專利名稱：用于在功率變換器中實施無調節(jié)休眠模式的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體涉及用于調節(jié)開關式功率變換器中的能量傳輸?shù)目刂齐娐?，更具體而 言，*發(fā)明I及ifiilil!用 周K木目民工作t莫式(unregulated dormant mode of operation) 來降低開關式功率變換器在輕載或空載狀態(tài)下的能量消耗的控制電路。
背景技術：
功率變換器控制電路可被用于多種目的和應用。需要能夠減少功率變換器的能量 消耗的控制電路功能。尤其是，特別需要減少功率變換器在輕載或空載狀態(tài)下的能量消耗 的控制電路。這種需要源于以下事實，即在功率變換器的一些應用中，在多個長時間段內很 少或者幾乎不需要進行能量傳輸。這種應用的一個實例是用于蜂窩電話的AC-DC充電器。 所述AC-DC充電器通常任由被連接至家中或辦公室中的交流干線插座，即使當蜂窩電話本 身已與AC-DC充電器的輸出電線完全斷開時仍如此。這種狀態(tài)通常被稱為空載狀態(tài)。此外， 例如在蜂窩電話和數(shù)碼相機等的應用中，由AC-DC充電器的輸出端供電的裝置關閉——一 旦該裝置內部的電池充滿電。在這些狀態(tài)下，裝置的能量需求極大下降，從而對于AC-DC充 電器而言存在一非常輕載狀態(tài)。這種狀態(tài)通常被稱為待機或睡眠模式，而且還可能長時間 存在。因此還要求AC-DC充電器以高效率運行，或者換言之，在這些非常輕載的待機或睡眠 模式狀況下以盡可能低的能量消耗運行。現(xiàn)存的用于開關式功率變換器的控制電路，通常通過降低聯(lián)接至控制電路的電源 開關的開關頻率來減少功率變換器的能量消耗，從而減少一種被稱為開關損耗的能量損 耗。在該開關頻率降低的時間內，通過維持功率變換器的一輸出電壓，使控制電路保持為有 效，從而使要被供電的裝置(例如蜂窩電話手機或數(shù)碼相機)在其被聯(lián)接至AC-DC充電器 輸出端時、或者在其脫離睡眠/待機模式并需要較高能量時，可以盡可能快地接收能量。


參照附圖描述了本發(fā)明的非限制性且非窮舉的實施方案和實施例，若非另有說 明，則其中多個不同附圖中的相同參考數(shù)字指的是相同部分。圖1是總體示出使用根據本發(fā)明教導的一個控制電路實施例的一示例性逆向功 率變換器(flyback power converter)的示意圖，該控制電路通過使用一無調節(jié)休眠工作 模式來降低所述功率變換器在輕載或空載狀態(tài)下的能量消耗。圖2是示出使用根據本發(fā)明教導的另一控制電路實施例的一示例性逆向功率變 換器的示意圖，該控制電路通過使用一無調節(jié)休眠工作模式來降低所述功率變換器在輕載 或空載狀態(tài)下的能量消耗。
圖3是示出使用根據本發(fā)明教導的再一控制電路實施例的一示例性逆向功率變 換器的示意圖，該控制電路通過使用一無調節(jié)休眠工作模式來降低所述功率變換器在輕載 或空載狀態(tài)下的能量消耗。圖4A是根據本發(fā)明教導的一控制電路的示例性方框圖，該控制電路降低所述功 率變換器在輕載或空載狀態(tài)下的能量消耗。圖4B示出，在一實施例中是來自于具有圖4A的方框圖的控制電路的，示例性計時 和信號波形。
圖5A和5B示出，在一實施例中是來自于具有圖4A的方框圖的控制電路的，示例 性波形。圖6是示出使用根據本發(fā)明教導的再一示例性控制電路的示例性逆向功率變換 器的示意圖，該控制電路通過使用一無調節(jié)休眠工作模式來降低所述功率變換器在輕載或 空載狀態(tài)下的能量消耗。圖7是示出如下各種控制電路的典型的開關頻率相對于負載特征的曲線圖，所述 控制電路降低所述功率變換器在輕載或空載狀態(tài)下的能量消耗。圖8是示出如下一控制電路的示例性控制特征的曲線圖，該控制電路根據本發(fā)明 的教導降低所述功率變換器在輕載或空載狀態(tài)下的能量消耗。圖9是示出根據本發(fā)明的教導通過使用無調節(jié)休眠工作模式來降低所述功率變 換器在輕載或空載狀態(tài)下的能量消耗的示例性方法的流程圖。
具體實施例方式公開了一種用于對一定負載狀態(tài)下的功率變換器的輸出電壓的調節(jié)進行改進的 方法和裝置。更具體而言，公開了一種響應于功率變換器的變動負載狀態(tài)來非線性調整偏 置電壓的方法和裝置。在下面的說明中，列出了許多具體細節(jié)以便提供對本發(fā)明的徹底理 解。然而，對于本領域普通技術人員顯而易見的是，實施本發(fā)明并不必需使用這些具體細 節(jié)。在其他情況下，那些眾所周知的材料或方法沒有被詳細描述，以免使本發(fā)明費解。所提及的貫穿該說明書的“一個實施方案”、“一實施方案”、“一個實施例”或“一實 施例”意味著，針對所述實施方案或實施例所描述的特定特征、結構或特性被包括在本發(fā)明 的至少一個實施方案中。由此，貫穿該說明書的在各個位置中出現(xiàn)的短語“在一個實施方案 中”、“在一實施方案中”、“一個實施例”或“一實施例”未必全指的是相同的實施方案或實施 例。而且，在一個或多個實施方案或實施例中，具體的多個特征、結構或特性可被結合到任 何合適的組合和/或子組合中。另外，應理解的是，此處所提供的附圖是用于對本領域普通 技術人員進行解釋的目的的，所述附圖未必按比例畫出?，F(xiàn)在將描述通過使用無調節(jié)休眠工作模式來降低功率變換器在輕載或空載狀態(tài) 下的能量消耗的控制電路。本發(fā)明的實施例涉及用于實施無調節(jié)休眠工作模式來減少功率 變換器在輕載或空載狀態(tài)下的能量消耗的方法和裝置。下列說明書將詳細描述各種功率變 換器電路中所用的用于調節(jié)正常工作狀態(tài)下從功率變換器的輸入端流至功率變換器的輸 出端的能量流動的多個示例性控制電路，所述正常工作狀態(tài)例如是，當蜂窩電話被連接至 功率變換器的輸出端并正對該蜂窩電話的電池充電時。從功率變換器的輸入端流至輸出端 的能量流也可借助流經能量傳輸元件的能量來描述，所述能量傳輸元件可包括功率變換器內的變壓器，但在一些功率變換器配置中可以是一簡單的電感。所述說明書將詳細描述所 述示例性控制電路如何過渡至如下的工作模式，在該工作模式中，當功率變換器的輸出端 被識別為空載或處于非常輕載的狀態(tài)時一例如當蜂窩電話與所述控制電路用于其中的 AC-DC充電器的輸出端物理斷開時——從功率變換器的輸入端到輸出端的能量流不再被調 節(jié)。在這些狀態(tài)下，從功率變換器的輸入端傳送至輸出端的能量在如下一段時間內被基本 降至為零，該段時間由控制電路的用戶進行編程或者通過控制電路自身內的計時器電路而 被預編程。在這段時間內，電路處于本公開文本的標題中所稱的無調節(jié)休眠工作模式。在 這種無調節(jié)休眠模式時間段內，控制電路自身的功率消耗被盡可能降低以節(jié)省能量。說明 書將詳細描述，在該無調節(jié)休眠工作模式時間段之后，所述控制電路將如何重新啟動，并再 次調節(jié)從功率變換器的輸入端流至功率變換器的輸出端的能量。但是如果仍然存在非常輕 載或空載狀態(tài)，控制電路將同樣對這進行檢查并再次啟動一段無調節(jié)休眠模式工作時期。
