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TWI594561B - A method and system for adjusting the peak frequency at a duty ratio - Google Patents

A method and system for adjusting the peak frequency at a duty ratio Download PDF

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TWI594561B
TWI594561B TW104143158A TW104143158A TWI594561B TW I594561 B TWI594561 B TW I594561B TW 104143158 A TW104143158 A TW 104143158A TW 104143158 A TW104143158 A TW 104143158A TW I594561 B TWI594561 B TW I594561B
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xiao-min Huang
Yuan Lin
Hua-Wei Lu
lie-yi Fang
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Description

一種用於以工作比(duty ratio)調節峰值頻率的方法和系統
本發明的某些實施例涉及積體電路。更具體地，本發明的一些實施例提供了用於基於工作比(duty ratio)來調節峰值頻率的方法和系統。僅作為示例，本發明的一些實施例已應用到功率轉換系統。但應理解，本發明具有更寬的適用範圍。
第1圖是表示現有的返馳(flyback)功率轉換系統的簡化圖。功率轉換系統100(例如，功率轉換器)包括系統控制器102、初級繞組130、次級繞組132、輔助繞組134、電源開關120、電流檢測電阻166、二極體108、110和144、電容器106、150、152和154、電磁幹擾(EMI)濾波器180、整流電橋182、電阻器104、153、181，和183、以及隔離回饋元件103。隔離回饋元件103包括電阻器160、162、168和186、電容器164、三端穩壓器172和光耦合器170。
例如，電源開關120包括雙極結型電晶體。在另一示例中，電源開關120包括場效應電晶體(例如，金屬氧化物半導體場效應電晶體)。在又另一示例中，電源開關120包括絕緣閘雙極電晶體。作為示例，系統控制器102包括終端(例如，引腳)112、114、116、118和199。作為另一示例，系統控制器102是晶片，其包括引腳112、114、116、118和199。
如第1圖所示，交流電(AC)198輸入由電磁幹擾(EMI)濾波器180進行處理，並且整流電橋182提供輸入電壓197用於功率轉換系統100的操作。功率轉換系統100使用包括初級繞組130和次級繞組132的變壓器來隔離功率轉換系統100的初級側和次級側。與次級側上的輸出電壓 156相關的資訊可以通過包括電阻器186和160的分壓器來提取。
隔離回饋元件103基於與輸出電壓156相關聯的資訊來生成回饋信號158。系統控制器102的資訊接收回饋信號158並生成驅動信號122，以導通和關斷電源開關120從而調節輸出電壓156。如果電源開關120被閉合(例如，導通)時，能量被存儲在包括初級繞組130和次級繞組132的變壓器中。閉合的電源開關120允許電流124流過初級繞組130。電流124由電流檢測電阻166檢測並通過終端114(例如，端子CS)轉換成電流檢測信號126(例如，VCS)。隨後，如果電源開關120是斷開的(例如，被關斷)，所存儲的能量釋放到輸出端161並且功率轉換系統100進入退磁過程。
此外，當電源開關120被關斷時，存儲在初級繞組130中的能量也被傳遞到耦接至初級繞組130的輔助繞組134。因此，二極體108變為正向偏置，並且一些存儲在初級繞組130的能量被輸送到電容器150並且用於經由終端116(例如，端子VCC)來提供晶片電源電壓109(例如，VCC)到系統控制器102。輔助繞組134、二極體108和電容器150的組合是自給電路的一部分。系統控制器102的工作頻率(例如，驅動信號122的頻率)受到回饋信號158的影響。不同輸出負載對應於回饋信號158的不同大小，並因此對應於系統控制器102的不同工作頻率。針對給定輸出負載，輸入電壓197越大則驅動信號122的工作比(duty ratio)變得越小；並且輸入電壓197越小則驅動信號122的工作比(duty ratio)越大。
第2圖是示出了作為功率轉換系統100的一部分的系統控制器102的某些傳統元件的簡化框圖。系統控制器102包括跨導放大器202、求和元件204(例如，加法器)、振盪器206、調變元件208(例如，脈寬調變元件)和驅動元件210(例如，驅動器)。
如第2圖所示，跨導放大器202接收回饋信號158並輸出電流信號212(例如，Ifb1)。求和元件204組合電流信號212和另一電流信號214(例如，I1)並輸出組合的電流信號216(例如，Iosc)至生成振盪信號 218(例如，時鐘信號)的振盪器206。調變元件208接收振盪信號218和電流檢測信號126並且輸出調變信號220到生成驅動信號122的驅動元件210。
例如，經組合的電流信號216(例如，Iosc)在大小上等於電流信號212(例如，Ifb1)和電流信號214(例如，I1)的和。對於需要峰值輸出功率的應用，如果經組合的電流信號216(例如，Iosc)達到最大大小(例如，Imax)，則工作頻率達到最大大小(例如，Fmax)。
第3圖是示出了功率轉換系統100的回饋信號158和工作頻率之間的傳統關係的簡化圖示。波形300表示工作頻率和回饋信號158之間的關係。例如，與回饋信號158相關聯的某些大小滿足下述式子：FB0a FB1a FB2a FB3a FB4a。作為示例，頻率下限Fmina、頻率大小Fnormala和頻率上限的Fmaxa滿足下列關係：Fmina Fnormala Fmaxa。
如第3圖中所示，如果回饋信號158是在大小FB0a和大小FB1a之間的範圍內，則工作頻率保持在下限Fmina處。如果回饋信號158在大小FB1a和大小FB2a之間的範圍內，則工作頻率隨回饋信號158的增加而增加。如果回饋信號158在大小FB2a和大小FB3a之間的範圍內，則工作頻率保持在大小Fnormala處。如果回饋信號158在大小FB3a和大小FB4a之間的範圍內，則工作頻率隨回饋信號158的增加而增加。如果回饋信號158大於大小FB4a，則其工作頻率保持在上限Fmaxa處。如果上限Fmaxa對應於大的大小(magnitude)，則如果輸入電壓197具有大的大小，電源開關120的源-漏電壓(例如，Vds)120就可具有大的大小，這可能會在某些情況下導致系統損失。
因此，非常期望改進峰值頻率調整的技術。
本發明的某些實施例涉及積體電路。更具體地，本發明的一些實施例提供了基於工作比(duty ratio)的頻率調整系統和方法。僅作為示例，本發明的一些實施例被應用到功率轉換系統。但是應該理解，本發明具有更寬的適用範圍。
根據一個實施例，用於調節功率轉換器的系統控制器包 括：被配置為輸出驅動信號給開關以影響流過功率轉換器的初級繞組的電流的第一控制器端子，驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯，開關週期對應於開關頻率；以及被配置為接收與關於功率轉換器的次級繞組的輸出電壓相關聯的回饋信號的第二控制器端子，次級繞組被耦接到初級繞組。第一控制器端子還被配置為：輸出驅動信號以在導通時間段期間閉合開關；並輸出驅動信號以在關斷時間段期間斷開開關。工作比(duty ratio)等於由開關導通持續時間除以開關週期持續時間。系統控制器被配置為設置開關頻率至一個或多個頻率大小，一個或多個頻率大小中的每個小於或等於頻率上限。系統控制器還被配置為：回應於增大工作比(duty ratio)在第一大小範圍內增加頻率上限；並且響應於減小工作比(duty ratio)在第一大小範圍內減小頻率上限。
