本發(fā)明一般涉及開(kāi)關(guān)電源，并且更具體地涉及在llc轉(zhuǎn)換器的突發(fā)模式操作期間控制功率以平衡轉(zhuǎn)換器的輕負(fù)載效率和聲學(xué)性能的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

諧振直流-直流(dc-dc)轉(zhuǎn)換器能夠?qū)崿F(xiàn)很低的開(kāi)關(guān)損失并因此使諧振電路拓?fù)淠軌蛞愿唛_(kāi)關(guān)頻率操作。一個(gè)具體的拓?fù)涫请姼衅?電感器/電容器(llc)諧振轉(zhuǎn)換器，其使用諧振儲(chǔ)能電路，該諧振儲(chǔ)能電路包括后接兩個(gè)電感器(用來(lái)輸入的一個(gè)串聯(lián)電感器、一個(gè)并聯(lián)電感器)的串聯(lián)電容器。此類(lèi)轉(zhuǎn)換器可以用于多種應(yīng)用中并且當(dāng)負(fù)載連接時(shí)提供高效率。在一些應(yīng)用中，負(fù)載是瞬態(tài)的并且是：(a)在某些時(shí)間連接；以及(b)在其他時(shí)間，保持未連接。例如，為膝上pc供電的壁式轉(zhuǎn)換器(wallconverter)在pc連接時(shí)遞送功率，并在pc未連接時(shí)遞送有限的功率。然而，當(dāng)pc未連接時(shí)，轉(zhuǎn)換器的工作效率可能受損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在描述的示例中，在電感器/電感器/電容器(llc)轉(zhuǎn)換器的突發(fā)模式操作期間，一種系統(tǒng)和方法控制功率以平衡轉(zhuǎn)換器的輕負(fù)載效率和聲學(xué)性能。在一個(gè)示例中，系統(tǒng)包括llc轉(zhuǎn)換器以將輸入直流(dc)電壓轉(zhuǎn)換成輸出dc電壓。突發(fā)發(fā)生器(burstgenerator)產(chǎn)生具有突發(fā)時(shí)間和休眠時(shí)間的開(kāi)關(guān)信號(hào)，以當(dāng)llc轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載電流低于預(yù)定閾值時(shí)操作llc轉(zhuǎn)換器。突發(fā)功率計(jì)算器為開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)節(jié)休眠時(shí)間，使得在突發(fā)時(shí)間期間llc轉(zhuǎn)換器的輸出功率相對(duì)于輸出負(fù)載電流中的變化保持基本恒定。

在另一個(gè)示例中，一種電路包括llc轉(zhuǎn)換器以將輸入dc電壓轉(zhuǎn)換成輸出dc電壓。突發(fā)發(fā)生器產(chǎn)生具有突發(fā)時(shí)間和休眠時(shí)間的開(kāi)關(guān)信號(hào)，以當(dāng)llc轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載電流低于預(yù)定閾值時(shí)操作llc轉(zhuǎn)換器。當(dāng)開(kāi)關(guān)信號(hào)的突發(fā)時(shí)間保持恒定時(shí)，突發(fā)功率計(jì)算器為開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)節(jié)休眠時(shí)間，使得突發(fā)時(shí)間相對(duì)于休眠時(shí)間的占空比將llc轉(zhuǎn)換器的效率調(diào)節(jié)到最大閾值水平，同時(shí)減輕高于最小可聽(tīng)閾值的由llc轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的聲學(xué)噪聲。

在又一個(gè)示例中，一種方法包括確定llc轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的輸出負(fù)載電流何時(shí)下降到低于預(yù)定閾值。該方法包括產(chǎn)生具有突發(fā)時(shí)間和休眠時(shí)間的開(kāi)關(guān)信號(hào)，以當(dāng)llc轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載電流低于預(yù)定閾值時(shí)操作llc轉(zhuǎn)換器。該方法包括當(dāng)突發(fā)時(shí)間保持恒定時(shí)為開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)節(jié)休眠時(shí)間，使得在突發(fā)時(shí)間期間llc轉(zhuǎn)換器的輸出功率相對(duì)于輸出負(fù)載電流中的變化保持基本恒定。

