本公開涉及具有用于反饋和故障檢測的單個隔離裝置的隔離式電源以及相應(yīng)的控制方法。

背景技術(shù)：

本部分提供與本公開相關(guān)的背景信息，其不一定是現(xiàn)有技術(shù)。

AC-DC電源通常包括兩級轉(zhuǎn)換器：功率因數(shù)校正(PFC)級前端以實現(xiàn)期望的功率因數(shù)；和DC-DC轉(zhuǎn)換器級以實現(xiàn)隔離和降壓功能。控制這兩個轉(zhuǎn)換器的傳統(tǒng)方法需要兩個數(shù)字信號處理器(DSP)，其中一個DSP控制每個級。另外，典型地使用兩個隔離裝置。一個隔離裝置用于從DC-DC轉(zhuǎn)換器的次級側(cè)到初級側(cè)的反饋控制，而第二隔離裝置用于故障檢測和保護。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本部分提供本公開的一般概述，并且不是其全部范圍或其所有特征的全面公開。

根據(jù)本公開的一個方面，一種隔離式電源包括：具有初級繞組和次級繞組的變壓器；耦合到所述變壓器的初級繞組的至少一個功率開關(guān)；耦合到所述功率開關(guān)以控制所述功率開關(guān)的操作的控制器；耦合到所述次級繞組以向負載提供輸出電壓的輸出端子；以及反饋電路其耦合到所述輸出端子，用于感測所述輸出電壓并將感測到的輸出電壓與電壓參考進行比較以限定反饋信號。所述電源還包括故障檢測電路，所述故障檢測電路耦合在所述輸出端子和所述反饋電路之間，用于感測所述輸出電壓，將感測到的輸出電壓與故障參考進行比較，并且當感測到的輸出電壓超過所述故障參考時修改所述反饋信號。所述電源還包括單個隔離裝置，所述單個隔離裝置耦合在所述反饋電路和所述控制器之間，用于向所述控制器提供所述反饋信號。所述控制器是可操作的以基于所述反饋信號控制所述功率開關(guān)，并且當所述反饋信號的轉(zhuǎn)換速率(slew rate)超過故障閾值轉(zhuǎn)換速率值時檢測為故障狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述電源不包括用于發(fā)動所述電源的軟啟動的外部電路。

優(yōu)選地，所述反饋電路包括分路調(diào)節(jié)器。

根據(jù)本公開的另一方面，公開一種檢測隔離式電源中的故障狀態(tài)的方法。所述電源包括控制器、具有初級繞組和次級繞組的變壓器、耦合到所述變壓器的初級繞組的至少一個功率開關(guān)、耦合到所述次級繞組的輸出端子、耦合到所述輸出端子的反饋電路、耦合在所述輸出端子和所述反饋電路之間的故障檢測電路以及耦合在所述反饋電路和所述控制器之間的單個隔離裝置。所述方法包括經(jīng)由所述單個隔離裝置將反饋信號傳輸給所述控制器。通過將在所述輸出端子處感測到的輸出電壓與電壓參考進行比較來限定所述反饋信號。所述方法還包括基于在所述控制器處接收到的所述反饋信號來控制所述功率開關(guān)的切換操作，當所述感測到的輸出電壓超過故障參考時修改經(jīng)由所述單個隔離裝置傳輸給所述控制器的所述反饋信號，以及當所述反饋信號的轉(zhuǎn)換速率超過故障閾值轉(zhuǎn)換速率值時檢測為故障狀態(tài)。

優(yōu)選地，修改所述反饋信號包括通過使所述單個隔離裝置飽和到高飽和狀態(tài)或低飽和狀態(tài)來增加所述反饋信號的轉(zhuǎn)換速率，其中所述轉(zhuǎn)換速率值可以是正轉(zhuǎn)換速率值、負轉(zhuǎn)換速率值或絕對轉(zhuǎn)換速率值。

