[发明专利]在松弛震荡极值处具有切换请求的输出侧控制器

说明书

用于在隔离式功率转换器中使用的控制电路，包括具有开关控制信号生成器和极值定位器的输出侧第一控制器。开关控制信号生成器经由隔离接口将控制信号传送到功率转换器的输入侧的第二控制器，以发起开关从关断状态到接通状态的转变。极值定位器响应于能量传递元件的输出端子处的振荡电压信号启用开关控制信号生成器来传送控制信号。极值定位器启用开关控制信号生成器，使得开关从关断状态到接通状态的转变基本上在振荡电压信号达到极值时发生。

相关申请的交叉引用

本申请根据专利合作条约(PCT)第8条要求享有于2014年10月21日提交的美国非临时申请14/520,142的优先权，该申请的内容通过引用方式被纳入本文。

背景信息

技术领域

本公开内容总体上涉及用于开关模式功率转换器的控制器，并且具体地涉及具有输入侧控制器和输出侧控制器的功率转换器，其中，输出侧控制器经由隔离屏障(isolation barrier)将切换请求信号传送到输入侧控制器以控制输入侧开关。

背景技术

开关模式功率转换器广泛地用于需要经调节的直流(dc)源来运行的家用电器或工业电器，诸如例如通常用于电子移动设备的电池充电器。离线式(offline，电网供电的)ac-dc转换器将低频(例如，50Hz或60Hz)高电压ac(交流)输入电压转换为所需电平的dc输出电压。各种类型的开关模式功率转换器由于它们良好调节的输出、高效率和小尺寸及它们的安全和保护特征而受欢迎。

隔离式开关模式功率转换器的安全要求通常要求使用高频变压器来除了提供输出处的电压调节之外，还提供在开关模式功率转换器的输入与输出之间的电流隔离(galvanic isolation)。隔离式开关模式功率转换器的常见拓扑结构可以包括反激式、正激式、隔离半桥式/全桥式以及包括谐振类型的许多其他结构。

开关模式功率电源中的一个损耗源是在接通和关断功率开关期间的切换损耗。在隔离式开关模式功率转换器中，由于变压器的漏电感与功率开关的输出电容(例如，在功率MOSFET上的总寄生电容)之间的谐振，可能发生高频(HF)接通振荡(oscillation)。在隔离式开关模式功率转换器的不连续电流模式DCM运行中，除了上述HF接通振荡之外，在变压器的磁电感与功率开关的输出电容之间也可能发生第二较低频率振荡。该第二较低频率振荡通常可以被称为准谐振(QR)运行模式。一种减少隔离式DCM开关模式功率转换器中的接通损耗的方法是功率开关的准谐振波谷切换，其中直接监测输入参数诸如开关电流，使得在输入侧开关上的电压在输入侧开关接通时处于或接近最小值。

附图说明

参考以下附图描述了本发明的非限制性和非穷尽性的实施方案，其中，除非另有说明，否则相同的附图标记在各个视图中指代相同的部件。

图1A示出了根据本公开内容的教导的具有带有极值定位器(extremum locator)的输出控制器的一种示例性隔离式功率转换器。

图1B示出了根据本公开内容的教导的具有带有极值定位器的输出控制器的一种示例性非隔离式功率转换器。

图2A例示出了一种示例性隔离式功率转换器。

图2B和图2C例示出与通过图2A的功率转换器的能量传递相关联的各种波形。

图3A是根据本公开内容的教导的一种示例性极值定位器的第一部分的功能框图。

图3B是图3A的上半震荡检测器的一个示例性电路图。

图3C是图3A的参考电压生成器的一个示例性电路图。

图3D是图3A的示例极值定位器的剩余部分的功能框图。

图4A是图3D的模数转换器(ADC)的一个示例性电路图。

图4B是图3D的数模转换器(DAC)的一个示例性电路图。