TW201448431A - 功率轉換器、其控制器及感測一功率轉換器之一輸入之方法 - Google Patents

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Abstract

一種功率轉換控制器包含一開關驅動器電路，該開關驅動器電路被耦合以生成一驅動訊號，以控制一功率開關之切換以控制能量自該功率轉換器之一輸入至該功率轉換器之一輸出之一傳遞。一輸入感測電路被耦合以接收表示一功率轉換器之該輸入之一輸入感測訊號。一感測啟動電路被耦合以接收該驅動訊號，以響應於該驅動訊號來生成一感測啟動訊號以控制該輸入感測電路。該感測啟動訊號被耦合以控制該輸入感測電路連續地感測該輸入感測訊號以響應一第一負載條件來，及僅於該功率開關之一切換週期之一部分期間感測該輸入感測訊號以響應一第二負載條件。

Description

功率轉換器、其控制器及感測一功率轉換器之一輸入之方法
本發明係關於功率轉換器。更具體而言，本發明係關於在輕負載以高效率運行之功率轉換器。
用於離線功率轉換器之控制器常常必須量測輸入電壓以執行諸如欠電壓偵測及過電壓保護之類之功能。離線功率轉換器通常接收大於100伏特交流之一輸入電壓。由於該交流電壓以電力線路之頻率週期性地於一峰正值與一峰負值之間變化，該交流線路電壓通常在數值上被表示成一正弦波之一均方根(rms)值。該交流電壓之rms值為峰電壓之量值除以二之平方根。舉例而言，在美國，一般的家用電壓為具有169.7伏特之一峰值之120伏特交流。在世界上之許多其他地方，一般的家用電壓為具有339.4伏特之一峰值之240伏特交流。該交流rms電壓相當於一相同數值之直流電壓，當它們二者被施加至相同之電阻性負載諸如一白熾燈時。電力線路上之瞬時擾動及故障可以短暫地將電壓提高至顯著更高之值。
離線功率轉換器通常對交流輸入電壓進行整流，以獲得一未經調整之直流輸入電壓，該未經調整之直流輸入電壓繼而被轉換成一較低之經調整之直流電壓。該未經調整之直流輸入電壓之最大值近似為該交流輸入電壓之峰值。當該功率轉換器運行時，該功率轉換器中之半導體部件 可能需要承受實質上大於該交流輸入電壓之峰值之電壓。因此，功率轉換器之控制器有必要量測該輸入電壓，以使得此等部件可以被保護免受由過高電壓導致之損壞。當該輸入電壓變得高於一臨界值時，一控制器可以暫停該轉換器之運行以防止損壞。
量測一輸入電壓之電路通常藉由如下方式來量測輸入電 壓：在該輸入之兩端使用一分壓器來提供該輸入電壓之一已知部分，該已知部分對於量測電路處理而言足夠低。為了降低功率消耗，該分壓器之部件被選擇以自該輸入提取僅僅必要之電流。為了進一步降低功率消耗並降低部件數目，表示該輸入電壓之一電流可以被使用來代替一分壓器。然而，該電流需要足夠大以保證在有雜訊之情況下之一可靠量測。自該輸入電壓之源提取之功率與該電壓及該電流之乘積成比例。由於交流輸入之峰值可以為數百伏特，對於可靠量測而言可接受之甚至最小電流亦仍可以導致一顯著之功率損失，尤其是當功率轉換器具有一輕負載或沒有負載時。功率轉換器需要能夠以低功率消耗可靠地感測輸入電壓之一控制器。
本發明之一目的係提供一種功率轉換控制器，該功率轉換控制器包含：一開關驅動器電路，被耦合以生成一驅動訊號以控制一功率開關之切換，以控制能量自該功率轉換器之一輸入至該功率轉換器之一輸出之一傳遞；一輸入感測電路，接收表示一功率轉換器之該輸入之一輸入感測訊號；以及一感測啟動電路，被耦合以接收該驅動訊號，以響應於該驅動訊號來生成一感測啟動訊號以控制該輸入感測電路，其中該感測啟動訊號被耦合以控制該輸入感測電路響應於該功率轉換器之輸出處之一第一負 載條件來連續地感測該輸入感測訊號，且其中該感測啟動訊號被耦合以控制該輸入感測電路響應於該功率轉換器之輸出處之一第二負載條件來僅於該功率開關之一切換週期之一部分期間感測該輸入感測訊號。
本發明之另一目的係提供一種功率轉換器，該功率轉換器包 含：一能量傳遞元件，被耦合於該功率轉換器之一輸入與該功率轉換器之一輸出之間；一功率開關，被耦合至該功率轉換器之輸入及該能量傳遞元件；以及一功率轉換控制器，被耦合以響應於表示該功率轉換器之輸出之一反饋訊號來生成一驅動訊號，該驅動訊號被耦合以控制該功率開關之切換以控制能量自該功率轉換器之輸入至該功率轉換器之輸出之一傳遞，其中該功率轉換控制器包含：一開關驅動器電路，被耦合以生成該驅動訊號，以控制該功率開關之切換以控制能量自該功率轉換器之輸入至該功率轉換器之輸出之傳遞；一輸入感測電路，接收表示一功率轉換器之輸入之一輸入感測訊號；以及一感測啟動電路，被耦合以接收該驅動訊號，以響應於該驅動訊號來生成一感測啟動訊號以控制該輸入感測電路，其中該感測啟動訊號被耦合以控制該輸入感測電路響應於該功率轉換器之輸出處之一第一負載條件來連續地感測該輸入感測訊號，且其中該感測啟動訊號被耦合以控制該輸入感測電路響應於該功率轉換器之輸出處之一第二負載條件來僅於該功率開關之一切換週期之一部分期間感測該輸入感測訊號。
本發明之又一目的係提供一種用於感測一功率轉換器之一 輸入之方法，該方法包含：生成一驅動訊號，以控制該功率轉換器之一功率開關之切換以控制能量自該功率轉換器之輸入至該功率轉換器之一輸出之一傳遞；響應於該驅動訊號來生成一驅動擴展訊號，其中在該驅動訊號 將該功率開關關斷之後，該驅動擴展訊號在一擴展之持續時間上保持處於一邏輯高位準；接收表示該功率轉換器之輸入之一輸入感測訊號；響應於該驅動訊號或該驅動擴展訊號處於該邏輯高位準來啟動該輸入感測訊號之感測；以及響應於該驅動訊號或該驅動擴展訊號處於一邏輯低位準來禁止該輸入感測訊號之感測。
100‧‧‧功率轉換器
102‧‧‧交流輸入電壓
104‧‧‧全波橋式整流器
106‧‧‧輸入電容器
108‧‧‧直流電壓
110‧‧‧鉗位電路
112‧‧‧初級繞組
114‧‧‧輸入返回
116‧‧‧耦合電感器
118‧‧‧次級繞組/輸入感測電阻器
120‧‧‧二極體
122‧‧‧輸出電容器
124‧‧‧輸出電壓
126‧‧‧輸出電流
128‧‧‧負載
130‧‧‧輸出返回
132‧‧‧開關電流
134‧‧‧電流感測端子
140‧‧‧輸入電壓感測端子
142‧‧‧控制器
144‧‧‧驅動訊號端子
146‧‧‧開關
148‧‧‧輸出電壓感測端子
150‧‧‧線路輸入端子
