17彡18彡19彡t i。彡t n。
[0041] 當(dāng)輸出負(fù)載降低時(shí)，系統(tǒng)100的最大操作頻率也減小。反饋信號(hào)158經(jīng)常波動(dòng)，這 可使功率開關(guān)106在信號(hào)198的不同波谷處導(dǎo)通，從而產(chǎn)生噪聲。尤其，如圖3所示，在t 4 和t5之間的時(shí)間段T i期間，驅(qū)動(dòng)信號(hào)160處于邏輯高電平（例如，如波形300所示），并且 功率開關(guān)106被閉合（例如，接通）。電流感測(cè)信號(hào)192在量值上增大（例如，如波形304 所示）。如波形306所示，信號(hào)198保持處于低量值（例如，0)，并且如波形308所示，檢測(cè) 信號(hào)194保持處于低量值（例如，0)。
[0042] 在t5處，電流感測(cè)信號(hào)192達(dá)到反饋信號(hào)158 (例如，如波形302和304所示），并 且比較器150將比較信號(hào)變?yōu)檫壿嫺唠娖?。作為響?yīng)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)160從邏輯高電平變?yōu)檫壿?低電平（例如，如波形300所示），并且功率開關(guān)106被斷開（例如，被關(guān)斷）。如波形304 所示，電流感測(cè)信號(hào)192迅速減小到低量值（例如，0)。信號(hào)198 (例如，INV)迅速增大到 量值316 (例如，如波形306所示）。系統(tǒng)100進(jìn)入退磁過程。在退磁過程完成之后，在初級(jí) 繞組108和功率開關(guān)106的寄生電容器168之間發(fā)生串聯(lián)諧振。在丨 6處，信號(hào)198 (例如， INV)變?yōu)榫植孔钚≈?22 (例如，如波形306所示的第一波谷），并且由退磁檢測(cè)器152在 檢測(cè)信號(hào)194中生成脈沖（例如，如波形308所示）。
[0043] 如果反饋信號(hào)158具有較小量值，則電流感測(cè)信號(hào)192的峰值320是較小的。另 外，與功率開關(guān)106相關(guān)聯(lián)的接通時(shí)間段和退磁時(shí)段也相對(duì)較短。對(duì)應(yīng)于最大操作頻率的 時(shí)間段在扒處開始，并且在晚于信號(hào)198的第一波谷（例如，在％處）的〖 7處結(jié)束。如波 形300所示，驅(qū)動(dòng)信號(hào)160在信號(hào)198的第二波谷處（例如，在&處）而不是在第一波谷 處（例如，在16處）從邏輯低電平變?yōu)檫壿嫺唠娖健?br>[0044] 在功率開關(guān)106隨后的開關(guān)周期T2(例如，在％和t n之間）中，反饋信號(hào)158具 有相對(duì)較大的量值，并且電流感測(cè)信號(hào)192的峰值324相對(duì)較大。此外，與功率開關(guān)106相 關(guān)聯(lián)的接通時(shí)間段和退磁時(shí)段變?yōu)橄鄬?duì)較長(zhǎng)。在!^期間，最大操作頻率可隨著反饋信號(hào)158 增大。對(duì)應(yīng)于最大操作頻率的時(shí)間段在t s處開始，并且在早于信號(hào)198的第一波谷（例如， 在tn處）的t i。處結(jié)束。如波形300所示，驅(qū)動(dòng)信號(hào)160在信號(hào)198的第一波谷處（例如， 在tn處）從邏輯低電平變?yōu)檫壿嫺唠娖?。如上面所描述的，在不同開關(guān)周期期間功率開關(guān) 106在不同波谷處被閉合（例如，被接通），從而系統(tǒng)100的操作頻率波動(dòng)以導(dǎo)致噪聲（例 如，低頻噪聲）。
[0045] 圖4是在準(zhǔn)諧振（QR)模式下運(yùn)行的反激式電源變換系統(tǒng)100的簡(jiǎn)化時(shí)序圖，其示 出了如果輸出負(fù)載減小到一定程度，可能不會(huì)實(shí)現(xiàn)波谷導(dǎo)通。波形400表示作為時(shí)間的函 數(shù)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)160,波形402表示作為時(shí)間的函數(shù)的電流感測(cè)信號(hào)192,波形406表示作為 時(shí)間的函數(shù)的信號(hào)198,波形408表示作為時(shí)間的函數(shù)的檢測(cè)信號(hào)194,波形410表示與系 統(tǒng)100的最大操作頻率相關(guān)聯(lián)的的信號(hào)173,以及波形412表示與系統(tǒng)100的最小操作頻率 相關(guān)聯(lián)的?目號(hào)176。例如，t 13< 114< 115< 116。
