DE112014001197T5 - Leistungswandler mit mehreren Steuerungen - Google Patents

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Abstract

Eine Leistungswandlersteuerung umfasst eine Primärsteuerung und eine Sekundärsteuerung. Die Primärsteuerung ist gekoppelt, um ein oder mehrere Anforderungssignale von der Sekundärsteuerung zu empfangen und einen Leistungsschalter als Antwort auf jedes der empfangenen Anforderungssignale von einem AUS-Zustand in einen EIN-Zustand umzuschalten. Die Primärsteuerung ist gekoppelt, um eine Ausschaltbedingung zu detektieren, wenn der Leistungsschalter sich im EIN-Zustand befindet, und den Leistungsschalter als Antwort auf die Detektion der Ausschaltbedingung vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand umzuschalten. Die Sekundärsteuerung ist galvanisch von der Primärsteuerung isoliert. Die Sekundärsteuerung ist gekoppelt, um die Anforderungssignale zur Primärsteuerung zu übertragen und die Zeitdauer zwischen der Übertragung der einzelnen Anforderungssignale zu steuern.

Description

  • PRIORITÄTSANSPRUCH
  • Diese Anmeldung beansprucht gemäß Artikel 8 des Patentzusammenarbeitsvertrags (PCT) die Priorität der US-Patentanmeldung Nr. 13/791.459, die am 8. März 2013 eingereicht wurde.
  • HINTERGRUNDINFORMATIONEN
  • Gebiet der Offenbarung
  • Diese Offenbarung betrifft Leistungsversorgungsvorrichtungen und insbesondere Steuerschaltungen für Leistungsversorgungsvorrichtungen.
  • Hintergrund
  • Schalt-Leistungsversorgungsvorrichtungen werden häufig in Haushalts- oder Industriegeräten eingesetzt, um eine Wechselstrom-Eingangsspannung, bei der es sich um Hochspannung mit niedriger Frequenz (z. B. 50 Hz oder 60 Hz) handelt, in eine Gleichstrom-Ausgangsspannung mit einem erforderlichen Wert umzuwandeln. Beispielsweise können Schalt-Leistungsversorgungsvorrichtungen in elektronischen Geräten beinhaltet sein, wie beispielsweise in Batterieladegeräten für mobile elektronische Geräte. Verschiedene Arten von Schalt-Leistungsversorgungsvorrichtungen sind aufgrund ihrer gut geregelten Ausgabe, hohen Effizienz und geringen Größe zusammen mit ihren Sicherheits- und Schutzfunktionen beliebt. Beliebte Topologien von Schalt-Leistungsversorgungsvorrichtungen umfassen Sperrwandler, Eintaktflusswandler, Aufwärtswandler, Abwärtswandler, Halbbrückenwandler und Vollbrückenwandler, neben zahlreichen anderen, einschließlich Resonanzwandlern.
  • Schalt-Leistungsversorgungsvorrichtungen können ein Energieübertragungselement, einen Leistungsschalter und Steuerschaltungen umfassen, die dazu dienen, den Wert der Leistungswander-Ausgangsspannung zu regeln. Das Energieübertragungselement (z. B. ein gekoppelter Induktor) kann eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung umfassen, die galvanisch voneinander isoliert sind. Die Primärwicklung kann mit Schaltungen auf der Eingangsseite des Leistungswandlers, z. B. mit dem Leistungsschalter, gekoppelt sein. Die Sekundärwicklung kann mit Schaltungen auf der Ausgangsseite des Leistungswandlers gekoppelt sein, welche die geregelte Ausgangsspannung zur elektrischen Last zuführen.
  • Der Leistungsschalter (z. B. Hochspannungs-Leistungsschalter) kann mit der Primärwicklung des Energieübertragungselements gekoppelt sein, um den Strom durch die Primärwicklung zu steuern. Die Steuerschaltungen des Leistungswandlers können die Ausgangsspannung abfühlen und den Zustand des Leistungsschalters steuern, um die Übertragung von Energie von der Primärspule zur Sekundärspule als Antwort auf die abgefühlte Ausgangsspannung zu steuern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Nicht einschränkende und nicht erschöpfende Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren beschrieben, wobei sich ähnliche Bezugszahlen auf ähnliche Teile in den verschiedenen Figuren beziehen können.
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Leistungswandlers, der eine Primärsteuerung, eine Sekundärsteuerung und einen Leistungsschalter umfasst.
  • 2 ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Gehäuses einer integrierten Schaltung, das eine Primärsteuerung, eine Sekundärsteuerung und einen Leistungsschalter umfasst.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer beispielhaften Sekundärsteuerung eines Leistungswandlers beschreibt.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer beispielhaften Primärsteuerung eines Leistungswandlers beschreibt.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer beispielhaften Primärsteuerung und einer beispielhaften Sekundärsteuerung eines Leistungswandlers beschreibt.
  • 6 zeigt verschiedene Wellenformen, die während des Betriebs einer beispielhaften Primärsteuerung und einer beispielhaften Sekundärsteuerung erzeugt werden.
  • 7A ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Gehäuses einer integrierten Schaltung, das eine magnetisch gekoppelte Kommunikationsverbindung umfasst.
  • 7B ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Gehäuses einer integrierten Schaltung, das eine optisch gekoppelte Kommunikationsverbindung umfasst.
  • 8 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften nichtisolierten Leistungswandlers, der eine beispielhafte Primärsteuerung und eine beispielhafte Sekundärsteuerung umfasst.
  • 9 zeigt verschiedene alternative Wellenformen, die während des Betriebs einer beispielhaften Primärsteuerung und einer beispielhaften Sekundärsteuerung erzeugt werden.
  • Entsprechende Bezugszeichen können entsprechende Komponenten in den verschiedenen Darstellungen der Zeichnungen bezeichnen. Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung werden erkennen, dass Elemente in den Figuren zur einfachen und klaren Darstellung veranschaulicht sind und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind. Herkömmliche, aber wohlbekannte Elemente, die in handelsüblich umsetzbaren Ausführungsformen nützlich oder notwendig sind, sind häufig nicht dargestellt, um das Verständnis der verschiedenen Ausführungsformen zu erleichtern.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • In der nachfolgenden Beschreibung sind zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Für Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung wird jedoch offensichtlich sein, dass ein spezifisches Detail nicht vorhanden sein muss, um die vorliegende Erfindung umzusetzen. In anderen Fällen wurden allgemein bekannte Materialien oder Verfahren nicht im Detail beschrieben, um eine Verschleierung der vorliegenden Erfindung zu vermeiden.
  • Wird in dieser Patentschrift auf „eine einzelne Ausführungsform”, „eine Ausführungsform”, „ein einzelnes Beispiel” oder „ein Beispiel” Bezug genommen, bedeutet dies, dass ein(e) bestimmtes) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft, die in Bezug auf die Ausführungsformen oder das Beispiel beschrieben ist, in zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorhanden ist. Somit beziehen sich die Phrasen „in einer einzelnen Ausführungsform”, „in einer Ausführungsform”, „ein einzelnes Beispiel” oder „ein Beispiel” nicht bei jedem Auftreten an verschiedenen Stellen innerhalb dieser Patentschrift notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform oder dasselbe Beispiel. Darüber hinaus können die bestimmten Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften in beliebigen geeigneten Kombinationen und/oder Subkombinationen in einer/m oder mehreren Ausführungsformen oder Beispielen kombiniert sein. Bestimmte Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften können in einer integrierten Schaltung, einer elektronischen Schaltung, einer kombinatorischen Logikschaltung oder anderen geeigneten Komponenten enthalten sein, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen.
  • Ein Leistungswandler gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Primärsteuerung und eine Sekundärsteuerung, die galvanisch voneinander isoliert sind, z. B. durch eine Kommunikationsverbindung. Die Primärsteuerung kann gekoppelt sein, um einen Zustand eines Leistungsschalters zu steuern, um die Übertragung von Energie von einem Eingang des Leistungswandlers zu einem Ausgang des Leistungswandlers zu steuern. Die Sekundärsteuerung kann mit Schaltungskomponenten am Ausgang des Leistungswandlers gekoppelt sein, um eine Ausgangsgröße des Leistungswandlers abzufühlen. Obwohl die Primärsteuerung und die Sekundärsteuerung galvanisch voneinander isoliert sind, kann die Sekundärsteuerung Signale an die Primärsteuerung übertragen, um zu steuern, wie die Primärsteuerung den Leistungsschalter schaltet. Beispielsweise kann die Sekundärsteuerung als Antwort auf eine abgefühlte Ausgangsgröße des Leistungswandlers Signale an die Primärsteuerung übertragen.
  • In manchen Beispielen können die Primär- und Sekundärschaltung der vorliegenden Offenbarung in einem isolierten Leistungswandler (z. B. Sperrwandler) enthalten sein, wobei die Eingangsanschlüsse des isolierten Leistungswandlers durch ein Energieübertragungselement (z. B. einen gekoppelten Induktor) galvanisch von den Ausgangsanschlüssen des isolierten Leistungswandlers isoliert sind. In diesen Beispielen kann die Primärsteuerung mit Schaltungen auf der Primärseite des isolierten Leistungswandlers, z. B. mit einem Leistungsschalter, gekoppelt sein. Die Sekundärsteuerung kann mit Schaltungen auf der Sekundärseite des isolierten Leistungswandlers gekoppelt sein, um eine Ausgangsgröße des isolierten Leistungswandlers abzufühlen.
  • In manchen Beispielen können die Primär- und Sekundärschaltung der vorliegenden Offenbarung in einem nichtisolierten Leistungswandler (z. B. nichtisolierten Abwärtswandler) enthalten sein, wobei die Eingangsanschlüsse des nichtisolierten Leistungswandlers nicht galvanisch von den Ausgangsanschlüssen isoliert sind. Bei Verwendung in einem nichtisolierten Leistungswandler können die Primär- und Sekundärsteuerung galvanisch voneinander isoliert sein (z. b. durch eine Kommunikationsverbindung), obwohl die Eingangsanschlüsse und Ausgangsanschlüsse des nichtisolierten Leistungswandlers nicht galvanisch voneinander isoliert sind.
  • Die Primär- und Sekundärsteuerung können dazu dienen, um eine Ausgangsgröße (z. B. Spannung und/oder Strom) des Leistungswandlers zu regeln, die zu einer Last zugeführt wird. Beispielsweise können die Primär- und Sekundärsteuerung dazu dienen, die Ausgangsspannung des Leistungswandlers als Antwort auf eine abgefühlte Ausgangsspannung auf einen gewünschten Ausgangsspannungswert zu steuern. Obwohl die Primär- und Sekundärsteuerung die Ausgangsspannung als Antwort auf eine abgefühlte Ausgangsspannung regeln können, können die Primär- und Sekundärspannung in manchen Beispielen die Ausgangsspannung und/oder den Ausgangsstrom des Leistungswandlers als Antwort auf eine(n) abgefühlte(n) Ausgangsspannung und/oder Ausgangsstrom regeln.
  • Die Sekundärsteuerung ist gekoppelt, um ein Energieanforderungssignal (hierin im Folgenden „Anforderungssignal”) an die Primärsteuerung zu senden. Die Primärsteuerung ist gekoppelt, um den Leistungsschalter in einen EIN-Zustand (z. B. einen geschlossenen Schalter) zu setzen, wenn die Primärsteuerung das Anforderungssignal empfängt. Demgemäß kann die Sekundärsteuerung der vorliegenden Offenbarung steuern, wann der Leistungsschalter in den EIN-Zustand gesetzt wird. Nachdem die Primärsteuerung den Leistungsschalter in den EIN-Zustand gesetzt hat, bestimmt die Primärsteuerung, wann der Leistungsschalter in den AUS-Zustand (z. B. ein offener Schaltkreis) gesetzt wird. Demgemäß kann die Primärsteuerung steuern, wann der Leistungsschalter auf AUS geschaltet wird. Mit anderen Worten kann die Primärsteuerung steuern, wie lange der Leistungsschalter im EIN-Zustand bleibt. Wie hierin nachstehend beschrieben kann die Sekundärsteuerung eine Zeitgeberschaltung umfassen, die steuert, wie oft der Leistungsschalter durch die Primärsteuerung in den EIN-Zustand gesetzt werden kann. Anders gesagt kann die Sekundärsteuerung die Geschwindigkeit (z. B. Maximalgeschwindigkeit) steuern, mit welcher der Leistungsschalter in den EIN-Zustand gesetzt wird.
  • Die Primärsteuerung kann Schaltungen umfassen, die den Zustand des Leistungsschalters festlegen (z. B. Primärschalter-Steuerschaltung 250 aus 2). Im Allgemeinen kann die Primärsteuerung den Leistungsschalter in einem AUS-Zustand halten, bis ein Anforderungssignal von der Sekundärsteuerung empfangen wird. Als Antwort auf das Anforderungssignal kann die Primärsteuerung den Leistungsschalter in einen EIN-Zustand setzen. Nachdem der Leistungsschalter in den EIN-Zustand gesetzt wurde, kann die Primärsteuerung bestimmen, wann der Schalter als Antwort auf eine oder mehrere von verschiedenen Bedingungen, die hierin als „Ausschaltbedingungen” bezeichnet werden, auf AUS gesetzt wird. In manchen Beispielen kann die Primärsteuerung den Schaltstrom durch den Leistungsschalter abfühlen und den Leistungsschalter in einen AUS-Zustand setzen, wenn der Schaltstrom einen Schwellenstromwert erreicht, während der Leistungsschalter im EIN-Zustand ist. In anderen Beispielen kann die Primärschaltung gekoppelt sein, um den Leistungsschalter für einen Zeitraum in den EIN-Zustand zu setzen, der hierin als „Leitzeitraum” bezeichnet wird. Die Primärsteuerung kann den Leistungsschalter in den AUS-Zustand setzen, nachdem der Leitzeitraum abgelaufen ist. Die Ausschaltbedingungen (z. B. Schwellenstromwert und/oder Leitzeitraum) können in manchen Beispielen festgelegte Mengen sein. In anderen Beispielen kann die Primärsteuerung die Ausschaltbedingungen, z. B. Als Antwort auf Lastbedingungen, anpassen.
  • Die Sekundärsteuerung umfasst Schaltungen, die steuern, wann Anforderungssignale zur Primärsteuerung übertragen werden. Beispielsweise kann die Sekundärsteuerung eine Zeitgeberschaltung und eine Sekundärschalter-Steuerschaltung (z. B. die Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 aus 2) umfassen, die steuert, wie oft Anforderungssignale zur Primärsteuerung gesendet werden, die wiederum steuert, wie oft der Leistungsschalter in einen EIN-Zustand gesetzt wird. Die Sekundärschalter-Steuerschaltung kann ein Anforderungssignal als Antwort auf eine abgefühlte Ausgangsgröße des Leistungswandlers (z. B. Ausgangsspannung) und einen Zustand der Zeitgeberschaltung generieren, wie nachstehend beschrieben ist.
