TWM569967U - 諧振模式電源控制電路、用於控制諧振轉換器電路之輕負載操作之電路及諧振轉換器電路 - Google Patents

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維可拉夫 德拉達
羅曼 史都勒
羅曼 梅茲葛特
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美商半導體組件工業公司
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Abstract

在一個實施例中，可將一諧振轉換器電路形成 為包括一輕負載控制電路，該輕負載控制電路形成一序列以控制一或多個電晶體，其中該序列包括具有用以驅動該一或多個電晶體之一驅動型樣之一驅 動區間、及其中該一或多個電晶體不被切換之一隨後截止區間。該輕負載控制電路之一第一電路可經配置以將該驅動型樣形成為一脈衝集之一重複序列 ，該脈衝集以一基本集後接著一數目之非切換區間循序地致能該一或多個電晶體，其中各個非切換區間係回應於以該基本集驅動該一或多個電晶體而形 成之一信號之一週期。

Description

諧振模式電源控制電路、用於控制諧振轉換器電路之輕負載操作之電路及諧振轉換器電路 【相關申請案之交互參照】
本申請案係關於具有案號ONS02185US、專利申請號15/148,200、具有一共同受讓人及共同創作者Roman Stuler 之標題為「HYBRID CONTROL TECHNIQUE FOR POWER CONVERTERS」之一申請案，該申請案提交於2016年5月6日且特此以引用方式併入本文中 。
本創作大致上關於電子產品，且更明確地關於半導體及其結構。
過去，電子工業利用各種方法及結構來形成諧振式電源控制電路。諧振式電源控制器大致上包 括一正常操作模式，其中控制器將以一頻率進行操作，該頻率係變化的且取決於一負載條件、及由該控制器所驅動之諧振電路的去磁特性。在一些例子 中，由電源控制器所供應之負載所需之電流的量可減小，進而引起電源控制器在一更低頻率下進行操作，在一些 情況下，此會引起諧振電路之元件之機械振動，這導致一非期望之可聽噪音。
因此，期望提供一種可在一減小負載下進行操作之諧振式電源控制器，這減小了可聽噪音量及/或提高效率。
本發明提供一種諧振模式電源控制電路，包括切換控制電路以及輕負載控制電路。諧振模式電源控制 電路以切換方式控制一高側電晶體及一低側電晶體，以便調節遞送至一負載之一輸出電壓，其中高側電晶體及低側電晶體二者都具有在一半橋節點處耦 合在一起之一電流傳導電極，其中半橋節點經配置用於耦合至一電感器。切換控制電路產生一或多個驅動信號以便回應於輸出電壓之一第一值而在一正 常操作模式下切換高側電晶體及低側電晶體，且回應於輸出電壓之一第二值而在一輕負載操作模式下控制高側電晶體及低側電晶體，其中第一值大於第 二值，且其中切換控制電路將輕負載操作模式形成為包括一驅動區間後接著一截止區間之一或多個序列，在驅動區間中一或多個驅動信號經產生以切換 高側電晶體及低側電晶體，在截止區間中高側電晶體及低側電晶體不被切換。輕負載控制電路形成具有一或多個脈衝集之一驅動型樣，其中各個脈衝集 經產生以針對一實質上固定時間區間致能低側電晶體，隨後針對由輸出電壓判定之一第二時間區間致能高側電晶體，且隨後針對一第三時間區間致能低 側電晶體，第三時間區間經形成為係與第二時間區間成比例、或回應於一電流感測信號之一實質上零值中之一者而形成。輕負載控制電路經配置以 測量驅動區間及截止區間之一持續時間，且回應於持續時間而針對一隨後驅動區間調整一隨後驅動型樣中之脈衝集之一數目。
本發明提供一種用於控制一諧振轉換器電路之一輕負載操作之電路，包括諧振轉換器電路、脈衝集產生器電路、以及驅動型樣電路。諧振轉換器電路經配置以驅動連接至一電感器之一或多個電晶體，以便控制穿過電感器之一電流並產生去往一負載之一輸出電壓，其中電感器及一或多個電晶體在一橋節點處連接在一起，其中一橋信號在橋節點處藉由一或多個電晶體之切換而產生。脈衝集產生器電路經配置以形成用於操作一或多個電晶體之一脈衝集之一數位表示，包括形成脈衝集以引起一或多個電晶體切換至少一次。驅動型樣電路經配置以回應於輸出電壓或遞送至負載之功率中之一者的一輸出參數不大於一第一值且大於一第二值而產生一驅動信號，以便在一驅動區間期間以脈衝集之一重複序列、以切換方式驅動一或多個電晶體，第二值小於第一值。脈衝集產生器電路經配置以回應於驅動區間或截止區間中之一者之一持續時間而在各個脈衝集之間形成一或多個非切換區間。
本發明提供一種用於控制一諧振轉換器電路之一輕負載操作之電路，包括輕負載控制電路。輕負載控制電路在一輕負載操作模式期間控制對一或多個電晶體之驅動，從而產生用於一負載之一輸出電壓或遞送至負載之功率中之一者之一輸出參數，其中一或多個電晶體在一開關節點處連接至一電感器。輕負載控制電路形成一序列以便控制一或多個電晶體， 其中序列包括具有一驅動型樣之一驅動區間、及隨後的一截止區間，其中一或多個電晶體在驅動區間期間以驅動型樣進行切換、且在截止區間期間不經切換。輕負載控制電路之一第一電路，將驅動型樣形成為一脈衝集之一重複序列，脈衝集以一基本集後接著一數目之非切換區間循序地致能一或多個電晶體，其中各個非切換區間係回應於以基本集驅動一或多個電晶體而自開關節點接收之一信號之一週期。
50‧‧‧諧振LLC式電源系統/系統
52‧‧‧二次側
53‧‧‧一次側
55‧‧‧變壓器
56‧‧‧一次繞組
57‧‧‧二次繞組
58‧‧‧電流/一次電流
59‧‧‧二極體
60‧‧‧二極體
62‧‧‧負載
63‧‧‧感測器電路/感測器
64‧‧‧回授信號/FB信號/信號
65‧‧‧諧振電感器
67‧‧‧諧振電容器/電容器
68‧‧‧電流感測電路
69‧‧‧電流感測電容器
70‧‧‧電流感測電容器/電容器
71‧‧‧電阻器
73‧‧‧電流感測信號/CS信號/信號
76‧‧‧電壓輸入端
77‧‧‧回線
78‧‧‧高側電晶體/電晶體/信號
79‧‧‧驅動信號/非重疊驅動信號/信號
80‧‧‧開關節點/橋節點/節點
81‧‧‧電容器
82‧‧‧低側電晶體/電晶體
83‧‧‧驅動信號/非重疊驅動信號/信號
85‧‧‧電源控制電路/電路
86‧‧‧切換控制電路/電路
87‧‧‧驅動信號/信號
89‧‧‧邏輯和驅動器電路/電路
92‧‧‧驅動信號輸出端/輸出端
93‧‧‧輸入端
94‧‧‧驅動信號輸出端/輸出端
96‧‧‧電流感測輸入端/輸入端
98‧‧‧回授輸入端/輸入端
100‧‧‧信號
102‧‧‧輕負載控制電路/電路
103‧‧‧谷/峰偵測器電路/V/P偵測器電路/電路
104‧‧‧谷/峰控制電路/V/P控制電路/電路
105‧‧‧V/P控制信號/信號
106‧‧‧谷/峰邏輯電路/V/P邏輯電路/電路
108‧‧‧區間測量電路/電路/暫存器
110‧‧‧脈衝集產生器電路/電路
111‧‧‧數位暫存器/暫存器
112‧‧‧脈衝集控制電路/電路
113‧‧‧計數器/暫存器
114‧‧‧驅動型樣電路/電路
115‧‧‧驅動型樣電路
118‧‧‧比較器
119‧‧‧比較器
120‧‧‧比較器
121‧‧‧比較器
124‧‧‧消隱電路/電路
140‧‧‧繪圖
141‧‧‧正常諧振操作模式
142‧‧‧區間/第一輕負載區間/輕負載區間/當前區間
143‧‧‧區間/隨後輕負載區間
144‧‧‧區間
145‧‧‧驅動區間/區間/第一驅動區間/第一區間
146‧‧‧截止區間/區間
147‧‧‧驅動型樣
148‧‧‧繪圖
149‧‧‧線或值/輕負載輸出值
150‧‧‧線或值/值/非切換輸出值
151‧‧‧線或值/輕負載輸入值
152‧‧‧線或值/值/NSN值
155‧‧‧繪圖
156‧‧‧脈衝集/集
157‧‧‧繪圖
158‧‧‧繪圖
159‧‧‧繪圖
160‧‧‧峰
161‧‧‧谷
162‧‧‧基本集/集
163‧‧‧非切換區間/區間
164‧‧‧固定時間區間
165‧‧‧時間區間/區間/持續時間
166‧‧‧第二時間區間/區間/持續時間
168‧‧‧繪圖
170‧‧‧積體電路
171‧‧‧晶粒