出于圖解目的，圖1總體示出一功率變換器100——有時也被稱為電源——的示 意圖，該功率變換器使用一個調節(jié)流經能量傳輸元件109的能量的控制電路115。在所示的 實施例中，控制電路115包括一個根據本發(fā)明教導的無調節(jié)休眠模式控制電路140，該無調 節(jié)休眠模式控制電路140用于通過使用無調節(jié)休眠工作模式來降低所述功率變換器100在 輕載或空載狀態(tài)下的能量消耗。在一個實施例中，功率變換器100是其中初級接地107與 次級返回126相互電絕緣的絕緣型逆向變換器。應指出的是，根據本發(fā)明的教導，在其它實 施方案中，功率變換器100可以是非絕緣的，其中初級接地107與次級返回126根據本發(fā)明 的教導電連接在一起。受益于本發(fā)明的教導的非絕緣型功率變換器配置，可進一步包括降 壓變換器(buck converter)、升壓變換器(CUK converter)或單端初級電感變換器(SEPIC converter)。還注意，在其它實施例中，根據本發(fā)明的教導，功率變換器100可具有不止一 個輸出。如在所圖解的實施例中所示的，控制電路115包括驅動信號產生器塊154，該驅動 信號產生器塊產生將被聯(lián)接以驅動一電源開關105的驅動信號122。在一個實施例中，電源 開關105是金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)或雙極晶體管等。電源開關105被 聯(lián)接至能量傳輸元件109的輸入繞組103，該能量傳輸元件被聯(lián)接至直流輸入電壓101和輸 出功率二極管117。在一個實施例中，直流輸入電壓101是被聯(lián)接至一未示出的交流電壓源 的整流器電路的輸出。電容器106聯(lián)接至功率變換器輸入端子190和191，以便當電源開關 105處于接通狀態(tài)時，提供用于流經第一和第二輸入端子190和191、能量傳輸元件109繞 組103和電源開關105的開關電流的低阻抗源。在一個實施例中，控制電路115和開關105 可構成可被制造為混合或單片集成電路的一集成電路的一部分。如在所描述的實施例中所 示，控制電路115被聯(lián)接以接收一反饋信號114，該反饋信號在一個實施例中是電壓信號， 但是在其它實施例中也可以是電流信號，或者是其他代表了功率變換器100的輸出參數(shù)的 信號，而這仍受益于本發(fā)明的教導。當功率變換器100首次連接至所示實施例中的輸入電壓源101時，控制電路115 獲得啟動電流以啟動控制電路的運行。這是通過向聯(lián)接至旁路端子170的外部旁路電容器 133充電而實現(xiàn)的。在圖1的實施例中，這種啟動電流源自電源開關105的高壓連接節(jié)點 134，并且被聯(lián)接至控制電路115內部的調節(jié)器電路135。來自于調節(jié)器電路135的輸出132 被聯(lián)接至一外部旁路電容器133，并且也是用于控制電路115內部的電路的電壓供給干線。在另一實施例中，在電源開關105和控制電路115被集成在單個芯片上和/或被納入在單 個半導體封裝中的情況下，連接節(jié)點134可改為被聯(lián)接至輸入端子190或者聯(lián)接至電源開 關105的結構內的節(jié)點。在所示實施例中，調節(jié)器電路135將存在于節(jié)點134上的高壓進行變換，在一個實 施例中，該高壓相對于初級接地107在50 400V的范圍內，并且該調節(jié)器電路還將干線 132上的最大電壓調節(jié)至較低電壓，該較低電壓可被用于操作所述控制電路100。最初，在 旁路電容器133上的電壓基本為零，并且調節(jié)器電路135提供電流以將旁路電容器133充 電。當旁路電容器133上的電壓足以用于使控制電路115正確運行 時(該電壓在一個實施 例中通常在6V的量級上)，一內部欠壓電路(未示出)使控制電路115能夠開始工作，從而 以驅動信號122啟動電源開關105的切換。這進而啟動能量從輸入端子190和191流過能 量傳輸元件109。能量傳輸元件109包括輸入繞組103和輸出繞組110，以及低壓(其在一個實施例 中通常位于10 30V范圍內)輔助繞組108。反饋信號114，從輔助繞組108通過由電阻 器111和112形成的電阻分壓器，聯(lián)接至控制電路115。另外，當輔助繞組電容器175被充 分充電時，控制電路115接收電源電流180用于使控制電路115通過電阻器171運行。在 所示的實施例中，以這種方式從低壓輔助繞組108中獲得電流比調節(jié)器電路135從高壓節(jié) 點134獲得電流更加高效。從而，當可通過電阻器171獲得電源電流Irc 180時，調節(jié)器電 路塊135的運行通常被禁止。在一個實施例中，控制電路115包括用于產生驅動信號122的驅動信號產生器 154，該驅動信號產生器將被聯(lián)接至驅動電源開關105，以通過響應于反饋信號114調節(jié)電 源開關105接通和斷開的頻率，來調節(jié)流過能量傳輸元件109的能量。這種開關頻率調節(jié) 可以多種方式實現(xiàn)，包括改變在控制電路115內的振蕩器(未示出)的頻率；選擇性地允 許并禁止由控制電路115內的固定頻率振蕩器引起的電源開關105切換循環(huán)(通常被稱為 開/關控制)；改變所述電源開關105的斷開時間，同時電源開關105的接通時間固定；或 者改變所述電源開關105的接通時間，同時電源開關105的斷開時間固定。當開關105接 通時，來自于電容器106的能量被傳輸至能量傳輸元件109的輸入繞組103。當開關斷開 時，存儲在輸入繞組103內的能量被傳輸至輸出繞組110以及輔助繞組108。來自于輸出 繞組110的能量以一電流被傳輸至電源100的輸出端，其中所述電流通過一正向偏置的輸 出功率二極管117流至電容器118、一聯(lián)接至預載阻抗194的負載121和輸出端子192及 193。在該實施例中，由于開關頻率是被用于調節(jié)能量流的變量，因此電源開關105切換頻 率是流經能量傳輸元件109的總能量的度量。在圖1的實施例中，控制電路115被聯(lián)接用于調節(jié)，源自功率變換器100的第一輸 入端子190和第二輸入端子191的通過能量傳輸元件109被傳送至功率變換器輸出端子 192和193、預載阻抗194、控制電路源端子170、和反饋部件111和112、以及反饋端子123 的，總能量。在一個向負載121提供3瓦的滿載輸出功率(每秒3焦耳的能量)的示例性 蜂窩電話充電器中，由預載194、控制電路115電源電流180和反饋電流131所消耗的能量 通常小于由負載121所消耗的能量的1%。在一個實施例中，預載194被完全去除。然而， 如果輸出負載電流120基本消除——通過使負載121物理斷開或者當負載121處于非工作 模式時，預載194 (如果存在的話)、控制電路115電源電流180和反饋電流131的總能量消耗可變成流經所述能量傳輸元件109的能量的大致100%。如上所示，在圖1的實施例中，由于電源開關105的開關頻率是用于調節(jié)通過能量 傳輸元件109的能量的變量，從而開關頻率是對被聯(lián)接至能量傳輸元件109的繞組108和 110的電路的總能量需求或者需要的一個指示。從而，在所示的實施例中，當電源開關105 的開關頻率降低到一閾值以下時，其被用作一指示，即指示輸出電流120已被降低至基本 為零；以及因而存在一種其中負載121基本不需要任何能量的空載或非常輕載狀態(tài)。換言 之，當負載121的能量需求降低到閾值以下時，可以確認一空載或非常輕載狀態(tài)。
