CN108880293A - 应用于电源转换器的次级侧的次级控制器及其操作方法 - Google Patents

应用于电源转换器的次级侧的次级控制器及其操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于电源转换器的次级侧的次级控制器及其操作方法。所述次级控制器包含一检测器和一待机信号产生电路。所述检测器用于检测一通用串行总线的第一信号和第二信号，以及对应所述电源转换器的初级侧的同步信号的频率。所述待机信号产生电路耦接于所述检测器，用于当所述检测器没有检测到所述第一信号与所述第二信号，以及所述频率小于一第一预定频率时，延迟一第一预定时间产生一待机信号至所述电源转换器的初级侧的初级控制器，其中所述初级控制器根据所述待机信号进入一待机模式。因此，当所述通用串行总线装置和所述次级控制器断开时，本发明可利用所述待机模式使所述电源转换器、所述初级控制器及所述次级控制器的功耗降低。

Description

应用于电源转换器的次级侧的次级控制器及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种应用于电源转换器的次级侧的次级控制器及其操作方法，尤其涉及一种可在一通用串行总线装置和所述次级控制器断开时利用一待机模式使所述电源转换器、所述初级控制器及应用于电源转换器的初级侧的次级控制器的功耗降低的次级控制器及其操作方法。
背景技术
当应用于电源转换器的次级侧的次级控制器耦接一通用串行总线装置时，所述电源转换器、所述次级控制器及应用于所述电源转换器的次级侧的初级控制器会运作在一正常模式。然而当所述通用串行总线装置和所述次级控制器断开时，虽然所述初级控制器可使所述电源转换器操作在较低的切换频率，但所述次级控制器及所述初级控制器依然运作在所述正常模式，所以所述次级控制器及所述初级控制器的功耗不会因为所述通用串行总线装置和所述次级控制器断开而降低。因此，如何在所述通用串行总线装置和所述次级控制器断开后降低所述次级控制器及所述初级控制器的功耗成为一项重要节能课题。
发明内容
本发明的一实施例公开一种应用于电源转换器的次级侧的次级控制器。所述次级控制器包含一检测器和一待机信号产生电路。所述检测器用于检测一通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)的第一信号和第二信号，以及对应所述电源转换器的初级侧的同步信号的频率。所述待机信号产生电路耦接于所述检测器，用于当所述检测器没有检测到所述第一信号与所述第二信号，以及所述频率小于一第一预定频率时，延迟一第一预定时间产生一待机信号至所述电源转换器的初级侧的初级控制器，其中所述初级控制器根据所述待机信号进入一待机模式。
本发明的另一实施例公开一种应用于电源转换器的次级侧的次级控制器的操作方法，其中所述次级控制器包含一检测器、一待机信号产生电路和一比较器。所述方法包含所述检测器检测一通用串行总线的第一信号和第二信号，以及对应所述电源转换器的初级侧的同步信号的频率；当所述检测器没有检测到所述第一信号与所述第二信号，以及所述频率小于一第一预定频率时，所述待机信号产生电路延迟一第一预定时间产生一待机信号至所述电源转换器的初级侧的初级控制器，其中所述初级控制器根据所述待机信号进入一待机模式。
本发明公开一种应用于电源转换器的次级侧的次级控制器及其操作方法。所述次级控制器及所述操作方法是当所述次级控制器的检测器未检测到一通用串行总线装置的第一信号与第二信号，以及所述次级控制器的检测器检测到对应所述电源转换器的初级侧的同步信号的频率小于一第一预定频率时，判断所述通用串行总线装置和所述次级控制器断开。在所述次级控制器及所述操作方法判断所述通用串行总线装置和所述次级控制器断开后，所述次级控制器及所述操作方法让所述次级控制器及所述初级控制器进入一待机模式，其中所述次级控制器及所述初级控制器进入所述待机模式后，所述次级控制器及所述初级控制器仅开启和所述待机模式有关的电路。因此，相较于现有技术，因为所述次级控制器及所述初级控制器进入所述待机模式后，所述次级控制器及所述初级控制器仅开启和所述待机模式有关的电路，所以当所述通用串行总线装置和所述次级控制器断开时，本发明可利用所述待机模式使所述电源转换器、所述初级控制器及所述次级控制器的功耗降低。
附图说明
图1是本发明的第一实施例所公开的一种应用于电源转换器的次级侧的次级控制器的示意图。
图2是说明初级控制器和次级控制器从正常模式进入待机模式的操作时序示意图。
图3是说明初级控制器和次级控制器操作在待机模式的操作时序示意图。
图4-8是说明初级控制器和次级控制器从待机模式进入正常模式的操作时序的示意图。