[0046] 如果輸出負(fù)載被降低到一定程度，系統(tǒng)100的最大操作頻率繼續(xù)減小，并且可能 無法實(shí)現(xiàn)波谷導(dǎo)通。尤其，如圖4所示，在t 13和t 14之間的接通時(shí)間段期間，驅(qū)動(dòng)信號(hào)160 處于邏輯高電平（例如，如波形400所示），并且功率開關(guān)106被閉合（例如，接通）。電流 感測(cè)信號(hào)192在量值上增大（例如，如波形402所示）。如波形406所示，信號(hào)198保持處 于低量值（例如，〇)，并且如波形408所示，檢測(cè)信號(hào)194保持處于低量值（例如，0)。
[0047] 在t14處，驅(qū)動(dòng)信號(hào)160從邏輯高電平變?yōu)檫壿嫷碗娖剑ɡ?，如波?00所示）， 并且功率開關(guān)106被斷開（例如，被關(guān)斷）。如波形402所示，電流感測(cè)信號(hào)192迅速減小 到低量值（例如，〇)。信號(hào)198 (例如，INV)迅速增大到量值416 (例如，如波形406所示）。 系統(tǒng)100進(jìn)入退磁過程。在退磁過程完成之后，在初級(jí)繞組108和功率開關(guān)106的寄生電 容器168之間發(fā)生串聯(lián)諧振。
[0048] 如圖4所示，最大操作頻率減小到低量值（例如，低于35kHz)，從而在信號(hào)198中 的許多波谷（例如，七個(gè)波谷）通過之前，開關(guān)106不導(dǎo)通。其后，串聯(lián)諧振的量值可能已 經(jīng)減小到低量值（例如，如波形406所示）。檢測(cè)信號(hào)198的波谷變得很難，然后，開關(guān)106 僅響應(yīng)于與系統(tǒng)100的最小操作頻率相關(guān)聯(lián)的信號(hào)176而導(dǎo)通。具體地，對(duì)應(yīng)于最大操作 頻率的時(shí)間段在t 13處開始，并且在115處結(jié)束。對(duì)應(yīng)于最小操作頻率的另一時(shí)間段在113處 開始，并且在晚于t 15的116處結(jié)束。在116處，驅(qū)動(dòng)信號(hào)160從邏輯低電平變?yōu)檫壿嫺唠娖?(例如，如波形400所示）。這樣，無法實(shí)現(xiàn)波谷導(dǎo)通。
[0049] 如果系統(tǒng)100的輸出負(fù)載減小到非常低的量值（例如，低于滿負(fù)載的10% )，系統(tǒng) 100進(jìn)入可控脈沖（burst)操作模式（例如，如圖5所示）。
[0050] 圖5是在準(zhǔn)諧振（QR)模式下運(yùn)行的反激式電源變換系統(tǒng)100的簡(jiǎn)化時(shí)序圖，其示 出了可控脈沖頻率可變?yōu)樾∮?0kHz而大于1kHz。波形500表示作為時(shí)間的函數(shù)的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)160,波形502表示作為時(shí)間的函數(shù)的電流感測(cè)信號(hào)192,波形504表示作為時(shí)間的函數(shù) 的反饋信號(hào)158 (FB)。例如，t2。彡121彡122彡123彡1 24彡125。
[0051] 如圖5所示，在t2。和124之間，反饋信號(hào)158在量值上減小，并且開關(guān)106響應(yīng)于 驅(qū)動(dòng)信號(hào)160以開關(guān)頻率斷開和閉合。在t24處，反饋信號(hào)158在量值上變?yōu)樾∮诨虻扔谳^ 低的閾值508 (例如，Vin buiJ，并且驅(qū)動(dòng)信號(hào)160變?yōu)檫壿嫷碗娖?。在t24和125之間，驅(qū)動(dòng) 信號(hào)160保持處于邏輯低電平，并且反饋信號(hào)158在量值上增大。在t 25處，反饋信號(hào)158 在量值上變?yōu)榇笥诨虻扔谳^高的閾值506 (例如，Vciut bun3t)，并且功率開關(guān)106響應(yīng)于驅(qū)動(dòng) 信號(hào)160以開關(guān)頻率斷開和閉合。作為示例，開關(guān)頻率不小于20kHz，并且與可控脈沖周期 (例如，在t 2。和125之間）相對(duì)應(yīng)的可控脈沖頻率小于20kHz而大于1kHz。由于可控脈沖 頻率在可聽到的頻率范圍之內(nèi)，可能生成可聽到的噪聲。此外，波谷導(dǎo)通無法被實(shí)現(xiàn)，從而 系統(tǒng)效率低下。
