TW201308850A - 用於開關電源變換器的系統和方法 - Google Patents

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Abstract

一種用於開關電源變換器的系統和方法，該系統包括：第一比較器，被配置以接收第一輸入信號和第二輸入信號並且至少基於與第一輸入信號和第二輸入信號相關聯的資訊產生第一比較信號；脈寬調變產生器，被配置以至少接收第一比較信號並且至少基於與第一比較信號相關聯的資訊產生調變信號；驅動器元件，被配置以接收調變信號並向開關輸出驅動信號以調節流經電源變換器的初級繞組的初級電流；以及電壓改變率檢測元件，被配置以取樣回饋信號以產生第一調變週期期間的第一取樣信號並且取樣回饋信號以產生第二調變週期期間的第二取樣信號。

Description

用於開關電源變換器的系統和方法
本發明涉及一種積體電路，更具體地，本發明提供了回應於負載改變的開關頻率和峰值電流調節。僅僅作為示例，本發明已應用於反激式電源變換器。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
一般地，傳統電源變換系統常常使用變壓器來隔離初級側上的輸入電壓和次級側上的輸出電壓。為了調整輸出電壓，諸如TL431和光電耦合器之類的某些組件可被用來從次級側向初級側上的控制器晶片發送回饋信號。在另外一種方法中，次級側上的輸出電壓還可通過磁耦合被反映到初級側，因此通過直接調節初級側上的一些參數來控制輸出電壓。
第1圖是示出具有初級側感測和調整之傳統反激式電源變換系統的簡化示圖。該電源變換系統100包括初級繞組110、次級繞組112、輔助繞組114、電源開關120、電流感測電阻器130、輸出電纜的等效電阻器140、電阻器150和152以及整流二極體160。例如，電源開關120是雙極接面電晶體。在另一示例中，電源開關120是MOS電晶體。
為了在預定範圍內調整輸出電壓，常常需要提取出與輸出電壓和輸出負載有關的資訊。在電源變換系統100中，這樣的資訊可以通過輔助繞組114來提取。當電源開關120被導通時，能量被儲存在次級繞組112中。然後，當電源開關120截止時，所儲存能量被釋放到輸出端子，並且輔助繞組114的電壓如下所示這樣來映射次級側上的輸出電壓。
其中，VFB表示節點154處的電壓，並且Vaux表示輔助繞組114的電壓。R1和R2分別表示電阻器150和152的電阻值。另外，n表示輔助繞組114與次級繞組112之間的匝數比。具體地，n等於輔助繞組114的匝數除以次級繞組112的匝數。Vo和Io分別表示輸出電壓和輸出電流。此外，VF表示整流二極體160的前向電壓，並且Req表示等效電阻器140的電阻值。此外，k表示回饋係數，如下所示：
第2圖是示出反激式電源變換系統100之傳統操作機制的簡化示圖。如第2圖所示，變換系統100的控制器晶片使用取樣保持機制。當次級側上的退磁過程幾乎完成並且次級繞組112的電流Isec幾乎變為零時，輔助繞組114的電壓Vaux例如在第2圖的點A處被取樣。該取樣電壓值通常被保持直到下一電壓取樣被執行為止。通過負反饋環路，該取樣電壓值可以變得等於基準電壓Vref。因此，
VFB=Vref　(等式3)
組合等式1和3，可以獲得下式：
基於等式4，輸出電壓隨著輸出電流的增大而減小。
然而，該電源變換系統100常常不能對輸出負載改變提供快速而有效的回應。因此，非常希望改進初級側感測和調整的技術。
本發明涉及一種積體電路，更具體地，本發明提供了回應於負載改變的開關頻率和峰值電流調節。僅僅作為示例，本發明已應用於反激式電源變換器。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
根據一個實施例，一種用於開關電源變換器的系統包括第一比較器、脈寬調變產生器、驅動器元件、以及電壓改變率檢測元件。第一比較器被配置以接收第一輸入信號和第二輸入信號並且至少基於與第一輸入信號和第二輸入信號相關聯的資訊產生第一比較信號，第一輸入信號至少與和電源變換器的輸出電流有關的回饋信號相關聯。脈寬調變產生器被配置以至少接收第一比較信號並且至少基於與第一比較信號相關聯的資訊產生調變信號，調變信號與調變頻率相關聯。此外，驅動器元件被配置以接收調變信號並向開關輸出驅動信號以調節流經電源變換器的初級繞組的初級電流，初級電流與調變頻率所對應的每個調變週期期間的峰值大小相關聯。另外，電壓改變率檢測元件被配置以取樣回饋信號以產生第一調變週期期間的第一取樣信號並且取樣回饋信號以產生第二調變週期期間的第二取樣信號，電壓改變率檢測元件還被配置以將第一取樣信號的大小與第二取樣信號相比較，第二調變週期在第一調變週期之後。該系統還被配置以判斷第一取樣信號減去第二取樣信號是否滿足一個或多個第一條件。如果一個或多個第一條件被滿足，則該系統還被配置以增大調變頻率和與初級電流有關的峰值大小。
根據另一實施例，一種用於開關電源變換器的方法包括：接收第一輸入信號和第二輸入信號，處理與第一輸入信號和第二輸入信號相關聯的資訊，以及至少基於與第一輸入信號和第二輸入信號相關聯的資訊產生第一比較信號，第一輸入信號至少與和電源變換器的輸出電流有關的回饋信號相關聯。該方法還包括：至少接收第一比較信號，處理與第一比較信號相關聯的資訊，並且至少基於與第一比較信號相關聯的資訊產生調變信號，調變信號與調變頻率相關聯。另外，該方法包括：接收調變信號，處理與調變信號相關聯的資訊，並且向開關輸出驅動信號以調節流經電源變換器的初級繞組的初級電流，初級電流與調變頻率所對應的每個調變週期期間的峰值大小相關聯。此外，該方法包括：取樣回饋信號以產生第一調變週期期間的第一取樣信號，並且取樣回饋信號以產生第二調變週期期間的第二取樣信號，第二調變週期在第一調變週期之後。此外，該方法包括：判斷第一取樣信號減去第二取樣信號是否滿足一個或多個第一條件，並且如果一個或多個第一條件被滿足，則增大調變頻率和與初級電流有關的峰值大小。
根據又一實施例，一種用於開關電源變換器的系統包括第一比較器、脈寬調變產生器、驅動器元件、以及電壓改變率檢測元件。第一比較器被配置以接收第一輸入信號和第二輸入信號並且至少基於與第一輸入信號和第二輸入信號相關聯的資訊產生第一比較信號，第一輸入信號至少與和電源變換器的輸出電流有關的回饋信號相關聯。脈寬調變產生器被配置以至少接收第一比較信號並且至少基於與第一比較信號相關聯的資訊產生調變信號，調變信號與調變頻率相關聯。此外，驅動器元件被配置以接收調變信號並向開關輸出驅動信號以調節流經電源變換器的初級繞組的初級電流，初級電流與調變頻率所對應的每個調變週期期間的峰值大小相關聯。另外，電壓改變率檢測元件被配置以取樣回饋信號以產生第一調變週期期間的第一取樣信號並且取樣回饋信號以產生第二調變週期期間的第二取樣信號，電壓改變率檢測元件還被配置以將第一取樣信號的大小與第二取樣信號相比較，第二調變週期在第一調變週期之後。該系統還被配置以：判斷第一取樣信號減去第二取樣信號是否大於第一臨界值電壓，第一臨界值電壓大於或等於零：如果第一取樣信號減去第二取樣信號被判定為大於第一臨界值電壓，則增大調變頻率和與初級電流有關的峰值大小。該系統還被配置以：判斷第二取樣信號減去第一取樣信號是否大於第二臨界值電壓，第二臨界值電壓大於或等於零；以及如果第二取樣信號減去第一取樣信號被判定為大於第二臨界值電壓，則減小調變頻率和與初級電流有關的峰值大小。
根據又一實施例，一種用於開關電源變換器的方法包括：接收第一輸入信號和第二輸入信號，處理與第一輸入信號和第二輸入信號相關聯的資訊，並且至少基於與第一輸入信號和第二輸入信號相關聯的資訊產生第一比較信號，第一輸入信號至少與和電源變換器的輸出電流有關的回饋信號相關聯。該方法還包括：至少接收第一比較信號，處理與第一比較信號相關聯的資訊，並且至少基於與第一比較信號相關聯的資訊產生調變信號，調變信號與調變頻率相關聯。另外，該方法包括接收調變信號，處理與調變信號相關聯的資訊，並且向開關輸出驅動信號以調節流經電源變換器的初級繞組的初級電流，初級電流與調變頻率所對應的每個調變週期期間的峰值大小相關聯。此外，該方法包括取樣回饋信號以產生第一調變週期期間的第一取樣信號，並且取樣回饋信號以產生第二調變週期期間的第二取樣信號，第二調變週期在第一調變週期之後。此外，該方法包括判斷第一取樣信號減去第二取樣信號是否大於第一臨界值電壓，第一臨界值電壓大於或等於零；並且如果第一取樣信號減去第二取樣信號被判定為大於第一臨界值電壓，則增大調變頻率和與初級電流有關的峰值大小。另外，該方法包括判斷第二取樣信號減去第一取樣信號是否大於第二臨界值電壓，第二臨界值電壓大於或等於零；並且如果第二取樣信號減去第一取樣信號被判定為大於第二臨界值電壓，則減小調變頻率和與初級電流有關的峰值大小。
取決於實施例，可以獲得這些益處中的一個或多個。參考下面的詳細描述和附圖可以全面地理解本發明的這些益處以及各個另外的目的、特徵和優點。
本發明涉及一種積體電路，更具體地，本發明提供了回應於負載改變的開關頻率和峰值電流調節。僅僅作為示例，本發明已應用於反激式電源變換器。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
參考第1圖和第2圖，與電源變換系統100的輸出電壓有關的資訊通常在每個開關週期中僅被取樣一次。開關週期與開關頻率成反比，開關頻率通常在無負載或輕負載條件時被設置得較低以降低功耗。但是，如果負載從無負載或輕負載變為滿負載，則低的開關頻率常常導致電源變換系統100的動態回應非常差。例如，如果開關頻率在無負載或輕負載條件時為數百赫茲，則與電源變換系統100的輸出電壓有關的資訊每數毫秒(msec)被取樣一次。如果負載從無負載或輕負載變為滿負載(例如，輸出電流在滿負載時變為1 A)，則輸出電壓可能下降到可接受水準以下，這是因為在例如數毫秒之後下一取樣被執行之前控制器不會回應。解決此問題的一種方式是增大無負載或輕負載條件時的開關頻率。但是，如果開關頻率增大，則無負載或輕負載條件時的初級繞組的峰值電流應當被限制以使得輸出電壓不會超過可接受水準。儘管如此，其開關頻率仍然不可能滿足所需的動態回應。
第3圖(A)和(B)是示出根據本發明實施例之作為恒壓(CV)模式中的電源變換系統的輸出電流的函數的峰值電流和開關頻率的簡化示圖。這些示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。曲線310表示作為輸出電流(例如，Iout)的函數的開關頻率(例如，Fsw)，並且曲線320表示作為輸出電流(例如，Iout)的函數的初級繞組的峰值電流(例如，Ipeak)。例如，如果I out =I 1，則該電源變換系統處於無負載條件，並且如果I out =I 6，則該電源變換系統處於滿負載條件。在另一示例中，I 1＜I 2＜I 3＜I 4＜I 5＜I 6。
如第3圖(A)所示，根據一個實施例，如果I 1 I out ＜I 2，則開關頻率(例如，Fsw)以斜率S1f隨著輸出電流(例如，Iout)改變，如果I 2 I out ＜I 5，則開關頻率(例如，Fsw)以斜率S2f隨著輸出電流(例如，Iout)改變，並且如果I 5 I out ＜I 6，則開關頻率(例如，Fsw)以斜率S3f隨著輸出電流(例如，Iout)改變。例如，斜率S1f、S2f和S3f中的每個大於零。如第3圖(B)所示，根據另一實施例，如果I 1 I out ＜I 3，則每個開關週期(例如，Tsw)的峰值電流(例如，Ipeak)以斜率S1p隨著輸出電流(例如，Iout)改變，如果I 3 I out ＜I 4，則以斜率S2p改變，並且如果I 4 I out ＜I 6，則以斜率S3p改變。例如，斜率S1p和S3p均等於或大於零。在另一示例中，斜率S2p大於零。根據又一實施例，該電源變換系統在I 1 I out ＜I 3時利用脈衝-頻率調變進行操作，在I 3 I out ＜I 4時利用脈衝-頻率調變和脈寬調變兩者進行操作，並且在I 4 I out ＜I 6時利用脈衝-頻率調變進行操作。例如，斜率S1p和S3p均等於零，並且峰值電流(例如，Ipeak)以斜率S2p從Imin增大到Imax。
第4圖是示出根據本發明實施例之回應於輸出電流來調節開關頻率和峰值電流的電源變換系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。
電源變換系統400包括初級繞組1410、次級繞組1412、輔助繞組1414、開關1420(例如，雙極接面電晶體)、電流感測電阻器1430、輸出電纜的等效電阻器1440、電阻器1450和1452以及整流二極體1460。另外，電源變換系統400還包括退磁檢測器420、取樣控制器422、取樣開關424、電容器426、振盪器428、誤差放大器430、指數產生器440、比較器450、觸發器元件452、閘極驅動器454、比較器460、462和464、邏輯元件466、電阻器470和472以及電容器474。
例如，初級繞組1410、次級繞組1412、輔助繞組1414、開關1420、電流感測電阻器1430、等效電阻器1440、電阻器1450和1452以及整流二極體1460分別與初級繞組110、次級繞組112、輔助繞組114、開關120、電流感測電阻器130、等效電阻器140、電阻器150和152以及整流二極體160相同。在另一示例中，退磁檢測器420、取樣控制器422、取樣開關424、電容器426、振盪器428、誤差放大器430、指數產生器440、比較器450、觸發器元件452、閘極驅動器454、比較器460、462和464、邏輯元件466、電阻器470和472以及電容器474位於晶片410上。在又一示例中，晶片410包括端子412、414和416。
第5圖是根據本發明實施例之具有恆壓控制的開關模式電源變換系統400的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。
