相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)根據(jù)專利合作條約(pct)第8條要求享有于2014年10月21日提交的美國(guó)非臨時(shí)申請(qǐng)14/520,142的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)引用方式被納入本文。

背景信息

本公開內(nèi)容總體上涉及用于開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的控制器，并且具體地涉及具有輸入側(cè)控制器和輸出側(cè)控制器的功率轉(zhuǎn)換器，其中，輸出側(cè)控制器經(jīng)由隔離屏障(isolationbarrier)將切換請(qǐng)求信號(hào)傳送到輸入側(cè)控制器以控制輸入側(cè)開關(guān)。

背景技術(shù)：

開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器廣泛地用于對(duì)于其運(yùn)行需要經(jīng)調(diào)節(jié)的直流(dc)源的家用電器或工業(yè)電器，諸如例如通常用于電子移動(dòng)設(shè)備的電池充電器。離線式(offline，電網(wǎng)供電的)ac-dc轉(zhuǎn)換器將低頻(例如，50hz或60hz)高電壓ac(交流)輸入電壓轉(zhuǎn)換為所需電平的dc輸出電壓。各種類型的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器由于它們良好調(diào)節(jié)的輸出、高效率和小尺寸及它們的安全和保護(hù)特征而受歡迎。

隔離式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的安全要求通常要求使用高頻變壓器來(lái)除了提供輸出處的電壓調(diào)節(jié)之外，還提供在開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸入與輸出之間的電流隔離(galvanicisolation)。隔離式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的常見拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以包括反激式、正激式、隔離半橋式/全橋式以及包括諧振類型的許多其他結(jié)構(gòu)。

開關(guān)模式功率電源中的一個(gè)損耗源是在接通和關(guān)斷功率開關(guān)期間的切換損耗。在隔離式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器中，由于變壓器的漏電感與功率開關(guān)的輸出電容(例如，在功率mosfet上的總寄生電容)之間的諧振，可能發(fā)生高頻(hf)接通振蕩(oscillation)。在隔離式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的不連續(xù)電流模式dcm運(yùn)行中，除了上述hf接通振蕩之外，在變壓器的磁電感與功率開關(guān)的輸出電容之間也可能發(fā)生第二較低頻率振蕩。該第二較低頻率振蕩通?？梢员环Q為準(zhǔn)諧振(qr)運(yùn)行模式。一種減少隔離式dcm開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器中的接通損耗的方法是功率開關(guān)的準(zhǔn)諧振波谷切換，其中直接監(jiān)測(cè)輸入?yún)?shù)諸如開關(guān)電流，使得在輸入側(cè)開關(guān)上的電壓在輸入側(cè)開關(guān)接通時(shí)處于或接近最小值。

附圖說(shuō)明

參考以下附圖描述了本發(fā)明的非限制性和非窮盡性的實(shí)施方案，其中，除非另有說(shuō)明，否則相同的附圖標(biāo)記在各個(gè)視圖中指代相同的部件。

圖1a示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的具有帶有極值定位器(extremumlocator)的輸出控制器的一種示例性隔離式功率轉(zhuǎn)換器。

圖1b示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的具有帶有極值定位器的輸出控制器的一種示例性非隔離式功率轉(zhuǎn)換器。

圖2a例示出了一種示例性隔離式功率轉(zhuǎn)換器。

圖2b和圖2c例示出與通過(guò)圖2a的功率轉(zhuǎn)換器的能量傳遞相關(guān)聯(lián)的各種波形。

圖3a是根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的一種示例性極值定位器的第一部分的功能框圖。

圖3b是圖3a的上半震蕩檢測(cè)器的一個(gè)示例性電路圖。

圖3c是圖3a的參考電壓生成器的一個(gè)示例性電路圖。

圖3d是圖3a的示例極值定位器的剩余部分的功能框圖。

圖4a是圖3d的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)的一個(gè)示例性電路圖。

圖4b是圖3d的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(dac)的一個(gè)示例性電路圖。

圖5a例示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的對(duì)稱切換請(qǐng)求窗口波形。

圖5b是根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的充電電路的一個(gè)示例性電路圖。

圖5c例示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的用于在隔離接口上的延遲補(bǔ)償?shù)钠魄袚Q請(qǐng)求窗口波形。

圖5d例示出了對(duì)應(yīng)于圖5b的充電電壓的充電電壓波形。

圖5e例示出了示例性打開和關(guān)閉切換窗口信號(hào)。

圖6a是例示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的生成切換請(qǐng)求窗口的一個(gè)示例性過(guò)程的流程圖。

圖6b是例示出了在功率轉(zhuǎn)換器的正常運(yùn)行期間利用切換請(qǐng)求窗口的一個(gè)示例性過(guò)程的流程圖。

圖7a是根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的一個(gè)示例性輸出控制器的功能框圖。

圖7b是例示出了圖7a的輸出控制器的一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)方式的示例性電路圖。

圖8a例示出了圖2c的波形的擴(kuò)展部分。

圖8b是例示出了圖7a的極值切換窗口啟用框的一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)方式的示例性電路圖。

圖8c例示出了對(duì)應(yīng)于圖8b的充電電壓的充電電壓波形。

貫穿附圖的多個(gè)視圖，相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，附圖中的元件是為了簡(jiǎn)單和清楚而例示出的，并且不一定按比例繪制。例如，附圖中的一些元件的尺寸可以相對(duì)于其他元件被放大以幫助提高對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的理解。而且，在商業(yè)上可行的實(shí)施方案中有用或必需的常見但是公知的元件通常未被示出，以便較少地妨礙對(duì)本發(fā)明的這些各種實(shí)施方案的觀察。

具體實(shí)施方式

在以下描述中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將明了，不必需采用這些具體細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)踐本發(fā)明。在其他情況下，為了避免使本發(fā)明模糊，沒(méi)有詳細(xì)描述公知的材料或方法。

貫穿本說(shuō)明書提到的“一個(gè)實(shí)施方案”、“一實(shí)施方案”、“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”意味著結(jié)合該實(shí)施方案或?qū)嵤├枋龅木唧w特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中。因此，貫穿本說(shuō)明書的多處出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施方案中”、“在一實(shí)施方案中”、“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”不一定全都指代相同的實(shí)施方案或?qū)嵤├?。此外，具體特征、結(jié)構(gòu)或特性可以在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案或?qū)嵤├幸匀魏魏线m的組合和/或子組合進(jìn)行組合。具體特征、結(jié)構(gòu)或特性可以包括在集成電路、電子電路、組合邏輯電路或提供所描述的功能的其他合適的部件中。另外，意識(shí)到，本文提供的附圖是用于向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員解釋的目的，并且附圖不一定按比例繪制。

如上所述，通常在開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器中使用外部隔離部件諸如光耦合器或通過(guò)變壓器磁芯上磁耦合到次級(jí)繞組的額外偏置(例如，反饋)繞組提供隔離。一些產(chǎn)品和應(yīng)用可能需要低輸出電壓，諸如例如5v及以下。在這些低電壓情況下，可以利用同步整流來(lái)實(shí)現(xiàn)高效率以及緊湊的形狀因子。同步整流用被切換為表現(xiàn)得像整流器的同步整流器開關(guān)(例如，mosfet)代替輸出整流二極管，以減小壓降和功率損耗。在一個(gè)實(shí)施例中，同步反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)上的輸入控制器參考輸入地參考來(lái)控制輸入功率開關(guān)。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入控制器電路和輸入側(cè)開關(guān)可以用輸入控制器ic中的單片結(jié)構(gòu)或混合結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。繼續(xù)該實(shí)施例，同步反激式開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)上的次級(jí)控制器參考輸出地參考來(lái)控制同步整流器開關(guān)。同步整流器開關(guān)的切換動(dòng)作通過(guò)良好控制的隔離選通(gating)信號(hào)與輸入側(cè)開關(guān)的切換同步。

用于反激式轉(zhuǎn)換器的次級(jí)控制器可以提供更嚴(yán)格的輸出調(diào)節(jié)和對(duì)負(fù)載瞬變的更快響應(yīng)。然而，如前所述，常規(guī)的輸出控制方法通常使用外部隔離裝置，諸如例如光耦合器。即使參考不同的地，輸入控制器和輸出控制器仍然應(yīng)該能夠可靠地在它們之間進(jìn)行通信，諸如通過(guò)輸入控制器與輸出控制器之間的磁耦合。如本文所使用的，“地”或“地參考”可以指電路中根據(jù)其測(cè)量電壓的參考點(diǎn)、電流的公共返回路徑或到地球的直接物理連接。

在一個(gè)示例性同步反激式功率轉(zhuǎn)換器的運(yùn)行中，在輸入側(cè)開關(guān)的關(guān)斷時(shí)間段期間，輸出整流器是導(dǎo)通的(例如，將能量傳遞到輸出)。此外，在該關(guān)斷時(shí)間段期間，次級(jí)輸出電壓折回到輸入側(cè)，并添加到在開關(guān)上的輸入電壓。在連續(xù)導(dǎo)通模式(ccm)期間，當(dāng)輸入側(cè)開關(guān)重新接通時(shí)，次級(jí)整流器仍是導(dǎo)通的。因此，輸入側(cè)開關(guān)上的電壓通過(guò)vin+vor限定，其中vin是在輸入繞組上的輸入總線電壓(例如，經(jīng)整流的線路電壓)，并且vor是折回到輸入側(cè)的輸出電壓。為了使開關(guān)接通應(yīng)力最小化并減少切換損耗，折回的輸出電壓vor應(yīng)盡可能接近vin。然而，在不連續(xù)導(dǎo)通模式(dcm)運(yùn)行中，在輸入側(cè)開關(guān)接通之前，由于發(fā)生次級(jí)寄生電感和電容，所述次級(jí)整流器停止導(dǎo)通和松弛震蕩(relaxationringing，松弛振動(dòng))。在次級(jí)側(cè)的松弛震蕩的每個(gè)峰值(極值)點(diǎn)在輸入側(cè)呈現(xiàn)出折回震蕩的波谷，所述波谷提供在輸入側(cè)上的電壓將所述電壓切換到最小值或接近最小值的時(shí)間，以減小在接通輸入側(cè)開關(guān)期間的切換損耗。