附圖說(shuō)明

圖1示出在llc轉(zhuǎn)換器的突發(fā)模式操作期間控制功率的系統(tǒng)的示例。

圖2示出信號(hào)的示例，該信號(hào)具有用于llc轉(zhuǎn)換器的突發(fā)模式操作的占空比。

圖3示出在llc轉(zhuǎn)換器的突發(fā)模式操作期間控制功率的示例電路。

圖4示出在llc轉(zhuǎn)換器的突發(fā)模式操作期間控制功率的示例方法。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及在電感器/電感器/電容器(llc)轉(zhuǎn)換器的突發(fā)模式操作期間控制功率以平衡轉(zhuǎn)換器的輕負(fù)載效率和聲學(xué)性能的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)示例中，llc轉(zhuǎn)換器將輸入直流(dc)電壓轉(zhuǎn)換成輸出dc電壓并且能夠包括升壓、降壓或緩沖配置，其中輸入電壓和輸出電壓被調(diào)整在基本相同的電平。在llc轉(zhuǎn)換器的輕負(fù)載條件下，突發(fā)發(fā)生器產(chǎn)生具有突發(fā)時(shí)間和休眠時(shí)間的開(kāi)關(guān)信號(hào)以當(dāng)llc轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載電流低于預(yù)定閾值時(shí)操作llc轉(zhuǎn)換器。突發(fā)功率計(jì)算器為開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)節(jié)休眠時(shí)間，使得在突發(fā)時(shí)間期間llc轉(zhuǎn)換器的輸出功率相對(duì)于輸出負(fù)載電流中的變化保持基本恒定。這可以通過(guò)當(dāng)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)信號(hào)的休眠時(shí)間時(shí)設(shè)定突發(fā)時(shí)間為恒量來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得不管輸出負(fù)載電流如何變化，在突發(fā)時(shí)間期間llc轉(zhuǎn)換器的輸出功率保持基本恒定。不管負(fù)載電流變化如何，通過(guò)將突發(fā)時(shí)間期間的輸出功率控制為基本恒定的電平，可以在輕負(fù)載條件下提高轉(zhuǎn)換器效率，同時(shí)減輕當(dāng)功率電平增大時(shí)在轉(zhuǎn)換器中可能發(fā)生的聲學(xué)可聽(tīng)效應(yīng)。

圖1示出在llc轉(zhuǎn)換器110的突發(fā)模式操作期間控制功率的系統(tǒng)100的示例。系統(tǒng)100包括電感器/電感器/電容器(llc)轉(zhuǎn)換器110以將輸入直流(dc)電壓(vin)轉(zhuǎn)換成輸出dc電壓(vout)。突發(fā)發(fā)生器120產(chǎn)生具有突發(fā)時(shí)間(tbst)和休眠時(shí)間(tslp)的開(kāi)關(guān)信號(hào)130，以當(dāng)llc轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載電流(iout)低于預(yù)定閾值時(shí)操作llc轉(zhuǎn)換器110。突發(fā)功率計(jì)算器140為開(kāi)關(guān)信號(hào)130調(diào)節(jié)休眠時(shí)間，使得llc轉(zhuǎn)換器110的輸出功率在突發(fā)時(shí)間期間相對(duì)于輸出負(fù)載電流中的變化保持基本恒定。

電流反饋電路150對(duì)來(lái)自llc轉(zhuǎn)換器110的輸出負(fù)載電流iout采樣。來(lái)自電流反饋電路150的采樣電流被饋送給輕負(fù)載檢測(cè)器160(例如，比較器)以確定輸出電流何時(shí)低于指示輕電流負(fù)載的預(yù)定閾值。如果輸出電流低于預(yù)定閾值，輕負(fù)載檢測(cè)器160向突發(fā)發(fā)生器120發(fā)出啟用信號(hào)以啟用如本文所述的突發(fā)模式操作。此外，電流反饋電路150向突發(fā)模式發(fā)生器140提供輸出負(fù)載電流(一個(gè)或多個(gè)iout)的采樣值(例如，模擬的或數(shù)字的)。該值由突發(fā)功率計(jì)算器140采用，以為開(kāi)關(guān)信號(hào)130計(jì)算休眠時(shí)間。如果輸出負(fù)載電流高于預(yù)定閾值，輕負(fù)載檢測(cè)器160禁用突發(fā)發(fā)生器120，其然后允許電壓反饋電路170通過(guò)反饋vout的樣本來(lái)調(diào)節(jié)vout以控制llc轉(zhuǎn)換器110的切換(switching)(例如，正常負(fù)載條件下用于切換llc轉(zhuǎn)換器的控制頻率)。