如第5圖所示，波形510表示作為時間的函數的開關1420的導通和截止條件，波形520表示作為時間的函數的斜坡信號(例如，Vramp)，波形530表示作為時間的函數的放大信號431(例如，Vea)，並且波形540表示作為時間的函數的回饋信號1455。另外，波形550表示作為時間的函數的感測信號461(例如，Vcs)，波形552表示作為時間的函數的控制信號475(例如，Vp)，並且波形554表示作為時間的函數的比較信號473(例如，Vth_max)來當作臨界值信號。
如第4圖和第5圖所示，根據一個實施例，通過輔助繞組1414提取與輸出電壓有關的資訊。例如，輔助繞組1414與電阻器1450和1452一起在節點1454處產生回饋信號1455(例如，與波形540相對應的VFB)。在另一示例中，回饋信號1455(例如，VFB)至少由退磁檢測器420和取樣開關424接收。
根據一個實施例，作為回應，退磁檢測器420向指數產生器440輸出信號421。例如，振盪器428也向指數產生器440輸出時鐘信號429。在另一示例中，指數產生器440產生如下的斜坡信號441(例如，與波形520相對應的Vramp)：
其中，Vramp表示斜坡信號441的電壓大小。另外，Vrefa和Vrefb均表示恒定電壓電位。例如，Vrefa等於1V，Vrefb等於3V。此外，n表示以時鐘週期的數目計算的從斜坡信號441的上次重定起斜坡信號441從Vrefb下降的時間。T是時鐘信號429的時鐘週期。τ是時間常數。具體地，如果0≦n≦64，則τ=128x T；如果64≦n≦128，則τ=256x T；如果128≦n≦256，則τ=512 x T；並且如果256≦n≦512，則τ=1024 x T。
在一個實施例中，當開關1420截止時，儲存在變壓器中的能量被釋放到輸出端。例如，退磁過程開始，並且流經次級繞組1412的電流線性地傾斜下降。例如，當退磁過程幾乎結束並且流經次級繞組1412的電流接近零時，取樣信號423被取樣控制器422產生來通過閉合取樣開關424來對回饋信號1455(例如，與波形540相對應的VFB)取樣。在另一示例中，在取樣處理完成之後，取樣開關424回應於取樣信號423而斷開。在又一示例中，所取樣電壓被保持在電容器426上，並被與基準電壓Vref(例如2V)相比較。
根據一實施例，所取樣/所保持電壓與基準電壓Vref之差被誤差放大器430放大以產生放大信號431(例如，與波形530相對應的Vea)。根據另一實施例，放大信號431由電阻器470和比較器450的負輸入端子接收。例如，電阻器470與電阻器472和電容器474一起來向比較器460輸出控制信號475(例如，與波形552相對應的Vp)。在另一示例中，電阻器470和472以及電容器474形成補償網路，該補償網路對放大信號431執行衰減和低通濾波並且產生控制信號475。在又一示例中，比較器450還在正輸入端子處接收斜坡信號441(例如，與波形520相對應的Vramp)，並且作為回應，向觸發器元件452發送輸出信號451。
如第5圖所示，根據一個實施例，當退磁過程開始時，斜坡信號441(例如，與波形520相對應的Vramp)被恢復到初始值(例如，Vrefb)，但是在退磁過程完成之後，斜坡信號441以指數方式下降。在另一實施例中，如果斜坡信號441在大小上變得小於放大信號431(例如，與波形530相對應的Vea)，則比較信號451變為邏輯低電位，從而使得響應產生信號453變為邏輯高電位並且使得開關1420導通。
在另一實施例中，流經初級繞組1410的初級電流1411由電流感測電阻器1430感測，作為回應，電流感測電阻器1430向比較器460、462和464輸出感測信號461(例如，與波形550相對應的Vcs)。例如，如果開關1420閉合(例如，被導通)，則變壓器儲存能量並且初級電流1411線性地傾斜上升，從而使得初級電流感測信號461(例如，的Vcs)也線性地傾斜上升。在另一示例中，比較器460的正極端子接收控制信號475(例如，與波形552相對應的Vp)，並且比較器460的負極端子接收感測信號461。在另一示例中，比較器462的正極端子接收臨界值信號463(例如，與波形554相對應的Vth_max)，並且比較器462的負極端子接收感測信號461。在又一示例中，比較器464的正極端子接收感測信號461，並且比較器464的負極端子接收臨界值信號465(例如，在大小上比Vth_max小的Vth_min)。
在又一實施例中，比較器460、462和464分別產生比較信號471、473和479，所有這些信號都由邏輯元件466接收。例如，邏輯元件466作為響應產生邏輯信號467。
根據一個實施例，觸發器元件452接收比較信號451和邏輯信號467，並且作為響應產生信號453。例如，如第5圖所示，如果比較信號451為邏輯低電位而邏輯信號467為邏輯高電位，則響應產生信號453為邏輯高電位，並且如果比較信號451為邏輯低電位而邏輯信號467也為邏輯低電位，則響應產生信號453為邏輯低電位。在另一示例中，如果邏輯信號467為邏輯低電位，則來自端子的響應產生信號453也為邏輯低電位以便使開關1420截止，而不管比較信號451為邏輯高電位還是邏輯低電位。在又一示例中，如果邏輯信號467為邏輯高電位並且比較信號451為邏輯低電位，則響應產生信號453為邏輯高電位以使得開關1420導通。
根據另一實施例，響應產生信號453由閘極驅動器454接收，閘極驅動器454經由端子412向開關1420輸出驅動信號455(例如，經由端子412向雙極接面電晶體1420輸出基極電流455)。例如，如果響應產生信號453為邏輯高電位，則驅動信號455使得開關1420閉合(例如，被導通，如波形510所示)。在另一示例中，如果響應產生信號453為邏輯低電位，則驅動信號455使得開關720斷開(例如，被截止，如波形510所示)。
如第4圖和第5圖所示，根據一個實施例，輸出負載(例如，輸出電流)越大，放大信號431(例如，與波形530相對應的Vea)就變得越大，從而使得開關1420的截止時間(例如，Toff)變得越短並且使得開關頻率(例如，Fsw)變得越高。根據另一實施例，輸出負載(例如，輸出電流)越小，放大信號431(例如，與波形530相對應的Vea)就變得越小，從而使得開關1420的截止時間(例如，Toff)變得越長並且使得開關頻率(例如，Fsw)變得越低，如第3圖(A)所示。
根據又一實施例，邏輯元件466包括或(OR)閘和其他元件。例如，如果控制信號475(例如，Vp)的大小小於臨界值信號465(例如，Vth_min)，則感測信號461(例如，與波形550相對應的Vcs)的峰值大小被限制為臨界值信號465(例如，與波形556相對應的Vth_min)的大小，並且開關1420的導通時間(例如，Ton)和初級電流1411的峰值大小保持恒定，而不管輸出負載(例如，輸出電流)如何，如第3圖(B)中I 1 I out ＜I 3時所示。
在另一示例中，如果控制信號475(例如，Vp)的大小大於臨界值信號465(例如，Vth_min)但小於臨界值信號463(例如，Vth_max)，則感測信號461(例如，與波形550相對應的Vcs)的峰值大小被限制為控制信號475(例如，與波形552相對應的Vp)的大小。例如，控制信號475(例如，Vp)的大小隨著輸出負載(例如，輸出電流)而增大；因此開關1420的導通時間(例如，Ton)和初級電流1411的峰值大小都隨著輸出負載(例如，輸出電流)增大，如第3圖(B)中I 3 I out ＜I 4時所示。
在又一示例中，如果控制信號475(例如，Vp)的大小變得大於臨界值信號463(例如，Vth_max)，則初級電流感測信號461(例如，與波形550相對應的Vcs)的峰值大小被限制為臨界值信號463(例如，與波形554相對應的Vth_max)的大小。例如，開關1420的導通時間(例如，Ton)和初級電流1411的峰值大小都保持恒定，而不管輸出負載(例如，輸出電流)如何，如第3圖(B)中I 4 I out ＜I 6時所示。
上面討論並且在此進一步所強調的，第4圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替代和修改。例如，雙極接面電晶體1420可由MOS電晶體替代，如第6圖所示。
第6圖是示出根據本發明另一實施例之回應於輸出電流來調節開關頻率和峰值電流的電源變換系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替代和修改。
電源變換系統600包括初級繞組1610、次級繞組1612、輔助繞組1614、開關1620(例如，MOS電晶體)、電流感測電阻器1630、輸出電纜的等效電阻器1640、電阻器1650和1652以及整流二極體1660。另外，電源變換系統600還包括退磁檢測器620、取樣控制器622、取樣開關624、電容器626、振盪器628、誤差放大器630、指數產生器640、比較器650、觸發器元件652、閘極驅動器654、比較器660、662和664、邏輯元件666、電阻器670和672以及電容器674。
例如，初級繞組1610、次級繞組1612、輔助繞組1614、開關1620、電流感測電阻器1630、等效電阻器1640、電阻器1650和1652以及整流二極體1660分別與初級繞組110、次級繞組112、輔助繞組114、開關120、電流感測電阻器130、等效電阻器140、電阻器150和152以及整流二極體160相同。在另一示例中，退磁檢測器620、取樣控制器622、取樣開關624、電容器626、振盪器628、誤差放大器630、指數產生器640、比較器650、觸發器元件652、閘極驅動器654、比較器660、662和664、邏輯元件666、電阻器670和672以及電容器674位於晶片610上。在又一示例中，晶片610包括端子612、614和616。
在又一示例中，除了進行了某些修改以便驅動替代雙極接面電晶體的MOS電晶體以外，退磁檢測器620、取樣控制器622、取樣開關624、電容器626、振盪器628、誤差放大器630、指數產生器640、比較器650、觸發器元件652、閘極驅動器654、比較器660、662和664、邏輯元件666、電阻器670和672以及電容器674分別與退磁檢測器420、取樣控制器422、取樣開關424、電容器426、振盪器428、誤差放大器430、指數產生器440、比較器450、觸發器元件452、閘極驅動器454、比較器460、462和464、邏輯元件466、電阻器470和472以及電容器474類似。
第7圖是示出根據本發明又一實施例之具有電壓補償的回應於輸出電流來調節開關頻率和峰值電流的電源變換系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。
電源變換系統700包括初級繞組1410、次級繞組1412、輔助繞組1414、開關1420(例如，雙極接面電晶體)、電流感測電阻器1430、輸出電纜的等效電阻器1440、電阻器1450和1452以及整流二極體1460。另外，電源變換系統700還包括退磁檢測器420、取樣控制器422、取樣開關424、電容器426、振盪器428、誤差放大器430、指數產生器440、比較器450、觸發器元件452、閘極驅動器454、比較器460、462和464、邏輯元件466、電阻器470和472以及電容器474。此外，電源變換系統700還包括頻率確定元件720、頻率到電流轉換器730以及電流產生元件740。
例如，退磁檢測器420、取樣控制器422、取樣開關424、電容器426、振盪器428、誤差放大器430、指數產生器440、比較器450、觸發器元件452、閘極驅動器454、比較器460、462和464、邏輯元件466、電阻器470和472、電容器474、頻率確定元件720、頻率到電流轉換器730以及電流產生元件740位於晶片710上。在另一示例中，晶片710包括端子712、714和716。在又一示例中，頻率確定元件720、頻率到電流轉換器730以及電流產生元件740是補償電流產生器的多個部分。
根據一個實施例，如第3圖(A)所示，至少對於I 2 I out ＜I 5來說，開關頻率隨著輸出負載(例如，輸出電流)增大並且因此反映了輸出負載的大小(例如，輸出電流的大小)。例如，頻率確定元件720接收觸發器元件452的輸出信號(其也由閘極驅動器454接收)，並且產生表示開關頻率的大小的頻率信號721。在另一示例中，頻率信號721由頻率到電流轉換器730接收，並被轉換為電流信號731。在又一示例中，電流產生元件740接收電流信號731並且作為回應產生補償電流741(例如，Icomp)。在又一示例中，電流產生元件740還包括低通濾波器以平滑補償電流741(例如，Icomp)。
根據另一實施例，補償電流741(例如，Icomp)經由端子716流出晶片710，並且產生如下的補償電壓：
其中，Vcomp表示補償電壓，並且Icomp表示補償電流741。另外，R1和R2分別表示電阻器1450和1452的電阻值。例如，補償電壓被用來補償因輸出電纜(其由等效電阻器1440表示)導致的電壓降，並且還補償在無負載和輕負載條件時因次級繞組和輔助繞組的交叉調整引起的輸出電壓誤差。在另一示例中，補償電壓被用來調節回饋信號1455。
第8圖是示出根據本發明實施例之用於電源變換系統700的補償電流產生器的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。該補償電流產生器包括比較器1110和1112、觸發器元件1120、信號產生器1130、觸發器元件1140、編碼元件1150、及(AND)閘1160、開關1170、電流阱1172以及電流源1174。另外，該補償電流產生器還包括電晶體1280、1282、1284和1286、電阻器1290以及電容器1292。
