CN107834822B - 用于开关模式功率转换器的控制器和功率转换器 - Google Patents

用于开关模式功率转换器的控制器和功率转换器 Download PDF

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Abstract

一种用于功率转换器的控制器包括抖动发生器电路，所述抖动发生器电路被耦接以从开关控制器接收驱动信号并产生抖动信号。所述开关控制器耦接至功率开关，所述功率开关耦接至能量传递元件。所述开关控制器被耦接以接收表示通过所述功率开关的漏电流的电流感测信号。所述开关控制器被耦接以产生所述驱动信号，以响应于所述电流感测信号和所述抖动信号来控制所述功率开关的切换，以控制从所述功率转换器的输入到所述功率转换器的输出的能量传递。

Description

用于开关模式功率转换器的控制器和功率转换器
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.119(e)要求于2016年9月15日提交的美国临时申请No.62/394,930以及于2016年9月16日提交的美国临时申请No.62/395,942的优先权，通过引用它们的全部内容而将上述申请并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及功率转换器，并且更具体地涉及控制器中抖动信号的调制。
背景技术
电子设备(诸如手机、平板电脑、笔记本电脑等)使用电力来运行。由于开关模式功率转换器的效率高、尺寸小以及重量轻，所以开关模式功率转换器通常被用于为当今的许多电子设备供电。传统的壁式插座提供高压交流。在开关式功率转换器中，高压交流(ac)输入被转换以通过能量传递元件向负载提供良好调节的直流(dc)输出。在运行中，开关被接通和关断以通过改变占空比(通常是开关的接通时间与总切换周期之比)、改变切换频率、或改变开关模式功率转换器中的开关的每单位时间的接通/关断脉冲的数量来提供期望的输出。
发明内容
一方面，提供了一种用于功率转换器的控制器，包括：
抖动发生器电路，所述抖动发生器电路被耦接以从开关控制器接收驱动信号并产生抖动信号；以及
开关控制器，所述开关控制器耦接至功率开关，所述功率开关耦接至能量传递元件，其中所述开关控制器被耦接以接收表示通过所述功率开关的漏电流的电流感测信号，其中所述开关控制器被耦接以产生所述驱动信号，以响应于所述电流感测信号和所述抖动信号来控制所述功率开关的切换，以控制从所述功率转换器的输入到所述功率转换器的输出的能量传递。
另一方面，提供了一种功率转换器，包括：
能量传递元件，所述能量传递元件耦接在所述功率转换器的输入端与电源的输出端之间；
控制器，其中，所述控制器包括：
抖动发生器电路，所述抖动发生器电路被耦接以从开关控制器接收驱动信号并产生抖动信号；以及
所述开关控制器，所述开关控制器耦接至功率开关，所述功率开关耦接至能量传递元件，其中所述开关控制器被耦接以接收表示通过所述功率开关的漏电流的电流感测信号，其中开关控制器被耦接以产生所述驱动信号，以控制所述功率开关的切换。
附图说明
参考下面的附图描述本发明的非限制性且非穷尽性的实施方案，其中，除非另有说明，否则相似的附图标记贯穿各个视图指代相似的部件。
图1是例示出根据本发明的教导的带有开关控制器和抖动发生器的功率转换器的示意图。
图2是例示出根据本发明的教导的抖动发生器电路的示例的示意图。
图3是例示出根据本发明的教导的定时器电路的示例的示意图。
图4是例示出根据本发明的教导的例示出抖动信号、保持信号(hold signal)、充电信号、以及放电信号的波形的一个示例的示例性时序图。
图5是例示出根据本发明的教导的例示出抖动信号和经调制的抖动信号的波形的一个示例的示例性时序图。
图6是例示出根据本发明的示例的用于调制抖动频率的示例性过程的流程图。
图7是例示出根据本发明的教导的带有主控制器以及副控制器的功率转换器的示意图，其中主控制器包括开关控制器和抖动发生器。
贯穿附图的多个视图，相应的附图标记表示相应的部件。技术人员将认识到，附图中的元件是为了简单和清楚而例示的，并且附图中的元件不一定按比例绘制。例如，附图中的一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大以帮助增进对本发明的各个实施方案的理解。此外，通常未示出在商业上可行的实施方案中有用或必需的常见但是公知的元件，以便较少地妨碍对本发明的这些不同实施方案的观察。
具体实施方式
