TW201735511A - 用於led照明的過電壓保護的系統和方法 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及用於LED照明的過電壓保護的系統和方法。提供了用於功率轉換器的系統控制器和方法。例如，用於功率轉換器的系統控制器包括：邏輯控制器，被配置為生成調變信號；以及驅動器，被配置為接收調變信號，至少部分地基於調變信號來生成驅動信號，並輸出驅動信號到開關以影響流過功率轉換器的電感繞組的電流。此外，系統控制器包括電壓到電壓轉換器，被配置為接收第一電壓信號、調變信號以及退磁信號，並且至少部分地基於第一電壓信號、調變信號和退磁信號來生成第二電壓信號。

Description

用於LED照明的過電壓保護的系統和方法
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過電壓保護的系統和方法。僅通過示例的方式，本發明的一些實施例已經被應用於LED照明。但是，將認識到，本發明有更廣泛的適用範圍。
具有初級側調節(PSR,Primary Side Regulation)和升降壓(Buck-Boost)架構的傳統功率轉換系統已被廣泛用於發光二極體(LED,Light Emitting Diode)照明。第1圖是示出具有初級側調節(PSR)和升降壓架構、用於LED照明的傳統AC到DC功率轉換系統的簡化圖。AC到DC功率轉換系統100(例如，功率轉換器)包括電阻器110和118，電容器112、114和116，脈衝寬度調變(PWM,Pulse Width Modulation)控制器120，開關140，電感繞組142，以及二極體144。
例如，AC到DC功率轉換系統100僅包括一個電感繞組(例如，電感繞組142)。在另一示例中，脈衝寬度調變(PWM)控制器120包括端子122(例如，引腳VDD)、端子124(例如，引腳COMP)、端子126(例如，引腳GATE)、端子128(例如，引腳CS)、以及端子130(例如，引腳GND)。
如第1圖所示，AC輸入電壓150(例如，VAC)被接收，並進行全波整流處理以生成經整流的電壓152(例如，Vin)。例如，經整流的電壓152不下降至0伏特以下。在另一示例中，經整流的電壓152經由電阻器110(例如，R2)對電容器112(例如，C2)充電以增大電壓154的幅度。電壓154由PWM控制器120通過端子122接收。如果 電壓154變得大於欠壓鎖定(UVLO,Undervoltage Lockout)閾值，則PWM控制器120開始正常操作。
在正常操作中，PWM控制器120生成具有脈衝寬度調變的驅動信號156。例如，PWM控制器120在感測到退磁過程結束後，使用作為PWM控制器120的一部分的誤差放大器來控制通過端子124的對電容器116(例如，C3)的充電和放電。在另一示例中，電阻器118被用於感測流過電感繞組142的電流並且經由端子128將該感測電壓提供給PWM控制器120。作為響應，PWM控制器120通過取樣感測電壓的峰值幅度、並且發送經取樣的峰值幅度到作為PWM控制器120的一部分的誤差放大器，來在逐週期(cycle-by-cycle)的基礎上處理感測電壓。
PWM控制器120通過端子126輸出驅動信號156到開關140。例如，驅動信號156具有頻率以及占空比。在另一示例中，驅動信號156斷開(例如，關斷)並且閉合(例如，導通)開關140。另外，電容器114(例如，C5)被用於支援功率轉換系統100的輸出電壓160(例如，Vo)。例如，功率轉換系統100提供恒定的輸出電流到一個或多個發光二極體(LED)190。在另一示例中，電感繞組142包括繞組端子141和143，並且二極體144包括二極體端子145和147。例如，繞組端子143被耦接到二極體端子145。在另一示例中，二極體端子147和繞組端子141之間的電壓差等於功率轉換器100的輸出電壓160(例如，Vo)。
如第1圖所示，具有初級側調節(PSR)和升降壓架構的AC到DC功率轉換系統100只包括一個電感繞組(例如，電感繞組142)。AC到DC功率轉換系統100包括傳統單電感繞組升降壓結構。與包含兩個或更多個電感繞組的常規升降壓結構相比，傳統單電感繞組升降壓結構通常有一定的優勢，以及一些弱點。例如，傳統單電感繞組升降壓結構可以減小材料外部清單(BOM,Bill Of Material)以及功率轉換系統的成本。在另一示例中，傳統單電感繞組升降壓架構不包括次級繞組，因此傳統單電感繞組升降壓結構通常不能直接測量和/或精確地確定輸出電壓的 幅值。對輸出電壓幅度的精確測定的這種缺乏通常會導致傳統功率轉換系統無法及時關斷開關和/或有效地進執行過電壓保護(OVP,Over Voltage Protection)功能。其結果是，輸出電容器(例如，電容器114)可能經歷過度輸出電壓而被損壞。
因此，非常需要改進用於功率轉換系統的過電壓保護的技術。
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過電壓保護的系統和方法。僅作為示例，本發明的一些實施例被應用到LED照明系統。但是應該理解，本發明具有更廣泛的適用範圍。
根據一個實施例，用於功率轉換器的系統控制器，包括：邏輯控制器，該邏輯控制器被配置為生成調變信號；以及驅動器，該驅動器被配置為接收調變信號，至少部分地基於調變信號來生成驅動信號，並輸出驅動信號到開關以影響流過功率轉換器的電感繞組的電流。此外，系統控制器包括電壓到電壓轉換器，該電壓到電壓轉換器被配置為接收第一電壓信號、調變信號以及退磁信號，並且至少部分地基於第一電壓信號、調變信號和退磁信號來生成第二電壓信號。此外，系統控制器包括比較器，該比較器被配置為接收第一閾值信號，至少部分地基於與第二電壓信號和第一閾值信號相關聯的資訊來生成比較信號，並且輸出比較信號到邏輯控制器。調變信號指示開關的導通時間段，並且退磁信號指示電感繞組的退磁時間段。第二電壓信號在幅度上約等於第一電壓信號乘以導通時間段與導通時間段和退磁時間段的總和之間的比率。
根據另一實施例，用於功率轉換器的系統控制器包括：邏輯控制器，該邏輯控制器被配置為生成調變信號；以及驅動器，該驅動器被配置為接收調變信號，至少部分地基於調變信號來生成驅動信號，並輸出驅動信號到開關以影響流過功率轉換器的電感繞組的電流。電感繞組 包括第一繞組端子和第二繞組端子。第二繞組端子處於端子電壓並且被耦接到二極體的第一二極體端子，並且二極體還包括第二二極體端子。第二二極體端子和第一繞組端子之間的電壓差是，例如功率轉換器的輸出電壓。此外，系統控制器還包括過輸出電壓保護感測器，該過電壓保護感測器被配置為接收回饋信號和退磁信號，至少部分地基於回饋信號和退磁信號來生成感測信號，並且輸出感測信號到邏輯控制器。回饋信號等於端子電壓除以預定常數。退磁信號指示電感繞組的退磁時間段，並且感測信號指示過電壓保護是否被觸發。邏輯控制器被配置為響應於指示過電壓保護被觸發的感測信號，使所述功率轉換器關閉。
根據另一實施例，用於功率轉換器的系統控制器包括：邏輯控制器，該邏輯控制器被配置為生成調變信號；以及驅動器，該驅動器被配置為接收調變信號，至少部分地基於調變信號來生成驅動信號，並輸出驅動信號到開關以影響流過功率轉換器的電感繞組的電流。電感繞組包括第一繞組端子和第二繞組端子。第一繞組端子處於端子電壓並且第二繞組端被耦接到二極體的第一二極體端子。二極體還包括第二二極體端子。第二二極體端子和第一繞組端子之間的電壓差是，例如功率轉換器的輸出電壓。此外，系統控制器包括：過電壓保護感測器，該過電壓保護感測器被配置為接收輸入信號和退磁信號，至少部分地基於輸入信號和退磁信號來生成感測信號，並且輸出感測信號到邏輯控制器。輸入信號等於端子電壓除以預定常數。退磁信號指示電感繞組的退磁時間段，並且感測信號指示過電壓保護是否被觸發。邏輯控制器被配置為響應於指示過電壓保護被觸發的感測信號，使所述功率轉換器關閉。
根據另一實施例，用於功率轉換器的方法包括：生成調變信號，接收調變信號，至少部分地基於調變信號來生成驅動信號，並輸出驅動信號到開關以影響流過功率轉換器的電感繞組的電流。此外，該方法包括：接收第一電壓信號、調變信號以及退磁信號，並且至少部分地基於第一電壓信號、調變信號和退磁信號來生成第二電壓信號；接收第一閾 值信號，至少部分地基於與第二電壓信號和第一閾值信號相關聯的資訊來生成比較信號，並且輸出比較信號。調變信號指示開關的導通時間段，並且退磁信號指示電感繞組的退磁時間段。第二電壓信號在幅度上約等於第一電壓信號乘以導通時間段與導通時間段和退磁時間段的總和之間的比率。
根據另一實施例，用於功率轉換器的方法包括：生成調變信號，接收調變信號，至少部分地基於調變信號來生成驅動信號，並輸出驅動信號到開關以影響流過功率轉換器的電感繞組的電流。電感繞組包括第一繞組端子和第二繞組端子。第二繞組端子處於端子電壓並且被耦接到二極體的第一二極體端子。二極體還包括第二二極體端子。第二二極體端子和第一繞組端子之間的電壓差是，例如，功率轉換器的輸出電壓。另外，該方法包括：接收回饋信號和退磁信號。回饋信號等於端子電壓除以預定常數。退磁信號指示電感繞組的退磁時間段。此外，該方法包括：至少部分地基於回饋信號和退磁信號來生成感測信號，並輸出感測信號。感測信號指示過電壓保護是否被觸發。此外，該方法包括：響應於指示過電壓保護被觸發的感測信號，使所述功率轉換器關閉。
根據另一實施例，用於功率轉換器的方法包括：生成調變信號，接收調變信號，至少部分地基於調變信號來生成驅動信號，並輸出驅動信號到開關以影響流過功率轉換器的電感繞組的電流。電感繞組包括第一繞組端子和第二繞組端子。第一繞組端子處於端子電壓並且第二繞組端子被耦接到二極體的第一二極體端子。二極體還包括第二二極體端子。第二二極體端子和第一繞組端子之間的電壓差是，例如功率轉換器的輸出電壓。此外，該方法包括：接收輸入信號和退磁信號。輸入信號等於端子電壓除以預定常數。退磁信號指示電感繞組的退磁時間段。此外，該方法包括：至少部分地基於輸入信號和退磁信號來生成感測信號，並且輸出感測信號。感測信號指示過電壓保護是否被觸發。此外，方法包括：響應於指示過電壓保護被觸發的感測信號，使所述功率轉換器關閉。
根據實施例，可以獲得一項或多項益處。參考隨後的詳細的說明和附圖，這些好處和本發明的各種附加目的、特徵和優勢可得以透徹地理解。
310、1210‧‧‧退磁感測器
320、1220‧‧‧過電壓保護(OVP)感測器
330、1230‧‧‧恒流控制器
340、1240‧‧‧邏輯控制器
350、1250‧‧‧閘極驅動器
312、1212‧‧‧退磁信號
342、1242‧‧‧脈衝寬度調變(PWM)信號
432、1332‧‧‧比較器閾值
Tblank‧‧‧時間延遲
Ton‧‧‧導通時間段
Toff‧‧‧關斷時間段
TDemag‧‧‧退磁時間段
Vref‧‧‧預定的量
Tswitch‧‧‧開關週期
t1‧‧‧時刻
630‧‧‧運算放大器
530、1430‧‧‧均值確定元件
592、1492‧‧‧參考電壓
660、662‧‧‧電流源
820、1520‧‧‧電流發生器
890、1590‧‧‧受控比較器
832、1532‧‧‧電容器電壓
732‧‧‧信號脈衝
822‧‧‧電流
892、1592‧‧‧比較器閾值
910、1610‧‧‧電流吸收器
930、1630‧‧‧複位元件
940、1640‧‧‧控制元件
641、952、1652‧‧‧比較信號
420、520、1320、1420‧‧‧低通濾波器
532、818、1432、1518‧‧‧閾值電壓
410、510、1310、1410‧‧‧電壓到電壓轉換器
810、814、1510、1514‧‧‧電壓到電流轉換器
284、1184、1884、1984‧‧‧電流感測電壓信號
100、200、1100、1800、1900‧‧‧AC到DC功率轉換系統
120、220、1120、1820、1920‧‧‧脈衝寬度調變(PWM)控制器
142、242、1142、1842、1942‧‧‧電感繞組
144、244、1144、1844、1944‧‧‧二極體
152、252、1152、1852、1952‧‧‧經整流的電壓
160、260、1160、1860、1960‧‧‧輸出電壓
156、256、1156、1856、1956‧‧‧驅動信號
190、290、1190、1890、1990‧‧‧發光二極體
322、332、1222、1232、1242‧‧‧信號
262、264、990、1162、1164、1690‧‧‧節點
480、580、880、1380、1480、1580‧‧‧取樣和保持元件
582、882、932、1482、1582、1632‧‧‧控制信號
1052、1054、1056、1752、1754、1756‧‧‧幅度
812、816、912、1512、1516、1522、1612‧‧‧電流信號
430、590、640、642、950、1330、1490、1650‧‧‧比較器
140、240、610、612、614、616、618、920、1140、1620、1660、1840、1940‧‧‧開關
150、154、250、254、266、1150、1154、1166、1854、1858、1950、1954、1958‧‧‧電壓
141、143、241、243、1141、1143、1841、1843、1941、1943‧‧‧繞組端子
145、147、245、247、1145、1147、1845、1847、1945、1947‧‧‧二極體端子
110、118、210、218、280、282、650、1110、1118、1180、1182、1810、1818、1880、1882、1910、1918、1980、1982‧‧‧電阻器
112、114、116、212、214、216、620、622、624、830、1112、1114、1116、1530、1812、1814、1816、1892、1912、1914、1916、1992‧‧‧電容器
286、288、412、422、484、512、522、534、584、884、1186、1312、1322、1384、1412、1422、1434、1484、1584、1886、1888、1986‧‧‧電壓信號
710、720、730、740、750、760、770、780、1010、1020、1030、1040、1050、1080、1710、1730、1740、1750、1780‧‧‧波形
122、124、126、128、130、222、224、226、228、230、232、1122、1124、1126、1128、1130、1132、1822、1824、1826、1828、1830、1832、1834、1922、1924、1926、1928、1930、1932、1934‧‧‧端子
第1圖是示出了具有初級側調節(PSR)和升降壓架構、用於LED照明的傳統AC到DC功率轉換系統的簡化圖。
第2圖是示出根據本發明的實施例的具有初級側調節(PSR)和升降壓架構、用於LED照明的AC到DC功率轉換系統的簡化圖。
第3圖是示出根據本發明的實施例的作為如第2圖所示的AC到DC功率轉換系統的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器的某些組件的簡化圖。
第4圖是示出根據本發明的實施例的作為如第2圖所示的AC到DC功率轉換系統的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器的過電壓保護(OVP)感測器的簡化圖。
第5圖是示出根據本發明的另一實施例的作為如第2圖所示的AC到DC功率轉換系統的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器的過電壓保護(OVP)感測器的簡化圖。
第6圖是示出根據本發明的另一實施例的作為如第2圖所示的AC到DC功率轉換系統的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器的過電壓保護(OVP)感測器的簡化圖。
第7圖是根據本發明的某些實施例的針對作為如第2圖所示的AC到DC功率轉換系統的一部分的、在第5圖和/或第6圖中示出的過電壓保護(OVP)感測器的簡化時序圖。
第8圖是示出根據本發明的另一實施例的作為如第2圖所示的AC到DC功率轉換系統的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器的過電壓保護(OVP)感測器的簡化圖。
第9圖是示出根據本發明的另一實施例的作為如第2圖所示的AC到DC功率轉換系統的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器的過電壓保護(OVP)感測器的簡化圖。
第10圖是根據本發明的某些實施例的針對作為如第2圖所示的AC到DC功率轉換系統的一部分的、在第8圖和/或第9圖中示出的過電壓保護(OVP)感測器的簡化時序圖。
第11圖是示出根據本發明的另一實施例的用於LED照明的具有初級側調節(PSR)和升降壓架構的AC到DC功率轉換系統的簡化圖。
第12圖是示出根據本發明的實施例的作為如第11圖所示的AC到DC功率轉換系統的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器的某些組件的簡化圖。
第13圖是示出根據本發明的實施例的作為如第11圖所示的AC到DC功率轉換系統的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器的過電壓保護(OVP)感測器的簡化圖。
第14圖是示出根據本發明的另一實施例的作為如第11圖所示的AC到DC功率轉換系統的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器的過電壓保護(OVP)感測器的簡化圖。
第15圖是示出根據本發明的另一實施例的作為如第11圖所示的AC到DC功率轉換系統的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器的過電壓保護(OVP)感測器的簡化圖。
第16圖是示出根據本發明的另一實施例的作為如第11圖所示的AC到DC功率轉換系統的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器的過電壓保護(OVP)感測器的簡化圖。
第17圖是根據本發明的某些實施例的針對作為如第11圖所示的AC到DC功率轉換系統的一部分的、在第15圖和/或第16圖中示出的過電壓保護(OVP)感測器的簡化時序圖。
第18圖是示出根據本發明的另一實施例的用於LED照明的具有初級 側調節(PSR)和升降壓架構的AC到DC功率轉換系統的簡化圖。
第19圖是示出根據本發明的另一實施例的用於LED照明的具有初級側調節(PSR)和升降壓架構的AC到DC功率轉換系統的簡化圖。
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過電壓保護的系統和方法。僅作為示例，本發明的一些實施例被應用到LED照明系統。但是應該理解，本發明具有更廣泛的適用範圍。
如第1圖所示，具有初級側調節(PSR)和升降壓架構的AC到DC功率轉換系統100只包括一個電感繞組(例如，電感繞組142)，而沒有任何次級繞組，因此傳統單電感繞組升降壓結構通常不能直接測量和/或精確確定輸出電壓的幅值。
第2圖是根據本發明的實施例的具有初級側調節(PSR)和升降壓架構、用於LED照明的AC到DC功率轉換系統的簡化圖。此圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。AC到DC功率轉換系統200(例如，功率轉換器)包括電阻器210、218、280和282，電容器212、214和216，脈寬調變(PWM)控制器220，開關240，電感繞組242，以及二極體244。例如，AC到DC功率轉換系統200只包括一個電感繞組(例如，電感繞組242)。在另一示例中，脈衝寬度調變(PWM)控制器220包括端子222(例如，引腳VDD)、端子224(例如，引腳COMP)、端子226(例如，引腳GATE)、端子228(例如，引腳CS)、端子230(例如，引腳GND)、以及端子232(例如，引腳FB)。
第3圖是示出根據本發明的實施例的AC到DC功率轉換系統200的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器220的某些組件的簡化圖。此圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。脈衝寬度調變(PWM)控制器220 包括退磁感測器310、過電壓保護(OVP)感測器320、恒流控制器330、邏輯控制器340、以及閘極驅動器350。
如第2圖所示，根據一個實施例，AC輸入電壓250(例如，VAC)被接收和整流(例如，進行全波整流)以生成經整流的電壓252(例如，Vin)。例如，經整流的電壓252沒有落在晶片地(例如，零伏特)以下。根據另一實施例，電感繞組242包括繞組端子241和243，並且二極體244包括二極體端子245和247。例如，繞組端子243被偏置到電壓信號288(例如，VD)並且被耦接到二極體端子245。在另一示例中，二極體端子247和繞組端子241之間的電壓差等於功率轉換器200的輸出電壓260(例如，Vo)。
在一個實施例中，功率轉換系統200生成輸出電壓260(例如，Vo)。例如，輸出電壓260表示節點264和262之間的電壓差，並且節點264處於電壓266。在另一示例中，電壓266通過電阻210(例如R2)對電容器212(例如，C2)充電，以增大電壓254的幅度。在另一實施例中，電壓254由PWM控制器220通過端子222接收。例如，如果電壓254變得大於欠壓鎖定(UVLO)閾值，則PWM控制器220開始正常運轉。在另一示例中，在正常操作中，PWM控制器220生成具有脈衝寬度調變的驅動信號256。在又一示例中，電阻器218被用於感測流過電感繞組242的電流並且生成電流感測電壓信號284。