在這些狀態(tài)下，控制電路115在一個實施例中包括無調節(jié)休眠模式控制電路140， 如果負載121的能量需求已降到閾值以下長達超過一閾值時間段的時間，則該無調節(jié)休眠 模式控制電路被聯(lián)接以產生一功率下降/復位信號157，該信號被聯(lián)接以使該驅動信號產 生器154休眠——通過使驅動信號產生器154功率下降達一個時間段。在該時間段內，由 于驅動信號產生器154功率下降，驅動信號產生器154不再產生驅動信號122，并且不再調 節(jié)流經所述能量傳輸元件109的能量。在一個實施例中，驅動信號產生器154功率下降以 及電源開關105的切換被禁止的持續(xù)時間段，是由旁路電容器133從其正常工作電壓放電 下降到一較低電壓所花的時間長度所決定的，該正常工作電壓在一個實施例中位于5. 8 6. 4V的范圍內，該較低電壓在一個實施例中可為3V。在該時間期間，輸出電容器118也通 過預載阻抗194放電，由此輸出電壓119也下降。因此，在該實施例中，旁路電容器133也 作為計時器的一部分運行，以確定響應于如下指示的時間段所述輸出電流120已降至基 本為零并且由此存在空載或非常輕載狀態(tài)的指示。在該時間期間，電容器175也通過電阻 器171和111放電，從而電容器175上的電壓也降低。應理解的是在另一實施例中，驅動信 號產生器154功率下降和電源開關105的切換被禁止的持續(xù)時間段可以由如下一計時器電 路確定，該計時器電路包括一位于控制電路115外部的電容器，但是該電容器不是旁路電 容器133。在又一實施例中，驅動信號產生器154功率下降以及電源開關105的切換被禁止 的持續(xù)時間段可由如下一計時器電路決定，該計時器電路被完全集成在控制電路115中而 無需為此目的要求一外部電容器。為了在該時間段內盡可能降低所述控制電路的能量消耗，內部調節(jié)器電路塊135 也響應于功率下降/復位信號157被降低功率，使得基本上沒有來自于節(jié)點134的電流流 經調節(jié)器電路135，并且調節(jié)器電路塊135所消耗的能量基本為零。在該無調節(jié)休眠模式時 間段內——在該時間段內控制電路115的驅動信號產生器154停止調節(jié)流經能量傳輸元件 109的能量，控制電路115不響應于在端子123處接收的反饋信號，直到該無調節(jié)休眠模式 時間段已過去。從而，在該無調節(jié)休眠模式時段內，除了將調節(jié)器電路塊135功率下降外， 基本上控制電路115內的所有其它電路也都響應于功率下降/復位信號157而功率下降并 與供給干線132斷開。這種斷開致使功率消耗減少并且可使用本領域普通技術人員公知的 簡單的半導體負載開關來實現(xiàn)。在一個實施例中，僅當負載121的能量需求已降低到閾值以下長達超過一閾值時 間段時，無調節(jié)休眠模式時間段才被啟動，以使短暫的瞬態(tài)能量需求狀態(tài)或事件不被誤解 為功率變換器100的輸出處的空載狀態(tài)。在一個實施例中，這種負載瞬態(tài)事件可由如下原 因引起聯(lián)接至功率變換器100的輸出端的作為負載121的蜂窩電話電池從全充電突然改 變?yōu)樵摲涓C電話電池的點滴式充電(trickle charging)。這種類型的負載瞬態(tài)通常發(fā)生在蜂窩電話充電應用中，并且隨著蜂窩電話裝置恢復至全充電，緊跟著發(fā)生負載的突然增加。 這種負載或能量需求瞬態(tài)由負載121控制，因而這種負載或能量需求是控制電路115必須 對其作出正確響應的負載121能量需求變化。如果控制電路115立即對負載能量需求中的 迅速減少作出響應，那么當負載再次需要增加的能量時，控制電路115就會已經進入了無 調節(jié)休眠模式時段，但這不是理想的狀態(tài)，因為在一個實施例中這可能會影響電池負載充 電的速度。通過確保僅當負載121的能量需求已降低到閾值以下長達超過一閾值時間段 時，才啟動無調節(jié)休眠模式時間段，減少了對瞬態(tài)負載事件誤解的風險。正如將在下面參照圖4A更加詳細描述的，控制電路115中保持被加電的電路塊是 無調節(jié)休眠模式 控制電路140的一部分，該電路塊在一個實施例中包括一個內部加電電路 塊，該內部加電電路塊檢測旁路電容器133上的電壓何時降低至3V低閾值。從而，在所示 出的實施例中，當旁路電容器133上的電壓降低至3V低閾值時，無調節(jié)休眠模式時間段被 認為已過去，此刻，該加電電路塊在無調節(jié)休眠模式控制電路140中提供一內部復位信號， 該內部復位信號重新設置功率下降/復位信號157，并且重新啟動所述控制電路115開始工 作，以對電路加電，如上面針對輸入電壓源101首次被連接時所描述的，從而，在所示的實施例中，當響應于功率下降/復位信號157而重新啟動控制電路 115開始運行時，旁路電容器133被重新充電。所述旁路電容器133借助于流經調節(jié)器電 路135的電流而被重新充電，并且當旁路電容器133上的電壓再次超過所述控制電路115 正確工作所需的欠壓閾值電壓時——所述欠壓閾值電壓在一個實施例中是大約6V——驅 動信號產生器154被加電，并且產生驅動信號122以繼續(xù)所述電源開關105的切換。在該 點，驅動信號產生器154再次響應于在端子123處接收的反饋信號，并且能量再次流經能量 傳輸元件109以補償在電容器175和118中損耗的能量。電源開關105的開關頻率在這段 時間內將是高的。然而，在補償了電容器175和118中的能量之后，如果負載121仍然基本 不要求任何能量，開關頻率將再次降到閾值以下，并且如果這種狀態(tài)存在長達超過一個閾 值時間段的話，該開關頻率將再次導致功率下降/復位信號157啟動功率下降，這將再次導 致控制電路115中的驅動信號產生器154如上所述地停止對流經能量傳輸元件109的能量 的調節(jié)。這種功率下降和在一個時間段內變得休眠的運行——其后跟一啟動和繼續(xù)切換時 段一一將連續(xù)重復，直到負載121的能量需求再次增加，使得電源開關的開關頻率保持在閾 值之上，并且控制電路115接下來根據能量傳輸元件繞組108和110上的總負載所需的能 量，來連續(xù)調節(jié)通過能量傳輸元件的能量流。