因此，本公開內(nèi)容的實(shí)施方案提供了一種用于準(zhǔn)諧振qr低損耗切換控制的方法和設(shè)備。本文討論的實(shí)施方案可以適用于隔離式(例如，同步反激式)或非隔離式(例如，降壓升壓式)開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器，其中輸出控制器可以與輸入控制器參考不同的地并且可以與輸入控制器通信以命令切換輸入側(cè)控制器。輸出控制器可以避免開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的任何不期望的附加尺寸和成本，同時(shí)根據(jù)輸出控制器提供對(duì)輸入側(cè)開關(guān)的隔離的有效控制。本文討論的一些實(shí)施方案在如下一個(gè)時(shí)間間隔對(duì)在功率轉(zhuǎn)換器的dcm運(yùn)行期間發(fā)生的在能量傳遞元件的輸出繞組端子上的松弛振蕩/震蕩波形上的局部極值進(jìn)行定位(例如，估計(jì)時(shí)間)，所述時(shí)間間隔為在切換循環(huán)結(jié)束之前已經(jīng)結(jié)束向負(fù)載傳遞能量到輸出二極管已經(jīng)停止導(dǎo)通。如本文所使用的，“極值”或“多個(gè)極值”包括任何局部最大點(diǎn)或最小點(diǎn)，或者可以被稱為“峰值”和“谷值”，其中在數(shù)學(xué)上斜率(即震蕩/振蕩波形的導(dǎo)數(shù))接近于零。

本文討論的實(shí)施方案可以包括輸出控制器，所述輸出控制器基本上在能量傳遞元件的輸出端子處的電壓波形的極值時(shí)間提供輸入切換請(qǐng)求信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施方案中，基本上在極值時(shí)間提供輸入切換請(qǐng)求信號(hào)包括在極值時(shí)間或其附近生成輸入切換請(qǐng)求信號(hào)。在另一實(shí)施方案中，基本上在極值時(shí)間提供輸入切換請(qǐng)求信號(hào)包括在一個(gè)包含極值出現(xiàn)的時(shí)間的切換請(qǐng)求窗口時(shí)間段期間生成輸入切換請(qǐng)求信號(hào)。在又一實(shí)施方案中，基本上在極值時(shí)間提供輸入切換請(qǐng)求信號(hào)包括估計(jì)極值的時(shí)間并在估計(jì)的時(shí)間生成輸入切換請(qǐng)求信號(hào)。基本上在極值時(shí)間提供輸入切換請(qǐng)求信號(hào)還可以包括生成輸入切換請(qǐng)求信號(hào)，使得輸入側(cè)開關(guān)在極值時(shí)間處或其附近、在估計(jì)的極值時(shí)間或其附近、或者在切換請(qǐng)求窗口期間或其附近從關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變到接通狀態(tài)。這種輸出控制器可以提供具有最小接通損耗的輸入側(cè)開關(guān)的有效切換，并且還提高了功率轉(zhuǎn)換器的效率。

例如，在輸出側(cè)控制功率轉(zhuǎn)換器中，輸出控制器感測(cè)輸出，控制和同步所述輸入切換并且調(diào)節(jié)到輸出的能量傳遞，所述輸出控制器以輸出地參考為參考。在dcm運(yùn)行中，可以通過(guò)減小輸入側(cè)開關(guān)的切換損耗來(lái)提高效率。通過(guò)檢測(cè)在輸出整流器導(dǎo)通間隔結(jié)束時(shí)在輸出繞組端子上發(fā)生的松弛震蕩(準(zhǔn)諧振振蕩)上的極值位置，輸出控制器通過(guò)隔離屏障命令輸入切換。在一個(gè)實(shí)施例中，極值(例如，峰值)檢測(cè)可以在圍繞輸出電壓以上的半震蕩振蕩的峰值位置周圍限定的時(shí)間窗口內(nèi)。因此，本文所討論的實(shí)施方案提供了為功率轉(zhuǎn)換器的dcm運(yùn)行提供極值切換請(qǐng)求的方法和設(shè)備，其中，控制信號(hào)從輸出到輸入的交換(并且反之亦然)越過(guò)隔離屏障。

圖1a示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的一種示例性隔離式功率轉(zhuǎn)換器100a，例示出了具有帶有極值定位器170的輸出控制器145的控制電路160。圖1a的示例性實(shí)現(xiàn)方式是隔離式同步反激式功率轉(zhuǎn)換器，其中，輸入控制器135和輸出控制器145通過(guò)隔離通信接口140(例如，磁耦合)鏈接。

圖1a還示出了全橋整流器110，該全橋整流器耦合到ac線路105以生成經(jīng)整流的ac115，所述經(jīng)整流的ac115通過(guò)電容cf117被濾波。經(jīng)整流的ac115耦合成通過(guò)能量傳遞元件120a被接收，如所示的，該能量傳遞元件包括輸入繞組121和輸出繞組122。在所例示的實(shí)施例中，箝位電路125耦合在能量傳遞元件120a的輸入繞組121上，如圖所示。

在所描繪的實(shí)施例中，輸入側(cè)切換裝置s1130耦合到功率轉(zhuǎn)換器100a的輸入側(cè)，該功率轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)以輸入地參考101為參考并且在輸入繞組121處耦合到能量傳遞元件120a。在一些實(shí)施例中，切換裝置s1130可以包括在同一集成電路封裝160中的單片結(jié)構(gòu)或混合結(jié)構(gòu)中。如所示的實(shí)施例中所示，切換裝置s1受來(lái)自以輸入地參考101為參考的輸入控制器135的控制信號(hào)138的控制，并且響應(yīng)于線路和負(fù)載變化，調(diào)節(jié)通過(guò)變壓器120a的輸入繞組121到次級(jí)繞組122的能量傳遞。在開關(guān)130上的電壓(其在mosfet功率開關(guān)的實(shí)施例中是漏極電壓vd132)和到漏極的電流id131由在圖2a-圖2c中更詳細(xì)解釋的符號(hào)化波形133示出。箝位電路125(其在所例示的實(shí)施例中是二極管-電阻器-電容器電路)耦合在輸入繞組121上，以箝住切換設(shè)備s1130上的由于來(lái)自輸入繞組121的漏電感生成的關(guān)斷尖峰。

如圖1a的實(shí)施例所示，輸出側(cè)整流器開關(guān)s2150a和并聯(lián)二極管d2155在次級(jí)側(cè)耦合到次級(jí)繞組122，并且用作同步反激式轉(zhuǎn)換器100a的同步整流器。在功率轉(zhuǎn)換器100a的所例示的實(shí)施例中，具有并聯(lián)二極管d2155的輸出側(cè)整流器開關(guān)s2150僅在輸入側(cè)開關(guān)130的關(guān)斷時(shí)間期間傳導(dǎo)電流。在一個(gè)實(shí)施例中，二極管d2155是外部連接的肖特基二極管。

在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)s2150受來(lái)自輸出控制器145的sr引腳143的信號(hào)的控制。只要在sr端子143處的電壓上升到高于柵極閾值電壓的值時(shí)，由開關(guān)s2150提供的同步整流器就開始傳導(dǎo)電流。次級(jí)紋波通過(guò)輸出濾波電容co186變得平滑，并且dc輸出電壓vo180以及負(fù)載電流io182施加到負(fù)載185。輸出電壓vo180通過(guò)輸出感測(cè)電路181被感測(cè)，在一個(gè)實(shí)施例中，輸出感測(cè)電路可以包括電阻分壓器183。來(lái)自輸出感測(cè)電路181的反饋信號(hào)耦合到輸出控制器145的引腳fb144。

在一個(gè)實(shí)施例中，作為數(shù)字或模擬信號(hào)的反饋信號(hào)(通過(guò)fb144)與輸出控制器145的引腳141和引腳143處提供的信息相結(jié)合可用于確定輸入切換請(qǐng)求信號(hào)，該輸入切換請(qǐng)求信號(hào)是通過(guò)隔離通信鏈路140(在一個(gè)實(shí)施例中可以是通過(guò)引線框架或接合線的磁耦合)傳輸(傳送)的并且由參考所述輸入地參考101的輸入控制器135接收的。

端子141在次級(jí)繞組122處接收在輸入側(cè)呈現(xiàn)漏極電壓vd132的反相波形的電壓信號(hào)vwnd123a。如下面將討論的，極值定位器170可以估計(jì)電壓信號(hào)123a達(dá)到極值的時(shí)間，并且然后使輸出控制器145能夠傳送切換請(qǐng)求信號(hào)以發(fā)起輸入側(cè)開關(guān)130的接通。輸入控制器135接收通過(guò)隔離屏障和通信鏈路140從輸出控制器145傳送的切換請(qǐng)求信號(hào)。線路/輸入電壓vin信息信號(hào)116來(lái)自于輸入感測(cè)電路(例如，耦合到經(jīng)整流的ac總線115的rc電路或其他公知的線路感測(cè)電路，未示出)。線路/輸入電壓信息116可以被耦合為通過(guò)輸入控制器135的端子136上的電阻器117的電流信號(hào)。

