the

N_PRI ist die Anzahl der Windungen der Primärwicklung 301, L_P ist die Induktanz der Primärwicklung 301, und der maximale Primärstrom I_Pmax ist gleich dem maximalen Transformatorstrom I_LPK. N _PRI is the number of turns of the primary winding 301 , L _P is the inductance of the primary winding 301 , and the maximum primary current I _Pmax is equal to the maximum transformer current I _LPK .

In dem Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten t₄ und t₅ schwingt die Spannung V_AUX erneut über. Beim Betrieb in einer quasi-resonanten Betriebsart wird das Schaltelement 304 erneut eingeschaltet, wenn die Spannung V_AUX ein bestimmtes einer Anzahl von (lokalen) Minimas, Tälern 501–504, erreicht, was bei dem vorliegenden Beispiel zum Zeitpunkt t₅ der Fall ist. Zu dem Zeitpunkt t₅ beginnt der Zyklus von vorne. Im Folgenden wird das Zeitintervall zwischen t₁ und t₂ als Einschaltzeit T_ON bezeichnet, das Zeitintervall zwischen t₂ und t₄ wird als Ausschaltzeit T_OFF bezeichnet, und das Zeitintervall zwischen t₄ und t₅ wird als Wartezeit T_W bezeichnet. Die Einschaltzeit T_ON, die Ausschaltzeit T_OFF und die Wartezeit T_W können mit Gleichungen 7–9 beschrieben werden:

bei denen f_R die Resonanzfrequenz in der quasi-resonanten Betriebsart ist (siehe Gleichung 1), und n die mit eins beginnende Anzahl der Täler in einer Folge, und

In the time interval between the times t ₄ and t _5, the voltage V _AUX oscillates again. When operating in a quasi-resonant mode, the switching element 304 again turned on when the voltage V _AUX a certain number of (local) minimas, valleys 501 - 504 , achieves what is the case in the present example at time t ₅ . At the time t ₅ , the cycle starts from the beginning. Hereinafter, the time interval between t ₁ and t _{2 is} referred to as _ON time T _ON , the time interval between t ₂ and t ₄ is referred to as OFF time T _OFF , and the time interval between t ₄ and t ₅ is referred to as waiting time T _W. The switch-on time T _ON , the switch-off time T _OFF and the wait time T _W can be described with equations 7-9:

where f _{R is} the resonant frequency in the quasi-resonant mode (see Equation 1), and n is the number of valleys in a sequence starting at one, and

bei der f_SW die Schaltfrequenz des Schaltelements 304 ist. Die resultierende Primärleistung P_P ist gemäß Gleichung 11: P_P = 1 / 2·L_P·I 2 / LPK·f_SW. (11) at the f _SW, the switching frequency of the switching element 304 is. The resulting primary power P _P is according to Equation 11: P _P = 1/2 × L _P × I 2 / LPK × f _SW . (11)

Das Nulldurchgangssignal ZCD kann nicht nur die Nulldurchgänge der Hilfsspannung V_AUX bereitstellen, sondern es kann auch die Basis für die Berechnung der BULK-Spannung V_BULK und der Ausgangsspannung V_OUT bilden. Allerdings können andere Möglichkeiten, jene Parameter zu bestimmen, ebenso gut eingesetzt werden. Not only can the zero crossing signal ZCD provide the zero crossings of the auxiliary voltage V _AUX , but it can also form the basis for the calculation of the BULK voltage V _BULK and the output voltage V _OUT . However, other ways to determine those parameters can be used as well.

5 ist ein Diagramm, das die Schaltfrequenz f_SW über dem maximalen Transformatorstrom I_LPK bei geringer Ausgangsleistung P_LOW, mittlerer Ausgangsleistung P_MED und hoher Ausgangsleistung P_HIGH zeigt. Die Kurven für die jeweiligen Ausgangsleistungen können von Gleichung 11 abgeleitet und als Gleichung 1 umformuliert werden:

5 is a diagram showing the switching frequency f _SW over the maximum transformer current I _LPK at low output power P _LOW , average output power P _MED and high output power P _HIGH . The curves for the respective output powers can be derived from Equation 11 and reformulated as Equation 1:

Die Kurven für die geringe Ausgangsleistung P_LOW, die mittlere Ausgangsleistung P_MED und die hohe Ausgangsleistung P_HIGH überschneiden sich mit den Kurven, die Täler V1–V7 repräsentieren. Es wird angenommen, dass der Wandler bei hoher Leistung P_HIGH und im Tal V1 betrieben wird, d. h. bei einem Arbeitspunkt OP1. Wenn sich die Leistung verringert, bewegt sich die Leistungskurve beispielsweise wie eingezeichnet zu kleineren Werten von I_LPK, wobei sich die Kurven für geringe Ausgangsleistung P_LOW und mittlere Ausgangsleistung P_MED und folglich der Arbeitspunkt OP1 entlang der Kurve des Tals V1 zu höheren Schaltfrequenzen f_SW bewegen. Allerdings sind die unerwünschten Leistungsverluste des Leistungswandlers umso höher, je höher die Schaltfrequenzen f_SW sind. Wenn im Gegensatz dazu die Ausgangsleistung ansteigt, verringert sich die Schaltfrequenz f_SW und kann sich mit dem hörbaren Frequenzbereich überlagern, d. h. es kann unerwünschtes akustisches Rauschen erzeugt werden. Daher wird der Frequenzbereich bei dem vorliegenden Beispiel auf einen geeigneten Bereich zwischen einer maximalen Schaltfrequenz f_SWmax und einer minimalen Schaltfrequenz f_SWmin begrenzt. Ein festes Tal, wie es normalerweise eingesetzt wird, kann zu einem Arbeitspunkt OP1 führen, der sich außerhalb des begrenzten Schaltfrequenzbereichs befindet, was bedeutet, dass der Leistungswandler einfach nicht dazu in der Lage ist, die erforderliche Leistung zu liefern. Deshalb wird der vorliegende Leistungswandler so betrieben, dass er zu einem Tal mit einer höheren Nummer n schaltet (z. B. von V1 nach V2 oder V3, etc.), wenn die gegenwärtige Frequenz gleich oder größer als der Maximalschaltfrequenz-Schwellenwert bei der Frequenz f_SWmax ist, und auf ein Tal mit einer kleineren Zahl n (z. B. von V3 nach V2, etc.), wenn die gegenwärtige Frequenz gleich oder kleiner als der Minimalschaltfrequenz-Schwellenwert bei einer Frequenz f_SWmin ist, um den Arbeitspunkt innerhalb des gewünschten Frequenzbereichs zu halten. Der gewünschte vorgegebene Frequenzbereich kann fest sein, oder er kann abhängig von bestimmten Parametern anpassbar sein. Wie aus 5 ersichtlich ist, kann sich der Arbeitspunkt von seiner Position OP1 zu einer Position OP2 bei der maximalen Schaltfrequenz f_SWmax bewegen, wo er von dem Tal V1 auf das Tal V3 mit einem Arbeitspunkt OP3 schaltet. Die Schaltfrequenz f_SW bei einem Arbeitspunkt auf einer Talkurve Vn (n = 1, 2, 3...) kann als Gleichung 13 beschrieben werden:

The low output power curves P _LOW , the average output power P _MED and the high output power P _HIGH intersect with the curves representing valleys V1-V7. It is assumed that the converter is operated at high power P _HIGH and in the valley V1, ie at an operating point OP1. For example, as the power decreases, the power curve moves to smaller values of I _LPK as shown, with the low output power curves P _LOW and average output power P _MED, and hence the operating point OP1 along the curve of the first stage V1 to higher switching frequencies f _SW move. However, the higher the switching frequencies f _SW , the higher the unwanted power losses of the power converter. In contrast, when the output power increases, the switching frequency f _SW decreases and may interfere with the audible frequency range, ie, undesirable acoustic noise may be generated. Therefore, in the present example, the frequency range is limited to an appropriate range between a maximum switching frequency f _SWmax and a minimum switching frequency f _SWmin . A fixed valley, as normally used, may lead to an operating point OP1 that is outside the limited switching frequency range, which means that the power converter is simply unable to deliver the required power. Therefore, the present power converter is operated to switch to a higher number n valley (eg, from V1 to V2 or V3, etc.) when the current frequency is equal to or greater than the maximum frequency switching frequency threshold f _SWmax , and to a valley having a smaller number n (eg, from V3 to V2, etc.) when the current frequency is equal to or less than the minimum _switching frequency threshold at a frequency f _SWmin to the operating point within of the desired frequency range. The desired predetermined frequency range may be fixed, or it may be adaptable depending on certain parameters. How out 5 As can be seen, the operating point can move from its position OP1 to a position OP2 at the maximum switching frequency f _SWmax , where it switches from the valley V1 to the valley V3 with an operating point OP3. The switching frequency f _SW at an operating point on a talk curve Vn (n = 1, 2, 3...) Can be described as Equation 13:

Bei dem in 3 gezeigten Leistungsschaltwandler kann es sich um einen Leistungsschaltwandler mit mehreren Betriebsarten handeln. Mehrere Betriebsarten bedeutet, dass der Steuerschaltkreis 309 dazu ausgebildet sein kann, in verschiedenen Betriebsarten wie beispielsweise einer quasi-resonanten Betriebsart (QR-n) bei hohen Lasten, einer diskontinuierlichen Betriebsart mit erzwungener Frequenz (DCM1, 2) bei mittleren Lasten und einer Burst-Betriebsart (BM) bei sehr niedrigen Lasten zu arbeiten. Bei dem in 5 gezeigten Diagramm, das sich auf die quasi-resonante Betriebsart bezieht, bewirken Arbeitspunkte unterhalb eines gewissen maximalen Transformatorstroms I_LPK, dass der Wandler auf eine andere Betriebsart umschaltet, was in 6 ausführlicher zu erkennen ist. At the in 3 shown power switching converter may be a power switching converter with multiple modes. Multiple modes means that the control circuit 309 may be configured to operate in various modes such as a quasi-resonant mode (QR-n) at high loads, a forced frequency discontinuous mode (DCM1, 2) at medium loads, and a burst mode (BM) at very low loads to work. At the in 5 shown diagram, which refers to the quasi-resonant mode, operating points below a certain maximum transformer _current I _LPK , that the converter switches to another mode, which in 6 can be seen in more detail.

6 zeigt in ihrem oberen Diagramm das Verhalten der Schaltfrequenz des in 3 gezeigten Wandlers, d. h. dessen Schaltfrequenz f_SW oder Schaltfrequenz-Schwellenwerte über der Rückkopplungsspannung V_FB (die das Rückkopplungssignal FB repräsentiert) für verschiedene Betriebsarten, beispielsweise eine aktive BURST-Betriebsart ABM, eine diskontinuierliche Betriebsart DCM1 mit veränderlichem Spitzenstrom I_PK und einer festen, konstanten Frequenz, einer diskontinuierlichen Betriebsart DCM2 mit einem konstanten Spitzenstrom I_PK und einer erzwungenen veränderlichen Frequenz, und eine quasi-resonante Betriebsart QR-n mit n-tem Talschalten. Das untere Diagramm von 6 veranschaulicht den Spitzenstrom I_pk über der Rückkopplungsspannung V_FB. 6 shows in its upper diagram the behavior of the switching frequency of in 3 converter, ie its switching frequency f _SW or switching frequency thresholds above the feedback voltage V _FB (representing the feedback signal FB) for different modes, for example an active BURST mode ABM, a discontinuous mode DCM1 with variable peak current I _PK and a fixed, constant Frequency, a discontinuous mode DCM2 with a constant peak current I _PK and a forced variable frequency, and a quasi-resonant mode QR-n with n-th valley switching. The bottom diagram of 6 illustrates the peak _current I _pk above the feedback _voltage V _FB .

Der Betrieb mit mehreren Betriebsarten ist nachfolgend in Verbindung mit dem in 7 gezeigten Frequenzschema veranschaulicht. Wie den Gleichungen (11) bis (13) zu entnehmen ist, hängt die Auswahl einer Betriebsart von der Lastbedingung und der BULK-Spannung V_BULK ab. Der Spitzenstrom kann beispielsweise durch ein entsprechendes Stromfühlsignal (nicht gezeigt) in der Schaltersteuerungseinheit 309 eingestellt werden. Die Schaltfrequenzen je Betriebsart (ausgenommen BURST-Betriebsart) können wie folgt sein: Operation with several operating modes is described below in connection with the in 7 illustrated frequency scheme illustrates. As can be seen from equations (11) to (13), the selection of an operating mode depends on the load condition and the BULK voltage V _BULK . The peak current can be detected, for example, by a corresponding current sensing signal (not shown) in the switch control unit 309 be set. The switching frequencies per operating mode (except BURST mode) can be as follows:

Zwischen eingestellten Punkten A und B ist die Schaltfrequenz f_SW konstant; die Frequenzkurve ist lediglich eine horizontale Linie. Between set points A and B, the switching frequency f _{SW is} constant; the frequency curve is just a horizontal line.