應理解的是，在控制電路115的其它實施例中，繼一個無調節(jié)休眠模式工作時段 之后，在無調節(jié)休眠模式控制電路140內的內部復位信號可啟動一個能量消耗比輸入電壓 源101首次連接時的正常啟動要少的低功率重啟序列(restart sequence) 0例如，在一個 實施例中，低功率重啟序列可包括以流過調節(jié)器電路135的電流將旁路電容器133重新充 電至欠電壓閾值之上的一個值，如上。然而，當電源開關105的切換繼續(xù)時，輸出電容器118 可以被部分地重新充電，只要足以簡單檢測到其是否正在以一個指示了功率變換器100輸 出處仍然存在空載狀態(tài)的速率放電，在功率變換器100輸出處仍然存在空載狀態(tài)的情況 下，無調節(jié)休眠模式工作時段將會重復。應理解的是，這種低功率重啟功能使能量消耗進一 步減少，但會使整個功率變換器的復雜度或成本增加。所增加的成本或復雜度可由以下因 素引起向控制電路115增加一個電路用于記住該控制電路此前一度處于低功率無調節(jié)工作模式這一事實，以及增加一個電路用于檢測輸出電容器118的放電速率；或者在電壓狀 況低于輸出電壓119的正常調節(jié)值以下時，一些檢測輸出電流的其它方法。應指出的是，圖1示出輔助繞組108是能量傳輸元件109的一個非絕緣繞組。從 而，應理解的是，本發(fā)明的教導的益處可被應用于包括具有絕緣繞組、非絕緣繞組及其組合 的能量傳輸元件的功率變換器。非絕緣繞組的實施例包括非絕緣檢測繞組、非絕緣偏壓繞 組、非絕緣輸出繞組等。還應指出的是，根據本發(fā)明的教導，一個或多個負載可被聯(lián)接至能 量傳輸元件的各種不同繞組。圖1實際上示出了在所示實施例 中預載阻抗194和負載121 都聯(lián)接至輸出繞組110。因此應理解的是，一個或多個不同負載的多個組合可聯(lián)接至能量傳 輸元件的繞組的多個不同組合，形成了許多不同的負載和繞組配置，這種負載和繞組配置 可受益于根據本發(fā)明的教導的包括無調節(jié)休眠工作模式的功率變換器的優(yōu)點。例如，在其中能量傳輸元件109包括非絕緣檢測繞組的一個實施例中，所述一個 或多個負載中的一個可聯(lián)接至該非絕緣檢測繞組。在另一個實施例中，所述一個或多個負 載中的一個可聯(lián)接至絕緣輸出繞組，而所述一個或多個負載中的另一個可聯(lián)接至非絕緣檢 測繞組。在包括非絕緣偏壓繞組的一個實施例中，所述一個或多個負載中的一個可聯(lián)接至 該非絕緣偏壓繞組。在另一個實施例中，所述一個或多個負載中的一個可聯(lián)接至絕緣輸出 繞組，而所述一個或多個負載中的另一個可聯(lián)接至非絕緣偏壓繞組。在其中能量傳輸元件 包括非絕緣輸出繞組的實施例中，所述一個或多個負載中的一個可以是被組合的聯(lián)接至該 非絕緣輸出繞組的檢測和偏壓負載。在其中能量傳輸元件包括絕緣輸出繞組和非絕緣輸出 繞組的實施例中，所述一個或多個負載中的一個可聯(lián)接至絕緣輸出繞組，而所述一個或多 個負載中的另一個可以是如下一負載，該負載包括被組合的聯(lián)接至非絕緣輸出繞組的檢測 和偏壓負載。圖2示出了使用受益于本發(fā)明的教導的控制電路215的另一示例性功率變換器電 路200。該功率變換器電路實施例的功能與圖1中所描述的功率變換器電路實施例的許多 方面相同。與圖1的電路相比的差別在于，電阻器171被省略，使得正常工作狀態(tài)下的控制 電路215的工作電流完全通過調節(jié)器電路235獲得。從而，能量傳輸元件繞組208僅被用 作提供電容器275上的反饋電壓的一檢測繞組，該反饋電壓產生反饋電流Ifb 231。然而， 當負載221所需要的能量降低到閾值以下長達超過一個閾值時間段時——這在一個實施例 中通過電源開關205切換頻率降低到一閾值以下長達超過一個閾值時間段來檢測到——的 工作相同于圖1的電路的工作。在所述的那些情況下，無調節(jié)休眠工作模式被啟動，此時調 節(jié)器電路235被禁止并且基本上所有的電路塊——除了無調節(jié)休眠模式控制電路240的一 部分外——都與供給干線232斷開，同時在外部旁路電容器233處的電壓從其正常工作電 壓放電至由無調節(jié)休眠模式控制電路240檢測的加電閾值電壓。在該實施例中，旁路電容 器233接下來被重新充電至其正常工作電壓電平，該正常工作電壓電平在一個實施例中是 大約6V，電源開關205的切換被重新啟動。圖3示出了使用受益于本發(fā)明的教導的控制電路315的另一示例性功率變換器電 路300。圖3中所示的實施例功率變換器300的功能與圖2中所描述的功率變換器電路的 許多方面相同。相比于圖2的功率變換器電路200的差異在于，省略了二極管213和電容 器275。從而，與圖2的功率變換器電路200相同的是，控制電路315在正常工作狀態(tài)下的 工作電流通過調節(jié)器電路335獲得。而且，能量傳輸元件的繞組308在節(jié)點313處提供一個相對于初級接地電位節(jié)點307的交流電壓。結果，反饋電流Ifb 331在電源開關305的切 換循環(huán)中既有正值，也有負值。Ifb 331在電源開關305的基本所有接通時間內都是負電流， 在電源開關305的至少一部分斷開時間內是正電流。然而，當負載321所需求的能量降低 到閾值以下長達超過一閾值時間段時——這在一個實施例中由電源開關305開關頻率降低 到閾值以下長達一預定時間段來檢測——的工作類似于圖1和圖2的示例性功率變換器電 路的工作。在所述那些情況下，無調節(jié)休眠工作模式被啟動，此時在一個實施例中，調節(jié)器 電路335被禁止，并且在控制電路315中的基本上所有的電路塊——除了無調節(jié)休眠模式 控制電路340的一部分外——都與供給干線332斷開，同時外部旁路電容器333電壓從其 正常工作電壓放電至由無調節(jié)休眠模式控制電路340檢測的加電閾值電壓。所述旁路電容 器333接下來被重新充電至其正常工作電壓電平，該正常工作電壓電平在一個實施例中是 大約5. 8V，并且電源開關305的切換被重新啟動。 圖4A示出了根據本發(fā)明的教導的，可被應用至示例性控制電路115、215或315中 的任一個的控制電路415的一部分的示例簡化方框圖400。圖4A示出比控制電路方框圖 115、215和315更多的細節(jié)，但是保持意在僅示出對于本發(fā)明的描述所必須的細節(jié)水平的 簡化示意圖。從而，在各種內部電路塊之間的特定功能連接——這在詳細的控制電路415 方框圖中本來是可以看到的——未被示出，以便不混淆發(fā)明的教導。如參照上述圖1所描述的，圖4A中所示的示例性配置使用聯(lián)接至電源開關405的 結構內部的一節(jié)點的高壓節(jié)點434。從而，圖4A的示例性配置是其中控制電路415和電源 開關405可被整塊集成到如下一單個硅片中的配置，在該單個硅片可獲得電源開關405的 這種內部節(jié)點。如所描述的實施例中所示，節(jié)點434聯(lián)接至調節(jié)電路435，該調節(jié)電路可具 有類似于如圖1、2和/或3所示的電路塊135、235和335的功能，并且該調節(jié)電路示為被 聯(lián)接以從無調節(jié)休眠模式控制電路440中接收一功率下降/復位信號457。