所感測(cè)的開關(guān)漏極電流id131信號(hào)被接收(在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)集成感測(cè)fet)并且耦合到端子134。意識(shí)到，基于所需的設(shè)計(jì)和轉(zhuǎn)換器額外特征/保護(hù)，可有一些更多的被接收/耦合到輸入控制器135的端子137的輸入控制信號(hào)149。輸入控制器135基于從輸出控制器145傳遞的切換請(qǐng)求信號(hào)結(jié)合來(lái)自輸入側(cè)的其他信號(hào)生成切換控制信號(hào)(例如，柵極信號(hào))138。柵極控制信號(hào)138控制開關(guān)s1130的切換以調(diào)節(jié)通過(guò)能量傳遞元件120a到輸出的能量傳遞。用于輸出控制器的電源可以通過(guò)在旁路電容器148兩端的旁路引腳bp147提供，所述旁路電容器被外部耦合到旁路bp電源146。

控制開關(guān)s1130的輸入控制器135參考所述輸入地參考101，并且控制開關(guān)s2150(具有并聯(lián)二極管d2155)的輸出控制器145參考所述輸出地參考191。在輸入控制器135與輸出控制器145之間的通信應(yīng)當(dāng)通過(guò)電流隔離(例如，磁耦合的通信鏈路140)。在一個(gè)實(shí)施例中，隔離的通信鏈路140可以是單向的或雙向的(由單個(gè)或多個(gè)通信鏈路組成)。

圖1b示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)、具有帶有極值定位器170的輸出控制器145的一個(gè)示例性非隔離式功率轉(zhuǎn)換器100b。圖1b示出了基于另一實(shí)施方案的非隔離式降壓-升壓式轉(zhuǎn)換器的實(shí)現(xiàn)方式。如圖1b的實(shí)施例中所例示的，即使輸入和輸出電路沒(méi)有電流(電)隔離，輸入電路(輸入地參考101)和輸出電路(輸出地參考191)的參考電平也是不同的，并且輸入控制器135和輸出控制器145分別僅能通過(guò)隔離屏障140通信。

功率轉(zhuǎn)換器100b的輸入側(cè)部件具有與先前參考圖1a所描述的類似功能。然而，圖1b中的能量傳遞元件具有單個(gè)繞組l1120b并且示出為二極管150b的輸出整流器不需要同步控制信號(hào)。因此，在輸出控制器145中，未示出同步控制端子(圖1a中的sr143)。當(dāng)開關(guān)s1130閉合時(shí)，能量存儲(chǔ)在l1120b中，并且由于輸出二極管150b的抑流方向，沒(méi)有能量可以從輸入傳遞到輸出。在該間隔期間，通過(guò)大容量輸出電容器co186對(duì)輸出負(fù)載185(在一個(gè)實(shí)施例中可以是led陣列178)進(jìn)行饋送。

當(dāng)開關(guān)s1130關(guān)斷(打開)時(shí)，二極管150b的正向方向上的電感器電流流到輸出以對(duì)大容量輸出電容器co186再充電并饋送給負(fù)載185。輸入控制器135和輸出控制器145的功能可保持與圖1中所解釋的一樣，除了輸出同步整流器控制信號(hào)和控制器的sr端子是不需要的并且未示出。

圖2a例示出了一個(gè)示例性隔離式功率轉(zhuǎn)換器。圖2b和2c例示出與通過(guò)圖2a的功率轉(zhuǎn)換器的能量傳遞相關(guān)聯(lián)的各種波形。如圖2a的部分示意圖所示，變壓器220的輸入繞組221和輸出繞組222包括輸入側(cè)處的磁感應(yīng)lmag225和輸入繞組電感器的泄漏lleak224。在輸入電容cf217上的經(jīng)整流的線路電壓215以輸入地參考201為參考并且被施加到輸入繞組221。在一個(gè)實(shí)施例中，可以是具有漏極電流id231和漏極電壓vd232的功率mosfet230的開關(guān)裝置與輸入繞組221串聯(lián)耦合。變壓器220的輸出繞組222耦合到具有并聯(lián)二極管255(外部二極管或mosfet開關(guān)的體二極管)的輸出整流器開關(guān)s2250。輸入開關(guān)s1230的控制端子/柵極從以輸入地參考201為參考的輸入控制器(例如，圖1中的135)接收切換信號(hào)238，而輸出開關(guān)s2250從以輸出地參考291為參考的輸出控制器(例如，圖1中的145)接收切換信號(hào)252。輸入控制器與輸出控制器之間的隔離式通信使輸入開關(guān)s1230和輸出開關(guān)s2250的切換/導(dǎo)通同步。輸入開關(guān)s1230和輸出開關(guān)s2250的同步互補(bǔ)切換控制從輸入到輸出的能量傳遞，以調(diào)節(jié)在輸出電容器co386上的輸出電壓vo280。在圖2b中更詳細(xì)地示出了一個(gè)切換循環(huán)內(nèi)處于兩個(gè)不同的線路電壓條件下的開關(guān)電壓232vd相對(duì)于時(shí)間t205的波形。在低輸入電壓vin1241處的波形246呈現(xiàn)在高頻寄生振蕩243(由于lleak和cp)漏極電壓穩(wěn)定在(vin1+vor)246(低輸入電壓vin1241加上折回到輸入的輸出電壓vor247)之后在漏極關(guān)斷時(shí)的ccm或臨界運(yùn)行模式。在輸出整流器導(dǎo)通間隔248結(jié)束時(shí)，輸入漏極電壓可以在輸入開關(guān)的下一個(gè)周期接通之前下降到零。另一方面，在處于高輸入電壓vin2242的曲線圖244中，當(dāng)漏極截止電壓在高頻寄生振蕩243之后穩(wěn)定為(vin2+vor)244時(shí)，顯示較高幅度(假設(shè)相同的vor且vin2>vin1)。運(yùn)行模式已經(jīng)改變?yōu)閐cm，并且在輸出導(dǎo)通間隔249結(jié)束時(shí)，輸入漏極電壓可以示出一些松弛振蕩(圍繞vor對(duì)稱)，其可以使漏極電壓下降到除零之外的某個(gè)谷值(點(diǎn)a245)。通過(guò)在谷點(diǎn)a245處或附近同步下一個(gè)開關(guān)接通，可以減小切換損耗并且提高轉(zhuǎn)換器的效率。

在圖2c中，曲線圖270描繪了在dcm運(yùn)行模式中的一個(gè)切換循環(huán)中的輸入漏極電壓vd232以及在曲線圖260中的輸入開關(guān)電流231id以及在曲線圖280中出現(xiàn)在輸出控制器145的端子141上的反激輸出繞組電壓vwnd223的示例。輸入開關(guān)漏極電壓vd232與圖2b中所解釋的一樣。在導(dǎo)通期間幾乎到零的下降276之后，漏極電壓在關(guān)斷處跳起來(lái)并且在某些寄生振蕩273之后漏極電壓在輸出整流器開關(guān)(體二極管)導(dǎo)通時(shí)穩(wěn)定274在(vin+vor)272；當(dāng)輸出整流器(開關(guān)體二極管)停止導(dǎo)通時(shí)，發(fā)生松弛振蕩275(在vin278周圍)，所述松弛振蕩在開關(guān)上生成一些峰值和谷值電壓點(diǎn)(由于輸入側(cè)的磁感應(yīng)與變壓器繞組和mosfet開關(guān)的雜散電容之間的諧振)。圖2c中的曲線圖260描繪了輸入開關(guān)電流id231的一個(gè)切換循環(huán)tsw265，所述切換循環(huán)在輸入開關(guān)接通時(shí)間期間(漏極電壓幾乎為零276)具有線性斜升262，并且在下一個(gè)開關(guān)接通中的斜升264之前在輸入開關(guān)關(guān)斷時(shí)間期間降至幾乎為零263。圖2c中的曲線圖280在與曲線圖270和曲線圖260一樣的時(shí)間標(biāo)度上呈現(xiàn)輸出繞組(出現(xiàn)在輸出控制器145的端子141上)上的電壓vwnd223。當(dāng)輸入開關(guān)在接通時(shí)間期間導(dǎo)通并且輸出整流器抑制到輸出的電流時(shí)，在輸入繞組上按照變壓器比例縮放的輸入電壓出現(xiàn)在輸出繞組(電壓電平282)上。在輸入開關(guān)關(guān)斷期間，vwnd223降至零以下(隨著輸出整流器電壓下降，～0.6-0.7v)。在到輸出的能量傳遞完成并且輸出整流器停止導(dǎo)通之后，輸出松弛振蕩285開始，并且在下一個(gè)切換循環(huán)接通之前，可以在輸出電壓vo288周圍發(fā)生幾個(gè)振蕩周期。第一震蕩周期1^string284和第二震蕩周期2^ndring286被示出在曲線圖280上。與曲線圖270的輸入側(cè)振蕩相比，輸出松弛震蕩示出反向變化斜率。換句話說(shuō)，輸入側(cè)的波谷震蕩(例如，谷1，279)在輸出側(cè)處呈現(xiàn)為峰值震蕩(例如，極值289)。