[0052] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出了電源變換系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。此圖僅僅是示例，其不 應(yīng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到許多變化、替代和修改。
[0053] 電源變換系統(tǒng)600包括初級(jí)繞組608,次級(jí)繞組610,輔助繞組612,功率開關(guān)606， 電流感測(cè)電阻器604,兩個(gè)二極管614和616,電容器618、620和626,整流橋628,電阻器 630、632和634,系統(tǒng)控制器602,驅(qū)動(dòng)組件681，以及隔離反饋組件603。隔離反饋組件603 包括電阻器636、638、640和642,電容器622、624和646,三端調(diào)節(jié)器643以及光耦合器644。 系統(tǒng)控制器602包括電阻器648、波谷抖動(dòng)組件680,第一頻率跳變組件682以及第二頻率 跳變組件684。例如，功率開關(guān)606包括雙極結(jié)型晶體管。在另一示例中，功率開關(guān)606包 括場(chǎng)效應(yīng)晶體管（例如，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）。在又一示例中，功率開關(guān)606 包括絕緣柵雙極晶體管。
[0054] 如圖6所示，根據(jù)一些實(shí)施例，電源變換系統(tǒng)600使用包括初級(jí)繞組608和次級(jí) 繞組610的變壓器來隔離電源變換系統(tǒng)600的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)。例如，與次級(jí)側(cè)上的輸出 電壓656有關(guān)的信息可通過包括電阻器638和642的分壓器來提取。在另一示例中，反饋 信號(hào)658是基于與輸出電壓656有關(guān)的信息生成的。作為示例，控制器602接收反饋信號(hào) 658 (例如，在端子FB處），并生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)660 (例如，在端子Gate處）來接通或關(guān)斷開關(guān) 606以便于調(diào)節(jié)輸出電壓656。在另一示例中，如果功率開關(guān)606被閉合（例如，接通），則 能量被存儲(chǔ)在包括初級(jí)繞組608和次級(jí)繞組610的變壓器中。在又一示例中，如果功率開 關(guān)606被斷開（例如，關(guān)斷），則所存儲(chǔ)的能量被釋放到輸出端666,并且系統(tǒng)600進(jìn)入退磁 過程。在又一不例中，信號(hào)698 (例如，INV)通過包括電阻器632和634的分壓器來映射輔 助繞組612的繞組電壓696。
[0055] 根據(jù)另一實(shí)施例，在退磁過程完成（例如，所存儲(chǔ)的能量被完全釋放到輸出端 666)后，在初級(jí)繞組608和功率開關(guān)606的寄生電容器之間發(fā)生串聯(lián)諧振。例如，如果在 串聯(lián)諧振期間電容器的電壓降達(dá)到局部最小值（例如，在功率開關(guān)606的端子之間的電壓 降達(dá)到局部最小值），則系統(tǒng)控制器602改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)660以閉合（例如，接通）功率開關(guān) 606。在另一示例中，開關(guān)606的開關(guān)周期包括在其間開關(guān)606被閉合（例如，接通）的接通 時(shí)間段和在其間開關(guān)606被斷開（例如，關(guān)斷）的關(guān)斷時(shí)間段。在又一示例中，控制器602 接收信號(hào)698(例如，在端子INV處）和與在接通時(shí)間段期間流經(jīng)功率開關(guān)606的電流693 相關(guān)聯(lián)的電流感測(cè)信號(hào)692 (例如，在端子CS處）。