如第8圖所示，根據一個實施例，產生取決於開關頻率的補償電流741。例如，由於較高的開關頻率對應於較重的負載條件(例如，較大的輸出電流)，並且較低的開關頻率對應於無負載或輕負載條件(例如，較小的輸出電流)；因此對於較低的開關頻率產生較大的補償電流，並且對於較高的開關頻率產生較小的補償電流。在另一示例中，補償電流741通過由電阻器1290和電容器1292形成的低通濾波器被平滑。在又一示例中，補償電流741經由端子716流出晶片710，並且與電阻器1450和1452一起產生與回饋信號相疊加的補償電壓(例如，Vcomp)。
如上面討論並在此所強調的，第7圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。例如，雙極接面電晶體1420可由MOS電晶體替代，並且電源變換系統700的一個或多個元件被修改以便驅動替代雙極接面電晶體的MOS電晶體。
第9圖是示出根據本發明又一實施例之具有偏移調變電流的回應於輸出電流來調節開關頻率和峰值電流的電源變換系統的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。
電源變換系統900包括初級繞組1910、次級繞組1912、輔助繞組1914、開關1920(例如，雙極接面電晶體)、電流感測電阻器1930、輸出電纜的等效電阻器1940、電阻器1950和1952以及整流二極體1960。另外，電源變換系統900還包括退磁檢測器920、取樣控制器922、取樣開關924、電容器926、振盪器928、誤差放大器930、指數產生器940、比較器950、觸發器元件952和閘極驅動器954。此外，電源變換系統900還包括頻率確定元件1720、頻率到電流轉換器1730以及電流產生元件1740。此外，電源變換系統900還包括比較器960、頻率到電流轉換器1750、電流產生元件1760和電阻器1932。
例如，初級繞組1910、次級繞組1912、輔助繞組1914、開關1920、電流感測電阻器1930、等效電阻器1940、電阻器1950和1952以及整流二極體1960分別與初級繞組110、次級繞組112、輔助繞組114、開關120、電流感測電阻器130、等效電阻器140、電阻器150和152以及整流二極體160相同。在另一示例中，退磁檢測器920、取樣控制器922、取樣開關924、電容器926、振盪器928、誤差放大器930、指數產生器940、比較器950、觸發器元件952、閘極驅動器954、頻率確定元件1720、頻率到電流轉換器1730、電流產生元件1740、比較器960、頻率到電流轉換器1750以及電流產生元件1760位於晶片910上。在另一示例中，晶片910包括端子912、914和916。
在又一示例中，退磁檢測器920、取樣控制器922、取樣開關924、電容器926、振盪器928、誤差放大器930、指數產生器940、比較器950、觸發器元件952、閘極驅動器954、頻率確定元件1720、頻率到電流轉換器1730以及電流產生元件1740基本上分別與退磁檢測器420、取樣控制器422、取樣開關424、電容器426、振盪器428、誤差放大器430、指數產生器440、比較器450、觸發器元件452、閘極驅動器454、頻率確定元件720、頻率到電流轉換器730以及電流產生元件740相同。
根據一個實施例，至少在第3圖(A)的區域II中，開關頻率隨著輸出負載(例如，輸出電流)增大並且因此反映了輸出負載的大小(例如，輸出電流的大小)。例如，頻率確定元件1720接收觸發器元件952的輸出信號(其也由閘極驅動器954接收)，並且產生表示開關頻率的大小的頻率信號1721。在另一示例中，頻率信號1721分別由頻率到電流轉換器1730和1750接收，並且被轉換為電流信號1731和1751。
如第9圖所示，根據一個實施例，電流產生元件1740接收電流信號1731並且作為回應產生補償電流1741(例如，Icomp)，並且電流產生元件1760接收電流信號1751並且作為回應產生偏移調變電流1761(例如，Ioffset)。例如，偏移調變電流1761(例如，Ioffset)隨著開關頻率的增大而減小，並且因此也隨著輸出負載的增大(例如，隨著輸出電流的增大)而減小。
根據另一實施例，偏移調變電流1761(例如，Ioffset)經由端子914流出晶片910，並且產生如下的偏移電壓：
V offset =R c ×I offset 　(等式7)
其中，Voffset表示偏移電壓，並且Ioffset表示偏移調變電流1761。另外，Rc表示電阻器1932的電阻值。
例如，該偏移電壓被用來調節感測信號963(例如，Vcs)。在另一示例中，利用等式7，流經初級繞組1912的初級電流1911的峰值大小被確定為如下：
其中，Ipeak表示初級電流1911的峰值大小，並且Vth_OC表示臨界值信號961。另外，Rc表示電阻器1932的電阻值。例如，根據等式8，偏移調變電流1761(例如，Ioffset)隨著輸出負載的增大(例如，隨著輸出電流的增大)而減小；因此，初級電流1911的峰值大小隨著輸出負載的增大(例如，隨著輸出電流的增大)而增大，但不能超過Vth_OC/Rs。
如第9圖所示，根據一些實施例，補償電流1741(例如，Icomp)至少由頻率到電流轉換器1730和電流產生元件1740產生，並且偏移調變電流1761(例如，Ioffset)至少由頻率到電流轉換器1750和電流產生元件1760產生。例如，儘管補償電流1741(例如，Icomp)和偏移調變電流1761(例如，Ioffset)都是從由頻率確定元件1720產生的頻率信號1721得出的，但是電流1741和1761是不同的並且是分開的。
如上面討論並在此所強調的，第9圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。例如，雙極接面電晶體1920可由MOS電晶體替代，並且電源變換系統900的一個或多個元件被修改以便驅動替代雙極接面電晶體的MOS電晶體。在另一示例中，電流產生元件1740和1760各自包括低通濾波器。在又一示例中，電流產生元件1740和1760共用低通濾波器，該低通濾波器用來平滑補償電流1741(例如，Icomp)和偏移調變電流1761(例如，Ioffset)兩者。
根據另一實施例，一種用於開關電源變換器的系統包括：比較器，被配置以接收第一信號和第二信號，並且至少基於與第一信號和第二信號相關聯的資訊產生比較信號。第一信號至少與電源變換器的輸出電流相關聯。另外，該系統包括：脈寬調變產生器，被配置以至少接收比較信號，並且至少基於與比較信號相關聯的資訊產生調變信號；以及驅動器元件，被配置以接收調變信號並且向開關輸出驅動信號以調節流經電源變換器的初級繞組的初級電流。該調變信號與調變週期所對應的調變頻率相關聯。調變頻率在第一電流範圍內以第一斜率隨著輸出電流增大，調變頻率在第二電流範圍內以第二斜率隨著輸出電流增大，並且調變頻率在第三電流範圍內以第三斜率隨著輸出電流增大。第一電流範圍和第三電流範圍至少被第二電流範圍分離開，並且第一斜率、第二斜率和第三斜率的每個大於零。初級電流與每個調變週期期間的峰值大小相關聯。峰值大小在第四電流範圍內保持不變或者相對於輸出電流以第四斜率增大，並且第四斜率等於或大於零。峰值大小在第五電流範圍內以第五斜率隨著輸出電流增大，並且第五斜率大於零。峰值大小在第六電流範圍內保持不變或者以第六斜率相對於輸出電流增大，並且第六斜率等於或大於零。第四電流範圍和第六電流範圍至少被第五電流範圍分離開。例如，該系統根據第4圖、第6圖、第7圖和/或第9圖來實現。
根據另一實施例，一種用於開關電源變換器的方法包括接收第一信號和第二信號。第一信號至少與電源變換器的輸出電流相關聯。另外，該方法包括處理與第一信號和第二信號相關聯的資訊，至少基於與第一信號和第二信號相關聯的資訊產生比較信號，至少接收比較信號，並且至少基於與比較信號相關聯的資訊產生調變信號。此外，該方法包括接收調變信號，並且至少基於與調變信號相關聯的資訊輸出驅動信號以調節流經電源變換器的初級繞組的初級電流。該調變信號與調變週期所對應的調變頻率相關聯。調變頻率在第一電流範圍內以第一斜率隨著輸出電流增大，調變頻率在第二電流範圍內以第二斜率隨著輸出電流增大，並且調變頻率在第三電流範圍內以第三斜率隨著輸出電流增大。第一電流範圍和第三電流範圍至少被第二電流範圍分離開，並且第一斜率、第二斜率和第三斜率的每個大於零。初級電流與每個調變週期期間的峰值大小相關聯。峰值大小在第四電流範圍內保持不變或者相對於輸出電流以第四斜率增大，並且第四斜率等於或大於零。峰值大小在第五電流範圍內以第五斜率隨著輸出電流增大，並且第五斜率大於零。峰值大小在第六電流範圍內保持不變或者以第六斜率相對於輸出電流增大，並且第六斜率等於或大於零。第四電流範圍和第六電流範圍至少被第五電流範圍分離開。例如，該方法根據第4圖、第6圖、第7圖和/或第9圖來實現。
根據又一實施例，一種用於開關電源變換器的系統包括：第一比較器，被配置以接收第一信號和第二信號，並且至少基於與第一信號和第二信號相關聯的資訊產生第一比較信號。第一信號至少與電源變換器的輸出電流相關聯。另外，該系統包括：第二比較器，被配置以接收第三信號和第四信號，並且至少基於與第三信號和第四信號相關聯的資訊產生第二比較信號。第三信號與第二信號有關，並且第四信號與流經電源變換器的初級繞組的初級電流相關聯。此外，該系統包括：邏輯元件，被配置以至少接收第二比較信號並且至少基於與第二比較信號相關聯的資訊產生邏輯信號；脈寬調變產生器，被配置以至少接收第一比較信號和邏輯信號，並且至少基於與第一比較信號和邏輯信號相關聯的資訊產生調變信號；以及驅動器元件，被配置以接收調變信號並且向開關輸出驅動信號以調節初級電流。例如，該系統根據第4圖、第6圖和/或第7圖來實現。
根據又一實施例，一種用於開關電源變換器的方法包括接收第一信號和第二信號，並且第一信號至少與電源變換器的輸出電流相關聯。另外，該方法包括：處理與第一信號和第二信號相關聯的資訊，至少基於與第一信號和第二信號相關聯的資訊產生第一比較信號，並且接收第三信號和第四信號，第三信號與第二信號有關。第四信號與流經電源變換器的初級繞組的初級電流相關聯。此外，該方法包括：處理與第三信號和第四信號相關聯的資訊，至少基於與第三信號和第四信號相關聯的資訊產生第二比較信號，至少接收第二比較信號，處理與第二比較信號相關聯的資訊，並且至少基於與第二比較信號相關聯的資訊產生邏輯信號。而且，該方法包括：至少接收第一比較信號和邏輯信號，至少基於與第一比較信號和邏輯信號相關聯的資訊產生調變信號，接收調變信號，並且至少基於與調變信號相關聯的資訊輸出驅動信號以調節初級電流。例如，該方法根據第4圖、第6圖和/或第7圖來實現。
根據另一實施例，一種用於開關電源變換器的系統包括：第一比較器，被配置以接收第一信號和第二信號，並且至少基於與第一信號和第二信號相關聯的資訊產生第一比較信號，並且第一信號至少與電源變換器的輸出電流相關聯。另外，該系統包括：第二比較器，被配置以接收第三信號和第四信號，並且至少基於與第三信號和第四信號相關聯的資訊產生第二比較信號。第三信號與第二信號有關，並且第四信號與流經電源變換器的初級繞組的初級電流相關聯。此外，該系統包括：邏輯元件，被配置以至少接收第二比較信號並且至少基於與第二比較信號相關聯的資訊產生邏輯信號；脈寬調變產生器，被配置以至少接收第一比較信號和邏輯信號，並且至少基於與第一比較信號和邏輯信號相關聯的資訊產生調變信號。調變信號與調變頻率相關聯。此外，該系統包括驅動器元件，被配置以接收調變信號並且向開關輸出驅動信號以調節初級電流。此外，該系統包括：第一電流產生器，被配置以接收調變信號並且至少基於與調變頻率相關聯的資訊輸出補償電流以產生補償電壓並調節第一信號；以及第二電流產生器，被配置以接收與調變頻率相關聯的調變信號，並且至少基於與調變頻率相關聯的資訊輸出偏移電流以產生偏移電壓並調節第四信號。例如，該系統根據第9圖來實現。
根據又一實施例，一種用於開關電源變換器的方法包括接收第一信號和第二信號。第一信號至少與電源變換器的輸出電流相關聯。另外，該方法包括：處理與第一信號和第二信號相關聯的資訊，至少基於與第一信號和第二信號相關聯的資訊產生第一比較信號，並且接收第三信號和第四信號，第三信號與第二信號有關。第四信號與流經電源變換器的初級繞組的初級電流相關聯。此外，該方法包括：處理與第三信號和第四信號相關聯的資訊，至少基於與第三信號和第四信號相關聯的資訊產生第二比較信號，至少接收第二比較信號，處理與第二比較信號相關聯的資訊，並且至少基於與第二比較信號相關聯的資訊產生邏輯信號。而且，該方法包括：至少接收第一比較信號和邏輯信號，並且至少基於與第一比較信號和邏輯信號相關聯的資訊產生調變信號。調變信號與調變頻率相關聯。另外，該方法包括接收調變信號，至少基於與調變信號相關聯的資訊輸出驅動信號以調節初級電流，至少基於與調變頻率相關聯的資訊輸出補償電流以產生補償電壓並調節第一信號，並且至少基於與調變頻率相關聯的資訊輸出偏移電流以產生偏移電壓並調節第四信號。例如，該方法根據第9圖來實現。
返回第7圖，開關頻率(例如，Fsw)在無負載或輕負載條件下(例如，較小的輸出電流)被增大，以便在輸出負載從無負載或輕負載變為滿負載時將次級側上的輸出電壓增大到合適水準(例如，在滿負載時輸出電流變為1A)。然而，根據一些實施例，在某些情形中，輸出負載的改變可能導致次級側上的輸出電壓快速下降，而開關頻率僅在回應於輸出電壓的快速減小的某一延遲之後才被調節。
