TW201541837A - 用於調節電源變換系統的系統控制器和方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供了用於電源變換系統中的輸出電流調節的系統和方法。一類示例系統控制器包括：檢測元件，該檢測元件被配置成接收與連接至電感器的二極體相關的輸入電壓，並且回應於輸入電壓大於預定閾值，以第一邏輯電平輸出第一信號；控制邏輯元件，該控制邏輯元件被配置成接收第一信號，處理與第一信號相關聯的資訊，並且回應於第一信號處於第一邏輯電平，輸出與調製頻率相關的調製信號；以及驅動元件，該驅動元件被配置成接收調製信號，並且輸出驅動信號以調製頻率斷開或閉合第一開關。

Description

用於調節電源變換系統的系統控制器和方法
本發明的某些實施例涉及積體電路。更具體地，本發明的一些實施例提供了用於輸出電流調節的系統和方法。僅作為示例，本發明的一些實施例已被應用於電源變換系統。但應認識到，本發明具有更廣泛的適用範圍。
第1圖是具有初級側感測和調節的常規降壓(buck)電源變換系統的簡化圖。電源變換系統100包括系統控制器102，電阻器118,164和192，電容器108,142和124，功率開關130，電感器120，二極體122以及多個LED 198。此外，系統控制器102包括端子140,144,146,148和154。
市電交流(AC)輸入110(例如，VAC)被提供至輸入端子112和114。例如，系統控制器102接收與交流(AC)輸入110相關的輸入信號並且生成信號194以影響功率開關130。當功率開關130被閉合(例如，被接通)時，電感器120被磁化，並且電流190流經功率開關130和電阻器164。系統控制器102在端子146(例如，端子CS)處檢測到電流感測信號106。當功率開關130被斷開(例如，被關斷)時，電感器120被退磁，並且電流192流經二極體122、電容器124以及多個LED 198。流經多個LED 198的輸出電流188近似等於流經電感器120的平均電流。如果流經電感器120的平均電流被調節為預定值，則流經多個LED 198的輸出電流188被調節為近似恒定於預定值。例如，輸出電流188是通過感測經過電阻器164的電流190以及計算與電感器120相關聯的退磁時段來進行估計的。端子148被偏置於接地電壓104。但是常規電源變換系統100具有一些不利條件。
因此，改進用於調節電源變換系統的輸出電流的技術是非常需要的。
本發明的某些實施例涉及積體電路。更具體地，本發明的一些實施例提供了用於輸出電流調節的系統和方法。僅作為示例，本發明的一些實施例已被應用於電源變換系統。但應認識到，本發明具有更廣泛的適用範圍。
根據一實施例，一種用於調節電源變換系統的系統控制器包括：檢測元件，該檢測元件被配置成接收與連接至電感器的二極體相關的輸入電壓，並且回應於輸出電壓大於預定閾值，以第一邏輯電平輸出第一信號；控制邏輯元件，該控制邏輯元件被配置成接收第一信號，處理與第一信號相關聯的資訊，並且回應於第一信號處於第一邏輯電平，輸出與調製頻率相關的調製信號；以及驅動元件，該驅動元件被配置成接收調製信號，並且輸出驅動信號來以調製頻率斷開或閉合第一開關，從而回應於第一開關被閉合，電感器被配置成通過該開關輸出第一電流，並且回應於第一開關被斷開，電感器被配置成通過二極體輸出第二電流。
根據另一實施例，一種用於調節電源變換系統的系統控制器包括：第一電晶體，該第一電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子，第一電晶體端子被耦合至第二電晶體的第四電晶體端子，第二電晶體還包括第五電晶體端子和第六電晶體端子。第五電晶體端子被耦合至第一電阻器的第一電阻器端子，第一電阻器還包括第二電阻器端子。第五電晶體端子被耦合至第一二極體的第一二極體端子，第一二極體還包括第二二極體端子。第二二極體端子被耦合至第二電阻器端子。系統控制器被配置成改變第四電晶體端子的第一電壓以接通或關斷第二電晶體，並且以影響流經電感器的電流。
根據又一實施例，一種用於調節電源變換系統的系統控制器包括：採樣元件，該採樣元件被配置成對電流感測信號的一個或多個峰值進行採樣或檢測，並且至少基於與電流感測信號的被採樣或檢測的一個或多個峰值相關聯的資訊來生成輸出信號，該電流感測信號與從電感器流經 開關的第一電流相關聯；誤差放大器，該誤差放大器被配置成接收輸出信號和基準信號，並且至少基於與輸出信號和基準信號相關聯的資訊來生成放大信號；比較器，該比較器被配置成接收電流感測信號和與放大信號相關聯的第一信號，並且至少基於與第一信號和電流感測信號相關聯的資訊來輸出比較信號；以及控制與驅動元件，該控制與驅動元件被配置成接收比較信號，並且至少基於與比較信號相關聯的資訊來輸出驅動信號以閉合或斷開開關從而以控制或影響第一電流。
根據又一實施例，一種用於調節電源變換系統的系統控制器 包括：保護元件，該保護元件被配置成接收第一信號和第二信號，並且至少基於與第一信號和第二信號相關聯的資訊來生成第三信號，第一信號與和電感器相關的退磁時段相關聯，第二信號與流經電感器的第一電流相關聯；以及控制與驅動元件，該控制與驅動元件被配置成接收第三信號，並且向開關輸出驅動信號以影響第一電流。保護元件還被配置成回應於第二信號指示在與驅動信號相關聯的第一開關週期期間第一電流等於或大於電流閾值，以及第一信號指示在第一開關週期的關斷時間段期間退磁時段小於預定時間段，將第三信號從第一信號狀態改變為第二信號狀態以致使電源變換系統被關閉。
在一實施例中，一種用於調節電源變換系統的方法包括：接 收與連接至電感器的二極體相關的輸入電壓；處理與輸入信號相關聯的資訊；回應於輸入電壓大於預定閾值，以第一邏輯電平輸出第一信號；接收第一信號；以及處理與第一信號相關聯的資訊。該方法還包括：回應於第一信號處於第一邏輯電平，輸出與調製頻率相關的調製信號；接收調製信號；以及處理與調製信號相關聯的資訊。此外，該方法包括：輸出驅動信號以調製頻率斷開或閉合第一開關；回應於第一開關被閉合，通過該開關輸出第一電流；以及回應於第一開關被斷開，通過二極體輸出第二電流。
在另一實施例中，一種用於調節電源變換系統的方法包括： 對電流感測信號的一個或多個峰值進行採樣或檢測，該電流感測信號與從電感器流經開關的第一電流相關聯；至少基於與電流感測信號的被採樣或檢測的一個或多個峰值相關聯的資訊來生成輸出信號；接收該輸出信號和 基準信號；並且處理與輸出信號和基準信號相關聯的資訊。該方法還包括：至少基於與輸出信號和基準信號相關聯的資訊來生成放大信號；接收電流感測信號和與放大信號相關聯的第一信號；處理與電流感測信號和第一信號相關聯的資訊；並且至少基於與第一信號和電流感測信號相關聯的資訊來輸出比較信號。此外，該方法包括：接收比較信號；處理與比較信號相關聯的資訊；並且至少基於與比較信號相關聯的資訊來輸出驅動信號以閉合或斷開開關從而控制或影響所述第一電流。
在又一實施例中，一種用於調節電源變換系統的方法包括： 接收第一信號和第二信號；處理與第一信號和第二信號相關聯的資訊；並且至少基於與第一信號和第二信號相關聯的資訊來生成第三信號，第一信號與和電感器相關的退磁時段相關聯，第二信號與流經電感器的第一電流相關聯。該方法還包括：接收第三信號；處理與第三信號相關聯的資訊；向開關輸出驅動信號以控制或影響第一電流；並且回應於第二信號指示在與驅動信號相關聯的第一開關週期期間第一電流等於或大於電流閾值，以及第一信號指示在第一開關週期的關斷時間段期間退磁時段小於預定時間段，將第三信號從第一信號狀態改變為第二信號狀態以使得所述電源變換系統被關閉。
根據實施例可以實現一個或多個有益效果。參考以下的具體描述和附圖能夠全面地領會本發明的這些有益效果和各種附加的目的、特徵以及優點。
100,200,400,500,600,1400‧‧‧電源變換系統
102,202,402,502,602,1402‧‧‧系統控制器
104,204,1404‧‧‧接地電壓
106,277,577,1477‧‧‧電流感測信號
108,142,124,224,234,242,424,434,442,524,534,542,624,634,642,802,1424,1434,1442‧‧‧電容器
110,210,510,1410‧‧‧交流(AC)輸入
112,114,212,214,512,514,1412,1414‧‧‧輸入端子
118,164,192,208,209,218,236,267,408,409,418,436,437,467,508,509,518,536,567,608,609,618,636,667,804,806,1418,1436,1467‧‧‧電阻器
120,220,420,520,620,1420‧‧‧電感器
122,222,238,250,422,438,450,522,538,550,622,638,650,1422,1438,1450‧‧‧二極體
130‧‧‧功率開關
