TW201342783A - 用於開關返馳式電源變換系統的系統和方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開用於開關返馳式電源變換系統的系統和方法。用於開關電源變換系統的系統控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。該系統控制器被配置以在第一控制器端子處至少接收輸入信號並且至少基於與輸入信號相關聯的信息在第二控制器端子處產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與返馳式開關電源變換系統的次級繞組相關聯的電流。該系統控制器還被配置以如果輸入信號大於第一閾值，產生第一邏輯位準的閘極驅動信號以使該電晶體截止。

Description

用於開關返馳式電源變換系統的系統和方法
本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了具有輸出檢測和同步整流機制的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已應用於開關電源變換系統。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
第1圖是示出傳統的次級側調整控制的返馳式開關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、功率開關120、電流感測電阻器122、整流二極體124、電容器126、隔離反饋組件128和控制器102。控制器102包括欠壓鎖定(UVLO)組件104、脈寬調變產生器106、閘極驅動器108、前緣遮沒(LEB)組件116和過流保護(OCP)組件114。例如，功率開關120是雙極型電晶體。在另一示例中，功率開關120是場效應電晶體。
該電源變換系統100實現包含初級繞組110和次級繞組112的變壓器來隔離初級側上的AC輸入電壓190與初級側上的輸出電壓192。隔離反饋組件128處理與輸出電壓192有關的信息並產生反饋信號136。控制器102接收反饋信號136，並產生用於接通和關斷開關120的閘極驅動信號130，從而調整輸出電壓192。例如，隔離反饋組件128包括誤差放大器、補償網絡和光電耦合器。
雖然第1圖所示返馳式電源變換系統100可用於輸出電壓調整，但電源變換系統100在沒有開關附加電路的情況下常常無法獲得良好的輸出電流控制。此外，為了獲得穩定的輸出電流控制其輸出電流感測電阻器經常降低電源變換系統100的效率。
第2A圖是示出另一傳統次級輸出端所需的初級側調整控制返馳式電源變換系統的簡化示圖。該電源變換系統200包括系統控制器202、初級繞組210、次級繞組212、輔助繞組214、功率開關220、電流感測電阻器230、兩個整流二極體260和262、兩個電容器264和266、以及兩個電阻器268和270。例如，例如，功率開關220是雙極型電晶體。在另一示例中，功率開關220是MOS電晶體。
與輸出電壓250有關的信息可通過輔助繞組214來提取以便調整輸出電壓250。當功率開關220閉合(例如，接通)時，能量被儲存在包括初級繞組210與次級繞組212的變壓器中。然後，當功率開關220斷開(例如，關斷)時，所儲存能量被釋放到次級側，並且輔助繞組214的電壓映射次級側上的輸出電壓。系統控制器202接收指示流經初級繞組210的初級電流276的電流感測信號272以及與次級側的退磁過程有關的反饋信號274。例如，開關220的開關週期包括開關220閉合(例如，接通)的接通時間段和開關220斷開(例如，關斷)的關斷時間段。
第2B圖是返馳式電源變換系統200在斷續傳導模式(DCM)中操作的的簡化傳統時序圖。波形292表示作為時間的函數之輔助繞組214的電壓254，並且波形294表示作為時間的函數之流經次級繞組212的次級電流278。
例如，如第2B圖所示，開關220的開關週期Ts開始於時刻t0並結束於時刻t3，接通時間段Ton開始於時刻t0並結束於時刻t1，退磁時段Tdemag開始於時刻t1並結束於時刻t2，並且關斷時間段Toff開始於時刻t1並結束於時刻t3。在另一示例中，t0 t1 t2 t3。在DCM中，關斷時間段Toff遠長於退磁時段Tdemag。
在退磁時段Tdemag期間，開關220保持斷開，初級電流276保持為低值(例如，近似為零)。次級電流278從值296(例如，t1處)下降，如波形294所示。退磁過程在次級電流278具有低值298(例如，近似為零)的時刻t2處結束。次級電流278在該開關週期的其餘時間中保持為值298。下一開關週期直到退磁過程完成之後的一時間段(例如，t3處)才開始。
如第1圖和第2A圖所示，電源變換系統100和電源變換系統200各自在初級側上使用整流二極體(例如，第1圖中的二極體124和第2圖中的二極體260)進行整流。整流二極體的正向電壓通常在0.3V-0.8V的範圍。這樣的正向電壓常常在操作中產生極大的功率損耗，並且因此導致電源變換系統的低效率。例如，當電源變換系統具有5V/1A的輸出水平時，具有0.3V-0.4V的正向電壓的整流二極體在滿負載(例如，1A)下引起約0.3W-0.4W的功率損耗。系統效率被降低了大約4%-6%。
另外，為了使電源變換系統200獲得低的待機功耗，常常使開關頻率保持為低以減少無負載或輕負載條件下的開關損耗。然而，當電源變換系統200從無/輕負載條件變為滿負載條件時，輸出電壓250可能突然下降，並且由於系統控制器202常常僅在每個開關週期的退磁過程期間可以檢測輸出電壓，因此這樣的輸出電壓的降低不能被系統控制器202立即檢測到。因此，電源變換系統200的動態性能由於無/輕負載條件下的開關頻率過低，無法滿足要求。例如，電源變換系統200具有5V/1A的輸出水平並且輸出電容器264具有1000 μF的電容。在無/輕負載條件下，開關頻率是與1 ms的開關週期相對應的1 kHz。如果輸出負載從無/輕負載條件(例如，0A)變為滿負載條件(例如，1A)，則輸出電壓250下降1V(例如，從5V到4V)，這些某些應用中常常是不可接受的。
因此，改善用於電源變換系統的整流和輸出檢測的技術變得非常重要。
本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了具有輸出檢測和同步整流機制的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已應用於電源變換系統。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系統的系統控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。該系統控制器被配置以在第一控制器端子處至少接收輸入信號並且至少基於與輸入信號相關聯的信息在第二控制器端子處產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流。該系統控制器還被配置為如果輸入信號大於第一閾值，則產生第一邏輯位準的閘極驅動信號以使該電晶體截止，並且如果輸入信號從大於第二閾值的第一值變為小於第二閾值的第二值，則將閘極驅動信號從第一邏輯位準改變為第二邏輯位準以使電晶體導通。
根據另一實施例，一種用於開關電源變換系統的系統控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。該系統控制器被配置以在第一控制器端子處至少接收輸入信號，該輸入信號與輸出電壓成比例，該輸出電壓與電源變換系統的次級繞組相關聯，並且至少基於與輸入信號相關聯的信息在第二控制器端子處產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與電 源變換系統的次級繞組相關聯的電流。該系統控制器還被配置為只有在輸入信號從大於第一閾值的第一值變為小於第一閾值的第二值時，才產生閘極驅動信號的脈衝以在與脈衝相關聯的脈衝時段期間使電晶體導通。
