CN103078489A - 用于利用开关频率抖动减少电磁干扰的***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于利用开关频率抖动减少电磁干扰的***和方法。提供了用于调整电源变换器的***和方法。该***包括信号处理组件,被配置为接收第一输入信号和第二输入信号,处理与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息,并且至少基于与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息向开关输出驱动信号。第一输入信号至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关。第二输入信号至少与流经电源变换器的初级绕组的初级电流相关联。信号处理组件还被配置为:在第一预定范围内改变初级电流的峰值,并且在第二预定范围内改变电源变换器的开关频率。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路。更具体地,本发明提供用于在准谐振模式(quasi-resonant mode)中利用开关频率抖动来减少电磁干扰(EMI)的***和方法。仅仅作为示例,本发明已应用于电源变换***。但是将认识到,本发明具有更广泛的应用范围。
背景技术
开关模式电源变换***通常具有在数十kHz和数百kHz范围内的开关频率。寄生电容和寄生电感通常存在于开关模式电源变换***中。开关模式电源变换***生成的电磁干扰(EMI)常常需要被减少,以避免严重干扰其它电源组件。为了减少开关模式电源变换***的大小,开关模式电源变换***的开关频率通常需要增大。但是增大开关频率常常会加剧与EMI和开关损耗有关的问题。
具有频率抖动的固定频率控制器常常被用在电源变换***中以减少EMI。图1是示出包括固定频率脉冲宽度调制(PWM)控制器的传统电源变换***的简化示图。该电源变换***100包括固定频率PWM控制器102、初级绕组118、次级绕组120、电源开关122、电流感测电阻器124、反馈和隔离组件126、整流二极管128以及电容器130。固定频率PWM控制器102包括振荡器104、PWM比较器106、触发器108、栅极驱动器110、二极管112以及两个电阻器114和116。固定频率PWM控制器102还包括三个端子132、134和136。例如,电源开关122是场效应晶体管(FET)、双极结型晶体管(BJT)或者绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
电源变换***100的开关频率通常由振荡器104确定。为了减少EMI,振荡器104常常被用来以不同方式执行开关频率抖动,例如,使电源变换***100的开关频率倾斜上升和下降或者利用伪随机生成器来改变开关频率。
图2是示出由振荡器104使开关频率倾斜上升和下降而形成的频率抖动的电源变换***100的简化传统时序图。波形202表示作为时间的函数的电源变换***100的开关频率。波形204表示作为时间的函数的开关122的开关条件。例如,如果波形204为逻辑高电平,则开关122闭合(例如,接通),而如果波形204为逻辑低电平,则开关122断开(例如,关断)。在图2中示出了两个时间段T1和T2。时间段T1开始于时刻t0并且结束于时刻t1,并且时间段T2开始于时刻t1并且结束于时刻t2。例如t0≤t1≤t2。
在时间段T1期间,电源变换***100的开关频率从最小频率206(在t0处)倾斜上升到最大频率208(在t1处),如波形202所示。开关122被接通和关断的频率增大,如波形204所示。在时间段T2期间,电源变换***100的开关频率从最大频率208(在t1处)倾斜下降到最小频率206(在t2处),如波形202所示。开关122被接通和关断的频率降低,如波形204所示。
频率抖动的大小通常被控制在一定范围之内,以避免因过度频率抖动引起的音频噪声。例如,如果固定频率***100具有大约60kHz的开关频率,则频率抖动范围可以为±4%。即,***100的开关频率范围为60kHz±2.4kHz。第n阶谐波的能量分布的频率范围为±2.4nkHz。该固定频率***100的总谐波能量保持不变,而每个谐波频率处的谐波能量幅度减小。因此,***100的传导EMI常常可以得到改善。
在操作中,***100通常在包括初级绕组118和次级绕组120的变压器中具有寄生电感Lk。电源开关122在端子138和140之间常常具有寄生电容Cp。寄生电感Lk和寄生电容Cp通常不仅会降低***效率,而且会增加EMI。例如,当电源开关122断开(例如,关断)时,寄生电感Lk和寄生电容Cp通常引起谐振,并且在端子138处生成高峰值电压。然后,当使变压器的初级电感Lp退磁之后,初级电感Lp和寄生电容Cp通常引起谐振,并且端子138的电压随着幅度的降低而震荡。但是端子138的电压的幅度通常为高电平。当在下一周期期间电源开关122闭合(例如,接通)时,寄生电容Cp通常通过电源开关122放电,并且生成包括许多谐波的高峰值电流,其通常会加剧与开关损耗和EMI相关的问题。
准谐振(QR)技术可被实现以利用存在于电源变换***中的寄生电感和寄生电容来提高***效率。图3是示出包括QR控制器的传统反激式电源变换***的简化示图。该电源变换***300包括QR控制器302、初级绕组304、次级绕组306、电源开关308、整流二极管310、电容器312、输出负载316以及辅助绕组330。例如,电源开关308是场效应晶体管(FET)、双极结型晶体管(BJT)或者绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
如图3所示,该反激式变换***300在包括初级绕组304和次级绕组306的变压器中具有寄生电感318(例如,Lk),并且具有该变压器的初级电感334(例如,Lp)。电源开关308在端子320和322之间具有寄生电容314(例如,Cp)。
在操作中,如果电源开关308闭合(例如,接通),则电流324(例如,Ip)流经电源开关308。例如,电源开关308的端子320和322之间的电压基于下式来确定:
Vds=Vin+N×Vout (等式1)
其中,Vds表示电源开关308的端子320和322之间的电压,Vin表示***300的初级侧上的输入电压326,并且Vout表示***300的次级侧上的输出电压328。另外,N表示初级绕组304和次级绕组306之间的匝数比。
图4是电源变换***300的简化传统时序图。波形402表示作为时间的函数的电源开关308的端子320和322之间的电压(例如,Vds)。波形404表示作为时间的函数的开关308的开关条件。波形406表示作为时间的函数的流经电源开关308的电流324。例如,如果波形404为逻辑高电平,则开关308闭合(例如,接通),而如果波形404为逻辑低电平,则开关308断开(例如,关断)。
在图4中示出了五个时间段Ton,Tr,Tdemag,Toff和Ts。时间段Ton开始于时刻t0并且结束于时刻t1,并且时间Tdemag段开始于时刻t1并且结束于时刻t2。时间段Tr开始于时刻t2并且结束于时刻t3,并且时间段Toff开始于时刻t1并且结束于时刻t3。时间段Ts开始于时刻t0并且结束于时刻t3。例如,t0≤t1≤t2≤t3。时间段Tdemag和Tr在时间段Toff内。时间段Ts是***300的开关周期,并且包括时间段Ton和时间段Toff。
在时间段Ton期间,电源开关308闭合(例如,接通),如波形404所示。端子320和322之间的电压(例如,Vds)保持为低值412(例如,近似为零,如波形402所示)。流经电源开关308的电流随着时间从低值410(例如在t0处近似为零)增加到峰值408(例如,t1处的Ipk),如波形406所示。
在时间段Tdemag的开始处(例如,t1处),电源开关308断开(例如,被关断),如波形404所示。端子320和322之间的电压(例如,Vds)从低值412(例如,在t1处近似为零)增大,如波形402所示。流经电源开关308的电流从峰值408下降到低值414(例如,近似为零),如波形406所示。
在时间段Tdemag期间,电源开关308保持断开(例如,关断),如波形404所示。流经电源开关308的电流保持为低值414(例如,近似为零),如波形406所示。例如,端子320和322之间的电压(例如,Vds)可以根据等式1来确定。寄生电容314(例如,CP)和寄生电感318(例如,Lk)会导致高频谐振。变压器的初级电感334(例如,Lp)被退磁。
