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TW201813271A - 用於電源轉換器之主動復位及自驅動同步整流之動態共享平均電流模式控制 - Google Patents

用於電源轉換器之主動復位及自驅動同步整流之動態共享平均電流模式控制 Download PDF

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TW201813271A
TW201813271A TW106118464A TW106118464A TW201813271A TW 201813271 A TW201813271 A TW 201813271A TW 106118464 A TW106118464 A TW 106118464A TW 106118464 A TW106118464 A TW 106118464A TW 201813271 A TW201813271 A TW 201813271A
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electrically coupled
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闕強 林
哈赫 阮
科 阮
彼得 奧黛爾
碩凡 宋
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美商格蘭電子公司
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Abstract

本發明提供一種使用用於電源轉換器之主動復位及自驅動同步整流之平均電流模式控制與預偏壓起動及冗餘能力來提供動態輸出電流共享的電路。該電路經由一雙向磁通信器將一次級側回饋信號傳達至一初級側，該雙向磁通信器亦提供一次級供應電壓。藉由偵測輸出電流方向及控制同步整流器之閘極信號而達成預偏壓起動。該電路容許經由一單一控制信號之動態電流共享以及自動主轉換器選擇及升級。

Description

用於電源轉換器之主動復位及自驅動同步整流之動態共享平均電流模式控制
本發明大體上係關於電源轉換器。
DC/DC轉換器係將一輸入DC電壓轉換為一不同輸出DC電壓之一類型之電源供應器。此等轉換器通常包含經由一切換電路電耦合於一電壓源與一負載之間的一變壓器。稱為順向轉換器之轉換器包含一主開關，該主開關連接於電壓源與變壓器之初級繞組之間以在開關接通且傳導時將順向功率傳送提供至變壓器之次級繞組。 電源轉換器設計通常受各種要求約束，諸如效率、輸入電壓範圍、輸出電壓、功率密度及佔據面積。此等約束需要特定效能折衷。例如，達成較高效率可能需要一較窄輸入電壓範圍。為了進一步改良效率，通常採用主動復位方案及同步整流。此等同步整流方案可為主動控制或自驅動的。 順向轉換器之一限制係其必需使變壓器鐵芯復位以防止飽和(即，在主開關之關斷週期期間使變壓器之磁化電流放電)。此限制起因於變壓器鐵芯激發之單極特性。存在用於使一順向轉換器之變壓器復位之技術。一種此技術包含與初級繞組並聯之一電阻器-電容器-二極體(RCD)網路。RCD網路將開關上之電壓箝位至與一給定源電壓及開關工作循環一致的最小峰值電壓，由此消除對停滯時間之需要同時允許廣泛範圍之工作循環。此趨向於降低施加至開關之電壓應力。然而，歸因於在開關之接通週期期間累積於變壓器中之磁化能量之耗散，此變壓器復位技術降低轉換器效率。此磁化能量藉由RCD網路部分轉換成熱而非再循環。 另一種變壓器復位方法使用跨初級側或次級側上之變壓器繞組連接的一電容器及一輔助開關之一串聯連接(稱為「主動箝位」或「主動復位」)。在主開關關閉時，輔助開關開啟，且反之亦然。因此，將變壓器中之磁化能量傳送至箝位電容器，且箝位電容器與磁化電感共振以維持必需位準之復位電壓。由於停滯時間幾乎為零，故在穩定狀態條件下，此主動箝位復位提供變壓器之非耗散復位及主開關上之最小電壓應力。出於此原因，主動箝位方法與自驅動同步整流相容。 在採用同步整流器之切換電力供應電路中，由功率電晶體取代二極體以獲得一較低接通狀態電壓降。同步整流器一般使用n通道MOSFET而非二極體以避免二極體之開啟電壓降，此可對低輸出電壓電源供應器而言係明顯的。電晶體在一二極體已自陽極傳導至陰極時經偏壓以傳導，且相反地在一二極體已自陽極阻斷至陰極時經閘控以阻斷電流。儘管MOSFET通常符合此目的，但雙極電晶體及其他主動半導體開關亦可係合適的。 在此等同步整流器電路中，閘極信號可係自驅動的(即，閘極信號可連結至電源電路)或受控驅動(即，閘極信號自電路中之某一點導出且在饋送至MOSFET閘極驅動器之前通過某一主動處理電路)。在一電源轉換器中，在(若干)主電源開關之非傳導週期期間傳導之同步整流器可稱為飛輪或「續流(catch)」同步整流器。在(若干)主電源開關之傳導週期期間傳導之同步整流器可稱為順向同步整流器。 在一些應用中，在一電源轉換器首次開啟時，一現成電壓可存在於輸出端子處。此現成電壓可稱為預偏壓電壓、預充電電壓、反向偏壓或回授偏壓。此預偏壓電壓可起因於一外部電壓源(例如，一負載、另一電源轉換器)，或可跨電源轉換器之一或多個輸出電容器作為一殘餘電荷而存在。如上文所述，在使用同步整流器而非二極體時，此等整流器(例如，MOSFET)允許電流在任一方向上流動通過開關。因此，在一些操作條件(諸如預偏壓起動)下，輸出開關之操作可允許一反向電流自電源轉換器之輸出端子流動通過電源轉換器之一輸出電感器至接地。即，在此等例項中，電源轉換器充當一電流槽而非一電流源。除此之外，此非所要操作可引起輸出電壓下降且可干擾或損壞電源轉換器之一或多個組件。
一種用於一電源轉換器之平均電流模式控制(ACMC)控制器，該電源轉換器包含：一電源變壓器，其具有可電耦合至一輸入電壓節點之一初級繞組及可電耦合至一輸出電壓節點之一次級繞組；一初級控制電路，其電耦合至該初級繞組；一次級控制電路，其電耦合至該次級繞組，該次級控制電路包含含有各自第一及第二控制節點之第一及第二同步整流元件，該ACMC控制器可概述為包含一磁通信器電路，該磁通信器電路包含一選擇性可控制開關及一耦合變壓器，該耦合變壓器包含一第一初級繞組、一第二初級繞組及一次級繞組，該次級繞組電耦合至一次級側DC電壓供應電路(其包含一DC供應整流器及一DC供應電容器)以在該次級側DC電壓供應電路之DC供應電容器上提供一次級側DC電壓供應，該等第一及第二初次繞組經由該可控制開關選擇性地耦合至一初級側DC電壓供應，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而在該次級側DC電壓供應電路之DC供應電容器上產生次級側DC電壓供應，該次級繞組電耦合至一次級側回饋信號節點，且該第二初級繞組電耦合至一取樣電路(其包含一取樣整流器及一取樣電容器)，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而將該次級側回饋信號節點處之一次級側回饋信號傳送至該第二初級繞組，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而在該取樣電路之該取樣電容器上產生一初級側回饋電壓，該初級側回饋電壓可電耦合至該電源轉換器之該初級控制電路。 