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CN203840203U - 用在功率转换器中的次级控制器以及功率转换器 - Google Patents

用在功率转换器中的次级控制器以及功率转换器 Download PDF

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CN203840203U
CN203840203U CN201420103366.7U CN201420103366U CN203840203U CN 203840203 U CN203840203 U CN 203840203U CN 201420103366 U CN201420103366 U CN 201420103366U CN 203840203 U CN203840203 U CN 203840203U
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CN
China
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coupled
power converter
circuit
secondary control
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Application number
CN201420103366.7U
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D·M·H·马修斯
B·巴拉克里什南
A·B·詹格里安
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Power Integrations Inc
Original Assignee
Power Integrations Inc
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Abstract

本实用新型提供了用在功率转换器中的次级控制器以及功率转换器。次级控制电路包含被耦合至该功率转换器的输出以提供经调节的功率供应的电压调节器电路。一个或多个切换负载被耦合在第一端子与输出接地端子之间，该第一端子被耦合至该功率转换器的输出。一个或多个比较器电路被耦合至第二端子，该第二端子被耦合以接收输出感测信号。该一个或多个比较器电路中的每一个被耦合以接收一个或多个参考信号中的对应一个。该一个或多个参考信号中的每一对应一个是该一个或多个参考信号的第一个的经缩放表示。该一个或多个切换负载中的每一个被耦合，以响应于该一个或多个比较器电路中的对应一个的输出而被切换。

Description

用在功率转换器中的次级控制器以及功率转换器
技术领域
本实用新型涉及功率转换器（power converter）。更具体而言，本实用新型的实施例涉及箝位功率转换器的输出。
背景技术
开关模式功率转换器广泛用于要求经调节的直流（dc）源来运行的家用器具或工业器具的功率供应（power supply）中，诸如普遍用在电子移动设备中的电池充电器。离线式ac-dc转换器将低频（例如50Hz或60Hz）高电压ac（交流）输入电压转换至所要求水平的dc输出电压。各种类型的开关模式功率转换器是受欢迎的，这是因为它们良好的经调节的输出、高效率和小尺寸，连同它们的安全特征和保护特征。开关模式功率转换器的受欢迎的拓扑结构包含回扫型（flyback）、正向型（forward）、升压型（boost）、降压型（buck）、半桥型（half bridge）和全桥型（full bridge）及包含谐振类型的许多其他拓扑结构。
在故障或瞬时负载状况下，功率转换器的输出电压会过冲，潜在地损坏与它们连接的负载。在其他配置中，如果调节电压被有意改变（这会在例如如果输出电压的经调节值根据可被连接至功率转换器的输出的不同负载的变化电压要求而改变时发生），负载的突然断开会使功率转换器输出电容器上保持高电压。功率转换器的输出电容器上保持的高电压继而会损坏所连接的未被设计为承受升高的输出电压的新负载。
箝位这些输出过压状况的技术通常不精确，诸如使用齐纳二极管的技术；或者，消耗过量功率，因为输出电压在经调节的阈值外的甚至微小的变化都会导致从功率转换器的输出汲取过量的箝位电流。
实用新型内容
根据本实用新型的第一方面，提供了一种用在功率转换器中的次级控制电路，包括：
一个电压调节器电路，被耦合至所述功率转换器的输出，所述电压调节器电路被耦合，以提供所述次级控制电路的经调节的功率供应；
一个或多个切换负载，被耦合在所述功率转换器的第一端子与一个输出接地端子之间，其中所述第一端子被耦合至所述功率转换器的输出；以及