如第3圖所示，根據一個實施例，退磁感測器310接收電壓信號286，感測電感繞組242的退磁過程的結束，並且生成退磁信號312。例如，退磁信號312由過電壓保護(OVP)感測器320和恒流控制器330接收。在另一示例中，恒流控制器330通過端子228接收電流感測電壓信號284(例如，Vcs)，並通過端子224控制電容器216(例如，C3)的充電和放電。
在一個實施例中，恒流控制器330通過取樣電流感測電壓信號284每個週期的峰值幅度、並且將所取樣的峰值幅度發送至作為恒 流控制器330的一部分的誤差放大器，來在逐週期的基礎上處理電流感測電壓信號284。例如，誤差放大器接收所取樣的峰值幅度，並生成輸出電流以通過端子224對電容器216(例如，C3)進行充電或放電。另一示例中，誤差放大器和電容器216一起執行退磁時間段期間所取樣的峰值幅度的積分數學運算，並且提供環路補償到功率轉換系統200。
在另一實施例中，恒流控制器330生成信號332，並且OVP感測器320生成信號322。例如，信號322和332由邏輯控制器340接收，邏輯控制器340輸出脈衝寬調變(PWM)信號342作為響應。在另一示例中，PWM信號342由OVP感測器320和閘極驅動器350接收。在另一實施例中，閘極驅動器350通過端子226輸出驅動信號256到開關240。例如，驅動信號256具有頻率以及占空比。在另一示例中，驅動信號256斷開(例如，關斷)和閉合(例如，導通)開關240(例如，以影響流經電感繞組242的電流)。
在又一實施例中，電容器214(例如，C5)被用於支援功率轉換系統200的輸出電壓260(例如，Vo)。在又一實施例中，功率轉換系統200提供恒定的輸出電流到一個或多個發光二極體(LED)290。
如第2圖所示，根據某些實施例，電阻器280(例如，R4)接收電壓信號288(例如，VD)，並且作為響應電阻器280(例如，R4)和電阻器282(例如，R5)生成電壓信號286，電壓信號286由PWM控制器220通過端子232接收。例如，在電感繞組242的退磁時間段期間，電壓信號288被確定如下： 其中，VD_demag表示在電感繞組242在退磁時間段期間的電壓信號288。此外，Vin表示經整流的電壓252並且Vo表示輸出電壓260。此外，Vdiode表示二極體244的正向電壓(例如，0.8伏特~1伏特)。
在另一示例中，電壓信號286被確定如下： 其中，VFB表示電壓信號286，並且VD表示電壓信號288。
在另一示例中，電壓信號286可以被確定如下： 其中VFB_demag表示電感繞組242在退磁時間段期間的電壓信號286，VD_demag表示電感繞組242的退磁時間段期間的電壓信號288。
在另一示例中，如等式2A和2B所示，K表示如下所示的常數係數。
其中，R4表示電阻器280的阻抗並且R5表示電阻器282的阻抗。
在一個示例中，基於等式1，等式2B被變形為：
在另一實施例中，經整流的電壓252(例如，Vin)以及輸出電壓260(例如，Vo)具有下述關係：V in ×T on =V o ×T demag (等式5)其中，Vin表示經整流的電壓252並且Vo表示輸出電壓260。此外，Ton表示導驅動信號256的導通時間段(例如，開關240的導通時間段)，並且Tdemag表示電感繞組242的退磁時間段。例如，基於等式5得到下式： 其中，K表示出現在等式3中的常數係數。在另一示例中，基於等式4，等式6被變形為： 其中VFB_demag表示電感繞組242的退磁時間段期間的電壓信號286。
第4圖是示出根據本發明的實施例的作為AC到DC功率轉換系統200的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器220的過電壓保護 (OVP)感測器320的簡化圖。此圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。過電壓保護(OVP)感測器320包括取樣和保持元件480(例如，取樣和保持電路)、電壓到電壓轉換器410、低通濾波器420、以及比較器430。
在一個實施例中，取樣和保持元件480接收電壓信號286，在退磁時間段期間取樣電壓信號286，保持所取樣的電壓信號286，並且將所取樣並保持的電壓信號286作為電壓信號484輸出。在另一實施例中，電壓到電壓轉換器410被配置為接收電壓信號484、退磁信號312、脈衝寬度調變(PWM)信號342，並生成電壓信號412。作為示例，電壓信號412與電壓信號286具有以下關係： 其中，VC表示電壓信號412，並且VFB_demag表示電感繞組242的退磁時間段期間的電壓信號286。例如，等式8的左側和等式8的右側是相等的。在另一示例中，等式8的左側和等式8的右側在±1%的範圍內大致相等。在另一示例中，等式8的左側和等式8的右側在±5%的範圍內大致相等。在又一示例中，等式8的左側和等式8的右側在±10%的範圍內大致相等。
在又一實施例中，電壓信號412由低通濾波器420接收，作為響應低通濾波器420對電壓信號412進行低通濾波並且生成電壓信號422。作為示例，電壓信號422與電壓信號286具有以下關係： 其中，VP表示電壓信號422。例如，等式9的左側和等式9的右側是相等的。在另一示例中，等式9的左側和等式9的右側在±1%的範圍內大致相等。在另一示例中，等式9的左側和等式9的右側在±5%的範圍內大致相等。在又一示例中，等式9的左側和等式9的右側在±10%的範圍內大致相等。
如另一示例，基於等式7，等式8被變形為： 例如，等式10A的左側和等式10A的右側是相等的。在另一示例中，等式10A的左側和等式10A的右側在±1%的範圍內大致相等。在另一示例中，等式10A的左側和等式10A的右側在±5%的範圍內大致相等。在又一示例中，等式10A的左側和等式10A的右側在±10%的範圍內大致相等。
在另一示例中，基於等式7，等式9被變形為： 例如，等式10B的左側和等式10A的右側是相等的。在另一示例中，等式10B的左側和等式10B的右側在±1%的範圍內大致相等。在另一示例中，等式10B的左側和等式10B的右側在±5%的範圍內大致相等。在又一示例中，等式10B的左側和等式10B的右側在±10%的範圍內大致相等。
在又一實施例中，電壓信號422由比較器430接收，比較器430還接收比較器閾值432(例如，Vth)。例如，比較器430比較電壓信號422和比較器閾值432，其中電壓信號422由VP表示並且比較器閾值432由Vth表示。在另一示例中，如果VP>Vth，則比較器430生成邏輯高位準的信號322。在又一示例中，如果VP<Vth,，則比較器430生成邏輯低位準的信號322。
如第3圖所示，根據一些實施例，信號322由邏輯控制器340接收。例如，如果VP>Vth(例如，如果信號322處於邏輯高位準)，則過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統200被關閉。在另一示例中，如果如果VP<Vth(例如，如果信號322處於邏輯低位準)，則過電壓保護(OVP)不被觸發，並且開關241由驅動信號256(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)導通和關斷。
在一個實施例中，如果滿足下式則過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統200被關閉：V P >V th (等式11) 其中，Vth表示比較器閾值432。例如，基於等式10B，等式11被變形為：V o >V OVP (等式12)其中V OVP =K×V th (等式13)並且VOVP表示輸出電壓260的過電壓保護閾值。
在另一實施例中，如果V o >V OVP ，則過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統200被關閉。在另一實施例中，如果V o <V OVP ，則過電壓保護(OVP)未被觸發，並且開關240由驅動信號256(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)導通和關斷。
如上所討論的和在這裡進一步強調的，第4圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。例如，低通濾波器420被省略從而電壓信號412由比較器430接收，比較器430還接收比較器閾值432(例如，Vth)。在一實施例中，比較器430比較電壓信號412和比較器閾值432，其中電壓信號412由VC表示並且比較器閾值432由Vth表示。在另一示例中，如果VC>Vth，則比較器430生成邏輯高位準的信號322。在又一示例中，如果VC<Vth,，則比較器430生成邏輯低位準的信號322。
如第2圖和3所示，脈衝寬度調變(PWM)控制器220包括端子222(例如，引腳VDD)、端子224(例如，引腳COMP)、端子226(例如，引腳GATE)、端子228(例如，引腳CS)、端子230(例如，引腳GND)、端子232(例如，引腳FB)。例如，脈衝寬度調變(PWM)控制器220位於晶片上，並且端子230(例如，引腳GND)被偏置到晶片地(例如零伏特)。在另一示例中，端子232(例如，引腳FB)被用於感測電感繞組242退磁過程的結束，並且基於這樣的感測，新的開關週期開始。
另外，如第3圖所示，脈衝寬度調變(PWM)控制器220包括退磁感測器310、過電壓保護(OVP)感測器320、恒流控制器 330、邏輯控制器340、以及閘極驅動器350。在一實施例中，在每個開關週期中，如果由閘極驅動器350生成的驅動信號256從邏輯低位準變化到邏輯高位準，則開關240變為閉合(例如，導通)。例如，開關240變為關閉之後，流過開關240的電流幅度逐漸增大，導致電流感測電壓信號284也在幅度上增大。在另一示例中，如果電流感測電壓信號284比與端子224(例如，引腳COMP)相關的參考電壓大，則邏輯控制器340輸出脈衝寬度調變(PWM)信號342到閘極驅動器350，作為響應，閘極驅動器350生成(例如，邏輯低位準的)驅動信號256以斷開(例如，關斷)開關240。在又一示例中，當開關變為斷開(例如，關斷)時，電感繞組242的退磁過程開始。在又一示例中，在退磁過程中，過電壓保護(OVP)感測器320執行過電壓保護(OVP)的功能。在又一示例中，如果退磁感測器310感測到退磁過程的結束，則開關240再次變為閉合(例如，導通)。
第5圖是示出根據本發明的另一實施例的作為如第2圖所示的AC到DC功率轉換系統200的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器220的過電壓保護(OVP)感測器320的簡化圖。此圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。過電壓保護(OVP)感測器320包括取樣和保持元件580(例如，取樣和保持電路)、電壓到電壓轉換器510、低通濾波器520、均值確定元件530(例如，均值確定電路)、以及比較器590。例如，取樣和保持器元件580與取樣和保持元件480是相同的，電壓到電壓轉換器510與電壓到電壓轉換器410是相同的，並且低通濾波器520與低通濾波器420是相同的。
在一實施例中，取樣和保持元件580接收電壓信號286以及控制信號582。例如，響應於控制信號582，取樣和保持元件580在退磁時間段期間取樣電壓信號286，保持所取樣的電壓信號286，並且將所取樣和保持的電壓信號286作為電壓信號584輸出。在另一實施例中， 電壓到電壓轉換器510被配置為接收電壓信號584、退磁信號312和脈衝寬度調變(PWM)信號342，並生成電壓信號512。例如，電壓信號512與電壓信號286之間具有如等式8所示的關係。在又一實施例中，電壓信號512由低通濾波器520接收，作為響應低通濾波器520對電壓信號512進行低通濾波並生成電壓信號522。例如，電壓信號522與電壓信號286之間具有如等式9所示的關係，並且與輸出電壓260之間具有如等式10B所示的關係。
在又一實施例中，均值確定元件530接收電壓信號522和閾值電壓532(例如，Vth)，並生成電壓信號534。例如，均值確定元件530被配置為控制作為均值確定元件530的一部分的電容器的充電和放電，以及將電容器的電壓作為電壓信號534輸出。在另一示例中，均值確定元件530被配置為比較電壓信號522和閾值電壓532(例如，Vth)，並且生成電壓信號534。在又一示例中，電壓信號534反映了電壓信號522相較於閾值電壓532的均值。在又一示例中，就開關週期而言，如果電壓信號522的均值等於閾值電壓532，則開關週期結束時的電壓信號534等於開關週期開始時的電壓信號534。在又一示例中，就開關週期而言，如果電壓信號522的均值小於閾值電壓532，則開關週期結束時的電壓信號534小於開關週期的開始時電壓信號534。在又一示例中，就開關週期而言，如果電壓信號522的均值大於閾值電壓532，則開關週期結束時的電壓信號534大於開關週期的開始時電壓信號534。
在另一實施例中，電壓信號534由比較器590接收，比較器590還接收參考電壓592(例如，Vref)。例如，比較器590比較電壓信號534和參考電壓592，其中電壓信號534由VQ表示並且參考電壓592由Vref表示。在另一示例中，如果VQ>Vref，則比較器590生成邏輯高位準的信號322。在又一示例中，如果VQ<Vref，則比較器590生成邏輯低位準的信號322。
如第3圖所示，根據一些實施例，信號322由邏輯控制 器340接收。例如，如果VQ>Vref(例如，如果信號322處於邏輯高位準)，則過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統200被關閉。在另一示例中，如果VQ<Vref(例如，如果信號322處於邏輯低位準)，則過電壓保護(OVP)不被觸發，並且開關240由驅動信號256(其在邏輯高位準和邏輯低位準之前改變)導通和關斷。
根據一個實施例，如果在一個或多個開關週期後，電壓信號534從比參考電壓592小變為比參考電壓592大，則信號322從邏輯低位準改變到邏輯高位準。例如，響應於信號322從邏輯低位準改變到邏輯高位準，過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統200被關閉。在另一示例中，輸出電壓260的過電壓保護閾與閾值電壓532具有如等式13所示的關係，其中Vth表示的閾值電壓532並且VOVP表示輸出電壓260的過電壓保護閾值。
如上文所討論的和在這裡進一步強調的，第5圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。例如，低通濾波器520被省略，從而電壓信號512由均值確定元件530接收，均值確定元件也接收閾值電壓532(例如，Vth)並且生成電壓信號534。
第6圖是示出根據本發明的另一實施例的作為如第2圖所示的AC到DC功率轉換系統200的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器220的過電壓保護(OVP)感測器320的簡化圖。此圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。過電壓保護(OVP)感測器320包括開關610、612、614，616和618，電容器620、622和624，運算放大器630，比較器640和642，電阻器650，以及電流源660和662。
參考第5圖，根據某些實施例，取樣和保持元件580包括開關610、電容器620和運算放大器630，電壓到電壓轉換器510包括開關612和614，低通濾波器520包括電容器622和電阻器650，均值確定 元件530包括比較器640、開關616和618、電容器624以及電流源660和662，並且比較器590是比較器642。
在一實施例中，開關610接收電壓信號286和控制信號582。例如，控制信號582包括在電感繞組242退磁時間段期間的信號脈衝。在另一示例中，如果控制信號582(例如，在信號脈衝期間)處於邏輯高位準則控制信號582使得開關610閉合；如果控制信號582處於邏輯低位準(例如，信號脈衝外)則使得開關610斷開。在又一示例中，響應於控制信號582，電壓信號286在退磁時間段期間被取樣。在又一示例中，所取樣的電壓信號286被電容器620以及運算放大器630保持，其將所取樣和保持的電壓信號286作為電壓信號584輸出。
在另一實施例中，電壓信號584由耦接到開關614的開關612接收。例如，開關612接收脈衝寬度調變(PWM)信號342。在另一示例中，如果PWM信號342處於邏輯高位準則PWM信號342使得開關612閉合，如果PWM信號342處於邏輯低位準則使開關612斷開。在又一示例中，開關614接收該退磁信號312。在又一示例中，如果退磁信號312處於邏輯高位準則退磁信號312使開關614閉合，如果退磁信號312處於邏輯低位準則使開關614斷開。在又一實施例中，響應於退磁信號312和脈衝寬度調變(PWM)信號342，開關612和614一起將電壓信號584轉換為電壓信號512。例如，電壓信號512與電壓信號286具有如等式8所示的關係。
在又一實施例中，電壓信號512由電阻器650接收並且耦接到電容器622。例如，電阻器650和電容器622用作低通濾波器，其作為響應生成電壓信號522。例如，電壓信號522與電壓信號286具有如等式9所示的關係，並且與輸出電壓260具有如等式10B所示的關係。在另一示例中，電壓信號522的均值表示輸出電壓260。
在又一實施例中，電壓信號522由比較器640接收，比較器640還接收閾值電壓532(例如，Vth)。例如，比較器640比較電壓 信號522和閾值電壓532，並生成比較信號641。例如，如果電壓信號522比閾值電壓532小則比較信號641處於邏輯低位準，並且如果電壓信號522比閾值電壓532大則比較信號641處於邏輯高位準。在另一實施例中，比較信號641由開關616和618接收。例如，響應於比較信號641處於邏輯低位準，開關616斷開而開關618閉合。在另一示例中，響應於比較信號641處於邏輯高位準時，開關616閉合而開關618斷開。
在又一實施例中，如果開關616斷開而開關618閉合，電流源662以放電電流(例如，I2)對電容器624放電，並減小電壓532的幅度。在另一實施例中，如果開關616閉合而開關618斷開，則電流源662以充電電流(例如，I1)對電容器624充電，並提升電壓532的幅度。例如，充電電流(例如，I1)在幅度上等於放電電流(例如，I2)。
在又一實施例中，如果電壓信號522比閾值電壓532小，則電流源662以放電電流(例如，I2)對電容器624放電，並減小電壓532的幅度；並且如果電壓信號522比閾值電壓532大，則電流源662以充電電流(例如，I1)對電容器624充電，並提升電壓532的幅度。例如，充電電流(例如，I1)在幅度上等於放電電流(例如，I2)。
根據一個實施例，對於開關週期，如果電壓信號522的均值等於閾值電壓532，則比較信號641具有等於50%的占空比，從而開關週期期間的充電時間和放電時間是相等的。例如，充電電流(例如，I1)在幅度上等於放電電流(例如，I2)，因此，開關週期結束時的電壓信號534與開關週期開始時的電壓信號534相等。
根據另一實施例，對於開關週期，如果電壓信號522的均值小於閾值電壓532，則比較信號641具有小於50%的占空比，從而開關週期期間的充電時間短於放電時間。例如，充電電流(例如，I1)在幅度上等於放電電流(例如，I2)，因此開關週期結束時的電壓信號534小於開關週期開始時的電壓信號534，但是如果開關週期開始時的電壓信號534大於零則開關週期結束時的電壓信號534大於或等於零，或者如果開 關週期開始時的電壓信號534等於零則開關週期結束時的電壓信號534也等於零。
根據另一實施例，對於開關週期，如果電壓信號522均值大於閾值電壓532，則比較信號641具有大於50%的占空比，從而開關週期期間的充電時間長於放電時間。例如，充電電流(例如，I1)在幅度上等於放電電流(例如，I2)，因此開關週期結束時的電壓信號534大於開關週期開始時的電壓信號534。
根據另一實施例，如果在一個或多個開關週期之後，電壓信號534從比參考電壓592小變為比參考電壓592大，則信號322從邏輯低位準變化到邏輯高位準。例如，電壓信號522的均值保持大於連續開關週期的閾值電壓532，從而電壓信號534從一個開關週期增大到另一開關週期，並且最終變得大於參考電壓592。在另一示例中，響應於信號322從邏輯低位準變化到邏輯高位準，過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統200被關閉。
第7圖是針對根據本發明的某些實施例的作為如第2圖所示的AC到DC功率轉換系統200的一部分的、在第5圖和/或第6圖中示出的過電壓保護(OVP)感測器320的簡化時序圖。此圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。
