TW201703415A - 用於調節電源變換系統的系統控制器和方法 - Google Patents

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TW201703415A TW104132444A TW104132444A TW201703415A TW 201703415 A TW201703415 A TW 201703415A TW 104132444 A TW104132444 A TW 104132444A TW 104132444 A TW104132444 A TW 104132444A TW 201703415 A TW201703415 A TW 201703415A
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    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
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Abstract

本發明公開了用於調節電源變換系統的輸出電流的系統和方法。示例系統控制器包括：信號發生器，該信號發生器被配置為接收經變換的信號和第一補償信號，並且至少部分基於經變換的信號和第一補償信號生成第二補償信號，經變換的信號與用於電源變換系統的輸入信號相關聯；調製元件，該調製元件被配置為接收第二補償信號和斜坡信號，並且至少部分基於第二補償信號和斜坡信號生成調製信號；以及驅動元件，該驅動元件被配置為接收調製信號，並且至少部分基於調製信號輸出驅動信號以影響第一電流，驅動信號與接通時間段相關聯，開關在接通時間段期間被閉合。

Description

用於調節電源變換系統的輸出電流的系統和方法
本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了用於電流調節的系統和方法。僅作為示例，本發明已被應用於准諧振模式下的電源變換系統。但應認識到，本發明具有更廣泛的適用範圍。
發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)被廣泛應用於照明用途。通常，近似恒定的電流被用於控制LED的工作電流以實現恒定亮度。第1圖示出了用於LED照明的電源變換系統的簡化圖。電源變換系統100包括控制器102，電阻器104、124、126和132，電容器106、120和134，二極體108，包括初級繞組112、次級繞組114和輔助繞組116的變壓器110，功率開關128，電流感測電阻器130以及整流二極體118。控制器102包括端子(例如，引腳)138、140、142、144、146和148。例如，功率開關128是雙極型接面電晶體(Bipolar Junction Transistors)。在另一示例中，功率開關128是金屬氧化物半導體場效應晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)，以下簡稱MOS電晶體。
交流(AC)輸入電壓152被應用於電源變換系統100。與交流(AC)輸入電壓152相關聯的整流後電壓(bulk voltage)150(例如，不小於0V的整流電壓)被電阻器104接收。電容器106回應於整流後電壓150而被充電，並且在端子138(例如，端子VCC)處向控制器102提供電壓154。如果電壓154在量值(magnitude)上大於預定閾值電壓(Threshold voltage)，則控制器102開始正常運行並通過端子142(例如，端子GATE)輸出驅動信號156。例如，驅動信號156是具有開關頻率和占空比(Duty Cycle)的脈寬調變信號(Pulse Width Modulation,PWM)。功率開關128回應於驅動信號156而被閉合(例如，被接通)或被斷開(例如，被關斷)，從而使得輸出電流158被調節為近似恒定。
當功率開關128回應於驅動信號156而被斷開(例如，被關 斷)時，輔助繞組116通過二極體108向電容器106充電，從而使得控制器102能夠正常運行。例如，通過端子140(例如，端子FB)向控制器102提供回饋信號160以便檢測次級繞組118的退磁過程的結束，以用於使用控制器102中的內部誤差放大器對電容器134進行充電或放電。在另一示例中，通過端子140(例如，端子FB)向控制器102提供回饋信號160以便檢測次級繞組118的退磁過程的開始和結束。電阻器130被用於檢測流經初級繞組112的初級電流162，並且通過端子144(例如，端子CS)向控制器102提供電流感測信號164以使其在每個開關週期(switching cycle)期間被處理。電流感測信號164的峰值被採樣和提供至內部誤差放大器。電容器120被用於保持輸出電壓168以便保持通過輸出負載(例如，一個或多個LED 122)的輸出電流是穩定的。例如，電源變換系統100在准諧振模式下運行。
第2圖示出了作為電源變換系統100的一部分的控制器102的簡化示意圖。所述控制器102包括斜坡信號發生器202、欠壓鎖定(Under Voltage Lock Out,UVLO)元件204、調製元件206、邏輯控制器208、驅動元件210、退磁檢測器212、誤差放大器216以及電流感測元件214。
如第2圖所示，欠壓鎖定(UVLO)元件204檢測到信號154並且輸出信號218。如果信號154在量值上大於第一預定閾值，則控制器102開始正常運行。如果信號154在量值上小於第二預定閾值，則控制器102被關斷。第二預定閾值在量值上小於第一預定閾值。誤差放大器216接收基準信號222和來自電流感測元件214的信號220，並且向調製元件206輸出放大信號224。調製元件206也從斜坡信號發生器202處接收信號228，並且輸出調製信號226。例如，信號228是斜坡信號並且在每個開關週期(switching period)期間線性地或非線性地增加至峰值。邏輯控制器208處理調製信號226並且向驅動元件210輸出控制信號230，驅動元件210生成信號156以接通或關斷功率開關128。例如，退磁檢測器212檢測到回饋信號160並且輸出用於確定次級繞組114的退磁過程的結束的信號232。在另一示例中，退磁檢測器212檢測到回饋信號160並且輸出用於確定次級繞組114的退磁過程的開始和結束的信號232。此外，退磁檢測器212向邏輯控制器208輸出觸發信號298(Trigger)以開始下一個週期。控制器102被配置為對於給定的輸出負載，保持與調製信號226相關聯的接通時間段 (on-time period)近似恒定。
控制器102在電壓模式下運行，其中，例如來自誤差放大器216的放大信號224和來自振盪器202的信號228二者均是電壓信號，並且通過比較器206進行比較以生成調製信號226來驅動功率開關128。因此，與功率開關128相關聯的接通時間段由放大信號224和信號228確定。
第3圖示出了作為控制器102的一部分的電流感測元件214和誤差放大器216的簡化示意圖。電流感測元件214包括開關302和電容器304。誤差放大器216包括開關306和308，以及跨導運算放大器(Operational Transconductance Amplifier,OTA)310。
如第3圖中所示，電流感測元件214對電流感測信號164進行採樣，並且誤差放大器216對信號220和基準信號222之間的差進行放大。具體地，開關302回應於信號314被閉合(例如，被接通)或斷開(例如，被關斷)以便在不同開關週期對電流感測信號164的峰值進行採樣。如果開關302響應於信號314被閉合(例如，被接通)並且開關306響應於來自退磁檢測器212的信號232被斷開(例如，被關斷)，則電容器304被充電並且信號220的量值增加。如果開關306回應於信號232被閉合(例如，被接通)，開關308回應於信號312被斷開(例如，被關斷)，並且信號220與基準信號222之間的差被跨導運算放大器310放大。信號312和信號232彼此互補。例如，在次級繞組114的退磁過程期間，信號232處於邏輯高電平。開關306保持閉合(例如，被接通)並且開關308保持斷開(例如，被關斷)。跨導運算放大器(OTA)310與電容器134一起執行與信號220相關聯的積分。
在穩定正常的操作下，在不考慮任何誤差電流的情況下，平均輸出電流根據以下等式被確定： 其中N表示初級繞組112和次級繞組114之間的匝數比(turnsratio)，Vref_ea表示基準信號222以及RCS表示電流感測電阻器130的電阻值。如公式1所示，諸如N和RCS之類與週邊元件相關聯的參數可以通過系統設計被適當地選擇以實現輸出電流調節。
對於LED照明，效率、功率因數和總諧波也非常重要。例 如，效率通常需要盡可能地高(例如，>90%)，並且功率因數通常需要大於0.9。此外，對於某些應用，總諧波失真通常需要盡可能地低(例如，<10%)。但是電源變換系統100通常不能滿足所有這些需要。
因此，改進用於調節電源變換系統的輸出電流的技術是非常需要的。
本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了用於電流調節的系統和方法。僅作為示例，本發明已被應用於電源變換系統。但應認識到，本發明具有更廣泛的適用範圍。
根據一個實施例，一種用於調節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。所述第一控制器端子被配置為接收與電源變換系統的初級繞組的輸入信號相關聯的第一信號。所述第二控制器端子被配置為向開關輸出驅動信號以影響流經電源變換系統的初級繞組的第一電流，所述驅動信號與接通時間段相關聯，開關在接通時間段期間被閉合。所述系統控制器被配置為至少基於與第一信號相關聯的資訊，調節接通時間段的持續時間(duration)。
根據另一實施例，一種用於調節電源變換系統的系統控制器包括第一控制器端子、斜坡信號發生器和第二控制器端子。所述第一控制器端子被配置為至少基於與所述流經電源變換系統的初級繞組的第一電流相關聯的資訊來提供補償信號。所述斜坡信號發生器被配置為接收與所述補償信號相關聯的第一信號，並且至少基於與所述第一信號相關聯的資訊生成斜坡信號，所述斜坡信號與斜坡斜率相關聯。所述第二控制器端子被配置為至少基於與所述斜坡信號相關聯的資訊，向開關輸出驅動信號以影響第一電流。所述系統控制器被配置為至少基於與所述補償信號相關聯的資訊，調節斜坡信號的斜坡斜率。
根據又一實施例，一種用於調節電源變換系統的方法包括：從第一控制器端子處接收第一信號，所述第一信號與電源變換系統的初級繞組的輸入信號相關聯；至少基於與所述第一信號相關聯的資訊，調節與驅動信號相關的接通時間段的持續時間；以及從第二控制器端子向開關輸出驅動信號以影響流經電源變換系統的初級繞組的第一電流，所述開關在 接通時間段期間被閉合。
根據又一實施例，一種用於調節電源變換系統的方法包括：至少基於與流經電源變換系統的初級繞組的第一電流相關聯的資訊，由第一控制器端子提供補償信號；至少基於與補償信號相關聯的資訊生成第一信號；以及處理與第一信號相關聯的資訊。所述方法還包括：至少基於與第一信號相關聯的資訊，調節與斜坡信號相關聯的斜坡斜率；接收斜坡信號；至少基於與斜坡信號相關聯的資訊生成驅動信號；以及從第二控制器端子向開關輸出驅動信號以影響第一電流。
在一個實施例中，用於調節電源變換系統的系統控制器包括：信號發生器，該信號發生器被配置為接收經變換的信號和第一補償信號，並且至少部分基於經變換的信號和第一補償信號生成第二補償信號，經變換的信號與用於電源變換系統的輸入信號相關聯，第一補償信號與和流經電源變換系統的初級繞組的第一電流有關的感測信號相關聯；調製元件，該調製元件被配置為接收第二補償信號和斜坡信號，並且至少部分基於第二補償信號和斜坡信號生成調製信號；以及驅動元件，該驅動元件被配置為接收調製信號，並且至少部分基於調製信號向開關輸出驅動信號以影響第一電流，驅動信號與接通時間段相關聯，開關在接通時間段期間被閉合。系統控制器被配置為至少部分基於經變換的信號和第二補償信號調節接通時間段的持續時間。
在另一實施例中，用於調節電源變換系統的方法包括：接收經變換的信號和第一補償信號，經變換的信號與用於電源變換系統的輸入信號相關聯，第一補償信號與和流經電源變換系統的初級繞組的第一電流有關的感測信號相關聯；至少部分基於經變換的信號和第一補償信號生成第二補償信號；接收第二補償信號和斜坡信號；至少部分基於第二補償信號和斜坡信號生成調製信號；接收調製信號；並且至少部分基於調製信號輸出驅動信號以影響第一電流，驅動信號與接通時間段相關聯。至少部分基於調製信號輸出驅動信號以影響第一電流包括至少部分基於經變換的信號和第二補償信號調節接通時間段的持續時間
取決於實施例，可以實現一個或多個有益效果。參考以下的具體描述和附圖能夠全面地領會本發明的這些有益效果和各種附加的目的、特徵以及優點。
100、400、500、800、1100‧‧‧電源變換系統
154、454、554、854、1154、1198‧‧‧信號(電壓)
102、402、502、802、1102、1900‧‧‧控制器
156、456、556、856、1156‧‧‧驅動信號
530、1130‧‧‧電流感測電阻器
160、460、560、860、1160‧‧‧回饋信號
108、408、508、808、1108‧‧‧二極體
162、462、562、862、1162‧‧‧初級電流
112、412、512、812、1112‧‧‧初級繞組
164、496、564、896、1164‧‧‧電流感測信號
114、118、414、514、814、1114‧‧‧次級繞組
150、450、550、850、1150‧‧‧整流後電壓
116、416、516、816、1116‧‧‧輔助繞組
168、468、568、868‧‧‧輸出電壓
110、410、510、810、1110‧‧‧變壓器
122‧‧‧LED
130、430、530、830、896‧‧‧電流感測電阻器
118、418、518、818、1118‧‧‧整流二極體
128、428、528、828、1128‧‧‧功率開關
302、306、308‧‧‧開關
298、698、1098、1298、2698、3098、3298‧‧‧觸發信號
158、458、858、1018、1158、1168‧‧‧輸出電流
104、124、126、130、132、404、424、426、430、432、466、498、504、524、526、532、804、824、826、830、832、866、1104、1124、1126、1132、 1966、1982、3144、3146、3344、3346、3944、3946、3966、3982‧‧‧電阻器
106、120、134、304、406、420、434、470、506、520、534、806、820、834、1106、1120、1134、1318、1718、1818、1918、3318、3918‧‧‧電容器
202、602、702、1002、1202、1300、1402、1502、1602、1700、1800、1898、1999、2602、3002、3202‧‧‧斜坡信號發生器
204、604、704、1004、1204、1404、1504、1604、2604、3004、3204‧‧‧欠壓鎖定(UVLO)元件
206、606、706、1006、1206、1406、1506、1606、2606、3006、3206‧‧‧調製元件
208、608、708、1008、1208、1408、1508、1608、2608、3008、3208‧‧‧邏輯控制器
210、610、710、1010、1210、1410、1510、1610、2610、3010、3210‧‧‧驅動元件
138、140、142、144、146、148、438、440、442、444、446、448、464、538、540、542、544、546、548、838、842、846、848、864、840、844、1138、1140、1142、1144、1146、1148‧‧‧端子
212、612、712、1012、1212、1412、1512、1612、2612、3012、3212‧‧‧退磁檢測器
216、616、716、1016、1216、1416、1516、1616、2616、3016、3216‧‧‧誤差放大器
214、1040、1240、1540、1614、1640‧‧‧電流感測元件
218、220、232、312、314、472、618、620、636、638、656、718、720、732、738、756、798、1020、1036、1038、1056、1218、1220、1232、1236、1238、1256、1328、1436、1456、1536、1556、1636、1656、1728、1828、1928、1956、1972、1990、2618、2620、2636、2656、2697、3018、3020、3022、3036、3097、3056、3128、3190、3218、3220、3226、3236、3256、3297、3328、3330、3390、3928、3956、3990‧‧‧信號(電流)