本文描述了包括控制器的示例性功率转换器，该控制器带有开关控制器和抖动发生器。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员明了的是，不必需使用具体细节来实践本发明。在其他情况下，为了避免使本发明模糊，未详细描述公知的材料或方法。
贯穿本说明书提到的“一个实施方案”、“实施方案”，“一个示例”或“示例”意味着结合该实施方案或示例描述的特定的特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，在贯穿本说明书的不同地方出现的短语“在一个实施方案中”，“在实施方案中”，“一个示例”或“示例”不一定都是指相同的实施方案或示例。此外，特定的特征、结构或特性可以在一个或多个实施方案或示例中以任何合适的组合和/或子组合进行组合。特定的特征、结构或特性可以包括在提供所描述的功能的集成电路、电子电路、组合逻辑电路、或其他合适的部件中。另外，认识到，本文提供的附图是为了向本领域普通技术人员解释的目的，并且附图不一定按比例绘制。
为了说明，图1示出了示例性功率转换器100的功能框图，该示例性功率转换器包括ac输入电压VAC 102、整流器104、经整流的电压VRECT 106、输入电容器CIN 108、箝位电路110、能量传递元件T1 114、能量传递元件T1 114的初级绕组112、能量传递元件T1 114的次级绕组116、功率开关S1 134、输入回线(return，回路线)117、整流器D1 118、输出回线119、输出电容器C1 120、负载126、感测电路130以及控制器132。图1还例示出了输出电压VO124、输出电流IO 122、输出量UO 128、反馈信号UFB 131、电流感测信号136以及漏电流ID142。控制器132还包括开关控制器138和抖动发生器140，以及节点145。此外，控制器132还包括抖动信号UJTR141和驱动信号144。
图1所例示的示例性开关模式功率转换器100以反激式(flyback，回扫式)配置耦接，其仅仅是可以受益于本发明的教导的开关模式功率转换器的一个示例。认识到，开关模式功率转换器的其他已知的拓扑结构和配置也可以受益于本发明的教导。另外，图1所示的示例性功率转换器是隔离式功率转换器。应认识到，非隔离式功率转换器也可以受益于本发明的教导。
功率转换器100从未调节的输入电压向负载126提供输出功率。在一个实施方案中，输入电压是ac输入电压VAC 102。在另一实施方案中，输入电压是经整流的ac输入电压，诸如经整流的电压VRECT 106。整流器104输出经整流的电压VRECT 106。在一个实施方案中，整流器104可以是桥式整流器。整流器104还耦接至能量传递元件T1 114。在本发明的一些实施方案中，能量传递元件T1 114可以是耦合电感器。在其他实施方案中，能量传递元件T1114可以是变压器。在另一示例中，能量传递元件T1 114可以是电感器。在图1的示例中，能量传递元件T1 114包括两个绕组：初级绕组112和次级绕组116。然而，应认识到，能量传递元件T1 114可以具有多于两个的绕组。在图1的示例中，初级绕组112可以被认为是输入绕组，而次级绕组116可以被认为是输出绕组。初级绕组112还耦接至功率开关S1 134，然后该功率开关还耦接至输入回线117。
另外，箝位电路110在图1的示例中被例示出为耦接在能量传递元件T1 114的初级绕组112上。输入电容器CIN 108可以耦接在初级绕组112和功率开关S1 134上。换句话说，输入电容器CIN 108可以耦接至整流器104和输入回线117。
能量传递元件T1 114的次级绕组116耦接至整流器D1 118。在图1的示例中，整流器D1 118被举例为二极管。输出电容器C1 120和负载126二者在图1中均被示出为耦接至整流器D1 118。向负载126提供输出，并且输出可以作为经调节的输出电压VO 124、经调节的输出电流IO 122或两者的组合来提供。
功率转换器100还包括用于调节输出(其被举例为输出量UO 128)的电路***。通常，输出量UO 128是输出电压VO 124、输出电流IO 122或两者的组合。感测电路130被耦接以感测输出量UO 128，并且提供表示输出量UO 128的反馈信号UFB 131。反馈信号UFB 131可以是电压信号或电流信号。在一个示例中，感测电路130可以从能量传递元件T1 114中包括的附加绕组感测输出量UO 128。
