關(guān)于增加開(kāi)關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的耐久性和/或效率，存在各種挑戰(zhàn)。并非必須使用更加穩(wěn)健的材料和部件，開(kāi)關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器可以通過(guò)其開(kāi)關(guān)的更加精確的控制來(lái)改善性能。開(kāi)關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器的控制器可以通過(guò)獲取與功率轉(zhuǎn)換器的部件的操作狀態(tài)或條件有關(guān)的更加準(zhǔn)確的信息來(lái)更加精確地控制其開(kāi)關(guān)。例如，一些控制器依賴(lài)于系統(tǒng)的不同部分處的電壓和電流電平的非常準(zhǔn)確的模擬測(cè)量來(lái)確定是否改變開(kāi)關(guān)的操作狀態(tài)。

一些開(kāi)關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器包括在功率源與負(fù)載之間提供電流隔離層的變壓器。這樣的功率轉(zhuǎn)換器的控制器還可以通過(guò)獲取與電流隔離層兩側(cè)的部件的操作狀態(tài)或條件有關(guān)的信息來(lái)改善其開(kāi)關(guān)的控制。比如，控制器可以通過(guò)接收與位于變壓器的次級(jí)側(cè)的元件的操作狀態(tài)或條件有關(guān)的信息來(lái)更好地控制位于變壓器的初級(jí)側(cè)的元件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

通常，描述以下電路和技術(shù)，其用于使得功率轉(zhuǎn)換器能夠使用德?tīng)査鞲瘳?delta-sigma)調(diào)制技術(shù)用于遍及系統(tǒng)在內(nèi)部中繼信息。通過(guò)使用德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制技術(shù)，控制器可以能夠更快地獲得與功率轉(zhuǎn)換器的各種部件的操作狀態(tài)或條件有關(guān)的非常準(zhǔn)確的信息，從而使得控制器能夠更加精確地控制系統(tǒng)的不同部分。

在一個(gè)示例中，本公開(kāi)涉及一種方法，其包括：由集成電路接收一個(gè)或多個(gè)模擬輸入，該一個(gè)或多個(gè)模擬輸入指示反激式功率轉(zhuǎn)換器的變壓器的次級(jí)側(cè)繞組上的次級(jí)側(cè)電壓；集成電路的德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器將一個(gè)或多個(gè)模擬輸入轉(zhuǎn)換成指示次級(jí)側(cè)電壓的數(shù)字比特流；由集成電路的級(jí)聯(lián)的積分器梳狀濾波器確定與數(shù)字比特流相關(guān)聯(lián)的比例因子、與數(shù)字比特流相關(guān)聯(lián)的積分因子、以及與數(shù)字比特流相關(guān)聯(lián)的微分因子；以及由集成電路基于比例因子、積分因子和微分因子來(lái)控制被耦合至反激式功率轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)繞組的同步整流切換元件。

在另一示例中，本公開(kāi)涉及一種反激式轉(zhuǎn)換器，其包括：具有初級(jí)側(cè)繞組和次級(jí)側(cè)繞組的變壓器；被配置成將初級(jí)側(cè)繞組耦合至電壓源以及從電壓源解耦合初級(jí)側(cè)繞組的初級(jí)切換元件；耦合至次級(jí)側(cè)繞組并且被配置成在初級(jí)側(cè)繞組被從電壓源解耦合時(shí)執(zhí)行同步整流的次級(jí)切換元件；以及用于控制次級(jí)切換元件執(zhí)行同步整流的集成電路，其中集成電路包括：被配置成接收指示次級(jí)側(cè)繞組上的次級(jí)側(cè)電壓的一個(gè)或多個(gè)模擬輸入并且將一個(gè)或多個(gè)模擬輸入轉(zhuǎn)換成指示次級(jí)側(cè)電壓的數(shù)字比特流的德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制器；以及被配置成確定與數(shù)字比特流相關(guān)聯(lián)的比例因子、與數(shù)字比特流相關(guān)聯(lián)的積分因子、以及與數(shù)字比特流相關(guān)聯(lián)的微分因子的級(jí)聯(lián)的積分器梳狀濾波器，其中集成電路被配置成基于比例因子、積分因子和微分因子來(lái)控制次級(jí)切換元件。