在时间段Tdemag的结尾处(例如,t2处),初级电感334(例如,Lp)的退磁完成。QR控制器302检测指示退磁完成的辅助绕组330处的电压332(例如,VDEM)的下降沿。
在时间段Tr期间,电源开关308保持断开(例如,关断),如波形404所示。流经电源开关308的电流保持为低值414(例如,近似为零),如波形406所示。初级电感334(例如,Lp)和寄生电容314(例如,CP)引起谐振。端子320和322之间的电压(例如,Vds)从高值418(例如,t2处)下降到波谷值416(例如,t3处),如波形402所示。当开关308在下一开关周期的开始处闭合(例如,接通)时,端子320和322之间的电压(例如,Vds)为波谷值416。由寄生电容314(例如,CP)引起的经过电源开关308的电流峰值通常被减小,因此***300的开关损耗和EMI通常可以得到改善。
如图4所示,寄生电容314(例如,CP)和初级电感334(例如,Lp)在其期间谐振的时间段Tr短于***300的开关周期Ts。***300近似在边界导通模式(BCM)中操作。***300的输出功率可以基于下式来确定。
其中,Pout表示***300的输出功率,η表示***300的功率传递效率,并且Ipk表示***300初级侧上的峰值电流。另外,N表示初级绕组304和次级绕组306之间的匝数比,Vout表示***300次级侧上的输出电压,并且VF表示整流二极管310上的电压降。此外,Vin_DC表示输入电压326的电压电平(例如,功率因子校正输出电压或者线路输入整流电压),并且D表示电源开关308的导通占空比。
***300的开关频率可以基于下式来确定。
其中,fs表示***300的开关频率,Lp表示初级绕组304的电感,并且Pout表示***300的输出功率。另外,η表示***300的功率传递效率,Ipk表示***300初级侧上的峰值电流,并且N表示初级绕组304和次级绕组306的匝数比。此外,Vout表示***300的次级侧上的输出电压,VF表示整流二极管310上的电压降,Vin_DC表示输入电压326的电压电平(例如,功率因子校正输出电压或者线路输入整流电压),并且D表示电源开关308的导通占空比。
根据等式1和2,如果输出负载316和输入电压326不变,则***300的开关频率通常近似保持恒定。传导EMI的能量分布的频率范围通常较窄。在使用QR技术的传统反激式电源变换***300中不能显著地减小传导EMI。
图5是示出包括QR控制器的传统电源变换***的简化示图。电源变换***500包括QR控制器502、初级绕组504、次级绕组506、电源开关508、整流二极管510、电容器512、误差放大和隔离组件516、电流感测电阻器518、辅助绕组520以及两个电阻器522和524。QR控制器502包括退磁检测组件526、触发器528、栅极驱动器530、PWM比较器532、二极管534以及两个电阻器536和538。QR控制器502还包括四个端子540、542、544和546。例如,电源开关508是场效应晶体管(FET)、双极结型晶体管(BJT)或者绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
如图5所示,误差放大和隔离组件516接收***500次级侧上的输出电压548,并且将反馈信号550输出给端子540(例如,端子FB)。反馈信号550至少由二极管534接收。作为响应,电阻器536和538生成去往PWM比较器532的非反向输入端子的信号552。
流经初级绕组504的初级电流554由电流感测电阻器518感测,电流感测电阻器518作为响应向端子546(例如,端子CS)输出所感测信号556。所感测信号556在PWM比较器532的反向输入端子处被接收。PWM比较器532基于信号552和所感测信号556生成比较信号558。
电阻器522和524接收流经辅助绕组520的辅助电流560,并且作为响应,向端子542(例如,端子dem)输出退磁信号562。退磁检测组件526接收该退磁信号562,并且输出检测信号564。触发器528在一个输入端子处接收比较信号558,并且在另一输入端子处接收检测信号564。作为响应,触发器528向栅极驱动器530输出信号566。栅极驱动器530通过端子544(例如,端子gate)输出栅极驱动信号568以驱动电源开关508。
由误差放大和隔离组件516生成的反馈信号550通常用来控制电流554的峰值,以调整输出电压548。为了使***500稳定地操作,通常对误差放大和隔离组件516进行补偿,并且带宽常被限制为低于开关频率的十分之一或十五分之一。与在图3和图4中讨论的类似,在使用传统QR控制器502的传统电源变换***500中不能显著地减小传导EMI。
因此,提高用于减小EMI的技术变得非常重要。
发明内容
本发明涉及集成电路。更具体地,本发明提供了用于在准谐振模式中利用开关频率抖动来减少电磁干扰(EMI)的***和方法。仅仅作为示例,本发明已应用于电源变换***。但是将认识到,本发明具有更广泛的应用范围。
根据一个实施例,一种用于调整电源变换器的***包括信号处理组件。该信号处理组件被配置为:接收第一输入信号和第二输入信号,处理与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息,并且至少基于与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息向开关输出驱动信号,该驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的电源变换器有关。第一输入信号至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关。第二输入信号至少与流经电源变换器的初级绕组的初级电流相关联。此外,该信号处理组件还被配置为:在第一预定范围内改变初级电流的峰值,并且在第二预定范围内改变电源变换器的开关频率。
根据另一实施例,一种用于调整电源变换器的***包括比较器和驱动组件。该比较器被配置为接收第一输入信号和第二输入信号并且至少基于与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息生成比较信号,第一输入信号至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关,第二输入信号包括第三输入信号并且至少与流经电源变换器的初级绕组的初级电流相关联。该驱动组件被配置为接收比较信号并且至少基于与比较信号相关联的信息向开关输出驱动信号,驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的电源变换器有关。比较器和驱动组件被配置为响应于至少第三输入信号,在第一预定范围内改变初级电流的峰值,并且在第二预定范围内改变电源变换器的开关频率。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***包括比较器和驱动组件。该比较器被配置为接收第一输入信号和第二输入信号并且至少基于与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息生成比较信号,第一输入信号包括第三输入信号并且至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关,第二输入信号至少与流经电源变换器的初级绕组的初级电流相关联。该驱动组件被配置为接收比较信号并且至少基于与比较信号相关联的信息向开关输出驱动信号,驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的电源变换器有关。比较器和驱动组件被配置为响应于至少第三输入信号,在第一预定范围内改变初级电流的峰值,并且在第二预定范围内改变电源变换器的开关频率。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法包括:接收第一输入信号和第二输入信号,第一输入信号至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关,第二输入信号至少与流经电源变换器的初级绕组的初级电流相关联;处理与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息;并且至少基于与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息向开关输出驱动信号,驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的电源变换器有关。该方法还包括:在第一预定范围内改变初级电流的峰值,并且在第二预定范围内改变电源变换器的开关频率。
