TWI483526B - A system controller and method for adjusting a power conversion system and a drive element for outputting a drive signal to a switch coupled to a primary winding of the power conversion system - Google Patents

A system controller and method for adjusting a power conversion system and a drive element for outputting a drive signal to a switch coupled to a primary winding of the power conversion system Download PDF

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Description

用於調整電源變換系統的系統控制器和方法及向耦合到電源變換系統的初級繞組的開關輸出驅動信號的驅動元件
本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了用於減少電磁干擾(ElectroMagnetic Interference,EMI)的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已應用於電源變換系統。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
隨著現代電子技術的發展，越來越多的電子設備常常在同一工作環境中操作。在一些狀況下，電子設備通常被放置得彼此非常靠近，因此電磁干擾(EMI)問題可能變得嚴重。世界上許多國家發佈了針對電磁相容性的標準，電磁相容性通常被認為指示了產品品質。
由於電源變換系統的諸如小尺寸、輕重量和高效率的優點，電源變換系統被廣泛用於消費者電子(例如，可攜式裝置)。第1圖示出了傳統開關模式變換系統的簡化圖式。開關模式變換系統100包括系統控制器180、開關140、電阻器150,154和156、電容器152,158和166、初級繞組160、次級繞組162、二極體164和隔離回饋元件168。系統控制器180包括比較器110、調製元件120、邏輯控制元件122、驅動元件130和前沿消隱(LEB)元件132。系統控制器180還包括端子172,174,176和178。
例如，調製元件120從隔離回饋元件168接收回饋信號119並生成調製信號118。邏輯控制元件122接收調製信號118並輸出由驅動元件130接收的信號124。驅動元件130通過端子172(例如，端子Gate)輸出信號134以閉合(例如，接通)或斷開(例如，關斷)開關140。開關模式電源變換系統100根據輸出負載動態地調節開關140的占空比以獲得穩定的輸出電壓170。
在另一示例中，比較器110接收並比較過流閾值信號112(例 如，Vth_oc )和電流感測信號114(例如，VCS )，並將過流控制信號116發送給邏輯控制元件122。當初級繞組的電流大於限制水準時，邏輯控制元件122輸出信號124以便斷開(例如，關斷)開關140並且關閉開關模式電源變換系統100。
第2圖示出作為開關模式變換系統100一部分的傳統驅動元件130的簡化圖式。如第2圖所示，驅動元件130包括反及閘202和206、反閘204和208以及兩個電晶體210和212。例如，電晶體210是P溝道場效應電晶體(Field-Effect Transistor,FET)並且電晶體212是N溝道FET。
如果來自邏輯控制元件122的信號124為邏輯低電平，則反及閘202輸出邏輯高電平的信號214，並且反及閘206輸出邏輯低電平的信號216。反閘208接收信號216並輸出邏輯高電平的信號218。電晶體212響應於邏輯高電平的信號218而導通。電晶體210響應於邏輯高電平的信號214而截止。端子172(例如，端子Gate)處的信號134為邏輯低電平以使得開關140斷開(例如，關斷)。
另一方面，如果來自邏輯控制元件122的信號124為邏輯高電平，則反及閘206輸出邏輯高電平的信號216，並且反及閘202輸出邏輯低電平的信號214。反閘208輸出邏輯低電平的信號218。電晶體212響應於邏輯低電平的信號218而截止。電晶體210響應於邏輯低電平的信號214而導通。端子172(例如，端子Gate)處的信號134為邏輯高電平以使得開關140閉合(例如，接通)。
在開關140接通和關斷過程期間可能產生強的EMI，開關140是系統100中EMI的主要源之一。可以採取一些措施來減少EMI，例如使用複雜的雜訊濾波器、並行連接吸收裝置、採用諧振技術以及實現高級保護遮罩，但是，所有這些措施通常會增加系統成本和規模。另外，頻率抖動可被用來減少EMI。頻率抖動可以提高傳導EMI，但是通常無法有效地減少輻射EMI。因此，改善用於減少EMI的技術變得非常重要。
本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了用於減少電磁干擾(ElectroMagnetic Interference,EMI)的系統和方法。僅僅作為示例， 本發明已應用於電源變換系統。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
根據一實施例，一種用於調整電源變換系統的系統控制器，該系統控制器包括信號生成器和驅動元件。信號生成器被配置為接收與電源變換系統的輸出信號相關聯的回饋信號和與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的電流感測信號，並且至少基於與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊生成調製信號。驅動元件被配置為接收所述調製信號並且至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號。所述驅動元件還被配置為：如果所述調製信號從第一邏輯電平變為第二邏輯電平，則在第一時間段期間將所述驅動信號的大小從第一大小值變為第二大小值以閉合所述開關，所述第一時間段大於零。