一个或多个比较器电路，被耦合至第二端子，所述第二端子被耦合，以接收代表所述功率转换器的输出的一个输出感测信号，其中所述一个或多个比较器电路中的每一个被耦合，以接收一个或多个参考信号中的对应一个，其中所述一个或多个参考信号中的每一对应一个是所述一个或多个参考信号中的第一个的经缩放表示，以及其中所述一个或多个切换负载中的每一个被耦合，以响应于所述一个或多个比较器电路的对应一个的输出而被切换。
根据本实用新型的第二方面，提供了一种功率转换器，包括：
一个能量传递元件，通过一个功率开关被耦合至功率转换器的输入，且被耦合至所述功率转换器的输出；
一个初级控制电路，被耦合至所述功率开关，以控制所述功率开关的切换，从而调节所述功率转换器的输出；以及
一个次级控制电路，被耦合至所述功率转换器的输出，所述次级控制电路包含：
一个电压调节器电路，被耦合至所述功率转换器的输出，所述电压调节器电路被耦合，以提供所述次级控制电路的经调节的功率供应；
一个或多个切换负载，被耦合在所述功率转换器的第一端子与一个输出接地端子之间，其中所述第一端子被耦合至所述功率转换器的输出；以及
一个或多个比较器电路，被耦合至第二端子，所述第二端子被耦合，以接收代表所述功率转换器的输出的一个输出感测信号，其中所述一个或多个比较器电路中的每一个被耦合，以接收一个或多个参考信号中的对应一个，其中所述一个或多个参考信号中的每一对应一个是所述一个或多个参考信号中的第一个的经缩放表示，以及其中所述一个或多个切换负载中的每一个被耦合，以响应于所述一个或多个比较器电路的对应一个的输出而被切换。
根据本实用新型的第三方面，提供了一种用在功率转换器中的次级控制电路，其特征在于，包括：
一个电压调节器电路，被耦合至所述功率转换器的输出，所述电压调节器电路被耦合以提供所述次级控制电路的经调节的功率供应；
第一切换负载，被耦合在所述功率转换器的第一端子与一个输出接地端子之间，其中所述第一端子被耦合至所述功率转换器的输出；以及
两个或多个比较器电路，被耦合至第二端子，所述第二端子被耦合以接收代表所述功率转换器的输出的一个输出感测信号，其中
所述比较器电路中的第一个被耦合，以接收多个参考信号中的第一个，其中所述比较器电路中的所述第一个的输出被耦合至一个反馈信号发生器电路，以输出代表所述功率转换器的输出的反馈信号，以及
所述比较器电路中的第二个被耦合，以接收所述参考信号中的对应第二个，其中所述参考信号中的所述第二个是所述参考信号中的所述第一个的经缩放表示并且高于所述参考信号中的所述第一个，并且其中所述第一切换负载被耦合，以响应于所述比较器电路中的所述第二个的、指示已经超过所述参考信号中的所述第二个的输出而被接通以传导电流。
附图说明
参照下列图描述了本实用新型的非限制性和非穷举性的实施方案，其中在各个视图中，相同的参考数字指代相同的部分，除非另有规定。
图1是根据本实用新型的教导的一个示例性功率转换器的示意图，该示例性功率转换器包含具有一个输出箝位和供应端子（supplyterminal）的一个示例性次级控制电路。
图2是根据本实用新型的教导的一个示例性次级控制电路的功能框图，该示例性次级控制电路包含一个输出箝位和供应端子。
图3是根据本实用新型的教导的另一个示例性次级控制电路的示意图，该示例性次级控制电路包含一个输出箝位和供应端子。
在附图的这些视图中，相应的参考字符指示相应的部件。本领域的技术人员将意识到，图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大，以帮助增进对本实用新型的各个实施方案的理解。此外，常常没有描绘在商业上可行的实施方案中有用或必要的普通且公知的元件，以便于较小地妨碍本实用新型的各个实施方案的视图。
具体实施方式
在下文的描述中，阐明了众多具体细节，以提供对本实用新型的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员将明了，实践本实用新型无需采用所述具体细节。在其他情况下，没有详细描述公知的材料或方法，以避免模糊本实用新型。
本说明书全文提到“一个实施方案”、“一实施方案”、“一个实施例”或“一实施例”意指，结合该实施方案或实施例描述的具体特征、结构或特性被包括在本实用新型的至少一个实施方案中。因此，本说明书全文多处出现的短语“在一个实施方案中”、“在一实施方案中”、“一个实施例”或“一实施例”未必全都指相同的实施方案或实施例。再者，所述具体特征、结构或特性可在一个或多个实施方案或实施例中以任何合适的组合和/或子组合结合。具体特征、结构或特性可被包括在集成电路、电子电路、组合逻辑电路或其他提供所描述的功能的合适的部件中。此外，应意识到，这里提供的图是为了向本领域普通技术人员解释，并且这些图未必按比例绘制。