152‧‧‧中性輸入端子
200‧‧‧功能框圖
202‧‧‧示例性控制器
204‧‧‧驅動擴展訊號
206‧‧‧驅動訊號
208‧‧‧邏輯反相器
210‧‧‧開關驅動器
212‧‧‧或閘
214‧‧‧感測啟動訊號
216‧‧‧閘極
218‧‧‧汲極
220‧‧‧高電壓電晶體
222‧‧‧源極
224‧‧‧輸入接收電流
226‧‧‧緩衝放大器
228‧‧‧感測訊號
230‧‧‧比較器
232‧‧‧過電壓訊號
234‧‧‧類比及數位電路
236‧‧‧欠電壓訊號
238‧‧‧鏡像電流
240‧‧‧電晶體
242‧‧‧電晶體
244‧‧‧電流感測訊號
246‧‧‧輸出電壓感測訊號
248‧‧‧比較啟動輸入
250‧‧‧單穩態多諧振盪器
252‧‧‧命令訊號
254‧‧‧驅動訊號
300‧‧‧時序圖
305‧‧‧波形
310‧‧‧波形
315‧‧‧波形
320‧‧‧波形
400‧‧‧圖
500‧‧‧功能框圖
502‧‧‧示例性控制器
504‧‧‧內部電壓
520‧‧‧低電壓電晶體
600‧‧‧功能框圖
602‧‧‧示例性控制器
616‧‧‧閘極
618‧‧‧汲極
620‧‧‧n溝道結型場效應電晶體
622‧‧‧源極
700‧‧‧流程圖
705‧‧‧框
710‧‧‧框
715‧‧‧框
720‧‧‧框
725‧‧‧框
730‧‧‧框
735‧‧‧決策框
740‧‧‧框
745‧‧‧決策框
750‧‧‧決策框
755‧‧‧框
760‧‧‧框
765‧‧‧框
770‧‧‧框
775‧‧‧框
780‧‧‧框
800‧‧‧示意圖
820‧‧‧二極體
842‧‧‧控制器
850‧‧‧半波整流電壓
852‧‧‧切換電壓
854‧‧‧切換電壓訊號
856‧‧‧隔離電路
858‧‧‧切換電壓感測訊號
900‧‧‧示意圖
902‧‧‧示例性功率轉換控制器
905‧‧‧寄生電容
910‧‧‧電晶體
915‧‧‧放電訊號
K‧‧‧比率
t0-t13‧‧‧時刻
TL‧‧‧交流線路週期
TEX‧‧‧擴展之持續時間
TOFF‧‧‧關斷時間
TOFF1‧‧‧關斷時間
TOFF2‧‧‧關斷時間
TON‧‧‧接通持續時間
TS‧‧‧切換週期
TS1‧‧‧切換週期
TS2‧‧‧切換週期
TVSOFF‧‧‧無線路感測之持續時間
參照下列圖來描述本發明之非限制性及非窮舉性實施例，其中在各個視圖中，相同之參考數字指代相同之部分，除非另有規定。
第1圖為根據本發明之教導之一示例性功率轉換器之示意圖，該功率轉換器包含一感測一輸入電壓之控制器。
第2圖為根據本發明之教導之一示例性功率轉換控制器之功能框圖，例示了一負載選擇式(load-selective)輸入電壓感測器之元件。
第3圖為根據本發明之教導之示出了示例性波形之時序圖，其例示了第2圖中示出之示例性負載選擇式輸入電壓感測器之運行。
第4圖為根據本發明之教導之示出了在第1圖之示例性功率轉換器中輸入電壓不被感測之時間長度與功率開關關斷之時間長度之間之一種示例性關係之圖。
第5圖為根據本發明之教導之一示例性功率轉換控制器之功能框圖，例示了一替代的輸入電壓感測器之元件。
第6圖為根據本發明之教導之一示例性功率轉換控制器之功能框圖，例示了另一個替代的輸入電壓感測器之元件。
第7圖為一流程圖，其例示了根據本發明之教導之用於感測一輸入電 壓之一示例性過程。
第8圖為根據本發明之教導之一示例性功率轉換器之示意圖，該功率轉換器包含一控制器，該控制器除了感測一交流輸入電壓以外還感測表示一直流輸入電壓之一切換電壓。
第9圖為根據本發明之教導之一示例性功率轉換控制器之示意圖，例示了一輸入電壓感測器之元件，該輸入電壓感測器包含將雜散電容放電之一可選元件。
在圖式之所有多個視圖中，對應之參考字符指示對應之部件。技術人員將意識到，此等圖中之元件係為了簡化及清楚而例示的，且未必按比例繪製。舉例而言，在此等圖中，一些元件之尺度可能相對於其他元件被誇大，以幫助增進對本發明之多個實施例之理解。此外，在一商業上可行之實施例中有用或必要之常用但容易理解之元件通常未被描繪，以便於較不受妨礙地查看本發明之此等實施例。
在下列描述中，闡述了眾多具體細節，以提供對本發明之徹底理解。然而，對此項技術中具有通常知識者而言明顯的是，實踐本發明不需採用該具體細節。在其他情況下，未詳細描述廣為人知之材料或方法，以免模糊本發明。
在本說明書全文提及「一個實施例」、「一實施例」、「一個實例」或「一實例」意味著，結合該實施例或實例描述之一具體特徵、結構或特性被包含於本發明之至少一個實施例中。因而，在本說明書全文各處出現之片語「在一個實施例中」、「在一實施例中」、「一個實例」或「一實 例」未必全都指相同之實施例或實例。此外，該等具體特徵、結構或特性可以在一或多個實施例或實例中以任何合適之組合及/或子組合進行組合。 具體特徵、結構或特性可以被包含於一積體電路、一電子電路、一組合邏輯電路或提供所描述之功能之其他合適之部件中。另外，應意識到，隨本文提供之圖係為了向此項技術中具有通常知識者進行解釋，且圖式未必按比例繪製。
第1圖之示意圖示出了一交流-直流功率轉換器100(交流輸 入、直流輸出)之一個實例之顯著特徵，功率轉換器100接收具有一週期為TL之基本正弦波形之一交流輸入電壓VAC 102。交流線路週期TL為交流線路頻率之倒數。標準之交流線路頻率為標稱50赫茲或60赫茲，取決於電力系統之國家及位置。被設計用於世界範圍運行之功率轉換器通常接受47赫茲與63赫茲之間之交流線路頻率，47赫茲與63赫茲之間之交流線路頻率相應地對應於約21毫秒與16毫秒之間之交流線路週期。第1圖之示例性功率轉換器中之一控制器142包含根據本發明之教導之一輸入電壓感測器。第1圖之示例性交流-直流功率轉換器向一負載128提供一基本直流之輸出電壓VO 124及一基本直流之輸出電流IO 126。
第1圖之示例性功率轉換器因其特定電路拓撲而被稱為一返 馳功率轉換器(flyback power converter)。被控制以產生一經調整之輸出之一功率轉換器有時被稱為一經調整之電源(regulated power supply)。產生一經調整之輸出之一返馳轉換器有時被稱為一返馳電源(flyback power supply)。熟習此項技術者應意識到，本公開內容中描述之根據本發明之教導之實例不限於使用一特定電路拓撲之功率轉換器，且由一交流輸入電壓 運行或由一直流輸入電壓運行之任何類型之功率轉換器皆可以受益於根據本發明之教導之實例。