根據另一實施例，一種用於調整電源變換系統的系統控制器，該系統控制器包括信號生成器和驅動元件。信號生成器被配置為接收與電源變換系統的輸出信號相關聯的回饋信號和與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的電流感測信號，並且至少基於與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊生成調製信號。驅動元件被配置為接收所述調製信號並且至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號。所述驅動元件還被配置為：如果所述調製信號從第一邏輯電平變為第二邏輯電平，則在一時間段期間將所述驅動信號的大小從第一大小值變為第二大小值以斷開所述開關，所述時間段大於零。
根據又一實施例，一種用於向耦合到電源變換系統的初級繞組的開關輸出驅動信號的驅動元件包括：第一二極體，包括第一二極體端子和第二二極體端子；第二二極體，包括第三二極體端子和第四二極體端子；電容器，包括第一電容器端子和第二電容器端子；電流源元件，包括第一源端子和第二源端子；以及第一電晶體，包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子。所述第二源端子被耦合到所述第一電晶體端子。所述第三電晶體端子被耦合到所述第一二極體端子。所述第二二極體端子被耦合到所述第三二極體端子和所述第一電容器端子。所述第二電容器端子被耦合到所述第四二極體端子。
根據又一實施例，一種用於向耦合到電源變換系統的初級繞組的開關輸出驅動信號的驅動元件包括：及閘元件，包括第一輸入端子、第二輸入端子和第一輸出端子；比較器，包括第三輸入端子、第四輸入端子和第二輸出端子；第一電晶體，包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子；以及第二電晶體，包括第四電晶體端子、第五電晶體端子和第六電晶體端子。所述第一電晶體端子被耦合到所述第一輸入端子。所述第二電晶體端子被耦合到所述第五電晶體端子。所述第三電晶體端子被耦合到所述第六電晶體端子。所述第四電晶體端子被耦合到所述第一輸出端子。所述第二輸出端子被耦合到所述第二輸入端子。
在一實施例中，一種用於調整電源變換系統的方法包括：接收與電源變換系統的輸出信號相關聯的回饋信號和與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的電流感測信號；處理與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊；以及至少基於與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊生成調製信號。此外，該方法包括：接收所述調製信號；處理與所述調製信號相關聯的資訊；以及至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號。用於至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號的處理包括：如果所述調製信號從第一邏輯電平變為第二邏輯電平，則在第一時間段期間將所述驅動信號的大小從第一大小值變為第二大小值以閉合所述開關，所述第一時間段大於零。
在另一實施例中，一種用於調整電源變換系統的方法包括：接收與電源變換系統的輸出信號相關聯的回饋信號和與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的電流感測信號；處理與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊；以及至少基於與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊生成調製信號。此外，該方法包括：接收所述調製信號；處理與所述調製信號相關聯的資訊；以及至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號。用於至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號的處理包括：如果所述調製信號從第一邏輯電平變為第二邏輯電平，則在一時間段期間將所述驅動信號的大小從第一大小值變為第二大小值以斷開所述開關，所述時間段大於零。
取決於實施例，可以獲得一個或多個益處。參考下面的詳細描述和附圖可以全面地理解本發明的這些益處以及各個另外的目的、特徵和優點。
100,300‧‧‧開關模式變換系統
110,310,508,644‧‧‧比較器
112,312‧‧‧過流閾值信號
114,314‧‧‧電流感測信號
116,316‧‧‧過流控制信號
118,318‧‧‧調製信號
119,319‧‧‧回饋信號
120,320‧‧‧調製元件
122,322‧‧‧邏輯控制元件
124,134,214,216,218,324,334,390,414,416,418,436,438,524,526,528,532,614,616,626,636,638,662,664‧‧‧信號
130,330‧‧‧驅動元件
132,332‧‧‧前沿消隱(LEB)元件
140,340‧‧‧開關
150,154,156,350,354,356‧‧‧電阻器
152,158,166,352,358,366,430,630‧‧‧電容器
160,360‧‧‧初級繞組
162,362‧‧‧次級繞組
164,364,428,432,628,632‧‧‧二極體
168,368‧‧‧隔離回饋元件
170,370‧‧‧輸出電壓
172,174,176,178,372,374,376,378‧‧‧端子
180,380‧‧‧系統控制器
202,206,402,406,502,504,602,604‧‧‧反及閘
512,646‧‧‧及閘
204,208,404,408,506,606,608‧‧‧反閘
210,212,410,412,420,422,434,510,514,516,610,620,622,634,648,650‧‧‧電晶體
424,624‧‧‧電流源
440,640‧‧‧電流