如先前提及的，箝位输出过压状况的技术通常不精确或者消耗过量功率。如将讨论的，公开了根据本实用新型的教导的一个示例性次级控制电路，该示例性次级控制电路提供低消耗和精确的箝位配置，并且直到输出电压在功率转换器输出的正常调节阈之上增大一个百分比时才被激活。具有经调节的输出的功率转换器通常被称为经调节的电源。
举例而言，图1总体例示了根据本实用新型的教导的一个示例性功率转换器100的示意图，该示例性功率转换器100包含具有一个输出箝位和供电端子的一个示例性次级控制电路120。在一个实施例中，功率转换器100被耦合，以通过具有阻抗ZC的电缆132向输出负载136提供功率。在所描绘的实施例中，功率转换器100包含具有初级绕组106和次级绕组112的能量传递元件110。在所描绘的实施例中，能量传递元件110在功率转换器100的输入侧与输出侧之间提供电流隔离（galvanic isolation）。电流隔离防止dc电流在功率转换器100的输入侧与输出侧之间流动，并且通常被要求满足安全规则。在一个实施例中，初级绕组106被耦合至功率转换器的输入，该功率转换器的输入被耦合以接收输入电压VIN102。在一个实施例中，箝位电路104被耦合在初级绕组106两端，如所示出的。次级绕组112被耦合以通过输出二极管D1114向功率转换器100的输出提供输出电流IO118，并且向功率转换器100的输出提供输出电容器C1116两端的输出电压VO130。
在图1中所描绘的实施例中，功率转换器100是一个开关模式功率转换器，并且包含一个功率开关S1156，该功率开关S1156被耦合至能量传递元件110且通过一个初级接地（ground）参考108被耦合至功率转换器的输入。如所示出的，初级控制电路150被耦合至功率开关S1156以控制功率开关S1156的切换，从而调节从功率转换器100的输入到功率转换器100的输出的能量传递。在一个实施例中，初级控制电路150被耦合以响应于反馈信号162而产生驱动信号158，从而控制功率开关S1156的切换以调节功率转换器100的输出。在该实施例中，反馈信号162代表功率转换器100的输出，并且被耦合以通过来自次级控制电路120的反馈链路148被初级控制电路150接收，该次级控制电路120被耦合至功率转换器100的输出。在所描绘的实施例中，反馈链路148是用光耦合器实施的一个隔离式反馈链路，该光耦合器包含耦合至次级控制电路120的LED144和耦合至初级控制电路150的光电晶体管160，如所示出的。应意识到，根据本实用新型的教导，可以利用反馈链路的其他实施例，该反馈链路提供电流隔离，诸如像电感链路或电容链路而非光学链路。应意识到，通过反馈链路传输的信号可以是本领域技术人员将已知的具有变化幅度的连续信号或者包含使用二进制或其他编码系统的反馈信息的脉冲信号。
如上面提及的，次级控制电路120被耦合至功率转换器100的输出。如将在下面进一步详细讨论的，次级控制电路120包含第一端子126，该第一端子126被耦合以箝位功率转换器100的输出，并且还为次级控制电路120提供经调节的功率供应。在所例示的实施例中，次级控制电路120还包含第二端子128，该第二端子128被耦合以接收来自输出感测电路的感测信号，该输出感测电路被耦合至功率转换器100的输出。在所例示的实施例中，该输出感测电路包含耦合至功率转换器100的输出的输出电阻分压器电路，如所示出的。在所例示的实施例中，在第二端子128处所接收的来自包含电阻器R1124和电阻器R2140的电阻分压器的输出感测信号代表功率转换器100的输出处的输出电压VO130。应意识到，在其他实施例中，电阻器124和140可以被集成在次级控制电路120中，但仍得益于本实用新型的教导。在所例示的实施例中，旁通电容器C2142还被耦合至次级控制电路120。
在各个实施例中，根据本实用新型的教导，可以存在想要调整输出电压VO130的调节电压的各种情况。功率转换器100的调节电压被有意调整的一个实施例可在如下情况下出现，其中响应于由输出负载136所汲取的负载电流ILOAD134，在电缆132的阻抗ZC两端存在电缆电压降。在各个实施例中，电缆132两端的电缆电压降可以通过如下方式被补偿，即，通过使用电缆补偿电路系统响应于负载电流ILOAD134和电缆132的阻抗ZC来有意增大功率转换器100的调节电压。例如，随着负载电流ILOAD134增大，电缆132的阻抗ZC两端的电压降增大。结果，输出电压VO130可被有意增大，以补偿电缆132的阻抗ZC两端的电压降，从而将负载电压VLOAD138增大返回升到想要的调节电压。然而，负载136的突然减小会导致电压高于用于该负载的指定最大值。例如，如果负载初始位于最大水平（满负载），则电压VO将被电缆补偿电路系统增大以补偿电缆阻抗ZC两端的压降。如果负载136现在突然降低到一个可忽略的水平，则ZC两端的电压降将突然降低到可忽略的值并且基本上电压VO130将出现在负载136两端。这个水平的VO可高于负载136所允许的最大水平。由于电容器C1上的可忽略的负载，电容器C1会花长时间来放电至对于该负载的安全范围内的水平内。即使有源负载被用作电缆补偿电路系统的一部分，与这样的电路系统相关联的慢循环时间常数可允许电容器C1上的电压在长时期内保持为高，从而导致负载损坏。