第10圖是根據本發明另一實施例之用於開關模式電源變換系統700的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。波形1002表示作為時間的函數的次級側上的輸出電壓，並且波形1004表示作為時間的函數的開關1420的導通和截止條件。例如，如果波形1004為邏輯高電位，則開關1420閉合(例如，導通)，並且如果波形1004為邏輯低電位，則開關1420斷開(例如，截止)。
第10圖中示出了三個時間段TA、TB和TC。時間段TA在時刻t0開始並在時刻t1結束，時間段TB在時刻t1開始並在時刻t4結束，並且時間段TC在時刻t4開始並在時刻t6結束。例如，時刻t2和t3在時間段TB內，並且時刻t5在時間段TC內。在另一示例中，
在一個實施例中，在時間段TA期間，電源變換系統700具有輕輸出負載或無負載，並且輸出負載無變化。例如，輸出電壓保持恒定(例如，如波形1002所示的波形大小1006)。在另一示例中，無需調節開關頻率或初級繞組的峰值電流，並且開關1420具有恒定的開關週期1010(例如，如波形1004中所示的T0)。
在另一實施例中，在時間段TB的開始處，輸出負載從無負載或輕負載變為滿負載。例如，輸出電壓開始從波形大小1006(例如，在t1處)快速下降，但是回饋信號1455在t2之前不會再次被取樣。因此，根據一些實施例，在t2之前，輸出電壓的下降可能不會被檢測到。根據一個實施例，檢測輸出電壓下降的延遲可能由於補償電壓而持續更長時間。例如，補償電流741流經端子716，並且產生影響回饋信號1455的電壓偏移，如下：
其中，VFB表示回饋信號1455，並且Vaux表示輔助繞組1414的電壓。另外，Icomp表示補償電流741。R1和R2分別表示電阻器1450和1452的電阻值。如等式9所示，根據某些實施例，雖然Vaux反映了初級側上的輸出電壓，但是由於Icomp使得VFB通常不會精確地表示初級側上的輸出電壓。
例如，在時間段TB期間，儘管輸出電壓快速下降，但取樣回饋信號1455(例如，VFB)的大小可能不會改變很大，並且其可能保持大於基準電壓(例如，Vref)。因此，根據一些實施例，放大信號(例如，Vea)不會改變很大，並且進而開關1420的開關頻率未被快速地調節。在另一示例中，補償電流741慢慢地回應輸出負載的改變，以確保次級側上的輸出的穩定性。因此，根據某些實施例，在時間段TB期間僅通過監視回饋信號1455(例如，VFB)的大小不能檢測到輸出電壓的快速下降。
根據另一實施例，如第10圖所示，當回饋信號1455的大小回應於輸出電壓的快速改變而下降到一定程度時，開關頻率和初級繞組的峰值電流可能最終被調節。例如，在時間段TC的開始處，開關1420的開關週期從時段1010減小到時段1014(例如，T1)，時段1014對應於增大的開關頻率。在另一示例中，作為回應，輸出電壓在下降到最小值1016(例如，在時刻t5處)之後開始增大，並且持續增大到原波形的大小1012(例如，在時刻t6處)。
根據又一實施例，開關頻率在對輸出電壓的快速降低進行回應的延遲之後被增大。例如，該延遲至少包括等於數個原始開關週期(例如，三個開關週期)的時間段TB。因此，需要一種減小延遲以快速動態地調節開關頻率和初級繞組的峰值電流的方案。
第11圖是示出根據本發明又一實施例之回應於輸出電流動態地調節開關頻率和峰值電流的電源變換系統的某些元件的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。
電源變換系統1100包括輔助側上的電阻器1450和1452。另外，電源變換系統1100包括取樣開關1502、電容器1504、緩衝器1506、誤差放大器1508、指數產生器1510、退磁檢測器1512、振盪器1514、比較器1516、觸發器元件1518、閘極驅動器1520、電纜壓降補償元件1522、邏輯元件1524、比較器1526、1528和1530、電壓改變率檢測元件1532(例如，斜率檢測元件)、動態增強邏輯控制元件1534、電阻器1536和1538、電容器1540、非(NOT)閘1594、反及(NAND)閘1590以及及(AND)閘1598。
例如，取樣開關1502、電容器1504、緩衝器1506、誤差放大器1508、指數產生器1510、退磁檢測器1512、振盪器1514、比較器1516、觸發器元件1518、閘極驅動器1520、電纜壓降補償元件1522、邏輯元件1524、比較器1526、1528和1530、電壓改變率檢測元件1532、動態增強邏輯控制元件1534、電阻器1536和1538、電容器1540、反閘1594、反及閘1590以及及閘1598位於晶片1102上。在另一示例中，晶片1102包括端子1542、1544和1546。
根據一個實施例，取樣開關1502、電容器1504、誤差放大器1508、指數產生器1510、退磁檢測器1512、振盪器1514、比較器1516、觸發器元件1518、閘極驅動器1520、邏輯元件1524、比較器1526、1528和1530、電阻器1536和1538以及電容器1540基本上分別與取樣開關424、電容器426、誤差放大器430、指數產生器440、退磁檢測器420、振盪器428、比較器450、觸發器元件452、閘極驅動器454、邏輯元件466、比較器460、464和462、電阻器470和472以及電容器474相同。
在又一示例中，電纜壓降補償元件1522包括頻率確定元件720、頻率到電流轉換器730以及電流產生元件740。在又一示例中，端子1542、1544和1546分別與端子712、714和716相同。在又一示例中，電源變換系統1100包括初級繞組1410、次級繞組1412、輔助繞組1414、開關1420和電流感測電阻器1430。
根據另一實施例，通過輔助繞組1414來提取關於輸出電壓的資訊。例如，回饋信號1455(例如，VFB)在如第11圖所示的節點1454處被產生。在另一示例中，回饋信號1455至少由退磁檢測器1512、取樣開關1502和電壓改變率檢測元件1532接收。
根據又一實施例，回應於接收到的回饋信號1455，退磁檢測器1512向指數產生器1510輸出信號1562。例如，指數產生器1510產生如下的斜坡信號1566(例如，Vramp)：
其中，Vramp表示斜坡信號1566的電壓大小。另外，Vrefa和Vrefb都表示恒定電壓電位。例如，Vrefa等於1V，Vrefb等於3V。此外，n表示以時鐘週期的數目計算的從斜坡信號1566的上次重定起斜坡信號1566從Vrefb下降的時間。T是來自振盪器1514的時鐘信號1558的時鐘週期。此外，τ是時間常數。
根據另一實施例，當開關1420斷開(例如，截止)時，儲存在變壓器中的能量被釋放到輸出端。例如，退磁過程開始，並且流經次級繞組1412的電流線性地傾斜下降。在另一示例中，當退磁過程幾乎結束，流經次級繞組1412的電流接近零時，取樣開關1502接收取樣信號(例如，脈衝信號)並且被閉合以取樣回饋信號1455。在另一示例中，在取樣處理完成之後，取樣開關1502斷開。在又一示例中，所取樣電壓被保持在電容器1504上，並被與基準電壓Vref(例如，2V)相比較。
根據一實施例，所取樣/所保持電壓與基準電壓Vref之差被誤差放大器1508放大以產生放大的誤差信號1584(例如Vea)。例如，放大的誤差信號1584由電阻器1536和比較器1516的負輸入端子接收。在另一示例中，電阻器1536與電阻器1538和電容器1540一起來向比較器1526輸出控制信號1586。在又一示例中，電阻器1536和1538以及電容器1540形成補償網路，該補償網路對放大的誤差信號1584進行變換處理和低通濾波並且產生控制信號1586。
根據另一實施例，比較器1516還在正輸入端子處接收斜坡信號1566(例如，Vramp)，並且作為回應向反及閘1590發送輸出信號1588。例如，反及閘1590還接收由反閘1594產生之經反相的閘極控制信號1592。在另一示例中，及閘1598接收來自反及閘1590的輸出信號1593以及時鐘信號1595(例如，Timer_CC)，並且向觸發器元件1518產生輸出信號1597。
在一個實施例中，流經初級繞組1410的初級電流1411由電流感測電阻器1430感測，作為回應，電流感測電阻器1430向比較器1526、1528和1530輸出感測信號1564(例如，Vcs)。例如，如果開關1420閉合(例如，導通)，則變壓器儲存能量並且初級電流1411線性地傾斜上升，從而使得感測信號1564(例如，Vcs)也線性地傾斜上升。在另一示例中，比較器1526的正極端子接收控制信號1586，並且比較器1526的負極端子接收感測信號1564。在又一示例中，比較器1530的正極端子接收臨界值信號1531(例如，Vth_max)並且比較器1530的負極端子接收感測信號1564。在又一示例中，比較器1528的負極端子接收感測信號1564並且比較器1528的正極端子接收臨界值信號1529(例如，在大小上比Vth_max小的Vth_min)。
在另一實施例中，比較器1526、1528和1530分別產生比較信號1521、1523和1525，所有這些信號都由邏輯元件1524接收。例如，邏輯元件1524作為響應產生邏輯信號1574。
根據一個實施例，觸發器元件1518接收及閘1598的輸出信號1597和來自邏輯元件1524的邏輯信號1574。例如，作為回應，觸發器元件1518產生信號1599。在另一示例中，信號1599由閘極驅動器1520接收，閘極驅動器1520經由端子1542向開關1420輸出驅動信號1527(例如，經由端子1542向雙極接面電晶體1420輸出基極電流)。在又一示例中，如果信號1599為邏輯高電位，則驅動信號1527使開關1420閉合(例如，導通)。在又一示例中，如果信號1599為邏輯低電位，則驅動信號1527使開關1420斷開(例如，截止)。
根據另一實施例，輸出負載(例如，輸出電流)越大，放大的誤差信號1584(例如，Vea)就變得越大，從而使得開關1420的截止時間(例如，Toff)變得越短並且使得開關頻率(例如，Fsw)變得越高。根據又一實施例，輸出負載(例如，輸出電流)越小，放大的誤差信號1584(例如，Vea)就變得越小，從而使得開關1420的截止時間(例如，Toff)變得越長並且使得開關頻率(例如，Fsw)變得越低。
根據又一實施例，邏輯元件1524包括或(OR)閘和其他元件。例如，如果控制信號1586的大小小於臨界值信號1529(例如，Vth_min)，則感測信號1564(例如，Vcs)的峰值大小被限制為臨界值信號1529(例如，Vth_min)的大小，並且開關1420的導通時間(例如，Ton)和初級電流1411的峰值大小保持恒定，而不管輸出負載(例如，輸出電流)如何。
在另一示例中，如果控制信號1586的大小大於臨界值信號1529(例如，Vth_min)但小於臨界值信號1531(例如，Vth_max)，則感測信號1564(例如，Vcs)的峰值大小被限制為控制信號1586的大小。例如，控制信號1586的大小隨著輸出負載(例如，輸出電流)而增大；因此開關1420的導通時間(例如，Ton)和初級電流1411的峰值大小都隨著輸出負載(例如，輸出電流)增大。
在又一示例中，如果控制信號1586的大小變得大於臨界值信號1531(例如，Vth_max)，則感測信號1564(例如，Vcs)的峰值大小被限制為臨界值信號1531(例如，Vth_max)的大小。例如，開關1420的導通時間(例如，Ton)和初級電流1411的峰值大小都保持恒定，而不管輸出負載(例如，輸出電流)如何。
根據又一實施例，如第11圖所示，電纜壓降補償元件1522接收比較器1516的輸出信號1588、振盪器1514的時鐘信號1558以及動態增強邏輯控制元件1534的回應產生輸出信號1552。根據又一實施例，作為回應，電纜壓降補償元件1522產生補償電流1548(例如，Icomp)。例如，補償電流1548(例如，Icomp)經由端子1546流出晶片1102，並且產生如下的補償電壓：
其中，Vcomp表示補償電壓，並且Icomp表示補償電流1548。另外，R1和R2分別表示電阻器1450和1452的電阻值。例如，補償電壓被用來補償因次級側上的輸出電纜導致的電壓降，並且還補償在無負載和輕負載條件時因次級繞組和輔助繞組的交叉調整引起的輸出電壓誤差。在另一示例中，補償電壓被用來調節回饋信號1455。
根據又一實施例，電壓改變率檢測元件1532在開關1420的特定開關週期期間對回饋信號1455取樣，並且將當前取樣到的回饋信號與在前一開關週期期間先前取樣到的回饋信號相比較。例如，基於該比較的結果，電壓改變率檢測元件1532然後向動態增強邏輯控制元件1534輸出信號1550。在另一示例中，信號1550包括一個或多個子信號。根據又一實施例，動態增強邏輯控制元件1534作為回應產生輸出信號1552、1554和1556，這些輸出信號分別被提供作為電纜壓降補償元件1522、指數產生器1510和邏輯元件1524的另外的輸入信號。
例如，回應產生輸出信號1552被提供用於調節由電纜壓降補償元件1522產生的補償電流1548(例如，Icomp)。在另一示例中，提供回應產生輸出信號1554用於改變由指數產生器1510產生的斜坡信號1566(例如，Vramp)以便調節開關頻率。在又一示例中，回應產生輸出信號1556提供給邏輯元件1524以調節初級繞組的峰值電流。
第12圖是示出根據本發明一個實施例之在電源變換系統1100中對開關頻率和初級繞組的峰值電流的動態調節的簡化流程圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。
用於動態地調節開關頻率和峰值電流的步驟至少包括：用於取樣回饋信號的步驟1204、用於計算退磁時段的步驟1206、用於儲存所取樣的回饋信號的步驟1208、用於將先前取樣到的信號減去當前取樣到的信號的步驟1210、用於增大峰值電流和開關頻率的步驟1212、用於將當前取樣到的信號減去先前取樣到的信號的步驟1214、用於減小峰值電流和開關頻率的步驟1216、用於確定峰值電流和開關頻率的步驟1218以及用於確定脈衝寬度並產生驅動信號的步驟1220。