圖3a是根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的示例性極值定位器的第一部分的功能框圖。圖3a-圖3d例示出了極值定位器，所述極值定位器實(shí)現(xiàn)生成切換請(qǐng)求窗口的第一步驟，在該切換請(qǐng)求窗口內(nèi)使輸出控制器能夠傳送切換請(qǐng)求信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施方案中，切換請(qǐng)求窗口基于在輸入控制器135與輸出控制器145之間的初始通信(信號(hào)交換)期間確定的松弛振蕩的半震蕩周期。在一個(gè)實(shí)施方案中，在信號(hào)交換時(shí)段期間的一時(shí)間段(例如，在第一切換循環(huán)后30us)可以禁止或停用功率開關(guān)的切換。在該實(shí)施方案中，停用功率開關(guān)在該時(shí)間段的切換可以迫使功率轉(zhuǎn)換器運(yùn)行進(jìn)入不連續(xù)導(dǎo)通運(yùn)行模式(dcm)，使得在能量傳遞元件的輸出端子處可以發(fā)生松弛震蕩。通過(guò)在能量傳遞元件的輸出端子處的松弛震蕩，極值定位器然后可以確定或估計(jì)一個(gè)或多個(gè)極值的時(shí)間。

如圖3a所示，來(lái)自輸出繞組的繞組電壓信號(hào)vwnd305和來(lái)自輸出的輸出電壓信號(hào)vo308由框310的上半震蕩檢測(cè)器接收，該上半震蕩檢測(cè)器輸出用于上半震蕩持續(xù)時(shí)間信號(hào)330的邏輯高信號(hào)(vwnd>vo)。然后將半震蕩持續(xù)時(shí)間信號(hào)330提供給框340的參考電壓vref生成器，所述參考電壓生成器然后生成參考電壓，該參考電壓可以是線性充電電壓(如曲線圖370所示和圖3c中所解釋的)。

圖3b是上半震蕩檢測(cè)器框310的一個(gè)可能的實(shí)現(xiàn)方式?？?10中的比較器312在非反相輸入端處接收vwnd信號(hào)305，并且在反相輸入端處接收信號(hào)vo308，以及輸出用作驅(qū)動(dòng)信號(hào)的邏輯信號(hào)330。圖3c是參考電壓生成器340的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式。如圖3c中所示，接收邏輯信號(hào)330以控制開關(guān)345來(lái)對(duì)定時(shí)電容器c1350充電。在圖3b中，示出與輸出電壓vo308相比較的、在輸出整流器開關(guān)停止以dcm運(yùn)行模式導(dǎo)通之后的松弛振蕩的一個(gè)震蕩周期與時(shí)間t302的關(guān)系。輸出繞組電壓vwnd305與vo308比較，并且在時(shí)間線315與325之間的tring/2322的間隔內(nèi)的上半震蕩320高于vo308時(shí)，比較器的輸出信號(hào)330為邏輯高(以保持圖3c中的充電開關(guān)sch345閉合，并且放電開關(guān)sdch347打開)。在震蕩電壓低于vo308的間隔(區(qū)段314和328)，信號(hào)330為邏輯低(打開圖3c中的充電開關(guān)sch345，并且閉合放電開關(guān)sdch347，以將c1放電至最小偏置電壓vbias349)。

來(lái)自電源vdd342的恒定電流源i1344通過(guò)開關(guān)sch345以線性恒定速率對(duì)定時(shí)電容器c1350充電，使得在電容器上的電壓vch352提供充電時(shí)間。對(duì)于整個(gè)上半震蕩持續(xù)時(shí)間322(vwnd>vo)，在電容器c1350上的最終充電電壓將生成vref371。當(dāng)信號(hào)333降至邏輯低時(shí)，反相器335可提供變?yōu)檫壿嫺叩难a(bǔ)償信號(hào)。在通過(guò)框336具有一些阻滯延遲的該補(bǔ)償信號(hào)生成用于放電開關(guān)sdch347的切換信號(hào)337。提供阻滯延遲(例如，大約30us)以將檢測(cè)到的vref轉(zhuǎn)換為數(shù)字的并將其鎖存以在正常運(yùn)行中使用。在阻滯延遲之后，信號(hào)337變?yōu)檫壿嫺卟⑶曳烹婇_關(guān)sdch347閉合，以將電容器c1350放電至限定用于下一個(gè)充電循環(huán)的起始電壓電平354的最小電平偏置電壓vbias349。在上半震蕩320結(jié)束時(shí)(在時(shí)間線325處的間隔tring/2322之后)，定時(shí)電容器c1350上的充電電壓達(dá)到并保持在vref。vref值可以被傳遞為數(shù)字的并被鎖存以在dcm切換循環(huán)期間使用來(lái)限定切換請(qǐng)求窗口。圖3c中的曲線圖370呈現(xiàn)了從最小偏置電壓vbias349(具有在開關(guān)sch345閉合之前c1350放電之后的持續(xù)電壓電平的電壓電平354)開始的在定時(shí)電容器c1350上的充電電壓vch352與時(shí)間t302的關(guān)系。在上半震蕩、間隔tring/2322期間，vch352以恒定斜率(線性部分355)線性充電，并且在tring/2間隔(上半震蕩320)結(jié)束時(shí)已上升到vref電平371，并被保持了一阻滯延遲間隔，直到其被轉(zhuǎn)換為數(shù)字的并被鎖存以在正常運(yùn)行中使用：

圖3d是圖3a的示例性極值定位器的剩余部分的功能框圖。來(lái)自vref生成器框340的輸出是參考電壓vref371，其通過(guò)adc框373被傳遞為數(shù)字信號(hào)vref-digital374(在一個(gè)實(shí)施例中是4位數(shù)字信號(hào))。然后將該數(shù)字信號(hào)vref-digital374鎖存(鎖存器框375)，并且輸出的信號(hào)vref-latched數(shù)字信號(hào)376將在dac框377中被轉(zhuǎn)換為在每個(gè)切換循環(huán)的正常模擬過(guò)程中利用的模擬形式，以限定信號(hào)vref379、vref-t1381和vref-t2382。在一個(gè)實(shí)施例中，vref-t1和vref-t2是vref的分?jǐn)?shù)部分。在一個(gè)實(shí)施例中，vref-t1和vref-t2可以分別是vref的1/3和2/3?？紤]施加的偏置電壓vbias349，vref-t1和vref-t2可以被寫為：vref-t1＝[1/3*(vref-vbias)+vbias]，并且vref-t2＝[2/3*(vref-vbias)+vbias]。在一個(gè)實(shí)施方案中，為了補(bǔ)償不同的控制電路框的不期望的傳播延遲，應(yīng)當(dāng)施加估計(jì)的預(yù)定延遲。在一個(gè)實(shí)施方案中，可通過(guò)向下移動(dòng)峰值窗口參考電壓(如將在圖4b中通過(guò)斷開dac中的一些電流源(例如，電流源435和436)來(lái)解釋的)來(lái)在框380中施加延遲。這產(chǎn)生偏移的參考vref-t’1383和vref-t’2384，其中vref-t’1＝vref-t1-δv1且vref-t’2＝vref-t2-δv2。在一個(gè)實(shí)施方案中，δv1＝δv2＝δv，并且在另一實(shí)施方案中δv2>δv1，以預(yù)測(cè)控制電路的電路之間和/或內(nèi)部的傳播延遲的更實(shí)際的補(bǔ)償。因此，可以生成如圖形框385所示的峰值切換窗口，其中定時(shí)t'1＝t1–δt1和t'2＝t2–δt2。定時(shí)信號(hào)t'1和t'2表示具有估計(jì)延遲的窗口打開/開始(窗口的左邊界)和窗口關(guān)閉/結(jié)束(窗口的右邊界)。在一個(gè)實(shí)施方案中，δt1＝δt2＝δt；然而，為了更實(shí)際地補(bǔ)償控制電路中的傳播延遲，可以將峰值切換窗口的關(guān)閉/結(jié)束的定時(shí)偏移δt2調(diào)整得大于用于峰值切換窗口的打開/開始的定時(shí)偏移δt1(即，δt2>δt1)。

意識(shí)到，在其他實(shí)施方案中，峰值切換窗口的寬度可以進(jìn)一步變窄，并且在一實(shí)施例中，峰值切換窗口的寬度可以被限定為半震蕩周期的1/5(例如，vref-t1＝2/5vref且vref-t2＝3/5vref)。還意識(shí)到，在其他實(shí)現(xiàn)方式的設(shè)計(jì)實(shí)施例中，用于補(bǔ)償控制框的傳播延遲的峰值切換窗口偏移可以以不同的方式實(shí)現(xiàn)，例如直接通過(guò)保持時(shí)間框或通過(guò)使參考值vref-t'1383和vref-t'2384偏移來(lái)限定用于峰值切換窗口的開始(打開)和結(jié)束(關(guān)閉)的閾值。因此，可以如圖形框385所示生成峰值切換窗口，其中定時(shí)t'1＝t1–δt1且t'2＝t2–δt2。定時(shí)信號(hào)t'1和t'2表示具有估計(jì)延遲的窗口打開/開始(窗口的左邊界)和窗口關(guān)閉/結(jié)束(窗口的右邊界)。

圖4a是圖3d的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)的示例性電路圖。圖4a示出了參考電壓vref的adc轉(zhuǎn)換。恒定電流源431、432、433和434分別被用1*i、2*i、4*i和8*i加權(quán)，并且從vdd電源430耦合到開關(guān)q1441、q2442、q3443和q4444，這些開關(guān)被控制在接通[1]或關(guān)斷[0]狀態(tài)之間。通過(guò)開關(guān)k1445和k2446的額外電流源435“2*i”和436“i”可以饋送額外的電流以使電勢(shì)偏移。在adc的處理期間，開關(guān)k1和k2閉合，并且電阻器上的壓降向上偏移。通過(guò)vref值422的4位二進(jìn)制數(shù)字[0，1]加權(quán)的電流被轉(zhuǎn)換為vref-digital＝[q4，q3，q2，q1]448。

