CN101483391A

CN101483391A - 用于电压变换器的自给电路和方法

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Publication number: CN101483391A
Application number: CNA2008101895920A
Authority: CN
Inventors: S·乔姆班科; S·图米纳罗
Original assignee: STMicroelectronics SRL
Current assignee: STMicroelectronics SRL
Priority date: 2007-11-29
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2028-11-28
Also published as: EP2066012A3; ITTO20070860A1; US8325502B2; EP2066012B1; EP2066012A2; CN101483391B; US20090140712A1

Abstract

用于电压变换器的自给电路和方法。将输入电压(V_in)变换为输出电压(V_out)的电压变换器(1)的自给电路(30)具有：连接至控制器(12)并且为其提供自给电压(V_cc)的充电累积器(16)；给充电累积器(16)提供充电电流(I_charge)的发生器(24)；具有与主开关(10)相应导电端子共用的第一导电端子的辅助开关(21)，其控制供给充电累积器(16)的充电电流(I_charge)的传输。变换器(1)具有主开关(10)和控制主开关(10)的切换以控制输出电压(V_out)的控制器(12)。自给电路(30)具有连接至辅助开关(21)的预充电级(31)，其在主开关(10)的关断瞬间结束之前，对辅助开关(21)的固有电容预充电。

Description

用于电压变换器的自给电路和方法

技术领域

本发明涉及用于电压变换器的自给电路和方法，更确切地说是用于由脉宽调制(PWM)控制的开关模式的电压变换器。

背景技术

如同已知那样，开关模式的电压变换器与传统的线性变换器相比较，优势在于其高效率以及较小的尺寸，开关模式的电压变换器通常采用自给(self-supply)技术，该自给技术能够从非调节输入电压，获得相比于输入电压具有更大或更小的幅值的调节输出电压。

开关模式的电压变换器的最通常的一种类型是隔离累积(accumulation)型(“回扫型”)。一个回扫型(flyback)电压变换器使得第一电压值(呈现在变换器的输入)变换为第二电压值(提供在变换器的输出)，并且通过采用变压器保持变换器输入与输出间电气隔离。

图1示出了已知的回扫型电压变换器1的电路结构图。

电压变换器1具有一个施加了输入电压V_in(例如，未示出的，由整流电路提供，来自主电压)的输入2，以及一个提供输出电压V_out的输出3，并且电压变换器1还包括具有初级侧和次级侧的变压器4，次级侧与初级侧电隔离。典型的，变压器4具有连接到输入2的初级绕组4a、通过***的第一二极管6连接到输出3的次级绕组4b，以及辅助绕组4c(后者设置在变压器4的初级侧)。输出电容7连接至输出3。主晶体管10，典型的为N沟道MOS晶体管，连接在中间节点8和参考端9(例如，接地端)之间，中间节点8顺次连接到初级绕组4a。大容量电容11连接在输入2和参考端9之间。

电压变换器1进一步包括：用于调节输出电压V_out的具有电源端13和输出端的PWM控制器12，电源端13接收电源电压V_cc并且通过***的第二二极管14连接至辅助绕组4c，输出端连接至主晶体管10的栅极端并且供给用于控制主晶体管10导通和截止的PWM信号；以及具有连接至电压变换器1的输入2的输入端和与PWM控制器12的电源端13重合并且供给电源电压V_cc的输出端的自给电路15。

具体来说，自给电路15包括：连接在电源端13和参考端9之间的累积电容器16；以及连接在电压变换器的输入端2和电源端13之间的启动电阻18。

在已知的方式中，自给电路15的功能是给PWM控制器12供电以使之对输出电压V_out进行调节。在使用中，初始，累积电容器16通过启动电阻18由输入电压V_in充电。PWM控制器12在累积电容器16的电压值达到第一阈值V_ccon时导通，该第一阈值V_ccon例如，等于13.5V。接着，PWM控制器12接收直接来自变压器4的辅助绕组4c的电源电压V_cc。

启动电阻18在电压变换器1的初始导通阶段(启动)用于给PWM控制器12供给导通电源。但是，流经启动电阻18的电流在初始启动阶段的结束时，还造成电力的大量损耗以及减小了电压变换器1的效率。