應理解的是，盡 管組合式功率下降/復位信號457在圖4A中被示為單獨連接，在另一實施例中，功率下降 /復位信號457的功率下降和復位信號也可以是具有分立的電連接的單獨的電信號。在圖4A的實施例中，控制電路415包括驅動信號產生器454，該驅動信號產生器 在該實施例中被示為包括一開/關控制電路。在所示的實施例中，驅動信號產生器454的 開/關控制電路被聯(lián)接以從反饋塊(FB block)451中接收一允許信號(EN signal)456輸 出。該反饋塊451被聯(lián)接以在反饋端子423處接收一反饋信號。在所示的實施例中，當不 需要電源開關405的切換時反饋塊451產生輸出允許信號456為低，但是在當需要電源開 關405的切換時則產生輸出允許信號456為高。在其它實施例中，取決于外部電路配置，反 饋端子423和反饋塊451可適于接收并處理DC或AC反饋信號，如上面參照圖1、2和/或 3所討論。如圖4A中所示，控制電路415的無調節(jié)休眠模式控制電路440的一個實施例包 括，如所示般聯(lián)接的功率下降(PD)檢測塊458、事件計數(shù)器498、加電(power up, PU)檢測 塊442以及鎖存電路459。當聯(lián)接至功率變換器的輸出處的能量傳輸元件的一個或多個負 載——諸如，圖1、2和3中相應的負載121、221和331——的能量需求降低到一個閾值以 下時，內部允許信號456對于振蕩器452的128個以上的循環(huán)保持為低。在所示的實施例 中，PD檢測塊458包括7位計數(shù)器，其作為128次分頻電路(divide-by-128circuit)而運 行。應理解的是，在其它實施例中，PD檢測塊458可被設計為作為用于范圍為50 250的振蕩器循環(huán)的分頻電路(divide-by circuit)而運行。相應地，如果無調節(jié)休眠模式控制 電路440的PD檢測塊458的7位計數(shù)器，在長達128個振蕩器循環(huán)中未接收到高的允許信 號456，則PD檢測塊458將輸出一具有邏輯高態(tài)的脈沖461，該脈沖將為事件計數(shù)器電路塊 498計入一次輸入，將塊498內的計數(shù)器增加1。接下來當在如下情況時將PD檢測塊458 復位在當驅動信號422再次變高，指示FB端子423處的反饋信號指示了聯(lián)接至在功率變 換器的輸出處的能量傳輸元件的一個負載或多個負載需要更多能量時。因此EN信號456 變高，驅動信號422進而變高。在該實施例中，驅動信號422還被聯(lián)接至事件計數(shù)器塊498。 在一個實施例中，如果驅動信號422在128振蕩器計數(shù)內不止一次變高，則事件計數(shù)器498 也被復位，因為這表明，任何先前的其降低量足以從PD檢測塊458內產生一邏輯高脈沖的 能量需求上的降低是一瞬態(tài)事件，并且目前正再次產生門驅動信號，其中驅動信號422在 小于128個振蕩器452循環(huán)內是低值。然而如果在128個振蕩器452計數(shù)內，事件計數(shù)器 塊498僅接收到一個驅動信號422脈沖，則事件計數(shù)器不復位。如果無調節(jié)休眠模式控制 電路440的PD檢測塊458的7位計數(shù)器未接收到高允許信號456長達128個振蕩器循環(huán)， 則PD檢測塊458再次輸出一具有邏輯高態(tài)的脈沖461，所述脈沖被用作對于事件計數(shù)器電 路塊498的輸入，并且將該塊498內部的計數(shù)器增加另一個1。如果事件計數(shù)器塊498計數(shù) 達到計數(shù)n，該η在一個實施例中是4，則塊498輸出一邏輯高信號497并且引發(fā)所述鎖存 電路459向控制電路415的內部電路塊中的大部分發(fā)送功率下降/復位信號457。在所示 的實施例中，這些塊被聯(lián)接以接收功率下降/復位信號457，所述塊包括反饋電路塊451、振 蕩器電路塊452、過電流檢測電路塊453——其檢測流過電源開關405的電流——以及驅動 信號產生器塊454和7位計數(shù)器458。在一個實施例中，當所有這些塊都響應于功率下降/ 復位信號457功率下降時，控制器415僅消耗2 5 μ A的電流I。。480。從而，在一個實施例中，在當事件計數(shù)器498計數(shù)η個連續(xù)事件——對于這些所述 事件，驅動信號422邏輯高狀態(tài)之間的時間超過了 128個振蕩器452循環(huán)——無調節(jié)休眠 模式工作的時間段被啟動。應理解的是，128個振蕩器循環(huán)這個值可被修改為任意個振蕩器 循環(huán)數(shù)目或者通過振蕩器452之外的其它設備所測量的任意時間段。圖4Β示出了在一個實施例中可在圖4Α的方框圖內產生的波形圖。圖4Β示出關于 門驅動脈沖462的序列的一個實施例——其在一個實施例中可以相同于圖4Α中的驅動信 號422 ；以及PD計數(shù)器463的計數(shù)——該計數(shù)在一個實施例中可以是在圖4Α中的塊458內 的計數(shù)；以及事件計數(shù)464——其在一個實施例中可以是在圖4Α中的塊498內的計數(shù)。該 序列在時間點468開始，在該時間點處，事件計數(shù)器計數(shù)463是0。在該實施例中，標簽473 是在時間468和471的標示時間段內所記錄的振蕩器計數(shù)的數(shù)目。在接下來的門驅動信號 462在時間點471處被接收之前，小于128個振蕩器計數(shù)被記錄在PD計數(shù)器計數(shù)463中。 從而，PD計數(shù)在時間471處被復位，事件計數(shù)器計數(shù)464保持為零。然而，在時間點472，已 接收到128個振蕩器循環(huán)，并且事件計數(shù)器計數(shù)464增加。應理解的是在另一實施例中，在 當接收到下一門驅動信號497高脈沖時，事件計數(shù)器可被增加。類似地，在該實施例中，當 在時間點465處接收到門驅動信號時，PD計數(shù)器計數(shù)463已在時間點466再次計數(shù)了 128 個振蕩器循環(huán)，從而事件計數(shù)器計數(shù)464再次在時間點466增加。然而在時間點467，接收 到另一門驅動信號，同時PD計數(shù)器計數(shù)小于128。從而在該實施例中，PD計數(shù)器計數(shù)463 和事件計數(shù)器計數(shù)464在時間點467被復位。在圖4Β的實施例中，在時間點467和時間點469之間，存在被128個以上的振蕩器循環(huán)所分隔的4個連續(xù)的門驅動信號，從而事件計數(shù) 器計數(shù)達到值4。在該實施例中，圖4A中的事件計數(shù)器閾值η是4。從而，在時間點469，功 率下降或無調節(jié)休眠模式工作時段被啟動。由于調節(jié)器電路435響應于功率下降/復位信號457斷開，外部旁路電容器433 不再通過調節(jié)器電路435充電，旁路電容器433將開始放電，旁路電壓450將開始下降。在 所示的實施例中，旁路電壓450將從大約6V降低至內部設置的大約3V的PU檢測電壓 。