恒定電流源通過(guò)電源vdd430并行地向節(jié)點(diǎn)p450和串聯(lián)電阻器453、454和457饋送電流。開關(guān)q1、q2、q3和q4順序地閉合，并且作為由于串聯(lián)電阻器(3r)上的順序增加的電流引起的壓降的節(jié)點(diǎn)p450(vp)上的電壓在比較器420的正極輸入端421上與比較器420的負(fù)極輸入端422上的參考電壓vref進(jìn)行比較。在節(jié)點(diǎn)p上的電壓等于參考電壓(在圖3c的信號(hào)交換過(guò)程中限定為vref371)的位置，(vref–vbias)＝(vp–vbias)＝3*r*i*(3+q1+2*q2+4*q3+8*q4)的值被限定并且被鎖存為vref-digital＝[q4，q3，q2，q1]的數(shù)字值448。

圖4b是圖3d的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(dac)的示例性電路圖。圖4b示出了鎖存參考電壓vref(其呈現(xiàn)半震蕩時(shí)間段)的模數(shù)轉(zhuǎn)換(adc)的反向處理并生成峰值切換窗口分?jǐn)?shù)參考vref-t1和vref-t2的實(shí)施例(在一個(gè)實(shí)施例中在施加一些估計(jì)延遲后的參考為vref-t'1和vref-t'2)。在具有松弛震蕩的dcm運(yùn)行的正常切換循環(huán)中，分?jǐn)?shù)參考vref-t1和vref-t2限定峰值切換窗口的開始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)。使用具有相同參考標(biāo)簽的數(shù)字開關(guān)的類似結(jié)構(gòu)，并且恒定電流源431、432、433和434分別被用1*i、2*i、4*i和8*i加權(quán)。電流源耦合到由鎖存值vref-digital＝[q4，q3，q2，q1]的每個(gè)二進(jìn)制數(shù)的接通(on)或關(guān)斷(off)狀態(tài)[0，1]控制的開關(guān)q1441、q2442、q3443和q4444。通過(guò)借助vref-digital＝[q4，q3，q2，q1]的數(shù)字命令使相關(guān)的數(shù)字開關(guān)閉合，恒定電流源并行相加通過(guò)節(jié)點(diǎn)p450以生成在分壓器的串聯(lián)電阻器453、454和457上的參考?jí)航担?vref–vbias)＝3*r*i*(q1+2*q2+4*q3+8*q4)，所述參考?jí)航颠€應(yīng)峰值切換窗口請(qǐng)求生成分?jǐn)?shù)參考電壓vref-t'1456和vref-t'2455。在電阻分壓器的低側(cè)的偏置電壓電平vbias459使低側(cè)電壓保持在零以上，并且電阻分壓器的上側(cè)由于電流源的總和而具有總的壓降。

在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)打開開關(guān)k1和/或k2，可以移除用于adc編程的電流百分比，導(dǎo)致轉(zhuǎn)移到在電阻器上的較低壓降。節(jié)點(diǎn)p450處的偏移電壓和(vref/shift-vbias)452的偏移值使生成的分?jǐn)?shù)參考vref-t'1456[由等式466給出，vref-t'1＝(vref/shift-vbias)*1/3+vbias]以及vref-t'2455[由等式465給出，vref-t'2＝(vref/shift-vbias)*2/3+vbias]下降。這導(dǎo)致如圖5a和圖5b所示的峰值切換窗口的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間(邊界)的偏移。使窗口偏移可以補(bǔ)償由于控制電路框引起的可能的傳播延遲。

圖4b中的曲線圖460示出了定時(shí)電容器c1550(圖5b)上的充電電壓vch560的電壓斜升以及峰值切換窗口邊界的偏移的參考電壓vref-t'1467和vref-t'2466相對(duì)于當(dāng)vwnd>vo時(shí)代表松弛振蕩的上半震蕩時(shí)間段tring/2422的偏移參考電壓vref/shift461的情況。電壓vch從最小點(diǎn)vbias469開始，并保持在該最小電平464(此時(shí)vwnd<vo)，直到上半震蕩期間，vch線性斜升465，并且在上半震蕩時(shí)間段tring/2422結(jié)束時(shí)達(dá)到并鎖存在vref/shift461。

圖5a例示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的對(duì)稱切換請(qǐng)求窗口波形。如圖5a所示，在松弛振蕩的正弦半震蕩515期間，在輸出控制器處接收的上半震蕩電壓vwnd512高于輸出電壓vo514。對(duì)于對(duì)稱切換窗口，半震蕩時(shí)間段tring/2508被對(duì)稱地分成相等的部分(段)。在圖5a的實(shí)施例中，所述半震蕩時(shí)間段tring/2被劃分為三個(gè)相等的段t/3502、504和506。然而，在其他實(shí)施例中，所述半震蕩時(shí)間段tring/2可以被劃分為5個(gè)或其他奇數(shù)段以使窗口的寬度縮窄。

圖5b是根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的充電電路540的示例性電路圖。在一個(gè)實(shí)施方案中，在已經(jīng)確定了參考電壓(例如，在信號(hào)交換期間被檢測(cè)和存儲(chǔ))之后，充電電路540可利用窗口打開參考和窗口關(guān)閉參考以及電壓信號(hào)505的當(dāng)前值來(lái)確定切換窗口的邊界?？?10檢測(cè)輸出控制器的輸出繞組電壓vwnd(圖1a/圖1b中的端子141)在輸出電壓vo以上的上半震蕩振蕩的持續(xù)時(shí)間。輸出繞組電壓vwnd505被施加到比較器512的非反相輸入端，并且只要輸出繞組電壓vwnd505保持得高于比較器512的反相輸入端上的輸出電壓vo508，那么輸出信號(hào)530就為高，從而將開關(guān)sch545致動(dòng)以通過(guò)耦合到vdd電源542的恒定電流源i1544對(duì)定時(shí)電容器c1550進(jìn)行線性充電，并通過(guò)反相器535將放電開關(guān)sdsh547去激勵(lì)。偏置和/或偏移的小電壓電平vbias/shift549防止c1550放電至零，并且每個(gè)周期的c1550的斜升充電從該最小電壓電平vbias/shift549開始。節(jié)點(diǎn)vch560處在定時(shí)電容器c1550上的線性斜升充電電壓被分別施加到兩個(gè)比較器551和552的非反相輸入端553和554。比較器551和552的反相輸入端555和556接收用于峰值切換窗口寬度限定的閾值/參考值vref-t'1555和vref-t'2556，所述閾值/參考值vref-t'1555和vref-t'2556在圖4b的adc電路中被限定。比較器551和552(圖5e所示)的輸出信號(hào)l1557和l2558限定了峰值切換窗口的開始邊界和結(jié)束邊界(窗口打開和窗口關(guān)閉)。

圖5c例示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的用于在隔離接口上的延遲補(bǔ)償?shù)钠魄袚Q請(qǐng)求窗口波形。圖5c示出了在輸出電壓vwnd512在高于輸出電壓vo514時(shí)的上半震蕩振蕩515的時(shí)間間隔tring/2508(在時(shí)間軸t510上)期間的峰值切換窗口的散列區(qū)域(對(duì)稱518和具有估計(jì)的電路延遲的偏移不對(duì)稱520)。對(duì)稱峰值切換窗口518的左邊界和右邊界向前偏移δt1503和δt2507以便補(bǔ)償控制電路的傳播延遲。

圖5d例示出了對(duì)應(yīng)于圖5b的充電電壓的充電電壓波形。圖5d示出了在定時(shí)電容器c1550上充電的電壓vch560從最小電平的vbias/shift566開始并且線性傾斜565的斜升。在vref-t'1561的閾值處，交叉點(diǎn)571限定峰值切換窗口的開始/起始t'1573，并且在交叉點(diǎn)572處的vref-t'2562的閾值限定了峰值切換窗口的結(jié)束t'2574。在一個(gè)實(shí)施例中，在到達(dá)第二閾值交叉點(diǎn)572之后，充電開關(guān)sch545可以打開，并且放電開關(guān)sdch574閉合以開始使電容器c1(斜降部分567)放電并加速該過(guò)程。圖5e描繪了限定切換窗口的開始邊界和結(jié)束邊界(窗口打開和窗口關(guān)閉)的信號(hào)l1583(其是圖5b中的比較器551的輸出557)和信號(hào)l2584(其是比較器552的輸出558)。信號(hào)l1583在t'1573處從低變?yōu)楦?電平587)，并命令峰值切換窗口的起始點(diǎn)。信號(hào)l2584在t'2574處將狀態(tài)從低變?yōu)楦?電平588)，并且命令峰值切換窗口結(jié)束。

圖6a是例示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的生成切換請(qǐng)求窗口的示例性過(guò)程600a的流程圖。圖6a介紹了在啟動(dòng)(上電)時(shí)在輸入控制與輸出控制之間信號(hào)交換的流程圖。在啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)行信號(hào)交換過(guò)程(在輸入控制器與輸出控制器之間交換信號(hào))，以確認(rèn)信息和切換啟用信號(hào)的適當(dāng)通信。在啟動(dòng)時(shí)，輸入切換開始增加輸出繞組上的電壓，如被稱為輸出繞組電壓vwnd和在輸出vo處。基于本申請(qǐng)的教導(dǎo)，在信號(hào)交換初始化期間，限定在正常運(yùn)行期間在每個(gè)切換循環(huán)中使用的參考電壓。