llc轉(zhuǎn)換器110的電壓增益(輸出電壓/輸入電壓)通常是驅(qū)動(dòng)llc轉(zhuǎn)換器中的諧振網(wǎng)絡(luò)的半橋的標(biāo)準(zhǔn)化開(kāi)關(guān)頻率(開(kāi)關(guān)頻率/諧振頻率)的函數(shù)。llc轉(zhuǎn)換器110的該電壓增益對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化開(kāi)關(guān)頻率特性也可受到從輸入端流動(dòng)到輸出端的功率(例如，從輸出端汲取的負(fù)載功率)的影響。在正常操作期間控制llc轉(zhuǎn)換器的標(biāo)準(zhǔn)方式是根據(jù)需要調(diào)節(jié)其開(kāi)關(guān)頻率以維持恒定的輸出電壓。電壓反饋電路170執(zhí)行該功能。電壓反饋電路將感測(cè)的輸出電壓與需要的電平進(jìn)行比較并且將電平發(fā)送到初級(jí)電路以調(diào)節(jié)llc開(kāi)關(guān)頻率，以遞送所需的輸出電壓。llc初級(jí)控制器(例如，圖3)可以包括壓控振蕩器(vco)以改變llc操作頻率以反映控制信號(hào)(例如，圖3中的vdem)的電平。

突發(fā)功率計(jì)算器140為開(kāi)關(guān)信號(hào)130調(diào)節(jié)休眠時(shí)間，使得在突發(fā)時(shí)間期間llc轉(zhuǎn)換器110的輸出功率相對(duì)于輸出負(fù)載電流中的變化保持基本恒定。這可通過(guò)當(dāng)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)信號(hào)130的休眠時(shí)間時(shí)設(shè)定突發(fā)時(shí)間為恒量來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得不管輸出負(fù)載電流中的變化如何，在突發(fā)時(shí)間期間llc轉(zhuǎn)換器110的輸出功率保持基本恒定。不管負(fù)載電流變化如何，通過(guò)將突發(fā)時(shí)間期間的輸出功率控制為基本恒定的電平，可以在輕負(fù)載條件下提高轉(zhuǎn)換器效率，同時(shí)減輕當(dāng)功率電平增大時(shí)在轉(zhuǎn)換器中可能發(fā)生的聲學(xué)可聽(tīng)效應(yīng)。

在一個(gè)具體的示例中，可采用系統(tǒng)100作為適配器來(lái)為電子設(shè)備提供功率。例如，膝上計(jì)算機(jī)適配器通常花費(fèi)大量時(shí)間連接到處于斷電模式的膝上pc，或甚至從膝上計(jì)算機(jī)完全拔出。優(yōu)選地，此類(lèi)適配器提供高的輕負(fù)載效率，使得當(dāng)以這種方式使用時(shí)它們不浪費(fèi)能量。由于轉(zhuǎn)換器的效率，系統(tǒng)100在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期中耗散少量的能量。在高負(fù)載電流下，當(dāng)llc轉(zhuǎn)換器110以最小開(kāi)關(guān)頻率操作時(shí)，與每個(gè)周期傳遞到負(fù)載的能量相比，該耗散能量是小的。在常規(guī)系統(tǒng)中，在llc轉(zhuǎn)換器在最大開(kāi)關(guān)頻率下操作時(shí)的低負(fù)載電流下，耗散能量可以是在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期中傳遞到負(fù)載的能量的顯著部分。因此，常規(guī)電路在滿(mǎn)載下提供非常好的效率，但遺憾的是在輕負(fù)載條件下效率低。