530,660‧‧‧參考信號
702,704,706,708,710‧‧‧波形
712,714,716,718,720,730‧‧‧大小
第1圖是示出傳統的開關模式變換系統的簡化圖式。
第2圖是示出作為如第1圖所示的開關模式變換系統一部分的傳統驅動元件的簡化圖式。
第3圖是示出根據本發明一個實施例的電源變換系統的簡化圖式。
第4圖是示出根據本發明一個實施例的作為如第3圖所示的電源變換系統一部分的驅動元件的簡化圖式。
第5圖是示出根據本發明另一個實施例的作為如第3圖所示的電源變換系統一部分的驅動元件的簡化圖式。
第6圖是示出根據本發明又一個實施例的作為如第3圖所示的電源變換系統一部分的驅動元件的簡化圖式。
第7圖是根據本發明又一實施例的包括如第6圖所示的驅動元件的電源變換系統的簡化時序圖。
本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了用於減少電磁干擾(ElectroMagnetic Interference,EMI)的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已應用於電源變換系統。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
第3圖是示出根據本發明一個實施例的電源變換系統的簡化圖式。該圖式僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。電源變換系統300包括系統控制器380、開關340、電阻器350,354和356、電容器352,358和366、初級繞組360、次級繞組362、二極體364和隔離回饋元件368。系統 控制器380包括比較器310、調製元件320、邏輯控制元件322、驅動元件330和LEB元件332。系統控制器380還包括端子372,374,376和378。
根據一個實施例，調製元件320接收來自隔離回饋元件368的回饋信號319和來自端子374(例如，端子CS)的信號390，並生成調製信號318。例如，邏輯控制元件322接收調製信號318並輸出由驅動元件330接收的信號324。在另一示例中，驅動元件330通過端子372(例如，端子Gate)輸出信號334以閉合(例如，接通)或斷開(例如，關斷)開關340。在又一示例中，電源變換系統300根據輸出負載動態地調節開關340的占空比以獲得穩定的輸出電壓370。在又一示例中，比較器310接收並比較過流閾值信號312(例如，Vth_oc )和電流感測信號314(例如，VCS )，並將過流控制信號316發送給邏輯控制元件322。例如，當初級繞組的電流大於限制水準時，邏輯控制元件322輸出信號324以便斷開(例如，關斷)開關340並且關閉電源變換系統300。
例如，當邏輯控制元件322將信號324從邏輯低電平變為邏輯高電平時，驅動元件330逐漸增大信號334的大小以便減慢開關340的接通過程，從而減少因開關340的接通引起的EMI。作為另一示例，當邏輯控制元件322將信號324從邏輯高電平變為邏輯低電平時，驅動元件330逐漸減小信號334的大小以便減慢開關340的關斷過程，從而減少因開關340的關斷引起的EMI。
如上面描述並在此進一步強調的，第3圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。例如，調製元件320接收來自LEB元件332的信號314(例如，VCS )，而非來自端子374(例如，端子CS)的信號390。
第4圖是示出根據本發明一個實施例的作為電源變換系統300一部分的驅動元件330的簡化圖式。該圖式僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。驅動元件330包括反及閘402和406、反閘404和408、電晶體410,412,420,422和434、電流源424、二極體428和432以及電容器430。例如，電晶體420是P溝道FET，並且電晶體410,412,422和434是N溝道 FET。在另一示例中，二極體428和432是齊納二極體。
根據一個實施例，如果信號324從邏輯高電平變為邏輯低電平，則來自反及閘402的信號414變為邏輯高電平，並且來自反及閘406的信號416變為邏輯低電平。例如，反閘408接收信號416並輸出邏輯高電平的信號418。在另一示例中，電晶體412(例如，N2)響應於邏輯高電平的信號418而導通。在又一示例中，響應於邏輯高電平的信號414，電晶體420(例如，P1)截止並且電晶體422(例如，N3)導通。在又一示例中，電晶體410(例如，N1)的柵極端子處的信號438減小並且電晶體410(例如，N1)截止。在又一示例中，端子372(例如，Gate)處的信號334為邏輯低電平以使得開關340斷開(例如，關斷)。在又一示例中，電晶體434(例如，N4)回應於信號436而導通，信號436是信號324的互補信號。在又一示例中，電容器430通過電晶體434被放電。在又一示例中，當信號324為邏輯低電平時，信號436為邏輯高電平。
根據另一實施例，如果信號324從邏輯低電平變為邏輯高電平，則來自反及閘406的信號416變為邏輯高電平並且來自反及閘402的信號414變為邏輯低電平。例如，反閘408輸出邏輯低電平的信號418，並且作為回應，電晶體412(例如，N2)截止。在另一示例中，響應於邏輯低電平的信號414，電晶體422(例如，N3)截止並且電晶體420(例如，P1)導通。在又一示例中，電晶體434(例如，N4)響應於邏輯低電平的信號436而導通。在又一示例中，電容器430回應於由電流源424提供的電流440通過二極體428(例如，D1)被充電。在又一示例中，電晶體410(例如，N1)的柵極端子處的信號438的大小減小並且信號438的增大速率受電容器430的電容和電流440的影響。在又一示例中，回應於信號438的增大，端子372(例如，Gate)處的信號334的大小增大。在又一示例中，一旦信號334達到預定大小，則開關340閉合(例如，接通)。
在一些實施例中，適當調節電容器430的電容和電流440就可以影響閉合開關340的速度(例如，di/dt,dv/dt)，從而減少在閉合開關340的過程期間生成的EMI。例如，當電容器430上的壓降達到特定電壓時，齊納二極體432擊穿。在另一示例中，電晶體410的柵極端子通過電流440 被充電，並且信號438的大小快速增大，以使得當開關340從斷開(例如，關斷)變為閉合(例如，接通)時I/V重疊的時段減小。
