TW201411995A - 用於電源變換系統的電壓和電流控制的系統和方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了用於電源變換系統的電壓和電流控制的系統和方法。公開了用於調整電源變換系統的系統和方法。一種用於調整電源變換系統的系統控制器包括操作模式選擇元件和驅動元件。該操作模式選擇元件被配置以接收與該電源變換系統的輸出負載相關的第一信號和與該電源變換系統接收的一輸入信號相關的第二信號，並且至少根據與該第一信號和該第二信號相關聯的資訊輸出模式選擇信號。該驅動元件被配置以接收該模式選擇信號並且至少根據與該模式選擇信號相關聯的資訊產生一驅動信號，該驅動信號對應於開關頻率。

Description

用於電源變換系統的電壓和電流控制的系統和方法
本發明涉及一種積體電路。更具體地，本發明提供了用於電壓調整和電流調整的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已應用於電源變換系統。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
第1圖是示出傳統的反激式電源變換系統的簡化圖式。電源變換系統100包括：初級繞組102；次級繞組104；輔助繞組114；功率開關106；電流感測電阻器108；整流二極體110和整流二極體116；電容器112和電容器118；電阻器120、電阻器122以及電阻器124；以及系統控制器160。例如，功率開關106是雙極型電晶體。在另一示例中，功率開關106是金屬氧化半導體(Metal Oxide Semiconductor,MOS)電晶體。
如第1圖所示，電源變換系統100使用包括初級繞組102和次級繞組104的變壓器來將電源變換系統100的初級側和次級側相隔離。可通過輔助繞組114來提取與次級側上的輸出電壓126有關的資訊，並且根據與輸出電壓126相關的資訊來產生回饋信號154。系統控制器160接收回饋信號154，並且產生用以接通和關斷功率開關106以便調整輸出電壓126的驅動信號156。
當功率開關106被閉合(例如，導通)時，能量被儲存在包括初級繞組102和次級繞組104的變壓器中。然後，當功率開關106斷開(例如，關斷)時，所儲存的能量被釋放到輸出端，並且輔助繞組114的電壓如下這樣映射輸出電壓126。
其中，VFB表示回饋信號154，Vaux表示輔助繞組114的電壓158，R1和R2分別表示電阻器122和電阻器124的電阻值。另外，k表示回饋係數，n表 示次級繞組104與輔助繞組114的線圈數比，並且Req表示線纜電阻120。此外，VO表示輸出電壓126，IO表示輸出電流128，並且VF表示整流二極體110的正向導通電壓。
功率開關106的開關週期包括功率開關106在其期間閉合(例如，導通)的導通時段和功率開關106在其期間斷開(例如，關斷)的關斷時段。例如，在斷續傳導模式(Discontinuous Current Mode,DCM)中，直到與包括初級繞組102和次級繞組104的變壓器相關聯的退磁過程完成之後的一時段為止下一開關週期才開始。在另一示例中，在連續傳導模式(Continuous Current Mode,CCM)中，下一開關週期在退磁過程完成之前開始。因此，下一開關週期之前的退磁過程的實際長度受限於功率開關106的關斷時段。在又一示例中，在準諧振(Quasi-Resonant,QR)模式或臨界傳導模式(Critical-Conduction Mode,CRM)中，下一開關週期在退磁過程完成之後很快開始。第2A圖、第2B圖和第2C圖分別是在DCM模式、CCM模式以及QR模式(例如，CRM模式)中操作的電源變換系統100的簡化傳統時序圖。
第2A圖是在斷續傳導模式(DCM)中操作的反激式電源變換系統100的簡化傳統時序圖。波形170表示作為時間的函數的輔助繞組114的電壓158，並且波形172表示作為時間的函數的流經次級繞組104的次級電流162。第2A圖示出了包括導通時段Ton、關斷時段Toff和退磁時段TDemag的三個時段。例如，Ton開始於時刻t0並結束於時刻t1，TDemag開始於時刻t1並結束於時刻t3，並且Toff開始於時刻t3並結束於時刻t4。在另一示例中，t0 t1 t2 t3 t4。
系統控制器160通常實施採樣和保持機制。當電源變換系統100的次級側上的退磁過程幾乎完成時(例如，t3處)，次級電流162變得幾乎為零(例如，如波形172所示)。輔助繞組114的電壓158通常在t2處(例如，點A)被採樣。採樣到的電壓值通常被保持直到電壓158在下一退磁時段期間再次被採樣為止。通過負反饋換路，採樣到的電壓值可變得等於參考電壓Vref，如下：VFB=Vref (式2) 因此，輸出電壓126可被確定為如下：
如第2A圖所示，作為一個示例，在退磁過程結束(例如，t3處)之後，在下一開關週期開始之前在輔助繞組114的電壓158中出現了一個或多個波谷(例如，波谷180、波谷181和波谷182)(例如，如波形170所示)。在另一示例中，電源變換系統100在波谷跳躍(valley skipping)模式中操作。即，下一開關週期由第一波谷(例如，波谷180)之外的波谷來觸發。
第2B圖是在連續傳導模式(CCM)中操作的反激式電源變換系統100的簡化傳統時序圖。波形202表示作為時間的函數的輔助繞組114的電壓158，波形204表示作為時間的函數的流經次級繞組104的次級電流162，並且波形206表示作為時間的函數的流經初級繞組102的初級電流164。第2B圖示出了包括導通時段Ton、關斷時段Toff和退磁時段TDemag的三個時段。例如，Ton開始於時刻t5並結束於時刻t6，TDemag開始於時刻t6並結束於時刻t8，並且Toff開始於時刻t6並結束於時刻t8。在另一示例中，t5 t6 t7 t8。
第2C圖是在準諧振(QR)模式(例如，CRM模式)中操作的反激式電源變換系統100的簡化傳統時序圖。波形208表示作為時間的函數的輔助繞組114的電壓158，波形210表示作為時間的函數的流經次級繞組104的次級電流162，並且波形212表示作為時間的函數的流經初級繞組102的初級電流164。另外，波形214表示作為時間的函數的與退磁過程相關聯的系統控制器160的內部信號，並且波形216表示作為時間的函數的驅動信號156。
第2C圖示出了包括導通時段Ton、關斷時段Toff和退磁時段TDemag的三個時段。例如，Ton開始於時刻t9並結束於時刻t10，TDemag開始於時刻t10並結束於時刻t12，並且Toff開始於時刻t10並結束於時刻t13。在另一示例中，t9 t10 t11 t12 t13。
例如，電源變換系統100在波谷切換模式中操作。即，在退磁過程結束(例如，t12處)之後，下一開關週期在電源變換系統100檢測 到輔助繞組114的電壓158中的第一波谷(例如，波谷220)(例如，如波形208所示)時被觸發。
如上所述，電源變換系統100可以在DCM模式、CCM模式或QR模式(例如，CRM模式和/或波谷切換模式)中操作。然而，當在單個模式中操作時，電源變換系統100在某些狀況下通常不具有滿意的效率。因此，改善用於電源變換系統的電壓調整和電流調整的技術變得非常重要。
本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了用於電壓調整和電流調整的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已應用於電源變換系統。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
根據一實施例，一種用於調整電源變換系統的系統控制器包括操作模式選擇元件以及驅動元件。操作模式選擇元件被配置以接收與所述電源變換系統的輸出負載相關的第一信號和與所述電源變換系統接收的輸入信號相關的第二信號，並且至少根據與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊輸出模式選擇信號。驅動元件被配置以接收所述模式選擇信號並且至少根據與所述模式選擇信號相關聯的資訊產生驅動信號，所述驅動信號對應於開關頻率。所述操作模式選擇元件還被配置為：如果所述輸出負載被確定為在大小上大於第一負載閾值並且所述輸入信號被確定為大於輸入閾值，則當所述開關頻率被確定為小於第一頻率閾值且大於第二頻率閾值時，產生與準諧振模式相對應的所述模式選擇信號。另外，所述操作模式選擇元件還被配置為：如果所述輸出負載被確定為在大小上大於所述第一負載閾值並且所述輸入信號被確定為小於所述輸入閾值，則當所述開關頻率被確定為等於所述第二頻率閾值時，產生與連續傳導模式相對應的所述模式選擇信號。
根據另一實施例，一種用於調整電源變換系統的系統控制器包括驅動元件、第一採樣和保持元件、第二採樣和保持元件、第一開關、第二開關以及信號處理元件。驅動元件被配置以輸出驅動信號以便影響所 述電源變換系統的輸出信號，所述驅動信號與開關週期所對應的開關頻率相關聯，所述開關週期包括導通時段和退磁時段。第一採樣和保持組件包括第一電容器，並被配置以在所述導通時段期間至少在第一時間處採樣並保持與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的電流感測信號，並且至少根據與所述電流感測信號相關聯的資訊產生第一所保持採樣信號。第二採樣和保持元件包括第二電容器，並被配置以在所述導通時段期間至少在第二時間處採樣並保持所述電流感測信號，並且至少根據與所述電流感測信號相關聯的資訊產生第二所保持採樣信號，所述第二時間晚於所述第一時間。第一開關包括第一開關端子和第二開關端子，所述第一開關端子被耦合到所述第一電容器，所述第二開關端子被耦合到所述第二電容器，所述第一開關還被配置以在所述退磁時段期間閉合並且在所述導通時段期間斷開。第二開關包括第三開關端子和第四開關端子，所述第三開關端子被耦合到所述第一開關端子，所述第二開關還被配置以在所述退磁時段期間閉合並且在所述導通時段期間斷開。信號處理元件被配置為如果所述第一開關和所述第二開關閉合則從所述第四開關端子接收組合信號，並且至少根據與所述組合信號相關聯的資訊向所述驅動元件輸出經處理信號。
根據又一實施例，一種用於調整電源變換系統的系統控制器包括驅動元件、採樣和保持元件、開關、信號處理元件以及操作模式選擇元件。驅動元件被配置以輸出驅動信號以便影響所述電源變換系統的輸出信號，所述驅動信號與開關週期所對應的開關頻率相關聯，所述開關週期包括導通時段和退磁時段。採樣和保持元件包括第一電容器，並被配置以在所述導通時段的中點處採樣並保持與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的電流感測信號，並且至少根據與所述電流感測信號相關聯的資訊產生所保持採樣信號。開關，包括第一開關端子和第二開關端子，所述第一開關端子被耦合到所述第一電容器，所述開關還被配置以在所述退磁時段期間閉合並且在所述導通時段期間斷開。信號處理元件，被配置為如果所述開關閉合則從所述第二開關端子接收第三信號，並且至少根據與所述第三信號相關聯的資訊向所述驅動元件輸出經處理信號。操作 模式選擇元件，被配置以接收與所述電源變換系統的輸出負載相關的第一信號和與所述電源變換系統接收的輸入信號相關的第二信號，並且至少根據與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊輸出模式選擇信號。所述驅動元件還被配置以接收所述模式選擇信號並且至少根據與所述模式選擇信號相關聯的資訊產生所述驅動信號。