該ACMC控制器可進一步包含：一電壓誤差放大器電路，其包含一輸入節點及一輸出節點，該輸入節點電耦合至該電源轉換器之輸出電壓節點；及一電流誤差放大器電路，其包含一輸入節點及一輸出節點，該電流誤差放大器電路之該輸入節點電耦合至該電壓誤差放大器電路之該輸出節點，且該電流誤差放大器電路之該輸出節點電耦合至該次級側回饋信號節點。該電壓誤差放大器電路可包含一運算放大器，該運算放大器可包含電耦合至該次級側DC電壓供應以其自接收功率之一供應輸入節點。該電流誤差放大器電路可包含一運算放大器，該運算放大器可包含電耦合至該次級側DC電壓供應以其自接收功率之一供應輸入節點。 該ACMC控制器可進一步包含一共同控制節點，該共同控制節點表示該電壓誤差放大器電路之一輸出信號，該共同控制節點可耦合至另一電源轉換器之一共同控制節點以在該電源轉換器與該另一電源轉換器之間提供電流共享操作。 該ACMC控制器可進一步包含一電流方向偵測器電路，該電流方向偵測器電路可操作地耦合以感測該電源轉換器之一輸出電流之一方向且回應於偵測輸出電流流動至該電源轉換器中，該電流方向偵測器電路引起各自第一及第二同步整流元件之第一及第二控制節點控制該等第一及第二同步整流元件使之處於一非傳導狀態。該電流方向偵測器電路可包含一比較器，該比較器可包含電耦合至該次級側DC電壓供應以自其接收功率之一供應輸入節點。該電流方向偵測器電路可包含一控制開關，該控制開關電耦合至該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點之各者，該控制開關包含一控制開關控制節點，該控制開關控制節點電耦合至該電源轉換器之該輸出電壓節點。該電流方向偵測器電路可包含一控制開關，該控制開關經由各自第一及第二二極體電耦合至該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點之各者，該控制開關包含一控制開關控制節點，該控制開關控制節點經由一電阻器電耦合至該電源轉換器之該輸出電壓節點。 一主動箝位順向轉換器可概述為包含：一變壓器，其具有一初級繞組及一次級繞組，該次級繞組可電耦合至一輸出電壓節點；一初級電路，其電耦合至該初級繞組，該初級繞組可電耦合至一輸入電壓節點；一次級電路，其電耦合至該次級繞組，該次級電路包含含有各自第一及第二控制節點之第一及第二同步整流元件；及一平均電流模式控制(ACMC)轉換器，其包含一磁通信器電路，該磁通信器電路包含：一選擇性可控制開關；及一耦合變壓器，其包含一第一初級繞組、一第二初級繞組及一次級繞組，該次級繞組電耦合至一次級側DC電壓供應電路(其包含一DC供應整流器及一DC供應電容器)以在該次級側DC電壓供應電路之該DC供應電容器上提供一次級側DC電壓供應，該等第一及第二初級繞組經由該可控制開關選擇性地耦合至一初級側DC電壓供應，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而在該次級側DC電壓供應電路之該DC供應電容器上產生該次級側DC電壓供應，該次級繞組電耦合至一次級側回饋信號節點，且該第二初級繞組電耦合至一取樣電路(其包含一取樣整流器及一取樣電容器)，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而將該次級側回饋信號節點處之一次級側回饋信號傳送至該第二初級繞組，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而在該取樣電路之該取樣電容器上產生一初級側回饋電壓，該初級側回饋電壓可電耦合至該電源轉換器之該初級控制電路。 該主動箝位順向轉換器可進一步包含：一電壓誤差放大器電路，其包含一輸入節點及一輸出節點，該輸入節點電耦合至該順向轉換器之該輸出電壓節點；及一電流誤差放大器電路，其包含一輸入節點及一輸出節點，該電流誤差放大器電路之該輸入節點電耦合至該電壓誤差放大器電路之該輸出節點，且該電流誤差放大器電路之該輸出節點電耦合至該次級側回饋信號節點。該電壓誤差放大器電路可包含一運算放大器，該運算放大器可包含電耦合至該次級側DC電壓供應以其自接收功率之一供應輸入節點。該電流誤差放大器電路可包含一運算放大器，該運算放大器可包含電耦合至該次級側DC電壓供應以其自接收功率之一供應輸入節點。 該主動箝位順向轉換器可進一步包含一共同控制節點，該共同控制節點表示該電壓誤差放大器電路之一輸出信號，該共同控制節點可耦合至另一順向轉換器之一共同控制節點以在該順向轉換器與該另一順向轉換器之間提供電流共享操作。 該主動箝位順向轉換器可進一步包含一電流方向偵測器電路，該電流方向偵測器電路可操作地耦合以感測該順向轉換器之一輸出電流之一方向且回應於偵測輸出電流流動至該順向轉換器中，該電流方向偵測器電路引起該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點控制該等第一及第二同步整流元件使之處於一非傳導狀態。該電流方向偵測器電路可包含一比較器，該比較器可包含電耦合至該次級側DC電壓供應以自其接收功率之一供應輸入節點。該電流方向偵測器電路可包含一控制開關，該控制開關電耦合至該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點之各者，該控制開關包含一控制開關控制節點，該控制開關控制節點電耦合至該順向轉換器之該輸出電壓節點。該電流方向偵測器電路可包含一控制開關，該控制開關經由各自第一及第二二極體電耦合至該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點之各者，該控制開關包含一控制開關控制節點，該控制開關控制節點經由一電阻器電耦合至該順向轉換器之該輸出電壓節點。 一種用於一電源轉換器之平均電流模式控制(ACMC)控制器，該電源轉換器包含：一電源變壓器，其具有可電耦合至一輸入電壓節點之一初級繞組及可電耦合至一輸出電壓節點之一次級繞組；一初級控制電路，其電耦合至該初級繞組；一次級控制電路，其電耦合至該次級繞組，該次級控制電路包含含有各自第一及第二控制節點之第一及第二同步整流元件，該平均電流模式控制(ACMC)控制器可概述為包含：一電壓誤差放大器電路，其包含一輸入節點及一輸出節點，該輸入節點電耦合至該電源轉換器之輸出電壓節點；一電流誤差放大器電路，其包含一輸入節點及一輸出節點，該電流誤差放大器電路之該輸入節點電耦合至該電壓誤差放大器電路之該輸出節點，且該電流誤差放大器電路之該輸出節點電耦合至一次級側回饋信號節點；及一電流方向偵測器電路，其可操作地耦合以感測該電源轉換器之一輸出電流之一方向且回應於偵測輸出電流流動至該電源轉換器中，該電流方向偵測器電路引起該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點控制該等第一及第二同步整流元件使之處於一非傳導狀態。