222、622、722、1022、1222、1330、1730、1830、1930、2622、3022、3130、3222、3330、3930‧‧‧基準信號
224、1338、1738、1838、1938、3138、3338、3938‧‧‧放大信號
226、626、726、1026、1226、2626、3026、3226‧‧‧調製信號
230、630、730、1030、1230、2630、3030、3230‧‧‧控制信號
614、714、1014、1040、1214、1414、1514、2614、3014、3214‧‧‧電流感測與採樣/保持元件
640、642、742、1042、1242、1440、1902、1904、2642、3042、3242‧‧‧電壓-電流變換元件
694、794、872、1094、1294、1296、1494、1599、1694、1696、2694、3294、3296、3496‧‧‧電流信號
697、797、1097、1297、1497、1597、1697‧‧‧抖動信號(電流)
628、728、1028、1228、1398、1428、1528、1628、1798、1998、2628、3028‧‧‧斜坡信號
902、904、906、908、910、2902、2904、2906、2908、2910‧‧‧波形
699、799、1099、1299、1499、1599、1699‧‧‧抖動信號發生器
1308、1310、1312、1314、1316、1320、1708、1710、1712、1714、1716、1720、1808、1810、1812、1814、1816、1820、1908、1910、1912、1914、1916、1960、1962、1964、1968、1978、1980、1986、1988、3108、3110、3112、3114、3116、3120、3132、3160、3162、3164、3168‧‧‧電晶體
1322、1722、1822、1922、3122、3322、3922‧‧‧放大器
1970、1976、3136、3336、3936、3970、3976‧‧‧運算放大器
1324、1724、1924、1824、3124、3324、3924‧‧‧反閘
1302、1304、1306、1704、1706、1799、1399、1802、1806、1899、1906、 1958、1997、1984、3134、3334、3984、3906、3958‧‧‧電流源元件
638、1038、1332、1334、1336、1397、1436、1594、1734、1736、1797、1832、1836、1897、1932、1934、1936、1954、1992、1995、2638、3038、3094、3140、3142、3154、3196、3238、3342、3354、3396、3398、3496、3911、3942、3954、3961、3963、3967、3969、3981、3991、3992‧‧‧電流
3308、3310、3320、3332、3360、3362、3908、3910、3920、3932、3960、3962、3986、3988‧‧‧N溝道電晶體
3312、3314、3316、3364、3368、3912、3914、3916、3964、3968、3978、3980、3995、3997‧‧‧P溝道電晶體
1340、1740、1840、1940、3340、3940‧‧‧充電電流
152、452、552、852、1152‧‧‧交流(AC)輸入電壓
474、574、874、1174、1974‧‧‧補償信號
202‧‧‧振盪器
206‧‧‧比較器
310‧‧‧跨導運算放大器
422、522、822、1122‧‧‧輸出負載
228‧‧‧信號(斜坡信號)
632、1032、2632、3032、3232‧‧‧退磁信號
912、914、2912、2914‧‧‧量值
2640‧‧‧變換元件
2699、3099、3299‧‧‧總諧波失真(THD)優化器
第1圖是示出了用於LED照明的常規電源變換系統的簡化圖。
第2圖是示出了作為如圖1所示系統的一部分的控制器的簡化示意圖。
第3圖是示出了作為如圖2所示控制器的一部分的電流感測元件和誤差放大器的簡化示意圖。
第4(a)圖是示出了根據本發明的實施例的電源變換系統的簡化圖。
第4(b)圖是示出了根據本發明的實施例的、作為如第4(a)圖所示的電源變換系統的一部分的控制器的簡化圖。
第4(c)圖是示出了根據本發明的實施例的、作為如第4(a)圖所示的電源變換系統的一部分的控制器的簡化時序圖。
第4(d)圖是示出了根據本發明的另一實施例的、作為如第4(a)圖所示的電源變換系統的一部分的控制器的簡化圖。
第5(a)圖是示出了根據本發明的另一實施例的電源變換系統的簡化圖。
第5(b)圖是示出了根據本發明的實施例的、作為如第5(a)圖所示的電源變換系統的一部分的控制器的簡化圖。
第5(c)圖是示出了根據本發明的另一實施例的、作為如第5(a)圖所示的電源變換系統的一部分的控制器的簡化圖。
第6(a)圖是示出了根據本發明的又一實施例的電源變換系統的簡化圖。
第6(b)圖是示出了根據本發明的實施例的、作為如第6(a)圖所示的電源變換系統的一部分的控制器的簡化圖。
第7(a)圖是示出了根據本發明的又一實施例的電源變換系統的簡化圖。
第7(b)圖是示出了根據本發明的實施例的、作為如第7(a)圖所示的電源變換系統的一部分的控制器的簡化圖。
第7(c)圖是示出了根據本發明的另一實施例的、作為如第7(a)圖所示的電源變換系統的一部分的控制器的簡化圖。
第8(a)圖是示出了根據本發明的某些實施例，作為如第4(b)圖所示的控制器、圖5(b)所示的控制器和/或圖7(b)所示的控制器的一部分的某些組件的簡化圖。
第8(b)圖是示出了根據本發明的某些實施例，作為如第4(d)圖所示的控制器、圖5(c)所示的控制器和/或圖7(c)所示的控制器的一部分的某些組件的簡化圖。
第8(c)圖是示出了根據本發明的另一實施例的、作為如第6(b)圖所示的控制器的一部分的某些組件的簡化圖。
第9圖是示出了根據本發明的又一實施例的、控制器的某些組件的簡化圖。
第10(a)圖是示出了根據本發明的又一實施例的、作為如第4(a)圖所示的電源變換系統的一部分的控制器的簡化圖。
第10(b)圖是根據本發明的另一實施例的、作為如第4(a)圖所示的電源變換系統的一部分的控制器的簡化時序圖。
第10(c)圖是示出了根據本發明的另一實施例的、作為如第4(a)圖所示的電源變換系統的一部分的控制器的某些元件的簡化圖。
第11(a)圖是示出了根據本發明的又一實施例的、作為如第5(a)圖所示的電源變換系統的一部分的控制器的簡化圖。
第11(b)圖是示出了根據本發明的另一實施例的、作為如第5(a)圖所示的電源變換系統的一部分的控制器的某些元件的簡化圖。
第12(a)圖是示出了根據本發明的又一實施例的、作為如第7(a)圖所示的電源變換系統的一部分的控制器的簡化圖。
第12(b)圖是示出了根據本發明的另一實施例的、作為如第7(a)圖所示的電源變換系統的一部分的控制器的某些元件的簡化圖。
本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了用於電流調節的系統和方法。僅作為示例，本發明被應用於電源變換系統。但應認識到，本發明具有更廣泛的適用範圍。
第4(a)圖是示出了根據本發明的實施例的電源變換系統的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領 域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。電源變換系統400包括控制器402，電阻器404、424、426、432、466和498，電容器406、420、434和470，二極體408，包括初級繞組412、次級繞組414和輔助繞組416的變壓器410，功率開關428，電流感測電阻器430，以及整流二極體418。控制器402包括端子(例如，引腳)438、440、442、444、446、448和464。例如，功率開關428包括雙極結型電晶體。在另一示例中，功率開關428包括MOS電晶體。在又一示例中，功率開關428包括絕緣閘雙極電晶體。電源變換系統400向輸出負載422(例如，一個或多個LED)提供電源。在一些實施例中，電阻器432被移除。例如，電源變換系統400工作在准諧振模式下。
根據一個實施例，交流(AC)輸入電壓452被應用於電源變換系統400。例如，與交流(AC)輸入電壓452相關聯的整流後電壓450(例如，不小於0V的整流電壓)被電阻器404接收。在另一示例中，電容器406回應於整流後電壓450而被充電，並且在端子438(例如，端子VCC)處向控制器402提供電壓454。在又一示例中，如果電壓454在量值上大於預定閾值電壓，則控制器402開始正常運行，並且通過端子442(例如，端子GATE)輸出信號。在又一示例中，功率開關428回應於驅動信號456而被閉合(例如，被接通)或斷開(例如，被關斷)，從而使得輸出電流458被調節至近似恒定。
根據另一實施例，當功率開關428回應於驅動信號456而被斷開(例如，被關斷)，輔助繞組416通過二極體408向電容器406充電，從而使得控制器402能夠正常運行。例如，通過端子440(例如，端子FB)向控制器402提供回饋信號460以便檢測次級繞組414的退磁過程的結束以用於使用控制器402中的內部誤差放大器來對電容器434充電或放電。在另一示例中，通過端子440(例如，端子FB)向控制器402提供回饋信號460以便檢測次級繞組414的退磁過程的開始和結束。作為示例，回應於在端子448(例如，端子COMP)處的補償信號474，電容器434被充電或放電。在另一示例中，電阻器430被用於檢測流經初級繞組412的初級電流462，並且通過端子444(例如，端子CS)向控制器402提供電流感測信號496以使其在每個開關週期期間被處理。在又一示例中，電流感測信號496的峰值被採樣並被提供至內部誤差放大器。在又一示例中，電容 器434被耦合至內部誤差放大器的輸出端子。在又一示例中，電容器420被用於維護輸出電壓468。
根據又一實施例，控制器402通過端子464(例如，端子VAC)感測到整流後電壓450。例如，控制器402包括生成斜坡信號的斜坡信號發生器，並且控制器402被配置為至少基於和整流後電壓450相關的信號472所關聯的資訊，改變斜坡信號的斜坡斜率。在另一示例中，與驅動信號456相關聯的接通時間段至少基於與整流後電壓450相關聯的資訊來進行變化。作為示例，當整流後電壓450處於峰值時，所述接通時間段的持續時間增加。在另一示例中，當整流後電壓450處於谷值時，所述接通時間段的持續時間減小。所述信號472根據以下等式被確定：
V bulk =|Asin(ωt+φ)| (公式3)其中VAC表示信號472，Vbulk表示整流後電壓450，R8表示電阻器466的電阻值，以及R9表示電阻器498的電阻值。此外，A表示量值大小，ω表示頻率，以及φ表示相位角。在一些實施例中，控制器被配置為基於與信號472和補償信號474二者相關聯的資訊來調節斜坡信號。在某些實施例中，控制器402被配置為基於與信號472或補償信號474相關聯的資訊調節斜坡信號的斜坡斜率。
第4(b)圖是示出了根據本發明的實施例、作為電源變換系統400的一部分的控制器402的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。控制器402包括斜坡信號發生器602、欠壓鎖定(UVLO)元件604、調製元件606、邏輯控制器608、驅動元件610、退磁檢測器612、誤差放大器616、電流感測與採樣/保持元件614、抖動信號發生器699以及電壓-電流變換元件640和642。
根據一個實施例，欠壓鎖定(UVLO)元件604檢測到信號454並且輸出信號618。例如，如果信號454在量值上大於第一預定閾值，則控制器402開始正常運行。如果信號454在量值上小於第二預定閾值，則控制器402被關斷。在另一示例中，第二預定閾值在量值上小於第一預定閾值。在又一示例中，誤差放大器616接收基準信號622以及來自電流感測 與採樣/保持元件614的信號620，並且補償信號474被提供至調製元件606和電壓-電流變換元件642。作為示例，電壓-電流變換元件640接收信號472並且向斜坡信號發生器602輸出信號636。在另一示例中，斜坡信號發生器602還接收電流信號694和由抖動信號發生器699生成的抖動信號697(例如，抖動電流)並且生成斜坡信號628。
根據另一實施例，抖動電流697從抖動信號發生器699流至斜坡信號發生器602。例如，抖動電流697從斜坡信號發生器602流至抖動信號發生器699。在又一示例中，調製元件606接收斜坡信號628並且輸出調製信號626。例如，在每個開關週期期間，斜坡信號628線性或非線性地增加至峰值。邏輯控制器608處理調製信號626並且向電流感測與採樣/保持元件614和驅動元件610輸出控制信號630。
根據又一實施例，電流感測與採樣/保持元件614回應於控制信號630對電流感測信號496進行採樣，然後保持採樣信號直至電流感測與採樣/保持元件614對電流感測信號496再次進行採樣。例如，驅動元件610生成與驅動信號456相關的信號656以影響功率開關428。作為示例，退磁檢測器612檢測到回饋信號460並且輸出用於確定次級繞組414的退磁過程的結束的退磁信號632。作為另一示例，退磁檢測器612檢測到回饋信號460並且輸出用於確定次級繞組414的退磁過程的開始和結束的退磁信號632。在又一示例中，退磁檢測器612向邏輯控制器608輸出觸發信號698以開始下一個週期(例如，對應於下一個開關週期)。在又一示例中，當信號656處於邏輯高電平時，驅動信號456處於邏輯高電平，並且當信號656處於邏輯低電平時，驅動信號456處於邏輯低電平。在又一示例中，電容器434耦合至端子448處並且與誤差放大器616一起構成積分器或低通濾波器。在又一實施例中，誤差放大器616是跨導放大器，並且輸出與基準信號622和信號620之間的差成比例的電流。在又一示例中，誤差放大器616與電容器434一起生成補償信號474。在又一示例中，回應於抖動信號697，對斜坡信號628的斜坡斜率進行調製。
在一些實施例中，抖動信號697對應於確定性信號，如三角波(例如，具有幾百Hz的頻率)或正弦波(例如，具有幾百Hz的頻率)。例如，抖動信號697與對應於和預定抖動時段(例如，近似恒定)相關的預定抖動頻率(例如，近似恒定)的多個抖動週期相關聯。作為示例，信 號656與對應于和調製時段(例如，不恒定)相關的調製頻率(例如，不恒定)的多個調製週期相關聯。在另一示例中，控制器402至少基於與抖動信號697相關聯的資訊來改變與斜坡信號628相關聯的斜坡斜率，從而使得：在多個抖動週期中的同一抖動週期中，斜坡斜率被改變了(例如，增加或降低)分別與不同調製週期相對應的不同量值。在又一示例中，斜坡斜率在彼此相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，斜坡斜率在互不相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，控制器402至少基於與改變後的斜坡斜率相關聯的資訊來調節調製頻率。
在某些實施例中，抖動信號697對應於具有隨機(例如，偽隨機的)波形的隨機(例如，偽隨機的)信號。例如，控制器402至少基於與隨機抖動信號697相關聯的資訊改變與斜坡信號628相關聯的斜坡斜率，從而使得斜坡斜率被改變了分別與不同調製週期相對應的隨機量值。在另一示例中，斜坡斜率在彼此相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，斜坡斜率在互不相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，控制器402至少基於與由隨機量值改變的斜坡斜率相關聯的資訊調節調製頻率。
在一些實施例中，信號636表示電流並且該電流被用於調節與斜坡信號628相關聯的斜坡斜率。在某些實施例中，信號638表示電流並且該電流被用於調節與斜坡信號628相關聯的斜坡斜率。例如，與信號636和信號638二者相關聯的資訊被用於調節與斜坡信號628相關聯的斜坡斜率，從而調節與驅動信號456相關聯的接通時間段的持續時間。在另一示例中，電流636從電壓-電流變換元件640流至斜坡信號發生器602。在又一示例中，電流636從斜坡信號發生器602流至電壓-電流變換元件640。在又一示例中，電流638從電壓-電流變換元件642流至斜坡信號發生器602。在又一示例中，電流638從斜坡信號發生器602流至電壓-電流變換元件642。
第4(c)圖是示出了根據本發明的實施例，作為電源變換系統400的一部分的控制器402的簡化時序圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。波形902表示作為時間的函數的調製信號626(例如，Modulation)，波形904表示作為時間的函數的信號656(例如，Gate)，波 形906表示作為時間的函數的退磁信號632(例如，Demag)，波形908表示作為時間的函數的觸發信號698(例如，Trigger)，以及波形910表示作為時間的函數的斜坡信號628(例如，Ramp)。