在一個實施例中，一種用於調整電源變換系統的方法包括：接收與所述電源變換系統的輸出負載相關的第一信號和與所述電源變換系統接收的輸入信號相關的第二信號；處理與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊；以及至少根據與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊產生模式選擇信號。另外，該方法包括：接收所述模式選擇信號；處理與所述模式選擇信號相關聯的資訊；以及至少根據與所述模式選擇信號相關聯的資訊產生驅動信號。用於至少根據與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊產生模式選擇信號的處理包括：如果所述輸出負載被確定為在大小上大於第一負載閾值並且所述輸入信號被確定為大於輸入閾值，則當所述開關頻率被確定為小於第一頻率閾值且大於第二頻率閾值時產生與準諧振模式相對應的所述模式選擇信號。用於至少根據與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊產生模式選擇信號的處理包括：如果所述輸出負載被確定為在大小上大於所述第一負載閾值並且所述輸入信號被確定為小於所述輸入閾值，則當所述開關頻率被確定為等於所述第二頻率閾值時產生與連續傳導模式相對應的所述模式選擇信號。
在另一實施例中，一種用於調整電源變換系統的方法包括：產生驅動信號以便影響所述電源變換系統的輸出信號，所述驅動信號與開關週期所對應的開關頻率相關聯，所述開關週期包括導通時段和退磁時段；以及至少由第一採樣和保持組件在所述導通時段期間至少在第一時間處採樣並保持電流感測信號以產生第一所保持採樣信號，所述電流感測信號與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯，所述第一採樣和保持元件包括第一電容器。該方法還包括至少由第二採樣和保持元件在所述導通時段期間至少在第二時間處採樣並保持所述電流感測信號以產生第二所保持採樣信號，所述第二採樣和保持元件包括第二電容器，所述第 二時間晚於所述第一時間。另外，該方法包括：至少由第一開關在所述退磁時段期間產生組合信號，所述第一開關包括耦合到所述第一電容器的第一開關端子和耦合到所述第二電容器的第二開關端子；至少由第二開關接收所述組合信號，所述第二開關包括第三開關端子和第四開關端子，所述第三開關端子被耦合到所述第一開關端子；以及在所述退磁時段期間至少根據與所述組合信號相關聯的資訊輸出經處理信號。
在又一實施例中，一種用於調整電源變換系統的方法包括：接收與所述電源變換系統的輸出負載相關的第一信號和與所述電源變換系統接收的輸入信號相關的第二信號；處理與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊；並且至少根據與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊產生模式選擇信號。該方法還包括：接收所述模式選擇信號；處理與所述模式選擇信號相關聯的資訊；以及至少根據與所述模式選擇信號相關聯的資訊產生所述驅動信號以便影響所述電源變換系統的輸出信號，所述驅動信號與開關週期所對應的開關頻率相關聯，所述開關週期包括導通時段和退磁時段。另外，該方法包括：至少由採樣和保持組件在所述導通時段的中點處採樣並保持電流感測信號以產生所保持的採樣信號，所述電流感測信號與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯，所述採樣和保持元件包括電容器；在所述退磁時段期間至少通過耦合到所述電容器的開關接收第三信號；以及在所述退磁時段期間至少根據與所述第三信號相關聯的資訊輸出經處理信號。
相比於傳統技術，通過本發明獲得了許多益處。本發明的某些實施例提供了如下系統和方法，所述系統和方法採用多種操作模式以使得電源變換系統在無/輕負載條件下時在斷續傳導模式中操作，在中等負載條件下時在準諧振模式中操作，並且在滿/重負載條件下時，對於低壓線輸入電壓在連續傳導模式中操作，或者對於高壓線輸入電壓在準諧振模式中操作，從而提高電源變換系統的整體效率。本發明的一些實施例提供了對於高壓線輸入電壓在波谷切換模式中來操作電源變換系統以減小切換損失並提高系統效率的系統和方法。本發明的某些實施例提供了對於低壓線輸入電壓在連續傳導模式中來操作電源變換系統以減小傳導損失並提高系統 效率的系統和方法。本發明的一些實施例提供了如下系統和方法，所述系統和方法在無/輕負載條件下在頻率降低模式(例如，斷續傳導模式或波谷跳躍模式)中來操作電源變換系統，以減小傳導損失並提高系統效率。本發明的某些實施例提供了在中高輸入電壓時和/或在輕負載條件下在準諧振模式中操作電源變換系統以減小切換損失的系統和方法。本發明的一些實施例提供了在低輸入電壓時和/或在滿/重負載條件下在固定頻率模式(例如，CCM)中操作電源變換系統以減小傳導損失並提高系統效率的系統和方法。
取決於實施例，可以獲得一個或多個益處。參考下面的詳細描述和附圖可以全面地理解本發明的這些益處以及各個另外的目的、特徵和優點。
100,300‧‧‧電源變換系統
102,302‧‧‧初級繞組
104,304‧‧‧次級繞組
106,306‧‧‧功率開關
108,308‧‧‧電流感測電阻器
110,116,310,316‧‧‧整流二極體
112,118,312,318,438,638,705,707,738,905,907,938,1005,1038‧‧‧電容器
114,314‧‧‧輔助繞組
120,122,124,320,322,324,440,442,444,446,740,742,744,746‧‧‧電阻器
126,326‧‧‧輸出電壓
128‧‧‧輸出電流
154,354‧‧‧回饋信號
156,356‧‧‧驅動信號
158‧‧‧輔助繞組的電壓
160,360‧‧‧系統控制器
162,362‧‧‧次級電流
164,364‧‧‧初級電流
170,172,202,204,206,208,210,212,214, 216,382,384,386,388,802,804,806,808,810,812,814,816,1102,1104,1106,1108,1110,1112,1114,1116‧‧‧波形
180,181,182,220‧‧‧波谷
358‧‧‧輔助繞組的電壓
370‧‧‧輸入電壓
390‧‧‧頻率大小
392‧‧‧電流大小
394‧‧‧低的大小
396,397‧‧‧最大頻率值
398‧‧‧最小頻率值
402,602,702,902,1002‧‧‧誤差放大器
404,704‧‧‧緩衝器
406,606,701,703,706,901,903,906,1001,1006‧‧‧採樣和保持元件
408,608,708,908,1008‧‧‧退磁檢測器
410‧‧‧線電壓檢測器
411‧‧‧電流信號
412,612,712,912,1012‧‧‧多模式控制器
414,614,714,798,914,998,1014,1098‧‧‧信號調節元件
416,716‧‧‧濾波和補償元件
418,618,718,918,1018‧‧‧電流峰值控制器
420,426,504,506,620,626,720,722,726,920,922,926,1020,1022,1026‧‧‧比較器
422,622‧‧‧信號處理元件
424,624‧‧‧觸發器元件
428,628,728,928,1028‧‧‧驅動器
430,630,730,930,1003,1030‧‧‧信號產生器
432,632,732,932,1032‧‧‧斜坡補償組件
434,634,734,934,1034‧‧‧前緣遮沒(LEB)組件
436,636,736,936,1036‧‧‧線纜壓降補償元件
439,639,739,909,911,939,1009,1039‧‧‧經採樣並保持的信號
448,476,648,676,713,748,776,913,948,976,1013,1048,1076‧‧‧參考信號
450,454,456,458,470,472,474,478,480,482,483,484,526,528,650,656,670,672, 674,678,680,682,684,709,711,715,717,750,754,756,770,772,774,775,780,782,915,917,950,956,970,972,974,975,980,982,1015,1017,1050,1056,1070,1072,1074,1075,1080,1082,1095‧‧‧信號
452,652,752,952,1052‧‧‧控制信號
460,462,464,466,468,660,662,664,666,668,685,760,762,764,766,768,785,960,962,964,966,968,985,1060,1062,1064,1066,1068,1085‧‧‧端子
502‧‧‧電流比較器
508,518,724,924,1024‧‧‧邏輯元件
510‧‧‧QR模式元件
512‧‧‧CCM模式元件
514‧‧‧波谷跳躍模式元件
516‧‧‧頻率降低元件
517‧‧‧DCM和PWM模式元件
520‧‧‧驅動元件
522‧‧‧電流信號
524‧‧‧參考電流信號
530,532‧‧‧參考信號
616,916,1016‧‧‧補償元件
658,758,958,1058‧‧‧電流感測信號
671,771,971,1071‧‧‧補償電容器
719,919‧‧‧電壓信號
721,921,1021‧‧‧地電壓
778,984,1084‧‧‧退磁信號
790,990,1090‧‧‧放大器
792,794,796,992,994,996,1092,1096‧‧‧開關
795,797,995,997,1093‧‧‧採樣元件
799‧‧‧補償電容器所產生的電壓
818‧‧‧採樣脈衝
1094‧‧‧增益級
1097‧‧‧採樣信號
1099‧‧‧補償電容器所產生的電壓
820,828,1118‧‧‧電流感測信號的大小
第1圖是示出傳統的反激式電源變換系統的簡化圖式。
第2A圖是在斷續傳導模式(DCM)中操作的如第1圖所示的反激式電源變換系統的簡化傳統時序圖。
第2B圖是在連續傳導模式(CCM)中操作的如第1圖所示的反激式電源變換系統的簡化傳統時序圖。
第2C圖是在準諧振(QR)模式中操作的如第1圖所示的反激式電源變換系統的簡化傳統時序圖。
第3A圖是示出具有根據本發明一實施例控制器的電源變換系統的簡化圖式。
第3B圖是示出根據本發明一實施例如第3A圖所示的電源變換系統的開關頻率和流經如第3A圖所示的電源變換系統的初級繞組的初級電流的簡化圖式。
第3C圖是示出根據本發明另一實施例如第3A圖所示的電源變換系統的開關頻率和流經如第3A圖所示的電源變換系統的初級繞組的初 級電流的簡化圖式。
第3D圖是示出根據本發明一實施例根據如第3B圖所示的輸出負載和輸入電壓確定的如第3A圖所示的電源變換系統的多種操作模式的簡化圖式。
第4A圖是示出根據本發明一實施例作為如第3A圖所示的電源變換系統一部分的控制器的某些元件的簡化圖式。
第4B圖是示出根據本發明一實施例作為如第3A圖所示的控制器一部分的多模式控制器的某些元件的簡化圖式。
第5圖是示出根據本發明另一實施例作為如第3A圖所示的電源變換系統一部分的控制器的某些元件的簡化圖式。
第6圖是示出根據本發明又一實施例作為如第3A圖所示的電源變換系統一部分的控制器的某些元件的簡化圖式。