該電流方向偵測器電路可包含一比較器，該比較器可包含電耦合至一次級側DC供應電壓電路以自其接收功率之一供應輸入節點。該電流方向偵測器電路可包含一控制開關，該控制開關電耦合至該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點之各者，該控制開關包含一控制開關控制節點，該控制開關控制節點電耦合至該電源轉換器之該輸出電壓節點。 該ACMC控制器可進一步包含：一磁通信器電路，其一選擇性可控制開關：及一耦合變壓器，其包含一第一初級繞組、一第二初級繞組及一次級繞組，該次級繞組電耦合至一次級側DC電壓供應電路(其包含一DC供應整流器及一DC供應電容器)，以在該次級側DC電壓供應電路之該DC供應電容器上提供一次級側DC電壓供應，該等第一及第二初級繞組經由該可控制開關選擇性地耦合至一初級側DC電壓供應，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而在該次級側DC電壓供應電路之該DC供應電容器上產生該次級側DC電壓供應，該次級繞組電耦合至該次級側回饋信號節點，且該第二初級繞組電耦合至一取樣電路(其包含一取樣整流器及一取樣電容器)，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而將該次級側回饋信號節點處之一次級側回饋信號傳送至該第二初級繞組，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而在該取樣電路之該取樣電容器上產生一初級側回饋電壓，該初級側回饋電壓可電耦合至該電源轉換器之該初級控制電路。該電流方向偵測器電路可包含一控制開關，該控制開關經由各自第一及第二二極體電耦合至該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點之各者，該控制開關包含一控制開關控制節點，該控制開關控制節點經由一電阻器電耦合至該電源轉換器之該輸出電壓節點。 該ACMC控制器可進一步包含一共同控制節點，該共同控制節點表示該電壓誤差放大器電路之一輸出信號，該共同控制節點可耦合至另一電源轉換器之一共同控制節點以在該電源轉換器與該另一電源轉換器之間提供電流共享操作。
在以下描述中，闡述特定具體細節以提供對各種所揭示實施方案之一透徹理解。然而，熟習相關技術者將認知，可在無一或多個此等具體細節之情況下或使用其他方法、組件、材料等實踐實施方案。在其他例項中，未詳細展示或描述與電腦系統、伺服器電腦及/或通信網路相關聯之熟知結構以免使實施方案之描述模糊。 除非背景內容另有需要，否則貫穿本說明書及以下發明申請專利範圍，字詞「包括」與「包含」同義且係包含性或開放性(即，不排除額外、未陳述元件或方法動作)。 貫穿本說明書對「一個實施方案」或「一實施方案」之引用意謂結合實施方案描述之一特定特徵、結構或特性包含在至少一個實施方案中。因此，在本說明書之各處出現之片語「在一個實施方案中」或「在一實施方案中」未必皆係指相同實施方案。此外，特定特徵、結構或特性可以任何適當方式組合在一或多個實施方案中。 如在本說明書及隨附發明申請專利範圍中所使用，除非背景內容另有明確指示，否則單數形式「一」及「該」包含複數個參考。亦應注意，除非背景內容另有明確指示，否則術語「或」一般以其之意義包含「及/或」採用。 本文提供之本發明之標題及摘要僅為方便起見且不解釋實施方案之範疇或含義。 本發明之一或多個實施方案提供利用電源轉換器之平均電流模式控制(ACMC)與預偏壓起動及電流共享能力的電源轉換器控制器之離散實施方案，該等電源轉換器利用一主動復位方案及自驅動同步整流(SDSR)。本文中論述之一或多個實施方案解決或改良SDSR之固有問題，包含(但不限於)預偏壓起動、電流共享及冗餘能力。在關機期間發生在同步MOSFET上之一振盪係SDSR所固有，此並非一所要行為。在無如本文中論述之一控制方法之情況下，一外部施加之輸出電壓可開啟同步整流器，從而引起電源轉換器汲入電流而非流出電流。本文中論述之一或多個實施方案利用相對少數目個離散組件解決SDSR電源轉換器之一或多個問題。對於混合應用而言，尤其對於其中輻射容限及最少部件計數對高功率密度重要之應用而言，本發明之此等實施方案可為理想的。 更特定言之，本文中論述之系統及方法可允許一或多個電源轉換器起動至調節，其中一外部電壓源已施加至其輸出端子。如上文所述，此特徵可稱為預偏壓起動。此外，多個電源轉換器可並聯連接以將比一單一電源轉換器可能遞送之功率更多的功率遞送至一負載。如下文進一步論述，可藉由將多個電源轉換器之輸出端子連接在一起及將電源轉換器之各自「電流共享」或「共同控制」節點連接在一起而執行此電流共享特徵。在多個電源轉換器之一或多者發生故障之情況下及/或在一或多個電源轉換器所連接之一或多個電源發生故障之情況下，此特徵亦可提供冗餘。 圖1展示一電源轉換器100之一高階示意圖。圖2A至圖2B展示電源轉換器100之一低階示意圖。在所繪示實例中，電源轉換器100呈包含同步整流器M4及M5之一順向轉換器之形式。在此實例中，一DC電壓輸入VIN 藉由一MOSFET電源開關M2連接至一變壓器T1之一初級繞組L4。一箝位電路配置亦經提供以限制復位電壓。特定言之，MOSFET電源開關M2藉由一箝位電容器CRESET 及一MOSFET開關裝置M3之一串聯連接而分流。開關M2及M3之傳導間隔係互斥的。電容器CRESET 之電壓慣性限制在MOSFET電源開關M2之非傳導間隔期間跨磁化電感出現的復位電壓之振幅。 變壓器T1之一次級繞組L5透過包含MOSFET整流裝置M4及M5之一同步整流器連接至一輸出節點VO 。各整流裝置M4及M5包含一本體二極體。在電源開關M2傳導之情況下，跨初級繞組L4施加輸入電壓VIN 。次級繞組L5之極性經定向以回應於初級電壓，其中一電流流動通過一輸出電感器L6，通過連接至輸出節點VO 之一負載R6，且返回通過MOSFET整流器裝置M4而至次級繞組L5。由藉由MOSFET整流器裝置M5之傳導提供之電流路徑維持在電源開關M2非傳導時輸出電感器L6中之電流之連續性。一輸出濾波電容器C7使電源轉換器100之輸出分流。 藉由SDSR邏輯104(其可視需要接收信號)憑藉一初級主動復位脈寬調變(PWM)控制器106控制兩個整流器裝置M4及M5之傳導性。主動復位控制器106可包含例如一或多個振盪器、比較器及/或正反器。主動復位控制器106之輸出可將一PWM驅動信號提供至主開關M2及輔助開關M3。 電源轉換器100亦可包含一ACMC控制器110，該ACMC控制器110操作以利用平均電流模式控制來控制電源轉換器。一般言之，電流模式控制係包含一外電壓控制迴路及一內電流控制迴路之一雙迴路系統。 與本發明中實施之ACMC相比，峰值電流控制模式具有一些缺陷。特定言之，峰值電流控制模式藉由在一PWM比較器之兩個輸入處直接比較輸出電感器電流波形與由外電壓迴路設定之一電流程式位準而操作。