框603示出了通過(guò)取回繞組電壓vwnd和輸出電壓vo的信號(hào)交換過(guò)程的開始，其中繞組電壓vwnd和輸出電壓vo然后通過(guò)鏈路609被傳遞到上半震蕩檢測(cè)框611，并且通過(guò)614被鏈接到比較條件框619(vwnd>vo，引入圖3b中的比較器312)。如果輸出繞組電壓vwnd小于輸出電壓vo(選項(xiàng)“否”，616)，則表明輸出整流二極管(圖1中的d2155)仍然導(dǎo)通，并且處理結(jié)束返回到614，等待直到所述/輸出繞組電壓vwnd變?yōu)榇笥谳敵鲭妷簐o(選項(xiàng)“是”623)。在電壓信號(hào)vwndd已經(jīng)增加到相對(duì)于所述輸出地參考為正的時(shí)間，松弛振蕩開始，并且框633表示用恒定電流源(i1，在圖3c中的344)對(duì)定時(shí)電容器(c1，圖3c中的350)充電到充電電壓vch352。在上半震蕩結(jié)束時(shí)的框643中，讀取充電電壓vch＝vref，并且通過(guò)鏈路644將其傳遞到adc框647以轉(zhuǎn)換為數(shù)字的并進(jìn)行鎖存(以被保持)。通過(guò)鏈路648的框663隨后顯示定時(shí)電容器的放電并復(fù)位(通過(guò)圖3c中的開關(guān)sdch347)。過(guò)程600a繼續(xù)通過(guò)664到dac框673，以將vref從數(shù)字的轉(zhuǎn)換為模擬的，并將vref的分?jǐn)?shù)限定為參考vref_t'1和vref_t'2(在一個(gè)實(shí)施例中，vref_t'1＝1/3vref且vref_t'2＝2/3vref)來(lái)確定“切換窗口”的時(shí)間間隔。然后，將用于“切換窗口”的這些參考vref_t'1和vref_t'2傳遞647到框683以結(jié)束信號(hào)交換處理，并且“切換窗口”參考vref_t'1和vref_t'2被保持用于在正常運(yùn)行684中(隨后在圖6b中)的每個(gè)切換循環(huán)中的“切換窗口”檢測(cè)過(guò)程。

圖6b是例示出了在功率轉(zhuǎn)換器的正常運(yùn)行期間利用切換請(qǐng)求窗口以使得能夠在輸出繞組電壓信號(hào)的極值的估計(jì)時(shí)間生成切換請(qǐng)求信號(hào)的示例性過(guò)程600b的流程圖。圖6b示出了基于本發(fā)明的教導(dǎo)在正常運(yùn)行期間每個(gè)切換循環(huán)的輸出控制器峰值環(huán)檢測(cè)窗口，以實(shí)現(xiàn)有效的輸入和輸出同步切換。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入控制脈沖和輸出控制脈沖的隔離屏障通過(guò)輸入控制器與輸出控制器之間的磁通信(其他實(shí)施例可以包括光學(xué)或其他隔離耦合)。

過(guò)程600b通過(guò)檢測(cè)反激式次級(jí)/輸出電壓下降邊緣，在每個(gè)切換循環(huán)在輸入開關(guān)漏極關(guān)斷上升邊緣開始605。上升邊緣檢測(cè)信號(hào)610啟用使定時(shí)器復(fù)位并將計(jì)數(shù)器設(shè)置回零的峰值切換窗口電路的框612。然后，鏈路615進(jìn)入條件框620，以檢查正向引腳電壓是否高于零。如果正向引腳電壓低于零(選項(xiàng)“否”621)，則意味著次級(jí)/輸出仍然是導(dǎo)通電流，并且具有二極管壓降的量(在整流器裝置上的～0.5-1v的壓降)的vwnd小于輸出地參考(負(fù)載側(cè))。只要輸出整流器導(dǎo)通，則在條件框622中將反饋電壓vfb與反饋閾值電平vfb-th進(jìn)行比較。如果反饋電壓vfb不低于反饋閾值電平vfb-th(選項(xiàng)“否”617)，則小循環(huán)結(jié)束返回到615，并等待直到正向引腳電壓vwnd變?yōu)榱阋陨?次級(jí)/輸出導(dǎo)通停止，并轉(zhuǎn)到dcm松弛震蕩)或反饋電壓vfb變?yōu)榈陀诜答侀撝惦娖絭fb，選項(xiàng)“是”624，這意味著沒(méi)有達(dá)到調(diào)節(jié)(例如，在啟動(dòng)期間)，在這種情況下，峰值切換窗口電路被停用并且定時(shí)電容器c1放電。如果正向引腳電壓變?yōu)楦哂诹?框620的選項(xiàng)“是”625，這意味著dcm中的次級(jí)/輸出導(dǎo)通和能量傳遞已經(jīng)結(jié)束，并且松弛震蕩開始)。在這種情況下，在條件框640中，將正向引腳電壓vwnd與輸出電壓vo進(jìn)行比較以找到震蕩正峰值間隔。同時(shí)，作為與峰值切換窗口的主要處理并行的預(yù)防措施，定時(shí)器627開始跟蹤最大時(shí)限(例如超時(shí)閾值；定時(shí)器期滿超過(guò)20us)。只要未達(dá)到時(shí)限(選項(xiàng)“否”631)，循環(huán)將返回到628，等待到達(dá)時(shí)限(超時(shí)閾值)。如果峰值切換窗口的主要過(guò)程在少于時(shí)限(超時(shí)閾值)的時(shí)間內(nèi)未成功完成，則在時(shí)限(超時(shí)閾值)期滿時(shí)，選項(xiàng)“是”632，停用切換窗口電路，并且定時(shí)電容器c1放電(670)。

當(dāng)輸出繞組電壓vwnd大于輸出電壓vo(條件框640的選項(xiàng)“是”642)時(shí)，過(guò)程600b繼續(xù)?？?45示出了用恒定電流源(圖5中的i1541)對(duì)定時(shí)電容器(圖5中的c1550)的充電過(guò)程。當(dāng)c1在充電并且在c1550上的vch560正在斜升時(shí)，鏈路646轉(zhuǎn)到條件框650以檢查vch是否已經(jīng)達(dá)到第一閾值vreft1(切換請(qǐng)求窗口打開)。如果vch低于vref-t'2且高于vref-t'1(vref-t'1<vch<vref-t'2，選項(xiàng)“否”656)，則在框658中檢查反饋閾值(vfb<vfb_th)。如果vfb低于預(yù)期閾值(選項(xiàng)“是”654)，則意味著不滿足調(diào)節(jié)，并且通過(guò)框690的鏈路682請(qǐng)求輸入切換692并通過(guò)692結(jié)束返回到下一個(gè)切換循環(huán)的起始點(diǎn)605。

然而，如果vfb高于反饋閾值(vfb＞vfb_th；選項(xiàng)“否”653)，則小循環(huán)返回到652并等待達(dá)到vref-t'2(峰值切換窗口關(guān)閉)。當(dāng)小循環(huán)達(dá)到/超過(guò)vref-t'2(選項(xiàng)“是”657)時(shí)，所述過(guò)程禁止輸入切換請(qǐng)求(框658)。同時(shí)在條件框660中檢查振蕩的數(shù)目，并且如果計(jì)數(shù)器已經(jīng)達(dá)到最大計(jì)數(shù)nmax(在一個(gè)實(shí)施例中為4個(gè)振蕩)，選項(xiàng)為“是”657，則峰值切換窗口電路被停用并且定時(shí)電容器c1放電(框670)并且切換請(qǐng)求將基于vfb達(dá)到vfb_th(框675)。如果計(jì)數(shù)器還沒(méi)有達(dá)到最大計(jì)數(shù)nmax(選項(xiàng)“否”661)，則使定時(shí)電容器c1(框565)放電以將計(jì)數(shù)值相加，并在下一個(gè)松弛震蕩/振蕩中搜索新的峰值切換窗口(鏈路666返回以從625重新開始)。

意識(shí)到，如上所述，除了松弛振蕩數(shù)目的“超數(shù)”限制/閾值之外，在處理可能停止搜索峰值窗口之前還存在最大持續(xù)時(shí)間的“超時(shí)”限制。在625，定時(shí)器在每個(gè)切換循環(huán)開始時(shí)復(fù)位，通過(guò)鏈路626開始定時(shí)器627并且保持峰值切換窗口搜索完成之前的處理時(shí)間。在開始定時(shí)器框627之后，條件框630檢查定時(shí)器是否已經(jīng)期滿(在一個(gè)實(shí)施例中，20us期滿時(shí)間或被稱為超時(shí))。如果定時(shí)器尚未期滿(選項(xiàng)“否”631)，定時(shí)器將在返回到628的短等待環(huán)路中繼續(xù)跟蹤時(shí)間直到時(shí)間期滿(選項(xiàng)“是”632)。切換窗口電路被停用并且定時(shí)電容器c1放電(框670)。然后通過(guò)鏈路672在條件框675中將反饋信號(hào)與反饋閾值進(jìn)行比較(vfb<vfb_th？)。通過(guò)選項(xiàng)“否”676的短等待環(huán)路等待直到vfb<vfb_th(選項(xiàng)“是”678)，輸入切換請(qǐng)求690發(fā)生，并且該處理通過(guò)692到達(dá)605以在下一個(gè)切換循環(huán)重新開始。