第4(c)圖中示出了與信號656相關聯的接通時間段和關斷時間段。接通時間段在時間t3處開始並且在時間t5處結束，以及關斷時間段在時間t5處開始並且在時間t7處結束。例如，t0≦t1≦t2≦t3≦t4≦t5≦t6≦t7。
根據一個實施例，在t0處，退磁信號632從邏輯低電平改變為邏輯高電平。例如，退磁檢測器612在觸發信號698中生成脈衝(例如，在t0和t2之間)以觸發新的週期。作為示例，斜坡信號628開始從量值912增加至量值914(例如，在t4處)。在另一示例中，在t1處，調製信號626從邏輯低電平改變為邏輯高電平。在短暫的延遲後，信號656(例如，在t3處)從邏輯低電平改變為邏輯高電平，並且作為響應，功率開關428被接通。在又一示例中，在t4處，調製信號626從邏輯高電平改變為邏輯低電平，並且斜坡信號628從量值914降低至量值912。在短暫的延遲後，信號656(例如，在t5處)從邏輯高電平改變為邏輯低電平，並且作為響應，功率開關428被關斷。作為示例，在t6處，退磁信號632從邏輯低電平改變為邏輯高電平，其指示退磁過程的開始。在另一示例中，在t7處，退磁信號632從邏輯高電平改變為邏輯低電平，其指示退磁過程的結束。在又一示例中，退磁檢測器612在觸發信號698中生成另一脈衝以開始下一週期。在又一示例中，斜坡信號628的量值914與補償信號474的量值相關聯。
根據另一實施例，斜坡信號628在接通時間段期間的量值變化由以下等式確定：△V ramp =V comp -V ref_1=slope×T on (公式4)其中△Vramp表示斜坡信號628的量值變化，Vcomp表示補償信號474，Vref_1表示預定的電壓量值，slope表示與斜坡信號628相關聯的斜坡斜率，以及Ton表示接通時間段的持續時間。例如，Vref_1對應於斜坡信號628的最小量值。在公式4的基礎上，接通時間段的持續時間由以下等式確定：
如公式5所示，對於給定補償信號(例如，信號474)，接 通時間段的持續時間由斜坡信號628的斜坡斜率確定。在一些實施例中，斜坡信號628的斜坡斜率根據信號636和信號638進行調節，從而使得與驅動信號456相關聯的接通時間段的持續時間被調節。例如，調節斜坡信號628的斜坡斜率以改變接通時間段的持續時間可適用於在准諧振(QR)模式下運行的具有降壓-升壓拓撲結構電源變換系統。在另一示例中，波形910在t1和t4之間的斜率對應於斜坡信號628的斜坡斜率。
如上面所討論的和在這裡進一步強調的那樣，第4(b)圖和第4(c)圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。例如，如第4(d)圖所示，電壓-電流變換元件642從控制器402中被移除。
第4(d)圖是示出了根據本發明的另一實施例，作為電源變換系統400的一部分的控制器402的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。控制器402包括斜坡信號發生器1402、欠壓鎖定(UVLO)元件1404、調製元件1406、邏輯控制器1408、驅動元件1410、退磁檢測器1412、誤差放大器1416、電流感測與採樣/保持元件1414、抖動信號發生器1499以及電壓-電流變換元件1440。
在一些實施例中，斜坡信號發生器1402接收電流信號1494、由抖動信號發生器1499生成的抖動信號1497(例如，抖動電流)以及來自電壓-電流變換元件1440的信號1436，並且輸出斜坡信號1428。例如，抖動電流1497從抖動信號發生器1499流至斜坡信號發生器1402。在另一示例中，抖動電流1497從斜坡信號發生器1402流至抖動信號發生器1499。例如，至少基於和整流後電壓450相關的信號1436所關聯的資訊來調節與斜坡信號1428相關聯的斜坡斜率。第4(d)圖中其他組件的操作與第4(b)圖中所述相類似。例如，作為電源變換系統400一部分的控制器402的時序圖與第4(c)圖中所示相類似。作為示例，信號1436表示電流。在另一示例中，電流1436從電壓-電流變換元件1440流至斜坡信號發生器1402。在又一示例中，電流1436從斜坡信號發生器1402流至電壓-電流變換元件1440。在又一示例中，回應於抖動信號1497，斜坡信號1428的斜坡斜率被調製。
在某些實施例中，抖動信號1497對應於確定性信號，如三 角波(例如，具有幾百Hz的頻率)或者正弦波(例如，具有幾百Hz的頻率)。例如，抖動信號1497與對應於和預定抖動時段(例如，近似恒定)相關的預定抖動頻率(例如，近似恒定)的多個抖動週期相關聯。作為示例，信號1456與對應于和調製時段(例如，不恒定)相關的調製頻率(例如，不恒定)的多個調製週期相關聯。在另一示例中，系統控制器402至少基於與抖動信號1497相關聯的資訊改變與斜坡信號1428相關聯的斜坡斜率，從而使得：在多個抖動週期中的同一抖動週期中，斜坡斜率被改變(例如，增加或降低)了分別與不同調製週期相對應的不同量值。在又一實施例中，斜坡斜率在彼此相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，斜坡斜率在互不相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，控制器402至少基於與改變後的斜坡斜率相關聯的資訊來調節調製頻率。
在某些實施例中，抖動信號1497對應於具有隨機(例如，偽隨機的)波形的隨機(例如，偽隨機的)信號。例如，系統控制器402至少基於與隨機抖動信號1497相關聯的資訊改變與斜坡信號1428相關聯的斜坡斜率，從而使得斜坡斜率被改變了分別與不同調製週期相對應的隨機量值。在另一示例中，斜坡斜率在彼此相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，斜坡斜率在互不相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，系統控制器402至少基於與由隨機量值改變的斜坡斜率相關聯的資訊調節調製頻率。
如上面所討論的和在這裡進一步強調的那樣，第4(a)圖、第4(b)圖、第4(c)圖和/或第4(d)圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。例如，如第5(a)圖、第5(b)圖和第5(c)圖中所示，使用與整流後電壓相關聯的電流信號來調節控制器中與內部斜坡信號相關聯的斜坡斜率。
第5(a)圖是示出了根據本發明的另一實施例的電源變換系統的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。電源變換系統800包括控制器802，電阻器804、824、826、832和866，電容器806、820和834，二極體808，包括初級繞組812、次級繞組814和輔助繞組816的變壓器810，功率開關828，電流感測電阻器830以及整流二極體818。控制 器802包括端子(例如，引腳)838、840、842、844、846、848和864。例如，功率開關828包括雙極結型電晶體。在另一示例中，功率開關828包括MOS電晶體。在又一示例中，功率開關828包括絕緣閘雙極電晶體。電源變換系統800向輸出負載822(例如，一個或多個LED)提供電源。在一些實施例中，電阻器832被移除。例如，電源變換系統800運行在准諧振模式下。
根據一個實施例，交流(AC)輸入電壓852被應用於電源變換系統800。例如，與交流(AC)輸入電壓852相關聯的整流後電壓850(例如，不小於0V的整流電壓)被電阻器804接收。在另一示例中，電容器806回應於整流後電壓850而被充電，並且在端子838(例如，端子VCC)處向控制器802提供電壓854。在又一示例中，如果電壓854在量值上大於預定閾值電壓，則控制器802開始正常運行，並且通過端子842(例如，端子GATE)輸出信號。在又一示例中，開關828回應於驅動信號856被閉合(例如，被接通)或斷開(例如，被關斷)，從而使得輸出電流858被調節至近似恒定。
根據另一實施例，當功率開關828回應於驅動信號856而被斷開(例如，被關斷)時，輔助繞組816通過二極體808向電容器806充電，從而使得控制器802能夠正常運行。例如，通過端子840(例如，端子FB)向控制器802提供回饋信號860以便檢測次級繞組814的退磁過程的結束以用於使用控制器802中的內部誤差放大器來對電容器834充電或放電。在另一示例中，通過端子840(例如，端子FB)向控制器802提供回饋信號860以便檢測次級繞組814的退磁過程的開始和結束。作為示例，電容器834回應於在端子848(例如，端子COMP)處的補償信號874而被充電或放電。在另一示例中，電阻器830被用於檢測流經初級繞組812的初級電流862，並且通過端子844(例如，端子CS)向控制器802提供電流感測信號896以使其在每個開關週期期間被處理。在又一示例中，電流感測信號896的峰值被採樣並被提供至內部誤差放大器。在又一示例中，電容器834被耦合至內部誤差放大器的輸出端子。在又一示例中，電容器820被用於維護輸出電壓868。
根據又一實施例，控制器802通過端子864(例如，端子IAC)感測到整流後電壓850。例如，控制器802包括生成斜坡信號的斜坡信號發 生器，並且控制器802被配置為至少基於和整流後電壓850相關的電流信號872所關聯的資訊，改變斜坡信號的斜坡斜率。在另一示例中，與驅動信號856相關聯的接通時間段至少基於與電流信號872相關聯的資訊進行變化。作為示例，當整流後電壓850處於峰值時，接通時間段的持續時間增加。在另一示例中，當整流後電壓850處於谷值時，接通時間段的持續時間減小。電流信號872根據以下等式被確定： 其中Iac表示電流信號872，Vbulk表示整流後電壓850，R8表示電阻器866的電阻值，以及表示常數。
在一些實施例中，控制器被配置為基於與電流信號872和補償信號874二者相關聯的資訊來調節斜坡信號。在某些實施例中，控制器被配置為基於與電流信號872或補償信號874相關聯的資訊來調節斜坡信號。
第5(b)圖是示出了根據本發明的實施例，作為電源變換系統800的一部分的控制器802的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。控制器802包括斜坡信號發生器1002、欠壓鎖定(UVLO)元件1004、調製元件1006、邏輯控制器1008、驅動元件1010、退磁檢測器1012、誤差放大器1016、電流感測與採樣/保持元件1014、另一電流感測與採樣/保持元件1040、抖動信號發生器1099以及電壓-電流變換元件1042。
根據一個實施例，欠壓鎖定(UVLO)元件1004檢測到信號854並且輸出信號1018。例如，如果信號854在量值上大於第一預定閾值，則控制器802開始正常運行。如果信號854在量值上小於第二預定閾值，則控制器802被關斷。在又一示例中，第二預定閾值在量值上小於第一預定閾值。在又一示例中，誤差放大器1016接收到基準信號1022以及來自電流感測與採樣/保持元件1014的信號1020，並且補償信號874被提供至調製元件1006和電壓-電流變換元件1042。作為示例，電流感測與採樣/保持元件1040接收到電流信號872並且向斜坡信號發生器1002輸出信號1036，該斜坡信號發生器1002還接收電流信號1094和由抖動信號發生器1099生成的抖動信號1097(例如，抖動電流)。在另一示例中，抖動電流 1097從抖動信號發生器1099流至斜坡信號發生器1002。在又一示例中，抖動電流1097從斜坡信號發生器1002流至抖動信號發生器1099。在又一示例中，調製元件1006從斜坡信號發生器1002處接收斜坡信號1028並且輸出調製信號1026。例如，斜坡信號1028在每個開關週期期間線性或非線性地增加至峰值。邏輯控制器1008對調製信號1026進行處理並且向電流感測與採樣/保持元件1014以及驅動元件1010輸出控制信號1030。例如，驅動元件1010生成與驅動信號856相關的信號1056以影響功率開關828。作為示例，退磁檢測器1012檢測到回饋信號860並且輸出用於確定次級繞組814的退磁過程的結束的退磁信號1032。作為另一示例，退磁檢測器1012檢測到回饋信號860並且輸出用於確定次級繞組814的退磁過程的開始和結束的退磁信號1032。在另一示例中，退磁檢測器1012向邏輯控制器1008輸出觸發信號1098以開始下一個調製週期。在又一示例中，當信號1056處於邏輯高電平時，驅動信號856處於邏輯高電平，並且當信號1056處於邏輯低電平時，驅動信號856處於邏輯低電平。在又一示例中，斜坡信號1028的斜坡斜率回應於抖動信號1097而被調製。
在一些實施例中，抖動信號1097對應於確定性信號，如三角波(例如，具有幾百Hz的頻率)或者正弦波(例如，具有幾百Hz的頻率)。例如，抖動信號1097與對應於和預定抖動時段(例如，近似恒定)相關的預定抖動頻率(例如，近似恒定)的多個抖動週期相關聯。作為示例，信號1056與對應于和調製時段(例如，不恒定)相關的調製頻率(例如，不恒定)的多個調製週期相關聯。在另一示例中，系統控制器802至少基於與抖動信號1097相關聯的資訊來改變與斜坡信號1028相關聯的斜坡斜率，從而使得：在多個抖動週期中的同一抖動週期中，斜坡斜率被改變(例如，增加或降低)了分別與不同調製週期相對應的不同量值。在又一示例中，斜坡斜率在彼此相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，斜坡斜率在互不相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，系統控制器802至少基於與改變後的斜坡斜率相關聯的資訊來調節調製頻率。
在某些實施例中，抖動信號1097對應於具有隨機(例如，偽隨機的)波形的隨機(例如，偽隨機的)信號。例如，系統控制器802至少基於與隨機抖動信號1097相關聯的資訊改變與斜坡信號1028相關聯的斜坡斜率，從而使得斜坡斜率被改變了分別與不同調製週期相對應的隨 機量值。在又一示例中，斜坡斜率在彼此相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，斜坡斜率在互不相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，系統控制器802至少基於與由隨機量值改變的斜坡斜率相關聯的資訊調節調製頻率。
在一些實施例中，信號1036表示電流並且被用於調節與斜坡信號1028相關聯的斜坡斜率。在某些實施例中，信號1038表示電流並且被用於調節與斜坡信號1028相關聯的斜坡斜率。例如，與信號1036和信號1038二者相關聯的資訊被用於調節與斜坡信號1028相關聯的斜坡斜率，從而調節與驅動信號856相關聯的接通時間段的持續時間。例如，作為電源變換系統800一部分的系統控制器802的時序圖與第4(c)圖所示相類似。在又一示例中，電流1036從電流感測與採樣/保持元件1040流至斜坡信號發生器1002。在又一示例中，電流1036從斜坡信號發生器1002流至電流感測元件1040。在又一示例中，電流1038從電壓-電流變換元件1042流至斜坡信號發生器1002。在又一示例中，電流1038從斜坡信號發生器1002流至電壓-電流變換元件1042。
第5(c)圖是示出了根據本發明的另一實施例，作為電源變換系統800的一部分的控制器802的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。控制器802包括斜坡信號發生器1502、欠壓鎖定(UVLO)元件1504、調製元件1506、邏輯控制器1508、驅動元件1510、退磁檢測器1512、誤差放大器1516、電流感測與採樣/保持元件1514、抖動信號發生器1599，以及另一電流感測元件1540。
在一些實施例中，斜坡信號發生器1502接收電流信號1594、由抖動信號發生器1599生成的抖動信號1597(例如，抖動電流)以及來自電流感測元件1540的信號1536，並且輸出斜坡信號1528。作為示例，抖動電流1597從抖動信號發生器1599流至斜坡信號發生器1502。作為另一示例，抖動電流1597從斜坡信號發生器1502流至抖動信號發生器1599。例如，至少基於與信號1536相關的資訊來調節與斜坡信號1528相關聯的斜坡斜率，其中該信號1536與關聯於整流後電壓850的電流信號相關。第5(c)圖中的其他組件的操作與第5(b)圖中所述的相類似。作為示例，信號1536表示電流。在另一示例中，電流1536從電流感測元件1540 流至斜坡信號發生器1502。在又一示例中，電流1536從斜坡信號發生器1502流至電流感測元件1540。在又一示例中，斜坡信號1528的斜坡斜率回應於抖動信號1597來進行調製。