可以通過(guò)在輕負(fù)載條件下以突發(fā)模式操作llc轉(zhuǎn)換器110來(lái)提高其效率。在突發(fā)期間，llc轉(zhuǎn)換器110以高功率操作并且提供適當(dāng)?shù)男省Ｔ谕话l(fā)期間，傳遞到輸出端的過(guò)多能量被存儲(chǔ)在輸出電容器(例如，圖3)中。在突發(fā)時(shí)期(例如，圖2)期間，llc開(kāi)關(guān)頻率一般基于來(lái)自電壓反饋電路170的反饋開(kāi)始。在突發(fā)之間，llc轉(zhuǎn)換器110在休眠模式期間停止切換并且因此不耗散能量。在該休眠時(shí)期期間，負(fù)載從輸出電容器中汲取能量。

可以選擇突發(fā)模式參數(shù)(諸如突發(fā)時(shí)間(tbst)和休眠時(shí)間(tslp))以提供適配器的最佳整體性能。當(dāng)選擇這些參數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮許多因素。為了獲得最佳的輕負(fù)載效率，在突發(fā)期間傳送的功率(pbst)應(yīng)當(dāng)被設(shè)置在系統(tǒng)100提供最佳操作效率的水平。通常，這將處于或接近最大輸出功率。系統(tǒng)100中的無(wú)源能量存儲(chǔ)部件的機(jī)械形變隨著其存儲(chǔ)的能量而增大。在一些負(fù)載水平下，突發(fā)/休眠頻率可以經(jīng)過(guò)可聽(tīng)頻帶，從而產(chǎn)生適配器的用戶(hù)可聽(tīng)的危害噪聲。為了最小化聲學(xué)噪聲，在突發(fā)時(shí)期期間，系統(tǒng)100應(yīng)以低功率操作。然而該要求與最大化輕負(fù)載效率的期望相沖突。

因此應(yīng)選擇pbst和相關(guān)聯(lián)的參數(shù)以在輕負(fù)載效率和聲學(xué)性能之間提供折衷。為pbst選擇合適的值后，控制方法(用于實(shí)施突發(fā)模式)應(yīng)嘗試保持pbst恒定，不考慮負(fù)載電流。因此，本文描述了用于實(shí)施突發(fā)模式的系統(tǒng)和方法，使得不管負(fù)載電流如何，pbst維持恒定。以這種方式，系統(tǒng)100的方法為基本上所有負(fù)載電流提供效率和聲學(xué)噪聲性能之間的合適折衷。

系統(tǒng)100可以在輕負(fù)載下遞送低輸出紋波而不需要對(duì)輸出電壓的精確測(cè)量。休眠持續(xù)時(shí)間是定時(shí)的，因此系統(tǒng)可以確保其不會(huì)長(zhǎng)到足以導(dǎo)致初級(jí)側(cè)控制器中的vbias問(wèn)題。本文描述的靈活方法允許獨(dú)立控制輸出電壓紋波、突發(fā)功率和其他參數(shù)，使得可以在聲學(xué)噪聲、輕負(fù)載效率和輸出電壓紋波之間選擇最佳折衷。輕負(fù)載模式的效率可以使用在pburst下測(cè)量的效率來(lái)估計(jì)，同時(shí)調(diào)整在休眠期間和當(dāng)進(jìn)入/離開(kāi)休眠時(shí)消耗的功率。輸出或負(fù)載電流由電流反饋電路150測(cè)量。當(dāng)負(fù)載電流下降到低于預(yù)定輕負(fù)載閾值時(shí)，則由輕負(fù)載檢測(cè)器160啟用突發(fā)/休眠操作。

使用由下面結(jié)合圖3描述的突發(fā)功率計(jì)算器140執(zhí)行的計(jì)算可以從負(fù)載電流iout中計(jì)算休眠時(shí)間。計(jì)算的休眠時(shí)間可以與預(yù)定恒定突發(fā)時(shí)間相結(jié)合以啟用和禁用llc轉(zhuǎn)換器110操作。在tsleep期間經(jīng)由反饋電路170禁用電壓回路補(bǔ)償器，使得電壓調(diào)整僅在突發(fā)時(shí)期期間發(fā)生可能是有益的。也可能有利但不是必須的是，以半寬度周期開(kāi)始每個(gè)突發(fā)時(shí)期并且以半寬度周期結(jié)束每個(gè)突發(fā)時(shí)期。這有助于llc在突發(fā)時(shí)期內(nèi)非?？焖俚剡_(dá)到穩(wěn)定的操作條件。這也有助于用來(lái)驅(qū)動(dòng)llc電源開(kāi)關(guān)的任何柵極驅(qū)動(dòng)變壓器不飽和。