172‧‧‧繪圖
173‧‧‧消隱時間區間/區間
176‧‧‧繪圖
177‧‧‧繪圖
178‧‧‧繪圖
179‧‧‧繪圖
181‧‧‧脈衝集/集
182‧‧‧基本集/集
183‧‧‧第一集
184‧‧‧第二集/集
185‧‧‧持續時間
186‧‧‧持續時間
210‧‧‧流程圖/圖表
211‧‧‧步驟
213‧‧‧步驟
214‧‧‧步驟
215‧‧‧步驟
217‧‧‧步驟
218‧‧‧步驟
219‧‧‧步驟
220‧‧‧步驟
221‧‧‧步驟
223‧‧‧步驟
225‧‧‧步驟
227‧‧‧步驟
229‧‧‧步驟
231‧‧‧步驟
236‧‧‧步驟
238‧‧‧步驟
239‧‧‧步驟
240‧‧‧步驟
244‧‧‧步驟
245‧‧‧步驟
246‧‧‧步驟
247‧‧‧步驟
248‧‧‧步驟
249‧‧‧步驟
250‧‧‧步驟
251‧‧‧切換控制電路/電路
253‧‧‧誤差放大器/放大器
255‧‧‧電路
257‧‧‧電路
259‧‧‧導通時間控制電路/電路
260‧‧‧非重疊控制電路/電路/非重疊電路
262‧‧‧導通時間產生器/電路
263‧‧‧或閘
265‧‧‧比較器
266_Ref.‧‧‧信號
268‧‧‧諧振切換模式電路
270‧‧‧半導體裝置或積體電路
271‧‧‧半導體晶粒
D‧‧‧期望值
Dth‧‧‧驅動區間臨限/驅動臨限
LLI‧‧‧輕負載區間
LLN‧‧‧輕負載輸入
LLO‧‧‧輕負載輸出
LLIth‧‧‧輕負載區間臨限值/輕負載臨限值/輕負載區間臨限
NSO‧‧‧非切換輸出
NSN‧‧‧非切換輸入
NSWI‧‧‧非切換區間
Oth‧‧‧截止臨限
PSt‧‧‧實際脈衝集之數目
PSV‧‧‧脈衝集值/欲生成之脈衝集之數目
T0‧‧‧時間
T1‧‧‧時間
T2‧‧‧時間
T3‧‧‧時間
T4‧‧‧時間
Vin‧‧‧輸入電壓
Vo‧‧‧電壓
圖1示意性地繪示根據本創作的具有一電源控制電路之諧振LLC式電源系統的一實施例之一實例之一部分；圖2係表示一圖示，其以一大致方式繪示可在根據本創作的操作圖1的該等電路中之至少一者之一示例性實施例的方法之一實施例之一實例期間形成的一些信號；圖3係表示一圖示，其以一大致方式繪示可在根據本創作的一針對一驅動區間形成一脈衝集之一實施例之一實例的方法之一實施例之一實例期間形成的一些其他信號之一放大視圖，該驅動區間係由圖1之電路形成；圖4係繪示根據本創作的操作圖1的該等電路中之至少一者之一示例性實施例的方法之一實例中之一些步驟的一流程圖；圖5係表示一圖示，其繪示可在根據本創作的操作圖1的該等電路中之至少一者之一示例性實施例的方法之一替代實施例期間形成的一些信號；圖6係具有若干繪圖之一圖示，該等繪圖繪示可因根據本創作的一操作圖1的該等電路中之至少一者之一示例性實施例的方法之一實施例而在自一輕負載操作模式轉變回正常諧振操作模式期間形成的信號中之一些信號； 圖7示意性地繪示根據本創作的一切換控制電路之一實施例之一部分的一實例，該切換控制電路可具有一實施例，該實施例可以係圖1的該等電路中之至少一者之一部分的一替代實施例；及圖8繪示根據本創作的包括圖1之該等電路中之一些電路的一半導體裝置之一放大平面圖。
出於繪示之簡便及清晰的目的，圖式中之元件非必然按照比例，該等元件中之一些元件可出於闡釋目的而被放大，且除非另有說明，否則不同圖式中之相同元件符號表示相同元件。此外，出於描述之簡便的目的，可省略熟知步驟及元件之描述及細節。如本文所用，載流元件或載流電極意謂一裝置中載運電流通過該裝置的元件，諸如，MOS電晶體之源極或汲極、或雙極電晶體之射極或集極、或二極體之陰極或陽極，且控制元件或控制電極意謂裝置之控制電流通過該裝置的元件，諸如，MOS電晶體之閘極或雙極電晶體之基極。此外，一個載流元件可在通過裝置之一方向上載運電流，諸如，載運進入該裝置的電流，且一第二載流元件可在通過該裝置之相對方向上載運電流，諸如，載運離開該裝置的電流。雖然在本文中可將該等裝置解釋為特定的N通道或P通道裝置，或特定的N型或P型摻雜區域，所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解根據本創作互補裝置也係可行的。所屬技術領域中具有通常知識者理解，傳導類型係指經由其發生傳導之機制，諸如，經由電洞傳導或電子傳導，因此，理解傳導類型不指代摻雜濃度而是指代摻雜類型，諸如，P型或N型。所屬技術領域中具有通常知識者將理解到，如本文所用關於電路操作之詞在...期間 (during)、同時(while)、及當...時(when)並非意謂在起始動作之後動作便立即發生之確切用語，而是意謂在由初始動作而初始的反應之間可存在一些小而合理的延遲(諸如各種傳播延遲)之用語。此外，用語同時意謂某一動作至少發生在初始動作期間之一定部分內。詞大約(approximately)或實質上(substantially)之使用意謂元件之值具有預計接近於指定值或位置之參數。然而，如此項技術中熟知的，總是存在防止該等值或位置如所指定般精確之小偏差。此項技術中充分確定的是，高達至少百分之十(10%)之偏差(且對於包括半導體摻雜濃度之一些元件而言高達百分之二十(20%))為偏離如所述般精確之理想目標之合理偏差。當參照至信號之一狀態使用時，用語「確證(asserted)」意指該信號的作用中狀態且用語「否定(negated)」意指該信號的不作用中狀態。信號的實際電壓值或邏輯狀態(諸如，「1」或「0」)取決於是否使用正邏輯或負邏輯。因此，取決於是否使用正邏輯或負邏輯，確證可係高電壓或高邏輯或低電壓或低邏輯，且取決是否使用正邏輯或負邏輯，否定可係低電壓或低狀態或高電壓或高邏輯。在本文中，使用正邏輯慣例，但所屬技術領域中具有通常知識者理解也能使用負邏輯慣例。如元件名稱之一部分中所用，申請專利範圍及/或實施方式中之用語第一、第二、第三及其類似用語用於在類似元件之間進行區分，且不必需在時間上、空間上、在等級上、或以任何其他方式描述一順序。應當理解，如此使用的用語在適當環境下可互換，且本文所述之實施例能夠以不同於本文所述或所繪示之順序操作。對「一個實施例(one embodiment)」或「一實施例(an embodiment)」的提及係指：相關於該實施例所敘述的特定特徵、結構或特性係包括在本創作的至少一實施例中。因此，出現此說明書通篇各處的用語「在一個實施例中」或「在一實施例中」不一定都指代相同的實施例，但是在某些情況中可以是如此。此外，如所屬技術領域中具有通常知識者所顯而易見的，在一或多個實施例中，可以任何合適方式組合該等特定特徵、結構、或特性。
下文所說明並描述之實施例適當地可具有在缺少或缺乏本文未明確揭示之任何元件之情況下的實施例及/或可在缺少或缺乏本文未明確揭示之任何元件之情況下經實踐。
圖1示意性地繪示一諧振LLC式電源系統50之一實施例之一實例的一部分。系統50包括一變壓器55，其將系統50分成二次側52及一次側53。變壓器55包括一次繞組56及二次繞組57。二次側52可包括一或多個整流器，其經繪示為二極體59及60，及可包括一輸出電容器，其產生供應給一負載62之一輸出電壓Vo。在一些實施例中，該等整流器中之一或多者可實施為作為同步整流器進行操作之電晶體。在一些實施例中，系統50亦包括一感測器電路63，其感測輸出電壓Vo的值並供應可表示輸出電壓Vo的值之一回授(FB)信號64。感測器63可具有包括將一次側53與二次側52電隔離之一光耦合器之各種實施樣態。在其他實施例中，感測器63可藉由其他技術形成，例如諸如變壓器55之一額外繞組，且在一些實施例中，可自一次側53上之元件獲得。一次側53包括一諧振電感器65及一諧振電容器 67，其等連接至一次繞組56以形成一諧振LLC電路。一次側53亦可包括在一開關節點或橋節點80處連接在一起之一高側電晶體78及一低側電晶體82，其等經切換以便控制電流58及輸出電壓Vo的值。一可選的電容器81亦可連接至節點80以輔助提供一信號100，如在下文中將進一步所敘述。一電流感測電路68可用來感測流經電晶體78及一次繞組56之一次電流58的值並提供表示電流58的值之資訊之一電流感測(CS)信號73。一實施樣態可包括：信號73可產生來表示電流58。在一實施例中，信號73可配置來表示電流58之一積分。例如，一實施樣態可包括：信號73相對於電流58在相位上偏移，諸如例如在相位上偏移將近九十度(90°)。在一實施例中，信號73之一實質上零交叉之時序位置可表示電流58之一實質上峰值之時序位置。電流感測電路68之一示例性實施樣態可包括：電流感測電容器69及70，其等彼此串聯連接且與電容器67並聯連接；及一電阻器71，其與電容器70並聯連接。一次側53亦在一電壓輸入端76與一共同回線77之間接收一輸入電壓(Vin)。輸入電壓Vin之一實施樣態可以係一經整流DC電壓，諸如例如自一經全波整流AC電壓產生之電壓。