在另一示例中，在控制器132与感测电路130之间可以存在电流隔离(未示出)。电流隔离可以通过使用设备诸如光耦合器、电容器或磁耦合来实现。在又一示例中，感测电路130可以利用分压器从功率转换器100的输出感测输出量UO 128。
开关控制器138耦接至感测电路130，并且从感测电路130接收反馈信号UFB 131。开关控制器138还包括用于接收电流感测信号136的端子，并且将驱动信号UD 144提供至功率开关S1 134。电流感测信号136可以表示功率开关S1 134中的漏电流ID 142。电流感测信号136可以是电压信号或电流信号。此外，开关控制器138向功率开关S1 134提供驱动信号UD144来控制各个切换参数以控制从功率转换器100的输入到功率转换器100的输出的能量传递。这种参数的示例可以包括切换频率、切换周期、占空比或功率开关S1 134的相应的接通和关断时间。如所描述的示例所示，抖动发生器140被耦接以从开关控制器138接收驱动信号UD 144并产生抖动信号UJTR 141。
在运行中，当切换频率接近抖动频率时，调制抖动信号UJTR 141。在一个示例中，调制是频率调制，借以改变抖动信号的频率，而幅值保持相同。在图2中将对如何调制抖动信号UJTR 141的进一步解释进行说明。
图2是例示出根据本发明的教导的抖动发生器电路240的示例的示意图。认识到，抖动发生器电路240可以是图1的抖动发生器电路140的示例，并且因此，下面提到的类似地命名和编号的元件可以与上述类似地进行耦接且起作用。抖动发生器电路240被耦接以接收驱动信号UD 244并输出抖动信号UJTR 241。抖动发生器电路240包括定时器电路246、比较器248、电流源250和252、电压源VCC 254、第二开关S2 255、第三开关S3 257、局部回线256、电容器CJTR 258、第一逻辑门260、第二逻辑门261、反相器266、第四开关267以及第五开关268。图2还包括第一基准电压VREF_T 263和第二基准电压VREF_B 264。
比较器248包括耦接至电容器CJTR 258的一端的第一输入端以及耦接至基准电压的第二输入端。在一个示例中，基准电压是第一基准电压VREF_T263或第二基准电压VREF_B264。响应于比较器248的输出来选择基准电压的值。
抖动发生器电路240还包括第一逻辑门260，该第一逻辑门具有耦接至比较器248的反相输出端的第一输入端以及耦接至定时器电路246的保持信号UH 265的第二输入端。在一个示例中，保持信号UH 265是低态有效信号。第一逻辑门260被耦接以启用或禁用耦接至电流源ICHG 250的第二开关255以对电容器CJTR 258进行充电。第二逻辑门261的第一输入端耦接至比较器248的输出端，并且第二输入端耦接至保持信号UH 265。第二逻辑门261被耦接以启用或禁用耦接至电流源IDIS 252的第三开关257以对电容器CJTR 258进行放电。
在运行中，比较器248确定抖动信号UJTR 241是否大于第一基准电压VREF_T 263或第二基准电压VREF_B 264中的任一个。如果抖动信号UJTR 241小于第一基准电压VREF_T 263，则电容器CJTR 258被耦接以通过第一电流源ICHG 250进行充电，并且如果抖动信号UJTR 241大于第二基准电压VREF_B264，则电容器CJTR 258被耦接以通过第二电流源IDIS 252进行放电。定时器电路265产生的保持信号UH 265被耦接，以当检测到驱动信号UD 244的脉冲处于限定的阈值频率FTH以下的频率时停止电容器CJTR 258的充电，或者当检测到驱动信号UD 244的脉冲处于限定的阈值频率FTH以下时停止电容器CJTR 258的放电。定时器电路246的逻辑高电平指示定时器尚未到期，而逻辑低电平的定时器电路指示定时器已经到期。
放电信号UDCH 262耦接至开关267，以将第二基准电压耦接至比较器248的反相输入端。此外，放电信号耦接至逻辑门261的输入端，该逻辑门断开和闭合对电容器CJTR 258进行放电的第三开关S3 257。定时器电路246被耦接以响应于驱动信号UD 244产生保持信号UH265，以指示是否检测到驱动信号UD 244的脉冲处于第一阈值频率(其在一个示例中可以被称为限定的阈值频率FTH)以下的频率。