優(yōu)選地，檢測故障狀態(tài)包括：周期性地對所述反饋信號進行采樣；將當前反饋信號樣本與先前的反饋信號樣本進行比較；以及當所述當前反饋信號樣本與所述先前的反饋信號樣本之間的差超過所述故障閾值轉(zhuǎn)換速率值時，確定為出現(xiàn)故障狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述故障閾值轉(zhuǎn)換速率值大于在所述輸出電壓的瞬態(tài)負載狀態(tài)期間出現(xiàn)的所述反饋信號的轉(zhuǎn)換速率。

根據(jù)本公開的另一方面，公開一種發(fā)動隔離式電源的軟啟動的方法。所述電源包括控制器、具有初級繞組和次級繞組的變壓器、耦合到所述變壓器的初級繞組的至少一個功率開關(guān)、輸入端子、耦合到所述次級繞組的輸出端子、耦合到所述輸出端子的反饋電路以及耦合在所述反饋電路和所述控制器之間以向所述控制器提供反饋信號的至少一個隔離裝置。所述方法包括當在所述電源的輸入端子處檢測到輸入電壓時初始化累加器值，并且周期性地將累加器變量與所述反饋信號的誤差值進行比較。所述方法包括當所述累加器變量小于所述反饋信號的誤差值時，基于所述累加器變量來控制所述功率開關(guān)的操作，并且在每個操作周期遞增所述累加器變量。所述方法包括當所述反饋信號的誤差值小于所述累加器變量時，基于所述反饋信號的誤差值來控制所述功率開關(guān)的操作。

優(yōu)選地，所述累加器值和所述誤差值每個都指示所述功率開關(guān)的切換周期。

優(yōu)選地，所述的方法還包括：將所述累加器值與最大周期值進行比較；以及當所述累加器值超過所述最大周期值時，停止所述累加器值的遞增。

優(yōu)選地，所述發(fā)動所述電源的軟啟動的方法不包括從外部電路接收任何軟啟動觸發(fā)信號。

優(yōu)選地，所述反饋電路包括分路調(diào)節(jié)器。

根據(jù)本文提供的描述，其他方面和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。應(yīng)當理解，本公開的各個方面可以單獨地或與一個或多個其他方面組合地實現(xiàn)。還應(yīng)當理解，本文的描述和具體例子僅用于說明的目的，而不意圖限制本公開的范圍。

附圖說明

本文描述的附圖僅用于所選實施例的說明性目的，而不是所有可能的實施方式，并且不意圖限制本公開的范圍。

圖1是根據(jù)本公開的一個實施例的示例性隔離式電源的框圖。

圖2是圖1的隔離式電源的示例性電路圖。

圖3是圖2的隔離式電源的反饋電路、故障檢測電路和隔離裝置的電路圖。

圖4A和4B是圖1的隔離式電源的示例性反饋信號的線圖。

圖5A和5B是圖1的隔離式電源中的示例性反饋信號采樣的線圖。

圖6A和6B是在反饋信號增加期間的示例性反饋信號采樣的線圖。

圖7是檢測圖1的隔離式電源中的故障狀態(tài)的示例性方法的流程圖。

圖8是發(fā)動隔離式電源的軟啟動的示例性方法的流程圖。

圖9是包括用于發(fā)動隔離式電源的軟啟動的分路調(diào)節(jié)器的示例性反饋電路的電路圖。

在附圖的多個視圖中，相應(yīng)的附圖標記表示相應(yīng)的特征。

具體實施方式

現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述示例性實施例。

提供示例性實施例以使得本公開將是徹底的，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達范圍。諸如具體部件、裝置和方法的例子的眾多具體細節(jié)將被闡述，以提供對本公開的實施例的透徹理解。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，不需要采用具體細節(jié)，示例性實施例可以以許多不同的形式來實施，并且兩者都不應(yīng)被解釋為限制本公開的范圍。在一些示例性實施例中，不詳細描述公知的處理、公知的裝置結(jié)構(gòu)和公知的技術(shù)。

本文所使用的術(shù)語僅用于描述特定示例性實施例的目的，而不意圖是限制性的。除非上下文另有明確說明，否則如本文所使用的單數(shù)形式“一”、“一個”和“所述”也可意圖包括復數(shù)形式。術(shù)語“具有”、“包含”和“具有”是包括性的，并且因此指定所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或它們的組合的存在。本文所描述的方法步驟、處理和操作除非特別地被標識為執(zhí)行的順序，否則不應(yīng)被解釋為必須要求它們以所討論或說明的特定順序來執(zhí)行。還應(yīng)當理解，可以采用附加的或替代的步驟。