一電源控制電路85亦可包括於一次側53之中。電路85可經配置來以切換方式控制電晶體78及82，以便將輸出電壓Vo調節至大約為目標值的值之一範圍內的一期望值或目標值。例如，目標值可以係五伏特(5V)，且值範圍可以係大約五伏特加或減百分之五(5%)。電路85可包括驅動信號輸出端92及94，其等經配置以耦合至各自的電晶體78及82，並提供各別驅 動信號79及83以便以實質上非重疊的驅動信號交替地切換電晶體78及82。例如，電路85可經配置以產生信號79及83，使得在無效一個信號與致能另一個信號之間實質上存在小的延遲。電路85亦可包括：一開關節點或橋節點輸入端93，其經配置以自節點80接收一開關節點信號或橋節點信號100；一電流感測輸入端96，其經配置以接收CS信號73；及一回授(FB)輸入端98，其經配置以接收FB信號64。在一些實施例中，可包括電晶體78及82作為電路85之一部分。
電路85之一切換控制電路86可具有一實施樣態，其經配置以接收信號100連同FB信號64及CS信號73並形成一驅動信號87。一邏輯和驅動器電路89可經配置以接收信號87並形成非重疊驅動信號79及83。電路86可具有一實施樣態，其經配置以包括用於在一諧振操作模式下操作電晶體78及82之複數電路，在一實施例中，該等電路可控制：致能電晶體78，以便提供電流58；及回應於Vo達到期望值、或替代地回應於Vo與電流58之間之比較或FB信號64與CS信號73之間之比較而禁能電晶體78，以隨後致能電晶體82來使變壓器55去磁化，且隨後回應於電晶體82之導通時間實質上等於電晶體78之直接先前導通時間而禁能電晶體82，且在一非重疊延遲時間之後，重新致能電晶體78。在諧振操作模式下，電路85可經配置來以實質上百分之五十(50%)之工作週期切換電晶體78及82。在其他實施例中，電晶體82(因此其導通時間)可藉由電流58的值達到實質上零(如由一零交叉偵測電路所偵測出)而被終止。
電路85亦可包括一輕負載控制電路102，其可具有 一實施樣態，該實施樣態經配置以向電路86提供複數控制信號以輔助在一輕負載操作模式下操作電路85。電路102之一實施樣態可包括一谷/峰(V/P)偵測器電路103、一谷/峰(V/P)控制電路104、一谷/峰(V/P)邏輯電路106、一驅動型樣電路114、一區間測量電路108、一脈衝集產生器電路110、及一脈衝集控制電路112。比較器118至121可經配置以偵測如FB信號64所表示之輸出電壓之各種值，且提供適當控制信號以輔助操作電路102。比較器118接收FB信號64、及來自一參考信號產生器(未圖示)之一輕負載輸入(LLN)參考信號。LLN參考信號表示電壓Vo所具有的值大於期望值、因此信號64所具有的值小於LLN，此可引起電路85在輕負載操作模式下進行操作。比較器119接收FB信號64、及來自參考信號產生器之一輕負載輸出(LLO)參考信號。LLO參考信號表示電壓Vo所具有的值小於期望值、因此信號64所具有的值大於LLO，此可引起電路85離開輕負載操作模式並回到正常諧振操作模式下進行操作。比較器120接收FB信號64、及來自參考信號產生器之一非切換輸出(NSO)參考信號。NSO參考信號表示電壓Vo在輕負載操作模式期間所具有的值比期望值小得多、因此信號64所具有的值大於NSO，此可引起電路85在輕負載操作模式下進行操作、且以一驅動型樣切換電晶體78及82以增大Vo來使其更接近於期望值。比較器121接收FB信號64、及來自參考信號產生器之一非切換輸入(NSN)參考信號。NSN參考信號表示電壓Vo所具有的值稍大於期望值、因此信號64所具有的值小於LLN，此可引起電路85在輕負載操作模式下進行操作且不切換電晶體78及82 並允許Vo稍微減小。
圖2係表示一圖示，其以一大致方式繪示可在操作電路85或替代地電路102之一示例性實施例之方法的一實施例之一實例期間產生的一些信號。橫坐標指示時間，而縱坐標繪示所繪示信號之增大的值。一繪圖140繪示信號100，而一繪圖148繪示FB信號64。線或值149至152繪示FB信號64之對應於比較器118至121之分別標示之輸入的各種值。線或值149表示輕負載輸出(LLO)值，線或值150表示非切換輸出(NSO)值，線或值151表示輕負載輸入(LLN)值，而線或值152表示非切換輸入(NSN)值。輕負載輸出(LLO)值可以係一值，該值表示Vo的值引起電路85離開輕負載操作模式並回到正常諧振操作模式下進行操作。非切換輸出(NSO)值可經組態成小於LLO值且大於輕負載輸入(LLN)值，該LLN值可經組態成大於非切換輸入(NSN)值。如在下文中將進一步所見，一繪圖168繪示可由電路108產生之一V/P控制信號105。此描述參考圖1及圖2。
電路85或替代地電路102經組態以將輕負載操作模式形成為包括一序列的循序輕負載區間(LLI)，諸如區間142、143、及144(大致上由箭頭繪示)，其中LLI之數目係由如FB信號64所表示之電壓Vo的值所控制。電路85可具有一實施樣態，其經配置以將一輕負載區間(LLI)(諸如區間142至144中之任一者)形成為包括：一驅動區間145(大致上由箭頭繪示)，其中控制器85以驅動型樣147、以切換方式控制電晶體78及82；及一截止區間146(大致上由箭頭繪示)，在該截止區間中，電晶體78及82不切換。在一實施例中，電路85或替代地電 路102可經配置以將驅動型樣形成為一脈衝集，該脈衝集包括：一基本集，其循序地致能電晶體78及82；及一可選數目之非切換區間(NSWI)，其等對應於信號100的回應於以基本集驅動電晶體78及82而形成之振盪的循環或週期。
圖3表示係一圖示，其以一大致方式繪示可在針對驅動區間145形成一脈衝集156並以所得驅動型樣驅動電晶體78及82的一方法之一實施例之一實例期間形成的一些其他信號之一經放大視圖。橫坐標指示時間，而縱坐標指示所繪示信號之增大的值。一繪圖155繪示信號100，一繪圖157繪示用於進行操作諸如例如致能及禁能電晶體78之驅動信號79，而一繪圖158繪示用於進行操作諸如例如致能及禁能電晶體82之驅動信號83。信號79及83之確證值(asserted value)可表示致能啟用各別電晶體，而否定值(negated value)可表示禁能各別電晶體。一繪圖159繪示CS信號73。圖3所繪示之信號係可於在驅動區間145中用於驅動電晶體78及82之脈衝集之該序列中形成的一個脈衝集156之一實施例的一實例。
電路85或替代地電路102之一實施例可經配置以將脈衝集156形成為包括一基本集162、及一可選的非切換區間(NSWI)163。基本集162之一示例性實施例可經配置以針對一固定時間區間164(由箭頭繪示)致能電晶體82；之後針對一時間區間165(由箭頭繪示)致能電晶體78，該時間區間165回應於FB信號64、或替代地信號64及73之組合而終止；且之後針對一第二時間區間166(由箭頭繪示)致能電晶體82。區間166之持續時間可經形成為區間165之持續時間之一百分率。例 如，區間166可經形成為區間165之近似百分之二十五(25%)至近似百分之一百五十(150%)。百分比之量通常經選擇以提供信號100之最大振鈴，使得信號更易於被偵測到。替代地，區間166可由信號73之實質上零交叉來終止，如在下文中將進一步所見。一實施樣態可包括：在未偵測到信號73之實質上零交叉的情況下，持續時間166的最大值實質上等於持續時間165、或替代地限制於區間165之持續時間之所選擇百分率。電路102(圖1)可具有一實施例，其可經配置以將脈衝集156形成為一數位型樣，該數位型樣經提供給電路86；且電路86可經配置以根據固定值、或者根據FB信號64或替代地信號64及73的值控制電晶體78之致能及禁能，及回應於固定時間區間、或替代地信號73之實質上零交叉而控制電晶體82之禁能。電路110(圖1)可經配置以針對電路102之一實施例形成脈衝集156。例如，電路110可具有一實施樣態，其可包括一數位暫存器111，該數位暫存器將一型樣保持為一數位字元，該數位字元表示為了形成集162及區間163的驅動信號79及83之致能區間及所造成禁能的次序及持續時間。電路110亦可經配置以藉由區間142之持續時間控制區間145內之脈衝集之數目，如在下文中將進一步所見。