此外，放电信号UDCH 248被耦接至反相器266，以产生充电信号UCH259。充电信号UCH259耦接至开关268，以将第一基准电压耦接至比较器248的反相输入端。充电信号UCH 259耦接至逻辑门260的输入端，该逻辑门断开和闭合对电容器CJTR 258进行充电的第二开关S2255。当抖动信号UJTR 241大于第一基准电压VREF_T 263时，放电信号UDCH 262转变为逻辑高电平。反相器266将充电信号UCH 259转变为逻辑低电平，并且逻辑门260断开开关255。充电信号UCH 259也断开第五开关268。放电信号UDCH262闭合耦接至第二基准电压VREF_B 264的第四开关267。逻辑门261被耦接以接收放电信号UDCH 262和保持信号UH 265。第三开关257响应于逻辑门261而闭合。
图3是例示出根据本发明的教导的定时器电路346的示例的示意图。认识到，定时器电路346可以是图2的定时器电路246的示例，并且因此，下面提到的类似地命名和编号的元件可以与上述类似地耦接并起作用。
如图3的示例所示，定时器电路346被耦接以响应于驱动信号UD 344产生保持信号UH 365，以指示是否检测到驱动信号UD 344的脉冲处于限定的阈值频率FTH以下的频率。定时器电路346包括局部回线356、反相器370、开关372、电压电位VP 374、电流源376、电容器CP2 378、开关379、比较器380以及单触发电路381。
比较器380的一个输入端耦接至电容器CP2 378的一端，并且比较器380的另一个输入端耦接至基准电压VREF 377。在每个切换循环的开始，电容器CP2 378完全放电。
在运行中，单触发电路381被耦接以接收驱动信号UD 344。单触发电路381的输出端耦接至反相器370，该反相器断开和闭合开关379。当开关379关断时，开关372接通，并且电容器CP2 378放电至局部回线356。电容器CP2 378应在开关379接通之前完全放电。当开关379接通并且开关372关断时，带有电压电位VP 374的电流源376对电容器CP2 378进行充电。电容器CP2 378的规格(size，容量)和/或电流源376的值，和/或电压VREF377的值可以被选择给与限定的阈值频率FTH对应的固定时间段TFTH。当电容器CP2 378的电压超过基准电压VREF377时，保持信号UH 365转变为逻辑低电平。
在另一示例中，定时器电路346可以被实现为数字电路而不是如前所述的模拟电路。定时器电路346将包括带有时钟输入的数字计数器。
图4是例示出根据本发明的教导的示出可以在上述示例中找到的抖动信号、保持信号、充电信号以及放电信号的波形的一个示例的示例性时序图。第一时序图例示出了抖动信号UJTR 441。第一时序图中的粗体波形例示出了经调制的抖动波形484。第二时序图例示出了第一时序图中所示的抖动信号UJTR 441的特写。第三时序图例示出了由抖动发生器电路产生的保持信号UH 465。第四时序图例示出了充电信号UCH 459。第五时序图例示出了放电信号UDCH 462。
在一个示例中，抖动信号波形可以是三角形波形。在其他示例中，抖动信号波形可以是锯齿形波形。在又一示例中，抖动信号波形是周期性波形。通常，经调制的抖动信号具有与原始抖动信号相同的幅值，并且具有较慢的频率。经调制的抖动信号UJTR 441可以用于调整参数诸如可变电流限制、频率、接通时间TON和关断时间TOFF。在时间t1至时间t2期间，抖动发生器产生具有正斜率的抖动信号，持续充电时间tCH 482，如在时序图中所见的。定时器电路产生保持信号UH 465的逻辑高电平。当电容器CJTR的电压小于第一阈值基准VREF_T时，充电信号UCH 459为逻辑高电平。放电信号UDCH 462为逻辑低电平。在时间t2至时间t3，保持信号UH 465转变为逻辑低电平，持续保持时间tH 486。抖动信号UJTR 441在保持时间tH 486包括平坦或零斜率。虽然充电信号UCH 459是逻辑高电平，但是保持信号UH 465停止抖动信号UJTR 441的充电。换句话说，保持信号UH 465门控充电信号UCH 459以免传播。在一个示例中，充电时间tCH 582和保持时间tH486不相同。保持时间tH 486可以随切换时段与阈值时段之间的差异变化。放电信号UDCH 462为逻辑低电平。
在时间t4至时间t5期间，抖动产生具有负斜率的抖动信号，持续放电时间tDCH488。定时器电路产生保持信号UH 465的逻辑高电平信号。当抖动发生器的电容器CJTR的电压UJTR 444大于第二阈值基准VREF_B时，放电信号UDCH 462是逻辑高电平。充电信号UCH 459为逻辑低电平。在时间t5至时间t6，保持信号转变为逻辑低电平，持续保持时间tH 486。在一个示例中，充电时间之后的保持时间等于放电充电时间之后的保持时间。在另一示例中，充电时间和放电时间是相等的，而保持时间可以变化。抖动信号UJTR 441在保持时间tH 486期间是平坦的，具有零斜率。虽然放电信号UDCH462为逻辑高电平，但是保持信号UH 465停止抖动信号UJTR 441的充电。在一个示例中，放电时间tDCH 488和保持时间tH 486可以相对于彼此而变化。充电信号UCH 459为逻辑低电平。