在另一实施例中,一种用于调整电源变换器的方法包括:接收第一输入信号和第二输入信号,第一输入信号至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关,第二输入信号包括第三输入信号并且至少与流经电源变换器的初级绕组的初级电流相关联;处理与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息;并且至少基于与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息生成比较信号。该方法还包括:接收比较信号;处理与比较信号相关联的信息;至少基于与比较信号相关联的信息向开关输出驱动信号,驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的电源变换器有关。另外,该方法包括:响应于至少第三输入信号,在第一预定范围内改变初级电流的峰值;并且响应于至少第三输入信号,在第二预定范围内改变电源变换器的开关频率。
在又一实施例中,一种用于调整电源变换器的方法包括:接收第一输入信号和第二输入信号,第一输入信号包括第三输入信号并且至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关,第二输入信号至少与流经电源变换器的初级绕组的初级电流相关联;处理与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息;并且至少基于与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息生成比较信号。该方法还包括:接收比较信号;处理与比较信号相关联的信息;并且至少基于与比较信号相关联的信息向开关输出驱动信号,驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的电源变换器有关。另外,该方法包括:响应于至少第三输入信号,在第一预定范围内改变初级电流的峰值;并且响应于至少第三输入信号,在第二预定范围内改变电源变换器的开关频率。
相比于传统技术,通过本发明可以获得许多益处。本发明的某些实施例使用开关频率抖动来减少EMI。本发明的一些实施例向初级电感的峰值电流添加抖动信号来改变开关频率。本发明的某些实施例向随着输出负载改变的初级电感的峰值电流提供扰动。本发明的一些实施例提供波谷传导以降低开关损耗,从而提高***效率。本发明的某些实施例在反馈端子或电流感测端子处提供抖动信号以产生开关频率抖动。本发明的一些实施例在宽广的频率范围上分布传导EMI能量,以减少EMI。
取决于实施例,可以获得一个或多个益处。参考下面的详细描述和附图可以全面地理解本发明的这些益处以及各个另外的目的、特征和优点。
附图说明
图1是示出包括固定频率脉宽调制(PWM)控制器的传统电源变换***的简化示图。
图2是示出由振荡器使开关频率倾斜上升和下降而形成的频率抖动的电源变换***的简化传统时序图。
图3是示出包括QR控制器的传统反激式电源变换***的简化示图。
图4是电源变换***的简化传统时序图。
图5是示出包括QR控制器的传统电源变换***的简化示图。
图6是示出根据本发明一实施例的通过确定性峰值电流扰动获得的开关频率抖动的简化时序图。
图7是示出根据本发明另一实施例的通过随机(例如,伪随机)峰值电流扰动获得的开关频率抖动的简化时序图。
图8是示出根据本发明一个实施例的包括QR控制器的电源变换***的简化示图。
图9是示出根据本发明另一实施例的包括QR控制器的电源变换***的简化示图。
图10是示出根据本发明又一实施例的包括QR控制器的电源变换***的简化示图。
图11是示出根据本发明又一实施例的包括QR控制器的电源变换***的简化示图。
图12是示出根据本发明又一实施例的包括QR控制器的电源变换***的简化示图。
图13(a)是示出根据本发明某些实施例的如图10、11和12所示作为反馈信号的函数的抖动信号的幅度的简化示图。
图13(b)是示出根据本发明一些实施例的用于生成如图13(a)所示的作为反馈信号的函数的抖动信号的***的简化示图。
图13(c)是示出根据本发明某些实施例的用于生成如图13(a)所示的作为反馈信号的函数的抖动信号的***的简化示图。
具体实施方式
本发明涉及集成电路。更具体地,本发明提供用于在准谐振模式中利用开关频率抖动来减少电磁干扰(EMI)的***和方法。仅仅作为示例,本发明已应用于电源变换***。但是将认识到,本发明具有更广泛的应用范围。
如在图1和图2中讨论的,开关频率抖动可被用来减小传导EMI。但是如在图3中讨论的,在传统QR***300中难以实现开关频率抖动。
参考图5,电源变换***500的开关频率可以基于下式来确定。
其中,Fs表示***500的开关频率,Lp表示初级绕组504的电感,并且Pout表示***500的输出功率。另外,η表示***500的功率传递效率,Ipk表示***500初级侧上的峰值电流,并且N表示初级绕组504和次级绕组506之间的匝数比。此外,Vout表示***500的次级侧上的输出电压548,VF表示整流二极管510上的电压降,Vin_DC表示***500的输入电压的电压电平(例如,功率因子校正输出电压或者线路输入整流电压),并且D表示电源开关508的导通占空比。
根据等式4,***500的开关频率与***500初级侧上的峰值电流成反比。因此,根据本发明的某些实施例,可以适当地构建新的QR控制器来扰动电流554的峰值(例如,Ipk),以获得开关频率抖动。
图6是示出根据本发明实施例的通过确定性(deterministic)峰值电流扰动获得的开关频率抖动的简化时序图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,根据本发明的一个实施例,可以利用替代***500中的QR控制器502的新颖QR控制器通过确定性峰值电流扰动来获得开关频率抖动。
波形602表示作为时间的函数的流经初级绕组504的电流554(例如,Ip),并且波形604表示作为时间的函数的***500的开关频率(例如,Fs)。在图6中示出了七个时间段T1 T2,T3,Ton1,Toff1,Ts1和Tp。时间段T1开始于时刻t0并且结束于时刻t1,时间段T2开始于时刻t1并且结束于时刻t2,并且时间段T3开始于时刻t0并且结束于时刻t2。时间段Ton1开始于时刻tb并且结束于时刻tc,时间段Toff1开始于时刻tc并且结束于时刻td,并且时间段Ts1开始于时刻tb并且结束于时刻td。时间段TP开始于时刻ta并且结束于时刻tf。时刻te和tf在时间段Ts1之外。例如,t0≤t1≤t2。在另一示例中,ta≤tb≤tc≤td≤te≤tf。
根据一个实施例,在电源开关508闭合(例如,接通)的时间段(例如,Ton1)期间,电流554(例如,Ip)从低值(例如,在tb处近似为零)增大到峰值(例如,在tc处为峰值电流值608),如波形602所示。例如,电流554的峰值(例如,Ipk)作为时间的预定函数而改变。在另一示例中,在te之前,电流554的峰值(例如,Ipk)随着时间逐渐增大(例如,从tc处的峰值电流值608到te处的峰值电流值610),如波形602所示。在又一示例中,在te之前,电流554的峰值(例如,Ipk)与时间的线性或非线性函数对应地增大。在又一示例中,在te之前,电流554的峰值(例如,Ipk)都位于一直线上。
根据又一实施例,在te之后,电流554的峰值(例如,Ipk)逐渐减小(例如,从te处的峰值电流值610到tf处的峰值电流值612),如波形602所示。在又一示例中,在te之后,电流554的峰值(例如,Ipk)与时间的线性或非线性函数对应地减小。在又一示例中,在te之后,电流554的峰值(例如,Ipk)都位于一直线上。在又一示例中,电流554的峰值的增大(例如,从tc处的峰值电流值608到te处的峰值电流值610)与电流554的峰值的减小(例如,从te处的峰值电流值610到tf处的峰值电流值612)对称。在又一示例中,电流554的峰值(例如,Ipk)在预定范围(例如,在Ipk_min与Ipk_max之间)中变化。在又一示例中,峰值电流值608等于Ipk_min。在又一示例中,峰值电流值610等于Ipk_max。在又一示例中,峰值电流值612等于Ipk_min。