Zwischen eingestellten Punkten D und C ist die Schaltfrequenz f_SW erzwungen aber nicht konstant. Sie ist direkt durch die Rückkopplungsspannung gegeben, was durch die ansteigende Linie zwischen D und C zu erkennen ist, die entweder durch die minimale Schaltfrequenzkurve zwischen den eingestellten Punkten B und C gegeben ist, oder durch die maximale Schaltfrequenzkurve zwischen den eingestellten Punkten B und C. Abhängig von der BULK-Spannung V_BULK und der Dimensionierung des Systems können ein DCM-Betrieb oder ein QR-Betrieb erfolgen. Between set points D and C, the switching frequency f _{SW is} forced but not constant. It is given directly by the feedback voltage, which can be seen by the rising line between D and C, given either by the minimum switching frequency curve between the set points B and C, or by the maximum switching frequency curve between the set points B and C. Depending on the BULK voltage V _BULK and the dimensioning of the system, a DCM operation or a QR operation can take place.

In der Betriebsart QR-n liegt die Schaltfrequenz zwischen der QR-Maximalschaltfrequenzgrenzkurve von dem eingestellten Punkt C und der Minimalschaltfrequenzgrenzkurve vom eingestellten Punkt E bis zum eingestellten Punkt F. Die Schaltfrequenz f_SW stellt hier eine Funktion des Spitzenstroms dar, wie er durch die Spannung V_CS repräsentiert wird, des ausgewählten Tals n, und der BULK-Spannung V_BULK. Daher sind die oberen und unteren Grenzen in der Betriebsart QR-n (n = 1, 2, 3 ...) nicht konstant wie bei dem in 6 gezeigten Beispiel. In the QR-n mode, the switching frequency is between the QR maximum switching frequency limit curve from the set point C and the minimum switching frequency limit curve from the set point E to the set point F. Here, the switching frequency f _SW represents a function of the peak current as represented by the voltage V _CS , the selected valley n, and the BULK voltage V _BULK . Therefore, the upper and lower limits in the mode QR-n (n = 1, 2, 3...) Are not constant as in FIG 6 shown example.

Die Schaltersteuerungseinheit 309 wählt den Betriebsmodus aus den Betriebsarten ABM, DCM1, DCM2 oder QR-n aus und im Fall der Betriebsart QR-n die Nummer n des Tals, das geeignet ist, die Anforderungen zu erfüllen. The switch control unit 309 selects the operating mode from the modes ABM, DCM1, DCM2 or QR-n and, in the case of the mode QR -n, the number n of the valley which is suitable to meet the requirements.

Die BURST-Betriebsart ABM wird unter geringen Lastbedingungen aufgenommen, um auch eine flache Wirkungsgradkurve bis hinab zu "keine Last" zu steuern. Die Übergangs-Betriebsart DCM2 stellt die Phase zwischen dem Betrieb in einer diskontinuierlichen Strom-Betriebsart DCM1 und dem betrieb in einer quasi-resonanten Betriebsart QR-n dar. In der quasi-resonanten Betriebsart QR-n arbeitet der Leistungswandler mit dem Überspringen von Nulldurchgängen zwischen der Maximalfrequenzgrenzkurve C-D-E und der Maximalfrequenzgrenzkurve C-E-F, wie sie in 6 gezeigt sind. Das Talschalten erfolgt in QR-n abhängig von der Talnummer n. Das Nulldurchgangssignal ZCD wird mit einem internen Schwellenwert verglichen, um ein Triggersignal zum Schalten des Schaltelements 304 zu erzeugen. Das Triggersignal kann verzögert werden mittels einer integrierten Ausbreitungsverzögerung, die so ausgebildet sein kann, dass Sie das Einschalten des Schaltelements 304 im Minimum des Überschwingertals unterstützt. The BURST ABM mode is used under light load conditions to control even a flat efficiency curve down to no load. The transition mode DCM2 represents the phase between operation in a discontinuous current mode DCM1 and quasi-resonant mode QR-n operation. In the quasi-resonant mode QR-n, the power converter operates to skip zero crossings the maximum frequency limit curve CDE and the maximum frequency limit curve CEF, as shown in FIG 6 are shown. The valley switching occurs in QR-n depending on the valley number n. The zero crossing signal ZCD is compared with an internal threshold value to provide a trigger signal for switching the switching element 304 to create. The trigger signal may be delayed by means of an integrated propagation delay that may be configured to enable the switching element to turn on 304 supported in the minimum of the Überschwingertal.