圖7a是根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)的示例性輸出控制器的功能框圖。圖7a例示出了同步隔離式功率轉(zhuǎn)換器的不同運(yùn)行模式中的條件，所述同步隔離式功率轉(zhuǎn)換器可以啟用通過(guò)隔離通信鏈路來(lái)自輸出控制器的輸入控制器切換請(qǐng)求。來(lái)自輸出繞組電壓vwnd702(出現(xiàn)在圖1中的次級(jí)控制器145的端子141上)的數(shù)據(jù)被處理用于切換啟用判定(被示為框720切換啟用處理)以確定運(yùn)行的模式和條件?；诒旧暾?qǐng)的教導(dǎo)，可能發(fā)生三種情況來(lái)激勵(lì)/啟用來(lái)自輸出控制器的輸入切換請(qǐng)求。

在第一種情況下，通過(guò)在輸出電壓vo288(圖2c中的曲線圖280所示)周圍的切換循環(huán)(通常為低負(fù)載)結(jié)束時(shí)發(fā)生的松弛振蕩285來(lái)識(shí)別dcm運(yùn)行。在具有輸出繞組電壓松弛振蕩(圖2a中的vwnd223)的dcm運(yùn)行的情況下，限定了高于輸出電壓的上半震蕩極值附近的部分，使得極值切換窗口啟用電路721生成切換請(qǐng)求窗口信號(hào)778以啟用輸入開關(guān)控制信號(hào)生成器。如圖所示，如果控制信號(hào)生成器790被啟用，并且如果反饋信號(hào)731指示輸出的變化(vfb<vfb_th)，則輸入開關(guān)控制信號(hào)生成器790可以經(jīng)由收發(fā)器795和通信鏈路792傳送控制信號(hào)791。

如果沒(méi)有檢測(cè)到dcm運(yùn)行并且在切換循環(huán)結(jié)束時(shí)電壓vwnd(圖2a中的223)仍略低于零(輸出二極管正向壓降的量)，則在第二種情況下，ccm硬切換啟用電路722可啟用控制信號(hào)生成器790，以響應(yīng)于fb信號(hào)731(vfb<vfb_th)生成控制信號(hào)ucont791。

在圖7a中的電路運(yùn)行的第三種情況下，超時(shí)或超數(shù)電路723可以提供強(qiáng)制條件，所述強(qiáng)制條件包括在預(yù)定的超時(shí)或預(yù)定數(shù)量的松弛震蕩的計(jì)數(shù)之后啟用輸入開關(guān)控制信號(hào)生成器790。意識(shí)到，當(dāng)震蕩被抑制在低于最小幅度(在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)振幅或震蕩降到1伏特以下)時(shí)，也可以施加第三種條件。

或門780(相當(dāng)于圖7b中的或門780)指示三種情況中的任何一種可以單獨(dú)啟用對(duì)輸入功率開關(guān)的切換請(qǐng)求。信號(hào)uenbl785(相當(dāng)于圖7b中的信號(hào)uenbl785)能夠生成輸入切換控制信號(hào)(圖7b中的信號(hào)ucontl791)，只要反饋fb信號(hào)731低于反饋閾值(在圖7b中vfb<vfb_th且信號(hào)733為高電平)，這意味著輸出壓降要求輸入開關(guān)接通并將能量傳遞到輸出。來(lái)自框790的通過(guò)發(fā)射器795并且通過(guò)隔離通信鏈路792的輸出信號(hào)ucontl791將切換請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送到輸入控制器。

圖7b是例示出了圖7a的輸出控制器的一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)方式的示例性電路圖。圖7b示出了基于本發(fā)明的教導(dǎo)來(lái)實(shí)現(xiàn)極值切換窗口搜索的邏輯電路的實(shí)施例。在圖7b的電路的運(yùn)行中，收發(fā)器795在輸入開關(guān)關(guān)斷時(shí)開始每個(gè)切換循環(huán)以找到切換請(qǐng)求時(shí)間窗口，并且與輸入控制器通信以在輸出繞組電壓的極值處進(jìn)行下一個(gè)開關(guān)接通，來(lái)減少(例如，最小化)切換損耗。圖7b中的曲線圖(a)、曲線圖(b)和曲線圖(c)是先前的圖的重復(fù)演示，以幫助更好地理解圖7b的邏輯框中的信號(hào)。曲線圖(a)例示出了反激式變壓器次級(jí)/輸出繞組的輸出繞組電壓vwnd上的松弛振蕩的簡(jiǎn)化采樣。曲線圖(b)限定了一個(gè)振蕩(松弛震蕩)的上半震蕩。曲線圖(c)限定了在對(duì)稱的以及時(shí)間偏移的窗口的上半震蕩期間的峰值(極值)切換窗口的狀態(tài)。

來(lái)自輸出繞組的輸出繞組電壓vwnd702施加到輸出控制器的極值切換請(qǐng)求電路的端子703。在框705中在vwnd702朝向vwnd＜0變化時(shí)檢測(cè)到vwnd的下降邊緣，并且所生成的信號(hào)在708將計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)復(fù)位為n＝0，并且在707將定時(shí)器復(fù)位為t＝0。比較器750在非反相輸入端751接收充電電壓vch(參考圖5b)，并與反相輸入端752上的閾值vref-t'2(參考圖5d)進(jìn)行比較。輸出信號(hào)753在t＝t'1(754；與圖5e中的信號(hào)l1相同)處變高，這限定了極值切換窗口的左邊界(開始)。

比較器760在非反相輸入端761接收充電電壓vch，并將其與反相輸入端762上的閾值vref-t'2進(jìn)行比較。輸出信號(hào)763在t＝t'2764處變?yōu)楦唠娖?參考在圖5e中的信號(hào)l2)，這限定了峰值切換窗口的結(jié)束邊界。與門770響應(yīng)于輸入信號(hào)l1755和l2765生成限定切換請(qǐng)求窗口的輸出773，如曲線圖771和772所例示的，所述曲線圖介紹了在松弛振蕩/震蕩的每個(gè)上半震蕩期間的波峰(極值)切換窗口的開始時(shí)間t'1和結(jié)束時(shí)間t'2。與門775在其第一輸入端744上接收與門770的輸出773。第二輸入端718通過(guò)反相器耦合到或門715的輸出端716。如果定時(shí)器710不超時(shí)，并且計(jì)數(shù)器711未超數(shù)(713或714均不是邏輯高)，信號(hào)716保持邏輯低，信號(hào)718為邏輯高，并且與門775響應(yīng)其輸入端744上的極值切換窗口。輸出信號(hào)777耦合到或門780的第一輸入端778。

或門780的第二輸入端745限定了輸入切換請(qǐng)求的第二條件(情況2)為ccm運(yùn)行，其中，來(lái)自輸出繞組(vwnd704)的正向電壓由于輸出整流器的正向下降，在切換循環(huán)結(jié)束時(shí)保持低于零電勢(shì)(低于輸出地參考)，并且輸入切換請(qǐng)求可基于功率轉(zhuǎn)換器輸出調(diào)節(jié)要求響應(yīng)于反饋信號(hào)vfb而發(fā)生。比較器740將反相輸入端741上的vwnd與非反相輸入端742上的地參考(例如，輸出地參考)進(jìn)行比較，并且輸出信號(hào)743(vwnd<0處，為邏輯高)耦合到或門780的第二輸入端745。

用于輸入切換請(qǐng)求激勵(lì)/啟用的第三種情況/條件是通過(guò)超數(shù)信號(hào)713或超時(shí)信號(hào)714。定時(shí)器710將過(guò)程的持續(xù)時(shí)間從t＝0保持到最大超時(shí)tmax(在一個(gè)實(shí)施例中，tmax＝20us)。計(jì)數(shù)器711保持追蹤松弛振蕩的數(shù)目，其中，峰值(極值)切換窗口被檢測(cè)到最高達(dá)最大超數(shù)nmax(在一個(gè)實(shí)施例中，nmax＝4次振蕩)。當(dāng)定時(shí)器710為超時(shí)或計(jì)數(shù)器711為超數(shù)時(shí)，信號(hào)716通過(guò)反相器717，在與門775的輸入端718上變?yōu)檫壿嫷?，并將與門775的輸出端處的信號(hào)777拉至邏輯低，并防止響應(yīng)于極值切換窗口信號(hào)744。

計(jì)數(shù)器711從與門775的輸出端777接收信號(hào)788(增加計(jì)數(shù)；n＝n+1)，所述信號(hào)在極值切換窗口期間變?yōu)楦?。因此，信?hào)788可以命令在信號(hào)777的上升邊緣或下降邊緣增加計(jì)數(shù)數(shù)目n＝n+1。在一個(gè)實(shí)施方案中，除了tmax和nmax的限制外，還可以暗示其他條件。例如，當(dāng)松弛振蕩的振幅衰減并且低于閾值時(shí)(例如，當(dāng)振蕩振幅衰減到低于1v時(shí))，輸入切換請(qǐng)求無(wú)論如何都將被發(fā)起。

或門780的輸出端782通過(guò)激勵(lì)上述三種情況/條件中的任何一種情況/條件將啟用信號(hào)uenbl在與門790的第一輸入端處拉至邏輯高。與門790的第二輸入端耦合到反饋比較器730的輸出端處的信號(hào)733。當(dāng)vfb<vfb_th時(shí)，功率轉(zhuǎn)換器輸出處于穩(wěn)定狀態(tài)，反饋比較器730的輸出端處以及與門790的輸入端736上的信號(hào)733為邏輯高，這導(dǎo)致在與門790的輸出端處的向發(fā)射器框795提供uconl信號(hào)的邏輯高信號(hào)791，并且通過(guò)隔離通信鏈路/耦合部792將切換請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送到輸入控制器，以命令輸入開關(guān)的接通。