根据又一实施例,在电源开关508断开(例如,关断)的时间段(例如,Toff1)期间,电流554(例如,Ip)保持为低值(例如,近似为零)。例如,开关周期(例如,Ts1)包括电源开关508闭合(例如,接通)时的时间段(例如,Ton1)和电源开关508断开(例如,关断)时的时间段(例如,Toff1)。在另一示例中,具体开关周期(例如,Ts1)的长度在开关周期(例如,Ts1)期间与电流554的峰值(例如,Ipk)成正比。因此,根据某些实施例,***500的开关频率与电流554的峰值(例如,Ipk)成反比。
根据又一实施例,在时间段T1期间,***500的开关频率随着时间从高值(例如,t0处的频率值614)下降到低值(例如,t1处的频率值616),如波形604所示。例如,***500的开关频率作为时间的线性或非线性函数而减小。在另一示例中,在时间段T2期间,***500的开关频率随着时间从低值(例如,t1处的频率值616)增大到另一高值(例如,t2处的频率值618),如波形604所示。在又一示例中,***500的开关频率作为时间的线性或非线性函数而增大。在又一示例中,开关频率在预定范围中(例如,在Fs_min与Fs_max之间)变化。在又一示例中,频率值614等于Fs_max。在又一示例中,频率值616等于Fs_min。在又一示例中,频率值618等于Fs_max。
根据又一实施例,电流554的峰值(例如,Ipk)周期性地被扰动。例如,时间段Tp等于电流554的峰值(例如,Ipk)扰动时间段。在另一示例中,***500的开关频率周期性地变化。在又一示例中,时间段T3等于开关频率变化的时段。在又一示例中,时间段Tp等于时段T3。在又一示例中,如果***500的反馈环路的带宽小于峰值电流改变频率,则确定性地扰动峰值电流值会获得开关频率抖动。
图7是示出根据本发明另一实施例的通过随机(例如,伪随机)峰值电流扰动获得的开关频率抖动的简化时序图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,根据本发明的一个实施例,可以利用替代***500中的QR控制器502的新颖QR控制器通过随机峰值电流扰动来获得开关频率抖动。
波形702表示作为时间的函数的流经初级绕组504的电流554(例如,Ip),并且波形704表示作为时间的函数的***500的开关频率(例如,Fs)。在图7中示出了三个时间段Ton1,Toff1和Ts1。时间段Ton1开始于时刻t0并且结束于时刻t1,并且时间段Toff1开始于时刻t1并且结束于时刻t2。时间段Ts1开始于时刻t0并且结束于时刻t2。例如,t0≤t1≤t2。
根据一个实施例,在电源开关508闭合(例如,接通)的时间段(例如,Ton1)期间,电流554(例如,Ip)从低值(例如,在t0处近似为零)增大到峰值(例如,在t1处为峰值电流值708),如波形702所示。例如,在电源开关508断开(例如,关断)的时间段(例如,Toff1)期间,电流554(例如,Ip)保持为低值(例如,近似为零)。在另一示例中,具体开关周期(例如,Ts1)的电流554的峰值(例如,Ipk)在预定范围内(例如,在Ipk_min与Ipk_max之间)随机地(例如,伪随机地)变化,如波形702所示。
根据另一实施例,在开关周期(例如,Ts1)期间,具体开关周期(例如,Ts1)的长度与电流554的峰值(例如,Ipk)成正比。因此,根据某些实施例,***500的开关频率与电流554的峰值(例如,Ipk)成反比。例如,***500的开关频率在预定范围内(例如,在Fs_min与Fs_max之间)随机地(例如,伪随机地)变化,如波形704所示。在另一示例中,如果***500的反馈环路的带宽小于峰值电流值改变的频率,则随机(例如,伪随机地)扰动峰值电流值将获得开关频率抖动。
图8是示出根据本发明实施例的包括QR控制器的电源变换***的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,图8根据图6或图7来实现。
该电源变换***800包括QR控制器802、初级绕组504、次级绕组506、电源开关508、整流二极管510、电容器512、误差放大和隔离组件516、电流感测电阻器518、辅助绕组520以及两个电阻器522和524。QR控制器802包括退磁检测组件826、触发器828、栅极驱动器830、PWM比较器832、二极管834、两个电阻器836和838以及组合组件839。QR控制器802还包括四个端子840、842、844和846。例如,组合组件839是加法器、减法器或乘法器。
根据一个实施例,退磁检测组件826、触发器828、栅极驱动器830、PWM比较器832、二极管834、以及电阻器836和838与退磁检测组件526、触发器528、栅极驱动器530、PWM比较器532、二极管534、以及电阻器536和538相同。例如,端子840、842、844和846与端子540、542、544和546相同。
根据一个实施例,误差放大和隔离组件516接收***800次级侧上的输出电压848,并且将反馈信号850输出给端子840(例如,端子FB)。例如,反馈信号850至少由二极管834接收。在另一示例中,电阻器836和838向PWM比较器832的非反向输入端子输出信号852。
根据另一实施例,流经初级绕组504的初级电流854由电流感测电阻器518感测。例如,电流感测电阻器518作为响应向端子846(例如,端子CS)输出所感测信号856。在另一示例中,组合组件839接收所感测信号856和电压抖动信号870(例如,VCS_jitter),并且作为响应,生成组合信号872。在又一示例中,组合信号872在PWM比较器832的反向输入端子处被接收。在又一示例中,PWM比较器832基于信号852和组合信号872生成比较信号858。
根据又一实施例,电阻器522和524接收流经辅助绕组520的辅助电流860,并且作为响应,向端子842(例如,端子dem)输出退磁信号862。例如,退磁检测组件826接收该退磁信号862,并且输出检测信号864。在另一示例中,触发器828在一个输入端子处接收比较信号858,并且在另一输入端子处接收检测信号864。在又一示例中,触发器828向栅极驱动器830输出信号866。在又一示例中,栅极驱动器830通过端子844(例如,端子gate)输出栅极驱动信号868以驱动电源开关508。
根据又一实施例,在一定的输出负载下,对电流854的峰值的扰动可以基于下式来确定。
其中,ΔIpk表示电流854的峰值的扰动,VCS_jitter表示电压抖动信号870,并且Rsense表示电阻器518的电阻。例如,电流854的峰值通过电压抖动信号870而被扰动。因此,根据某些实施例,***800的开关频率抖动。在另一示例中,电压抖动信号870的频率高于误差放大和隔离组件516的带宽,并且反馈信号850的大小在抖动时段期间近似保持恒定。在又一示例中,电压抖动信号870随着时间改变。在又一示例中,电压抖动信号870的幅度随着时间连续地改变。在又一示例中,电压抖动信号870的幅度随机地来确定(例如,伪随机地确定)。
图9是示出根据本发明另一实施例的包括QR控制器的电源变换***的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,图9根据图6或图7来实现。
该电源变换***900包括QR控制器902、初级绕组504、次级绕组506、电源开关508、整流二极管510、电容器512、误差放大和隔离组件516、电流感测电阻器518、辅助绕组520以及两个电阻器522和524。QR控制器902包括退磁检测组件926、触发器928、栅极驱动器930、PWM比较器932、二极管934、三个电阻器936、937和938以及电路组件939。QR控制器902还包括四个端子940、942、944和946。例如,电路组件939是电流源。
根据一个实施例,退磁检测组件926、触发器928、栅极驱动器930、PWM比较器932、二极管934、以及电阻器936和938与退磁检测组件526、触发器528、栅极驱动器530、PWM比较器532、二极管534、以及电阻器536和538相同。例如,端子940、942、944和946与端子540、542、544和546相同。
根据一个实施例,误差放大和隔离组件516接收***900次级侧上的输出电压948,并且将反馈信号950输出给端子940(例如,端子FB)。例如,反馈信号950至少由二极管934接收。在另一示例中,电阻器936和938向PWM比较器932的非反向输入端子输出信号952。