Das Einschalten des Schaltelements 304 wird in dieser Betriebsart mittels einer Nulldurchgangsermittlung basierend auf dem Signal ZCD festgelegt. Das Auftreten von Nulldurchgängen beginnt, sobald der Transformator 100, nachdem das Schaltelement 304 ausgeschaltet wird, entmagnetisiert wird. Das nächste Einschalten wird ausgelöst, sobald die Anzahl der gezählten Nulldurchgänge mit der Anzahl übereinstimmt, die, beispielsweise, ein Auf-/Abwärtszähler für die Talnummer n gespeichert hat. Der Zähler zählt um eins aufwärts, wenn die Maximalfrequenz-Grenzkurve überschritten wird, und er zählt um eins abwärts, wenn die Minimalfrequenz-Grenzkurve unterschritten wird. Die Maximalzahl des Auf-/Abwärtszählers ist durch den konfigurierbaren Parameter, d.h. die Talnummer n, gegeben. The switching on of the switching element 304 is set in this mode by means of zero-crossing detection based on the signal ZCD. The occurrence of zero crossings starts as soon as the transformer 100 after the switching element 304 is switched off, is demagnetized. The next power-on is triggered as soon as the number of counted zero crossings matches the number, which, for example, has stored an up / down counter for the valley number n. The counter increments by one when the maximum frequency limit curve is exceeded, and counts down by one when the minimum frequency limit curve is undershot. The maximum number of the up / down counter is given by the configurable parameter, ie the valley number n.

Die Schaltfrequenz eines jeden Schaltzyklus kann auf dem oberen Schaltfrequenz-Schwellenwert festgehalten werden, wenn der ausgewählte Talschaltbetrieb zu einer Schaltfrequenz führt, die höher ist als der obere Schaltfrequenz-Schwellenwert. The switching frequency of each switching cycle may be retained at the upper switching frequency threshold when the selected valley operation results in a switching frequency higher than the upper switching frequency threshold.

Ähnlich kann die Schaltfrequenz eines jeden Schaltzyklus kann auf dem unteren Schaltfrequenz-Schwellenwert festgehalten werden, wenn der ausgewählte Talschaltbetrieb zu einer Schaltfrequenz führt, die geringer ist als der untere Schaltfrequenz-Schwellenwert. Similarly, the switching frequency of each switching cycle may be held at the lower switching frequency threshold when the selected valley operation results in a switching frequency that is less than the lower switching frequency threshold.

Während verschiedene Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben wurden, ist für Fachleute erkennbar, dass im Rahmen der Erfindung wesentlich mehr Ausgestaltungen und Implementierungen möglich sind. Entsprechend darf die Erfindung außer im Licht der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente nicht beschränkt werden. While various embodiments of the invention have been described, it will be appreciated by those skilled in the art that much more embodiments and implementations are possible within the scope of the invention. Accordingly, the invention should not be limited except in the light of the appended claims and their equivalents.

In einem oder mehreren Beispielen können die hier beschriebenen Funktionen wenigstens teilweise hardwaremäßig implementiert werden, wie etwa durch spezielle Hardwarekomponenten oder einen Prozessor. Allgemeiner können die Techniken hardwaremäßig, durch Prozessoren, Software, Firmware oder irgendeine Kombination davon implementiert werden. Bei Implementierung in Software können die Funktionen auf einem maschinenlesbaren Medium gespeichert oder als eine oder mehrere Anweisungen oder Code auf einem solchen übermittelt werden und durch eine auf Hardware basierende Verarbeitungseinheit ausgeführt werden. Zu maschinenlesbaren Medien können maschinenlesbare Speichermedien gehören, welche einem physisch greifbaren Medium wie etwa einem Datenspeichermedium entsprechen, oder Kommunikationsmedien, wozu ein beliebiges Medium gehört, welches eine Übertragung eines Computerprogramms von einem Ort zu einem anderen ermöglicht, z B. gemäß einem Kommunikationsprotokoll. Auf diese Weise können maschinenlesbare Medien im Allgemeinen entsprechen (1) physisch greifbaren maschinenlesbaren Speichermedien, welche nicht flüchtig sind, oder (2) einem Kommunikationsmedium wie etwa einem Signal oder einer Trägerwelle. Datenspeichermedien können beliebige verfügbare Medien sein, auf die durch einen oder mehrere Computer oder einen oder mehrere Prozessoren zugegriffen werden kann, um Anweisungen, Code und/oder Datenstrukturen zur Implementierung der in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken abzurufen. Ein Computerprogrammprodukt kann ein maschinenlesbares Medium aufweisen. In one or more examples, the functions described herein may be implemented at least partially in hardware, such as by special hardware components or a processor. More generally, the techniques may be implemented in hardware, processors, software, firmware, or any combination thereof. When implemented in software, the functions may be stored on a machine-readable medium or transmitted as one or more instructions or code thereon and executed by a hardware-based processing unit. Machine-readable media may include machine-readable storage media corresponding to a physically tangible medium, such as a data storage medium, or communication media, including any medium that facilitates transmission of a computer program from one location to another, eg, according to a communication protocol. In this manner, machine-readable media may generally correspond to (1) physically tangible machine-readable storage media that is non-volatile, or (2) a communication medium such as a signal or carrier wave. Data storage media may be any available media that can be accessed by one or more computers or one or more processors to retrieve instructions, code, and / or data structures for implementing the techniques described in this disclosure. A computer program product may comprise a machine-readable medium.