在第1圖之示例性功率轉換器中，一全波橋式整流器104於線 路輸入端子L 150與中性輸入端子N 152之間接收交流輸入電壓VAC 102，以在一輸入電容器C1 106上產生一直流電壓VBULK 108。直流電壓VBULK 108相對於一輸入返回(input return)114為正，且由於在線路電壓波形102之峰之間能量被該功率轉換器自該電容器移除，具有處於交流線路之頻率之二倍(週期之一半)之一時變分量。體電壓(bulk voltage)VBULK 108之最大值約為交流輸入電壓VAC 102之峰量值。第1圖之實例中之經整流之電壓VBULK 108之峰與交流輸入電壓VAC 102之正峰及負峰一致。當交流輸入電壓VAC 102存在時，體電壓VBULK 108之最小值顯著大於零。
第1圖之實例中之直流電壓VBULK 108被耦合至一耦合電感 器T1 116，該耦合電感器有時被稱為一變壓器。耦合電感器T1 116為第1圖之示例性功率轉換器中之一能量傳遞元件。耦合電感器T1 116包含一初級繞組112及一次級繞組118。初級繞組112有時被稱為一輸入繞組，次級繞組118有時被稱為一輸出繞組。在第1圖之實例中，次級繞組118之一端被耦合至一輸出返回(output return)130。在其他實例中，耦合電感器T1 116可以具有被耦合至輸出返回130之附加之繞組以及被耦合至輸入返回114之附加之繞組。被耦合至輸出返回130之附加之繞組有時被稱為輸出繞組。被耦合至輸入返回114之附加之繞組有時被稱為偏置繞組、輔助繞組或初級感測繞組。
在第1圖之實例中，初級繞組112之一端接收直流電壓VBULK 108。初級繞組112之另一端被耦合至一開關SW1 146，該開關響應於來自一控制器142之一驅動訊號而斷開及閉合。一鉗位電路110被耦合於初級繞組112兩端，以保護開關SW1 146免受可能由開關SW1 146之切換導致之過大電壓。
在一實際之功率轉換器中，開關SW1 146通常為一半導體器 件，諸如像被一驅動訊號控制以要麼斷開要麼閉合之一電晶體。一斷開之開關不能傳導電流。一閉合之開關可以傳導電流。
在第1圖之實例中，開關SW1 146自控制器142之一驅動訊號 端子144接收一驅動訊號。該驅動訊號以為切換週期之週期TS週期性地於一高值與一低值之間改變。切換週期TS遠小於交流線路週期TL。切換週期TS為切換頻率之倒數。在一個實例中，當功率轉換器在向負載128提供最大輸出功率時，切換週期TS為大約15微秒或更小，而交流線路週期TL為大約20毫秒。換言之，交流線路週期TL通常大於切換週期TS之1000倍，以使得於一個交流線路週期內通常可以有多於1000個切換週期。
在第1圖之示例性功率轉換器中，開關SW1 146之切換在耦 合電感器T1 116之初級繞組112及次級繞組118中產生脈動電流(pulsating current)。來自次級繞組118之電流被二極體D1 120整流且被一輸出電容器C2 122濾波，以產生一輸出電壓VO 124及一輸出電流IO 126。在第1圖之實例中，輸出電壓VO 124相對於一輸出返回130為正。
在第1圖之實例中，輸入返回114與輸出返回130電流隔離 (galvanically isolated)。電流隔離防止了功率轉換器之輸入與輸出之間之直流電流。換言之，被施加於一具有電流隔離之功率轉換器之一輸入端子與 一輸出端子之間之一直流電壓在該功率轉換器之輸入端子與輸出端子之間將基本不產生直流電流。應意識到，在其他實例中，可以使用沒有電流隔離之功率轉換器，取決於系統隔離要求，且沒有電流隔離之功率轉換器仍會受益於本發明之教導。
在第1圖之實例中，控制器142在一輸入電壓感測端子140處 接收一輸入電壓感測訊號，在一輸出電壓感測端子148處接收一輸出電壓感測訊號，並在一電流感測端子134處接收一電流感測訊號，用於調整輸出電壓VO 124。控制器142之電壓以輸入返回114為參考。在各實例中，在輸出電壓感測端子148處被接收之輸出電壓感測訊號可以藉由使用一光耦合器，或者例如藉由使用一變壓器上之一繞組，或者例如藉由使用為一積體電路封裝件之一引線框架之部分之磁耦合導體，或者例如藉由使用特殊之高電壓安全電容器，與輸出返回130電流隔離。
多種不同技術可以被利用來感測用於電流感測端子134處之 電流感測訊號之開關電流ISW1 132。舉例而言，開關電流ISW1 132可以被感測為一分立電阻器上之一電壓，或者被感測為來自一電流變換器之一電流，或者被感測為一金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)之導通電阻上之一電壓，或者被感測為來自一電流感測場效應電晶體(senseFET)之感測輸出之一電流。
在第1圖之實例中，交流輸入電壓VAC 102被感測為電容器C1 106上之直流電壓VBULK 108。直流輸入電壓VBULK 108被耦合至一輸入感測電阻器R1 118，然後其在控制器142之輸入電壓感測端子140處被接收。電阻器R1中之電流經過橋式整流器104返回至交流輸入。
第2圖為根據本發明之教導之用於第1圖之示例性功率轉換 器之一示例性控制器202之功能框圖200，例示了一輸入電壓感測器之元件。在第2圖之實例中，控制器202為一積體電路，該積體電路包含一緩衝放大器226、一比較器230、一「或」閘212、一高電壓電晶體QHV 220、由電晶體240及242形成之一電流鏡、一單穩態多諧振盪器250(亦被稱為一單觸發(one-shot)及一單沖(single shot))、一邏輯反相器208、一開關驅動器210，帶有各種類比及數位電路234。在一個實例中，緩衝放大器226、高電壓電晶體QHV 220及由電晶體240及242形成之電流鏡可以被認為係控制器202中包含之一輸入感測電路之一部分。在一個實例中，「或」閘212、單穩態多諧振盪器250及邏輯反相器208可以被認為係控制器202中包含之一感測啟動電路之一部分。
各種類比及數位電路234通常包含一振盪器(在第1圖中未示 出)，該振盪器提供對控制器202中之所有電路可用之訊號，用於同步及定時。在一些控制器中，用於同步及定時之訊號可以自任何合適之記時器諸如像一系統時鐘接收，而非自一振盪器接收。