內電流控制迴路具有一低增益且因此無法校正一些缺陷，包含不良雜訊免疫、斜率補償要求及峰值對平均電流誤差。 為了補救峰值電流模式控制之一些效能問題，在本發明之實施方案中使用ACMC。ACMC藉由將一高增益積分電流誤差放大器提供至內電流控制迴路中而克服一些或全部此等缺陷。一般言之，放大一電流誤差信號且在由主動復位控制器106提供之一PWM比較器之輸入處比較該電流誤差信號與一相對大振盪器斜坡(例如，鋸齒)。 如圖1中展示，ACMC控制器110包含五個主要功能區塊。此等功能區塊包含一電壓誤差放大器112、一電流感測器114、一電流誤差放大器116、一電流方向偵測器118及一磁通信器120。下文論述此等功能區塊之各者。 電壓誤差放大器112接收電源轉換器100之輸出電壓VO 作為輸入且藉由比較輸出電壓VO 與一固定參考電壓而控制一外電壓控制迴路。將此電壓誤差信號饋送至電流誤差放大器116。 電流感測器114可操作以感測電源轉換器100之輸出電流，且產生表示電源轉換器100之輸出電流(例如，與電源轉換器100之輸出電流成比例)之一輸出信號。例如，電流感測器114可包含一或多個感測電阻器、電流感測變壓器及/或其他電流感測電路。 電流誤差放大器116可為控制ACMC控制器110之一內電流控制迴路之一積分電流誤差放大器。電流誤差放大器116可比較自電流感測器114接收之一信號與由電壓誤差放大器112供應之一電流程式信號。 電流方向偵測器118自電壓誤差放大器112接收用來判定電源轉換器100之輸出電流之方向的輸出信號。電流方向偵測器118主要用來偵測跨負載之輸出電流ILOAD 之方向，該負載在圖1及圖2A至圖2B之示意圖中由一負載電阻器R6表示。若電流方向偵測器118判定電源轉換器100例如歸因於一外部施加之輸出電壓(其在示意圖中表示為經由一二極體D12耦合至負載電阻器R6之一電壓源V1)而汲入電流，則該電流方向偵測器分別經由閘極節點G2及G1控制同步MOSFET M4及M5，以保持關斷以防止該電源轉換器汲入電流。在至少一些實施例中，當(1)電源轉換器100經禁止以防止轉換器輸出短接負載或(2)在關機期間當可將功率自次級側傳遞至初級側從而引起電壓誤差放大器112之一負電流使得反相接腳處之電壓大於非反相接腳之電壓(此引起該電壓誤差放大器之輸出變為零，其繼而引起電流方向偵測器118之輸出變為零)時，該電流方向偵測器偵測一負電流。 電壓源V1表示諸如並聯耦合至電源轉換器100之另一電源轉換器等之一電壓源。如下文進一步論述，此特徵允許預偏壓起動及輸出電流共享。在至少一個實施方案中，在一功率損耗期間，電流方向偵測器118利用輸出電壓VO 來關閉MOSFET M4及M5，此藉由防止電源轉換器100汲入電流(此原本將使輸出電容器C7放電且可引起非所要行為或損壞電源轉換器100)而有利地用來保留輸出電壓VO 。 磁通信器120提供多個雙向功能。第一，磁通信器120將經隔離之變壓器耦合磁回饋提供至主動復位控制器106。一般言之，磁通信器120採用一變壓器、一調變器及一解調變器以允許最佳化一回饋路徑，該回饋路徑在電源轉換器100之一輸入側與一輸出側之間提供一隔離障壁122。第二，磁通信器120接收一初級側電壓供應VCCP 且提供一次級側電壓供應VCCS ，該次級側電壓供應VCCS 可由電壓誤差放大器112、電流感測器114、電流誤差放大器116或電流方向偵測器118之一或多個組件使用。第三，磁通信器120將一輸入(即，VCCS )提供至電流方向偵測器118供應輸入。在次級供應電壓VCCS 歸因於一功率損耗(例如，關機)而消失時，電流方向偵測器118使閘極信號G1及G2保持低，此關閉同步MOSFET M4及M5以防止其等傳導電流。 圖2A至圖2B展示根據一個所繪示實施方案之電源轉換器100之ACMC控制器110之各種組件。參考圖2B，電壓誤差放大器112包括由藉由磁通信器120提供之次級側電壓供應VCCS 供電之一運算放大器(「op amp」) U1。除運算放大器U1外，電壓誤差放大器112包含電阻器R1、R2、R3、R7及R8、電容器C1及C3以及齊納二極體D11。一般言之，電壓誤差放大器112使用運算放大器U1藉由比較電源轉換器100之輸出電壓VO 與由一齊納二極體D11設定之一固定參考電壓而控制外電壓控制迴路。此誤差信號經由電阻器R8饋送至一緩衝器Q1，透過一電阻器R5至電流誤差放大器116之一運算放大器U2之非反相輸入。該誤差信號亦饋送至電流方向偵測器118之一比較器U3之非反相輸入，如下文進一步論述。 電流誤差放大器116包含運算放大器U2、電阻器R4、R9、R10及一電容器C2。運算放大器U2可由磁通信器120提供之次級側電壓供應VCCS 供電。電流誤差放大器116之一輸出節點FB1經提供至磁通信器120，如下文進一步論述。為了達成平均電流控制，由運算放大器U2控制內電流回路。比較電壓誤差放大器112之運算放大器U1之輸出與來自電流感測器114之一電流感測信號，電流感測器114包括一電流源I1、一電阻器R12及一齊納二極體D9。電流源I1並非字面上的電流源。實情係，電流源I1表示使用R12將輸出電感器L6之平均電流轉換為一代表性電壓。 參考圖2A，磁通信器120可利用「返馳取樣」來提供由電流誤差放大器116之運算放大器U2之輸出節點FB1提供的平均電流誤差信號之連續監測。磁通信器120包含具有初級側繞組L1及L2與一次級側繞組L3之一耦合變壓器T2。繞組L1係在節點T2A與T2B之間，繞組L2係在節點T2C與T2D之間，且繞組L3係在節點T2E與T2F之間。繞組L1、L2及L3之匝數比可為適於一特定應用之任何匝數比，例如，1:1:1、1:1:2等。一固定頻率脈衝信號可提供於耦合至一開關M1之一閘極節點之一取樣開關控制節點FBP處。開關M1可為任何類型之合適開關(例如，MOSFET)。 在開關M1開啟時，變壓器T2之繞組L1耦合至一初級側電壓供應VCCP 。此引起一磁化能量累積於變壓器T2中。此時，在二極體D10之陽極處，跨繞組L2之節點T2C-D之電壓為負，因此二極體D10未傳導。二極體D6防止電壓VCCP 出現於T2之次級側處且干擾電流誤差放大器116。在開關M1開啟時，VCCP 電壓自T2A-B傳送至T2E-F，其接著藉由二極體D5及D3峰值充電至電容器C5中以針對電流誤差放大器116之運算放大器U2及電壓誤差放大器112之運算放大器U1供應次級側電壓供應VCCS 。 在開關M1關閉時，儲存於變壓器T2中之磁化能量以一返馳電壓之形式返回。由誤差信號FB2經由二極體D6及D4而箝位該電壓。電流誤差放大器116具有由一射極隨耦器緩衝器Q3提供之一低阻抗。在返馳時間期間，誤差信號FB2藉由跨節點T2C及T2D反映之電壓回饋至變壓器T2之初級側，該電壓接著透過二極體D10峰值充電至電容器C6中以形成用於主動復位控制器106之初級側回饋信號VFB1。經調節負載電壓VFB2等於節點FB2處之電壓加上二極體D6之順向二極體電壓降。一電阻器R20可經提供以控制電容器C6之放電速率。 如上文論述，電流方向偵測器118用來判定輸出電流ILOAD 是否流動至電源轉換器100中或自電源轉換器100流動出。