140,144,146,148,154,231,240,246,248,254,431,440,446,448,454,531,540,546,548,554,631,640,646,648,654,1431,1440,1446,1448‧‧‧端子
188,288,588,1488‧‧‧輸出電流
190,192,290,292,590,592,1490,1492‧‧‧電流
194,280,281,286,437,484,551,555,557,580,581,584,586,637,684,1455,1480,1481,1484,1486‧‧‧信號
198,298,498,598,698,1498‧‧‧多個LED
201,237,501,535,1401,1435‧‧‧電壓
206,235,284,506,537,1406,1437‧‧‧電壓信號
213,413,513,613,1413‧‧‧全波整流橋
219,519‧‧‧輸入信號
230,232,430,432,530,532,630,632,1430,1432‧‧‧開關
252,452,552,652,1452‧‧‧電壓箝位元器
258,458,558,658,1458‧‧‧基準信號發生器
260,460,560,660‧‧‧輸入電壓檢測器
262,462,562,662‧‧‧使能(enable)控制器
264,464,564,664,1464‧‧‧退磁檢測器
266,466,566,666,1466‧‧‧波谷檢測器(valley detector)
268,468,568,668,1468‧‧‧控制邏輯元件
270,470,570,670,808,1470‧‧‧比較器
271,1471‧‧‧補償信號
272,472,572,672,1472‧‧‧驅動元件
273,553,1473‧‧‧基準信號
274,474,1474‧‧‧求和元件
275,822,1475‧‧‧閾值信號
276,476,1476‧‧‧高低輸入線電壓補償元件
278,478,578,678,1478‧‧‧前沿消隱(LEB)元件
282,582,1482‧‧‧調製信號
283,583,1483‧‧‧驅動信號
285,585,1485‧‧‧檢測信號
299,559,826,1499‧‧‧比較信號
302,304,306,702,704,706‧‧‧波形
308‧‧‧平均電流
310,314,316,318,320,322,324,326,708,710‧‧‧量值
312‧‧‧峰值
561,661‧‧‧採樣元件
574,674‧‧‧誤差放大器
576,676‧‧‧補償網路元件
810‧‧‧消隱元件
812‧‧‧時序控制元件
814,819‧‧‧觸發器(flip-flop)元件
816‧‧‧反閘
818‧‧‧及閘
820‧‧‧微分信號
824‧‧‧基準電壓
1460‧‧‧時序比較元件
1462‧‧‧過壓保護(OVP)元件
1465‧‧‧最大導通時間元件
第1圖是具有初級側的感測和調節的常規浮地降壓電源變換系統的簡化圖。
第2圖是示出根據本發明的實施例的電源變換系統的簡化圖。
第3圖是示出根據本發明的實施例的如第2圖中所示的電源變換系統的簡化時序圖。
第4圖是示出根據本發明的另一實施例的電源變換系統的簡化圖。
第5圖是示出根據本發明的又一實施例的電源變換系統的簡化圖。
第6圖是示出根據本發明的又一實施例的電源變換系統的簡化圖。
第7圖是示出根據本發明的又一實施例的電源變換系統的簡化圖。
第8圖是示出根據本發明的一些實施例如第2圖、第4圖、第6圖和/或第7圖中所示的電源變換系統的退磁檢測的簡化時序圖。
第9圖是示出根據本發明的一些實施例如第2圖、第4圖、第6圖和/或第7圖中所示的作為電源變換系統的一部分的退磁檢測器的某些元件的簡化圖。
本發明的某些實施例涉及積體電路。更具體地，本發明的一些實施例提供了用於輸出電流調節的系統和方法。僅作為示例，本發明的某些實施例已被應用於電源變換系統。但應認識到，本發明具有更廣泛的適用範圍。
第2圖是示出根據本發明的實施例的電源變換系統的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。
電源變換系統200包括系統控制器202，電阻器208,209,218,236和267，全波整流橋213，電容器224,234和242，開關230，電感器220，二極體222和238，以及多個LED 298。系統控制器202包括開關232，二極體250，電壓箝位元器252，基準信號發生器258，輸入電壓檢測器260，使能(enable)控制器262，退磁檢測器264，波谷檢測器(valley detector)266，控制邏輯元件268，比較器270，驅動元件272，求和元件274，高低輸入線電壓補償元件(high-low-input-line-voltage-compensation component)276以及前沿消隱(leading edge blanking，LEB)元件278。此外，系統控制器202包括端子231,240,246,248和254。例如，開關230包括電晶體(例如，場效應管、絕緣柵雙極電晶體或雙極結型電晶體)。在另一示例中，開關232包括電晶體(例如，場效應管、絕緣柵雙極電晶體或雙極結型電晶體)。在另一示例中，端子248(例如，端子GND)被偏置於接地電壓204 (例如，晶片地)。在又一示例中，電阻器236和二極體238被配置成調整開關230的接通/關斷速度。作為示例，當開關230被接通或關斷時，與開關230的柵極端子相關聯的電壓在瞬變時段(transient period)期間是非恒定的。作為另一示例，在開關230被接通或關斷很久之前或之後的時間段期間，與開關230的柵極端子相關聯的電壓是恒定的。
根據一實施例，AC輸入210(例如，VAC)被提供至輸入端子212和214處，並且全波整流橋213被配置成與電容器242一起提供整流後的電壓201(例如，Vbus’簡稱輸入電壓)。例如，電壓201(例如，Vbus)被包括電阻器208和209的分壓器處理，並且系統控制器202在端子254(例如，端子Vin)處接收輸入信號219。在另一示例中，輸入電壓檢測器260接收輸入信號219並且向對控制邏輯元件268生成信號281的使能控制器262輸出信號280。在又一示例中，控制邏輯元件268向驅動元件272輸出調製信號282，該驅動元件272生成驅動信號283以控制或影響開關232。
根據另一實施例，開關232與開關230以級聯(Cascode)的形式連接。例如，開關232被閉合或斷開以用於功率切換。在另一示例中，在與驅動信號283相關聯的開關週期的接通時間段期間，開關232被閉合(例如，被接通)。在又一示例中，與開關230和232之間的節點(例如，節點SW)相關聯的電壓信號284的幅度下降(在量值上減小)，並且作為回應，開關230被閉合(例如，被接通)。在又一示例中，電感器220被磁化，並且電流290流經開關230並被系統控制器202在端子231處接收。在又一示例中，與開關230和電感器220之間的節點相關聯的電壓237在量值上減小。在又一示例中，與電阻器267相關聯的電壓信號206被系統控制器202在端子246(例如，端子CS)處檢測到，並且LEB元件278接收電壓信號206並向比較器270輸出電流感測信號277。在又一示例中，在與驅動信號283相關聯的開關週期的關斷時間段期間，開關232被斷開(例如，被關斷)。在又一示例中，電壓信號284的幅度上升(在量值上增加)，並且作為回應，開關230被斷開(例如，被關斷)。在又一示例中，電感器220被退磁，並且電流292流經二極體222、電容器224和多個LED 298。在又一示例中，電壓237的幅度上升(在量值上增加，例如，變得接近電壓201)。在又一示例中，流經多個LED 298的輸出電流288關聯於(例如，等於)流經電感器220的平均電流。在又一示例中，如果流經電感器220的平均電流被調節為預定值，則流經多個LED 298的輸出電流288被調節為近似恒定於預定值。
根據又一實施例，與在開關230和232之間的節點SW相關聯的信號284由退磁檢測器264接收，該退磁檢測器264被配置成確定與電感器220相關聯的退磁時段。例如，波谷檢測器266從退磁檢測器264接收檢測信號285，並且向控制邏輯元件268輸出信號286。作為示例，波谷檢測器266檢測到信號284中出現的第一波谷並且改變信號286，從而使驅動信號283中出現上升沿以及開始與驅動信號283相關聯的開關週期的接通時段。例如，至少基於與信號206相關聯的資訊和與電感器220相關聯的退磁時段來估計輸出電流288。