例如，波形710表示作為時間的函數的脈寬調變(PWM)信號342，波形720表示作為時間的函數的電壓信號286，波形730表示作為時間的函數的控制信號582，波形740表示作為時間的函數的退磁信號312。此外，波形750表示作為時間的函數的電壓信號522，波形760表示作為時間的函數的閾值電壓532，波形770表示作為時間的函數的電壓信號534，並且波形780表示作為時間的函數的信號322。
在一實施例中，如波形710所示，導通時間段(例如，導通時間段Ton)期間脈寬調變(PWM)信號342處於邏輯高位準，並且 關斷時間段(例如，關斷時間段Toff)期間脈寬調變(PWM)信號342處於邏輯低位準。例如，開關週期(Tswitch)的持續時間等於導通時間段和斷開時間段的總和。在另一示例中，在導通時間段期間，開關240被閉合(例如，導通)。在又一示例中，在關斷時間段期間，開關240被斷開(例如，關斷)。在另一實施例中，如波形720所示，在電感繞組242的退磁時間段期間電壓信號286達到等式4中所述的值。
在另一實施例中，如波形730所示，在從PWM信號342的下降沿之後的預定時間延遲(例如，Tblank)之後，控制信號582從邏輯低位準變化到邏輯高位準，並且形成信號脈衝732。例如，在信號脈衝732期間，電壓信號286(例如，如由波形720所示)被取樣，以獲得電壓信號286在退磁時間段(例如，如由波形740指示出的TDemag)期間的幅度。在另一實施例中，如波形740所示，退磁信號312在電感繞組242的退磁時間段期間處於邏輯高位準，並且在電感繞組242的任何退磁時間段之外處於邏輯低位準。
在又一實施例中，如波形750所示，在導通時間段(例如，Ton)和退磁時間段(例如，TDemag)期間電壓信號522具有三角波形。例如，在退磁時間段結束之後且在關斷時間段結束之前，電壓信號522是恒定的。
在又一實施例中，如波形770所示，開關週期結束時的電壓信號534大於開關週期的開始時的電壓信號534。例如，在一個或多個的開關週期之後，電壓信號534從比參考電壓592小變化到比參考電壓592大。在另一示例中，如波形780所示，響應於電壓信號534變化到比參考電壓592大，信號322從邏輯低位準變化到邏輯高位準以觸發過電壓保護(OVP)。
第8圖是示出根據本發明的另一實施例的作為如第2圖所示的AC到DC功率轉換系統200的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器220的過電壓保護(OVP)感測器320的簡化圖。此圖僅是示例，其 不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。過電壓保護(OVP)感測器320包括取樣和保持元件880(例如，取樣和保持電路)、電壓到電流轉換器810和814、電流發生器820、電容器830、以及受控比較器890。例如，取樣和保持元件880與取樣和保持組件480相同。在另一示例中，電壓到電流轉換器810和814、電流發生器820、以及電容器830是電壓到電壓轉換器(例如，電壓到電壓轉換器410)的一部分。
在一實施例中，取樣和保持元件880接收電壓信號286以及控制信號882。例如，響應於控制信號882，取樣和保持元件880對退磁時間段期間的電壓信號286進行取樣，保持所取樣的電壓信號286，並且將所取樣和保持的電壓信號286作為電壓信號884輸出。在另一示例中，V s =V FB_demag (等式14)其中，Vs表示電壓信號884。此外，VFB_demag表示電感繞組242的退磁時間段期間的電壓信號286。
返回參考第2圖，基於等式4，根據另一實施例可以得到下式： 其中，Vin表示經整流的電壓252並且Vo表示輸出電壓260。另外，K表示出現在等式3中的常數係數。例如，基於等式14和15，獲得下式：
如第8圖所示，根據一些實施例，電壓到電流轉換器810被配置為接收電壓信號884(例如，Vs)和生成電流信號812。在一個實施例中，I s =V s ×G m1 (等式17)其中，Vs表示電壓信號884，Gm1表示電壓到電流轉換器810的跨導，並且Is表示電流信號812。在另一示例中，基於等式16和17，獲得下式：
在另一實施例中，電壓到電流轉換器814被配置為接收閾值電壓818(例如，Vth)並且生成電流信號816。例如，I th =V th ×G m2 (等式19)其中，Vth表示閾值電壓818，Gm2表示電壓到電流轉換器814的跨導，並且Ith表示電流信號816。在另一示例中，如果 則 其中，VOVP表示輸出電壓260的過電壓保護閾值，並且K表示出現在等式3中的常數係數。
在又一實施例中，如果電壓到電流轉換器810的跨導與電壓到電流轉換器814的跨導相等，則得到下式。
其中，Gme表示電壓到電流轉換器810的跨導和電壓到電流轉換器814的跨導。
參考第2圖，基於等式6，根據一些實施例得到下式。
其中，K表示出現在等式3中的常數係數。此外，Ton表示驅動信號256的導通時間段(例如，開關240的導通時間段)，並且Tdemag表示電感繞組242的退磁時間段。
例如，如果V o >V OVP (等式25)則等式24變形為
在另一示例中，基於等式22和23，等式26被變形為：(I s -I th )×T on -I th ×T demag >0 (等式27)其中，Is表示電流信號812，並且Ith表示電流信號816。此外，Ton表示驅動信號256的導通時間段(例如，開關240的導通時間段)，並且Tdemag表示電感繞組242的退磁時間段。
如第8圖所示，根據一些實施例，如果(I s -I th )×T on -I th ×T demag >0(例如，如等式27所示)，過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統200被關閉。在另一實施例中，如果(I s -I th )×T on -I th ×T demag <0，則過電壓保護(OVP)不被觸發，並且開關240由驅動信號256(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)導通和關斷。
在一個實施例中，電壓到電流轉換器810輸出電流信號812(例如，Is)，並且電壓到電流轉換器814輸出電流信號816(例如，Ith)。例如，電流信號812和816由電流發生器820接收，電流發生器820還接收退磁信號312和脈衝寬度調變(PWM)信號342，並生成電流822(例如，Ic)。在另一示例中，如果電流822從電流發生器820流向電容器830，則電流822用於對電容器830充電，如果電流822從電容器830流向電流發生器820則電流822用於對電容器830放電。
在另一實施例中，在驅動信號256的導通時間段(例如，Ton)期間，電流822被生成從電流發生器820流向電容器830，並且對電容器830充電。例如，電流822的幅度被確定如下：I c1=I s -I th (等式28)其中，Ic1表示驅動信號256的導通時間段(例如，Ton)期間的電流822，Is表示電流信號812，並且Ith表示電流信號816。在另一示例中，在驅動信號256的導通時間段期間，電流822充電電容器830，並且電容器830的電容器電壓832(例如，Vc)增大下述幅度：△V c1=(I s -I th )×T on ×C (等式29) 其中，△Vc1表示電容器電壓832的增量，並且C表示電容器830的電容。
在又一實施例中，在電感繞組242的退磁時間段(例如，Tdemag)期間，電流822被生成以從電容器830流向電流發生器820，並且對電容器830放電。例如，電流822的幅度被確定如下：I c2=I th (等式30)其中，Ic2表示電感繞組242的退磁時間段(例如，Tdemag)期間的電流822，並且Ith表示電流信號816。在另一示例中，在電感繞組242的退磁時間段(例如，Tdemag)期間，電流822放電電容器830，並且電容器830的電容器電壓832(例如，Vc)減小下述幅度：△V c2=I th ×T demag ×C (等式31)其中，△Vc2表示電容器電壓832的減量，並且C表示電容器830的電容。
在另一實施例中，從驅動信號256的導通時間段(例如，Ton)的開始到電感繞組242的退磁時間段(例如，Tdemag)的結束，電容器電壓832的變化基於等式29和31被確定如下：△V cd =△V c1-△V c2=(I s -I th )×T on ×C-I th ×T demag ×C (等式32)其中，△Vcd表示電容器電壓832，從驅動信號256的導通時間段的開始到電感繞組242的退磁時間段的結束的變化量。
根據一個實施例，如果△Vcd大於零，則電容器電壓832從驅動信號256的導通時間段的開始到電感繞組242的退磁時間段的結束增大。在另一實施例中，如果△Vcd小於零，則電容器電壓832從驅動信號256的導通時間段的開始到電感繞組242的退磁時間段的結束減小。
根據另一實施例，如果電容器電壓832從驅動信號256的導通時間段的開始到電感繞組242的退磁時間段的結束增大(例如，△V cd >0)，則根據等式32，根據下文的再現得出等式27。
(I s -I th )×T on -I th ×T demag >0 (等式33)
例如，如果電容器電壓832從驅動信號256的導通時間段的開始到電感繞組242的退磁時間段的結束增大(例如，△V cd >0)，則 過電壓保護(OVP)被觸發並且功率轉換系統200被關閉。在另一示例中，如果電容電壓832從驅動信號256的導通時間段的開始到電感繞組242的退磁時間段的結束減小(例如，△V cd <0)，則過電壓保護(OVP)不被觸發並且開關240由驅動信號256(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)來導通和關斷。
根據另一實施例，如果電容器電壓832從驅動信號256的導通時間段的開始到電感繞組242的退磁時間段的結束增大預定的量(例如，△V cd >V ref )，則過電壓保護(OVP)被觸發並且功率轉換系統200被關閉，其中Vref表示預定的量。在另一示例中，如果電容器電壓832從驅動信號256的導通時間段的開始到電感繞組242的退磁時間段的結束未增大預定的量(例如，△V cd <V ref )，則在退磁期間結束時過電壓保護(OVP)不被觸發，並且開關240由驅動信號256(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)來導通和關斷。在又一示例中，預定的量(例如，Vref)大於或等於晶片地(例如，大於或等於零伏特)。
在一個實施例中，在每個開關週期的開始(例如，在驅動信號256的每個導通時間段的開始)電容器電壓832被設置為晶片地(例如，零伏特)，從而在電感繞組242的每一個對應退磁時間段結束時，電容器電壓832等於電容器電壓832從驅動信號256的導通時間段的開始到電感繞組242的退磁時間段的結束的改變量，如下式所示：V ce =△V cd (等式34)其中Vce表示電感繞組242的退磁時間段結束處的電容器電壓832，並且△Vcd表示電容器電壓832從驅動信號256的導通時間段的開始到電感繞組242的退磁時間段的結束的改變量。例如，如果在每個開關週期的開始(例如，在驅動信號256的每個導通時間段的開始)電容器電壓832被設置為晶片地(例如，零伏特)，基於等式32和34得到下式。
V ce =(I s -I th )×T on ×C-I th ×T demag ×C (等式35)其中Vce表示電感繞組242的退磁時間段結束處的電容器電壓832。此外， Is表示電流信號812並且Ith表示電流信號816。此外，Ton表示驅動信號256的導通時間段(例如，開關240的導通時間段)，並且Tdemag表示電感繞組242的退磁時間段。並且C表示電容器830的電容。
例如，如果電感繞組242的退磁時間段結束處的電容器電壓832大於預定的量(例如，V ce >V ref )，則過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統200被關閉，其中，Vref表示預定的量。在另一示例中，如果電感繞組242的退磁時間段結束處的電容器電壓832小於預定的量(例如，V ce <V ref )，則過電壓保護(OVP)不被觸發，並且開關240由驅動信號256(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)來導通和關斷。在又一示例中，預定的量(例如，Vref)大於或等於晶片地(例如，大於或等於零伏特)。
在另一實施例中，AC到DC功率轉換系統200工作在准諧振模式下，在該模式下， 其中，Toff表示驅動信號256的關斷時間段(例如，開關240的關斷時間段)。例如，在准諧振模式下， 其中，Tswitch表示驅動信號256的開關週期(例如，開關240的開關週期)。在另一示例中，在准諧振模式下，從開關週期的開始到開關週期的結束，電容器電壓832根據等式32被確定如下。
其中，△Vcp表示電容器電壓832從開關週期的開始到開關週期的結束的變化量。
在另一實施例中，在每個開關週期的開始(例如，在驅動信號256的每個導通時間段的開始)電容器電壓832被設置為晶片地(例如，零伏特)，從而在開關週期結束時，電容器電壓832等於電容器電壓832從開關週期的開始到開關週期的結束的改變量，如下式所示： V cs =△V cp (等式39)其中，Vcs表示開關週期的結束處的電容器電壓832，並且△Vcp表示電容器電壓832從開關週期的開始到開關週期的結束的改變量。例如，如果在每個開關週期的開始(例如，在驅動信號256的每個導通時間段的開始)電容器電壓832被設置為晶片地(例如，零伏特)，則基於等式38和39得出下式。
其中，Vcs表示開關週期的結束處的電容器電壓832。此外，Is表示電流信號812並且Ith表示電流信號816。此外，Ton表示驅動信號256的導通時間段(例如，開關240的導通時間段)，並且Tdemag表示電感繞組242的退磁時間段。並且C表示電容器830的電容。
如第8圖所示，根據一些實施例，電容器830的電容器電壓832由受控比較器890接收，受控比較器890還接收比較器閾值892(例如，Vref)和退磁信號312。例如，在由退磁信號312指示的電感繞組242的退磁時間段結束處，受控比較器890比較電容器電壓832和比較器閾值892，生成信號322，並且將保持信號322不變至少直到在下一退磁時間段結束。在另一示例中，在電感繞組242的退磁時間段的結束時，如果V ce >V ref ，則受控比較器890生成邏輯高位準的信號322。在又一示例中，在電感繞組242的退磁時間段的結束時，如果V ce <V ref ，則受控比較器890生成邏輯低位準的信號322。在又一示例中，比較器閾值892(例如，Vref)等於或大於晶片地(例如，等於或大於零伏特)。根據某些實施例，受控比較器890接收電容器電壓832、比較器的閾值892(例如，Vref)、以及退磁信號312。例如，比較器890比較電容器電壓832和比較器閾值892，並且基於退磁信號312的每個下降沿處所取樣的電容器電壓832和所取樣的比較器閾值892之間的比較來生成信號322。在另一示例中，比較器890將保持信號322不變至少直到退磁信號312的下一下降沿。
如第3圖所示，根據某些實施例，信號322由邏輯控制器340接收。例如，如果V ce >V ref (例如，如果信號322處於邏輯高位準)，則過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統200被關閉。在另一示例中，如果V ce <V ref (例如，如果信號322處於邏輯低位準)，則過電壓保護(OVP)不被觸發並且開關240由驅動信號256(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)來導通和關斷。在又一示例中，Vref大於或等於晶片地(例如，大於或等於零伏特)。
第9圖是示出根據本發明的另一實施例的作為如第2圖所示的AC到DC功率轉換系統200的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器220的過電壓保護(OVP)感測器320的簡化圖。此圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。過電壓保護(OVP)感測器320包括取樣和保持元件880、電壓到電流轉換器810和814、電容器830、電流吸收器910、開關920，複位元件930(例如，複位電路)、控制元件940(例如，邊沿觸發的鎖存器)、以及比較器950。例如，參考第8圖，電流發生器820包括電流吸收器910，開關920和複位元件930。在另一實施例中，參考第8圖，受控比較器890包括控制元件940和比較器950。在又一示例中，邊沿觸發鎖存器940包括觸發器。
在一個實施例中，取樣和保持元件880接收電壓信號286和控制信號882。例如，響應於控制信號882，取樣和保持元件880對退磁時間段期間的電壓信號286進行取樣，保持所取樣的電壓信號286，並將所取樣和保持的電壓信號286作為電壓信號884輸出。在另一實施例中，電壓信號884由電壓到電流轉換器810接收，電壓到電流轉換器810生成電流信號812。
如第9圖所示，根據一些實施例，電壓到電流轉換器810耦接到開關920。例如，開關920接收脈衝寬度調變(PWM)信號342，PWM信號342在驅動信號256的導通時間段期間(例如，在開關 240的導通時間段期間)閉合開關920，並且在驅動信號256的關斷時間段期間(例如，在開關240的關斷時間段期間)斷開開關920。在另一示例中，在驅動信號256的導通時間段期間(例如，在開關240的導通時間段期間)，開關920被閉合，並且電流信號812流出電壓到電流轉換器810經由開關920到達節點990。在又一示例中，在驅動信號256的關斷時間段期間(例如，在開關240的關斷時間段期間)，開關920被斷開，並且電流信號812不經由開關920在電壓到電流轉換器810和節點990之間流動。
在另一實施例中，電壓到電流轉換器814接收閾值電壓818(例如，Vth)，並且生成電流信號816。例如，電流信號816由電流吸收器910接收，作為響應電流吸收器910生成電流信號912。在另一示例中，電流信號912在幅度上等於電流信號816，並且電流信號912從節點990流至電流吸收器910。
如第9圖所示，根據某些實施例，複位元件930接收退磁信號312和控制信號932。例如，控制信號932是脈衝寬度調變(PWM)信號342的互補信號，從而如果PWM信號342處於邏輯高位準則控制信號932處於邏輯低位準，並且如果PWM信號342處於邏輯低位準則控制信號932處於邏輯高位準。在另一示例中，在驅動信號256的導通時間段期間(例如，在開關240的導通時間段期間)控制信號932處於邏輯低位準，並且在驅動信號256的關斷時間段期間(例如，在開關240的關斷時間段期間)控制信號932處於邏輯高位準。在又一示例中，在電感繞組242的退磁時間段期間退磁信號312處於邏輯高位準，並且電感繞組242的任何退磁期間以外處於邏輯低位準。
根據一個實施例，在電感繞組242的退磁時間段結束處(例如，在退磁信號312從邏輯高位準到邏輯低位準的下降沿)，複位元件930複位電容器電壓832至晶片地(例如，零伏特)，並保持電容器電壓832在晶片地(例如，零伏特)直到驅動信號256的關斷時間段結束處 (例如，在控制信號932從邏輯高位準到邏輯低位準的下降沿)，其也是下一開關週期的開始。例如，在每個開關週期的開始，電容器電壓832被設置到晶片地(例如，零伏特)。在另一示例中，在准諧振模式下，電感繞組242的退磁時間段結束和和相應驅動信號256的關斷時間段之間的持續時間約等於零。
根據另一實施例，在每個開關週期的開始處(例如，在驅動信號256的每個導通時間段的開始處)電容器電壓832被設置為晶片地(例如，零伏特)。在一個實施例中，在驅動信號256的導通時間段期間，電流信號812流出電壓到電流轉換器810經由開關920至節點990，並且幅度上等於電流信號816的電流信號912從節點990流到電流吸收器910。例如在驅動信號256的導通時間段結束時，電容器電壓832被確定如下。
V co =(I s -I th )×T on ×C (等式41)其中，Vco表示在驅動信號256的每個導通時間段的結束處的電容器電壓832。此外，Is表示電流信號812並且Ith表示電流信號816和電流信號912。此外，Ton表示驅動信號256的導通時間段(例如，開關240的導通時間段)，並且C表示電容器830的電容。
在另一實施例中，在驅動信號256的導通時間段之後，在驅動信號256的關斷時間段期間，在幅度上等於電流信號816的電流信號912仍經由開關920從節點990流至電流吸收器910，但電流信號812不經由開關920在電壓到電流轉換器810和節點990之間流動。例如，在電感繞組242的退磁時間段結束處(其在准諧振模式下約等於的驅動信號256的關斷時間段)，電容器電壓832確定如下。
V ce =(I s -I th )×T on ×C-I th ×T demag ×C (等式42)其中，Vce表示表示在電感繞組242的退磁時間段結束處的電容器電壓832。此外，Is表示電流信號812並且Ith表示電流信號816和電流信號912。此外，Ton表示驅動信號256的導通時間段(例如，開關240的導通 時間段)，並且Tdemag表示電感繞組242的退磁時間段。並且C表示電容器830的電容。在另一示例中，等式41與等式35相同。