根據又一實施例，一種用於開關電源變換系統的系統控制器包括第一比較器、信號檢測器和驅動組件。第一比較器被配置以接收輸入信號並且至少基於與輸入信號相關聯的信息輸出第一比較信號。信號檢測器被配置以接收輸入信號並且至少基於與輸入信號相關聯的信息輸出第一檢測信號。驅動組件被配置以至少基於與第一比較信號和第一檢測信號相關聯的信息輸出閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流；比較器還被配置以判斷輸入信號是否大於第一閾值。信號檢測器還被配置以判斷輸入信號是否從大於第二閾值的第一值變為小於第二閾值的第二值。驅動組件還被配置為：如果第一比較信號指示輸入信號大於第一閾值，則產生第一邏輯位準的閘極驅動信號以使電晶體截止，並且如果第一檢測信號指示輸入信號從大於第二閾值的第一值變為小於第二閾值的第二值，則將閘極驅動信號從第一邏輯位準變為第二邏輯位準以使電晶體導通。
在一個實施例中，一種用於開關電源變換系統的系統控制器包括比較器、脈衝信號產生器和驅動組件。比較器被配置以接收輸入信號並且至少基於與輸入信號相關聯的信息輸出比較信號。脈衝信號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信息產生脈衝信號。驅動組件被配置以接收脈衝信號並且至少基於與脈衝信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流。比較器還被配置以判斷輸入信號是大於還是小於閾值。脈衝信號產生器還被配置為只有在比較信號指示輸入信號從大於閾值的第一值變為小於閾值的第二值時，才產生脈衝信號的第一脈衝。驅動組件還被配置以響應於脈衝信號的第一脈衝，產生閘極驅動信號的第二脈衝以在與第二脈衝相關聯的脈衝時段期間使電晶體導通。
在另一實施例中，一種用於開關電源變換系統的方法包括：至少接收輸入信號；處理與輸入信號相關聯的信息；並且至少基於與輸入信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與電源變換 系統的次級繞組相關聯的電流。用於至少基於與輸入信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流的處理包括：如果輸入信號大於第一閾值，則產生第一邏輯位準的閘極驅動信號以使電晶體截止，並且如果輸入信號從大於第二閾值的第一值變為小於第二閾值的第二值，則將閘極驅動信號從第一邏輯位準改變為第二邏輯位準以使電晶體導通。
在又一實施例中，一種用於開關電源變換系統的方法包括：至少接收輸入信號，輸入信號與輸出電壓成比例，該輸出電壓與電源變換系統的次級繞組相關聯；處理與輸入信號相關聯的信息；以及至少基於與輸入信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流。用於至少基於與輸入信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流的處理包括：只有在輸入信號從大於第一閾值的第一值變為小於第一閾值的第二值時，才產生閘極驅動信號的脈衝以在與脈衝相關聯的脈衝時段期間使電晶體導通。
在又一實施例中，一種用於開關電源變換系統的方法包括：接收輸入信號；處理與輸入信號相關聯的信息；並且判斷輸入信號是否大於第一閾值。該方法還包括：至少基於與輸入信號相關聯的信息產生比較信號；判斷輸入信號是否從大於第二閾值的第一值變為小於第二閾值的第二值；並且至少基於與輸入信號相關聯的信息產生檢測信號。另外，該方法包括至少基於與比較信號和檢測信號相關聯的信息輸出閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流。用於至少基於與比較信號和檢測信號相關聯的信息輸出閘極驅動信號以使電晶體導通或截止從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流的處理包括：如果比較信號指示輸入信號大於第一閾值，則產生第一邏輯位準的閘極驅動信號以使電晶體截止；以及如果檢測信號指示輸入信號從大於第二閾值的第一值變為小於第二閾值的第二值，則將閘極驅動信號從第一邏輯位準變為第二邏輯位準以使電晶體導通。
在又一實施例中，一種用於開關電源變換系統的方法包括：接收輸入信號；處理與輸入信號相關聯的信息；並且判斷輸入信號是大於還是小於 閾值。該方法還包括：至少基於與輸入信號相關聯的信息產生比較信號；接收比較信號；並且處理與比較信號相關聯的信息。另外，該方法包括：至少基於與比較信號相關聯的信息產生脈衝信號；接收脈衝信號；處理與脈衝信號相關聯的信息；並且至少基於與脈衝信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流。用於至少基於與比較信號相關聯的信息產生脈衝信號的處理包括：只有在比較信號指示輸入信號從大於閾值的第一值變為小於閾值的第二值時，才產生脈衝信號的第一脈衝。用於至少基於與脈衝信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流的處理包括：響應於脈衝信號的第一脈衝，產生閘極驅動信號的第二脈衝以在與第二脈衝相關聯的脈衝時段期間使電晶體導通。
取決於實施例，可以獲得一個或多個益處。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。
本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了具有輸出檢測和同步整流機制的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已應用於電源變換系統。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
第3A圖是示出根據本發明實施例的具有整流電路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疇。該項領域具有通常知識者將認識到許多變體、替換和修改。電源變換系統300包括控制器302、初級繞組304、次級繞組306、輔助繞組324、整流電路301、二極體320、電流感測電阻器328、電容器312和380、電阻器314、316、322和326、以及功率開關330。整流電路301包括次級控制器308、電阻器318和電晶體310。次級控制器308包括端子390、392、394、396和398。例如，電晶體310是MOSFET。在另一示例中，功率開關330是電晶體，例如，電晶體330是MOSFET。在另一實例中，功率開關330是雙極電晶體。
根據一個實施例，當功率開關330閉合(例如，導通)時，能量被儲存在包括初級繞組304和次級繞組306的變壓器中。例如，當功率開關330斷開(例如，關斷)時，所儲存能量被傳送到次級側，並且輔助繞組324的電壓映射次級側上的輸出電壓350。在另一示例中，控制器302接收來自分壓器的反饋信號360，該分壓器包括用於輸出電壓調整的電阻器322和326。在又一示例中，在能量傳送過程(例如，退磁過程)期間，電晶體310導通並且次級電流352的至少一部分流經電晶體310。在又一示例中，電晶體310的導通電阻非常小(例如，在數十毫歐的範圍中)。在又一示例中，電晶體310導通時的壓降比整流二極體(例如，二極體124或二極體260)上的壓降小得多，並且因此與系統100或系統200相比電源變換系統300的功率損耗大為降低。
根據另一實施例，在能量傳送過程(例如，退磁過程)結束時，次級電流352具有低值(例如，幾乎為零)。例如，電晶體310截止以防止反向電流從輸出端子351通過電晶體310流向地。在另一示例中，功率開關330在電晶體310導通時保持截止(例如，斷開)。在又一示例中，次級控制器308接收指示電晶體310的端子364(例如，電晶體310的汲極端子)處的電壓的電壓信號362(例如，VDR)，並且提供信號366(例如，在端子G2處)來驅動電晶體310。