盡管本文中可以使用術(shù)語第一、第二、第三等來描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受限于這些術(shù)語。這些術(shù)語可以僅用于將一個元件、部件、區(qū)域、層或部分與另一個區(qū)域、層或部分區(qū)分開。當在本文中使用時，諸如“第一”、“第二”和其他數(shù)字術(shù)語的術(shù)語，除非上下文清楚地指示，否則不暗示序列或順序。因此，在不脫離示例性實施例的教導的情況下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或部分。

在本文中可以使用空間相對術(shù)語，例如“內(nèi)”、“外”、“在…下方”、“在…下面”、“較低的”、“在…上方”、“較高的”等等，便于描述如圖所示的一個元件或特征與另一個元件或特征的關(guān)系?？臻g相對術(shù)語可意圖包括除了圖中所示的方位之外的使用或操作中的裝置的不同方位。例如，如果圖中的裝置翻轉(zhuǎn)，則被描述為在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件將被定向為在其它元件或特征“上方”。因此，示例性術(shù)語“下方”可以包括上方和下方兩個方位。裝置可以另外定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其它取向)，并且本文使用的空間相對描述詞被相應(yīng)地解釋。

根據(jù)本公開的一個示例性實施例的隔離式電源在圖1中示出，并且總體上由附圖標記100表示。如圖1所示，該電源包括具有初級繞組104和次級繞組106的變壓器102。功率開關(guān)108耦合到變壓器102的初級繞組104，并且控制器110耦合到功率開關(guān)，以控制功率開關(guān)的操作。輸出端子112耦合到次級繞組106，以向負載(未示出)提供輸出電壓。

如圖1所示，隔離式電源100包括耦合到輸出端子112的反饋電路114。反饋電路114感測輸出端子112處的輸出電壓，并將感測到的輸出電壓與電壓參考進行比較，以限定反饋信號。

隔離式電源100還包括耦合在輸出端子112和反饋電路114之間的故障檢測電路116。故障檢測電路116感測輸出端子112處的輸出電壓，并將感測到的輸出電壓與故障參考進行比較。當感測到的輸出電壓超過故障參考時，故障檢測電路116修改反饋信號。

如圖1所示，隔離式電源100包括耦合在反饋電路114和控制器110之間的單個隔離裝置118。隔離裝置118將反饋信號提供給控制器110?？刂破?10是可操作的以基于反饋信號來控制功率開關(guān)，并且當反饋信號的轉(zhuǎn)換速率超過故障閾值轉(zhuǎn)換速率值時檢測為故障狀態(tài)。

因此，單個隔離裝置118可以為電源100提供反饋控制和故障保護。使用反饋信號的轉(zhuǎn)換速率來指示故障狀態(tài)可以允許使用單個隔離裝置118對電源進行斷開、復位、故障保護、鎖存保護等。這可以減少對額外的故障檢測隔離部件的需要，從而降低部件數(shù)量、電路復雜性、成本等。

可以通過來自隔離裝置118的反饋信號的轉(zhuǎn)換速率的陡度(例如，變化率、斜率等)來識別故障。例如，與故障狀態(tài)相比，在正常運行狀態(tài)和瞬態(tài)負載狀態(tài)期間，反饋信號具有較慢的轉(zhuǎn)換。在故障狀態(tài)期間，反饋信號的轉(zhuǎn)換速率值大于正常和瞬態(tài)操作狀態(tài)期間的轉(zhuǎn)換速率值，并且當轉(zhuǎn)換速率值超過故障閾值時，控制器可以檢測故障狀態(tài)。因此，來自隔離裝置118的反饋信號可在正常和瞬態(tài)操作狀態(tài)期間用作反饋控制信號，同時還在故障出現(xiàn)時基于反饋信號的增加的轉(zhuǎn)換速率值來識別故障狀態(tài)。