第7圖是根據本發明一個實施例的在連續傳導模式(CCM)中操作的包括如第6圖所示的控制器的電源變換系統的簡化時序圖。
第8圖是示出根據本發明又一實施例作為如第3A圖所示的電源變換系統一部分的控制器的某些元件的簡化圖式。
第9圖是示出根據本發明又一實施例作為如第3A圖所示的電源變換系統一部分的控制器的某些元件的簡化圖式。
第10圖是根據本發明一實施例在連續傳導模式(CCM)中操作包括如第9圖所示的控制器的電源變換系統的簡化時序圖。
本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了用於電壓調整和電流調整的系統和方法。僅僅作為示例，本發明已應用於電源變換系統。但是將認識到，本發明具有更廣泛的應用範圍。
參考第1圖，電源變換系統100中的功率損失通常包括切換損失和傳導損失。傳導損失通常與功率開關106的導通電阻相關聯。例如，當電源變換系統100接收高壓線輸入電壓時，構成功率損失的切換損失比 傳導損失要多。在另一示例中，當電源變換系統100接收低壓線輸入電壓時，如果為滿的/重的輸出負載，則構成功率損失的傳導損失比切換損失要多。因此，多種操作模式可被實現以便減少各種負載條件和/或輸入電壓下的電源變換系統的功率損失。
第3A圖是示出具有根據本發明一實施例之控制器的電源變換系統的簡化圖式。該圖式僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。電源變換系統300包括：初級繞組302；次級繞組304；輔助繞組314；功率開關306；電流感測電阻器308；整流二極體310和整流二極體316；電容器312和電容器318；電阻器320、電阻器322和電阻器324；以及系統控制器360。例如，功率開關306是雙極型電晶體。在另一示例中，功率開關306是MOS電晶體。
根據一個實施例，電源變換系300使用包括初級繞組302和次級繞組304的變壓器來將電源變換系統300的初級側和次級側相隔離。例如，電源變換系統300在初級側上接收輸入電壓370。在另一示例中，可通過輔助繞組314來提取與次級側上的輸出電壓326有關的資訊，並且根據與輸出電壓326相關的資訊來產生回饋信號354。在另一示例中，系統控制器360接收回饋信號354，並且產生用以接通和關斷功率開關306以便調整輸出電壓326的驅動信號356。在又一示例中，電源變換系統300的操作模式(例如，DCM、CCM、QR)受系統控制器360的影響。
第3B圖是示出根據本發明一實施例之電源變換系統300的開關頻率和流經電源變換系統300的初級繞組302的初級電流364的簡化圖式。該圖式僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。波形382表示當輸入電壓370為電壓線輸入電壓(例如，接近264V AC)時作為輸出負載的函數的電源變換系統300的開關頻率，並且波形388表示當輸入電壓370為高壓線輸入電壓時作為輸出負載的函數的電源變換系統300的初級電流364。
第3B圖示出了包括區域I、區域II、區域III、區域IV和區域V的五個區域。例如，如第3B圖所示，區域I表示L0和L1的輸出負載 範圍，區域II表示L1和L2的輸出負載範圍，並且區域III表示L2和L6的輸出負載範圍。在另一示例中，區域IV表示L6和L8的輸出負載範圍，並且區域V表示L8和L9的輸出負載範圍。在又一示例中，在大小上，L0 L1 L2 L3 L4 L6 L7 L8 L9。
根據一實施例，如第3B圖所示，如果電源變換系統300在無/輕/中等負載條件下(例如，在區域I、II和/或III中)，則電源變換系統300在DCM模式中操作。例如，如果輸出負載在區域I內(例如，無/極輕負載)，則初級電流364保持在低的大小394(例如，IS_min)，如波形388所示。例如，開關頻率隨著輸出負載的增大而增大(例如，如波形382所示)。在一些實施例中，電源變換系統300在脈衝-頻率調變(Pulse Frequency Modulation,PFM)模式中，例如，頻率降低模式中操作。例如，如果輸出負載在區域II內(例如，輕負載)，則開關頻率保持在大小390(例如，如波形382所示)。在另一示例中，初級電流364的大小隨著輸出負載的增大而增大(例如，如波形388所示)。在又一示例中，功率開關306的接通時間對於給定輸入電壓而增加。在某些實施例中，電源變換系統300在脈寬調變(Pulse Width Modulation,PWM)模式中操作。例如，如第3B圖所示，如果輸出負載在區域III(例如，中等負載)中，則在輸出負載的大小小於L3時，初級電流364的大小隨著輸出負載的增大而持續增大，並且然後，保持在L3與L4之間的負載範圍內的大小392處(例如，如波形388所示)。在另一示例中，如果輸出負載的大小大於L4，則初級電流364的大小隨著輸出負載的增大而增大(例如，如波形388所示)。在又一示例中，開關頻率隨著輸出負載的增大而增大直到達到最大頻率值396為止(例如，如波形382所示)。根據某些實施例，電源變換系統300在波谷跳躍模式中操作，在該模式中，當電源變換系統300在輔助繞組314的電壓358中檢測到第一波谷之外的波谷時開關週期就被觸發。
根據另一實施例，如第3B圖所示，如果輸出負載在區域IV內，則初級電流364的大小隨著輸出負載的增大而增大(例如，如波形388所示)。例如，開關頻率達到並保持在最大頻率值396(例如，在L6和L7的輸出負載範圍中)，則電源變換系統300在DCM模式中操作。在另一示 例中，如果開關頻率隨著輸出負載的增大而從最大頻率值396下降(例如，在L7和L8的輸出負載範圍中)，則電源變換系統300在QR模式或波谷切換模式中操作。即，當電源變換系統300在輔助繞組314的電壓358中檢測到波谷(例如，第一波谷)時，開關週期就被觸發。根據又一實施例，如果輸出負載在區域V內，則初級電流364的大小隨著輸出負載的增大繼續增加(例如，如波形388所示)。例如，開關頻率隨著輸出負載的增大而減小(例如，如波形382所示)，並且電源變換系統300在QR模式或波谷切換模式中操作。
第3C圖是示出根據本發明一實施例之電源變換系統300的開關頻率和流經電源變換系統300的初級繞組302的初級電流364的簡化圖式。該圖式僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。波形382表示當輸入電壓370為高壓線輸入電壓(例如，接近264V AC)時作為輸出負載的函數的電源變換系統300的開關頻率，波形384表示當輸入電壓370為低壓線輸入電壓(例如，接近90V AC)時作為輸出負載的函數的電源變換系統300的開關頻率，波形386表示當輸入電壓為低壓線輸入電壓時作為輸出負載的函數的電源變換系統300的初級電流364，並且波形388表示當輸入電壓370為高壓線輸入電壓時作為輸出負載的函數的電源變換系統300的初級電流364。
第3D圖是示出根據本發明一實施例之根據輸出負載和輸入電壓370確定的電源變換系統300的多種操作模式的簡化圖式。該圖式僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。例如，如第3D圖所示，由電源變換系統300接收的輸入電壓370在高壓線輸入電壓(例如，V2)與低壓線輸入電壓(例如，V0)之間。在又一示例中，V0 V1 V2。
根據一實施例，如第3B圖和第3C圖所示，如果電源變換系統300在無/輕負載條件下(例如，在區域I和/或II中)，則電源變換系統300在DCM模式中操作而不管輸入電壓370的大小如何。例如，如果輸出負載在區域I內(例如，無/極輕負載)，則初級電流364保持在低的大小 394(例如，IS_min)，如波形386和波形388所示。例如，開關頻率隨著輸出負載的增大而增大(例如，如波形382和波形384所示)。在一些實施例中，電源變換系統300在脈衝-頻率調變(PFM)模式中，例如，頻率降低模式中操作。例如，如果輸出負載在區域II內(例如，輕負載)，則開關頻率保持在大小390(例如，如波形382和波形384所示)。在另一示例中，初級電流364的大小隨著輸出負載的增大而增大(例如，如波形386和波形388所示)。在又一示例中，功率開關306的接通時間對於給定輸入電壓而增加。在某些實施例中，電源變換系統300在脈寬調變(PWM)模式中操作。
根據另一實施例，如第3C圖所示，如果輸出負載在區域III中(例如，中等負載)，則在輸出負載的大小小於L3時，初級電流364的大小隨著輸出負載的增大而持續增大，並且然後，保持在L3與L4之間的負載範圍內的大小392處(例如，如波形386和波形388所示)。例如，如果輸出負載的大小大於L4，則初級電流364的大小隨著輸出負載的增大而增大，並且在輸入電壓接近低壓線輸入電壓(例如，V0)時比在輸入電壓370接近高壓線輸入電壓(例如，V2)時增加得更快，如波形386和波形388所示。在另一示例中，當輸入電壓370處於高壓線輸入電壓(例如，V2)時，開關頻率的大小增大直到達到最大頻率值396為止(例如，L6處)，電源變換系統300在DCM模式中操作。在另一示例中，當輸入電壓370處於低壓線輸入電壓(例如，V0)時，開關頻率的大小增大直到達到最大頻率值397(例如，L5處)為止，並且電源變換系統300在DCM模式中操作。在一些實施例中，區域III與區域IV之間的邊界根據輸入電壓370的大小而變化。例如，當輸入電壓370處於高壓線輸入電壓(例如，V2)時，區域III與區域IV之間的邊界在輸出負載L6處。在另一示例中，當輸入電壓370處於低壓線輸入電壓(例如，V0)時，區域III與區域IV之間的邊界在輸出負載L5處。
根據又一實施例，如第3C圖所示，如果輸出負載在區域IV內，則初級電流364的大小隨著輸出負載的增加繼續增大，並且在輸入電壓370接近低壓線輸入電壓時比在輸入電壓370接近高壓線輸入電壓時增 大得更快(例如，如波形386和波形388所示)。例如，當輸入電壓370處於高壓線輸入電壓(例如，V2)時，開關頻率保持在最大頻率值396(例如，在L6和L7的輸出負載範圍中)，並且電源變換系統300在DCM模式中操作。然後，根據某些實施例，開關頻率隨著輸出負載的增加從最大頻率值396減小(例如，在L7和L8的輸出負載範圍中)，並且電源變換系統300在QR模式或波谷切換模式中操作。例如，當輸入電壓370處於低壓線輸入電壓(例如，V0)時，開關頻率的大小減小(例如，在L5和L8的輸出負載範圍中)直到達到最小頻率值398(例如，L8處)為止，並且電源變換系統300在QR模式中操作。
根據又一實施例，如第3C圖所示，如果輸出負載在區域V內，則初級電流364的大小隨著輸出負載的增加繼續增大，並且在輸入電壓370接近低壓線輸入電壓時比在輸入電壓370接近高壓線輸入電壓時增大得更快(例如，如波形386和波形388所示)。例如，當輸入電壓370接近高壓線輸入電壓(例如，V1與V2之間)時，開關頻率隨著輸出負載的增大繼續減小(例如，如波形382所示)。在另一示例中，如第3C圖和第3D圖所示，電源變換系統300在QR模式或波谷切換模式中操作。另一方面，在一些實施例中，當輸入電壓370接近低壓線輸入電壓(例如，V0與V1之間)時，開關頻率保持在最小頻率值398(例如，FSW_fix)。例如，如第3C圖和第3D圖所示，電源變換系統300在CCM模式中操作。在某些實施例中，區域IV與區域V之間的邊界根據輸入電壓370的大小而變化。