在一實施例中，在電源變換系統200的啟動過程期間，電容器234回應於電壓201(例如，通過電阻器218)而被充電，並且電壓信號235的幅度上升(在量值上增加)。例如，如果電壓信號235上升變得大於啟動閾值電壓，則控制器202開始運行。作為示例，與電壓201相關的(例如，成比例)輸入信號219被輸入電壓檢測器260感測到。在另一示例中，如果電壓201小於預定閾值，則輸入電壓檢測器260以第一邏輯電平(例如，0)輸出信號280，並且如果電壓201大於預定閾值，則輸入電壓檢測器260以第二邏輯電平(例如，1)輸出信號280。在又一示例中，如果輸入電壓檢測器260將信號280從第一邏輯電平(例如，0)改變至第二邏輯電平(例如，1)，則使能控制器262改變信號281(例如，至邏輯高電平)，從而使控制邏輯元件268輸出調製信號282來以調製頻率接通或關斷開關232，從而使電源變換系統200進行正常的運行，多個LED燈298被點亮。其後，使能控制器262不會回應於信號280來改變信號281。在一些實施例中，電壓201在電源變換系統200的操作期間一直被輸入電壓檢測器260感測。在其他實施例中，電壓201僅在啟動過程期間及其後的一段短時間內被輸入電壓檢測器260感測到。
在另一實施例中，當開關232被斷開(例如，被關斷)時，電壓237在開關232被斷開後立即開始幅度上升(在量值上增加)。例如，開關230、電感器220以及相關聯的寄生電容開始振盪。在另一示例中，一個或多個尖峰(spike)開始出現在與在開關230和開關232之間的節點(例如，節點SW)相關聯的電壓信號284中。在又一示例中，如果一個或多個尖峰比與電壓箝位元器252(例如，齊納二極體)相關聯的箝位元電壓加上與二極體250相關聯的正向電壓更大，那麼該尖峰通過二極體250被電容器234和電壓箝位元器252吸收。在又一示例中，一個或多個尖峰向電容器234提供供給電荷或電流以通過端子240(例如，端子VCC)向系統控制器202提供用於系統控制器202的所有內部電路的供給電壓。在又一示例中，求和元件274接收基準信號273以及從高低輸入線電壓補償元件276處接收補償信號271，並且輸出閾值信號275至比較器270，該比較器270輸出比較信號299。在又一示例中，如果比較信號299從第一邏輯電平(例如，1)改變至第二邏輯電平(例如，0)，其指示電流感測信號277在量值上變得大於閾值信號275，那麼在驅動信號283中出現下降沿，並且與驅動信號283相關聯的開關週期的接通時間段結束。在又一示例中，如果輸入線電壓(例如，電壓201)的電壓高(具有大的量值)，則補償信號271的幅值低(具有小的量值，例如，0)。在又一示例中，如果輸入線電壓(例如，電壓201)的電壓低(具有小的量值)，則補償信號271的幅值高(具有大的量值)。即電壓201的量值與補償信號271的幅值具有反比的關係。
第3圖是示出根據本發明的實施例的如第2圖中所示的電源變換系統200的簡化時序圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。例如，波形302,304和306描述了在不連續導電模式(DCM)下運行的電源變換系統200的某些操作。波形302表示與節點SW相關聯的作為時間的函數的電壓信號284，波形304表示流經電感器220的作為時間的函數的電流292，以及波形306表示作為時間的函數的電流感測信號277。在一些實施例中，波形302表示與在開關230和電感器220之間的節點相關聯的、作為時間的函數的電壓237。
根據一實施例，在開關232的接通時間段期間(例如，在t0和t1之間)，電壓信號284具有低的量值318(例如，零)，如由波形302所示。例如，電流292從量值310增加至峰值312(例如，如由波形304所示)，並且電流感測信號277從量值314增加至量值316(例如，如由波形306所示)。在另一示例中，在t1處，開關232被斷開(例如，被關斷)，並且電感器220開始退磁。在又一示例中，電壓信號284從量值318增加至量值320，並且保持在量值320處直到電感器220的退磁時段結束(例如，在t2處的A)，如由波形302所示。在又一示例中，在退磁時段期間，電流292從峰值312(例如，在t1處)減小至量值322(例如，如由波形304所示在t2處)。在又一示例中，在t1處，電流感測信號277從量值316減小至量值324，並且在退磁時段期間保持在量值324處(例如，如由波形306所示)。在又一示例中，在退磁時段之後，電壓信號284從量值320(例如，在t2處)減小至量值326(例如，B在t3處)，其中量值326對應於出現在電壓信號284中的第一波谷值。
根據另一實施例，流經電感器220的平均電流308由以下等式被確定： 其中IL_avg表示平均電流308，並且IL_P表示電流292的峰值312。作為示例，峰值312由以下等式被確定： 其中V_th表示閾值信號275，並且Rs表示電阻器267。結合式1和式2，流經電感器220的平均電流308由以下等式被確定：
第4圖是示出根據本發明的另一實施例的電源變換系統的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。
電源變換系統400包括系統控制器402，電阻器408,409,418和467，全波整流橋413，電容器424,434和442，電感器420，二極體422以及多個LED 498。系統控制器402包括開關430和432，二極體438和450，電阻器436，電壓箝位元器452，基準信號發生器458，輸入電壓檢測器460，使能控制器462，退磁檢測器464，波谷檢測器466，控制邏輯元件468，比較器470，驅動元件472，求和元件474，高低輸入線電壓補償元件476以及前沿消隱(LEB)元件478。此外，系統控制器402包括端子431,440,446,448和454。例如，開關430包括電晶體(例如，場效應管、絕緣柵雙極電晶體或雙極結型電晶體)。在另一示例中，開關432包括電晶體(例如，場效應管、絕緣柵雙極電晶體或雙極結型電晶體)。
在一些實施例中，電阻器408,409,418和467，全波整流橋413，電容器424,434和442，電感器420以及二極體422分別與電阻器208,209,218和267，全波整流橋213，電容器224,234和242，電感器220以及二極體222相同。在某些實施例中，開關430和432，二極體438和450，電阻器436，電壓箝位元器452，基準信號發生器458，輸入電壓檢測器460，使能控制器462，退磁檢測器464，波谷檢測器466，控制邏輯元件468，比較器470，驅動元件472，求和元件474，高低輸入線電壓補償元件476以及LEB元件478分別與開關230和232，二極體238和250，電阻器236，電壓箝位元器252，基準信號發生器258，輸入電壓檢測器260，使能控制器262，退磁檢測器264，波谷檢測器266，控制邏輯元件268，比較器270，驅動元件272，求和元件274，高低輸入線電壓補償元件276以及LEB元件278相同。在一些實施例中，電源變換系統400執行與電源變換系統200相似的操作。
第5圖是示出根據本發明的又一實施例的電源變換系統的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。
電源變換系統1400包括系統控制器1402，電阻器1418和1467，全波整流橋1413，電容器1424,1434和1442，電感器1420，二極體1422以及多個LED 1498。系統控制器1402包括開關1430和1432，二極 體1438和1450，電壓箝位元器1452，基準信號發生器1458，時序比較元件1460，過壓保護(OVP)元件1462，退磁檢測器1464，最大導通時間元件1465，波谷檢測器1466，控制邏輯元件1468，比較器1470，驅動元件1472，求和元件1474，高低輸入線電壓補償元件1476以及LEB元件1478。 此外，系統控制器1402包括端子1431,1440,1446和1448。例如，開關1430包括電晶體(例如，場效應管、絕緣柵雙極電晶體或雙極結型電晶體)。在另一示例中，開關1432包括電晶體(例如，場效應管、絕緣柵雙極電晶體或雙極結型電晶體)。在另一示例中，端子1448(例如，端子GND)被偏置於接地電壓1404(例如，晶片地)。在又一示例中，電阻器1436和二極體1438被配置成調整開關1430的接通/關斷速度。作為示例，當開關1430被接通或關斷時，與開關1430的柵極端子相關聯的電壓是非恒定的。作為另一示例，在開關1430被接通或關斷很久之前或之後，與開關1430的柵極端子相關聯的電壓是近似恒定的。