Beispielsweise, und ohne Einschränkung hierauf, können solche maschinenlesbaren Speichermedien RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM oder andere optische Plattenspeicher, magnetische Plattenspeicher oder andere magnetische Speichereinrichtungen, Flash-Speicher oder jedes andere Medium sein, das verwendet werden kann, um gewünschten Programmcode in der Form von Anweisungen oder Datenstrukturen zu speichern und auf das durch eine Maschine zugegriffen werden kann. Außerdem kann jede Verbindung zutreffend als ein maschinenlesbares Medium, d. h. ein maschinenlesbares Übertragungsmedium, bezeichnet werden. Wenn zum Beispiel Anweisungen von einer Website, einem Server oder einer anderen entfernten Quelle unter Verwendung eines Koaxialkabels, eines Glasfaserkabels, eines verdrillten Adernpaares, einer digitalen Teilnehmerleitung (Digital Subscriber Line, DSL) oder drahtloser Techniken, wie etwa Infrarot, Funkwellen und Mikrowellen, übertragen werden, dann werden. das Koaxialkabel, das Glasfaserkabel, das verdrillte Adernpaar, DSL oder die drahtlosen Techniken, wie etwa Infrarot, Funkwellen und Mikrowellen, von der Definition des Mediums mit umfasst. Es versteht sich jedoch, dass maschinenlesbare Speichermedien und Datenspeichermedien nicht Verbindungen, Trägerwellen, Signale oder andere transiente Medien mit beinhalten, sondern dass sich der Begriff vielmehr auf nicht transiente, physisch greifbare Medien bezieht. Der Begriff ”Platte”, wie er hier verwendet wird, beinhaltet Kompaktplatte (Compact Disc, CD), Laserdisc, optische Platte, Digital Versatile Disc (DVD), Diskette und Blue-ray Disc, wobei ”Disks” Daten gewöhnlich magnetisch reproduzieren, während ”Discs” Daten optisch mit Lasern reproduzieren. Kombinationen der obigen Medien sind ebenfalls im Bedeutungsumfang von ”maschinenlesbare Medien” enthalten. By way of example, and not limitation, such machine-readable storage media may be RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM or other optical disk storage, magnetic disk storage or other magnetic storage devices, flash memory or any other medium that may be used to provide desired program code the form of instructions or data structures that can be accessed and accessed by a machine. In addition, each compound may be properly described as a machine readable medium, i. H. a machine-readable transmission medium. For example, when transmitting instructions from a website, server, or other remote source using a coaxial cable, a fiber optic cable, a twisted pair, a Digital Subscriber Line (DSL), or wireless technologies such as infrared, radio waves, and microwaves be, then become. includes coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair, DSL or wireless techniques such as infrared, radio waves and microwaves, from the definition of the medium. It is understood, however, that machine-readable storage media and data storage media do not include links, carrier waves, signals, or other transient media, but rather, the term refers to non-transient, tangible media. As used herein, the term "disk" includes compact disk (CD), laser disk, optical disk, digital versatile disc (DVD), floppy disk, and blue-ray disc, where "disks" usually magnetically reproduce data while "Discs" reproduce data optically with lasers. Combinations of the above media are also included in the scope of "machine-readable media".