根據另一實施例，用於調節功率轉換器的系統控制器包括：振盪器，該振盪器被配置為接收振盪電流並至少部分地基於振盪電流生成斜坡信號和時鐘信號，斜坡信號和時鐘信號與系統控制器的工作頻率相關聯；調變元件，該調變元件被配置為至少部分地基於時鐘信號生成調變信號；取樣和保持元件，該取樣和保持元件被配置為回應於調變信號來取樣斜坡信號，並至少部分地基於斜坡信號生成取樣信號；低通濾波器，該低通濾波器被配置為至少部分地基於取樣信號生成經濾波的信號；第一跨導放大器，該第一跨導放大器被配置為至少部分地基於經濾波的信號生成第一電流；第一求和元件，該第一求和元件被配置為接收第一電流和第二電流，並至少部分地基於第一電流和第二電流生成振盪電流；以及驅動器，該驅動器被配置為至少部分地基於調變信號生成驅動信號並且輸出驅動信號到開關以影響流經功率轉換器的初級繞組的第三電流。
根據又另一實施例，用於調節功率轉換器的系統控制器包括：第一控制器端子，該第一控制器端子被配置為接收與流經功率轉換器的初級繞組的第一電流相關的第一信號，初級繞組被配置為接收輸入電壓；以及第二控制器端子，該第二控制器端子被配置為輸出驅動信號到開關以影響流經功率轉換器的初級繞組的第一電流，驅動信號與和開關頻率相對應的開關週期相關聯。系統控制器被配置為設置開關頻率至一個或多 個頻率大小，一個或多個頻率大小中的每個小於或等於頻率上限。系統控制器還被配置為：回應於減小輸入電壓在第一大小範圍內增加頻率上限；並且回應于增加輸入電壓在第一大小範圍內減小頻率上限。
在一個實施例中，用於調節功率轉換器的方法包括：接收與和功率轉換器的次級繞組相關的輸出電壓相關聯的回饋信號，次級繞組被耦接到功率轉換器的初級繞組；至少部分地基於回饋信號來將開關頻率確定至一個或多個頻率大小，一個或多個頻率大小中的每個小於或等於頻率上限；生成與開關頻率相關聯的驅動信號，開關頻率對應於開關週期，開關週期包括導通時間段和關斷時間段；輸出驅動信號至開關以影響流經初級繞組的電流。輸出驅動信號至開關以影響流經初級繞組的電流包括：輸出驅動信號以在導通時間段期間閉合開關；並輸出驅動信號以在關斷時間段期間斷開開關。工作比(duty ratio)等於由開關導通持續時間除以開關週期持續時間。將開關頻率確定至一個或多個頻率大小包括：回應於增大工作比(duty ratio)在第一大小範圍內增加頻率上限；並且響應於減小工作比(duty ratio)在第一大小範圍內減小頻率上限。
在另一實施例中，用於調節功率轉換器的方法包括：接收振盪電流並至少部分地基於振盪電流生成斜坡信號和時鐘信號，斜坡信號和時鐘信號與系統控制器的工作頻率相關聯；接收時鐘信號；至少部分地基於時鐘信號生成調變信號；接收斜坡信號和調變信號；回應於調變信號來取樣斜坡信號，並至少部分地基於斜坡信號生成取樣信號；至少部分地基於取樣信號生成經濾波的信號；接收經濾波的信號；至少部分地基於經濾波的信號生成第一電流；接收第一電流和第二電流，並至少部分地基於第一電流和第二電流生成振盪電流；接收調變信號；並且至少部分地基於調變信號生成驅動信號；並且輸出驅動信號到開關以影響流經功率轉換器的初級繞組的第三電流。
根據又另一實施例，用於調節功率轉換器的方法包括：接收與流經功率轉換器的初級繞組的第一電流相關的第一信號，初級繞組被配置為接收輸入電壓；將開關頻率確定至一個或多個頻率大小，一個或多個頻率大小中的每個小於或等於頻率上限；生成與開關頻率相關聯的驅 動信號，開關頻率對應於開關週期；輸出驅動信號至開關以影響流經功率轉換器的初級繞組的電流。將開關頻率確定至一個或多個頻率大小包括：回應於減小輸入電壓在第一大小範圍內增加頻率上限；並且回應于增加輸入電壓在第一大小範圍內減小頻率上限。
根據實施例，一種或多種益處可得以實現。參照隨後的詳細的說明和附圖，可以充分理解這些益處和本發明的各種附加的目的、特徵和優勢。
100、400‧‧‧功率轉換系統
109、409‧‧‧電源電壓
102、402‧‧‧系統控制器
202‧‧‧跨導放大器
130、430‧‧‧初級繞組
204‧‧‧求和元件
132、432‧‧‧次級繞組
206、506‧‧‧振盪器
134、434‧‧‧輔助繞組
208、508‧‧‧調變元件
120、420‧‧‧電源開關
210、510‧‧‧驅動元件
166、466‧‧‧電流檢測電阻
218、518‧‧‧振盪信號
198、498‧‧‧交流電流(AC)
220、520‧‧‧調變信號
180、480‧‧‧電磁幹擾(EMI)濾波器
502‧‧‧第一跨導放大器
182、482‧‧‧整流電橋
504‧‧‧第一求和元件
103、403‧‧‧隔離回饋元件
522‧‧‧頻率調整元件
172、472‧‧‧三端穩壓器
530‧‧‧第二求和元件
170、470‧‧‧光耦合器
524‧‧‧取樣和保持元件
536‧‧‧斜坡信號
526‧‧‧低通濾波器
538、540‧‧‧信號
528‧‧‧第二跨導放大器
197、497‧‧‧輸入電壓
Ts1、Ts2‧‧‧開關週期
156、456‧‧‧輸出電壓
218、518‧‧‧振盪信號
158、458‧‧‧回饋信號
161、461‧‧‧輸出端
126、426‧‧‧電流檢測信號
122、422‧‧‧驅動信號
124、424‧‧‧電流
108、110、144、408、410、444‧‧‧二極體
106、150、152、154、164、406、450、452、454、464‧‧‧電容器
212、214、216、512、514、516、532、534‧‧‧電流信號
300、600、700、802、804、806、808、810‧‧‧波形
112、114、116、118、199、412、414、416、418、499‧‧‧終端(引腳)
T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7‧‧‧時間段
104、153、181、183、160、162、168、186、404、453、481、483、460、462、468、486‧‧‧電阻器
第1圖是示出了傳統返馳功率轉換系統的簡化圖示。
第2圖是示出了作為如第1圖所示的返馳功率轉換系統的一部分的系統控制器的某些傳統元件的簡化圖示。
第3圖是示出了如第1圖所示的返馳功率轉換系統的工作頻率和回饋信號之間的傳統關係的簡化圖示。
第4圖是示出了根據本發明的實施例的功率轉換系統的簡化圖示。
第5圖是示出了根據本發明的實施例的、作為如第4圖所示的功率轉換系統的一部分的系統控制器的操作頻率的上限和驅動信號的工作比(duty ratio)之間的關係的簡化圖示。
第6圖是示出了根據本發明的實施例的、如第4圖所示的功率轉換系統的工作頻率和回饋信號之間的傳統關係的簡化圖示。
第7圖是示出了根據本發明的實施例的、作為如第4圖所示的功率轉換系統的一部分的系統控制器的某些元件的簡化圖示。
第8圖是示出了根據本發明的實施例的、作為如第4圖所示的功率轉換系統的一部分的系統控制器的簡化時序圖。
本發明的某些實施例針對積體電路。更具體地，本發明的一些實施例提供基於工作比(duty ratio)的頻率調整系統和方法。僅作為示例，本發明的一些實施例被應用到功率轉換系統。但是應該理解，本發明具有更寬的適用範圍。
如上文所討論的，對於大輸出負荷，輸入電壓197越大則驅動信號122的工作比(duty ratio)變的更小；並且輸入電壓197越小則驅動信號122的工作比(duty ratio)越大。工作比(duty ratio)可用來影響的工作頻率的上限的Fmax的大小。