根據一實施例，AC輸入1410(例如，VAC)被提供至輸入端子1412和1414處，並且全波整流橋1413被配置成與電容器1442一起提供電壓1401(例如，Vbus)。例如，控制邏輯元件1468向生成驅動信號1483以影響開關1432的驅動元件1472輸出調製信號1482(例如，脈衝寬度調製信號)。在另一示例中，開關1432與開關1430以級聯的形式連接。在又一示例中，開關1432被閉合或斷開以用於功率切換。在又一示例中，在開關1432的接通時間段期間，開關1432被閉合(例如，被接通)。在又一示例中，與在開關1430和1432之間的節點(例如，節點SW)相關聯的信號1484的幅度下降(在量值上減小)，並且作為回應，開關1430被閉合(例如，被接通)。在又一示例中，電感器1420被磁化，而電流1490流經開關1430並且被系統控制器1402在端子1431處接收。在又一示例中，與在開關1430和電感器1420之間的節點相關聯的電壓信號1437的幅度下降(在量值上減小)。在又一示例中，與電阻器1467相關聯的電壓信號1406被系統控制器1402在端子1446(例如，端子CS)處檢測到，並且LEB元件1478接收電壓信號1406並向比較器1470輸出電流感測信號1477。在又一示例中，在與驅動信號1483相關聯的開關週期的關斷時間段期間，開關 1432被斷開(例如，被關斷)。在又一示例中，信號1484的幅度上升(在量值上增加)，並且作為回應，開關1430被斷開(例如，被關斷)。在又一示例中，電感器1420被退磁，並且電流1492流經電感器1420。作為示例，電流1492流經二極體1422並且被提供至電容器1424和多個LED 1498。在又一示例中，電壓信號1437在量值上增加(例如，變得接近電壓1401)。在又一示例中，流經多個LED 1498的輸出電流1488與流經電感器1420的平均電流相關聯(例如，等於)。在又一示例中，如果流經電感器1420的平均電流被調節為預定值，則流經多個LED 1498的輸出電流1488被調節為近似恒定於預定值。
根據另一實施例，與在開關1430和1432之間的節點SW相關聯的信號1484由退磁檢測器1464接收，該退磁檢測器1464被配置成確定與電感器1420相關聯的退磁時段。例如，波谷檢測器1466從退磁檢測器1464處接收檢測信號1485，並且向控制邏輯元件1468輸出信號1486。作為示例，波谷檢測器1466檢測信號1484中出現的第一波谷並且改變信號1486，從而使驅動信號1483中出現上升沿，並且開始與驅動信號1483相關聯的開關週期的接通時間段。例如，至少基於與電壓信號1406相關聯的資訊和與電感器1420相關聯的退磁時段來估計輸出電流1488。
根據又一實施例，在電源變換系統1400的啟動過程期間，電容器1434回應於電壓1401(例如，通過電阻器1418)而被充電，並且電壓1435的幅度上升(在量值上增加)。例如，如果電壓1435變得大於啟動閾值電壓，則系統控制器1402開始運行。在另一示例中，當開關1432被斷開(例如，被關斷)時，電壓信號1437在開關1432被斷開後立即開始幅度上升(增加量值)。作為示例，開關1430、電感器1420以及相關聯的寄生電容開始振盪。在另一示例中，一個或多個尖峰開始出現在與開關1430和開關1432之間的節點(例如，節點SW)相關聯的信號1484中。在又一示例中，如果一個或多個尖峰大於與電壓箝位元器1452(例如，齊納二極體)相關聯的箝位元電壓加上與二極體1450相關聯的正向電壓，則該尖峰通過二極體1450被電容器1434和電壓箝位元器1452吸收。在又一示例中，一個或多個尖峰向電容器1434提供供給電荷或電流以通過端子 1440(例如，端子VCC)向系統控制器1402提供供給電壓。在又一示例中，系統控制器1402的所有內部電路通過端子1440(例如，端子VCC)獲得電源。在又一示例中，求和元件1474接收基準信號1473並從高低輸入線電壓補償元件1476處接收補償信號1471，並且輸出閾值信號1475至比較器1470，其中比較器1470輸出比較信號1499。在又一示例中，如果輸入線電壓(例如，電壓1401)具有較大的量值，則補償信號1471具有較小的量值(例如，0)。在又一示例中，如果輸入線電壓(例如，電壓1401)具有較小的量值，則補償信號1471具有較大的量值。在又一示例中，如果比較信號1499從第一邏輯電平(例如，1)改變至第二邏輯電平(例如，0)，其指示電流感測信號1477的幅值(量值)變得大於閾值信號1475，則驅動信號1483的幅度下降(從邏輯高變成邏輯低)，並且與驅動信號1483相關聯的開關週期的接通時間段結束。
根據又一實施例，時序比較元件1460接收檢測信號1485並且向OVP元件1462輸出信號1480。例如，OVP(輸出電壓過壓保護)元件1462還接收比較信號1499和調製信號1482，並且向控制邏輯元件1468生成信號1481。在另一示例中，退磁時段與和多個LED 1498相關聯的輸出電壓成反比，如下所示： 其中Vout表示與多個LED 1498相關聯的輸出電壓，IL_P表示電流1492的峰值，L表示電感器1420的電感以及Tdemag表示退磁時段的持續時間。根據式4，在某些實施例中，當流經電感的電流1492的峰值一定時，輸出電壓越高(在量值上增加)時，退磁時段越短(在量值上減小)。
根據一實施例，時序比較元件1460將退磁時段與預定時間段相比較，其中該預定時間段起始於與電感器1420相關聯的退磁過程的開始。例如，如果在開關週期期間比較信號1499指示電流感測信號1477在量值上大於或等於閾值信號1475，以及在開關週期的關斷時間段期間的退磁時段小於預定時間段，則OVP(輸出電壓過壓保護)被觸發，信號1480改變，以指示退磁時段小於預定時間段，從而OVP元件1462改變信號1481 以關閉電源變換系統1400。作為示例，OVP元件1462將信號1481從第一信號狀態(例如，對應於第一邏輯電平)改變至第二信號狀態(例如，對應於第二邏輯電平)以關閉電源變換系統1400。在另一示例中，在關閉過程期間和之後，驅動信號1483在量值上等於接地電壓，從而使開關1432(M1)長時間處於關斷狀態。
在另一實施例中，AC輸入1410不被應用(例如，被關斷)。例如，通過端子1440(例如，端子VCC)提供的供給電壓在量值上減小以變得小於第一預定閾值(例如，欠壓鎖定閾值)，並且作為響應，系統控制器1402的內部電路被重置於特定的初始條件。在又一實施例中，在系統控制器1402的內部電路已被重置於特定的初始條件之後，AC輸入1410被再次應用(例如，被接通)。例如，通過端子1440(例如，端子VCC)提供的供給電壓在量值上增加以變得大於第二預定閾值(例如，上電復位閾值)，並且作為回應，系統控制器1402再次開始正常運行。
在又一實施例中，如果在開關1432在開關週期的接通期間比較信號1499指示電流感測信號1477在量值上一直小於閾值信號1475，則OVP元件1462不改變信號1481，並且不論退磁時段是否小於預定時間段，即信號1480是否指示退磁時段小於預定時間段，信號1481不會導致電源變換系統1400關閉輸出，即不觸發OVP(輸出電壓過壓保護)，從而不會長時間斷開(例如，關斷)開關1432。例如，如果電流感測信號1477在量值上大於閾值信號1475，則比較信號1499處於邏輯低電平。在另一示例中，一旦OVP元件1462改變信號1481以關閉電源變換系統1400，回應於信號1480、比較信號1499和/或信號1482，OVP元件1462不再改變信號1481。在又一示例中，最大導通時間元件1465至少基於與信號1486相關聯的資訊來檢測與驅動信號1483相關聯的開關週期的接通時間段的開始，並且確定接通時間段是否超過最大導通時間段。如果接通時間段超過最大導通時間段，最大導通時間元件1465向控制邏輯元件1468輸出信號1455以改變驅動信號1483從而斷開(例如，關斷)開關1432。
在又一實施例中，在每個與開關1432相關聯的開關週期的接通期間，如果比較信號1499未指示電流感測信號1477在量值上大於或 等於閾值信號1475，則OVP元件1462不使能時序比較元件1460的輸出(即退磁時段與預定時間段比較的結果)，禁止OVP操作，且開關1432的接通時間為最大導通時間(定義為非正常操作模式)。但是如果比較信號1499指示電流感測信號1477在量值上大於或等於閾值信號1475，則OVP元件1462使能時序比較元件1460的輸出(即退磁時段與預定時間段比較的結果)，使能OVP操作，進入正常操作模式並且保持在正常操作模式下，即電流感測信號1477在量值上大於或等於閾值信號1475時改變調製信號1482指示開關週期的接通時間段已結束，開始關斷時間段。例如，在開關週期的關斷時間段期間，開關1432被斷開(例如，被關斷)。
在又一實施例中，當退磁結束，波谷檢測器1466輸出信號1486改變調製信號1482，指示開關週期的關斷時間段已結束時，下一開關週期開始。例如，在下一開關週期的接通期間，如果比較信號1499未指示電流感測信號1477在量值上大於或等於閾值信號1475，則OVP元件1462不使能時序比較元件1460的輸出(即退磁時段與預定時間段比較的結果)，禁止OVP操作，且開關1432的接通時間為最大導通時間(為非正常操作模式)。但是如果比較信號1499指示電流感測信號1477在量值上大於或等於閾值信號1475，則OVP元件1462使能時序比較元件1460的輸出(即退磁時段與預定時間段比較的結果)，使能OVP操作，進入正常操作模式並且保持在正常操作模式下，即電流感測信號1477在量值上大於或等於閾值信號1475時改變調製信號1482指示開關週期的接通時間段已結束。