電路85或替代地電路102可經配置以將非切換區間(NSWI)163形成為信號100的起因於以基本集162驅動電晶體78及82而形成的混響振盪(reverberation oscillation)之一數目之循環或週期。例如，V/P偵測器電路103(圖1)可經配置以接收信號100並偵測信號100之振盪之峰160及谷161。電路 103可經配置以將指示對各個峰160及谷161之偵測之信號發送給V/P控制電路104。電路104可經配置以對峰之數目及谷之數目進行計數並將數目提供給V/P邏輯電路106。電路106可經配置以控制非切換區間163中所包括的信號100之循環或振盪週期之數目。如在下文中將進一步所見，電路85或替代地電路102之一實施樣態可經配置以回應於驅動區間145之持續時間、或替代地回應於截止區間146之持續時間、或替代地回應於區間145及146二者而在區間163內形成信號100之該數目之循環。例如，電路108之一實施樣態可經組態以測量區間142、及/或區間145、及/或區間146之持續時間。該等區間中之一或多者之持續時間可用於調整區間163之持續時間或替代地區間163中之信號100循環之數目、區間145中之脈衝集156之數目、及/或區間146之持續時間。
圖4係一流程圖210，其繪示在一輕負載操作模式下操作電路85或替代地電路102之一示例性實施例之方法的一實例中之一些步驟。此描述參考圖1至圖4。
參考圖2，假設在一時間T0之前，FB信號64接近期望值(D)且電路85在正常諧振操作模式下以切換方式操作電晶體78及82，如在一正常諧振操作模式141(以一大致方式由箭頭繪示)中所繪示。電晶體78及82之切換引起信號100交替地在大約回線77的值附近增大和減小，如由繪圖140所繪示。
假設在時間T0處，電壓Vo增大、且FB信號64減小至小於輕負載輸入(LLN)值151的值，這引起電路85自在正常諧振操作模式141下進行操作轉變成開始在輕負載操作模式下進 行操作。電路85或替代地電路102經配置以藉由形成一序列之輕負載區間(LLI)(諸如例如輕負載區間(LLI)142至144)而在輕負載操作模式下進行操作，該等區間各自包括：一驅動區間145，其具有一驅動型樣147，該驅動型樣147具有用於驅動電晶體78及82之脈衝集；及一隨後的截止區間146，於其中電晶體78及82不被切換。在圖4之一步驟211處，電路85或替代地電路102開始在輕負載操作模式下進行操作。在一實施例中，電路102或電路110可經配置以在電路85正在正常諧振操作模式下進行操作時形成驅動型樣147及脈衝集，使得脈衝集係於在步驟211處進入輕負載模式之前產生的。在一實施例中，脈衝集可已經傳輸至電路112，該電路可將欲產生的脈衝集之數目的計數(例如一脈衝集值(PSV))維持諸如例如在電路112內之一計數器113或替代地一暫存器之中。電路102或替代地電路112亦可經配置以儲存一輕負載區間臨限值(LLIth)之一起始值，該輕負載區間臨限值隨後可用於對區間142之持續時間進行檢查，如在下文中將進一步所見。輕負載臨限值(LLIth)可經選擇以改進系統50(圖1)之一或多個特徵之性能。例如，LLIth值可經選擇以諸如藉由輔助形成一等效頻率來輔助減小可聽噪音，該等效頻率將小於個人可聽到之一可聽頻率範圍。但若LLIth值變得太低，其可能在輸出電壓Vo中引起漣波。因此，LLIth值可經挑選以改進該等元件中之任一者，或者作為折衷，經挑選以改進特徵/元件兩者之性能。電路102或替代地電路112之一實施樣態亦可經配置以儲存在當前驅動區間145中欲產生之脈衝集之數目(PSV)的一起始值作為脈衝集值(PSV) 之一起始值。PSV可儲存於例如電路112或暫存器113之中。PSV值之起始值通常經選擇成一值以輔助減小輸出電壓中之漣波、或減小可聽噪音、或二者，諸如針對LLIth值所解釋。在其他實施例中，PSV之起始值可經設定成一任意數字，諸如例如1或2或3或10等。起始值稍後將根據操作進行調整，如在下文中將進一步所見。在一實施例中，可透過其他構件之軟體常式、經由電路85之一或多個端子(未圖示)來將PSV之起始值及LLIth輸入至電路85之中。例如，一旦已知系統50之參數、諸如電感、電容等，就可輸入該等值。
電路110亦可已將脈衝集傳輸至驅動型樣電路114，該驅動型樣電路產生給切換控制電路86之控制信號，該切換控制電路生成信號79及83之實際切換型樣。在一實施例中，在步驟213處，電路85或替代地電路102或110及114可經配置以產生具有一脈衝集(諸如例如脈衝集156)之一驅動型樣。由於這係輕負載操作模式之第一輕負載區間(LLI)142中之第一驅動區間145，電路85或替代地電路102或110產生僅包括基本集162之脈衝集156。在另一個實施例中，第一區間142之第一驅動區間145可替代地包括多於一個的基本集或一不同的基本集，如在下文中將進一步所見。
在步驟214處，電路85或替代地電路102開始輕負載區間142。在步驟215處，電路85開始以脈衝集156驅動開關，諸如電晶體78及82，以便形成驅動型樣。電路102，諸如例如電路103，可經配置以偵測信號100的起因於電晶體78及82在諧振操作模式之前次循環期間之先前驅動而形成的峰160及谷 161(圖2)，且在一峰值160處啟用電晶體78、或替代地可在一谷值161處啟用電晶體82。在峰值或谷值處的致能導致以跨正被致能之各別電晶體之一實質上零電壓值進行切換。自步驟215開始，電路102繼續發出脈衝集156之一循序系列，直到在步驟217處，發送至電晶體78及82之實際脈衝集之數目(PSt)之組合至少等於脈衝集值(PSV)，且亦直到Vo增大至一值(一般而言為大於期望值之一值)，如由FB信號64減小至不大於非切換輸入(NSN)值所表示。例如，若FB信號64大於值152(圖2)或者若由電路102或電路85向電晶體78及82實際發出之脈衝集之數目(PSt)小於PSV，電路85可經配置來以脈衝集156之驅動型樣驅動電晶體78及82。回應於在步驟217中PSt之組合變得不小於PSV且FB信號64達到NSN值152，電路85經配置以終止電晶體78及82之切換且準備好在截止區間146中進行操作，在該截止區間中，電晶體78及82不被切換。
並行地且自步驟244開始，電路85開始測量輕負載區間(LLI)(諸如區間142)之持續時間。例如，電路108(圖1)可包括測量各個輕負載區間(諸如區間142)之持續時間之一計時器或計數器電路。
同樣自步驟214前進且自步驟227開始，且與步驟215及217並行地，電路85可經配置以開始測量驅動區間145之持續時間。例如，在步驟229處，電路108可經配置以判斷區間145之持續時間是否大於一驅動區間臨限(Dth)值。若其係更大的，則在步驟231處，電路108可經配置以向電路110及/或電路106發送信號105，以便增大區間163之數目。一實施樣態可包 括：電路85或電路102可經配置以針對當前區間142減小在驅動區間145中使用的下一脈衝集中之NSWI之數目。替代地，電路85可經配置以延遲並調整在一隨後輕負載區間(諸如例如區間142之後的區間143)中使用的數目。電路85之一實施樣態可經配置以偵測超過驅動臨限(Dth)之持續時間之倍數的區間145之持續時間，並按相同倍數減量，例如兩倍或三倍減量而非一倍減量，來調整區間163之數目。在一實施例中，電路102可經配置以回應於偵測到區間145之持續時間大於驅動臨限值(Dth)而調整區間163之數目。針對當前驅動區間145中之下一脈衝集減小NSWI之數目，輔助了維持間區間145之持續時間小於期望的臨限值，且輔助減小可聽噪音等。替代地，電路102可經配置以在終止驅動區間145或替代地終止截止區間146之後或實質上與其同時地減小NSWI之數目。在步驟218處，電路85或電路102可經配置以終止驅動區間，如先前針對步驟217所解釋。所屬技術領域中具有通常知識者將理解，在一些實施例中，步驟218可以係與步驟217相同之步驟，且步驟218經繪示為提供適當連續性以輔助理解該方法並簡化圖表210之複雜性。