如上面討論並在此進一步強調的，第3B圖、第3C圖和第3D圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。例如，如第3D圖所示，區域I/II/III與區域IV之間的邊界(例如，L6)以及區域IV與區域V之間的邊界(例如，L8)針對高壓線輸入電壓被示出。在某些實施例中，這些邊界可隨著輸入電壓370的大小而變化。在另一示例中，當輸出負載在L6與L8的範圍內時，電源變換系統300是否在QR模式中操作取決於開關頻率。在又一示例中，當輸出負載在L8與L9的範圍內時，電源變換系統300是否在QR模式或CCM模式中操作取決於開關頻率。
第4A圖是示出根據本發明一實施例之作為電源變換系統300一部分的系統控制器360的某些元件的簡化圖式。該圖式僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。系統控制器360包括：誤差放大器402；緩衝器404；採樣和保持元件406；退磁檢測器408；線電壓檢測器410；多模式控制器412；信號調節元件414；濾波和補償元件416；電流峰值控制器418；比較器420和比較器426；信號處理元件422；觸發器元件424；驅動器428；信號產生器430；斜坡補償組件432；前緣遮沒(Leading Edge Blanking,LEB)組件434；線纜壓降補償元件436；電容器438；以及電阻器440、電阻器442、電阻器444和電阻器446。另外，系統控制器360包括端子460、端子462、端子464、端子466和端子468。
根據一實施例，通過輔助繞組314來提取與次級側上的輸出電壓326有關的資訊，並且根據與輸出電壓326有關的資訊產生回饋信號354。例如，系統控制器360在端子460(例如，端子FB)處接收回饋信號354。在另一示例中，回饋信號354由採樣和保持組件406採樣並保持。在又一示例中，經採樣並保持的信號439至少通過緩衝器404和電阻器440被提供給誤差放大器402並被與參考信號448相比較，並且作為回應，誤差放大器402產生信號450。在又一示例中，退磁檢測器408也接收回饋信號354，並向多模式控制器412輸出信號483。在又一示例中，如果驅動信號356(例如，PWM)處於邏輯高位準，則線電壓檢測器410被加電並從端子460(例如，端子FB)接收電流信號411。在又一示例中，線電壓檢測器410向多模式控制器412輸出信號484。
根據另一實施例，誤差放大器402向信號調節元件414輸出信號450，信號調節元件414向多模式控制器412輸出控制信號452(例如，EA_ctrl)以便影響(例如，選擇)電源變換系統300的操作模式(例如，QR模式、CCM模式或DCM模式)。例如，誤差放大器402向至少包括濾波和補償元件416的補償網路輸出信號450，濾波和補償元件416向電流峰值控制器418輸出信號454以影響初級繞組302的初級電流364。在另一示例中，電流峰值控制器418向比較器420產生信號456，比較器420接收與 初級電流364有關的信號470。在又一示例中，比較器420根據信號470和信號456的比較向信號處理元件422輸出信號472。因此，在一些實施例中，初級電流364的峰值被限制。
例如，比較器426至少通過LEB元件434接收與初級電流364有關的電流感測信號，並根據信號458與參考信號476的比較向信號處理元件422輸出信號474。在另一示例中，信號處理元件422將信號472與信號474相組合並向觸發器元件424輸出信號478，觸發器元件424還從多模式控制器412接收信號480。在又一示例中，觸發器元件424向信號產生器430輸出信號482以影響電源變換系統300的開關頻率。在又一示例中，驅動器428接收信號482並且向功率開關306輸出驅動信號356。在又一示例中，信號480指示電源變換系統300的操作模式(例如，QR模式、CCM模式或DCM模式)。
第4B圖是示出根據本發明一實施例之作為系統控制器360一部分的多模式控制器412的某些元件的簡化圖式。該圖式僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。例如，多模式控制器412包括：電流比較器502；比較器504和比較器506；邏輯元件508和邏輯元件518；QR模式(例如，CRM模式)元件510；CCM模式元件512；波谷跳躍模式元件514；頻率降低元件516；DCM和PWM模式元件517；以及驅動元件520。在另一示例中，電流比較器502被包括在線電壓檢測器410中。
根據一實施例，電流比較器502響應於驅動信號356而被啟動。例如，如果驅動信號356處於邏輯高位準，則電流比較器502從端子460(例如，端子FB)接收與輸入電壓370有關的電流信號522，將電流信號522與參考電流信號524相比較，並且輸出包括輸入電壓370的信號526。例如，控制信號452(例如，EA_ctrl)由比較器504和比較器506接收，並被分別與參考信號530和參考信號532相比較。在另一示例中，參考信號530與電源變換系統300的輸出負載的上限閾值相關聯，並且參考信號532與電源變換系統300的輸出負載的下限閾值相關聯。在又一示例中，邏輯元件508輸出指示電源變換系統300的輸出負載的信號528。
根據另一實施例，QR模式(例如，CRM模式)元件510、CCM模式元件512、波谷跳躍模式元件514接收信號526、信號528和控制信號452，而頻率降低元件516與DCM和PWM模式元件517接收信號528。例如，QR模式(例如，CRM模式)元件510、CCM模式元件512、波谷跳躍模式元件514、頻率降低元件516與DCM和PWM模式元件517中的至少一個至少根據與信號526、信號528和/或控制信號452相關聯的資訊被啟動。在另一示例中，當電源變換系統300處於無/極輕負載條件下時(例如，第3B圖)和第3C圖所示的區域I)，頻率降低元件516被啟動(例如，被選擇)並且電源變換系統300在DCM模式和PFM模式中操作。在又一示例中，如果電源變換系統300處於輕負載條件下(例如，第3B圖和第3C圖所示的區域II)，則DCM和PWM模式元件517被啟動(例如，被選擇)並且電源變換系統300在DCM模式和PWM模式中操作。在又一示例中，如果電源變換系統300處於中等負載條件下(例如，第3B圖和第3C圖所示的區域III)，則波谷跳躍模式元件514被啟動(例如，被選擇)並且電源變換系統300在DCM模式或波谷跳躍模式中操作。在又一示例中，當電源變換系統300處於中高負載條件下和/或具有高壓線輸入電壓時(例如，如第3B圖和第3C圖所示的區域IV或區域V的頂部)，則QR模式元件510被啟動(例如，被選擇)並且電源變換系統300在QR模式(例如，CRM模式或波谷切換模式)中操作。在又一示例中，當電源變換系統300處於具有低壓線輸入電壓的高負載條件下時(例如，如第3B圖和第3C圖所示的區域V的底部)，CCM模式元件512被啟動(例如，被選擇)並且電源變換系統300在CCM模式或固定頻率模式中操作。
第5圖是示出根據本發明另一實施例之作為電源變換系統300一部分的系統控制器360的某些元件的簡化圖式。該圖式僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。系統控制器360包括：誤差放大器602；採樣和保持元件606；退磁檢測器608；多模式控制器612；信號調節元件614；補償元件616；電流峰值控制器618；比較器620和比較器626；信號處理元件622；觸發器元件624；驅動器628；信號產生器630；斜坡補償組件632；前緣 遮沒(LEB)組件634；線纜壓降補償組件636；以及電容器638。另外，系統控制器360包括端子660、端子662、端子664、端子666、端子668和端子685。例如，補償電容器671被連接到端子685。
根據一實施例，系統控制器360在端子660(例如，端子FB)處接收回饋信號354。在另一示例中，回饋信號354由採樣和保持組件606採樣並保持。在又一示例中，經採樣並保持的信號639被提供給誤差放大器602並被與參考信號648相比較，並且作為回應，誤差放大器602至少與接收信號639和參考信號648的補償元件616一起產生信號650。在又一示例中，退磁檢測器608也接收回饋信號354，並向多模式控制器612輸出信號684。
根據另一實施例，信號調節元件614接收信號650並向多模式控制器612輸出控制信號652以影響電源變換系統300的操作模式(例如，QR模式、CCM模式、DCM模式)。例如，信號650被提供給電流峰值控制器618以便影響初級繞組302的初級電流364。在另一示例中，電流峰值控制器618向比較器620產生信號656，比較器620接收與初級電流364有關的信號670。在又一示例中，比較器620根據對信號670和信號656的比較向信號處理元件622輸出信號672。因此，在一些實施例中，初級電流364的峰值被限制。
例如，比較器626至少通過LEB元件634接收與初級電流364有關的電流感測信號658，並且根據對電流感測信號658和參考信號676的比較而向信號處理元件622輸出信號674。在另一示例中，信號處理元件622將信號672和信號674相組合並向觸發器元件624輸出信號678，觸發器元件624還接收來自多模式控制器612的信號680。在又一示例中，觸發器元件624向信號產生器630輸出信號682以便影響電源變換系統300的開關頻率。在又一示例中，驅動器628接收信號682並向功率開關306輸出驅動信號356。
在一些實施例中，除了上面所討論的電壓調整之外，系統控制器360還被實現用於電流調整。第6圖是示出根據本發明又一實施例之作為電源變換系統300一部分的系統控制器360的某些元件的簡化圖式。 該圖式僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。系統控制器360包括：誤差放大器702；緩衝器704；採樣和保持元件701、採樣和保持元件703和採樣和保持元件706；退磁檢測器708；多模式控制器712；信號調節元件714和信號調節元件798；濾波和補償元件716；電流峰值控制器718；比較器720、比較器722和比較器726；邏輯元件724；驅動器728；信號產生器730；斜坡補償組件732；前緣遮沒(LEB)組件734；線纜壓降補償元件736；電容器738；電阻器740、電阻器742、電阻器744和電阻器746；放大器790；以及開關792、開關794和開關796。採樣和保持元件701包括採樣元件795和電容器705，並且採樣和保持元件703包括採樣元件797和電容器707。另外，系統控制器360包括端子760、端子762、端子764、端子766、端子768和端子785。例如，補償電容器771被連接到端子785。
根據一實施例，系統控制器360在端子760(例如，端子FB)處接收回饋信號354。在另一示例中，回饋信號354由採樣和保持組件706採樣並保持。在又一示例中，經採樣並保持的信號739至少通過緩衝器704和電阻器740被提供給誤差放大器702並被與參考信號748相比較，並且作為回應，誤差放大器702產生信號750。在又一示例中，退磁檢測器708接收回饋信號354，並向多模式控制器712輸出退磁信號778。
根據另一實施例，誤差放大器702向信號調節元件714輸出信號750，信號調節元件714向多模式控制器712輸出控制信號752以便影響電源變換系統300的操作模式(例如，QR模式、CCM模式、DCM模式)。例如，誤差放大器702向至少包括濾波和補償元件716的補償網路輸出信號750，濾波和補償元件716向電流峰值控制器718輸出信號754以便影響初級繞組302的初級電流364。在另一示例中，電流峰值控制器718向比較器720產生信號756，比較器720接收與初級電流364有關的信號770。在又一示例中，比較器720根據對信號770和信號756的比較向邏輯元件724輸出信號772。因此，在一些實施例中，初級電流364的峰值被限制。