第4圖是示出了根據本發明的實施例的功率轉換系統的簡化圖示。此圖僅是示例，其不應不適當地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。功率轉換系統400(例如，功率轉換器)包括系統控制器402、初級繞組430、次級繞組432、輔助繞組434、電源開關420、電流檢測電阻466、二極體408、410和444、電容器406、450、452和454，電磁干擾(EMI)濾波器480、整流電橋482、電阻器404、453、481和483，以及隔離回饋元件403。
例如，隔離回饋元件403包括電阻器460、462、468和486，電容器464、三端調節器472以及光耦合器470。作為示例，電源開關420包括雙極結型電晶體。在另一示例中，電源開關420包括場效應電晶體(例如，金屬氧化物半導體場效應電晶體)。在又另一示例中，電源開關420包括絕緣閘雙極電晶體。作為另一示例，系統控制器402包括終端(例如，引腳)412、414、416、418和499。作為另一示例，系統控制器402是晶片，其包括引腳412、414、416、418和499。
如第4圖中所示，根據一些實施例交流電流498輸入由EMI濾波器480進行處理，並且整流電橋482提供輸入電壓497用於功率轉換系統400的操作。例如，功率轉換系統400使用包括初級繞組430和次級繞組432的變壓器來隔離功率轉換系統400的初級側和次級側。作為示例，與次級側上的輸出電壓456相關的資訊可以通過包括電阻器486和460的分壓器來提取。
根據另外的實施例，隔離回饋元件403基於與輸出電壓456相關的資訊來生成回饋信號458。例如，系統控制器402接收回饋信號458，並生成驅動信號422以導通或關斷電源開關420來調節輸出電壓456。在另外的示例中，如果電源開關420被閉合(例如，被導通)，則能量被存儲在包括初級繞組430和次級繞組432的變壓器中。作為示例， 閉合的電源開關420允許電流424流過初級繞組430。作為另一示例，電流424被電流檢測466感測並且通過終端414(例如，終端CS)轉換成電流檢測信號426(例如，VCS)。作為又另外的示例，如果電源開關420是斷開的(例如，被關斷)時，則存儲的能量釋放到輸出端461並且功率轉換系統400進入退磁過程。
根據又另外的實施例，當電源開關420被關斷時，存儲在初級線圈430中的能量也轉移至耦接到初級繞組430的輔助繞組434。例如，二極體408變為正向偏置，存儲在初級繞組中的一些能量被傳遞到電容器450並且用於通過終端416(例如，端子VCC)以提供晶片電源電壓409(例如，VCC)到系統控制器402。在另外的示例中，輔助繞組434、二極體408、電容器450的組合是自供給電路的一部分。在又另一示例中，電源開關420的系統控制器402的工作頻率(例如，驅動信號422的頻率)受到回饋信號458的影響。
在一些實施例中，不同的輸出負載對應於回饋信號458的不同大小，並且因此對應於電源開關420的不同工作頻率。作為示例，針對給定輸出負載，輸入電壓497越大則驅動信號422的工作比(duty ratio)變得越小；並且輸入電壓497越小則驅動信號422的工作比(duty ratio)越大。在另一示例中，如果輸入電壓497具有大的大小，則驅動信號422的工作比(duty ratio)是小的。例如，如果輸入電壓497的大小增加，則電流424的大小增加。因此，電流檢測信號426更快地達到或超過閾值，且電源開關420的導通時間段結束更快，這會導致驅動信號422的工作比(duty ratio)變得更小。
在某些實施例中，系統控制器102被配置來調節工作比(duty ratio)，以影響工作頻率的上限(例如，Fmax)。作為示例，工作頻率的上限(例如，Fmax)隨著驅動信號422的工作比(duty ratio)的增加而(例如，線性地)增加。在另外的示例中，由於驅動信號422的工作比(duty ratio)隨時間根據輸入電壓497的增加而減小，所以工作頻率的上限(例如，Fmax)隨時間根據輸入電壓497的增加而減小。在又另一示例中，如果工作頻率的上限(例如，Fmax)降低，則去磁週期變得更長，並且電源 開關420的源-漏電壓(例如，Vds)變得更小，從而降低其系統損害的風險。
第5圖是示出了根據本發明的實施例的、作為功率轉換系統400的一部分的系統控制器402的驅動信號422的工作比(duty ratio)以及工作頻率的上限之間的關係的簡化圖示。此圖示僅是示例，其不應不適當地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。波形600表示與電源開關420相關聯的驅動信號422的工作比(duty ratio)和工作頻率的上限(例如，Fmaxb)之間的關係。例如，與工作比(duty ratio)相關聯的特定大小滿足下列關係：Duty0Duty1Duty_max。作為示例，頻率大小Fmaxb_L和Fmaxb_H滿足下列關係：Fmaxb_L Fmaxb_H。
根據一個實施例，如果驅動信號422的工作比(duty ratio)在大小Duty0和大小Duty1之間的範圍內，則系統控制器402的工作頻率的上限(例如，驅動信號422的頻率的上限)隨著工作比(duty ratio)的增加而增加(例如，從Fmaxb_L到Fmaxb_H)。例如，如果驅動信號的工作比(duty ratio)422從Duty0增加到Duty1，則系統控制器402的工作頻率的上限(例如，驅動信號422的頻率的上限)從Fmaxb_L線性增加到Fmaxb_H。在另外的示例中，如果驅動信號422的工作比(duty ratio)在大小Duty1和大小Duty_max之間的範圍內，則系統控制器402的工作頻率的上限(例如，驅動信號422的頻率的上限)保持在Fmax_H的大小不變。
第6圖是示出了根據本公開的實施例的功率轉換系統400的回饋信號458和工作頻率之間的關係的簡化圖示。此圖僅是示例，其不應不適當地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。波形700表示工作頻率和回饋信號458之間的關係。例如，與回饋信號458相關聯的特定大小(magnitude)滿足以下的關係：FB0b FB1b FB2b FB3b FB4b。作為示例，頻率下限Fminb、頻率大小Fnormalb和頻率上限Fmaxb滿足下列關係：Fminb Fnormalb Fmaxb。
如圖6所示，根據一些實施例，如果回饋信號458在大小FB0b和大小FB1b之間的範圍中，則工作頻率保持在下限Fminb處。例 如，如果回饋信號458是、在大小FB1b和大小FB2b之間的範圍中，則工作頻率隨著回饋信號458的增加而增加(例如，線性地從Fminb增加到Fnormalb)。在另外的示例中，如果回饋信號458在大小FB2b和大小FB3b之間的範圍中，則工作頻率保持在大小Fnormalb處。作為又一示例，如果回饋信號458在大小FB3b和大小FB4b之間的範圍中，則工作頻率隨著回饋信號458的增加而增加(例如，線性地從Fnormalb增加到Fmaxb)。作為又一示例，如果回饋信號458大於大小FB4b，則工作頻率被保持在上限Fmaxb處。
在實施例中，上限Fmaxb與驅動信號422的工作比(duty ratio)具有如第5圖所示的關係。例如，輸入電壓497越大，則驅動信號422的工作比(duty ratio)變得越小並且上限Fmaxb變得越小。在另一示例中，如果輸入電壓497的大小增加，則驅動信號422的工作比(duty ratio)減小並且上限Fmaxb也減小。作為示例，最小的頻率上限對應於頻率大小Fmaxb_L(例如，如第5圖中所示)。作為另外的示例，最大的頻率上限對應於頻率大小Fmaxb_H(例如，如第5圖中所示)。
第7圖是示出了根據本發明實施例的、作為功率轉換系統400的一部分的系統控制器402的某些元件的簡化圖示。此圖僅是示例，其不應不適當地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員將認識到許多變化、替換和修改。系統控制器402包括第一跨導放大器502、第一求和元件504(例如，加法器)、振盪器506、調變元件508(例如，脈寬調變元件)，驅動元件510(例如，驅動器)，頻率調整元件522(例如，脈頻調變元件)以及第二求和元件530(例如，加法器)。例如，頻率調整元件522包括取樣和保持元件524、低通濾波器526和第二跨導放大器528。