[0056] 根據(jù)一些實(shí)施例，波谷抖動(dòng)組件680被配置成生成到驅(qū)動(dòng)組件681的信號(hào)685 (例 如，on)，該信號(hào)685操作功率開關(guān)606處于波谷抖動(dòng)模式中（例如，如圖7 (A)、7 (B)和/或 7(C)所示）。例如，波谷抖動(dòng)組件680還被配置成在與退磁過程相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)退磁 時(shí)段期間，確定信號(hào)698中的多個(gè)波谷（例如，三個(gè)連續(xù)波谷）。作為示例，在重輸出負(fù)載 (例如，> 50%的滿輸出負(fù)載）的情況下，波谷抖動(dòng)組件680被配置成在多個(gè)波谷中的一個(gè) 波谷處（例如，周期性地）閉合（例如，接通）功率開關(guān)606以實(shí)現(xiàn)波谷導(dǎo)通（例如，如圖 7(A)、7(B)和 /或 7(C)所示）。
[0057] 根據(jù)某些實(shí)施例，第一頻率跳變組件682被配置成生成到驅(qū)動(dòng)組件681的信號(hào) 683 (例如，如圖10所示的Skip_ofT_l)，該信號(hào)683操作功率開關(guān)606處于第一頻率跳變 模式中（例如，如圖8所示）。例如，第一頻率跳變周期包括初始跳變-接通時(shí)間段和初始 跳變關(guān)斷時(shí)間段。在另一示例中，初始跳變-接通時(shí)間段包括功率開關(guān)606的多個(gè)接通時(shí) 間段，并且開關(guān)606在初始跳變-接通時(shí)間段期間保持?jǐn)嚅_（例如，如圖8所示）。作為 示例，反饋信號(hào)658被用于確定初始跳變-接通時(shí)間段和初始跳變-關(guān)斷時(shí)間段。作為又 一示例，第一頻率跳變組件682被配置成在相對(duì)較輕的輸出負(fù)載（例如，滿輸出負(fù)載的~ 25% -50% )下操作功率開關(guān)606處于第一頻率跳變模式中。
[0058] 根據(jù)一些實(shí)施例，第二頻率跳變組件684被配置成生成到驅(qū)動(dòng)信號(hào)681的信號(hào) 687 (例如，如圖10所示的Skip_off_2)，該信號(hào)687操作功率開關(guān)606處于第二頻率跳變模 式中（例如，如圖9所示）。例如，第二頻率跳變周期包括次級(jí)跳變-接通時(shí)間段和次級(jí)跳 變-關(guān)斷時(shí)間段。作為示例，次級(jí)跳變-接通時(shí)間段對(duì)應(yīng)于包括初始跳變-接通時(shí)間段和 初始跳變-關(guān)斷時(shí)間段的第一頻率跳變周期，并且在次級(jí)跳變-關(guān)斷時(shí)間段期間，開關(guān)606 保持?jǐn)嚅_（例如，如圖9所示）。作為又一示例，反饋信號(hào)658被用于確定次級(jí)跳變-接通 時(shí)間段和次級(jí)跳變-關(guān)斷時(shí)間段。作為又一示例，第二頻率跳變組件684被配置成在非常 輕的輸出負(fù)載（例如，滿輸出負(fù)載的~10% )下，操作功率開關(guān)606處于第二頻率跳變模式 中。
[0059] 如圖6所示，根據(jù)某些實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)組件681被配置成接收信號(hào)683、685和687,并 且至少部分基于信號(hào)683、685和687生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)660以接通和關(guān)斷開關(guān)606。
[0060] 圖7(A)是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示出了至少基于反饋信號(hào)658確定的波谷抖 動(dòng)模式的子模式的簡(jiǎn)圖。該圖僅僅是示例，其不應(yīng)該過度地限制權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到許多變更、替換和修改。