根据另一实施例,流经初级绕组504的初级电流954由电流感测电阻器518感测。例如,电流感测电阻器518作为响应向端子946(例如,端子CS)输出所感测信号956。在另一示例中,电流抖动信号970(例如,ICS_jitter)由电路组件939接收,并且至少被施加给电阻器937(例如,R3)。在又一示例中,作为响应,信号972被输出给PWM比较器932的反向输入端子。在又一示例中,PWM比较器932基于信号952和组合信号972生成比较信号958。在又一示例中,电路组件939被去除,并且电流抖动信号970(例如,ICS_jitter)直接由电阻器937接收。
根据又一实施例,电阻器522和524接收流经辅助绕组520的辅助电流960,并且作为响应,向端子942(例如,端子dem)输出退磁信号962。例如,退磁检测组件926接收该退磁信号962,并且输出检测信号964。在另一示例中,触发器928在一个输入端子处接收比较信号958,并且在另一输入端子处接收检测信号964。在又一示例中,触发器928向栅极驱动器930输出信号966。在又一示例中,栅极驱动器930通过端子944(例如,端子gate)输出栅极驱动信号968以驱动电源开关508。
根据又一实施例,在一定的输出负载下,对电流954的峰值的扰动可以基于下式来确定。
其中,ΔIpk表示电流954的峰值的扰动,ICS_jitter表示电流抖动信号970,并且Rsense表示电阻器518的电阻。例如,电流954的峰值通过电流抖动信号970而被扰动。因此,根据某些实施例,***900的开关频率抖动。在另一示例中,电流抖动信号970随着时间改变。在又一示例中,电流抖动信号970的幅度随着时间连续地改变。在又一示例中,电流抖动信号970的幅度随机地来确定(例如,伪随机地确定)。
图10是示出根据本发明又一实施例的包括QR控制器的电源变换***的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,图10根据图6或图7来实现。
该电源变换***1000包括QR控制器1002、初级绕组504、次级绕组506、电源开关508、整流二极管510、电容器512、误差放大和隔离组件516、电流感测电阻器518、辅助绕组520以及两个电阻器522和524。QR控制器1002包括退磁检测组件1026、触发器1028、栅极驱动器1030、PWM比较器1032、二极管1034、两个电阻器1036和1038以及组合组件1039。QR控制器1002还包括四个端子1040、1042、1044和1046。例如,组合组件1039是加法器、减法器或乘法器。
根据一个实施例,退磁检测组件1026、触发器1028、栅极驱动器1030、PWM比较器1032、二极管1034、以及电阻器1036和1038与退磁检测组件526、触发器528、栅极驱动器530、PWM比较器532、二极管534、以及电阻器536和538相同。例如,端子1040、1042、1044和1046与端子540、542、544和546相同。
根据一个实施例,误差放大和隔离组件516接收***1000次级侧上的输出电压1048,并且将反馈信号1050输出给端子1040(例如,端子FB)。例如,反馈信号1050至少由二极管1034接收。在另一示例中,电阻器1036和1038生成信号1052。在又一示例中,组合组件1039接收信号1052和电压抖动信号1070(例如,VFB_jitter),并且作为响应向PWM比较器1032的非反向输入端子输出组合信号1072。
根据另一实施例,流经初级绕组504的初级电流1054由电流感测电阻器518感测。例如,电流感测电阻器518作为响应向端子1046(例如,端子CS)输出所感测信号1056。在另一示例中,所感测信号1056在PWM比较器1032的反向输入端子处被接收。在又一示例中,PWM比较器1032基于信号1056和组合信号1072生成比较信号1058。
根据又一实施例,电阻器522和524接收流经辅助绕组520的辅助电流1060,并且作为响应,向端子1042(例如,端子dem)输出退磁信号1062。例如,退磁检测组件1026接收该退磁信号1062,并且输出检测信号1064。在另一示例中,触发器1028在一个输入端子处接收比较信号1058,并且在另一输入端子处接收检测信号1064。在又一示例中,触发器1028向栅极驱动器1030输出信号1066。在又一示例中,栅极驱动器1030通过端子1044(例如,端子gate)输出栅极驱动信号1068以驱动电源开关508。
根据又一实施例,在一定的输出负载下,对电流1054的峰值的扰动可以基于下式来确定。
其中,ΔIpk表示电流1054的峰值的扰动,VFB_jitter表示电压抖动信号1070,并Rsense表示电阻器518的电阻。例如,电流1054的峰值通过电压抖动信号1070而被扰动。因此,根据某些实施例,***1000的开关频率抖动。在另一示例中,电压抖动信号1070的频率高于误差放大和隔离组件516的带宽,并且反馈信号1050在抖动时段期间的大小近似保持恒定。在另一示例中,电压抖动信号1070随着时间改变。在又一示例中,电压抖动信号1070的幅度随着时间连续地改变。在又一示例中,电压抖动信号1070的幅度随机地来确定(例如,伪随机地确定)。
图11是示出根据本发明又一实施例的包括QR控制器的电源变换***的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,图11根据图6或图7来实现。
该电源变换***1100包括QR控制器1102、初级绕组504、次级绕组506、电源开关508、整流二极管510、电容器512、误差放大和隔离组件516、电流感测电阻器518、辅助绕组520以及两个电阻器522和524。QR控制器1102包括退磁检测组件1126、触发器1128、栅极驱动器1130、PWM比较器1132、二极管1134、两个电阻器1136、1137和1138以及电路组件1139。QR控制器1102还包括四个端子1140、1142、1144和1146。例如,电路组件1139是电流源。
根据一个实施例,退磁检测组件1126、触发器1128、栅极驱动器1130、PWM比较器1132、二极管1134、以及电阻器1136和1138与退磁检测组件526、触发器528、栅极驱动器530、PWM比较器532、二极管534、以及电阻器536和538相同。例如,端子1140、1142、1144和1146与端子540、542、544和546相同。
根据一个实施例,误差放大和隔离组件516接收***1100次级侧上的输出电压1148,并且将反馈信号1150输出给端子1140(例如,端子FB)。例如,反馈信号1150至少由二极管1134接收。在另一示例中,电阻器1136和1138生成由电阻器1137接收的信号1152。在另一示例中,电流抖动信号1170(例如,IFB_jitter)在电路组件1139处被接收,并且被至少被施加给电阻器1137(例如,R3)。在又一示例中,作为响应,信号1172被输出给PWM比较器1132的非反向输入端子。在又一示例中,电路组件1139被去除,并且电流抖动信号1170(例如,IFB_jitter)直接由电阻器1137接收。
根据另一实施例,流经初级绕组504的初级电流1154由电流感测电阻器518感测。例如,电流感测电阻器518作为响应向端子1146(例如,端子CS)输出所感测信号1156。在另一示例中,PWM比较器1132在负输入端子处接收所感测信号1156。在又一示例中,PWM比较器1132基于信号1172和所感测信号1156生成比较信号1158。
根据又一实施例,电阻器522和524接收流经辅助绕组520的辅助电流1160,并且作为响应,向端子1142(例如,端子dem)输出退磁信号1162。例如,退磁检测组件1126接收该退磁信号1162,并且输出检测信号1164。在另一示例中,触发器1128在一个输入端子处接收比较信号1158,并且在另一输入端子处接收检测信号1164。在又一示例中,触发器1128向栅极驱动器1130输出信号1166。在又一示例中,栅极驱动器1130通过端子1144(例如,端子gate)输出栅极驱动信号1168以驱动电源开关508。
根据又一实施例,在一定的输出负载下,对电流1154的峰值的扰动可以基于下式来确定。
其中,ΔIpk表示电流1154的峰值的扰动,IFB_jitter表示电流抖动信号1170,并且Rsense表示电阻器518的电阻。另外,R1表示电阻器1136的电阻,R2表示电阻器1138的电阻,并且R3表示电阻器1137的电阻。