如 在實施例中所示，PU檢測塊442保持被聯(lián)接以檢測所述旁路電壓450，并且在無調節(jié)休眠模 式內保持運行(如同鎖存電路459)。在一個實施例中，PU檢測塊442包括如下一比較器， 該比較器被聯(lián)接至旁路電容器433以檢測所述旁路電壓450何時降至3伏的PU閾值。當 旁路電壓450已降至3伏的PU閾值時，從PU檢測塊440中輸出的PU復位信號441變高， 這導致來自于鎖存電路459的功率下降/復位信號457變高，并導致調節(jié)器電路435繼續(xù) 向旁路電容器433充電。在一個實施例中，當旁路電容器433被重新充電時，控制器電路415的其它內部電 路塊中的一些或全部還可繼續(xù)起作用。該旁路電容器433將被充電至大約6V，并且PD檢測 塊458將又開始檢測——如果每隔128個振蕩器循環(huán)至少存在一個高允許信號456 ；如果 不存在，則PD檢測塊458將再次使來自于7位計數(shù)器458的輸出信號461產生一邏輯脈沖 并且在事件計數(shù)器塊498內啟動計數(shù)，如果該計數(shù)達到計數(shù)η，則該邏輯脈沖將再次引發(fā)所 述鎖存電路459，使啟動一新的關閉循環(huán)。如上所述，應注意的是，在圖4Α所示的特定實施例中，為了解釋目的示出了如下 一控制電路415，該控制電路使用一開/關控制方案來調節(jié)流經聯(lián)接至電源開關的能量元 件的能量流。應理解的是，為了從根據本發(fā)明教導的無調節(jié)休眠模式工作中獲益，控制電路 415還可利用其它公知的控制方案來調節(jié)能量流并檢測空載或輕載狀態(tài)。例如，在另一實施例中，反饋信號的大小可被FB塊451檢測以便檢測所述空載或 輕載狀態(tài)。在這樣的實施例中，所述反饋信號的幅值可以是電壓值或電流值。在該實施例 中，當FB塊451檢測到反饋端子423處所接收到的反饋信號的大小指示空載或輕載狀態(tài) 時，F(xiàn)B塊451將輸出一信號456至PD檢測塊以指示空載或輕載狀態(tài)。在另一實施例中，空 載或輕載狀態(tài)可通過檢測所述驅動信號422的低開關頻率而被檢測到。在一個實施例中， 驅動信號422的開關頻率可通過FB塊451被檢測到，該FB塊被聯(lián)接以接收反饋信號。在這 樣的實施例中，驅動信號422的開關頻率可從反饋端子423處接收的反饋信號被獲得。在 另一實施例中，PD檢測塊458可被聯(lián)接以接收所述驅動信號422來檢測該驅動信號422的 低開關頻率狀態(tài)，從而檢測空載或輕載狀態(tài)。圖5Α和5Β示出示例性電壓波形，其在一個實施例中應用至在上述圖4Α的旁路電 容器433的旁路電壓450。圖5Β示出如下一波形501，該波形是取自圖5Α的波形500的區(qū) 域502的放大視圖。在該實施例中，在無調節(jié)休眠模式時段503內，圖5Α和5Β所示的時間 假設了，10 μ F的旁路電容器433的值、IOOkHz的振蕩器452頻率，以及2 μ A的電流消耗 (Icc 480)。另外，在時段504內，假設當將旁路電容器433從3V重新充電至6V時，調節(jié)器 電路435以2mA向旁路電容器433充電。時段505是屬于一未確定的值“X”毫秒，因為這 是用于將輸出電容器重新充電的時段，所述輸出電容器諸如電容器118、218或318、以及被 聯(lián)接至輔助能量傳輸元件繞組的其它電容諸如電容器175和275。因此時段505是關于這些電容器的選擇的函數(shù)，但是在典型的實施例中可以在5 20毫秒的范圍內。時段506是 在再次認識到，在所示實施例中，負載的能量需求低于閾值并已存在長達一時間段506之 前，IOOkHz振蕩器通過128個循環(huán)計數(shù)并使事件計數(shù)器增加η次所花的時間，其中，在所示 實施例中η = 4，然后控制電路根據本發(fā)明的教導再次開始一無調節(jié)休眠模式工作的時段。 應理解的是，在一個實施例中，如針對圖4Α所描述的，時間段506是由一系列的η個事件組 成的，其中連續(xù)驅動信號422高/低事件被超過128個的振蕩器循環(huán)的時間段所分隔。
圖6示出受益于本發(fā)明的教導的另一示例性功率變換器600。如所示的，圖6的示 例電路與上述圖1、2和/或3的電路在許多方面都相同。然而，差別包括，圖6的電路使用 光耦合器611和次級反饋電路塊694來產生反饋信號639。在控制電路615的示例中，電流 631是被組合的流向該控制電路615的反饋電流和電源電流，如加利福尼亞的San Jose的 Power Integrations有限公司所制造的TOPSwitch系列集成電路所用的。從而，在控制電路615的實施例中，外部旁路電容器633的值決定無調節(jié)休眠模式 時間段。用于檢測所述負載電路621所需的能量何時降低至閾值以下從而啟動無調節(jié)休眠 工作模式的變量，也可以是電源開關605的開關頻率。然而，在控制電路615的實施例中，反 饋信號的大小，例如Ie 631反饋信號的大小也可被用于檢測所述負載電路621所需的能量 何時已降低到閾值以下從而啟動無調節(jié)休眠工作模式，正如將針對圖8討論的。反饋信號 的大小可以是Ie 631電流的電流值，或者在另一實施例中，所述大小可以是響應于I。631 電流的電壓值。圖7示出了可從本發(fā)明的示例性教導中受益的負載相對于控制電路的開關頻率 特征的數(shù)個示例性關系。特征703典型地是較早所討論的簡單的開/關控制或者可變頻率 的控制方案，其中所述負載和開關頻率是線性相關的。使用這種類型控制方案的控制電路 的實施例是 TinySwitch、LinkSwitch-LP、LinkSwitch-TN 和 LinkSwitch-XT，它們全都由加 利福尼亞的San Jose的Power Integrations有限公司所制造。在示例特征703的情況下，例如當開關頻率降低到閾值707以下，指示負載已降到 閾值708以下時，可檢測到輕載/空載狀態(tài)712區(qū)域中的運行。特征704通常是具有多個 電源開關過電流閾值水平以及一個用于確定在每個負載狀態(tài)中使用哪個過電流閾值的狀 態(tài)機的開/關控制電路。使用這種類型控制方案的控制電路的實施例是TinySwitch-II、 TinySwitch-III、PeakSwitch 和 LinkSwitch-II，它們全都由加利福尼亞的 San Jose 的 Power Integrations，有限公司所制造。特征705典型地是P麗控制電路特征，其中在高 負載狀態(tài)710和/或中等負載狀態(tài)711中的運行通常具有固定的平均開關頻率713，但是 其中平均開關頻率在輕載和空載區(qū)域712中被降低。使用這種類型控制方案的控制電路 的實施例是TOPSwitch-FX和TOPSwitch-GX，這兩種開關都由加利福尼亞的San Jose的 Powerlntegrations，有限公司所制造。特征706典型地是具有更為復雜的控制方案的PWM 控制電路，其中高負載狀態(tài)710中的運行和中等負載狀態(tài)711的一部分通常具有固定平均 的開關頻率714，但是其中平均開關頻率在中等負載狀態(tài)711和輕載/空載狀態(tài)712區(qū)域 的其它部分中被降低。