根據一實施例，如果OVP元件1462在非正常操作模式下，則OVP元件1462不管信號1480如何，始終將信號1481保持於特定的邏輯電平(例如，邏輯低，0)處，從而使信號1481不會導致電源變換系統1400因誤觸發輸出電壓過壓保護而被關閉。例如，如果OVP元件1462在正常操作模式下，若退磁時段不小於預定時間段，回應於信號1480指示退磁時段不小於預定時間段，信號1481保持不變並且不會導致電源變換系統1400被關閉。
根據另一實施例，如果OVP元件1462在正常操作模式下，若退磁時段小於預定時間段，回應於信號1480指示退磁時段小於預定時間 段，則OVP元件1462改變信號1481從而使電源變換系統1400關閉。例如，在OVP元件1462改變信號1481以關閉電源變換系統1400之後，不論信號1480、比較信號1499和/或調製信號1482如何，信號1481將保持不變。
第6圖是示出根據本發明的又一實施例的電源變換系統的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。
電源變換系統500包括系統控制器502，電阻器508,509,518,536和567，全波整流橋513，電容器524,534和542，開關530，電感器520，二極體522和538以及多個LED 598。系統控制器502包括開關532，二極體550，電壓箝位元器552，基準信號發生器558，輸入電壓檢測器560，使能控制器562，退磁檢測器564，波谷檢測器566，控制邏輯元件568，比較器570，驅動元件572，誤差放大器574，補償網路元件576，採樣元件561以及LEB元件578。此外，系統控制器502包括端子531,540,546,548和554。例如，開關530包括電晶體(例如，場效應管、絕緣柵雙極電晶體或雙極結型電晶體)。在另一示例中，開關532包括電晶體(例如，場效應管、絕緣柵雙極電晶體或雙極結型電晶體)。
根據一實施例，電阻器508,509,518,536和567，全波整流橋513，電容器524,534和542，開關530，電感器520以及二極體522和538分別與電阻器208,209,218,236和267，全波整流橋213，電容器224、234和242，開關230，電感器220以及二極體222和238相同。例如，開關532，二極體550，電壓箝位元器552，基準信號發生器558，輸入電壓檢測器560，使能控制器562，退磁檢測器564，波谷檢測器566，控制邏輯元件568，驅動元件572以及LEB元件578分別與開關232，二極體250，電壓箝位元器252，基準信號發生器258，輸入電壓檢測器260，使能控制器262，退磁檢測器264，波谷檢測器266，控制邏輯元件268，驅動元件272以及LEB元件278相同。
根據一實施例，AC輸入510(例如，VAC)被提供至輸入端子512和514處，並且全波整流橋513被配置成與電容器542一起提供 電壓501(例如，Vbus)。例如，電壓501(例如，Vbus)被包括電阻器508和509的分壓器處理，並且系統控制器502在端子554(例如，端子Vin)處接收輸入信號519。在另一示例中，輸入電壓檢測器560接收輸入信號519，並且向使能控制器562輸出信號580，該使能控制器562向控制邏輯元件568生成信號581。在又一示例中，控制邏輯元件568向驅動元件572輸出調製信號582，該驅動元件572生成驅動信號583以控制開關532。
根據另一實施例，開關532和開關530以級聯的形式連接。例如，開關532被閉合或斷開以用於功率切換。在另一示例中，在開關532的接通時間段期間，開關532被閉合(例如，被接通)。在又一示例中，與在開關530和532之間的節點(例如，節點SW)相關聯的信號584的幅度下降(在量值上減小)，並且作為回應，開關530被閉合(例如，被接通)。在又一示例中，電感器520被磁化，並且電流590流經開關530並由系統控制器502在端子531處接收。在又一示例中，與在開關530和電感器520之間的節點相關聯的電壓信號537幅度下降(在量值上減小)。在又一示例中，與電阻器567相關聯的電壓信號506由系統控制器502在端子546(例如，端子CS)處檢測到，而且LEB元件578接收電壓信號506並向比較器570輸出電流感測信號577。在又一示例中，在與驅動信號583相關聯的開關週期的關斷時間段期間，開關532被斷開(例如，被關斷)。在又一示例中，信號584的幅度上升(在量值上增加)，並且作為回應，開關530被斷開(例如，被關斷)。在又一示例中，電感器520被退磁，並且電流592流經二極體522、電容器524和多個LED 598。在又一示例中，電壓信號537在量值上增加(例如，變得接近電壓501)。在又一示例中，誤差放大器574包括跨導放大器。在又一示例中，誤差放大器574被實現為積分器的一部分。
根據又一實施例，流經多個LED 598的輸出電流588與流經電感器520的平均電流相關聯(例如，等於)。例如，如果電源變換系統500在準諧振(QR)模式下運行，則流經電感器520的平均電流近似等於電流590的峰值的一半。在另一示例中，在與開關532相關聯的一個或多個先前開關週期期間，電流感測信號577的一個或多個峰值由採樣元件561 進行採樣，該採樣元件561輸出信號551。在又一示例中，誤差放大器574接收信號551和基準信號553，並且放大信號551和基準信號553之間的差。 在又一示例中，誤差放大器574向補償網路元件576輸出信號555(例如，電流信號)，該補償網路元件576向比較器570輸出信號557。在又一示例中，比較器570比較信號557和電流感測信號577，並且向控制邏輯元件568輸出比較信號559，從而在與開關532相關聯的一個或多個下一開關週期期間，影響電流590的一個或多個峰值，繼而使流經電感器520的平均電流被調節。在又一示例中，如果比較信號559從第一邏輯電平(例如，1)改變為第二邏輯電平(例如，0)，其指示電流感測信號577在量值上變得大於信號557，那麼驅動信號583從邏輯高變為邏輯低(例如，0電平)中，並且與驅動信號583相關聯的開關週期的接通時間段結束。
根據又一實施例，與在開關530和532之間的節點SW相關聯的信號584被退磁檢測器564接收，該退磁檢測器564被配置成確定與電感器520相關聯的退磁時段。例如，波谷檢測器566從退磁檢測器564接收檢測信號585，並且向控制邏輯元件568輸出信號586。作為示例，波谷檢測器566檢測到第一波谷出現在信號584中，並且改變信號586，從而使驅動信號583從邏輯低變為邏輯高(例如，5V電平)(上升沿出現在驅動信號583中)，並且與驅動信號583相關聯的開關週期的接通時間段開始。例如，至少基於與電壓信號506相關聯的資訊和與電感器520相關聯的退磁時段能夠估計輸出電流588的大小。
在一實施例中，在電源變換系統500的啟動過程期間，電容器534回應於電壓501(例如，通過電阻器518)而被充電，並且電壓535的幅度上升(在量值上增加)。例如，如果電壓535變得大於啟動閾值電壓，則系統控制器502開始運行。作為示例，與電壓501相關(例如，成比例)的輸入信號519被輸入電壓檢測器560感測到。如果電壓501大於預定閾值，則使能控制器562輸出信號581(例如，處於邏輯高電平)，從而使控制邏輯元件568輸出調製信號582以調製頻率接通或關斷開關532，從而使電源變換系統500進行正常的運行，多個LED燈598被點亮。如果電壓501小於預定閾值，則系統控制器502在關閉模式下，並且使能控制器562輸 出信號581(例如，處於邏輯低電平)，從而使控制邏輯元件568不輸出以調製頻率接通和關斷開關532的調製信號582，開關532繼續處於關斷狀態，從而沒有電流流過多個LED燈598，多個LED燈598不被點亮。在一些實施例中，電壓501在電源變換系統500運行期間一直由輸入電壓檢測器560進行感測。在其他實施例中，電壓501僅在啟動過程期間及其後的一段短時間內被輸入電壓檢測器560感測。在一些實施例中，在啟動過程期間，一旦電壓501變得大於預定閾值，使能控制器562輸出信號581，從而使電源變換系統500開始運行。例如，一旦電源變換系統500開始運行，即使電壓501變得小於預定閾值，使能控制器562也不會改變信號581，並且信號581保持處於相同的邏輯電平(例如，處於邏輯低電平)，從而使電源變換系統500繼續正常運行。
在另一實施例中，當開關532被斷開(例如，被關斷)，電壓信號537在開關532被斷開之後其幅度立即上升(在量值上增加)。例如，開關530、電感器520以及相關聯的寄生電容開始振盪。在另一示例中，一個或多個尖峰開始出現在與開關530和開關532之間的節點(例如，節點SW)相關聯的信號584中。在又一示例中，如果一個或多個尖峰大於與電壓箝位元器552(例如，齊納二極體)相關聯的箝位元電壓加上與二極體550相關聯的正向電壓，則該尖峰通過二極體550被電容器534和電壓箝位元器552吸收。在又一示例中，一個或多個尖峰向電容器534提供供給電荷或電流以通過端子540(例如，端子VCC)向系統控制器502提供供給電壓。在又一示例中，系統控制器502的所有內部電路通過端子540(例如，端子VCC)獲得電源。