在此實例中，電流方向偵測器118包含一比較器U3、齊納二極體D9、電阻器R13、R16、R17及R18、二極體D7及D8以及開關Q4及Q5。如上文論述，電流源I1提供表示平均負載電流ILOAD 之一信號。電流源I1可包括初級電源變壓器T1上之一電流變壓器、一電流感測電阻器等。 在操作中，電流方向偵測器118在其判定電流流動至電源轉換器100中而非自電源轉換器流出時關閉同步MOSFET M4及M5。此可藉由憑藉關閉開關Q4且開啟開關Q5而引導同步整流MOSFET M4及M5保持關斷來達成。特定言之，在由比較器U3偵測一「負電流」(即，至電源轉換器100中)時，透過二極體D7及D8之傳導而將閘極信號G1及G2拉至接地以防止同步MOSFET M4及M5傳導電流。此在開關Q5接通、開關Q4關斷且比較器U3之輸出為低(即，0 V)時發生。為了使比較器U3之輸出為低，比較器U3之正輸入必須小於比較器U3之負輸入。比較器U3之負輸入係由齊納二極體D9形成之一固定正電壓。 如圖2B中展示，開關Q5之基極透過電阻器R18耦合至輸出節點VO 。在比較器U3之輸出為低時，開關Q4關閉，此引起開關Q5歸因於由輸出電壓VO 提供之電壓而開啟。在開關Q5開啟時，電流流動通過二極體D7及D8，此使閘極信號G1及G2保持低，由此使同步MOSFET M4及M5保持關閉。因此，在一功率損耗期間，電流方向偵測器118利用輸出電壓VO 來關閉MOSFET M4及M5，此藉由防止電源轉換器100汲入電流(此原本將使輸出電容器C7快速地放電)而有利地用來保留輸出電壓VO 。此特徵係在無需任何輸入電壓VIN 之情況下完成。 因此，在輸出電壓VO 歸因於一外部源(例如，源V1)而大於開關Q5之基極-射極電壓(Vbe)且比較器U3之輸出為低時，同步MOSFET M4及M5保持關閉，此指示一負或反向電流進入電源轉換器100。在次級側供應電壓VCCS 為低(例如，歸因於功率損耗)時，同步MOSFET亦保持關閉。 如上文簡要論述，在一或多個實施方案中，磁通信器120提供至少三個功能。第一，在開關M1開啟時，磁通信器120提供次級側電壓供應VCCS 。第二，在開關M1關閉之循環之部分期間，磁通信器120將經隔離之磁回饋自次級側提供至初級側。第三，磁通信器120將次級側電壓供應VCCS 提供至電流方向偵測器118之比較器U3。在喪失次級側供應電壓VCCS 時(例如，關機、禁止)時，比較器U3之輸出變低，此使開關Q4關閉且使開關Q5開啟。如上文論述，此特徵分別使同步MOSFET M4及M5之閘極節點G1及G2保持低，此使MOSFET M4及M5保持關閉以防止電流流動至電源轉換器100中。 如上文所述，在關機期間發生之同步MOSFET (例如，MOSFET M4及M5)上之一振盪係SDSR所固有。本文中論述之實施方案藉由在開關M1關閉時自電流方向偵測器118之比較器U3移除次級電壓VCCS 而防止此行為。此事件引起開關Q4關閉且引起開關Q5開啟，由此使閘極節點G1及G2分別保持箝位至接地加上二極體D7及D8之一二極體順向電壓降。同步MOSFET M4及M5在電源轉換器100關機時不再振盪，且(諸)輸出電容器C7不再放電。 圖3係展示在運用一經預偏壓輸出起動(「預偏壓起動」)期間電源轉換器100之輸出電壓VOUTPUT (或VO )之一曲線圖300。如圖1及圖2A至圖2B中展示，外部電壓源V1經由二極體D12施加至電源轉換器100之輸出節點VO 。外部電壓源V1可表示與該電源轉換器並聯連接之一負載、一或多個其他電源轉換器等。一般言之，若在輸出電壓VO 以由外部電壓源V1施加之電壓開始時電源轉換器100可繼續開啟進入調節，則一起動係成功的。如上文論述，同步MOSFET M4及M5藉由電流方向偵測器118之開關Q5而保持關斷，因為電流方向偵測器偵測一負電流。 如圖3中展示，在此實例中，輸出電壓VOUTPUT 藉由外部電壓源V1而在點302處預偏壓至約3 V。實務上，可由負載或由一或多個額外電源轉換器提供經預偏壓電壓。如所展示，電源轉換器100係在其中啟動電路之一點304處起動，且繼續直至其中輸出電壓VO 調節為5 V之點306。 圖4展示曲線圖404、406及408。曲線圖404展示輸出電壓VOUTPUT ，曲線圖406展示開關M4之閘極(節點G2)處之電壓，且曲線圖408展示開關M5之閘極(節點G1)處之電壓。如所展示，在一初始起動週期402 (例如，0 µs至650 µs)期間，歸因於閘極節點G1及G2藉由開關Q5而保持關斷，閘極節點G1及G2處於一固定電壓(例如，2 V)，如上文論述。在初始起動週期402之後，通常由自驅動同步整流電路或邏輯104控制閘極節點G1及G2。 圖5係展示用於並聯連接在一起之兩個電源轉換器(例如，電源轉換器100之兩個例項)之電流共享及預偏壓起動操作之一曲線圖500。圖7展示並聯地耦合在一起之兩個電源轉換器100-1及100-2之一示意圖。具體言之，電源轉換器100-1及100-2之正輸入+Vin1及+Vin2分別耦合在一起且耦合至一輸入源Vin之一正端子，且電源轉換器100-1及100-2之負輸入−Vin1及−Vin2分別耦合在一起且耦合至輸入源Vin之一負端子。電源轉換器100-1及100-2之輸出+VO1 及+VO2 分別耦合在一起且耦合至一負載之一正節點。類似地，電源轉換器100-1及100-2之輸出−VO1 及−VO2 分別耦合在一起且耦合至該負載之一負節點。另外，電源轉換器100-1及100-2之「電流共享」或「共同控制」節點IB1及IB2分別耦合在一起。儘管出於解釋性目的而展示僅兩個轉換器100-1及100-2，但應明白實務上，取決於一特定應用之需要，眾多電源轉換器可並聯地耦合在一起。 再次參考圖5，在此實例中，輸出電壓VOUTPUT 藉由一外部源預偏壓至近似3 V之一電壓。如所展示，輸出電壓VOUTPUT 以3 V開始且在約920 µs時開始升高直至輸出電壓在約1.4 ms時達到5 V之調節。 在圖5之曲線圖500中，信號Vca1out 、Vca2out 表示兩個並聯連接電源轉換器100-1及100-2之各者之電流誤差放大器116之運算放大器U2之輸出信號。信號Vca1neg 、Vca2neg 表示兩個並聯連接電源轉換器100-1及100-2之各者之電流誤差放大器116之運算放大器U2之反相輸入處之電壓。信號Vea1out 及Vea2out 表示兩個並聯連接電源轉換器100-1及100-2之各者之電壓誤差放大器112之運算放大器U1透過電阻器R8之一輸出電壓。信號Vca1out、Vca2out表示兩個並聯連接電源轉換器100-1及100-2之各者之電流誤差放大器116之運算放大器U2之輸出端處之電壓。信號IoShare表示電流共享或共同控制節點IB1及IB2之電壓(參見圖7)，如圖2B中展示，信號IoShare亦係施加至電流方向偵測器118之比較器U3之非反相輸入之信號及透過電阻器R5施加至電流誤差放大器116之運算放大器U2之非反相輸入之信號。 