第5圖是示出根據本發明另一實施例的作為電源變換系統300一部分的驅動元件330的簡化圖式。該圖式僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。驅動元件330包括反及閘502和504、及閘512、反閘506、電晶體510,514和516以及比較器508。例如，電晶體510,514和516是N溝道FET。
根據一個實施例，如果信號324從邏輯低電平變為邏輯高電平，則來自反及閘502的信號524變為邏輯高電平，並且來自反及閘504的信號526變為邏輯低電平。例如，及閘512接收信號526並輸出邏輯低電平的信號528。在另一示例中，電晶體510(例如，N1)響應於邏輯高電平的信號524而導通，並且電晶體516(例如，N2)響應於邏輯低電平的信號526而截止。在又一示例中，響應於邏輯低電平的信號528，電晶體514(例如，N3)截止。在又一示例中，端子372(例如，端子Gate)處的信號334變為邏輯高電平，以使得開關340從斷開(例如，關斷)變為閉合(例如，接通)。
根據另一實施例，如果信號324從邏輯高電平變為邏輯低電平，則來自反及閘504的信號526變為邏輯高電平並且來自反及閘502的信號524變為邏輯低電平。例如，電晶體510(例如，N1)響應於邏輯低電平的信號524而截止，並且電晶體516(例如，N2)響應於邏輯高電平的信號526而導通。在另一示例中，比較器508接收信號334和參考信號530(例如，Vref )並且輸出信號532。在又一示例中，如果信號334的大小大於參考信號530，則信號532為邏輯高電平。在又一示例中，響應於邏輯高電平的信號528，電晶體514(例如，N3)導通。在又一示例中，端子372(例如，端子Gate)處的信號334的大小快速見效，並且信號334的減小速率與電晶體648和650的特性(例如，大小)有關。在又一示例中，如果信號334的大小變得小於參考信號530，則比較器508將信號532變為邏輯低電平，並且信號528被變為邏輯低電平。在又一示例中，響應於邏 輯低電平的信號528，電晶體514截止，並且信號334的減小速率的大小變小。在又一示例中，當信號334減小為低的大小時，開關340斷開(例如，關斷)。在一些實施例中，適當調節電晶體514和516的特性(例如，大小)和參考信號530可以影響斷開開關340的速度(例如，di/dt,dv/dt))，以便減小在斷開(例如，關斷)開關340的過程期間產生的EMI。
如上面描述並在此進一步強調的，第5圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。例如，比較器508接收並比較與信號334相關聯的輸入信號和參考信號530。在一些實施例中，這樣的輸入信號可以利用分壓器基於信號334生成。
第6圖是示出根據本發明又一實施例的作為電源變換系統300一部分的驅動元件330的簡化圖式。該圖式僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。驅動元件330包括反及閘602和604、及閘646、反閘606和608、電晶體610,620,622,634,648和650、電流源624、二極體628和632、電容器630以及比較器644。例如，電晶體620是P溝道FET，並且電晶體610,622,634,648和650是N溝道FET。在另一示例中，二極體628和632是齊納二極體。
根據一個實施例，如果信號324從邏輯高電平變為邏輯低電平，則來自反及閘602的信號614變為邏輯高電平，並且來自反及閘604的信號616變為邏輯低電平。例如，響應於邏輯高電平的信號614，電晶體620(例如，P1)截止並且電晶體622(例如，N1)導通。在另一示例中，電晶體610(例如，N2)的柵極端子處的信號638減小並且電晶體610截止。在又一示例中，電晶體634(例如，N5)回應於信號636而導通，信號636是信號324的互補信號。在又一示例中，電容器630通過電晶體634被放電。在又一示例中，反閘608接收信號616並輸出邏輯高電平的信號626。在又一示例中，電晶體648(例如，N3)響應於邏輯高電平的信號626而導通。在又一示例中，比較器644接收信號334和參考信號660(例如，Vref )並輸出信號662。在又一示例中，如果信號334的大小大於參考信號 660，則信號662為邏輯高電平。在又一示例中，及閘646輸出邏輯高電平的信號664，並且作為回應，電晶體650(例如，N4)導通。在又一示例中，端子372(例如，端子Gate)處的信號334的大小快速見效，並且信號334的減小速率與電晶體648和650的特性有關。在又一示例中，如果信號334的大小變得小於參考信號660，則比較器644將信號662變為邏輯低電平，並且信號664被變為邏輯低電平。在又一示例中，響應於邏輯低電平的信號664，電晶體650(例如，N4)截止，並且信號334的減小速率的大小變小。在又一示例中，當信號334減小為低的大小時，開關340斷開(例如，關斷)。在又一示例中，當信號324為邏輯低電平時，信號636為邏輯高電平。
根據另一實施例，如果信號324從邏輯低電平變為邏輯高電平，則來自反及閘604的信號616變為邏輯高電平並且來自反及閘602的信號614變為邏輯低電平。例如，反閘608輸出邏輯低電平的信號626，並且作為回應，電晶體648(例如，N3)截止。在另一示例中，及閘646輸出邏輯低電平的信號664，並且作為回應，電晶體650(例如，N4)截止。在又一示例中，響應於邏輯低電平的信號614，電晶體622(例如，N1)截止並且電晶體620(例如，P1)導通。在又一示例中，電晶體634(例如，N5)響應於邏輯低電平的信號636而截止。在又一示例中，電容器630回應於由電流源624提供的電流640通過二極體628(例如，D1)被充電。在又一示例中，電晶體610(例如，N2)的柵極端子處的信號638的大小減小，並且信號638的減小速率受電容器630的電容和電流640的影響。在又一示例中，回應於信號638的增大，端子372(例如，端子Gate)處的信號334的大小增大。在又一示例中，一旦信號334達到預定大小，則開關340閉合(例如，接通)。