在一些實施例中，抖動信號1597對應於確定性信號，如三角波(例如，具有幾百Hz的頻率)或者正弦波(例如，具有幾百Hz的頻率)。例如，抖動信號1597與對應於和預定抖動時段(例如，近似恒定)相關的預定抖動頻率(例如，近似恒定)的多個抖動週期相關聯。作為示例，信號1556與對應于和調製時段(例如，不恒定)相關的調製頻率(例如，不恒定)的多個調製週期相關聯。在另一示例中，系統控制器802至少基於與斜坡信號1528相關聯的資訊來改變與斜坡信號1528相關聯的斜坡斜率，從而使得：在多個抖動週期中的同一抖動週期內，斜坡斜率被改變(例如，增加或降低)了分別與不同調製週期相對應的不同量值。在又一示例中，斜坡斜率在彼此相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，斜坡斜率在互不相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，系統控制器802至少基於與改變後的斜坡斜率相關聯的資訊來調節調製頻率。
在某些實施例中，抖動信號1597對應於具有隨機(例如，偽隨機的)波形的隨機(例如，偽隨機的)信號。例如，系統控制器802至少基於與隨機抖動信號1597相關聯的資訊來改變與斜坡信號1528相關聯的斜坡斜率，從而使得斜坡斜率被改變了分別與不同調製週期相對應的隨機量值。在又一示例中，斜坡斜率在彼此相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，斜坡斜率在互不相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，系統控制器802至少基於與由隨機量值改變的斜坡斜率相關聯的資訊來調節調製頻率。
如上面所討論的和在這裡進一步強調的那樣，第4(a)圖、第4(b)圖、第5(a)圖和/或第5(b)圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。例如，如第6(a)圖和第6(b)圖所示，被配置為接收與整流後電壓(例如，整流後電壓450、整流後電壓850)相關的信號的端子(例如，端子464、端子864)被從電源變換系統的控制器(例如，控制器402、控制器802)中移除。
第6(a)圖是示出了根據本發明的又一實施例的電源變換 系統的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。電源變換系統500包括控制器502，電阻器504、524、526和532，電容器506、520和534，整流二極體508，包括初級繞組512、次級繞組514和輔助繞組516的變壓器510，功率開關528，電流感測電阻器530，以及整流二極體518。控制器502包括端子(例如，引腳)538、540、542、544、546和548。例如，功率開關528是雙極結型電晶體。在另一示例中，功率開關528是MOS電晶體。在又一示例中，功率開關528包括絕緣閘雙極電晶體。電源變換系統500向輸出負載522(例如，一個或多個LED)提供電源。在一些實施例中，電阻器532被移除。例如，電源變換系統500在准諧振模式下運行。
根據一個實施例，交流(AC)輸入電壓552被應用於電源變換系統500。例如，與交流AC輸入電壓552相關聯的整流後電壓550(例如，不小於0V的整流電壓)被電阻器504接收。在另一示例中，電容器506回應於整流後電壓550而被充電，並且在端子538(例如，端子VCC)處向控制器502提供電壓554。在又一示例中，如果電壓554在量值上大於預定閾值電壓，則控制器502開始正常運行，並且通過端子542(例如，端子GATE)輸出信號。在又一示例中，功率開關528回應於驅動信號556被閉合(例如，被接通)或斷開(例如，被關斷)，從而使得輸出電流558被調節至近似恒定。
根據另一實施例，當功率開關528回應於驅動信號556而被斷開(例如，被關斷)時，輔助繞組516通過整流二極體508向電容器506充電，從而使得控制器502能夠正常運行。例如，通過端子540(例如，端子FB)向控制器502提供回饋信號560以便檢測次級繞組514的退磁過程的結束以用於使用控制器502中的內部誤差放大器來對電容器534充電或放電。在另一示例中，通過端子540(例如，端子FB)向控制器502提供回饋信號560，以便檢測次級繞組514的退磁過程的開始和結束。作為示例，回應於在端子548(例如，端子COMP)處提供的補償信號574，電容器534被充電或放電。在另一示例中，電流感測電阻器530被用於檢測流經初級繞組512的初級電流562，並且通過端子544(例如，端子CS)向控制器502提供電流感測信號564，以使其在每個開關週期期間被處理。在又一示例中，電流感測信號564的峰值被採樣並被提供至內部誤差放大器。在又一 示例中，電容器520被用於維護輸出電壓568。在一些實施例中，控制器502包括用於生成斜坡信號的斜坡信號發生器，並且控制器502被配置為至少基於與補償信號574相關聯的資訊改變斜坡信號的斜坡斜率。
第6(b)圖是示出了根據本發明的實施例，作為電源變換系統500的一部分的控制器502的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。控制器502包括斜坡信號發生器702、欠壓鎖定(UVLO)元件704、調製元件706、邏輯控制器708、驅動元件710、退磁檢測器712、誤差放大器716、電流感測與採樣/保持元件714、抖動信號發生器799以及電壓-電流變換元件742。
根據一個實施例，欠壓鎖定(UVLO)元件704檢測到信號554並且輸出信號718。例如，如果信號554在量值上大於第一預定閾值，則控制器502開始正常運行。如果信號554在量值上小於第二預定閾值，則控制器502被關斷。在另一示例中，第二預定閾值在量值上小於第一預定閾值。在又一示例中，誤差放大器716接收基準信號722以及來自電流感測與採樣/保持元件714的信號720，並且補償信號574被提供至調製元件706和電壓-電流變換元件742。在又一示例中，電壓-電流變換元件742接收補償信號574並且向斜坡信號發生器702輸出信號738，其中所述斜坡信號發生器702還接收電流信號794和由抖動信號發生器799生成的抖動信號797(例如，抖動電流)。在又一示例中，抖動電流797從抖動信號發生器799流至斜坡信號發生器702。在又一示例中，抖動電流797從斜坡信號發生器702流至抖動信號發生器799。在又一示例中，調製元件706從斜坡信號發生器702接收斜坡信號728並且輸出調製信號726。例如，斜坡信號728在每個開關週期期間線性或非線性地增加至峰值。在另一示例中，邏輯控制器708處理調製信號726並且向電流感測與採樣/保持元件714和驅動元件710輸出控制信號730。在又一示例中，驅動元件710生成與驅動信號556相關的信號756以影響功率開關528。作為示例，退磁檢測器712檢測到回饋信號560並且輸出用於確定次級繞組514的退磁過程的結束的信號732。作為另一示例，退磁檢測器712檢測到回饋信號560並且輸出用於確定次級繞組514的退磁過程的開始和結束的信號732。在另一示例中，退磁檢測器712向邏輯控制器708輸出觸發信號798以開始下一個週期(例 如，對應於下一個開關週期)。在又一示例中，當信號756處於邏輯高電平時，驅動信號556處於邏輯高電平，並且當信號756處於邏輯低電平時，驅動信號556處於邏輯低電平。在又一示例中，斜坡信號728的斜坡斜率回應於抖動信號797而被調製。
在一些實施例中，抖動信號797對應於確定性信號，如三角波(例如，具有幾百Hz的頻率)或者正弦波(例如，具有幾百Hz的頻率)。例如，抖動信號797與對應於和預定抖動時段(例如，近似恒定)相關的預定抖動頻率(例如，近似恒定)的多個抖動週期相關聯。作為示例，信號756與對應于和調製時段(例如，不恒定)相關的調製頻率(例如，不恒定)的多個調製週期相關聯。在另一示例中，系統控制器502至少基於與抖動信號797相關聯的資訊來改變與斜坡信號728相關聯的斜坡斜率，從而使得：在多個抖動週期中的同一抖動週期內，斜坡斜率被改變了(例如，增加或降低)分別與不同調製週期相對應的不同量值。在又一示例中，斜坡斜率在彼此相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，斜坡斜率在互不相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，系統控制器502至少基於與改變後的斜坡斜率相關聯的資訊調節調製頻率。
在某些實施例中，抖動信號797對應於具有隨機(例如，偽隨機的)波形的隨機(例如，偽隨機的)信號。例如，系統控制器502至少基於與隨機抖動信號797相關聯的資訊改變與斜坡信號728相關聯的斜坡斜率，從而使得斜坡斜率被改變了分別與不同調製週期相對應的隨機量值。在又一示例中，斜坡斜率在彼此相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，斜坡斜率在互不相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，系統控制器502至少基於與由隨機量值改變的斜坡斜率相關聯的資訊來調節調製頻率。
在一些實施例中，信號738表示電流並且被用於調節與斜坡信號728相關聯的斜坡斜率。例如，與信號738相關聯的資訊被用於調節與斜坡信號728相關聯的斜坡斜率，從而調節與驅動信號556相關聯的接通時間段的持續時間。例如，作為電源變換系統500一部分的控制器502的時序圖與第4(c)圖中所示相類似。在另一示例中，電流738從電壓-電流變換元件742流至斜坡信號發生器702。在又一示例中，電流738從斜坡信號發生器702流至電壓-電流變換元件742。
第7(a)圖是示出了根據本發明的又一實施例的電源變換系統的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。電源變換系統1100包括控制器1102，電阻器1104、1124、1126和1132，電容器1106、1120和1134，二極體1108，包括初級繞組1112、次級繞組1114和輔助繞組1116的變壓器1110，功率開關1128，電流感測電阻器1130，以及整流二極體1118。控制器1102包括端子(例如，引腳)1138、1140、1142、1144、1146和1148。例如，功率開關1128是雙極結型電晶體。在另一示例中，功率開關1128是MOS電晶體。在又一示例中，功率開關1128包括絕緣柵雙極電晶體。電源變換系統1100向輸出負載1122(例如，一個或多個LED)提供電源。在某些實施例中，電阻器1132被移除。例如，電源變換系統1100在准諧振模式下運行。
根據一個實施例，交流(AC)輸入電壓1152被應用於系統1100。例如，與AC輸入電壓1152相關聯的整流後電壓1150(例如，不小於0V的整流電壓)被電阻器1104接收。在另一示例中，電容器1106回應於整流後電壓1150而被充電，並且在端子1138(例如，端子VCC)處向控制器1102提供電壓1154。在又一示例中，如果電壓1154在量值上大於預定閾值電壓，則所述控制器1102開始正常運行，並且通過端子1142(例如，端子GATE)輸出信號。在又一示例中，功率開關1128回應於驅動信號1156被閉合(例如，被接通)或斷開(例如，被關斷)，從而使得輸出電流1158被調節至近似恒定。
根據另一實施例，當功率開關1128回應於驅動信號1156被斷開(例如，被關斷)時，輔助繞組1116通過二極體1108向電容器1106充電，從而使得控制器1102能夠正常運行。例如，回饋信號1160被提供至端子1140(例如，端子FB)處。在另一示例中，在與驅動信號1156相關聯的接通時間段期間，信號1198與整流後電壓1150通過變壓器耦合相關聯。在又一示例中，整流後電壓1150通過端子1140(例如，端子FB)被感測。在又一示例中，在與驅動信號1156相關聯的關斷時間段期間，回饋信號1160與輸出電壓1168相關，並且回饋信號1160被用於檢測次級繞組1114的退磁過程的結束以用於使用控制器1102中的內部誤差放大器來對電容器1134充電或放電。作為示例，回應於在端子1148(例如，端子COMP) 處提供的補償信號1174，電容器1134被充電或放電。例如，電流感測電阻器1130被用於檢測流經初級繞組1112的初級電流1162，並且通過端子1144(例如，端子CS)向控制器1102提供電流感測信號1164以使其在每個開關週期期間被處理。在又一示例中，電流感測信號1164的峰值被採樣並被提供至內部誤差放大器。在又一示例中，電容器1120被用於維護輸出電壓1168。在一些實施例中，控制器1102包括生成斜坡信號的斜坡信號發生器，並且控制器1102被配置為至少基於與回饋信號1160和補償信號1174相關聯的資訊，改變斜坡信號的斜坡斜率。
第7(b)圖是示出了根據本發明的實施例，作為電源變換系統1100的一部分的控制器1102的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。控制器1102包括斜坡信號發生器1202、欠壓鎖定(UVLO)元件1204、調製元件1206、邏輯控制器1208、驅動元件1210、退磁檢測器1212、誤差放大器1216、電流感測與採樣/保持元件1214、另一電流感測組件1240、抖動信號發生器1299以及電壓-電流變換元件1242。
根據一個實施例，欠壓鎖定(UVLO)元件1204檢測到信號1154並且輸出信號1218。例如，如果信號1154在量值上大於第一預定閾值，則控制器1102開始正常運行。如果信號1154在量值上小於第二預定閾值，則控制器1102被關斷。在另一示例中，第二預定閾值在量值上小於第一預定閾值。在又一示例中，誤差放大器1216接收基準信號1222以及來自電流感測與採樣/保持元件1214的信號1220，並且補償信號1174被提供至調製元件1206和電壓-電流變換元件1242處。在又一示例中，電壓-電流變換元件1242接收補償信號1174並且向斜坡信號發生器1202輸出信號1238，其中該斜坡信號發生器1202還接收電流信號1294和由抖動信號發生器1299生成的抖動信號1297(例如，抖動電流)。在又一示例中，抖動電流1297從抖動信號發生器1299流至斜坡信號發生器1202。在又一示例中，抖動電流1297從斜坡信號發生器1202流至抖動信號發生器1299。在又一示例中，電流感測元件1240回應於與端子1140(例如，端子FB)相關聯的電流信號1296，向斜坡信號發生器1202輸出信號1236。作為示例，在與驅動信號1156相關聯的接通時間段期間，電流信號1296與整流後電壓1150相關。在又一示例中，斜坡信號1228的斜坡斜率回應於抖動 信號1297而被調製。
在一些實施例中，抖動信號1297對應於確定性信號，如三角波(例如，具有幾百Hz的頻率)或者正弦波(例如，具有幾百Hz的頻率)。例如，抖動信號1297與對應於和預定抖動時間(例如，近似恒定)相關的預定抖動頻率(例如，近似恒定)的多個抖動週期相關聯。作為示例，信號1256與對應于和調製時段(例如，不恒定)相關的調製頻率(例如，不恒定)的多個調製週期相關聯。在另一示例中，控制器1102至少基於與抖動信號1297相關聯的資訊改變與斜坡信號1228相關聯的斜坡斜率，從而使得：在多個抖動週期中的同一抖動週期內，斜坡斜率被改變(例如，增加或降低)了分別與不同調製週期相對應的不同量值。在又一示例中，斜坡斜率在彼此相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，斜坡斜率在互不相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，控制器1102至少基於與已改變的斜坡斜率相關聯的資訊來調節調製頻率。
在某些實施例中，抖動信號1297對應於具有隨機(例如，偽隨機的)波形的隨機(例如，偽隨機的)信號。例如，控制器1102至少基於與隨機抖動信號-1297相關聯的資訊改變與斜坡信號1228相關聯的斜坡斜率，從而使得斜坡斜率被改變了分別與不同調製週期相對應的隨機量值。在又一示例中，斜坡斜率在彼此相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，斜坡斜率在互不相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，控制器1102至少基於與由隨機量值改變的斜坡斜率相關聯的資訊來調節調製頻率。
根據另一實施例，調製元件1206從斜坡信號發生器1202接收斜坡信號1228並且輸出調製信號1226。例如，斜坡信號1228在每個開關週期期間線性或非線性地增加至峰值。在另一示例中，邏輯控制器1208處理調製信號1226並且向電流感測與採樣/保持元件1214和驅動元件1210輸出控制信號1230。在又一示例中，驅動元件1210生成與驅動信號1156相關聯的信號1256以影響功率開關1128。作為示例，退磁檢測器1212檢測到回饋信號1160並且(例如，在與驅動信號1156相關聯的關斷時間段期間)輸出用於確定次級繞組1114的退磁過程的結束的信號1232。作為另一示例，退磁檢測器1212檢測到回饋信號1160並且(例如，在與驅動信號1156相關聯的關斷時間段期間)輸出用於確定次級繞組1114的退磁過程 的開始和結束的信號1232。在另一示例中，退磁檢測器1212向邏輯控制器1208輸出觸發信號1298以開始下一個週期(例如，對應於下一個開關週期)。在又一示例中，當信號1256處於邏輯高電平時，驅動信號1156處於邏輯高電平，並且當信號1256處於邏輯低電平時，驅動信號1156處於邏輯低電平。