如上文論述，兩個電流誤差放大器U2之輸出信號Vca1out 、Vca2out 亦係用於各自轉換器100-1及100-2之回饋信號。圖5之曲線圖500中展示之波形證實兩個電源轉換器100-1及100-2之誤差放大器U1及U2處於控制中。 圖6展示包含四個曲線圖602、604、606及608之一圖600。曲線圖602展示並聯連接之兩個轉換器100-1及100-2之輸出電壓VOUTPUT 。曲線圖604展示通過第一電源轉換器100-1之輸出電感器L6 (圖1)之平均負載電流(IO -1)。曲線圖606展示通過第二電源轉換器100-2之輸出電感器L6 (圖1)之平均負載電流(IO -2)。曲線圖608展示通過如圖7中展示般並聯連接用於電流共享之第一電源轉換器100-1及第二電源轉換器100-2之輸出電感器L6 (圖1)之經組合平均負載電流(即，IO -1及IO -2之總和)。如所展示，電源轉換器100-1及100-2之各者之輸出電感器L6攜載5 A之一平均負載電流(曲線圖604及曲線圖606)，從而在兩個轉換器之間相等地共享10 A之一總負載電流(曲線圖608)。 如上文論述，本文中論述之實施方案提供若干優點。實施方案提供經改良之線路及負載暫態回應，從而允許其用於具有極佳穩定性及快速回應之電源轉換器中。此外，本文中論述之實施方案藉由經由共同控制節點IB將多個轉換器連接在一起(如圖2B及圖7中展示)而運用一單一控制節點提供電流共享能力。當在電流共享操作中時，由具有最高輸出電壓VO 之電源轉換器自動判定兩個或更多個電源轉換器之一群組中之「主」電源轉換器。若主電源轉換器係非功能性的，則自動判定下一主電源轉換器，以此類推。此外，「無償」提供電流共享信號，因為所有並聯轉換器運用一單一連接(例如，導線)連接在一起。並聯轉換器之動態效能相同於一單一轉換器，因為在任何給定時間存在僅一個單一迴路控制。 本文中論述之一或多個實施方案亦提供最少部件計數(此有益於混合或其他應用)，且亦歸因於使用離散組件而以低成本提供增強輻射容限。如上文論述，本文中論述之實施方案防止同步MOSFET M4及M5在關機期間振盪。此外，輸出電感器L6中之平均電流之狀態用於多個功能(例如，偵測輸出電流方向、設定電流極限)。 前述實施方式已經由使用方塊圖、示意圖及/或實例闡述裝置及/或程序之各種實施方案。在此等方塊圖、示意圖及/或實例含有一或多個功能及/或操作之範圍內，熟習此項技術者將理解，可藉由廣泛範圍之硬體、軟體、韌體或實際上其等之組合個別及/或共同實施此等方塊圖、流程圖或實例內之各功能及/或操作。在一個實施方案中，本發明標的可經由特定應用積體電路(ASIC)實施。熟習此項技術者將認知，本文陳述之許多方法或演算法可採用額外動作，可省略一些動作且/或可以不同於所指定之一順序執行動作。 上文描述之各種實施方案可經組合以提供進一步實施方案。若需要，可修改實施方案之態樣以採用各種專利、申請案及公開案之系統、電路及概念以提供又進一步實施方案。 可鑑於上文詳細描述對實施方案作出此等及其他變更。一般言之，在下文發明申請專利範圍中，所使用之術語不應被解釋為將發明申請專利範圍限於本說明書及發明申請專利範圍中揭示之特定實施方案，但應被解釋為包含所有可能實施方案連同此等發明申請專利範圍所授權之等效物之全範疇。據此，發明申請專利範圍不受本發明限制。
100‧‧‧電源轉換器
100-1‧‧‧第一電源轉換器
100-2‧‧‧第二電源轉換器
104‧‧‧自驅動同步整流(SDSR)邏輯
106‧‧‧初級主動復位脈寬調變(PWM)控制器/主動復位控制器
110‧‧‧平均電流模式控制(ACMC)控制器
112‧‧‧電壓誤差放大器
114‧‧‧電流感測器
116‧‧‧電流誤差放大器
118‧‧‧電流方向偵測器
120‧‧‧磁通信器
122‧‧‧隔離障壁
300‧‧‧曲線圖
302‧‧‧點
304‧‧‧點
306‧‧‧點
402‧‧‧初始起動週期
404‧‧‧曲線圖
406‧‧‧曲線圖
408‧‧‧曲線圖
500‧‧‧曲線圖
600‧‧‧圖
602‧‧‧曲線圖
604‧‧‧曲線圖
606‧‧‧曲線圖
608‧‧‧曲線圖
C1‧‧‧電容器
C2‧‧‧電容器
C3‧‧‧電容器
C5‧‧‧電容器
C6‧‧‧電容器
C7‧‧‧輸出濾波電容器/輸出電容器
CRESET‧‧‧箝位電容器
D10‧‧‧二極體
D11‧‧‧齊納二極體
D12‧‧‧二極體
D3‧‧‧二極體
D4‧‧‧二極體
D5‧‧‧二極體
D6‧‧‧二極體
D7‧‧‧二極體
D8‧‧‧二極體
D9‧‧‧齊納二極體
FB1‧‧‧輸出節點
FB2‧‧‧誤差信號/節點
FBP‧‧‧取樣開關控制節點
G1‧‧‧閘極節點/閘極信號
G2‧‧‧閘極節點/閘極信號
I1‧‧‧電流
IB‧‧‧共同控制節點
IB1‧‧‧電流共享或共同控制節點
IB2‧‧‧電流共享或共同控制節點
ILOAD‧‧‧輸出電流/平均負載電流
IO-1‧‧‧平均負載電流
IO-2‧‧‧平均負載電流
IoShare‧‧‧信號
L1‧‧‧初級繞組
L2‧‧‧初級繞組
L3‧‧‧次級繞組
L4‧‧‧初級繞組
L5‧‧‧次級繞組
L6‧‧‧輸出電感器
M1‧‧‧開關
M2‧‧‧MOSFET電源開關
M3‧‧‧MOSFET開關裝置
M4‧‧‧同步整流器/MOSFET整流裝置
M5‧‧‧同步整流器/MOSFET整流裝置
Q1‧‧‧緩衝器
Q3‧‧‧射極隨耦器緩衝器
Q4‧‧‧開關
Q5‧‧‧開關
R1‧‧‧電阻器
R2‧‧‧電阻器
R3‧‧‧電阻器
R4‧‧‧電阻器
R5‧‧‧電阻器
R6‧‧‧負載/負載電阻器
R7‧‧‧電阻器
R8‧‧‧電阻器
R9‧‧‧電阻器
R10‧‧‧電阻器
R12‧‧‧電阻器
R13‧‧‧電阻器
R16‧‧‧電阻器
R17‧‧‧電阻器
R18‧‧‧電阻器
R20‧‧‧電阻器
T1‧‧‧變壓器
T2‧‧‧耦合變壓器
U1‧‧‧運算放大器/誤差放大器
U2‧‧‧運算放大器/誤差放大器
U3‧‧‧比較器
V1‧‧‧電壓源
Vca1neg‧‧‧信號
Vca1out‧‧‧信號
Vca1out‧‧‧信號
Vca2neg‧‧‧信號
Vca2out‧‧‧信號
Vca2out‧‧‧信號
VCCP‧‧‧初級側電壓供應
VCCS‧‧‧次級側電壓供應
Vea1out‧‧‧信號
Vea2out‧‧‧信號
VFB1‧‧‧初級側回饋信號
VFB2‧‧‧經調節負載電壓
VIN‧‧‧DC電壓輸入
Vin‧‧‧輸入源
VO‧‧‧輸出節點/輸出電壓
-Vin1‧‧‧負輸入
-Vin2‧‧‧負輸入
-VO1‧‧‧輸出
-VO2‧‧‧輸出
VOUTPUT‧‧‧輸出電壓
+Vin1‧‧‧正輸入
+Vin2‧‧‧正輸入
+VO1‧‧‧輸出
+VO2‧‧‧輸出