另外，如果变换器还用于调节输出电流I_out，例如，作为电池充电器，辅助绕组4c还被用于(以在此未详细描述的已知方式)给PWM控制器12提供反馈信号以用于调节输出电压V_out和输出电流I_out。在这种情况下，在辅助绕组4c上的电压可能不具有足以用于给PWM控制器12供电的大小。因此，在PWM控制器12被激活的开关(switching)阶段期间，PWM控制器12还通过启动电阻18自给，从而增加了整体的电力损耗。

图2示出了电压变换器1(在该实施例同样存在的电压变换器的其他元件，出于清楚的原因在这里未再示出)的自给电路15的不同电路实施例。

具体来说，自给电路15包括：累积电容器16(在前描述过)；辅助晶体管21，典型的为具有连接到电压变换器1的输入2并接收输入电压V_in的漏极端的N沟道MOS晶体管；第一偏置电阻22，具有例如15MΩ的电阻值并且连接在电压变换器1的输入2和辅助晶体管21的栅极端之间；第二偏置电阻23，连接在辅助晶体管21的栅极端和参考端9之间；电流发生器24，其通过***的第三二极管25连接在辅助晶体管21的源极端和PWM控制器12的电源端13之间，并且具有控制端；以及开关26，其连接在辅助晶体管21的栅极端和参考端9之间。

自给电路15进一步包括控制逻辑28，该控制逻辑28具有连接至辅助晶体管21的栅极端的第一输入、连接至电源端13的第二输入、提供控制信号V_{cc_OK}给开关26的控制端的第一输出和提供启动信号HV_EN给电流发生器24的控制端的第二输出。

在使用中，在启动阶段期间，当输入电压V_in(在图1中示出的，在大容量电容11逐步充电之后)达到给定的阈值时，例如，等于80V，控制逻辑28通过启动信号HV_EN导通电流发生器24，使得电流I_charge流过辅助晶体管21。该电流I_charge，例如具有1mA的值，对累积电容器16充电，以基本上线性的方式提升位于其两端的电源电压V_cc。当电源电压V_cc达到第一阈值V_ccon时，由控制逻辑28产生的信号V_{cc_OK}闭合开关26，使得辅助晶体管21截止并且断开流经辅助晶体管21和电流发生器24的电流I_charge。只要辅助绕组4c产生对于维持控制器的调节操作足够高的电压，PWM控制器12(图1)则由储存在累积电容器16中的能量供电。

自给电路15的其余损耗仅是由于第一偏置电阻22的存在而产生，并且典型的比图1的电路的该损耗低50-70倍。

在辅助绕组上的电压不足够用于提供电源电压V_cc的情况下，例如，在作为电池充电器操作的情况下，当电池用完或者在输出出现过载时，自给电路15在主晶体管10(图1)的开关阶段期间还干涉对累积电容器16的充电。具体来说，一旦电源电压V_cc降低至低于第二阈值V_ccrestart，第二阈值V_ccrestart例如，等于10.5V，控制逻辑28通过信号V_{cc_OK}控制开关26断开，并且通过信号HV_EN使能电流发生器24以通过电流I_charge充电累积电容器16。

有利的是，为了克制成本，将辅助晶体管21和主晶体管10集成到同一芯片(未示出)是可能的。在这种情况下，如图3所示，辅助晶体管21和主晶体管10共享漏极端。漏极端连接至中间节点8(图1)，中间节点8顺次连接至变压器4的初级绕组4a，并且承载不恒定的电压(即，其在大约为0V和输入电压V_in的值之间切换)。

由此，图3的自给电路15仅当主晶体管10截止时，即，当前述的漏极端(或，中间节点8类似的方式)的电压为高并且等于输入电压V_in的值时，使累积电容器16充电。因此，在自给电路15还用于在PWM控制器12的开关阶段期间通过累积电容器16向PWM控制器12自给的情况下，电流I_charge仅在开关阶段的关断阶段期间，当漏极端的电压为高时，对累积电容器16充电。这种情况将危及自给电路15的正常操作，尤其是对于很高的数值(大于50％)的调制电压变换器1操作的开关信号的占空比，由此极大的限制了能够获得的占空比的最大值。

事实上，辅助晶体管21在主晶体管10的截止期间应当能够迅速导通以最大化累积电容器16的充电有效时间(基本上相应于开关信号的截止阶段)。但是，辅助晶体管21的开关速度被后者的栅极电容以及第一偏置电阻22的存在所限制，第一偏置电阻22的值通常选择为很高(例如，等于15MΩ)以最小化损耗。