如第9圖所示，根據一些實施例，電容器830的電容器電壓832由比較器950接收，比較器950還接收比較器閾值892(例如，Vref)。例如，比較器950比較電容器電壓832(例如，在電感繞組242的退磁時間段結束處的電容器電壓832)和比較器閾值892，並生成比較信號952，其中電容器電壓832由Vc表示並且比較器閾值892由Vref表示。在另一示例中，如果V c >V ref ，則比較器950生成邏輯高位準的比較信號952。在又一示例中，如果V c <V ref ，則比較器950生成邏輯低位準的比較信號952。
根據一個實施例，比較信號952由控制元件940接收。例如，控制元件940也接收退磁信號312。在另一示例中，響應於指示退磁時間段的結束(例如，退磁信號312從邏輯高位準變化到邏輯低位準)的退磁信號312，控制元件940生成信號322(其與退磁時間段的結束處的比較信號952相同)，並且隨後保持信號322不變至少直到下一退磁時間段結束為止。在又一示例中，在退磁時間段結束時，如果V ce >V ref ，則比較器950生成邏輯高位準的比較信號952，並且作為響應控制元件940生成也處於邏輯高位準的信號322。在又一示例中，在退磁時間段結束時，如果V ce <V ref ，則比較器950生成邏輯低位準的比較信號952，並且作為響應控制元件940生成也處於邏輯低位準的信號322。
如第3圖所示，根據某些實施例，信號322由邏輯控制器340接收。例如，如果V ce >V ref (例如，如果信號322處於邏輯高位準)，則過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統200被關閉。在另一示例中，如果V ce <V ref (例如，如果信號322處於邏輯低位準)時，則過電壓保護(OVP)不觸發並且開關240由驅動信號256(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)來導通和關斷。
第10圖是根據本發明的某些實施例的針對作為如第2圖 所示的AC到DC功率轉換系統200的、示出在第8圖和/或第9圖中的過電壓保護(OVP)感測器320的簡化時序圖。此圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。
例如，波形1010表示作為時間的函數的脈衝寬度調變(PWM)信號342，波形1020表示作為時間的函數的電壓信號286，波形1030表示作為時間的函數的控制信號932，波形1040表示作為時間的函數的退磁信號312。此外，波形1050表示電容器電壓832，波形1080表示作為時間的函數的信號322。
在一實施例中，如波形1010所示，導通時間段(例如，導通時間段Ton)期間脈寬調變(PWM)信號342處於邏輯高位準，並且關斷時間段(例如，關斷時間段Toff)期間脈寬調變(PWM)信號342處於邏輯低位準。例如，開關週期(Tswitch)的持續時間等於導通時間段和斷開時間段的總和。在另一示例中，在導通時間段期間，開關240被閉合(例如，導通)。在又一示例中，在關斷時間段期間，開關240被斷開(例如，關斷)。在另一實施例中，如波形1020所示，在電感繞組242的退磁時間段期間電壓信號286達到等式4中所述的值。
在另一實施例中，如波形1030所示，控制信號932是脈衝寬度調變(PWM)信號342的互補信號(例如，如波形1010所示)。例如，如果PWM信號342處於邏輯高位準則控制信號932處於邏輯低位準，並且如果PWM信號342處於邏輯低位準則控制信號932處於邏輯高位準。在另一示例中，控制信號932在導通時間段(例如，驅動信號256的導通時間段)期間處於邏輯低位準，並且控制信號932在關斷時間段(例如，驅動信號256的關斷時間段)期間處於邏輯高位準。在又一實施例中，如波形1040所示，退磁信號312在電感繞組242的退磁時間段期間處於邏輯高位準，並且在電感繞組242的任何退磁期間以外處於邏輯低位準。
在又一實施例中，如波形1050所示，在開關週期的開始(例如，在驅動信號256的導通時間段的開始)，電容器電壓832被設置到等於幅度1052(例如，零伏特)的晶片地。例如，在驅動信號256的導通時間段期間，電容器電壓832從幅度1052增大(例如，線性增大)到幅度1054。在另一示例中，在退磁期間，電容器電壓832從幅度1054減小(例如，線性減小)到幅度1056。在又一示例中，在退磁時間段結束時(例如在退磁信號312從邏輯高位準到邏輯低位準的下降沿處，如波形1040所示)，電容器電壓832由複位元件930從幅度1056複位到幅度1052(例如，晶片地)。在又一示例中，複位組件930從退磁時間段結束到驅動信號256的關斷時間段結束(例如，在控制信號932從邏輯高位準到邏輯低位準的下降沿處，如波形1030所示)將電容器電壓832保持在幅度1052。在又一示例中，驅動信號256的關斷時間段的結束也是下一開關週期的開始。
在又一實施例中，如波形1080所示，信號322在時刻t1之前處於邏輯低位準，其中時刻t1對應於退磁時間段的結束。例如，在時刻t1之前，過電壓保護(OVP)不被觸發並且開關240由驅動信號256(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)來導通和關斷。在另一示例中，在時刻t1，如波形1040所示，退磁信號312從邏輯高位準變化到到邏輯低位準。在又一示例中，在時刻t1，電容器電壓832的幅度1056大於如波形1050所示的比較器閾值892(例如，Vref)，並且作為響應，信號322從邏輯低位準變化到邏輯高位準。在又一示例中，響應於在時刻t1信號322從邏輯低位準變化到邏輯高位準，過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統200被關閉。
第11圖是示出根據本發明的另一實施例的用於LED照明的具有初級側調節(PSR)和升降壓架構的AC到DC功率轉換系統的簡化圖。此圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。AC到DC功率轉換系統1100 (例如，功率轉換器)包括電阻器1110、1118、1180、1182，電容器1112、1114和1116，脈衝寬度調變(PWM)控制器1120，開關1140，電感繞組或者線圈1142，以及二極體1144。例如，AC到DC功率轉換系統1100僅包括一個感應線圈(例如，電感繞組或者線圈1142)。在另一示例中，脈衝寬度調變(PWM)控制器1120包括端子1122(例如，引腳VDD)、端子1124(例如，引腳COMP)、端子1126(例如，引腳GATE)、端子1128(例如，引腳CS)、端子1130(例如，引腳GND)、以及端子1132(例如，引腳Vsense)。
第12圖是示出根據本發明的實施例的AC到DC功率轉換系統1100的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器1120的某些組件的簡化圖。此圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。脈衝寬度調變(PWM)控制器1120包括退磁感測器1210、過電壓保護(OVP)感測器1220、恒流控制器1230、邏輯控制器1240、以及閘極驅動器1250。
如第11圖所示，根據一個實施例，AC輸入電壓1150(例如，VAC)被接收並整流(例如，全波整流)，以生成經整流的電壓1152(例如，Vin)。例如，經整流的電壓1152不下降至晶片地(例如，零伏特)以下。根據另一實施例，電感繞組1142包括繞組端子1141和1143，並且二極體1144包括二極體端子1145和1147。例如，繞組端子1141在經整流的電壓1152(例如，Vin)處被偏置。在另一示例中，繞組端子1143耦接到二極體端子1145。在又一示例中，二極體端子1147和繞組端子1141之間的電壓差等於功率轉換器1100的輸出電壓1160(例如，Vo)。
在一個實施例中，功率轉換系統1100生成輸出電壓1160(例如，Vo)。例如，輸出電壓1160表示節點1164和1162之間的電壓差，而節點1164的電壓為1166。在另一示例中，電壓1166通過電阻器1110(例如R2)對電容器1112(例如，C2)充電，以增大電壓1154的幅 度。在另一實施例中，電壓1154由PWM控制器1120通過端子1122接收。例如，如果電壓1154變得大於欠壓鎖定(UVLO)閾值，則PWM控制器1120開始正常操作。在另一示例中，在正常操作中，PWM控制器1120生成具有脈衝寬度調變的驅動信號1156。在又一示例中，電阻器1118被用於感測流過電感繞組1142的電流，並生成電流感測電壓信號1184。
如第12圖所示，根據一個實施例，退磁感測器1210感測到的電感繞組1142的退磁過程的結束，並生成退磁信號1212。例如，退磁信號1212由過電壓保護接收(OVP)感測器1220和恒流控制器1230接收。在另一示例中，恒流控制器1230還通過端子1128接收電流感測電壓信號1184(例如，Vcs)，並且通過端子1124控制電容器1116(例如，C3)的充電和放電。
在一個實施例中，恒流控制器1230通過取樣每個週期的電流感測電壓信號1184峰值幅度、並且將所取樣的峰值幅度發送至作為恒流控制器1230的一部分的誤差放大器，來在逐週期的基礎上處理電流感測電壓信號1184。例如，誤差放大器接收所取樣的峰值幅度，並生成輸出電流以通過端子1124對電容器1116(例如，C3)進行充電或放電。在另一示例中，誤差放大器和電容器1116一起執行退磁時間段期間所取樣的峰值幅度的積分數學運算，並且提供環路補償到功率轉換系統1100。
在另一實施例中，恒流控制器1230生成信號1232，並且OVP感測器1220生成信號1222。例如，信號1222和1232由邏輯控制器1240接收，邏輯控制器1240輸出脈衝寬調變(PWM)信號1242作為響應。在另一示例中，PWM信號1242由OVP感測器1220和閘極驅動器1250接收。在另一實施例中，閘極驅動器1250通過端子1126輸出驅動信號1156到開關1140。例如，驅動信號1156具有頻率以及占空比。在另一示例中，驅動信號1156斷開(例如，關斷)和閉合(例如，導通)開關1140(例如，以影響流經電感繞組1142的電流)。
在又一實施例中，電容器1114(例如，C5)被用於支援功率轉換系統1100的輸出電壓1160(例如，Vo)。在又一實施例中，功率轉換系統1100提供恒定的輸出電流到一個或多個發光二極體(LED)1190。
如第11圖所示，根據某些實施例，電阻器1180(例如，R4)接收電壓信號1152(例如，Vin)，並且作為響應電阻器1180(例如，R4)和電阻器1182(例如，R5)生成電壓信號1186，電壓信號1186由PWM控制器1120通過端子1132接收。在一個實施例中，經整流後的電壓信號1152(例如，Vin)和輸出電壓1160(例如，Vo)具有下述關係：V in ×T on =V o ×T denag (等式43)其中Vin表示經整流的電壓1152，並且Vo表示輸出電壓1160。此外，Ton表示驅動信號1156的導通時間段(例如，開關1140的導通時間段)，並且Tdemag表示電感繞組1142的退磁時間段。
第13圖是示出根據本發明的實施例的AC到DC功率轉換系統1100的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器1120的過電壓保護(OVP)感測器1220的簡化圖。此圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。過電壓保護(OVP)感測器1220包括取樣和保持元件1380(例如，取樣和保持電路)、電壓到電壓轉換器1310、低通濾波器1320、以及比較器1330。
在一個實施例中，取樣和保持元件1380接收電壓信號1186，對退磁時間段期間的電壓信號1186進行取樣，保持所取樣的電壓信號1186，並且將所取樣和保持的電壓信號1186作為電壓信號1384輸出。在另一實施例中，電壓到電壓轉換器1310被配置為接收電壓信號1384、退磁信號1212、以及脈衝寬度調變(PWM)信號1242，並生成電壓信號1312。
例如，電壓信號1312與電壓信號1186具有下述關係： 其中，VC表示電壓信號1312，並且Vin_c_demag表示電感繞組1142的退磁時間段期間的電壓信號1186。例如，等式44的左側和等式44的右側是相等的。在另一示例中，等式44的左側和等式44的右側在±1%的範圍內大致相等。在另一示例中，等式44的左側和等式44的右側在±5%的範圍內大致相等。在又一示例中，等式44的左側和等式44的右側在±10%的範圍內大致相等。
在另一示例中，如等式44所示，Vin_c_demag被確定如下： 其中Vin表示電感繞組1142的退磁時間段期間的經整流的電壓1152。
在另一示例中，電壓信號1186被確定如下： 其中Vin_c表示電壓信號1186，並且Vin表示經整流的電壓1152。
在另一示例中，如等式45A和45B所示，K表示如下所示的常數係數。
其中R4表示電阻器1180的電阻，並且R5表示電阻器1182的電阻。
根據一個實施例，電壓信號1312由低通濾波器1320接收，作為響應低通濾波器1320對電壓信號1312執行低通濾波並且生成電壓信號1322。例如，電壓信號1322與電壓信號1186具有下述關係： 其中，VP表示電壓信號1322，並且Vin_c_demag表示電壓信號1186。例如，等式47的左側和等式47的右側是相等的。在另一示例中，等式47的左側和等式47的右側在±1%的範圍內大致相等。在另一示例中，等式47的左側和等式47的右側在±5%的範圍內大致相等。在又一示例中，等式47的 左側和等式47的右側在±10%的範圍內大致相等。
在另一示例中，基於等式43和45A，等式44被變形為： 其中Vo表示輸出電壓1160。例如，等式48A的左側和等式48A的右側是相等的。在另一示例中，等式48A的左側和等式48A的右側在±1%的範圍內大致相等。在另一示例中，等式48A的左側和等式48A的右側在±5%的範圍內大致相等。在又一示例中，等式48A的左側和等式48A的右側在±10%的範圍內大致相等。
在另一示例中，基於等式43和45A，等式47被變形為： 其中Vo表示輸出電壓1160。例如，等式48B的左側和等式48B的右側是相等的。在另一示例中，等式48B的左側和等式48B的右側在±1%的範圍內大致相等。在另一示例中，等式48B的左側和等式48B的右側在±5%的範圍內大致相等。在又一示例中，等式48B的左側和等式48B的右側在±10%的範圍內大致相等。
根據另一實施例，電壓信號1322由比較器1330接收，比較器1330還接收比較器閾值1332(例如，Vth)。例如，比較器1330比較電壓信號1322和比較器閾值1332，其中電壓信號1322由VP表示並且比較器閾值1332由Vth表示。在另一示例中，如果VP>Vth，則比較器1330生成邏輯高位準的信號1222。在又一示例中，如果VP<Vth,，則比較器1330生成邏輯低位準的信號1222。
如第12圖所示，根據一些實施例，信號1222由邏輯控制器1240接收。例如，如果VP>Vth(例如，如果信號1222處於邏輯高位準)，則過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統1100被關閉。在另一示例中，如果如果VP<Vth(例如，如果信號1222處於邏輯低 位準)，則過電壓保護(OVP)不被觸發，並且開關1140由驅動信號1156(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)導通和關斷。
在一個實施例中，如果滿足下式則過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統1100被關閉：V P >V th (等式49)其中，Vth表示比較器閾值1332。例如，基於等式49，等式48B被變形為：V o >V OVP (等式50)其中V OVP =K×V th (等式51)並且VOVP表示輸出電壓1160的過電壓保護閾值。
在另一實施例中，如果V o >V OVP ，則過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統1100被關閉。在另一實施例中，如果V o <V OVP ，則過電壓保護(OVP)未被觸發，並且開關1140由驅動信號1156(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)導通和關斷。
如上所討論的和在這裡進一步強調的，第13圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。例如，低通濾波器1320被省略從而電壓信號1312由比較器1330接收，比較器1330還接收比較器閾值1332(例如，Vth)。在一實施例中，比較器1330比較電壓信號1312和比較器閾值1332，其中電壓信號1312由VC表示並且比較器閾值1332由Vth表示。在另一示例中，如果VC>Vth，則比較器1330生成邏輯高位準的信號1222。在又一示例中，如果VC<Vth,，則比較器1330生成邏輯低位準的信號1222。
如第11圖和12所示，脈衝寬度調變(PWM)控制器1120包括端子1122(例如，引腳VDD)、端子1124(例如，引腳COMP)、端子1126(例如，引腳GATE)、端子1128(例如，引腳CS)、端子1130(例如，引腳GND)、端子1132(例如，引腳Vsense)。例如，脈衝寬度調變(PWM)控制器1120位於晶片上，並且端 子1130(例如，引腳GND)被偏置到晶片地(例如零伏特)。另一示例中，端子1126(例如，引腳GATE)被退磁感測器1210用來感測電感繞組1142退磁過程的結束，並且基於這樣的感測，新的開關週期開始。
另外，如第12圖所示，脈衝寬度調變(PWM)控制器1120包括退磁感測器1210、過電壓保護(OVP)感測器1220、恒流控制器1230、邏輯控制器1240、以及閘極驅動器1250。在一實施例中，在每個開關週期中，如果由閘極驅動器1250生成的驅動信號1156從邏輯低位準變化到邏輯高位準，則開關1140變為閉合(例如，導通)。例如，開關1140變為關閉之後，流過開關1140的電流幅度逐漸增大，導致電流感測電壓信號1184也在幅度上增大。在另一示例中，如果電流感測電壓信號1184比與端子1124(例如，引腳COMP)相關的參考電壓大，則邏輯控制器1240輸出脈衝寬度調變(PWM)信號1242到閘極驅動器1250，作為響應，閘極驅動器1250生成(例如，邏輯低位準的)驅動信號1156以斷開(例如，關斷)開關1140。在又一示例中，當開關變為斷開(例如，關斷)，則電感繞組1142的退磁過程開始。在又一示例中，在退磁過程中，過電壓保護(OVP)感測器1220執行過電壓保護(OVP)的功能。在又一示例中，如果退磁感測器1210感測到退磁過程的結束，則開關1140再次變為閉合(例如，導通)。
第14圖是示出根據本發明的另一實施例的作為如第11圖所示的AC到DC功率轉換系統1100的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器1120的過電壓保護(OVP)感測器1220的簡化圖。此圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。過電壓保護(OVP)感測器1220包括取樣和保持元件1480(例如，取樣和保持電路)、電壓到電壓轉換器1410、低通濾波器1420、均值確定元件1430(例如，均值確定電路)、以及比較器1490。
在一實施例中，取樣和保持元件1480接收電壓信號 1186以及控制信號1482。例如，響應於控制信號1482，取樣和保持元件1480在退磁時間段期間取樣電壓信號1186，保持所取樣的電壓信號1186，並且將所取樣和保持的電壓信號1186、電壓信號1484輸出。在另一實施例中，電壓到電壓轉換器1410被配置為接收電壓信號1484、退磁信號1212和脈衝寬度調變(PWM)信號1242，並生成電壓信號1412。例如，電壓信號1412與電壓信號1186之間具有如等式44所示的關係。在又一實施例中，電壓信號1412由低通濾波器1420接收，作為響應低通濾波器1420對電壓信號1412進行低通濾波並生成電壓信號1422。例如，電壓信號1422與電壓信號1186之間具有如等式47所示的關係，並且與輸出電壓1160之間具有如等式48B所示的關係。
在又一實施例中，均值確定元件1430接收電壓信號1422和閾值電壓1432(例如，Vth)，並生成電壓信號1434。例如，均值確定元件1430被配置為控制作為均值確定元件1430的一部分的電容器的充電和放電，以及將電容器的電壓作為電壓信號1434輸出。在另一示例中，均值確定元件1430被配置為比較電壓信號1422和閾值電壓1432(例如，Vth)，並且生成電壓信號1434。在又一示例中，電壓信號1434反映了電壓信號1422相較於閾值電壓1432的均值。在又一示例中，就開關週期而言，如果電壓信號1422的均值等於閾值電壓1432，則開關週期結束時的電壓信號1434等於開關週期的開始時電壓信號1434。在又一示例中，就開關週期而言，如果電壓信號1422的均值小於閾值電壓1432，則開關週期結束時的電壓信號1434小於開關週期的開始時電壓信號1434。在又一示例中，就開關週期而言，如果電壓信號1422的均值大於閾值電壓1432，則開關週期結束時的電壓信號1434大於開關週期的開始時電壓信號1434。