在圖式中，相同元件符號識別類似元件或動作。圖式中元件之大小及相對位置未必按比例繪製。例如，各種元件之形狀及角度未必按比例繪製，且可任意地放大及定位一些此等元件以改良圖式易讀性。此外，如所繪製之元件之特定形狀未必意欲傳達有關特定元件之實際形狀之任何資訊，且可僅為了便於在圖式中辨識而選擇。 圖1係根據一個所繪示實施方案之包含一平均電流模式控制控制器的一電源轉換器之一高階示意圖。 圖2A至圖2B係根據一個所繪示實施方案之包含一平均電流模式控制控制器的一電源轉換器之一低階示意圖。 圖3係根據一個所繪示實施方案之在預偏壓起動期間的一電源轉換器之一輸出電壓節點之一曲線圖。 圖4係根據一個所繪示實施方案之在預偏壓起動期間的一電源轉換器之一輸出電壓節點及該電源轉換器之同步整流器之閘極節點的一曲線圖。 圖5係展示根據一個所繪示實施方案之用於兩個電源轉換器的一電流共享及預偏壓起動操作之一曲線圖。 圖6係展示根據一個所繪示實施方案之通過經並聯連接用於電流共享的一第一電源轉換器及一第二電源轉換器之輸出電感器之一平均電流的一曲線圖。 圖7係根據一個所繪示實施方案之並聯連接在一起的兩個電源轉換器之一示意圖。

Claims (24)

  1. 一種用於一電源轉換器之平均電流模式控制(ACMC)控制器，該電源轉換器包括：一電源變壓器，其具有可電耦合至一輸入電壓節點之一初級繞組及可電耦合至一輸出電壓節點之一次級繞組；一初級控制電路，其電耦合至該初級繞組；一次級控制電路，其電耦合至該次級繞組，該次級控制電路包括包含各自第一及第二控制節點之第一及第二同步整流元件，該平均電流模式控制(ACMC)控制器包括： 一磁通信器電路，其包括： 一選擇性可控制開關；及 一耦合變壓器，其包括一第一初級繞組、一第二初級繞組及一次級繞組，該次級繞組電耦合至包括一DC供應整流器及一DC供應電容器之一次級側DC電壓供應電路，以在該次級側DC電壓供應電路之該DC供應電容器上提供一次級側DC電壓供應，該等第一及第二初級繞組經由該可控制開關選擇性地耦合至一初級側DC電壓供應，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而在該次級側DC電壓供應電路之該DC供應電容器上產生該次級側DC電壓供應，該次級繞組電耦合至一次級側回饋信號節點，且該第二初級繞組電耦合至包括一取樣整流器及一取樣電容器之一取樣電路，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而將該次級側回饋信號節點處之一次級側回饋信號傳送至該第二初級繞組，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而在該取樣電路之該取樣電容器上產生一初級側回饋電壓，該初級側回饋電壓可電耦合至該電源轉換器之該初級控制電路。
  2. 如請求項1之平均電流模式控制(ACMC)控制器，其進一步包括： 一電壓誤差放大器電路，其包括一輸入節點及一輸出節點，該輸入節點電耦合至該電源轉換器之該輸出電壓節點；及 一電流誤差放大器電路，其包括一輸入節點及一輸出節點，該電流誤差放大器電路之該輸入節點電耦合至該電壓誤差放大器電路之該輸出節點，且該電流誤差放大器電路之該輸出節點電耦合至該次級側回饋信號節點。
  3. 如請求項2之平均電流模式控制(ACMC)控制器，其中該電壓誤差放大器電路包括一運算放大器，該運算放大器包含電耦合至該次級側DC電壓供應以其自接收功率之一供應輸入節點。
  4. 如請求項2之平均電流模式控制(ACMC)控制器，其中該電流誤差放大器電路包括一運算放大器，該運算放大器包含電耦合至該次級側DC電壓供應以其自接收功率之一供應輸入節點。
  5. 如請求項2之平均電流模式控制(ACMC)控制器，其進一步包括： 一共同控制節點，其表示該電壓誤差放大器電路之一輸出信號，該共同控制節點可耦合至另一電源轉換器之一共同控制節點以在該電源轉換器與該另一電源轉換器之間提供電流共享操作。
  6. 如請求項1之平均電流模式控制(ACMC)控制器，其進一步包括： 一電流方向偵測器電路，其可操作地耦合以感測該電源轉換器之一輸出電流之一方向且回應於偵測輸出電流流動至該電源轉換器中，該電流方向偵測器電路引起該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點控制該等第一及第二同步整流元件使之處於一非傳導狀態。
  7. 如請求項6之平均電流模式控制(ACMC)控制器，其中該電流方向偵測器電路包括一比較器，該比較器包含電耦合至該次級側DC電壓供應以自其接收功率之一供應輸入節點。
  8. 如請求項6之平均電流模式控制(ACMC)控制器，其中該電流方向偵測器電路包括一控制開關，該控制開關電耦合至該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點之各者，該控制開關包括一控制開關控制節點，該控制開關控制節點電耦合至該電源轉換器之該輸出電壓節點。
  9. 如請求項6之平均電流模式控制(ACMC)控制器，其中該電流方向偵測器電路包括一控制開關，該控制開關經由各自第一及第二二極體電耦合至該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點之各者，該控制開關包括一控制開關控制節點，該控制開關控制節點經由一電阻器電耦合至該電源轉換器之該輸出電壓節點。
  10. 一種主動箝位順向轉換器，其包括： 一變壓器，其具有一初級繞組及一次級繞組，該次級繞組可電耦合至一輸出電壓節點； 一初級控制電路，其電耦合至該初級繞組，該初級繞組可電耦合至一輸入電壓節點； 一次級控制電路，其電耦合至該次級繞組，該次級控制電路包括包含各自第一及第二控制節點之第一及第二同步整流元件；及 一平均電流模式控制(ACMC)控制器，其包括： 一磁通信器電路，其包括： 一選擇性可控制開關；及 一耦合變壓器，其包括一第一初級繞組、一第二初級繞組及一次級繞組，該次級繞組電耦合至包括一DC供應整流器及一DC供應電容器之一次級側DC電壓供應電路，以在該次級側DC電壓供應電路之該DC供應電容器上提供一次級側DC電壓供應，該等第一及第二初級繞組經由該可控制開關選擇性地耦合至一初級側DC電壓供應，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而在該次級側DC電壓供應電路之該DC供應電容器上產生該次級側DC電壓供應，該次級繞組電耦合至一次級側回饋信號節點，且該第二初級繞組電耦合至包括一取樣整流器及一取樣電容器之一取樣電路，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而將該次級側回饋信號節點處之一次級側回饋信號傳送至該第二初級繞組，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而在該取樣電路之該取樣電容器上產生一初級側回饋電壓，該初級側回饋電壓可電耦合至該主動箝位順向轉換器之該初級控制電路。
  11. 如請求項10之主動箝位順向轉換器，其進一步包括： 一電壓誤差放大器電路，其包括一輸入節點及一輸出節點，該輸入節點電耦合至該主動箝位順向轉換器之該輸出電壓節點；及 一電流誤差放大器電路，其包括一輸入節點及一輸出節點，該電流誤差放大器電路之該輸入節點電耦合至該電壓誤差放大器電路之該輸出節點，且該電流誤差放大器電路之該輸出節點電耦合至該次級側回饋信號節點。