熟習此項技術者應意識到，一功率轉換控制器不需完全位於 一積體電路內。舉例而言，高電壓電晶體QHV 220可以為位於一積體電路之外之一分立電晶體，且該控制器之其他元件可以被包含於一或多個積體電路中。
在第2圖之實例中，控制器202於一輸入電壓感測端子140處 接收一輸入電壓感測訊號，輸入電壓感測端子140被耦合至一電壓感測電阻器R1 118之一端。電壓感測電阻器R1 118之另一端可以被耦合至一經整流之 交流輸入電壓，例如第1圖之實例中示出之VBULK 108。第2圖中之示例性控制器202之輸入電壓感測端子140相對於輸入返回114為一高電壓端子。一積體電路之一高電壓端子通常為一如下端子：該端子被適配為承受相對於接地端子大於30伏特之電壓而不使該積體電路之運行受到損壞或破壞。在第2圖之實例中，輸入電壓感測端子140處之電壓可以與可以超過幾百伏特之經整流之電壓VBULK 108之峰一樣高。
在第2圖之實例中，輸入電壓感測端子140被耦合至一高電壓 電晶體QHV 220之汲極D 218。在一個實例中，高電壓電晶體QHV 220為一n溝道增強型金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)。在第2圖之實例中，高電壓電晶體QHV 220具有耦合至一「或」閘212之輸出之一閘極G 216及耦合至一低電壓MOSFET 240之汲極及閘極之一源極S 222。
當高電壓電晶體QHV 220處於一接通(ON)狀態時，其可以 於汲極與源極之間傳導電流。當高電壓電晶體QHV 220處於一關斷(OFF)狀態時，其不能傳導電流。處於一接通狀態之一電晶體可以被認為為一閉合之開關。處於一關斷狀態之一電晶體可以被認為為一斷開之開關。當閘極G 216處之電壓比源極S 222處之電壓大超過臨界值電壓VT之量時，高電壓電晶體QHV 220處於一接通狀態。相反，當閘極G 216處之電壓不比源極S 222處之電壓大超過臨界值電壓VT之量時，高電壓電晶體QHV 220處於一關斷狀態。處於一接通狀態之一電晶體有時被稱為係接通的(ON)。處於一關斷狀態之一電晶體有時被稱為係關斷的(OFF)。
在一個實例中，高電壓電晶體QHV 220之臨界值電壓VT通常 為2.5伏特。在一個實例中，「或」閘212之輸出在一邏輯高位準為約5.8伏特， 且「或」閘212之輸出在一邏輯低位準基本為零伏特。換言之，當「或」閘212之輸出處於一高邏輯位準時，高電壓電晶體QHV 212可以傳導電流，當「或」閘212之輸出處於一邏輯低位準時，高電壓電晶體QHV 220不能傳導電流。
第2圖之實例中之「或」閘212之輸出確定何時高電壓電晶體 QHV 220接通及何時高電壓電晶體QHV 220關斷。當第2圖之示例性控制器中之高電壓電晶體QHV 220接通時，輸入感測電路被啟動，因為輸入電壓感測端子140可以經由輸入感測電阻器R1 118自輸入接收電流IR1 224。當高電壓電晶體QHV 220關斷時，輸入感測電路被禁止，輸入電壓感測端子140基本不自輸入接收電流。換言之，第2圖之實例中之控制器202僅於高電壓電晶體QHV 220接通時才被啟動以感測輸入電壓。根據本發明之教導，第2圖之實例中之控制器202藉由限制輸入電壓感測端子140自給功率轉換器之輸入接收電流之時機，減少了感測給功率轉換器100之輸入電壓所消耗之功率。
根據本發明之教導，第2圖之實例中之高電壓電晶體QHV 220 可以被認為係一輸入電壓感測開關，該輸入電壓感測開關閉合以啟動對輸入電壓之感測，且斷開以禁止對輸入電壓之感測，並防止源於對輸入電壓之感測之功率消耗。
當第2圖之示例性控制器中之高電壓電晶體QHV 220接通 時，表示輸入電壓之一電流IR1 224可以進入電晶體240之汲極。電晶體240及242形成一具有一比率K之電流鏡，該電流鏡將電晶體240之汲極中之電流IR1 224縮放至電晶體242之汲極中之一鏡像電流IMR1 238，鏡像電流IMR1 238為IR1乘以K。如所描繪之實例中示出的，鏡像電流IMR1被一緩衝放大器226 處理，緩衝放大器226被耦合以產生一經緩衝之感測訊號228。第2圖之實例中之緩衝放大器226可以根據需要提供放大、位準移動、電流-電壓轉換以及本領域已知之任何其他轉變，以使經緩衝之感測訊號228與接收它之電路--諸如像比較器230--兼容。
在第2圖之示例性控制器202中，比較器230接收經緩衝之感 測訊號228，經緩衝之感測訊號228響應於功率轉換器之輸入電壓。經緩衝之感測訊號228被與為功率轉換器運行規定之輸入電壓範圍所對應之臨界值進行比較。當比較器230在一「比較啟動(COMPARE ENABLE)」輸入248處被「感測啟動(SENSE ENABLE)」訊號214之一邏輯高位準啟動時，若輸入電壓在用於運行之所規定之範圍之外，則比較器230使一過電壓訊號232或一欠電壓訊號236有效(assert)。在第2圖之實例中，當電壓感測電路被禁止感測輸入電壓時，「感測啟動」訊號214處於一邏輯低位準，以防止使一假的欠電壓訊號有效。
在第2圖之示例性控制器202中，類比及數位電路234按照要 求接收並處理控制感測訊號，以調整功率轉換器之輸出。「電流感測(CURRENT SENSE)」訊號244、「輸出電壓感測(OUTPUT VOLTAGE SENSE)」訊號246、「過電壓(OVER-VOLTAGE)」訊號232及「欠電壓(UNDER-VOLTAGE)」訊號236被處理以產生一命令訊號252，命令訊號252被一開關驅動器電路210接收。開關驅動器電路210在驅動端子144處產生一「驅動(DRIVE)」訊號254。「驅動」訊號254變成一邏輯高位準以閉合開關SW1 146。「驅動」訊號254變成一邏輯低位準以斷開開關SW1 146。稍後在本公開內容中給出一時序圖，以例示第2圖之示例性控制器中之各個訊號 之間之關係。