如第7圖所示，根據一些實施例，第一跨導放大器502接收回饋信號458並輸出電流信號512(例如，Ifb1)。例如，第一求和元件504組合電流信號512和另外的電流信號514(例如，I1)，並輸出電流信號516(例如，Iosc1)。作為示例，第二求和元件530組合電流信號516(例如，Iosc1)和由頻率調整元件522生成的另外的電流信號534(例如， Iduty)。作為另外的示例，第二求和元件530輸出組合的電流信號532(例如，Iosc2)至振盪器506，振盪器506生成振盪信號518(例如，時鐘信號)。作為又另外的示例，調變元件508接收振盪信號518和電流檢測信號426並且輸出調變信號520(例如，脈寬調變信號)到驅動元件510，該驅動元件510生成驅動信號422。在一些實施例中，電流信號516(例如，Iosc1)在大小上等於電流信號512(例如，Ifb1)和電流信號514(例如，I1)的和。例如，組合的電流信號532(例如，Iosc2)在大小上等於電流信號516(例如，Iosc1)和電流信號534(例如，Iduty)的和。
根據一個實施例，取樣和保持元件524從振盪器506採集斜坡信號536並生成由低通濾波器526處理的信號538(例如，VSP)。例如，第二跨導放大器528將來自低通濾波器526的經濾波的信號540轉換為與驅動信號422的工作比(duty ratio)相關的電流信號534(例如，Iduty)。作為示例，信號538(例如，VSP)的大小越大，則電流信號534(例如，Iduty)的大小越大。作為另一示例，電流信號532被確定為如下：I osc2=I osc1+I duty =I 1+I fb1+I duty 公式(1)
其中Iosc2表示電流信號532，Iosc1表示電流信號516，Iduty表示電流信號534，I1表示電流信號514，並且Ifb1表示電流信號512。這樣，根據一些實施例，工作比(duty ratio)(例如，在一定範圍內)越大，則工作頻率越大，而工作比(duty ratio)(例如，在一定的範圍內)越小，則工作頻率越小。
第8圖是根據本發明的實施例作為功率轉換系統400的一部分的系統控制器402的簡化時序圖。該圖僅是示例，其不應該不適當地限制權利要求的範圍。本領域的普通技術人員應該理解很多變化、替代和修改。波形802代表隨時間變化的斜坡信號536，波形804代表隨時間變化的振盪信號518，波形806代表隨時間變化的調變信號520，波形808代表隨時間變化的取樣和保持元件524的取樣信號，並且波形810代表隨時間變化的信號538(例如，Vsp)。
根據一個實施例，在開關週期Ts1內的時間段T1期間， 振盪信號518(例如，FOSC)處於邏輯低電平，並且斜坡信號536(例如，Vramp)在大小上增加(例如，從大小812增加到大小814)。例如，在時間段T1期間，調變信號520(例如，Pulse Width Modulation,PWM)是在邏輯高電平處並且信號538(例如，VSP)保持在大小816處。
根據另一實施例，在時間段T1結束處，調變信號520(例如，PWM)從邏輯高電平變化到邏輯低電平。例如，在時間段T1結束處，脈衝出現在取樣信號中(例如，如由波形808所示)，並且取樣和保持元件524在脈衝(例如，Tpulse1)期間取樣斜坡信號536(例如，Vramp)。在又另外的示例中，在脈衝(例如，Tpulse1)期間，斜坡信號536(例如，Vramp)在大小上增加(例如，從大小814增加到大小820)。在又另外的示例中，信號538(例如，VSP)在大小上增加(例如，從大小816增加到大小818)。在又另外的示例中，大小818表示大小820(例如，大小818等於大小820)。
根據又另外的實施例，在開關週期Ts1內的時間段T2期間，振盪信號518(例如，FOSC)保持在邏輯低電平，並且斜坡信號536(例如，Vramp)在大小上增加(例如，從大小820增加到大小822)。例如，在時間段T2期間，調變信號520(例如，PWM)是在邏輯低電平處並且信號538(例如，VSP)保持在大小818處。作為示例，在時間段T2結束處，振盪信號518(例如，FOSC)從邏輯低電平變化到邏輯高電平，並且斜坡信號536(例如，Vramp)開始在大小上減小。
在一個實施例中，在開關週期Ts1內的時間段T3期間，振盪信號518(例如，FOSC)保持在邏輯高電平，並且斜坡信號536(例如，Vramp)的大小減小(例如，從大小822減小到大小824)。例如，在時間段T3期間，調變信號520(例如，PWM)保持在邏輯低電平並且信號538(例如，VSP)保持在大小818處。作為示例，在時間段T3結束處，振盪信號518(例如，FOSC)從邏輯高電平變化到邏輯低電平，並且斜坡信號536(例如，Vramp)再次開始在大小上增加。
在另外的實施例中，在開關週期Ts2內的時間段T4期間，振盪信號518(例如，FOSC)保持在邏輯低電平，並且斜坡信號536 (例如，Vramp)的大小增加(例如，從大小824增加到大小826)。例如，在時間段T4期間，調變信號520(例如，PWM)保持在邏輯高電平處並且信號538(例如，VSP)保持在大小818處。
在又另外的實施例中，在時間段T4結束處，調變信號520(例如，PWM)從邏輯高電平變化到邏輯低電平。例如，在時間段T4結束處，另外的脈衝出現在取樣信號中(例如，如由波形808所示)，並且取樣和保持元件524在脈衝(例如，Tpulse2)期間取樣斜坡信號536(例如，Vramp)。在又另外的示例中，在脈衝(例如，Tpulse2)期間，斜坡信號536(例如，Vramp)在大小上增加(例如，從大小826增加到大小828)。
如第8圖所示，根據某些實施例，時間段T4比時間段T3小，Tpulse1等於Tpulse2。例如，大小828小於大小820。在另外的示例中，信號538(例如，VSP)在大小上減小(例如，從大小818減小到大小828)。在又另外的示例中，大小890表示大小828(例如，大小890等於大小828，其小於大小820)。
在又另外的實施例中，在開關週期Ts2內的時間段T5期間，振盪信號518(例如，FOSC)保持在邏輯低電平，並且斜坡信號536(例如，Vramp)的大小增加(例如，從大小828增加到大小830)。例如，在時間段T5期間，調變信號520(例如，PWM)保持在邏輯低電平處並且信號538(例如，VSP)保持在大小890處。作為示例，在時間段T5結束處，振盪信號518(例如，FOSC)從邏輯低電平變化到邏輯高電平，並且信號538(例如，VSP)開始在大小上減小。
在又另外的實施例中，在開關週期Ts2內的時間段T6期間，振盪信號518(例如，FOSC)保持在邏輯高電平，並且斜坡信號536(例如，Vramp)的大小減小(例如，從大小830減小到大小832)。例如，在時間段T6期間，調變信號520(例如，PWM)保持在邏輯低電平處並且信號538(例如，VSP)保持在大小890處。
在又另外的實施例中，在跟隨Ts2之後的開關週期內的時間段T7期間，振盪信號518(例如，FOSC)保持在邏輯低電平處，並且斜坡信號536(例如，Vramp)的大小增加(例如，從大小832增加到大小 833)。例如，在時間段T7期間，調變信號520(例如，PWM)保持在邏輯高電平處並且信號538(例如，VSP)保持在大小890處。
在又另外的實施例中，在時間段T7結束處，調變信號520(例如，PWM)從邏輯高電平變化到邏輯低電平。例如，在時間段T7結束處，另外的脈衝出現在取樣信號中(例如，如由波形808所示)，並且取樣和保持元件524在脈衝(例如，Tpulse3)期間取樣斜坡信號536(例如，Vramp)。在又另外的示例中，在脈衝(例如，Tpulse3)期間，斜坡信號536(例如，Vramp)在大小上增加(例如，從大小833增加到大小835)。