图9A和图9B是本发明的第二实施例所公开的一种应用于电源转换器的次级侧的次级控制器的操作方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
100 电源转换器
102 同步开关
104 功率开关
106 光耦合器
108 绕组
200 次级控制器
202、306 检测器
204 待机信号产生电路
206 比较器
208、210、212、214、216、302 引脚
300 初级控制器
304 栅极控制信号产生电路
CS 电流检测引脚
COMP 补偿引脚
FB 回授引脚
FS 第一信号
FCS 比较信号
FPF 第一预定频率
FPT 第一预定时间
FVREF 第一参考电压
GND1、GND2 地端
GCS 栅极控制信号
IOUT 输出电流
LS 离开信号
OTP 过温度保护引脚
PRI 初级侧
QRD 上升缘
QRDR 下降缘
SEC 次级侧
SS 第二信号
SYN 同步信号
STS 待机信号
SVREF 第二参考电压
SPT 第二预定时间
TPT 第三预定时间
TVREF 第三参考电压
TS 开启信号
T1、T2、T3、T4、T5 时间
UVLOOFF 低电压锁定关闭电压
UVLOON 低电压锁定开启电压
VOUT 输出电压
VCS 检测电压
900-920 步骤
具体实施方式
请参照图1，图1是本发明的第一实施例所公开的一种应用于电源转换器100的次级侧SEC的次级控制器200的示意图，其中电源转换器100是一交流/直流电源转换器。如图1所示，次级控制器200包含一检测器202、一待机信号产生电路204以及一比较器206，其中待机信号产生电路204耦接于检测器202，以及比较器206耦接于检测器202和待机信号产生电路204。如图1所示，检测器202用于分别通过次级控制器200的引脚208、210检测一通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)装置的第一信号FS和第二信号SS，其中第一信号FS和第二信号SS是一差动对信号，例如第一信号FS和第二信号SS可分别为通用串行总线2.0版的A型或B型的差动对信号Data+、Data-。但在本发明的另一实施例中，第一信号FS和第二信号SS可分别为通用串行总线3.x版的A型或B型的差动对信号Data+、Data-，或超高速发射器差动对信号(Superspeed transmitter differential pair)StdB_SSTX+、StdB_SSTX-，或超高速接收器差动对信号(Superspeed receiver differential pair)StdB_SSRX+、StdB_SSRX-，其中x为0或1。另外，在本发明的另一实施例中，第一信号FS和第二信号SS可分别为通用串行总线3.1版的C型的差动对信号Dp1、Dn1，或超高速发射器差动对信号SSTXp1、SSTXn1，或超高速接收器差动对信号SSRXp1、SSRXn1。另外，如图1所示，检测器202也用于通过次级控制器200的引脚212耦接于电源转换器100的次级侧SEC的一同步开关102的漏极以检测对应电源转换器100的初级侧PRI的同步信号SYN的频率，其中同步开关102可确保电源转换器100的初级侧PRI和电源转换器100的次级侧SEC不会同时开启。
如图1所示，当次级控制器200耦接所述通用串行总线装置(未绘示于图1)时，次级控制器200和应用于电源转换器100的初级侧PRI的初级控制器300可使电源转换器100运作在一正常模式。然而如图2所示，当所述通用串行总线装置于时间T1和次级控制器200断开时，检测器202将不会检测到所述通用串行总线装置的第一信号FS与第二信号SS。此时，因为电源转换器100的次级侧SEC没有耦接所述通用串行总线装置，所以一栅极控制信号GCS的频率将会降低，其中栅极控制信号GCS是用于控制电源转换器100的初级侧PRI的功率开关104开启与关闭，以及因为同步信号SYN是对应栅极控制信号GCS，所以同步信号SYN的频率也会随着栅极控制信号GCS的频率降低而降低。如图2所示，当检测器200检测到同步信号SYN的频率小于一第一预定频率FPF时，待机信号产生电路204将延迟一第一预定时间FPT于时间T2产生一待机信号STS，其中待机信号STS是通过次级控制器200的引脚214和一光耦合器106传送至初级控制器300，第一预定时间FPT是用于防止待机信号产生电路204因为误触发产生待机信号STS，且待机信号STS是一数字信号。但在本发明的另一实施例中，待机信号STS是一模拟信号或一混和模式(mixed-mode)信号。