TWI454030B - 具有有超低無負載功率消耗的最佳動態負載回應之切換式功率轉換器 - Google Patents

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Description

具有有超低無負載功率消耗的最佳動態負載回應之切換式功率轉換器
本文中所揭示之實施例概言之係關於一種功率轉換器，且更特定而言，係關於一種具有適應性地設定該功率轉換器之切換循環之頻率以達成最佳動態負載回應(DLR)之一開關控制器之功率轉換器。
本申請案依據35 U.S.C.§119(e)主張基於2011年1月7日提出申請之共同待決美國臨時申請案第61/430,904號之優先權，該申請案全盤地以引用方式併入本文中。
切換式功率轉換器通常需要提供該功率轉換器之輸出電壓與一參考電壓之間的一「誤差」信號，以便調節該輸出電壓之誤差電路。該誤差電路提供指示該輸出電壓相對於一參考電壓之一量值及極性(正性或負性)之一誤差信號。該誤差信號允許該功率轉換器藉由回應於該誤差信號而增加或減少遞送至該功率轉換器之輸出之功率量正確地調節該輸出電壓。
習用功率轉換器通常藉由感測該輸出電壓作為一類比值並得出經感測輸出電壓與該參考電壓之間的差作為一類比值來產生一誤差信號。放大經感測輸出電壓與該參考電壓之間的差以基於經放大信號正確地調節該輸出電壓。習用功率轉換器亦可使用一類比轉數位轉換器(A/D轉換器)以根據該等轉換器中正使用之控制機制來產生該誤差信號。其他習用功率轉換器可使用類比誤差放大器以產生該誤差 信號。
在諸多習用經隔離型切換式功率轉換器中，直接在一變壓器電路之副級側上感測該輸出電壓且將其與通常固定至一選取電壓之一參考電壓相比較。此允許基於該比較將該功率轉換器之輸出電壓調節至一目標位準。
另一選擇為，其他習用隔離型切換式功率轉換器不直接感測該輸出電壓。而是，此等轉換器僅感測該切換式功率轉換器之變壓器電路之初級側之信號以偵測該輸出電壓位準。將此等僅主級型信號與固定至一選取電壓之一參考電壓相比較以便將該功率轉換器之輸出電壓調節至一目標位準。此等經隔離型切換式功率轉換器通常被稱作僅主級型回饋轉換器。
針對用於提供經調節功率至諸如智慧型電話及膝上型電腦之可攜式設備之切換式功率轉換器，存在該等切換式功率轉換器之三個主要工作模式：待機模式、充電模式及操作模式。
該待機模式係在該切換式功率轉換器耦合至交流幹線(亦即，供電電壓)但與電子裝置中斷連接時。因此，該切換式功率轉換器在一低負載條件(亦即，無負載)操作。在待機模式期間，該切換式功率轉換器必須在該無負載條件維持輸出電壓調節。而且，該切換式功率轉換器必須使內部功率消耗最小化以便滿足法定環境標準。舉例而言，根據5星級節能標準，一手機充電器之最大容許待機功率消耗通常為230Vac輸入電壓之30mW。
脈衝頻率調變係待機模式中所採用之其中回應於無負載條件而使切換式轉換器之操作頻率減小至一待機模式操作頻率之一有效及常用方法。功率消耗之新趨勢要求需要低得多的無負載操作頻率來調節該輸出電壓之諸如小於10mW乃至小於5mW之超低待機功率消耗。
該充電模式係在該切換式功率轉換器耦合至交流幹線及電子裝置兩者時。因此，該切換式功率轉換器在一負載條件操作。此處，該切換式功率轉換器提供經調節功率以在該電子裝置不處於活躍使用中之情況中對該電子裝置之內部電池充電。在此情況中，當該電子裝置最初連接至該切換式功率轉換器的時候存在置於該切換式功率轉換器上之一次性「低至高」動態負載。在此情形中，該切換式功率轉換器自該待機模式轉變至該充電模式。在該轉變期間，使該操作頻率自該待機操作頻率增大至與該負載條件相關聯之一較高頻率。回應於輸出負載之突然增大，存在該輸出電壓之一初始下降以及該輸出電壓中之過衝振鈴。輸出電壓下降及振鈴之量在很大程度上係基於輸出濾波器組件及控制迴路之速度。一旦連接，則置於該切換式電源供應器上之負載主要係靜態的且隨著電池充電狀態逐漸地增大而緩慢地改變。
相反地，當該切換式功率轉換器自該充電模式轉變至該待機模式時，存在置於該切換式功率轉換器上之一次性「高至低」動態負載。當該高至低動態負載由該開關控制器偵測到時，該切換式功率轉換器隨著切換頻率至對應於 該無負載條件之待機操作頻率之相關聯減小而被置於該待機模式中。在此情況中，當該高至低動態負載被置於該轉換器上時存在一相關聯輸出電壓上升及過衝振鈴。
圖1A圖解說明當在該待機模式與該充電模式且反之亦然之間轉變(此亦被稱為「一次性」動態負載回應)時一習用切換式功率轉換器之波形。一次性動態負載條件係指該輸出負載之通常低於10Hz之一低頻率變化。特定而言，圖1A圖解說明在一次性動態負載回應期間習用切換式功率轉換器之輸出負載(IOUT )波形101、操作頻率(FSW_FINAL )波形103及輸出電壓(VOUT )波形105。
針對採用僅主級型回饋之習用切換式功率轉換器，在每一切換循環期間感測表示該切換式功率轉換器之輸出電壓之回饋信號。因此，對習用僅主級回饋型切換式功率轉換器之一限制係該轉換器之一開關控制器只能在電壓回饋信號之下降邊緣處逐切換循環對負載變化做出回應。該開關控制器控制在偵測到該輸出電壓之一變化之後該切換式功率轉換器之操作頻率。該輸出電壓之一變化指示輸出負載之一變化。若切換頻率諸如在低負載條件為低(例如，300Hz)，則切換週期可係一長時間週期。此長週期因在該切換式功率轉換器操作且嘗試調節該輸出電壓時變壓器之初級繞組不具有兩個切換循環之間的任何樣本資訊而亦被稱為空白時間或盲點。
在圖1A中，輸出負載波形101圖解說明在一次性「低至高」及「高至低」動態負載期間輸出負載之一個週期。輸 出負載波形101在一「低」負載條件(亦即，無負載)與一「高」負載條件之間循環。輸出電壓波形105圖解說明在一次性動態負載回應期間輸出電壓之瞬變回應。切換式功率轉換器使輸出電壓維持處於表示該轉換器之穩態輸出電壓之輸出電壓設定點(V-out設定點)，但可在一最大容許輸出電壓(V-out(最大))與一最小容許輸出電壓(V-out(最小))範圍內操作。操作頻率波形103圖解說明在一次性動態負載回應期間習用切換式功率轉換器之切換頻率。