如上所述並進一步強調的，第6圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。例如，比較器644接收並比較與信號334相關聯的輸入信號和參考信號660。在一些實施例中，這樣的輸入信號可以利用分壓器基於信號334生成。
第7圖是根據本發明又一實施例的包括如第6圖所示的驅動元件330的電源變換系統300的簡化時序圖。該圖式僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。波形702表示作為時間的函數的信號324，波形704表示作為時間的函數的信號638，並且波形706表示作為時間的函數的信號334。另外，波形708表示作為時間的函數的信號626並且波形710表示作為時間的函數的信號664。
根據一個實施例，在時刻t1 處，信號324從邏輯低電平變為邏輯高電平(例如，如波形702所示)，來自反及閘604的信號616變為邏輯高電平，並且來自反及閘602的信號614變為邏輯低電平。例如，來自反閘608的信號626在一延遲之後(例如，時刻t2 處)從邏輯高電平變為邏輯低電平，如波形708所示。在另一示例中，來自及閘646的信號664為邏輯低電平(例如，如波形710所示)。在又一示例中，電晶體648和650截止。在又一示例中，響應於邏輯低電平的信號614，電晶體622(例如，N1)截止並且電晶體620(例如，P1)導通。在又一示例中，電晶體610(例如，N2)的柵極端子處的信號638增大到大小716(例如，t2 處)並且然後增大到大小718(例如，以一定斜率，直到t3 為止)，如波形704所示。在又一示例中，回應於信號638的增大，端子372(例如，端子Gate)處的信號334快速(例如，以斜率S1 )從大小730增大到大小712(例如，t2 處)，並且然後增大到大小720(例如，在t2 與t3 之間以斜率S2 )，如波形706所示。在又一示例中，一旦信號334達到大小720，則開關340閉合(例如，接通)。在又一示例中，斜率S1 大於斜率S2 。在又一示例中，斜率S1 非常大(例如，基本上接近於無限大)。
根據另一實施例，在時刻t1 與時刻t4 之間的時間段期間，信號324保持為邏輯高電平(例如，如波形702所示)。例如，在t3 與t4 之間，信號638保持為邏輯高電平(例如，如波形704所示)，信號626保持為邏輯低電平(例如，如波形708所示)，並且信號334保持為邏輯高電平(例如，如波形706所示)。
根據又一實施例，在t4 處，信號324變為邏輯低電平(例如， 如波形702所示)。例如，來自反及閘602的信號614變為邏輯高電平，並且來自反及閘604的信號616變為邏輯低電平。在另一示例中，響應於邏輯高電平的信號614，電晶體620(例如，P1)截止並且電晶體622(例如，N1)導通。在又一示例中，電晶體610(例如，N2)的柵極端子處的信號638的大小在一延遲之後減小(例如，如波形704所示的t5 處)，並且電晶體610截止。在又一示例中，來自反閘608的信號626變為邏輯高電平(例如，如波形708所示的t5 處)，並且作為回應，電晶體648(例如，N3)導通。在又一示例中，在t5 處，如果信號334(例如，如波形706所示為邏輯高電平)的大小大於參考信號660，則來自比較器644的信號662為邏輯高電平。在又一示例中，來自及閘646的信號664從邏輯低電平變為邏輯高電平(例如，如波形710所示的t5 處)，並且作為回應，電晶體650(例如，N4)導通。在又一示例中，在t5 與t6 之間，端子372(例如，端子Gate)處的信號334的大小快速(例如，以斜率S3 )從大小720(例如，t5 處)減小到大小714(例如，t6 處)。在又一示例中，在t6 之後，信號334的大小變得小於參考信號660(例如，如波形706所示)。在又一示例中，比較器644將信號662從邏輯高電平變為邏輯低電平(例如，如波形710所示的t6 處)。在又一示例中，響應於邏輯低電平的信號664，電晶體650(例如，N4)截止。在又一示例中，在t6 與t7 之間，信號334的大小從大小714(例如，t6 處)繼續減小(例如，以斜率S4 )到低的大小(例如，t7 處)，如波形706所示。在又一示例中，S4 的大小小於S3 。
根據另一實施例，一種用於調整電源變換系統的系統控制器，該系統控制器包括信號生成器和驅動元件。信號生成器被配置為接收與電源變換系統的輸出信號相關聯的回饋信號和與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的電流感測信號，並且至少基於與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊生成調製信號。驅動元件被配置為接收所述調製信號並且至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號。所述驅動元件還被配置為：如果所述調製信號從第一邏輯電平變為第二邏輯電平，則在第一時間段期間將所述驅動信號的大小從第一大小值變為第二大小值以閉合所述開關，所述第一時間段大於零。例如，該 系統控制器至少根據第3圖、第4圖、第6圖和/或第7圖來實現。
根據又一實施例，一種用於調整電源變換系統的系統控制器，該系統控制器包括信號生成器和驅動元件。信號生成器被配置為接收與電源變換系統的輸出信號相關聯的回饋信號和與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的電流感測信號，並且至少基於與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊生成調製信號。驅動元件被配置為接收所述調製信號並且至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號。所述驅動元件還被配置為：如果所述調製信號從第一邏輯電平變為第二邏輯電平，則在一時間段期間將所述驅動信號的大小從第一大小值變為第二大小值以斷開所述開關，所述時間段大於零。例如，該系統控制器至少根據第3圖、第5圖、第6圖和/或第7圖來實現。