另外，如图2所示，因为待机信号STS是通过引脚214和光耦合器106传送至初级控制器300，所以初级控制器300的引脚302将会接收对应待机信号STS的一对应信号。如图2所示，次级控制器200产生待机信号STS后，次级控制器200于时间T3进入一待机模式，且当次级控制器200进入所述待机模式后，次级控制器200将会关闭次级控制器200内检测器202、待机信号产生电路204和比较器206以外的电路。另外，第一预定频率FPF可由电源转换器100在所述正常模式下的栅极控制信号GCS的最小操作频率决定，例如第一预定频率FPF可为栅极控制信号GCS的最小操作频率(例如1.5KHz)的1.5-2倍，其中栅极控制信号GCS的最小操作频率是用于改善电源转换器100的次级侧SEC没有耦接一负载时，电源转换器100的次级侧SEC的输出电压飘高的问题。但本发明并不受限于栅极控制信号GCS的最小操作频率为1.5KHz。
另外，如图2所示，在待机信号产生电路204产生待机信号STS后，因为电源转换器100的次级侧SEC的输出电压VOUT将由次级控制器200控制，所以初级控制器300的栅极控制信号产生电路304在初级控制器300根据待机信号STS进入所述待机模式前会产生栅极控制信号GCS以提升输出电压VOUT，其中栅极控制信号GCS是通过初级控制器300的引脚306传送至功率开关104。因此，如图2所示，初级控制器300会在时间T4进入所述待机模式。
请参照图3，图3是说明在初级控制器300和次级控制器200进入所述待机模式后的操作时序的示意图。如图3所示，在次级控制器200进入所述待机模式后，比较器206可在检测器202检测到同步信号SYN的上升缘QRD后，比较输出电压VOUT与一第一参考电压FVREF(例如4.9V或5.1V)以及比较输出电压VOUT与一第二参考电压SVREF(例如4.8V)直到检测器200检测到同步信号SYN的下降缘QRDR。但本发明并不受限于第一参考电压FVREF为4.9V或5.1V，以及第二参考电压SVREF为4.8V。因此，如图3所示，在时间T1，当输出电压VOUT小于第一参考电压FVREF以及大于第二参考电压SVREF时，比较器206产生一比较信号FCS至待机信号产生电路204，以及待机信号产生电路204根据比较信号FCS产生一开启信号TS，其中开启信号TS是通过次级控制器200的引脚214和光耦合器106传送至初级控制器300，以及如图3所示，开启信号TS具有一预定占空比。另外，开启信号TS的目的是用于维持电源转换器100的次级侧SEC的输出电压VOUT。如图3所示，在初级控制器300的引脚302接收对应开启信号TS的对应信号后，当引脚302上对应开启信号TS的对应信号小于一第三参考电压TVREF(时间T2)时，栅极控制信号产生电路304产生栅极控制信号GCS至功率开关104，其中对应图3时间T2的栅极控制信号GCS的启用时间会使电源转换器100的初级侧PRI的检测电压VCS达到一最小值(例如0.3V)，且在所述待机模式中栅极控制信号GCS的频率为数十赫兹(Hz)。
请参照图4，图4是说明初级控制器300和次级控制器200从所述待机模式进入所述正常模式的操作时序的示意图。如图4所示，在初级控制器300和次级控制器200进入所述待机模式后，如果输出电压VOUT于时间T1低于一低电压锁定(under voltage lock out)关闭电压UVLOOFF，则次级控制器200关闭。因此，如图4所示，在栅极控制信号产生电路304于时间T2(因为引脚302上对应开启信号TS的对应信号小于第三参考电压TVREF)，产生栅极控制信号GCS至功率开关104后，如果初级控制器300内的一检测器306于栅极控制信号GCS后的一第二预定时间SPT(例如1秒)内未检测到对应待机信号产生电路204所产生的开启信号TS的对应信号时，则初级控制器300将于时间T3主动离开所述待机模式进入所述正常模式，其中第二预定时间SPT可由电源转换器100的次级侧SEC的绕组108、输出电压VOUT和输出电流IOUT决定。如图4所示，在初级控制器300进入所述正常模式后，输出电压VOUT开始增加。在时间T4，当输出电压VOUT大于一低电压锁定开启电压UVLOON时，次级控制器200重新开启进入所述正常模式。另外，初级控制器300进入所述待机模式后，初级控制器300将会关闭初级控制器300内的检测器306和栅极控制信号产生电路304以外的电路，也就是说初级控制器300将会关闭初级控制器300内和所述待机模式无关的电路。例如如图1所示，初级控制器300将会关闭初级控制器300内耦接一回授引脚FB、一补偿引脚COMP、一过温度保护引脚OTP和一电流检测引脚CS的电路(未绘示于图1)，其中初级控制器300的地端GND2的电平和次级控制器200的地端GND1的电平可相同或是不同。