當輸出負載為低107時，習用切換式功率轉換器以與待機模式操作或低輸出負載條件相關聯之待機模式操作頻率(例如，300Hz)109操作。在低輸出負載條件期間，切換式功率轉換器之輸出電壓處於輸出電壓設定點(V-out設定點)。低輸出負載107期間之低操作頻率使切換式功率轉換器之開關控制器不太能夠偵測到動態負載之一上升邊緣。
換言之，低操作頻率造成代表一長切換週期之長盲點。長盲點導致當輸出負載自一低負載條件107轉變113至一高負載條件121時之低動態負載回應。根據何時與盲點成關係地出現自低負載條件107至高負載條件121之轉換113，輸出電壓因轉換器之低操作頻率109阻止轉換器快速地對負載變化做出回應而下降(下衝)115。
回應於輸出電壓下衝115指示至高輸出負載條件121之一轉變113，開關控制器使切換式功率轉換器之操作頻率增大117至高輸出負載操作頻率119。高輸出負載操作頻率119係轉換器在一高輸出負載121期間藉以操作之頻率。使 操作頻率升高至高輸出負載操作頻率121致使輸出電壓達到穩態輸出電壓設定點111。
當輸出負載自一高輸出負載條件121轉變123至低負載條件107時，輸出電壓上升(過衝)125。輸出電壓125之上升由開關控制器偵測到且指示回至低負載狀態107之一負載變化。開關控制器立即藉由控制切換循環以遞送減少之能量至副級負載來做出回應。因此，開關控制器回應於輸出負載之突然下降而使操作頻率降低127至待機模式操作頻率109。藉由使操作頻率降低至待機模式操作頻率109，輸出電壓達到穩態輸出電壓設定點111。
圖1B圖解說明在自高負載121至低負載107條件之轉變123期間圖1A中之波形之部分129之一詳細視圖。除切換式功率轉換器之輸出負載波形101、輸出電壓波形105及操作頻率波形103以外，圖1B還圖解說明驅動器輸出波形133。驅動器輸出波形133圖解說明開關控制器之輸出驅動信號。輸出驅動信號控制何時接通或關斷切換式功率轉換器之一開關(例如，金屬氧化物半導體場效應電晶體)。
如先前所述，在高輸出負載121期間，輸出電壓處於輸出電壓設定點111且切換式功率轉換器以高負載操作頻率119(高負載穩態之FSW )操作。在轉換器以高負載操作頻率119操作之時間週期135期間，該輸出驅動信號與當該轉換器以穩定模式操作頻率(無負載穩態之FSW )109操作時相比以一較高頻率輸出。
如圖1B中所示，在高負載至低負載轉變123期間，輸出 電壓上升(過衝)至高於輸出電壓設定點111但低於最大容許輸出電壓之上限137。在偵測到過衝電壓137之後，操作頻率(FSW_FINAL )自高負載操作頻率119減小139且最終穩定至與低負載穩態條件107相關聯之待機模式操作頻率109。低負載穩態條件107期間之待機模式操作頻率109允許小於30mW乃至小於10mW之超低功率消耗。然而，由於習用回饋控制迴路之回應特性，操作頻率在如圖1B中所示之一時間週期143期間降至低於141待機模式操作頻率109。注意，操作頻率139之減小反映在驅動器輸出波形133中。在其中操作頻率減小139之時間週期147期間不太頻繁地產生該輸出控制信號。
操作頻率最終於時間T1處達到穩態待機模式操作頻率109。若在T1之後出現下一低負載至高負載轉變145，則於時間T2處，輸出電壓下降至高於轉換器之最大容許輸出電壓之下限149。開關控制器偵測到輸出電壓達到動態負載回應要求之下限149(亦即，偵測點)且因此使操作頻率增大151至高負載操作頻率119。然而，如下文將論述，若輸出負載之變化係重複性的，則可在切換式功率轉換器以低於待機模式頻率109之一頻率141操作時出現低負載至高負載轉變145，從而導致輸出電壓下衝超過動態負載回應要求之下限149。
如上文所論述，存在切換式功率轉換器之三個主要工作模式：待機模式、充電模式及操作模式。操作模式描述切換式功率轉換器何時耦合至交流幹線及電子裝置兩者，且 電子裝置何時處於活躍使用中。此處，切換式功率轉換器提供經調節功率以對電子裝置之內部電池充電且達成對電子裝置之活躍使用。在此情況中，當最初連接電子裝置的時候存在置於切換式功率轉換器上之一次性「低至高」動態負載。然而，由於電子裝置處於活躍使用中，因而重複性動態負載被置於切換式功率轉換器上，甚至在一次性「低至高」動態負載轉變之後。
舉例而言，LED元件頻繁地用於電子裝置中常用之LCD顯示器之背光。通常使用對LED元件之脈衝寬度調變來提供調光控制。在此情況中，以通常處於100Hz至200Hz範圍內之頻率來切換LED元件。此切換造成切換式功率轉換器上之一高頻率重複性動態負載。當出現此種情況時，習用開關控制器無法判定一動態負載係一次性負載還是重複性動態負載。
在重複性動態負載之每一循環中，開關控制器藉由使切換式功率轉換器返回至待機模式對負載之下降邊緣做出回應。當出現負載之後續上升邊緣時，習用切換式功率轉換器中之開關控制器因此以與待機模式相關聯之一較低操作頻率操作。由於較低操作頻率，因而開關控制器無法快速地對負載之突然增大做出回應。
圖2A圖解說明在重複性動態負載變化期間一習用切換式功率轉換器之波形。重複性動態負載變化描述通常小於100Hz之自低輸出負載至高輸出負載且反之亦然之一高頻率輸出負載變化。圖2A圖解說明在重複性動態負載變化期 間習用切換式功率轉換器之輸出負載(IOUT )波形201、操作頻率(FSW_FINAL )波形203及輸出電壓(VOUT )波形205。
在圖2A中，輸出負載波形201圖解說明在重複性動態負載期間輸出負載之多個週期。輸出電壓波形205圖解說明在重複性動態負載回應期間輸出電壓之瞬變回應。類似於圖1A，切換式功率轉換器嘗試使輸出電壓維持處於輸出電壓設定點(V-out設定點)但可在一最大容許輸出電壓(V-out(最大))與一最小容許輸出電壓(V-out(最小))範圍內操作。操作頻率波形203圖解說明在重複性動態負載回應期間習用切換式功率轉換器之切換頻率。