根據又一實施例，一種用於向耦合到電源變換系統的初級繞組的開關輸出驅動信號的驅動元件包括：第一二極體，包括第一二極體端子和第二二極體端子；第二二極體，包括第三二極體端子和第四二極體端子；電容器，包括第一電容器端子和第二電容器端子；電流源元件，包括第一源端子和第二源端子；以及第一電晶體，包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子。所述第二源端子被耦合到所述第一電晶體端子。所述第三電晶體端子被耦合到所述第一二極體端子。所述第二二極體端子被耦合到所述第三二極體端子和所述第一電容器端子。所述第二電容器端子被耦合到所述第四二極體端子。例如，該驅動元件至少根據第4圖和/或第6圖來實現。
根據又一實施例，一種用於向耦合到電源變換系統的初級繞組的開關輸出驅動信號的驅動元件包括：及閘元件，包括第一輸入端子、第二輸入端子和第一輸出端子；比較器，包括第三輸入端子、第四輸入端子和第二輸出端子；第一電晶體，包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子；以及第二電晶體，包括第四電晶體端子、第五電晶體端子和第六電晶體端子。所述第一電晶體端子被耦合到所述第一輸入端子。所述第二電晶體端子被耦合到所述第五電晶體端子。所述第三電晶體端子被耦合到所述第六電晶體端子。所述第四電晶體端子被耦合到所述第 一輸出端子。所述第二輸出端子被耦合到所述第二輸入端子。例如，該驅動元件至少根據第5圖和/或第6圖來實現。
在一個實施例中，一種用於調整電源變換系統的方法包括：接收與電源變換系統的輸出信號相關聯的回饋信號和與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的電流感測信號；處理與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊；以及至少基於與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊生成調製信號。此外，該方法包括：接收所述調製信號；處理與所述調製信號相關聯的資訊；以及至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號。用於至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號的處理包括：如果所述調製信號從第一邏輯電平變為第二邏輯電平，則在第一時間段期間將所述驅動信號的大小從第一大小值變為第二大小值以閉合所述開關，所述第一時間段大於零。例如，該方法至少根據第3圖、第4圖、第6圖和/或第7圖來實現。
在另一實施例中，一種用於調整電源變換系統的方法包括：接收與電源變換系統的輸出信號相關聯的回饋信號和與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的電流感測信號；處理與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊；以及至少基於與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊生成調製信號。此外，該方法包括：接收所述調製信號；處理與所述調製信號相關聯的資訊；以及至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號。用於至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號的處理包括：如果所述調製信號從第一邏輯電平變為第二邏輯電平，則在一時間段期間將所述驅動信號的大小從第一大小值變為第二大小值以斷開所述開關，所述時間段大於零。例如，該方法至少根據第3圖、第5圖、第6圖和/或第7圖來實現。
例如，本發明各個實施例中的一些或所有元件單獨地和/或與至少另一元件相組合地是利用一個或多個軟體元件、一個或多個硬體元件和/或軟體與硬體元件的一種或多種組合來實現的。在另一示例中，本發明各個實施例中的一些或所有元件單獨地和/或與至少另一元件相組合地在一個或多個電路中實現，例如在一個或多個類比電路和/或一個或多個數位 電路中實現。在又一示例中，本發明的各個實施例和/或示例可以相組合。
雖然已描述了本發明的具體實施例，然而本領域技術人員將明白，還存在於所述實施例等同的其它實施例。因此，將明白，本發明不受所示具體實施例的限制，而是僅由申請專利範圍的範圍來限定。
300‧‧‧開關模式變換系統
310‧‧‧比較器
312‧‧‧過流閾值信號
314‧‧‧電流感測信號
316‧‧‧過流控制信號
318‧‧‧調製信號
319‧‧‧回饋信號
320‧‧‧調製元件
322‧‧‧邏輯控制元件
324,334,390‧‧‧信號
330‧‧‧驅動元件
340‧‧‧開關
332‧‧‧前沿消隱(LEB)元件
350,354,356‧‧‧電阻器
352,358,366‧‧‧電容器
360‧‧‧初級繞組
362‧‧‧次級繞組
364‧‧‧二極體
368‧‧‧隔離回饋元件
370‧‧‧輸出電壓
372,374,376,378‧‧‧端子
380‧‧‧系統控制器

Claims (24)

  1. 一種用於調整電源變換系統的系統控制器，該系統控制器包括：信號生成器，被配置為接收與電源變換系統的輸出信號相關聯的回饋信號和與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的電流感測信號，並且至少基於與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊生成調製信號；以及驅動元件，被配置為接收所述調製信號並且至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號；其中，所述驅動元件還被配置為：如果所述調製信號從第一邏輯電平變為第二邏輯電平，則在第一時間段期間將所述驅動信號的大小從第一大小值變為第二大小值以閉合所述開關，所述第一時間段大於零；其中，所述驅動元件還被配置為：如果所述調製信號從所述第一邏輯電平變為所述第二邏輯電平，則以相對於時間的第一斜率將所述驅動信號的大小從所述第一大小值變為第三大小值，並且以相對於時間的第二斜率將所述驅動信號的大小從所述第三大小值變為所述第二大小值；所述第二斜率的大小小於所述第一斜率；以及所述第三大小值大於所述第一大小值並且小於所述第二大小值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之系統控制器，其中，所述第一斜率基本上等於無限大。