在另一个实施例中，可以存在可被耦合至功率转换器100的输出的各种不同类型的可互换的输出负载136。例如，连接至功率转换器100的不同的可互换的输出负载136可具有不同的调节电压要求。在这些实施例中，功率转换器100的调节电压被有意调整，以适应可被连接的不同输出负载136。然而，一个输出负载136的突然断开可使功率转换器100的输出电容器C1116上为高电压。功率转换器的输出电容器上保持的高电压继而可损坏接下来连接的另一输出负载136，该另一输出负载136被设计用于较低的调节电压，因此不能承受由先前连接的输出负载136留下来的升高的输出电压。
在各个实施例中，根据本实用新型的教导，次级控制电路120被耦合以箝位第一端子126处的输出电压VO130，从而通过第一端子126从功率转换器100的输出汲取所需的电流IS122来提供附加负载，进而解决这些问题。在一个实施例中，根据本实用新型的教导，相同的第一端子126还是用于次级控制电路120的供应端子。在一个实施例中，当附加负载通过端子126被施加至功率供应的输出时，总电流IS122超过次级控制电路120的正常运行电流。
举例而言，图2是根据本实用新型的教导的包含第一端子126的功率转换器200的一个示例性次级控制电路120的功能框图，该第一端子126在该例示的实施例中是一个输出箝位和供应端子。如所描绘的实施例中所示出的，次级控制电路120包含耦合至第一端子126的电压调节器电路210。在所描绘的实施例中，根据本实用新型的教导，该电压调节器电路210被耦合以从第一端子126提供次级控制电路120的经调节的功率供应VREG205。在一个实施例中，旁通电容器C2142在提供经调节的功率供应VREG205的端子处被耦合至电压调节器210，如所示出的。一个或多个切换负载（switched load）（它们在图2中被例示为负载AL1215至ALn225）被耦合在功率转换器100的第一端子126与输出接地参考端子G290之间。在所例示的实施例中，一个或多个负载AL1215至ALn225中的每一个用电流源实施。在所例示的实施例中，开关SAL1250被耦合至负载AL1215以切换负载AL1215来使能/禁止电流I1230。开关SALn235被耦合至负载ALn225以切换负载ALn225来使能/禁止电流In220。
图2中的实施例还例示了一个或多个比较器电路，所述一个或多个比较器电路在图2中被例示为耦合至第二端子128的比较器270以及比较器255至240。在一个实施例中，该一个或多个比较器电路包含迟滞比较器。如先前提及的，在一个实施例中，第二端子128被耦合，以通过输出感测电路接收代表功率转换器200的输出电压VO130的输出感测信号。在所例示的实施例中，该输出感测电路包含一个电阻分压器，该电阻分压器包含电阻器R1124和电阻器R2140，如所示出的。在该实施例中，一个或多个比较器270以及比较器255至240中的每一个都被耦合，以接收一个或多个参考信号中的对应一个，该一个或多个参考信号在图2中被例示为VREF0265以及VREF1260至VREFn245，如所示出的。在一个实施例中，该一个或多个参考信号VREF0265以及VREF1260至VREFn245中的每一对应一个是该一个或多个参考信号中的第一个VREF0265的经缩放（scaled）表示或者固定百分数。在一个实施例中，一个或多个切换负载AL1215至负载ALn225中的每一个被耦合，以响应于一个或多个比较器电路255至240中的对应一个的输出，而对应地被开关SAL1250至SALn235切换。例如，比较器255的输出被耦合至开关SAL1250，以响应于VREF1260和从第二端子128所接收的代表输出电压VO130的输出感测信号的比较，来使能/禁止通过负载215的电流I1230。类似地，比较器240的输出被耦合至开关SALn235，以响应于VREFn245和从第二端子128所接收的代表输出电压VO130的输出感测信号的比较，来使能/禁止通过负载225的电流In220。