在一些實施例中，信號1236表示電流並且被用於調節與斜坡信號1228相關聯的斜坡斜率。在某些實施例中，信號1238表示電流並且被用於調節與斜坡信號1228相關聯的斜坡斜率。例如，與信號1236和信號1238二者相關聯的資訊被用於調節與斜坡信號1228相關聯的斜坡斜率，從而調節與驅動信號1156相關聯的接通時間段的持續時間。在另一示例中，電流1236從電流感測元件1240流至斜坡信號發生器1202。在又一示例中，電流1236從斜坡信號發生器1202流至電流感測元件1240。在又一示例中，電流1238從電壓-電流變換元件1242流至斜坡信號發生器1202。在又一示例中，電流1238從斜坡信號發生器1202流至電壓-電流變換元件1242。
參考第7(a)圖和第7(b)圖，在一些實施例中，在接通時間段期間，與輔助繞組1116相關聯的電壓1198由以下等式確定： 其中Vaux表示電壓1198，Naux/Np表示輔助繞組1116與初級繞組1112之間的匝數比，以及Vbulk表示整流後電壓1150。在某些實施例中，當在端子1140(例如，端子FB)處的電壓被調節至近似于零時，電流信號1296被電流感測組件1240檢測： 其中IFB表示電流信號1296並且R6表示電阻器1124的電阻值。根據一些實施例，電流信號1296表示在與驅動信號1156相關聯的接通時間段期間，整流後電壓1150的波形，並且信號1236由以下等式確定： 其中Iac表示信號1236以及δ表示常數。
與上述第4(c)圖中所述相似，在一些實施例中，斜坡信號1228在接通時間段期間在量值上增加。例如，在接通時間段期間，至少基於與通過檢測電流信號1296生成的信號1236相關聯的資訊來對斜坡信號1228的斜坡斜率進行調製。例如，作為電源變換系統1100一部分的控制器1102的時序圖與第4(c)圖中所示相類似。
第7(c)圖是示出了根據本發明的另一實施例，作為電源變換系統1100的一部分的控制器1102的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。控制器1102包括斜坡信號發生器1602、欠壓鎖定(UVLO)元件1604、調製元件1606、邏輯控制器1608、驅動元件1610、退磁檢測器1612、誤差放大器1616、電流感測組件1614、抖動信號發生器1699以及另一電流感測組件1640。
在一些實施例中，斜坡信號發生器1602接收電流信號1694，由抖動信號發生器1699生成的抖動信號1697(例如，抖動電流)以及來自電流感測元件1640的信號1636，並且輸出斜坡信號1628。在另一示例中，抖動電流1697從抖動信號發生器1699流至斜坡信號發生器1602。在又一示例中，抖動電流1697從斜坡信號發生器1602流至抖動信號發生器1699。例如，在與驅動信號1156相關聯的接通時間段期間，至少基於與和在端子1140(例如，端子FB)處檢測到的電流信號1696相關的信號1636相關聯的資訊來調節與斜坡信號1628相關聯的斜坡斜率。第7(c)圖中的其他組件的操作與第7(b)圖中所述相類似。例如，信號1636表示電流。在另一示例中，電流1636從電流感測元件1640流至斜坡信號發生器1602。在又一示例中，電流1636從斜坡信號發生器1602流至電流感測元件1640。在又一示例中，斜坡信號1628的斜坡斜率回應於抖動信號1697而被調製。
在一些實施例中，抖動信號1697對應於確定性信號，如三角波(例如，具有幾百Hz的頻率)或者正弦波(例如，具有幾百Hz的頻率)。例如，抖動信號1697與對應於和預定抖動時段(例如，近似恒定)相關的預定抖動頻率(例如，近似恒定)的多個抖動週期相關聯。作為示例，信號1656與對應于和調製時段(例如，不恒定)相關的調製頻率(例如，不恒定)的多個調製週期相關聯。在另一示例中，控制器1102至少基 於與抖動信號-1697相關聯的資訊來改變與斜坡信號1628相關聯的斜坡斜率，從而使得：在多個抖動週期中的同一抖動週期內，斜坡斜率被改變(例如，增加或降低)了分別與不同調製週期相對應的不同量值。在又一示例中，斜坡斜率在彼此相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，斜坡斜率在互不相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，控制器1102至少基於與已改變的斜坡斜率相關聯的資訊來調節調製頻率。
在某些實施例中，抖動信號1697對應於具有隨機(例如，偽隨機的)波形的隨機(例如，偽隨機的)信號。例如，控制器1102至少基於與隨機抖動信號-1697相關聯的資訊改變與斜坡信號1628相關聯的斜坡斜率，從而使得斜坡斜率被改變了分別與不同調製週期相對應的隨機量值。在又一示例中，斜坡斜率在彼此相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，斜坡斜率在互不相鄰的不同調製週期期間被改變。在又一示例中，控制器1102至少基於與由隨機量值改變的斜坡斜率相關聯的資訊來調節調製頻率。
第8(a)圖是示出了根據本發明的某些實施例，作為如第4(b)圖中所示控制器402、第5(b)圖中所示控制器802和/或第7(b)圖中所示控制器1102的一部分的某些組件。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。斜坡信號發生器1300包括電晶體1308、1310、1312、1314、1316和1320，放大器1322，以及反閘1324。此外，電流源元件1302、1304、1306和1399被包括在如第4(b)圖中所示控制器402、第5(b)圖中所示控制器802和/或第7(b)圖中所示控制器1102中。
根據一個實施例，電流源元件1302、1304、1306和1399分別與電流1332、1334、1336、1397相關。例如，包括電晶體1308、1310、1312和1314的電流鏡電路被配置為生成流經由信號1328控制的電晶體1316的充電電流1340(例如，Icharge)。在另一示例中，放大器1322接收基準信號1330並且輸出放大信號1338。在又一示例中，電容器1318被充電或放電以生成作為斜坡信號發生器1300的輸出信號的斜坡信號1398。
在一些實施例中，斜坡信號發生器1300與斜坡信號發生器602、斜坡信號發生器1002或斜坡信號發生器1202相同。例如，電流1332與以下電流相同：在斜坡信號發生器602和電壓-電流變換元件640之間流 動的電流636，在斜坡信號發生器1002和電流感測與採樣/保持元件1040之間流動的電流1036，或者在斜坡信號發生器1202和電流感測元件1240之間的信號1236。在另一示例中，電流1334與以下電流相同：在斜坡信號發生器602和電壓-電流變換元件642之間流動的電流638，在斜坡信號發生器1002和電壓-電流變換元件1042之間流動的電流1038，或者在斜坡信號發生器1202和電壓-電流變換元件1242之間流動的信號1238。在又一示例中，電流1336與電流信號694、電流信號1094或電流信號1294相同。在又一示例中，電流1397與抖動電流697、抖動電流1097或抖動電流1297相同。在又一示例中，斜坡信號1398與斜坡信號628、斜坡信號1028或斜坡信號1228相同。在又一示例中，電流源元件1302被包括在電壓-電流變換元件640、電流感測與採樣/保持元件1040或電流感測元件1240中。在又一示例中，電流源元件1304被包括在電壓-電流變換元件642、電壓-電流變換元件1042或電壓-電流變換元件1242中。在又一示例中，電流源元件1399被包括在抖動信號發生器699、抖動信號發生器1099或抖動信號發生器1299中。
在某些實施例中，斜坡信號1398的斜坡斜率由以下等式確定：slope=f(I 0,I ac ,I comp ,I j ) (公式10)例如，特別地，斜坡信號1398的斜坡斜率由以下等式確定： 其中I0表示電流1336，Iac表示電流1332，以及Icomp表示電流1334。此外，α，β，δ和γ表示(例如，大於0的)係數。在另一示例中，斜坡信號1398的斜坡斜率由以下等式確定： 在又一示例中，電流1332和電流1334由以下等式確定：I ac =f1(V bulk ) I comp =f2(V comp ) (公式12)其中f1和f2表示非線性或線性運算子。例如： 其中γ和η表示(例如，大於0的)係數，Vth1和Vth2表示預定閾值。
在一個實施例中，如果與電晶體1308與1310相關的比是K，並且另一與電晶體1312和1314相關的比是M，則充電電流1340由以下等式確定：I charge =K×M×(I 0-I ac -I comp -I j ) (公式14)例如，與斜坡信號1398相關聯的斜坡斜率由以下等式確定： 其中Icharge表示充電電流1340，以及C表示電容器1318的電容量。在某些實施例中，對於給定的I0和Icomp，當整流後電壓在量值上增加時，斜坡信號1398的斜坡斜率在量值上減小並且反過來接通時間段的持續時間增加。在又一示例中，Icharge還由以下等式確定：I charge =K×M×(I 0-I ac -I comp +I j ) (公式16)
第8(b)圖是示出了根據本發明的某些實施例，作為如第4(d)圖中所示的控制器402、第5(c)圖中所示的控制器802和/或圖第7(c)圖中所示的控制器1102的一部分的某些組件的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。斜坡信號發生器1800包括電晶體1808、1810、1812、1814、1816和1820，放大器1822以及反閘1824。此外，電流源元件1802、1806和1899被包括在如第4(d)圖中所示的控制器402、第5(c)圖中所示的控制器802和/或第7(c)圖中所示的控制器1102中。
根據一個實施例，電流源元件1802、1806和1899分別與電流1832、1836和1897相關。例如，包括電晶體1808、1810、1812和1814的電流鏡電路被配置為生成流經由信號1828控制的電晶體1816的充電電流1840(例如，Icharge)。在另一示例中，放大器1822接收基準信號1830並且輸出放大信號1838。在又一示例中，電容器1818被充電或放電以生成作為斜坡信號發生器1800的輸出信號的斜坡信號1898。
在一些實施例中，斜坡信號發生器1800與斜坡信號發生器1402相同。例如，電流1832與以下電流相同：在斜坡信號發生器1402和電壓-電流變換元件1440之間流動的電流1436，在斜坡信號發生器1502和電流感測元件1540之間流動的電流1536，或者在斜坡信號發生器1602和 電流感測組件1640之間流動的電流1636相同。在另一示例中，電流1836與電流信號1494、電流1594或電流1694相同。在又一示例中，電流1897與抖動電流1497、抖動電流1597或抖動電流1697相同。在又一示例中，斜坡信號發生器1898與斜坡信號1428、斜坡信號1528或斜坡信號1628相同。在又一示例中，電流源元件1802被包括在電壓-電流變換元件1440、電流感測元件1540或電流感測元件1640中。在又一示例中，電流源元件1899被包括在抖動信號發生器1499、抖動信號發生器1599或抖動信號發生器1699中。
第8(c)圖是示出了根據本發明的另一實施例，作為控制器502一部分的某些實施例的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。斜坡信號發生器1700包括電晶體1708、1710、1712、1714、1716和1720，放大器1722以及反閘1724。此外，電流源元件1704、1706和1799被包括在控制器502中。
根據一個實施例，電流源元件1704、1706和1799分別與電流1734、1736和1797相關。例如，包括電晶體1708、1710、1712和1714的電流鏡電路被配置為生成流經由信號1728控制的電晶體1716的充電電流1740(例如，Icharge)。在另一示例中，放大器1722接收基準信號1730並且輸出放大信號1738。在又一示例中，電容器1718被充電或放電以生成作為斜坡信號發生器1700的輸出信號的斜坡信號1798。
在一些實施例中，斜坡信號發生器1700與斜坡信號發生器1502相同。例如，電流1734是從斜坡信號發生器702流至電壓-電流變換元件742的電流738。在又一示例中，電流1736與電流信號794相同。在又一示例中，電流1797與抖動電流797相同。在又一示例中，斜坡信號1798與斜坡信號728相同。在又一示例中，電流源元件1704被包括在電壓-電流變換元件742中。在又一示例中，電流源元件1799被包括在抖動信號發生器799中。
第9圖是示出了根據本發明的又一實施例的控制器的某些組件的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。控制器1900包括電壓-電流變換元件1902和1904、電流源元件1906和1997、以及斜坡信號 發生器1999。斜坡信號發生器1999包括電晶體1908、1910、1912、1914、1916和1920，放大器1922以及反閘1924。電壓-電流變換元件1902包括運算放大器1970，電流源元件1958，電晶體1960、1962、1964和1968，以及電阻器1966。電壓-電流變換元件1904包括運算放大器1976，電流源元件1984，電晶體1978、1980、1986和1988，以及電阻器1982。
根據一個實施例，電壓-電流變換元件1902和1904、電流源元件1906以及電流源元件1997分別與電流1932、1934、1936和1995相關。例如，包括電晶體1908、1910、1912和1914的電流鏡電路被配置為生成流經由信號1928控制的電晶體1916的充電電流1940(例如，Icharge)。在另一示例中，放大器1922接收基準信號1930並且輸出放大信號1938。在又一示例中，電容器1918被充電或放電以生成作為斜坡信號發生器1999的輸出信號的斜坡信號1998。
根據另一實施例，運算放大器1976接收到補償信號1974並且輸出信號1990，其中所述信號1990被包括電晶體1978、1980、1986和1988的電流鏡電路接收以生成電流1934。例如，運算放大器1970接收信號1972和輸出信號1956，其中所述信號1956被包括電晶體1968、1964、1962和1960的電流鏡電路接收以生成電流1932。
在一些實施例中，控制器1900與控制器402相同。例如，斜坡信號發生器1999與斜坡信號發生器602相同。例如，電流1932與在斜坡信號發生器602和電壓-電流變換元件640之間流動的電流636相同。在另一示例中，電流1934與在斜坡信號發生器602和電壓-電流變換元件642之間流動的電流638相同。在又一示例中，電流1936與電流信號694相同。在又一示例中，電流1995與抖動電流697相同。在又一示例中，斜坡信號1998與斜坡信號628相同。在又一示例中，補償信號1974與補償信號474相關，並且信號1972與信號472相關。在又一示例中，電壓-電流變換元件1902與電壓-電流變換元件640相同。在又一示例中，電壓-電流變換元件1904與電壓-電流變換元件642相同。在又一示例中，電流源元件1997被包括在抖動信號發生器699中。
根據另一實施例，基於公式12和公式13，與電流源元件1984相關的電流1992(例如，Ib1)與η×Vth1相關聯，並且與電流源元件1958相 關的電流1954(例如，Ib2)與γ×Vth2相關聯。例如，斜坡信號1998在電源變換系統的每個開關週期期間線性或非線性地增加至峰值。在另一示例中，與斜坡信號1998相關聯的斜坡斜率由以下等式確定： 其中Icharge表示充電電流1940，以及C表示電容器1918的電容量。在又一示例中，與和功率開關相關的驅動信號相關聯的接通時間段由以下等式確定： 其中Vcomp表示補償信號1974，Vref表示基準信號1930，Icharge表示充電電流1940以及C表示電容器1918的電容量。
如上面所討論的和在這裡進一步強調的那樣，第9圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。例如，電壓-電流變換元件1904從控制器1900中被移除，並且斜坡信號發生器1999繼而與斜坡信號發生器1800相同。在另一示例中，電壓-電流變換元件件1902從控制器1900中被移除，並且斜坡信號發生器1999繼而與斜坡信號發生器1700相同。