系統(tǒng)100可以作為模擬控制器、數(shù)字控制器或其組合的一部分實(shí)施。下面結(jié)合圖3示出和描述數(shù)字控制示例。系統(tǒng)100可以包括三個(gè)模式或操作狀態(tài)。例如，這些包括運(yùn)行模式、休眠模式和突發(fā)模式。在運(yùn)行模式中，llc轉(zhuǎn)換器110正常切換并在正常負(fù)載條件下遞送功率。在運(yùn)行模式期間，可以定期對(duì)輸出(負(fù)載)電流進(jìn)行采樣。如果負(fù)載電流高于輕負(fù)載閾值，則操作在運(yùn)行模式下繼續(xù)。如果負(fù)載電流低于閾值，則系統(tǒng)100交替到休眠狀態(tài)。

在休眠狀態(tài)中，次級(jí)側(cè)控制器設(shè)定llc反饋輸入為零，使得初級(jí)側(cè)控制器停止所有pwm開(kāi)關(guān)。然后，它以定時(shí)的間隔進(jìn)入功率模式?？梢詮牟蓸拥呢?fù)載電流計(jì)算定時(shí)的間隔，以實(shí)現(xiàn)給定的目標(biāo)波紋規(guī)格。如果輸出電壓超過(guò)低電壓閾值(例如，voutlow)，則低功率模式也可以被中斷(終止)。在休眠期間，電壓回路補(bǔ)償器(例如，圖3)可以以其進(jìn)入休眠模式時(shí)具有的值被凍結(jié)。在休眠模式之后，次級(jí)側(cè)控制器可以在定時(shí)的時(shí)期tbst進(jìn)入突發(fā)模式。突發(fā)模式類(lèi)似于運(yùn)行模式，只是固定的突發(fā)時(shí)期不能被休眠中斷。這使得休眠間隔之間能夠存在最小的開(kāi)關(guān)操作時(shí)期。

圖2示出具有用于llc轉(zhuǎn)換器的突發(fā)模式操作的占空比的信號(hào)200的示例。如圖所示，當(dāng)圖1的系統(tǒng)在如本文所述的突發(fā)模式中操作時(shí)，在210發(fā)生突發(fā)時(shí)期(tbst)。在該模式中，突發(fā)發(fā)生器輸出為高，并且這使得在突發(fā)時(shí)期210期間啟用到llc轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)脈沖。在220，由本文所述的突發(fā)計(jì)算器發(fā)起休眠時(shí)期(tslp)。在休眠時(shí)期220期間，突發(fā)發(fā)生器輸出為低，因此基本上所有l(wèi)lc開(kāi)關(guān)操作都如圖所示被關(guān)閉。如下所述，突發(fā)功率計(jì)算器可以計(jì)算休眠時(shí)期220，使得轉(zhuǎn)換器的效率最大化，同時(shí)減輕系統(tǒng)中的可聽(tīng)聲學(xué)噪聲。

圖3示出在llc轉(zhuǎn)換器310的突發(fā)模式操作期間控制功率的示例電路300。如本文所使用，術(shù)語(yǔ)電路可以包括執(zhí)行電路功能的有源和/或無(wú)源元件的集合，諸如控制器或信號(hào)發(fā)生器。術(shù)語(yǔ)電路也可包括集成電路，其中所有電路元件裝配在公共基板上。該電路包括llc轉(zhuǎn)換器310，以將輸入dc電壓轉(zhuǎn)換為輸出dc電壓。如圖所示，llc轉(zhuǎn)換器可以包括通過(guò)轉(zhuǎn)換器310供電的電源開(kāi)關(guān)314和電源開(kāi)關(guān)318，其在轉(zhuǎn)換器310的輸出端經(jīng)由電容器cout被濾波?？梢蕴峁╇娙萜?20以對(duì)開(kāi)關(guān)314和開(kāi)關(guān)318進(jìn)行濾波。分壓器包括電阻器324和電阻器328，其提供經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)330采樣的電壓反饋。