使用這種類型控制方案的控制電路的實施例是由加利福尼亞的San Jose 的 Power Integrations，有限公司所制造的 TOPSwitch-HX。無關于所使用的控制方案，共同的是，開關頻率在輕載/空載狀態(tài)下減少，從而可 被用做一種檢測功率變換器的輸出端上的輕載或空載狀態(tài)的方式。這對于使用這些或其它輕載運行方案一例如，脈沖串方式一的多個其它控制電路也是成立的，其中在輕載/空載狀態(tài)下的平均開關頻率也被降低。圖8示出了占空比801相對于Ie 802電流特征的關系的示例，其在一個實施例中 可應用于參照圖6如上所述的電路配置。圖8的示例性特征表明，對輕載/空載狀態(tài)的檢 測不限于檢測電源開關的開關頻率。如在圖8的示例特征中所示，在功率變換器的輸出上 的負載的降低由Ic 802電流的增加來指示，如標記804所示。從而對閾值Ie電流805的檢 測——該閾值Ic電流處占空比降至基本為零——與一事件計數(shù)器或計時器的結合可被用 于如下的指示，即指示功率變換器的輸出處的負載的能量需求已降至閾值以下長達一個 時間段，從而該指示可被用于啟動根據本發(fā)明教導的無調節(jié)休眠模式工作時段。應理解的 是，對于其它控制方案，存在可被用于指示輕載/空載狀態(tài)的其它方式，從而可被用于啟動 根據本發(fā)明的教導的無調節(jié)休眠工作模式。圖9總體示出一根據本發(fā)明的如下流程圖900，該流程圖描述了一種實施功率變 換器中的無調節(jié)休眠工作模式的示例性方法。如在實施例中所示，在方框901中功率變換 器啟動，在方框902中，能量被傳送至負載。在方框903中，接收到關于負載的能量需求的 反饋信息，而在方框904中，確定負載的能量需求是否低于一個閾值——低于一個閾值將指 示輕載/空載狀態(tài)。如果負載的能量需求不低于閾值，則在方框905中，對能量傳送進行調 節(jié)，并再次在方框903中接收反饋信息。然而如果，在方框904中確定負載的能量需求低于 閾值——這將指示輕載/空載狀態(tài)，則在方框910中，確定該狀態(tài)是否已存在長達多于一預 定時間段。如果是這樣，在方框906中，停止對能量傳送的調節(jié)，并且在方框907中，啟動無 調節(jié)休眠模式的時間段。在方框906或者方框907中，非必須的電路塊功率下降，從而降低 在無調節(jié)休眠模式的時間段內的能量消耗。在方框908中，確定無調節(jié)休眠模式的時間段 是否已結束。當結束時，在方框909中重新啟動功率變換器，然后返回至方框902，在該處將 能量傳送至負載。應理解的是，在一個實施例中，如果存在以下情況則方框909可被省略 艮口，方框908中的YES判決被直接連接至處理功率變換器的初始啟動的方框901處。然而， 方框909的存在使得可以在無調節(jié)休眠模式工作時段結束時進行一不同的啟動模式，所述 不同的啟動模式可包括，例如在一個比電源的正常啟動較低的能量消耗狀態(tài)下啟動，以便 檢查輕載或空載狀態(tài)的存在，而無需，例如所有的控制電路塊都保持活動，從而更進一步降 低能量消耗。如果在方框904中，負載的能量需求不低于閾值，或者如果在方框910中，負 載的能量需求低于閾值未存在長達一閾值時間段，則在方框905中，發(fā)送至負載的能量被 再次調節(jié)，并且在方框903中，關于負載的能量需求的信息被再次接收。所示的本發(fā)明的實施例的上述說明，包括在摘要中所描述的，不意在是排他性的， 或者是對所公開的準確形式的限制。相反，本發(fā)明的具體實施方案以及實施例都是出于示 例目的，在不偏離本發(fā)明的較寬泛的精神和范圍的情況下，可以做出各種等同修改。事實 上，應理解的是，特定電壓、電流、頻率、功率范圍值、時間等都是為了解釋目的，根據本發(fā)明 的教導在其它實施方案和實施例中也可使用其它值?？梢罁鲜鲈敿氄f明對本發(fā)明的實施例進行這些修改。在下列權利要求中使用的 術語不應被解釋為將本發(fā)明限制于在說明書和權利要求中所公開的具體實施方案。相反， 本發(fā)明的范圍將由下列權利要求完全決定，該權利要求將根據對權利要求詮釋的法律原則 而被解釋。相應地，本說明書和附圖應被認為是示例性的而非限制性的。
權利要求
一種用于在功率變換器中使用的控制電路，包括驅動信號產生器，其被聯(lián)接以響應于將被聯(lián)接至功率變換器輸出端的一個或多個負載的能量需求產生一驅動信號，來控制將被聯(lián)接至控制電路的電源開關的切換，從而調節(jié)到達功率變換器輸出端的能量流；以及無調節(jié)休眠模式控制電路，其被聯(lián)接以在當所述一個或多個負載的能量需求降低到閾值以下長達超過第一閾值時間段時，使所述驅動信號產生器休眠，從而停止由驅動信號產生器對功率變換器輸出端的能量流的調節(jié)，所述驅動信號產生器被聯(lián)接為當休眠時不響應于所述一個或多個負載的能量需求的變化，所述無調節(jié)休眠模式控制電路被聯(lián)接以在第二時間段已過去后對所述驅動信號產生器加電，所述驅動信號產生器被聯(lián)接為在第二時間段已過去后，再次響應于所述一個或多個負載的能量需求的變化。
2.根據權利要求1所述的控制電路，其中所述一個或多個負載的能量需求是通過響應 于被聯(lián)接的將由所述控制電路所接收的反饋信號被確定的。
3.根據權利要求2所述的控制電路，其中所述一個或多個負載的能量需求是響應于被 聯(lián)接的將由所述控制電路所接收的反饋信號的大小而被確定的。
4.根據權利要求3所述的控制電路，其中所述反饋信號的大小是電壓值。
5.根據權利要求3所述的控制電路，其中所述反饋信號的大小是電流值。
6.根據權利要求1所述的控制電路，其中所述一個或多個負載的能量需求是響應于驅 動信號的開關頻率而被確定的。
7.根據權利要求1所述的控制電路，其中所述功率變換器是逆向變換器。
8.根據權利要求1所述的控制電路，其中所述第一時間段是由如下的事件計數(shù)器確定 的，該事件計數(shù)器當在η個連續(xù)驅動信號之間的時間已超過第三時間段時，啟動第二時間 段的開始。
9.根據權利要求8所述的控制電路，其中所述第三時間段是構成控制電路一部分的振 蕩器電路的50 250個循環(huán)之間的一時段。
10.根據權利要求1所述的控制電路，其中所述第二時間段是由將被聯(lián)接至控制電路 的一個電容器所決定的。
11.根據權利要求10所述的控制電路，其中所述將被聯(lián)接至控制電路的一個電容器包 括一個用于該控制電路的外部旁路電容器。
12.根據權利要求10所述的控制電路，進一步包括一個將被聯(lián)接以響應于無調節(jié)休眠 模式控制電路來向所述電容器充電的調節(jié)器電路，當所述一個或多個負載的能量要求降低 到閾值以下超過第一時間段時，該調節(jié)器電路被聯(lián)接不向電容器充電，并且在第二時間段 過去之后，再次向電容器充電。