例如，比較器726至少通過LEB元件734接收與初級電流364有關的電流感測信號758，並且根據對電流感測信號758和參考信號776 的比較向邏輯元件724輸出信號774。在另一示例中，邏輯元件724還從比較器722接收信號775並從多模式控制器712接收信號780，並且向信號產生器730輸出信號782以便影響電源變換系統300的開關頻率。在又一示例中，驅動器728接收信號782並向功率開關306輸出驅動信號356。
在一實施例中，採樣和保持元件701和採樣和保持元件703在不同的時間對電流感測信號758進行採樣和保持。例如，開關792和開關794回應於指示退磁過程的退磁信號778而閉合或斷開，並且開關796回應於退磁信號778的互補信號(complementary signal)而閉合或斷開。在另一示例中，如果信號778指示系統300在退磁過程中操作，則開關792和開關794閉合而開關796斷開。在又一示例中，由於電容器705和電容器707上的電荷的重分佈而產生的電壓信號719在退磁過程期間被提供給放大器790。在又一示例中，電壓信號719被確定為如下： 其中，Vin表示電壓信號719，Vs1表示來自採樣和保持組件701的經採樣和保持的信號709，並且Vs2表示來自採樣和保持組件703的經採樣和保持的信號711。另外，C1表示電容器705的電容，並且C2表示電容器707的電容。作為一個示例，如果電容器705的電容等於電容器707的電容，則電壓信號719被確定為如下。
在另一實施例中，如果退磁信號778指示電源變換系統300未在退磁過程中操作，則開關792和開關794斷開，而開關796閉合。例如，地電壓721(例如，零)被提供給放大器790。在另一示例中，放大器790向信號調節元件798輸出信號715，信號調節元件798向比較器722產生信號717以便影響功率開關306的狀態和初級電流364。
第7圖是根據本發明一實施例之在連續傳導模式(CCM)中操作的包括如第6圖所示的系統控制器360的電源變換系統300的簡化時序圖。該圖式僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。波形802表示作為時間的函數的輔助繞組314的電壓358，波形804表示作為時間的函數的流經次 級繞組304的次級電流362，並且波形806表示作為時間的函數的電流感測信號758。另外，波形808表示作為時間的函數的採樣和保持元件701的內部採樣信號，波形810表示作為時間的函數的驅動信號356，並且波形812表示作為時間的函數的信號709。此外，波形814表示作為時間的函數的信號711，並且波形816表示補償電容器771所產生的電壓799。
第7圖示出了三個時段，包括導通時段Ton、退磁時段TDemag和關斷時段Toff。在CCM模式中，退磁時段TDemag在持續時間上近似等於關斷時段Toff。例如，Ton開始於時刻t15並結束於時刻t16，TDemag開始於時刻t16並結束於時刻t18，並且Toff開始於時刻t16並結束於時刻t18。在另一示例中，t15 t16 t17 t18。
根據一實施例，在導通時段的開始處(例如，t15處)，驅動信號356從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如，波形810所示的上升緣)。例如，作為回應，在採樣和保持元件701的內部採樣信號中產生採樣脈衝818(例如，如波形808所示)。在另一示例中，在採樣脈衝818的脈衝時段期間，採樣和保持元件701對大小增大的電流感測信號758進行採樣，並且保持接近導通時段的開始的電流感測信號758的大小820。在又一示例中，採樣和保持組件703在導通時段Ton期間對電流感測信號758採樣並且保持導通時段結束時(例如，t16處)的電流感測信號758的大小828。
根據另一實施例，在退磁時段期間，響應於退磁信號778，開關792和開關794閉合並且開關796斷開。例如，放大器790接收參考信號713和電壓信號719(例如，分別如波形812和波形814所示)，並且輸出信號715。在另一示例中，滿足下式：ʃ(Vcs_p(i)Vcs_0(i))×(U(t-Ts(i))-U(t-Ts(i)-Tdemag(i))dt-ʃVrefdt<a (式6)其中，i表示第i個開關週期，Vcs_p(i)表示當功率開關306關斷時的電流感測信號758的峰值大小，並且Vcs_0(i)表示當功率開關306接通時的電流感測信號758的大小。另外，Ts(i)表示開關時段的持續時間，Tdemag(i)表示退磁時段的持續時間，Vref表示參考信號713，U(t)是單位階躍函數，並且a表示閾值。
在另一示例中，根據式6可獲得下式： 其中，V cs_p =I S_P ×R S ，V cs_0=I S_0×R S ，IS_P表示當功率開關306關斷時初級繞組302的初級電流364的峰值大小，IS_0表示當功率開關306接通時初級繞組302的初級電流364的峰值大小，並且RS表示電流感測電阻器308的電阻。因此，在一些實施例中，傳遞到輸出負載的功率被控制為使得輸出電流近似保持恒定。
第8圖是根據本發明又一實施例之作為電源變換系統300一部分的系統控制器360的某些元件的簡化圖式。該圖式僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。系統控制器360包括：誤差放大器902；採樣和保持元件906；退磁檢測器908；多模式控制器912；信號調節元件914；補償元件916；電流峰值控制器918；比較器920、比較器922和比較器926；邏輯元件924；驅動器928；信號產生器930；斜坡補償組件932；前緣遮沒(LEB)組件934；線纜壓降補償組件936；以及電容器938。此外，系統控制器360包括：採樣和保持元件901和採樣和保持元件903；開關992、開關994和開關996；放大器990；以及信號調節元件998。採樣和保持元件901包括採樣元件995和電容器905，並且採樣和保持元件903包括採樣元件997和電容器907。另外，系統控制器360包括端子960、端子962、端子964、端子966、端子968和端子985。例如，補償電容器971被連接到端子985。
根據一實施例，系統控制器360在端子960(例如，端子FB)處接收回饋信號354。在另一示例中，回饋信號354由採樣和保持組件906採樣並保持。在又一示例中，經採樣並保持的信號939被提供給誤差放大器902並被與參考信號948相比較，並且作為回應，誤差放大器902至少與經採樣並保持的信號939和參考信號948的補償元件916一起產生信號950。在又一示例中，退磁檢測器908也接收回饋信號354，並向多模式控制器912輸出退磁信號984。
根據另一實施例，信號調節元件914接收信號950並向多模式控制器912輸出控制信號952以便影響電源變換系統300的操作模式(例如，QR模式、CCM模式、DCM模式)。例如，信號950被提供給電流峰 值控制器918以便影響初級繞組302的初級電流364。在另一示例中，電流峰值控制器918向比較器920產生信號956，比較器920接收與初級電流364有關的信號970。在又一示例中，比較器920根據對信號970和信號956的比較向邏輯元件924輸出信號972。因此，在一些實施例中，初級電流364的峰值被限制。
例如，比較器926至少通過LEB元件934接收與初級電流364有關的電流感測信號958，並且根據對電流感測信號958和參考信號976的比較向邏輯元件924輸出信號974。在另一示例中，邏輯元件924還從比較器922接收信號975並從多模式控制器912接收信號980，並且向信號產生器930輸出信號982以便影響電源變換系統300的開關頻率。在又一示例中，驅動器928接收信號982並向功率開關306輸出驅動信號356。
在一實施例中，採樣和保持元件901和採樣和保持元件903在不同的時間對電流感測信號958進行採樣和保持。例如，開關992和開關994回應於指示退磁過程的退磁信號984而閉合或斷開，並且開關996回應於退磁信號984的互補信號而閉合或斷開。在另一示例中，如果退磁信號984指示電源變換系統300在退磁過程中操作，則開關992和開關994閉合而開關996斷開。在又一示例中，由於電容器905和電容器907上的電荷的重分佈而產生的電壓信號919在退磁過程期間被提供給放大器990。在又一示例中，電壓信號919被確定為如下： 其中，Vin表示電壓信號919，Vs1表示來自採樣和保持組件901的經採樣和保持的信號909，並且Vs2表示來自採樣和保持組件903的經採樣和保持的信號911。另外，C1表示電容器905的電容，並且C2表示電容器907的電容。作為一個示例，如果電容器905的電容等於電容器907的電容，則電壓信號919被確定為如下。
在另一實施例中，如果退磁信號984指示退磁過程已完成，則開關992和開關994斷開，而開關996閉合。例如，地電壓921(例如，零)被提供給放大器990，放大器990還接收參考信號913。在另一示例中， 放大器990向信號調節元件998輸出信號915，信號調節元件998向比較器922產生信號917以便影響功率開關306的狀態和初級電流364。
如上面討論並在此進一步強調的，第6圖、第7圖和第8圖僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。例如，第7圖所示的波形也適用於具有如8圖所示的系統控制器360的電源變換系統300。在另一示例中，第7圖和第6圖和/或第8圖所示的方案還適用於在各種模式(包括DCM模式和QR模式(例如，CRM模式)中操作的電源變換系統300。
第9圖是根據本發明又一實施例之作為電源變換系統300一部分的系統控制器360的某些元件的簡化時序圖。該圖式僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。系統控制器360包括：誤差放大器1002；採樣和保持元件1006；退磁檢測器1008；多模式控制器1012；信號調節元件1014；補償元件1016；電流峰值控制器1018；比較器1020、比較器1022和比較器1026；邏輯元件1024；驅動器1028；信號產生器1030；斜坡補償組件1032；前緣遮沒(LEB)組件1034；線纜壓降補償組件1036；以及電容器1038。此外，系統控制器360包括：採樣和保持元件1001；信號產生器1003；開關1092和開關1096；增益級1094；放大器1090；以及信號調節元件1098。採樣和保持元件1001包括採樣元件1093和電容器1005。另外，系統控制器360包括端子1060、端子1062、端子1064、端子1066、端子1068和端子1085。例如，補償電容器1071被連接到端子1085。
根據一實施例，誤差放大器902、採樣和保持元件906、退磁檢測器908、多模式控制器912、信號調節元件914、補償元件916、電流峰值控制器918、比較器920、比較器922、比較器926、邏輯元件924、驅動器928、信號產生器930、斜坡補償組件932、前緣遮沒(LEB)組件934、線纜壓降補償組件936、電容器938、開關992、開關996、放大器990以及信號調節元件998分別與誤差放大器1002、採樣和保持元件1006、退磁檢測器1008、多模式控制器1012、信號調節元件1014、補償元件1016、電流峰值控制器1018、比較器1020、比較器1022、比較器1026、邏輯元 件1024、驅動器1028、信號產生器1030、斜坡補償組件1032、前緣遮沒(LEB)組件1034、線纜壓降補償組件1036、電容器1038、開關1092、開關1096、放大器1090以及信號調節元件1098相同。