请参照图5，图5是说明初级控制器300和次级控制器200从所述待机模式进入所述正常模式的操作时序的示意图。如图5所示，在初级控制器300和次级控制器200进入所述待机模式后，当输出电压VOUT介于第一参考电压FVREF与第二参考电压SVREF之间以及同步信号SYN的频率大于一第二预定频率(例如10KHz)时，因为同步信号SYN的频率大于所述第二预定频率表示初级控制器300的次级侧SEC耦接一负载，所以次级控制器200的待机信号产生电路204将于时间T1产生一离开信号LS，其中离开信号LS是通过次级控制器200的引脚214和光耦合器106传送至初级控制器300，所述第二预定频率可由时间T1和时间T2决定，以及如图5所示，离开信号LS具有一最大启用时间且离开信号LS的启用时间大于开启信号TS的启用时间。但本发明并不受限于所述第二预定频率为10KHz。如图5所示，在初级控制器300的引脚302接收对应离开信号LS的对应信号后，当引脚302上对应离开信号LS的对应信号小于第三参考电压TVREF(时间T3)时，栅极控制信号产生电路304产生栅极控制信号GCS至功率开关104。如图5所示，当对应离开信号LS的对应信号小于第三参考电压TVREF一第三预定时间TPT(其中第三预定时间TPT小于离开信号LS的最大启用时间且不小于开启信号TS的长度)时，栅极控制信号产生电路304于时间T4产生栅极控制信号GCS且初级控制器300根据对应时间T4的栅极控制信号GCS离开所述待机模式进入所述正常模式。此时因为次级控制器200的检测器202也检测到对应时间T4的同步信号SYN时，所以待机信号产生电路204会在时间T5根据对应时间T4的同步信号SYN关闭离开信号LS。另外，在待机信号产生电路204关闭离开信号LS后，次级控制器200离开所述待机模式进入所述正常模式。
请参照图6，图6是说明初级控制器300和次级控制器200从所述待机模式进入所述正常模式的操作时序的示意图。如图6所示，在初级控制器300和次级控制器200进入所述待机模式后，如果输出电压VOUT在开启信号TS中小于第二参考电压SVREF，则因为输出电压VOUT小于第二参考电压SVREF表示初级控制器300的次级侧SEC耦接一重载(因为所述重载会使输出电压VOUT快速下降)，所以次级控制器200的待机信号产生电路204会于开启信号TS后(也就是说时间T1)产生离开信号LS至初级控制器300，也就是说如果在开启信号TS中输出电压VOUT小于第二参考电压SVREF，则待机信号产生电路204还是会于开启信号TS后(也就是说时间T1)产生离开信号LS至初级控制器300。如图6所示，在初级控制器300的引脚302接收对应离开信号LS的对应信号后，当引脚302上对应离开信号LS的对应信号小于第三参考电压TVREF(时间T2)时，栅极控制信号产生电路304产生栅极控制信号GCS至功率开关104。如图6所示，当对应离开信号LS的对应信号小于第三参考电压TVREF第三预定时间TPT时，栅极控制信号产生电路304于时间T3产生栅极控制信号GCS且初级控制器300根据对应时间T3的栅极控制信号GCS离开所述待机模式进入所述正常模式。此时因为次级控制器200的检测器202也检测到对应时间T3的同步信号SYN时，所以待机信号产生电路204会在时间T4根据对应时间T3的同步信号SYN关闭离开信号LS。另外，在待机信号产生电路204关闭离开信号LS后，次级控制器200离开所述待机模式进入所述正常模式。
请参照图7，图7是说明初级控制器300和次级控制器200从所述待机模式进入所述正常模式的操作时序的示意图。如图7所示，在初级控制器300和次级控制器200进入所述待机模式后，当检测器202于时间T1检测到第一信号FS与第二信号SS时，因为时间T1在开启信号TS后，所以待机信号产生电路204将于时间T1产生离开信号LS至初级控制器300。如图7所示，在初级控制器300的引脚302接收对应离开信号LS的对应信号后，当引脚302上对应离开信号LS的对应信号小于第三参考电压TVREF(时间T2)时，栅极控制信号产生电路304产生栅极控制信号GCS至功率开关104。如图7所示，当对应离开信号LS的对应信号小于第三参考电压TVREF第三预定时间TPT时，栅极控制信号产生电路304于时间T3产生栅极控制信号GCS且初级控制器300根据对应时间T3的栅极控制信号GCS离开所述待机模式进入所述正常模式。此时因为次级控制器200的检测器202也检测到对应时间T3的同步信号SYN时，所以待机信号产生电路204会在时间T4根据对应时间T3的同步信号SYN关闭离开信号LS。另外，在待机信号产生电路204关闭离开信号LS后，次级控制器200离开所述待机模式进入所述正常模式。
