[发明专利]用于开关电源的功率转换器及其操作方式

权利要求书

1.一种开关电源，包括：

被配置为执行DC-DC功率转换的反激式功率转换器，其具有变压器、用于通过所述变压器的初级绕组从电源电压汲取电流的低侧开关和用于将来自所述变压器的初级绕组的电流放电到缓冲电容器的高侧开关；以及

控制器，其被配置为同步地控制所述低侧开关和所述高侧开关的断开和闭合以在反馈回路中形成调节的输出电压，所述输出电压由在所述变压器的次级绕组中感应的电流形成，其中，所述控制器被配置为选择性地在以下操作：频率控制模式，其中，在反馈回路中控制开关频率以调节输出电压；和电流控制模式，其中，在反馈回路中控制针对每个开关循环的所述变压器的初级绕组中的峰值电流，用于调节输出电压。

2.根据权利要求1所述的开关电源，其中，在每个开关循环过程中，所述高侧开关保持断开而所述低侧开关闭合然后断开，以及其中所述低侧开关保持断开而所述高侧开关闭合然后断开。

3.根据权利要求2所述的开关电源，其中，所述高侧开关闭合的时间短于所述低侧开关断开的时间。

4.根据权利要求2所述的开关电源，其中，所述高侧开关闭合，然后在所述低侧开关闭合之前立即断开。

5.根据权利要求2所述的开关电源，其中，在所述低侧开关的操作期间在所述低侧开关和所述高侧开关之间的节点处产生第一电压，以及其中当所述电源电压大于所述第一电压时，所述高侧开关闭合，以及其中当第一电压电源电压下降到所述电源电压的电平时，所述高侧开关断开，以及其中，所述第一电压在所述高侧开关闭合之前振荡至少一个循环。

6.根据权利要求2所述的开关电源，其中，所述高侧开关和所述低侧开关中的一个或两个根据零伏特开关操作。

7.根据权利要求2所述的开关电源，其中，所述高侧开关和所述低侧开关二者根据零伏特开关操作而不管电源的负载如何。

8.根据权利要求1所述的开关电源，其中，在低于第一负载功率阈值时，所述功率转换器在频率控制模式下操作，以及其中，当负载功率超过所述第一负载功率阈值时，所述功率转换器过渡到电流控制模式。

9.根据权利要求8所述的开关电源，其中，当负载功率下降到低于第二负载功率阈值时，所述功率转换器从所述电流控制模式过渡到所述频率控制模式，所述第二负载功率阈值低于所述第一负载功率阈值，因此功率转换器基于负载功率并且具有滞后地在频率控制模式和电流控制模式之间过渡。

10.根据权利要求9所述的开关电源，其中，当所述功率转换器在所述电流控制模式和所述频率控制模式之间过渡时，所述开关频率突然变化。

11.根据权利要求10所述的开关电源，其中，单片集成电路芯片包括低驱动器控制器，以及其中，开关频率由振荡器控制，以及其中，所述振荡器可通过可调电容器和包含在所述单片集成电路芯片中的可调电阻器来调谐。

12.根据权利要求1所述的开关电源，其中，所述峰值电流在所述频率控制模式下具有初始值，并且其中，所述峰值电流在轻负载条件下从其初始值减小。

13.根据权利要求1所述的开关电源，其中，控制器集成电路封装包括所述控制器。

14.根据权利要求13所述的开关电源，其中，所述控制器集成电路封装包括第一单片集成电路芯片和第二单片集成电路芯片，所述第一单片集成电路芯片包括被配置为控制所述低侧开关的低侧驱动器控制器，以及所述第二单片集成电路芯片包括被配置为控制所述高侧开关的高侧驱动器控制器。