例如,电流1154的峰值通过电流抖动信号1170而被扰动。因此,根据某些实施例,***1100的开关频率抖动。在另一示例中,电流抖动信号1170随着时间改变。在又一示例中,电流抖动信号1170的幅度随着时间连续地改变。在又一示例中,电流抖动信号1170的幅度随机地来确定(例如,伪随机地确定)。
图12是示出根据本发明又一实施例的包括QR控制器的电源变换***的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,图12根据图6或图7来实现。
该电源变换***1200包括QR控制器1202、初级绕组504、次级绕组506、电源开关508、整流二极管510、电容器512、误差放大和隔离组件516、电流感测电阻器518、辅助绕组520以及两个电阻器522和524。QR控制器1202包括退磁检测组件1226、触发器1228、栅极驱动器1230、PWM比较器1232、二极管1234、两个电阻器1236和1238以及放大器1239。QR控制器1202还包括四个端子1240、1242、1244和1246。
根据一个实施例,退磁检测组件1226、触发器1228、栅极驱动器1230、PWM比较器1232、二极管1234、以及电阻器1236和1238与退磁检测组件526、触发器528、栅极驱动器530、PWM比较器532、二极管534、以及电阻器536和538相同。例如,端子1240、1242、1244和1246与端子540、542、544和546相同。在另一示例中,放大器1239具有耦合到输出端子的负输入端子。
根据一个实施例,误差放大和隔离组件516接收***1200次级侧上的输出电压1248,并且将反馈信号1250输出给端子1240(例如,端子FB)。例如,反馈信号1250至少由二极管1234接收。在另一示例中,放大器1239在正输入端子处接收电压抖动信号1270(例如,VFB_jitter),并且输出信号1252。在又一示例中,电阻器1236和1238向PWM比较器1232的非反向输入端子输出信号1272。
根据另一实施例,流经初级绕组504的初级电流1254由电流感测电阻器518感测。例如,电流感测电阻器518作为响应向端子1246(例如,端子CS)输出所感测信号1256。在另一示例中,所感测信号1256在PWM比较器1232的反向输入端子处被接收。在又一示例中,PWM比较器1232基于所感测信号1256和信号1272生成比较信号1258。
根据又一实施例,电阻器522和524接收流经辅助绕组520的辅助电流1260,并且作为响应,向端子1242(例如,端子dem)输出退磁信号1262。例如,退磁检测组件1226接收该退磁信号1262,并且输出检测信号1264。在另一示例中,触发器1228在一个输入端子处接收比较信号1258,并且在另一输入端子处接收检测信号1264。在又一示例中,触发器1228向栅极驱动器1230输出信号1266。在又一示例中,栅极驱动器1230通过端子1244(例如,端子gate)输出栅极驱动信号1268以驱动电源开关508。
根据又一实施例,在一定的输出负载下,对电流1254的峰值的扰动可以基于下式来确定。
其中,ΔIpk表示电流1254的峰值的扰动,VFB_jitter表示电压抖动信号1270,并且Rsense表示电阻器518的电阻。另外,R1表示电阻器1236的电阻,并且R2表示电阻器1238的电阻。
例如,电流1254的峰值通过电压抖动信号1270而被扰动。因此,根据某些实施例,***1200的开关频率抖动。在另一示例中,电压抖动信号1270随着时间改变。在又一示例中,电压抖动信号1270的幅度随着时间连续地改变。在又一示例中,电压抖动信号1270的幅度随机地来确定(例如,伪随机地确定)。
图13(a)是示出根据本发明某些实施例的如图10、11和12所示的作为反馈信号的函数的抖动信号的幅度的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
波形1302表示作为反馈信号的函数的抖动信号的幅度。例如,分别地,抖动信号是电压抖动信号1070、电流抖动信号1170或电压抖动信号1270,并且反馈信号是反馈信号1050、反馈信号1150或反馈信号1250。在另一示例中,预定值V0和V1满足0≤V0≤V1。电压抖动信号1270在下面的讨论中被用作示例。即,作为一个示例,波形1302表示作为反馈信号1250的函数的抖动信号1270的幅度。
根据一个实施例,如果反馈信号1250(例如,FB)的幅度小于预定值V0,则抖动信号1270的幅度(例如,幅度)为低值1304(例如,近似为零),如波形1302所示。例如,如果反馈信号1250的幅度不小于预定值V0并且不大于预定值V1,则抖动信号1270的幅度从低值1304(例如,为V0)增大到高值1306(例如,为V1),如波形1302所示。在另一示例中,抖动信号1270的幅度与反馈信号1250的线性函数或非线性函数相对应地从低值1304(例如,为V0)增大到高值1306(例如,为V1)。在另一示例中,如果反馈信号1250的幅度大于预定值V1,则抖动信号1270的幅度近似保持高值1306,如波形1302所示。
根据另一实施例,反馈信号1250的大小表示***1200的输出负载。例如,如果反馈信号1250的大小不小于预定值V0并且不大于预定值V1,则抖动信号1270的幅度随着输出负载减小而减小。在另一示例中,对电流1254的峰值的扰动随着输出负载减小。在又一示例中,***1200的开关频率抖动幅度在不同的输出负载下大致保持恒定。
如上面讨论并且在这里进一步强调的,图13(a)仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,水平轴表示电流感测信号,从而图13(a)是示出根据本发明一些实施例的作为如图8和图9所示的电流感测信号的函数的抖动信号的幅度的简化示图。
图13(b)是示出根据本发明一些实施例的用于生成如图13(a)所示的作为反馈信号的函数的抖动信号的***的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
***1308包括抖动调制器1310。例如,分别地,抖动信号是电压抖动信号1070、电流抖动信号1170或电压抖动信号1270,并且反馈信号是反馈信号1050、反馈信号1150或反馈信号1250。电压抖动信号1270在下面的讨论中被用作示例。即,作为一个示例,***1308生成作为反馈信号1250的函数的抖动信号1270。
根据一个实施例,抖动调制器1310接收反馈信号1250(例如,FB)和控制信号1312。例如,抖动调制器1310作为响应输出抖动信号1270(例如,VFB_jitter)。在另一示例中,反馈信号1250的大小表示输出负载。在又一示例中,如果如波形1302所示反馈信号1250的大小在预定范围内,则抖动信号1270的幅度随着输出负载减小而减小。在又一示例中,***1308可被用来基于反馈信号1050生成抖动信号1070。在又一示例中,***1308可被用来基于反馈信号1150生成抖动信号1170。
图13(c)是示出根据本发明某些实施例的用于生成如图13(a)所示的作为反馈信号的函数的抖动信号的***的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。
***1309包括抖动调制器1314和低通滤波器1316。分别地,抖动信号是电压抖动信号1070、电流抖动信号1170或电压抖动信号1270,并且反馈信号是反馈信号1050、反馈信号1150或反馈信号1250。电压抖动信号1270在下面的讨论中被用作示例。即,作为一个示例,***1309生成作为反馈信号1250的函数的抖动信号1270。
根据一个实施例,低通滤波器1316接收感测信号1256(例如,VCS),并且作为响应生成信号1320。例如,信号1320与反馈信号1250成比例。在另一示例中,抖动调制器1314接收信号1320和控制信号1318,并且作为响应输出抖动信号1270(例如,VFB_jitter)。在另一示例中,所感测信号1256(例如,VCS)基于下式来确定。
VCS=Ipk×Rsense (等式10)
其中,VCS表示所感测信号1256,Ipk表示电流1254的峰值,并且Rsense表示电阻器518的电阻。在又一示例中,所感测信号1256的大小表示***1200的输出负载。在又一示例中,抖动信号1270的幅度随着输出负载改变。