  • Die Zeitgeberschaltung kann in einem aus einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand arbeiten. Im Allgemeinen kann die Zeitgeberschaltung in einem ersten Zustand arbeiten, bis die Zeitgeberschaltung durch die Sekundärschaltung-Schaltersteuerung ausgelöst wird, im zweiten Zustand zu arbeiten. Wie hierin beschrieben kann, wenn die Zeitgeberschaltung sich im zweiten Zustand befindet, die Sekundärschalter-Steuerschaltung davon abgehalten werden, ein Anforderungssignal zu übertragen. Wenn durch die Sekundärschalter-Steuerschaltung ausgelöst, kann die Zeitgeberschaltung vom ersten Zustand in den zweiten Zustand wechseln und für einen Zeitraum, der hierin als „Haltezeitraum” bezeichnet wird, im zweiten Zustand bleiben. Nachdem die Zeitgeberschaltung einen Haltezeitraum lang im zweiten Zustand war, kann die Zeitgeberschaltung zurück in den ersten Zustand wechseln. Die Zeitgeberschaltung kann im ersten Zustand bleiben, bis sie durch die Sekundärschaltung-Schaltersteuerung ausgelöst wird, wie oben beschrieben ist.
  • Die Sekundärschalter-Steuerschaltung ist gekoppelt, um die Ausgangsspannung des Leistungswandlers abzufühlen und zu bestimmen, ob die Ausgangsspannung niedriger ist als eine gewünschte Ausgangsspannung. Die Sekundärschalter-Steuerschaltung kann ein Anforderungssignal an die Primärsteuerung übertragen und die Zeitgeberschaltung auslösen, wenn die abgefühlte Ausgangsspannung niedriger ist als eine gewünschte Ausgangsspannung und sich die Zeitgeberschaltung im ersten Zustand befindet. Beispielsweise kann die Sekundärschalter-Steuerschaltung ein Anforderungssignal an die Primärsteuerung übertragen und außerdem ein Auslösesignal generieren, das die Zeitgeberschaltung auslöst. Da die Primärsteuerung den Leistungsschalter als Antwort auf das Anforderungssignal in den EIN-Zustand setzt, kann die Zeitgeberschaltung zu etwa dem gleichen Zeitpunkt in den zweiten Zustand übergehen, zu dem der Leistungsschalter in den EIN-Zustand gesetzt wird.
  • Wie oben beschrieben kann die Sekundärschalter-Steuerschaltung ein Anforderungssignal übertragen, wenn die Sekundärschalter-Steuerschaltung bestimmt, dass die Ausgangsspannung niedriger ist als die gewünschte Ausgangsspannung und bestimmt, dass die Zeitgeberschaltung sich im ersten Zustand befindet. Unter anderen Umständen, beispielsweise wenn die Zeitgeberschaltung sich im zweiten Zustand befindet oder die Ausgangsspannung höher ist als die gewünschte Ausgangsspannung, kann die Sekundärschalter-Steuerschaltung eine Übertragung des Anforderungssignals zurückhalten. Mit anderen Worten kann die Sekundärschalter-Steuerschaltung entscheiden, das Anforderungssignal nicht zu übertragen, wenn die Zeitgeberschaltung sich im zweiten Zustand befindet und/oder die Ausgangsspannung höher ist als die gewünschte Ausgangsspannung.
  • In einem Beispiel, wenn die Ausgangsspannung des Leistungswandlers höher ist als die gewünschte Ausgangsspannung und die Zeitgeberschaltung sich im ersten Zustand befindet, kann die Sekundärschalter-Steuerschaltung eine Übertragung des Anforderungssignals zurückhalten, bis die Ausgangsspannung auf einen Wert fällt, der niedriger ist als die gewünschte Ausgangsspannung. In diesem Beispiel kann die Sekundärschalter-Steuerschaltung das Anforderungssignal übertragen und die Zeitgeberschaltung auslösen, wenn die Ausgangsspannung unter die gewünschte Ausgangsspannung fällt. In einem anderen Beispiel, wenn die Ausgangsspannung niedriger ist als die gewünschte Ausgangsspannung und die Zeitgeberschaltung sich im zweiten Zustand befindet, kann die Sekundärschalter-Steuerschaltung eine Übertragung des Anforderungssignals zurückhalten, bis die Zeitgeberschaltung in den ersten Zustand wechselt. In diesem Beispiel kann die Sekundärschalter-Steuerschaltung als Antwort darauf, dass die Zeitgeberschaltung in den ersten Zustand übergeht, das Anforderungssignal übertragen und die Zeitgeberschaltung auslösen, zurück in den zweiten Zustand zu gehen, unter der Annahme, dass die Ausgangsspannung immer noch auf einem Wert ist, der niedriger ist als die gewünschte Ausgangsspannung, wenn die Zeitgeberschaltung in den ersten Zustand übergeht.
  • Die Sekundärschalter-Steuerschaltung kann die Geschwindigkeit steuern, mit der Anforderungssignale zur Primärsteuerung übertragen werden. Demgemäß kann die Sekundärschalter-Steuerschaltung die Geschwindigkeit steuern, mit welcher der Leistungsschalter in den EIN-Zustand gesetzt wird, da die Primärsteuerung den Leistungsschalter als Antwort auf jedes Anforderungssignal in den EIN-Zustand setzen kann. Die Sekundärschalter-Steuerschaltung kann die Geschwindigkeit steuern, mit der Anforderungssignale als Antwort auf eine Lastmenge am Ausgang des Leistungswandlers gesendet werden. Beispielsweise kann die Sekundärschalter-Steuerschaltung dazu neigen, Anforderungssignale bei höherer Last mit einer höheren Geschwindigkeit zu senden, während die Ausgangsspannung des Leistungswandlers dazu neigen kann, rascher unter die gewünschte Ausgangsspannung zu fallen als während leichterer Last beim Ausgang. In Beispielen, in denen die Last am Ausgang abnimmt, kann die Sekundärschalter-Steuerschaltung dazu neigen, Anforderungssignale mit geringerer Geschwindigkeit zu übertragen als wenn höhere Last am Ausgang vorhanden ist.
  • Der Haltezeitraum der Zeitgeberschaltung kann eine Maximalgeschwindigkeit festsetzen, mit der Anforderungssignale übertragen werden können, da die Sekundärschalter-Steuerschaltung eine Übertragung eines Anforderungssignals zurückhält, wenn die Zeitgeberschaltung sich im zweiten Zustand befindet. Demgemäß kann der Haltezeitraum der Zeitgeberschaltung eine Maximalgeschwindigkeit festsetzen, mit welcher der Leistungsschalter in den EIN-Zustand gesetzt werden kann. Anders gesagt kann der Haltezeitraum etwa gleich lang sein wie die Maximaldauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anforderungssignalen oder zwei aufeinanderfolgenden Übergängen des Leistungsschalters in den EIN-Zustand. Beispielsweise kann die Sekundärschalter-Steuerschaltung während einer hohen Last Anforderungssignale übertragen, die durch etwa einen Haltezeitraum der Zeitgeberschaltung voneinander getrennt sind.
  • Der Haltezeitraum kann auf einen Wert eingestellt sein, der ausreichend Zeit ermöglicht, damit Energie zur Ausgangsseite des Leistungswandlers übertragen werden kann. In Beispielen, in denen der Leistungswandler ein isolierter Leistungswandler ist, kann der Haltezeitraum auf einen Wert eingestellt sein, der Energieübertragung zur Sekundärseite ermöglicht, nachdem die Primärsteuerung den Leistungsschalter vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand geschaltet hat. Da die Primärsteuerung bestimmt, wie lange der Leistungsschalter im EIN-Zustand bleibt, können der Haltezeitraum der Zeitgeberschaltung und die Ausschaltbedingungen des Leistungsschalters so gewählt sein, dass eine ausreichende Menge Energie übertragen wird, nachdem der Leistungsschalter in den AUS-Zustand gesetzt wurde.
  • Die Primärsteuerung kann die Ausschaltbedingungen (z. B. Schwellenstromwert und/oder Leitzeitraum) als Antwort auf Lastbedingungen am Ausgang des Leistungswandlers anpassen. Beispielsweise kann die Primärsteuerung die Ausschaltbedingungen basierend auf der Geschwindigkeit anpassen, mit welcher die Primärsteuerung Anforderungssignale empfängt. Wie oben beschrieben kann die Primärsteuerung dazu neigen, Anforderungssignale mit einer höheren Geschwindigkeit zu empfangen, wenn der Ausgang höhere Last aufweist. In manchen Beispielen kann die Primärsteuerung Lastbedingungen basierend darauf bestimmen, wie viele Anforderungssignale die Primärsteuerung über einen Zeitraum empfängt. In anderen Beispielen kann die Primärsteuerung Lastbedingungen basierend auf der Zeitdauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anforderungssignalen bestimmen.
  • Im Allgemeinen kann die Primärsteuerung die Ausschaltbedingungen so anpassen, dass der Leistungsschalter für einen längeren Zeitraum im EIN-Zustand gehalten wird, wenn die Last am Ausgang höher ist. Beispielsweise kann die Primärsteuerung den Schwellenstromwert und/oder den Leitzeitraum des Leistungsschalters bei höherer Last erweitern, sodass der Leistungsschalter längere Zeit im EIN-Zustand gehalten wird. Halten des Leistungsschalters im EIN-Zustand für einen längeren Zeitraum kann dazu führen, dass eine größere Menge an Energieübertragung zum Ausgang des Leistungswandlers stattfindet, sodass die Ausgangsspannung des Leistungswandlers während höherer Last auf der gewünschten Ausgangsspannung gehalten wird.
  • Beispielhafte Leistungsversorgungsvorrichtungen gemäß der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 1–10 beschrieben. 1 zeigt einen beispielhaften isolierten Leistungswandler, der eine Primärsteuerung und eine Sekundärsteuerung umfasst, die dazu dienen, eine Ausgangsgröße des isolierten Leistungswandlers auf eine gewünschte Ausgangsgröße zu regeln. 2 zeigt eine detailliertere Ansicht einer beispielhaften Primär- und Sekundärsteuerung. 3–5 sind Flussdiagramme, die den Betrieb einer beispielhaften Primär- und Sekundärsteuerung veranschaulichen. 6 zeigt verschiedenen Wellenformen, die während des Betriebs der beispielhaften Primär- und Sekundärsteuerung erzeugt werden. 7A–7B zeigen beispielhafte Kommunikationsverbindungen, durch welche die Sekundärsteuerung ein Anforderungssignal an die Primärsteuerung senden kann. 8 zeigt einen nichtisolierten Leistungswandler, der eine beispielhafte Primär- und Sekundärsteuerung umfasst. 9–10 beschreiben den Betrieb einer alternativen Sekundärsteuerung.
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Leistungswandlers 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Der beispielhafte Leistungswandler 100 ist ein isolierter Schalt-Leistungswandler, der eine Sperrwandlertopologie aufweist. Obwohl eine Primärseiten-Steuerschaltung 118 und eine Sekundärseiten-Steuerschaltung 120 aus 1 in einem isolierten Leistungswandler enthalten sind, können in anderen Beispielen eine Primärseiten-Steuerschaltung 118 und eine Sekundärseiten-Steuerschaltung 120 in nichtisolierten Leistungsversorgungsvorrichtungen enthalten sein (z. B. in einem nichtisolierten Abwärtswandler, wie er in 8 dargestellt ist).
  • Der Leistungswandler 100 umfasst Eingangsanschlüsse 102-1, 102-2 (gemeinsam „Eingangsanschlüsse 102”) und Ausgangsanschlüsse 104-1, 104-2 (gemeinsam „Ausgangsanschlüsse 104”). Eingangsanschlüsse 102 sind gekoppelt, um eine Eingangsspannung VIN 106 zu empfangen, die eine gleichgerichtete und gefilterte Wechselspannung sein kann. Eingangsanschlüsse 102 können beispielsweise mit einem Vollbrückengleichrichter (nicht dargestellt) und einer Filterkapazität (nicht dargestellt) gekoppelt sein, die gekoppelt sind, um eine Wechselspannung, die von einer Wechselspannungsquelle empfangen wird, gleichzurichten. In einem Beispiel kann die Eingangsspannung VIN 106 eine mit der Zeit variierende Gleichspannung sein. Wie dargestellt wird VIN 106 zu Eingangsanschluss 102-2 verwiesen, der als „Eingangsrückführung 102-2” bezeichnet werden kann.
  • Ausgangsanschlüsse 104 stellen eine Ausgangsspannung VOUT 108 zu einer elektrischen Last (nicht dargestellt) bereit. Nach Inbetriebsetzung von Leistungswandler 100 kann der Leistungswandler 100 den Wert von Ausgangsspannung VOUT 108 auf einen gewünschten Ausgangsspannungswert (z. B. 5 bis 12 V Gleichstrom) regeln. Inbetriebsetzung kann ein Zeitraum sein, der beginnt, wenn Leistungswandler 100 VIN 106 erhält, bis die Steuerschaltungen von Leistungswandler 100 zu arbeiten beginnen, um Ausgangsspannung VOUT 108 von Leistungswandler 100 zu regeln. Demgemäß kann Ausgangsspannung VOUT 108 als „geregelte Ausgangsspannung” bezeichnet werden. Ausgangsanschlüsse 104 sind mit einem Ausgangskondensator 110 gekoppelt, um eine geregelte Ausgangsspannung VOUT 108 auszugleichen. Wie dargestellt wird eine Ausgangsspannung VOUT 108 als Ausgangsanschluss 104-2 bezeichnet, die als „Ausgangsrückführung 104-2” bezeichnet werden kann.
  • Leistungswandler 100 umfasst ein Energieübertragungselement 112. Energieübertragungselement 112 umfasst eine Primärwicklung 114 und eine Sekundärwicklung 116. Energieübertragungselement 112 ist gekoppelt, um Energie von Primärwicklung 114 zu Sekundärwicklung 116 zu übertragen. In einem Beispiel kann Energieübertragungselement 112 ein gekoppelter Induktor sein. Schaltungen, die elektrisch zwischen Eingangsanschlüssen 102 und Primärwicklung 114 gekoppelt sind, können als „Primärseite von Leistungswandler 100” bezeichnet werden. Schaltungen, die elektrisch zwischen Sekundärwicklung 116 und Ausgangsanschlüssen 104 gekoppelt sind, können als „Sekundärseite von Leistungswandler 100” bezeichnet werden. Energieübertragungselement 112 stellt galvanische Isolierung zwischen Schaltungen auf der Primärseite von Leistungswandler 100 und Schaltungen auf der Sekundärseite von Leistungswandler 100 bereit. Demgemäß erzeugt eine Gleichspannung, die zwischen Primärseite und Sekundärseite von Leistungswandler 100 angelegt wird, im Wesentlichen null Strom.
  • Leistungswandler 100 umfasst eine Primärseiten-Steuerschaltung 118 (hierin im „Folgenden Primärsteuerung 118”), eine Sekundärseiten-Steuerschaltung 120 (hierin im „Folgenden Sekundärsteuerung 120”) und einen Leistungsschalter 122. Primärsteuerung 118, Sekundärsteuerung 120 und Leistungsschalter 122 sind in einem Gehäuse einer integrierten Schaltung 124 enthalten, das in 1 als Rechteck dargestellt ist.
  • In einem Beispiel kann das Gehäuse einer integrierten Schaltung 124 einen ersten Nacktchip einer integrierten Schaltung und einen zweiten Nacktchip einer integrierten Schaltung in einer Verkapselung enthalten. Eine Verkapselung kann sich auf ein Gehäuse oder ein Formteil beziehen, das eine oder mehrere Nacktchips einer integrierten Schaltung und einen Teil eines Anschlussrahmens umgibt oder einschließt. Der erste Nacktchip der integrierten Schaltung kann Primärsteuerung 118 und Leistungsschalter 122 umfassen. Der zweite Nacktchip der integrierten Schaltung kann Sekundärsteuerung 120 umfassen. In einem weiteren Beispiel kann das Gehäuse einer integrierten Schaltung 124 drei Nacktchips einer integrierten Schaltung in einer Verkapselung umfassen. Beispielsweise kann das Gehäuse der integrierten Schaltung 124 einen ersten Nacktchip einer integrierten Schaltung, der Leistungsschalter 122 umfasst, einen zweiten Nacktchip einer integrierten Schaltung, der Primärsteuerung 118 umfasst, und einen dritten Nacktchip einer integrierten Schaltung, der Sekundärsteuerung 120 umfasst, enthalten.