第7圖是示出根據本發明的又一實施例的電源變換系統的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。
電源變換系統600包括系統控制器602，電阻器608,609,618和667，全波整流橋613，電容器624,634和642，電感器620，二極體622以及多個LED 698。系統控制器602包括開關632，二極體638和650，電阻器636，電壓箝位元器652，基準信號發生器658，輸入電壓檢測器660， 使能控制器662，退磁檢測器664，波谷檢測器666，控制邏輯元件668，比較器670，驅動元件672，誤差放大器674，補償網路元件676，採樣元件661以及LEB元件678。此外，系統控制器602包括端子631,640,646,648和654。例如，開關630包括電晶體(例如，場效應管、絕緣柵雙極電晶體或雙極結型電晶體)。在另一示例中，所述開關632包括電晶體(例如，場效應管、絕緣柵雙極電晶體或雙極結型電晶體)。
根據一實施例，電阻器608,609,618,636和667，全波整流橋613，電容器624,634和642，開關630，電感器620以及二極體622和638分別與電阻器508,509,518,536和567，全波整流橋513，電容器524,534和542，開關530，電感器520以及二極體522和538相同。例如，開關632，二極體650，電壓箝位元器652，基準信號發生器658，輸入電壓檢測器660，使能控制器662，退磁檢測器664，波谷檢測器666，控制邏輯元件668，驅動元件672，比較器670，誤差放大器674，補償網路元件676，採樣元件661以及LEB元件678分別與開關532，二極體550，電壓箝位元器552，基準信號發生器558，輸入電壓檢測器560，使能控制器562，退磁檢測器564，波谷檢測器566，控制邏輯元件568，驅動元件572，比較器570，誤差放大器574，補償網路元件576，採樣元件561以及LEB元件578相同。在一些實施例中，電源變換系統600執行與電源變換系統500相似的操作。
第8圖是示出根據本發明的一些實施例如第2圖中所示的電源變換系統200、如第4圖中所示的電源變換系統400、如第6圖中所示的電源變換系統500和/或第7圖中所示的電源變換系統600的退磁檢測的簡化時序圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。
例如，波形702,704和706分別描述了在不連續導電模式(DCM)下運行的電源變換系統200的某些操作、在不連續導電模式(DCM)下運行的電源變換系統400的某些操作、在不連續導電模式(DCM)下運行的電源變換系統500的某些操作和/或在不連續導電模式(DCM)下運行的電源變換系統600的某些操作。在另一示例中，波形702表示電壓237作為時間的函數，波形704表示電壓信號284作為時間的函數，以及波形 706表示電壓信號284的斜率作為時間的函數。在又一示例中，接通時間段Ton在時間t5處開始並且在時間t6處結束，並且退磁時段Tdemag在時間t6處開始並且在時間t7處結束。在又一示例中，t 5 t 6 t 7。
根據一實施例，在接通時間段(例如，Ton)期間，開關230和開關232二者均被閉合(例如，被接通)。例如，流經開關230的電流290在量值上增加。在另一示例中，電壓237(例如，VD)和電壓信號284(例如，VSW)具有低量值(例如，分別如波形702和波形704所示)。在又一示例中，如果開關230和開關232二者均被斷開(例如，被關斷)，則電流290減小至低量值(例如，0)，並且開始退磁過程。例如，在退磁時段Tdemag期間，電壓237(例如，VD)近似於量值708(例如，如波形702所示)，並且電壓信號284(例如，VSW)近似於量值710(例如，如波形704所示)。在又一示例中，退磁過程結束於時間t7處。例如，電壓信號284(例如，VSW)在量值上快速降低(例如，如波形704所示)。在另一示例中，能夠基於與電壓信號284(例如，VSW)相關聯的資訊來檢測退磁。
如上面所討論的和在這裡進一步強調的那樣，第8圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。例如，儘管上面關於第8圖的討論是基於在DCM模式下操作的電源變換系統200的時序圖，但根據某些實施例，退磁檢測的方案也應用於在不連續導電模式下或在準諧振模式下運行的電源變換系統200。作為示例，波形702表示與在開關430和電感器420之間的節點相關聯的信號437作為時間的函數，波形704表示與在開關430和開關432之間的節點相關聯的信號484作為時間的函數，以及波形706表示信號484的斜率作為時間的函數。在另一示例中，波形702表示電壓信號537作為時間的函數，波形704表示信號584作為時間的函數，以及波形706表示信號584的斜率作為時間的函數。作為另一示例，波形702表示與在開關630和電感器620之間的節點相關聯的信號637作為時間的函數，波形704表示與在開關630和開關632之間的節點相關聯的信號684作為時間的函數，波形706表示信號684的斜率作為時間的函數。
第9圖是示出根據本發明的一些實施例如第2圖中所示的作 為電源變換系統200的一部分的退磁檢測器264、如第4圖中所示的作為電源變換系統400的一部分的退磁檢測器464、如第6圖中所示的作為電源變換系統500的一部分的退磁檢測器564和/或如第7圖中所示的電源變換系統600的一部分的退磁檢測器664的某些元件的簡化圖。該圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。例如，退磁檢測器264包括電容器802，兩個電阻器804和806，比較器808，消隱元件810，時序控制元件812，兩個觸發器(flip-flop)元件814和819，反閘816以及及閘818。
根據一實施例，電壓信號284(例如，VSW)在電容器802處被接收。例如，電壓信號284的斜率通過使用包含電容器802以及電阻器804和806的微分器(differenrtiator)被檢測出。在另一示例中，微分信號820被生成，並且等於電壓信號284的斜率加上直流(DC)偏移Vm。在又一示例中，DC偏移Vm基於以下等式被確定： 其中Vm表示DC偏移，Vref1表示基準電壓824，R3表示電阻器804的電阻，以及R4表示電阻器806的電阻。
根據另一實施例，比較器808接收微分信號820和閾值信號822，並且向消隱元件810輸出比較信號826以影響觸發器元件814和819。例如，驅動信號283被消隱元件810和時序控制元件812接收以影響觸發器元件814和819。在另一示例中，對每一個開關週期，當開關232響應於驅動信號283而被斷開(例如，關斷)時，退磁過程開始。在又一示例中，在退磁過程期間，微分信號820在量值上不小於閾值信號822。在又一示例中，如果微分信號820變得在量值上小於閾值信號822，則檢測到退磁過程的結束。在又一示例中，比較器808改變比較信號826，從而改變檢測信號285。
如上面所討論的和在這裡進一步強調的那樣，第9圖僅僅是示例，其不應該過度地限制申請專利範圍的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變更、替換和修改。例如，儘管上述第9圖的討論基於作為 電源變換系統200的一部分的退磁檢測器264的圖示，但退磁檢測的方案可應用在作為電源變換系統400的一部分的退磁檢測器464、作為電源變換系統500的一部分的退磁檢測器564和/或作為電源變換系統600的一部分的退磁檢測器664中。
根據一實施例，一種用於調節電源變換系統的系統控制器包括：檢測元件，該檢測元件被配置成接收與連接至電感器的二極體相關的輸入電壓，並且回應於輸入電壓大於預定閾值，以第一邏輯電平輸出第一信號；控制邏輯元件，該控制邏輯元件被配置成接收第一信號，處理與第一信號相關聯的資訊，並且回應於第一信號處於第一邏輯電平，輸出與調製頻率相關的調製信號；以及驅動元件，該驅動元件被配置成接收調製信號，並且輸出驅動信號來以調製頻率斷開和閉合第一開關，從而回應於第一開關被閉合，電感器被配置成通過開關輸出第一電流，並且回應於第一開關被斷開，電感器被配置成通過二極體輸出第二電流。例如，至少根據第2圖、第4圖、第5圖、第6圖和/或第7圖來實現該系統控制器。
根據另一實施例，一種用於調節電源變換元件的系統控制器包括：第一電晶體，該第一電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子，其中第一電晶體端子被耦合至第二電晶體的第四電晶體端子，第二電晶體還包括第五電晶體端子和第六電晶體端子。第五電晶體端子耦合至第一電阻器的第一電阻器端子，第一電阻器還包括第二電阻器端子。第五電晶體端子耦合至第一二極體的第一二極體端子，該第一二極體還包括第二二極體端子。第二二極體端子耦合至第二電阻器端子。系統控制器被配置成改變第四電晶體端子的第一電壓以接通或關斷第二電晶體，並且影響流經電感器的電流。例如，至少根據第2圖、第4圖、第5圖、第6圖和/或第7圖來實現該系統控制器。