如上面讨论并且在这里进一步强调的,图13(c)仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,图13(c)是示出根据本发明一些实施例的用于生成作为如图8和图9所示的电流感测信号的函数的抖动信号的***的简化示图。
根据另一实施例,一种用于调整电源变换器的***包括信号处理组件。该信号处理组件被配置为:接收第一输入信号和第二输入信号,处理与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息,并且至少基于与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息向开关输出驱动信号,该驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的电源变换器有关。第一输入信号至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关。第二输入信号至少与流经电源变换器的初级绕组的初级电流相关联。此外,该信号处理组件还被配置为:在第一预定范围内改变初级电流的峰值,并且在第二预定范围内改变电源变换器的开关频率。例如,该***根据图6、图7、图8、图9、图10、图11和/或图12来实现。
根据另一实施例,一种用于调整电源变换器的***包括比较器和驱动组件。该比较器被配置为接收第一输入信号和第二输入信号并且至少基于与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息生成比较信号,第一输入信号至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关,第二输入信号包括第三输入信号并且至少与流经电源变换器的初级绕组的初级电流相关联。该驱动组件被配置为接收比较信号并且至少基于与比较信号相关联的信息向开关输出驱动信号,驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的电源变换器有关。比较器和驱动组件被配置为响应于至少第三输入信号,在第一预定范围内改变初级电流的峰值,并且在第二预定范围内改变电源变换器的开关频率。例如,该***根据图6、图7、图8和/或图9来实现。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的***包括比较器和驱动组件。该比较器被配置为接收第一输入信号和第二输入信号并且至少基于与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息生成比较信号,第一输入信号包括第三输入信号并且至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关,第二输入信号至少与流经电源变换器的初级绕组的初级电流相关联。该驱动组件被配置为接收比较信号并且至少基于与比较信号相关联的信息向开关输出驱动信号,驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的电源变换器有关。比较器和驱动组件被配置为响应于至少第三输入信号,在第一预定范围内改变初级电流的峰值,并且在第二预定范围内改变电源变换器的开关频率。例如,该***根据图6、图7、图10、图11和/或图12来实现。
根据又一实施例,一种用于调整电源变换器的方法包括:接收第一输入信号和第二输入信号,第一输入信号至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关,第二输入信号至少与流经电源变换器的初级绕组的初级电流相关联;处理与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息;并且至少基于与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息向开关输出驱动信号,驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的电源变换器有关。该方法还包括:在第一预定范围内改变初级电流的峰值,并且在第二预定范围内改变电源变换器的开关频率。例如,该方法根据图6、图7、图8、图9、图10、图11和/或图12来实现。
在另一实施例中,一种用于调整电源变换器的方法包括:接收第一输入信号和第二输入信号,第一输入信号至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关,第二输入信号包括第三输入信号并且至少与流经电源变换器的初级绕组的初级电流相关联;处理与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息;并且至少基于与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息生成比较信号。该方法还包括:接收比较信号;处理与比较信号相关联的信息;至少基于与比较信号相关联的信息向开关输出驱动信号,驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的电源变换器有关。另外,该方法包括:响应于至少第三输入信号,在第一预定范围内改变初级电流的峰值;并且响应于至少第三输入信号,在第二预定范围内改变电源变换器的开关频率。例如,该方法根据图6、图7、图8和/或图9来实现。
在又一实施例中,一种用于调整电源变换器的方法包括:接收第一输入信号和第二输入信号,第一输入信号包括第三输入信号并且至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关,第二输入信号至少与流经电源变换器的初级绕组的初级电流相关联;处理与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息;并且至少基于与第一输入信号和第二输入信号相关联的信息生成比较信号。该方法还包括:接收比较信号;处理与比较信号相关联的信息;并且至少基于与比较信号相关联的信息向开关输出驱动信号,驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的电源变换器有关。另外,该方法包括:响应于至少第三输入信号,在第一预定范围内改变初级电流的峰值;并且响应于至少第三输入信号,在第二预定范围内改变电源变换器的开关频率。例如,该方法根据图6、图7、图10、图11和/或图12来实现。
例如,本发明各个实施例中的一些或所有组件单独地和/或与至少另一组件相组合地是利用一个或多个软件组件、一个或多个硬件组件和/或软件与硬件组件的一种或多种组合来实现的。在另一示例中,本发明各个实施例中的一些或所有组件单独地和/或与至少另一组件相组合地在一个或多个电路中实现,例如在一个或多个模拟电路和/或一个或多个数字电路中实现。在又一示例中,本发明的各个实施例和/或示例可以相组合。
虽然已描述了本发明的具体实施例,然而本领域技术人员将明白,还存在于所述实施例等同的其它实施例。因此,将明白,本发明不受所示具体实施例的限制,而是仅由权利要求的范围来限定。
Claims (32)
1.一种用于调整电源变换器的***,该***包括:
信号处理组件,被配置为:
接收第一输入信号和第二输入信号;
处理与所述第一输入信号和所述第二输入信号相关联的信息;以及
至少基于与所述第一输入信号和所述第二输入信号相关联的信息向开关输出驱动信号,所述驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的电源变换器有关;
其中:
所述第一输入信号至少与反馈信号相关联,该反馈信号与所述电源变换器的输出电压有关;以及
所述第二输入信号至少与流经所述电源变换器的初级绕组的初级电流相关联;
其中所述信号处理组件还被配置为:
在第一预定范围内改变所述初级电流的峰值;以及
在第二预定范围内改变所述电源变换器的所述开关频率。
2.如权利要求1所述的***,其中,所述信号处理组件还被配置为在所述第一预定范围内确定性地改变所述初级电流的峰值。
3.如权利要求2所述的***,其中,所述信号处理组件还被配置为在所述第一预定范围内周期性地改变所述初级电流的峰值。
4.如权利要求2所述的***,其中,所述信号处理组件还被配置为将所述初级电流的峰值从最小值改变为最大值,并且将所述初级电流的峰值从所述最大值改变回所述最小值。