  • Der Nacktchip einer integrierten Schaltung, der Primärsteuerung 118 umfasst, und jener, der Sekundärsteuerung 120 umfasst, sind galvanisch voneinander isoliert. Demgemäß ist Sekundärsteuerung 120 galvanisch von Primärsteuerung 118 und Leistungsschalter 122 isoliert. Obwohl Primärsteuerung 118 und Sekundärsteuerung 120 galvanisch voneinander isoliert sind, können Primärsteuerung 118 und Sekundärsteuerung 120 miteinander kommunizieren. In einem Beispiel kann Sekundärsteuerung 120 über eine Kommunikationsverbindung mit Primärsteuerung 118 kommunizieren. In einem Beispiel kann die Kommunikationsverbindung eine magnetisch gekoppelte Kommunikationsverbindung sein. Ein Beispiel für eine magnetisch gekoppelte Kommunikationsverbindung ist unter Bezugnahme auf 7A beschrieben. In einem weiteren Beispiel kann Sekundärsteuerung 120 über eine optisch gekoppelte Kommunikationsverbindung mit Primärsteuerung 118 kommunizieren. Ein Beispiel für eine optisch gekoppelte Kommunikationsverbindung ist unter Bezugnahme auf 7B beschrieben. In anderen Beispielen kann Sekundärsteuerung 120 über andere Arten von Kommunikationsverbindungen, z. B. eine kapazitive Kommunikationsverbindung, mit Primärsteuerung 118 kommunizieren.
  • Obwohl Primärsteuerung 118, Sekundärsteuerung 120 und Leistungsschalter 122 als in einem einzelnen Gehäuse einer integrierten Schaltung enthalten dargestellt sind, können sich in anderen Beispielen eines oder mehrere aus Primärsteuerung 118, Sekundärsteuerung 120 und Leistungsschalter 122 außerhalb des veranschaulichten Gehäuses einer integrierten Schaltung befinden. Beispielsweise kann Leistungsschalter 122 in einem Gehäuse einer integrierten Schaltung enthalten sein, das von einem anderen Gehäuse einer integrierten Schaltung getrennt ist, das Primärsteuerung 118 und Sekundärsteuerung 120 enthält.
  • Außerhalb des Gehäuses einer integrierten Schaltung 124 befindliche Schaltungen können elektrisch mit Gehäuseanschlüssen D 126-1, S 126-2, PBP 126-3, FWD 126-4, BP 126-5, GND 126-6 und FB 126-7 (gemeinsam „Gehäuseanschlüsse 126”) des Gehäuses einer integrierten Schaltung 124 gekoppelt sein. Gehäuseanschlüsse 126 des Gehäuses einer integrierten Schaltung 124 umfassen leitende Stifte und/oder leitende Flächen zur Verbindung von außerhalb des Gehäuses einer integrierten Schaltung 124 befindlichen Schaltungen.
  • Gehäuseanschlüsse 126 können mit Anschlüssen (z. B. auf einem Nacktchip einer integrierten Schaltung) von Leistungsschalter 122, Primärsteuerung 118 und Sekundärsteuerung 120 verbunden sein, die in einer Verkapselung des Gehäuses einer integrierten Schaltung 124 enthalten sind. Leistungsschalter 122 umfasst Anschlüsse D 128-1 und S 128-2. Primärsteuerung 118 umfasst Anschluss PBP 128-3. Sekundärsteuerung 120 umfasst Anschlüsse FWD 128-4, BP 128-5, GND 128-6 und FB 128-7. Anschlüsse D 128-1, S 128-2, PBP 128-3, FWD 128-4, BP 128-5, GND 128-6 und FB 128-7 können leitende Verbindungen sein, die auf dem Nacktchip der integrierten Schaltung vorhanden sind, der Leistungsschalter 122, Primärsteuerung 118, und Sekundärsteuerung 120 umfasst. GND-Anschluss 128-6 ist mit Ausgangsanschluss 104-2 gekoppelt. In einem Beispiel kann GND-Anschluss 128-6 die Ausgangsrückführung für Sekundärsteuerung 120 ein.
  • Primärsteuerung 118 ist mit Schaltungskomponenten der Primärseite von Leistungswandler 100, wie z. B. Leistungsschalter 122, gekoppelt. Sekundärsteuerung 120 ist mit Schaltungskomponenten der Sekundärseite von Leistungswandler 100 gekoppelt. Beispielsweise kann Sekundärsteuerung 120 mit Sekundärwicklung 116 und einem Glättungskondensator 130 gekoppelt sein. Sekundärsteuerung 120 kann auch über Rückkopplungsschaltungen (nicht dargestellt), die es Sekundärsteuerung 120 erlauben, eine Ausgangsgröße von Leistungswandler 100 (z. B. Ausgangsspannung VOUT 108 und/oder Ausgangsstrom IOUT 109) abzufühlen, mit Ausgangsanschlüssen 104 gekoppelt sein. Beispielsweise kann Leistungswandler 100 aus 1 Rückkopplungsschaltungen zwischen Ausgangsanschlüssen 104 und Rückkopplungsanschluss FB 126-7 umfassen, die eine Rückkopplungsspannung VFB 132 generieren, die repräsentativ für Ausgangsspannung VOUT 108 ist. Obwohl Leistungswandler 100 aus 1 Rückkopplungsschaltungen umfassen kann, die Rückkopplungsspannung VFB 132 generieren, kann Leistungswandler 100 in anderen Beispielen Schaltungen umfassen, die einen Rückkopplungsstrom erzeugen, der repräsentativ für Ausgangsstrom IOUT 109 ist. Primärsteuerung 118 und Sekundärsteuerung 120 steuern Schaltungen von Leistungswandler 100 (z. B. Leistungsschalter 122), um Energieübertragung von Eingangsanschlüssen 102 zu Ausgangsanschlüssen 104 zu steuern.
  • Sekundärsteuerung 120 empfängt Leistung von der Sekundärseite von Leistungswandler 100. Beispielsweise kann Sekundärsteuerung 120 Leistung von Glättungskondensator 130 empfangen, der mit Sekundärsteuerung 120 am Glättungsanschluss BP 128-5 und Masseanschluss GND 128-6 gekoppelt ist. Glättungskondensator 130 kann Leistung zu Schaltungen von Sekundärsteuerung 120, z. B. Zeitgeberschaltung 258 (2) und Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 (2), zuführen. Sekundärsteuerung 120 kann Schaltungen umfassen, die Glättungsspannung VBP 134 über Glättungskondensator 130 (z. B. etwa 4 bis 5 V) regeln. In manchen Beispielen kann Sekundärsteuerung 120 Schaltungen umfassen, die Glättungskondensator 130 von Vorwärtsanschluss FWD 128-4 laden, z. B. während Inbetriebsetzung und Betrieb.
  • Obwohl Primärsteuerung 118 und Sekundärsteuerung 120 galvanisch voneinander isoliert sind, kann Sekundärsteuerung 120 ein Energieanforderungssignal UREQ 136 (hierin nachstehend „Anforderungssignal UREQ 136”) zu Primärsteuerung 118 übertragen. Beispielsweise kann Sekundärsteuerung 120 Anforderungssignal UREQ 136 über eine Kommunikationsverbindung, z. B. eine magnetische, kapazitive oder optische Kommunikationsverbindung, übertragen. Wie hierin beschrieben kann Primärsteuerung 118 Leistungsschalter 122 als Antwort auf ein Anforderungssignal UREQ 136, das von Sekundärsteuerung 120 empfangen wird, in einen EIN-Zustand setzen.
  • Leistungsschalter 122 kann ein Hochspannungsleistungsschalter sein, der eine Durchschlagspannung im Bereich von 700–800 V aufweist. In einem Beispiel kann Leistungsschalter 122 ein Leistungs-Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (Leistungs-MOSFET) wie in 2 dargestellt sein. Leistungsschalter 122 ist mit Primärwicklung 114 und Eingangsrückführung 102-2 gekoppelt. In Beispielen, in denen Leistungsschalter 122 ein Leistungs-MOSFET ist, kann das Drain des Leistungs-MOSFETs mit Drain-Anschluss D 128-1 gekoppelt sein, und die Source des Leistungs-MOSFETs kann mit Source-Anschluss S 128-2 gekoppelt sein, wie in 2 dargestellt ist.
  • Primärsteuerung 118 steuert Strom durch Leistungsschalter 122 und Primärwicklung 114 durch Steuern des Zustands von Leistungsschalter 122. Strom durch Leistungsschalter 122 kann hierin als „Schaltstrom” bezeichnet werden. Im Allgemeinen kann sich Leistungsschalter 122 als Antwort auf ein Schalttreibersignal UDRIVE 138, das von Primärsteuerung 118 generiert wird, in einem „EIN”-Zustand (z. B. geschlossener Schalter) oder „AUS”-Zustand (z. B. offener Schalter) befinden. Wenn Leistungsschalter 122 sich im EIN-Zustand (z. B. geschlossener Schalter) befindet, kann Leistungsschalter 122 Strom leiten. Wenn Leistungsschalter 122 sich im AUS-Zustand (z. B. offener Schalter) befindet, kann Leistungsschalter 122 keinen Strom leiten, wenn eine Spannung an Leistungsschalter 122 angelegt wird.
  • Primärsteuerung 118 generiert Schalttreibersignal UDRIVE 138, um den Zustand von Leistungsschalter 122 zu steuern. In einem Beispiel, bei dem Leistungsschalter 122 ein Leistungs-MOSFET ist, kann Primärsteuerung 118 mit dem Gate des Leistungs-MOSFET gekoppelt sein, wie in 2 dargestellt ist. In diesem Beispiel legt Primärsteuerung 118 eine Gate-Source-Spannung an, die größer ist als die Schwellenspannung des Leistungs-MOSFET, um das Leistungs-MOSFET in den EIN-Zustand zu setzen. Primärsteuerung 118 legt eine Gate-Source-Spannung an, die niedriger ist als die Schwellenspannung des Leistungs-MOSFET, um das Leistungs-MOSFET in den AUS-Zustand zu setzen.
  • Primärsteuerung 118 empfängt Betriebsleistung von Eingangsanschlüssen 102 und/oder Glättungskondensator 140. In einem Beispiel kann Primärsteuerung 118 auch Betriebsleistung von einer Niedrigspannungswicklung (in 1 nicht dargestellt) empfangen, die Teil von Energieübertragungselement 112 bildet. Der primäre Glättungskondensator 140 kann Energie speichern, die er über die Eingangsanschlüsse 102 empfängt, wenn die Eingangsspannung VIN 106 an den Eingangsanschlüssen 102 bereitgestellt wird. Die im primären Glättungskondensator 140 gespeicherte Energie kann von Primärsteuerung 118 als Betriebsleistung verwendet werden, um Schalttreibersignal UDRIVE 138 zu generieren.
  • Wenn Leistungsschalter 122 im EIN-Zustand ist, nimmt der Strom durch Primärwicklung 114 zu, sodass Energie im Energieübertragungselement 112 gespeichert wird. Außerdem entwickelt sich eine Primärwicklungsspannung VP 142 mit einer ersten Polarität an Primärwicklung 114, wenn Leistungsschalter 122 sich im EIN-Zustand befindet. Eine Sekundärwicklungsspannung VS 144 mit entgegengesetzter Polarität in Bezug auf Primärwicklungsspannung VP 142 bildet sich an Sekundärwicklung 116, wenn Leistungsschalter 122 sich im EIN-Zustand befindet. Eine Diode D1 146 kann in Sperrrichtung betrieben werden, wenn Leistungsschalter 122 sich im EIN-Zustand befindet.
  • Wenn Leistungsschalter 122 im AUS-Zustand ist, kann Leistungsschalter 122 als offene Schaltung fungieren und im Wesentlichen Strom durch Leistungsschalter 122 verhindern. Wenn Leistungsschalter 122 vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand übergeht, kehrt sich die Polarität der Sekundärwicklungsspannung VS 144 um und Energie wird zu Ausgangskondensator 110 übertragen, der Leistung zu einer elektrischen Last bereitstellt, die mit den Ausgangsanschlüssen 104 verbunden ist. Diode D1 146 kann eine Ladung von Ausgangskondensator 110 und die Zufuhr von Energie zu einer Last erlauben, nachdem Leistungsschalter 122 in den AUS-Zustand übergegangen ist. Obwohl eine passive Gleichrichtungskomponente (d. h. Diode D1 146) in 1 dargestellt ist, kann Leistungswandler 100 in anderen Beispielen einen Synchrongleichrichtungsschalter (z. B. ein MOSFET) umfassen, der von Sekundärsteuerung 120 gesteuert werden kann. In manchen Beispielen kann ein Synchrongleichrichtungsschalter als separater Nacktchip in ein Gehäuse einer integrierten Schaltung 124 integriert sein. Eine Klemmschaltung 148 ist mit Primärwicklung 114 von Energieübertragungselement 112 gekoppelt, um die Maximalspannung an Leistungsschalter 122 zu begrenzen, wenn Leistungsschalter 122 zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand wechselt.
  • Sekundärsteuerung 120 kann eine Ausgangsgröße von Leistungswandler 100 (z. B. Ausgangsstrom IOUT 109 und/oder Ausgangsspannung VOUT 108) abfühlen. Beispielsweise fühlt Sekundärsteuerung 120 aus 1 Rückkopplungsspannung VFB 132 an Rückkopplungsanschluss FB 128-7 ab (z. B. in Bezug auf GND-Anschluss 128-6). In einem Beispiel ist die an Rückkopplungsanschluss FB 128-7 abgefühlte Rückkopplungsspannung VFB 132 eine herabgesetzte Spannung, z. B. von einer Widerstandsteilerschaltung, die repräsentativ für Ausgangsspannung VOUT 108 von Leistungswandler 100 ist. Obwohl die beispielhafte Sekundärsteuerung 120 aus 1 Ausgangsspannung VOUT 108 von Leistungswandler 100 abfühlt, ist vorgesehen, dass in manchen Beispielen Sekundärsteuerung 120 andere Ausgangsgrößen abfühlen kann, beispielsweise Ausgangsstrom IOUT 109 und/oder eine Kombination aus Ausgangsspannung VOUT 108 und Ausgangsstrom IOUT 109 von Leistungswandler 100.
  • Wie hierin beschrieben können Primärsteuerung 118 und Sekundärsteuerung 120 dazu dienen, eine Ausgangsgröße (z. B. Ausgangsspannung VOUT 108 und/oder Ausgangsstrom IOUT 109) von Leistungswandler 100 zu regeln. Beispielsweise können Primärsteuerung 118 und Sekundärsteuerung 120 dazu dienen, Ausgangsspannung VOUT 108 als Antwort auf eine abgefühlte Rückkopplungsspannung VFB 132 auf einen gewünschten Ausgangsspannungswert zu steuern. Im Allgemeinen können unter Umständen, unter denen Ausgangsspannung VOUT 108 auf einen Wert fällt, der niedriger ist als der gewünschte Ausgangsspannungswert, Primärsteuerung 118 und Sekundärsteuerung 120 dazu dienen, die Ausgangsspannung VOUT 108 zu erhöhen, bis die Ausgangsspannung VOUT 108 den gewünschten Ausgangsspannungswert erreicht hat. Obwohl Primärsteuerung 118 und Sekundärsteuerung 120 Ausgangsspannung VOUT 108 als Antwort auf eine Rückkopplungsspannung VFB 132 in manchen Beispielen regeln können, können Primärsteuerung 118 und Sekundärspannung 120 die Ausgangsspannung VOUT 108 und/oder den Ausgangsstrom IOUT 109 als Antwort auf eine(n) abgefühlte(n) Ausgangsstrom IOUT 109 und/oder Rückkopplungsspannung VFB 132 regeln.