在时间t7至时间t8，抖动信号UJTR 441的正斜率等于在时间t1至时间t2期间所描述的。在时间t8至时间t9，抖动信号441的平坦斜率等于在时间t2至时间t3期间所描述的。在时间t10至时间t11，抖动信号UJTR 441的负斜率等于在时间t4至时间t5期间所描述的。在时间t11至时间t12，抖动信号UJTR 441的平坦斜率等于在时间t5至时间t6所描述的。
图5是例示出根据本发明的教导的示出抖动信号UJTR 541和经调制的抖动信号590的波形的一个示例的另一示例性时序图。第一时序图例示出了抖动信号UJTR 541。在一个示例中，抖动信号UJTR 541波形是锯齿形波形。第一时序图还例示出了被例示为粗体波形的经调制的抖动信号590。如所描述的示例所示，经调制的抖动信号590具有与原始抖动信号UJTR541相同的幅值，但是随切换频率的降低具有较低的频率。抖动信号UJTR 541的充电时间tCH582总是相同的。通常，充电时间和放电时间是相等的，而保持时间可以变化。一旦抖动信号UJTR 541达到峰值幅值，抖动信号就降回至零。
图6是例示出根据本发明的示例的用于调制抖动频率的示例性过程的流程图。一些或所有流程块在过程600中出现的顺序不应视为是限制性的。而是，受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解，一些过程块可以以未例示出的各种顺序来执行，或者甚至并行执行。
过程600在开始框602处开始，并且继续至判定框604。在判定框604处，必须接收驱动信号。如果没有接收到驱动信号，则过程600进行至判定框608。如果接收到驱动信号，则过程600进行至框606。在框606处，定时器电路重新启动并启用。过程600循环至判定框604。
如果在判定框604处没有接收到驱动信号，并且如前所述，过程600继续至判定框608，则在判定框608处检查定时器的当前状态。如果定时器未到期，则过程600进行至框610，并对抖动发生器的电容器进行充电或放电。然后，过程600循环回至判定框604，然后循环至判定框608，直到定时器到期。一旦定时器在判定框608处被检查为到期，则过程600进行至框612。在框612处，启用对抖动发生器的电容器进行充电/放电的保持信号。然后过程600循环回至判定框604。
图7是例示出根据本发明的教导的带有主控制器以及副控制器的功率转换器的示意图，该主控制器包括开关控制器和抖动发生器。如所描述的示例所示，功率转换器700还包括输入电容器CIN 708、箝位电路710、能量传递元件T1 714、输入回线717、输出回线719、输出电容器C1 720、输出整流器721、负载726、感测电路730以及控制器732。图7中还例示出了输入电压VIN 702、输出电压VO 724、输出电流IO 722、输出量UO 728以及副驱动信号796。输出整流器是同步整流器电路721，其包括一开关，该开关被耦接以对功率转换器700的输出进行整流。
控制器732进一步被例示出为包括主控制器733和副控制器792，其中主控制器733与副控制器792之间具有通信链路798。在一个示例中，主控制器733和副控制器792可以被形成为单片电路。如图所例示，主控制器733还包括如先前的附图中所示的抖动发生器电路740和开关控制器738。副控制器792被耦接以产生副控制信号796，该副控制信号被耦接以被同步整流电路721接收，以对功率转换器的输出进行整流。
在另一示例中，抖动发生器740可以在副控制器792而不是主控制器733上实现，来对输出切换频率产生相同的效果。
以上对本发明的所例示的示例的描述，包括摘要中所描述的内容，并非旨在是穷举性的或限于所公开的确切形式。尽管为了说明的目的而在本文中描述了本发明的具体实施方案和示例，但是在不脱离本发明的较广泛的精神和范围的情况下，可以进行各种等同的修改。实际上，认识到，具体的示例性电压、电流、频率、功率范围值、时间等均是为了解释的目的而提供的，并且根据本发明的教导也可以在其他实施方案和示例中采用其他值。