请参照图8，图8是说明初级控制器300和次级控制器200从所述待机模式进入所述正常模式的操作时序的示意图。如图8所示，在初级控制器300和次级控制器200进入所述待机模式后，当检测器202于时间T1检测到第一信号FS与第二信号SS时，但因为时间T1在开启信号TS内，所以待机信号产生电路204将于开启信号TS后(也就是说时间T2)产生离开信号LS至初级控制器300。如图8所示，在初级控制器300的引脚302接收对应离开信号LS的对应信号后，当引脚302上对应离开信号LS的对应信号小于第三参考电压TVREF(时间T3)时，栅极控制信号产生电路304产生栅极控制信号GCS至功率开关104。如图8所示，当对应离开信号LS的对应信号小于第三参考电压TVREF第三预定时间TPT时，栅极控制信号产生电路304于时间T4产生栅极控制信号GCS且初级控制器300根据对应时间T4的栅极控制信号GCS离开所述待机模式进入所述正常模式。此时因为次级控制器200的检测器202也检测到对应时间T4的同步信号SYN时，所以待机信号产生电路204会在时间T5根据对应时间T4的同步信号SYN关闭离开信号LS。另外，在待机信号产生电路204关闭离开信号LS后，次级控制器200离开所述待机模式进入所述正常模式。
请参照图1-2、4-8、9A、9B，图9A和图9B图是本发明的第二实施例所公开的一种应用于电源转换器的次级侧的次级控制器的操作方法的流程图。图9A和图9B图的操作方法是利用图1的电源转换器100、次级控制器200和初级控制器300说明，详细步骤如下：
步骤900：开始；
步骤902：次级控制器200耦接于所述通用串行总线装置；
步骤904：次级控制器200和初级控制器300操作在所述正常模式；
步骤906：检测器202是否没有检测到所述通用串行总线装置的第一信号FS与第二信号SS，以及是否检测到同步信号SYN的频率小于第一预定频率FPF；如果是，进行步骤908；如果否，跳回步骤904；
步骤908：次级控制器200和初级控制器300据此操作在所述待机模式，进行步骤910、步骤914、步骤916以及步骤918；
步骤910：检测器306是否于栅极控制信号GCS后的第二预定时间SPT内未检测到对应待机信号产生电路204所产生的开启信号TS的对应信号；如果是，进行步骤912；如果否，跳回步骤908；
步骤912：初级控制器300主动离开所述待机模式进入所述正常模式，以及次级控制器200在初级控制器300重新操作在所述正常模式后，进入所述正常模式；
步骤914：当输出电压VOUT介于第一参考电压FVREF与第二参考电压SVREF之间时，检测器202是否检测到同步信号SYN的频率大于第二预定频率；如果是，进行步骤920；如果否，跳回步骤908；
步骤916：检测器202是否检测到输出电压VOUT小于第二参考电压SVREF；如果是，进行步骤920；如果否，跳回步骤908；
步骤918：检测器202是否检测到所述通用串行总线装置的第一信号FS与第二信号SS；如果是，进行步骤920；如果否，跳回步骤908；
步骤920：待机信号产生电路204产生离开信号LS至初级控制器300，以及初级控制器300据此离开所述待机模式进入所述正常模式，其中次级控制器200在初级控制器300重新操作在所述正常模式后，进入所述正常模式。
在步骤902和步骤904中，当次级控制器200耦接所述通用串行总线装置(未绘示于图1)时，次级控制器200和初级控制器300可使电源转换器100运作在所述正常模式。
在步骤908中，如图2所示，然而如图2所示，当所述通用串行总线装置于时间T1和次级控制器200断开时，检测器202将不会检测到所述通用串行总线装置的第一信号FS与第二信号SS。此时，因为电源转换器100的次级侧SEC没有耦接所述通用串行总线装置，所以栅极控制信号GCS的频率将会降低，以及因为同步信号SYN是对应栅极控制信号GCS，所以同步信号SYN的频率也会随着栅极控制信号GCS的频率降低而降低。如图2所示，当检测器200检测到同步信号SYN的频率小于第一预定频率FPF时，待机信号产生电路204将延迟第一预定时间FPT于时间T2产生待机信号STS，其中待机信号STS是通过次级控制器200的引脚214和光耦合器106传送至初级控制器300，且待机信号STS是一数字信号。但在本发明的另一实施例中，待机信号STS是一模拟信号或一混和模式信号。另外，如图2所示，因为待机信号STS是通过引脚214和光耦合器106传送至初级控制器300，所以初级控制器300的引脚302将会接收对应待机信号STS的对应信号。如图2所示，次级控制器200产生待机信号STS后，次级控制器200于时间T3进入所述待机模式，且当次级控制器200进入所述待机模式后，次级控制器200将会关闭次级控制器200内检测器202、待机信号产生电路204和比较器206以外的电路。