  • Sekundärsteuerung 120 überträgt Anforderungssignal UREQ 136 an Primärsteuerung 118. Primärsteuerung 118 generiert ein Schalttreibersignal UDRIVE 138, das Leistungsschalter 122 als Antwort auf den Empfang von Anforderungssignal UREQ 136 von Sekundärsteuerung 120 in den EIN-Zustand setzt. Nachdem Primärsteuerung 118 Leistungsschalter 122 als Antwort auf Anforderungssignal UREQ 136 in den EIN-Zustand gesetzt hat, bestimmt Primärsteuerung 118, wann Leistungsschalter 122 in den AUS-Zustand gesetzt wird. Nachdem Leistungsschalter 122 eine Zeitlang in den EIN-Zustand gesetzt war, setzt Primärsteuerung 118 Leistungsschalter 122 an dem von Primärsteuerung 118 bestimmten Zeitpunkt vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand, was dann zu einer Energieübertragung zur Sekundärseite von Leistungswandler 100 führen kann. Leistungsschalter 122 kann dann von Primärsteuerung 118 im AUS-Zustand gehalten werden, bis Primärsteuerung 118 ein weiteres Anforderungssignal UREQ 136 empfängt.
  • Sekundärsteuerung 120 kann über einen Zeitraum mehrere aufeinanderfolgende Anforderungssignale UREQ 136 übertragen. Primärsteuerung 118 kann Leistungsschalter 122 als Antwort auf jedes der übertragenen Anforderungssignale UREQ 136 in den EIN-Zustand setzen. Wie hierin beschrieben können Primärsteuerung 118 und Sekundärsteuerung 120 so ausgelegt sein, dass die Dauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anforderungssignalen UREQ 136 länger ist als die Dauer, die Leistungsschalter 122 im EIN-Zustand ist. Demgemäß kann Primärsteuerung 118 als Antwort auf mehrere aufeinanderfolgende Anforderungssignale UREQ 136 Leistungsschalter 122 mehrere Male hintereinander in den EIN-Zustand und wieder zurück in den AUS-Zustand setzen. Wie hierin beschrieben kann der Zeitverlauf zwischen der Übertragung von Anforderungssignalen UREQ 136 variieren, z. B. in Abhängigkeit von Lastbedingungen. Demgemäß kann der Zeitverlauf zwischen Übergängen von Leistungsschalter 122 in den EIN-Zustand variieren.
  • In manchen Beispielen kann Anforderungssignal UREQ 136 ein Impuls sein, der von Sekundärsteuerung 120 ausgesendet und von Primärsteuerung 118 abgefühlt wird. In diesen Beispielen kann Sekundärsteuerung 120 eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Impulsen aussenden, die durch ähnliche oder unterschiedliche Zeiträume getrennt sein können. Primärsteuerung 118 kann Leistungsschalter 122 als Antwort auf jeden Impuls aus der Vielzahl von aufeinanderfolgenden Impulsen in den EIN-Zustand setzen.
  • Nachdem Primärsteuerung 118 Leistungsschalter 122 in den EIN-Zustand gesetzt hat, bestimmt Primärsteuerung 118, wann Leistungsschalter 122 in den AUS-Zustand gesetzt wird. Primärsteuerung 118 kann Leistungsschalter 122 als Antwort auf eine oder mehrere Ausschaltbedingungen in den AUS-Zustand setzen. Anders gesagt kann Primärsteuerung 118 ein Schalttreibersignal UDRIVE 138 generieren, das Leistungsschalter 122 in den AUS-Zustand setzt, wenn Leistungsschalter 118 eine oder mehrere Ausschaltbedingungen detektiert.
  • In einem Beispiel kann eine Ausschaltbedingung eine Strommenge durch Leistungsschalter 122 umfassen. In diesem. Beispiel kann Primärsteuerung 118 eine Strommenge durch Leistungsschalter 122 abfühlen (d. h. Schaltstrom), wenn Leistungsschalter 122 sich im EIN-Zustand befindet. Primärsteuerung 118 kann dann Leistungsschalter 122 in einen AUS-Zustand setzen, wenn der Schaltstrom einen Schwellenstromwert erreicht, während Leistungsschalter 122 im EIN-Zustand ist. In einem weiteren Beispiel kann eine Ausschaltbedingung eine Schwellendauer umfassen, die hierin als Leitzeitraum bezeichnet wird. In diesem Beispiel kann Primärsteuerung 118 gekoppelt sein, um Leistungsschalter 122 als Antwort auf Anforderungssignal UREQ 136 einen Leitzeitraum lang in den EIN-Zustand zu setzen, und dann Leistungsschalter 122 in den AUS-Zustand zu setzen, nachdem der Leitzeitraum abgelaufen ist. Obwohl die Ausschaltbedingungen einen Schwellenstromwert und/oder einen Leitzeitraum umfassen können, ist vorgesehen, dass Primärsteuerung 118 Leistungsschalter 122 als Antwort auf andere Bedingungen in den AUS-Zustand setzen kann. Die Ausschaltbedingungen (z. B. Schwellenstromwert und/oder Leitzeitraum) können in manchen Beispielen festgelegte Mengen sein. In anderen Beispielen kann Primärsteuerung 118 die Ausschaltbedingungen, z. B. als Antwort auf Lastbedingungen, die von Primärsteuerung 118 detektiert werden, anpassen.
  • Zusammengefasst kann, da Primärsteuerung 118 Leistungsschalter 122 als Antwort auf Anforderungssignal UREQ 136, das von Sekundärsteuerung 120 generiert wird, in den EIN-Zustand setzt, Sekundärsteuerung 120 der vorliegenden Offenbarung steuern, wann Leistungsschalter 122 in den EIN-Zustand gesetzt wird. Außerdem steuert, da Primärsteuerung 118 bestimmt, wann Leistungsschalter 122 vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand gesetzt wird, Primärsteuerung 118, wie lange Leistungsschalter 122 im EIN-Zustand bleibt. Wie nachstehend in Bezug auf 2 beschrieben kann Sekundärsteuerung 120 eine Zeitgeberschaltung (z. B. Zeitgeberschaltung 258) umfassen, die steuert, wie oft Anforderungssignale UREQ 136 zu Primärsteuerung 118 gesandt werden. Mit anderen Worten kann Sekundärsteuerung 120 steuern, wie oft Leistungsschalter 122 von Primärsteuerung 118 in den EIN-Zustand gesetzt werden kann. Demgemäß kann Sekundärsteuerung 120 die Geschwindigkeit (z. B. Maximalgeschwindigkeit) steuern, mit welcher Leistungsschalter 122 in den EIN-Zustand gesetzt wird.
  • Der Betrieb von beispielhaften Schaltungen, die in Primärsteuerung 118 und Sekundärsteuerung 120 enthalten sind, wird nachstehend genauer unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 zeigt ein beispielhaftes Gehäuse einer integrierten Schaltung 224, das einen Leistungsschalter 222 (z. B. Leistungs-MOSFET 222), eine beispielhafte Primärsteuerung 218 und eine beispielhafte Sekundärsteuerung 220 umfasst. Außerhalb des Gehäuses einer integrierten Schaltung 224 befindliche Schaltungen können elektrisch mit Gehäuseanschlüssen D 226-1, S 226-2, PBP 226-3, FWD 226-4, BP 226-5, GND 226-6 und FB 226-7 (gemeinsam „Gehäuseanschlüsse 226”) des Gehäuses einer integrierten Schaltung 224 gekoppelt sein.
  • Gehäuseanschlüsse 226 können mit Anschlüssen D 228-1, S 228-2, PBP 228-3, FWD 228-4, BP 228-5, GND 228-6 und FB 228-7 von Leistungsschalter 222, Primärsteuerung 218 und Sekundärsteuerung 220 verbunden sein, die in einer Verkapselung des Gehäuses einer integrierten Schaltung 224 enthalten sind. Gehäuseanschlüsse 226 können auf ähnliche Weise wie in 1 dargestellt mit einem Leistungswandler verbunden sein. Demgemäß kann bei der Beschreibung eines Gehäuses einer integrierten Schaltung 224 hierin im Folgenden auf die Komponenten von Leistungswandler 100 aus 1 verwiesen werden.
  • Primärsteuerung 218 umfasst eine Primärschalter-Steuerschaltung 250, eine Stromabfühlschaltung 252 und eine Speicherschaltung 254. Sekundärsteuerung 220 umfasst eine Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 und eine Zeitgeberschaltung 258. Primärsteuerung 218 und Sekundärsteuerung 220 können weitere Schaltungen umfassen, die in 2 nicht dargestellt sind. Beispielsweise kann Primärsteuerung 218 Schaltungen umfassen, die mit Anschluss PBP 228-3 gekoppelt sind, um Leistung zu Primärsteuerung 218 bereitzustellen. Sekundärsteuerung 220 kann Schaltungen umfassen, die Glättungskondensator 130 laden. Beispielsweise kann Sekundärsteuerung 220 Schaltungen umfassen, die mit Vorwärtsanschluss FWD 228-4 und Glättungsanschluss BP 228-5 gekoppelt sind, um Glättungskondensator 130 vom Vorwärtsanschluss FWD 228-4 zu laden. Masseanschluss GND 228-6 kann die Ausgangsrückführung für Schaltungen von Sekundärsteuerung 220 sein.
  • In manchen Beispielen kann Sekundärsteuerung 220 weitere Anschlüsse umfassen, die in 1–2 nicht dargestellt sind, z. B. einen Anschluss, der mit Ausgangsanschluss 104-1 gekoppelt ist. In diesen Beispielen kann Sekundärsteuerung 220 Schaltungen umfassen, die Glättungskondensator 130 von Ausgangsanschluss 104-1 laden. Beispielsweise kann Sekundärsteuerung 220 Glättungskondensator 130 vom Vorwärtsanschluss FWD 228-4 und/oder vom weiteren Anschluss, der mit Ausgangsanschluss 104-1 gekoppelt ist, laden. Laden von Glättungskondensator 130 von Ausgangsanschluss 104-1 während des Betriebs kann effizienter sein als Laden von Glättungskondensator 130 von Vorwärtsanschluss FWD 228-4.
  • Primärschalter-Steuerschaltung 250 generiert Schalttreibersignal UDRIVE 238, um den Zustand von Leistungsschalter 222 zu steuern. Primärschalter-Steuerschaltung 250 kann Leistungsschalter 222 im AUS-Zustand halten, bis Primärschalter-Steuerschaltung 250 ein Anforderungssignal UREQ 236 von Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 empfängt. Primärschalter-Steuerschaltung 250 wechselt Leistungsschalter 222 als Antwort auf den Empfang von Anforderungssignal UREQ 236 vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand.
  • Nachdem Leistungsschalter 222 in den EIN-Zustand gesetzt wurde, bestimmt Primärschalter-Steuerschaltung 250, wann Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand gesetzt wird. Beispielsweise kann Primärsteuerung 250 Leistungsschalter 222 als Antwort auf eine oder mehrere Ausschaltbedingungen in den AUS-Zustand setzen. In einem Beispiel kann eine Ausschaltbedingung eine Menge von Schaltstrom ISWITCH 260 durch Leistungsschalter 222 (d. h. einen Schwellenstromwert) umfassen. In einem weiteren Beispiel kann eine Ausschaltbedingung eine Schwellendauer (d. h. ein Leitzeitraum) sein.
  • Speicherschaltung 254 kann die eine oder mehreren Ausschaltbedingungen speichern. Beispielsweise kann Speicherschaltung 254 den Schwellenstromwert und/oder den Leitzeitraum speichern. In manchen Beispielen können die Ausschaltbedingungen festgelegte Werte aufweisen. In anderen hierin beschriebenen Beispielen kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 die Werte der Ausschaltbedingungen anpassen. Beispielsweise kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 Lastbedingungen von Leistungswandler 100 bestimmen und als Antwort auf die bestimmen Lastbedingungen die Ausschaltbedingungen in der Speicherschaltung 254 anpassen.
  • In manchen Beispielen kann Speicherschaltung 254 Schaltungen umfassen, die eine Anzahl von Anforderungssignalen UREQ 236 zählen, die von Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 empfangen werden. Die Anzahl an Anforderungssignalen UREQ 236, die über einen Zeitraum empfangen wird, kann die Lastbedingungen am Ausgang von Leistungswandler 100 anzeigen. In diesen Beispielen kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 basierend auf der von Speicherschaltung 254 bestimmten Zahl bestimmen, wann Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand gesetzt wird. In anderen Beispielen kann Speicherschaltung 254 einen Kondensator enthalten, der geladen werden kann, wenn Leistungsschalter 222 im EIN-Zustand ist, und entladen werden kann, wenn Leistungsschalter 222 im AUS-Zustand ist. In diesen Beispielen kann die Spannung am Kondensator der Speicherschaltung 254 die Dauer in einem Zeitraum anzeigen, die der Leistungsschalter 222 im EIN-Zustand war, was die Lastzustände am Ausgang von Leistungswandler 100 anzeigen kann. Primärschalter-Steuerschaltung 250 kann als Antwort auf die Spannung am Kondensator von Speicherschaltung 254 bestimmen, wann Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand gesetzt wird.
  • Stromabfühlschaltung 252 kann eine Menge von Schaltstrom ISWITCH 260 durch Leistungsschalter 222 abfühlen, wenn Leistungsschalter 222 sich im EIN-Zustand befindet. Primärschalter-Steuerschaltung 250 kann basierend auf der Menge an Strom, die von Stromabfühlschaltung 252 abgefühlt wird, bestimmen, wann die Menge an Strom durch Leistungsschalter 222 den Schwellenstromwert erreicht hat. In Beispielen, in denen ein Schwellenstromwert eine Ausschaltbedingung ist, kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 als Antwort auf die Bestimmung, dass der Strom durch Leistungsschalter 222 den Schwellenstromwert erreicht hat, in den AUS-Zustand setzen.
  • In Beispielen, in denen Primärschalter-Steuerschaltung 250 eine Schwellendauer als Ausschaltbedingung verwendet (z. B. einen Leitzeitraum), kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 die Dauer bestimmen, die vergangen ist, seit Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 in den EIN-Zustand gesetzt hat. In diesen Beispielen setzt Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand, nachdem Leistungsschalter 222 einen Leitzeitraum lang im EIN-Zustand war.