控制器110可以是任何合適的控制器，包括微處理器、微控制器、集成電路、數(shù)字信號處理器等。控制器110可以是可操作的，以使用任何合適的硬件和/或軟件實施方式來執(zhí)行本文所述的示例性處理中的任一個。例如，控制器110可以執(zhí)行計算機可執(zhí)行指令，可以包括一個或多個邏輯門、控制電路等。

圖2示出與圖1的電源100類似的電源200的示例性電路圖。電源200包括前端PFC電路和DC-DC轉(zhuǎn)換器。前端PFC電路從電壓源201(例如，經(jīng)由輸入端子等)接收交流(AC)輸入電壓。該輸入電壓在橋203處被整流以提供整流后電壓(rect)。然后，使用PFC控制開關(guān)Q4，整流后電壓(rect)被用于功率因數(shù)校正的PFC轉(zhuǎn)換器級轉(zhuǎn)換。PFC轉(zhuǎn)換器級向DC-DC轉(zhuǎn)換器級提供PFC電壓輸出V1。

DC-DC轉(zhuǎn)換器級接收來自PFC轉(zhuǎn)換器級的電壓輸出V1。DC-DC轉(zhuǎn)換器級包括功率開關(guān)Q2和Q3以及變壓器202。功率開關(guān)Q2和Q3耦合到變壓器202的初級側(cè)。變壓器202的次級側(cè)在電源200的輸出端子212提供輸出電壓VOUT。

反饋電路214包括比較器X1和電壓參考Vref。比較器X1將感測到的輸出電壓VOUT與電壓參考Vref進行比較，以限定反饋控制信號。例如，電壓參考Vref可以對應(yīng)于期望的輸出電壓VOUT。反饋控制信號經(jīng)由隔離裝置218提供給控制器210。反饋控制信號被控制器210用來控制功率開關(guān)Q2和Q3，從而保持期望的輸出電壓VOUT。

故障檢測電路216包括比較器X2和故障參考Vov_p。比較器X1將感測到的輸出電壓VOUT與故障參考Vov_p進行比較。例如，故障參考可以是指示不安全過電壓狀態(tài)的過電壓參考。因此，當感測到的輸出電壓超過故障參考時，故障檢測電路可以觸發(fā)故障狀態(tài)。

如圖2所示，故障檢測電路216包括故障開關(guān)Q1。當故障檢測電路216檢測到故障狀態(tài)時(例如，當比較器X2確定檢測到的輸出電壓VOUT超過故障參考Vov_p時等)，故障開關(guān)Q1被觸發(fā)(例如，被比較器X2導通)。故障開關(guān)Q1耦合到反饋電路214和隔離裝置218。故障開關(guān)Q1在被激活后通過調(diào)節(jié)反饋信號的轉(zhuǎn)換速率來修改反饋信號。例如，當故障開關(guān)Q1被激活后，故障開關(guān)Q1可以通過使隔離裝置218飽和(例如，到高飽和狀態(tài)、低飽和狀態(tài)等)而將反饋信號的轉(zhuǎn)換速率增加到超過故障閾值轉(zhuǎn)換速率。

隔離裝置218將反饋信號Verr提供給控制器210?？刂破?10使用反饋信號Verr來控制功率開關(guān)Q2和Q3二者以維持期望的輸出電壓VOUT，并且當反饋信號Verr的轉(zhuǎn)換速率值超過故障閾值時檢測為故障狀態(tài)。

如圖2所示，單個控制器210用于控制PFC轉(zhuǎn)換器級和DC-DC轉(zhuǎn)換器級二者，但是其他實施例可以包括多個控制器?？刂破?10的PFC_CONTROL部感測整流后的輸入電壓(rect)和體電壓V1，以通過調(diào)整PFC控制開關(guān)Q4的切換來成形和調(diào)節(jié)提供給DC-DC轉(zhuǎn)換器級的電壓V1。例如，控制器210可以基于感測到的電壓(rect)和V1來調(diào)節(jié)開關(guān)Q4的占空比，調(diào)節(jié)開關(guān)Q4的頻率等。