在使用中，当主晶体管10被导通时，中间节点8上的电压大约为0V并且辅助晶体管21截止。当主晶体管10截止时，由控制逻辑28产生的信号V_{cc_OK}控制开关26的断开，辅助晶体管21的漏极端上的电压开始增加，并且同一辅助晶体管21的栅极电容首先通过来自在漏极和栅极端之间的电容的电荷注入来充电，接着，当漏极端的电压达到足够高的值时，通过偏置电阻22充电。但是，所有这些电荷在合理的时间内都不足以完全导通辅助晶体管21并且提供电流发生器24所需要的电流I_charge。由此，可获得的用于对累积电容器16充电的时间的很大部分没有被开发。为了保证在任何情况下的自给操作，因此通常要将占空比限制到低于50％的值，例如，45％。

发明内容

本发明的目标是提供一种能够克服上述缺陷的自给电路和方法，尤其是在占空比不作任何限制的情况下能够保证电压变换器中的自给供电。

根据本发明，提供了用于具有主开关和控制器的电压变换器的自给电路，控制器被设计为控制所述主开关的开关操作以控制输出电压，所述自给电路包括：-充电累积装置，其连接至所述控制器并且被设计为给所述控制器提供自给电压；

-发生器装置，工作来提供充电电流给所述充电累积装置；以及

-充电开关装置，工作来控制提供给所述充电累积装置的所述充电电流的传输，

其特征在于进一步包括预充电级，其耦合至所述充电开关装置并且被配置为在所述主开关的关断瞬间结束前实施对所述充电开关装置的固有电容的预充电。

根据本发明，还提供了一种用于具有主开关和控制器的电压变换器的自给方法，控制器被设计为控制所述主开关的开关操作以控制输出电压，所述方法包括控制充电开关装置的步骤从而控制向充电累积装置的充电电流的传输，其提供自给电压给所述控制器；

其特征在于包括在所述主开关的关断瞬间结束之前对所述充电开关装置的固有电容预充电的步骤。

附图说明

为了更好的理解本发明，优选实施例将通过非限制性的实施例的方式以及参考相关附图描述，其中：

-图1示出了已知类型的回扫型电压变换器的电路结构图；

-图2示出了图1中的电压变换器的自给电路的电路结构图；

-图3示出了自给电路的已知类型的不同电路结构图；

-图4示出了根据本发明的一个方面制造的具有突出的自给电路的电压变换器的部分电路结构图；

-图5示出了图4的自给电路中的预充电级的可能的电路实施例；

-图6和7示出了在预充电步骤期间，图4的电压变换器中的电信号随时间变化的波形图；

-图8示出了图5的预充电级中的预充电控制块的可能实施例；

-图9示出了在预充电步骤期间所包含的电信号的图示；

-图10示出了预充电控制块的一部分的第一实施例；

-图11示出了采用图10的预充电控制块，在预充电步骤期间所包含的信号的图示；

-图12示出了预充电控制块的第二实施例；

-图13示出了采用图12的预充电控制块，在预充电步骤期间所包含的信号的图示；

-图14示出了预充电控制块的第三实施例；以及

-图15示出了采用图14的预充电控制块，在预充电步骤期间所包含的信号的图示；

具体实施方式

图4示出了根据本发明的一个方面制造的自给电路30。参考已知的现有技术已经被描述的元件采用相同的附图标记并且不再描述。尤其是，自给电路30可有利的在参考图1所描述的类型的电压变换器1中应用(这里未示出)。

具体来说，自给电路30与图3所描述的电路的不同之处在于它包括直接连接到辅助晶体管21的栅极端的预充电级31。尤其是，应当注意到，第二偏置电阻23和控制逻辑28始终存在(为了更加的清楚，这些元件在随后的附图中没有被再次示出)，即便没有再次详细描述它们。

在主晶体管10的导通阶段(开关周期的ON阶段)期间或者结束时，在漏极端的电压仍然处于低值的同时，只要预充电级31具有对在辅助晶体管21的栅极和源极端之间的电容预充电的功能，预充电级31即可使得在每个开关周期期间都能够使辅助晶体管21快速开关。这样，随着主晶体管10的截止，当呈现在中间节点8上的电压开始增加时，辅助晶体管21就已经被导通，并且电流发生器24能够产生用于对累积电容器(accumulation capacitor)16充电的电流I_charge而不需要显著的延迟时间。应该注意，预充电级31还具有控制辅助晶体管21的截止以中断电流I_charge的流动的功能。