  • In manchen Beispielen kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 als Antwort auf einen Schwellenstromwert in den AUS-Zustand setzen, ohne die Dauer zu überwachen, die Leistungsschalter 222 im EIN-Zustand war. In anderen Beispielen kann es sein, dass Primärschalter-Steuerschaltung 250 die Strommenge durch Leistungsschalter 222 nicht überwacht, sondern stattdessen kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand setzen, nachdem Leistungsschalter 222 einen Leitzeitraum lang im EIN-Zustand war. In weiteren Beispielen kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 als Antwort auf mehr als eine Ausschaltbedingung in den AUS-Zustand setzen. Beispielsweise kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand setzen, wenn ein Leitzeitraum vergangen ist oder wenn der Schwellenstromwert erreicht wird, je nachdem, was zuerst auftritt. Obwohl die Ausschaltbedingungen zumindest eines aus einer Schwellendauer (d. h. Leitzeitraum) und einem Schwellenstromwert umfassen können, ist vorgesehen, dass andere Ausschaltbedingungen von Primärschalter-Steuerschaltung 250 verwendet werden können, um zu bestimmen, wann sie Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand setzt.
  • Zeitgeberschaltung 258 und Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 steuern, wann Anforderungssignale UREQ 236 zu Primärsteuerung 218 gesendet werden, die wiederum steuern, wann Leistungsschalter 222 in einen EIN-Zustand gesetzt wird. Wie hierin beschrieben kann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 ein Anforderungssignal UREQ 236 als Antwort auf einen Zustand von Zeitgeberschaltung 258 und eine abgefühlte Ausgangsgröße von Leistungswandler 100 (z. B. Rückkopplungsspannung VFB 132) generieren.
  • Zeitgeberschaltung 258 kann in einen aus einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand gesetzt sein. Im Allgemeinen kann Zeitgeberschaltung 258 im ersten Zustand sein, bis Zeitgeberschaltung 258 durch Sekundärschaltung-Schaltersteuerung 256 ausgelöst wird, in den zweiten Zustand umzuschalten. Wie hierin beschrieben kann, wenn Zeitgeberschaltung 258 sich im zweiten Zustand befindet, Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 davon absehen, ein Anforderungssignal UREQ 236 zu übertragen. In manchen Beispielen kann Zeitgeberschaltung 258 unter Verwendung einer Oszillatorschaltung (z. B. einer RC-Oszillatorschaltung) implementiert sein. Obwohl Zeitgeberschaltung 258 hierin so dargestellt und beschrieben ist, dass sie in einem aus einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand läuft, ist vorgesehen, dass die Funktionalität in Verbindung mit Zeitgeberschaltung 258 unter Verwendung verschiedener unterschiedlicher Schaltungskomponenten implementiert sein kann.
  • Wenn Zeitgeberschaltung 258 von Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 ausgelöst wird, kann Zeitgeberschaltung 258 vom ersten Zustand in den zweiten Zustand wechseln und für einen Zeitraum, der hierin als „Haltezeitraum” bezeichnet wird, im zweiten Zustand bleiben. Nachdem Zeitgeberschaltung 258 einen Haltezeitraum lang im zweiten Zustand war, kann Zeitgeberschaltung 258 zurück in den ersten Zustand umzuschalten. Zeitgeberschaltung 258 kann im ersten Zustand bleiben, bis sie durch Sekundärschaltung-Schaltersteuerung 256 ausgelöst wird, einen Haltezeitraum lang in den zweiten Zustand zurückzukehren. In einem weiteren Beispiel kann Zeitgeberschaltung 258 einen Oszillator (nicht dargestellt) umfassen, der Zeitgeberschaltung 258 in regelmäßigen Abständen in den ersten Zustand setzt und dann automatisch zurück in den zweiten Zustand setzt, unabhängig von Ausgangsspannung VOUT 108. Mit anderen Worten wird Zeitgeberschaltung 258 in regelmäßigen Abständen zu Beginn eines Schaltzykluszeitraums in einen ersten Zustand gesetzt und dann automatisch zurück in den zweiten Zustand gesetzt. Auf diese Weise kann die Übertragung von Anforderungssignal UREQ 236 nur zu festgesetzten Zeitpunkten stattfinden, basierend auf der Frequenz des Oszillators (nicht dargestellt) in Zeitgeberschaltung 258.
  • Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 empfängt Rückkopplungsspannung VFB 132, die repräsentativ für Ausgangsspannung VOUT 108 ist. Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 bestimmt basierend auf dem Wert von Rückkopplungsspannung VFB 132, wann Ausgangsspannung VOUT 108 niedriger ist als eine gewünschte Ausgangsspannung. Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 kann auch den Zustand von Zeitgeberschaltung 258 bestimmen. Beispielsweise kann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 bestimmen, ob Zeitgeberschaltung 258 im ersten Zustand oder im zweiten Zustand ist.
  • Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 überträgt ein Anforderungssignal UREQ 236 und löst Zeitgeberschaltung 258 aus, wenn Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 bestimmt, dass Zeitgeberschaltung 258 im ersten Zustand ist und Ausgangsspannung VOUT 108 niedriger ist als die gewünschte Ausgangsspannung. Beispielsweise kann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 ein Anforderungssignal UREQ 236 an Primärsteuerung 218 übertragen und außerdem ein Signal auf der Sekundärseite auslösen, das Zeitgeberschaltung 258 veranlasst, in den zweiten Zustand umzuschalten. Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 kann Anforderungssignal UREQ 236 übertragen und außerdem Zeitgeberschaltung 258 zur etwa gleichen Zeit auslösen. Da Primärsteuerung 218 Leistungsschalter 222 als Antwort auf Anforderungssignal UREQ 236 in den EIN-Zustand setzt, kann Zeitgeberschaltung 258 zu etwa dem gleichen Zeitpunkt in den zweiten Zustand übergehen, zu dem Leistungsschalter 222 von Primärsteuerung 218 in den EIN-Zustand gesetzt wird.
  • Unter Umständen, unter denen Zeitgeberschaltung 258 sich im zweiten Zustand befindet oder Ausgangsspannung VOUT 108 höher ist als der gewünschte Ausgangsspannungswert, kann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 entscheiden, die Übertragung von Anforderungssignal UREQ 236 zurückhalten. In einem Fall, in dem Ausgangsspannung VOUT 108 höher ist als der gewünschte Ausgangsspannungswert und Zeitgeberschaltung 258 sich im ersten Zustand befindet, kann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 die Übertragung von Anforderungssignals UREQ 236 zurückhalten, bis Ausgangsspannung VOUT 108 auf einen Wert fällt, der niedriger ist als der gewünschte Ausgangsspannungswert. In diesem Beispiel kann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 Anforderungssignal UREQ 236 übertragen und Zeitgeberschaltung 258 auslösen, in den zweiten Zustand umzuschalten, wenn Ausgangsspannung VOUT 108 unter den gewünschten Ausgangsspannungswert fällt. In einem anderen Fall, wenn Ausgangsspannung VOUT 108 niedriger ist als der gewünschte Ausgangsspannungswert und Zeitgeberschaltung 258 sich im zweiten Zustand befindet, kann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 entscheiden, die Übertragung von Anforderungssignal UREQ 236 zurückzuhalten, bis Zeitgeberschaltung 258 in den ersten Zustand wechselt. In diesem Beispiel kann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 als Antwort darauf, dass Zeitgeberschaltung 258 in den ersten Zustand übergeht, Anforderungssignal UREQ 236 übertragen und Zeitgeberschaltung 258 auslösen, zurück in den zweiten Zustand umzuschalten, unter der Annahme, dass Ausgangsspannung VOUT 108 immer noch niedriger ist als der gewünschte Ausgangsspannungswert, wenn Zeitgeberschaltung 258 in den ersten Zustand übergeht.
  • Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 steuert die Geschwindigkeit, mit der Anforderungssignale UREQ 236 zu Primärsteuerung 218 übertragen werden. Anders gesagt steuert Sekundärschalter-Steuerschaltung 256, wie viele Anforderungssignale UREQ 236 in einem Zeitraum zu Primärsteuerung 218 übertragen werden. Wie hierin beschrieben können mehrere aufeinanderfolgende Anforderungssignale UREQ 236 durch verschiedene Zeitdauern voneinander getrennt sein, je nachdem, wann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 bestimmt, dass Anforderungssignal UREQ 236 zu senden ist. Demgemäß kann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 die Geschwindigkeit steuern, mit welcher Leistungsschalter 222 in den EIN-Zustand gesetzt wird, da Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 als Antwort auf jedes Anforderungssignal UREQ 236 in den EIN-Zustand setzt.
  • Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 kann die Geschwindigkeit steuern, mit der Anforderungssignale UREQ 236 als Antwort auf eine Lastmenge an den Ausgangsanschlüssen 104 von Leistungswandler 100 zu Primärschalter-Steuerschaltung 250 gesendet werden. Beispielsweise kann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 dazu neigen, Anforderungssignale UREQ 236 bei höherer Last mit einer höheren Geschwindigkeit zu senden, da Ausgangsspannung VOUT 108 dazu neigen kann, rascher unter den gewünschten Ausgangsspannungswert zu fallen als während höherer Last. In Beispielen, in denen die Last an Ausgangsanschlüssen 104 abnimmt, kann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 dazu neigen, Anforderungssignale UREQ 236 mit geringerer Geschwindigkeit zu übertragen als wenn höhere Last an Ausgangsanschlüssen 104 vorhanden ist.
  • Wenn Zeitgeberschaltung 258 von Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 ausgelöst wird, in den zweiten Zustand umzuschalten, kann Zeitgeberschaltung 258 einen Haltezeitraum lang im zweiten Zustand bleiben, bis Zeitgeberschaltung 258 zurück in den ersten Zustand geht. Der Haltezeitraum von Zeitgeberschaltung 258 kann eine Maximalgeschwindigkeit festsetzen, mit der Anforderungssignale UREQ 236 übertragen werden können, da Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 die Übertragung eines Anforderungssignals UREQ 236 zurückhält, wenn Zeitgeberschaltung 258 sich im zweiten Zustand befindet. Demgemäß kann der Haltezeitraum von Zeitgeberschaltung 258 eine Maximalgeschwindigkeit festsetzen, mit welcher Leistungsschalter 222 in den EIN-Zustand gesetzt werden kann. Anders gesagt kann der Haltezeitraum etwa gleich lang sein wie die Maximaldauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anforderungssignalen UREQ 236 oder zwei aufeinanderfolgenden Übergangen von Leistungsschalter 222 in den EIN-Zustand. Unter Umständen, unter denen Ausgangsspannung VOUT 108 unter dem gewünschten Ausgangsspannungswert liegt, wenn Zeitgeberschaltung 258 vom zweiten Zustand in den ersten Zustand übergeht, können Anforderungssignale UREQ 236 etwa einen Haltezeitraum voneinander beabstandet sein. Solche Umstände können bei hoher Last auftreten, die Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 veranlassen können, Anforderungssignale UREQ 236 zu übertragen, die jeweils etwa einen Haltezeitraum voneinander getrennt sind.
  • Der Haltezeitraum von Zeitgeberschaltung 258 kann auf einen Wert eingestellt sein, der ausreichend Zeit ermöglicht, damit Energie von der Primärseite von Leistungswandler 100 zur Sekundärseite übertragen werden kann. Beispielsweise kann der Haltezeitraum auf einen Wert eingestellt sein, der Energieübertragung zur Sekundärseite ermöglicht, nachdem Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand geschaltet hat. Da Primärschalter-Steuerschaltung 250 bestimmt, wie lange Leistungsschalter 222 im EIN-Zustand bleibt, können der Haltezeitraum von Zeitgeberschaltung 258 und die Ausschaltbedingungen von Leistungsschalter 222 so gewählt sein, dass eine ausreichende Menge Energie übertragen wird, nachdem Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand gesetzt wurde. Beispielsweise kann der Haltezeitraum so gewählt sein, dass er länger ist als eine erwartete Dauer, die Leistungsschalter 222 im EIN-Zustand bleiben wird, plus einer erwarteten Dauer, die eine ausreichende Energieübertragung zur Sekundärseite ermöglicht, nachdem Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand gesetzt wurde.
  • Primärschalter-Steuerschaltung 250 kann die Ausschaltbedingungen (z. B. Schwellenstromwert und/oder Leitzeitraum) als Antwort auf Lastbedingungen an Leistungswandler 100 anpassen. In manchen Beispielen kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 Lastbedingungen basierend darauf bestimmen, wie lange Leistungsschalter 222 während eines Zeitraums im EIN-Zustand ist. Im Allgemeinen kann Leistungsschalter 222 bei hohen Lastbedingungen öfter im EIN-Zustand gehalten werden. In diesen Beispielen kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 bestimmen, dass höhere Lastbedingungen vorhanden sind, wenn Leistungsschalter 222 während eines gegebenen Zeitraums länger im EIN-Zustand gehalten wird. Auf ähnliche Weise kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 bestimmen, dass niedrigere Lastbedingungen vorhanden sind, wenn Leistungsschalter 222 während des gegebenen Zeitraums kürzer im EIN-Zustand gehalten wird.
  • In anderen Beispielen kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 Lastbedingungen basierend darauf bestimmen, wie viele Anforderungssignale UREQ 236 von Primärschalter-Steuerschaltung 250 über einen Zeitraum empfangen werden. Im Allgemeinen kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 bei höheren Lastbedingungen eine größere Anzahl an Anforderungssignalen UREQ 236 empfangen. In diesen Beispielen kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 bestimmen, dass höhere Lastbedingungen vorhanden sind, wenn eine größere Anzahl von Anforderungssignalen UREQ 236 während eines gegebenen Zeitraums empfangen wird. Auf ähnliche Weise kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 bestimmen, dass niedrigere Lastbedingungen vorhanden sind, wenn eine geringere Anzahl von Anforderungssignalen UREQ 236 während des gegebenen Zeitraums empfangen wird.
  • In anderen Beispielen kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 Lastbedingungen basierend auf der Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden Anforderungssignalen UREQ 236 bestimmen, die von Primärschalter-Steuerschaltung 250 empfangen werden. Im Allgemeinen kann die Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden Anforderungssignalen UREQ 236 bei höheren Lastbedingungen kürzer sein als bei niedrigeren Lastbedingungen. In diesen Beispielen kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 bestimmen, dass höhere Lastbedingungen vorhanden sind, wenn die Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Anforderungssignalen UREQ 236 kürzer ist als eine Schwellendauer. Auf ähnliche Weise kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 bestimmen, dass niedrigere Lastbedingungen vorhanden sind, wenn die Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Anforderungssignalen UREQ 236 länger ist als die Schwellendauer.
  • In Beispielen, in denen Primärschalter-Steuerschaltung 250 eine Lastzunahme detektiert, kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 die Ausschaltbedingungen in Speicherschaltung 254 so anpassen, dass Leistungsschalter 222 länger im EIN-Zustand gehalten wird. Längeres Halten von Leistungsschalter 222 im EIN-Zustand kann zu mehr Energieübertragung zu Ausgangsanschlüssen 104 bei erhöhter Last führen. In Beispielen, in denen ein Schwellenstromwert als Ausschaltbedingung verwendet wird, kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 den Wert des Schwellenstromwerts so erhöhen, dass Leistungsschalter 222 länger im EIN-Zustand bleiben kann. In Beispielen, in denen eine Schwellendauer (d. h. Leitzeitraum) als Ausschaltbedingung verwendet wird, kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 die Dauer des Leitzeitraums so verlängern, dass Leistungsschalter 222 länger im EIN-Zustand bleiben kann.