根據又一實施例，一種用於調節電源變換系統的系統控制器包括：採樣元件，該採樣元件被配置成對與第一電流相關聯的電流感測信號的一個或多個峰值進行採樣，並且至少基於與電流感測信號的已採樣的一個或多個峰值相關聯的資訊來生成輸出信號，該第一電流從電感器流經開關；誤差放大器，該誤差放大器被配置成接收輸出信號和基準信號，並 且至少基於與輸出信號和基準信號相關聯的資訊來生成放大信號；比較器，該比較器被配置成接收電流感測信號和與放大信號相關聯的第一信號，並且至少基於與第一信號和電流感測信號相關聯的資訊來輸出比較信號；以及控制與驅動元件，該控制與驅動元件被配置成接收比較信號，並且至少基於與比較信號相關聯的資訊來輸出驅動信號以閉合或斷開所述開關從而影響第一電流。例如，系統控制器至少是根據第2圖、第4圖、第5圖、第6圖和/或第7圖來實現的。
根據又一實施例，一種用於調節電源變換系統的系統控制器包括：保護元件，該保護元件被配置成接收第一信號和第二信號，並且至少基於與第一信號和第二信號相關聯的資訊來生成第三信號，第一信號與和電感器相關的退磁時段相關聯，第二信號與流經電感器的第一電流相關聯；以及控制與驅動元件，該控制與驅動元件被配置成接收第三信號，並且向開關輸出驅動信號以影響第一電流。該保護元件還被配置成回應於第二信號和第一信號的以下指示將第三信號從第一信號狀態改變為第二信號狀態以使得電源變換系統被關閉，其中第二信號指示在與驅動信號相關聯的第一開關週期期間，第一電流等於或大於電流閾值，並且第一信號指示在第一開關週期的關斷時間段期間，退磁時段小於預定時間段。例如，至少根據第5圖實現該系統控制器。
在一實施例中，一種用於調節電源變換系統的方法包括：接收與連接至電感器的二極體相關的輸人電壓；處理與輸入信號相關聯的資訊；回應於輸入電壓大於預定閾值，以第一邏輯電平輸出第一信號；接收第一信號；以及處理與該第一信號相關聯的資訊。該方法還包括：回應於第一信號處於第一邏輯電平，輸出與調製頻率相關的調製信號；接收調製信號；以及處理與該調製信號相關聯的資訊。此外，該方法包括：輸出驅動信號來以調製頻率斷開或閉合第一開關；回應於第一開關被閉合，通過開關輸出第一電流；並且回應於該第一開關被斷開，通過二極體輸出第二電流。例如，至少根據第2圖、第4圖、第5圖、第6圖和/或第7圖實現該方法。
在另一實施例中，一種用於調節電源變換系統的方法包括： 對與第一電流相關聯的電流感測信號的一個或多個峰值進行採樣，該第一電流從電感器流經開關；至少基於與該電流感測信號的已採樣的一個或多個峰值相關聯的資訊來生成輸出信號；接收輸出信號和基準信號；並且處理與輸出信號和基準信號相關聯的資訊。該方法還包括：至少基於與輸出信號和基準信號相關聯的資訊來生成放大信號；接收電流感測信號和與放大信號相關聯的第一信號；處理與電流感測信號和第一信號相關聯的資訊；並且至少基於與第一信號和電流感測信號相關聯的資訊來輸出比較信號。此外，該方法包括：接收比較信號；處理與比較信號相關聯的資訊；並且至少基於與比較信號相關聯的資訊來輸出驅動信號以閉合或斷開所述開關，從而影響第一電流。例如，至少根據第2圖、第4圖、第5圖、第6圖和/或第7圖實現該方法。
在又一實施例中，一種用於調節電源變換系統的方法包括：接收第一信號和第二信號；處理與第一信號和第二信號相關聯的資訊；並且至少基於與第一信號和第二信號相關聯的資訊來生成第三信號，該第一信號與和電感器相關的退磁時段相關聯，該第二信號與流經電感器的第一電流相關聯。該方法還包括：接收第三信號；處理與第三信號相關聯的資訊；向開關輸出驅動信號以影響第一電流；並且回應於第二信號和第一信號的以下指示，將第三信號從第一信號狀態改變為第二信號狀態以使得該電源變換系統被關閉，其中第二信號指示在與驅動信號相關聯的第一開關週期期間，第一電流大於或等於電流閾值，並且第一信號指示在第一開關週期的關斷時間段期間，退磁時段小於預定時間段。例如，至少根據第5圖實現該方法。
例如，本發明的各種實施例的一些或全部元件每個都通過使用一個或多個軟體元件、一個或多個硬體元件和/或軟體和硬體元件的一個或多個組合，單獨地和/或與至少另一組件相結合地實現。在另一示例中，本發明的各種實施例的一些或全部元件每個都單獨地和/或與至少另一元件相結合地實現在一個或多個電路中，該一個或多個電路例如是一個或多個類比電路和/或一個或多個數位電路。在又一個示例中，能夠組合本發明的各種實施例和/或示例。
儘管已經對本發明的特定實施例進行了描述，但是本領域的技術人員將理解的是，存在與所描述的實施例等同的其它實施例。因此，應當理解的是，本發明將不由具體示出的實施例來限制，而是僅由所附申請專利範圍的範圍來限制。
200‧‧‧電源變換系統
201,237‧‧‧電壓
202‧‧‧系統控制器
204‧‧‧接地電壓
206,235,284‧‧‧電壓信號
208,209,218,236,267‧‧‧電阻器
210‧‧‧交流(AC)輸入
212,214‧‧‧輸入端子
213‧‧‧全波整流橋
219‧‧‧輸入信號
220‧‧‧電感器
230,232‧‧‧開關
222,238,250‧‧‧二極體
224,234,242‧‧‧電容器
231,240,246,248,254‧‧‧端子
277‧‧‧電流感測信號
252‧‧‧電壓箝位元器
258‧‧‧基準信號發生器
260‧‧‧輸入電壓檢測器
262‧‧‧使能(enable)控制器
264‧‧‧退磁檢測器
278‧‧‧前沿消隱(LEB)元件
266‧‧‧波谷檢測器(valley detector)
268‧‧‧控制邏輯元件
270‧‧‧比較器
271‧‧‧補償信號
272‧‧‧驅動元件
273‧‧‧基準信號
274‧‧‧求和元件
275‧‧‧閾值信號
276‧‧‧高低輸入線電壓補償元件
280,281,286‧‧‧信號
282‧‧‧調製信號
283‧‧‧驅動信號
285‧‧‧檢測信號
288‧‧‧輸出電流
290,292‧‧‧電流
298‧‧‧多個LED
299‧‧‧比較信號

Claims (28)

  1. 一種用於調節電源變換系統的系統控制器，所述系統控制器包括：檢測元件，該檢測元件被配置成接收與連接至電感器的二極體相關的輸入電壓，並且回應於所述輸入電壓大於預定閾值，以第一邏輯電平輸出第一信號；控制邏輯元件，該控制邏輯元件被配置成接收所述第一信號，處理與所述第一信號相關聯的資訊，並且響應於所述第一信號處於所述第一邏輯電平，輸出與調製頻率相關的調製信號；以及驅動元件，該驅動元件被配置成接收所述調製信號，並且輸出驅動信號來以所述調製頻率斷開和閉合第一開關，從而回應於所述第一開關被閉合，所述電感器被配置成通過開關輸出第一電流，並且回應於所述第一開關被斷開，所述電感器被配置成通過所述二極體輸出第二電流。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之系統控制器，其中：所述二極體包括第一二極體端子和第二二極體端子；所述電感器包括第一電感器端子和第二電感器端子；所述第一二極體端子被耦合至所述第一電感器端子；並且所述第二二極體端子被配置成接收與所述輸入電壓相關的第一電壓。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之系統控制器，其中所述第一電壓與所述輸入電壓成比例。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之系統控制器，其中所述第二電感器端子被耦合至電容器。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之系統控制器，其中所述檢測元件包括：輸入檢測器，該輸入檢測器被配置成接收所述輸入電壓，並且至少基於與所述輸入電壓相關聯的資訊來輸出檢測信號；以及使能元件，該使能元件被配置成接收所述檢測信號，並且至少基於與所述檢測信號相關聯的資訊來輸出所述第一信號。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之系統控制器，其中所述二極體被直接連接至所述電感器。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之系統控制器，其中所述檢測元件還被配置成回應於所述輸入電壓小於所述預定閾值，以第二邏輯電平輸出所述第一 信號。