當輸出負載為低207時，切換式功率轉換器以與低輸出負載相關聯之待機模式操作頻率209操作。在低輸出負載條件期間，切換式功率轉換器之輸出電壓處於輸出電壓設定點(V-out設定點)。在自低輸出負載207至高輸出負載215之轉變213期間，輸出電壓因轉換器以阻止轉換器快速地對負載變化做出回應之待機模式操作頻率209操作而下降(下衝)217。
回應於輸出電壓下衝217，開關控制器使操作頻率增大219至高輸出負載操作頻率221。當輸出負載自一高輸出負載215轉變223至低輸出負載207時，輸出電壓上升(過衝)225。輸出電壓之上升225由開關控制器偵測到且指示一負載變化。開關控制器立即藉由回應於輸出負載之突然下降而使操作頻率降低227至待機模式操作系統209來做出回應。
在諸如自低輸出負載207至高輸出負載215之後續轉變243之重複性動態負載條件期間，輸出電壓VOUT 將在如輸出電壓波形205中所示之輸出負載IOUT 之上升及下降邊緣期間經歷高輸出電壓瞬變。特定而言且如下文將參照圖2B更詳細解釋，輸出電壓VOUT 在自一低輸出負載207至超過最小容許輸出電壓範圍(V-out(最小))之高輸出負載215之轉變243期間經歷電壓下衝229，從而產生控制迴路不穩定問題及/或造成故障乃至對連接至切換式功率轉換器之電子負載之損壞。
圖2B圖解說明在重複性動態負載變化期間圖2A中之波形之部分233之一詳細視圖。類似於圖1B，圖2B除切換式功率轉換器之輸出負載波形201、輸出電壓波形205及操作頻率波形203以外亦圖解說明驅動器輸出波形235。在高輸出負載215期間，輸出電壓VOUT 設定至輸出電壓設定點211且切換式功率轉換器以高負載操作頻率221(高負載穩態之FSW )操作。在轉換器以高負載操作頻率221操作之時間週期237期間，驅動器輸出控制信號與當該轉換器以待機模式操作頻率(無負載穩態之FSW )209操作時相比以一較高頻繁輸出。
在自高輸出負載215至低輸出負載207之轉變223之後，輸出電壓上升(過衝)至高於輸出電壓設定點211但低於最大容許輸出電壓之上限241。在偵測到過衝電壓241之後，減小239操作頻率(FSW_FINAL )以將輸出電壓帶至穩態輸出電壓設定點211。在操作頻率之減小239期間，頻率在時間週期 T0與T1之間降至低於穩態低負載操作頻率209。操作頻率239之減小反映在驅動器輸出波形235中。與當該轉換器在時間週期237期間以高負載操作頻率221操作時相比在操作頻率減小239之時間週期255期間不太頻繁地產生該輸出控制信號。
由於重複性負載變化，因而在操作頻率因轉換器中所使用之習用回饋控制迴路之回應特性而在低負載穩態期間低於245待機模式操作頻率209之時間T0處出現自低負載207至高負載215之後續轉變243。換句話說，在空白時間247期間出現轉變243。由於較低操作頻率，因而空白時間247因僅主級回饋型切換式功率轉換器只能逐切換循環對負載變化做出回應而長得多。因此，只能在對應於空白時間247之末端之下一切換循環249中出現下一控制迴路回應。由於長空白時間，因而輸出電壓VOUT 經歷深下衝251直至在其中操作頻率增大253至高負載操作頻率221之T1處達到空白時間249之末端為止從而導致輸出電壓達到輸出電壓設定點211。深下衝251可因切換式功率轉換器無法對電壓下衝251做出回應直至驅動器輸出之下一切換循環為止而在重複性動態負載條件期間導致故障乃至對連接至切換式功率轉換器之電子負載之損壞。
闡述一種提供對切換循環之僅主級型控制之切換式功率轉換器。為改良對動態負載情形之回應，當輸出負載自一高負載轉變至一低負載(亦即，無負載)條件時開關控制器 將該轉換器之操作頻率箝位處於一中間頻率。該中間頻率小於與該高負載條件相關聯之操作頻率但大於與該低負載條件相關聯之操作頻率。由於該轉換器與相關聯於該低負載條件之低負載操作頻率相比以一較高頻率操作，因而該轉換器可如通常在重複性動態負載情形中所見更好地對自該低負載條件回至該高負載條件之一動態負載變化做出回應。在一計時器到期之後，若該輸出負載仍處於一低負載狀態中，則該操作頻率減小至與該低負載條件相關聯之頻率。因此，該轉換器之無負載功率消耗未受損害。然而，若後續負載在該計時器到期之前自低負載轉變至高負載，則使該操作頻率增大至該高負載頻率。
本說明書中所描述之特徵及優點並非係包括一切的，且特定而言，離心此項技術者根據圖式及說明書易知諸多附加特徵及優點。而且，應注意，本說明書中所使用之語言原則上係出於易讀性及指導性目的而選取，而不是為刻化或限定本發明標的物而選取。
藉由結合附圖閱讀下文詳細說明，可易於理解本發明之實施例之教示內容。
該等圖式(圖)及以下說明僅以圖解說明方式來論及各種實施例。應注意，根據以下論述，將容易把本文中所揭示之結構及方法之替代實施例識別為可在不背離所主張發明之原理的情況中採用之可行替代方案。
現在要詳細參考其實例圖解說明於附圖中之若干個實施例。應注意，只要可行，相似或相同之參考編號可用於該 等圖中且可指示相似或相同之功能性。該等圖僅出於圖解說明目的而繪示各種實施例。根據以下說明，熟習此項技術者將易於認識到，可在不背離本文中所述之原理之前提下採用本文中所圖解說明之結構及方法之替代實施例。
本文中所揭示之實施例闡述用於設定在「一次性」動態負載回應以及「重複性」動態負載回應期間一切換式功率轉換器之操作頻率之一開關控制器之一方法。操作頻率判定一輸出負載變化多久可由該開關控制器感測到以及該切換式功率轉換器多久可對該變化作出反應。在自一高負載條件至一低負載條件之一輸出負載變化期間，該切換式功率轉換器將該操作頻率箝位或鎖定處於一中間操作頻率。該經箝位頻率大於在該操作頻率係基於該轉換器之回饋信號設定之情況中該轉換器以其操作之頻率。該較高操作頻率因該操作頻率在一時間週期到期之後返回至與該低負載條件相關聯之一操作頻率而改良該功率轉換器之負載回應同時維持低功率消耗。