來(lái)自adc330的輸出被饋送到具有標(biāo)記為vref的參考值的求和節(jié)點(diǎn)334，以設(shè)定vout的值。來(lái)自求和節(jié)點(diǎn)334的輸出被饋送到電壓補(bǔ)償器340(例如，積分器)，其提供表示調(diào)制器344的需求水平操作頻率(vdem)的輸出控制電壓。當(dāng)突發(fā)發(fā)生器360輸出為高時(shí)，電壓補(bǔ)償器340將被計(jì)時(shí)，如將是在運(yùn)行模式或突發(fā)模式中的情況。在休眠模式中，采樣振蕩器350被禁用，并且電壓補(bǔ)償器340將被凍結(jié)。輸出電壓感測(cè)由電阻器324、328和adc330執(zhí)行。與期望的參考電平的比較由節(jié)點(diǎn)334執(zhí)行，并且電壓補(bǔ)償器340調(diào)節(jié)vdem信號(hào)以最小化感測(cè)的輸出電壓和期望的參考電平之間的誤差。壓控振蕩器(vco)(圖3中未示出)將調(diào)制器344中的vdem輸入轉(zhuǎn)換為具有由vdem的電平確定的頻率的一對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)使驅(qū)動(dòng)llc諧振網(wǎng)絡(luò)310的半橋中的上開(kāi)關(guān)裝置314和下開(kāi)關(guān)裝置318接通和斷開(kāi)。由于在該示例中電壓補(bǔ)償器340以數(shù)字形式實(shí)施(其也可以是模擬的)，它使用周期性樣本信號(hào)對(duì)輸出電壓誤差進(jìn)行采樣，并計(jì)算llc開(kāi)關(guān)頻率(vdem信號(hào))的新值。在正常操作中或在突發(fā)時(shí)期期間，采樣振蕩器350產(chǎn)生用于更新vdem輸入的周期性信號(hào)。在休眠時(shí)期期間，采樣振蕩器350停止，并且vdem信號(hào)不被更新。

突發(fā)發(fā)生器360(例如，突發(fā)振蕩器)產(chǎn)生具有突發(fā)時(shí)間和休眠時(shí)間的開(kāi)關(guān)信號(hào)364，以當(dāng)llc轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載電流低于預(yù)定閾值時(shí)操作llc轉(zhuǎn)換器310。突發(fā)發(fā)生器360產(chǎn)生突發(fā)/休眠信號(hào)，諸如圖2的示例所示。在該信號(hào)的突發(fā)部分期間，llc操作如上所述繼續(xù)，其中l(wèi)lc開(kāi)關(guān)頻率由vdem確定，并且由電壓反饋電路調(diào)節(jié)，以維持基本恒定的輸出電壓。該信號(hào)的休眠部分迫使llc柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)為低，使得llc切換被停止。該突發(fā)/休眠信號(hào)的頻率遠(yuǎn)低于llc的正常開(kāi)關(guān)頻率。因此，每個(gè)突發(fā)將包含多個(gè)正常llc開(kāi)關(guān)周期，如圖2所示。

當(dāng)開(kāi)關(guān)信號(hào)的突發(fā)時(shí)間保持恒定時(shí)，突發(fā)功率計(jì)算器370為開(kāi)關(guān)信號(hào)364調(diào)節(jié)休眠時(shí)間，使得突發(fā)時(shí)間相對(duì)于休眠時(shí)間的占空比將llc轉(zhuǎn)換器的功率調(diào)節(jié)到最大閾值水平(例如，輕電流負(fù)載下的最大效率)，同時(shí)減輕由llc轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的高于最小可聽(tīng)閾值的聲學(xué)噪聲(例如，平衡功率，使得沒(méi)有可聽(tīng)聲學(xué)噪聲被檢測(cè)到)。突發(fā)計(jì)算器370接收來(lái)自放大器374的iout的樣本，該放大器374經(jīng)由電阻器380采樣iout。輕負(fù)載比較器384將來(lái)自放大器374的采樣的iout相對(duì)于顯示為(illth)的輕負(fù)載閾值進(jìn)行比較。如果比較器384檢測(cè)到iout低于輕負(fù)載閾值，則比較器產(chǎn)生低電平輸出信號(hào)(/輕模式)，其使突發(fā)發(fā)生器360能夠經(jīng)由柵極390和采樣振蕩器350驅(qū)動(dòng)調(diào)制器344的run輸入。如果iout高于輕負(fù)載閾值，則來(lái)自比較器384的低電平輸出信號(hào)走高并且使突發(fā)發(fā)生器不能經(jīng)由柵極390驅(qū)動(dòng)調(diào)制器344。