根據一實施例，系統控制器360在端子1060(例如，端子FB)處接收回饋信號354。在另一示例中，回饋信號354由採樣和保持組件1006採樣並保持。在又一示例中，經採樣並保持的信號1039被提供給誤差放大器1002並被與參考信號1048相比較，並且作為回應，誤差放大器1002至少與經採樣並保持的信號1039和參考信號1048的補償元件1016一起產生信號1050。在又一示例中，退磁檢測器1008也接收回饋信號354，並向多模式控制器1012輸出退磁信號1084。
根據另一實施例，信號調節元件1014接收信號1050並向多模式控制器1012輸出控制信號1052以便影響電源變換系統300的操作模式(例如，QR模式、CCM模式、DCM模式)。例如，信號1050被提供給電流峰值控制器1018以便影響初級繞組302的初級電流364。在另一示例中，電流峰值控制器1018向比較器1020產生信號1056，比較器1020接收與初級電流364有關的信號1070。在又一示例中，比較器1020根據對信號1070和信號1056的比較向邏輯元件1024輸出信號1072。因此，在一些實施例中，初級電流364的峰值被限制。
例如，比較器1026至少通過LEB元件1034接收與初級電流364有關的電流感測信號1058，並且根據對電流感測信號1058和參考信號1076的比較向邏輯元件1024輸出信號1074。在另一示例中，邏輯元件1024還從比較器1022接收信號1075並從多模式控制器1012接收信號1080，並且向信號產生器1030輸出信號1082以便影響電源變換系統300的開關頻率。在又一示例中，驅動器1028接收信號1082並向功率開關306輸出驅動信號356。
在一個實施例中，信號產生器1003接收驅動信號356並且向採樣和保持元件1001輸出採樣信號1097。例如，作為回應，採樣和保持元件1001採樣電流感測信號1058並且保持功率開關306的導通時段的中點處的電流感測信號1058的大小。例如，經採樣和保持的信號1009被提 供給增益級1094。在另一示例中，開關1092回應於指示退磁過程的退磁信號1084而閉合或斷開，並且開關1096回應於退磁信號1084的互補信號而閉合或斷開。在又一示例中，如果退磁信號1084指示電源變換系統300在退磁過程期間操作，則開關1092閉合而開關1096斷開。在又一示例中，增益級1094通過開關1092向放大器1090輸出信號1095。在又一示例中，另一方面，如果退磁信號1084指示退磁過程已完成，則開關1092斷開並且開關1096閉合。在又一示例中，地電壓1021(例如，零)被提供給放大器1090。在另一示例中，放大器1090向信號調節元件1098輸出信號1015，信號調節元件1098向比較器1022產生信號1017以便影響功率開關306的狀態和初級電流364。
第10圖是根據本發明一實施例之在連續傳導模式(CCM)中操作的包括如第9圖所示的系統控制器360的電源變換系統300的簡化時序圖。該圖式僅僅是示例，其不應當不當地限制申請專利範圍的範圍。本領域技術人員將認識到許多變體、替換和修改。波形1102表示作為時間的函數的輔助繞組314的電壓358，波形1104表示作為時間的函數的流經次級繞組304的次級電流362，並且波形1106表示作為時間的函數的電流感測信號1058。另外，波形1108表示作為時間的函數的採樣和保持元件1001的內部採樣信號，波形1110表示作為時間的函數的驅動信號356，並且波形1112表示作為時間的函數的經採樣並保持的信號1009。此外，波形1114表示作為時間的函數的退磁信號1084，並且波形1116表示補償電容器1071所產生的電壓1099。
第10圖示出了三個時段，包括導通時段Ton、退磁時段TDemag和關斷時段Toff。在CCM模式中，退磁時段TDemag在持續時間上近似等於關斷時段Toff。例如，Ton開始於時刻t19並結束於時刻t21，TDemag開始於時刻t21並結束於時刻t22，並且Toff開始於時刻t21並結束於時刻t22。在另一示例中，t19 t20 t21 t22。
根據一實施例，在導通時段的開始處(例如，t19處)，採樣信號1097從邏輯低位準變為邏輯高位準。例如，在導通時段的中點處(例如，t20處)，採樣信號1097從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如，如波形 1108所示的下降緣)。在另一示例中，作為回應，採樣和保持元件1001採樣電流感測信號1158並且保持電流感測信號1158的大小1118(例如，如波形1108和波形1112所示)。在又一示例中，大小1118被確定為如下： 其中，Vcs_p表示在開關週期期間當功率開關306關斷時的電流感測信號1058的峰值大小，並且Vcs_0表示在該開關週期期間當功率開關306接通時的電流感測信號1058的大小。
根據另一實施例，在退磁時段期間，響應於退磁信號1084，開關1092閉合並且開關1096斷開。例如，增益級1094通過開關1092向放大器1090輸出信號1095，並且放大器1090輸出信號1015。在另一示例中，滿足下式： 其中，i表示第i個開關週期，(i)表示在第i個開關週期期間在導通時段的中點處的電流感測信號1058的大小，並且Ts(i)表示開關時段的持續時間。另外，Tdemag(i)表示退磁時段的持續時間，Vref表示參考信號1013，並且G表示比率。
在另一示例中，根據式11可獲得下式： 因此，在一些實施例中，傳遞到輸出負載的功率被控制為使得輸出電流近似保持恒定。例如，如果G=2，則式(7)變得與式(4)相同，並且式(8)變得與式(5)相同。
根據另一實施例，一種用於調整電源變換系統的系統控制器包括操作模式選擇元件和驅動元件。操作模式選擇元件被配置以接收與所述電源變換系統的輸出負載相關的第一信號和與所述電源變換系統接收的輸入信號相關的第二信號，並且至少根據與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊輸出模式選擇信號。驅動元件被配置以接收所述模式選擇信號並且至少根據與所述模式選擇信號相關聯的資訊產生驅動信號，所述驅動信號對應於開關頻率。所述操作模式選擇元件還被配置為：如果所述輸出負載被確定為在大小上大於第一負載閾值並且所述輸入信號被確定為大 於輸入閾值，則當所述開關頻率被確定為小於第一頻率閾值且大於第二頻率閾值時，產生與準諧振模式相對應的所述模式選擇信號。另外，所述操作模式選擇元件還被配置為：如果所述輸出負載被確定為在大小上大於所述第一負載閾值並且所述輸入信號被確定為小於所述輸入閾值，則當所述開關頻率被確定為等於所述第二頻率閾值時，產生與連續傳導模式相對應的所述模式選擇信號。例如，該系統控制器至少根據第3A圖、第3B圖、第3C圖、第4A圖、第4B圖和/或第5圖來實現。
根據又一實施例，一種用於調整電源變換系統的系統控制器包括驅動元件、第一採樣和保持元件、第二採樣和保持元件、第一開關、第二開關和信號處理元件。驅動元件被配置以輸出驅動信號以便影響所述電源變換系統的輸出信號，所述驅動信號與開關週期所對應的開關頻率相關聯，所述開關週期包括導通時段和退磁時段。第一採樣和保持組件包括第一電容器，並被配置以在所述導通時段期間至少在第一時間處採樣並保持與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的電流感測信號，並且至少根據與所述電流感測信號相關聯的資訊產生第一所保持採樣信號。第二採樣和保持元件包括第二電容器，並被配置以在所述導通時段期間至少在第二時間處採樣並保持所述電流感測信號，並且至少根據與所述電流感測信號相關聯的資訊產生第二所保持採樣信號，所述第二時間晚於所述第一時間。第一開關包括第一開關端子和第二開關端子，所述第一開關端子被耦合到所述第一電容器，所述第二開關端子被耦合到所述第二電容器，所述第一開關還被配置以在所述退磁時段期間閉合並且在所述導通時段期間斷開。第二開關包括第三開關端子和第四開關端子，所述第三開關端子被耦合到所述第一開關端子，所述第二開關還被配置以在所述退磁時段期間閉合並且在所述導通時段期間斷開。信號處理元件被配置為如果所述第一開關和所述第二開關閉合則從所述第四開關端子接收組合信號，並且至少根據與所述組合信號相關聯的資訊向所述驅動元件輸出經處理信號。例如，該系統控制器至少根據第6圖、第7圖和/或第8圖來實現。
根據又一實施例，一種用於調整電源變換系統的系統控制器包括驅動元件、採樣和保持元件、開關、信號處理元件和操作模式選擇元 件。驅動元件被配置以輸出驅動信號以便影響所述電源變換系統的輸出信號，所述驅動信號與開關週期所對應的開關頻率相關聯，所述開關週期包括導通時段和退磁時段。採樣和保持元件包括第一電容器，並被配置以在所述導通時段的中點處採樣並保持與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯的電流感測信號，並且至少根據與所述電流感測信號相關聯的資訊產生所保持採樣信號。開關，包括第一開關端子和第二開關端子，所述第一開關端子被耦合到所述第一電容器，所述開關還被配置以在所述退磁時段期間閉合並且在所述導通時段期間斷開。信號處理元件，被配置為如果所述開關閉合則從所述第二開關端子接收第三信號，並且至少根據與所述第三信號相關聯的資訊向所述驅動元件輸出經處理信號。操作模式選擇元件，被配置以接收與所述電源變換系統的輸出負載相關的第一信號和與所述電源變換系統接收的輸入信號相關的第二信號，並且至少根據與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊輸出模式選擇信號。所述驅動元件還被配置以接收所述模式選擇信號並且至少根據與所述模式選擇信號相關聯的資訊產生所述驅動信號。例如，該系統控制器至少根據第9圖和/或第10圖來實現。
在一實施例中，一種用於調整電源變換系統的方法包括：接收與所述電源變換系統的輸出負載相關的第一信號和與所述電源變換系統接收的輸入信號相關的第二信號；處理與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊；並且至少根據與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊產生模式選擇信號。另外，該方法包括：接收所述模式選擇信號；處理與所述模式選擇信號相關聯的資訊；並且至少根據與所述模式選擇信號相關聯的資訊產生驅動信號。用於至少根據與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊產生模式選擇信號的處理包括：如果所述輸出負載被確定為在大小上大於第一負載閾值並且所述輸入信號被確定為大於輸入閾值，則當所述開關頻率被確定為小於第一頻率閾值且大於第二頻率閾值時產生與準諧振模式相對應的所述模式選擇信號。用於至少根據與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊產生模式選擇信號的處理包括：如果所述輸出負載被確定為在大小上大於所述第一負載閾值並且所述輸入信號被確定為小 於所述輸入閾值，則當所述開關頻率被確定為等於所述第二頻率閾值時產生與連續傳導模式相對應的所述模式選擇信號。例如，該方法至少根據第3A圖、第3B圖、第3C圖、第4A圖、第4B圖和/或第5圖來實現。