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之系統控制器，其中，所述驅動元件還被配置為：如果所述調製信號從所述第二邏輯電平變為所述第一邏輯電平，則在第二時間段期間將所述驅動信號的大小從第三大小值變為第四大小值以便斷開所述開關，所述第二時間段大於零。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之系統控制器，其中，所述第三大小值等於所述第二大小值。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之系統控制器，其中：所述驅動元件還被配置為：如果所述調製信號從所述第二邏輯電平變為所述第一邏輯電平，則以相對於時間的第一斜率將所述驅動信號的大小從所述第三大小值變為第五大小值，並且以相對於時間的第二斜率將所述驅動信號的大小從所述第五大小值變為所述第四大小值； 所述第二斜率的大小小於所述第一斜率；以及所述第五大小值大於所述第四大小值並且小於所述第三大小值。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之系統控制器，其中，所述信號生成器包括：調製元件，被配置為接收所述回饋信號並且至少基於與所述回饋信號相關聯的資訊生成第一信號；以及邏輯控制元件，被配置為接收所述第一信號並且至少基於與所述第一信號相關聯的資訊輸出所述調製信號。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之系統控制器，其中，所述第一邏輯電平對應於邏輯低電平，並且所述第二邏輯電平對應於邏輯高電平。
  8. 一種用於調整電源變換系統的系統控制器，該系統控制器包括：信號生成器，被配置為接收與電源變換系統的輸出信號相關聯的回饋信號和與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的電流感測信號，並且至少基於與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊生成調製信號；以及驅動元件，被配置為接收所述調製信號並且至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號；其中，所述驅動元件還被配置為：如果所述調製信號從第一邏輯電平變為第二邏輯電平，則在一時間段期間將所述驅動信號的大小從第一大小值變為第二大小值以斷開所述開關，所述時間段大於零；其中，所述驅動元件還被配置為：如果所述調製信號從所述第一邏輯電平變為所述第二邏輯電平，則以相對於時間的第一斜率將所述驅動信號的大小從所述第一大小值變為第三大小值，並且以相對於時間的第二斜率將所述驅動信號的大小從所述第三大小值變為所述第二大小值；所述第二斜率小於所述第一斜率；以及所述第三大小值小於所述第一大小值並且大於所述第二大小值。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之系統控制器，其中，所述第一斜率基本上等於無限大。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之系統控制器，其中，所述第一邏輯電平對應於邏輯高電平，並且所述第二邏輯電平對應於邏輯低電平。
  11. 一種用於向耦合到電源變換系統的初級繞組的開關輸出驅動信號的驅 動元件，該驅動元件包括：第一二極體，包括第一二極體端子和第二二極體端子；第二二極體，包括第三二極體端子和第四二極體端子；電容器，包括第一電容器端子和第二電容器端子；電流源元件，包括第一源端子和第二源端子；第一電晶體，包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子；第二電晶體，包括第四電晶體端子、第五電晶體端子和第六電晶體端子；第三電晶體，包括第七電晶體端子、第八電晶體端子和第九電晶體端子；以及第四電晶體，包括第十電晶體端子、第十一電晶體端子和第十二電晶體端子；其中：所述第二源端子被耦合到所述第一電晶體端子；所述第三電晶體端子被耦合到所述第一二極體端子；所述第二二極體端子被耦合到所述第三二極體端子和所述第一電容器端子；所述第二電容器端子被耦合到所述第四二極體端子；所述第四電晶體端子耦合到所述第一電晶體端子；所述第五電晶體端子耦合到所述第三電晶體端子；所述第六電晶體端子耦合到所述第二電容器端子；所述第八電晶體端子耦合到所述第三二極體端子；所述第九電晶體端子耦合到所述第四二極體端子；以及所述第十電晶體端子被耦合到所述第三電晶體端子和所述第五電晶體端子。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之驅動元件，還包括：及閘元件，包括第一輸入端子、第二輸入端子和第一輸出端子；比較器，包括第三輸入端子、第四輸入端子和第二輸出端子；第二電晶體，包括第四電晶體端子、第五電晶體端子和第六電晶體端 子；第三電晶體，包括第七電晶體端子、第八電晶體端子和第九電晶體端子；以及第四電晶體，包括第十電晶體端子、第十一電晶體端子和第十二電晶體端子；其中：所述第四電晶體端子耦合到所述第一輸入端子；所述第五電晶體端子耦合到所述第八電晶體端子；所述第六電晶體端子耦合到所述第九電晶體端子；所述第七電晶體端子耦合到所述第一輸出端子；所述第十二電晶體端子被耦合到所述第五電晶體端子和所述第八電晶體端子；所述第二輸出端子耦合到所述第二輸入端子；所述第四輸入端子被耦合到所述第五電晶體端子和所述第八電晶體端子；所述第三輸入端子被配置為接收參考信號；以及所述第四輸入端子被配置為接收與所述驅動信號相關聯的第一信號。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之驅動元件，其中，所述第一信號是所述驅動信號。