  • In Beispielen, in denen Primärschalter-Steuerschaltung 250 eine Lastabnahme detektiert, kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 die Ausschaltbedingungen in Speicherschaltung 254 so anpassen, dass Leistungsschalter 222 kürzer im EIN-Zustand gehalten wird. Kürzeres Halten von Leistungsschalter 222 im EIN-Zustand kann zu weniger Energieübertragung zu Ausgangsanschlüssen 104 bei verringerter Last führen. In Beispielen, in denen ein Schwellenstromwert als Ausschaltbedingung verwendet wird, kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 den Wert des Schwellenstromwerts so verringern, dass Leistungsschalter 222 kürzer im EIN-Zustand bleiben kann. In Beispielen, in denen eine Schwellendauer (d. h. Leitzeitraum) als Ausschaltbedingung verwendet wird, kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 die Dauer des Leitzeitraums so verkürzen, dass Leistungsschalter 222 kürzer im EIN-Zustand bleiben kann.
  • In manchen Beispielen kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 so gekoppelt sein, dass sie ein empfangenes Anforderungssignal UREQ 236 ignoriert. Mit anderen Worten kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 in manchen Beispielen davon absehen, Leistungsschalter 222 in den EIN-Zustand zu setzen, wenn ein Anforderungssignal UREQ 236 empfangen wird. Beispielsweise kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 ein empfangenes Anforderungssignal während anormaler oder fehlerhafter Bedingungen ignorieren. Anormale oder fehlerhafte Bedingungen können Umstände umfassen, bei denen ISWITCH 260 einen Schwellenstromwert innerhalb eines erwarteten Zeitraums nicht erreicht. z. B. aufgrund einer anormal niedrigen Eingangsspannung VIN 106. Andere anormale oder fehlerhafte Bedingungen können auch Umstände umfassen, unter denen in der Kommunikationsverbindung induziertes Rauschen ein Anforderungssignal zu sein scheint, das von Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 übertragen wird. Solches Rauschen kann in der Kommunikationsverbindung durch Schalten von Leistungsschalter 222 oder durch den Betrieb anderer Schaltungen von Primärsteuerung 218, Sekundärsteuerung 220 induziert werden. In anderen Beispielen kann Rauschen auch von anderen elektronischen Geräten in der Nähe stammen. Unter diesen Bedingungen kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 ein Anforderungssignal UREQ 236 empfangen, wenn Leistungsschalter 222 sich im EIN-Zustand befindet oder wenn Leistungsschalter 222 gerade in den AUS-Zustand übergegangen ist. Primärschalter-Steuerschaltung 250 kann ein empfangenes Anforderungssignal UREQ 236 ignorieren, wenn das Anforderungssignal UREQ 236 empfangen wird, während Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 in den EIN-Zustand gesetzt hat. Auf ähnliche Weise kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 ein empfangenes Anforderungssignal UREQ 236 ignorieren, wenn das Anforderungssignal UREQ 236 empfangen wird, direkt nachdem (z. B. innerhalb einer Schwellendauer) Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand gesetzt hat. Im Allgemeinen sind Primärsteuerung 218 und Sekundärsteuerung 220 so ausgelegt, dass Anforderungssignale UREQ 236 nicht so nahe beieinander gesendet werden, dass ein Anforderungssignal empfangen wird, während sich Leistungsschalter 222 im EIN-Zustand befindet.
  • Primärschalter-Steuerschaltung 250 kann auch unter anderen fehlerhaften Bedingungen ein Anforderungssignal UREQ 236 ignorieren. In einem Beispiel kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 bestimmen, wann eine Komponente (z. B. Leistungsschalter 222) überhitzt ist oder für Überhitzung anfällig ist. Als Antwort auf eine solche Bestimmung kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 ein Anforderungssignal UREQ 236 ignorieren und davon absehen, Leistungsschalter 222 in den EIN-Zustand zu setzen, sodass Leistungsschalter 222 oder eine andere Komponente keine thermische Schädigung erfährt, wenn normale Schaltung beibehalten wird. In diesen Beispielen kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 Schaltungen umfassen, die Temperatur abfühlen, oder ein Temperatursensor, der von Primärschalter-Steuerschaltung 250 abgelesen werden kann, kann außerhalb von Primärsteuerung 218 inkludiert sein. In einem weiteren Beispiel kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 detektieren, wann Eingangsspannung eine Eingangsspannungsschwelle überschreitet, die Leistungsschalter 222 beschädigen kann. In diesen Beispielen kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 ein empfangenes Anforderungssignal UREQ 236 ignorieren, wenn Primärschalter-Steuerschaltung 250 bestimmt, dass eine Eingangsspannung Leistungsschalter 222 beschädigen kann, wenn normale Schaltung beibehalten wird.
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb von Sekundärsteuerung 220 beschreibt. Vor Beginn von Verfahren 300 kann davon ausgegangen werden, dass Zeitgeberschaltung 258 sich im ersten Zustand befindet und Ausgangsspannung VOUT 108 auf einen Wert gefallen ist, der niedriger ist als der gewünschte Ausgangsspannungswert. In Block 302 entscheidet Sekundärschalter-Steuerschaltung 256, Anforderungssignal UREQ 236 als Antwort auf die Bestimmung, dass Zeitgeberschaltung 258 sich im ersten Zustand befindet und Ausgangsspannung VOUT 108 niedriger ist als die gewünschte Ausgangsspannung, zu übertragen. In Block 304 löst Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 Zeitgeberschaltung 258 aus, um vom ersten Zustand in den zweiten Zustand überzugehen. Beispielsweise kann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 Zeitgeberschaltung 258 zur etwa gleichen Zeit auslösen wie Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 Anforderungssignal UREQ 236 überträgt.
  • Nachdem Zeitgeberschaltung 258 von Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 ausgelöst wurde, kann Zeitgeberschaltung 258 einen Haltezeitraum lang im zweiten Zustand bleiben. In Block 306 bestimmt Sekundärschalter-Steuerschaltung 256, ob der Haltezeitraum abgelaufen ist. Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 kann bestimmen, dass der Haltezeitraum nicht abgelaufen ist, wenn Zeitgeberschaltung 258 sich im zweiten Zustand befindet. Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 kann bestimmen, dass der Haltezeitraum abgelaufen ist, wenn Zeitgeberschaltung 258 sich im ersten Zustand befindet. Demgemäß kann, wenn Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 bestimmt, dass Zeitgeberschaltung 258 sich im zweiten Zustand befindet, Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 in Block 306 fortsetzen, den Zustand von Zeitgeberschaltung 258 zu überwachen.
  • Nachdem der Haltezeitraum abgelaufen ist, geht Zeitgeberschaltung 258 in Block 308 in den ersten Zustand über. Beim Übergang in den ersten Zustand kann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 in Block 308 bestimmen, dass Zeitgeberschaltung 258 sich im ersten Zustand befindet. In Block 310 fühlt Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 eine Ausgangsgröße von Leistungswandler 100 ab, wie z. B. Ausgangsspannung VOUT 108 und/oder Ausgangsstrom IOUT 109. Wenn die abgefühlte Ausgangsgröße in Block 312 nicht geringer ist als eine gewünschte Ausgangsgröße (z. B. ein gewünschter Ausgangsspannungswert), dann kann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 in Block 310 fortsetzen, die Ausgangsgröße von Leistungswandler 100 abzufühlen. Da sich Zeitgeberschaltung 258 im ersten Zustand befindet, wenn Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 in Block 312 bestimmt, dass die abgefühlte Ausgangsgröße geringer ist als eine gewünschte Ausgangsgröße, kann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 in Block 302 Anforderungssignal UREQ 236 übertragen.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb von Primärsteuerung 218 beschreibt. Vor Beginn von Verfahren 400 kann davon ausgegangen werden, dass Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 im AUS-Zustand hält. In Block 402 bestimmt Primärschalter-Steuerschaltung 250, ob Anforderungssignal UREQ 236 empfangen wurde. Wenn Primärschalter-Steuerschaltung 250 kein Anforderungssignal UREQ 236 detektiert, kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 in Block 402 weiter auf Anforderungssignal UREQ 236 warten.
  • Wenn Primärschalter-Steuerschaltung 250 ein Anforderungssignal UREQ 236 empfängt, kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 in Block 404 die Ausschaltbedingungen anpassen oder beibehalten. Beispielsweise kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 die Ausschaltbedingungen in Speicherschaltung 254 als Antwort auf veränderte Lastbedingungen anpassen. In anderen Beispielen kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 die Ausschaltbedingungen in Speicherschaltung 254 beibehalten, wenn sich die Lastbedingungen nicht verändert haben. Obwohl Primärschalter-Steuerschaltung 250 die Ausschaltbedingungen anpassen/beibehalten kann, nachdem Anforderungssignal UREQ 236 in Block 402 empfangen wurde, ist vorgesehen, dass Primärschalter-Steuerschaltung 250 die Ausschaltbedingungen zu anderen Zeitpunkten während des Betriebs (z. B. nach Block 406) anpassen/beibehalten kann. Obwohl Primärschalter-Steuerschaltung 250 die Ausschaltbedingungen in manchen Beispielen anpassen kann, können die Ausschaltbedingungen in anderen Beispielen festgesetzt sein. In diesen beschriebenen Beispielen kann es sein, dass Primärschalter-Steuerschaltung 250 die Ausschaltbedingungen nicht anpasst, und Block 404 kann aus Verfahren 400 entfernt werden.
  • Primärschalter-Steuerschaltung 250 setzt in Block 406 Leistungsschalter 222 als Antwort auf das empfangene Anforderungssignal UREQ 236 in den EIN-Zustand. In Block 408 bestimmt Primärschalter-Steuerschaltung 250, ob eine Ausschaltbedingung detektiert wird. Wie hierin beschrieben kann eine Ausschaltbedingung einen Schwellenstromwert und/oder eine Schwellendauer umfassen, ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. Wenn Primärschalter-Steuerschaltung 250 keine Ausschaltbedingung detektiert, kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 im EIN-Zustand halten und Ausschaltbedingungen weiterhin überwachen. Wenn Primärschalter-Steuerschaltung 250 eine Ausschaltbedingung detektiert, setzt Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 in Block 410 in den AUS-Zustand.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb von Primärsteuerung 218 und Sekundärsteuerung 220 beschreibt. 5 beschreibt die Übertragung eines einzelnen Anforderungssignals UREQ 236 und die Antwort von Primärschalter-Steuerschaltung 250 auf das einzelne Anforderungssignal UREQ 236. Obwohl der Betrieb von Primärsteuerung 218 und Sekundärsteuerung 220 in Bezug auf die Übertragung eines einzelnen Anforderungssignals UREQ 236 beschrieben ist, kann Verfahren 500 von Primärsteuerung 218 und Sekundärsteuerung 220 während des Betriebs wiederholt werden. Beispielsweise kann Verfahren 500 von Block 520 zurück zu Block 502 springen, anstatt nach Block 520 zu enden.
  • In Block 502 befindet sich Zeitgeberschaltung 258 im ersten Zustand. In Block 504 fühlt Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 eine Ausgangsgröße von Leistungswandler 100 ab, wie z. B. Ausgangsspannung VOUT 108 und/oder Ausgangsstrom IOUT 109. Wenn die abgefühlte Ausgangsgröße nicht geringer ist als eine gewünschte Ausgangsgröße, dann kann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 weiterhin die Ausgangsgröße von Leistungswandler 100 überwachen. Wenn Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 in Block 506 bestimmt, dass die abgefühlte Ausgangsgröße geringer ist als eine gewünschte Ausgangsgröße, überträgt Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 in Block 508 Anforderungssignal UREQ 236 und löst Zeitgeberschaltung 258 aus.
  • In Block 510 empfängt Primärschalter-Steuerschaltung 250 Anforderungssignal UREQ 236. Primärschalter-Steuerschaltung 250 setzt in Block 512 Leistungsschalter 222 als Antwort auf den Empfang von Anforderungssignal UREQ 236 in den EIN-Zustand. In Block 514 kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 die Ausschaltbedingungen anpassen oder beibehalten. In Block 516 bestimmt Primärschalter-Steuerschaltung 250, ob eine Ausschaltbedingung detektiert wird. Wenn Primärschalter-Steuerschaltung 250 keine Ausschaltbedingung detektiert, kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 im EIN-Zustand halten und weiter auf Ausschaltbedingungen überwachen. Wenn Primärschalter-Steuerschaltung 250 eine Ausschaltbedingung detektiert, setzt Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 in Block 518 in den AUS-Zustand. Wie oben beschrieben kann der Haltezeitraum so gewählt sein, dass er länger ist als eine erwartete Dauer, die Leistungsschalter 222 im EIN-Zustand bleiben wird, plus einer erwarteten Dauer, die eine ausreichende Energieübertragung zur Sekundärseite ermöglicht, nachdem Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand gesetzt wurde. Demgemäß endet in Block 520 der Haltezeitraum von Zeitgeberschaltung 258 und Zeitgeberschaltung 258 geht in den ersten Zustand über.
  • 6 zeigt Wellenformen zur Veranschaulichung des Betriebs von Primärsteuerung 218 und Sekundärsteuerung 220 unter variierenden Lastbedingungen. 6 zeigt insbesondere Wellenformen von Schaltstrom ISWITCH 260 und Ausgangsspannung VOUT 108 zusammen mit entsprechenden Zeitgeberschaltzuständen (ZG-ZUSTAND), Schalttreibersignalen UDRIVE 238 und Anforderungssignalen UREQ 236. Die Wellenform des Zeitgeberschaltungzustands aus 6 soll die Zustände von Zeitgeberschaltung 258 graphisch wiedergeben. Obwohl die Zeitgeberschaltungswellenform aus 6 den ersten und zweiten Zustand als einem niedrigen bzw. hohen Wert entsprechend darstellt, dient eine solche Darstellung der Zeitgeberschaltungswellenformen lediglich zu Erläuterungszwecken. Demgemäß kann die Wellenform des Zeitgeberschaltungszustands digitale/analoge Werte (z. B. Spannungen) darstellen oder auch nicht, die mit einer Implementierung der Zeitgeberschaltung 258 assoziiert sind.
  • Die linke Hälfte von 6 veranschaulicht den Betrieb von Primärsteuerung 218 und Sekundärsteuerung 220 unter höheren Lastbedingungen. Die rechte Hälfte von 6 veranschaulicht den Betrieb von Primärsteuerung 218 und Sekundärsteuerung 220 unter niedrigeren Lastbedingungen. Eine Zeitlücke 661 zwischen höheren und niedrigeren Lastbedingungen ist für jedes der Signale in 6 dargestellt.
  • Zum Zeitpunkt null ist Ausgangsspannung VOUT 108 höher als die gewünschte Ausgangsspannung (angezeigt durch die gestrichelte Linie 662). Außerdem befindet sich Zeitgeberschaltung 258 im ersten Zustand. Bei 663 fällt Ausgangsspannung VOUT 108 auf einen Wert, der niedriger ist als die gewünschte Ausgangsspannung. Demgemäß überträgt Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 bei 663 ein Anforderungssignal 664 und löst Zeitgeberschaltung 258 aus, in den zweiten Zustand überzugehen. Als Antwort auf den Empfang von Anforderungssignal 664 generiert Primärschalter-Steuerschaltung 250 Schalttreibersignal UDRIVE 238, das Leistungsschalter 222 in den EIN-Zustand setzt.
  • Primärschalter-Steuerschaltung 250 kann dann bestimmen, wann Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand gesetzt wird. In 6 kann davon ausgegangen werden, dass Primärschalter-Steuerschaltung 250 einen Schwellenstromwert als Ausschaltbedingung verwendet. Außerdem kann davon ausgegangen werden, dass der Schwellenstromwert basierend auf Lastbedingungen anpassbar ist. Wie bei 665 dargestellt kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 den Schwellenstromwert auf drei verschiedene Werte anpassen (ILIM1, ILIM2 und ILIM3), je nach Lastbedingungen.