在另一實施例中，電壓信號1434由比較器1490接收，比較器1490還接收參考電壓1492(例如，Vref)。例如，比較器1490比較電壓信號1434和參考電壓1492，其中電壓信號1434由VQ表示並且參 考電壓1492由Vref表示。在另一示例中，如果VQ>Vref，則比較器1490生成邏輯高位準的信號1222。在又一示例中，如果VQ<Vref，則比較器1490生成邏輯低位準的信號1222。
如第12圖所示，根據一些實施例，信號1222由邏輯控制器1240接收。例如，如果VQ>Vref(例如，如果信號1222處於邏輯高位準)，則過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統1100被關閉。在另一示例中，如果VQ<Vref(例如，如果信號1222處於邏輯低位準)，則過電壓保護(OVP)不被觸發，並且開關1140由驅動信號1156(其在邏輯高位準和邏輯低位準之前改變)導通和關斷。
根據一個實施例，如果在一個或多個開關週期後，電壓信號1434從比參考電壓1492小變為比參考電壓1492大，則信號1222從邏輯低位準改變到邏輯高位準。例如，響應於信號1222從邏輯低位準改變到邏輯高位準，過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統1100被關閉。在另一示例中，輸出電壓1160的過電壓保護閾與閾值電壓1432具有如等式51所示的關係，其中Vth表示的閾值電壓1432並且VOVP表示輸出電壓1160的過電壓保護閾值。
如上文所討論的和在這裡進一步強調的，第14圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。例如，低通濾波器1420被省略，從而電壓信號1412由均值確定元件1430接收，均值確定元件也接收閾值電壓1432(例如，Vth)並且生成電壓信號1434。
第15圖是示出根據本發明的另一實施例的作為如第11圖所示的AC到DC功率轉換系統1100的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器1120的過電壓保護(OVP)感測器1220的簡化圖。此圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。過電壓保護(OVP)感測器1220包括取樣和保持元件1580(例如，取樣和保持電路)、電壓到電流轉換器1510和 1514、電流發生器1520、電容器1530、以及受控比較器1590。
在一實施例中，取樣和保持元件1580接收電壓信號1186以及控制信號1582。例如，響應於控制信號1582，取樣和保持元件1580對退磁時間段期間的電壓信號1186進行取樣，保持所取樣的電壓信號1186，並且將所取樣和保持的電壓信號1186作為電壓信號1584輸出。在另一示例中，V s =V in_c_demag (等式52)其中，Vs表示電壓信號1584。此外，Vin_c_demag表示電感繞組1142的退磁時間段期間的電壓信號1186。
返回參考第11圖，根據另一實施例可以得到下式：
其中，Vin_c_demag表示電感繞組1142的退磁時間段期間的電壓信號1186。此外，Vin表示經整流的電壓1152並且K表示常數係數。此外，R4表示電阻器1180的電阻，並且R5表示電阻器1182的電阻。例如，基於等式52和53，獲得下式：
如第15圖所示，根據一些實施例，電壓到電流轉換器1510被配置為接收電壓信號1584(例如，Vs)和生成電流信號1512。在一個實施例中，I s =V s ×G m1 (等式56)其中，Vs表示電壓信號1584，Gm1表示電壓到電流轉換器1510的跨導，並且Is表示電流信號1512。在另一示例中，基於等式55和56，獲得下式：
在另一實施例中，電壓到電流轉換器1514被配置為接收閾值電壓1518(例如，Vth)並且生成電流信號1516。例如， I th =V th ×G m2 (等式58)其中，Vth表示閾值電壓1518，Gm2表示電壓到電流轉換器1514的跨導，並且Ith表示電流信號1516。在另一示例中，如果 則 其中，VOVP表示輸出電壓1160的過電壓保護閾值，並且K表示出現在等式54中的常數係數。
在又一實施例中，如果電壓到電流轉換器1510的跨導與電壓到電流轉換器1514的跨導相等，則得到下式。
其中，Gme表示電壓到電流轉換器1510的跨導和電壓到電流轉換器1514的跨導。
參考第11圖，基於等式43，根據一些實施例得到下式。
其中，K表示出現在等式54中的常數係數。此外，Ton表示驅動信號1156的導通時間段(例如，開關1140的導通時間段)，並且Tdemag表示電感繞組1142的退磁時間段。
例如，如果V o >V OVP (等式64)則等式63變形為
在另一示例中，基於等式61和62，等式65變形為：I s ×T on -I th ×T demag >0 (等式66)其中，Is表示電流信號1512，並且Ith表示電流信號1516。此外，Ton表示 驅動信號1156的導通時間段(例如，開關1140的導通時間段)，並且Tdemag表示電感繞組1142的退磁時間段。
如第15圖所示，根據一些實施例，如果(I s -I th )×T on -I th ×T demag >0(例如，如等式66所示)，過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統1100被關閉。在另一實施例中，如果(I s -I th )×T on -I th ×T demag <0，則過電壓保護(OVP)不被觸發，並且開關1140由驅動信號1156(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)導通和關斷。
在一個實施例中，電壓到電流轉換器1510輸出電流信號1512(例如，Is)，並且電壓到電流轉換器1514輸出電流信號1516(例如，Ith)。例如，電流信號1512和1516由電流發生器1520接收，電流發生器1520還接收退磁信號1212和脈衝寬度調變(PWM)信號1242，並生成電流1522(例如，Ic)。在另一示例中，如果電流1522從電流發生器1520流向電容器1530，則電流1522被用於對電容器1530充電，如果電流1522從電容器1530流向電流發生器1520則電流1522被用於對電容器1530放電。
在另一實施例中，在驅動信號1156的導通時間段(例如，Ton)期間，電流1522被生成以從電流發生器1520流向電容器1530，並且對電容器1530充電。例如，電流1522的幅度被確定如下：I c1=I s (等式67)其中，Ic1表示驅動信號1156的導通時間段(例如，Ton)期間的電流1522，並且Is表示電流信號1512。在另一示例中，在驅動信號1156的導通時間段期間，電流1522對電容器1530充電，並且電容器1530的電容器電壓1532(例如，Vc)增大下述幅度：△V c1=I s ×T on ×C (等式68)其中，△Vc1表示電容器電壓1532的增量，並且C表示電容器1530的電容。
在又一實施例中，在電感繞組1142的退磁時間段(例如，Tdemag)期間，電流1522被生成以從電容器1530流向電流發生器1520，並且對電容器1530放電。例如，電流1522的幅度被確定如下：I c2=I th (等式69)其中，Ic2表示電感繞組1142的退磁時間段(例如，Tdemag)期間的電流1522，並且Ith表示電流信號1516。在另一示例中，在電感繞組1142的退磁時間段(例如，Tdemag)期間，電流1522對電容器1530放電，並且電容器1530的電容器電壓1532(例如，Vc)減小下述幅度：△V c2=I th ×T demag ×C (等式70)其中，△Vc2表示電容器電壓1532的減量，並且C表示電容器1530的電容。
在另一實施例中，從驅動信號1156的導通時間段(例如，Ton)的開始到電感繞組1142的退磁時間段(例如，Tdemag)的結束，電容器電壓1532的變化基於等式68和70確定如下：△V cd =△V c1-△V c2=I s ×T on ×C-I th ×T demag ×C (等式71)其中，△Vcd表示電容器電壓1532，從驅動信號1156的導通時間段的開始到電感繞組1142的退磁時間段的結束的變化量。
根據一個實施例，如果△Vcd大於零，則電容器電壓1532從驅動信號1156的導通時間段的開始到電感繞組1142的退磁時間段的結束增大。在另一實施例中，如果△Vcd小於零，則電容器電壓1532從驅動信號1156的導通時間段的開始到電感繞組1142的退磁時間段的結束減小。
根據另一實施例，如果電容器電壓1532從驅動信號1156的導通時間段的開始到電感繞組1142的退磁時間段的結束增大(例如，△V cd >0)，則根據等式71，得出等式66再現如下。
I s ×T on -I th ×T demag >0 (等式72)
例如，如果電容器電壓1532從驅動信號1156的導通時 間段的開始到電感繞組1142的退磁時間段的結束增大(例如，△V cd >0)，則過電壓保護(OVP)被觸發並且功率轉換系統1100被關閉。在另一示例中，如果電容電壓1532從驅動信號1156的導通時間段的開始到電感繞組1142的退磁時間段的結束減小(例如，△V cd <0)，則過電壓保護(OVP)不觸發並且開關1140由驅動信號1156(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)來導通和關斷。
根據另一實施例，如果電容器電壓1532從驅動信號1156的導通時間段的開始到電感繞組1142的退磁時間段的結束增大預定的量(例如，△V cd >V ref )，則過電壓保護(OVP)被觸發並且功率轉換系統1100被關閉，其中Vref表示預定的量。在另一示例中，如果電容器電壓1532從驅動信號1156的導通時間段的開始到電感繞組1142的退磁時間段的結束未增大預定的量(例如，△V cd <V ref )，則過電壓保護的退磁期間結束(OVP)不被觸發，並且開關1140由驅動信號1156(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)來導通和關斷。在又一示例中，預定的量(例如，Vref)大於或等於晶片地(例如，大於或等於零伏特)。
在一個實施例中，在每個開關週期的開始(例如，在驅動信號1156的每個導通時間段的開始)電容器電壓1532被設置為晶片地(例如，零伏特)，從而在電感繞組1142的每一個對應退磁時間段結束時，電容器電壓1532等於電容器電壓1532從驅動信號1156的導通時間段的開始到電感繞組1142的退磁時間段的結束的改變量，如下式所示：V ce =△V cd (等式73)其中Vce表示電感繞組1142的退磁時間段結束處的電容器電壓1532，並且△Vcd表示電容器電壓1532從驅動信號1156的導通時間段的開始到電感繞組1142的退磁時間段的結束的改變量。例如，如果在每個開關週期的開始(例如，在驅動信號1156的每個導通時間段的開始)電容器電壓1532被設置為晶片地(例如，零伏特)，基於等式71和73得到下式。
V ce =I s ×T on ×C-I th ×T demag ×C (等式74) 其中Vce表示電感繞組1142的退磁時間段結束處的電容器電壓1532。此外，Is表示電流信號1512並且Ith表示電流信號1516。此外，Ton表示驅動信號1156的導通時間段(例如，開關1140的導通時間段)，並且Tdemag表示電感繞組1142的退磁時間段。並且C表示電容器1530的電容。
例如，如果電感繞組1142的退磁時間段結束處的電容器電壓1532大於預定的量(例如，V ce >V ref )，則過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統1100被關閉，其中，Vref表示預定的量。在另一示例中，如果電感繞組1142的退磁時間段結束處的電容器電壓1532小於預定的量(例如，V ce <V ref )，則過電壓保護(OVP)不被觸發，並且開關1140由驅動信號1156(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)來導通和關斷。在又一示例中，預定的量(例如，Vref)大於或等於晶片地(例如，大於或等於零伏特)。
在另一實施例中，AC到DC功率轉換系統1100工作在准諧振模式下，其中， 其中，Toff表示驅動信號1156的關斷時間段(例如，開關1140的關斷時間段)。例如，在准諧振模式下， 其中，Tswitch表示驅動信號1156的開關週期(例如，開關1140的開關週期)。在另一示例中，在准諧振模式下，從開關週期的開始到開關週期的結束，電容器電壓1532根據等式71確定如下。
其中，△Vcp表示電容器電壓1532從開關週期的開始到開關週期的結束的變化量。
在另一實施例中，在每個開關週期的開始(例如，在驅動信號1156的每個導通時間段的開始)電容器電壓1532被設置為晶片地(例如，零伏特)，從而在開關週期結束時，電容器電壓1532等於電容 器電壓1532從開關週期的開始到開關週期的結束的改變量，如下式所示：V cs =△V cp (等式78)其中，Vcs表示開關週期的結束處的電容器電壓1532，並且△Vcp表示電容器電壓1532從開關週期的開始到開關週期的結束的改變量。例如，如果在每個開關週期的開始(例如，在驅動信號1156的每個導通時間段的開始)電容器電壓1532被設置為晶片地(例如，零伏特)，則基於等式77和78得出下式。
其中，Vcs表示開關週期的結束處的電容器電壓1532。此外，Is表示電流信號1512並且Ith表示電流信號1516。此外，Ton表示驅動信號1156的導通時間段(例如，開關1140的導通時間段)，並且Tdemag表示電感繞組1142的退磁時間段。並且C表示電容器1530的電容。
如第15圖所示，根據一些實施例，電容器1530的電容器電壓1532由受控比較器1590接收，受控比較器1590還接收比較器閾值1592(例如，Vref)和退磁信號1212。例如，在由退磁信號1212指示的電感繞組1142的退磁時間段結束處，受控比較器1590比較電容器電壓1532和比較器閾值1592，生成信號1222，並且將保持信號1222不變至少直到在下一退磁時間段結束。在另一示例中，在電感繞組1142的退磁時間段的結束時，如果V ce >V ref ，則受控比較器1590生成邏輯高位準的信號1222。在又一示例中，在電感繞組1142的退磁時間段的結束時，如果V ce <V ref ，則受控比較器1590生成邏輯低位準的信號1222。在又一示例中，比較器閾值1592(例如，Vref)大於或等於晶片地(例如，大於或等於零伏特)。
如第12圖所示，根據某些實施例，信號1222由邏輯控制器1240接收。例如，如果V ce >V ref (例如，如果信號1222處於邏輯高位準)，則過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統1100被關閉。 在另一示例中，如果V ce <V ref (例如，如果信號1222處於邏輯低位準)，則過電壓保護(OVP)不觸發並且開關1140由驅動信號1156(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)來導通和關斷。在又一示例中，Vref大於或等於晶片地(例如，大於或等於零伏特)。
第16圖是示出根據本發明的另一實施例的作為如第11圖所示的AC到DC功率轉換系統1100的一部分的脈衝寬度調變(PWM)控制器1120的過電壓保護(OVP)感測器1220的簡化圖。此圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。過電壓保護(OVP)感測器1220包括取樣和保持元件1580、電壓到電流轉換器1510和1514、電容器1530、電流吸收器1610、開關1620和1660、複位元件1630(例如，複位電路)、控制元件1640(例如，邊沿觸發的鎖存器)、以及比較器1650。例如，參考第15圖，電流發生器1520包括電流吸收器1610、開關1620和1660、以及複位組件1630。在另一實施例中，參考第15圖，受控比較器1590包括控制元件1640和比較器1650。在又一示例中，邊沿觸發鎖存器1640包括觸發器。
在一個實施例中，取樣和保持元件1580接收電壓信號1186和控制信號1582。例如，響應於控制信號1582，取樣和保持元件1580取樣退磁時間段期間的電壓信號1186，保持所以取樣的電壓信號1186，並將所取樣和保持的電壓信號1186作為電壓信號1584輸出。在另一實施例中，電壓信號1584由電壓到電流轉換器1510接收，電壓到電流轉換器1510生成電流信號1512。
如第16圖所示，根據一些實施例，電壓到電流轉換器1510耦接到開關1620。例如，開關1620接收脈衝寬度調變(PWM)信號1242，PWM信號1242在驅動信號1156的導通時間段期間(例如，在開關1140的導通時間段期間)閉合開關1620，並且在驅動信號1156的關斷時間段期間(例如，在開關1140的關斷時間段期間)斷開開關1620。在 另一示例中，在驅動信號1156的導通時間段期間(例如，在開關1140的導通時間段期間)，開關1620被閉合，並且電流信號1512流出電壓到電流轉換器1510經由開關1620到達節點1690。在又一示例中，在驅動信號1156的關斷時間段期間(例如，在開關1140的關斷時間段期間)，開關1620被斷開，並且電流信號1512不經由開關1620在電壓到電流轉換器1510和節點1690之間流動。
在另一實施例中，電壓到電流轉換器1514接收閾值電壓1518(例如，Vth)，並且生成電流信號1516。例如，電流信號1516由電流吸收器1610接收，作為響應電流吸收器1610生成電流信號1612。在另一示例中，電流信號1612在幅度上等於電流信號816，在又一實施例中，電流吸收元件1610耦接到開關1660。例如，開關1660接收退磁信號1212，退磁信號1212在電感繞組1142的退磁時間段期間閉合開關1620，並且在電感繞組1142的退磁時間段之外(例如，驅動信號1156的導通時間段期間)斷開開關1620。在另一示例中，在電感繞組1142的退磁時間段期間開關1620被閉合，並且電流信號1612從節點1690經由開關1660流至電流吸收器1610。在另一示例中，在電感繞組1142的退磁時間段之外(例如，驅動信號1156的導通時間段期間)，開關1660被斷開，並且電流信號1612不經由開關1660在節點1690和電流吸收器1610之前流動。
如第16圖所示，根據某些實施例，複位元件1630接收退磁信號1212和控制信號1632。例如，控制信號1632是脈衝寬度調變(PWM)信號1242的互補信號，從而如果PWM信號1242處於邏輯高位準則控制信號1632處於邏輯低位準，並且如果PWM信號1242處於邏輯低位準則控制信號1632處於邏輯高位準。在另一示例中，在驅動信號1156的導通時間段期間(例如，在開關1140的導通時間段期間)控制信號1632處於邏輯低位準，並且在驅動信號1156的關斷時間段期間(例如，在開關1140的關斷時間段期間)控制信號1632處於邏輯高位準。在 又一示例中，在電感繞組1142的退磁時間段期間退磁信號1212處於邏輯高位準，並且電感繞組1142的任何退磁期間以外處於邏輯低位準。
根據一個實施例，在電感繞組1142的退磁時間段結束處(例如，在退磁信號1212從邏輯高位準到邏輯低位準的下降沿)，複位元件1630複位電容器電壓1532至晶片地(例如，零伏特)，並保持電容器電壓1532在晶片地(例如，零伏特)直到驅動信號1156的關斷時間段結束為止(例如，在控制信號1632從邏輯高位準到邏輯低位準的下降沿)，其也是下一開關週期的開始。例如，在每個開關週期的開始，電容器電壓1532被設置到晶片地(例如，零伏特)。在另一示例中，在准諧振模式下，電感繞組1142的退磁時間段結束和和相應驅動信號1156的關斷時間段之間的持續時間約等於零。
根據另一實施例，在每個開關週期的開始處(例如，在驅動信號1156的每個導通時間段的開始處)電容器電壓1532被設置為晶片地(例如，零伏特)。在一個實施例中，在驅動信號1156的導通時間段期間，電流信號1512流出電壓到電流轉換器1510經由開關1620至節點1690。例如在驅動信號1156的導通時間段結束時，電容器電壓1532被確定如下。
V co =I s ×T on ×C (等式80)其中，Vco表示在驅動信號1156的每個導通時間段結束時的電容器電壓1532。此外，Is表示電流信號1512並且Ith表示電流信號1516。此外，Ton表示驅動信號1156的導通時間段(例如，開關1140的導通時間段)。並且C表示電容器1530的電容。
在另一實施例中，在驅動信號1156的導通時間段之後，在電感繞組1142的退磁時間段期間，在幅度上等於電流信號1516的電流信號1612仍經由開關1660從節點1690流至電流吸收器1610。例如，在電感繞組1142的退磁時間段結束處(其在准諧振模式下約等於的驅動信號1156的關斷時間段)，電容器電壓1532確定如下。