如上面所討論的和此處進一步強調的，第4(a)圖、第4(b)圖、第4(c)圖和/或第4(d)圖僅僅是示例，其不應不適當地限制權利要求的範圍。本領域的技術人員將認識到許多變化、替代和修改。例如，為了達到高效率(例如，>90%)，電源變換系統400在准諧振模式(QR)下運行。作為示例，控制器402被實現為通過(例如，與經整流的正弦波形相關的)整流後電壓450改變接通時間段的持續時間(例如，Ton)以改善總諧波失真，例如，如第10(a)圖、第10(b)圖和/或第10(c)圖中所示。
第10(a)圖是示出了根據本發明的又一實施例的、作為電源變換系統400的一部分的控制器402的簡化圖。此圖僅僅是示例，其不 應不適當地限制權利要求的範圍。本領域的技術人員將認識到許多變化、替代和修改。控制器402包括斜坡信號發生器2602、欠壓鎖定UVLO元件2604、調製元件2606、邏輯控制器2608、驅動元件2610、退磁檢測器2612、誤差放大器2616、電流感測與採樣/保持組件2614、總諧波失真(THD)優化器2699、變換元件2640和電壓-電流變換元件2642。
根據一個實施例，欠壓鎖定UVLO元件2604檢測信號454並輸出信號2618(例如，por)。例如，如果信號454在量值上大於第一預定閾值，則控制器402開始正常運行。如果信號454在量值上小於第二預定閾值，則控制器402被關斷。在另一示例中，第二預定閾值在量值上小於第一預定閾值。作為另一示例，變換元件2640在端子464(例如，端子VAC)處接收信號472並向THD優化器2699輸出信號2636。在又一示例中，THD優化器2699還在端子448(例如，端子COMP)處接收補償信號474並輸出信號2697(例如，Vcomp_int)。在又一示例中，THD優化器2699至少部分基於與信號472相關聯的信號2636將補償信號474轉換為信號2697(例如，Vcomp_int)。在又一示例中，電容器434被耦合至端子448(例如，端子COMP)並與誤差放大器2616一起構成積分器或低通濾波器。在又一示例中，誤差放大器2616是跨導放大器並輸出與基準信號2622和信號2620之間的差成比例的電流。在又一示例中，誤差放大器2616與電容器434一起生成補償信號474，其中補償信號474是電壓信號。作為示例，信號2636包括一個或多個電流信號。作為另一示例，信號2636包括一個或多個電壓信號。
根據另一實施例，誤差放大器2616接收來自電流感測與採樣/保持元件2614的信號2620和基準信號2622，並且補償信號474被提供至向斜坡信號發生器2602輸出電流2638(例如，Icomp)的電壓-電流變換元件2642。例如，電流感測與採樣/保持元件2614回應於控制信號2630對電流感測信號496進行採樣，然後保持採樣信號直至電流感測與採樣/保持元件2614對電流感測信號496再次進行採樣。作為示例，斜坡信號發生器2602還接收電流信號2694(例如，I0)並向調製元件2606(例如，比較器)生成斜坡信號2628，其中調製元件2606還接收來自THD優化器2699的信號2697(例如，Vcomp_int)。作為示例，斜坡信號2628在每個開關週期期間線性或非線性地增加至峰值。作為另一示例，斜坡信號2628的斜坡斜率至少 部分基於補償信號474變化。在又一示例中，電流2638(例如，Icomp)從電壓-電流變換元件2642流至斜坡信號發生器2602。在又一示例中，電流2638(例如，Icomp)從斜坡信號發生器2602流至電壓-電流變換元件2642。
根據又一實施例，調製元件2606輸出調製信號2626。例如，邏輯控制器2608處理調製信號2626並且向電流感測與採樣/保持元件2614和驅動元件2610輸出控制信號2630。在另一示例中，驅動元件2610生成與驅動信號456相關的信號2656以影響功率開關428。在又一示例中，如果信號2656處於邏輯高電平，則驅動信號456處於邏輯高電平，並且如果信號2656處於邏輯低電平，則驅動信號456處於邏輯低電平。
在一個實施例中，退磁檢測器2612檢測到回饋信號460並且輸出用於確定次級繞組414的退磁過程的結束的退磁信號2632。作為另一示例，退磁檢測器2612檢測到回饋信號460並且輸出用於確定次級繞組414的退磁過程的開始和結束的退磁信號2632。在又一示例中，退磁檢測器2612向邏輯控制器2608輸出觸發信號2698以開始下一個週期(例如，對應於下一個開關週期)。
在另一實施例中，系統控制器402至少基於與信號472相關聯的資訊將接通時間段的持續時間改變了分別對應於功率開關428的不同的開關週期的不同的量值，其中功率開關428在接通時間段期間被保持閉合(例如，被接通)。例如，與功率開關428相關聯的接通時間段的持續時間在功率開關428的彼此相鄰的不同開關週期期間被改變。在另一示例中，與功率開關428相關聯的接通時間段的持續時間在功率開關428的彼此不相鄰的不同開關週期期間被改變。
第10(b)圖是根據本發明的另一實施例的、用於作為電源變換系統400的一部分的控制器402的簡化時序圖。此圖僅僅是示例，其不應不適當地限制權利要求的範圍。本領域的技術人員將認識到許多變化、替代和修改。波形2902表示作為時間的函數的調製信號2626(例如，PWM)，波形2904表示作為時間的函數的信號2656(例如，Gate)，波形2906表示作為時間的函數的退磁信號632(例如，Demag)，波形2908表示作為時間的函數的觸發信號2698(例如，Trigger)，以及波形2910表示作為時間的函數的斜坡信號2628(例如，Ramp)。
第10(b)圖中示出了與信號2656相關聯的接通時間段和 關斷時間段。接通時間段在時間t13處開始並且在時間t15處結束，以及關斷時間段在時間t15處開始並且在時間t18處結束。例如，t10≦t11≦t12≦t13≦t14≦t15≦t16≦t17≦t18。
根據一個實施例，在t10處，退磁信號632從邏輯低電平改變為邏輯高電平。例如，退磁檢測器2612在觸發信號2698中(例如，在t10和t12之間)生成脈衝以觸發新的週期。作為示例，斜坡信號2628開始從量值2912增加至量值2914(例如，在t14處)。在另一示例中，在t11處，調製信號2626從邏輯低電平改變為邏輯高電平。在短暫的延遲後，信號2656(例如，在t13處)從邏輯低電平改變為邏輯高電平，並且作為響應，功率開關428被接通。在又一示例中，在t14處，調製信號2626從邏輯高電平改變為邏輯低電平，並且斜坡信號2628從量值2914降低至量值2912。在短暫的延遲後，信號2656(例如，在t15處)從邏輯高電平改變為邏輯低電平，並且作為響應，功率開關428被關斷。作為示例，在t16處，退磁信號632從邏輯低電平改變為邏輯高電平，其指示退磁過程的開始。在另一示例中，在t17處，退磁信號632從邏輯高電平改變為邏輯低電平，其指示退磁過程的結束。在又一示例中，退磁檢測器2612在觸發信號2698中生成另一脈衝以開始下一週期。在又一示例中，斜坡信號2628的量值2914與信號補償474的量值相關聯。
根據另一實施例，在接通時間段期間，斜坡信號2628的量值變化由以下等式確定：△V ramp =V comp_int-V ref =slope×T on (公式18)其中△Vramp表示斜坡信號2628的量值變化，Vcomp_int表示信號2697，Vref表示預定的電壓量值，slope表示與斜坡信號2628相關聯的斜坡斜率，以及Ton表示接通時間段的持續時間。例如，Vref對應於斜坡信號2628的最小量值。作為示例，在公式18的基礎上，接通時間段的持續時間由以下等式確定：
根據又一實施例，信號2697(例如，Vcomp_int)由以下等式確定： V comp_int=V comp +α×V bulk (公式20)其中Vcomp表示補償信號474，Vbulk表示整流後電壓450，以及α表示係數參數。例如，結合公式19和20，接通時間段的持續時間由以下等式確定： 作為示例，結合公式3和21，接通時間段的持續時間由以下公式確定：
如公式21和22中所示，接通時間段的持續時間不是恒定的，並且根據一些實施例隨著與交流(AC)輸入電壓452相關聯的整流後電壓450而變化。例如，隨著整流後電壓450而改變接通時間段的持續時間的操作模式適用於在准諧振(QR)模式下運行的具有降壓-升壓拓撲結構的電源變換系統。在另一示例中，在t11和t14之間的波形2910的斜率對應於斜坡信號2628的斜坡斜率。在又一示例中，隨著整流後電壓450而改變接通時間段的持續時間的操作模式用於在准諧振(QR)模式下運行的具有反激式拓撲結構的電源變換系統。
第10(c)圖是示出了根據本發明的另一實施例的、作為電源變換系統400的一部分的控制器402的某些元件的簡化圖。此圖僅僅是示例，其不應不適當地限制權利要求的範圍。本領域的技術人員將認識到許多變化、替代和修改。
例如，電壓-電流變換元件2642包括運算放大器3976，電流源元件3984，電晶體3978、3980、3986和3988，以及電阻器3982。斜坡信號發生器2602包括電晶體3908、3910、3912、3914、3916和3920，放大器3922和反閘3924。變換元件2640包括運算放大器3970，電流源元件3958，電晶體3995、3997、3932、3960、3962、3964和3968以及電阻器3966。THD優化器2699包括運算放大器3936以及電阻器3944和3946。 控制器402還包括提供電流信號2694(例如，I0)的電流源元件3906。作為示例，電晶體3908、3910、3920、3986、3988、3962、3960和3932是N溝道電晶體，而電晶體3978、3980、3912、3914、3916、3968、3964、3995和3997是P溝道電晶體。
根據一個實施例，放大器3922在其非反相端子(例如，端子“+”)處接收基準信號3930(例如，Vref)並且輸出放大信號3938，其中反相端子(例如，端子“-”)和放大器3922的輸出端子被連接在一起。例如，信號3928(例如，PWM_N)由反閘3924生成並且與調製信號2626(例如，PWM)互補。作為示例，如果調製信號2626(例如，PWM)處於邏輯高電平，則信號3928(例如，PWM_N)處於邏輯低電平，並且如果調製信號2626(例如，PWM)處於邏輯低電平，則信號3928(例如，PWM_N)處於邏輯高電平。在另一示例中，N溝道電晶體3920和P溝道電晶體3916由信號3928(例如，PWM_N)控制。在一個實施例中，如果信號3928(例如，PWM_N)處於邏輯高電平，則N溝道電晶體3920被接通而P溝道電晶體3916被關斷。放大信號3938通過N溝道電晶體3920被提供以生成作為斜坡信號發生器2602的輸出信號的斜坡信號2628。在另一實施例中，如果信號3928(例如，PWM_N)處於邏輯低電平，則N溝道電晶體3920被關斷而電晶體3916被接通。包括N溝道電晶體3908、3910、P溝道電晶體3912和3914的電流鏡電路被配置為生成流經P溝道電晶體3916的充電電流3940(例如，Icharge)。回應於電流3940通過P溝道電晶體3916，電容器3918被充電以生成作為斜坡信號發生器2602的輸出信號的斜坡信號2628。
根據另一實施例，運算放大器3976在其非反相端子(例如，端子“+”)處接收補償信號474(例如，Vcomp)並且輸出信號3990，其中信號3990由包括P溝道電晶體3978、3980、N溝道電晶體3986和3988的電流鏡電路接收以生成電流2638(例如，Icomp)。例如，流經P溝道電晶體3978的電流3981在量值上與電流源元件3984提供的電流3992和流經N溝道電晶體3986的電流3991的和是成比例的(例如，相等)。在另一示例中，電流3991在量值上與電流2638(例如，Icomp)是成比例的(例如，等於)。在又一示例中，電流信號2694(例如，I0)在量值上與電流2638(例如，Icomp)和流經N溝道電晶體3908的電流3911的和是成比例的(例如，等於)。在又一示例中，電流3911在量值上與電流3940(例如，Icharge)是成比例的 (例如，等於)。
根據又一實施例，運算放大器3970接收與整流後電壓450相關聯的信號472並且向P溝道電晶體3968輸出信號3956以生成流經電阻器3966(例如，R2)的電流3967。例如，包括電晶體3968和3964的電流鏡電路生成流經電晶體3964的電流3969。作為示例，電流3969在量值上與電流3967是成比例的(例如，等於)。作為另一示例，電流源元件3958提供電流3954(例如，Ib2)，並且流經N溝道電晶體3962的電流3963在量值上等於電流3969和電流3954之間的差。作為又一示例，包括N溝道電晶體3962和3960的電流鏡電路生成電流3961。例如，電流3961流經N溝道電晶體3960並且被鏡像以生成電流3942(例如，Iac_n)。在另一示例中，電流3961流經電晶體3995並且被鏡像以生成電流3940(例如，Iac_p)。在又一示例中，電流3961在量值上與電流3940(例如，Iac_p)是成比例的(例如，等於)。在又一示例中，電流3961在量值上與電流3942(例如，Iac_n)是成比例的(例如，等於)。
在一個實施例中，總諧波失真(THD)優化器2699接收電流3940(例如，Iac_p)和電流3942(例如，Iac_n)二者以及補償信號474(例如，Vcomp)，並且向調製元件2606(例如，比較器)輸出信號2697(例如，Vcomp_int)。作為示例，運算放大器3936在其非反相端子(例如，端子“+”)處接收補償信號474(例如，Vcomp)，其中反相端子(例如，端子“-”)和放大器3936的輸出端子被連接在一起。作為另一示例，電流3942(例如，Iac_n)流經電阻器3944(例如，R3)並且電流3940(例如，Iac_p)流經電阻器3946(例如，R4)以生成信號2697(例如，Vcomp_int)。例如，電流3940(例如，Iac_p)和電流3942(例如，Iac_n)被包括在由變換元件2640生成的信號2636中(例如，如第10(a)圖中所示)。
在另一實施例中，電流3940(例如，Iac_p)由以下等式確定： 其中VAC表示信號472，R2表示電阻器3966的電阻，並且Ib2表示電流3954。作為示例，VAC=γ×V bulk ，其中γ表示係數參數。例如，如果，則電流3940(例如，Iac_p)由以下等式確定： 在另一示例中，如果，則電流3940(例如，Iac_p)被確定為零。在一些實施例中，電流3942(例如，Iac_n)在量值上等於電流3940(例如，Iac_p)。
在又一實施例中，如果，則信號2697(例如，Vcomp_int)由以下等式確定： 其中Vcomp表示補償信號474，R3表示電阻器3944的電阻，並且R4表示電阻器3946的電阻。例如，如果Ib2等於零，則在公式25的基礎上，信號2697(例如，Vcomp_int)由以下等式確定： 結合公式3和公式26，信號2697(例如，Vcomp_int)由以下等式確定：
在又一實施例中，結合等式19和等式27，與功率開關428相關聯的接通時間段的持續時間由以下等式確定：
如上面所討論的和在這裡進一步強調的那樣，第5(a)圖、第5(b)圖和/或第5(c)圖僅僅是示例，其不應該過度地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。例如，為 了達到高效率(例如，>90%)，電源變換系統800在准諧振模式(QR)下運行。作為示例，控制器802被實現為通過(例如，與經整流的正弦波形相關的)整流後電壓850改變接通時間段的持續時間(例如，Ton)以改善總諧波失真，例如，如第11(a)圖和/或第11(b)圖中所示。
第11(a)圖是示出了根據本發明的又一實施例的、作為電源變換系統800的一部分的控制器802的簡化圖。此圖僅僅是示例，其不應不適當地限制權利要求的範圍。本領域的技術人員將認識到許多變化、替代和修改。控制器802包括斜坡信號發生器3002、欠壓鎖定(UVLO)元件3004、調製元件3006、邏輯控制器3008、驅動元件3010、退磁檢測器3012、誤差放大器3016、電流感測與採樣/保持組件3014、總諧波失真(THD)優化器3099、電流感測元件3040和電壓-電流變換元件3042。
根據一個實施例，欠壓鎖定(UVLO)元件3004檢測信號854並輸出信號3018(例如，por)。例如，如果信號854在量值上大於第一預定閾值，則控制器802開始正常運行。如果信號854在量值上小於第二預定閾值，則控制器802被關斷。在另一示例中，第二預定閾值在量值上小於第一預定閾值。作為另一示例，電流感測元件3040在端子864(例如，端子I_AC)處接收電流信號872並向總諧波失真(THD)優化器3099輸出信號3036。在又一示例中，總諧波失真(THD)優化器3099還在端子848(例如，端子COMP)處接收補償信號874並輸出信號3097(例如，Vcomp_int)。在又一示例中，總諧波失真(THD)優化器3099至少部分基於與電流信號872相關聯的信號3036將補償信號874轉換為信號3097(例如，Vcomp_int)。在又一示例中，電容器834被耦合至端子848(例如，端子COMP)並與誤差放大器3016一起構成積分器或低通濾波器。在又一示例中，誤差放大器3016是跨導放大器並輸出與基準信號3022和信號3020之間的差值成比例的電流。在又一示例中，誤差放大器3016與電容器834一起生成補償信號874，其中補償信號874是電壓信號。作為示例，信號3036包括一個或多個電流信號。作為另一示例，信號3036包括一個或多個電壓信號。