控制器210在電源200的初級側(cè)。為了控制功率開關(guān)Q2和Q3以調(diào)節(jié)輸出電壓VOUT，控制器210需要來自電源的次級側(cè)的反饋信號。反饋信號Verr被從隔離裝置218提供給控制器210。例如，控制器210可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)引腳，以對反饋信號Verr進行采樣。在一些示例性實施例中，反饋信號Verr可以與脈沖寬度調(diào)制(PWM)轉(zhuǎn)換器的占空比成比例，并且可以與諧振轉(zhuǎn)換器的切換周期成比例。

控制器210基于反饋信號Verr控制功率開關(guān)Q2和Q3，以調(diào)節(jié)輸出電壓VOUT。例如，控制器210可以基于反饋信號Verr來調(diào)整功率開關(guān)Q2和Q3的占空比(例如，經(jīng)由PWM控制信號)、功率開關(guān)Q2和Q3的切換頻率等。

控制器210還可以基于反饋信號Verr的轉(zhuǎn)換速率來監(jiān)測故障檢測。當反饋信號的轉(zhuǎn)換速率值超過故障閾值時，控制器210可以停止電源200的操作(例如，通過停止功率開關(guān)Q2和Q3的操作，通過斷開功率開關(guān)Q2和Q3等)。

圖3示出圖2中所示的電源200的反饋控制電路214和故障檢測電路216的近視圖。如上所述，反饋控制電路214的比較器X1將感測到的輸出電壓Vout與電壓參考Vref1進行比較，以限定反饋信號。反饋信號經(jīng)由隔離裝置218作為Verr提供給控制器(在圖3中未示出)。如圖3所示，隔離裝置是光耦合器，但是在其他示例性實施例中可以使用其他合適的隔離裝置。

如上所述，故障檢測電路216包括比較器X2，比較器X2將感測到的輸出電壓Vout與故障參考Vov_p進行比較。當感測到的輸出電壓Vout超過故障參考Vov_p時，該比較器激活故障開關(guān)Q1。因為故障開關(guān)Q1耦合到隔離裝置218，故障開關(guān)Q1的激活使光耦合器的二極管飽和(例如，到高飽和狀態(tài)，到低飽和狀態(tài)等)。一旦光耦合器飽和，反饋信號Verr變低。因此，當檢測到故障狀態(tài)時(例如，當輸出電壓Vout超過過壓保護參考等時)，故障檢測電路216可修改反饋信號Verr。

僅僅出于說明的目的而包括圖2和3中所示的示例性電路圖和部件，并且應(yīng)當顯而易見的是，在不脫離本公開的范圍的情況下，可以使用其他合適的電路和部件。例如，其它電源可以包括不同的PFC電路、不同的DC-DC轉(zhuǎn)換器電路等。其他電源可以包括耦合到單個隔離裝置的不同的反饋電路、不同的故障檢測電路等。

圖4A和4B示出在瞬態(tài)負載狀態(tài)(圖4A)和故障狀態(tài)(圖4B)期間變化的反饋信號變化率的比較。例如，圖4A示出在18.4微秒的時間段期間反饋信號增加30.6mV。這導致在瞬態(tài)負載狀態(tài)期間反饋信號的變化率為大約1.66mV/微秒。

圖4B示出故障狀態(tài)期間反饋信號的變化率。在該例子中，對于大約35.7mV/微秒的變化率，反饋信號電壓在11.1微秒內(nèi)下降398.2mV。因此，在故障狀態(tài)期間反饋信號的轉(zhuǎn)換速率比瞬態(tài)負載狀態(tài)期間的轉(zhuǎn)換速率大得多(例如，更陡，具有更大的斜率等)。

因此，控制器可以通過監(jiān)測反饋信號的轉(zhuǎn)換速率來確定何時出現(xiàn)了故障狀態(tài)。當轉(zhuǎn)換速率超過故障閾值時，高轉(zhuǎn)換速率指示故障狀態(tài)。轉(zhuǎn)換速率故障閾值可以被選擇為使得故障閾值高于在正常和瞬態(tài)負載狀態(tài)期間出現(xiàn)的轉(zhuǎn)換速率值，但低于在故障狀態(tài)期間出現(xiàn)的轉(zhuǎn)換速率(例如，當光耦合器飽和時等)。