13.根據權利要求1所述的控制電路，其中所述電源開關包括金屬氧化物半導體場效 應晶體管(MOSFET)。
14.根據權利要求1所述的控制電路，其中所述電源開關包括雙極晶體管。
15.根據權利要求1所述的控制電路，其中所述電源開關被聯(lián)接以調節(jié)通過能量傳輸 元件到達功率變換器輸出端的能量流，所述能量傳輸元件包括一絕緣輸出繞組，其中所述 一個或多個負載中的一個聯(lián)接至該絕緣輸出繞組。
16.根據權利要求13所述的控制電路，其中所述一個或多個負載中的一個包括預載阻抗和一個聯(lián)接至功率變換器的輸出端的負載。
17.根據權利要求1所述的控制電路，其中所述電源開關被聯(lián)接以調節(jié)通過所述能量 傳輸元件到達功率變換器輸出端的能量流，所述能量傳輸元件包括一非絕緣檢測繞組，其 中所述一個或多個負載中的一個聯(lián)接至該非絕緣檢測繞組。
18.根據權利要求1所述的控制電路，其中所述電源開關被聯(lián)接以調節(jié)通過所述能量 傳輸元件到達功率變換器輸出端的能量流，所述能量傳輸元件包括一非絕緣偏壓繞組，其 中所述一個或多個負載中的一個聯(lián)接至該非絕緣偏壓繞組。
19.根據權利要求1所述的控制電路，其中所述電源開關被聯(lián)接以調節(jié)通過能量傳輸 元件到達功率變換器輸出端的能量流，所述能量傳輸元件包括一絕緣輸出繞組和非絕緣偏 壓繞組，其中所述一個或多個負載中的一個聯(lián)接至該絕緣輸出繞組，所述一個或多個負載 中的另一個聯(lián)接至該非絕緣偏壓繞組。
20.根據權利要求1所述的控制電路，其中所述電源開關被聯(lián)接以調節(jié)通過能量傳輸 元件到達功率變換器輸出端的能量流，所述能量傳輸元件包括一非絕緣輸出繞組，其中所 述一個或多個負載中的一個包括被組合的聯(lián)接至所述非絕緣輸出繞組的檢測和偏壓負載。
21.根據權利要求1所述的控制電路，其中所述電源開關被聯(lián)接以調節(jié)通過能量傳輸 元件到達功率變換器輸出端的能量流，所述能量傳輸元件包括一絕緣輸出繞組和非絕緣輸 出繞組，其中所述一個或多個負載中的一個聯(lián)接至該絕緣輸出繞組，所述負載中的另一個 包括被組合的聯(lián)接至該非絕緣輸出繞組的檢測和偏壓負載。
22.一種用于對功率變換器的輸出進行控制的方法，包括響應于一個或多個負載的能量需求產生一驅動信號，來調節(jié)到達聯(lián)接至功率變換器的 輸出端的一個或多個負載的能量流；當所述一個或多個負載的能量需求降低到閾值以下長達超過第二時間段時，停止對流 至一個或多個負載的能量的調節(jié)長達第一時間段；在第一時間段內不響應于所述一個或多個負載的能量需求；以及在第一時間段已過去后，繼續(xù)調節(jié)流至所述一個或多個負載的能量。
23.根據權利要求22所述的方法，其中所述負載之一是被聯(lián)接至所述功率變換器輸出 端的檢測電路。
24.根據權利要求22所述的方法，其中所述負載之一是被組合的聯(lián)接至所述功率變換 器輸出端之一的檢測和偏壓電路。
25.根據權利要求22所述的方法，其中所述負載之一是預載阻抗和聯(lián)接至所述功率變 換器的輸出端的負載的組合。
26.根據權利要求25所述的方法，其中停止對流至所述一個或多個負載的能量的調節(jié) 長達所述第一時間段，包括當組合的預載和負載的能量要求降低到閾值以下長達超過所述 第二時間段時，停止能量流。
27.根據權利要求22所述的方法，其中所述一個或多個負載中的一個被聯(lián)接至功率變 換器的輸出端。
28.根據權利要求27所述的方法，其中停止對流至所述一個或多個負載的能量的調節(jié) 長達第一時間段，包括當被聯(lián)接至功率變換器的輸出端的所述一個或多個負載中的一個的 能量需求降低到閾值以下長達超過第二時間段時，停止能量流。
29.一種用于在功率變換器中使用的控制電路，其中所述控制電路包括一驅動信號產生器，其被聯(lián)接以產生一驅動信號從而控制電源開關的切換，以調節(jié)所 述功率變換器的輸出；一功率下降檢測電路，其被聯(lián)接至所述驅動信號產生器以指示驅動信號的兩個脈沖之 間的時間是否超過閾值時間段；以及一事件檢測電路，其被聯(lián)接至所述功率下降檢測電路，如果該功率下降檢測電路指示 驅動信號的脈沖之間的時間超過閾值時間段達閾值連續(xù)次數(shù)，就使驅動信號產生器休眠達 第一時間段。
30.根據權利要求29所述的控制電路，還包括一端子，其將被聯(lián)接至控制電路外部的 計時器，其中所述第一時間段響應于所述計時器被確定。
31.根據權利要求29所述的控制電路，還包括一加電檢測電路，其被聯(lián)接以在第一時 間段過去之后將所述驅動信號產生器加電。
32.根據權利要求31所述的控制電路，其中所述驅動信號產生器被聯(lián)接以當驅動信號 產生器休眠時，不響應于負載的能量需求中的變化；在第一時間段過去之后，響應于負載的 能量需求中的變化。
33.根據權利要求29所述的控制電路，還包括一振蕩器，其聯(lián)接至所述功率下降檢測 電路，其中所述閾值時間段包括振蕩器的閾值數(shù)目個振蕩器循環(huán)。
34.根據權利要求33所述的控制電路，其中所述功率下降檢測電路包括一功率下降計 數(shù)器以對振蕩器的循環(huán)進行計數(shù)，并且其中所述事件檢測電路包括一事件檢測計數(shù)器，以 對所述功率下降檢測電路計數(shù)閾值數(shù)目個振蕩器循環(huán)的次數(shù)進行計數(shù)。
35.根據權利要求34所述的控制電路，其中所述功率下降計數(shù)器還被聯(lián)接成在功率下 降計數(shù)器計數(shù)閾值數(shù)目個振蕩器循環(huán)之前響應于驅動信號脈沖的出現(xiàn)而復位。
36.根據權利要求34所述的控制電路，其中所述事件檢測計數(shù)器還被聯(lián)接成在功率下 降計數(shù)器計數(shù)閾值數(shù)目個振蕩器循環(huán)之前響應于驅動信號脈沖的出現(xiàn)而復位。
全文摘要
用于含無調節(jié)休眠工作模式的功率變換器的控制電路，包括驅動信號產生器，其聯(lián)接以響應將聯(lián)接至功率變換器輸出端的一個或多個負載的能量需求產生驅動信號，來控制將聯(lián)接至控制電路的電源開關的切換，調節(jié)功率變換器輸出的能量流。還包括一無調節(jié)休眠模式控制電路，其在當所述一個或多個負載的能量需求降低到閾值以下超過第一閾值時間段時，使所述驅動信號產生器休眠，停止對功率變換器輸出的能量流調節(jié)。所述驅動信號產生器當休眠時不響應所述一個或多個負載的能量需求變化。所述無調節(jié)休眠模式控制電路在第二時間段過去后，將所述驅動信號產生器加電。所述驅動信號產生器在所述時間段已過去后，再次響應所述一個或多個負載的能量需求變化。
文檔編號H02M3/335GK101847932SQ201010111860
公開日2010年9月29日 申請日期2010年2月5日 優(yōu)先權日2009年2月5日
發(fā)明者A·B·詹格里安, L·倫德 申請人:電力集成公司