Anweisungen können durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden, wie etwa eine oder mehrere Zentraleinheiten (Central Processing Units, CPUs), digitale Signalprozessoren (DSPs), Altzweck-Mikroprozessoren, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits, ASICs), feldprogrammierbare Logikschaltungen (Field Programmable Logic Arrays, FPGAs) oder andere äquivalente integrierte oder diskrete logische Schaltungsanordnungen. Dementsprechend kann sich der Begriff ”Prozessor”, wie er hier verwendet wird, auf eine beliebige von den obigen Strukturen oder eine beliebige andere Struktur, die für eine Implementierung der hier beschriebenen Techniken geeignet ist, beziehen. Weiterhin kann in einigen Aspekten die hier beschriebene Funktionalität innerhalb dedizierter Hardware-und/oder Softwaremodule vorgesehen sein, die zum Kodieren oder Dekodieren in einem gemeinsamen CODEC ausgebildet sind. Außerdem könnten die Techniken vollständig in einer oder mehreren Schaltungen oder einem oder mehreren Logikelementen implementiert sein. Instructions may be executed by one or more processors, such as one or more central processing units (CPUs), digital signal processors (DSPs), general purpose microprocessors, application specific integrated circuits (ASICs), field programmable logic circuits (Field Programmable logic arrays, FPGAs) or other equivalent integrated or discrete logic circuitry. Accordingly, the term "processor" as used herein may refer to any of the above structures or any other structure suitable for implementation of the techniques described herein. Furthermore, in some aspects, the functionality described herein may be provided within dedicated hardware and / or software modules configured for encoding or decoding in a common CODEC. Additionally, the techniques could be fully implemented in one or more circuits or one or more logic elements.

Die Verfahren dieser Offenbarung können in einer breiten Vielfalt von Geräten oder Apparaten einschließlich einem drahtlosen Mobilteil, einem integrierten Schaltkreis (IC) oder einem Set von ICs (z.B. einem Chipsatz) implementiert sein. Verschiedene Komponenten, Module oder Einheiten sind in dieser Offenbarung beschrieben, um funktionelle Aspekte von Geräten hervorzuheben, die dazu ausgebildet sind, die dargelegten Techniken auszuführen, aber sie erfordern nicht notwendigerweise eine Realisierung durch verschiedene Hardwareeinheiten. Vielmehr können, wie oben beschrieben, verschiedene Einheiten in einer einzigen Hardwareeinheit kombiniert oder durch eine Ansammlung interoperativer Hardwareeinheiten einschließlich einem oder mehreren Prozessoren wie oben beschrieben in Verbindung mit geeigneter Software und/oder Firmware bereitgestellt werden. The methods of this disclosure may be implemented in a wide variety of devices or apparatus including a wireless handset, an integrated circuit (IC), or a set of ICs (e.g., a chipset). Various components, modules, or units are described in this disclosure to highlight functional aspects of devices configured to perform the techniques set forth, but do not necessarily require implementation by various hardware devices. Rather, as described above, various units may be combined in a single hardware unit or provided by a collection of interoperable hardware units including one or more processors as described above in conjunction with appropriate software and / or firmware.

Claims

A method configured to operate a power switching converter, wherein the power converter is operable to convert an input voltage to an output voltage at a variable switching frequency of a switching element in the power converter, the method comprising: Determining at least one of a minimum switching frequency threshold and a maximum switching frequency threshold; Detecting valleys that occur in a voltage across the switching element when the switching element is in an off state; and either in a quasi-resonant mode, re-engaging the switching element when the nth consecutive valley occurs, where n is an integer equal to or greater than one, such that the current switching frequency is at least one of: lower than the maximum switching frequency threshold and higher than the minimum switching frequency threshold; or in a forced switching frequency mode, turning on the switching element such that the current switching frequency is the maximum or minimum switching frequency.

The method of claim 1, wherein at least one of a minimum switching frequency threshold, a maximum switching frequency threshold, a valley number and a switching mode of a quasi-resonant mode and a forced switching mode is controlled in accordance with at least one parameter of the power converter.

The method of claim 2, wherein the parameter (s) of the power converter of load conditions and feedback conditions of the power converter comprises at least one.

The method of claim 1, wherein the power converter is operated in an additional mode that is not a quasi-resonant mode and a forced switching frequency mode depending on at least one load condition of the power converter.

Method according to claim 4, wherein the at least one load condition is represented by the valley number n and n is compared to at least one threshold valley number; and where the mode is changed when the valley number exceeds or falls below the at least one threshold valley number.

The method of claim 4, wherein the additional mode is a burst mode.