如上面討論並在此進一步強調的，第3A圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。該項領域具有通常知識者將認識到許多變體、替換和修改。例如，控制器302和次級控制器308位於不同晶片上。在另一示例中，次級控制器308和電晶體310位於作為多晶片封裝的一部分的不同晶片上。在又一示例中，次級控制器308和電晶體310被集成在同一晶片上。
第3B圖是示出根據本發明另一實施例的具有整流電路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疇。該項領域具有通常知識者將認識到許多變體、替換和修改。電源變換系統400包括控制器402、初級繞組404、次級繞組406、第一輔助繞組424、第二輔助繞組425、整流電路401、二極體420和474、電容器412、476和478、電流感測電阻器428、電阻器414、416、470和472、以及功 率開關430。整流電路401包括次級控制器408、電阻器418和電晶體410。例如，電晶體410是MOSFET。在另一示例中，功率開關430是電晶體。在又一示例中，整流電路401與整流電路301相同。
根據一個實施例，當功率開關430閉合(例如，導通)時，能量被儲存在包括初級繞組404和次級繞組406的變壓器中。例如，當功率功率開關430斷開(例如，關斷)時，所儲存能量被傳送到次級側，並且第二輔助繞組425的電壓映射次級側上的輸出電壓450。在另一示例中，控制器402接收來自分壓器的反饋信號460，該分壓器包括用於輸出電壓調整的電阻器470和472。在另一示例中，在能量傳送過程(例如，退磁過程)期間，電晶體410導通並且次級電流452的至少一部分流經電晶體410。在又一示例中，電晶體410的導通電阻非常小(例如，在數十毫歐的範圍中)。
根據另一實施例，在能量傳送過程(例如，退磁過程)結束時，次級電流452具有低值(例如，幾乎為零)。例如，電晶體410截止以防止反向電流從輸出端子通過電晶體410流向地。在另一示例中，功率開關430在電晶體410導通時保持截止(例如，斷開)。在又一示例中，次級控制器408(例如，在端子DR處)接收指示電晶體410的端子464(例如，電晶體410的汲極端子)處的電壓的電壓信號462，並且提供信號466(例如，在端子G2處)來驅動電晶體410。
如上面討論並在此進一步強調的，第3B圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。該項領域具有通常知識者將認識到許多變體、替換和修改。例如，控制器402和次級控制器408位於不同晶片上。在另一示例中，次級控制器408和電晶體410位於作為多晶片封裝的一部分的不同晶片上。在又一示例中，次級控制器408和電晶體410被集成在同一晶片上。
第4圖是根據本發明實施例的如第3A圖所示的電源變換系統300在斷續傳導模式(DCM)中操作的簡化時序圖。本發明實例其工作原理同樣適於CCM或QR模式操作。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疇。該項領域具有通常知識者將認識到許多變體、替換和修改。例如，波形502表示作為時間的函數的被接通或關斷的功率開關330，波形504表示作為時間的函數的次級電流352，並且波形506表示作為時間的函 數的反饋信號360。另外，波形508表示作為時間的函數的電壓信號362(例如，在端子DR處)，波形510表示作為時間的函數的信號366(例如，在端子G2處)，波形512表示作為時間的函數的流經電晶體310的通道電流368，並且波形514表示作為時間的函數的流經電晶體310的體二極體(body diode)(例如，寄生二極體)的體二極體電流370。
例如，開關330的開關週期包括開關330在其期間閉合(例如，接通)的接通時間段和開關330在其期間斷開(例如，關斷)的關斷時間段。在另一示例中，如第4圖所示，開關330的接通時間段(例如，Ton)開始於時刻t4並結束於時刻t5，並且開關330的關斷時間段(例如，Toff)開始於時刻t5並結束於時刻t9。與包含初級繞組304和次級繞組306的變壓器相關聯的退磁時段(例如，Tdemag)開始於時刻t5並結束於時刻t8。在又一示例中，t4 t5 t6 t7 t8 t9。
根據一個實施例，在接通時間段(例如，Ton)期間，開關330閉合(例如，正接通)，如波形502所示，並且能量被儲存在包括初級繞組304和次級繞組306的變壓器中。例如，次級電流352具有低值516(例如，幾乎為零)，如波形504所示。在另一示例中，由次級控制器308接收的電壓信號362(例如，VDR)具有高於零的值518(例如，如波形508所示)。在又一示例中，信號366為邏輯低位準(例如，如波形510所示)，並且電晶體310截止。在又一示例中，在接通時間段(例如，Ton)期間，通道電流368具有低值520(例如，幾乎為零，如波形512所示)，並且體二極體電流370具有低值522(例如，幾乎為零，如波形514所示)。
根據另一實施例，在接通時間段結束時(例如，t5處)，開關330斷開(例如，關斷)，如波形502所示，並且能量被傳送到次級側。例如，次級電流352從值516增至值524(例如，在t5處)，如波形504所示。在另一示例中，電壓信號362(例如，VDR)從值518降至值526(例如，如波形508所示)。在又一示例中，值526低於第一閾值電壓528(例如，Vth1)和第二閾值電壓530(例如，Vth2)兩者。在又一示例中，第一閾值電壓528(例如，Vth1)和第二閾值電壓530(例如，Vth2)兩者低於地電壓372(例如，零伏)。在又一示例中，電晶體310的體二極體開始傳導，並且體二極體電流370從值522增至值529(例如，如波形514所示)。在某些實施例 中，此後，信號366從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如，在t6處，如波形510所示)，並且電晶體310導通。例如，通道電流368從值520增至值525(例如，在t6處，如波形512所示)。在另一示例中，在電壓信號362(例如，VDR)從值518降至值526的時刻與信號366從邏輯低位準變為邏輯高位準的時刻之間存在延遲(例如，Td)。在又一示例中，延遲(例如，Td)為零。
根據又一實施例，在退磁過程期間(例如，Tdemag)，開關330保持斷開(例如，關斷)，如波形502所示。例如，次級電流352從值524下降，如波形504所示。在另一示例中，如果電壓信號362(例如，VDR)大於第一閾值電壓528(例如，在t7處，如波形508所示)，則信號366從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如，如波形510所示)。在又一示例中，電壓信號362(例如，VDR)再次變得低於第一閾值電壓528(例如，在t8處，如波形508所示)。在又一示例中，電晶體310截止，並且通道電流368降至低值534(例如，幾乎為零，如波形512所示)。在又一示例中，體二極體電流370流經電晶體310的體二極體，並且降為低值(例如，在t9處幾乎為零，如波形514所示)。在又一示例中，退磁時段在時刻t9處結束。在又一示例中，緊接時刻t9之後，電壓信號362增大，如波形508中的上升緣所示，並且這樣的上升緣即使被檢測到也不被用於確定電源變換系統300的開關頻率(例如，負載條件)。在又一示例中，次級電流352等於通道電流368與體二極體電流370之和。因此，在某些實施例中，波形512的一部分(例如，t5與t9之間)與波形514的一部分(例如，t5與t9之間)的組合等於波形504的一部分(例如，t5與t9之間)。