另外，如图2所示，在待机信号产生电路204产生待机信号STS后，因为电源转换器100的次级侧SEC的输出电压VOUT将由次级控制器200控制，所以初级控制器300的栅极控制信号产生电路304在初级控制器300根据待机信号STS进入所述待机模式前会产生栅极控制信号GCS以提升输出电压VOUT，其中栅极控制信号GCS是通过初级控制器300的引脚306传送至功率开关104。因此，如图2所示，初级控制器300会在时间T4进入所述待机模式。
在步骤912中，如图4所示，在初级控制器300和次级控制器200进入所述待机模式后，如果输出电压VOUT于时间T1低于一低电压锁定(under voltage lock out)关闭电压UVLOOFF，则次级控制器200关闭。因此，如图4所示，在栅极控制信号产生电路304于时间T2(因为引脚302上对应开启信号TS的对应信号小于第三参考电压TVREF)，产生栅极控制信号GCS至功率开关104后，如果初级控制器300内的检测器306于栅极控制信号GCS后的第二预定时间SPT(例如1秒)内未检测到对应待机信号产生电路204所产生的开启信号TS的对应信号时，则初级控制器300将于时间T3主动离开所述待机模式进入所述正常模式。如图4所示，在初级控制器300进入所述正常模式后，输出电压VOUT开始增加。在时间T4，当输出电压VOUT大于一低电压锁定开启电压UVLOON时，次级控制器200重新开启进入所述正常模式。另外，初级控制器300进入所述待机模式后，初级控制器300将会关闭初级控制器300内的检测器306和栅极控制信号产生电路304以外的电路。
在步骤914中，如图5所示，在初级控制器300和次级控制器200进入所述待机模式后，当检测器202检测到输出电压VOUT介于第一参考电压FVREF与第二参考电压SVREF之间以及同步信号SYN的频率大于第二预定频率(例如10KHz)时，因为同步信号SYN的频率大于所述第二预定频率表示初级控制器300的次级侧SEC耦接一负载，所以次级控制器200的待机信号产生电路204将于时间T1产生离开信号LS，其中离开信号LS是通过次级控制器200的引脚214和光耦合器106传送至初级控制器300。如图5所示，在初级控制器300的引脚302接收对应离开信号LS的对应信号后，当引脚302上对应离开信号LS的对应信号小于第三参考电压TVREF(时间T3)时，栅极控制信号产生电路304产生栅极控制信号GCS至功率开关104。如图5所示，栅极控制信号产生电路304于时间T4产生栅极控制信号GCS且初级控制器300根据对应时间T4的栅极控制信号GCS离开所述待机模式进入所述正常模式。此时待机信号产生电路204会在时间T5根据对应时间T4的同步信号SYN关闭离开信号LS。另外，在待机信号产生电路204关闭离开信号LS后，次级控制器200离开所述待机模式进入所述正常模式。
在步骤916中，如图6所示，在初级控制器300和次级控制器200进入所述待机模式后，如果输出电压VOUT在开启信号TS中小于第二参考电压SVREF，则因为输出电压VOUT小于第二参考电压SVREF表示初级控制器300的次级侧SEC耦接重载(因为所述重载会使输出电压VOUT快速下降)，所以次级控制器200的待机信号产生电路204会于开启信号TS后(也就是说时间T1)产生离开信号LS至初级控制器300，也就是说如果在开启信号TS中输出电压VOUT小于第二参考电压SVREF，则待机信号产生电路204还是会于开启信号TS后(也就是说时间T1)产生离开信号LS至初级控制器300。如图6所示，在初级控制器300的引脚302接收对应离开信号LS的对应信号后，当引脚302上对应离开信号LS的对应信号小于第三参考电压TVREF(时间T2)时，栅极控制信号产生电路304产生栅极控制信号GCS至功率开关104。如图6所示，当对应离开信号LS的对应信号小于第三参考电压TVREF第三预定时间TPT时，栅极控制信号产生电路304于时间T3产生栅极控制信号GCS且初级控制器300根据对应时间T3的栅极控制信号GCS离开所述待机模式进入所述正常模式。此时因为次级控制器200的检测器202也检测到对应时间T3的同步信号SYN时，所以待机信号产生电路204会在时间T4根据对应时间T3的同步信号SYN关闭离开信号LS。另外，在待机信号产生电路204关闭离开信号LS后，次级控制器200离开所述待机模式进入所述正常模式。