圖3係圖解說明根據一項實施例之一返馳型切換式功率轉換器300之一電路圖。切換式功率轉換器300包括一功率級301及副級輸出級303。功率級301包括諸如一功率金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)之一開關Q1及一功率變壓器TR。功率變壓器TR包括初級繞組Np、副級繞組Ns及輔助繞組Na。副級輸出級303包括二極體D1 及輸出電容器C1 。控制器307隨著接通時間(TON )及關斷時間(TOFF )使用呈一脈衝之形式之輸出驅動信號309來控制開關Q1之 接通狀態及關斷狀態。換言之，控制器307產生驅動開關Q1之輸出驅動信號309。
交流功率接收自一交流電源(未展示)且經整流以提供未經調節輸入電壓VIN 。輸入功率因在開關Q1接通時二極體D1 變為承受反向偏壓而在開關Q1接通時儲存於功率變壓器TR中。經整流輸入功率隨後因在開關Q1關斷時二極體D1 變為承受正向偏壓而在開關Q1關斷時跨越電容器C1 傳送至一電子裝置。二極體D1 用作一輸出整流器且電容器C1 用作一輸出濾波器。所得經調節輸出電壓VOUT 遞送至該電子裝置。
如先前所提及，控制器307產生適當輸出驅動信號309以控制功率開關Q1之接通時間及關斷時間並調節輸出電壓VOUT 。控制器307在包括PWM(脈衝寬度調變)及/或PFM(脈衝頻率調變)模式之各種操作模式中基於該切換式功率轉換器之先前切換循環中經感測輸出電壓VSENSE 及經感測初級側電流Ip使用一回饋迴路來控制開關Q1。ISENSE 用於感測呈跨越感測電阻器RS 之一電壓之形式流過初級繞組Np及開關Q1之初級電流Ip。
輸出電壓VOUT 反映在功率變壓器TR之輔助繞組Na上，其經由由電阻器R1 及R2 構成之一電阻式分壓器作為電壓VSENSE 輸入至控制器307。基於經感測輸出電壓，控制器307判定切換式功率轉換器300之規定輸出驅動信號309中之接通時間(TON )及關斷時間(TOFF )之頻率之操作頻率。
一次性動態負載轉變
圖4A圖解說明在一次性動態輸出負載轉變期間切換式功率轉換器300之波形。該等波形包括在一次性動態輸出負載轉變期間切換式功率轉換器300之輸出負載(IOUT )波形401、切換式功率轉換器操作頻率(FSW_FINAL )波形403及輸出電壓(VOUT )波形405。在一項實施例中，一次性動態負載條件係指其中頻率通常小於10Hz之自一低負載至一高負載條件且反之亦然之輸出負載(IOUT )之低頻率變化。
輸出負載波形401圖解說明通常在一電子裝置之自待機模式至一充電模式且反之亦然之轉變中可見之一動態負載特性。特定而言，輸出負載波形401繪示自一低負載狀態407循環至一高負載狀態415且反之亦然之輸出負載。輸出電壓波形405圖解說明在一次性動態負載回應期間輸出電壓之瞬變回應。切換式功率轉換器300在可在一最大容許輸出電壓(V-out(最大))與一最小容許輸出電壓(V-out(最小))範圍內波動之一穩態輸出電壓設定點(V-out設定點)操作。操作頻率波形403圖解說明在一次性負載回應期間切換式功率轉換器300之切換頻率。
當輸出負載為低407時，切換式功率轉換器300之輸出電壓處於輸出電壓設定點(V-out設定點)409。輸出電壓設定點409係切換式功率轉換器300之穩態輸出電壓。在低負載條件407期間，控制器307將切換式功率轉換器300之操作頻率設定處於待機模式操作頻率411。
如圖4A中所示，在自低負載407至一高負載415之轉變413(亦即，輸出負載之上升邊緣)期間，輸出電壓波形在再 次達到穩態設定點409之前下降417(下衝)至低於輸出電壓設定點409之一值。輸出電壓下衝417指示至高負載條件415之轉變413。回應於輸出電壓下衝417，控制器307使該操作頻率自穩定模式操作頻率411增大419至與高負載條件415相關聯之高負載操作頻率421。藉由使該操作頻率增大至高負載操作頻率421，將輸出電壓調節回至輸出電壓設定點409。
當輸出負載自高負載415轉變423至低負載407時，輸出電壓過衝425。電壓過衝425致使控制器307減小427該操作頻率直至達到一中間頻率429為止。如圖4A中所示，該操作頻率在自一高輸出負載415至低輸出負載407之一轉變423期間箝位處於中間頻率429。藉由將該操作頻率設定處於中間頻率429，控制器307可與當該操作頻率係基於Vsense之值計算出時相比更快地對輸出負載之任何後續變化做出回應。在一項實施例中，中間頻率429在低輸出負載條件期間低於高負載操作頻率421但大於待機模式操作頻率411。中間頻率429與功率轉換器系統設計參數相關。此等設計參數包括待機模式操作頻率411、待機條件之總系統功率消耗、輸出電容器C1、其間實際操作頻率箝位處於中間頻率429之計時器之長度、最大容許輸出電壓過衝等等。在一項實施例中，中間頻率429設定處於待機模式操作頻率411的3至8倍之範圍內。
在一項實施例中，當該操作頻率達到中間頻率429時開關控制器307在自高負載415至低動態負載條件407之轉變 423期間設定一更動週期431。更動週期431描述其中控制器307回應於回饋信號之誤差而更動基於來自回饋控制迴路之Vsense信號之值計算出之切換式功率轉換器300之操作頻率之一時間週期。基於Vsense之值設定之操作頻率圖解說明為虛線433。
代替在更動週期431期間基於Vsense設定切換式功率轉換器300之操作頻率，自高負載415至低負載407(亦即，充電模式至待機模式)轉變之轉變423期間之最小操作頻率由控制器307箝位處於中間頻率429。在更動週期431期間，若基於Vsense之值計算出之操作頻率433高於中間頻率429，則控制器307基於Vsense之值將切換式功率轉換器300之實際操作頻率設定至該操作頻率而不是將其箝位至頻率429。
然而，若基於Vsense之值計算出之操作頻率433小於或等於中間頻率429，則控制器307在更動週期431之持續時間期間將切換式功率轉換器300之實際操作頻率箝位至中間頻率429。一旦更動週期431到期，則開關控制器307再次基於回饋信號Vsense設定操作頻率433。舉例而言，一旦更動週期431到期，則控制器307使該操作頻率減小435至待機模式操作頻率411。