第2圖之實例中之單穩態多諧振盪器250自反相器208接收一 經反相之驅動訊號206，以產生一「驅動擴展(DRIVE EXTEND)」訊號204，「驅動擴展」訊號204在「或」閘212之一第一輸入處被接收。在第2圖之實例中，當「驅動」訊號254變成一邏輯低位準時，「驅動擴展」訊號204變成邏輯高位準。「或」閘212之輸入之一第二輸入接收「驅動」訊號254，以產生一「感測啟動」訊號214，「感測啟動」訊號214在高電壓電晶體QHV 220之閘極G 216處被接收。當「或」閘212之一輸入處於一邏輯高位準時，高電壓電晶體QHV 220接通。
第3圖係示出了示例性波形之時序圖300，該示例性波形例示 了第2圖中示出的、如第1圖之示例性功率轉換器中使用之示例性輸入電壓感測器之運行。第3圖之示例性波形針對的為源於交流輸入電壓VAC 102之施加之瞬時擾動已經衰減至可忽略之值之後之穩態狀況。
第3圖之實例中之波形305表示第1圖之示例性功率轉換器之 開關SW1 146中之電流ISW1 132。在第1圖之示例性功率轉換器中，當開關SW1 146接通時電流ISW1 132線性地增大，且當開關SW1 146關斷時電流ISW1基本為零。
第3圖之實例中之波形310表示第2圖之示例性控制器中之 「驅動」訊號254，「驅動」訊號254驅動第1圖之示例性功率轉換器中之開關SW1 146。第3圖之波形示出了，當「驅動」訊號254處於一邏輯高位準時開關SW1 146接通，當「驅動」訊號254處於一邏輯低位準時開關SW1 146關斷。
第3圖之實例中之波形315表示第2圖之示例性控制器中之 「驅動擴展」訊號204。第3圖之實例中之波形320表示第2圖之示例性控制器中之「感測啟動」訊號214。由於「感測啟動」訊號214為接收「驅動」訊號254及「驅動擴展」訊號204之「或」閘212之輸出，當「驅動擴展」訊號204或「感測啟動」訊號214處於一邏輯高位準時，「感測啟動」訊號214處於一邏輯高位準。
第3圖之時序圖300示出了來自第1圖之示例性功率轉換器 100--其使用第2圖之示例性控制器200--之訊號之波形，在時刻t6之前針對一輕負載(低輸出電流)條件，在時刻t6之後針對一中等負載至重負載(較高之輸出電流)條件。對於該功率轉換器上之一輕負載條件，切換週期為TS1，如時刻t0與t3之間之間隔所指示的，時刻t0與t3標記了開關SW1 146接通之時間。相似地，對於一中等負載至重負載條件，切換週期為TS2，如時刻t6與t8之間之間隔以及時刻t8與t11之間之間隔所指示的。
第3圖之時序圖例示了，在第1圖之示例性功率轉換器中，對 於一輕負載之切換週期TS1通常顯著大於對於一中等負載至重負載之切換週期TS2。在用於功率轉換器之控制器之設計中一般做法為，在輕負載條件下增大切換週期(減小切換頻率)，以減小由切換事件導致之損失，尤其是對於必須在輕負載下以高效率運行之功率轉換器。因此，大於一臨界值之一切換週期可以指示存在一輕負載及需要以減小之功率消耗來感測輸入電壓。
在第3圖之實例中，在時刻t0與t1之間、時刻t3與t4之間、時刻 t6與t7之間、時刻t8與t10之間以及時刻t11與t13之間之持續時間TON內，開關SW1 146為接通的。為了避免該例示中之不必要之複雜度，第3圖示出了，在對於輕負載條件以及對於中等負載至重負載條件之每個切換週期中，開關SW1 146為接通之持續時間為相同的，指示了在第3圖之實例中對於兩種條件輸入電壓為相同的。給功率轉換器之輸入電壓以及開關SW1 146保持接通之持續時間TON在每個切換週期中可以為不同的。在一個實例中，開關SW1 146保持接通之持續時間TON為約7微秒。
如在第3圖之示例性時序圖中示出之，切換週期為開關SW1 146之一接通時間與一關斷時間之總和。對於輕負載條件，關斷時間為在時刻t1與t3之間之TOFF1。對於中等負載至重負載條件，關斷時間為在時刻t7與t8之間的以及時刻t10與t11之間之TOFF2。
第3圖之實例示出了，「驅動」訊號254之一高至低轉變引發 來自單穩態多諧振盪器250之「驅動擴展」訊號204之一低至高轉變。「驅動擴展」訊號204在開關SW1 146關斷之後在一擴展之持續時間TEX內保持處於一邏輯高位準，如在時刻t1與t2之間、時刻t4與t5之間、時刻t7與t9之間以及時刻t10與t12之間之時序圖中示出的。單穩態多諧振盪器250之設計設置了擴展之持續時間TEX。
第3圖之時序圖示出了，當「驅動」訊號254處於一邏輯高位 準時，「感測啟動」訊號214處於一邏輯高位準。因此，每當開關SW1 146導通時，控制器就感測輸入電壓。在開關SW1 146關斷之後，「驅動擴展」訊號204使「感測啟動」訊號214保持處於一邏輯高位準，從而允許控制器在開關SW1 146關斷之後在擴展之持續時間TEX內繼續感測輸入電壓。若開關SW1 146之關斷時間超過了TEX，則「感測啟動」訊號214變成一邏輯低位 準，此防止控制器感測輸入電壓，從而減少由輸入感測電路消耗之功率。第3圖之時序圖示出了，在時刻t2與t3之間之時間TVSOFF期間控制器不感測輸入電壓。
若開關SW1 146之關斷時間小於擴展之持續時間TEX，則「感測啟動」訊號214在整個切換週期內保持高，如在時刻t6之後例示的，且控制器無中斷地連續感測輸入電壓。換言之，當功率轉換器上之負載為中等負載至重負載時，控制器連續地感測輸入電壓，但當功率轉換器上之負載為輕負載時，控制器僅於一切換週期之一部分期間感測輸入電壓。
在中等負載至重負載下，感測輸入電壓所消耗之功率與功率轉換器中之其他損耗相比為可忽略的。在輕負載下--其中感測輸入電壓所消耗之功率為功率轉換器中之總損耗之一顯著部分，輸入電壓在切換週期之僅一部分內被感測。當開關SW1進行自接通至關斷之轉變時，該開關上之電壓為最高的。在任何給定之輸入電壓，在中等負載至重負載下當開關SW1 146關斷時出現在該開關上之電壓高於在輕負載下當開關SW1 146關斷時出現在該開關上之電壓。因此，在輕負載下，轉換器較不可能因一過大之輸入電壓損壞，且輸入電壓在感測事件之間變得足夠高以損壞轉換器之風險相對低。然而，在中等負載至重負載下，重要的是連續地感測輸入電壓，以使得當輸入電壓太高時控制器可以防止開關接通。