在一些示例性實施例中，可以以指定的采樣頻率對反饋信號Verr進行采樣，從而在每個采樣時間產(chǎn)生采樣值dig_Verr。為了檢測反饋信號的轉(zhuǎn)換速率，可以計算連續(xù)的樣本之間的差。由于周期性采樣，這可以消除轉(zhuǎn)換速率計算的時間成分。例如，轉(zhuǎn)換速率可以計算為Vslew＝dig_Verr_previous-dig_Verr_current。對于正的Vslew值，如果Vslew的值大，則表示Verr信號中存在快速、正的變化率。如果正Vslew值高于正故障閾值，則可以指示故障狀態(tài)。對于負的Vslew值，如果Vslew的值是大的負值，則表示Verr信號中存在快速、負的變化率。如果負Vslew值低于負故障閾值，則可以指示故障狀態(tài)。在一些實施例中，Vslew的絕對值可以用于確定故障狀態(tài)。如果Vslew的絕對值大，則表示在Verr信號中存在快速的變化率。如果Vslew的絕對值超過故障閾值，則可以指示故障狀態(tài)。

圖5A和5B示出根據(jù)該方法的反饋信號Verr的示例性采樣。如圖5B所示，以5微秒間隔對反饋信號Verr進行采樣。如圖5A所示，將當前樣本dig_Verr_current與先前樣本dig_Verr_previous進行比較以確定轉(zhuǎn)換速率。如果Vslew的值低于負故障閾值，則檢測到故障狀態(tài)。類似地，如果使用Vslew的絕對值并且Vslew的絕對值高于故障閾值，則檢測到故障狀態(tài)。故障閾值可以被選擇為使得在正常和瞬態(tài)負載操作狀態(tài)期間根據(jù)該采樣方法計算出的Vslew速率將不超過故障閾值，但是當故障狀態(tài)出現(xiàn)時Vslew值將超過故障閾值(例如，當光耦合器飽和時等)。

圖6A和6B示出與圖5A和5B的例子，但是在圖6A和6B中，轉(zhuǎn)換速率值Vslew增加。因此，在一些示例性實施例中，可以監(jiān)視Vslew的值，以當Vslew以超過正故障閾值的速率增加時，當Vslew具有超過負故障閾值的負值時，當Vslew的絕對值超過絕對值故障閾值時等，檢測為故障狀態(tài)。

圖7示出用于如上所述檢測故障狀態(tài)的示例性算法700。在702，對反饋信號Verr進行采樣以獲得Verr的當前值。在704，使用先前反饋信號樣本Verr_previous和當前反饋信號樣本Verr_present的絕對值來計算轉(zhuǎn)換速率值Vslew。

在706，將轉(zhuǎn)換速率值Vslew與故障參考Vfault_reference進行比較。如果轉(zhuǎn)換速率值大于故障參考，則確定為故障狀態(tài)。如果轉(zhuǎn)換速率值小于故障參考，則檢測為沒有故障狀態(tài)，并且電源的正常運行可以繼續(xù)。

在另一方面，公開一種檢測隔離式電源中的故障狀態(tài)的方法。該電源包括控制器、具有初級繞組和次級繞組的變壓器、耦合到變壓器的初級繞組的至少一個功率開關(guān)、耦合到次級繞組的輸出端子、耦合到輸出端子的反饋電路、耦合在輸出端子和反饋電路之間的故障檢測電路以及耦合在反饋電路和控制器之間的單個隔離裝置。

該示例性方法包括經(jīng)由單個隔離裝置將反饋信號傳輸?shù)娇刂破?。通過將在輸出端子處感測到的輸出電壓與電壓參考進行比較來限定反饋信號。該方法還包括基于在控制器處接收到的反饋信號來控制功率開關(guān)的切換操作，以及當感測到的輸出電壓超過故障參考時，修改經(jīng)由單個隔離裝置傳輸?shù)娇刂破鞯姆答佇盘?。該方法還包括當反饋信號的轉(zhuǎn)換速率超過故障閾值轉(zhuǎn)換速率值時檢測為故障狀態(tài)。