自步驟217前進，在步驟220處，電路85或替代地電路102可經配置以開始形成截止區間146。在步驟221處，電路85或替代地電路102繼續維持截止區間，直到Vo的值減小至小於期望值之一值，如由FB信號64增大至不小於由圖2中之值150所表示之非切換輸出(NSO)值所繪示。同樣自步驟220前進且與步驟220及221並行地，在步驟236處，電路85或替代地電路102可經配置以測量截止區間146之持續時間。例如，電路108 (圖1)可包括測量截止區間(諸如區間146)之持續時間之另一個計時器或計數器電路。在步驟238處，電路85可測量區間146之持續時間以判斷該持續時間是否大於一截止臨限(Oth)值。若該持續時間大於該截止臨限(Oth)值，則電路85、或替代地電路108可經配置以向電路110及/或電路106發送信號105(圖2之繪圖168)，以便針對下一輕負載區間(LLI)(諸如例如區間143或144)之下一驅動區間145增大脈衝集156中之區間163之數目，如在步驟240處所繪示。電路85之一實施樣態可經配置以偵測超過截止臨限(Oth)之持續時間之倍數的區間146之持續時間，並按相同倍數增量，例如兩倍或三倍增量而非一倍增量，來調整區間163之數目。電路85或電路102繼續測量區間146之持續時間，直到在步驟221處，電路85或替代地電路102終止截止區間146。所屬技術領域中具有通常知識者將理解，步驟239可以係與步驟221相同之步驟，以及該條件終止測量截止區間以及結束當前LLI，諸如例如區間142。
若截止區間146之持續時間大於截止臨限(Oth)值，則電路85之一實施樣態可經配置以增大非切換區間(NSWI)163之數目，或者替代地，若驅動區間145之持續時間大於驅動臨限(Dth)值，則可經配置以減小區間163之數目，或者替代地藉由兩個臨限值進行調整。用於截止臨限(Oth)及驅動臨限(Dth)的值通常係由用於形成系統50之諧振電路之元件的參數決定的。例如，基於電路85外部之組件之參數，諸如例如外部組件之電容及電感，驅動臨限(Dth)可經選擇成使得區間145之持續時間可經設定，或者截止臨限(Oth)可經選擇成使得區間146之 持續時間可經設定，以提供所期望的操作。在一個示例性實施例中，截止臨限之持續時間係近似五毫秒(5msec.)，且驅動臨限係近似十五毫秒(15msec.)。
自步驟244前進且與自步驟214開始之輕負載區間之其他步驟並行地，電路85或替代地電路102或108可經配置以測量各個輕負載區間(LLI)(諸如例如區間142或143或144)之持續時間。例如，電路108(圖1)可包括測量各個輕負載區間(LLI)(諸如區間142至144)之持續時間之一計時器或計數器電路。在步驟244處，電路85或替代地電路102測量輕負載區間(諸如例如區間142)之持續時間。在步驟246處，若電路85或替代地電路102已終止輕負載區間，諸如在步驟221處所繪示，則在步驟247處，電路85或替代地電路102可經配置以判定LLI持續時間(諸如例如區間142之持續時間)是否小於輕負載區間臨限(LLIth)值。如在上文中所解釋，輕負載臨限值可經選擇以改進系統50(圖1)之一或多個特徵之性能。例如，LLITh值可經選擇以諸如藉由輔助形成一等效頻率來輔助減小可聽噪音，該等效頻率將小於個人可聽到之一可聽頻率範圍。但若LLIth值變得太低，其可能在輸出電壓Vo中引起漣波。因此，LLIth值可經挑選以改進該等元件中之任一者，或者作為折衷，經挑選以改進特徵/元件兩者之性能。例如，可聽頻率可以係大於近似一千赫茲(1KHz)之任何頻率。在一些實施例中，此頻率可經選擇成大於近似八百赫茲(800Hz)之任何頻率，或替代地在近似一千赫茲(1KHz)與近似八百赫茲(800Hz)之間之任何頻率。若輕負載區間之持續時間小於LLIth值，則 在步驟249處，電路85或替代地電路102可經配置以針對下一輕負載區間(諸如針對例如區間143或144)增大區間145中之脈衝集156之數目。例如，電路102或替代地電路112可經配置以增大PSV的值。反之，若輕負載區間之持續時間近似地不小於LLIth值，則電路85或替代地電路102可經配置以針對下一輕負載區間減小區間145中之脈衝集156之數目，例如像在步驟248處所繪示。例如，電路102或替代地電路112可經配置以減小PSV的值。電路108可包括一實施樣態，其可經配置以向電路110發送一信號，從而引起電路110增大或減小在下一驅動區間145(諸如區間143或144中之區間145)期間用於切換電晶體78及82之脈衝集156之數目。增大脈衝集之數目增大了傳遞至負載62(圖1)之能量，這導致減小該頻率並減少下一輕負載區間(諸如區間143)之持續時間，且反之亦然。所屬技術領域中具有通常知識者將理解，在一些實施例中，步驟246可以係與步驟221相同之步驟，且步驟239或步驟246經繪示為提供適當連續性以輔助理解該方法並簡化圖表210之複雜性。
電路85或替代地電路102或電路108、110、及106可經配置以回應於一先前驅動區間或先前截止區間之持續時間而調整脈衝集內之區間163之數目，且亦回應於一先前輕負載區間之持續時間而調整一驅動區間145內之脈衝集之數目。在一實施例中，該等調整可以係與電路85終止一輕負載區間(諸如例如區間142)實質上同時地、且在起始一隨後輕負載區間(諸如例如區間143)之前作出的。在一實施例中，電路85或電路102可經配置以針對一當前驅動區間(諸如例如一當 前LLI之區間145)中之一直接隨後的脈衝集減小NSWI之數目。
返回參照圖2，在時間T2處，回應於電壓Vo再次減小至小於期望值之一值，如在圖2中由FB信號64增大至非切換輸出(NSO)值150所指示，電路85於在輕負載操作模式下進行操作期間起始一隨後輕負載區間143。NSO值表示Vo的值，其指示電路85應再次切換電晶體78及82以向負載62(圖1)提供功率。電路85或替代地電路102或電路108及/或110已根據來自區間142的表示驅動區間145及/或截止區間146中之任一者或二者之持續時間的值來調整脈衝集156中之區間163之數目(諸如例如增大，如由表示信號105之繪圖168所繪示)，且另外已回應於先前輕負載區間142之持續時間而針對此輕負載區間143例如藉由調整PSV來調整在驅動區間145中欲發出之脈衝集156之數目。因此，電路85或替代地電路102經配置來以驅動型樣操作電晶體78及82，該驅動型樣係由脈衝集156之經調整配置之重複序列形成的，該脈衝集之經調整配置包括區間163之添加或去除、及針對截止區間146所跟隨之區間145之脈衝集之經調整數目。在一實施例中，可回應於區間145的值大於驅動臨限值而針對當前驅動區間中之直接下一個脈衝集減小NSWI 163之數目，例如如圖表210之步驟231所繪示。此輕負載區間143的驅動區間145中之經調整的脈衝集之數目(諸如例如PSV值)回應於先前區間142之持續時間而得到調整，以維持LLI之持續時間小於LLIth值。電路85經配置以再次在區間143期間測量區間145及區間146之持續時間，如流程圖210所繪示，且在起始一隨後輕負載區間(諸如區間144)之前，調整脈衝集 中之區間163之數目，如流程圖210所繪示。電路85或替代地電路102亦經配置以測量區間143之持續時間並調整隨後輕負載區間(諸如區間144)之隨後區間145中的脈衝集之數目，以便維持頻率，如流程圖210所繪示。例如，電路85或替代地電路102可經配置以調整例如如儲存於電路112之中的PSV值。