得益于以上详细描述，可以对本发明的示例进行这些修改。所附权利要求中使用的术语不应被解释为将本发明限制于说明书和权利要求书中公开的具体实施方案。而是，范围将完全由所附权利要求来确定，所附权利要求应根据既定的权利要求解释原则进行解释。因此，本说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。
实施方案
虽然在所附权利要求书中限定了本发明，但是应当理解，本发明还(可替代地)可以根据以下实施方案进行限定：
1.一种用于功率转换器(100)的控制器(132)，包括：
抖动发生器电路(140)，所述抖动发生器电路被耦接以从开关控制器(138)接收驱动信号(144)并产生抖动信号(141)；以及
开关控制器(138)，所述开关控制器耦接至功率开关(134)，所述功率开关耦接至能量传递元件(104)，其中所述开关控制器(138)被耦接以接收表示通过所述功率开关(134)的漏电流(142)的电流感测信号(136)，其中所述开关控制器(138)被耦接以产生所述驱动信号(144)，以响应于所述电流感测信号(136)和所述抖动信号(141)来控制所述功率开关(134)的切换，以控制从所述功率转换器(100)的输入(102)到所述功率转换器(100)的输出(124)的能量传递。
2.根据实施方案1所述的控制器(120)，其中，所述抖动发生器包括定时器电路(246)，所述定时器电路被耦接以响应于所述驱动信号(144)产生保持信号(265)，以指示是否检测到所述驱动信号(144)的脉冲处于第一阈值频率以下的频率。
3.根据实施方案2所述的控制器(120)，其中，所述抖动发生器电路(140)包括电容器(258)，所述电容器被耦接以产生所述抖动信号(241)，其中如果所述抖动信号(241)小于第一基准电压(263)，则所述电容器(258)被耦接以通过第一电流源(250)进行充电，并且其中如果所述抖动信号(241)大于第二基准电压(264)，则所述电容器被耦接以通过第二电流源(252)进行放电。
4.根据实施方案3所述的控制器(120)，其中，所述保持信号(265)被耦接，以当检测到所述驱动信号(144)的脉冲处于所述第一阈值频率以下的频率时停止所述电容器(258)的充电。
5.根据实施方案3所述的控制器(120)，其中，所述保持信号(265)被耦接，以当检测到所述驱动信号(144)的脉冲处于所述第一阈值频率以下的频率时停止所述电容器(258)的放电。
6.根据实施方案1所述的控制器(120)，其中，所述抖动信号(241)是三角形波形。
7.根据实施方案1所述的控制器(120)，其中，所述抖动信号(241)是锯齿形波形。
8.根据实施方案3所述的控制器(120)，其中，所述抖动发生器电路包括：
比较器(248)，所述比较器具有耦接至所述电容器的一端的第一输入端以及耦接至基准电压(263、264)的第二输入端；
第一逻辑门(260)，所述第一逻辑门具有耦接至所述比较器(248)的反相输出端的第一输入端以及耦接至所述定时器电路(246)的输出端的第二输入端，其中所述第一逻辑门(260)被耦接以启用或禁用第二开关(255)；以及
第二逻辑门(261)，所述第二逻辑门具有耦接至所述比较器(248)的输出端的第一输入端以及耦接至所述定时器电路(246)的输出端的第二输入端，其中所述第二逻辑门(261)被耦接以启用或禁用第三开关(257)。
9.根据实施方案8所述的控制器，其中，响应于所述比较器(248)的输出选择所述基准电压(263、264)的值。
10.一种功率转换器(100)，包括：
能量传递元件(114)，所述能量传递元件耦接在功率转换器的输入端(102)与电源的输出端(124)之间；
控制器(132)，其中所述控制器包括：
抖动发生器电路(140)，所述抖动发生器电路被耦接以从开关控制器(138)接收驱动信号(144)并产生抖动信号(141)；以及
所述开关控制器(138)，所述开关控制器耦接至功率开关(134)，所述功率开关耦接至能量传递元件，其中所述开关控制器(138)被耦接以接收表示通过所述功率开关(134)的漏电流(142)的电流感测信号(136)，其中开关控制器(138)被耦接以产生所述驱动信号(144)，以控制所述功率开关(134)的切换。
11.根据实施方案10所述的功率转换器(100)，其中，所述抖动发生器包括定时器电路(246)，所述定时器电路被耦接以响应于所述驱动信号(144)产生保持信号(265)，以指示是否检测到所述驱动信号(144)的脉冲处于第一阈值频率以下的频率。