根據本發明的又一實施例，第4圖是第3B圖所示的電源變換系統400在斷續傳導模式(DCM)中操作的簡化時序圖。例如，波形502表示作為時間的函數的被接通或關斷的功率開關430，波形504表示作為時間的函數的次級電流452，並且波形506表示作為時間的函數的反饋信號460。另外，波形508表示作為時間的函數的電壓信號462(例如，在端子DR處)，波形510表示作為時間的函數的信號466(例如，在端子G2處)，波形512表示作為時間的函數的流經電晶體410的通道電流468，並且波形514表示 作為時間的函數的流經電晶體410的體二極體(例如，寄生二極體)的體二極體電流480。
如上面討論並在此進一步強調的，第4圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。該項領域具有通常知識者將認識到許多變體、替換和修改。例如，在諸如連續傳導模式和臨界傳導模式(例如，準諧振模式)之類的其它模式中操作的第3A圖所示的電源變換系統300和第3B圖所示的電源變換系統400也可以實現第4圖所示的方案。
在某些實施例中，如第4圖所示的方案在連續傳導模式中被實現。例如，如果次級控制器308檢測到信號362(例如，VDR)的下降緣，則次級控制器308改變信號366以使電晶體310導通。在另一示例中，控制器302在退磁時段結束(例如，次級電流352大於零)之前使電晶體330導通，並且作為響應，信號362(例如，VDR)增大。在又一示例中，次級控制器308檢測信號362的上升緣並改變信號366以使電晶體310截止。
第5圖是示出根據本發明實施例的作為電源變換系統300一部分的次級控制器308的某些組件的簡化示圖。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疇。該項領域具有通常知識者將認識到許多變體、替換和修改。次級控制器308包括鉗位組件602、偏移組件604、上升緣檢測組件606、比較器608和624、下降緣檢測組件610、定時控制器612、邏輯控制組件614、閘極驅動器616、輕負載檢測器618、信號產生器620、振盪器622、欠壓鎖定組件628和參考信號產生器626。例如，次級控制器308的一些組件用於同步整流，包括鉗位組件602、偏移組件604、上升緣檢測組件606、比較器608、下降緣檢測組件610、定時控制器612、邏輯控制組件614和閘極驅動器616。在另一示例中，次級控制器308的一些組件用於輸出電壓檢測和控制，包括輕負載檢測器618、信號產生器620、振盪器622、參考信號產生器626、邏輯控制組件614和閘極驅動器616。在又一示例中，次級控制器308的用於同步整流的組件以及次級控制器308的用於輸出電壓檢測和控制的組件被集成在同一晶片上。
第6圖是根據本發明實施例的，包括如第5圖所示的次級控制器308的電源變換系統300在斷續傳導模式(DCM)中操作的簡化時序圖。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疇。該項領域具有 通常知識者將認識到許多變體、替換和修改。例如，波形702表示作為時間的函數的被接通或關斷的功率開關330，波形704表示作為時間的函數的反饋信號360，並且波形706表示作為時間的函數的電壓信號362(例如，在端子390處)。另外，波形708表示作為時間的函數的信號366(例如，在端子392處)，波形710表示作為時間的函數的流經電晶體310的通道電流368，波形712表示作為時間的函數的指示輸出電壓350的電壓信號388(例如，在端子398處)。
根據一個實施例，鉗位組件602從端子390(例如，端子DR)接收電壓信號362(例如，VDR)。例如，上升緣檢測組件606、比較器608和下降緣檢測組件610接收信號658，信號658等於被偏移組件604修改後的電壓信號362。在另一示例中，上升緣檢測組件606、比較器608和下降緣檢測組件610至少基於與信號658相關聯的信息分別輸出信號670、660和650。在又一示例中，定時控制器612接收信號670、660和650，並向邏輯控制器614輸出信號672以便驅動電晶體310。偏移組件604在一些實施例中被省略。
根據另一實施例，在時刻t16之前，電源變換系統300處於無/輕負載條件下，並且系統300的開關頻率保持為低(例如，低於閾值)。例如，在接通時間段期間(例如，在時刻t11與時刻t12之間)，開關330閉合(例如，正接通)，如波形702所示，並且能量被儲存在包括初級繞組304和次級繞組306的變壓器中。在另一示例中，電壓信號362(例如，在端子DR處)具有值714(例如，如波形706所示)，並且被鉗位組件602鉗位。在又一示例中，信號366(例如，在端子G2處)為邏輯低位準(例如，如波形708所示)，並且電晶體310關斷。在又一示例中，在接通時間段(例如，Ton)期間，通道電流368具有低值716(例如，幾乎為零，如波形710所示)。在又一示例中，電壓信號388(例如，Vs)具有值718(例如，如波形712所示)。
根據又一實施例，在接通時間段的結束處(例如，在t12處)，開關330斷開(例如，關斷)，如波形702所示，並且能量被傳送到次級側。例如，電壓信號362從值714降至值720(例如，如波形706所示)。在又一示例中，值720低於第三閾值電壓722(例如，Vth3)和第四閾值電壓724(例 如，Vth4)兩者。在又一示例中，第三閾值電壓722(例如，Vth3)和第四閾值電壓724(例如，Vth4)兩者低於地電壓372。在又一示例中，電晶體310的體二極體開始傳導，並且體二極體電流370的大小增大。在某些實施例中，此後，信號366從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如，在t13處，如波形708所示)，並且電晶體310導通。例如，第三閾值電壓722(例如，Vth3)和第四閾值電壓724(例如，Vth4)分別與第一閾值電壓528和第二閾值電壓530相同。
根據又一實施例，當電壓信號362從值714降為值720時(例如，如波形706所示)，下降緣檢測組件610檢測電壓信號362的下降並且改變信號650以便使電晶體310導通。例如，作為響應，通道電流368從值716增至值726(例如，在t13處，如波形710所示)。在另一示例中，電晶體310的汲極端子與源極端子之間的壓降基於下式來確定：V DS_M2=-I sec×R ds_on (式1)
其中，VDS_M2表示電晶體310的汲極端子與源極端子之間的壓降，Isec表示次級電流352，並且Rds_on表示電晶體310的導通電阻。
根據某些實施例，由於電晶體310的導通電阻非常小，電晶體310的汲極端子與源極端子之間的壓降的大小遠小於整流二極體(例如，二極體124或二極體260)的正向電壓。例如，當次級電流352變得非常小時(例如，近似為零)，電晶體310的汲極端子與源極端子之間的壓降的大小也變得非常小，並且電壓信號362的大小非常小。在另一示例中，如果信號658的大小大於參考信號652，則比較器608改變信號660以便使電晶體310截止。在又一示例中，信號366從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如，在t14處，如波形708所示)，並且電晶體310截止。在又一示例中，電晶體310的體二極體再次開始傳導，並且體二極體電流370的大小下降(例如，最終在t15處幾乎為零)。因此，在一些實施例中，能量完全被傳遞到輸出。
在一個實施例中，次級控制器308通過信號388(例如，Vs)持續監視輸出電壓350。例如，比較器624接收參考信號680和信號388(例如，Vs)並輸出信號682。在另一示例中，輕負載檢測器618從振盪器622接收時鐘信號並從同步定時控制器612接收信號676。在又一示例中，信號676指示 信號362中的某些開關事件(例如，上升緣或下降緣)。在又一示例中，輕負載檢測器618通過檢測電源變換系統300的開關頻率來判斷系統是否是在空/輕載狀態，並輸出狀態信號678，如果開關頻率低於某一設定閾值，表明系統處於空/輕載狀態。在又一示例中，單穩態脈衝發生器620接收信號678和信號682，並向邏輯控制組件614輸出信號684，從而影響電晶體310的狀態。