如所例示的实施例中所示出的，一个或多个比较器270中的一个被耦合，以接收一个或多个参考信号中的一个VREF0265和从第二端子128所接收的代表输出电压VO130的输出感测信号。在该实施例中，功率转换器200的输出电压VO130的调节电压响应于VREF0265。比较器270的输出275被耦合，以由反馈信号发生器280接收，该反馈信号发生器280被耦合，以输出代表功率转换器200的输出电压VO130的反馈信号285。如先前提及的，在一个实施例中，反馈信号285被耦合，以由初级控制电路150通过一个包含LED144的光耦合器接收，如所示出的。该初级控制电路被耦合，以响应于反馈信号285来控制功率开关S1156的切换，从而调节功率转换器200的输出电压VO130。应意识到，在其他实施例中，可用线性或非线性放大器替换比较器270，以在输出275处产生误差信号，但仍受益于本实用新型的教导。还应意识到，通过简单地改变反馈信号发生器电路280内的电路系统的逻辑，比较器或放大器270输入的极性可被反转，使得VREF0被耦合至比较器270的非反相输入，且端子128处的反馈信号被耦合至比较器270的反相输入。
在运行中，次级控制电路120利用所述一个或多个参考信号VREF1260至VREFn245，它们是参考信号VREF0265的经缩放表示。在所例示的实施例中，所述一个或多个参考信号VREF1260至VREFn245可以是大于标称的功率供应输出电压调节参考信号VREF0265的一个绝对值或固定百分数。如所描绘的实施例中所示出的，在第二端子128处所接收的输出感测信号被耦合，以由一个或多个比较器270以及比较器255至240中的每一个接收。在另一个实施例中，依赖于在功率转换器100中使用的反馈配置和控制技术的类型，比较器270可被替换为误差放大器。在另一个实施例中，应意识到，在第二端子128处所接收的输出感测信号可利用电流阈而非电压阈来通过第二端子128检测输出电压VO130。
在所例示的实施例中，当超过一个或多个相应的附加阈参考信号VREF1260至VREFn245时，通过接通一个或多个电流I1230至In220，附加负载AL1215至ALn225以及附加的参考信号VREF1260至VREFn245被用于在功率转换器100的输出上引入附加负载。如图2所描绘的实施例中所示出的，当超过VREF1260时，比较器255的输出变高并且接通开关SAL1250，这使得通过来自功率转换器100的输出的负载电流IO118的电流IS122，使电流I1230能够流动通过负载AL1215，从而向功率转换器100的输出提供附加负载。根据本实用新型的教导，如果在第二端子128处所接收的输出感测信号进一步增大并且超过参考信号VREFn245，则比较器240的输出变高并且接通开关SALn235，这使得通过来自功率转换器100的输出的负载电流IO118的电流IS122，使电流In225能够流动通过负载ALn225，从而进一步向功率转换器100的输出提供附加负载。在其他实施例中，根据本实用新型的教导，一个或多个负载AL1215至ALn225中的每一个可用电阻器或类似物实施，以提供附加负载。
因此，根据本实用新型的教导，通过利用上面描述的技术，当输出电压VO130超过一个附加的更高的阈时接通一个附加的负载，当输出电压VO130超过一个第二附加的更高阈时接通第二附加的负载。
附加的阈（在图2所描述的实施例中是参考信号VREF1260至VREFn245）可以是高于调节阈参考信号VREF0265的经缩放表示或者高于该调节阈参考信号VREF0265的固定百分数。这样，调节阈参考信号VREF0265本身可以被调制以调整功率转换器100的输出电压VO130，而不接合附加的负载电路。例如，输出电压VO130可以通过调整调节阈参考信号VREF0265而被有意升高，以解决较高电压负载要求。然而，一旦移除负载，调节阈参考信号VREF0265可被减小到较低的标称值，从而当新的负载连接至功率供应输出时提供正确的标称电压。如果参考信号VREF1260至VREFn245的值被设定为高于参考信号VREF0265的经缩放表示或者高于参考信号VREF0265的固定百分数，则在输出电压被有意升高时，将不会超过参考信号VREF1260至VREFn245的值，而是使用由负载AL1215至ALn225所施加的附加负载，由负载AL1215至ALn225所引入的附加负载以及参考信号VREF1260至VREFn245将输出电压VO130降低至调节阈参考信号VREF0265值。当输出电压VO130已经被减小到第二端子128处的输出感测信号不再超过参考信号VREFn245阈的水平时，开关SALn235打开，所施加的附加负载的程度被减小。以负载AL1215施加的附加负载继续提供附加的负载，直到输出电压VO130已经被降低到第二端子128处的输出感测信号不再超过参考信号VREF1260的水平时。在其他实施例中，引入本领域已知的迟滞可修改参考信号VREF1260至VREFn245，使得不移除附加负载，直到输出电压VO130下降到附加负载被施加的水平。