尤其是，由电流发生器24产生的电流I_charge的值作为开关信号的最大占空比D_max以及电压变换器1的电流损耗I_cons的函数而被确定，并且必须满足下列条件：

I_{ch \arg e} > \frac{I_{cons}}{1 - D_{\max}}

当满足该关系时，开始实施自给操作而不存在开关信号的占空比限制。

事实上，累积电容器16的平均充电电流为：

I_average＝I_charge·D_aux

其中，D_aux是电流I_charge的占空比，即，用于对累积电容器16充电的时间与开关周期之间的比率。如前所述，由于当主晶体管截止时就能对累积电容器16充电，我们则有：

D_aux＝1-D_max

平均电流I_average必须能够在对累积电容器16充电的同时维持PWM控制器12的损耗。由此，为了保证这点，必须满足下列方程(从前述条件导出)：

I_average＝(1-D_max)·I_charge>I_cons

如图5所示，在可能实施例中，预充电级31包括：连接在辅助晶体管21的栅极端和参考端9之间的第一预充电开关33；连接在辅助晶体管21的源极端和参考端9之间的第二预充电开关34；连接在辅助晶体管21的栅极端和PWM控制器12的电源端13(并且因此连接到累积电容器16)之间的第三预充电开关35；以及设计为第一、第二和第三预充电开关33、34、35产生相应控制信号以实施自给管理的预充电控制块36。具体来说，由逻辑信号HV_EN_G控制第一预充电开关33断开和闭合，由逻辑信号HV_EN_S控制第二预充电开关34断开和闭合，由逻辑信号EN_PRE控制第三预充电开关35断开和闭合。

尤其是，当电流发生器24被禁止(在开关周期的ON阶段)，第一和第二预充电开关33、34闭合(信号HV_EN_G和HV_EN_S为高)，以及第三预充电开关35断开(信号EN_PRE为低)，从而连接辅助晶体管21的源极和栅极端至参考端9。在主晶体管10的开关的ON阶段的结束时(将在下文阐述)，控制第一预充电开关33断开(信号HV_EN_G为低)，同时控制第二和第三预充电开关34、35闭合(信号HV_EN_S和EN_PRE为高)。这样，辅助晶体管21的源极端连接至参考端9，并且栅极端直接连接至电源电压V_cc，由此开始对辅助晶体管21的栅极-源极电容预充电至电源电压V_cc。

在辅助晶体管21的漏极端的电压开始增加之前，或者在该电压开始增加的那一刻，控制第二和第三预充电开关34、35断开(信号HV_EN_S和EN_PRE为低)，预充电阶段可以被认为完全结束。应当注意辅助晶体管21，在这种情况中，已经被导通，并且只要中间节点8的电压变为高，充电电流I_charge就能立刻流经电流发生器24，由此对累积电容器16充电，从而利用了开关信号的整个关断(OFF)阶段。

图6示出了辅助晶体管21的标记为V_(drain)的漏极端上的电压、标记为V_(gate)的栅极端上的电压、标记为V_(source)的源极端上的电压以及充电电流I_charge的波形图。由于预充电级31的预充电阶段管理，随着主晶体管10的开关(时刻t₁和t₂)，电流I_charge的波形跟随漏极端上的电压V_(drain)的波形，即时响应它的改变。

图7示出了在突出的预充电阶段中，大约在时刻t₂切换的前述波形的放大部分，以及逻辑信号HV_EN_G、HV_EN_S以及EN_PRE的图示。应当注意，作为预充电操作的结果，信号EN_PRE切换为高值之后，在栅极端上的电压V_(gate)开始增加。

图8示出了预充电级31的预充电控制块36的可能实施例，其包括预充电逻辑38和结束预充电控制器39。

在下文中将会详细描述，结束预充电控制器39控制辅助晶体管21的预充电阶段结束的合适时刻，产生结束预充电信号END_PRE。

预充电逻辑38在输入接收来自结束预充电控制器39的结束预充电信号END_PRE，并且接收来自PWM控制器12的控制信号Q_G，其是采用本身已知的方式(例如，通过驱动器)控制主晶体管10的信号的函数。根据结束预充电信号END_PRE和控制信号Q_G该预充电逻辑38产生用于预充电阶段的管理的逻辑信号HV_EN_G、HV_EN_S、EN_PRE。