  • Wie bei 666 angezeigt nimmt Schaltstrom ISWITCH 260 zu, wenn sich Leistungsschalter 222 im EIN-Zustand befindet. Primärschalter-Steuerschaltung 250 kann Schaltstrom ISWITCH 260 abfühlen und Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand setzen, wenn Schaltstrom ISWITCH 260 einen Schwellenstromwert ILIM2 erreicht. Energie wird zur Sekundärseite übertragen, nachdem Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand gesetzt wurde. Obwohl Energie zur Sekundärseite von Leistungswandler 100 übertragen wird, bleibt Ausgangsspannung VOUT 108 auf einem Wert, der niedriger ist als die gewünschte Ausgangsspannung.
  • Nachdem Leistungsschalter 222 bei 667 in den AUS-Zustand gesetzt wurde, bleibt Zeitgeberschaltung 258 im zweiten Zustand, bis der Haltezeitraum bei 668 abgelaufen ist. Ausgangsspannung VOUT 108 ist bei Ablaufen des Haltezeitraums niedriger als der gewünschte Ausgangsspannungswert. Demgemäß kann Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 bei Ablaufen des Haltezeitraums Zeitgeberschaltung 258 auslösen, in den zweiten Zustand zurückzukehren und außerdem Anforderungssignal 669 zu übertragen. Der Verzögerungszeitraum 670 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Haltezeiträumen kann eine Zeitdauer darstellen, in der Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 den Zustand von Zeitgeberschaltung 258 bestimmt und bestimmt, ob Ausgangsspannung VOUT 108 niedriger ist als der gewünschte Ausgangsspannungswert. TMIN in 6 kann für die Minimalzeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anforderungssignalen stehen. Mit anderen Worten kann TMIN die Minimaldauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Übergängen des Leistungsschalters in den EIN-Zustand darstellen.
  • Primärschalter-Steuerschaltung 250 kann Leistungsschalter 222 bei 671 ein zweites Mal in den EIN-Zustand setzen. Bei 672 setzt Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand, wenn Schaltstrom ISWITCH 260 Schwellenstromwert ILIM2 erreicht. Obwohl Energie zur Sekundärseite übertragen wird, nachdem Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand gesetzt wurde, bleibt Ausgangsspannung VOUT 108 auf einem Wert, der niedriger ist als der gewünschte Ausgangsspannungswert.
  • Nachdem Leistungsschalter 222 bei 672 in den AUS-Zustand gesetzt wurde, passt Primärschalter-Steuerschaltung 250 die Ausschaltbedingungen (d. h. den Schwellenstromwert) an. Beispielsweise erhöht Primärschalter-Steuerschaltung 250 den Schwellenstromwert auf einen Wert ILIM3, um bei zukünftigen Übergängen von Leistungsschalter 222 vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand mehr Energie zur Sekundärseite zu übertragen. Wie in 673 dargestellt, setzt Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand, wenn Schaltstrom ISWITCH 260 ILIM3 erreicht, was dazu führt, dass Ausgangsspannung VOUT 108 bei 674 auf einen Wert steigt, der höher ist als der gewünschte Ausgangsspannungswert. Es ist vorgesehen, dass der Schwellenstromwert ILIM für jede EIN-Zeit von Leistungsschalter 222 variiert werden könnte.
  • Nach einer Zeitdauer, die durch Zeitlücke 661 dargestellt ist, erfährt Leistungswandler 100 leichtere Lastbedingungen. Während leichterer Lastbedingungen kann Primärseiten-Steuerschaltung 250 den Schwellenstromwert auf einen niedrigeren Wert ILIM1 senken. Demgemäß kann Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 in den AUS-Zustand setzen, wenn Schaltstrom ISWITCH 260 während leichterer Lastbedingungen ILIM1 erreicht.
  • 7A–7B zeigen beispielhafte Kommunikationsverbindungen, durch die Anforderungssignal UREQ 236 übertragen werden kann. Die in 7A–7B dargestellten Kommunikationsverbindungen können im Gehäuse einer integrierten Schaltung 224 der vorliegenden Offenbarung enthalten sein. 7A zeigt eine beispielhafte magnetisch gekoppelte Kommunikationsverbindung, die im Gehäuse einer integrierten Schaltung 224 enthalten ist. Das Gehäuse einer integrierten Schaltung 224 umfasst eine primäre Leiterschleife 775 und eine sekundäre Leiterschleife 776, die galvanisch voneinander isoliert sind. In manchen Beispielen können primäre Leiterschleife 775 und sekundäre Leiterschleife 776 isolierte Leiter des Anschlussrahmens des Gehäuses einer integrierten Schaltung 224 sein. Durch Integration von primärer und sekundärer Leiterschleife 775, 776 in den Anschlussrahmen des Gehäuses einer integrierten Schaltung 224 kann die Kommunikationsverbindung zwischen der Primär- und der Sekundärseite von Leistungswandler 100 mit geringeren Kosten zum Gehäuse einer integrierten Schaltung 224 hinzugefügt werden.
  • Primäre Leiterschleife 775 kann mit Primärschalter-Steuerschaltung 250 gekoppelt sein. Sekundäre Leiterschleife 776 kann mit Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 gekoppelt sein. Obwohl primäre und sekundäre Leiterschleife 775, 776 galvanisch voneinander isoliert sind, können primäre und sekundäre Leiterschleife 775, 776 magnetisch gekoppelt sein, sodass eine Änderung des Stroms durch sekundäre Leiterschleife 776 eine Spannung/einen Strom in primärer Leiterschleife 775 induzieren kann. Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 kann Anforderungssignal UREQ 236 zu Primärschalter-Steuerschaltung 250 übertragen, indem sie eine Änderung im Strom durch sekundäre Leiterschleife 776 induziert. Primärschalter-Steuerschaltung 250 kann Anforderungssignal UREQ 236 detektieren, indem sie eine(n) induzierte(n) Spannung und/oder Strom in primärer Leiterschleife 775 detektiert.
  • 7B zeigt eine beispielhafte optisch gekoppelte Kommunikationsverbindung, die im Gehäuse einer integrierten Schaltung 224 enthalten ist. Das Gehäuse einer integrierten Schaltung 224 umfasst einen optischen Sender 777 (z. B. eine Leuchtdiode) und einen optischen Empfänger 778 (z. B. einen Phototransistor), die galvanisch voneinander isoliert sind. Optischer Empfänger 778 kann mit Primärschalter-Steuerschaltung 250 gekoppelt sein. Optischer Sender 777 kann mit Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 gekoppelt sein. Obwohl optischer Sender 777 und optischer Empfänger 778 galvanisch voneinander isoliert sind, können optischer Sender 777 und optischer Empfänger 778 eine optische Kommunikationsverbindung bilden. Beispielsweise kann optischer Sender 777 Licht aussenden, das von optischem Empfänger 778 detektiert wird. Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 kann Anforderungssignal UREQ 236 zu Primärschalter-Steuerschaltung 250 übertragen, indem sie optischen Sender 777 mit Energie versorgt, um Licht auszusenden. Primärschalter-Steuerschaltung 250 kann Anforderungssignal UREQ 236 detektieren, indem sie eine(n) induzierte(n) Spannung und/oder Strom detektiert, die von optischem Empfänger 778 als Antwort auf das von optischem Sender 777 ausgesandte Licht erzeugt werden. Es ist vorgesehen, dass auch andere Kommunikationsverbindungstechnologien als magnetisch und optisch gekoppelte Kommunikationsverbindungen verwendet werden können. Beispielsweise kann eine kapazitive Kopplung als Kommunikationsverbindung zwischen Primärsteuerung 218 und Sekundärsteuerung 220 verwendet werden.
  • 8 zeigt einen beispielhaften nichtisolierten Leistungswandler 880, der eine beispielhafte Primärsteuerung 881 und eine Sekundärsteuerung 882 der vorliegenden Offenbarung umfasst. Obwohl Primärsteuerung 881 und Sekundärsteuerung 882 als in einem nichtisolierten Leistungswandler 880 mit Abwärtswandlertopologie enthalten dargestellt sind, ist vorgesehen, dass Primärsteuerung 881 und Sekundärsteuerung 882 in nichtisolierten Leistungsversorgungsvorrichtungen mit anderen Topologien enthalten sein können. Wie nachstehend beschrieben können Primärsteuerung 881 und Sekundärsteuerung 882 auf ähnliche Weise arbeiten wie oben beschriebene Primärsteuerung 218 und Sekundärsteuerung 220.
  • Leistungswandler 880 umfasst Eingangsanschlüsse 883-1, 883-2 (gemeinsam „Eingangsanschlüsse 883”) und Ausgangsanschlüsse 884-1, 884-2 (gemeinsam „Ausgangsanschlüsse 884”). Eingangsanschlüsse 883 sind gekoppelt, um eine Eingangsspannung VIN 885 zu empfangen, die eine gleichgerichtete und gefilterte Wechselspannung sein kann. Ausgangsanschlüsse 884 stellen eine Ausgangsspannung VOUT 886 zu einer Last (nicht dargestellt) bereit.
  • Leistungswandler 880 umfasst Eingangskondensator 887, Ausgangskondensator 888, Induktor 889, Diode 890 und Leistungsschalter 891. Wie in 8 dargestellt sind Leistungsschalter 891, Diode 890 und Induktor 889 gekoppelt, um als Abwärtswandlerschaltung zu arbeiten. Sekundärsteuerung 882 kann gekoppelt sein, um Betriebsleistung von Knoten 892 und/oder Glättungskondensator 893 zu empfangen. Sekundärsteuerung 882 kann auch über eine Rückkopplungsschaltung 896, die es Sekundärsteuerung 882 erlaubt, eine Ausgangsgröße von Leistungswandler 880 (z. B. Ausgangsspannung VOUT 886) abzufühlen, mit Ausgangsanschlüssen 884 gekoppelt sein.
  • Primärsteuerung 881 und Sekundärsteuerung 882 sind galvanisch voneinander isoliert. Obwohl Primärsteuerung 881 und Sekundärsteuerung 882 galvanisch voneinander isoliert sind, kann Sekundärsteuerung 882 ein Anforderungssignal UREQ 894 über eine Kommunikationsverbindung (z. B. eine magnetisch, kapazitiv oder optisch gekoppelte Kommunikationsverbindung) zu Primärsteuerung 881 übertragen. Primärsteuerung 881 kann ein Schalttreibersignal UDRIVE 895 generieren, um Leistungsschalter 891 als Antwort auf ein Anforderungssignal UREQ 894, das von Sekundärsteuerung 882 empfangen wird, in einen EIN-Zustand setzen.
  • Primärsteuerung 881 und Sekundärsteuerung 882 können dazu dienen, eine Ausgangsgröße von Leistungswandler 880 auf ähnliche Weise zu regeln wie oben in Bezug auf Primärsteuerung 218 und Sekundärsteuerung 220 beschrieben. Beispielsweise kann Sekundärsteuerung 882 Schaltungen umfassen (z. B. eine Sekundärschalter-Steuerschaltung und eine Zeitgeberschaltung), welche die Generierung von Anforderungssignalen UREQ 894 steuern, um zu steuern, wie oft Leistungsschalter 891 von Primärsteuerung 881 in den EIN-Zustand gesetzt wird. Nach jedem Mal, dass Primärsteuerung 881 Leistungsschalter 891 in den EIN-Zustand gesetzt hat, bestimmt Primärsteuerung 881, wann Leistungsschalter 891 in den AUS-Zustand gesetzt wird, z. B. als Antwort auf eine oder mehrere Ausschaltbedingungen.
  • Wie oben beschrieben überträgt Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 ein Anforderungssignal UREQ 236 und löst Zeitgeberschaltung 258 aus, wenn Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 bestimmt, dass Zeitgeberschaltung 258 im ersten Zustand ist und Ausgangsspannung VOUT 108 niedriger ist als die gewünschte Ausgangsspannung. Obwohl Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 oben als Zeitgeberschaltung 258 auslösend beschrieben ist, wenn Ausgangsspannung VOUT 108 niedriger ist als der gewünschte Ausgangsspannungswert und Zeitgeberschaltung 258 sich im ersten Zustand befindet, kann Zeitgeberschaltung 258 in manchen Implementierungen einer Sekundärsteuerung auch auf andere Weise ausgelöst werden. Eine alternative Implementierung einer Sekundärsteuerung, in der Zeitgeberschaltung 258 auf andere Weise ausgelöst wird, ist nachstehend in Bezug auf 9 beschrieben.
  • 9 zeigt alternative Wellenformen zur Veranschaulichung des Betriebs von Primärsteuerung 218 und Sekundärsteuerung 220. 9 zeigt insbesondere eine Wellenform von Ausgangsspannung VOUT 108 zusammen mit entsprechenden Zeitgeberschaltzuständen (ZG-ZUSTAND), Schalttreibersignalen UDRIVE 238 und Anforderungssignalen UREQ 236. In 9 umfasst Zeitgeberschaltung 258 einen Oszillator, der Zeitgeberschaltung 258 basierend auf einer festgesetzten Frequenz in regelmäßigen Abständen in einen ersten Zustand setzt. In diesem Beispiel kann Zeitgeberschaltung 258 automatisch in den zweiten Zustand gesetzt werden, nachdem sie kurz in den ersten Zustand gesetzt war, und zwar als Antwort auf einen internen Oszillator der Zeitgeberschaltung 258. In diesem Beispiel kann der Zustand von Zeitgeberschaltung 258 als Antwort auf einen Oszillator (nicht dargestellt) bestimmt werden und kann unabhängig von Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 sein.
  • Zum Zeitpunkt null ist Ausgangsspannung VOUT 108 höher als die gewünschte Ausgangsspannung (angezeigt durch die gestrichelte Linie 1002). Bei 1004 fällt Ausgangsspannung VOUT 108 auf einen Wert, der niedriger ist als die gewünschte Ausgangsspannung. Wenn die Zeitgeberschaltung in den ersten Zustand gesetzt ist, überträgt Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 ein Anforderungssignal UREQ 1006, da die Zeitgeberschaltung 258 sich im ersten Zustand befindet, wenn Ausgangsspannung VOUT 108 niedriger ist als der gewünschte Ausgangsspannungswert. Als Antwort auf den Empfang von Anforderungssignal UREQ 1006 setzt Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 in den EIN-Zustand und dann in den AUS-Zustand (z. B. als Antwort auf eine Ausschaltbedingung), wie bei 1008 angezeigt ist. Die zur Sekundärseite von Leistungswandler 100 übertragene Energie führt dazu, dass Ausgangsspannung VOUT 108 auf einen Wert steigt, der höher ist als der gewünschte Ausgangsspannungswert.
  • Nach einer Zeitspanne fällt Ausgangsspannung VOUT 108 bei 1010 wieder auf einen Wert, der niedriger ist als der gewünschte Ausgangsspannungswert. Sekundärschalter-Steuerschaltung 220 kann bei 1010 von der Übertragung von Anforderungssignal UREQ 236 absehen, weil Zeitgeberschaltung 258 sich im zweiten Zustand befindet. Sekundärschalter-Steuerschaltung 220 kann Anforderungssignal UREQ 1012 übertragen, wenn Zeitgeberschaltung 258 bei 1014 in den ersten Zustand übergeht. Als Antwort auf den Empfang von Anforderungssignal UREQ 1012 setzt Primärschalter-Steuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 in den EIN-Zustand und dann in den AUS-Zustand (z. B. als Antwort auf eine Ausschaltbedingung), wie bei 1016 angezeigt ist. Die zur Sekundärseite von Leistungswandler 100 übertragene Energie führt dazu, dass Ausgangsspannung VOUT 108 steigt. Beim nächsten Mal, wenn Zeitgeberschaltung 258 sich bei 1015 im ersten Zustand befindet, ist Ausgangsspannung 108 immer noch niedriger als der gewünschte Ausgangsspannungswert, sodass Sekundärschalter-Steuerschaltung 256 dann ein weiteres Anforderungssignal UREQ 1013 überträgt, was dazu führt, dass Primärsteuerschaltung 250 Leistungsschalter 222 in den EIN-Zustand und dann in den AUS-Zustand setzt (z. B. als Antwort auf eine Ausschaltbedingung), wie bei 1017 angezeigt ist. Die zur Sekundärseite von Leistungswandler 100 übertragene Energie führt dazu, dass VOUT 108 bei 1018 weiter auf einen Wert steigt, der höher ist als der gewünschte Ausgangsspannungswert.