因此，根据本实用新型的教导，通过负载AL1215至ALn225所施加的附加负载以及相应的附加参考信号VREF1260至VREFn245用于将功率转换器100的输出电压VO130迅速降低至接近标称值，尽管事实上负载实际上并未耦合至功率转换器100的输出。此外，根据本实用新型的教导，附加负载被施加，以通过次级控制电路120的单个第一端子126来箝位功率转换器100的输出。另外，根据本实用新型的教导，相同的第一端子126还被用作电压调节器电路210的供应端子，以为次级控制电路120提供经调节的功率供应VREG205。
图3是根据本实用新型的教导的包含第一端子126的一个示例性次级控制电路120的示意图，该第一端子126提供单个输出箝位和电源端子。在另一个实施例中，第一端子可以是专用的输出箝位端子，而并非还是次级控制电路120的供应端子。应意识到，图3中例示的次级控制电路120的实施例示出了图2中描述的次级控制电路120的实施例中未例示的一些更多细节。例如，在图3中例示的实施例中，次级控制电路120包含一个参考信号发生器电路，该参考信号发生器电路包含耦合至具有一个或多个电阻器的电阻分压器电路的可变电流源305，所述一个或多个电阻器在图3中被例示为RREF0325以及RREF1320至RREFn315，如所示出的。如所描绘的实施例中所示出的，可变电流源305被耦合，以接收经调节的功率供应VREG205，该经调节的功率供应VREG205由耦合至第一端子126的电压调节器电路210提供，如图2中所例示的。在运行中，一个或多个参考信号VREF0265以及VREF1260至VREFn245中的每一个由一个或多个电阻器RREF0325以及RREF1320至RREFn315中的相应一个产生，如所示出的。在所例示的实施例中，根据本实用新型的教导，可变电流源305被耦合以响应于参考控制信号310改变通过电阻分压器电路的一个或多个电阻器RREF0325以及RREF1320至RREFn315的参考电流IREF。
如上面提及的，可以存在想要调整输出电压VO130的调节电压的各种情况，诸如在执行电缆压降补偿时，或者可能地在具有不同电压要求的各种不同类型的可互换负载连接至功率转换器时。在运行中，如上面讨论的，根据本实用新型的教导，通过响应于参考控制信号310增大参考电流IREF，可以有意增大由一个或多个电阻器RREF0325以及RREF1320至RREFn315产生的一个或多个参考信号VREF0265以及VREF1260至VREFn245。类似地，如上面讨论的，根据本实用新型的教导，通过响应于参考控制信号310减小参考电流IREF，可以将一个或多个参考信号VREF0265以及VREF1260至VREFn245有意减小回至它们的最小标称值。
上面对本实用新型的所例示的实施例的描述，包含在摘要中描述的内容，不旨在是穷举性的或是对所公开的精确形式的限制。尽管本实用新型的具体实施方案和针对本实用新型的实施例在这里是为了例示而被描述的，但在不脱离本实用新型的较宽泛的精神和范围的前提下，多种等同变体是可能的。其实，应意识到，具体示例性的电压、电流、频率、功率范围值、时间等是为了解释而被提供的，且根据本实用新型的教导，在其他实施方案和实施例中也可以采用其他值。

Claims (41)

1.一种用在功率转换器中的次级控制电路，其特征在于，包括：
一个电压调节器电路，被耦合至所述功率转换器的输出，所述电压调节器电路被耦合，以提供所述次级控制电路的经调节的功率供应；
一个或多个切换负载，被耦合在所述功率转换器的第一端子与一个输出接地端子之间，其中所述第一端子被耦合至所述功率转换器的输出；以及
一个或多个比较器电路，被耦合至第二端子，所述第二端子被耦合，以接收代表所述功率转换器的输出的一个输出感测信号，其中所述一个或多个比较器电路中的每一个被耦合，以接收一个或多个参考信号中的对应一个，其中所述一个或多个参考信号中的每一对应一个是所述一个或多个参考信号中的第一个的经缩放表示，以及其中所述一个或多个切换负载中的每一个被耦合，以响应于所述一个或多个比较器电路的对应一个的输出而被切换。
2.根据权利要求1所述的次级控制电路，其特征在于，所述电压调节器电路被耦合至所述第一端子。
3.根据权利要求1所述的次级控制电路，其特征在于，所述一个或多个比较器电路中的第一个被耦合，以接收所述一个或多个参考信号中的第一个，其中所述一个或多个比较器电路中的所述第一个的输出被耦合至一个反馈信号发生器电路，以输出代表所述功率转换器的输出的反馈信号。
4.根据权利要求3所述的次级控制电路，其特征在于，所述功率转换器的一个初级控制电路被耦合，以响应于代表所述功率转换器的输出的反馈信号来控制所述功率转换器的功率开关的切换，从而调节所述功率转换器的输出。