參見圖4B，圖4B圖解說明在其中輸出負載維持低負載穩態條件407之自高負載415至低輸出負載407之轉變423期間圖4A中之切換式功率轉換器300之波形之部分437之一詳細視圖。除輸出負載波形401、切換式功率轉換器300之實 際操作頻率(FSW_FINAL )403及輸出電壓波形405以外，圖4B亦圖解說明如下文將進一步闡述之基於Vsense計算出之操作頻率(FSW_TEMP )波形433、代表控制器307之輸出驅動信號309之驅動器輸出波形439及一計時器波形453。
輸出負載波形401圖解說明自高負載條件415至低負載條件407之轉變423。轉變423致使輸出電壓如輸出電壓波形405中所示自輸出電壓設定點409上升443至偵測點445。基於Vsense之操作頻率波形433(亦即，FSW_TEMP )表示切換式功率轉換器300之通常將自基於習用回饋之控制迴路產生之切換頻率。在輸出電壓405之偵測點445處，控制器307使基於Vsense之操作頻率433自與高負載條件415相關聯之高負載頻率421減小447至與低負載穩態407相關聯之低負載頻率411。如波形433中所示，基於Vsense之操作頻率下衝待機模式操作頻率411且在穩定於待機模式操作頻率411之前達到一最小頻率449。
然而，操作頻率波形403圖解說明根據本文中之實施例由控制器307設定用於驅動開關Q1之實際操作頻率(FSW_FINAL )。一旦輸出電壓上升443至偵測點445，則控制器307致使實際操作頻率追蹤基於Vsense計算出之操作頻率433直至實際操作頻率403減小至中間頻率429為止。
如圖4B中所示，如同基於Vsense計算出之操作頻率433，實際操作頻率403在高負載條件415期間設定處於高負載頻率421。在切換式功率轉換器300以高負載操作頻率421操作之時間週期451期間，輸出驅動信號309與當切換 式功率轉換器300以該待機模式操作頻率(無負載穩態之FSW )411及中間頻率429操作時相比以一較高頻率輸出。
在輸出電壓之偵測點445處，控制器307致使實際操作頻率FSW_FINAL 首先追蹤基於VSENSE 計算出之操作頻率。一旦達到中間頻率429，則於時間T0處，控制器307起始由計時器波形453表示之一計時器。計時器波形453描述其中實際操作頻率箝位處於中間頻率429之時間週期(自T0至T1)。計時器之長度與功率轉換器系統設計參數相關。設計參數包括重複性動態負載變化之頻率、待機模式操作頻率411、待機條件之總系統功率消耗、輸出電容器C1、實際頻率箝位處於其下之中間頻率及最大容許輸出電壓過衝等等。在一項實施例中，計時器之長度大於重複性負載變化之週期且可處於重複性負載變化之週期的2至5倍之範圍內。舉例而言，若重複性動態負載變化速率為大約100Hz(亦即，10毫秒週期)，則計時器之長度可介於自20毫秒至50毫秒之範圍。注意，計時器之長度亦可包括足夠冗裕以計及重複性動態負載變化速率之變化。在自T0至T1之時間週期期間，注意，輸出控制信號之頻率高於在參照圖2B所述之時間週期255期間輸出控制信號之頻率。由於更頻繁的切換循環，因而切換式功率轉換器300可更好地對任何後續負載變化做出回應。
一旦計時器於時間T1處到期，則控制器307停用頻率箝位。控制器307使實際操作頻率(FSW_FINAL )減小455至基於Vsense計算出之操作頻率。如圖4B中所示，在計時器453 於時間T1處到期之後，實際操作頻率自中間頻率429減小455且穩定至與低負載穩態條件407相關聯之待機模式操作頻率411。注意，在時間T1之後輸出控制信號453之頻率因控制器307已將該操作頻率設定至較低待機模式操作頻率411而小於在時間T0至T1之間該輸出控制信號之頻率。由於穩態低負載條件407之實際操作頻率未增大，因而無負載功率消耗未受損害。
重複性動態負載條件
圖5A圖解說明在操作模式期間所經歷之重複性動態輸出負載轉變期間切換式功率轉換器300之波形。波形包括在重複性動態輸出負載條件期間切換式功率轉換器300之輸出負載(IOUT )波形501、切換式功率轉換器操作頻率(FSW_FINAL )波形503及輸出電壓(VOUT )波形505。在一項實施例中，重複性動態負載條件描述通常高於100Hz之自低輸出負載至高輸出負載且反之亦然之一高頻率變化。
輸出負載波形501圖解說明在一電子裝置之操作模式期間一重複性動態負載特性。特定而言，輸出負載波形501圖解說明在自低負載至高負載且反之亦然之重複性動態負載期間輸出負載之多個週期。輸出電壓波形505圖解說明在重複性動態負載回應期間輸出電壓之瞬變回應。類似於圖4A，切換式功率轉換器300經組態以在一最大容許輸出電壓(V-out(最大))與一最小容許輸出電壓(V-out(最小))範圍內操作。操作頻率波形503圖解說明在重複性動態負載回應期間切換式功率轉換器300之切換頻率。
當輸出負載為低507時，切換式功率轉換器300之輸出電壓處於輸出電壓設定點(V-out設定點)509。在低負載條件507期間，控制器307將切換式功率轉換器300之操作頻率設定處於待機模式操作頻率511。
如圖5A中所示，在自低輸出負載507至一高輸出負載515之轉變513期間，輸出電壓波形505下降517至低於輸出電壓設定點509但大於最小輸出電壓之一值。輸出電壓下衝517指示輸出負載之一上升513。回應於輸出電壓下衝517，控制器307使該操作頻率自待機模式操作頻率511增大519至與高負載條件515相關聯之高負載操作頻率521。注意，由於重複性動態負載，因而電壓輸出505永遠無法達到穩態輸出電壓設定點509。