  8. 一種用於調節電源變換系統的系統控制器，所述系統控制器包括：第一電晶體，該第一電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子，所述第一電晶體端子被耦合至第二電晶體的第四電晶體端子，所述第二電晶體還包括第五電晶體端子和第六電晶體端子；其中：所述第五電晶體端子被耦合至第一電阻器的第一電阻器端子，所述第一電阻器還包括第二電阻器端子；所述第五電晶體端子被耦合至第一二極體的第一二極體端子，所述第一二極體還包括第二二極體端子；所述第二二極體端子被耦合至所述第二電阻器端子；其中所述系統控制器被配置成改變所述第四電晶體端子的第一電壓以接通或關斷所述第二電晶體，並且控制或影響流經電感器的電流。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之系統控制器還被配置成保持所述第五電晶體端子的第二電壓恒定，並且改變所述第四電晶體端子的所述第一電壓以接通或關斷所述第二電晶體以及控制或影響流經所述電感器的所述電流。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之系統控制器，還包括：第一控制器端子，該第一控制器端子被耦合至所述第二電阻器端子和所述第二二極體端子；以及第二二極體，該第二二極體包括第三二極體端子和第四二極體端子，所述第三二極體端子被耦合至所述第一控制器端子，所述第四二極體端子被耦合至所述第一電晶體端子。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之系統控制器，還包括：箝位元元件，該箝位元元件被配置成防止與所述第一控制器端子相關聯的第二電壓超過預定閾值。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之系統控制器，其中所述第一控制器端子被耦合至包括第一電容器端子和第二電容器端子的電容器。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之系統控制器，其中所述第一電容器端子被耦合至所述第二電阻器端子和所述第二二極體端子。
  14. 一種用於調節電源變換系統的系統控制器，所述系統控制器包括：採樣元件，該採樣元件被配置成對與第一電流相關聯的電流感測信號的一個或多個峰值進行採樣或檢測，並且至少基於與所述電流感測信號的已採樣或檢測的一個或多個峰值相關聯的資訊來生成輸出信號，其中所述第一電流從電感器流經開關；誤差放大器，該誤差放大器被配置成接收所述輸出信號和基準信號，並且至少基於與所述輸出信號和所述基準信號相關聯的資訊來生成放大信號；比較器，該比較器被配置成接收所述電流感測信號和與所述放大信號相關聯的第一信號，並且至少基於與所述第一信號和所述電流感測信號相關聯的資訊來輸出比較信號；以及控制與驅動元件，該控制與驅動元件被配置成接收所述比較信號，並且至少基於與所述比較信號相關聯的資訊來輸出驅動信號以閉合或斷開所述開關，從而控制或影響所述第一電流。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之系統控制器，還包括：補償網路元件，該補償網路元件被配置成接收所述放大信號，並且至少基於與所述放大信號相關聯的資訊來輸出所述第一信號。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之系統控制器，其中：所述電感器被耦合至二極體；回應於所述開關被閉合，所述電感器被配置成通過所述開關輸出所述第一電流；並且回應於所述開關被斷開，所述電感器被配置成通過所述二極體輸出第二電流。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之系統控制器，其中：響應於所述比較信號處於第一邏輯電平，所述控制與驅動元件還被配置成斷開所述開關；並且響應於所述比較信號處於第二邏輯電平，所述控制與驅動元件還被配置成閉合所述開關。
  18. 一種用於調節電源變換系統的系統控制器，所述系統控制器包括：保護元件，該保護元件被配置成接收第一信號和第二信號，並且至少 基於與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊來生成第三信號，所述第一信號與和電感器相關的退磁時段相關聯，所述第二信號與流經所述電感器的第一電流相關聯；以及控制與驅動元件，該控制與驅動元件被配置成接收所述第三信號，並且向所述開關輸出驅動信號以影響所述第一電流；其中：所述保護元件還被配置成響應於：在與所述驅動信號相關聯的第一開關週期期間，所述第二信號指示所述第一電流等於或大於電流閾值，以及在所述第一開關週期的關斷時間段期間，所述第一信號指示所述退磁時段小於預定時間段，將所述第三信號從第一信號狀態改變至第二信號狀態以致使所述電源變換系統被關閉。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之系統控制器，其中所述控制與驅動元件還被配置成回應於所述第三信號處於所述第一信號狀態，輸出所述驅動信號以閉合或斷開所述開關。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之系統控制器，其中所述保護元件還被配置成：回應於所述第三信號從所述第一信號狀態改變至所述第二信號狀態，不論所述第一信號和所述第二信號如何，將所述第三信號保持於所述第二信號狀態。
  21. 如申請專利範圍第18項所述之系統控制器，還包括：比較器，該比較器被配置成接收與所述第一電流相關聯的電流感測信號以及與所述電流閾值相關聯的閾值信號，並且至少基於與所述電流感測信號和與所述閾值信號相關聯的資訊來生成所述第二信號。
  22. 如申請專利範圍第18項所述之系統控制器，還包括比較元件，該比較元件被配置成：接收與所述退磁時段相關聯的檢測信號，處理與所述檢測信號和所述預定時間段相關聯的資訊，以及至少基於與所述檢測信號相關聯的資訊來生成所述第一信號。
  23. 如申請專利範圍第18項所述之系統控制器，還包括：最大導通時間元件，該最大導通時間元件被配置成確定與所述驅動信 號相關聯的第二開關週期的接通時間段是否超過最大接通時間段，並且至少基於與所述接通時間段相關聯的資訊來生成第四信號；其中所述控制與驅動元件還被配置成回應於所述第四信號指示所述接通時間段超過所述最大接通時間段，結束所述第二開關週期的所述接通時間段並且改變所述驅動信號以斷開所述開關。
  24. 如申請專利範圍第18項所述之系統控制器，其中所述控制與驅動元件包括：控制邏輯元件，該控制邏輯元件被配置成接收所述保護信號，並且生成調製信號；以及驅動元件，該驅動元件被配置成接收所述調製信號，並且至少基於與所述調製信號相關聯的資訊來輸出所述驅動信號。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之系統控制器，其中所述保護元件還被配置成接收所述調製信號，並且檢測所述第一開關週期的所述關斷時間段的結束。
  26. 一種用於調節電源變換系統的方法，所述方法包括：接收與連接至電感器的二極體相關的輸入電壓；處理與所述輸入信號相關聯的資訊；回應於所述輸入電壓大於預定閾值，以第一邏輯電平輸出第一信號；接收所述第一信號；處理與所述第一信號相關聯的資訊；回應於所述第一信號處於所述第一邏輯電平，輸出與調製頻率相關的調製信號；接收所述調製信號；處理與所述調製信號相關聯的資訊；輸出驅動信號來以所述調製頻率斷開或閉合第一開關；回應於所述第一開關被閉合，通過所述開關輸出第一電流；並且回應於所述第一開關被斷開，通過所述二極體輸出第二電流。
  27. 一種用於調節電源變換系統的方法，所述方法包括：對與第一電流相關聯的電流感測信號的一個或多個峰值進行採樣或檢測，其中所述第一電流從電感器流經開關； 至少基於與所述電流感測信號的已採樣或檢測的一個或多個峰值相關聯的資訊來生成輸出信號；接收所述輸出信號和基準信號；處理與所述輸出信號和所述基準信號相關聯的資訊；至少基於與所述輸出信號和所述基準信號相關聯的資訊來生成放大信號；接收所述電流感測信號和與所述放大信號相關聯的第一信號；處理與所述電流感測信號和所述第一信號相關聯的資訊；至少基於與所述第一信號和所述電流感測信號相關聯的資訊來輸出比較信號；接收所述比較信號；處理與所述比較信號相關聯的資訊；以及至少基於與所述比較信號相關聯的資訊來輸出驅動信號以閉合或斷開所述開關從而影響或控制所述第一電流。
  28. 一種用於調節電源變換系統的方法，所述方法包括：接收第一信號和第二信號；處理與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊；至少基於與所述第一信號和所述第二信號相關聯的資訊來生成第三信號，所述第一信號與和電感器相關的退磁時段相關聯，所述第二信號與流經所述電感器的第一電流相關聯；接收所述第三信號；處理與所述第三信號相關聯的資訊；輸出驅動信號至所述開關以影響或控制所述第一電流；以及回應於所述第二信號指示在與所述驅動信號相關聯的第一開關週期期間所述第一電流等於或大於電流閾值，以及所述第一信號指示在所述第一開關週期的關斷時間段期間所述退磁時段小於預定時間段，將所述第三信號從第一信號狀態改變至第二信號狀態以致使所述電源變換系統被關閉。
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