第4圖為例示了關斷時間TOFF、擴展之持續時間TEX及無線路感測之持續時間TVSOFF之間之關係之圖400。該圖示出了，當開關SW1 146之關斷時間小於或等於擴展之持續時間TEX時，無線路感測之持續時間TVSOFF為零。該圖亦示出了，當開關SW1 146之關斷時間大於擴展之持續時 間TEX時，無線路感測之持續時間TVSOFF自零以一恆定斜率增大。在一個實例中，擴展之持續時間TEX為50微秒，因為在該實例中在中等負載下開關SW1 146之關斷時間亦為大約50微秒。在相同之實例中，開關SW1 146在輕負載下(其中需要以降低之功率消耗來感測輸入電壓)之關斷時間可以為約50毫秒，為在中等負載下之關斷時間之大約1000倍。
第5圖為根據本發明之教導之用於第1圖之功率轉換器之示例性控制器502之功能框圖500，例示了一替代之輸入電壓感測器之元件。第5圖包含第2圖之實例中例示之許多元件。
在第5圖之替代實例中，高電壓電晶體QHV 220之閘極G 216被耦合至一經調整之內部電壓VDD 504，且高電壓電晶體QHV 220之源極S 222被耦合至一低電壓電晶體QLV 520之汲極。在一個實例中，經調整之內部電壓VDD 504為約5.8伏特。低電壓電晶體QLV 520之源極被耦合至電流鏡之電晶體240，如在第2圖中一樣。
在第5圖之替代實例中，「或」閘212產生一「感測啟動」訊號214，「感測啟動」訊號214被耦合至低電壓電晶體QLV 520之閘極，且於一「比較啟動」輸入248處被比較器230接收。當「感測啟動」訊號214處於一邏輯高位準(約VDD)時，低電壓電晶體QLV 520接通，從而使得控制器502能夠以電流IR1 224之形式感測輸入電壓。根據本發明之教導，當「感測啟動」訊號209處於一邏輯低位準(約零伏特)時，低電壓電晶體QLV 520關斷，從而禁止控制器502感測輸入電壓且防止控制器502自該輸入電壓接收電流。
第5圖之替代實例中之低電壓電晶體QLV 520可以被認為係一線路感測開關，該線路感測開關閉合以允許感測給功率轉換器之輸入電 壓，並斷開以阻止感測電路消耗來自給功率轉換器之輸入電壓之功率。
第6圖為根據本發明之教導之用於第1圖中之示例性功率轉換器之另一個示例性控制器602之功能框圖600，例示了另一個替代之輸入電壓感測器之元件。第6圖包含第2圖及第5圖之實例中例示之許多元件。
第6圖之替代實例將第5圖中之為高電壓電晶體QHV 220之MOSFET替換成一n溝道結型場效應電晶體(JFET)QHV 620。第5圖中之高電壓MOSFET QHV 220之閘極G 216被耦合至經調整之內部電壓VDD 504，而第6圖中之高電壓JFET QHV 620之閘極G 616被耦合至輸入返回114。
第6圖之替代實例中之高電壓電晶體QHV 620之汲極D 618被耦合至輸入電壓感測端子140，且高電壓JFET QHV 620之源極S 622被耦合至低電壓電晶體QLV 520。如此一來，第6圖之實例中之JFET QHV 620執行與第5圖中之MOSFET QHV 220相同之功能。當低電壓電晶體QLV 520為接通時，第6圖之實例中之JFET QHV 620為接通，輸入感測電路被啟動以感測輸入電壓，且當低電壓電晶體QLV 520為關斷時，第6圖之實例中之JFET QHV 620為關斷，輸入感測電路被禁止感測輸入電壓。
第7圖為例示了根據本發明之教導之用於功率轉換控制器的、感測一輸入電壓之一示例性過程之流程圖700。第7圖之示例性流程圖與第2圖之示例性控制器一致，且與第3圖之示例性波形一致。在框705中--其中輸入電壓被施加至功率轉換器且控制器已經確定該輸入電壓處於供該轉換器運行之適當限度內--開始之後，在框710中該控制器閉合一功率開關以開始一接通時間TON。在框715中，該控制器亦閉合一線路感測開關，以藉由允許該控制器於一輸入電壓感測端子處接收電流來開始輸入 電壓感測。
在框715中線路感測開關閉合之後，在框720中控制器處理控制感測訊號，諸如像電流感測、輸出感測、過電壓感測及欠電壓感測訊號。當該處理要求功率開關關斷時，在框725中該功率開關之關斷時間TOFF開始。當該功率開關關斷時，在框730中擴展之輸入電壓感測持續時間TEX開始。
在框740中控制器繼續處理控制感測訊號，而在決策框750中關斷時間TOFF增大。若關斷時間TOFF超過了擴展之輸入電壓感測持續時間TEX，則在框745中擴展之輸入感測持續時間TEX結束，在框735中輸入電壓感測結束，且流程繼續至框775及780，在框775及780中控制器處理控制感測訊號，直至該控制器結束關斷時間，且在框710中另一個接通時間TON開始。若關斷時間TOFF沒有超過擴展之輸入電壓感測持續時間TEX，則流程繼續至框755。在框755及760中關斷時間TOFF增大，直至該控制器結束關斷時間，且在框765中另一個接通時間TON開始，然後在框770中擴展之輸入電壓感測持續時間TEX結束。在框720中，控制感測訊號之處理繼續。
功率轉換器之一些應用要求輸入電容器C1 106足夠大，以用於功率轉換器在交流輸入被移除之後在相當於若干個交流線路週期之時間內向一重負載提供一經調整之輸出。在此等應用中，當負載非常輕或接近零負載時，直流輸入電壓VBULK 108在交流輸入電壓VAC 102被移除之後可能會要求數十秒來衰減至一最小臨界值以下。因此，必須於該交流輸入電壓之幾個週期內偵測一輸入欠電壓狀況之一功率轉換控制器不能由僅對體電壓VBULK 108之一次量測來可靠地這樣做。對於此等應用，控制器可以如第8 圖之實例例示般感測交流輸入電壓。
第8圖為根據本發明之教導之一包含一控制器之示例性功率 轉換器之示意圖800，該控制器除了感測交流輸入電壓VAC 102以外還感測表示直流輸入電壓VBULK 108之一切換電壓VSW 852。在第8圖之示例性功率轉換器中，電壓感測電阻器R1 118之一端被耦合至中性輸入端子N 152，以接收一半波整流電壓VRECT 850。在另一個實例中，電壓感測電阻器R1 118之一端可以被耦合至線路輸入端子L 150，以接收一半波整流電壓VRECT 850。
根據本發明之教導，當第8圖之功率轉換器上之負載為中等 負載至重負載時，該示例性轉換器中之控制器842可以連續地感測交流輸入電壓VAC 102，且當該功率轉換器上之負載為輕負載時，其可以以與第1圖之轉換器感測直流輸入電壓VBULK 108相同之方式，僅於一切換週期之一部分期間感測交流輸入電壓VAC 102。
控制器842中之電路可以響應於交流輸入電壓於不止一個交 流線路週期之缺失。控制器842中之電路可以藉由感測與體電壓VBULK 108成比例之一切換電壓來偵測一過電壓狀況或一欠電壓狀況。