在自高輸出負載515至低輸出負載條件507之轉變523期間，輸出電壓波形過衝525電壓輸出設定點509。輸出電壓過衝525不超過切換式功率轉換器300之最大容許輸出電壓。控制器307減小529該操作頻率直至達到一中間頻率531為止，以便使輸出電壓自過衝525減小回至輸出電壓設定點509。如圖5A中所示，該操作頻率在低輸出負載條件期間箝位處於低於高負載操作頻率521但大於待機模式操作頻率511之中間頻率531。中間頻率531與功率轉換器系統設計參數相關。此等設計參數包括待機模式操作頻率511、待機條件之總系統功率消耗、輸出電容器C1、其間實際操作頻率箝位處於中間頻率531之計時器之長度、最大容許輸出電壓過衝等等。在一項實施例中，中間頻率 531設定處於待機模式操作頻率411的3至8倍之範圍內。藉由將該操作頻率設定處於中間頻率531，控制器307可與當如上文參照圖2所述基於Vsense之值設定該操作頻率時相比更快地對自低負載條件507至高負載條件515之後續負載變化527做出回應。
類似於一次性動態負載變化，開關控制器307當在該操作模式期間偵測到自高負載條件515至低負載條件507之轉變523時設定一更動週期533。特定而言，控制器307回應於該操作頻率之減小529達到中間頻率531而設定更動週期533。在一項實施例中，更動週期533描述其中開關控制器307更動基於來自回饋控制迴路之Vsense信號之值計算出之切換式功率轉換器300之操作頻率之一時間週期。基於Vsense之值計算出之操作頻率圖解說明為虛線535。代替設定在更動週期533期間基於Vsense計算出之切換式功率轉換器300之操作頻率535，控制器307將該操作頻率設定至中間頻率531。
在更動週期533期間，若基於Vsense之值計算出之操作頻率535高於中間頻率531，則切換式功率轉換器300之實際操作頻率基於Vsense之值設定至操作頻率535。然而，若基於Vsense之值計算出之操作頻率535小於或等於中間頻率531，則將切換式功率轉換器300之實際操作頻率箝位至中間頻率531。一旦更動週期533到期，則開關控制器307基於回饋信號Vsense設定操作頻率535。
然而，若切換式功率轉換器300在更動週期533到期之前 經歷自低負載條件507至高負載條件515之一轉變527，則開關控制器307增大537該操作頻率以對增大之負載條件做出回應。由於切換式功率轉換器300基於Vsense以高於待機模式頻率511之中間頻率531操作，因而切換式功率轉換器500能夠更快地對自低負載507至高動態負載條件515之轉變527做出回應。切換式功率轉換器300之經改良回應導致與圖2A中所圖解說明之輸出電壓下衝229相比較低之輸出電壓下衝539。
參見圖5B，圖5B圖解說明在重複性動態負載條件期間圖5A中之切換式功率轉換器300之波形之部分541之一詳細視圖。除輸出負載波形501、切換式功率轉換器300之實際操作頻率(FSW_FINAL )503及輸出電壓波形505以外，圖5B亦圖解說明基於VSENSE 計算出之操作頻率(FSW_TEMP )波形535、代表控制器307之輸出驅動信號309之驅動器輸出波形543及如下文將進一步闡述之一計時器波形545。
輸出負載波形501圖解說明致使輸出電壓自輸出電壓設定點509上升549至如輸出電壓波形505中所示之偵測點551之自高負載條件515至低負載條件507之轉變547。基於Vsense計算出之操作頻率波形535(亦即，FSW_TEMP )表示切換式功率轉換器300之將自基於習用回饋之控制迴路產生之切換頻率。當輸出電壓過衝549至輸出電壓偵測點551時，控制器307使基於Vsense計算出之操作頻率自高負載頻率521減小553至與低負載條件507相關聯之待機模式頻率511。由於控制器307無法區別重複性動態負載變化與一 次性動態負載變化，因而自高負載515至低負載507之轉變547在控制器307看來像是一次性動態負載變化。因此，控制器307將操作頻率535設定至與低負載條件507相關聯之待機模式操作頻率511。如波形535中所示，基於VSENSE 之操作頻率在高負載至低負載條件547期間下衝555待機模式操作頻率511。由於基於VSENSE 計算出之操作頻率535低於待機模式頻率511，因而假若實際操作頻率503係基於VSENSE 則切換式功率轉換器300將無法快速地對自高負載條件515之後續轉變561做出回應。
然而，操作頻率波形503圖解說明根據本文中之實施例由控制器307設定用於驅動開關Q1之實際操作頻率(FSW_FINAL )。一旦輸出電壓上升至輸出電壓偵測點551，則控制器307致使實際操作頻率首先557追蹤基於Vsense計算出之操作頻率535。如同基於VSENSE 計算出之操作頻率，實際操作頻率503在高負載條件515期間設定處於高負載頻率521。在切換式功率轉換器300以高負載操作頻率521操作之時間週期561期間，輸出驅動信號309以對應於高負載操作頻率521之一頻率輸出。
在輸出電壓過衝至偵測點551之後，實際操作頻率首先追蹤557基於VSENSE 計算出之操作頻率。控制器307減小557實際操作頻率FSW_FINAL 直至達到中間頻率531為止。一旦達到中間頻率531，則於時間T0處，控制器307起始由計時器波形545表示之於時間T3處到期之一計時器。控制器307亦將實際操作頻率箝位至中間頻率531。計時器波形 545描述其中實際操作頻率可在一低負載條件507期間箝位處於中間頻率531之時間週期(T0至T3)。計時器之長度與功率轉換器系統設計參數相關。設計參數包括重複性動態負載變化之頻率、待機模式操作頻率511、待機條件之總系統功率消耗、輸出電容器C1、實際頻率箝位所處之中間頻率及最大容許輸出電壓過衝等等。在一項實施例中，計時器之長度大於重複性負載變化之週期且可處於重複性負載變化之週期的2至5倍之範圍內。舉例而言，若重複性動態負載變化為大約100Hz(亦即，10毫秒週期)，則計時器之長度可介於自20毫秒至50毫秒之範圍。注意，計時器之長度亦可包括足夠冗裕以涵蓋重複性負載變化速率之變化。在自T0至T2之時間週期期間，注意，輸出驅動信號309之頻率高於在參照圖2B所述之時間週期255期間輸出驅動信號309之頻率但小於在切換式功率轉換器300以高負載操作頻率521操作之時間週期561期間該輸出控制信號之頻率。