根據另一實施例，誤差放大器3016接收來自電流感測與採樣/保持元件3014的信號3020和基準信號3022，並且補償信號874被提供至向斜坡信號發生器3002輸出電流3038(例如，Icomp)的電壓-電流變換元件3042。例如，電流感測與採樣/保持元件3014回應於控制信號3030，對 電流感測信號896進行採樣，然後保持採樣的信號直至電流感測與採樣/保持元件3014對電流感測信號896再次進行採樣。作為示例，斜坡信號發生器3002還接收電流信號3094(例如，I0)並向調製元件3006(例如，比較器)生成斜坡信號3028，其中調製元件3006還接收來自總諧波失真(THD)優化器3099的信號3097(例如，Vcomp_int)。作為示例，斜坡信號3028在每個開關週期期間線性或非線性地增加至峰值。作為另一示例，斜坡信號3028的斜坡斜率至少部分基於補償信號874變化。在又一示例中，電流3038(例如，Icomp)從電壓-電流變換元件3042流至斜坡信號發生器3002。在又一示例中，電流3038(例如，Icomp)從斜坡信號發生器3002流至電壓-電流變換元件3042。
根據又一實施例，調製元件3006輸出調製信號3026。例如，邏輯控制器3008處理調製信號3026並且向電流感測與採樣/保持元件3014和驅動元件3010輸出控制信號3030。在另一示例中，驅動元件3010生成與驅動信號856相關的信號3056以影響功率開關828。在又一示例中，如果信號3056處於邏輯高電平，則信號856處於邏輯高電平，並且如果信號3056處於邏輯低電平，則驅動信號856處於邏輯低電平。
在一個實施例中，退磁檢測器3012檢測到回饋信號860並且輸出用於確定次級繞組814的退磁過程的結束的退磁信號3032。作為另一示例，退磁檢測器3012檢測到回饋信號860並且輸出用於確定次級繞組814的退磁過程的開始和結束的退磁信號3032。在又一示例中，退磁檢測器3012向邏輯控制器3008輸出觸發信號3098以開始下一個週期(例如，對應於下一個開關週期)。
在另一實施例中，系統控制器802至少部分基於與電流信號872相關聯的資訊將接通時間段的持續時間改變了分別對應於功率開關828的不同的開關週期的不同量值，其中功率開關828在接通時間段期間被保持閉合(例如，被接通)。例如，與功率開關828相關聯的接通時間段的持續時間在功率開關828的彼此相鄰的不同開關週期期間被改變。在另一示例中，與功率開關828相關聯的接通時間段的持續時間在功率開關828的彼此不相鄰的不同開關週期期間被改變。
第11(b)圖是示出了根據本發明的一個實施例的、作為電源變換系統800的一部分的控制器802的某些元件的簡化圖。此圖僅僅是 示例，其不應不適當地限制權利要求的範圍。本領域的技術人員將認識到許多變化、替代和修改。
例如，斜坡信號發生器3002包括電晶體3108、3110、3112、3114、3116和3120，放大器3122和反閘3124。總諧波失真(THD)優化器3099包括運算放大器3136，以及電阻器3144和3146。電流感測元件3040包括電晶體3132、3160、3162、3164和3168，以及電流源元件3134。作為示例，電晶體3108、3110、3120、3162、3160和3132是N溝道電晶體，而電晶體3112、3114、3116、3168和3164是P溝道電晶體。
根據一個實施例，放大器3122在其非反相端子(例如，端子“+”)處接收基準信號3130(例如，Vref)並且輸出放大信號3138，其中反相端子(例如，端子“-”)和放大器3122的輸出端子被連接在一起。在另一示例中，信號3128(例如，PWM_N)由反閘3124生成並且與調製信號3026(例如，PWM)互補。作為示例，如果調製信號3026(例如，PWM)處於邏輯高電平，則信號3128(例如，PWM_N)處於邏輯低電平，並且如果調製信號3026(例如，PWM)處於邏輯低電平，則信號3128(例如，PWM_N)處於邏輯高電平。在另一示例中，電晶體3120和電晶體3116由信號3128(例如，PWM_N)控制。在一個實施例中，如果信號3128(例如，PWM_N)處於邏輯高電平，則電晶體3120被接通而電晶體3116被關斷。放大信號3138通過電晶體3120被提供以生成作為斜坡信號發生器3002的輸出信號的斜坡信號3028。在另一實施例中，如果信號3128(例如，PWM_N)處於邏輯低電平，則電晶體3120被關斷而電晶體3116被接通。包括電晶體3108、3110、3112和3114的電流鏡電路被配置為生成流經電晶體3116的充電電流3140(例如，Icharge)。回應於通過電晶體3116的電流3140，電容器3118被充電以生成作為斜坡信號發生器3002的輸出信號的斜坡信號3028。例如，電流3198流經電晶體3108並且在量值上與電流3140(例如，Icharge)是成比例的。在另一示例中，電流3094(例如，I0)在量值上等於電流3198和電流3038(例如，Icomp)之和。
根據另一實施例，電流3196流經電晶體3162並且電流信號872(例如，Iac)在量值上等於電流3196和由電流源元件3134提供的電流3154(例如，Ib2)之和。例如，包括電晶體3162、3160和3132的電流鏡電路生成在量值上與電流3196成比例的電流3142(例如，Iac_n)。在另一示 例中，包括電晶體3162、3160、3168和3164的電流鏡電路生成在量值上與電流3196成比例(例如，等於)的電流3140(例如，Iac_p)。
根據又一實施例，運算放大器3136在其非反相端子(例如，端子“+”)處接收補償信號874(例如，Vcomp)並向電阻器3144(例如，R3)和電阻器3146(例如，R4)輸出信號3190。例如，信號3190至少與電流3142(Iac_n)相關聯。作為示例，信號3097(例如，Vcomp_int)是至少部分基於電流3140(例如，Iac_p)和電流3142(例如，Iac_n)生成的並且向調製元件3006(例如，比較器)輸出。例如，電流3140(例如，Iac_p)和電流3142(例如，Iac_n)被包括在由電流感測元件3040生成的信號3036中(例如，如第11(a)圖中所示)。
在一個實施例中，如果I ac Ib2，則電流3140(例如，Iac_p)由以下等式確定：I ac_p =I ac -Ib2 (公式29)其中Iac表示電流信號872，並且Ib2表示電流3154。例如，如果I ac <Ib2，則電流3140(例如，Iac_p)被確定為零。在一些實施例中，電流3142(例如，Iac_n)在量值上等於電流3140(例如，Iac_p)。
如上面所討論的和此處進一步強調的，第7(a)圖、第7(b)圖和/或第7(c)圖僅僅是示例，其不應不適當地限制權利要求的範圍。本領域的技術人員將認識到許多變化、替代和修改。例如，為了達到高效率(例如，>90%)，電流變換系統1100在准諧振模式(QR)下運行。作為示例，控制器1102被實現為通過(例如，與經整流的正弦波形相關的)整流後電壓1150改變接通時間段的持續時間(例如，Ton)以改善總諧波失真，例如，如第12(a)和/或第12(b)圖中所示。
第12(a)圖是示出了根據本發明的另一實施例的、作為電源變換系統1100的一部分的控制器1102的簡化圖。此圖僅僅是示例，其不應不適當地限制權利要求的範圍。本領域的技術人員將認識到許多變化、替代和修改。控制器1102包括斜坡信號發生器3202、欠壓鎖定(UVLO)元件3204、調製元件3206、邏輯控制器3208、驅動元件3210、退磁檢測器3212、誤差放大器3216、電流感測與採樣/保持組件3214、電流感測元組件3240、總諧波失真(THD)優化器3299和電壓-電流變換元件3242。
根據一個實施例，欠壓鎖定(UVLO)元件3204檢測信號1154 並輸出信號3218(例如，por)。例如，如果信號1154在量值上大於第一預定閾值，則控制器1102開始正常運行。如果信號1154在量值上小於第二預定閾值，則控制器1102被關斷。在另一示例中，第一預定閾值在量值上大於第二預定閾值。
根據另一實施例，斜坡信號發生器3202接收電流信號3294(例如，I0)和來自電壓-電流變換元件3242的電流3238(例如，Icomp)並向調製元件3206生成斜坡信號3228。作為示例，斜坡信號3228在每個開關週期期間線性或非線性地增加至峰值。作為另一示例，斜坡信號3228的斜坡斜率至少部分基於補償信號1174變化。在另一示例中，調製元件3206還接收來自總諧波失真(THD)優化器3299的信號3297(例如，Vcomp_in)並向邏輯控制器3208輸出調製信號3226。例如，邏輯控制器3208處理調製信號3226並且向電流感測與採樣/保持元件3214和驅動元件3210輸出控制信號3230。在另一示例中，驅動元件3210生成與驅動信號1156相關的信號3256以影響功率開關1128。在又一示例中，如果信號3256處於邏輯高電平，則驅動信號1156處於邏輯高電平，並且如果信號3256處於邏輯低電平，則驅動信號1156處於邏輯低電平。
根據又一實施例，誤差放大器3216接收來自電流感測與採樣/保持元件3214的信號3220和基準信號3222(例如，Vref_ea)，並且補償信號1174被提供至總諧波失真(THD)優化器3299和電壓-電流變換元件3242。作為示例，電容器1134被耦合至端子1148(例如，端子COMP)處並且與誤差放大器3216一起構成積分器或低通濾波器。在另一示例中，誤差放大器3216是跨導放大器，並且輸出與基準信號3222和信號3220之間的差值成比例的電流。在又一示例中，誤差放大器3216與電容器1134一起生成補償信號1174，其中補償信號1174是電壓信號。在又一示例中，電流3238(例如，Icomp)從總諧波失真(THD)優化器3299流至斜坡信號發生器3202。在又一示例中，電流3238(例如，Icomp)從斜坡信號發生器3202流至總諧波失真(THD)優化器3299。
根據又一實施例，電流感測元件3240回應於與端子1140(例如，端子FB)相關聯的電流信號3296，向斜坡信號發生器3202輸出信號3236。例如，在與驅動信號1156相關聯的接通時間段期間，電流信號3296與整流後電壓1150相關。作為示例，信號3236包括一個或多個電流信號。 作為另一示例，信號3236包括一個或多個電壓信號。
在一個實施例中，退磁檢測器3212檢測到回饋信號1160並且輸出用於確定次級繞組1114的退磁過程的結束的退磁信號3232。作為另一示例，退磁檢測器3212檢測到回饋信號1160並且輸出用於確定次級繞組1114的退磁過程的開始和結束的退磁信號3232。在又一示例中，退磁檢測器3212向邏輯控制器3208輸出觸發信號3298以開始下一個週期(例如，對應於下一個開關週期)。
在另一實施例中，控制器1102將分別對應於功率開關1128的不同的開關週期的接通時間段的持續時間改變調節，其中功率開關1128在接通時間段期間被保持閉合(例如，被接通)。例如，與功率開關1128相關聯的接通時間段的持續時間在功率開關1128的彼此相鄰的不同開關週期期間被改變。在另一示例中，與功率開關1128相關聯的接通時間段的持續時間在功率開關1128的彼此不相鄰的不同開關週期期間被改變。
第12(b)圖是示出了根據本發明的一個實施例的、作為電源變換系統1100的一部分的控制器1102的某些元件的簡化圖。此圖僅僅是示例，其不應不適當地限制權利要求的範圍。本領域的技術人員將認識到許多變化、替代和修改。
例如，斜坡信號發生器3202包括電晶體3308、3310、3312、3314、3316和3320，放大器3322和反閘3324。總諧波失真(THD)優化器3299包括運算放大器3336，以及電阻器3344和3346。電流感測元件3240包括電晶體3332、3360、3362、3364和3368，以及電流源元件3334。作為示例，電晶體3308、3310、3320、3362、3360和3332是N溝道電晶體，而電晶體3312、3314、3316、3368和3364是P溝道電晶體。
根據一個實施例，放大器3322在其非反相端子(例如，端子“+”)處接收基準信號3330(例如，Vref)並且輸出放大信號3338，其中反相端子(例如，端子“-”)和放大器3322的輸出端子被連接在一起。例如，信號3328(例如，PWM_N)由反閘3324生成並且與調製信號3226(例如，PWM)互補。作為示例，如果調製信號3226(例如，PWM)處於邏輯高電平，則信號3328(例如，PWM_N)處於邏輯低電平，並且如果調製信號3226(例如，PWM)處於邏輯低電平，則信號3328(例如，PWM_N)處於邏輯高電平。在另一示例中，N溝道電晶體3320和P溝道電晶體3316 由信號3328(例如，PWM_N)控制。在一個實施例中，如果信號3328(例如，PWM_N)處於邏輯高電平，則N溝道電晶體3320被接通而P溝道電晶體3316被關斷。放大信號3338通過N溝道電晶體3320被提供以生成作為斜坡信號發生器3202的輸出信號的斜坡信號3228。在另一實施例中，如果斜坡信號3328(例如，PWM_N)處於邏輯低電平，則N溝道電晶體3320被關斷而P溝道電晶體3316被接通。包括N溝道電晶體3308、3310、P溝道電晶體3312和3314的電流鏡電路被配置為生成流經P溝道電晶體3316的充電電流3340(例如，Icharge)。回應於充電電流3340通過P溝道電晶體3316，電容器3318被充電以生成作為斜坡信號發生器3202的輸出信號的斜坡信號3228。例如，電流3398流經電晶體3308並且在量值上與充電電流3340(例如，Icharge)是成比例的。在另一示例中，電流信號3294(例如，I0)在量值上等於電流3398和電流3238(例如，Icomp)之和。
根據另一實施例，電流3396流經N溝道電晶體3362，並且與電流3296(例如，IFB)相關聯的電流3496(例如，Iac)在量值上等於電流3396和由電流源元件3334提供的電流3354(例如，Ib2)之和。例如，包括N溝道電晶體3362、3360和3332的電流鏡電路生成在量值上與電流3396成比例(例如，等於)的電流3342(例如，Iac_n)。在另一示例中，包括N溝道電晶體3362、3360、P溝道電晶體3368和3364的電流鏡電路生成在量值上與電流3396成比例(例如，等於)的充電電流3340(例如，Iac_p)。
根據又一實施例，運算放大器3336在其非反相端子(例如，端子“+”)處接收補償信號1174(例如，Vcomp)並向電阻器3344(例如，R3)和電阻器3346(例如，R4)輸出信號3390。例如，信號3390至少與電流3342(Iac_n)相關聯。作為示例，信號3297(例如，Vcomp_int)是至少部分基於充電電流3340(例如，Iac_p)和電流3342(例如，Iac_n)生成的並且向調製元件3206(例如，比較器)輸出。例如，充電電流3340(例如，Iac_p)和電流3342(例如，Iac_n)被包括在由電流感測元件3240生成的信號3236中(例如，如第12(a)圖中所示)。
參考第7(a)圖、第12(a)圖和第12(b)圖，在一些實施例中，在接通時間段期間，與輔助繞組1116相關聯的電壓1198由以下等式確定： 其中Vaux表示電壓1198，Naux/Np表示輔助繞組1116與初級繞組1112之間的匝數比，以及Vbulk表示整流後電壓1150。在某些實施例中，如果在端子1140(例如，端子FB)處的電壓被調節至近似於零，則電流信號3296(例如，IFB)被電流感測元件3240檢測： 其中IFB表示電流信號3296並且R6表示電阻器1124的電阻值。
根據一些實施例，電流信號3296指示在與驅動信號1156相關聯的接通時間段期間整流後電壓1150的波形，並且電流信號3496由以下等式確定： 其中Iac表示電流信號3496並且δ表示常數。例如，如果I ac Ib2，則充電電流3340(例如，Iac_p)由以下等式確定：I ac_p =I ac -Ib2 (公式33)其中Iac表示電流信號3496，並且Ib2表示電流3354。例如，如果I ac <Ib2，則充電電流3340(例如，Iac_p)被確定為零。在一些實施例中，電流3342(例如，Iac_n)在量值上等於充電電流3340(例如，Iac_p)。
在一個實施例中，如果，則信號3297(例如，Vcomp_int)由以下等式確定： 其中Vcomp表示補償信號1174，R3表示電阻器3344的電阻值，以及R4表示電阻器3346的電阻值。例如，如果Ib2等於零，則在等式34的基礎上，信號3297(例如，Vcomp_int)由以下等式確定： 結合等式3和等式35，信號3297(例如，Vcomp_int)由以下等式確定：