突發(fā)時(shí)間可以維持基本恒定，其中調(diào)節(jié)休眠時(shí)間以便于在突發(fā)時(shí)期期間在期望范圍內(nèi)遞送功率。llc的開(kāi)關(guān)頻率仍然由在突發(fā)時(shí)期期間有效的電壓反饋網(wǎng)絡(luò)控制。為了確保在突發(fā)時(shí)期期間輸出電壓保持恒定，電壓反饋電路調(diào)節(jié)llc開(kāi)關(guān)頻率以遞送突發(fā)功率(pburst)，使得pburst*tburst/(tburst+tsleep)＝pout。因此，可以通過(guò)將tsleep控制為iout(對(duì)于恒定vout的pout)的函數(shù)來(lái)有效地設(shè)置pburst。

對(duì)于穩(wěn)態(tài)操作，在完整的突發(fā)/休眠周期中遞送到輸出電容器cout的能量應(yīng)該為零。因此，在休眠期間從輸出電容器汲取的能量應(yīng)該等于在突發(fā)模式下遞送給它的能量，其中：

pout·tslp＝(pbst-pload)*tbst方程式(1)

其中tbst是突發(fā)時(shí)期的持續(xù)時(shí)間，tslp是休眠時(shí)期的持續(xù)時(shí)間，以及pout是由負(fù)載汲取的功率。方程式(1)可重新整理以提供：

假設(shè)輸出電壓(vout)近似恒定。因此，假設(shè)輸出電容器cout上的電壓紋波，則：

其可以由本文所述的突發(fā)模式計(jì)算器采用以計(jì)算tslp。

為了實(shí)現(xiàn)恒定pbst而不管pload如何，tbst應(yīng)當(dāng)被設(shè)置為恒量，并且使用方程式(3)計(jì)算休眠時(shí)間tslp。在輸出電容器cout上產(chǎn)生的電壓紋波可以計(jì)算如下：

其中△v是出現(xiàn)在輸出電容器上的突發(fā)/休眠頻率紋波電壓。因此，△v可計(jì)算為：

假設(shè)pbst>>pout，不管負(fù)載如何，輸出電容器cout兩端的紋波電壓應(yīng)為基本恒定。通過(guò)實(shí)施一種執(zhí)行按隨后的方程式(3)從負(fù)載電流獲得的突發(fā)/休眠占空比的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)高度期望的特性：(a)不管施加的負(fù)載電流如何，在突發(fā)期間遞送的功率在所選擇的水平維持恒定；以及(b)可以調(diào)節(jié)所選擇的水平以提供在輕負(fù)載效率和聲學(xué)噪聲輸出之間的期望折衷。

不管負(fù)載電流如何，輸出電容器cout兩端的紋波電壓近似恒定?？梢酝ㄟ^(guò)選擇tbst和cout的期望比率來(lái)選擇輸出紋波電平。盡管電路300示出了占主導(dǎo)地位的數(shù)字方法，但是其也可以使用占主導(dǎo)地位的模擬方法(或其組合)來(lái)實(shí)施。

在該示例中，休眠時(shí)期(其為負(fù)載電流的函數(shù))由次級(jí)側(cè)控制器施加。給定已知的輸出電容，計(jì)算休眠時(shí)期以實(shí)現(xiàn)期望的vburst_ripple目標(biāo)。在休眠時(shí)期之后，電路300正常地調(diào)整提供固定的休眠/突發(fā)占空比的時(shí)間段。以這種方式，控制突發(fā)期間的功率遞送。降低突發(fā)/休眠比率可以增加突發(fā)期間的功率，并且以更大的聲學(xué)噪聲為代價(jià)提供更好的輕負(fù)載效率，在輕負(fù)載效率的折衷下提高具有減小的聲學(xué)噪聲輸出的突發(fā)/休眠占空比。