圖5係表示一圖示，其繪示根據電路85之一實施例之一實例可在操作電路85或替代地電路102之方法之一實施例期間形成的一些信號。橫坐標指示時間，而縱坐標指示所繪示信號之增大的值。一繪圖176繪示信號100之一實例，一繪圖177繪示驅動信號79之一實例，一繪圖178繪示驅動信號83之一實例，而一繪圖179繪示CS信號73之一實例。電路85或替代地電路102或110之一實施樣態可經配置以產生一脈衝集181，該脈衝集可具有一實施例，其係脈衝集156之一替代實施例。電路85或替代地電路102可經配置以將脈衝集181包括一基本集182，該基本集包括以兩個脈衝集切換電晶體78及82之一型樣，因此基本集182可包括：一第一集183，其後接著一可選的NSWI 163；及一第二集184，其後接著另一個可選的NSWI 163。在一實施例中，第一集183可實質上與基本集162相同。脈衝集181促進信號100之增大的振鈴，使得若需要，可跳過更多峰/谷。這種類型之脈衝集亦提供電容器67上之電壓之更好對稱性。
第一集183可經形成且持續時間可經控制，如上文針對基本集162所論述。集184可經形成為包括一型樣，其經配置以針對一持續時間185致能電晶體78，接著針對一持續時間 186致能電晶體82。持續時間185可以與持續時間165相同之方式來形成，且持續時間186可以與持續時間166相同之方式來形成。脈衝集181可替代脈衝集156在電路85或電路102之操作中使用，如圖1至圖4之描述中所解釋。
為促進上文所描述之操作，比較器121之一反相輸入端共同連接至輸入端98以接收FB信號64、至比較器120之一非反相輸入端、至比較器119之一非反相輸入端、至比較器118之一反相輸入端、及至電路86之一輸入端。比較器121之一非反相輸入端經連接以接收NSN信號，且比較器121之一輸出端連接至一及閘之一第一輸入端。比較器120之一反相輸入端經連接以接收NSO信號，且一輸出端連接至一鎖存器之一設定輸入端(set input)。比較器119之一反相輸入端經連接以接收LLO信號，且一輸出端連接至一消隱(blanking或blank)電路124之一輸入端、及至第二鎖存器之一重置輸入端。比較器118之一非反相輸入端經連接以接收LLN信號，且一輸出端連接至電路124之另一個輸入端。電路124之一輸出端連接至第二鎖存器之一設定輸入端。第二鎖存器之一Q輸出端連接至第二及閘之一第一輸入端。第一鎖存器之一Q輸出端連接至第二及閘之一第二輸入端。第二及閘之一輸出端共同地連接至電路108之一輸入端、及電路114之一輸入端。電路108之一第一輸出端經連接以產生信號105且連接至電路106之一輸入端。電路108之一第二輸出端連接至電路110之一輸入端。電路110之一或多個輸出端可連接至電路112之一或多個輸入端。電路112之一輸出端連接至第一及閘之一第二輸入端。第一及閘之一輸出端共同地 連接至第一鎖存器之一重置輸入端、及一反及閘之一第一輸入端。電路112之一第二輸出端連接至反及閘之一第二輸入端，該反及閘具有連接至電路104之一輸入端之一輸出端。電路114之一或多個輸出端連接至電路86之一或多個輸入端。電路114之另一個輸出端連接至電路112之另一個輸入端。電路103具有連接至輸入端93之一輸入端，以便接收信號100，且亦連接至電路86之另一個輸入端。電路103之一輸出端連接至電路104之一輸入端。電路104之另一個輸入端連接至電路106之一輸出端。電路104之一或多個輸入端或輸出端連接至電路106之一或多個輸入端或輸出端。電路104之另一個輸出端共同地連接至電路114之一輸入端、及至電路108之一輸入端。電路86具有連接至輸入端96之另一個輸入端，以便接收CS信號。電路86具有連接至電路89之一輸入端之一輸出端，以便向電路89提供信號87。電路89具有一第一輸出端，其經配置以產生信號79、且經配置以連接至輸出端92、且經配置以連接至電晶體78之一閘極。電路89之一第二輸出端經配置以產生信號83，且連接至輸出端94以便連接至電晶體82之一閘。
圖6係具有若干繪圖之一圖示，該等繪圖繪示可因一操作電路85之一示例性實施例的方法之一實施例而在自輕負載操作模式轉變回正常諧振操作模式期間形成的信號中之一些信號。回應於電壓Vo減小至小於期望值之一值且需向負載供應增大的功率，如由FB信號64增大至輕負載輸出(LLO)值149(圖2)所表示，電路85可經配置以自偵測到一輕負載操作模式開始，消去(blank out)或忽略電壓Vo(因此FB信號64)的值 之影響。例如，電路85或替代地電路102可經配置以針對一些數目之切換週期抑制FB信號影響電路102或替代地比較器118，以便減小由轉變期間FB信號64之可能變化造成的假觸發之可能性。FB信號及其影響未從電路86消隱，使得電路86可繼續控制在正常諧振操作模式下之操作。例如，電路85可經配置以改變該等控制電路中之一些控制電路之增益參數，諸如電路86中之放大器增益，以便促進再次在諧振操作模式下進行操作。針對一消隱時間區間173消去或忽略FB信號64的值促進了自輕負載操作模式至正常諧振操作模式之平滑轉變，且允許放大器有時間進行增益改變。因此，在區間173期間，電路85經配置以致能電晶體78及82，如針對正常諧振操作模式下之操作所描述。
圖7示意性地繪示一切換控制電路251之一實施例之一部分之一實例，該切換控制電路可具有一實施例，該實施例可以係電路86及/或電路89(圖1)之一部分之一替代實施例。電路251之一實施例可經配置以控制電晶體78及82來在輕負載操作模式下操作電路85或替代地系統50(圖1)。電路215亦可具有一實施樣態，其中一些部分可用於輔助在諧振操作模式下操作電晶體78及82、及電路85或替代地系統50。在輕負載操作模式之一實施例中，電晶體78可回應於電路85在電晶體82被致能之一區間期間偵測到信號73變成零或實質上為零而被致能。在大多數實施例中，回應於信號73實質上變成零，電路85或替代地電路251可引起電晶體82禁能，接著在非重疊區間之後致能電晶體78。電路85可經配置以在隨後回應於電壓Vo 之峰值及穿過電晶體78之電流58之峰值達到期望值而禁能電晶體78。因此，電晶體78及82經切換之頻率及/或工作週期可視負載62(圖1)之操作而變化。電路251包括：一誤差放大器253；一零交叉偵測(ZCD)電路，諸如經配置以偵測信號73之零交叉之一比較器265；一導通時間產生器電路，其用於產生電晶體78之導通時間；一導通時間產生器262，其用於產生電晶體82之導通時間；一非重疊控制電路260；及一導通時間控制電路259，其用於輔助控制電晶體78之導通時間。放大器253可經配置以接收FB信號64及CS信號73。比較器265經配置以接收CS信號73並偵測信號73的值何時實質上為零或替代地接近零，且回應性地引起電路262禁能電晶體82。電路260偵測電晶體82之禁能，且回應性地形成一非重疊時間區間，且隨後引起電路255及257致能電晶體78。放大器253經配置以接收CS信號73及FB信號64，且回應於信號64及73的值而重置電路255並引起電路257禁能電晶體78。非重疊電路260經配置以在隨後在一非重疊延遲之後引起電路262重新致能電晶體82。
電路251之一實施樣態亦可包括一諧振切換模式電路268，其可輔助控制電晶體78及82在諧振操作模式下之操作，如上文所描述。
為促進前述操作，電路251之一第一輸入端經連接以接收FB信號64且連接至放大器253之一反相輸入端，該放大器具有經連接以接收CS信號並連接至比較器265之一非反相輸入端之一非反相輸入端。放大器253之一輸出端連接至一電路255之一輸入端。電路255之另一個輸入端連接至電路260之一 輸出端。電路255之一輸出端連接至電路257之一輸入端。電路257之一輸出端連接至電路260之一輸入端、及至電路259之一輸入端。電路260之另一個輸出端連接至電路262之一起始輸入端。電路260之另一個輸入端連接至電路262之另一個輸出端。電路259之一輸出端連接至一或閘263之一第一輸入端。或閘263之一第二輸入端連接至比較器265之一輸出端。