在另一實施例中，如果輸出電壓350在任何條件下(例如，當輸出負載條件從無/輕負載條件變為滿負載條件時(例如，在t16與t17中間))降至閾值位準之下，則輸出電壓350下降(例如，到閾值位準之下)。例如，如果信號388(例如，Vs)從在大小方面大於參考信號680的第一值變為在大小方面低於參考信號680的第二值(例如，在t16處，如波形712所示)，則比較器624在信號682中產生脈衝，以便在短時間段期間使電晶體310導通。在一些實施例中，如果信號678指示電源變換系統300處於無/輕負載條件下，則單穩態脈衝發生器620在信號684中輸出脈衝，並且作為響應，閘極驅動器616在信號366中產生脈衝730(例如，如波形708所示)。例如，信號362(例如，在端子DR處)降為值728(例如，在t16與t17之間，如波形706所示)。在又一示例中，電晶體310在與信號366中的脈衝730相關聯的脈衝時段期間導通，並且通道電流368方向相反(例如，從輸出電容器312經過電晶體310到地)，如波形710所示。在又一示例中，反饋信號360的大小增加，並且形成脈衝(例如，在t16與t17之間，如波形704所示)。根據某些實施例，控制器302檢測反饋信號360的該脈衝，並且作為響應，增大初級繞組304的峰電流以及開關頻率，以便將更多能量傳遞到次級側。例如，使得輸出電壓350和電壓信號388的幅度增大(例如，在t18處，如波形712所示)。
如上面討論並在此進一步強調的，第5圖和第6圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範疇。該項領域具有通常知識者將認識到許多變體、替換和修改。例如，次級控制器408與如第5圖所示的次級控制器308相同。
在某些實施例中，第6圖是包括次級控制器408的電源變換系統400在斷續傳導模式(DCM)中操作的簡化時序圖。例如，波形702表示作為 時間的函數的被接通或關斷的功率開關430，波形704表示作為時間的函數的反饋信號460，並且波形706表示作為時間的函數的電壓信號462。另外，波形708表示作為時間的函數的信號466，波形710表示作為時間的函數之流經電晶體410的通道電流468，波形712表示作為時間的函數之指示輸出電壓450的電壓信號488。
在一些實施例中，在諸如連續傳導模式和臨界傳導模式(例如，準諧振模式)之類的其它模式中操作的作為電源變換系統300一部分的次級控制器308或者作為電源變換系統400一部分的次級控制器408也可以實現如第5圖和第6圖所示的方案。
根據另一實施例，一種用於開關電源變換系統的系統控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。該系統控制器被配置以在第一控制器端子處至少接收輸入信號並且至少基於與輸入信號相關聯的信息在第二控制器端子處產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流。該系統控制器還被配置為如果輸入信號大於第一閾值，則產生第一邏輯位準的閘極驅動信號以使該電晶體截止，並且如果輸入信號從大於第二閾值的第一值變為小於第二閾值的第二值，則將閘極驅動信號從第一邏輯位準改變為第二邏輯位準以使電晶體導通。例如，該系統根據第3A圖、第3B圖、第4圖、第5圖和/或第6圖來實現。
根據另一實施例，一種用於開關電源變換系統的系統控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。該系統控制器被配置以在第一控制器端子處至少接收輸入信號，該輸入信號與輸出電壓成比例，該輸出電壓與電源變換系統的次級繞組相關聯，並且至少基於與輸入信號相關聯的信息在第二控制器端子處產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流。該系統控制器還被配置為只有在輸入信號從大於第一閾值的第一值變為小於第一閾值的第二值時，才產生閘極驅動信號的脈衝以在與脈衝相關聯的脈衝時段期間使電晶體導通。例如，該系統至少根據第3A圖、第3B圖、第5圖和/或第6圖來實現。
根據又一實施例，一種用於開關電源變換系統的系統控制器包括第一比較器、信號檢測器和驅動組件。第一比較器被配置以接收輸入信號並且至少基於與輸入信號相關聯的信息輸出第一比較信號。信號檢測器被配置 以接收輸入信號並且至少基於與輸入信號相關聯的信息輸出第一檢測信號。驅動組件被配置以至少基於與第一比較信號和第一檢測信號相關聯的信息輸出閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流；比較器還被配置以判斷輸入信號是否大於第一閾值。信號檢測器還被配置以判斷輸入信號是否從大於第二閾值的第一值變為小於第二閾值的第二值。驅動組件還被配置為：如果第一比較信號指示輸入信號大於第一閾值，則產生第一邏輯位準的閘極驅動信號以使電晶體截止，並且如果第一檢測信號指示輸入信號從大於第二閾值的第一值變為小於第二閾值的第二值，則將閘極驅動信號從第一邏輯位準變為第二邏輯位準以使電晶體導通。例如，該系統根據第3A圖、第3B圖、第4圖、第5圖和/或第6圖來實現。
在一個實施例中，一種用於開關電源變換系統的系統控制器包括比較器、脈衝信號產生器和驅動組件。比較器被配置以接收輸入信號並且至少基於與輸入信號相關聯的信息輸出比較信號。脈衝信號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信息產生脈衝信號。驅動組件被配置以接收脈衝信號並且至少基於與脈衝信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流。比較器還被配置以判斷輸入信號是大於還是小於閾值。脈衝信號產生器還被配置為只有在比較信號指示輸入信號從大於閾值的第一值變為小於閾值的第二值時，才產生脈衝信號的第一脈衝。驅動組件還被配置以響應於脈衝信號的第一脈衝，產生閘極驅動信號的第二脈衝以在與第二脈衝相關聯的脈衝時段期間使電晶體導通。例如，該系統至少根據第3A圖、第3B圖、第5圖和/或第6圖來實現。
在另一實施例中，一種用於開關電源變換系統的方法包括：至少接收輸入信號，處理與輸入信號相關聯的信息，並且至少基於與輸入信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流。用於至少基於與輸入信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流的處理包括：如果輸入信號大於第一閾值，則產生第一邏輯位準的閘極驅動信號以使電晶體截止，並且如果輸入信號從大於第二閾 值的第一值變為小於第二閾值的第二值，則將閘極驅動信號從第一邏輯位準改變為第二邏輯位準以使電晶體導通。例如，該方法根據第3A圖、第3B圖、第4圖、第5圖和/或第6圖來實現。
在又一實施例中，一種用於開關電源變換系統的方法包括：至少接收輸入信號，輸入信號與輸出電壓成比例，該輸出電壓與電源變換系統的次級繞組相關聯；處理與輸入信號相關聯的信息；以及至少基於與輸入信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流。用於至少基於與輸入信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流的處理包括：只有在輸入信號從大於第一閾值的第一值變為小於第一閾值的第二值時，才產生閘極驅動信號的脈衝以在與脈衝相關聯的脈衝時段期間使電晶體導通。例如，該方法至少根據第3A圖、第3B圖、第5圖和/或第6圖來實現。