  • Die obige Beschreibung von veranschaulichten Beispielen der vorliegenden Erfindung, einschließlich der Beschreibung in der Zusammenfassung, soll nicht erschöpfend oder genau auf die offenbarten Formen eingeschränkt sein. Es wurden zwar hierin zu Veranschaulichungszwecken spezifische Ausführungsformen und Beispiele der Erfindung beschrieben, es sind aber verschiedene äquivalente Modifikationen möglich, ohne vom weiteren Geist und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es sei darauf hingewiesen, dass die spezifischen beispielhaften Spannungen, Ströme, Zeiten usw. in der Tat zu Erläuterungszwecken angeführt sind und in anderen Ausführungsformen und Beispielen gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung auch andere Werte verwendet werden können.

Claims (34)

  1. Leistungswandlersteuerung, umfassend: eine Primärsteuerung, die mit einem Leistungsschalter eines Leistungswandlers zu koppeln ist, wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um ein oder mehrere Anforderungssignale zu empfangen und den Leistungsschalter als Antwort auf jedes der empfangenen Anforderungssignale von einem AUS-Zustand in einen EIN-Zustand umzuschalten, und wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um eine Ausschaltbedingung zu detektieren, wenn der Leistungsschalter sich im EIN-Zustand befindet, und den Leistungsschalter als Antwort auf die Detektion der Ausschaltbedingung vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand umzuschalten; und eine Sekundärsteuerung, die galvanisch von der Primärsteuerung isoliert ist, wobei die Sekundärsteuerung gekoppelt ist, um das eine oder die mehreren Anforderungssignale zur Primärsteuerung zu übertragen, und wobei die Sekundärsteuerung gekoppelt ist, um die Zeitdauer zwischen der Übertragung der einzelnen Anforderungssignale zu steuern.
  2. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 1, wobei die Primärsteuerung ausgelegt ist, mit einer Primärseite des Leistungswandlers gekoppelt zu sein, wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um das eine oder die mehreren Anforderungssignale von einer Sekundärseite des Leistungswandlers zu empfangen, und wobei die Sekundärsteuerung ausgelegt ist, mit der Sekundärseite des Leistungswandlers gekoppelt zu sein.
  3. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 1, wobei die Sekundärsteuerung eine Zeitgeberschaltung umfasst, die eine Mindestdauer zwischen der Übertragung der einzelnen Anforderungssignale festsetzt.
  4. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 3, wobei die Mindestdauer zwischen den einzelnen Anforderungssignalen die Mindestdauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Übergangen des Leistungsschalters vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand festsetzt.
  5. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 3, wobei die Zeitgeberschaltung gekoppelt ist, um in einem ersten Zustand zu arbeiten, bis sie ausgelöst wird, in einem zweiten Zustand zu arbeiten, wobei die Zeitgeberschaltung sich einen Haltezeitraum lang im zweiten Zustand befindet und am Ende des Haltezeitraums in den ersten Zustand zurückgeht, und wobei der Haltezeitraum die Mindestdauer zwischen der Übertragung von zwei aufeinanderfolgenden Anforderungssignalen festsetzt.
  6. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 5, wobei die Sekundärsteuerung eine Sekundärschalter-Steuerschaltung umfasst, die gekoppelt ist, um eine Ausgangsgröße des Leistungswandlers abzufühlen und eines der Anforderungssignale zur Primärsteuerung zu übertragen, wenn die abgefühlte Ausgangsgröße geringer ist als eine gewünschte Ausgangsgröße und die Zeitgeberschaltung sich im ersten Zustand befindet, wobei die Sekundärschalter-Steuerschaltung die Zeitgeberschaltung als Antwort auf die Übertragung des Anforderungssignals auslöst.
  7. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 5, wobei die Sekundärsteuerung eine Auslöserschaltung umfasst, die gekoppelt ist, um die Zeitgeberschaltung mit einer Frequenz auszulösen, die von der Auslöserschaltung definiert wird.
  8. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 7, wobei die Sekundärsteuerung eine Sekundärschalter-Steuerschaltung umfasst, die gekoppelt ist, um eine Ausgangsgröße des Leistungswandlers abzufühlen und eines der Anforderungssignale zur Primärsteuerung zu übertragen, wenn die abgefühlte Ausgangsgröße geringer ist als eine gewünschte Ausgangsgröße und die Zeitgeberschaltung sich im ersten Zustand befindet.
  9. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 1, wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um den Leistungsschalter im AUS-Zustand zu halten, bis die Primärsteuerung ein Anforderungssignal empfängt.
  10. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 1, wobei die Ausschaltbedingung zumindest eines aus einem Schwellenstromwert und einer Schwellendauer umfasst.
  11. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 10, wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um die Ausschaltbedingung als Antwort auf eine Dauer, die sich der Leistungsschalter im EIN-Zustand befindet, anzupassen.
  12. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 10, wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um die Ausschaltbedingung als Antwort auf eine Anzahl von Anforderungssignalen, die von der Primärsteuerung empfangen werden, anzupassen.
  13. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 10, wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um: eine Strommenge durch den Leistungsschalter zu detektieren, wenn der Leistungsschalter sich im EIN-Zustand befindet; zu bestimmen, wann die Strommenge durch den Leistungsschalter größer ist als der Schwellenstromwert; und den Leistungsschalter vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand umzuschalten, wenn die Strommenge durch den Leistungsschalter größer ist als der Schwellenstromwert.
  14. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 10, wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um den Leistungsschalter vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand umzuschalten, wenn der Leistungsschalter sich eine Schwellendauer lang im EIN-Zustand befunden hat.
  15. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 1, wobei die Sekundärsteuerung gekoppelt ist, um die Anforderungssignale über eine Kommunikationsverbindung zu übertragen, wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um die Anforderungssignale über die Kommunikationsverbindung zu empfangen, und wobei die Kommunikationsverbindung zumindest eine aus einer optischen Kommunikationsverbindung, einer kapazitiven Kommunikationsverbindung und einer magnetischen Kommunikationsverbindung umfasst.
  16. Leistungswandlersteuerung, umfassend: eine Sekundärsteuerung, umfassend: eine Zeitgeberschaltung, die gekoppelt ist, um in einem ersten Zustand zu arbeiten, bis sie ausgelöst wird, in einem zweiten Zustand zu arbeiten, wobei die Zeitgeberschaltung sich einen Haltezeitraum lang im zweiten Zustand befindet und am Ende des Haltezeitraums in den ersten Zustand zurückgeht; und eine Sekundärschalter-Steuerschaltung, die gekoppelt ist, um eine Ausgangsgröße eines Leistungswandlers abzufühlen und ein Anforderungssignal zu übertragen, wenn die abgefühlte Ausgangsgröße geringer ist als eine gewünschte Ausgangsgröße und die Zeitgeberschaltung sich im ersten Zustand befindet, wobei die Sekundärschalter-Steuerschaltung die Zeitgeberschaltung als Antwort auf die Übertragung des Anforderungssignals auslöst; und eine Primärsteuerung, die mit einem Leistungsschalter des Leistungswandlers zu koppeln ist und galvanisch von der Sekundärsteuerung isoliert ist, wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um das übertragene Anforderungssignal zu empfangen und den Leistungsschalter als Antwort auf das Anforderungssignal in einen EIN-Zustand zu setzen, und wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um eine Ausschaltbedingung zu detektieren und den Leistungsschalter als Antwort auf die Detektion der Ausschaltbedingung vom EIN-Zustand in einen AUS-Zustand umzuschalten.
  17. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 16, wobei der Leistungswandler ein nichtisolierter Leistungswandler ist.
  18. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 16, wobei der Leistungswandler ein isolierter Leistungswandler ist, wobei die Sekundärsteuerung ausgelegt ist, mit einer Sekundärseite des Leistungswandlers gekoppelt zu werden, und wobei die Primärsteuerung ausgelegt ist, mit einer Primärseite des Leistungswandlers gekoppelt zu werden.
  19. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 16, wobei die Primärsteuerung nach dem Übergang des Leistungsschalters in den AUS-Zustand gekoppelt ist, um den Leistungsschalter im AUS-Zustand zu halten, bis ein weiteres Anforderungssignal empfangen wird.
  20. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 16, wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um den Leistungsschalter eine Schwellendauer lang im AUS-Zustand zu halten, nachdem der Leistungsschalter in den AUS-Zustand übergegangen ist, und wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um vom Setzen des Leistungsschalters in den EIN-Zustand als Antwort auf ein nachfolgendes Anforderungssignal, das während der Schwellendauer empfangen wird, abzusehen.
  21. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 16, wobei für den Haltezeitraum ein Wert gewählt ist, der größer ist als die Dauer, für welche die Primärsteuerung den Leistungsschalter im EIN-Zustand hält.
  22. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 16, wobei das Anforderungssignal ein Impuls ist, und wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um den Impuls zu empfangen und den Leistungsschalter als Antwort auf den Impuls in den EIN-Zustand zu setzen.
  23. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 16, wobei die Ausschaltbedingung einen Schwellenstromwert umfasst, wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um eine Strommenge durch den Leistungsschalter abzufühlen, wenn der Leistungsschalter sich im EIN-Zustand befindet, und wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um den Leistungsschalter vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand umzuschalten, wenn die Strommenge durch den Leistungsschalter größer ist als der Schwellenstromwert.
  24. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 16, wobei die Ausschaltbedingung eine Schwellendauer umfasst, und wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um den Leistungsschalter vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand umzuschalten, wenn der Leistungsschalter sich eine Schwellendauer lang im EIN-Zustand befunden hat.
  25. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 16, wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um die Ausschaltbedingung als Antwort auf zumindest eine aus einer Zeitdauer, für die der Leistungsschalter im EIN-Zustand ist und einer Anzahl von Anforderungssignalen, die von der Primärsteuerung während einer Zeitdauer empfangen werden, anzupassen.
  26. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 16, wobei die Sekundärsteuerung gekoppelt ist, um das Anforderungssignal über eine Kommunikationsverbindung zu übertragen, wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um das Anforderungssignal über die Kommunikationsverbindung zu empfangen, und wobei die Kommunikationsverbindung zumindest eine aus einer optischen Kommunikationsverbindung, einer kapazitiven Kommunikationsverbindung und einer magnetischen Kommunikationsverbindung umfasst.
  27. Leistungswandlersteuerung, umfassend: ein Energieübertragungselement, das eine Primärwicklung auf einer Primärseite des Leistungswandlers und eine Sekundärwicklung auf einer Sekundärseite des Leistungswandlers umfasst; einen Leistungsschalter, der mit der Primärwicklung gekoppelt ist; eine Primärsteuerung, die mit dem Leistungsschalter gekoppelt ist, wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um ein oder mehrere Anforderungssignale von der Sekundärseite zu empfangen und den Leistungsschalter als Antwort auf jedes der empfangenen Anforderungssignale von einem AUS-Zustand in einen EIN-Zustand umzuschalten, und wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um eine Ausschaltbedingung zu detektieren, wenn der Leistungsschalter sich im EIN-Zustand befindet, und den Leistungsschalter als Antwort auf die Detektion der Ausschaltbedingung vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand umzuschalten; und eine Sekundärsteuerung, die mit der Sekundärseite gekoppelt ist und galvanisch von der Primärsteuerung isoliert ist, wobei die Sekundärsteuerung gekoppelt ist, um das eine oder die mehreren Anforderungssignale zur Primärsteuerung zu übertragen, und wobei die Sekundärsteuerung gekoppelt ist, um die Zeitdauer zwischen der Übertragung der einzelnen Anforderungssignale zu steuern.
  28. Leistungswandler nach Anspruch 27, wobei die Sekundärsteuerung eine Zeitgeberschaltung umfasst, die eine Mindestdauer zwischen der Übertragung der einzelnen Anforderungssignale festsetzt.
  29. Leistungswandler nach Anspruch 28, wobei die Mindestdauer auf einen Wert festgesetzt ist, der größer ist als eine Summe einer erwarteten EIN-Zeit des Leistungsschalters und einer erwarteten Dauer, während der Energie zur Sekundärseite des Leistungswandlers zugeführt wird.
  30. Leistungswandler nach Anspruch 28, wobei die Zeitgeberschaltung gekoppelt ist, um in einem ersten Zustand zu arbeiten, bis sie ausgelöst wird, in einem zweiten Zustand zu arbeiten, wobei die Zeitgeberschaltung sich einen Haltezeitraum lang im zweiten Zustand befindet und am Ende des Haltezeitraums in den ersten Zustand zurückgeht, und wobei der Haltezeitraum die Mindestdauer zwischen der Übertragung von zwei aufeinanderfolgenden Anforderungssignalen festsetzt.
  31. Leistungswandler nach Anspruch 30, wobei die Sekundärsteuerung eine Sekundärschalter-Steuerschaltung umfasst, die gekoppelt ist, eine Ausgangsgröße des Leistungswandlers abzufühlen und eines der Anforderungssignale zur Primärsteuerung zu übertragen, wenn die abgefühlte Ausgangsgröße geringer ist als eine gewünschte Ausgangsgröße und die Zeitgeberschaltung sich im ersten Zustand befindet, und wobei die Sekundärschalter-Steuerschaltung die Zeitgeberschaltung als Antwort auf die Übertragung des Anforderungssignals auslöst.
  32. Leistungswandler nach Anspruch 30, wobei die Sekundärsteuerung eine Auslöserschaltung umfasst, die gekoppelt ist, um die Zeitgeberschaltung mit einer Frequenz auszulösen, die von der Auslöserschaltung definiert wird.
  33. Leistungswandler nach Anspruch 32, wobei die Sekundärsteuerung eine Sekundärschalter-Steuerschaltung umfasst, die gekoppelt ist, um eine Ausgangsgröße des Leistungswandlers abzufühlen und eines der Anforderungssignale zur Primärsteuerung zu übertragen, wenn die abgefühlte Ausgangsgröße geringer ist als eine gewünschte Ausgangsgröße und die Zeitgeberschaltung sich im ersten Zustand befindet.
  34. Leistungswandlersteuerung nach Anspruch 27, die ferner eine Kommunikationsverbindung umfasst, wobei die Sekundärsteuerung gekoppelt ist, um das eine oder die mehreren Anforderungssignale über die Kommunikationsverbindung zu übertragen, wobei die Primärsteuerung gekoppelt ist, um das einen oder die mehreren Anforderungssignale über die Kommunikationsverbindung zu empfangen, und wobei die Kommunikationsverbindung zumindest eine aus einer optischen Kommunikationsverbindung, einer kapazitiven Kommunikationsverbindung und einer magnetischen Kommunikationsverbindung umfasst.
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