12.根据实施方案11所述的功率转换器(100)，其中，所述抖动发生器电路(140)包括电容器(258)，所述电容器被耦接以产生所述抖动信号(241)，其中如果所述抖动信号(241)小于第一基准电压(263)，则所述电容器(258)被耦接以通过第一电流源(250)进行充电，并且其中如果所述抖动信号(241)大于第二基准电压(264)，则所述电容器被耦接以通过第二电流源(252)进行放电。
13.根据实施方案12所述的功率转换器(100)，其中，所述保持信号(265)被耦接，以当检测到所述驱动信号(144)的脉冲处于所述第一阈值频率以下的频率时停止所述电容器(258)的充电。
14.根据实施方案12所述的功率转换器(100)，其中，所述保持信号(265)被耦接，以当检测到所述驱动信号(144)的脉冲处于所述第一阈值频率以下的频率时停止所述电容器(258)的放电。
15.根据实施方案10所述的功率转换器(100)，其中，所述抖动信号(126)是三角形波形。
16.根据实施方案10所述的功率转换器(100)，其中，所述抖动信号(126)是锯齿形波形。
17.根据实施方案12所述的功率转换器(100)，其中，所述抖动发生器电路包括：
比较器(248)，所述比较器具有耦接至所述电容器的一端的第一输入端以及耦接至基准电压(263、264)的第二输入端；
第一逻辑门(260)，所述第一逻辑门具有耦接至所述比较器(248)的反相输出端的第一输入端以及耦接至所述定时器电路(246)的输出端的第二输入端，其中所述第一逻辑门(260)被耦接以启用或禁用第二开关(255)；以及
第二逻辑门(261)，所述第二逻辑门具有耦接至所述比较器(248)的输出端的第一输入端以及耦接至所述定时器电路(246)的输出端的第二输入端，其中所述第二逻辑门(261)被耦接以启用或禁用第三开关(257)。
18.根据实施方案17所述的功率转换器(100)，其中，响应于所述比较器(248)的输出选择所述基准电压(263、264)的值。
19.根据实施方案10所述的功率转换器(100)，还包括整流器(118)，所述整流器耦接至所述电源的输出，以对所述电源的输出进行整流。
20.根据实施方案19所述的功率转换器(100)，其中，所述整流器(118)包括二极管。
21.根据实施方案19所述的功率转换器(100)，其中，所述整流器是同步整流器电路(821)，所述同步整流器电路包括一开关，所述开关被耦接以对所述功率转换器的输出进行整流。
22.根据实施方案21所述的功率转换器(100)，还包括副控制器(892)，所述副控制器被耦接以产生副控制信号(896)，所述副控制信号被耦合以由所述同步整流器电路(821)接收，以响应于反馈信号(831)对所述功率转换器的输出进行整流。

Claims (23)

1.一种用于开关模式功率转换器的控制器，包括：
抖动发生器电路，所述抖动发生器电路被耦接以从开关控制器接收驱动信号并产生频率调制的抖动信号，其中，当所述开关模式功率转换器的切换频率接近抖动频率时，调制所述频率调制的抖动信号；以及
开关控制器，所述开关控制器耦接至功率开关，所述功率开关耦接至能量传递元件，其中所述开关控制器被耦接以接收表示通过所述功率开关的漏电流的电流感测信号，其中所述开关控制器被耦接以产生所述驱动信号，以响应于所述电流感测信号和所述频率调制的抖动信号来控制所述功率开关的切换，以控制从所述功率转换器的输入到所述功率转换器的输出的能量传递，其中所述开关控制器使用所述频率调制的抖动信号来调整可变电流限制、频率、接通时间或关断时间中的一个。
2.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述抖动发生器包括定时器电路，所述定时器电路被耦接以响应于所述驱动信号产生保持信号，以指示是否检测到所述驱动信号的脉冲处于第一阈值频率以下的频率。
3.根据权利要求2所述的控制器，其中，所述抖动发生器电路包括电容器，所述电容器被耦接以产生所述频率调制的抖动信号，其中如果所述频率调制的抖动信号小于第一基准电压，则所述电容器被耦接以通过第一电流源进行充电，并且其中如果所述频率调制的抖动信号大于第二基准电压，则所述电容器被耦接以通过第二电流源进行放电。
4.根据权利要求3所述的控制器，其中，所述保持信号被耦接，以当检测到所述驱动信号的脉冲处于所述第一阈值频率以下的频率时停止所述电容器的充电。
5.根据权利要求3所述的控制器，其中，所述保持信号被耦接，以当检测到所述驱动信号的脉冲处于所述第一阈值频率以下的频率时停止所述电容器的放电。