在又一實施例中，一種用於開關電源變換系統的方法包括：接收輸入信號；處理與輸入信號相關聯的信息；並且判斷輸入信號是否大於第一閾值。該方法還包括：至少基於與輸入信號相關聯的信息產生比較信號；判斷輸入信號是否從大於第二閾值的第一值變為小於第二閾值的第二值；並且至少基於與輸入信號相關聯的信息產生檢測信號。另外，該方法包括至少基於與比較信號和檢測信號相關聯的信息輸出閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流。用於至少基於與比較信號和檢測信號相關聯的信息輸出閘極驅動信號以使電晶體導通或截止從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流的處理包括：如果比較信號指示輸入信號大於第一閾值，則產生第一邏輯位準的閘極驅動信號以使電晶體截止；以及如果檢測信號指示輸入信號從大於第二閾值的第一值變為小於第二閾值的第二值，則將閘極驅動信號從第一邏輯位準變為第二邏輯位準以使電晶體導通。例如，該方法根據第3A圖、第3B圖、第4圖、第5圖和/或第6圖來實現。
在又一實施例中，一種用於開關電源變換系統的方法包括：接收輸入信號；處理與輸入信號相關聯的信息；並且判斷輸入信號是大於還是小於閾值。該方法還包括：至少基於與輸入信號相關聯的信息產生比較信號； 接收比較信號；並且處理與比較信號相關聯的信息。另外，該方法包括：至少基於與比較信號相關聯的信息產生脈衝信號；接收脈衝信號；處理與脈衝信號相關聯的信息；並且至少基於與脈衝信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流。用於至少基於與比較信號相關聯的信息產生脈衝信號的處理包括：只有在比較信號指示輸入信號從大於閾值的第一值變為小於閾值的第二值時，才產生脈衝信號的第一脈衝。用於至少基於與脈衝信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止從而影響與電源變換系統的次級繞組相關聯的電流的處理包括：響應於脈衝信號的第一脈衝，產生閘極驅動信號的第二脈衝以在與第二脈衝相關聯的脈衝時段期間使電晶體導通。例如，該方法至少根據第3A圖、第3B圖、第5圖和/或第6圖來實現。
例如，本發明各個實施例中的一些或所有組件單獨地和/或與至少另一組件相組合地是利用一個或多個軟件組件、一個或多個硬件組件和/或軟件與硬件組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組件單獨地和/或與至少另一組件相組合地在一個或多個電路中實現，例如在一個或多個模擬電路和/或一個或多個數字電路中實現。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具體實施例，然而該項領域具有通常知識者將明白，還存在於所述實施例等同的其它實施例。因此，將明白，本發明不受所示具體實施例的限制，而是僅由申請專利範圍的範疇來限定。
100‧‧‧電源變換系統
102‧‧‧控制器
104‧‧‧欠壓鎖定(UVLO)組件
106‧‧‧脈寬調變產生器
108‧‧‧閘極驅動器
110‧‧‧初級繞組
112‧‧‧次級繞組
114‧‧‧過流保護(OCP)組件
116‧‧‧前緣遮沒(LEB)組件
120‧‧‧功率開關
122‧‧‧電流感測電阻器
124‧‧‧整流二極體
126‧‧‧電容器
128‧‧‧隔離反饋組件
130‧‧‧閘極驅動信號
136‧‧‧反饋信號
190‧‧‧AC輸入電壓
192‧‧‧輸出電壓
200‧‧‧電源變換系統
202‧‧‧系統控制器
210‧‧‧初級繞組
212‧‧‧次級繞組
214‧‧‧輔助繞組
220‧‧‧功率開關
230‧‧‧電流感測電阻器
250‧‧‧輸出電壓
254‧‧‧電壓
260、262‧‧‧整流二極體
264、266‧‧‧電容器
268、270‧‧‧電阻器
272‧‧‧電流感測信號
274‧‧‧反饋信號
276‧‧‧初級電流
278‧‧‧次級電流
292、294‧‧‧波形
296、298‧‧‧值
300‧‧‧電源變換系統
301‧‧‧整流電路
302‧‧‧控制器
304‧‧‧初級繞組
306‧‧‧次級繞組
308‧‧‧次級控制器
310‧‧‧電晶體
312、380‧‧‧電容器
314、316、318、322、326‧‧‧電阻器
320‧‧‧二極體
324‧‧‧輔助繞組
328‧‧‧電流感測電阻器
330‧‧‧功率開關
350‧‧‧輸出電壓
351‧‧‧輸出端子
352‧‧‧次級電流
360‧‧‧反饋信號
362‧‧‧電壓信號
364、390、392、394、396、398‧‧‧端子
366‧‧‧信號
368‧‧‧通道電流
370‧‧‧體二極體電流
372‧‧‧地電壓
388‧‧‧電壓信號
400‧‧‧電源變換系統
401‧‧‧整流電路
402‧‧‧控制器
404‧‧‧初級繞組
406‧‧‧次級繞組
408‧‧‧次級控制器
410‧‧‧電晶體
412、476、478‧‧‧電容器
414、416、418、470、472‧‧‧電阻器
420、474‧‧‧二極體
424‧‧‧第一輔助繞組
425‧‧‧第二輔助繞組
428‧‧‧電流感測電阻器
430‧‧‧功率開關
450‧‧‧輸出電壓
452‧‧‧次級電流
460‧‧‧反饋信號
462‧‧‧電壓信號
464‧‧‧端子
466‧‧‧信號
468‧‧‧電流
480‧‧‧體二極體電流
488‧‧‧電壓信號
502、504、506、508、510、512、514‧‧‧波形
516、518、520、522、524、525、526、529、534‧‧‧值
528‧‧‧第一閾值電壓
530‧‧‧第二閾值電壓
602‧‧‧鉗位組件
604‧‧‧偏移組件
606‧‧‧上升緣檢測組件
608、624‧‧‧比較器
610‧‧‧下降緣檢測組件
612‧‧‧同步定時控制器
614‧‧‧邏輯控制組件
616‧‧‧閘極驅動器
618‧‧‧輕負載檢測器
620‧‧‧單穩態脈衝發生器/信號產生器
622‧‧‧振盪器
626‧‧‧參考信號產生器
628‧‧‧欠壓鎖定組件
650、658、660、670、676、682、684‧‧‧信號
652、680‧‧‧參考信號
672‧‧‧輸出信號
678‧‧‧狀態信號
702、704、706、708、710、712‧‧‧波形
714、716、718、720、726、728‧‧‧值
722‧‧‧第三閾值電壓
724‧‧‧第四閾值電壓
730‧‧‧脈衝
第1圖是示出傳統返馳式電源變換系統的簡化示圖；第2A圖是示出另一傳統返馳式電源變換系統的簡化示圖；第2B圖是在斷續傳導模式(DCM)中操作之如第2A圖所示的返馳式電源變換系統的簡化傳統時序圖；第3A圖是示出根據本發明實施例之具有整流電路的電源變換系統的簡化示圖； 第3B圖是示出根據本發明另一實施例之具有整流電路的電源變換系統的簡化示圖；第4圖是根據本發明實施例之如第3A圖所示的電源變換系統的在斷續傳導模式(DCM)中操作的簡化時序圖；第5圖是示出根據本發明實施例之作為如第3A圖所示的電源變換系統一部分的次級控制器的某些組件的簡化示圖；以及第6圖是根據本發明實施例包括第5圖所示的次級控制器之如第3A圖所示的電源變換系統在斷續傳導模式(DCM)中操作的簡化時序圖。
300‧‧‧電源變換系統
301‧‧‧整流電路
302‧‧‧控制器
304‧‧‧初級繞組
306‧‧‧次級繞組
308‧‧‧次級控制器
310‧‧‧電晶體
312、380‧‧‧電容器
314、316、318、322、326‧‧‧電阻器
320‧‧‧二極體
324‧‧‧輔助繞組
328‧‧‧電流感測電阻器
330‧‧‧功率開關
350‧‧‧輸出電壓
351‧‧‧輸出端子
352‧‧‧次級電流
360‧‧‧反饋信號
362‧‧‧電壓信號
364、390、392、394、396、398‧‧‧端子
366‧‧‧信號
368‧‧‧通道電流
370‧‧‧體二極體電流
372‧‧‧地電壓
388‧‧‧電壓信號

Claims (37)