根據一個實施例，在步驟1204處，回饋信號1455在當前開關週期(例如，T(n))期間被電壓改變率檢測元件1532取樣以產生當前取樣到的信號(例如，X(n))。根據另一實施例，在步驟1206處，至少基於與當前取樣到的回饋信號(例如，X(n))相關聯的資訊來計算退磁時段。根據又一實施例，在步驟1208處，當前取樣到的回饋信號儲存在電壓改變率檢測元件1532的至少一個或多個元件中。
根據又一實施例，在步驟1210中，當前取樣到的回饋信號(例如，X(n))用來與電壓改變率檢測元件1532中前一開關週期(例如，T(n-1))期間的先前取樣到的回饋信號(例如，X(n-1))相減。例如，如果先前取樣到的信號(例如，X(n-1))減去當前取樣到的信號(例如，X(n))超過第一臨界值電壓(例如，Vth1)，則執行步驟1212。在另一示例中，如果先前取樣到的信號(例如，X(n-1))減去當前取樣到的信號(例如，X(n))不超過第一臨界值電壓(例如，Vth1)，則執行步驟1214。在又一示例中，第一臨界值電壓大於或等於零。
根據又一實施例，在步驟1212中，增大峰值電流和開關頻率。例如，電壓改變率檢測元件1532向動態增強邏輯控制元件1534輸出信號1550。在另一示例中，作為回應，動態增強邏輯控制元件1534輸出回應產生輸出信號1554和1556以增大開關頻率和初級繞組的峰值電流。在又一示例中，提供回應產生輸出信號1554給指數產生器1510以改變斜坡信號1566(例如，Vramp)；因此，縮短開關1420的截止時間(例如，Toff)並且增大開關頻率。在又一示例中，提供回應產生輸出信號1556給邏輯元件1524以增大初級繞組的峰值電流。在又一示例中，開關頻率和初級繞組的峰值電流分別被增大到最大開關頻率和最大峰值電流。在又一示例中，在步驟1212完成之後，執行步驟1220。
根據又一實施例，在步驟1214處，當前取樣到的回饋信號(例如，X(n))被減去電壓改變率檢測元件1532中前一開關週期(例如，T(n-1))期間的先前取樣到的回饋信號(例如，X(n-1))。例如，如果減去先前取樣到的信號(例如，X(n-1))的當前取樣到的信號(例如，X(n))超過第二臨界值電壓(例如，Vth2)，則執行步驟1216。在另一示例中，如果如果減去先前取樣到的信號(例如，X(n-1))的當前取樣到的信號(例如，X(n))不超過第二臨界值電壓(例如，Vth2)，則執行步驟1218。在又一示例中，第二臨界值電壓(例如，Vth2)與第一臨界值電壓(例如，Vth1)相同或不同。在又一示例中，第二臨界值電壓大於或等於零。
根據又一實施例，在步驟1216處，峰值電流和開關頻率被減小。例如，電壓改變率檢測元件1532向動態增強邏輯控制元件1534輸出信號1550。在另一示例中，作為回應，動態增強邏輯控制元件1534輸出回應產生輸出信號1554和1556以增大開關頻率和初級繞組的峰值電流。在又一示例中，提供回應產生輸出信號1554給指數產生器1510以改變斜坡信號1566(例如，Vramp)；因此，開關1420的截止時間(例如，Toff)被延長並且開關頻率被降低。在又一示例中，提供回應產生輸出信號1556給邏輯元件1524以減小初級繞組的峰值電流。在又一示例中，開關頻率和初級繞組的峰值電流分別被減小到最小開關頻率和最小峰值電流。在又一示例中，在步驟1216完成之後，執行步驟1220。
根據又一實施例，在步驟1218處，基於放大的誤差信號1584(例如，Vea)確定峰值電流和開關頻率(例如，針對下一開關週期的)。在步驟1218完成之後，執行步驟1220。根據又一實施例，在步驟1220處，確定驅動信號1527的脈衝寬度並且產生驅動信號1527。
如上面討論並在此進一步所強調的，第12圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替代和修改。例如，步驟1214和1216被跳過。在另一示例中，步驟1210和1212被跳過。在又一示例中，步驟1206被跳過。在又一示例中，步驟1208被跳過。
第13圖是根據本發明實施例之具有對開關頻率和初級繞組的峰值電流的動態調節的開關模式電源變換系統1100的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替代和修改。
如第13圖所示，波形1302表示作為時間的函數的次級側上的輸出電壓，波形1304表示作為時間的函數的開關1420的導通和截止條件，並且波形1306表示作為時間的函數的感測信號(例如，VCS)。另外，波形1308表示作為時間的函數的次級側上的輸出電流，並且波形1310表示作為時間的函數的來自電壓改變率檢測元件1532的信號1550或信號1550的一個子信號。在第13圖中示出了四個時間段，包括TD,TE,TF和TG。
根據一個實施例，在時間段TD期間，電源變換系統1100具有輕輸出負載或無輸出負載，並且輸出負載無變化。例如，輸出電壓保持恒定(例如，為波形1302的大小1316)，並且輸出電流也保持恒定(例如，為波形1308的大小1322)。在另一示例中，電壓改變率檢測元件1532不檢測處理1210中超過第一臨界值電壓(例如，Vth1)的任何改變或者處理1214中超過第二臨界值電壓(例如，Vth2)的任何改變，並且因此產生邏輯低電位的信號1550或信號1550的一個子信號(例如，如波形1310所示)。在又一示例中，在時間段TD期間，響應於邏輯低電位的信號1550或信號1550的一個子信號，用於動態調節開關頻率或初級繞組的峰值電流的處理1212和處理1216都不被執行。
此外，根據另一實施例，在時間段TD期間，開關1420保持恒定的開關週期1312(例如，如波形1304中所示的T2)。例如，如波形1304中所示的邏輯高電位指示開關1420閉合(例如，導通)，並且如波形1304中所示的邏輯低電位指示開關1420斷開(例如，截止)。另外，根據又一實施例，流經初級繞組(例如，繞組1410)的初級電流(例如，初級電流1411)被電流感測電阻器(例如，電阻器1430)感測，作為回應，其輸出感測信號(例如，與波形1306相對應的VCS)。例如，在時間段TD期間，如果開關1420閉合(例如，導通)，則初級電流線性地傾斜上升，從而使得感測信號線性地傾斜上升到大小1326，如波形1306中的波峰所示。
在一個實施例中，在時間段TE的開始處，輸出負載從無負載或輕負載變為滿負載。例如，作為回應，輸出電壓從時間段TE開始處波形的大小1316快速下降(例如，線性地或非線性地)到時間段TE結尾處波形的大小1318。此外，在另一示例中，在時間段TE期間，輸出電流從波形的大小1322快速增大到波形大小1324。
在另一實施例中，在接近時間段TE的結尾處時，開關1420閉合(例如，如波形1304的上升緣所示的)，並且然後開關1420斷開(例如，如波形1304的下降緣所示的)，並且退磁過程開始。例如，當退磁過程幾乎結束時，回饋信號1455由電壓改變率檢測元件1532在處理1204中進行當前取樣。在另一示例中，當前取樣到的回饋信號在處理1210中被與前一開關週期期間的先前取樣到的回饋信號相比較。根據某些實施例，如果先前取樣到的回饋信號的大小超過當前取樣到的回饋信號的量不少於第一臨界值電壓(例如，Vth1)，則電壓改變率檢測元件1532檢測並且識別到輸出電壓的快速降低這個狀態。因此，來自電壓改變率檢測元件1532的信號1550或信號1550的一個子信號在時間段TF的開始處從邏輯低電位變為邏輯高電位(如波形1310的上升緣所示)。在另一實施例中當前取樣到的回饋信號的大小超過先前取樣到的回饋信號的量且不少於於第二臨界值電壓(例如，Vth2)，則電壓改變率檢測元件1532檢測並且識別到輸出電壓的快速升高這個狀態。
根據又一實施例，作為回應，在時間段TF期間，處理1212被執行。例如，動態增強邏輯控制元件1534作為回應產生輸出信號1554和1556以增大開關頻率和初級繞組的峰值電流。在另一示例中，開關頻率和初級繞組的峰值電流分別被增大到最大開關頻率和最大峰值電流。在另一示例中，開關1420的開關週期從週期1312(例如，如波形1304中所示的T2)降低到週期1314(例如，如波形1304中所示的T3)。在又一示例中，初級繞組的峰值電流的增大使得感測信號的峰值增大(例如，增大到如波形1306的大小1328)。
此外，根據又一實施例，在時間段TF期間，作為回應，輸出電壓恢復為增大開關頻率和初級繞組的峰值電流(例如，如波形1302所示)。例如，輸出電壓從時間段TF開始處的大小1318增大到大小1320，並且然後在時間段TF的其餘部分保持大小1320。在又一示例中，大小1320等於大小1316。如第13圖所示，根據一些實施例，調節開關頻率和初級繞組的峰值電流的延遲近似為時間段TE，其比原始開關週期1312(例如，T2)短得多。例如，與第10圖相比，調節的延遲已被顯著減小。
在又一實施例中，在時間段TG的開始處，輸出電壓已保持大小1320達數個開關週期(例如，四個開關週期)。例如，電壓改變率檢測元件1532將信號1550或信號1550的一個子信號從邏輯高電位改變為邏輯低電位(如波形1310的下降緣所示)。根據一個實施例，作為回應，在處理1218中，動態增強邏輯控制元件1534輸出信號以減小開關頻率和初級繞組的峰值電流。例如，開關1420的開關週期被增大到週期1330(例如，如波形1304中所示的T4)。在另一示例中，初級電流的峰值電流的減小使得感測信號的波峰降低到如波形1306中所示的大小1332。在又一示例中，在時間段TF期間，輸出電壓和輸出電流分別保持在大小1320和大小1324處。
第14圖是示出根據本發明又一實施例之電源變換系統1100的某些元件的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多改良、替代和修改。
電源變換系統1100包括輔助側上的電阻器1450和1452。另外，電源變換系統1100包括取樣開關1502、電容器1504、緩衝器1506、誤差放大器1508、指數產生器1510、退磁檢測器1512、振盪器1514、比較器1516、觸發器元件1518、閘極驅動器1520、電纜壓降補償元件1522、邏輯元件1524、比較器1526、1528和1530、電壓改變率檢測元件1532、動態增強邏輯控制元件1534、電阻器1536和1538、電容器1540、反閘1594、反及閘1590以及及閘1598。
電壓改變率檢測元件1532包括六個開關1602、1604、1606、1608、1636和1638，兩個電容器1670和1672，以及三個運算放大器1674、1676和1678。此外，電壓改變率檢測元件1532包括四個電阻器1680、1682、1684和1686以及比較器1688。例如，電阻器1680和1682的電阻相等，並且電阻器1684和1686的電阻相等。在另一示例中，開關1606和1636同時被斷開並且同時被閉合，開關1608和1638同時被斷開並且同時被閉合。
在一個實施例中，在第一開關週期期間，響應於開關1602處的取樣信號，回饋信號1455在電容器1670處被取樣並保持，並且所取樣/所保持的回饋信號1690被產生。在一個示例中，在第二開關週期期間，響應於開關1604處的另一取樣信號，回饋信號1455在電容器1672處被取樣並保持，並且所取樣/所保持的回饋信號1692被產生。在另一示例中，第二開關週期緊隨著第一開關週期。
根據另一實施例，所取樣/所保持的回饋信號1690和1692分別經由運算放大器1674和1676構成緩衝輸出。例如，運算放大器1674和1676分別經緩衝器產生輸出信號1634和1635。在另一示例中，當開關1606和1636斷開並且開關1608和1638閉合時，緩衝器輸出信號1634和1635分別經過開關1608和1638。在又一示例中，緩衝輸出信號1634和1635的大小分別等於所取樣/所保持的回饋信號1690和1692。
根據又一實施例，電阻器1680和1682分別接收緩衝器輸出信號1634和1635並產生信號1694和1696。電阻器1680和1682，1684和1686及運算放大器1678構成差值運算組件。例如，信號1694和1696在運算放大器1678中進行差值運算放大，作為回應，運算放大器1678產生放大信號(差值運算放大元件的輸出信號)1644。在另一示例中，放大信號1644可被確定為如下：
其中，Vo表示放大信號1644，VFB(n-1)表示緩衝器輸出信號1634，並且VFB(n)表示緩衝器輸出信號1635。R3和R3'分別表示電阻器1680和1682的電阻，並且R4和R4'分別表示電阻器1684和1686的電阻。例如，R3等於R3'，並且R4等於R4'。
根據又一實施例，差值運算放大元件放大器1678的輸出信號1644在比較器1688中被與臨界值電壓1646(例如，Vth_3)相比較。例如，比較器1688的輸出信號1550作為動態增強邏輯控制元件1534的輸入信號。在另一示例中，如果差值運算放大元件的輸出信號1644大於臨界值電壓1646，意味著輸出電壓正快速下降，則動態增強邏輯控制元件1534輸出用於增大開關頻率和初級繞組的峰值電流的信號。在又一示例中，臨界值電壓1646(例如，Vth_3)的大小與處理1210中的第一臨界值電壓(例如，Vth1)成比例，如下：
其中，Vth_3表示臨界值電壓1646，並且Vth1表示處理1210中的第一臨界值電壓。另外，R3和R3'分別表示電阻器1680和1682的電阻，並且R4和R4'分別表示電阻器1684和1686的電阻。例如，R3等於R3'，並且R4等於R4'。