5.根据权利要求1所述的次级控制电路，其特征在于，进一步包括一个参考信号发生器电路，所述参考信号发生器电路耦合所述电压调节器电路，以产生所述一个或多个参考信号。
6.根据权利要求5所述的次级控制电路，其特征在于，所述参考信号发生器电路包括耦合至一个可变电流源的一个电阻分压器电路，其中所述一个或多个参考信号中的每一个是由所述电阻分压器电路的一个或多个电阻器中的相应一个产生的。
7.根据权利要求6所述的次级控制电路，其特征在于，所述可变电流源被耦合，以响应于一个参考控制信号来改变通过所述电阻分压器电路的参考电流。
8.根据权利要求1所述的次级控制电路，其特征在于，所述一个或多个切换负载中的每一个包括耦合在所述功率转换器的所述第一端子和所述输出接地端子之间的一个电流源和一个开关，其中所述开关被耦合以响应于所述一个或多个比较器电路中的对应一个的输出而被切换。
9.根据权利要求1所述的次级控制电路，其特征在于，所述一个或多个切换负载中的每一个包括耦合在所述功率转换器的所述第一端子与所述输出接地端子之间的一个负载电阻和一个开关，其中所述开关被耦合以响应于所述一个或多个比较器电路中的对应一个的输出而被切换。
10.根据权利要求1所述的次级控制电路，其特征在于，所述一个或多个比较器电路包括迟滞比较器。
11.根据权利要求1所述的次级控制电路，其特征在于，所述输出感测信号被耦合，以从耦合至所述功率转换器的输出的一个输出感测电路被接收。
12.根据权利要求11所述的次级控制电路，其特征在于，耦合至所述功率转换器的输出的所述输出感测电路包含一个输出电阻分压器，所述输出电阻分压器被耦合以产生所述输出感测信号。
13.一种功率转换器，其特征在于，包括：
一个能量传递元件，通过一个功率开关被耦合至功率转换器的输入，且被耦合至所述功率转换器的输出；
一个初级控制电路，被耦合至所述功率开关，以控制所述功率开关的切换，从而调节所述功率转换器的输出；以及
一个次级控制电路，被耦合至所述功率转换器的输出，所述次级控制电路包含：
一个电压调节器电路，被耦合至所述功率转换器的输出，所述电压调节器电路被耦合，以提供所述次级控制电路的经调节的功率供应；
一个或多个切换负载，被耦合在所述功率转换器的第一端子与一个输出接地端子之间，其中所述第一端子被耦合至所述功率转换器的输出；以及
一个或多个比较器电路，被耦合至第二端子，所述第二端子被耦合，以接收代表所述功率转换器的输出的一个输出感测信号，其中所述一个或多个比较器电路中的每一个被耦合，以接收一个或多个参考信号中的对应一个，其中所述一个或多个参考信号中的每一对应一个是所述一个或多个参考信号中的第一个的经缩放表示，以及其中所述一个或多个切换负载中的每一个被耦合，以响应于所述一个或多个比较器电路的对应一个的输出而被切换。
14.根据权利要求13所述的功率转换器，其特征在于，所述电压调节器电路被耦合至所述次级控制电路的所述第一端子。
15.根据权利要求13所述的功率转换器，其特征在于，进一步包括一个输出感测电路，所述输出感测电路被耦合至所述功率转换器的输出，以产生所述输出感测信号，所述输出感测信号被耦合以由所述次级控制电路的所述第二端子接收。
16.根据权利要求15所述的功率转换器，其特征在于，耦合至所述功率转换器的输出的所述输出感测电路包含一个输出电阻分压器，所述输出电阻分压器被耦合以产生所述输出感测信号，所述输出感测信号被耦合以由所述次级控制电路的所述第二端子接收。
17.根据权利要求13所述的功率转换器，其特征在于，进一步包括一个旁通电容器，所述旁路电容器被耦合至所述次级控制电路的所述电压调节器电路。
18.根据权利要求13所述的功率转换器，其特征在于，所述一个或多个比较器电路中的第一个被耦合，以接收所述一个或多个参考信号中的第一个，其中所述一个或多个比较器电路中的第一个的输出被耦合至所述次级控制电路的一个反馈信号发生器电路，以输出代表所述功率转换器的输出的反馈信号。
19.根据权利要求18所述的功率转换器，其特征在于，所述初级控制电路被耦合，以响应于代表所述功率转换器的输出的所述反馈信号来控制所述功率开关的切换，以调节所述功率转换器的输出。
20.根据权利要求18所述的功率转换器，其特征在于，进一步包括一个光耦合器，所述光耦合器被包含在一个反馈链路中，所述反馈链路被耦合在所述初级控制电路与所述次级控制电路之间。
21.根据权利要求13所述的功率转换器，其特征在于，所述次级控制电路进一步包括一个参考信号发生器电路，所述参考信号发生器电路耦合所述电压调节器电路以产生所述一个或多个参考信号。
22.根据权利要求21所述的功率转换器，其特征在于，所述参考信号发生器电路包括耦合至一个可变电流源的一个电阻分压器电路，其中所述一个或多个参考信号中的每一个是由所述电阻分压器电路的一个或多个电阻器中的相应一个产生的。