[0061] 根據(jù)一些實(shí)施例，圖7(A)不出了波谷抖動(dòng)模式的兩個(gè)子模式。例如，第一子模式 與在信號(hào)698的第二、第三和第四波谷處的波谷導(dǎo)通相關(guān)聯(lián)（例如，如圖7 (C)所示），而第 二子模式與在信號(hào)698的第一、第二和第三波谷處的波谷導(dǎo)通相關(guān)聯(lián)（例如，如圖7(B)所 示）。作為示例，如果反饋信號(hào)658在量值上增加到等于或大于閾值電壓VTl (例如，3. 0V)， 則系統(tǒng)控制器602中的波谷抖動(dòng)組件680在功率開關(guān)606的三個(gè)連續(xù)開關(guān)周期中分別在信 號(hào)698的第一、第二和第三波谷處閉合（例如，接通）功率開關(guān)606。作為另一示例，如果反 饋信號(hào)658在量值上減小到等于或小于閾值電壓VT2 (例如，2. 4V)，則系統(tǒng)控制器602中的 波谷抖動(dòng)組件680在功率開關(guān)606的三個(gè)連續(xù)開關(guān)周期中分別在信號(hào)698的第二、第三和 第四波谷處閉合（例如，接通）功率開關(guān)606。作為又一示例，如果系統(tǒng)控制器602在波谷 抖動(dòng)模式下運(yùn)行，則第一頻率跳變組件682將信號(hào)683保持處于邏輯低電平，并且第二頻率 跳變組件684將信號(hào)687保持處于邏輯低電平。
[0062] 圖7(B)是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、作為系統(tǒng)控制器602的一部分的波谷抖動(dòng) 組件680的簡(jiǎn)化時(shí)序圖。該圖僅僅是示例，其不應(yīng)該過度地限制權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到許多變更、替換和修改。波形702表示作為時(shí)間的函數(shù)的驅(qū)動(dòng)信 號(hào)660,波形704表示作為時(shí)間的函數(shù)的信號(hào)698 (例如，INV)，以及波形706表示作為時(shí)間 的函數(shù)的一個(gè)或多個(gè)波谷檢測(cè)信號(hào)（例如，Valley on)。
[0063] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，如果反饋信號(hào)658在量值上增加到變得等于或大于閾值電壓 VTl (例如，3. 0V)，則波谷抖動(dòng)組件680使用信號(hào)698的第一、第二和第三波谷來執(zhí)行波谷導(dǎo) 通抖動(dòng)。例如，波谷導(dǎo)通組件680確定針對(duì)每個(gè)波谷抖動(dòng)周期的波谷導(dǎo)通的次序是第一波 谷、第二波谷、第三波谷和第二波谷。在一些實(shí)施例中，如圖7(B)所示，在第一波谷抖動(dòng)周 期（T jlttCTl)期間，驅(qū)動(dòng)信號(hào)660分別在對(duì)應(yīng)于信號(hào)698中的第一波谷、第二波谷、第三波谷 和第二波谷的t 2(]、t21、t22和123處從邏輯低電平變?yōu)檫壿嫺唠娖?。例如，?duì)應(yīng)于第一波谷抖 動(dòng)周期T ]lttCTl的第一波谷抖動(dòng)頻率大于20kHz，并且超出了可聽到的頻率范圍。在某些實(shí) 施例中，如果功率開關(guān)606的平均開關(guān)頻率大于80kHz，則第一波谷抖動(dòng)頻率大于20kHz。
[0064] 根據(jù)另一實(shí)施例，波谷722與在開關(guān)606的第一開關(guān)周期（例如，Tswl)期間的第一 退磁過程相關(guān)聯(lián)，波谷730和732與在開關(guān)606的第二開關(guān)周期（例如，T sw2)期間的第二退 磁過程相關(guān)聯(lián)，波谷740、742和744與在開關(guān)606的第三開關(guān)周期（例如，Tsw3)期間的第三 退磁過程相關(guān)聯(lián)，以及波谷750和752與在開關(guān)606的第四開關(guān)周期（例如，T sw4)期間的第 四退磁過程相關(guān)聯(lián)。例如，第一開關(guān)周期（例如，Tswl)、第二開關(guān)周期（例如，T sw2)和第三開 關(guān)周期（例如，Tsw3)彼此之間在持續(xù)時(shí)間上不相等。在另一示例中，第二開關(guān)周期（例如， Tsw2)和第四開關(guān)周期（例如，Tsw4)在持續(xù)時(shí)間上彼此相等。
[0065] 圖7(C)是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的、作為系統(tǒng)控制器602的一