V ce =I s ×T on ×C-I th ×T demag ×C (等式81)其中，Vce表示表示在電感繞組1142的退磁時間段結束處的電容器電壓1532。此外，Is表示電流信號1512並且Ith表示電流信號1516和電流信號1612。此外，Ton表示驅動信號1156的導通時間段(例如，開關1140的導通時間段)，並且Tdemag表示電感繞組1142的退磁時間段。並且C表示電容器1530的電容。在另一示例中，等式81與等式74相同。
如第16圖所示，根據一些實施例，電容器1530的電容器電壓1532由比較器1650接收，比較器1650還接收比較器閾值1592(例如，Vth)。例如，比較器1650比較電容器電壓1532(例如，在電感繞組1142的退磁時間段結束處的電容器電壓1532)和比較器閾值1592，並生成比較信號1652，其中電容器電壓1532由Vc表示並且比較器閾值1592由Vref表示。在另一示例中，如果V c >V ref ，則比較器1650生成邏輯高位準的比較信號1652。在又一示例中，如果V c <V ref ，則比較器1650生成邏輯低位準的比較信號1652。
根據一個實施例，比較信號1652由控制元件1640接收。例如，控制元件1640也接收退磁信號1212。在另一示例中，響應於指示退磁時間段的結束(例如，退磁信號1212從邏輯高位準到邏輯低位準變化)的退磁信號1212，控制元件1640生成信號1222(其與退磁時間段的結束處的比較信號1652相同)，並且隨後保持信號1222不變至少直到下一退磁時間段結束為止。在又一示例中，在退磁時間段結束時，如果V ce >V ref ，則比較器1650生成邏輯高位準的比較信號1652，並且作為響應控制元件1640生成也處於邏輯高位準的信號1222。在又一示例中，在退磁時間段結束時，如果V ce <V ref ，則比較器1650生成邏輯低位準的比較信號1652，並且作為響應控制元件1640生成也處於邏輯低位準的信號1222。
如第12圖所示，根據某些實施例，信號1222由邏輯控制器1240接收。例如，如果V ce >V ref (例如，如果信號1222處於邏輯高位 準)，則過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統1100被關閉。在另一示例中，如果V ce <V ref (例如，如果信號1222處於邏輯低位準)時，則過電壓保護(OVP)不觸發並且開關1140由驅動信號1156(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)來導通和關斷。
第17圖是根據本發明的某些實施例的針對作為如第2圖所示的AC到DC功率轉換系統1100的、示出在第15圖和/或第16圖中的過電壓保護(OVP)感測器1220的簡化時序圖。此圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。
例如，波形1710表示作為時間的函數的脈衝寬度調變(PWM)信號1242，波形1730表示作為時間的函數的控制信號1632，波形1740表示作為時間的函數的退磁信號1212。此外，波形1750表示電容器電壓1532，波形1780表示作為時間的函數的信號1222。
在一實施例中，如波形1710所示，導通時間段(例如，導通時間段Ton)期間脈寬調變(PWM)信號1242處於邏輯高位準，並且關斷時間段(例如，關斷時間段Toff)期間脈寬調變(PWM)信號1242處於邏輯低位準。例如，開關週期(Tswitch)的持續時間等於導通時間段和斷開時間段的總和。在另一示例中，在導通時間段期間，開關1140被閉合(例如，導通)。在又一示例中，在關斷時間段期間，開關1140被斷開(例如，關斷)。
在另一實施例中，如波形1730所示，控制信號1632是脈衝寬度調變(PWM)信號1242的互補信號(例如，如波形1710所示)。例如，如果PWM信號1242處於邏輯高位準則控制信號1632處於邏輯低位準，並且如果PWM信號1242處於邏輯低位準則控制信號1632處於邏輯高位準。在另一示例中，控制信號1632在導通時間段(例如，驅動信號1156的導通時間段)期間處於邏輯低位準，並且控制信號1632在關斷時間段(例如，驅動信號1156的關斷時間段)期間處於邏輯高位 準。在又一實施例中，如波形1740所示，退磁信號1212在電感繞組1142的退磁時間段期間處於邏輯高位準，並且在電感繞組1142的任何退磁期間以外處於邏輯低位準。
在又一實施例中，如波形1750所示，在開關週期的開始(例如，在驅動信號1156的導通時間段的開始)，電容器電壓1532被設置到等於幅度1752(例如，零伏特)的晶片地。例如，在驅動信號1156的導通時間段期間，電容器電壓1532從幅度1752增大(例如，線性增大)到幅度1754。在另一示例中，在退磁期間，電容器電壓1532從幅度1754減小(例如，線性減小)到幅度1756。在又一示例中，在退磁時間段結束時(例如在退磁信號1212從邏輯高位準到邏輯低位準的下降沿處，如波形1740所示)，電容器電壓1532由複位元件1630從幅度1756複位到幅度1752(例如，晶片地)。在又一示例中，複位組件1630從退磁時間段結束到驅動信號1156的關斷時間段結束(例如，在控制信號1632從邏輯高位準到邏輯低位準的下降沿處，如波形1730所示)將電容器電壓1532保持在幅度1752。在又一示例中，驅動信號1156的關斷時間段的結束也是下一開關週期的開始。
在又一實施例中，如波形1780所示，信號1222在時刻t1之前處於邏輯低位準，其中時刻t1對應於退磁時間段的結束。例如，在時刻t1之前，過電壓保護(OVP)不觸發並且開關1140由驅動信號1156(其在邏輯高位準和邏輯低位準之間改變)來導通和關斷。在另一示例中，在時刻t1，如波形1740所示，退磁信號1212從邏輯高位準變化到到邏輯低位準。在又一示例中，在時刻t1，電容器電壓1532的幅度1756大於如波形1750所示的比較器閾值1592(例如，Vref)，並且作為響應，信號1222從邏輯低位準變化到邏輯高位準。在又一示例中，響應於在時刻t1信號1222從邏輯低位準變化到邏輯高位準，過電壓保護(OVP)被觸發，並且功率轉換系統1100被關閉。
如上文所示和這裡進一步強調，第2圖和第11圖僅是示 例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。例如，過電壓保護(OVP)感測器320(例如，如第3圖、第4圖、第5圖、第6圖、第8圖和/或第9圖所示)用在如第18圖所示的AC到DC功率轉換系統中。在另一示例中，過電壓保護(OVP)感測器1220(例如，如第13圖、第14圖、第15圖和第16圖所示)用在如第19圖所示的AC到DC功率轉換系統中。
第18圖是示出根據本發明的另一實施例的用於LED照明的具有初級側調節(PSR)和升降壓架構的AC到DC功率轉換系統的簡化圖。此圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。AC到DC功率轉換系統1800(例如，電源轉換器)包括電阻器1810、1818、1880和1882，電容器1812、1814、1816、1892，脈衝寬度調變(PWM)控制器1820，開關1840，電感繞組或者線圈1842，以及二極體1844。例如，AC到DC功率轉換系統1800僅包括一個感應線圈(例如，電感繞組或者線圈1842)。在另一示例中，脈衝寬度調變(PWM)控制器1820包括端子1822(例如，引腳VDD)、端子1824(例如，引腳COMP)、端子1826(例如，引腳GATE)、端子1828(例如，引腳CS)、端子1830(例如，引腳GND)、端子1832(例如，引腳FB)、以及端子1834(例如，引腳SW)。在又一示例中，脈衝寬度調變(PWM)控制器1820還包括過電壓保護(OVP)感測器，其基本上類似於過電壓保護(OVP)感測器320(例如，如第4圖、第5圖、第6圖、第8圖、和/或第9圖所示)。
如第18圖所示，根據一個實施例，AC輸入電壓1850(例如，VAC)被接收並整流(例如，全波整流)，以生成經整流的電壓1852(例如，Vin)。例如，經整流的電壓1852不下降至晶片地(例如，零伏特)以下。在另一示例中，經整流的電壓1852通過電感繞組1842、二極體1844、以及電阻器1810(例如，R2)對電容器1812(例如，C2)充電，以在幅度上增大電壓1854。
根據另一實施例，電壓1854由開關1840接收(例如，由電晶體1840的閘極接收)，並且由PWM控制器1820(例如，通過PWM控制器1820的端子1826)接收。例如，電壓1854增大，從而開關1840被閉合(例如，電晶體1840導通)。在另一示例中，如果開關1840被閉合(例如，電晶體1840導通)，則端子1822的電壓1858通過開關1840和PWM控制器1820的內部電路充電升高。根據另一實施例，如果端子1822的電壓1858變得大於欠壓鎖定(UVLO)閾值，則PWM控制器1820開始正常操作。例如，在正常操作中，PWM控制器1820生成具有脈衝寬度調變的驅動信號1856來執行到開關1840(例如，電晶體1840)的源級驅動。在又一示例中，電阻器1818用於感測流過電感繞組1842的電流，並生成電流感測電壓信號1884。
根據另一實施例，電感繞組1842包括繞組端子1841和1843，並且二極體1844包括二極體端子1845和1847。例如，繞組端子1843在電壓信號1888(例如，VD)被偏置並耦接到二極體端子1845。在另一實施例中，二極體端子1847和繞組端子1841之間的電壓差等於功率轉換器1800的輸出電壓1860(例如，Vo)。
根據另一實施例，功率轉換系統1800生成輸出電壓1860(例如，Vo)。例如，電容器1814(例如，C5)被用於支援功率轉換系統1800的輸出電壓1860(例如，Vo)。在又一示例中，功率轉換系統1800提供恒定的輸出電流到一個或多個發光二極體(LED)1890。如第18圖所示，根據某些實施例，電阻器1880(例如，R4)接收電壓信號1888(例如，VD)，並且作為響應，電阻器1880(例如，R4)和電阻器1882(例如，R5)生成電壓信號1886，電壓信號1886由PWM控制器1820通過端子1832接收。例如，電壓信號1886由脈衝寬度調變(PWM)控制器1820的過電壓保護(OVP)感測器接收，並且過電壓保護(OVP)感測器基本上類似於過電壓保護(OVP)感測器320(例如，如第4圖、第5圖、第6圖、第8圖和/或第9圖所示)。
第19圖是示出根據本發明的另一實施例的用於LED照明的具有初級側調節(PSR)和升降壓架構的AC到DC功率轉換系統的簡化圖。此圖僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。AC到DC功率轉換系統1900(例如，功率轉換器)包括電阻器1910、1918、1980和1982，電容器1912，1914、1916和1992，脈衝寬度調變(PWM)控制器1920，開關1940，電感繞組或者線圈1942和二極體1944。例如，AC到DC功率轉換系統1900僅包括一個感應線圈(例如，電感繞組或者線圈1942)。在另一示例中，脈衝寬度調變(PWM)控制器1920包括端子1922(例如，引腳VDD)、端子1924(例如，引腳COMP)、端子1926(例如，引腳GATE)、端子1928(例如，引腳CS)、端子1930(例如，引腳GND)、端子1932(例如，引腳Vsense)、以及端子1934(例如，引腳SW)。在又一示例中，脈衝寬度調變(PWM)控制器1920還包括過電壓保護(OVP)感測器，其基本上類似於過電壓保護(OVP)感測器1220(例如，如第13圖、第14圖、第15圖和第16圖所示)。
如第19圖所示，根據一個實施例，AC輸入電壓1950(例如，VAC)被接收和整流(例如，進行全波整流)以生成整流電壓1952(例如，Vin)。例如，經整流的電壓1952沒有落在晶片地(例如，零伏特)以下。根據另一實施例，經整流的電壓1952通過電感繞組1942、二極體1944和電阻器1910(例如，R2)對電容器1912(例如，C2)充電，以在幅度上增大電壓1954。
根據另一實施例，電壓1954由開關1940接收(例如，由電晶體1940的閘極接收)，以及由PWM控制器1920(例如，由PWM控制器1920的端子1926)接收。例如，電壓1954增大，從而開關1940被閉合(例如，電晶體1940導通)。在另一示例中，如果開關1940被閉合(例如，電晶體1940導通)，則端子1922的電壓1958通過開關1940和PWM控制器1920的內部電路充電升高。根據另一實施例，如果端子 1922的電壓1958變得大於欠壓鎖定(UVLO)閾值，則PWM控制器1920開始正常操作。例如，在正常操作中，PWM控制器1920生成具有脈衝寬度調變的驅動信號1956來執行到開關1940(例如，電晶體1940)的源級驅動。在又一示例中，電阻器1918用於感測流過電感繞組1942的電流，並生成電流感測電壓信號1984。
根據另一實施例，電感繞組1942包括繞組端子1941和1943，並且二極體1944包括二極體端子1945和1947。例如，繞組端子1941在經整流的電壓1952(例如，Vin)被偏置。在另一實施例中，繞組端子1943耦接到二極體端子1945。在又一示例中，二極體端子1947和繞組端子1941之間的電壓差等於功率轉換器1900的輸出電壓1960(例如，Vo)。
根據另一實施例，功率轉換系統1900生成輸出電壓1960(例如，Vo)。例如，電容器1914(例如，C5)被用於支援功率轉換系統1900的輸出電壓1960(例如，Vo)。在又一示例中，功率轉換系統1900提供恒定的輸出電流到一個或多個發光二極體(LED)1990。如第19圖所示，根據某些實施例，電阻器1980(例如，R4)接收經整流的電壓1952，並且作為響應，電阻器1980(例如，R4)和電阻器1982(例如，R5)生成電壓信號1986，電壓信號1986由PWM控制器1920通過端子1932接收。例如，電壓信號1986由脈衝寬度調變(PWM)控制器1920的過電壓保護(OVP)感測器接收，並且過電壓保護(OVP)感測器基本上類似於過電壓保護(OVP)感測器1220(例如，如第13圖、第14圖、第15圖和第16圖所示)。
根據一些實施例，提供了作為AC到DC功率轉換系統的一部分的脈寬調變(PWM)控制器的過電壓保護(OVP)感測器。例如，脈衝寬度調變(PWM)控制器的過電壓保護(OVP)感測器適用於AC到DC功率轉換系統的各種配置。在另一示例中，即使過電壓保護(OVP)感測器不直接感測輸出電壓的幅度，脈衝寬度調變(PWM)控制器的過電 壓保護(OVP)感測器也可以可靠地進行過電壓保護。在又一示例中，響應於感測到過電壓的發生，過電壓保護(OVP)感測器在幅度上減小輸出電壓並且保護輸出電容器(例如，電容器214和/或電容器1114)。在又一示例中，脈衝寬度調變(PWM)控制器的過電壓保護(OVP)感測器可以簡化具有初級側調節(PSR)和升降壓架構的AC到DC功率轉換系統的結構。
根據另一實施例，用於功率轉換器(例如，功率轉換器200)的系統控制器(例如，系統控制器220)包括被配置為生成調變信號(例如，信號342)的邏輯控制器(例如，邏輯控制器340)，以及驅動器(例如，驅動器350)，驅動器被配置為接收調變信號，至少部分地基於調變信號來生成驅動信號(例如，信號256)，並輸出驅動信號到開關(例如，開關240)，以影響流過功率轉換器(例如，功率轉換器200)的電感繞組(例如，繞組242)的電流。此外，系統控制器(例如，系統控制器220)包括電壓到電壓轉換器(例如，轉換器410和/或轉換器510)，電壓到電壓轉換器被配置為接收第一電壓信號(例如，信號484和/或信號584)、調變信號(例如，信號342)、以及退磁信號(例如，信號312)，並且至少部分地基於第一電壓信號、調變信號和退磁信號來生成第二電壓信號(例如，信號412和/或信號512)。此外，系統控制器(例如，系統控制器220)包括比較器(例如，比較器430和/或比較器590)，比較器被配置為接收第一閾值信號(例如，信號432和/或信號592)，至少部分地基於與第二電壓信號和第一閾值信號相關聯的資訊來生成比較信號(例如，信號322)，並且輸出比較信號到邏輯控制器。調變信號指示開關的導通時間段，並且退磁信號指示電感繞組的退磁時間段。第二電壓信號約等於第一電壓信號乘以導通時間段與導通時間段和退磁時間段的總和之間的比率(例如，如等式8所示)。例如，系統控制器至少根據第2圖、第3圖、第4圖和/或第5圖來實施。
在另一示例中，第二電壓信號在幅度上約等於第一電壓 信號乘以導通時間段與導通時間段和退磁時間段的總和之間的比率(例如，如等式8所示)。在又一示例中，比較信號指示過電壓保護是否被觸發，並且邏輯控制器(例如，控制器340)被配置為響應於指示過電壓保護被觸發的比較信號，使得功率轉換器關閉。
在又一示例中，系統控制器還包括低通濾波器(例如，濾波器420和/或篩檢程式520)，低通濾波器被配置為接收第二電壓信號，並且至少部分地基於第二電壓信號來生成第三電壓信號(例如，信號422和/或信號522)。比較器(例如，比較器430和/或比較器590)還被配置為至少部分地基於與第三電壓信號和第一閾值信號相關聯的資訊來生成比較信號(例如，信號322)。在又一示例中，比較器(例如，比較器430)還被配置為接收第三電壓信號，並且至少部分地基於第三電壓信號和第一閾值信號來生成比較信號(例如，信號322)。在又一示例中，系統控制器還包括均值確定電路(例如，均值確定電路530)，該均值確定電路被配置為接收第三電壓信號和第二閾值信號(例如，信號532)，並且至少部分地基於第三電壓信號和第二閾值信號來生成第四電壓信號(例如，信號534)。
在又一實施例中，均值確定電路(例如，均值確定電路530)還被配置為比較第三電壓信號和第二閾值的信號的幅度，響應於第三電壓信號在幅度上大於第二閾值信號，增大第四電壓信號(例如，信號534)的幅度(例如，如第7圖所示)；並且響應於第三電壓信號在幅度上小於第二閾值信號，減小第四電壓信號(例如，信號534)的幅度(例如，如第7圖所示)。在又一示例中，比較器(例如，比較器590)還被配置為接收第四電壓信號，並且至少部分地基於第四電壓信號和第一閾值信號(例如，信號592)來生成比較信號(例如，信號322)。
根據另一實施例，用於功率轉換器(例如，功率轉換器200)的系統控制器(例如，系統控制器220)包括被配置為生成調變信號(例如，信號342)的邏輯控制器(例如，邏輯控制器340)，以及驅動 器(例如，驅動器350)，該驅動器被配置為接收調變信號，至少部分地基於調變信號來生成驅動信號(例如，信號256)，並輸出驅動信號到開關(例如，開關240)以影響流過功率轉換器(例如，功率轉換器200)的電感繞組(例如，繞組242)的電流。電感繞組包括第一繞組端子和第二繞組端子。第二繞組端子處於端子電壓(例如，電壓288)並且耦接到二極體的第一二極體端子，並且二極體還包括第二二極體端子。第二二極體端子和第一繞組端子之間的電壓差是，例如功率轉換器(例如，功率轉換器200)的輸出電壓(例如，電壓260)。此外，系統控制器還包括過電壓保護感測器(例如，過電壓保護感測器320)，該過電壓保護感測被配置為接收回饋信號(例如，信號286)和退磁信號(例如，信號312)，至少部分地基於回饋信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號322)，並且輸出感測信號到邏輯控制器(例如，邏輯控制器340)。回饋信號等於端子電壓(例如，電壓288)除以預定常數(例如，如等式2A和/或等式2B所示)。退磁信號指示電感繞組的退磁時間段，並且感測信號指示過電壓保護是否被觸發。邏輯控制器(例如，邏輯控制器340)被配置為響應於指示過電壓保護被觸發的感測信號，而使所述功率轉換器關閉。例如，系統控制器至少根據第2圖、第3圖、第4圖、第5圖、第8圖和/或第18圖實施。
在另一示例中，過電壓保護感測器(例如，過電壓保護感測器320)包括取樣和保持電路(例如，取樣和保持電路480和/或取樣和保持電路580)，取樣和保持電路被配置為接收回饋信號(例如，信號286)，並至少部分地基於回饋信號來生成經取樣和保持的信號(例如，信號484和/或信號584)。電壓到電壓轉換器(例如，電壓到電壓轉換器410和/或電壓到電壓轉換器510)被配置為接收經取樣和保持的信號(例如，信號484和/或信號584)以及退磁信號(例如，信號312)，並且至少部分地基於經取樣和保持的信號以及退磁信號來生成第一電壓信號(例如，信號412和/或信號512)，以及比較器(例如，比較器430和/或比較 器590)，被配置為接收第一閾值信號(例如，信號432和/或信號592)，並且至少部分地基於與第一電壓信號和第一閾值信號相關聯的資訊來生成比較信號(例如，信號322)。在又一示例中，第一電壓信號約等於功率轉換器的輸出電壓除以預定常數(例如，如等式10A所示)。在又一示例中，過電壓保護感測器(例如，過電壓保護感測器320)還包括低通濾波器(例如，低通濾波器420和/或低通濾波器520)，該低通濾波器被配置為接收第一電壓信號並且至少部分地基於第一電壓信號來生成經濾波的信號(例如，信號422和/或信號522)。比較器(例如，比較器430和/或比較器590)還被配置為至少部分地基於與經濾波的信號和第一閾值信號相關聯的資訊來生成感測信號(例如，信號322)。