在另一實施例中，一種用於調整電源變換系統的方法包括：產生驅動信號以便影響所述電源變換系統的輸出信號，所述驅動信號與開關週期所對應的開關頻率相關聯，所述開關週期包括導通時段和退磁時段；並且至少由第一採樣和保持組件在所述導通時段期間至少在第一時間處採樣並保持電流感測信號以產生第一所保持採樣信號，所述電流感測信號與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯，所述第一採樣和保持元件包括第一電容器。該方法還包括至少由第二採樣和保持元件在所述導通時段期間至少在第二時間處採樣並保持所述電流感測信號以產生第二所保持採樣信號，所述第二採樣和保持元件包括第二電容器，所述第二時間晚於所述第一時間。另外，該方法包括：至少由第一開關在所述退磁時段期間產生組合信號，所述第一開關包括耦合到所述第一電容器的第一開關端子和耦合到所述第二電容器的第二開關端子；至少由第二開關接收所述組合信號，所述第二開關包括第三開關端子和第四開關端子，所述第三開關端子被耦合到所述第一開關端子；以及在所述退磁時段期間至少根據與所述組合信號相關聯的資訊輸出經處理信號。例如，該方法至少根據第6圖、第7圖和/或第8圖來實現。
在又一實施例中，一種用於調整電源變換系統的方法包括：接收與所述電源變換系統的輸出負載相關的第一信號和與所述電源變換系統接收的輸入信號相關的第二信號；處理與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊；並且至少根據與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊產生模式選擇信號。該方法還包括：接收所述模式選擇信號；處理與所述模式選擇信號相關聯的資訊；並且至少根據與所述模式選擇信號相關聯的資訊產生所述驅動信號以便影響所述電源變換系統的輸出信號，所述驅動信號與開關週期所對應的開關頻率相關聯，所述開關週期包括導通時段和退磁時段。另外，該方法包括：至少由採樣和保持組件在所述導通時段的中點處採樣並保持電流感測信號以產生所保持的採樣信號，所述電流感 測信號與流經所述電源變換系統的初級繞組的初級電流相關聯，所述採樣和保持元件包括電容器；在所述退磁時段期間至少通過耦合到所述電容器的開關接收第三信號；以及在所述退磁時段期間至少根據與所述第三信號相關聯的資訊輸出經處理信號。例如，該方法至少根據第9圖和/或第10圖來實現。
例如，本發明各個實施例中的一些或所有元件單獨地和/或與至少另一元件相組合地是利用一個或多個軟體元件、一個或多個硬體元件和/或軟體與硬體元件的一種或多種組合來實現的。在另一示例中，本發明各個實施例中的一些或所有元件單獨地和/或與至少另一元件相組合地在一個或多個電路中實現，例如在一個或多個類比電路和/或一個或多個數位電路中實現。在又一示例中，本發明的各個實施例和/或示例可以相組合。
雖然已描述了本發明的具體實施例，然而本領域技術人員將明白，還存在與所述實施例等同的其他實施例。因此，將明白，本發明不受所示具體實施例的限制，而是僅由申請專利範圍的範圍來限定。
300‧‧‧電源變換系統
302‧‧‧初級繞組
304‧‧‧次級繞組
306‧‧‧功率開關
308‧‧‧電流感測電阻器
310,316‧‧‧整流二極體
312,318‧‧‧電容器
314‧‧‧輔助繞組
320,322,324‧‧‧電阻器
326‧‧‧輸出電壓
354‧‧‧回饋信號
356‧‧‧驅動信號
358‧‧‧輔助繞組的電壓
360‧‧‧系統控制器
362‧‧‧次級電流
364‧‧‧初級電流
370‧‧‧輸入電壓

Claims (53)

  1. 一種用於調整電源變換系統的系統控制器，該系統控制器包括：一操作模式選擇元件，配置以接收與該電源變換系統的一輸出負載相關的一第一信號和與該電源變換系統接收的一輸入信號相關的一第二信號，並且至少根據與該第一信號和該第二信號相關聯的資訊輸出一模式選擇信號；以及一驅動元件，配置以接收該模式選擇信號並且至少根據與該模式選擇信號相關聯的資訊產生一驅動信號，該驅動信號對應於一開關頻率；其中，該操作模式選擇元件進一步被配置為：如果該輸出負載被確定為在大小上大於一第一負載閾值並且該輸入信號被確定為大於一輸入閾值，則當該開關頻率被確定為小於該第一頻率閾值且大於一第二頻率閾值時產生與一準諧振模式相對應的該模式選擇信號；並且如果該輸出負載被確定為在大小上大於該第一負載閾值並且該輸入信號被確定為小於該輸入閾值，則當該開關頻率被確定為等於該第二頻率閾值時產生與一連續傳導模式相對應的該模式選擇信號。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中該操作模式選擇元件進一步被配置以在一第一時段期間從一端子接收該第一信號並且在一第二時段期間從該端子接收該第二信號。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述的系統控制器，其中該第一時段和該第二時段不同。
  4. 依據申請專利範圍第2項所述的系統控制器，其中：該第一信號是一電壓信號；以及該第二信號是一電流信號。
  5. 依據申請專利範圍第2項所述的系統控制器，進一步包括：一信號處理元件，配置以接收一回饋信號並且至少根據與該回饋信號相關聯的資訊產生該第一信號；以及一信號檢測器，配置以至少根據與該輸入信號相關聯的資訊產生該第二信號。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述的系統控制器，其中該信號處理元件包括： 一採樣元件，配置以接收該回饋信號並且至少根據與該回饋信號相關聯的資訊輸出一經採樣信號；一誤差放大器，配置以接收該經採樣信號並且至少根據與該經採樣信號相關聯的資訊輸出與該第一信號相關的一誤差信號。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中該操作模式選擇元件進一步被配置為：如果該輸出負載被確定為在大小上小於該第一負載閾值且大於一第二負載閾值，則當該開關頻率被確定為小於該第一頻率閾值且大於該第二頻率閾值時產生與該準諧振模式相對應的該模式選擇信號。
  8. 依據申請專利範圍第7項所述的系統控制器，其中該操作模式選擇元件進一步被配置為：如果該輸出負載被確定為在大小上小於該第一負載閾值且大於該第二負載閾值，則當該開關頻率被確定為等於該第一頻率閾值時產生與一斷續傳導模式相對應的該模式選擇信號。
  9. 依據申請專利範圍第7項所述的系統控制器，其中該操作模式選擇元件進一步被配置為：如果該輸出負載被確定為在大小上小於該第二負載閾值，則產生與一斷續傳導模式相對應的該模式選擇信號。
  10. 依據申請專利範圍第9項所述的系統控制器，其中該斷續傳導模式是從由下列模式所組成的群組中所選出的一個模式：一波谷跳躍模式、一頻率調變模式和一脈寬調變模式。
  11. 依據申請專利範圍第10項所述的系統控制器，其中該操作模式選擇元件進一步包括一斷續傳導模式選擇器，該斷續傳導模式選擇器被配置以接收該第一信號，並且如果該輸出負載被確定為在大小上小於該第二負載閾值，則產生與該斷續傳導模式相對應的該模式選擇信號。
  12. 依據申請專利範圍第7項所述的系統控制器，其中該第二負載閾值在大小上隨著該輸入信號而變化。
  13. 依據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中該操作模式選擇元件包括一比較器，該比較器被配置以接收該第二信號和一參考信號，並且至少根據與該第二信號和該參考信號相關聯的資訊輸出一比較信號。
  14. 依據申請專利範圍第13項所述的系統控制器，其中該操作模式選擇元件包括一連續傳導模式選擇器，該連續傳導模式選擇器被配置以接收該第一信號和該比較信號，並且如果該輸出負載被確定為在大小上大於該第一負載閾值並且該輸入信號被確定為小於該輸入閾值，則產生與該連續傳導 模式相對應的該模式選擇信號。
  15. 依據申請專利範圍第13項所述的系統控制器，其中該操作模式選擇元件包括一準諧振模式選擇器，該準諧振模式選擇器被配置以：接收該第一信號和該比較信號；如果該輸出負載被確定為在大小上大於該第一負載閾值並且該輸入信號被確定為大於該輸入閾值，則產生與該準諧振模式相對應的該模式選擇信號；並且如果該輸出負載被確定為在大小上小於該第一負載閾值且大於第二負載閾值，則產生與該準諧振模式相對應的該模式選擇信號。
  16. 依據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中該輸入信號是一輸入線電壓。
  17. 依據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中該驅動元件包括：一觸發器元件，配置以接收該模式選擇信號並且至少根據與該模式選擇信號相關聯的資訊向該操作模式選擇元件輸出一頻率調變信號；以及一驅動器，配置以接收該頻率調變信號並且至少根據與該頻率調變信號相關聯的資訊輸出該驅動信號。
  18. 依據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中該準諧振模式是從由下列模式組成的群組中所選出的一個模式：一波谷切換模式和一臨界傳導模式。
  19. 依據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，進一步包括一初級側感測元件，該初級側感測元件被配置以接收來自該電源變換系統的一輔助繞組的一回饋信號。
  20. 依據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中該第一負載閾值在大小上隨著該輸入信號而變化。
  21. 依據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中，該輸入信號在大小上大於一第三閾值且在大小上小於一第四閾值；以及該輸入閾值大於該第三閾值且小於該第四閾值。
  22. 一種用於調整電源變換系統的系統控制器，該系統控制器包括：一驅動元件，配置以輸出一驅動信號以便影響該電源變換系統的一輸出信號，該驅動信號與一開關週期所對應的一開關頻率相關聯，該開關週 期包括一導通時段和一退磁時段；一第一採樣和保持組件，包括一第一電容器，並被配置以在該導通時段期間至少在一第一時間處採樣並保持與流經該電源變換系統的一初級繞組的一初級電流相關聯的一電流感測信號，並且至少根據與該電流感測信號相關聯的資訊產生一第一所保持採樣信號；一第二採樣和保持元件，包括一第二電容器，並被配置以在該導通時段期間至少在一第二時間處採樣並保持該電流感測信號，並且至少根據與該電流感測信號相關聯的資訊產生一第二所保持採樣信號，該第二時間晚於該第一時間；一第一開關，包括一第一開關端子和一第二開關端子，該第一開關端子被耦合到該第一電容器，該第二開關端子被耦合到該第二電容器，該第一開關進一步被配置以在該退磁時段期間閉合並且在該導通時段期間斷開；一第二開關，包括一第三開關端子和一第四開關端子，該第三開關端子被耦合到該第一開關端子，該第二開關進一步被配置以在該退磁時段期間閉合並且在該導通時段期間斷開；以及一信號處理元件，配置為如果該第一開關和該第二開關閉合則從該第四開關端子接收一組合信號，並且至少根據與該組合信號相關聯的資訊向該驅動元件輸出一經處理信號。