在步骤918中，如图7所示，在初级控制器300和次级控制器200进入所述待机模式后，当检测器202于时间T1检测到第一信号FS与第二信号SS时，因为时间T1在开启信号TS后，所以待机信号产生电路204将于时间T1产生离开信号LS至初级控制器300。如图7所示，在初级控制器300的引脚302接收对应离开信号LS的对应信号后，当引脚302上对应离开信号LS的对应信号小于第三参考电压TVREF(时间T2)时，栅极控制信号产生电路304产生栅极控制信号GCS至功率开关104。如图7所示，当对应离开信号LS的对应信号小于第三参考电压TVREF第三预定时间TPT时，栅极控制信号产生电路304于时间T3产生栅极控制信号GCS且初级控制器300根据对应时间T3的栅极控制信号GCS离开所述待机模式进入所述正常模式。此时因为次级控制器200的检测器202也检测到对应时间T3的同步信号SYN时，所以待机信号产生电路204会在时间T4根据对应时间T3的同步信号SYN关闭离开信号LS。另外，在待机信号产生电路204关闭离开信号LS后，次级控制器200离开所述待机模式进入所述正常模式。
另外，如图8所示，在初级控制器300和次级控制器200进入所述待机模式后，当检测器202于时间T1检测到第一信号FS与第二信号SS时，但因为时间T1在开启信号TS内，所以待机信号产生电路204将于开启信号TS后(也就是说时间T2)产生离开信号LS至初级控制器300。而在待机信号产生电路204产生离开信号LS至初级控制器300后，初级控制器300和次级控制器200的操作原理和图7相同，在此不再赘述。
综上所述，本发明所公开的应用于电源转换器的次级侧的次级控制器及其操作方法是当所述次级控制器的检测器未检测到所述通用串行总线装置的第一信号与第二信号，以及所述次级控制器的检测器检测到对应所述电源转换器的初级侧的同步信号的频率小于所述第一预定频率时，判断所述通用串行总线装置和所述次级控制器断开。在所述次级控制器及所述操作方法判断所述通用串行总线装置和所述次级控制器断开后，所述次级控制器及所述操作方法让所述次级控制器及所述初级控制器进入所述待机模式，其中所述次级控制器及所述初级控制器进入所述待机模式后，所述次级控制器及所述初级控制器仅开启和所述待机模式有关的电路。因此，相较于现有技术，因为所述次级控制器及所述初级控制器进入所述待机模式后，所述次级控制器及所述初级控制器仅开启和所述待机模式有关的电路，所以当所述通用串行总线装置和所述次级控制器断开时，本发明可利用所述待机模式使所述电源转换器、所述初级控制器及所述次级控制器的功耗降低。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种应用于电源转换器的次级侧的次级控制器，包含：
一检测器，用于检测一通用串行总线的第一信号和第二信号，以及对应所述电源转换器的初级侧的同步信号的频率；及
其特征在于还包含：
一待机信号产生电路，耦接于所述检测器，用于当所述检测器没有检测到所述第一信号与所述第二信号，以及所述频率小于一第一预定频率时，延迟一第一预定时间产生一待机信号至所述电源转换器的初级侧的初级控制器，其中所述初级控制器根据所述待机信号进入一待机模式。
2.如权利要求1所述的次级控制器，其特征在于：所述次级控制器产生所述待机信号后，所述次级控制器进入所述待机模式，且当所述次级控制器进入所述待机模式后，所述次级控制器关闭所述次级控制器内所述检测器、所述待机信号产生电路和所述比较器以外的电路。
3.如权利要求1所述的次级控制器，其特征在于：所述第一信号与所述第二信号是一差动对信号。
4.如权利要求1所述的次级控制器，其特征在于：所述待机信号是一模拟信号、一数字信号或一混和模式信号。
5.如权利要求1所述的次级控制器，其特征在于另包含：
一比较器，用于当所述检测器检测到所述同步信号的上升缘后，比较所述电源转换器的次级侧的输出电压与一第一参考电压以及比较所述输出电压与一第二参考电压直到所述检测器检测到所述同步信号的下降缘。
6.如权利要求5所述的次级控制器，其特征在于：当所述输出电压介于所述第一参考电压与所述第二参考电压之间时，所述比较器产生一比较信号至所述待机信号产生电路，以及所述待机信号产生电路根据所述比较信号产生一开启信号至所述初级控制器。
7.如权利要求6所述的次级控制器，其特征在于：所述待机信号产生电路产生所述开启信号至所述初级控制器后，所述初级控制器内的一栅极控制信号产生电路据此产生一栅极控制信号至所述电源转换器的初级侧的功率开关，且所述功率开关根据所述栅极控制信号开启与关闭。
8.如权利要求7所述的次级控制器，其特征在于：在所述栅极控制信号产生电路产生所述栅极控制信号后，如果所述初级控制器内的一检测器于一第二预定时间内未检测到对应所述开启信号的一对应信号时，所述初级控制器主动离开所述待机模式。