在又一示例中，比較器(例如，比較器430)還被配置為接收經濾波的信號(例如，信號422)，並且至少部分地基於經濾波的信號和第一閾值信號來生成感測信號(例如，信號322)(例如，如第4圖所示)。在又一示例中，過電壓保護感測器(例如，過電壓保護感測器320)還包括均值確定電路(例如，均值確定電路530)，該均值確定電路被配置為接收濾波信號和第二閾值信號(例如，信號532)，並且至少部分地基於經濾波的信號和第二閾值信號來生成第二電壓信號(例如，信號534)(例如，如第5圖所示)。在又一示例中，均值確定電路(例如，均值確定電路530)還被配置為比較經濾波的信號和第二閾值信號的幅度，響應於經濾波的信號在幅度上大於第二閾值信號，增大第二電壓信號(例如，信號534)的幅度，並且響應於經濾波的信號在幅度上小於第二閾值信號，減小第二電壓信號(例如，信號534)的幅度(例如，如第7圖所示)。在又一示例中，比較器(例如，比較器590)還被配置為接收第二電壓信號，並且至少部分地基於第二電壓信號和第一閾值信號(例如，信號592)來生成感測信號(例如，信號322)(例如，如第5圖所示)。
在又一示例中，過電壓保護感測器(例如，過電壓保護 感測器320)還被配置為從第一電阻器的第一電阻器端子(例如電阻器282)和第二電阻器的第二電阻器端子(例如，電阻器280)接收回饋信號(例如，信號286)，第一電阻器端子被耦接到第二電阻器端子。第二電阻器(例如，電阻器280)還包括在被偏置在端子電壓(例如，電壓288)的第三電阻器端子。
在又一示例中，過電壓保護感測器(例如，過電壓保護感測器320)包括取樣和保持電路(例如，取樣和保持電路880)，被配置為接收回饋信號(例如，信號286)，並且至少部分地基於回饋信號來生成經取樣和保持的信號(例如，信號884)，第一電壓到電流轉換器(例如，電壓到電流轉換器810)被配置為接收經取樣和保持的信號(例如，信號884)，並且至少部分地基於經取樣和保持的信號來生成第一電流信號(例如，信號812)，以及第二電壓到電流轉換器(例如，電壓到電流轉換器814)被配置為接收第一閾值信號(例如，信號818)，並且至少部分地基於第一閾值信號來生成第二電流信號(例如，信號816)(例如，如第8圖所示)。過電壓保護感測器(例如，過電壓保護感測器320)還包括電流發生器(例如，電流發生器820)，被配置為接收第一電流信號和第二電流信號，並且至少部分地基於第一電流信號和第二電流信號來生成第三電流信號(例如，信號822)；電容器(例如，電容器830)，被配置為接收第三電流信號，並且至少部分地基於第三電流信號來生成電壓信號(例如，信號832)，以及受控比較器(例如，受控比較器890)，被配置為接收電壓信號、第二閾值信號(例如，信號892)和退磁信號(例如，信號312)，並且至少部分地基於電壓信號、第二閾值信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號322)(例如，如第8圖所示)。
在又一示例中，電流發生器還被配置為接收調變信號(例如，信號342)和退磁信號(例如，信號312)，並且至少部分地基於第一電流信號、第二電流信號、調變信號和退磁信號來生成第三電流信 號(例如，信號822)。在又一示例中，受控比較器(例如，受控比較器890)包括第一比較器(例如，比較器950)，被配置為接收電壓信號和第二閾值信號，並且至少部分地基於電壓信號和第二閾值信號來生成比較信號(例如，信號952)；以及邊沿觸發鎖存器(例如，邊沿觸發鎖存器940)，被配置為接收比較信號和退磁信號(例如，信號312)，並且至少部分地基於比較信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號322)。
根據另一實施例，用於功率轉換器(例如，功率轉換器1100)的系統控制器(例如，系統控制器1120)包括邏輯控制器(例如，邏輯控制器1240)，邏輯控制器被配置為生成調變信號(例如，信號1242)；以及驅動器(例如，驅動器1250)，該驅動器被配置為接收調變信號，至少部分地基於調變信號來生成驅動信號(例如，信號1156)，並輸出驅動信號到開關(例如，開關1140)以影響流過功率轉換器(例如，功率轉換器1100)的電感繞組(例如，繞組1142)的電流。電感繞組包括第一繞組端子(例如，端子1141)和第二繞組端子(例如，端子1143)。第一繞組端子處於端子電壓(例如，電壓1152)並且第二繞組端子被耦接到二極體(例如，二極體1144)的第一二極體端子(例如，端子1145)。二極體還包括第二二極體端子(例如，端子1147)。第二二極體端子和第一繞組端子之間的電壓差是，例如功率轉換器(例如，功率轉換器1100)的輸出電壓(例如，電壓1160)。此外，系統控制器(例如，系統控制器1120)包括過電壓保護感測器(例如，過電壓保護感測器1220)，被配置為接收輸入信號(例如，信號1186)和退磁信號(例如，信號1212)，至少部分地基於輸入信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號1222)，並且輸出感測信號到邏輯控制器(例如，邏輯控制器1240)。輸入信號等於端子電壓(例如，電壓1152)除以預定常數(例如，如等式45A和/或等式45B所示)。退磁信號指示電感繞組的退磁時間段，並且感測信號指示過電壓保護是否被觸發。邏輯控制器(例如，邏輯控制器1240)被配置為響應於指示過電壓保護被觸發的感測信號，而使 所述功率轉換器關閉。例如，功率轉換器(例如，功率轉換器1100)至少根據第11圖、第12圖、第13圖、第14圖、第15圖和/或第19圖來實施。
在另一示例中，過電壓保護感測器(例如，過電壓保護感測器1220)包括取樣和保持電路(例如，取樣和保持電路1380和/或取樣和保持電路1480)，被配置為接收輸入信號(例如，信號1186)，並且至少部分地基於輸入信號來經取樣和保持的信號(例如，信號1384和/或信號1484)；電壓到電壓轉換器(例如，電壓到電壓轉換器1310和/或電壓到電壓轉換器1410)，被配置為接收經取樣和保持的信號(例如，信號1384和/或信號1484)和退磁信號(例如，信號1212)，並且至少部分地基於經取樣和保持的信號和退磁信號來生成第一電壓信號(例如，信號1312和/或信號1412)；以及比較器(例如，比較器1330和/或比較器1490)，被配置為接收第一閾值信號(例如，信號1332和/或信號1492)，並且至少部分地基於與第一電壓信號和第一閾值信號相關聯的資訊來生成感測信號(例如，信號1222)。
在又一實施例中，第一電壓信號約等於功率轉換器的輸出電壓除以預定常數(例如，如等式48A所示)。在又一示例中，過電壓保護感測器(例如，過電壓保護感測器1220)還包括低通濾波器(例如，低通濾波器1320和/或低通濾波器1420)，被配置為接收第一電壓信號並且至少部分地基於第一電壓信號來生成經濾波的信號(例如，經濾波的信號1322和/或經濾波的信號1422)。比較器(例如，比較器1330和/或比較器1490)還被配置為至少部分地基於與經濾波的信號和第一閾值信號相關聯的資訊來生成感測信號(例如，信號1222)。
在又一示例中，比較器(例如，比較器1330)還被配置為接收經濾波的信號(例如，信號1322)，並且至少部分地基於經濾波的信號和第一閾值信號來生成感測信號(例如，信號1222)(例如，如第13圖所示)。在又一示例中，過電壓保護感測器(例如，過電壓保護感測 器1220)還包括均值確定電路(例如，均值確定電路1430)，被配置為接收經濾波的信號和第二閾值信號(例如，信號1432)，並且至少部分地基於經濾波的信號和第二閾值信號來生成第二電壓信號(例如，信號1434)(例如，如第14圖所示)。
在又一實施例中，均值確定電路(例如，均值確定電路1430)還被配置為比較經濾波的信號和第二閾值信號的幅度，響應於經濾波的信號在幅度上大於第二閾值信號，增大第二電壓信號(例如，信號1434)的幅度，並且響應於經濾波的信號在幅度上小於第二閾值信號，減小第二電壓信號(例如，信號1434)的幅度。在又一示例中，比較器(例如，比較器1490)還被配置為接收第二電壓信號，並且至少部分地基於第二電壓信號和第一閾值信號(例如，信號1492)來生成感測信號(例如，信號1222)(例如，如第14圖所示)。
在又一示例中，過電壓保護感測器(例如，過電壓保護感測器1220)還被配置為從第一電阻器的第一電阻器端子(例如電阻器1182)和第二電阻器的第二電阻器端子(例如，電阻器1180)接收輸入信號(例如，信號1186)。第一電阻器端子被耦接到第二電阻器端子。第二電阻器(例如，電阻器1180)還包括被偏置在端子電壓(例如，電壓1152)的第三電阻器端子。在又一示例中，過電壓保護感測器(例如，過電壓保護感測器1220)包括取樣和保持電路(例如，取樣和保持電路1580)，被配置為接收輸入信號(例如，信號1186)，並且至少部分地基於輸入信號來生成經取樣和保持的信號(例如，信號1584)；第一電壓到電流轉換器(例如，第一電壓到電流轉換器1510)，被配置為接收經取樣和保持的信號(例如，信號1584)，並且至少部分地基於經取樣和保持的信號來生成第一電流信號(如，信號1512)；以及第二電壓到電流轉換器(例如，電壓到電流轉換器1514)，被配置為接收第一閾值信號(例如，信號1518)，並且至少部分地基於第一閾值信號來生成第二電流信號(例如，信號1516)(例如，如第15圖所示)。此外，過電壓保護感測器 (例如，過電壓保護感測器1220)還包括電流發生器(例如，電流發生器1520)，被配置為接收第一電流信號和第二電流信號，並且至少部分地基於第一電流信號和第二電流信號來生成第三電流信號(例如，信號1522)；電容器(例如，電容器1530)，被配置為接收第三電流信號，並且至少部分地基於第三電流信號來生成電壓信號(例如，信號1532)，以及受控比較器(例如，受控比較器1590)，被配置為接收電壓信號、第二閾值信號(例如，信號1592)和退磁信號(例如，信號1212)，並且至少部分地基於電壓信號、第二閾值信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號1222)(例如，如第15圖所示)。
在又一示例中，電流發生器還被配置為接收調變信號(例如，信號1242)和退磁信號(例如，信號1212)，並且至少部分地基於第一電流信號、第二電流信號、調變信號和退磁信號來生成第三電流信號(例如，信號1522)。在又一示例中，受控比較器(例如，受控比較器1590)包括第一比較器(例如，比較器1650)，被配置為接收電壓信號和第二閾值信號，並且至少部分地基於電壓信號和第二閾值信號來生成比較信號(例如，信號1652)；以及邊沿觸發鎖存器(例如，邊沿觸發鎖存器1640)，被配置為接收比較信號和退磁信號(例如，信號1212)，並且至少部分地基於比較信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號1222)。
根據另一實施例，用於功率轉換器(例如，功率轉換器200)的方法包括：生成調變信號(例如，信號342)；接收調變信號，至少部分地基於調變信號來生成驅動信號，並輸出驅動信號到開關(例如，開關240)以影響流過功率轉換器(例如，功率轉換器200)的電感繞組(例如，繞組242)的電流。此外，該方法包括：接收第一電壓信號(例如，信號484和/或信號584)、調變信號(例如，信號342)、以及退磁信號(例如，信號312)，並且至少部分地基於第一電壓信號、調變信號和退磁信號來生成第二電壓信號(例如，信號412和/或信號512)；接收 第一閾值信號(例如，信號432和/或信號592)，至少部分地基於與第二電壓信號和第一閾值信號相關聯的資訊來生成比較信號(例如，信號322)，並且輸出比較信號。調變信號指示開關的導通時間段，並且退磁信號指示電感繞組的退磁時間段。第二電壓信號約等於第一電壓信號乘以導通時間段與導通時間段和退磁時間段的總和之間的比率(例如，如等式8所示)。例如，方法至少根據第2圖、第3圖、第4圖和/或第5圖來實施。
在另一示例中，第二電壓信號在幅度上約等於第一電壓信號乘以導通時間段與導通時間段和退磁時間段的總和之間的比率(例如，如等式8所示)。在又一示例中，該方法還包括：響應於指示過電壓保護被觸發的比較信號，使得功率轉換器關閉。在又一示例中，方法包括：接收第二電壓信號，對第二電壓信號執行低通濾波，並且至少部分地基於第二電壓信號來生成第三電壓信號(例如，信號422和/或信號522)。至少部分地基於與第二電壓信號和第一閾值信號相關聯的資訊來生成比較信號(例如，信號322)包括：至少部分地基於與第三電壓信號和第一閾值信號相關聯的資訊來生成比較信號(例如，信號322)。
根據另一實施例，用於功率轉換器(例如，功率轉換器200)的方法包括：生成調變信號(例如，信號342)，接收調變信號，至少部分地基於調變信號來生成驅動信號(例如，信號256)，並輸出驅動信號到開關(例如，開關240)以影響流過功率轉換器(例如，功率轉換器200)的電感繞組(例如，繞組242)的電流。電感繞組包括第一繞組端子(例如，端子241)和第二繞組端子(例如，端子243)。第二繞組端子處於端子電壓(例如，電壓288)並且被耦接到二極體(例如，二極體244)的第一二極體端子(例如，端子245)。二極體還包括第二二極體端子(例如，端子247)。第二二極體端子和第一繞組端子之間的電壓差是，例如，功率轉換器的輸出電壓(例如，電壓260)。另外，該方法包括：接收回饋信號(例如，信號286)和退磁信號(例如，信號 312)。回饋信號等於端子電壓(例如，電壓288)除以預定常數(例如，如等式2A和/或等式2B所示)。退磁信號指示電感繞組的退磁時間段。此外，該方法包括：至少部分地基於回饋信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號322)並輸出感測信號。感測信號指示過電壓保護是否被觸發。此外，該方法包括：響應於指示過電壓保護被觸發的感測信號，而使所述功率轉換器關閉。例如，方法至少根據第2圖、第3圖、第4圖、第5圖、第8圖和/或第18圖實施。
在另一示例中，至少部分地基於回饋信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號322)包括：至少部分地基於回饋信號來生成經取樣和保持的信號(例如，信號484和/或信號584)，接收經取樣和保持的信號(例如，信號484和/或信號584)，並且至少部分地基於經取樣和保持的信號以及退磁信號來生成電壓信號(例如，信號412和/或信號512)。此外，該方法包括：接收第一閾值信號(例如，信號432和/或信號592)，並且至少部分地基於與第一電壓信號和第一閾值信號相關聯的資訊來生成比較信號(例如，信號322)。在又一示例中，第一電壓信號約等於功率轉換器的輸出電壓除以預定常數(例如，如等式10A所示)。
在又一示例中，至少部分地基於回饋信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號322)包括：至少部分地基於回饋信號來生成經取樣和保持的信號(例如，信號884)，接收經取樣和保持的信號(例如，信號884)，並且至少部分地基於經取樣和保持的信號來生成第一電流信號(例如，信號812)，接收第一閾值信號(例如，信號818)，並且至少部分地基於第一閾值信號來生成第二電流信號(例如，信號816)(例如，如第8圖所示)。此外，至少部分地基於回饋信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號322)包括：接收第一電流信號和第二電流信號，並且至少部分地基於第一電流信號和第二電流信號來生成第三電流信號(例如，信號822)，接收第三電流信號，並且至少部分地基於第三電流信號生成電壓信號(例如，信號832)(例如，如第8圖所示)。此 外，至少部分地基於回饋信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號322)包括：接收電壓信號、第二閾值信號(例如，信號892)和退磁信號(例如，信號312)，並且至少部分地基於電壓信號、第二閾值信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號322)(例如，如第8圖所示)。在又一示例中，接收第一電流信號和第二電流信號包括：接收第一電流信號、第二電流信號、調變信號(例如，信號342)和退磁信號(例如，信號312)，並且至少部分地基於第一電流信號和第二電流信號來生成第三電流信號(例如，信號822)包括：至少部分地基於第一電流信號、第二電流信號、調變信號和退磁信號來生成第三電流信號(例如，信號822)。
根據另一實施例，用於功率轉換器(例如，功率轉換器1100)的方法包括：生成調變信號(例如，信號1242)，接收調變信號，至少部分地基於調變信號來生成驅動信號(例如，信號1156)，並輸出驅動信號到開關(例如，開關1140)以影響流過功率轉換器(例如，功率轉換器1100)的電感繞組(例如，繞組1142)的電流。電感繞組包括第一繞組端子(例如，端子1141)和第二繞組端子(例如，端子1143)。第一繞組端子處於端子電壓(例如，電壓1152)並且第二繞組端子被耦接到二極體(例如，二極體1144)的第一二極體端子(例如，端子1145)。二極體還包括第二二極體端子(例如，端子1147)。第二二極體端子和第一繞組端子之間的電壓差是，例如功率轉換器(例如，功率轉換器1100)的輸出電壓(例如，電壓1160)。此外，該方法包括：接收輸入信號(例如，信號1186)和退磁信號(例如，信號1212)。輸入信號等於端子電壓(例如，電壓1152)除以預定常數(例如，如等式45A和/或等式45B所示)。退磁信號指示電感繞組的退磁時間段。此外，該方法包括：至少部分地基於輸入信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號1222)，並且輸出感測信號。感測信號指示過電壓保護是否被觸發。此外，該方法包括：響應於指示過電壓保護被觸發的感測信號，而使所述功率轉換器關 閉。例如，方法至少根據第11圖、第12圖、第13圖、第14圖、第15圖和/或第19圖來實施。
在另一示例中，至少部分地基於輸入信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號1222)包括：至少部分地基於輸入信號來生成經取樣和保持的信號(例如，信號1384和/或信號1484)，接收經取樣和保持的信號，至少部分地基於經取樣和保持的信號和退磁信號來生成電壓信號(例如，信號1312和/或信號1412)接收第一閾值信號(例如，信號1332和/或信號1492)，並且至少部分地基於與電壓信號和第一閾值信號相關聯的資訊來生成感測信號(例如，信號1222)。在又一實施例中，該電壓信號約等於功率轉換器的輸出電壓除以預定常數(例如，如等式48A所示)。
在又一示例中，至少部分地基於輸入信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號1222)包括：至少部分地基於輸入信號來生成經取樣和保持的信號(例如，信號1584)，接收經取樣和保持的信號(例如，信號1584)，並且至少部分地基於經取樣和保持的信號來生成第一電流信號(如，信號1512)(例如，如第15圖所示)。此外，至少部分地基於輸入信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號1222)包括：接收第一閾值信號(例如，信號1518)，並且至少部分地基於第一閾值信號來生成第二電流信號(例如，信號1516)，接收第一電流信號和第二電流信號，並且至少部分地基於第一電流信號和第二電流信號來生成第三電流信號(例如，信號1522)(例如，如第15圖所示)。此外，至少部分地基於輸入信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號1222)包括：接收第三電流信號，並且至少部分地基於第三電流信號來生成電壓信號(例如，信號1532)，接收第三電流信號，並且至少部分地基於第三電流信號來生成電壓信號(例如，信號1532)，接收電壓信號、第二閾值信號(例如，信號1592)和退磁信號(例如，信號1212)，並且至少部分地基於電壓信號、第二閾值信號和退磁信號來生成感測信號(例如，信號1222)(例 如，如第15圖所示)。在另一示例中，接收第一電流信號和第二電流信號包括：接收第一電流信號、第二電流信號、調變信號(例如，信號1242)和退磁信號(例如，信號1212)，並且至少部分地基於第一電流信號和第二電流信號來生成第三電流信號(例如，信號1522)包括：至少部分地基於第一電流信號、第二電流信號、調變信號和退磁信號來生成第三電流信號(例如，信號1522)。
例如，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，本發明的各種實施例的一些或全部元件各自單獨地和/或以與至少另一元件結合的方式被實施。在另一示例中，本發明的各種實施例的一些或全部元件各自單獨地和/或以與至少另一元件結合的方式被實施在諸如一個或多個類比電路和/或一個或多個數位電路之類的一個或多個電路中。在另一示例中，本發明的各種實施例和/或示例可以被結合。
雖然本發明的特定實施例已經被描述，但本領域的技術人員應該理解，存在等同於所描述的實施例的其它實施例。因此，應該理解，本發明並不限於所示出的具體實施例，而僅由所附申請專利範圍所限定。
284‧‧‧電流感測電壓信號
200‧‧‧AC到DC功率轉換系統
220‧‧‧脈衝寬度調變(PWM)控制器
242‧‧‧電感繞組
244‧‧‧二極體
252‧‧‧經整流的電壓
260‧‧‧輸出電壓
256‧‧‧驅動信號
290‧‧‧發光二極體
240‧‧‧開關
262、264‧‧‧節點
241、243‧‧‧繞組端子
245、247‧‧‧二極體端子
286、288‧‧‧電壓信號