23.根据权利要求22所述的功率转换器，其特征在于，所述可变电流源被耦合，以响应于一个参考控制信号来改变通过所述电阻分压器电路的参考电流。
24.根据权利要求13所述的功率转换器，其特征在于，所述一个或多个切换负载中的每一个包括耦合在所述功率转换器的所述第一端子与所述输出接地端子之间的一个电流源和一个开关，其中所述开关被耦合以响应于所述一个或多个比较器电路中的所述对应一个的输出而被切换。
25.根据权利要求13所述的功率转换器，其特征在于，所述一个或多个切换负载中的每一个包括耦合在所述功率转换器的所述第一端子与所述输出接地端子之间的一个负载电阻和一个开关，其中所述开关被耦合以响应于所述一个或多个比较器电路中的所述对应一个的输出而被切换。
26.根据权利要求13所述的功率转换器，其特征在于，所述一个或多个比较器电路包含迟滞比较器。
27.根据权利要求13所述的功率转换器，其特征在于，进一步包括耦合至所述功率转换器的输出的一个输出电容器。
28.根据权利要求13所述的功率转换器，其特征在于，所述功率转换器的输出通过电缆耦合至一个输出负载。
29.一种用在功率转换器中的次级控制电路，其特征在于，包括：
一个电压调节器电路，被耦合至所述功率转换器的输出，所述电压调节器电路被耦合以提供所述次级控制电路的经调节的功率供应；
第一切换负载，被耦合在所述功率转换器的第一端子与一个输出接地端子之间，其中所述第一端子被耦合至所述功率转换器的输出；以及
两个或多个比较器电路，被耦合至第二端子，所述第二端子被耦合以接收代表所述功率转换器的输出的一个输出感测信号，其中
所述比较器电路中的第一个被耦合，以接收多个参考信号中的第一个，其中所述比较器电路中的所述第一个的输出被耦合至一个反馈信号发生器电路，以输出代表所述功率转换器的输出的反馈信号，以及
所述比较器电路中的第二个被耦合，以接收所述参考信号中的对应第二个，其中所述参考信号中的所述第二个是所述参考信号中的所述第一个的经缩放表示并且高于所述参考信号中的所述第一个，并且其中所述第一切换负载被耦合，以响应于所述比较器电路中的所述第二个的、指示已经超过所述参考信号中的所述第二个的输出而被接通以传导电流。
30.根据权利要求29所述的次级控制电路，其特征在于，所述电压调节器电路被耦合至所述第一端子。
31.根据权利要求30所述的次级控制电路，其特征在于，所述功率转换器的一个初级控制电路被耦合，以响应于代表所述功率转换器的输出的反馈信号来控制所述功率转换器的一个功率开关的切换，从而调节所述功率转换器的输出。
32.根据权利要求29所述的次级控制电路，其特征在于，进一步包括一个参考信号发生器电路，所述参考信号发生器电路耦合所述电压调节器电路，以产生所述参考信号中的所述第二个。
33.根据权利要求32所述的次级控制电路，其特征在于，所述参考信号发生器电路包括耦合至一个可变电流源的一个电阻分压器电路，其中所述参考信号中的所述第二个是由所述电阻分压器电路的相应的一个或多个电阻器产生的。
34.根据权利要求33所述的次级控制电路，其特征在于，所述可变电流源被耦合，以响应于一个参考控制信号而改变通过所述电阻分压器电路的参考电流。
35.根据权利要求29所述的次级控制电路，其特征在于，所述第一切换负载包括耦合在所述功率转换器的所述第一端子和所述输出接地端子之间的一个电流源和一个开关，其中所述开关被耦合，以响应于所述比较器电路中的第二个的、指示已经超过所述参考信号中的所述第二个的输出而被切换。
36.根据权利要求29所述的次级控制电路，其特征在于，所述第一切换负载包括耦合在所述功率转换器的所述第一端子和所述输出接地端子之间的一个负载电阻和一个开关，其中所述开关被耦合，以响应于所述一个或多个比较器电路中的所述第二个的、指示已经超过所述参考信号中的所述第二个的输出而被切换。
37.根据权利要求29所述的次级控制电路，其特征在于，所述比较器电路中的所述第二个是一个迟滞比较器。
38.根据权利要求29所述的次级控制电路，其特征在于，所述输出感测信号被耦合，以从耦合至所述功率转换器的输出的一个输出感测电路被接收。
39.根据权利要求38所述的次级控制电路，其特征在于，耦合至所述功率转换器的输出的所述输出感测电路包含一个输出电阻分压器，所述输出电阻分压器被耦合以产生所述输出感测信号。
40.根据权利要求29所述的次级控制电路，其特征在于，所述一个或多个参考信号中的所述第二个是大于所述参考信号中的所述第一个的绝对值。
41.根据权利要求29所述的次级控制电路，其特征在于，其中所述一个或多个参考信号中的所述第二个是大于所述参考信号中的所述第一个的固定百分数。
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