如第8圖所示，根據某些實施例，時間段T7比時間段T4大，並且Tpulse3等於Tpulse2。例如，大小828小於大小835。在另外的示例中，信號538(例如，VSP)在大小上增加(例如，從大小890增加到大小891)。在又另外的示例中，大小891表示大小835(例如，大小891等於大小835，其小於大小828)。在又另外的示例中，脈衝(例如，Tpulse3)後不久，振盪信號518(例如，FOSC)保持在邏輯低電平處，並且斜坡信號536(例如，Vramp)在大小上增加。例如，脈衝(例如，Tpulse3)後不久，調變信號520(例如，PWM)保持在邏輯低電平處，信號538(例如，VSP)保持在大小891處。
根據一個實施例，用於調節功率轉換器的系統控制器包括：第一控制器端子，該第一控制器端子被配置為輸出驅動信號給開關以影響流過功率轉換器的初級繞組的電流，驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯，開關週期對應於開關頻率；以及第二控制器端子，該第二控制器端子被配置為接收與關於功率轉換器的次級繞組的輸出電壓相關聯的回饋信號，次級繞組被耦接到初級繞組。第一控制器端子還被配置為：輸出驅動信號以在導通時間段期間閉合開關；並輸出驅動信號以在關斷時間段期間斷開開關。工作比(duty ratio)等於由開關導通持續時間除以開關週期持續時間。系統控制器被配置為設置開關頻率至一個或多個頻率大小，一個或多個頻率大小中的每個小於或等於頻率上限。系統控制器還被配置為：回應於增大工作比(duty ratio)在第一大小範圍內增加頻率上限；並且響應於減小工作比(duty ratio)在第一大小範圍內減小頻率 上限。例如，系統控制器根據第4圖、第5圖、第6圖、第7圖、和/或第8圖來實現。
根據另一實施例，用於調節功率轉換器的系統控制器包括：振盪器，該振盪器被配置為接收振盪電流並至少部分地基於振盪電流生成斜坡信號和時鐘信號，斜坡信號和時鐘信號與系統控制器的工作頻率相關聯；調變元件，該調變元件被配置為至少部分地基於時鐘信號生成調變信號；取樣和保持元件，該取樣和保持元件被配置為回應於調變信號來取樣斜坡信號，並至少部分地基於斜坡信號生成取樣信號；低通濾波器，該低通濾波器被配置為至少部分地基於取樣信號生成經濾波的信號；第一跨導放大器，該第一跨導放大器被配置為至少部分地基於經濾波的信號生成第一電流；第一求和元件，該第一求和元件被配置為接收第一電流和第二電流，並至少部分地基於第一電流和第二電流生成振盪電流；以及驅動器，該驅動器被配置為至少部分地基於調變信號生成驅動信號並且輸出驅動信號到開關以影響流經功率轉換器的初級繞組的第三電流。例如，系統控制器根據至少第4圖和/或第7圖來實現。
根據又另一實施例，用於調節功率轉換器的系統控制器包括：第一控制器端子，該第一控制器端子被配置為接收與流經功率轉換器的初級繞組的第一電流相關的第一信號，初級繞組被配置為接收輸入電壓；以及第二控制器端子，該第二控制器端子被配置為輸出驅動信號到開關以影響流經功率轉換器的初級繞組的第一電流，驅動信號與和開關頻率相對應的開關週期相關聯。系統控制器被配置為設置開關頻率至一個或多個頻率大小，一個或多個頻率大小中的每個小於或等於頻率上限。系統控制器還被配置為：回應於減小輸入電壓在第一大小範圍內增加頻率上限；並且回應於增加輸入電壓在第一大小範圍內減小頻率上限。例如，系統控制器根據第4圖、第5圖、第6圖、第7圖和/或第8圖來實現。
在一個實施例中，用於調節功率轉換器的方法包括：接收與和功率轉換器的次級繞組相關的輸出電壓相關聯的回饋信號，次級繞組被耦接到功率轉換器的初級繞組；至少部分地基於回饋信號來將開關頻率確定至一個或多個頻率大小，一個或多個頻率大小中的每個小於或等於 頻率上限；生成與開關頻率相關聯的驅動信號，開關頻率對應於開關週期，開關週期包括導通時間段和關斷時間段；輸出驅動信號至開關以影響流經初級繞組的電流。輸出驅動信號至開關以影響流經初級繞組的電流包括：輸出驅動信號以在導通時間段期間閉合開關；並輸出驅動信號以在關斷時間段期間斷開開關。工作比(duty ratio)等於由開關導通持續時間除以開關週期持續時間。將開關頻率設置至一個或多個頻率大小包括：回應於增大工作比(duty ratio)在第一大小範圍內增加頻率上限；並且響應於減小工作比(duty ratio)在第一大小範圍內減小頻率上限。方法根據第4圖、第5圖、第6圖、第7圖和/或第8圖來實現。
在另一實施例中，用於調節功率轉換器的方法包括：接收振盪電流；至少部分地基於振盪電流生成斜坡信號和時鐘信號，斜坡信號和時鐘信號與系統控制器的工作頻率相關聯；接收時鐘信號；至少部分地基於時鐘信號生成調變信號；接收斜坡信號和調變信號；回應於調變信號來取樣斜坡信號；至少部分地基於斜坡信號生成取樣信號；接收取樣信號；至少部分地基於取樣信號生成經濾波的信號；接收經濾波的信號；至少部分地基於經濾波的信號生成第一電流；接收第一電流和第二電流；至少部分地基於第一電流和第二電流生成振盪電流；接收調變信號；至少部分地基於調變信號生成驅動信號；並且輸出驅動信號到開關以影響流經功率轉換器的初級繞組的第三電流。例如，方法根據至少第4圖和/或第7圖來實現。
根據又另一實施例，用於調節功率轉換器的方法包括：接收與流經功率轉換器的初級繞組的第一電流相關的第一信號，初級繞組被配置為接收輸入電壓；將開關頻率確定至一個或多個頻率大小，一個或多個頻率大小中的每個小於或等於頻率上限；生成與開關頻率相關聯的驅動信號，開關頻率對應於開關週期；輸出驅動信號至開關以影響流經功率轉換器的初級繞組的電流。將開關頻率確定至一個或多個頻率大小包括：回應於減小輸入電壓在第一大小範圍內增加頻率上限；並且回應於增加輸入電壓在第一大小範圍內減小頻率上限。例如，方法根據第4圖、第5圖、第6圖、第7圖和/或第8圖來實現。
例如，使用一個或多個軟體元件、一個或多個硬體元件、和/或軟體和硬體元件的一個或多個組合，本發明的各種實施例的一些或全部元件各自單獨地和/或以與至少另一元件結合的方式被實施。在另一示例中，本發明的各種實施例的一些或全部元件各自單獨地和/或以與至少另一元件結合的方式被實施在諸如一個或多個類比電路和/或一個或多個數位電路之類的一個或多個電路中。在另一示例中，本發明的各種實施例和/或示例可以被結合。
雖然已經描述了本發明的特定實施例，但本領域的技術人員應該理解，存在等同於所描述的實施例的其它實施例。因此，應該理解，本發明並不限於所示出的具體實施例，而僅由所附權利要求的範圍所限定。
400‧‧‧功率轉換系統
402‧‧‧系統控制器
430‧‧‧初級繞組
482‧‧‧整流電橋
432‧‧‧次級繞組
403‧‧‧隔離回饋元件
434‧‧‧輔助繞組
472‧‧‧三端調節器
420‧‧‧電源開關
470‧‧‧光耦合器
466‧‧‧電流檢測電阻
497‧‧‧輸入電壓
498‧‧‧交流電流(AC)
456‧‧‧輸出電壓
480‧‧‧電磁幹擾(EMI)濾波器
458‧‧‧回饋信號
426‧‧‧電流檢測信號
424‧‧‧電流
461‧‧‧輸出端
422‧‧‧驅動信號
408、410、444‧‧‧二極體
409‧‧‧電源電壓
406、450、452、454、464‧‧‧電容器
412、414、416、418、499‧‧‧終端(引腳)
404、453、481、483、460、462、468、486‧‧‧電阻器

Claims (46)