9.如权利要求8所述的次级控制器，其特征在于：当所述初级控制器进入所述待机模式后，所述初级控制器关闭所述次级控制器内的检测器和所述栅极控制信号产生电路以外的电路。
10.如权利要求5所述的次级控制器，其特征在于：当所述输出电压小于所述第二参考电压时，所述待机信号产生电路于其所产生的一开启信号后产生一离开信号至所述初级控制器，以及所述初级控制器据此离开所述待机模式，其中所述次级控制器会随着所述初级控制器离开所述待机模式而离开所述待机模式。
11.如权利要求5所述的次级控制器，其特征在于：当所述输出电压介于所述第一参考电压与所述第二参考电压之间以及所述频率大于一第二预定频率时，所述待机信号产生电路于其所产生的一开启信号后产生一离开信号至所述初级控制器，以及所述初级控制器据此离开所述待机模式，其中所述次级控制器会随着所述初级控制器离开所述待机模式而离开所述待机模式。
12.如权利要求1所述的次级控制器，其特征在于：当所述检测器检测到所述第一信号与所述第二信号时，所述待机信号产生电路于其所产生的一开启信号后产生一离开信号至所述初级控制器，以及所述初级控制器据此离开所述待机模式，其中所述次级控制器会随着所述初级控制器离开所述待机模式而离开所述待机模式。
13.一种应用于电源转换器的次级侧的次级控制器的操作方法，其中所述次级控制器包含一检测器、一待机信号产生电路和一比较器，所述方法包含：
所述检测器检测一通用串行总线的第一信号和第二信号，以及对应所述电源转换器的初级侧的同步信号的频率；及
其特征在于还包含：
当所述检测器没有检测到所述第一信号与所述第二信号，以及所述频率小于一第一预定频率时，所述待机信号产生电路延迟一第一预定时间产生一待机信号至所述电源转换器的初级侧的初级控制器，其中所述初级控制器根据所述待机信号进入一待机模式。
14.如权利要求13所述的操作方法，其特征在于：所述次级控制器产生所述待机信号后，所述次级控制器进入所述待机模式，且当所述次级控制器进入所述待机模式后，所述次级控制器关闭所述次级控制器内所述检测器、所述待机信号产生电路和所述比较器以外的电路。
15.如权利要求13所述的操作方法，其特征在于：所述第一信号与所述第二信号是一差动对信号。
16.如权利要求13所述的操作方法，其特征在于另包含：
当所述检测器检测到所述同步信号的上升缘后，所述比较器比较所述电源转换器的次级侧的输出电压与一第一参考电压以及比较所述输出电压与一第二参考电压直到所述检测器检测到所述同步信号的下降缘。
17.如权利要求16所述的操作方法，其特征在于：当所述输出电压介于所述第一参考电压与所述第二参考电压之间时，所述比较器产生一比较信号至所述待机信号产生电路，以及所述待机信号产生电路根据所述比较信号产生一开启信号至所述初级控制器。
18.如权利要求17所述的操作方法，其特征在于：所述待机信号产生电路产生所述开启信号至所述初级控制器后，所述初级控制器内的一栅极控制信号产生电路据此产生一栅极控制信号至所述电源转换器的初级侧的功率开关，且所述功率开关根据所述栅极控制信号开启与关闭。
19.如权利要求18所述的操作方法，其特征在于：在所述栅极控制信号产生电路产生所述栅极控制信号后，如果所述初级控制器内的一检测器于一第二预定时间内未检测到对应所述开启信号的一对应信号时，所述初级控制器主动离开所述待机模式。
20.如权利要求19所述的操作方法，其特征在于：当所述初级控制器进入所述待机模式后，所述初级控制器关闭所述次级控制器内的检测器和所述栅极控制信号产生电路以外的电路。
21.如权利要求16所述的操作方法，其特征在于：当所述输出电压小于所述第二参考电压时，所述待机信号产生电路于其所产生的一开启信号后产生一离开信号至所述初级控制器，以及所述初级控制器据此离开所述待机模式，其中所述次级控制器会随着所述初级控制器离开所述待机模式而离开所述待机模式。
22.如权利要求16所述的操作方法，其特征在于：当所述输出电压介于所述第一参考电压与所述第二参考电压之间以及所述频率大于一第二预定频率时，所述待机信号产生电路于其所产生的一开启信号后产生一离开信号至所述初级控制器，以及所述初级控制器据此离开所述待机模式，其中所述次级控制器会随着所述初级控制器离开所述待机模式而离开所述待机模式。
23.如权利要求13所述的操作方法，其特征在于：当所述检测器检测到所述第一信号与所述第二信号时，所述次级控制器于其所产生的一开启信号后产生一离开信号至所述初级控制器，以及所述初级控制器根据对应所述离开信号的一对应信号离开所述待机模式，其中所述次级控制器会随着所述初级控制器离开所述待机模式而离开所述待机模式。
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