第15圖是根據本發明又一實施例之如第14圖所示的開關模式電源變換系統1100的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替代和修改。
如第15圖所示，波形1802表示作為時間的函數的開關1420的導通和截止條件，波形1804表示作為時間的函數的用於開關1602的第一取樣信號，並且波形1806表示作為時間的函數的用於開關1604的第二取樣信號。另外，波形1808表示作為時間的函數的用於開關1606和1636的第一控制信號，並且波形1810表示作為時間的函數的用於開關1608和1638的第二控制信號。在第15圖中示出了開關1420的不同開關週期，例如時間段TH、TI和TJ。例如，時間段TH、TI和TJ是三個連續的開關週期。在另一示例中，時刻t7和t8在時間段TH內，時刻t9在時間段TI內，並且時刻t10在時間段TJ內。在又一示例中，t7 t8 t9 t10。
根據一個實施例，在時間段TH期間，開關1420在時刻t7處(例如，如波形1802的下降緣所示的)斷開(例如，截止)，並且退磁過程開始。例如，在t8之前，第一取樣信號在時刻t8之前為邏輯低電位(例如，如波形1804所示)，因此開關1602斷開(例如，截止)。在又一示例中，當退磁過程在時刻t8處幾乎結束時，第一取樣信號從邏輯低電位變為邏輯高電位(例如，如波形1804中的上升緣所示)。因此，根據某些實施例，開關1602閉合(例如，導通)，並且進而，回饋信號1455在電容器1670處被取樣並保持。在又一示例中，所取樣/所保持的回饋信號1690被產生以提供給運算放大器1674。
根據另一實施例，在時間段TI期間，開關1604被用來取樣回饋信號1455。例如，在t9之前，被提供給開關1604的第二取樣信號為邏輯低電位(例如，如波形1806所示)，因此開關1604斷開(例如，截止)。在另一示例中，在t9處，第二取樣信號從邏輯低電位變為邏輯高電位(例如，如波形1806中的上升緣所示)。因此，根據某些實施例，開關1604導通(例如，閉合)，並且進而，回饋信號1455在電容器1672處被取樣並保持。在又一示例中，所取樣/所保持的回饋信號1692被產生以被提供給運算放大器1676。
根據又一實施例，在時間段TI期間，開關1606和1636分別用來使經緩衝回饋信號1634和1635通過到運算放大器1678。例如，經緩衝回饋信號1634和1635分別是基於所取樣/所保持的回饋信號1690和1692產生的。在另一示例中，在時刻t9之前，用於開關1606和1636的第一控制信號為邏輯低電位(例如，如波形1808所示)，並且用於開關1608和1638的第二控制信號為邏輯高電位(例如，如波形1810所示)。因此，根據某些實施例，開關1606和1636斷開(例如，截止)，並且開關1608和1638閉合(例如，導通)。
在又一示例中，在時刻t9處，第一控制信號從邏輯低電位變為邏輯高電位(例如，如波形1808中的上升緣所示)。因此，根據某些實施例，開關1606和1636閉合(例如，導通)。在又一示例中，在時刻t9處，第二控制信號從邏輯高電位變為邏輯低電位(例如，如波形1810中的下升緣所示)。因此，根據某些實施例，開關1608和1638斷開(例如，截止)。在又一示例中，從運算放大器1674和1676產生的經緩衝輸出信號1634和1635作為回饋信號分別通過開關1606和1636。
在另一實施例中，在時間段TJ期間，第一取樣信號在t10之前未邏輯低電位，並且在t10處從邏輯低電位變為邏輯高電位。因此，根據某些實施例，開關1602在t10處閉合(例如，導通)。例如，回饋信號1455在電容器1670處被取樣並被保持，並且新的所取樣/所保持回饋信號1698被產生以提供給運算放大器1674。在另一示例中，所取樣/所保持回饋信號1698被運算放大器1674緩衝，運算放大器1674產生新的經緩衝回饋信號1699。
在又一實施例中，在時間段TJ期間，開關1606和1636分別用來使經緩衝回饋信號1699和輸出信號1635通過到運算放大器1678。例如，在時刻t10之前，用於開關1608和1638的第二控制信號為邏輯低電位(例如，如波形1810所示)，並且用於開關1606和1636的第一控制信號為邏輯高電位(例如，如波形1808所示)。因此，根據某些實施例，開關1608和1638斷開(例如，截止)，並且開關1606和1636閉合(例如，導通)。
在另一示例中，在時刻t10處，第二控制信號從邏輯低電位變為邏輯高電位(例如，如波形1810中的上升緣所示)。因此，根據某些實施例，開關1608和1638閉合(例如，導通)。在又一示例中，在時刻t10處，第一控制信號從邏輯高電位變為邏輯低電位(例如，如波形1808中的下升緣所示)。因此，根據某些實施例，開關1606和1636斷開(例如，截止)。在又一示例中，從運算放大器1674和1676產生的經緩衝回饋信號1699和1635分別通過開關1608和1638。
第16圖是示出根據本發明又一實施例之電源變換系統1100的某些元件的簡化示圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多改良、替代和修改。
該電源變換系統1100包括輔助側上的電阻器1450和1452。另外，電源變換系統1100包括取樣開關1502、電容器1504、緩衝器1506、誤差放大器1508、指數產生器1510、退磁檢測器1512、振盪器1514、比較器1516、觸發器元件1518、閘極驅動器1520、電纜壓降補償元件1522、邏輯元件1524、比較器1526、1528和1530、電壓改變率檢測元件1532、動態增強邏輯控制元件1534、電阻器1536和1538、電容器1540、反閘1594、反及閘1590以及及閘1598。
電壓改變率檢測元件1532包括兩個開關1850和1852，兩個電容器1854和1856，臨界值電位位移元件1858、比較器1860、觸發器元件1862以及取樣延遲元件1864。
在一個實施例中，在第一開關週期期間，第一取樣信號1866被提供給取樣延遲元件1864。例如，作為回應，取樣延遲元件1864產生經延遲取樣信號1868。在另一示例中，開關1852回應於該經延遲取樣信號1868而被閉合(例如，導通)。因此，根據某些實施例，回饋信號1455在電容器1856處被取樣並被保持達第一開關週期。在另一示例中，所取樣/所保持信號1880被產生。在又一示例中，臨界值電位位移組件1858接收該所取樣/所保持信號1880，並且產生輸出信號1870以提供給比較器1860。在又一示例中，輸出信號1870的大小等於經延遲取樣信號1868減去臨界值電壓(例如，Vth4)。在又一示例中，臨界值電壓(例如，Vth4)大於或等於零。
在另一實施例中，在第二開關週期期間，第二取樣信號1882被提供給開關1850。例如，作為回應，開關1850閉合(例如，導通)。因此，根據某些實施例，回饋信號1455在電容器1854處被取樣並被保持。在另一示例中，所取樣/所保持信號1872被產生以提供給比較器1860。在另一示例中，所取樣/所保持信號1872在比較器1860中被與輸出信號1870相比較。在又一示例中，基於該比較，比較器1860向觸發器元件1862提供信號1874，觸發器元件1862還接收第三取樣信號1878和閘極控制信號1876。在又一示例中，觸發器元件1862向動態增強邏輯控制元件1534輸出信號1550或信號1550的一個子信號。在又一示例中，如果輸出信號1870的大小大於所取樣/所保持信號1872，意味著輸出電壓正快速下降，則動態增強邏輯控制元件1534輸出用於調節開關頻率和初級繞組的峰值電流的信號。
例如，第一取樣信號1866、第二取樣信號1882和經延遲取樣信號1868包括脈衝信號。在另一示例中，所取樣/所保持信號1872在第二取樣信號1882的脈衝信號的下降緣處被與輸出信號1870相比較。在又一示例中，第二開關週期緊隨著第一開關週期。在又一示例中，臨界值電壓Vth4的大小等於處理1210中的第一臨界值電壓(例如，Vth1)。在又一示例中，臨界值電壓Vth4的大小與臨界值電壓1646(例如，Vth_3)成比例。
在又一實施例中，在第二開關週期期間，第二取樣信號1882被提供給取樣延遲元件1864。例如，取樣延遲元件1864作為回應產生新的經延遲取樣信號。在另一示例中，開關1852響應於該新的經延遲取樣信號而閉合(例如，導通)。因此，根據某些實施例，回饋信號1455在電容器1856處被取樣並被保持達第二開關週期。在另一示例中，新的所取樣/所保持信號產生以提供給臨界值電位位移元件1858。在又一示例中，臨界值電位位移元件1858作為回應產生新的輸出信號以提供給比較器1860。在又一示例中，比較器1860將來自臨界值電位位移元件1858的新的輸出信號與電容器1854在第三開關週期期間產生的另一所取樣/所保持信號相比較。在又一示例中，第三開關週期緊隨著第二開關週期。
第17圖是根據本發明又一實施例之如第16圖所示的電源變換系統1100的簡化時序圖。該示圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替代和修改。
如第17圖所示，波形2002表示作為時間的函數的開關1420的導通和截止條件，波形2004表示作為時間的函數的回饋信號1455。波形2006表示作為時間的函數的用於開關1850的第三取樣信號，並且波形2008表示作為時間的函數的用於開關1852的第四取樣信號。在第17圖中示出了開關1420的不同開關週期。例如，開關1420的整個開關週期TL以及開關週期TM的一部分被示出。在另一示例中，TL和TM是兩個連續的開關週期。在又一示例中，時刻t11,t12,t13和t14在時間段TL內，並且時刻t15和t16在時間段TM內。在又一示例中，t11 t12 t13 t14 t15 t16。
根據一個實施例，在時間段TL期間，開關1420在時刻t11處(例如，如波形2002的下降緣所示)斷開(例如，截止)，並且退磁過程開始(例如，如波形2004所示的)。例如，第三取樣信號在時刻t12之前為邏輯低電位(例如，如波形2006所示)，並且因此開關1850斷開(例如，截止)。在另一示例中，在時刻t12處，第三取樣信號從邏輯低電位變為邏輯高電位(例如，如波形2006中的上升緣所示)。因此，根據某些實施例，開關1850閉合(例如，導通)。在又一示例中，回饋信號1455在電容器1854處被取樣並被保持達時間段TL。在又一示例中，第三取樣信號在時刻t13處從邏輯高電位變為邏輯低電位(例如，如波形2006中的下降緣所示)。因此，根據某些實施例，開關1850斷開(例如，截止)。
根據另一實施例，在時間段TL期間，第四取樣信號在時刻t14之前為邏輯低電位(例如，如波形2008所示)。例如，開關1852斷開(例如，截止)。在另一示例中，在時刻t14處，第四取樣信號從邏輯低電位變為邏輯高電位(例如，如波形2008中的上升緣所示)。因此，根據某些實施例，開關1852閉合(例如，導通)，並且進而回饋信號1455在電容器1856處被取樣並被保持。在又一示例中，t13與t14之間的差值為預定時間段Td。在又一示例中，回饋信號1455在t13處的大小近似等於回饋信號1455在t14處的大小。
根據又一實施例，在時間段TM期間，第三取樣信號在時刻t15處從邏輯低電位變為邏輯高電位(例如，如波形2006中的上降緣所示)。因此，根據某些實施例，開關1850閉合(例如，導通)，並且進而回饋信號1455在電容器1854處被取樣並被保持。在另一示例中，所取樣/所保持信號1872被產生以提供給比較器1860。在又一示例中，第三取樣信號在時刻t16處從邏輯高電位變為邏輯低電位(例如，如波形2006中的下升緣所示)。在又一示例中，在時刻t16處，由臨界值電位位移元件1858產生的輸出信號1870在比較器1860處與所取樣/所保持信號1872相比較。
根據另一實施例，一種用於開關電源變換器的系統包括第一比較器、脈寬調變產生器、驅動器元件和電壓改變率檢測元件。第一比較器被配置以接收第一輸入信號和第二輸入信號並且至少基於與第一輸入信號和第二輸入信號相關聯的資訊產生第一比較信號，第一輸入信號至少與和電源變換器的輸出電流有關的回饋信號相關聯。脈寬調變產生器被配置以至少接收第一比較信號並且至少基於與第一比較信號相關聯的資訊產生調變信號，調變信號與調變頻率相關聯。此外，驅動器元件被配置以接收調變信號並向開關輸出驅動信號以調節流經電源變換器的初級繞組的初級電流，初級電流與調變頻率所對應的每個調變週期期間的峰值大小相關聯。另外，電壓改變率檢測元件被配置以取樣回饋信號以產生第一調變週期期間的第一取樣信號並且取樣回饋信號以產生第二調變週期期間的第二取樣信號，電壓改變率檢測元件還被配置以將第一取樣信號的大小與第二取樣信號相比較，第二調變週期在第一調變週期之後。該系統還被配置以判斷第一取樣信號減去第二取樣信號是否滿足一個或多個第一條件。如果一個或多個第一條件被滿足，則該系統還被配置以增大調變頻率和與初級電流有關的峰值大小。例如，該系統至少根據第11圖、第12圖、第13圖、第14圖、第15圖、第16圖和/或第17圖來實現。
根據另一實施例，一種用於開關電源變換器的方法包括：接收第一輸入信號和第二輸入信號，處理與第一輸入信號和第二輸入信號相關聯的資訊，以及至少基於與第一輸入信號和第二輸入信號相關聯的資訊產生第一比較信號，第一輸入信號至少與和電源變換器的輸出電流有關的回饋信號相關聯。該方法還包括：至少接收第一比較信號，處理與第一比較信號相關聯的資訊，並且至少基於與第一比較信號相關聯的資訊產生調變信號，調變信號與調變頻率相關聯。另外，該方法包括：接收調變信號，處理與調變信號相關聯的資訊，並且向開關輸出驅動信號以調節流經電源變換器的初級繞組的初級電流，初級電流與調變頻率所對應的每個調變週期期間的峰值大小相關聯。此外，該方法包括：取樣回饋信號以產生第一調變週期期間的第一取樣信號，並且取樣回饋信號以產生第二調變週期期間的第二取樣信號，第二調變週期在第一調變週期之後。此外，該方法包括：判斷第一取樣信號減去第二取樣信號是否滿足一個或多個第一條件，並且如果一個或多個第一條件被滿足，則增大調變頻率和與初級電流有關的峰值大小。例如，該方法至少根據第11圖、第12圖、第13圖、第14圖、第15圖、第16圖和/或第17圖來實現。