  1. 一種用於調節功率轉換器的系統控制器，該系統控制器包括：第一控制器端子，該第一控制器端子被配置為輸出驅動信號給開關以影響流過所述功率轉換器的初級繞組的電流，所述驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯，所述開關週期對應於開關頻率；以及第二控制器端子，該第二控制器端子被配置為接收與和所述功率轉換器的次級繞組相關的輸出電壓相關聯的回饋信號，所述次級繞組被耦接到所述初級繞組；振盪器，該振盪器被配置為接收振盪電流並至少部分地基於所述振盪電流生成斜坡信號和時鐘信號，所述斜坡信號和所述時鐘信號與所述系統控制器的工作頻率相關聯；調變元件，該調變元件被配置為至少部分地基於時鐘信號生成調變信號；取樣和保持元件，該取樣和保持元件被配置為回應於所述調變信號來取樣所述斜坡信號，並至少部分地基於所述斜坡信號生成取樣信號；低通濾波器，該低通濾波器被配置為至少部分地基於所述取樣信號生成經濾波的信號；第一跨導放大器，該第一跨導放大器被配置為至少部分地基於所述經濾波的信號生成第一電流；第一求和元件，該第一求和元件被配置為接收所述第一電流和第二電流，並至少部分地基於所述第一電流和所述第二電流生成所述振盪電流；第二求和元件，該第二求和元件被配置為接收第三電流和第四電流，並且至少部分地基於所述第三電流和所述第四電流生成所述第二電流，所述第三電流與所述回饋信號相關聯，所述第四電流為流經所述功率轉換器的初級繞組的電流；以及驅動器，該驅動器被配置為至少部分地基於所述調變信號生成驅動信號；其中所述第一控制器端子還被配置為： 輸出所述驅動信號以在所述導通時間段期間閉合所述開關；並且輸出所述驅動信號以在所述關斷時間段期間斷開所述開關；其中工作比(duty ratio)等於由開關導通持續時間除以開關週期持續時間；其中所述系統控制器被配置為設置所述開關頻率至一個或多個頻率大小，所述一個或多個頻率大小中的每個小於或等於頻率上限；其中所述系統控制器還被配置為：回應於增大所述工作比(duty ratio)在第一大小範圍內增加所述頻率上限；並且響應於減小所述工作比(duty ratio)在所述第一大小範圍內減小所述頻率上限。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中所述系統控制器還被配置為：回應於所述回饋信號小於第一大小，保持所述開關頻率的大小大約等於頻率下限；回應於所述回饋信號不小於所述第一大小且不大於第二大小，在所述頻率下限和第一頻率大小之間增大所述開關頻率的大小；回應於所述回饋信號大於所述第二大小且小於第三大小，保持所述開關頻率的大小大約等於所述第一頻率大小；回應於所述回饋信號不小於所述第三大小且不大於第四大小，在所述第一頻率大小和所述頻率上限之間增大所述開關頻率的大小；以及回應於所述回饋信號大於所述第四大小，保持所述開關頻率的大小大約等於所述頻率上限。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中所述系統控制器還被配置為：響應於增大所述工作比(duty ratio)在所述第一大小範圍內線性增大所述頻率上限。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中所述系統控制器還被配置為：回應於所述工作比(duty ratio)小於一工作比(duty ratio)大小，回應於增大所述工作比(duty ratio)在第一頻率大小和第二頻率大小之間增大 所述頻率上限，所述第一大小範圍由所述第一頻率大小和所述第二頻率大小確定，所述第二頻率大小大於所述第一頻率大小。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的系統控制器，其中所述系統控制器還被配置為：回應於所述工作比(duty ratio)不小於所述工作比(duty ratio)大小，保持所述上限頻率的大小大約等於所述第二頻率大小。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，還包括：第二跨導放大器，該第二跨導放大器被配置為至少部分地基於所述回饋信號來生成所述第三電流。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中所述第二求和元件包括加法器，該加法器被配置為接收所述第三電流和所述第四電流並且生成所述第二電流，所述第二電流在大小上等於所述第三電流和所述第四電流的和。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，其中所述第一求和元件包括加法器，該加法器被配置為接收所述第一電流和所述第二電流並且生成所述振盪電流，所述振盪電流在大小上等於所述第一電流和所述第二電流的和。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器，還包括：第三控制器端子，該第三控制器端子被配置為接收與流經所述功率轉換器的初級繞組的電流相關聯的第一信號，所述初級繞組被配置為接收輸入電壓；其中所述系統控制器還被配置為：回應於減小所述輸入電壓在第二大小範圍內增大所述上限頻率；並且回應於增大所述輸入電壓在所述第二大小範圍內減小所述上限頻率。
  10. 一種用於調節功率轉換器的系統控制器，該系統控制器包括：振盪器，該振盪器被配置為接收振盪電流並至少部分地基於所述振盪電流生成斜坡信號和時鐘信號，所述斜坡信號和所述時鐘信號與所述系統控制器的工作頻率相關聯； 調變元件，該調變元件被配置為至少部分地基於時鐘信號生成調變信號；取樣和保持元件，該取樣和保持元件被配置為回應於所述調變信號來取樣所述斜坡信號，並至少部分地基於所述斜坡信號生成取樣信號；低通濾波器，該低通濾波器被配置為至少部分地基於所述取樣信號生成經濾波的信號；第一跨導放大器，該第一跨導放大器被配置為至少部分地基於所述經濾波的信號生成第一電流；第一求和元件，該第一求和元件被配置為接收所述第一電流和第二電流，並至少部分地基於所述第一電流和所述第二電流生成所述振盪電流；第二求和元件，該第二求和元件被配置為接收第三電流和第四電流，並且至少部分地基於所述第三電流和所述第四電流生成所述第二電流，所述第三電流與所述第四電流皆為流經所述功率轉換器的初級繞組的電流，其中所述第三電流與和所述功率轉換器的輸出電壓相關聯的回饋信號相關；以及驅動器，該驅動器被配置為至少部分地基於所述調變信號生成驅動信號並且將所述驅動信號輸出到開關以影響所述第三電流。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的系統控制器，其中所述取樣和保持元件還被配置為：響應於所述調變信號在第一邏輯電平處，取樣所述斜坡信號。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的系統控制器，還包括：第二跨導放大器，該第二跨導放大器被配置為至少部分地基於與所述輸出電壓相關聯的所述回饋信號來生成所述第三電流，所述輸出電壓與所述功率轉換器的次級繞組相關，所述次級繞組被耦接至所述初級繞組。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的系統控制器，其中所述第二求和元件包括加法器，該加法器被配置為接收所述第三電流和所述第四電流並且生成所述第二電流，所述第二電流在大小上等於所述第三電流和所述第四電流的和。
  14. 如申請專利範圍第10項所述的系統控制器，其中所述第一求和元 件包括加法器，該加法器被配置為接收所述第一電流和所述第二電流並且生成所述振盪電流，所述振盪電流在大小上等於所述第一電流和所述第二電流的和。