图9详细示出了控制信号Q_G、逻辑信号EN_PRE、主晶体管10在栅极端上的电压V_(gate)以及漏极端上的电压V_(drain)的图示。具体来说，当控制信号Q_G为激活的高时，主晶体管10导通(在栅极端上的电压信号V_(gate)为高)，同时漏极端上的电压信号V_(drain)以及逻辑信号EN_PRE具有低的值，表示预充电阶段还没有开始。一旦信号Q_G呈现为低的值(时刻t1)，主晶体管10的截止瞬间开始，栅极端上的电压信号V_(gate)开始降低，逻辑信号EN_PRE呈现为高的值，表示预充电间隔开始。预充电阶段在时刻t2，在代表主晶体管10截止延迟的延迟间隔T_delay结束之前，在栅极端上的电压信号V_(gate)低于主晶体管10的阈值电压V_TH之后，由结束预充电控制器39禁止，并且漏极端上的电压V_(drain)开始增加。事实上，在漏极端上的电压信号V_(drain)开始增加之前结束预充电阶段从而防止在辅助晶体管21的漏极端和参考端9之间的交叉传导现象，这将更为有利。

如图10所示，在第一实施例，结束预充电控制器，这里标记为39’，包括比较器装置42，比较器装置42在第一输入接收参考电压V_REF，在第二输入接收呈现在主晶体管10的栅极端上的栅极端上的电压V_(gate)，并且在输出提供结束预充电信号END_PRE。当栅极端上的电压V_(gate)的值低于参考电压V_REF的值，结束预充电信号END_PRE呈现表示预充电间隔结束的逻辑值(例如，为高)。

如图11所示，假定当栅极端上的电压V_(gate)低于阈值电压值V_TH时，漏极端上的电压V_(drain)开始增加，则参考电压V_REF的值选择为比主晶体管10的阈值电压值V_TH高。

图12中示出了结束预充电控制器的第二实施例，标记为39”。在这种情况下，结束预充电控制器39”包括脉冲发生器44，其在输入接收控制信号Q_G，并且在输出产生结束预充电信号END_PRE，这里为脉冲的形式，优选的具有短于延迟间隔T_delay的脉冲宽度T_pulse。

如图13所示，结束预充电控制器39”被配置为当控制信号Q_G呈现为低的值时产生结束预充电信号END_PRE。另外，在结束预充电信号END_PRE的下降沿结束预充电(逻辑信号EN_PRE被置为低的值)。

在PWM控制器12驱动主晶体管10以保证所谓的“软开关”的情况下，图14示出了结束预充电控制器的第三实施例，标记为39”’。在这个实施例，结束预充电控制器39”’包括：已知类型并且不再详细描述的负微分(negative-derivative)检测器(NDD)45，其在输入接收栅极端上的电压V_(gate)并且在输出提供作为栅极端上的电压的微分信号的函数的负微分信号NEG_DER；以及计数器块48，其在输入接收负微分信号NEG_DER并且在输出提供结束预充电信号END_PRE。

具体来说，在t₁的时刻，控制信号Q_G从高电平切换到低电平，控制主晶体管10的截止，如图15所示。在同一时刻，逻辑信号EN_PRE呈现为高的值，表示预充电间隔的开始。接下来，在t₂的时刻，在栅极端的电压V_(gate)开始降低并且负微分信号NEG_DER呈现为高的值，表示信号的微分具有假定的负值。在t₃的时刻，考虑米勒效应，在栅极端上的电压V_(gate)呈现为固定值。大约在时间t₃的同一时刻，负微分信号NEG_DER返回为低的值，并且漏极端上的电压V_(drain)开始缓慢的增加。当米勒效应结束(在时间t₄的时刻)时，栅极端上的电压V_(gate)开始再次降低，漏极端上的电压V_(drain)快速增加，负微分信号NEG_DER的新的上升沿确定了预充电间隔的结束(逻辑信号EN_PRE呈现为低的值)。尤其是计数器块48检测由负微分检测器45产生的第二脉冲的发生并且随后产生结束预充电信号END_PRE。