根據又一實施例，一種用於開關電源變換器的系統包括第一比較器、脈寬調變產生器、驅動器元件和電壓改變率檢測元件。第一比較器被配置以接收第一輸入信號和第二輸入信號並且至少基於與第一輸入信號和第二輸入信號相關聯的資訊來產生第一比較信號，第一輸入信號至少與和電源變換器的輸出電流有關的回饋信號相關聯。脈寬調變產生器被配置以至少接收第一比較信號並且至少基於與第一比較信號相關聯的資訊產生調變信號，調變信號與調變頻率相關聯。此外，驅動器元件被配置以接收調變信號並向開關輸出驅動信號以調節流經電源變換器的初級繞組的初級電流，初級電流與調變頻率所對應的每個調變週期期間的峰值大小相關聯。另外，電壓改變率檢測元件被配置以取樣回饋信號以產生第一調變週期期間的第一取樣信號並且取樣回饋信號以產生第二調變週期期間的第二取樣信號，電壓改變率檢測元件還被配置以將第一取樣信號的大小與第二取樣信號相比較，第二調變週期在第一調變週期之後。該系統還被配置以：判斷第一取樣信號減去第二取樣信號是否大於第一臨界值電壓，第一臨界值電壓大於或等於零；如果第一取樣信號減去第二取樣信號被判定為大於第一臨界值電壓，則增大調變頻率和與初級電流有關的峰值大小。該系統還被配置以：判斷第二取樣信號減去第一取樣信號是否大於第二臨界值電壓，第二臨界值電壓大於或等於零；以及如果第二取樣信號減去第一取樣信號被判定為大於第二臨界值電壓，則減小調變頻率和與初級電流有關的峰值大小。例如，該系統至少根據第11圖、第12圖、第13圖、第14圖、第15圖、第16圖和/或第17圖來實現。
根據又一實施例，一種用於開關電源變換器的方法包括：接收第一輸入信號和第二輸入信號，處理與第一輸入信號和第二輸入信號相關聯的資訊，並且至少基於與第一輸入信號和第二輸入信號相關聯的資訊產生第一比較信號，第一輸入信號至少與和電源變換器的輸出電流有關的回饋信號相關聯。該方法還包括：至少接收第一比較信號，處理與第一比較信號相關聯的資訊，並且至少基於與第一比較信號相關聯的資訊產生調變信號，調變信號與調變頻率相關聯。另外，該方法包括接收調變信號，處理與調變信號相關聯的資訊，並且向開關輸出驅動信號以調節流經電源變換器的初級繞組的初級電流，初級電流與調變頻率所對應的每個調變週期期間的峰值大小相關聯。此外，該方法包括取樣回饋信號以產生第一調變週期期間的第一取樣信號，並且取樣回饋信號以產生第二調變週期期間的第二取樣信號，第二調變週期在第一調變週期之後。此外，該方法包括判斷第一取樣信號減去第二取樣信號是否大於第一臨界值電壓，第一臨界值電壓大於或等於零；並且如果第一取樣信號減去第二取樣信號被判定為大於第一臨界值電壓，則增大調變頻率和與初級電流有關的峰值大小。另外，該方法包括判斷第二取樣信號減去第一取樣信號是否大於第二臨界值電壓，第二臨界值電壓大於或等於零；並且如果第二取樣信號減去第一取樣信號被判定為大於第二臨界值電壓，則減小調變頻率和與初級電流有關的峰值大小。例如，該方法至少根據第11圖、第12圖、第13圖、第14圖、第15圖、第16圖和/或第17圖來實現。
例如，本發明各個實施例中的一些或所有元件單獨地和/或與至少另一元件相組合地是利用一個或多個軟體元件、一個或多個硬體元件和/或軟體與硬體元件的一種或多種組合來實現的。在另一示例中，本發明各個實施例中的一些或所有元件單獨地和/或與至少另一元件相組合地在一個或多個電路中實現，例如在一個或多個類比電路和/或一個或多個數位電路中實現。在又一示例中，本發明的各個實施例和/或示例可以相組合。
雖然已描述了本發明的特定實施例，然而本領域技術人員將明白，存在與該實施例等同的其他實施例。因此，將明白，本發明不侷限於所示出的特定實施例，而是僅由申請專利範圍的範圍來限定。
100．．．電源變換系統
110．．．初級繞組
112．．．次級繞組
114．．．輔助繞組
120．．．電源開關
130．．．電流感測電阻器
140．．．等效電阻器
150、152．．．電阻器
154．．．節點
160．．．整流二極體
310、320．．．曲線
400．．．電源變換系統
410．．．晶片
412、414、416．．．端子
420．．．退磁檢測器
421．．．信號
422．．．取樣控制器
423．．．取樣信號
424．．．取樣開關
426．．．電容器
428．．．振盪器
429．．．時鐘信號
430．．．誤差放大器
431．．．放大信號
440．．．指數產生器
441．．．斜坡信號
450．．．比較器
451．．．輸出信號
452．．．觸發器元件
453．．．響應產生信號
454．．．閘極驅動器
455．．．驅動信號
460、462、464．．．比較器
461．．．感測信號
463、465．．．臨界值信號
466．．．邏輯元件
467．．．邏輯信號
470、472．．．電阻器
471、473、479．．．比較信號
474．．．電容器
475．．．控制信號
510、520、530、540、550、552、554、556．．．波形
600．．．電源變換系統
610．．．晶片
612、614、616．．．端子
620．．．退磁檢測器
622．．．取樣控制器
624．．．取樣開關
626．．．電容器
628．．．振盪器
630．．．誤差放大器
640．．．指數產生器
650．．．比較器
652．．．觸發器元件
654．．．閘極驅動器
660、662、664．．．比較器
666．．．邏輯元件
670、672．．．電阻器
674．．．電容器
700．．．電源變換系統
710．．．晶片
712、714、716．．．端子
720．．．頻率確定元件
721．．．頻率信號
730．．．頻率到電流轉換器
731．．．電流信號
740．．．電流產生元件
741．．．補償電流
900．．．電源變換系統
910．．．晶片
912、914、916．．．端子
920．．．退磁檢測器
922．．．取樣控制器
924．．．取樣開關
926．．．電容器
928．．．振盪器
930．．．誤差放大器
940．．．指數產生器
950．．．比較器
952．．．觸發器元件
954．．．閘極驅動器
960．．．比較器
961．．．臨界值信號
963．．．調節感測信號
1002、1004．．．波形
1006．．．波形的大小
1010．．．開關週期
1012．．．波形的大小
1014．．．時段
1016．．．最小值
1100．．．電源變換系統
1102．．．晶片
1110、1112．．．比較器
1120、1140．．．觸發器元件
1130．．．信號產生器
1150．．．編碼元件
1160．．．及閘
1170．．．開關
1172．．．電流阱
1174．．．電流源
1204、1206、1208、1210、1212、1214、1216、1218、1220．．．步驟
1280、1282、1284、1286．．．電晶體
1290．．．電阻器
1292．．．電容器
1302、1304、1306、1308、1310．．．波形
1312、1314、1330．．．週期
1316、1318、1320、1322、1324、1326、1328、1332．．．波形的大小
1410．．．初級繞組
1411．．．初級電流
1412．．．次級繞組
1414．．．輔助繞組
1420．．．開關
1430．．．電流感測電阻器
1440．．．等效電阻器
1450、1452．．．電阻器
1454．．．節點
1455．．．回饋信號
1460．．．整流二極體
1502．．．取樣開關
1504．．．電容器
1506．．．緩衝器
1508．．．誤差放大器
1510．．．指數產生器
1512．．．退磁檢測器
1514．．．振盪器
1516．．．比較器
1518．．．觸發器元件
1520．．．閘極驅動器
1521、1523、1525．．．比較信號
1522．．．電纜壓降補償元件
1524．．．邏輯元件
1526、1528、1530．．．比較器
1527．．．驅動信號
1529、1531．．．臨界值信號
1532．．．電壓改變率檢測元件
1534．．．動態增強邏輯控制元件
1536、1538．．．電阻器
1540．．．電容器
1542、1544、1546．．．端子
1548．．．補償電流
1550．．．信號
1552、1554、1556．．．回應產生輸出信號
1558．．．時鐘信號
1562．．．信號
1564．．．感測信號
1566．．．斜坡信號
1574．．．邏輯信號
1584．．．放大的誤差信號
1586．．．控制信號
1588．．．輸出信號
1590．．．反及閘
1592．．．閘極控制信號
1593．．．輸出信號
1594．．．反閘
1595．．．時鐘信號
1597．．．輸出信號
1598．．．及閘
1599．．．信號
1602、1604、1606、1608、1636、1638．．．開關
1610．．．初級繞組
1612．．．次級繞組
1614．．．輔助繞組
1620．．．開關
1630．．．電流感測電阻器
1634、1635．．．輸出信號
1640．．．等效電阻器
1644．．．放大信號
1646．．．臨界值電壓
1650、1652．．．電阻器
1660．．．整流二極體
1670、1672．．．電容器
1674、1676、1678．．．運算放大器
1680、1682、1684、1686．．．電阻器
1688．．．比較器
1690、1692、1698、1699．．．回饋信號
1694、1696．．．信號
1720．．．頻率確定元件
1721．．．頻率信號
1730．．．頻率到電流轉換器
1731、1751．．．電流信號
1740．．．電流產生元件
1741．．．補償電流
1750．．．頻率到電流轉換器
1760．．．電流產生元件
1761．．．偏移調變電流
1802、1804、1806、1808、1810．．．波形
1850、1852．．．開關
1854、1856．．．電容器
1858．．．臨界值電位位移元件
1860．．．比較器
1862．．．觸發器元件
1864．．．取樣延遲元件
1866．．．第一取樣信號
1868．．．延遲取樣信號
1870．．．輸出信號
1872．．．所取樣/所保持信號
1874．．．信號
1876．．．閘極控制信號
1878．．．第三取樣信號
1880．．．所取樣/所保持信號
1882．．．第二取樣信號
1910．．．初級繞組
1911．．．初級電流
1912．．．次級繞組
1914．．．輔助繞組
1920．．．開關
1930．．．電流感測電阻器
1932．．．電阻器
1940．．．等效電阻器
1950、1952．．．電阻器
1960．．．整流二極體
2002、2004、2006、2008．．．波形
第1圖是示出具有初級側感測和調整之傳統反激式電源變換系統的簡化示圖；
第2圖是示出該反激式電源變換系統100之傳統操作機制的簡化示圖；
第3圖(A)和(B)是示出根據本發明實施例之作為恒壓(CV)模式中電源變換系統的輸出電流的函數的峰值電流和開關頻率的簡化示圖；
第4圖是示出根據本發明實施例之回應於輸出電流來調節開關頻率和峰值電流的電源變換系統的簡化示圖；
第5圖是根據本發明實施例之具有恆壓控制的開關模式電源變換系統400的簡化時序圖；
第6圖是示出根據本發明另一實施例之回應於輸出電流來調節開關頻率和峰值電流的電源變換系統的簡化示圖；
第7圖是示出根據本發明又一實施例之具有電壓補償的回應於輸出電流來調節開關頻率和峰值電流的電源變換系統的簡化示圖；
第8圖是示出根據本發明實施例之用於電源變換系統700的補償電流產生器的簡化示圖；
第9圖是示出根據本發明又一實施例之具有偏移調變電流的回應於輸出電流來調節開關頻率和峰值電流的電源變換系統的簡化示圖；
第10圖是根據本發明另一實施例之用於開關模式電源變換系統的簡化時序圖；
第11圖是示出根據本發明又一實施例之回應於輸出電流變化動態地調節開關頻率和峰值電流的電源變換系統的某些元件的簡化示圖；
第12圖是示出根據本發明一個實施例之在電源變換系統中對開關頻率和初級繞組的峰值電流的動態調節的簡化流程圖；
第13圖是根據本發明實施例之具有對開關頻率和初級繞組的峰值電流的動態調節的開關模式電源變換系統的簡化時序圖；
第14圖是示出根據本發明又一實施例之電源變換系統的某些元件的簡化示圖；
第15圖是根據本發明又一實施例之如第14圖所示的開關模式電源變換系統的簡化時序圖；
第16圖是示出根據本發明又一實施例之電源變換系統的某些元件的簡化示圖；以及
第17圖是根據本發明又一實施例之如第16圖所示的電源變換系統的簡化時序圖。
400．．．電源變換系統
410．．．晶片
412、414、416．．．端子
420．．．退磁檢測器
421．．．輸出信號
422．．．取樣控制器
423．．．取樣信號
424．．．取樣開關
426．．．電容器
428．．．振盪器
429．．．時鐘信號
430．．．誤差放大器
431．．．放大信號
440．．．指數產生器
441．．．斜坡信號
450．．．比較器
451．．．輸出信號
452．．．觸發器元件
453．．．響應產生信號
454．．．閘極驅動器
455．．．驅動信號
460、462、464．．．比較器
461．．．感測信號
463、465．．．臨界值信號
466．．．邏輯元件
467．．．邏輯信號
470、472．．．電阻器
471、473、479．．．比較信號
474．．．電容器
475．．．控制信號
1410．．．初級繞組
1411．．．初級電流