  1. 一種用於開關電源變換系統的系統控制器，該系統控制器包括：第一控制器端子；以及第二控制器端子；其中，所述系統控制器被配置以：在所述第一控制器端子處至少接收輸入信號；以及至少基於與所述輸入信號相關聯的信息在所述第二控制器端子處產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與所述電源變換系統的次級繞組相關聯的電流；其中，所述系統控制器還被配置為：如果所述輸入信號大於第一閾值，則產生第一邏輯位準的所述閘極驅動信號以使所述電晶體截止；以及如果所述輸入信號從大於第二閾值的第一值變為小於所述第二閾值的第二值，則將所述閘極驅動信號從所述第一邏輯位準改變為第二邏輯位準以使所述電晶體導通。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，還被配置為如果所述輸入信號從大於所述第二閾值的第一值變為小於所述第二閾值的第二值，則在某一延遲之後將所述閘極驅動信號從所述第一邏輯位準改變為所述第二邏輯位準以使所述電晶體導通。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中，所述第二閾值小於所述第一閾值。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的系統控制器，其中，所述第一閾值小於零。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的系統控制器，其中，所述第二閾值小於零。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，還包括：第一比較器，被配置以在所述第一控制器端子處接收所述輸入信號並且至少基於與所述輸入信號相關聯的信息輸出第一比較信號；信號檢測器，被配置以在所述第一控制器端子處接收所述輸入信號並且至少基於與所述輸入信號相關聯的信息輸出第一檢測信號；以及驅動組件，被配置以至少基於與所述第一比較信號和所述第一檢測信號相關聯的信息在所述第二控制器端子處輸出所述閘極驅動信號。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的系統控制器，其中，所述第一比較器還被配置以判斷所述輸入信號是否大於所述第一閾值。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的系統控制器，其中，所述信號檢測器還被配置以判斷所述輸入信號是否從大於所述第二閾值的所述第一值變為小於所述第二閾值的所述第二值。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的系統控制器，其中，所述驅動組件包括：定時控制器，被配置以接收所述第一比較信號和所述第一檢測信號並且至少基於與所述第一比較信號和所述第一檢測信號相關聯的信息輸出第一定時信號；邏輯控制器，被配置以至少接收所述第一定時信號並且至少基於與所述第一定時信號相關聯的信息產生控制信號；閘極驅動器，被配置以接收所述控制信號並且至少基於與所述控制信號相關聯的信息輸出所述閘極驅動信號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的系統控制器，還包括：第二比較器，被配置以接收與所述開關電源變換系統的輸出電壓相關聯的電壓信號，並且至少基於與所述電壓信號相關聯的信息輸出第二比較信號；負載檢測器，被配置以接收第二定時信號和時鐘信號，並且至少基於與所述第二定時信號和所述時鐘信號相關聯的信息產生第二檢測信號；以及脈衝信號產生器，被配置以接收所述第二比較信號和所述第二檢測信號，並且至少基於與所述第二比較信號和所述第二檢測信號相關聯的信息向所述邏輯控制器輸出脈衝信號。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其位於第一晶片上。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的系統控制器，其中，所述電晶體也位於所述第一晶片上。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的系統控制器，其是多晶片封裝的至少一部分，所述多晶片封裝還包括位於第二晶片上的所述電晶體，所述第二晶片不同於所述第一晶片。
  14. 一種用於開關電源變換系統的系統控制器，該系統控制器包括： 第一控制器端子；以及第二控制器端子；其中，所述系統控制器被配置以：在所述第一控制器端子處至少接收輸入信號，所述輸入信號與輸出電壓成比例，該輸出電壓與所述電源變換系統的次級繞組相關聯；以及至少基於與所述輸入信號相關聯的信息在所述第二控制器端子處產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與所述電源變換系統的次級繞組相關聯的電流；其中，所述系統控制器還被配置為只有在所述輸入信號從大於第一閾值的第一值變為小於所述第一閾值的第二值時，才產生所述閘極驅動信號的脈衝以在與所述脈衝相關聯的脈衝時段期間使所述電晶體導通。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的系統控制器，還被配置為如果所述輸入信號從大於所述第一閾值的所述第一值變為小於所述第一閾值的所述第二值並且所述電源變換系統的輸出負載條件滿足一個或多個條件，則產生所述閘極驅動信號的所述脈衝以在與所述脈衝相關聯的所述脈衝時段期間使所述電晶體導通。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的系統控制器，其中，與所述電源變換系統相關聯的開關頻率表徵所述電源變換系統的所述輸出負載條件。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的系統控制器，其中，如果所述電源變換系統的所述輸出負載條件滿足所述一個或多個條件，則所述開關頻率在第二閾值之下。
  18. 如申請專利範圍第15項所述的系統控制器，還包括：比較器，被配置以在所述第一控制器端子處接收所述輸入信號並且至少基於與所述輸入信號相關聯的信息輸出比較信號；單穩態脈衝信號產生器，被配置以至少接收所述比較信號並且至少基於與所述比較信號相關聯的信息產生脈衝信號；以及驅動組件，被配置以接收所述脈衝信號並且至少基於與所述脈衝信號相關聯的信息產生所述閘極驅動信號來使所述電晶體導通或截止。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的系統控制器，其中，所述比較器還被配置以判斷所述輸入信號是否從大於所述第一閾值的所述第一值變為小於所述第一閾值的所述第二值。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的系統控制器，其中，所述單穩態脈衝信號產生器還被配置以接收指示所述電源變換系統的輸出負載條件的檢測信號，並且至少基於與所述比較信號和所述檢測信號相關聯的信息產生所述脈衝信號。
  21. 如申請專利範圍第20項所述的系統控制器，其中，所述驅動組件包括：邏輯控制器，被配置以接收所述脈衝信號並且至少基於與所述脈衝信號相關聯的信息產生控制信號；閘極驅動器，被配置以接收所述控制信號並且至少基於與所述控制信號相關聯的信息輸出所述閘極驅動信號。
  22. 如申請專利範圍第20項所述的系統控制器，還包括負載檢測器，被配置以至少接收與所述電源變換系統的開關頻率有關的定時信號，並且至少基於與所述定時信號相關聯的信息輸出所述檢測信號。
  23. 如申請專利範圍第14項所述的系統控制器，其位於第一晶片上。
  24. 如申請專利範圍第23項所述的系統控制器，其中，所述電晶體也位於所述第一晶片上。
  25. 如申請專利範圍第23項所述的系統控制器，其是多晶片封裝的至少一部分，所述多晶片封裝還包括位於第二晶片上的所述電晶體，所述第二晶片不同於所述第一晶片。