與體電壓VBULK 108成比例之一切換電壓VSW 852在第8圖之 示例性功率轉換器之輸出繞組118處為可獲得的。由於切換電壓VSW 852之量值為一比交流輸入電壓VAC 102之峰顯著更低之電壓，控制器可以以比感測較高之電壓VBULK 108所需之顯著更低之功率消耗來感測切換電壓VSW 852。
第8圖之示例性功率轉換器係藉由以下方式自第1圖之實例 獲得的：將第1圖之輸出二極體D1 120重新部署至第8圖之輸出二極體D2 820之位置，並用一改型之控制器842接收切換電壓VSW 852。一隔離電路856 於輸入返回114與輸出返回130之間提供電流隔離，以使得切換電壓感測訊號858與切換電壓訊號854電流隔離。
在一個實例中，隔離電路856可以為一光耦合器。在另一個 實例中，隔離電路856可以包含一變壓器。通過第8圖中例示之改型，改型之控制器846可以偵測一輸入過電壓狀況，甚至當該控制器沒有在自交流輸入電壓VAC 102接收電流時。應意識到，在其他實例中，類似於切換電壓VSW 852之一切換電壓訊號可以自不同於第8圖中示出之輸出繞組118之一單獨繞組獲得，而仍受益於本發明之教導。
一電路中之每一個導體具有一有限之寄生電容，該寄生電容 可以儲存一電荷。一般之應用中之漏電流通常足夠快地將該寄生電容放電，以使該寄生電容之效應可忽略。在寄生電容之效應不可忽略之應用中，對示例性電路進行相對小之修改可以允許此等應用受益於根據本發明之教導之具有低功率消耗之交流電壓感測器。第9圖為根據本發明之教導之一示例性功率轉換控制器902之示意圖900，例示了一輸入電壓感測器之元件，該輸入電壓感測器包含將一輸入電壓感測端子處之雜散電容放電之一可選元件。
第9圖之示例性控制器包含第6圖之實例中例示之許多元 件。當高電壓電晶體QHV 620不導通時，輸入電壓感測端子140與輸入返回114之間之寄生電容905可以充電至輸入電壓。寄生電容905經由低電壓電晶體QLV 520之放電可能產生電流IR1 224之一高值，此會向控制器指示一假的高輸入電壓。為了防止假的高輸入電壓指示，寄生電容905可以經由一如下路徑被放電：該路徑不使源自該電容之放電之電流經過由電晶體240及242形 成之電流鏡之電晶體240。在第9圖之實例中，雜散電容905響應於一「放電(DISCHARGE)」訊號915經由電晶體QCD 910被放電。在一個實例中，控制器中之電路(在第9圖中未示出)在大約200納秒內將「放電」訊號915提升至一高邏輯位準，以就在「驅動」訊號254變高之前將雜散電容905放電。
上面對本發明之所例示之實例之描述，包含在摘要中描述之內容，並非旨在為窮舉性的或係對所公開之精確形式之限制。儘管為了例示之目的在本文中描述了本發明之具體實施例及實例，但在不偏離本發明之較寬泛主旨及範圍之前提下，多種等同變體為可能的。實際上，應意識到，具體之示例性電壓、電流、頻率、功率範圍值、時間等係為了解釋之目的而提供的，且根據本發明之教導，在其他實施例及實例中亦可以採用其他值。
100‧‧‧功率轉換器
102‧‧‧交流輸入電壓
104‧‧‧全波橋式整流器
106‧‧‧輸入電容器
108‧‧‧直流電壓
110‧‧‧鉗位電路
112‧‧‧初級繞組
114‧‧‧輸入返回
116‧‧‧耦合電感器
118‧‧‧次級繞組/輸入感測電阻器
120‧‧‧二極體
122‧‧‧輸出電容器
124‧‧‧輸出電壓
126‧‧‧輸出電流
128‧‧‧負載
130‧‧‧輸出返回
132‧‧‧開關電流
134‧‧‧電流感測端子
140‧‧‧輸入電壓感測端子
142‧‧‧控制器
144‧‧‧驅動訊號端子
146‧‧‧開關
148‧‧‧輸出電壓感測端子
150‧‧‧線路輸入端子
152‧‧‧中性輸入端子
TL‧‧‧交流線路週期
TS‧‧‧切換週期

Claims (32)

  1. 一種功率轉換控制器，包含：一開關驅動器電路，被耦合以生成一驅動訊號以控制一功率開關之切換，藉以控制能量自該功率轉換器之一輸入至該功率轉換器之一輸出之一傳遞；一輸入感測電路，接收表示一功率轉換器之該輸入之一輸入感測訊號；以及一感測啟動電路(sense enable circuit)，被耦合以接收該驅動訊號，以響應於該驅動訊號來生成一感測啟動訊號以控制該輸入感測電路，其中該感測啟動訊號被耦合以控制該輸入感測電路響應於該功率轉換器之一輸出處之一第一負載條件，藉以連續地感測該輸入感測訊號，且其中該感測啟動訊號被耦合以控制該輸入感測電路響應於該功率轉換器之該輸出處之一第二負載條件，藉以僅於該功率開關之一切換週期之一部分期間感測該輸入感測訊號。
  2. 如請求項1所述之功率轉換控制器，更包含一比較器電路，該比較器電路被耦合至該輸入感測電路及該感測啟動電路，其中該比較器被耦合以偵測該功率轉換器之該輸入是否大於或小於一或多個臨界值。
  3. 如請求項2所述之功率轉換控制器，其中該一或多個臨界值包含一欠電壓臨界值(under-voltage threshold)及一過電壓臨界值(over-voltage threshold)其中之一或多者。
  4. 如請求項1所述之功率轉換控制器，其中該輸入感測電路係為一電流輸入感測電路，且其中表示該功率轉換器之該輸入之該輸入感測訊號係為一電流。
  5. 如請求項1所述之功率轉換控制器，其中該輸入感測電路包含一高電壓電晶體，該高電壓電晶體被耦合以接收該輸入感測訊號。
  6. 如請求項5所述之功率轉換控制器，其中該輸入感測電路更包含一低電壓電晶體，該低電壓電晶體被耦合至該高電壓電晶體，其中該低電壓電晶體被耦合以響應於該感測啟動訊號而被切換。
  7. 如請求項5所述之功率轉換控制器，其中該高電壓電晶體被耦合以響應於該感測啟動訊號而被切換。
  8. 如請求項1所述之功率轉換控制器，其中該輸入感測電路包含一電流鏡電路，該電流鏡電路被耦合以接收表示該功率轉換器之該輸入之該輸入感測訊號，其中該電流鏡電路被耦合以生成該輸入感測訊號之一按比例縮放表示形式(scaled representation)。
  9. 如請求項8所述之功率轉換控制器，其中該輸入感測電路更包含一緩衝放大器電路，該緩衝放大器電路被耦合至該電流鏡電路，其中該緩衝放大器電路被耦合以輸出該輸入感測訊號之該按比例縮放表示形式。