5.如权利要求4所述的***,其中,所述信号处理组件还被配置为与时间的第一线性函数相对应地将所述初级电流的峰值从最小值改变为最大值,并且与时间的第二线性函数相对应地将所述初级电流的峰值从所述最大值改变回所述最小值。
6.如权利要求1所述的***,其中,所述信号处理组件还被配置为在所述第一预定范围内随机地改变所述初级电流的峰值。
7.如权利要求6所述的***,其中,所述信号处理组件还被配置为在所述第一预定范围内伪随机地改变所述初级电流的峰值。
8.如权利要求1所述的***,其中,所述信号处理组件还被配置为在所述第二预定范围内确定性地改变所述电源变换器的所述开关频率。
9.如权利要求8所述的***,其中,所述信号处理组件还被配置为在所述第二预定范围内周期性地改变所述电源变换器的所述开关频率。
10.如权利要求8所述的***,其中,所述信号处理组件还被配置为将所述电源变换器的所述开关频率从最大值改变为最小值,并且将所述电源变换器的所述开关频率从所述最小值改变回所述最大值。
11.如权利要求10所述的***,其中,所述信号处理组件还被配置为与时间的第一线性函数相对应地将所述电源变换器的所述开关频率从最大值改变为最小值,并且与时间的第二线性函数相对应地将所述电源变换器的所述开关频率从所述最小值改变回所述最大值。
12.如权利要求1所述的***,其中,所述信号处理组件还被配置为在所述第二预定范围内随机地改变所述电源变换器的所述开关频率。
13.如权利要求12所述的***,其中,所述信号处理组件还被配置为在所述第二预定范围内伪随机地改变所述电源变换器的所述开关频率。
14.如权利要求1所述的***,其中,所述初级电流的峰值与所述电源变换器的所述开关频率成反比。
15.如权利要求1所述的***,其中,所述***被配置为在准谐振模式中操作。
16.一种用于调整电源变换器的***,该***包括:
比较器,被配置为接收第一输入信号和第二输入信号并且至少基于与所述第一输入信号和所述第二输入信号相关联的信息生成比较信号,所述第一输入信号至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关,所述第二输入信号包括第三输入信号并且至少与流经所述电源变换器的初级绕组的初级电流相关联;以及
驱动组件,被配置为接收所述比较信号并且至少基于与所述比较信号相关联的信息向开关输出驱动信号,所述驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的所述电源变换器有关;
其中,所述比较器和所述驱动组件被配置为响应于至少所述第三输入信号,在第一预定范围内改变所述初级电流的峰值,并且在第二预定范围内改变所述电源变换器的所述开关频率。
17.如权利要求16所述的***,其中,所述第三输入信号与电压抖动信号有关。
18.如权利要求16所述的***,其中,所述第三输入信号与电流抖动信号有关。
19.如权利要求16所述的***,其中,所述驱动组件包括:
触发器组件,被配置为至少接收所述比较信号并且至少基于与所述比较信号相关联的信息生成输出信号;以及
驱动器组件,被配置为接收所述输出信号并且至少基于与所述输出信号相关联的信息生成所述驱动信号。
20.一种用于调整电源变换器的***,该***包括:
比较器,被配置为接收第一输入信号和第二输入信号并且至少基于与所述第一输入信号和所述第二输入信号相关联的信息生成比较信号,所述第一输入信号包括第三输入信号并且至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关,所述第二输入信号至少与流经所述电源变换器的初级绕组的初级电流相关联;以及
驱动组件,被配置为接收所述比较信号并且至少基于与所述比较信号相关联的信息向开关输出驱动信号,所述驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的所述电源变换器有关;
其中,所述比较器和所述驱动组件被配置为响应于至少所述第三输入信号,在第一预定范围内改变所述初级电流的峰值,并且在第二预定范围内改变所述电源变换器的所述开关频率。
21.如权利要求20所述的***,其中:
如果所述反馈信号的大小小于第一预定值,则所述第三输入信号等于第一预定大小;以及
如果所述反馈信号大于第二预定值,则所述第三输入信号等于第二预定大小,所述第二预定值大于所述第一预定值,所述第二预定大小大于所述第一预定大小。
22.如权利要求21所述的***,其中,如果所述反馈信号的大小大于所述第一预定值并且小于所述第二预定值,则所述第三输入信号随着所述反馈信号增大。
23.如权利要求21所述的***,还包括信号生成器,被配置为至少接收所述反馈信号,并且至少基于与所述反馈信号相关联的信息生成所述第三输入信号。
24.如权利要求21所述的***,还包括:
低通滤波器,被配置为接收第四输入信号并且至少基于与所述第四输入信号相关联的信息生成经滤波信号,所述经滤波信号的大小与所述反馈信号有关;以及
信号生成器,被配置为至少接收所述经滤波信号并且至少基于与所述经滤波信号相关联的信息生成所述第三输入信号。
25.如权利要求24所述的***,其中,所述经滤波信号的大小与所述反馈信号成比例。
26.如权利要求20所述的***,还包括组合组件,该组合组件被配置为接收所述第三输入信号和第四输入信号,并且至少基于与所述第三输入信号和所述第四输入信号相关联的信息生成所述第一输入信号,所述第四输入信号至少与所述反馈信号相关联,所述反馈信号与所述电源变换器的所述输出电压有关。
27.如权利要求20所述的***,其中,所述第三输入信号与电压抖动信号有关。
28.如权利要求20所述的***,其中,所述第三输入信号与电流抖动信号有关。
29.如权利要求20所述的***,其中所述驱动组件包括:
触发器组件,被配置为至少接收所述比较信号并且至少基于与所述比较信号相关联的信息生成输出信号;以及
驱动器组件,被配置为接收所述输出信号并且至少基于与所述输出信号相关联的信息生成所述驱动信号。
30.一种用于调整电源变换器的方法,该方法包括:
接收第一输入信号和第二输入信号,所述第一输入信号至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关,所述第二输入信号至少与流经所述电源变换器的初级绕组的初级电流相关联;
处理与所述第一输入信号和所述第二输入信号相关联的信息;
至少基于与所述第一输入信号和所述第二输入信号相关联的信息向开关输出驱动信号,所述驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的所述电源变换器有关;
在第一预定范围内改变所述初级电流的峰值;以及
在第二预定范围内改变所述电源变换器的所述开关频率。
31.一种用于调整电源变换器的方法,该方法包括:
接收第一输入信号和第二输入信号,所述第一输入信号至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关,所述第二输入信号包括第三输入信号并且至少与流经所述电源变换器的初级绕组的初级电流相关联;
处理与所述第一输入信号和所述第二输入信号相关联的信息;
至少基于与所述第一输入信号和所述第二输入信号相关联的信息生成比较信号;
接收所述比较信号;
处理与所述比较信号相关联的信息;
至少基于与所述比较信号相关联的信息向开关输出驱动信号,所述驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的所述电源变换器有关;
响应于至少所述第三输入信号,在第一预定范围内改变所述初级电流的峰值;以及
响应于至少所述第三输入信号,在第二预定范围内改变所述电源变换器的所述开关频率。
32.一种用于调整电源变换器的方法,该方法包括:
接收第一输入信号和第二输入信号,所述第一输入信号包括第三输入信号并且至少与反馈信号相关联,该反馈信号与电源变换器的输出电压有关,所述第二输入信号至少与流经所述电源变换器的初级绕组的初级电流相关联;
处理与所述第一输入信号和所述第二输入信号相关联的信息;
至少基于与所述第一输入信号和所述第二输入信号相关联的信息生成比较信号;
接收所述比较信号;
处理与所述比较信号相关联的信息;
至少基于与所述比较信号相关联的信息向开关输出驱动信号,所述驱动信号与开关频率相关联,该开关频率与包括该开关的所述电源变换器有关;
响应于至少所述第三输入信号,在第一预定范围内改变所述初级电流的峰值;以及
响应于至少所述第三输入信号,在第二预定范围内改变所述电源变换器的所述开关频率。
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