  23. 依據申請專利範圍第22項所述的系統控制器，進一步包括：一操作模式選擇元件，配置以接收與該電源變換系統的一輸出負載相關的一第一信號和與該電源變換系統接收的一輸入信號相關的一第二信號，並且至少根據與該第一信號和該第二信號相關聯的資訊輸出一模式選擇信號；其中，該驅動元件進一步被配置以接收該模式選擇信號並且至少根據與該模式選擇信號相關聯的資訊產生該驅動信號。
  24. 依據申請專利範圍第23項所述的系統控制器，其中該操作模式選擇元件進一步被配置為：如果該輸出負載被確定為在大小上大於一第一負載閾值並且該輸入信號被確定為大於一輸入閾值，則當該開關頻率被確定為小於一第一頻率閾值且大於一第二頻率閾值時產生與一準諧振模式相對應的該模式選擇信 號；並且如果該輸出負載被確定為在大小上大於該第一負載閾值並且該輸入信號被確定為小於該輸入閾值，則當該開關頻率被確定為等於該第二頻率閾值時產生與一連續傳導模式相對應的該模式選擇信號。
  25. 依據申請專利範圍第23項所述的系統控制器，進一步包括：一信號產生器，配置以接收與該輸出信號相關聯的一回饋信號並且至少根據與該回饋信號相關聯的資訊產生該第一信號；以及一信號檢測器，配置以至少根據與該輸入信號相關聯的資訊產生該第二信號。
  26. 依據申請專利範圍第25項所述的系統控制器，其中該信號產生器包括：一採樣元件，配置以接收該回饋信號並且至少根據與該回饋信號相關聯的資訊輸出一經採樣信號；以及一誤差放大器，配置以接收該經採樣信號並且至少根據與該經採樣信號相關聯的資訊輸出與該第一信號相關的一誤差信號。
  27. 依據申請專利範圍第26項所述的系統控制器，進一步包括：一斜坡補償元件，配置以接收該電流感測信號並且至少根據與該電流感測信號相關聯的資訊輸出一斜坡補償信號；以及一第一比較器，配置以接收該斜坡補償信號並且至少根據與該斜坡補償信號相關聯的資訊向該驅動元件輸出一第一比較信號。
  28. 依據申請專利範圍第27項所述的系統控制器，進一步包括：一低通濾波和補償元件，配置以接收該經採樣信號和該誤差信號，並且至少根據與該經採樣信號和該誤差信號相關聯的資訊輸出一補償信號；一電流峰值控制器，配置以接收該補償信號並且至少根據與該補償信號相關聯的資訊產生該電流峰值控制信號；以及一第二比較器，配置以接收該電流峰值控制信號並且至少根據與該電流峰值控制信號和該電流感測信號相關聯的資訊向該驅動元件輸出一第二比較信號。
  29. 依據申請專利範圍第27項所述的系統控制器，進一步包括：一補償部件，配置以接收該經採樣信號並且至少根據與該經採樣信號相關聯的資訊輸出一補償信號；一電流峰值控制器，配置以至少接收該補償信號並且至少根據與該補 償信號相關聯的資訊產生該電流峰值控制信號；以及一第二比較器，配置以接收該補償信號並且至少根據與該電流峰值控制信號和該電流感測信號相關聯的資訊向該驅動元件輸出一第二比較信號。
  30. 依據申請專利範圍第22項所述的系統控制器，其中，與該第一電容器相關聯的一第一電容等於與該第二電容器相關聯的一第二電容。
  31. 依據申請專利範圍第30項所述的系統控制器，其中該組合信號的大小等於該第一所保持採樣信號與該第二所保持採樣信號之和的一半。
  32. 依據申請專利範圍第22項所述的系統控制器，其中該信號處理元件包括：一放大器，配置以在該退磁時段期間接收該組合信號並且至少根據與該組合信號相關聯的資訊與一第三電容器一起產生一放大信號；以及一比較器，配置以至少根據與該放大信號和該電流感測信號相關聯的資訊產生一經處理信號。
  33. 依據申請專利範圍第22項所述的系統控制器，其中該信號處理元件進一步被配置以在該導通時段期間接收一地電壓並且至少根據與該地電壓相關聯的資訊向該驅動元件輸出該經處理信號。
  34. 依據申請專利範圍第22項所述的系統控制器，其中該第一時間在該導通時段的開始處，並且該第二時間在該導通時段的結束處。
  35. 依據申請專利範圍第22項所述的系統控制器，其中該輸出信號包括一電流信號。
  36. 依據申請專利範圍第22項所述的系統控制器，其中該第一開關端子通過一第一元件被耦合到該第一電容器。
  37. 依據申請專利範圍第22項所述的系統控制器，其中該第二開關端子通過一第二元件被耦合到該第二電容器。
  38. 依據申請專利範圍第22項所述的系統控制器，進一步包括一初級側感測元件，該初級側感測元件被配置以從該電源變換系統的一輔助繞組接收與一輸出信號相關聯的一回饋信號。
  39. 一種用於調整電源變換系統的系統控制器，該系統控制器包括：一驅動元件，配置以輸出一驅動信號以便影響該電源變換系統的一輸出信號，該驅動信號與一開關週期所對應的一開關頻率相關聯，該開關週 期包括一導通時段和一退磁時段；一採樣和保持組件，包括一第一電容器，並被配置以在該導通時段的一中點處採樣並保持與流經該電源變換系統的一初級繞組的一初級電流相關聯的一電流感測信號，並且至少根據與該電流感測信號相關聯的資訊產生一所保持採樣信號；一開關，包括一第一開關端子和一第二開關端子，該第一開關端子被耦合到該第一電容器，該開關進一步被配置以在該退磁時段期間閉合並且在該導通時段期間斷開；一信號處理元件，配置為如果該開關閉合則從該第二開關端子接收一第三信號，並且至少根據與該第三信號相關聯的資訊向該驅動元件輸出一經處理信號；以及一操作模式選擇元件，配置以接收與該電源變換系統的一輸出負載相關的一第一信號和與該電源變換系統接收的一輸入信號相關的一第二信號，並且至少根據與該第一信號和該第二信號相關聯的資訊輸出一模式選擇信號；其中，該驅動元件進一步被配置以接收該模式選擇信號並且至少根據與該模式選擇信號相關聯的資訊產生該驅動信號。
  40. 依據申請專利範圍第39項所述的系統控制器，其中該操作模式選擇元件進一步被配置為：如果該輸出負載被確定為在大小上大於一第一負載閾值並且該輸入信號被確定為大於一輸入閾值，則當該開關頻率被確定為小於一第一頻率閾值且大於一第二頻率閾值時產生與一準諧振模式相對應的該模式選擇信號；以及如果該輸出負載被確定為在大小上大於該第一負載閾值並且該輸入信號被確定為小於該輸入閾值，則當該開關頻率被確定為等於該第二頻率閾值時產生與一連續傳導模式相對應的該模式選擇信號。
  41. 依據申請專利範圍第39項所述的系統控制器，其中該第一開關端子通過一另一元件被耦合到該第一電容器。
  42. 依據申請專利範圍第39項所述的系統控制器，進一步包括：一斜坡補償元件，配置以接收該電流感測信號並且至少根據與該電流感測信號相關聯的資訊輸出一斜坡補償信號；以及 一第一比較器，配置以接收該斜坡補償信號並且至少根據與該斜坡補償信號相關聯的資訊向該驅動元件輸出一第一比較信號。
  43. 依據申請專利範圍第39項所述的系統控制器，其中該第一開關端子通過一增益級被耦合到該第一電容器，該增益級被配置以接收該所保持採樣信號並且向該開關輸出一放大信號。
  44. 依據申請專利範圍第39項所述的系統控制器，其中該信號處理元件包括：一放大器，配置以在該退磁時段期間接收該第三信號並且至少根據與該第三信號相關聯的資訊與一第二電容器一起產生一放大信號；以及一比較器，配置以至少根據與該放大信號和該電流感測信號相關聯的資訊產生該經處理信號。
  45. 依據申請專利範圍第39項所述的系統控制器，其中該信號處理元件進一步被配置以在該導通時段期間接收一地電壓並且至少根據與該地電壓相關聯的資訊向該驅動元件輸出該經處理信號。
  46. 依據申請專利範圍第39項所述的系統控制器，進一步包括一初級側感測元件，該初級側感測元件被配置以從該電源變換系統的一輔助繞組接收與該輸出信號相關聯的一回饋信號。
  47. 一種用於調整電源變換系統的方法，該方法包括：接收與該電源變換系統的一輸出負載相關的一第一信號和與該電源變換系統接收的一輸入信號相關的一第二信號；處理與該第一信號和該第二信號相關聯的資訊；至少根據與該第一信號和該第二信號相關聯的資訊產生一模式選擇信號；接收該模式選擇信號；處理與該模式選擇信號相關聯的資訊；以及至少根據與該模式選擇信號相關聯的資訊產生一驅動信號；其中，用於至少根據與該第一信號和該第二信號相關聯的資訊產生一模式選擇信號的處理包括：如果該輸出負載被確定為在大小上大於一第一負載閾值並且該輸入信號被確定為大於一輸入閾值，則當該開關頻率被確定為小於一第一頻率閾值且大於一第二頻率閾值時產生與一準諧振模式相對應的該模式選擇 信號；並且如果該輸出負載被確定為在大小上大於該第一負載閾值並且該輸入信號被確定為小於該輸入閾值，則當該開關頻率被確定為等於該第二頻率閾值時產生與一連續傳導模式相對應的該模式選擇信號。
  48. 依據申請專利範圍第47項所述之用於調整電源變換系統的方法，進一步包括：由一初級側感測元件從該電源變換系統的一輔助繞組接收一回饋信號。
  49. 依據申請專利範圍第47項所述之用於調整電源變換系統的方法，其中，用於產生該模式選擇信號的處理進一步包括：如果該輸出負載被確定為在大小上小於該第一負載閾值且大於一第二負載閾值，則當該開關頻率被確定為小於該第一頻率閾值且大於該第二頻率閾值時，產生與該準諧振模式相對應的該模式選擇信號；並且當該開關頻率被確定為等於該第一頻率閾值時，產生與一斷續傳導模式相對應的該模式選擇信號。
  50. 一種用於調整電源變換系統的方法，該方法包括：產生一驅動信號以便影響該電源變換系統的一輸出信號，該驅動信號與一開關週期所對應的一開關頻率相關聯，該開關週期包括一導通時段和一退磁時段；至少由一第一採樣和保持組件在該導通時段期間至少在一第一時間處採樣並保持一電流感測信號以產生一第一所保持採樣信號，該電流感測信號與流經該電源變換系統的一初級繞組的一初級電流相關聯，該第一採樣和保持元件包括一第一電容器；至少由一第二採樣和保持元件在該導通時段期間至少在一第二時間處採樣並保持該電流感測信號以產生一第二所保持採樣信號，該第二採樣和保持元件包括一第二電容器，該第二時間晚於該第一時間；至少由一第一開關在該退磁時段期間產生一組合信號，該第一開關包括耦合到該第一電容器的一第一開關端子和耦合到該第二電容器的一第二開關端子；至少由一第二開關接收該組合信號，該第二開關包括一第三開關端子 和一第四開關端子，該第三開關端子被耦合到該第一開關端子；以及在該退磁時段期間至少根據與該組合信號相關聯的資訊輸出一經處理信號。
  51. 依據申請專利範圍第50項所述之用於調整電源變換系統的方法，進一步包括：由一初級側感測元件從該電源變換系統的一輔助繞組接收與該輸出信號相關聯的一回饋信號。
  52. 一種用於調整電源變換系統的方法，該方法包括：接收與該電源變換系統的一輸出負載相關的一第一信號和與該電源變換系統接收的一輸入信號相關的一第二信號；處理與該第一信號和該第二信號相關聯的資訊；至少根據與該第一信號和該第二信號相關聯的資訊產生一模式選擇信號；接收該模式選擇信號；處理與該模式選擇信號相關聯的資訊；至少根據與該模式選擇信號相關聯的資訊產生該驅動信號以便影響該電源變換系統的一輸出信號，該驅動信號與一開關週期所對應的一開關頻率相關聯，該開關週期包括一導通時段和一退磁時段；至少由一採樣和保持組件在該導通時段的一中點處採樣並保持一電流感測信號以產生一所保持的採樣信號，該電流感測信號與流經該電源變換系統的一初級繞組的一初級電流相關聯，該採樣和保持元件包括一電容器；在該退磁時段期間至少通過耦合到該電容器的一開關接收一第三信號；以及在該退磁時段期間至少根據與該第三信號相關聯的資訊輸出一經處理信號。
  53. 依據申請專利範圍第52項所述之用於調整電源變換系統的方法，進一步包括：由一初級側感測元件從該電源變換系統的一輔助繞組接收與該輸出信號相關聯的一回饋信號。
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