在時間T1處，(在計時器於時間T3處到期之前)輸出負載因輸出負載之重複性而自低負載507轉變561回至高輸出負載條件515。在轉變561期間，輸出電壓下衝563輸出電壓設定點509。然而，在轉變561期間，該操作頻率仍箝位處於大於所計算出之操作頻率將基於Vsense設定至的頻率之中間頻率531。切換式功率轉換器300之較高操作頻率允許一較短切換週期或空白時間563。由於空白時間563遠短於圖2B中所圖解說明之空白時間247，因而切換式功率轉換 器300可與當切換頻率基於Vsense設定至該較低頻率之情況中相比在介於T0與T3之間的時間週期期間以一較快的方式對負載變化做出回應。
舉例而言，由於較高切換頻率，因而在計時器於T3處到期之前的時間T2處之下一切換循環中，電壓下衝563與在根據Vsense計算出操作頻率之情況中控制器307偵測下衝563花費之時間相比更快地在偵測點565處由控制器307偵測到。控制器307隨後使該操作頻率增大567至高負載操作頻率521以便輸出電壓可快速地達到穩態輸出電壓設定點509。因此，儘管計時器尚未於時間T3處到期，但控制器307仍增大該操作頻率以計及至高負載條件515之輸出負載變化。由於最大輸出電壓下衝565與圖2B中之輸出電壓之深下衝251相比減小，因而改良重複性動態負載回應效能同時仍達成一次性動態負載條件期間之超低無負載功率消耗。在控制器307於時間T2處偵測到低負載至高負載轉變561之後，控制器307重設計時器以為下一輪重複性動態負載回應作準備，即使計時器未設定到期直至時間T3為止。
更動頻率臨限值
圖6及圖7圖解說明可變更動頻率臨限值及計時器之各種實施例。以下計時器及可變臨限值可適用於如上文所述之一次性動態負載條件或重複性動態負載條件。注意，在其他實施例中，可採用其他時間及臨限組態。
輸出負載波形601圖解說明一高至低動態負載條件且操作頻率波形603圖解說明在該負載轉變期間切換式功率轉 換器300之操作頻率。在高輸出負載條件607期間，控制器307將操作頻率設定至高負載操作頻率609。當偵測到自高負載607至低動態負載條件613之轉變611時，起始一或多個頻率更動計時器615及617。每一計時器之持續時間可由控制器307適應性地設定或者可預先設定。在一項實施例中，計時器之起始係相對於對該負載之轉變611之偵測設定。另一選擇為，計時器之起始係如圖6中所示相對於彼此設定。每一更動計時器分別與一中間頻率相關聯。特定而言，計時器615與中間頻率619相關聯且計時器617與中間頻率621相關聯。
在偵測到自高負載607至低負載613之轉變611之後，起始致使控制器307使該操作頻率自高負載操作頻率609增大623至中間臨限頻率619之計時器615。如圖6中所圖解說明，使該操作頻率以一步長增量減小623至中間頻率619。在一項實施例中，該步長增量處於高負載操作頻率609的20%至40%之範圍內。一旦計時器615到期，則開始致使控制器307進一步使該操作頻率以另一步長增量自中間頻率619減小625至中間頻率621之計時器617。一旦計時器619到期，則控制器307再次使該操作頻率自中間頻率621減小627至待機模式操作頻率629。
圖7圖解說明替代更動頻率臨限值及更動週期。類似於圖6，輸出負載波形701圖解說明一高至低動態負載條件且操作頻率波形703圖解說明在該負載轉變期間切換式功率轉換器300之操作頻率。在高輸出負載條件707期間，控制 器307將該操作頻率設定至高負載操作頻率709。當偵測到自高負載707至低動態負載條件713之轉變711時，起始一或多個頻率更動計時器715及717。每一計時器之持續時間可由控制器307適應性地設定或者可預先設定。在一項實施例中，計時器之起始係相對於對該負載之轉變711之偵測設定。另一選擇為，計時器之起始係如圖7中所示相對於彼此設定。每一更動計時器分別與一中間頻率相關聯。特定而言，計時器715與中間頻率719相關聯且計時器717與中間頻率721相關聯。
在偵測到自高負載707至低負載713之轉變711之後，起始致使控制器307使該操作頻率自高負載操作頻率709減小至中間頻率719之計時器715。如圖7中所圖解說明，使該操作頻率以一線性速率減小723直至達到中間頻率719為止。注意，在替代實施例中，使該操作頻率以一非線性速率減小。一旦計時器715到期，則起始致使控制器307使該操作頻率以一線性速率自中間頻率719減小725至中間頻率721之計時器717。為減小該操作頻率，在每一步長(亦即，切換循環)，使該切換頻率自上一個切換循環以高負載操作頻率709的10%至20%之步長減小。另一選擇為，使當前切換循環之切換頻率減小至上一個切換循環中所使用之切換頻率的35%至50%。一旦計時器717到期，則控制器307使該操作頻率自中間頻率721減小727至待機模式操作頻率729。
在閱讀本揭示內容之後，熟習此項技術者將瞭解用於偵 測一切換式功率轉換器中之無負載條件並在無負載條件操作該切換式功率轉換器之再其他替代設計。因此，雖然已圖解說明並闡述具體實施例及應用，但應理解，本文中所述之實施例不僅限於本文中所揭示之精確構造及組件，且可在不背離本發明之精神及範疇的前提下對本文中所揭示之方法及設備之配置、操作及細節作出熟習此項技術者將易知之各種修改、更改及變更。
300‧‧‧切換式功率轉換器
301‧‧‧功率級
303‧‧‧副級輸出級
307‧‧‧控制器
309‧‧‧輸出驅動信號
C1 ‧‧‧輸出電容器
D1 ‧‧‧二極體
FSW_FINAL ‧‧‧實際操作頻率
IOUT ‧‧‧輸出負載
Ip‧‧‧初級側電流
Na‧‧‧輔助繞組
Np‧‧‧初級繞組
Ns‧‧‧副級繞組
Q1‧‧‧開關
R1 ‧‧‧電阻器
R2 ‧‧‧電阻器
Rs ‧‧‧感測電阻器
TR‧‧‧功率變壓器
VIN ‧‧‧輸入電壓
VOUT ‧‧‧輸出電壓
VSENSE ‧‧‧經感測輸出電壓