The method of claim 2, wherein a switching frequency of the power converter in the forced frequency mode is constant and a peak primary current of the power converter is variable.

The method of claim 2, wherein a peak primary current of the power converter in the forced frequency mode is constant and a switching frequency of the power converter is variable.

The method of claim 1, wherein the power converter is switched according to a pulse width modulation scheme.

The method of claim 4, wherein the power converter is switched in the additional mode according to a pulse width modulation scheme.

A power switching converter operable to convert an input voltage to an output voltage and comprising: a controllable switching element configured to operate at a variable switching frequency; and a switch control unit configured to control the switching element; wherein the switch control unit is further configured to: receive at least one of a predetermined minimum switching frequency threshold and a predetermined maximum switching frequency threshold; Detect valleys that occur in a voltage across the switching element when the switching element is in an off state; and either, in a quasi-resonant mode, turning on the switching element when an nth consecutive valley occurs, where n is an integer equal to or greater than 1 such that the current switching frequency is at least one of: below the maximum switching frequency threshold and above the minimum switching frequency threshold; or in a forced switching frequency mode, turning on the switching element such that the current switching frequency is the maximum or minimum switching frequency.

11. The power converter of claim 11, wherein at least one of a minimum switching frequency threshold, a maximum switching frequency threshold, a valley number, and a switching mode of a quasi-resonant mode and a forced switching mode is controlled in accordance with at least one parameter of the power converter.

The power converter of claim 12, wherein the parameter (s) of the power converter from load conditions and feedback conditions of the power converter comprises at least one.

The power converter of claim 11, wherein the power converter is configured to operate in an additional mode that is not a quasi-resonant mode and a forced switching frequency mode depending on at least one load condition of the power converter.

Power converter according to claim 14, wherein the at least one load condition is represented by the valley number n and n is compared to at least one threshold valley number; and wherein the power converter is adapted to change its operating mode when the valley number exceeds or falls below the at least one threshold valley number.

The power converter of claim 14, wherein the additional mode is a burst mode.

A power converter according to claim 12, wherein in the forced frequency mode the power converter is adapted to maintain its switching frequency constant and to vary its peak primary current.

A power converter according to claim 12, wherein in the forced frequency mode the power converter is adapted to maintain its peak primary current constant and to change its switching frequency.

The power converter of claim 11, wherein the power converter is configured to switch in accordance with a pulse width modulation scheme.

The power converter of claim 14, wherein the power converter in the additional mode is configured to switch in accordance with a pulse width modulation scheme.

A machine-readable storage device storing machine-executable instructions that, in response to the execution, cause a processing component to: store at least one of a minimum switching frequency threshold and a maximum switching frequency threshold; Detect valleys that occur in a voltage across the switching element when the switching element is in an off state; and either, in a quasi-resonant mode, to turn on the switching element when an nth consecutive valley occurs, where n is an integer equal to or greater than one, such that the current switching frequency is at least one of: below the maximum switching frequency threshold and above the minimum switching frequency threshold; or, in a forced switching frequency mode, turning on the switching element such that the current switching frequency is the maximum or minimum switching frequency.

The machine-readable memory device of claim 11, wherein at least one of a minimum switching frequency threshold, a maximum switching frequency threshold, a valley number, and a switching mode of a quasi-resonant mode and a forced switching mode is controlled in accordance with at least one parameter of the power converter.

The machine-readable memory device of claim 22, wherein the parameter (s) of the power converter from load conditions and feedback conditions of the power converter comprises at least one.

The machine readable memory device of claim 1, wherein a power converter is operated in an additional mode that is not a quasi-resonant mode and a forced switching frequency mode.

Machine-readable storage device according to claim 24, wherein the at least one load condition is represented by the valley number n and n is compared to at least one threshold valley number; and where the mode is changed to when the valley number exceeds or falls below the at least one threshold valley number.

The machine-readable memory device of claim 24, wherein the additional mode is a burst mode.

The machine-readable memory device of claim 22, wherein in the forced frequency mode, a switching frequency of the power converter is constant and a peak primary current is variable.

The machine-readable memory device of claim 22, wherein in the forced-frequency mode, a peak primary current of the power converter is constant and the switching frequency of the power converter is variable.

The machine-readable memory device of claim 21, wherein a power converter is switched according to a pulse width modulation scheme.

The machine-readable memory device of claim 24, wherein the power converter is switched in the additional mode according to a pulse width modulation scheme.