  15. 如申請專利範圍第10項所述的系統控制器，其中：所述驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯；所述開關週期對應於開關頻率所述驅動器還被配置為：輸出所述驅動信號以在所述導通時間段期間閉合開關；並且輸出所述驅動信號以在所述關斷時間段期間斷開所述開關；工作比(duty ratio)等於由開關導通持續時間除以開關週期持續時間；其中所述系統控制器被配置為：設置所述開關頻率至一個或多個頻率大小，所述一個或多個頻率大小中的每個小於或等於頻率上限；其中所述系統控制器還被配置為：回應於增大所述工作比(duty ratio)在第一大小範圍內增加所述頻率上限；並且響應於減小所述工作比(duty ratio)在所述第一大小範圍內減小所述頻率上限。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的系統控制器，其中所述系統控制器還被配置為：回應於所述回饋信號小於第一大小，保持所述開關頻率的大小大約等於頻率下限；回應於所述回饋信號不小於所述第一大小且不大於第二大小，在所述頻率下限和第一頻率大小之間增大所述開關頻率的大小；回應於所述回饋信號大於所述第二大小且小於第三大小，保持所述開關頻率的大小大約等於所述第一頻率大小；回應於所述回饋信號不小於所述第三大小且不大於第四大小，在所述第一頻率大小和頻率上限之間增大所述開關頻率的大小；以及回應於所述回饋信號大於所述第四大小，保持所述開關頻率的大小大約等於所述頻率上限。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的系統控制器，其中所述系統控制器還被配置為：響應於增大所述工作比(duty ratio)在所述第一大小範圍內線性增大所述頻率上限。
  18. 如申請專利範圍第15項所述的系統控制器，其中所述系統控制器還被配置為：回應於所述工作比(duty ratio)小於一工作比(duty ratio)大小，回應於增大所述工作比(duty ratio)在第一頻率大小和第二頻率大小之間增大所述頻率上限，所述大小範圍由所述第一頻率大小和所述第二頻率大小確定，所述第二頻率大小大於所述第一頻率大小。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的系統控制器，其中所述系統控制器還被配置為：回應於所述工作比(duty ratio)不小於所述工作比(duty ratio)大小，保持所述上限頻率的大小大約等於所述第二頻率大小。
  20. 如申請專利範圍第10項所述的系統控制器，還包括：控制器端子，該控制器端子被配置為接收與流經所述功率轉換器的初級繞組的第四電流相關聯的第一信號，所述初級繞組被配置為接收輸入電壓；其中所述系統控制器被配置為：設置所述開關頻率至一個或多個頻率大小，所述一個或多個頻率大小中的每個小於或等於頻率上限；其中所述系統控制器還被配置為：回應於減小所述輸入電壓在第二大小範圍內增大所述上限頻率；並且回應於增大所述輸入電壓在所述第二大小範圍內減小所述上限頻率。
  21. 一種用於調節功率轉換器的系統控制器，還包括：第一控制器端子，該第一控制器端子被配置為接收與流經所述功率轉換器的初級繞組的第一電流相關聯的第一信號，所述初級繞組被配置為接收輸入電壓；第二控制器端子，該第二控制器端子被配置為輸出驅動信號至開關以影響流經所述功率轉換器的初級繞組的所述第一電流，所述驅動信號與和開關頻率相對應的開關週期相關聯； 振盪器，該振盪器被配置為接收振盪電流並至少部分地基於所述振盪電流生成斜坡信號和時鐘信號，所述斜坡信號和所述時鐘信號與所述系統控制器的工作頻率相關聯；調變元件，該調變元件被配置為至少部分地基於時鐘信號生成調變信號；取樣和保持元件，該取樣和保持元件被配置為回應於所述調變信號來取樣所述斜坡信號，並至少部分地基於所述斜坡信號生成取樣信號；低通濾波器，該低通濾波器被配置為至少部分地基於所述取樣信號生成經濾波的信號；第一跨導放大器，該第一跨導放大器被配置為至少部分地基於所述經濾波的信號生成第二電流；第一求和元件，該第一求和元件被配置為接收所述第二電流和第三電流，並至少部分地基於所述第二電流和所述第三電流生成所述振盪電流，所述第三電流為流經所述功率轉換器的初級繞組的電流；以及驅動器，該驅動器被配置為至少部分地基於所述調變信號生成驅動信號；其中所述系統控制器被配置為：設置所述開關頻率至一個或多個頻率大小，所述一個或多個頻率大小中的每個小於或等於頻率上限；其中所述系統控制器還被配置為：回應於減小所述輸入電壓在第一大小範圍內增大所述上限頻率；並且回應於增大所述輸入電壓在所述第一大小範圍內減小所述上限頻率。
  22. 如申請專利範圍第21項所述的系統控制器，還包括：第三控制器端子，該第三控制器端子被配置為接收與和所述功率轉換器的次級繞組相關的輸出電壓相關聯的回饋信號，所述次級繞組被耦接到所述初級繞組；其中所述開關週期包括導通時間段和關斷時間段；所述第二控制器端子還被配置為： 輸出所述驅動信號以在所述導通時間段期間閉合所述開關；並且輸出所述驅動信號以在所述關斷時間段期間斷開所述開關；其中工作比(duty ratio)等於由開關導通持續時間除以開關週期持續時間；其中所述系統控制器被配置為：設置所述開關頻率至一個或多個頻率大小，所述一個或多個頻率大小中的每個小於或等於頻率上限；其中所述系統控制器還被配置為：回應於增大所述工作比(duty ratio)在第二大小範圍內增加所述頻率上限；並且響應於減小所述工作比(duty ratio)在所述第二大小範圍內減小所述頻率上限。
  23. 如申請專利範圍第22項所述的系統控制器，其中所述系統控制器還被配置為：回應於所述回饋信號小於第一大小，保持所述開關頻率的大小大約等於頻率下限；回應於所述回饋信號不小於所述第一大小且不大於第二大小，在所述頻率下限和第一頻率大小之間增大所述開關頻率的大小；回應於所述回饋信號大於所述第二大小且小於第三大小，保持所述開關頻率的大小大約等於所述第一頻率大小；回應於所述回饋信號不小於所述第三大小且不大於第四大小，在所述第一頻率大小和頻率上限之間增大所述開關頻率的大小；以及回應於所述回饋信號大於所述第四大小，保持所述開關頻率的大小大約等於所述頻率上限。
  24. 如申請專利範圍第22項所述的系統控制器，其中所述系統控制器還被配置為：響應於增大所述工作比(duty ratio)在所述第一大小範圍內線性增大所述頻率上限。
  25. 如申請專利範圍第22項所述的系統控制器，其中所述系統控制器還被配置為：回應於所述工作比(duty ratio)小於一工作比(duty ratio)大小， 回應於增大所述工作比(duty ratio)在第一頻率大小和第二頻率大小之間增大所述頻率上限，所述第二大小範圍由所述第一頻率大小和所述第二頻率大小確定，所述第二頻率大小大於所述第一頻率大小。
  26. 如申請專利範圍第25項所述的系統控制器，其中所述系統控制器還被配置為：回應於所述工作比(duty ratio)不小於所述工作比(duty ratio)大小，保持所述上限頻率的大小大約等於所述第二頻率大小。
  27. 如申請專利範圍第21項所述的系統控制器，還包括：第二求和元件，該第二求和元件被配置為接收第四電流和第五電流，並且至少部分地基於所述第四電流和所述第五電流生成所述第三電流，所述第四電流與所述回饋信號相關聯，其中所述第二求和元件包括加法器，該加法器被配置為接收所述第四電流和所述第五電流並且生成所述第三電流，所述第三電流在大小上等於所述第四電流和所述第五電流的和，所述第五電流係與所述驅動信號的占空比相關的電流。
  28. 如申請專利範圍第27項所述的系統控制器，還包括：第二跨導放大器，該第二跨導放大器被配置為至少部分地基於所述回饋信號來生成所述第四電流。
  29. 如申請專利範圍第21項所述的系統控制器，其中所述第一求和元件包括加法器，該加法器被配置為接收所述第二電流和所述第三電流並且生成所述振盪電流，所述振盪電流在大小上等於所述第二電流和所述第三電流的和。
  30. 如申請專利範圍第22項所述的系統控制器，其中所述系統控制器還被配置為：回應於減小所述輸出電壓增大所述工作比(duty ratio)；以及回應於增大所述輸出電壓減小所述工作比(duty ratio)。