鑒于上述結(jié)構(gòu)和功能特征，圖4示出了在llc轉(zhuǎn)換器的突發(fā)模式操作期間控制功率的示例方法400。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，該方法被示出和描述為連續(xù)地執(zhí)行，但該方法不受所示順序的限制。例如，一些方面可以以不同的順序發(fā)生和/或與本文示出和描述的其他方面同時(shí)發(fā)生。此外，并非所有示出的特征都可需要用于實(shí)施方法。該方法的各種動(dòng)作可以諸如經(jīng)由配置有可執(zhí)行指令以實(shí)行本文所述的各種動(dòng)作或命令的處理器、計(jì)算機(jī)、定時(shí)發(fā)生器和/或控制器自動(dòng)執(zhí)行。

方法400包括在410確定由llc轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的輸出負(fù)載電流何時(shí)已經(jīng)下降到低于預(yù)定閾值(例如，圖1的電流反饋電路150和輕負(fù)載檢測(cè)器)。方法400包括在420產(chǎn)生具有突發(fā)時(shí)間和休眠時(shí)間的開(kāi)關(guān)信號(hào)，以當(dāng)llc轉(zhuǎn)換器的輸出負(fù)載電流低于預(yù)定閾值時(shí)操作llc轉(zhuǎn)換器(例如，經(jīng)由圖1的突發(fā)發(fā)生器120)。方法400包括當(dāng)突發(fā)時(shí)間保持恒定時(shí)為開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)節(jié)休眠時(shí)間，使得在突發(fā)時(shí)間期間llc轉(zhuǎn)換器的輸出功率相對(duì)于輸出負(fù)載電流中的變化保持基本恒定(例如，經(jīng)由圖1的突發(fā)功率計(jì)算器140)。

盡管未示出，方法400也可包括當(dāng)開(kāi)關(guān)信號(hào)的突發(fā)時(shí)間保持恒定時(shí)為開(kāi)關(guān)信號(hào)調(diào)節(jié)休眠時(shí)間，使得突發(fā)時(shí)間相對(duì)于休眠時(shí)間的占空比將llc轉(zhuǎn)換器的效率調(diào)節(jié)到最大閾值水平，同時(shí)減輕由llc轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的高于最小可聽(tīng)閾值的聲學(xué)噪聲。方法400還可以包括根據(jù)以下方程式計(jì)算休眠時(shí)間：

其中tslp表示休眠時(shí)間，pbst表示轉(zhuǎn)換器在突發(fā)時(shí)間期間遞送的轉(zhuǎn)換器功率，iout表示輸出負(fù)載電流，vout表示輸出dc電壓，以及tbst表示突發(fā)時(shí)間，其中tbst保持恒定以計(jì)算tslp。

方法400可以作為測(cè)量輸出電流的llc次級(jí)側(cè)控制器的部分實(shí)施。如果測(cè)量的輸出電流高于輕負(fù)載閾值區(qū)域，則輕負(fù)載模式被清除，并且突發(fā)發(fā)生器被禁用，并且控制器切換到運(yùn)行模式。如果測(cè)量的輸出電流在輕負(fù)載區(qū)域中，則次級(jí)側(cè)控制器可以計(jì)算或查找適當(dāng)?shù)耐话l(fā)頻率。次級(jí)側(cè)控制器可以設(shè)置輕負(fù)載標(biāo)志以指示輕負(fù)載模式正在操作。次級(jí)側(cè)控制器然后可以在由突發(fā)頻率和占空比指示的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行休眠。當(dāng)次級(jí)側(cè)控制器從休眠中醒來(lái)時(shí)，其可以正常調(diào)整由當(dāng)前突發(fā)頻率和占空比指示的時(shí)期。在此突發(fā)時(shí)期期間，次級(jí)側(cè)控制器可以測(cè)量輸出電流并重復(fù)上述過(guò)程。為了處理瞬態(tài)步驟(如果有的話(huà))，例如，任何休眠事件可以被下降到低閾值以下的輸出電壓(例如，vout_wake)中斷。

在權(quán)利要求的范圍內(nèi)，在所描述的實(shí)施例中修改是可能的，并且其他實(shí)施例是可能的。