圖8繪示形成在半導體晶粒271上之半導體裝置或積體電路270的實施例之一部分的放大平面圖。在一實施例中，電路85或102中之任一者可形成於晶粒271上。晶粒271亦可包括為圖式簡便而未在圖8中示出之其他電路。電路及裝置或積體電路170可藉由所屬技術領域中具有通常知識者熟知之半導體製造技術來形成於晶粒271上。
根據所有前述內容，所屬技術領域中具有通常知識者將理解，一種形成一諧振模式電源控制電路之方法之一實施例之一實例可包含：配置該諧振模式電源控制電路來以切換方式控制一高側電晶體及一低側電晶體，以便調節遞送至一負載之一輸出電壓，其中該高側電晶體及該低側電晶體二者都具有在一半橋節點處耦合在一起之一電流傳導電極，其中該半橋節點經配置用於耦合至一電感器；配置一切換控制電路(諸如例如電路85)以產生一或多個驅動信號(諸如例如信號87、79、或83中之一或多者)以便回應於該輸出電壓之一第一值(諸如例如由值LLO表示的值)而在一正常操作模式(諸如例如一諧振操作模式)下切換該高側 電晶體及該低側電晶體，且回應於該輸出電壓之一第二值(諸如例如表示值LLN的一值)而在一輕負載操作模式下控制該高側電晶體及該低側電晶體，其中該第一值大於該第二值，且其中該切換控制電路將該輕負載操作模式形成為包括一驅動區間(諸如例如區間145)後接著一截止區間(諸如例如區間146)之一或多個序列，在該驅動區間中該一或多個驅動信號經產生以切換該高側電晶體及該低側電晶體，在該截止區間中該高側電晶體及該低側電晶體不被切換；配置一輕負載控制電路(諸如例如電路102)以形成具有一或多個脈衝集(諸如例如集156或181)之一驅動型樣，且其中各個脈衝集經產生以針對一實質上固定時間區間致能該低側電晶體，隨後針對由該輸出電壓判定之一第二時間區間致能該高側電晶體，且隨後針對一第三時間區間致能該低側電晶體，該第三時間區間經形成為係與該第二時間區間成比例、或回應於一電流感測信號之一實質上零值中之一者而形成；及配置該輕負載控制電路以測量該驅動區間及該截止區間之一持續時間，且回應於該持續時間而針對一隨後驅動區間調整一隨後驅動型樣中之脈衝集之一數目。
該方法亦可具有一實施例，其可包括：配置該輕負載控制電路以針對一直接隨後的隨後驅動區間調整脈衝集之該數目。
另一個實施例可包括：配置該輕負載控制電路以回應於該持續時間具有小於一輕負載臨限值之一值而增大該隨後驅動區間中之脈衝集之該數目。
一實施例可包括：配置該輕負載控制電路以偵測在該半橋節點處形成之一HB信號(諸如例如信號100)之峰及谷，且在兩個相鄰脈衝集之間形成一非切換時間區間(諸如例如區間163)，其中該非切換時間區間實質上等於該HB信號之峰至谷振盪之一或多個循環。
另一個實施例可包括：配置該輕負載控制電路以藉由回應於該一或多個脈衝集對由在該半橋節點處形成之一HB信號(諸如例如信號100)形成之一或多個峰及谷進行計數來在脈衝集之間形成一非切換區間。
在一實施例中，該方法亦可包括：配置該輕負載控制電路以回應於該驅動區間或該截止區間中之一者之一持續時間而調整脈衝集之間之非切換區間(諸如例如區間163)之一數目。
該方法亦可具有一實施例，其可包括：配置該輕負載控制電路以回應於該截止區間具有大於一截止臨限值(諸如例如該Oth值)之一持續時間而增大脈衝集之間之非切換區間之該數目。
另一個實施例可包括：配置該輕負載控制電路以回應於該驅動區間具有大於一驅動臨限值之一持續時間而減小脈衝集之間之非切換區間之該數目。
一實施例可包括：配置該輕負載控制電路以回應於該輸出電壓自接近該第二值增大至諸如例如如由值LLO所表示之一第三值而針對一消隱時間區間(諸如例如區間173)抑制起始該輕負載操作模式，該第三值小於該第一值(諸如例 如一期望值)且大於該第二值。
該方法亦可具有一實施例，其可包括：配置該輕負載控制電路以將該驅動型樣形成為表示該一或多個脈衝集中之一脈衝集之一數位字。
所屬技術領域中具有通常知識者亦將理解，一種用於控制一諧振轉換器電路之一輕負載操作之電路的一實施例之一實例可包含：該諧振轉換器電路，其經配置以驅動連接至一電感器之一或多個電晶體，以便控制穿過該電感器之一電流(諸如例如電流58)並產生去往一負載之一輸出電壓，其中該電感器及該一或多個電晶體在一橋節點(諸如例如節點80)處連接在一起，其中一橋信號(諸如例如信號100)在該橋節點處藉由該一或多個電晶體之切換而產生；一脈衝集產生器電路(諸如例如電路110)，其經配置以諸如例如在暫存器111中形成用於操作該一或多個電晶體之一脈衝集(諸如例如脈衝集156或181)之一數位表示，包括形成該脈衝集以引起該一或多個電晶體切換至少一次；一驅動型樣電路(諸如例如電路114)，其經配置以回應於該輸出電壓或遞送至該負載之功率中之一者之一輸出參數不大於一第一值(諸如例如該功率或該輸出電壓具有由值LLN所表示的一值)且大於一第二值(諸如由該值NSN所表示之該值)，而在一驅動區間(諸如例如區間145)期間產生一驅動信號(諸如例如信號87)，以便以該脈衝集之一重複序列、以切換方式驅動該一或多個電晶體，該第二值小於該第一值； 該驅動型樣電路，其經配置以藉由回應於該輸出參數不大於該第二值而不切換該驅動信號來形成該驅動信號之一截止區間(諸如例如區間146)，且隨後回應於該輸出參數大於一第三值(諸如例如由該值NSO所表示的值)而以切換方式驅動該一或多個電晶體，其中該第三值小於該第一值且大於該第二值；及該脈衝集產生器電路，其經配置以回應於該驅動區間或該截止區間中之一者之一持續時間而在各個脈衝集之間形成一或多個非切換區間(諸如例如區間163)。
另一個實施例可包括：該脈衝集產生器電路可經配置以回應於該驅動區間之一持續時間且回應於該截止區間之一持續時間而形成該一或多個非切換區間。
在一實施例中，該脈衝集產生器電路可經配置以針對各個驅動區間調整該等非切換區間之一數目。
一實施例可包括一偵測器電路(諸如例如電路103)，以便偵測該橋信號之多個峰或多個谷中之一者，且其中該脈衝集產生器電路經配置以將該一或多個非切換區間形成為實質上等於該橋信號之一或多個週期。
在一實施例中，該橋信號之該等峰或谷可回應於以該脈衝集驅動該一或多個電晶體而形成。
另一個實施例可包括一測量電路(諸如例如電路108)，其經配置以測量該驅動區間及該截止區間之一持續時間，其中該測量電路經配置以回應於該持續時間具有小於一輕負載臨限值(諸如例如該LLITh值)的一值而增大該驅動區間 中之脈衝集之一數目。
所屬技術領域中具有通常知識者亦將理解，一種形成一諧振轉換器電路之方法之一實施例的一實例可包含：配置一輕負載控制電路(諸如例如電路102)以在一輕負載操作模式期間控制對一或多個電晶體之驅動，從而產生用於一負載之一輸出電壓或遞送至該負載之功率中之一者之一輸出參數，其中該一或多個電晶體在一開關節點(諸如例如節點80)處連接至一電感器；配置該輕負載控制電路以形成一序列以便控制該一或多個電晶體，其中該序列包括具有一驅動型樣之一驅動區間、及一隨後的截止區間，其中該一或多個電晶體在該驅動區間期間以該驅動型樣進行切換、且在該截止區間期間不經切換；及配置該輕負載控制電路之一第一電路(諸如例如電路114)以將該驅動型樣形成為一脈衝集(諸如例如脈衝集156或181)之一重複序列，該脈衝集以一基本集(諸如例如集162或182/184)後接著一數目之非切換區間(諸如例如區間163)循序地致能該一或多個電晶體，其中各個非切換區間係回應於以該基本集驅動該一或多個電晶體而自該開關節點接收之一信號(諸如例如信號100)之一週期。
該方法之另一個實施例之一實例亦可包括：配置該輕負載控制電路形成該脈衝集，以便循序地致能該一或多個電晶體至少一次。
另一個實施例可包括：配置該輕負載控制電路以回應於該驅動區間之一持續時間或該截止區間之一持續時間 而形成該數目之非切換區間。
在一實施例中，該方法可包括：配置該輕負載控制電路以回應於一直接先前的序列之一持續時間而在該驅動型樣中形成一數目之脈衝集。