圖1A圖解說明在待機模式與充電模式之間的轉變或「一次性」動態負載回應期間一習用切換式功率轉換器之波形。
圖1B圖解說明在一次性動態負載回應期間該習用切換式功率轉換器之波形之一詳細視圖。
圖2A圖解說明在重複性動態負載期間一習用切換式功率轉換器之波形。
圖2B圖解說明在重複性動態負載期間該習用切換式功率轉換器之波形之一詳細視圖。
圖3圖解說明根據一項實施例具有經改良動態負載回應之一切換式功率轉換器。
圖4A圖解說明根據一項實施例當該切換式功率轉換器在待機模式與充電模式之間轉變或「一次性」動態負載回應時該切換式功率轉換器之波形。
圖4B圖解說明根據一項實施例在一次性動態負載回應期間該切換式功率轉換器之波形之一詳細視圖。
圖5A圖解說明根據一項實施例在重複性動態負載期間該切換式功率轉換器之波形。
圖5B圖解說明根據一項實施例在該等重複性動態負載期間該切換式功率轉換器之波形之一詳細視圖。
圖6圖解說明根據一項實施例該切換式功率轉換器之可變操作頻率特性之波形。
圖7圖解說明根據一項實施例該切換式功率轉換器之替代可變操作頻率特性之波形。
300‧‧‧切換式功率轉換器
301‧‧‧功率級
303‧‧‧副級輸出級
307‧‧‧控制器
309‧‧‧輸出驅動信號
C1 ‧‧‧輸出電容器
D1 ‧‧‧二極體
IOUT ‧‧‧輸出負載
Ip‧‧‧初級側電流
Na‧‧‧輔助繞組
Np‧‧‧初級繞組
Ns‧‧‧副級繞組
Q1‧‧‧開關
R1 ‧‧‧電阻器
R2 ‧‧‧電阻器
Rs ‧‧‧感測電阻器
TR‧‧‧功率變壓器
VIN ‧‧‧輸入電壓
VOUT ‧‧‧輸出電壓
VSENSE ‧‧‧經感測輸出電壓

Claims (16)

  1. 一種切換式功率轉換器，其包含：一變壓器，其包括耦合至一輸入電壓之一初級繞組及耦合至該切換式功率轉換器之一輸出之一副級繞組；一開關，其耦合至該變壓器之該初級繞組，在該開關接通時產生穿過該初級繞組之電流且在該開關關斷時不產生電流；及一控制器，其經組態以產生用以接通或關斷該開關之一控制信號，該開關回應於該控制信號處於一第一狀態中而接通，且該開關回應於該控制信號處於一第二狀態中而關斷；其中在自一第一輸出負載條件至一第二輸出負載條件之一轉變之後，該控制器進一步經組態在該第二輸出負載條件期間之一時間週期內以一中間頻率產生該控制信號，該中間頻率低於對應於該第一輸出負載條件之一第一頻率但高於對應於該第二輸出負載條件之一第二頻率之一中間頻率；其中該控制器進一步經組態以回應該時間周期到期而以對應於該第二輸出負載條件之該第二頻率產生該控制信號。
  2. 如請求項1之切換式功率轉換器，其中該第二輸出負載條件係一無負載條件。
  3. 如請求項1之切換式功率轉換器，其中該控制器進一步經組態以基於基於指示該切換式功率轉換器之輸出電壓 之一回饋信號計算出之頻率使該控制信號之一頻率逐漸地自該第一頻率降低至該中間頻率。
  4. 如請求項1之切換式功率轉換器，其中該控制器進一步經組態以在該時間週期到期之前自該第二輸出負載條件至該第一輸出負載條件之一轉變期間以該第一頻率產生該控制信號。
  5. 如請求項1之切換式功率轉換器，其中該控制器進一步經組態以回應於該時間週期到期而使該控制信號之一頻率逐漸地自該中間頻率降低至該第二頻率。
  6. 如請求項1之切換式功率轉換器，其中在該第二輸出負載條件期間，該控制器進一步經組態以在該時間週期到期之後以低於該中間頻率但高於對應於該第二輸出負載條件之該第二頻率之另一中間頻率產生該控制信號。
  7. 如請求項6之切換式功率轉換器，其中該控制器進一步經組態以使該控制信號之一頻率線性地或非線性地自該第一頻率降低至該中間頻率且自該中間頻率降低至該另一中間頻率。
  8. 如請求項6之切換式功率轉換器，其中該控制器進一步經組態以使該控制信號之一頻率以一第一步長自該第一頻率降低至該中間頻率且以一第二步長自該中間頻率降低至該另一中間頻率。
  9. 一種在一控制器中控制一切換式功率轉換器之方法，該切換式功率轉換器包括：一變壓器，其具有耦合至一輸入電壓之一初級繞組及耦合至該切換式功率轉換器之一 輸出之一副級繞組；及一開關，其耦合至該變壓器之該初級繞組，在該開關接通時產生穿過該初級繞組之電流且在該開關關斷時不產生電流，該方法包含：產生用以接通或關斷該開關之一控制信號，該開關回應於該控制信號處於一第一狀態中而接通且該開關回應於該控制信號處於一第二狀態中而關斷；及在自一第一輸出負載條件至一第二輸出負載條件之一轉變之後在一時間周期內而以低於對應於該第一輸出負載條件之一第一頻率但高於對應於該第二輸出負載條件之一第二頻率之一中間頻率產生該控制信號；及回應該時間周期到期而以對應於該第二輸出負載條件之該第二頻率產生該控制信號。
  10. 如請求項9之方法，其中該第二輸出負載條件係一無負載條件。
  11. 如請求項9之方法，其進一步包含：基於依據指示該切換式功率轉換器之輸出電壓之一回饋信號計算出之頻率使該控制信號之一頻率逐漸地自該第一頻率降低至該中間頻率。
  12. 如請求項9之方法，其進一步包含：在該時間週期到期之前自該第二輸出負載條件至該第一輸出負載條件之一轉變期間以該第一頻率產生該控制信號。
  13. 如請求項9之方法，其進一步包含：回應於該時間週期到期而使該控制信號之一頻率逐漸 地自該中間頻率降低至該第二頻率。
  14. 如請求項9之方法，其進一步包含：在該時間週期到期之後以低於該中間頻率但高於對應於該第二輸出負載條件之該第二頻率之另一中間頻率產生該控制信號，該控制信號之該產生係在該第二輸出負載條件期間執行。
  15. 如請求項14之方法，其進一步包含：使該控制信號之一頻率線性地自該第一頻率降低至該中間頻率且自該中間頻率降低至該另一中間頻率。
  16. 如請求項14之方法，其進一步包含：使該控制信號之一頻率以一第一步長自該第一頻率降低至該中間頻率且以一第二步長自該第一中間頻率降低至該另一中間頻率。
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