  26. 一種用於開關電源變換系統的系統控制器，該系統控制器包括：第一比較器，被配置以接收輸入信號並且至少基於與所述輸入信號相關聯的信息輸出第一比較信號；信號檢測器，被配置以接收所述輸入信號並且至少基於與所述輸入信號相關聯的信息輸出第一檢測信號；驅動組件，被配置以至少基於與所述第一比較信號和所述第一檢測信號相關聯的信息輸出閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與所述電源變換系統的次級繞組相關聯的電流；其中： 所述比較器還被配置以判斷所述輸入信號是否大於第一閾值；所述信號檢測器還被配置以判斷所述輸入信號是否從大於第二閾值的第一值變為小於所述第二閾值的第二值；所述驅動組件還被配置為：如果所述第一比較信號指示所述輸入信號大於所述第一閾值，則產生第一邏輯位準的所述閘極驅動信號以使所述電晶體截止；以及如果所述第一檢測信號指示所述輸入信號從大於所述第二閾值的所述第一值變為小於所述第二閾值的所述第二值，則將所述閘極驅動信號從所述第一邏輯位準變為第二邏輯位準以使所述電晶體導通。
  27. 如申請專利範圍第26項所述的系統控制器，其中，所述驅動組件包括：定時控制器，被配置以接收所述第一比較信號和所述第一檢測信號並且至少基於與所述第一比較信號和所述第一檢測信號相關聯的信息輸出第一定時信號；邏輯控制器，被配置以接收所述第一定時信號並且至少基於與所述第一定時信號相關聯的信息產生控制信號；閘極驅動器，被配置以接收所述控制信號並且至少基於與所述控制信號相關聯的信息輸出所述閘極驅動信號。
  28. 如申請專利範圍第27項所述的系統控制器，還包括：第二比較器，被配置以接收與所述電源變換系統的輸出電壓相關聯的電壓信號，並且至少基於與所述電壓信號相關聯的信息輸出第二比較信號；負載檢測器，被配置以接收第二定時信號和時鐘信號，並且至少基於與所述第二定時信號和所述時鐘信號相關聯的信息產生第二檢測信號；以及脈衝信號產生器，被配置以接收所述第二比較信號和所述第二檢測信號，並且至少基於與所述第二比較信號和所述第二檢測信號相關聯的信息向所述邏輯控制器輸出脈衝信號。
  29. 一種用於開關電源變換系統的系統控制器，該系統控制器包括：比較器，被配置以接收輸入信號並且至少基於與所述輸入信號相關聯的信息輸出比較信號； 脈衝信號產生器，被配置以至少接收所述比較信號並且至少基於與所述比較信號相關聯的信息產生脈衝信號；以及驅動組件，被配置以接收所述脈衝信號並且至少基於與所述脈衝信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與所述電源變換系統的次級繞組相關聯的電流；其中：所述比較器還被配置以判斷所述輸入信號是大於還是小於閾值；所述脈衝信號產生器還被配置為只有在所述比較信號指示所述輸入信號從大於所述閾值的第一值變為小於所述閾值的第二值時，才產生所述脈衝信號的第一脈衝；所述驅動組件還被配置以響應於所述脈衝信號的所述第一脈衝，產生所述閘極驅動信號的第二脈衝以在與所述第二脈衝相關聯的脈衝時段期間使所述電晶體導通。
  30. 如申請專利範圍第29項所述的系統控制器，其中，所述脈衝信號產生器還被配置以接收指示所述電源變換系統的輸出負載條件的檢測信號，並且至少基於與所述比較信號和所述檢測信號相關聯的信息產生所述脈衝信號。
  31. 如申請專利範圍第30項所述的系統控制器，其中，所述脈衝信號產生器還被配置為：如果所述比較信號指示所述輸入信號從大於所述閾值的所述第一值變為小於所述閾值的所述第二值並且所述定時信號指示所述電源變換器的所述輸出負載條件滿足一個或多個條件，則產生所述閘極驅動信號的所述脈衝以在與所述脈衝相關聯的脈衝時段期間使所述電晶體導通。
  32. 如申請專利範圍第31項所述的系統控制器，其中，所述驅動組件包括：邏輯控制器，被配置以接收所述脈衝信號並且至少基於與所述脈衝信號相關聯的信息產生控制信號；以及閘極驅動器，被配置以接收所述控制信號並且至少基於與所述控制信號相關聯的信息輸出所述閘極驅動信號。
  33. 如申請專利範圍第32項所述的系統控制器，還包括負載檢測器，被配置以至少接收與所述電源變換系統的開關頻率有關的定時信號，並且至少基於與所述定時信號相關聯的信息輸出所述檢測信號。
  34. 一種用於開關電源變換系統的方法，該方法包括：至少接收輸入信號；處理與所述輸入信號相關聯的信息；至少基於與所述輸入信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與所述電源變換系統的次級繞組相關聯的電流；其中，用於至少基於與所述輸入信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止從而影響與所述電源變換系統的次級繞組相關聯的電流的處理包括：如果所述輸入信號大於第一閾值，則產生第一邏輯位準的所述閘極驅動信號以使所述電晶體截止；以及如果所述輸入信號從大於第二閾值的第一值變為小於所述第二閾值的第二值，則將所述閘極驅動信號從所述第一邏輯位準改變為第二邏輯位準以使所述電晶體導通。
  35. 一種用於開關電源變換系統的方法，該方法包括：至少接收輸入信號，所述輸入信號與輸出電壓成比例，該輸出電壓與所述電源變換系統的次級繞組相關聯；處理與所述輸入信號相關聯的信息；以及至少基於與所述輸入信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與所述電源變換系統的次級繞組相關聯的電流；其中，用於至少基於與所述輸入信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止從而影響與所述電源變換系統的次級繞組相關聯的電流的處理包括：只有在所述輸入信號從大於第一閾值的第一值變為小於所述第一閾值的第二值時，才產生所述閘極驅動信號的脈衝以在與所述脈衝相關聯的脈衝時段期間使所述電晶體導通。
  36. 一種用於開關電源變換系統的方法，該方法包括：接收輸入信號； 處理與所述輸入信號相關聯的信息；判斷所述輸入信號是否大於第一閾值；至少基於與所述輸入信號相關聯的信息產生比較信號；判斷所述輸入信號是否從大於第二閾值的第一值變為小於所述第二閾值的第二值；至少基於與所述輸入信號相關聯的信息產生檢測信號；以及至少基於與所述比較信號和所述檢測信號相關聯的信息輸出閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與所述電源變換系統的次級繞組相關聯的電流；其中，用於至少基於與所述比較信號和所述檢測信號相關聯的信息輸出閘極驅動信號以使電晶體導通或截止從而影響與所述電源變換系統的次級繞組相關聯的電流的處理包括：如果所述比較信號指示所述輸入信號大於所述第一閾值，則產生第一邏輯位準的所述閘極驅動信號以使所述電晶體截止；以及如果所述檢測信號指示所述輸入信號從大於所述第二閾值的所述第一值變為小於所述第二閾值的所述第二值，則將所述閘極驅動信號從所述第一邏輯位準變為第二邏輯位準以使所述電晶體導通。
  37. 一種用於開關電源變換系統的方法，該方法包括：接收輸入信號；處理與所述輸入信號相關聯的信息；判斷所述輸入信號是大於還是小於閾值；至少基於與所述輸入信號相關聯的信息產生比較信號；接收所述比較信號；處理與所述比較信號相關聯的信息；至少基於與所述比較信號相關聯的信息產生脈衝信號；接收所述脈衝信號；處理與所述脈衝信號相關聯的信息；至少基於與所述脈衝信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止，從而影響與所述電源變換系統的次級繞組相關聯的電流；其中： 用於至少基於與所述比較信號相關聯的信息產生脈衝信號的處理包括：只有在所述比較信號指示所述輸入信號從大於所述閾值的第一值變為小於所述閾值的第二值時，才產生所述脈衝信號的第一脈衝；以及用於至少基於與所述脈衝信號相關聯的信息產生閘極驅動信號以使電晶體導通或截止從而影響與所述電源變換系統的次級繞組相關聯的電流的處理包括：響應於所述脈衝信號的所述第一脈衝，產生所述閘極驅動信號的第二脈衝以在與所述第二脈衝相關聯的脈衝時段期間使所述電晶體導通。
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