圖8a例示出了圖2c的波形的擴(kuò)展部分。圖8b是例示出了圖7a的極值切換窗口啟用框的一個(gè)可能實(shí)現(xiàn)方式的示例性電路圖。圖8c例示出了與圖8b的充電電壓對(duì)應(yīng)的充電電壓波形。圖8a-圖8c介紹了圖7b的實(shí)施方案的替代方案，其可以用于估計(jì)松弛震蕩時(shí)的峰值位置，并啟用輸入開關(guān)的切換請(qǐng)求。

圖8a是圖2c所例示的曲線圖的展開部分，圖8a示出了在通過(guò)輸出整流器的能量傳遞和導(dǎo)通已經(jīng)結(jié)束之后發(fā)生松弛振蕩的dcm切換循環(huán)中的輸出繞組電壓vwnd的視圖。圖8a是可用于估計(jì)極值時(shí)間的該替代選項(xiàng)中的第一振蕩的放大視圖/展開視圖。該曲線圖上的類似數(shù)字指代圖2c的曲線圖280上的相同標(biāo)號(hào)。在輸出整流器仍然導(dǎo)通的dcm運(yùn)行中，圖2c中的283，輸出繞組電壓vwnd以輸出整流器正向壓降的量保持在零以下。當(dāng)能量傳遞已經(jīng)結(jié)束并且輸出整流器已經(jīng)停止導(dǎo)通(圖2c上的點(diǎn)a)時(shí)，繞組電壓轉(zhuǎn)到正(例如，大于輸出地參考)，并且震蕩開始(松弛振蕩，其還出現(xiàn)在次級(jí)同步整流器上(在關(guān)斷狀態(tài)下在mosfet250上))。然后繞組電壓vwnd增加且在輸出電壓之上或輸出電壓之下震蕩。輸出電壓vo由反饋環(huán)保持穩(wěn)定。在點(diǎn)b處，輸出繞組電壓越過(guò)輸出電壓且增加到p點(diǎn)處的極值vextrema1289。松弛振蕩(震蕩)以固定的震蕩頻率(即在輸出繞組側(cè)看到的總電感和電容的函數(shù))繼續(xù)。以一些衰減因子衰減的震蕩根據(jù)輸出端處的負(fù)載電阻而變。在從a到b的時(shí)間，τ1891；和從b到p的時(shí)間，τ2892中的震蕩的固定頻率都等于振蕩時(shí)間段284的四分之一。因此，根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方案，測(cè)量了點(diǎn)a與b之間的時(shí)間間隔，并且一旦繞組電壓達(dá)到輸出電壓的值，就引入相同時(shí)間間隔的延遲，這就提供了對(duì)第一極值發(fā)生的時(shí)間的估計(jì)。

圖8b中的邏輯框介紹了用于圖7b中的生成極值定位器信號(hào)778的邏輯框(例如，圖7a的極值/峰值切換窗口啟用框721)的上部的等效替換。與在負(fù)極輸入端809上的輸出地參考相比較，繞組電壓vwnd802被耦合至比較器810的正極輸入端808。當(dāng)vwnd>0時(shí)，在比較器810的輸出端處的信號(hào)811變?yōu)楦咔冶获詈系脚c門820的第一輸入端821。同樣，與在正極輸入端805上的輸出電壓vo相比較，繞組電壓vwnd802耦合到比較器815的負(fù)極輸入端806。只要vwnd<vo，比較器815的輸出信號(hào)就保持為高并且耦合到與門820的第二輸入端822。與門820的輸出端823耦合到或門830的第一輸入端831，并且當(dāng)時(shí)間間隔τ1891(點(diǎn)a與點(diǎn)b之間)處的信號(hào)823變高時(shí)，或門830的輸出端處的信號(hào)833也將變?yōu)檫壿嫺?，從而激?lì)/關(guān)閉開關(guān)st854。然后恒定電流源it852開始通過(guò)電源vcc850以線性斜率對(duì)定時(shí)電容器ct856充電。定時(shí)電壓vct855作為間隔τ1891中的時(shí)間的代表線性地增加。在該間隔結(jié)束時(shí)，在定時(shí)電容器ct856上的電壓vct855呈現(xiàn)大約為振蕩周期的四分之一的時(shí)間(從零電壓的點(diǎn)a至輸出電壓的交叉點(diǎn)的點(diǎn)b)。然后，比較器815的輸出端處的信號(hào)822變?yōu)檫壿嫷停瑢⑿盘?hào)823拉為低。然而，當(dāng)比較器818的輸出信號(hào)在反相器825的輸入端824處下降時(shí)，反相器825的輸出826變?yōu)檫壿嫺卟⑶荫詈系交蜷T830的第二輸入端832，從而迫使其輸出信號(hào)833保持為高并使開關(guān)st854保持在接通位置(閉合狀態(tài))，以通過(guò)耦合到電源vcc850的電流源it852以相同的斜率繼續(xù)對(duì)定時(shí)電容器ct856充電。

當(dāng)輸出繞組電壓vwnd超過(guò)點(diǎn)b處的輸出電壓vo時(shí)，在其輸入端841處的單射(single-shot)邊緣觸發(fā)器框840接收到從邏輯低到邏輯高843的狀態(tài)變化(在時(shí)間tb處)，以在其輸出端842處生成窄的單射脈沖844。為窄脈沖844的信號(hào)842暫時(shí)地激勵(lì)和閉合開關(guān)845，并且采樣保持框860記錄(采樣和保持)在時(shí)間tb處定時(shí)電容器ct的電壓值vct(圖8c中的曲線圖880上的點(diǎn)b'，其相當(dāng)于圖8a中的點(diǎn)b)。在點(diǎn)b’886處的電壓表示耦合到比較器870的負(fù)輸入端872的采樣保持單元860的輸出端處的第一時(shí)間間隔τ1891。從圖8a中的點(diǎn)b到點(diǎn)p，在間隔τ2892期間，開關(guān)st854保持接通狀態(tài)，以對(duì)定時(shí)電容器ct856繼續(xù)充電。圖8c上的電壓vct885從vct1883繼續(xù)線性地增加，并且在點(diǎn)p'887——相當(dāng)于在曲線圖290上的點(diǎn)p289(第一極值vextrema1)——處在時(shí)間間隔τ2＝τ1(圖8a上的891&892或圖8c上的曲線圖880)之后，在時(shí)間tp882處達(dá)到值vct2＝2vct1。

在一個(gè)實(shí)施例中，可以是由等值電阻器861和862組成的分壓器將電壓vct885的一半從分壓器中點(diǎn)863施加到比較器870的正輸入端871，以與已采樣和保持的vct1的值相比較。一旦定時(shí)電容器電壓達(dá)到vct2＝2vct1，則表示在松弛振蕩的第一震蕩上的峰值(極值)位置，并且在比較器870的輸出處的極值定位器/估計(jì)器信號(hào)873變?yōu)檫壿嫺摺?/p>

在一個(gè)實(shí)施例中，ccm運(yùn)行(vwnd<0)中的條件、反饋和調(diào)節(jié)要求(vfb<vfb-th)以及諸如超時(shí)或超數(shù)條件的任何額外需要的特征也可被考慮和包括在內(nèi)，如圖7b的實(shí)施例所指示的。可以通過(guò)包括搜索后續(xù)極值位置的特征以及包括如第一種實(shí)現(xiàn)方法中提到的反饋調(diào)節(jié)的效果來(lái)改進(jìn)峰值(極值)定位器的這種替代選項(xiàng)。如果在檢測(cè)到峰值(極值)位置時(shí)，不滿足反饋信號(hào)條件(反饋不低于反饋閾值，vfb<vfb-th)，則切換請(qǐng)求將被延遲直到下一次檢測(cè)峰值(極值)位置。

可以通過(guò)各種方式檢測(cè)后續(xù)極值位置。在一個(gè)實(shí)施例中，可以是通過(guò)比較用于第二震蕩的時(shí)間間隔τ3893和τ4894。如果需要，對(duì)于第二次、第三次或進(jìn)一步的振蕩/震蕩，可以繼續(xù)該比較。

在另一實(shí)施例中，可以通過(guò)將圖8a中的第一個(gè)四分之一的震蕩時(shí)間間隔τ1891與呈現(xiàn)第二振蕩極值位置的時(shí)間間隔6τ1相比較或者通過(guò)將時(shí)間間隔τ1與呈現(xiàn)第三震蕩/振蕩極值位置的10τ1相比較以及依次類推來(lái)實(shí)現(xiàn)。在簡(jiǎn)單的概念下，可以通過(guò)由如圖7b中的第一極值檢測(cè)所例示的電阻分壓器而引入時(shí)間間隔比較的實(shí)現(xiàn)。代替1/2比率的分壓器(電阻器861和862)，可以通過(guò)引入1/6比率的分壓器來(lái)進(jìn)行第二震蕩峰值(極值)檢測(cè)。類似地，對(duì)于第三環(huán)峰值(極值)，可以通過(guò)引入1/10比率的分壓器來(lái)進(jìn)行。

意識(shí)到，圖8b所例示的示例性電路圖可以僅僅是包括在圖7b的電路中的所有特征的部分電路。例如，圖8b的電路可以與反饋電路730組合，使得當(dāng)反饋信號(hào)需要切換時(shí)，在極值位置之一處生成切換請(qǐng)求信號(hào)。此外，還可以結(jié)合圖8b的電路實(shí)現(xiàn)超時(shí)或超數(shù)的額外特征。