1412．．．次級繞組
1414．．．輔助繞組
1420．．．開關
1430．．．電流感測電阻器
1440．．．等效電阻器
1450、1452．．．電阻器
1454．．．節點
1455．．．回饋信號
1460．．．整流二極體

Claims (25)

  1. 一種用於開關電源變換器的系統，包括：一第一比較器，被配置以接收一第一輸入信號和一第二輸入信號，並且至少基於與該第一輸入信號和該第二輸入信號相關聯的資訊產生一第一比較信號，該第一輸入信號至少與和該電源變換器的一輸出電流有關的一回饋信號相關聯；一脈寬調變產生器，被配置以至少接收該第一比較信號，並且至少基於與該第一比較信號相關聯的資訊產生一調變信號，該調變信號與一調變頻率相關聯；一驅動器元件，被配置以接收該調變信號並向一開關輸出一驅動信號以調節流經該電源變換器的一初級繞組的一初級電流，該初級電流與該調變頻率所對應的每個調變週期期間的峰值大小相關聯；以及一電壓改變率檢測元件，被配置以取樣該回饋信號以產生一第一調變週期期間的一第一取樣信號並且取樣該回饋信號以產生一第二調變週期期間的一第二取樣信號，該電壓改變率檢測元件還被配置以將該第一取樣信號的大小與該第二取樣信號相比較，該第二調變週期在該第一調變週期之後，其中該用於開關電源變換器的系統還被配置以：判斷該第一取樣信號減去該第二取樣信號是否滿足一個或多個第一條件；如果該一個或多個第一條件被滿足，則增大該調變頻率和與該初級電流有關的該峰值大小。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用於開關電源變換器的系統，還被配置以在該第一取樣信號減去該第二取樣信號大於一第一臨界值電壓時，判定該第一取樣信號減去該第二取樣信號滿足該一個或多個第一條件，該第一臨界值電壓大於或等於零。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之用於開關電源變換器的系統，還被配置以：判斷該第二取樣信號減去該第一取樣信號是否滿足一個或多個第二條件；如果該一個或多個第二條件被滿足，則減小該調變頻率和與該初級電流有關的該峰值大小。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之用於開關電源變換器的系統，還被配置以在該第二取樣信號減去該第一取樣信號大於一第二臨界值電壓時，判定該第二取樣信號減去該第一取樣信號滿足該一個或多個第二條件，該第二臨界值電壓大於或等於零。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之用於開關電源變換器的系統，進一步包括：一指數產生器，被配置以產生該第二輸入信號；以及一動態控制元件，被耦合到該電壓改變率檢測元件，並且被配置以至少產生一第三輸入信號和一第四輸入信號，其中該指數產生器還被配置以至少接收該第三輸入信號，並且作為回應改變該第二輸入信號以增大或減小該調變頻率。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之用於開關電源變換器的系統，進一步包括：一邏輯控制元件，被配置以至少接收該第四輸入信號，並且作為回應改變邏輯信號以增大或減小與該初級電流有關的該峰值大小。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之用於開關電源變換器的系統，其中該脈寬調變產生器還被配置以接收該邏輯信號，並且至少基於與該第一比較信號和該邏輯信號相關聯的資訊產生該調變信號。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之用於開關電源變換器的系統，其中該第二調變週期緊隨該第一調變週期之後。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之用於開關電源變換器的系統，進一步包括：一第二比較器，被配置以接收一第三輸入信號和一第四輸入信號並且至少基於與該第三輸入信號和該第四輸入信號相關聯的資訊產生一第二比較信號，該第三輸入信號與該第一輸入信號有關，該第四輸入信號與流經該電源變換器的一初級繞組的一初級電流相關聯。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之用於開關電源變換器的系統，進一步包括：一第三比較器，被配置以接收該第四輸入信號和一第一臨界值信號，並且至少基於與該第四輸入信號和該第一臨界值信號相關聯的資訊產生一第三比較信號；以及一第四比較器，被配置以接收該第四輸入信號和第二臨界值信號，並且至少基於與該第四輸入信號和該第二臨界值信號相關聯的資訊產生第四比較信號。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之用於開關電源變換器的系統，其中該脈寬調變產生器包括：一反及閘，被配置以至少接收該第一比較信號；一及閘，被耦合到該反及閘；以及一觸發器元件，被耦合到該及閘和邏輯控制元件，並且被配置以產生該調變信號。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之用於開關電源變換器的系統，其中該開關是雙極接面電晶體。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之用於開關電源變換器的系統，其中該開關是MOS電晶體。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之用於開關電源變換器的系統，進一步包括一電流產生器，被配置以接收該第一比較信號並且至少基於與該第一比較信號相關聯的資訊輸出一補償電流，以產生一補償電壓並調節該第一輸入信號。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之用於開關電源變換器的系統，其中該電壓改變率檢測元件包括：一第一取樣和保持電路，被配置以對該回饋信號取樣以產生該第一調變週期期間的該第一取樣信號；一第二取樣和保持電路，被配置以對該回饋信號取樣以產生該第二調變週期期間的該第二取樣信號；一運算放大器，被配置以接收一第三輸入信號和一第四輸入信號，並且產生第一輸出信號，該第三輸入信號的大小與該第一取樣信號成比例，該第四輸入信號的大小與該第二取樣信號成比例，該第一輸出信號表示該第一取樣信號減去該第二取樣信號；以及一比較器，被配置以接收該第一輸出信號和一第三臨界值電壓，並且至少基於與該第一輸出信號和該第三臨界值電壓相關聯的資訊產生一第二比較信號。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之用於開關電源變換器的系統，進一步包括：一動態控制元件，被配置以至少接收該第二比較信號並且至少產生一第二輸出信號；一邏輯控制元件，被配置以至少接收該第二輸出信號，並且作為一回應改變邏輯信號以增大或減小與該初級電流有關的該峰值大小；其中該脈寬調變產生器還被配置以接收該邏輯信號，並且至少基於與該第一比較信號和該邏輯信號相關聯的資訊產生該調變信號。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之用於開關電源變換器的系統，還被配置以在該第一輸出信號大於該第三臨界值電壓時，判定該第一取樣信號減去該第二取樣信號滿足該一個或多個第一條件，該第三臨界值電壓大於或等於零。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之用於開關電源變換器的系統，其中該電壓改變率檢測元件包括：一第一取樣和保持電路，被配置以對該回饋信號取樣以產生該第一調變週期期間的該第一取樣信號；一第二取樣和保持電路，被配置以對該回饋信號取樣以產生該第二調變週期期間的該第二取樣信號；一電壓電位位移元件，被配置以接收該第一取樣信號並且產生一第一輸出信號，該第一輸出信號的大小等於該第一取樣信號減去一第四臨界值電壓；以及一第二比較器，被配置以接收該第一輸出信號和該第二取樣信號，並且產生一第二比較信號。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之用於開關電源變換器的系統，進一步包括：一動態控制元件，被配置以至少接收該第二比較信號，並且至少產生一第二輸出信號；一邏輯控制元件，被配置以至少接收該第二輸出信號，並且作為一回應改變邏輯信號以增大或減小與該初級電流有關的該峰值大小，其中該脈寬調變產生器還被配置以接收該邏輯信號，並且至少基於與該第一比較信號和該邏輯信號相關聯的資訊產生該調變信號。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之用於開關電源變換器的系統，還被配置以在該第一輸出信號大於該第二取樣信號時，判定該第一取樣信號減去該第二取樣信號滿足該一個或多個第一條件，該第四臨界值電壓大於或等於零。
  21. 一種用於開關電源變換器的方法，包括：接收一第一輸入信號和一第二輸入信號；處理與該第一輸入信號和該第二輸入信號相關聯的資訊；至少基於與該第一輸入信號和該第二輸入信號相關聯的資訊產生一第一比較信號，該第一輸入信號至少與和該電源變換器的一輸出電流有關的回饋信號相關聯；至少接收該第一比較信號；處理與該第一比較信號相關聯的資訊；至少基於與該第一比較信號相關聯的資訊產生一調變信號，該調變信號與一調變頻率相關聯；接收該調變信號；處理與該調變信號相關聯的資訊；向一開關輸出一驅動信號以調節流經該電源變換器的一初級繞組的一初級電流，該初級電流與該調變頻率所對應的每個調變週期期間的峰值大小相關聯；取樣該回饋信號以產生一第一調變週期期間的一第一取樣信號；取樣該回饋信號以產生一第二調變週期期間的一第二取樣信號，該第二調變週期在該第一調變週期之後；判斷該第一取樣信號減去該第二取樣信號是否滿足一個或多個第一條件；以及如果該一個或多個第一條件被滿足，則增大該調變頻率和與該初級電流有關的該峰值大小。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之用於開關電源變換器的方法，還包括：判斷該第二取樣信號減去該第一取樣信號是否滿足一個或多個第二條件；如果該一個或多個第二條件被滿足，則減小該調變頻率和與該初級電流有關的該峰值大小。
  23. 一種用於開關電源變換器的系統，包括：一第一比較器，被配置以接收一第一輸入信號和一第二輸入信號並且至少基於與該第一輸入信號和該第二輸入信號相關聯的資訊產生一第一比較信號，該第一輸入信號至少與和該電源變換器的輸出電流有關的一回饋信號相關聯；一脈寬調變產生器，被配置以至少接收該第一比較信號，並且至少基於與該第一比較信號相關聯的資訊產生一調變信號，該調變信號與一調變頻率相關聯；一驅動器元件，被配置以接收該調變信號並向一開關輸出一驅動信號以調節流經該電源變換器的一初級繞組的一初級電流，該初級電流與該調變頻率所對應的每個調變週期期間的峰值大小相關聯；一電壓改變率檢測元件，被配置以取樣該回饋信號以產生一第一調變週期期間的一第一取樣信號，並且取樣該回饋信號以產生一第二調變週期期間的一第二取樣信號，該電壓改變率檢測元件還被配置以將該第一取樣信號的大小與該第二取樣信號相比較，該第二調變週期在該第一調變週期之後，其中該用於開關電源變換器的系統還被配置以：判斷該第一取樣信號減去該第二取樣信號是否大於一第一臨界值電壓，該第一臨界值電壓大於或等於零；如果該第一取樣信號減去該第二取樣信號被判定為大於該第一臨界值電壓，則增大該調變頻率和與該初級電流有關的該峰值大小；判斷該第二取樣信號減去該第一取樣信號是否大於一第二臨界值電壓，該第二臨界值電壓大於或等於零；以及如果該第二取樣信號減去該第一取樣信號被判定為大於該第二臨界值電壓，則減小該調變頻率和與該初級電流有關的該峰值大小。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之用於開關電源變換器的系統，還被配置以：如果該第一取樣信號減去該第二取樣信號被判定為大於該第一臨界值電壓，則將該調變頻率增大到預定最大頻率並且將該峰值大小增大到預定最大大小；以及如果該第二取樣信號減去該第一取樣信號被判定為大於該第二臨界值電壓，則將該調變頻率減小到預定最小頻率並且將該峰值大小減小到預定最小大小。
  25. 一種用於開關電源變換器的方法，包括：接收一第一輸入信號和一第二輸入信號；處理與該第一輸入信號和該第二輸入信號相關聯的資訊；至少基於與該第一輸入信號和該第二輸入信號相關聯的資訊產生一第一比較信號，該第一輸入信號至少與和該電源變換器的一輸出電流有關的一回饋信號相關聯；至少接收該第一比較信號；處理與該第一比較信號相關聯的資訊；至少基於與該第一比較信號相關聯的資訊產生一調變信號，該調變信號與一調變頻率相關聯；接收該調變信號；處理與該調變信號相關聯的資訊；向一開關輸出一驅動信號以調節流經該電源變換器的一初級繞組的一初級電流，該初級電流與該調變頻率所對應的每個調變週期期間的峰值大小相關聯；取樣該回饋信號以產生一第一調變週期期間的一第一取樣信號；取樣該回饋信號以產生一第二調變週期期間的一第二取樣信號，該第二調變週期在該第一調變週期之後；判斷該第一取樣信號減去該第二取樣信號是否大於一第一臨界值電壓，該第一臨界值電壓大於或等於零；如果該第一取樣信號減去該第二取樣信號被判定為大於該第一臨界值電壓，則增大該調變頻率和與該初級電流有關的該峰值大小；判斷該第二取樣信號減去該第一取樣信號是否大於一第二臨界值電壓，該第二臨界值電壓大於或等於零；以及如果該第二取樣信號減去該第一取樣信號被判定為大於該第二臨界值電壓，則減小該調變頻率和與該初級電流有關的該峰值大小。
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