根据本发明，用于电压变换器的自给电路和方法实现了多个优点。

尤其是，管理预充电阶段的辅助晶体管21的栅极端的预充电使得用于对累积电容器16充电的有效时间间隔最大化，由此保证电压变换器1的控制器12的合适的自给，而不需要对开关信号的占空比强加限制。事实上，由于在前的预充电阶段，随着主晶体管10的截止，不需要显著的时间延迟，辅助晶体管21已经被导通并且电流发生器24可提供电流I_charge给累积电容器16。

最后，再不偏离本发明的范围下，对于这里所描述和图示的可以进行修改和变化，这是显而易见的。

尤其是，即便该解决方法特别参考回扫型配置进行了描述，但应该清楚它也可被用于所有工作为开关模式(所谓的SMPS-开关模式电源)的变换器(或调节器，或电源)。

另外，采用所描述的解决方法可以不考虑：固定的或变化的频率下电源和负载之间的能量传输形态；用于实施控制电路的各个模块的操作的特定电路解决方式；控制开关的类型；以及从变压器的初级侧观察的反馈模式。

Claims

1、一种用于电压变换器(1)的自给电路(30)，该电压变换器(1)具有主开关(10)和设计为控制所述主开关(10)的开关以控制输出电压(V_out)的控制器(12)，所述自给电路(30)包括：

-充电累积装置(16)，其连接至所述控制器(12)并且被设计为给所述控制器(12)提供自给电压(V_cc)；

-发生器装置(24)，工作来提供充电电流(I_charge)给所述充电累积装置(16)；以及

-充电开关装置(21)，工作来控制提供给所述充电累积装置(16)的所述充电电流(I_charge)的传输，

其特征在于进一步包括预充电级(31)，其耦合至所述充电开关装置(21)并且被配置为在所述主开关(10)的关断瞬间结束前实施对所述充电开关装置(21)的固有电容的预充电。

2、根据权利要求1的电路，其中所述充电开关装置包括辅助晶体管(21)，该辅助晶体管(21)具有连接至所述预充电级(31)的栅极端、连接至所述主开关(10)的相应导电端的第一导电端，以及连接至所述发生器装置(24)的第二导电端；并且所述预充电级(31)被配置为对位于所述栅极端和所述第二导电端之间的电容充电。

3、根据权利要求1的电路，其中，在所述关断瞬间，所述第一导电端的电压经历从第一值增加到第二值，并且所述预充电级(31)被配置为在所述第一导电端的电压的所述增加之前实施所述预充电。

4、根据权利要求3的电路，其中所述预充电级(31)被配置为在包括在所述主开关(10)的关断时刻和所述增加开始时刻之间的时间间隔(T_delay)内，实施所述预充电。

5、根据权利要求1的电路，其中所述充电开关装置包括辅助晶体管(21)，该辅助晶体管(21)具有连接至所述预充电级(31)的栅极端，以及连接至所述发生器装置(24)的第二导电端，并且所述预充电级(31)包括预充电控制器(36)和预充电开关装置(33、34、35)；所述预充电控制器(36)被配置为控制所述预充电开关装置(33、34、35)以用于在所述预充电期间给所述栅极端提供所述自给电压(V_cc)。

6、根据权利要求5的电路，其中所述预充电开关装置(33、34、35)包括连接在所述第二导电端和参考电势(9)之间的第一开关(34)和连接在所述栅极端和所述充电累积装置(16)之间的第二开关(35)；所述预充电控制器(36)被设计为在所述预充电期间闭合所述第一开关(34)和第二开关(35)。

7、根据权利要求6的电路，其中所述预充电开关装置(33、34、35)包括连接在所述栅极端和所述参考电势之间的第三开关(33)；所述预充电控制器(36)被设计为在所述预充电结束时断开所述第一开关(34)和第二开关(35)。

8、根据权利要求1的电路，其中所述预充电级(31)包括预充电控制器(36)和预充电开关装置(33、34、35)，以及所述预充电控制器(36)包括预充电逻辑块(38)和结束预充电控制块(39)；所述结束预充电控制块(39)被配置为产生结束预充电信号(END_PRE)，以及所述预充电逻辑块(38)被设计为控制所述预充电开关装置(33、34、35)以在所述结束预充电信号(END_PRE)呈现为给定值时结束所述预充电。

9、根据权利要求8的电路，其中所述结束预充电控制块(39’)包括比较器装置(42)，该比较器装置(42)被设计为在第一输入接收参考信号(V_REF)和在第二输入接收呈现在所述主开关(10)的控制端上的电压信号(V_(gate))，以及在输出产生所述结束预充电信号(END_PRE)；所述参考信号(V_REF)具有大于或等于所述主开关(10)的导通阈值电压(V_TH)的值。