在另一實施例中，斜坡信號3228在接通時間段期間的量值變化由以下等式確定：△V ramp =V comp_int-V ref =slope×T on (公式37)其中△Vramp表示斜坡信號3228的量值變化，Vcomp_int表示信號3297，Vref表示預定的電壓量值(例如，信號3330)，slope表示與斜坡信號3228相關聯的斜坡斜率，以及Ton表示接通時間段的持續時間。例如，Vref對應於斜坡信號3228的最小量值。作為示例，在公式37的基礎上，接通時間段的持續時間由以下等式確定：
在公式36和公式38的基礎上，接通時間段的持續時間由以 下等式確定：
根據一個實施例，一種用於調節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。第一控制器端子被配置為接收與電源變換系統的初級繞組的輸入信號相關聯的第一信號。第二控制器端子被配置為向開關輸出驅動信號以影響流經電源變換系統的初級繞組的第一電流，所述驅動信號與接通時間段相關聯，開關在接通時間段期間被閉合。系統控制器被配置為至少基於與第一信號相關聯的資訊來調節接通時間段的持續時間。例如，至少根據第4(a)圖、第4(b)圖、第4(d)圖、第5(a)圖、第5(b)圖、第5(c)圖、第7(a)圖、第7(b)圖、第7(c)圖、第8(a)圖、第8(b)圖和/或第9圖來實現該系統控制器。
根據另一實施例，一種用於調節電源變換系統的系統控制器包括第一控制器端子、斜坡信號發生器和第二控制器端子。第一控制器端子被配置為至少基於與流經電源變換系統的初級繞組的第一電流相關聯的資訊來提供補償信號。斜坡信號發生器被配置為接收與補償信號相關聯的第一信號並且至少基於與第一信號相關聯的資訊生成斜坡信號，該斜坡信號與斜坡斜率相關聯。第二控制器端子被配置為至少基於與斜坡信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號以影響第一電流。系統控制器被配置為至少基於與補償信號相關聯的資訊調節斜坡信號的斜坡斜率。例如，至少根據第4(a)圖、第4(b)圖、第5(a)圖、第5(b)圖、第6(a)圖、第6(b)圖、第7(a)、第7(b)圖、第8(a)圖、第8(c)圖和/或第9圖來實現該系統控制器。
根據又一實施例，一種用於調節電源變換系統的方法包括：從第一控制器端子處接收第一信號，該第一信號與電源變換系統的初級繞組的輸入信號相關聯；至少基於與第一信號相關聯的資訊調節與驅動信號相關的接通時間段的持續時間；以及從第二控制器端子向開關輸出驅動信號以影響流經電源變換系統的初級繞組的第一電流，該開關在接通時間段期間被閉合。例如，至少根據第4(a)圖、第4(b)圖、第4(d)圖、第5(a) 圖、第5(b)圖、第5(c)圖、第7(a)圖、第7(b)圖、第7(c)圖、第8(a)圖、第8(b)圖和/或第9圖實現所述方法。
根據又一實施例，一種用於調節電源變換系統的方法包括：至少基於與流經電源變換系統的初級繞組的第一電流相關聯的資訊，通過第一控制器端子提供補償信號；至少基於與補償信號相關聯的資訊生成第一信號；以及處理與第一信號相關聯的資訊。該方法還包括：至少基於與第一信號相關聯的資訊調節與斜坡信號相關聯的斜坡斜率；接收斜坡信號；至少基於與斜坡信號相關聯的資訊生成驅動信號；以及從第二控制器端子向開關輸出驅動信號以影響第一電流。例如，至少根據第4(a)圖、第4(b)圖、第5(a)圖、第5(b)圖、第6(a)圖、第6(b)圖、第7(a)圖、第7(b)圖、第8(a)圖、第8(c)圖和/或第9圖來實現該方法。
在一個實施例中，一種用於調節電源變換系統的系統控制器包括：信號發生器，該信號發生器被配置為接收經變換的信號和第一補償信號，並且至少部分基於經變換的信號和第一補償信號生成第二補償信號，經變換的信號與用於電源變換系統的輸入信號相關聯，第一補償信號與和流經電源變換系統的初級繞組的第一電流有關的感測信號相關聯；調製元件，該調製元件被配置為接收第二補償信號和斜坡信號，並且至少部分基於第二補償信號和斜坡信號生成調製信號；以及驅動元件，該驅動元件被配置為接收調製信號，並且至少部分基於調製信號向開關輸出驅動信號以影響第一電流，該驅動信號與接通時間段相關聯，開關在接通時間段期間被閉合。系統控制器被配置為至少部分基於經變換的信號和第二補償信號調節接通時間段的持續時間。例如，至少根據第4(a)圖、第5(a)圖、第7(a)圖、第10(a)圖、第10(b)圖、第10(c)圖、第11(a)圖、第11(b)、第12(a)圖和/或第12(b)圖來實現該系統控制器。
在另一實施例中，用於調節電源變換系統的方法包括：接收經變換的信號和第一補償信號，經變換的信號與用於電源變換系統的輸入信號相關聯，第一補償信號與和流經電源變換系統的初級繞組的第一電流有關的感測信號相關聯；至少部分基於經變換的信號和第一補償信號生成第二補償信號；接收第二補償信號和斜坡信號；至少部分基於第二補償信號和斜坡信號生成調製信號；接收調製信號；並且至少部分基於調製信號 生成驅動信號以影響第一電流，驅動信號與接通時間段相關聯。至少部分基於調製信號輸出驅動信號以影響第一電流包括至少部分基於經變換的信號和第二補償信號調節接通時間段的持續時間。例如，至少根據第4(a)圖、第5(a)圖、第7(a)圖、第10(a)圖、第10(b)圖、第10(c)圖、第11(a)、第11(b)圖、第12(a)圖和/或第12(b)圖來實現該方法。
例如，本發明的各種實施例的一些或全部元件每個都通過使用一個或多個軟體元件、一個或多個硬體元件和/或軟體和硬體元件的一個或多個組合，單獨地和/或與至少另一組件相結合地實現。在另一示例中，本發明的各種實施例的一些或全部元件每個都單獨地和/或與至少另一元件相結合地實現在一個或多個電路中，該一個或多個電路例如是一個或多個類比電路和/或一個或多個數位電路。在又一個示例中，能夠組合本發明的各種實施例和/或示例。
儘管已經對本發明的特定實施例進行了描述，但是本領域的技術人員將理解的是，存在與所描述的實施例等同的其它實施例。因此，應當理解的是，本發明將不由特定圖示的實施例來限制，而是僅由所附權利要求的範圍來限制。
400‧‧‧電源變換系統
454‧‧‧信號(電壓)
402‧‧‧控制器
2698‧‧‧觸發信號
2602‧‧‧斜坡信號發生器
464、448‧‧‧端子
2604‧‧‧欠壓鎖定(UVLO)元件
474‧‧‧補償信號
2606‧‧‧調製元件
434‧‧‧電容器
2608‧‧‧邏輯控制器
2622‧‧‧基準信號
2610‧‧‧驅動元件
2638‧‧‧電流
2612‧‧‧退磁檢測器
2630‧‧‧控制信號
2616‧‧‧誤差放大器
496‧‧‧電流感測
2614‧‧‧電流感測與採樣/保持元件
2694‧‧‧電流信號
2640‧‧‧變換元件
2628‧‧‧斜坡信號
2642‧‧‧電壓-電流變換元件
2626‧‧‧調製信號
2699‧‧‧總諧波失真(THD)優化器
456‧‧‧驅動信號
428‧‧‧功率開關
460‧‧‧回饋信號
414‧‧‧次級繞組
2632‧‧‧退磁信號
2618、472、2620、2636、2656、2697‧‧‧信號(電流)

Claims (30)

  1. 一種用於調節電源變換系統的系統控制器，所述系統控制器包括：信號發生器，該信號發生器被配置為接收經變換的信號和第一補償信號，並且至少部分基於所述經變換的信號和所述第一補償信號生成第二補償信號，所述經變換的信號與用於電源變換系統的輸入信號相關聯，所述第一補償信號與和流經所述電源變換系統的初級繞組的第一電流有關的感測信號相關聯；調製元件，該調製元件被配置為接收所述第二補償信號和斜坡信號，並且至少部分基於所述第二補償信號和所述斜坡信號生成調製信號；以及驅動元件，該驅動元件被配置為接收所述調製信號，並且至少部分基於所述調製信號向開關輸出驅動信號以影響所述第一電流，所述驅動信號與接通時間段相關聯，所述開關在所述接通時間段期間閉合；其中所述系統控制器被配置為至少部分基於所述經變換的信號和所述第二補償信號調節所述接通時間段的持續時間。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，還包括：變換元件，該變換元件被配置為接收與所述輸入信號有關的第一電壓信號，並且至少部分基於所述第一電壓信號生成所述經變換的信號。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的系統控制器，還包括：第一控制器端子，該第一控制器端子被耦合至電壓處理元件，所述電壓處理元件被配置為接收所述輸入信號並且至少部分基於所述輸入信號生成所述第一電壓信號；其中所述輸入信號由所述初級繞組接收。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述的系統控制器，其中所述電壓處理元件包括電容器和兩個電阻器。
  5. 根據申請專利範圍第2項所述的系統控制器，其中所述變換元件包括：放大器，該放大器被配置為接收所述第一電壓信號和第二電壓信號，並且至少部分基於所述第一電壓信號和所述第二電壓信號生成放大信號；以及電流鏡電路，該電流鏡電路被配置為至少部分基於所述放大信號生成所述經變換的信號。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述的系統控制器，其中： 所述電流鏡電路還被配置為至少部分基於所述放大信號生成第二電流；並且所述變換元件還包括：電阻器，該電阻器被配置為至少部分基於所述第二電流生成所述第二電壓信號。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的系統控制器，其中：所述放大器包括第一輸入端子、第二輸入端子和輸出端子；所述第一輸入端子被配置為接收所述第一電壓信號；並且所述第二輸入端子被耦合至所述電阻器。
  8. 根據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中所述信號發生器包括：放大器，該放大器被配置為接收所述第一補償信號並且至少部分基於所述第一補償信號生成放大信號；以及電阻網路，該電阻網路被配置為至少部分基於所述放大信號和所述經變換的信號生成所述第二補償信號。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述的系統控制器，其中：所述電阻網路包括：第一電阻器，該第一電阻器包括第一電阻器端子和第二電阻器端子；以及第二電阻器，該第二電阻器包括第三電阻器端子和第四電阻器端子；所述第一電阻器端子被耦合至所述放大器的輸出端子；並且所述第二電阻器端子被耦合至第三電阻器端子並且被配置為生成所述第二補償信號。
  10. 根據申請專利範圍第9項所述的系統控制器，其中：所述經變換的信號包括第二電流和第三電流；所述第一電阻器端子被配置為接收所述第二電流；並且所述第二電阻器端子被配置為接收所述第三電流。
  11. 根據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，還包括：電流感測元件，該電流感測元件被配置為接收所述感測信號，並且至少部分基於所述感測信號生成第一電壓信號；以及誤差放大器，該誤差放大器被配置為接收所述第一電壓信號和基準信 號，並且至少部分基於所述第一電壓信號和所述基準信號生成放大信號，所述放大信號與所述第一補償信號有關。
  12. 根據申請專利範圍第11項所述的系統控制器，還包括：第一控制器端子，該第一控制器端子被耦合至電容器，所述電容器被配置為至少部分基於所述放大信號生成所述第一補償信號。
  13. 根據申請專利範圍第11項所述的系統控制器，還包括：退磁元件，該退磁元件被配置為接收與所述電源變換系統的輔助繞組相關聯的回饋信號，並且至少部分基於所述回饋信號生成與所述電源變換系統的退磁過程相關聯的退磁信號。
  14. 根據申請專利範圍第13項所述的系統控制器，其中：所述退磁元件還被配置為至少部分基於所述回饋信號生成觸發信號；並且所述驅動元件還被配置為回應於所述觸發信號改變所述驅動信號以開始所述電源變換系統的下一個開關週期。
  15. 根據申請專利範圍第13項所述的系統控制器，其中所述誤差放大器還被配置為：響應於所述退磁信號處於第一邏輯電平，接收所述第一電壓信號，並且至少部分基於所述第一電壓信號生成所述放大信號；並且響應於所述退磁信號處於第二邏輯電平，接收地電壓，並且至少部分基於所述地電壓生成所述放大信號。
  16. 根據申請專利範圍第11項所述的系統控制器，其中：所述驅動元件包括：邏輯控制器，該邏輯控制器被配置為接收所述調製信號，並且至少部分基於所述調製信號生成控制信號；以及閘極驅動器，該閘極驅動器被配置為接收所述控制信號，並且至少部分基於所述控制信號生成所述驅動信號；並且所述電流感測元件還被配置為回應於所述控制信號對所述感測信號的一個或多個峰值進行採樣。
  17. 根據權利要求1所述的系統控制器，還包括：斜坡信號發生器，該斜坡信號發生器被配置為接收第三補償信號，並且至少部分基於所述第三補償信號生成所述斜坡信號。
  18. 根據申請專利範圍第17項所述的系統控制器，還包括：變換元件，該變換元件被配置為接收所述第一補償信號，並且至少部分基於所述第一補償信號生成所述第三補償信號。
  19. 根據申請專利範圍第18項所述的系統控制器，其中：所述第一補償信號包括電壓信號；並且所述第三補償信號包括電流信號。
  20. 根據申請專利範圍第18項所述的系統控制器，其中所述變換元件包括：放大器，該放大器被配置為接收所述第一補償信號，並且至少部分基於所述第一補償信號生成放大信號；以及電流鏡電路，該電流鏡電路被配置為至少部分基於所述放大信號生成所述第三補償信號。
  21. 根據申請專利範圍第20項所述的系統控制器，其中：所述電流鏡電路還被配置為至少部分基於所述放大信號生成第二電流；並且所述變換元件還包括：電阻器，該電阻器被配置為至少部分基於所述第二電流生成所述第一電壓信號。
  22. 根據申請專利範圍第17項所述的系統控制器，其中所述斜坡信號發生器包括：電流鏡電路，該電流鏡電路被配置為至少部分基於基準電流生成第二電流；第一開關，所述第一開關被配置為響應於所述調製信號處於第一邏輯電平而被閉合以利用所述第二電流對電容器充電來生成所述斜坡信號；放大器，該放大器被配置為接收基準信號，並且至少部分基於所述基準信號輸出放大信號；以及第二開關，該第二開關被配置為響應於所述調製信號處於第二邏輯電平而被閉合以至少部分基於所述放大信號生成所述斜坡信號。
  23. 根據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，還包括：電流感測元件，該電流感測元件被配置為接收與所述輸入信號有關的第二電流信號，並且至少部分基於所述第二電流信號生成所述經變換的信號。
  24. 根據申請專利範圍第23項所述的系統控制器，還包括： 第一控制器端子，該第一控制器端子被耦合至電阻器，所述電阻器被配置為至少部分基於所述輸入信號生成所述第二電流信號；其中所述輸入信號由所述初級繞組接收。
  25. 根據申請專利範圍第23項所述的系統控制器，其中：所述電流感測元件包括：電流源元件，該電流源元件被配置為提供第三電流信號；以及電流鏡電路，該電流鏡電路被配置為接收第四電流信號，並且至少部分基於所述第四電流信號生成所述經變換的信號；並且所述第二電流信號在量值上等於所述第三電流信號和所述第四電流信號之和。
  26. 根據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，還包括：第一控制器端子，該第一控制器端子被配置為接收和與所述電源變換系統的輔助繞組相關聯的回饋信號有關的第二電流信號；以及電流感測元件，該電流感測元件被耦合至所述第一控制器端子並且被配置為至少部分基於所述第二電流信號生成所述經變換的信號。
  27. 根據申請專利範圍第26項所述的系統控制器，其中：所述電流感測元件包括：電流源元件，該電流源元件被配置為提供第三電流信號；以及電流鏡電路，該電流鏡電路被配置為接收第四電流信號，並且至少部分基於所述第四電流信號生成所述經變換的信號；並且所述第二電流信號在量值上等於所述第三電流信號和所述第四電流信號之和。
  28. 根據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中所述經變換的信號包括一個或多個電流信號。
  29. 根據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中所述經變換的信號包括一個或多個電壓信號。
  30. 一種用於調節電源變換系統的方法，所述方法包括：接收經變換的信號和第一補償信號，所述經變換的信號與用於電源變換系統的輸入信號相關聯，所述第一補償信號與和流經所述電源變換系統的初級繞組的第一電流有關的感測信號相關聯；至少部分基於所述經變換的信號和所述第一補償信號生成第二補償信 號；接收所述第二補償信號和斜坡信號；至少部分基於所述第二補償信號和所述斜坡信號生成調製信號；接收所述調製信號；以及至少部分基於所述調製信號輸出驅動信號以影響所述第一電流，所述驅動信號與接通時間段相關聯；其中所述至少部分基於所述調製信號輸出驅動信號以影響所述第一電流包括：至少部分基於所述經變換的信號和所述第二補償信號調節所述接通時間段的持續時間。
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