6.根据权利要求2所述的控制器，其中，当检测到所述驱动信号的脉冲的频率处于所述第一阈值频率以下时，随着所述切换频率降低，所述频率调制的抖动信号的频率降低。
7.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述频率调制的抖动信号是三角形波形。
8.根据权利要求1所述的控制器，其中，所述频率调制的抖动信号是锯齿形波形。
9.根据权利要求3所述的控制器，其中，所述抖动发生器电路包括：
比较器，所述比较器具有耦接至所述电容器的一端的第一输入端以及耦接至基准电压的第二输入端；
第一逻辑门，所述第一逻辑门具有耦接至所述比较器的反相输出端的第一输入端以及耦接至所述定时器电路的输出端的第二输入端，其中所述第一逻辑门被耦接以启用或禁用第二开关；以及
第二逻辑门，所述第二逻辑门具有耦接至所述比较器的输出端的第一输入端以及耦接至所述定时器电路的输出端的第二输入端，其中所述第二逻辑门被耦接以启用或禁用第三开关。
10.根据权利要求9所述的控制器，其中，响应于所述比较器的输出选择所述基准电压的值。
11.一种功率转换器，包括：
能量传递元件，所述能量传递元件耦接在所述功率转换器的输入端与电源的输出端之间；
控制器，其中，所述控制器包括：
抖动发生器电路，所述抖动发生器电路被耦接以从开关控制器接收驱动信号并产生频率调制的抖动信号，其中，当开关模式功率转换器的切换频率接近抖动频率时，调制所述频率调制的抖动信号；以及
所述开关控制器，所述开关控制器耦接至功率开关，所述功率开关耦接至能量传递元件，其中所述开关控制器被耦接以接收表示通过所述功率开关的漏电流的电流感测信号，其中开关控制器被耦接以产生所述驱动信号，以控制所述功率开关的切换，其中所述开关控制器使用所述频率调制的抖动信号来调整可变电流限制、频率、接通时间或关断时间中的一个。
12.根据权利要求11所述的功率转换器，其中，所述抖动发生器包括定时器电路，所述定时器电路被耦接以响应于所述驱动信号产生保持信号，以指示是否检测到所述驱动信号的脉冲处于第一阈值频率以下的频率，其中，当检测到所述驱动信号的脉冲的频率处于所述第一阈值频率以下时，随着所述切换频率降低，所述频率调制的抖动信号的频率降低。
13.根据权利要求12所述的功率转换器，其中，所述抖动发生器电路包括电容器，所述电容器被耦接以产生所述频率调制的抖动信号，其中如果所述频率调制的抖动信号小于第一基准电压，则所述电容器被耦接以通过第一电流源进行充电，并且其中如果所述频率调制的抖动信号大于第二基准电压，则所述电容器被耦接以通过第二电流源进行放电。
14.根据权利要求13所述的功率转换器，其中，所述保持信号被耦接，以当检测到所述驱动信号的脉冲处于所述第一阈值频率以下的频率时停止所述电容器的充电。
15.根据权利要求13所述的功率转换器，其中，所述保持信号被耦接，以当检测到所述驱动信号的脉冲处于所述第一阈值频率以下的频率时停止所述电容器的放电。
16.根据权利要求11所述的功率转换器，其中，所述频率调制的抖动信号是三角形波形。
17.根据权利要求11所述的功率转换器，其中，所述频率调制的抖动信号是锯齿形波形。
18.根据权利要求13所述的功率转换器，其中，所述抖动发生器电路包括：
比较器，所述比较器具有耦接至所述电容器的一端的第一输入端以及耦接至基准电压的第二输入端；
第一逻辑门，所述第一逻辑门具有耦接至所述比较器的反相输出端的第一输入端以及耦接至所述定时器电路的输出端的第二输入端，其中所述第一逻辑门被耦接以启用或禁用第二开关；以及
第二逻辑门，所述第二逻辑门具有耦接至所述比较器的输出端的第一输入端以及耦接至所述定时器电路的输出端的第二输入端，其中所述第二逻辑门被耦接以启用或禁用第三开关。
19.根据权利要求18所述的功率转换器，其中，响应于所述比较器的输出选择所述基准电压的值。
20.根据权利要求11所述的功率转换器，还包括整流器，所述整流器耦接至所述电源的输出，以对所述电源的输出进行整流。
21.根据权利要求20所述的功率转换器，其中，所述整流器是同步整流器电路，所述同步整流器电路包括被耦接以对所述功率转换器的输出进行整流的开关。
22.根据权利要求21所述的功率转换器，还包括副控制器，所述副控制器被耦接以产生副控制信号，所述副控制信号被耦接以由所述同步整流器电路接收，以响应于反馈信号对所述功率转换器的输出进行整流。
23.根据权利要求22所述的功率转换器，其中，所述抖动发生器电路在所述副控制器上实现。
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