  12. 如請求項11之主動箝位順向轉換器，其中該電壓誤差放大器電路包括一運算放大器，該運算放大器包含電耦合至該次級側DC電壓供應以其自接收功率之一供應輸入節點。
  13. 如請求項11之主動箝位順向轉換器，其中該電流誤差放大器電路包括一運算放大器，該運算放大器包含電耦合至該次級側DC電壓供應以其自接收功率之一供應輸入節點。
  14. 如請求項11之主動箝位順向轉換器，其進一步包括： 一共同控制節點，其表示該電壓誤差放大器電路之一輸出信號，該共同控制節點可耦合至另一主動箝位順向轉換器之一共同控制節點以在該主動箝位順向轉換器與該另一主動箝位順向轉換器之間提供電流共享操作。
  15. 如請求項10之主動箝位順向轉換器，其進一步包括： 一電流方向偵測器電路，其可操作地耦合以感測該主動箝位順向轉換器之一輸出電流之一方向且回應於偵測輸出電流流動至該主動箝位順向轉換器中，該電流方向偵測器電路引起該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點控制該等第一及第二同步整流元件使之處於一非傳導狀態。
  16. 如請求項15之主動箝位順向轉換器，其中該電流方向偵測器電路包括一比較器，該比較器包含電耦合至該次級側DC電壓供應以自其接收功率之一供應輸入節點。
  17. 如請求項15之主動箝位順向轉換器，其中該電流方向偵測器電路包括一控制開關，該控制開關電耦合至該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點之各者，該控制開關包括一控制開關控制節點，該控制開關控制節點電耦合至該主動箝位順向轉換器之該輸出電壓節點。
  18. 如請求項15之主動箝位順向轉換器，其中該電流方向偵測器電路包括一控制開關，該控制開關經由各自第一及第二二極體電耦合至該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點之各者，該控制開關包括一控制開關控制節點，該控制開關控制節點經由一電阻器電耦合至該主動箝位順向轉換器之該輸出電壓節點。
  19. 一種用於一電源轉換器之平均電流模式控制(ACMC)控制器，該電源轉換器包括：一電源變壓器，其具有可電耦合至一輸入電壓節點之一初級繞組及可電耦合至一輸出電壓節點之一次級繞組；一初級控制電路，其電耦合至該初級繞組；一次級控制電路，其電耦合至該次級繞組，該次級控制電路包括包含各自第一及第二控制節點之第一及第二同步整流元件，該平均電流模式控制(ACMC)控制器包括： 一電壓誤差放大器電路，其包括一輸入節點及一輸出節點，該輸入節點電耦合至該電源轉換器之該輸出電壓節點； 一電流誤差放大器電路，其包括一輸入節點及一輸出節點，該電流誤差放大器電路之該輸入節點電耦合至該電壓誤差放大器電路之該輸出節點，且該電流誤差放大器電路之該輸出節點電耦合至該次級側回饋信號節點；及 一電流方向偵測器電路，其包括一輸入節點及一輸出節點，該電流方向偵測器電路之該輸入節點電耦合至該電壓誤差放大器電路之該輸出節點，該電流方向偵測器電路可操作地耦合以感測該電源轉換器之一輸出電流之一方向且回應於偵測輸出電流流動至該電源轉換器中，該電流方向偵測器電路引起該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點控制該等第一及第二同步整流元件使之處於一非傳導狀態。
  20. 如請求項19之平均電流模式控制(ACMC)控制器，其中該電流方向偵測器電路包括一比較器，該比較器包含電耦合至一次級側DC供應電壓電路以自其接收功率之一供應輸入節點。
  21. 如請求項19之平均電流模式控制(ACMC)控制器，其中該電流方向偵測器電路包括一控制開關，該控制開關電耦合至該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點之各者，該控制開關包括一控制開關控制節點，該控制開關控制節點電耦合至該電源轉換器之該輸出電壓節點。
  22. 一種用於一電源轉換器之平均電流模式控制(ACMC)控制器，該電源轉換器包括：一電源變壓器，其具有可電耦合至一輸入電壓節點之一初級繞組及可電耦合至一輸出電壓節點之一次級繞組；一初級控制電路，其電耦合至該初級繞組；一次級控制電路，其電耦合至該次級繞組，該次級控制電路包括包含各自第一及第二控制節點之第一及第二同步整流元件，該平均電流模式控制(ACMC)控制器包括： 一電壓誤差放大器電路，其包括一輸入節點及一輸出節點，該輸入節點電耦合至該電源轉換器之該輸出電壓節點； 一電流誤差放大器電路，其包括一輸入節點及一輸出節點，該電流誤差放大器電路之該輸入節點電耦合至該電壓誤差放大器電路之該輸出節點，且該電流誤差放大器電路之該輸出節點電耦合至一次級側回饋信號節點； 一電流方向偵測器電路，其可操作地耦合以感測該電源轉換器之一輸出電流之一方向且回應於偵測輸出電流流動至該電源轉換器中，該電流方向偵測器電路引起該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點控制該等第一及第二同步整流元件使之處於一非傳導狀態；及 一磁通信器電路，其包括： 一選擇性可控制開關；及 一耦合變壓器，其包括一第一初級繞組、一第二初級繞組及一次級繞組，該次級繞組電耦合至包括一DC供應整流器及一DC供應電容器之一次級側DC電壓供應電路，以在該次級側DC電壓供應電路之該DC供應電容器上提供一次級側DC電壓供應，該等第一及第二初級繞組經由該可控制開關選擇性地耦合至一初級側DC電壓供應，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而在該次級側DC電壓供應電路之該DC供應電容器上產生該次級側DC電壓供應，該次級繞組電耦合至該次級側回饋信號節點，且該第二初級繞組電耦合至包括一取樣整流器及一取樣電容器之一取樣電路，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而將該次級側回饋信號節點處之一次級側回饋信號傳送至該第二初級繞組，藉此藉由將該可控制開關選擇性地控制為傳導而在該取樣電路之該取樣電容器上產生一初級側回饋電壓，該初級側回饋電壓可電耦合至該電源轉換器之該初級控制電路。
  23. 如請求項19之平均電流模式控制(ACMC)控制器，其中該電流方向偵測器電路包括一控制開關，該控制開關經由各自第一及第二二極體電耦合至該等各自第一及第二同步整流元件之該等第一及第二控制節點之各者，該控制開關包括一控制開關控制節點，該控制開關控制節點經由一電阻器電耦合至該電源轉換器之該輸出電壓節點。
  24. 如請求項19之平均電流模式控制(ACMC)控制器，其進一步包括： 一共同控制節點，其表示該電壓誤差放大器電路之一輸出信號，該共同控制節點可耦合至另一電源轉換器之一共同控制節點以在該電源轉換器與該另一電源轉換器之間提供電流共享操作。
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