  31. 一種用於調節功率轉換器的方法包括：接收與和功率轉換器的次級繞組相關的輸出電壓相關聯的回饋信號，所述次級繞組被耦接到所述功率轉換器的初級繞組；至少部分地基於回饋信號來將開關頻率確定至一個或多個頻率大小，一個或多個頻率大小中的每個小於或等於頻率上限； 生成與開關頻率相關聯的驅動信號，所述開關頻率對應於開關週期，所述開關週期包括導通時間段和關斷時間段；接收振盪電流；至少部分地基於所述振盪電流生成斜坡信號和時鐘信號，所述斜坡信號和所述時鐘信號與所述系統控制器的工作頻率相關聯；接收所述時鐘信號；至少部分地基於所述時鐘信號生成調變信號；接收所述斜坡信號和所述調變信號；回應於所述調變信號來取樣所述斜坡信號，至少部分地基於所述斜坡信號生成取樣信號；接收所述取樣信號；至少部分地基於所述取樣信號生成經濾波的信號；接收所述經濾波的信號；至少部分地基於所述經濾波的信號生成第一電流；接收所述第一電流和第二電流，至少部分地基於所述第一電流和所述第二電流生成振盪電流；接收所述調變信號；至少部分地基於所述調變信號生成驅動信號；並且輸出所述驅動信號至開關以影響流經所述功率轉換器的初級繞組的第三電流；其中輸出所述驅動信號至開關以影響流經初級繞組的電流包括：輸出所述驅動信號以在所述導通時間段期間閉合所述開關；並且輸出所述驅動信號以在所述關斷時間段期間斷開所述開關；其中工作比(duty ratio)等於由開關導通持續時間除以開關週期持續時間；其中設置所述開關頻率至一個或多個頻率大小包括：回應於增大所述工作比(duty ratio)在第一大小範圍內增加所述頻率上限；並且響應於減小所述工作比(duty ratio)在所述第一大小範圍內減小所 述頻率上限。
  32. 如申請專利範圍第31項所述的方法，還包括：回應於所述回饋信號小於第一大小，保持所述開關頻率的大小大約等於頻率下限；回應於所述回饋信號不小於所述第一大小且不大於第二大小，在所述頻率下限和第一頻率大小之間增大所述開關頻率的大小；回應於所述回饋信號大於所述第二大小且小於第三大小，保持所述開關頻率的大小大約等於所述第一頻率大小；回應於所述回饋信號不小於所述第三大小且不大於第四大小，在所述第一頻率大小和頻率上限之間增大所述開關頻率的大小；以及回應於所述回饋信號大於所述第四大小，保持所述開關頻率的大小大約等於所述頻率上限。
  33. 如申請專利範圍第31項所述的方法，還包括：響應於增大所述工作比(duty ratio)在所述第一大小範圍內線性增大所述頻率上限。
  34. 如申請專利範圍第31項所述的方法，還包括：回應於所述工作比(duty ratio)小於一工作比(duty ratio)大小，回應於增大所述工作比(duty ratio)在第一頻率大小和第二頻率大小之間增大所述頻率上限，所述第一大小範圍由所述第一頻率大小和所述第二頻率大小確定，所述第二頻率大小大於所述第一頻率大小。
  35. 如申請專利範圍第31項所述的方法，還包括：接收第三電流和第四電流；並且至少部分地基於所述第三電流和所述第四電流生成所述第二電流，所述第三電流與所述第四電流皆為流經所述功率轉換器的初級繞組的電流，其中所述第三電流與和所述功率轉換器的輸出電壓相關聯的回饋信號相關。
  36. 如申請專利範圍第35項所述的方法，其中：所述驅動信號與包括導通時間段和關斷時間段的開關週期相關聯；所述開關週期對應於開關頻率。
  37. 如申請專利範圍第35項所述的方法，還包括：輸出所述驅動信號以在所述導通時間段期間閉合所述開關；並且輸出所述驅動信號以在所述關斷時間段期間斷開所述開關；工作比(duty ratio)等於由開關導通持續時間除以開關週期持續時間。
  38. 如申請專利範圍第35項所述的方法，還包括：設置所述開關頻率至一個或多個頻率大小，所述一個或多個頻率大小中的每個小於或等於頻率上限；回應於增大工作比(duty ratio)在一大小範圍內增加所述頻率上限；並且響應於減小工作比(duty ratio)在所述大小範圍內減小所述頻率上限。
  39. 如申請專利範圍第35項所述的方法，還包括：回應於所述回饋信號小於第一大小，保持所述開關頻率的大小大約等於頻率下限；回應於所述回饋信號不小於所述第一大小且不大於第二大小，在所述頻率下限和第一頻率大小之間增大所述開關頻率的大小；回應於所述回饋信號大於所述第二大小且小於第三大小，保持所述開關頻率的大小大約等於所述第一頻率大小；回應於所述回饋信號不小於所述第三大小且不大於第四大小，在所述第一頻率大小和頻率上限之間增大所述開關頻率的大小；以及回應於所述回饋信號大於所述第四大小，保持所述開關頻率的大小大約等於所述頻率上限。
  40. 如申請專利範圍第39項所述的方法，還包括：響應於增大所述工作比(duty ratio)在所述第一大小範圍內線性增大所述頻率上限。
  41. 如申請專利範圍第39項所述的方法，還包括：其中所述系統控制器還被配置為：回應於所述工作比(duty ratio)小於一工作比(duty ratio)大小，回應於增大所述工作比(duty ratio)在第一頻率大小和第二頻率大小之間增大所述頻率上限，所述第一大小範圍由所述第一頻率大小和所述第二頻率大小確定，所述第二頻率大小大於所述第一頻率 大小。
  42. 如申請專利範圍第41項所述的方法，還包括：回應於所述工作比(duty ratio)不小於所述工作比(duty ratio)大小，保持所述上限頻率的大小大約等於所述第二頻率大小。
  43. 一種用於調節功率轉換器的方法，該方法包括：接收與流經所述功率轉換器的初級繞組的第一電流相關的第一信號，所述初級繞組被配置為接收輸入電壓；將所述開關頻率確定至一個或多個頻率大小，一個或多個頻率大小中的每個小於或等於頻率上限；生成與所述開關頻率相關聯的驅動信號，所述開關頻率對應於開關週期；接收振盪電流；至少部分地基於所述振盪電流生成斜坡信號和時鐘信號，所述斜坡信號和所述時鐘信號與所述系統控制器的工作頻率相關聯；接收所述時鐘信號；至少部分地基於所述時鐘信號生成調變信號；接收所述斜坡信號和所述調變信號；回應於所述調變信號來取樣所述斜坡信號，至少部分地基於所述斜坡信號生成取樣信號；接收所述取樣信號；至少部分地基於所述取樣信號生成經濾波的信號；接收所述經濾波的信號；至少部分地基於所述經濾波的信號生成第一電流；接收所述第一電流和第二電流，至少部分地基於所述第一電流和所述第二電流生成振盪電流；接收所述調變信號；至少部分地基於所述調變信號生成驅動信號；並且輸出所述驅動信號至開關以影響流經所述功率轉化器的初級繞組的第三電流； 其中將所述開關頻率確定至一個或多個頻率大小包括：回應於減小所述輸入電壓在第一大小範圍內增加頻率上限；並且回應于增加所述輸入電壓在所述第一大小範圍內減小所述頻率上限。
  44. 如申請專利範圍第43項所述的方法，還包括：接收與和所述功率轉換器的次級繞組相關的輸出電壓相關聯的回饋信號，所述次級繞組被耦接到所述初級繞組，所述開關週期包括導通時間段和關斷時間段；輸出所述驅動信號以在所述導通時間段期間閉合所述開關；並且輸出所述驅動信號以在所述關斷時間段期間斷開所述開關，工作比(duty ratio)等於由開關導通持續時間除以開關週期持續時間；回應於增大所述工作比(duty ratio)在第二大小範圍內增加所述頻率上限；並且響應於減小所述工作比(duty ratio)在所述第二大小範圍內減小所述頻率上限。
  45. 如申請專利範圍第44項所述的方法，還包括：回應於所述回饋信號小於第一大小，保持所述開關頻率的大小大約等於頻率下限；回應於所述回饋信號不小於所述第一大小且不大於第二大小，在所述頻率下限和第一頻率大小之間增大所述開關頻率的大小；回應於所述回饋信號大於所述第二大小且小於第三大小，保持所述開關頻率的大小大約等於所述第一頻率大小；回應於所述回饋信號不小於所述第三大小且不大於第四大小，在所述第一頻率大小和頻率上限之間增大所述開關頻率的大小；以及回應於所述回饋信號大於所述第四大小，保持所述開關頻率的大小大約等於所述頻率上限。
  46. 如申請專利範圍第44項所述的方法，還包括：回應於所述工作比(duty ratio)小於一工作比(duty ratio)大小，回應於增大所述工作比(duty ratio)在第一頻率大小和第二頻率大小之間增大所述頻 率上限，所述第二大小範圍由所述第一頻率大小和所述第二頻率大小確定，所述第二頻率大小大於所述第一頻率大小。
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