  10. 如請求項1所述之功率轉換控制器，其中該感測啟動電路包含一單穩態多諧振盪器(monostable multivibrator)，該單穩態多諧振盪器被耦合以響應於該驅動訊號來生成一驅動擴展訊號(drive extend signal)，其中該感測啟動電路更被耦合以響應於該驅動擴展訊號來生成該感測啟動訊號以控制該輸入感測電路。
  11. 如請求項10所述之功率轉換控制器，其中該感測啟動電路更包含一或閘(OR gate)，該或閘被耦合以響應於該驅動訊號及該驅動擴展訊號來生成該感測啟動訊號。
  12. 如請求項1所述之功率轉換控制器，其中該功率開關響應於該功率轉換器之該輸出處之該第二負載條件之該切換週期大於該功率開關響應於該功率轉換器之該輸出處之該第一負載條件之一切換週期。
  13. 如請求項1所述之功率轉換控制器，其中該功率轉換器之該輸出處之該第一負載條件為一比該功率轉換器之該輸出處之該第二負載條件更重之負載條件(heavier load condition)。
  14. 一種功率轉換器，包含：一能量傳遞元件，被耦合於該功率轉換器之一輸入與該功率轉換器之一輸出之間；一功率開關，被耦合至該功率轉換器之該輸入及該能量傳遞元件；以及一功率轉換控制器，被耦合以響應於表示該功率轉換器之該輸出之一反饋訊號來生成一驅動訊號，該驅動訊號被耦合以控制該功率開關之切換以控制能量自該功率轉換器之該輸入至該功率轉換器之該輸出之一傳遞，其中該功率轉換控制器包含：一開關驅動器電路，被耦合以生成該驅動訊號，以控制該功率開關之切換以控制能量自該功率轉換器之該輸入至該功率轉換器之該輸出之該傳遞；一輸入感測電路，接收表示一功率轉換器之該輸入之一輸入感測訊號；以及 一感測啟動電路，被耦合以接收該驅動訊號，以響應於該驅動訊號來生成一感測啟動訊號以控制該輸入感測電路，其中該感測啟動訊號被耦合以控制該輸入感測電路響應於該功率轉換器之該輸出處之一第一負載條件來連續地感測該輸入感測訊號，且其中該感測啟動訊號被耦合以控制該輸入感測電路響應於該功率轉換器之該輸出處之一第二負載條件來僅於該功率開關之一切換週期之一部分期間感測該輸入感測訊號。
  15. 如請求項14所述之功率轉換器，其中該功率轉換控制器被耦合以接收表示經過該功率開關之一電流之一電流感測訊號，其中該功率轉換控制器更被耦合以響應於該電流感測訊號來生成該驅動訊號，該驅動訊號被耦合以控制該功率開關之切換，以控制能量自該功率轉換器之該輸入至該功率轉換器之該輸出之該傳遞。
  16. 如請求項14所述之功率轉換器，其中該功率轉換控制器更包含一比較器電路，該比較器電路被耦合至該輸入感測電路及該感測啟動電路，其中該比較器被耦合以偵測該功率轉換器之該輸入是否大於或小於一或多個臨界值。
  17. 如請求項16所述之功率轉換器，其中該一或多個臨界值包含一欠電壓臨界值及一過電壓臨界值其中之一或多者。
  18. 如請求項14所述之功率轉換器，其中該輸入感測電路係為一電流輸入感測電路，且其中表示該功率轉換器之該輸入之該輸入感測訊號係為一電流。
  19. 如請求項14所述之功率轉換器，其中該輸入感測電路包含一高電壓電晶體，該高電壓電晶體被耦合以接收該輸入感測訊 號。
  20. 如請求項19所述之功率轉換器，其中該輸入感測電路更包含一低電壓電晶體，該低電壓電晶體被耦合至該高電壓電晶體，其中該低電壓電晶體被耦合以響應於該感測啟動訊號而被切換。
  21. 如請求項19所述之功率轉換器，其中該高電壓電晶體被耦合以響應於該感測啟動訊號而被切換。
  22. 如請求項14所述之功率轉換器，其中該輸入感測電路包含一電流鏡電路，該電流鏡電路被耦合以接收表示該功率轉換器之該輸入之該輸入感測訊號，其中該電流鏡電路被耦合以生成該輸入感測訊號之一按比例縮放表示形式。
  23. 如請求項22所述之功率轉換器，其中該輸入感測電路更包含一緩衝放大器電路，該緩衝放大器電路被耦合至該電流鏡電路，其中該緩衝放大器電路被耦合以輸出該輸入感測訊號之該按比例縮放表示形式。
  24. 如請求項14所述之功率轉換器，其中該感測啟動電路包含一單穩態多諧振盪器，該單穩態多諧振盪器被耦合以響應於該驅動訊號來生成一驅動擴展訊號，其中該感測啟動電路更被耦合以響應於該驅動擴展訊號來生成該感測啟動訊號以控制該輸入感測電路。
  25. 如請求項24所述之功率轉換器，其中該感測啟動電路更包含一或閘，該或閘被耦合以響應於該驅動訊號及該驅動擴展訊號來生成該感測啟動訊號。
  26. 如請求項14所述之功率轉換器，其中該功率開關響應於該功 率轉換器之該輸出處之該第二負載條件之一切換週期大於該功率開關響應於該功率轉換器之該輸出處之該第一負載條件之一切換週期。
  27. 如請求項14所述之功率轉換器，其中該功率轉換器之該輸出處之該第一負載條件係為一比該功率轉換器之該輸出處之該第二負載條件更重之負載條件。
  28. 一種用於感測一功率轉換器之一輸入之方法，包含：生成一驅動訊號，以控制該功率轉換器之一功率開關之一切換以控制能量自該功率轉換器之該輸入至該功率轉換器之一輸出之一傳遞；響應於該驅動訊號來生成一驅動擴展訊號，其中在該驅動訊號將該功率開關關斷之後，該驅動擴展訊號於一擴展之持續時間(extended duration)上保持處於一邏輯高位準；接收表示該功率轉換器之該輸入之一輸入感測訊號；以及響應於該驅動訊號或處於該邏輯高位準之該驅動擴展訊號來啟動該輸入感測訊號之感測；以及響應於該驅動訊號或處於一邏輯低位準之該驅動擴展訊號來禁止該輸入感測訊號之感測。
  29. 如請求項28所述之方法，更包含響應於該功率轉換器之該輸出處之一更輕之負載條件(lighter load condition)來增大該功率開關之一切換週期。
  30. 如請求項28所述之方法，更包含響應於一更重之負載來減小該功率開關之一切換週期。
  31. 如請求項28所述之方法，更包含響應於該輸入感測訊號大於一第一臨界值來使一過電壓訊號有效。
  32. 如請求項28所述之方法，更包含響應於該輸入感測訊號小於一第二臨界值來使一欠電壓訊號有效。
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