鑒於以上所有內容，顯而易見的是，揭示一種新穎的裝置及方法。除其他特徵外，所包括的是：形成一電源控制電路以形成一輕負載操作模式，其包括在一驅動區間期間以脈衝集之一系列來驅動開關，且在一截止區間期間不進行切換。基於一先前輕負載區間之等效頻率配置該電路以調整一驅動區間中之脈衝集之一數目促進了在將該輕負載操作頻率維持至小於一可聽頻率的一值之同時向該負載遞送足夠功率。配置該控制器以調整該脈衝集中之非切換區間之一數目亦輔助在維持該小於可聽之輕負載操作頻率之同時有效地向該負載遞送該功率。
雖然以特定較佳實施例及示例性實施例描述實施方式之標的物，但前述圖式及其描述僅描繪標的物之實施例之一般且非限制性實例，因此不應被認為限制其範疇，顯而易見的是，所屬技術領域中具有通常知識者將明白許多替代方案及變化。如所屬技術領域中具有通常知識者將理解，系統50及電路85之示例性形式經用作解釋形成輕負載操作模式之操作方法之媒介物。電路85可具有以返馳式配置，諸如例如一主動箝位返馳配置，進行操作以便切換LLC電路而非電晶體78及82之其他實施例。電路85之另一個實施例可經配置以將(多個)電晶體作為另一種類型之諧振模式系統(諸如例如一準諧振操作 配置)而非一LLC系統進行操作。儘管輕負載操作模式之操作(諸如電路102及/或比較器118至121之操作)、及比較器118至121之FB臨限位準經描述為使用FB信號作為輸出電壓之表示，以便界定或起始或終止不同輕負載操作，但所屬技術領域中具有通常知識者將理解，替代輸出電壓的值，可使用不同輸出參數，例如替代輸出電壓，可使用表示遞送至負載(諸如負載62)之功率之量的一輸出參數，以用於控制輕負載操作模式下之操作、及此種方法之步驟。儘管FB信號用作輸出電壓之表示，但仍可用作用於在正常諧振操作模式下操作電路86及控制電晶體78及82之信號。用於偵測遞送至負載之功率之量的一電路的一個實例於在2016年12月13日頒發給創作者Stuler等人之美國專利第9,520,795號中有所描述，該專利特此以引用方式併入本文中。已針對操作MOS電晶體描述標的物，但標的物直接適用於其他MOS電晶體、以及雙極型、BiCMOS、金屬半導體FET(MESFET)、HFET、及其他電晶體。
如下文申請專利範圍所反應，創造性態樣可少於單一前述揭示的實施例之所有特徵。因此，下文所表示之申請專利範圍特此明確地併入至此實施方式中，其中各請求項本身單獨作為本創作之一單獨實施例。此外，儘管本文所述之一些實施例包括一些並未包括在其他實施例中之其他特徵，但是不同實施例之特徵之組合意圖在本創作之範疇內且形成不同實施例，如所屬技術領域中具有通常知識者應所將理解。

Claims (10)

  1. 一種諧振模式電源控制電路，包括：該諧振模式電源控制電路，以切換方式控制一高側電晶體及一低側電晶體，以便調節遞送至一負載之一輸出電壓，其中該高側電晶體及該低側電晶體二者都具有在一半橋節點處耦合在一起之一電流傳導電極，其中該半橋節點經配置用於耦合至一電感器；一切換控制電路，產生一或多個驅動信號以便回應於該輸出電壓之一第一值而在一正常操作模式下切換該高側電晶體及該低側電晶體，且回應於該輸出電壓之一第二值而在一輕負載操作模式下控制該高側電晶體及該低側電晶體，其中該第一值大於該第二值，且其中該切換控制電路將該輕負載操作模式形成為包括一驅動區間後接著一截止區間之一或多個序列，在該驅動區間中該一或多個驅動信號經產生以切換該高側電晶體及該低側電晶體，在該截止區間中該高側電晶體及該低側電晶體不被切換；一輕負載控制電路，形成具有一或多個脈衝集之一驅動型樣，其中該各個脈衝集經產生以針對一實質上固定時間區間致能該低側電晶體，隨後針對由該輸出電壓判定之一第二時間區間致能該高側電晶體，且隨後針對一第三時間區間致能該低側電晶體，該第三時間區間經形成為係與該第二時間區間成比例、或回應於一電流感測信號之一實質上零值中之一者而形成；以及該輕負載控制電路，經配置以測量該驅動區間及該截止區間之一持續時間，且回應於該持續時間而針對一隨後驅動區間調整一隨後驅動型樣中之脈衝集之一數目。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之諧振模式電源控制電路，其中該輕負載控制電路耦合來以針對一直接隨後的驅動區間調整脈衝集之該數目。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之諧振模式電源控制電路，其中該輕負載控制電路經耦合回應於該持續時間具有小於一輕負載臨限值之一值而增大該隨後驅動區間中之脈衝集之該數目。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之諧振模式電源控制電路，其中該輕負載控制電路偵測在該半橋節點處形成之一HB信號之多個峰及多個谷，且在兩個相鄰的該該衝集之間形成一非切換時間區間，其中該非切換時間區間實質上等於該HB信號之一峰至谷振盪之一或多個循環。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之諧振模式電源控制電路，其中該輕負載控制電路經耦合以回應於該驅動區間或該截止區間中之一者之一持續時間而調整多個脈衝集之間之非切換區間之一數目，其中該輕負載控制電路回應於該截止區間具有大於一截止臨限值之一持續時間而增大多個脈衝集之間之非切換區間之該數目。
  6. 一種用於控制一諧振轉換器電路之一輕負載操作之電路，包括：該諧振轉換器電路，其經配置以驅動連接至一電感器之一或多個電晶體，以便控制穿過該電感器之一電流並產生去往一負載之一輸出電壓，其中該電感器及該一或多個電晶體在一橋節點處連接在一起，其中一橋信號在該橋節點處藉由該一或多個電晶體之切換而產生；一脈衝集產生器電路，其經配置以形成用於操作該一或多個電晶體之一脈衝集之一數位表示，包括形成該脈衝集以引起該一或多個電晶體切換至少一次；一驅動型樣電路，其經配置以回應於該輸出電壓或遞送至該負載之功率中之一者的一輸出參數不大於一第一值且大於一第二值而產生一驅動信號，以便在一驅動區間期間以該脈衝集之一重複序列、以切換方式驅動該一或多個電晶體，該第二值小於該第一值；該驅動型樣電路，其經配置以藉由回應於該輸出參數不大於該第二值而不切換該驅動信號來形成該驅動信號之一截止區間，且隨後回應於該輸出參數大於一第三值而以切換方式驅動該一或多個電晶體，其中該第三值小於該第一值且大於該第二值；以及該脈衝集產生器電路，其經配置以回應於該驅動區間或該截止區間中之一者之一持續時間而在各個脈衝集之間形成一或多個非切換區間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之用於控制諧振轉換器電路之輕負載操作之電路，其進一步包括一測量電路，該測量電路經配置以測量該驅動區間及該截止區間之一持續時間，其中該測量電路經配置以回應於該持續時間具有等效於不小於近似800kHz之一頻率之一值而增大該驅動區間中之脈衝集之一數目。
  8. 一種諧振轉換器電路，包括：一輕負載控制電路，在一輕負載操作模式期間控制對一或多個電晶體之驅動，從而產生用於一負載之一輸出電壓或遞送至該負載之功率中之一者之一輸出參數，其中該一或多個電晶體在一開關節點處連接至一電感器；該輕負載控制電路形成一序列以便控制該一或多個電晶體，其中該序列包括具有一驅動型樣之一驅動區間、及隨後的一截止區間，其中該一或多個電晶體在該驅動區間期間以該驅動型樣進行切換、且在該截止區間期間不經切換；以及該輕負載控制電路之一第一電路，將該驅動型樣形成為一脈衝集之一重複序列，該脈衝集以一基本集後接著一數目之非切換區間循序地致能該一或多個電晶體，其中各個非切換區間係回應於以該基本集驅動該一或多個電晶體而自該開關節點接收之一信號之一週期。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之諧振轉換器電路，其中該輕負載控制電路以回應於該驅動區間之一持續時間或該截止區間之一持續時間而形成該數目之非切換區間。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之諧振轉換器電路，其中該輕負載控制電路以回應於一直接先前序列之一持續時間而在該驅動型樣中形成一數目之該等脈衝集。
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