修改反饋信號可以包括通過使隔離裝置飽和到高飽和狀態(tài)或低飽和狀態(tài)來增加反饋信號的轉(zhuǎn)換速率的值。轉(zhuǎn)換速率值可以是正轉(zhuǎn)換速率值、負轉(zhuǎn)換速率值、絕對轉(zhuǎn)換速率值等。檢測故障狀態(tài)可以包括周期性地對反饋信號進行采樣，將當前反饋信號樣本與先前的反饋信號樣本進行比較，以及當當前反饋信號樣本與先前的反饋信號樣本之間的差超過故障閾值轉(zhuǎn)換速率值時，確定為出現(xiàn)了故障狀態(tài)。故障閾值轉(zhuǎn)換速率值可以大于在輸出電壓的瞬態(tài)負載狀態(tài)期間出現(xiàn)的反饋信號的轉(zhuǎn)換速率。

該示例性方法可以由任何合適的電源中的任何合適的控制器來執(zhí)行，包括但不限于本文所述的示例性控制器和電源。

根據(jù)本公開的另一方面，圖2中示出發(fā)動隔離式電源的軟啟動的示例性方法800。示例性方法800可以不需要任何外部觸發(fā)器、外部電路等來發(fā)動電源的軟啟動。在包括PFC轉(zhuǎn)換器級和DC-DC轉(zhuǎn)換器級的示例性電源實施例中，DC-DC轉(zhuǎn)換器級的啟動可以僅需要在PFC轉(zhuǎn)換器級和DC-DC轉(zhuǎn)換器級之間存在穩(wěn)定的體電壓(例如，對DC-DC轉(zhuǎn)換器級的輸入電壓)。因此，在步驟802，方法800包括確定是否存在體電壓。如果沒有電壓，則電源保持斷開。如果存在體電壓，則控制器發(fā)動電源的軟啟動。

在施加輸入電壓時，可從輔助轉(zhuǎn)換器偏置輸出獲取電壓參考。在最初啟動時，電源的輸出電壓大約為0V。當將0V的輸出電壓與如圖3所示的電壓參考進行比較時，例如，誤差放大器X1的輸出將被強制為高。該逆轉(zhuǎn)使二極管D1和隔離裝置218的光耦合器的二極管偏置。光耦合器的晶體管側(cè)進入截止區(qū)并且反饋信號Verr為高。

在LLC轉(zhuǎn)換器的正常操作期間，當Verr為高時，功率開關(guān)控制的頻率將被設(shè)置為低值，以便增加輸出電壓。然而，在軟啟動操作期間不是這種情況。在軟啟動期間，使用累加器變量代替反饋信號Verr以產(chǎn)生脈沖。這有效地繞過了最初控制計算。LLC變換器的累加器變量最初設(shè)置為表示高頻(例如，通過具有對應(yīng)于低切換周期的低值)。

在804，累加器值在每個循環(huán)執(zhí)行周期遞增。遞增累加器值使得轉(zhuǎn)換器切換的頻率逐漸減小，從而增加輸出電壓。隨著轉(zhuǎn)換器切換的頻率減小，輸出電壓接近電壓參考，并且反饋信號Verr減小。一旦反饋信號Verr產(chǎn)生大于累加器值切換頻率的切換頻率，則轉(zhuǎn)換器切換頻率的控制轉(zhuǎn)換到Verr反饋信號。這在圖8中的806和808示出。

在806，將累加器值與最大周期值進行比較。如果累加器值大于最大周期值，則累加器值被鉗制并且不再遞增。這指示累加器值已達到轉(zhuǎn)換器的最低可接受切換頻率。

如果累加器值尚未達到最大周期值，則在808將累加器變量與反饋信號采樣誤差dig_Verr進行比較。如果累加器值大于反饋信號采樣誤差，則軟啟動控制結(jié)束，并且切換頻率的控制轉(zhuǎn)換到反饋信號(例如，然后將基于反饋信號確定轉(zhuǎn)換器切換頻率)。如果累加器值小于反饋信號采樣誤差，則繼續(xù)基于累加器值控制轉(zhuǎn)換器切換頻率，并且處理返回到804，在此遞增累加器值。