250、254、266‧‧‧電壓
212、214、216‧‧‧電容器
210、218、280、282‧‧‧電阻器
222、224、226、228、230、232‧‧‧端子

Claims (46)

  1. 一種用於功率轉換器的系統控制器，所述系統控制器包括：邏輯控制器，該邏輯控制器被配置為生成調變信號；驅動器，該驅動器被配置為接收所述調變信號，至少部分地基於所述調變信號來生成驅動信號，並輸出所述驅動信號到開關以影響流過所述功率轉換器的電感繞組的電流；電壓到電壓轉換器，該電壓到電壓轉換器被配置為接收第一電壓信號、所述調變信號以及退磁信號，並且至少部分地基於所述第一電壓信號、所述調變信號和所述退磁信號來生成第二電壓信號；比較器，該比較器被配置為接收第一閾值信號，至少部分地基於與所述第二電壓信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊來生成比較信號，並且輸出所述比較信號到所述邏輯控制器；其中：所述調變信號指示開關的導通時間段；所述退磁信號指示電感繞組的退磁時間段；並且所述第二電壓信號在幅度上約等於所述第一電壓信號乘以所述導通時間段與所述導通時間段和所述退磁時間段的總和之間的比率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中，所述第二電壓信號在幅度上等於所述第一電壓信號乘以所述導通時間段與所述導通時間段和所述退磁時間段的總和之間的比率。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中：所述比較信號指示過電壓保護是否被觸發；並且所述邏輯控制器被配置為響應於指示所述過電壓保護被觸發的比較信號來使得所述功率轉換器關閉。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，還包括：低通濾波器，該低通濾波器被配置為接收所述第二電壓信號，並且至少部分地基於所述第二電壓信號來生成第三電壓信號；其中所述比較器還被配置為至少部分地基於與所述第三電壓信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊來生成所述比較信號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的系統控制器，其中，所述比較器還被配置為接收所述第三電壓信號，並且至少部分地基於所述第三電壓信號和所述第一閾值信號來生成所述比較信號。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的系統控制器，還包括：均值確定電路，該均值確定電路被配置為接收所述第三電壓信號和第二閾值信號，並且至少部分地基於所述第三電壓信號和所述第二閾值信號來生成第四電壓信號。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的系統控制器，其中，所述均值確定電路還被配置為：比較所述第三電壓信號和所述第二閾值的信號的幅度；響應於所述第三電壓信號在幅度上大於所述第二閾值信號，增大所述第四電壓信號的幅度；並且響應於所述第三電壓信號在幅度上小於所述第二閾值信號，減小所述第四電壓信號的幅度。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的系統控制器，其中，所述比較器還被配置為接收所述第四電壓信號，並且至少部分地基於所述第四電壓信號和所述第一閾值信號來生成所述比較信號。
  9. 一種用於功率轉換器的系統控制器，所述系統控制器包括：邏輯控制器，該邏輯控制器被配置為生成調變信號；驅動器，該驅動器被配置為接收所述調變信號，至少部分地基於所述調變信號來生成驅動信號，並且輸出所述驅動信號到開關以影響流過所述功率轉換器的電感繞組的電流，所述電感繞組包括第一繞組端子和第二繞組端子，該第二繞組端子處於端子電壓並且被耦接到二極體的第一二極體端子，所述二極體還包括第二二極體端子，所述第二二極體端子和所述第一繞組端子之間的電壓差是所述功率轉換器的輸出電壓；以及過電壓保護感測器，該過電壓保護感測器被配置為接收回饋信號和退磁信號，至少部分地基於所述回饋信號和所述退磁信號來生成感測信號，並且輸出所述感測信號到所述邏輯控制器，所述回饋信號等於所述端子電壓除以預定常數，所述退磁信號指示所述電感繞組的退磁時間段，並且所 述感測信號指示過電壓保護是否被觸發；其中所述邏輯控制器被配置為響應於指示所述過電壓保護被觸發的感測信號來使所述功率轉換器關閉。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的系統控制器，其中，所述過電壓保護感測器包括：取樣和保持電路，該取樣和保持電路被配置為接收所述回饋信號，並且至少部分地基於所述回饋信號來生成經取樣和保持的信號；電壓到電壓轉換器，該電壓到電壓轉換器被配置為接收所述經取樣和保持的信號以及所述退磁信號，並且至少部分地基於所述經取樣和保持的信號以及所述退磁信號來生成第一電壓信號；以及比較器，該比較器被配置為接收第一閾值信號，並且至少部分地基於與所述第一電壓信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊來生成所述感測信號。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的系統控制器，其中，所述第一電壓信號約等於所述功率轉換器的輸出電壓除以所述預定常數。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的系統控制器，其中，所述過電壓保護感測器還包括：低通濾波器，該低通濾波器被配置為接收所述第一電壓信號，並且至少部分地基於所述第一電壓信號來生成經濾波的信號；其中所述比較器還被配置為至少部分地基於與所述經濾波的信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊來生成所述感測信號。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的系統控制器，其中，所述比較器還被配置為接收所述經濾波的信號，並且至少部分地基於所述經濾波的信號和所述第一閾值信號來生成所述感測信號。
  14. 如申請專利範圍第12項所述的系統控制器，其中，所述過電壓保護感測器還包括：均值確定電路，該均值確定電路被配置為接收所述經濾波的信號和第二閾值信號，並且至少部分地基於所述經濾波的信號和所述第二閾值信號來生成第二電壓信號。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的系統控制器，其中，所述均值確定電路還被配置為：比較所述經濾波的信號和所述第二閾值信號的幅度；響應於所述經濾波的信號在幅度上大於所述第二閾值信號，增大所述第二電壓信號的幅度；並且響應於所述經濾波的信號在幅度上小於所述第二閾值信號，減小所述第二電壓信號的幅度。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的系統控制器，其中，所述比較器還被配置為接收所述第二電壓信號，並且至少部分地基於所述第二電壓信號和所述第一閾值信號來生成所述感測信號。
  17. 如申請專利範圍第9項所述的系統控制器，其中，所述過電壓保護感測器還被配置為：從第一電阻器的第一電阻器端子和第二電阻器的第二電阻器端子接收所述回饋信號，所述第一電阻器端子被耦接到所述第二電阻器端子，所述第二電阻器還包括被偏置在所述端子電壓的第三電阻器端子。
  18. 如申請專利範圍第9項所述的系統控制器，其中，所述過電壓保護感測器包括：取樣和保持電路，該取樣和保持電路被配置為接收所述回饋信號，並且至少部分地基於所述回饋信號來生成經取樣和保持的信號；第一電壓到電流轉換器，該第一電壓到電流轉換器被配置為接收所述經取樣和保持的信號，並且至少部分地基於所述經取樣和保持的信號來生成第一電流信號；以及第二電壓到電流轉換器，該第二電壓到電流轉換器被配置為接收第一閾值信號，並且至少部分地基於所述第一閾值信號來生成第二電流信號；電流發生器，該電流發生器被配置為接收所述第一電流信號和所述第二電流信號，並且至少部分地基於所述第一電流信號和所述第二電流信號來生成第三電流信號；電容器，該電容器被配置為接收所述第三電流信號，並且至少部分地基於所述第三電流信號來生成電壓信號；以及 受控比較器，該受控比較器被配置為接收所述電壓信號、第二閾值信號和所述退磁信號，並且至少部分地基於所述電壓信號、所述第二閾值信號和所述退磁信號來生成所述感測信號。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的系統控制器，其中，所述電流發生器還被配置為：接收所述調變信號和所述退磁信號，並且至少部分地基於所述第一電流信號、所述第二電流信號、所述調變信號和所述退磁信號來生成所述第三電流信號。
  20. 如申請專利範圍第18項所述的系統控制器，其中，所述受控比較器包括：第一比較器，該第一比較器被配置為接收所述電壓信號和所述第二閾值信號，並且至少部分地基於所述電壓信號和所述第二閾值信號來生成比較信號；以及邊沿觸發鎖存器，該邊沿觸發鎖存器被配置為接收所述比較信號和所述退磁信號，並且至少部分地基於所述比較信號和所述退磁信號來生成所述感測信號。
  21. 一種用於功率轉換器的系統控制器，所述系統控制器包括：邏輯控制器，該邏輯控制器被配置為生成調變信號；驅動器，該驅動器被配置為接收所述調變信號，至少部分地基於所述調變信號來生成驅動信號，並輸出所述驅動信號到開關以影響流過所述功率轉換器的電感繞組的電流，所述電感繞組包括第一繞組端子和第一繞組端子，所述第一繞組端子處於端子電壓並且所述第二繞組端子被耦接到二極體的第一二極體端子，所述二極體還包括第二二極體端子，所述第二二極體端子和所述第一繞組端子之間的電壓差是所述功率轉換器的輸出電壓；以及過電壓保護感測器，該過電壓保護感測器被配置為接收輸入信號和退磁信號，至少部分地基於所述輸入信號和所述退磁信號來生成感測信號，並且輸出所述感測信號到所述邏輯控制器，所述輸入信號等於所述端子電壓除以預定常數，所述退磁信號指示所述電感繞組的退磁時間段，並且所述感測信號指示過電壓保護是否被觸發； 其中所述邏輯控制器被配置為響應於指示所述過電壓保護被觸發的感測信號，使所述功率轉換器關閉。
  22. 如申請專利範圍第21項所述的系統控制器，其中，所述過電壓保護感測器包括：取樣和保持電路，該取樣和保持電路被配置為接收所述輸入信號，並且至少部分地基於所述輸入信號來生成經取樣和保持的信號；電壓到電壓轉換器，該電壓到電壓轉換器被配置為接收所述經取樣和保持的信號以及所述退磁信號，並且至少部分地基於所述經取樣和保持的信號以及所述退磁信號來生成第一電壓信號；以及比較器，該比較器被配置為接收第一閾值信號，並且至少部分地基於與所述第一電壓信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊來生成所述感測信號。
  23. 如申請專利範圍第22項所述的系統控制器，其中，所述第一電壓信號約等於所述功率轉換器的輸出電壓除以所述預定常數。
  24. 如申請專利範圍第22項所述的系統控制器，其中，所述過電壓保護感測器還包括：低通濾波器，該低通濾波器被配置為接收所述第一電壓信號，並且至少部分地基於所述第一電壓信號來生成經濾波的信號；其中所述比較器還被配置為至少部分地基於與所述經濾波的信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊來生成所述感測信號。
  25. 如申請專利範圍第24項所述的系統控制器，其中，所述比較器還被配置為接收所述經濾波的信號，並且至少部分地基於所述經濾波的信號和所述第一閾值信號來生成所述感測信號。
  26. 如申請專利範圍第24項所述的系統控制器，其中，所述過電壓保護感測器還包括：均值確定電路，該均值確定電路被配置為接收所述經濾波的信號和第二閾值信號，並且至少部分地基於所述經濾波的信號和所述第二閾值信號來生成第二電壓信號。
  27. 如申請專利範圍第26項所述的系統控制器，其中，所述均值確定 電路還被配置為：比較所述經濾波的信號和所述第二閾值信號的幅度；響應於所述經濾波的信號在幅度上大於所述第二閾值信號，增大所述第二電壓信號的幅度；並且響應於所述經濾波的信號在幅度上小於所述第二閾值信號，減小所述第二電壓信號的幅度。
  28. 如申請專利範圍第27項所述的系統控制器，其中，所述比較器還被配置為接收所述第二電壓信號，並且至少部分地基於所述第二電壓信號和所述第一閾值信號來生成所述感測信號。
  29. 如申請專利範圍第21項所述的系統控制器，其中，所述過電壓保護感測器還被配置為：從第一電阻器的第一電阻器端子和第二電阻器的第二電阻器端子接收所述輸入信號，所述第一電阻器端子被耦接到所述第二電阻器端子，所述第二電阻器還包括被偏置在所述端子電壓的第三電阻器端子。
  30. 如申請專利範圍第21項所述的系統控制器，其中，所述過電壓保護感測器包括：取樣和保持電路，該取樣和保持電路被配置為接收所述輸入信號，並且至少部分地基於所述輸入信號來生成經取樣和保持的信號；第一電壓到電流轉換器，該第一電壓到電流轉換器被配置為接收所述經取樣和保持的信號，並且至少部分地基於所述經取樣和保持的信號來生成第一電流信號；以及第二電壓到電流轉換器，該第二電壓到電流轉換器被配置為接收第一閾值信號，並且至少部分地基於所述第一閾值信號來生成第二電流信號；電流發生器，該電流發生器被配置為接收所述第一電流信號和所述第二電流信號，並且至少部分地基於所述第一電流信號和所述第二電流信號來生成第三電流信號；電容器，該電容器被配置為接收所述第三電流信號，並且至少部分地基於所述第三電流信號來生成電壓信號；以及受控比較器，該受控比較器被配置為接收所述電壓信號、第二閾值信 號和所述退磁信號，並且至少部分地基於所述電壓信號、所述第二閾值信號和所述退磁信號來生成所述感測信號。
  31. 如申請專利範圍第30項所述的系統控制器，其中，所述電流發生器還被配置為：接收所述調變信號和所述退磁信號，並且至少部分地基於所述第一電流信號、所述第二電流信號、所述調變信號和所述退磁信號來生成所述第三電流信號。
  32. 如申請專利範圍第30項所述的系統控制器，其中，所述受控比較器包括：第一比較器，該第一比較器被配置為接收所述電壓信號和所述第二閾值信號，並且至少部分地基於所述電壓信號和所述第二閾值信號來生成比較信號；以及邊沿觸發鎖存器，該邊沿觸發鎖存器被配置為接收所述比較信號和所述退磁信號，並且至少部分地基於所述比較信號和所述退磁信號來生成所述感測信號。
  33. 一種用於功率轉換器的方法，所述方法包括：生成調變信號；接收所述調變信號；至少部分地基於所述調變信號來生成驅動信號；輸出所述驅動信號到開關以影響流過所述功率轉換器的電感繞組的電流；接收第一電壓信號、所述調變信號以及退磁信號；至少部分地基於所述第一電壓信號、所述調變信號和所述退磁信號來生成第二電壓信號；接收第一閾值信號；至少部分地基於與所述第二電壓信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊來生成比較信號；以及輸出比較信號；其中：所述調變信號指示所述開關的導通時間段； 所述退磁信號指示所述電感繞組的退磁時間段；並且所述第二電壓信號在幅度上約等於所述第一電壓信號乘以所述導通時間段與所述導通時間段和所述退磁時間段的總和之間的比率。
  34. 如申請專利範圍第33項所述的方法，其中，所述第二電壓信號在幅度上等於所述第一電壓信號乘以所述導通時間段與所述導通時間段和所述退磁時間段的總和之間的比率。
  35. 如申請專利範圍第33項所述的方法，還包括：響應於指示過電壓保護被觸發的比較信號來使得所述功率轉換器關閉。
  36. 如申請專利範圍第33項所述的方法，還包括：接收所述第二電壓信號；對所述第二電壓信號執行低通濾波；以及至少部分地基於所述第二電壓信號來生成第三電壓信號；其中至少部分地基於與所述第二電壓信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊來生成比較信號包括：至少部分地基於與所述第三電壓信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊來生成所述比較信號。
  37. 一種用於功率轉換器的方法，所述方法包括：生成調變信號；接收所述調變信號；至少部分地基於所述調變信號來生成驅動信號；輸出所述驅動信號到開關以影響流過所述功率轉換器的電感繞組的電流，所述電感繞組包括第一繞組端子和第二繞組端子，第二繞組端子處於端子電壓並且被耦接到二極體的第一二極體端子，所述二極體還包括第二二極體端子，所述第二二極體端子和所述第一繞組端子之間的電壓差是所述功率轉換器的輸出電壓；接收回饋信號和退磁信號，所述回饋信號等於所述端子電壓除以預定常數，所述退磁信號指示所述電感繞組的退磁時間段；至少部分地基於所述回饋信號和所述退磁信號來生成感測信號；輸出所述感測信號，所述感測信號指示過電壓保護是否被觸發；以及 響應於指示所述過電壓保護被觸發的感測信號來使所述功率轉換器關閉。
  38. 如申請專利範圍第37項所述的方法，其中，至少部分地基於所述回饋信號和所述退磁信號來生成感測信號包括：至少部分地基於所述回饋信號來生成經取樣和保持的信號；接收所述經取樣和保持的信號；至少部分地基於所述經取樣和保持的信號以及所述退磁信號來生成電壓信號；接收第一閾值信號；以及至少部分地基於與所述電壓信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊來生成所述感測信號。
  39. 如申請專利範圍第38項所述的方法，其中，所述第電壓信號約等於所述功率轉換器的輸出電壓除以所述預定常數。
  40. 如申請專利範圍第37項所述的方法，其中，至少部分地基於所述回饋信號和所述退磁信號來生成感測信號包括：至少部分地基於所述回饋信號來生成經取樣和保持的信號；接收所述經取樣和保持的信號；至少部分地基於所述經取樣和保持的信號以及所述退磁信號來生成第一電流信號；接收第一閾值信號；至少部分地基於所述第一閾值信號來生成第二電流信號；接收所述第一電流信號和所述第二電流信號；至少部分地基於所述第一電流信號和所述第二電流信號來生成第三電流信號；接收所述第三電流信號；至少部分地基於所述第三電流信號來生成電壓信號；接收所述電壓信號、第二閾值信號和所述退磁信號，並且至少部分地基於所述電壓信號、所述第二閾值信號和所述退磁信號來生成所述感測信號。
  41. 如申請專利範圍第40項所述的方法，其中：接收所述第一電流信號和所述第二電流信號包括：接收所述第一電流信號、所述第二電流信號、所述調變信號和所述退磁信號；以及至少部分地基於所述第一電流信號和所述第二電流信號來生成第三電流信號包括：至少部分地基於所述第一電流信號、所述第二電流信號、所述調變信號和所述退磁信號來生成所述第三電流信號。
  42. 一種用於功率轉換器的方法，所述方法包括：生成調變信號；接收所述調變信號；至少部分地基於所述調變信號來生成驅動信號；輸出所述驅動信號到開關以影響流過所述功率轉換器的電感繞組的電流，所述電感繞組包括第一繞組端子和第一繞組端子，所述第一繞組端子處於端子電壓並且所述第二繞組端子被耦接到二極體的第一二極體端子，所述二極體還包括第二二極體端子，所述第二二極體端子和所述第一繞組端子之間的電壓差是所述功率轉換器的輸出電壓；接收輸入信號和退磁信號，所述輸入信號等於所述端子電壓除以預定常數，所述退磁信號指示所述電感繞組的退磁時間段；至少部分地基於所述輸入信號和所述退磁信號來生成感測信號；並且輸出所述感測信號，並且所述感測信號指示過電壓保護是否被觸發；以及響應於指示所述過電壓保護被觸發的感測信號，使所述功率轉換器關閉。
  43. 如申請專利範圍第42項所述的方法，其中，至少部分地基於所述輸入信號和所述退磁信號來生成感測信號包括：至少部分地基於所述輸入信號來生成經取樣和保持的信號；接收所述經取樣和保持的信號；至少部分地基於所述經取樣和保持的信號以及所述退磁信號來生成電壓信號；接收第一閾值信號；以及 至少部分地基於與所述電壓信號和所述第一閾值信號相關聯的資訊來生成所述感測信號。
  44. 如申請專利範圍第43項所述的方法，其中，所述電壓信號約等於所述功率轉換器的輸出電壓除以所述預定常數。
  45. 如申請專利範圍第42項所述的方法，其中，至少部分地基於所述輸入信號和所述退磁信號來生成感測信號包括：至少部分地基於所述輸入信號來生成經取樣和保持的信號；接收所述經取樣和保持的信號；至少部分地基於所述經取樣和保持的信號以及所述退磁信號來生成第一電流信號；接收第一閾值信號；至少部分地基於所述第一閾值信號來生成第二電流信號；接收所述第一電流信號和所述第二電流信號；至少部分地基於所述第一電流信號以及所述第二電流信號來生成第三電流信號；接收所述第三電流信號；至少部分地基於所述第三電流信號來生成電壓信號；接收所述電壓信號、第二閾值信號和所述退磁信號；以及至少部分地基於所述電壓信號、所述第二閾值信號和所述退磁信號來生成所述感測信號。
  46. 如申請專利範圍第45項所述的方法，其中：接收所述第一電流信號和所述第二電流信號包括：接收所述第一電流信號、所述第二電流信號、所述調變信號和所述退磁信號；以及至少部分地基於所述第一電流信號和所述第二電流信號來生成第三電流信號包括：至少部分地基於所述第一電流信號、所述第二電流信號、所述調變信號和所述退磁信號來生成所述第三電流信號。
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