  14. 一種用於向耦合到電源變換系統的初級繞組的開關輸出驅動信號的驅動元件，該驅動元件包括：及閘元件，包括第一輸入端子、第二輸入端子和第一輸出端子；比較器，包括第三輸入端子、第四輸入端子和第二輸出端子；第一電晶體，包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子；第二電晶體，包括第四電晶體端子、第五電晶體端子和第六電晶體端子；以及第三電晶體，包括第七電晶體端子、第八電晶體端子和第九電晶體端子； 其中：所述第一電晶體端子被耦合到所述第一輸入端子；所述第二電晶體端子被耦合到所述第五電晶體端子；所述第三電晶體端子被耦合到所述第六電晶體端子；所述第四電晶體端子被耦合到所述第一輸出端子；所述第九電晶體端子被耦合到所述第二電晶體端子和所述第五電晶體端子；所述第二輸出端子被耦合到所述第二輸入端子；所述第四輸入端子被耦合到所述第二電晶體端子和所述第五電晶體端子；所述第三輸入端子被配置為接收參考信號；以及所述第四輸入端子被配置為接收與所述驅動信號相關聯的第一信號。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之驅動元件，其中，所述第一信號是所述驅動信號。
  16. 一種用於調整電源變換系統的方法，該方法包括：接收與電源變換系統的輸出信號相關聯的回饋信號和與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的電流感測信號；處理與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊；至少基於與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊生成調製信號；接收所述調製信號；處理與所述調製信號相關聯的資訊；以及至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號；其中，用於至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號的處理包括：如果所述調製信號從第一邏輯電平變為第二邏輯電平，則在第一時間段期間將所述驅動信號的大小從第一大小值變為第二大小值以閉合所述開關，所述第一時間段大於零；其中，用於至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號的處理包括：如果所述調製信號從所述第一邏輯電平變為所述第二邏輯 電平，則以相對於時間的第一斜率將所述驅動信號的大小從所述第一大小值變為第三大小值；以相對於時間的第二斜率將所述驅動信號的大小從所述第三大小值變為所述第二大小值；所述第二斜率的大小小於所述第一斜率；以及所述第三大小值大於所述第一大小值並且小於所述第二大小值。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中，所述第一斜率基本上等於無限大。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中，用於至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號的處理包括：如果所述調製信號從所述第二邏輯電平變為所述第一邏輯電平，則在第二時間段期間將所述驅動信號的大小從第三大小值變為第四大小值以斷開所述開關，所述第二時間段大於零。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中，所述第三大小值等於所述第二大小值。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中：用於至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號的處理包括：如果所述調製信號從所述第二邏輯電平變為所述第一邏輯電平，則以相對於時間的第一斜率將所述驅動信號的大小從所述第三大小值變為第五大小值；並且以相對於時間的第二斜率將所述驅動信號的大小從所述第五大小值變為所述第四大小值；所述第二斜率的大小小於所述第一斜率；以及所述第五大小值大於所述第四大小值並且小於所述第三大小值。
  21. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中，所述第一邏輯電平對應於邏輯低電平，並且所述第二邏輯電平對應於邏輯高電平。
  22. 一種用於調整電源變換系統的方法，該方法包括：接收與電源變換系統的輸出信號相關聯的回饋信號和與流經所述電源 變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的電流感測信號；處理與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊；至少基於與所述回饋信號和所述電流感測信號相關聯的資訊生成調製信號；接收所述調製信號；處理與所述調製信號相關聯的資訊；以及至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號；其中，用於至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號的處理包括：如果所述調製信號從第一邏輯電平變為第二邏輯電平，則在一時間段期間將所述驅動信號的大小從第一大小值變為第二大小值以斷開所述開關，所述時間段大於零；其中，用於至少基於與所述調製信號相關聯的資訊向開關輸出驅動信號的處理包括：如果所述調製信號從所述第一邏輯電平變為所述第二邏輯電平，則以相對於時間的第一斜率將所述驅動信號的大小從所述第一大小值變為第三大小值；並且以相對於時間的第二斜率將所述驅動信號的大小從所述第三大小值變為所述第二大小值；所述第二斜率小於所述第一斜率；以及所述第三大小值小於所述第一大小值並且大於所述第二大小值。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之方法，其中，所述第一斜率基本上等於無限大。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之方法，其中，所述第一邏輯電平對應於邏輯高電平，並且所述第二邏輯電平對應於邏輯低電平。
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