10、根据权利要求8的电路，其中所述充电开关装置包括具有连接至所述主开关(10)的相应导电端的第一导电端的辅助晶体管(21)，以及，在所述关断瞬间，所述第一导电端的电压经历从第一值增加到第二值；其中所述控制器(12)被设计为作为驱动信号(Q_G)的函数来控制所述主开关(10)的开关，以及所述结束预充电控制块(39”)包括脉冲发生器装置(44)，该脉冲发生器装置(44)在输入接收所述驱动信号(Q_G)并且基于所述驱动信号(Q_G)在输出产生所述结束预充电信号(END_PRE)；所述结束预充电信号(END_PRE)为具有小于包括在所述主开关(10)的关断时刻和所述增加的开始时刻之间的时间间隔(T_delay)的持续时间的脉冲。

11、根据权利要求8的电路，其中所述结束预充电控制器块(39”’)包括微分检测装置(45)和连接至微分检测装置(45)的计数器装置(48)；所述微分检测装置(45)被设计为在输入接收呈现在所述主开关(10)的控制端上的电压信号(V_(gate))并且当所述电压信号(V_(gate))降低时在输出产生负-微分信号(NEG_DER)，所述计数器装置(48)被设计为在输出产生作为所述负-微分信号(NEG_DER)的函数的所述结束预充电信号(END_PRE)。

12、根据权利要求1的电路，其中所述电压变换器(1)包括变压器(4)，变压器(4)具有接收所述输入电压(V_in)的初级绕组(4a)、提供所述输出电压(V_out)的次级绕组(4b)和耦合至所述控制器(12)的辅助绕组(4c)；所述自给电路(30)被设计为在所述电压变换器(1)的给定操作条件期间向所述控制器(12)提供所述自给电压(V_cc)。

13、一种电压变换器装置(1)，被设计为将输入电压(Vin)变换为输出电压(V_out)，并且包括主开关(10)和被设计为控制所述主开关(10)的开关以控制所述输出电压(V_out)的控制器(12)，其特征在于包括根据权利要求1的自给电路(30)。

14、根据权利要求13的装置，其中所述控制器(12)被设计为采用脉宽调制(PWM)来控制所述主开关(10)的开关。

15、一种用于电压变换器(1)的自给方法，该电压变换器(1)具有主开关(10)和设计为控制所述主开关(10)的开关以控制输出电压(V_out)的控制器(12)，所述方法包括控制充电开关装置(21)的步骤以控制流向充电累积装置(16)的充电电流(I_charge)的传输，充电累积装置(16)向所述控制器(12)提供自给电压(V_cc)；

其特征在于包括在所述主开关(10)的关断瞬间结束之前，对所述充电开关装置(21)的固有电容预充电的步骤。

16、根据权利要求15的方法，其中所述充电开关装置包括辅助晶体管(21)，该辅助晶体管(21)具有栅极端和连接至所述主开关(10)的相应导电端的第一导电端；以及所述预充电的步骤包括实施对位于所述辅助晶体管(21)的所述栅极端和第二导电端之间的电容预充电。

17、根据权利要求15的方法，其中在所述关断瞬间，所述第一导电端的电压经历从第一值增加到第二值，并且所述预充电的步骤包括在所述第一导电端的电压的所述增加之前实施对所述固有电容的预充电。

18、根据权利要求17的方法，其中所述预充电的步骤包括在包含于所述主开关(10)的关断时刻与所述增加的开始时刻之间的时间间隔(T_delay)内实施所述预充电。

19、根据权利要求15的方法，其中所述充电开关装置包括具有栅极端的辅助晶体管(21)；所述预充电的步骤包括在所述预充电期间施加所述自给电压(V_cc)给所述栅极端的步骤。

20、根据权利要求15的方法，其中所述预充电的步骤包括下列步骤：监视呈现在所述主开关(10)的控制端上的电压信号(V_(gate))；并且确定作为所述电压信号(V_(gate))演化的函数的所述预充电的结束。

21、根据权利要求15的方法，其中所述预充电的步骤包括在从所述主开关(10)关断开始的预设时间间隔结束时确定所述预充电的结束的步骤。