因此，該示例性軟啟動發(fā)動處理800允許最初基于累加器值來控制轉(zhuǎn)換器切換頻率，然后一旦反饋信號誤差值小于累加器值則基于反饋信號誤差值轉(zhuǎn)換到控制。因此，與通?；诜答佇盘栒`差值控制出現(xiàn)的較快增加相反，基于累加器值，電源的輸出電壓可以最初更緩慢地升高。

根據(jù)另一方面，公開一種發(fā)動隔離式電源的軟啟動的方法。該電源包括控制器、具有初級繞組和次級繞組的變壓器、耦合到變壓器的初級繞組的至少一個功率開關(guān)、輸入端子、耦合到次級繞組的輸出端子、耦合到輸出端子的反饋電路以及耦合在反饋電路和控制器之間以向控制器提供反饋信號的至少一個隔離裝置。

該示例性方法包括當在電源的輸入端子處檢測到輸入電壓時初始化累加器值，并周期性地將累加器變量與反饋信號的誤差值進行比較。當累加器變量小于反饋信號的誤差值時，基于累加器變量控制功率開關(guān)的操作，并且在每個操作周期遞增累加器變量。當反饋信號的誤差值小于累加器變量時，基于反饋信號的誤差值來控制功率開關(guān)的操作。

該方法可以包括將累加器變量與最大周期值進行比較，并且當累加器變量超過最大周期值時，停止累加器變量的遞增。累加器變量和誤差值每個都指示功率開關(guān)的切換周期。在一些方面，發(fā)動電源的軟啟動可以不包括從外部電路接收任何軟啟動觸發(fā)信號。

該示例性方法可以由任何合適的電源中的任何合適的控制器來執(zhí)行，包括但不限于本文所述的示例性控制器和電源。例如，控制器可以是可操作的以通過使用累加器變量而不是反饋信號來發(fā)動電源的軟啟動，以在啟動期間以初始高頻率操作功率開關(guān)。然后，控制器可以在每次執(zhí)行控制循環(huán)周期時遞增累加器變量以減小功率開關(guān)操作的頻率，并且一旦反饋信號的誤差值指示功率開關(guān)以高于由累加器變量指示的操作頻率的頻率操作時，則切換到基于反饋信號控制功率開關(guān)。

在一些示例性實施例中，可以用分路調(diào)節(jié)器(shunt regulator)(或具有與分路調(diào)節(jié)器類似功能的其它合適的部件)代替誤差放大器。圖9示出具有耦合到隔離裝置918的分路調(diào)節(jié)器920的示例性反饋電路914。

因為軟啟動例程不需要來自次級側(cè)的信號，所以一旦檢測到輸入電壓，軟啟動例程就可立即開始。軟啟動例程的發(fā)動將導致輸出電壓Vout_p增加，這將最終激活分路調(diào)節(jié)器920并經(jīng)由隔離裝置918發(fā)動閉環(huán)控制。

在不脫離本公開的范圍的情況下，本文公開的示例性實施例和各方面中的任一個都可以與本文公開的任何其它示例性實施例和方面的任何合適的組合來使用。例如，在不脫離本公開的范圍的情況下，本文描述的電源可以實現(xiàn)其他控制方法，本文描述的控制方法可以在其他電源中實現(xiàn)等。

本公開的示例性實施例和各方面可以提供以下優(yōu)點中的任何一個：可以使用單個隔離裝置進行關(guān)斷、復位、故障檢測、鎖存保護等，減少對附加故障隔離裝置的需要，降低部件數(shù)量，降低電路復雜性，降低成本，使用單個DSP來控制PFC轉(zhuǎn)換器級和DC-DC轉(zhuǎn)換器級，具有沒有額外的外部軟啟動發(fā)動電路就可以發(fā)動軟啟動的能力等。

出于說明和描述的目的提供了對實施例的前述描述。該描述并不意圖是窮盡的或限制本公開。即使沒有具體示出或描述，特定實施例的各個元件或特征通常也不限于該特定實施例，而是在可應(yīng)用的情況下是可互換的并且可以用在所選實施例中。這些元件或特征還可以以許多方式變化。這樣的變化不被認為是偏離本公開，并且所有這樣的修改都旨在被包括在本公開的范圍內(nèi)。