在另一示例中，本公開(kāi)涉及一種方法，其包括：在初始地接通反激式轉(zhuǎn)換器的初級(jí)切換元件以對(duì)變壓器充電之后，反激式轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)控制器接收模擬輸入，該模擬輸入指示變壓器的初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓；由初級(jí)側(cè)控制器基于模擬輸入確定初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓的積分；在斷開(kāi)初級(jí)切換元件之后，由初級(jí)側(cè)控制器基于積分來(lái)檢測(cè)與初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓相關(guān)聯(lián)的拐點(diǎn)電壓；以及響應(yīng)于檢測(cè)到拐點(diǎn)電壓，由初級(jí)側(cè)控制器隨后接通初級(jí)切換元件以對(duì)變壓器充電。

在另一示例中，本公開(kāi)涉及一種反激式轉(zhuǎn)換器，其包括：具有初級(jí)側(cè)繞組、初級(jí)側(cè)輔助繞組和次級(jí)側(cè)繞組的變壓器；被配置成將所述初級(jí)側(cè)繞組耦合至電壓源以及從電壓源解耦合所述初級(jí)側(cè)繞組的初級(jí)切換元件；拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元；以及控制器，拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元被配置成：基于指示初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓的模擬輸入來(lái)確定初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓的積分；以及基于積分來(lái)檢測(cè)與初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓相關(guān)聯(lián)的拐點(diǎn)電壓，控制器被配置成：在初始地接通初級(jí)切換元件以將初級(jí)側(cè)繞組耦合至電壓源以對(duì)變壓器充電之后，斷開(kāi)初級(jí)切換元件；以及響應(yīng)于拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元檢測(cè)到與初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓相關(guān)聯(lián)的拐點(diǎn)電壓，隨后接通初級(jí)切換元件以將初級(jí)側(cè)繞組耦合至電壓源以對(duì)變壓器充電。

下面在附圖和描述中給出一個(gè)或多個(gè)示例的細(xì)節(jié)。本公開(kāi)的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)描述和附圖并且根據(jù)權(quán)利要求將很清楚。

附圖說(shuō)明

圖1是圖示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面的用于轉(zhuǎn)換來(lái)自功率源的功率的示例系統(tǒng)的框圖；

圖2是圖示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面的圖1所示的示例系統(tǒng)的示例功率轉(zhuǎn)換器的框圖，其被配置成執(zhí)行同步整流；

圖3是圖示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面的圖2所示的示例功率轉(zhuǎn)換器的各種電氣特性的時(shí)序圖；

圖4A-4C是圖示圖2的示例功率轉(zhuǎn)換器的示例同步整流積分電路的各種部件的詳細(xì)視圖的概念圖；

圖5是圖示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面的由圖2的示例功率轉(zhuǎn)換器執(zhí)行的示例操作的流程圖；

圖6是圖示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面的圖1所示的示例系統(tǒng)的示例功率轉(zhuǎn)換器的電路圖，其被配置成執(zhí)行反激式控制；

圖7是圖示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面的圖6所示的示例功率轉(zhuǎn)換器的各種電氣特性的時(shí)序圖；

圖8是圖示圖6的示例功率轉(zhuǎn)換器的示例控制單元的示例拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元的概念圖；

圖9是圖示根據(jù)本公開(kāi)的技術(shù)的使用圖8的示例拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元的圖6的示例控制單元的示例操作的流程圖；

圖10是圖示圖6的示例功率轉(zhuǎn)換器的示例控制單元的附加示例拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元的概念圖；以及

圖11是圖示根據(jù)本公開(kāi)的技術(shù)的使用圖10的示例拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元的圖6的示例控制單元的示例操作的流程圖。

具體實(shí)施方式

德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制是一種在數(shù)字信號(hào)處理(DSP)中用于將模擬信號(hào)編碼成高分辨率數(shù)字信號(hào)的技術(shù)，高分辨率數(shù)字信號(hào)然后可以被傳送、解碼和轉(zhuǎn)換回模擬形式。例如，在傳統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)中，ADC對(duì)模擬信號(hào)積分或者以特定采樣頻率采樣，并且然后將采樣得到的模擬信號(hào)量化成數(shù)字形式。

德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制執(zhí)行兩個(gè)步驟以減小ADC過(guò)程中的誤差噪聲。首先，德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制器計(jì)算模擬信號(hào)的當(dāng)前樣本與模擬信號(hào)的先前樣本之間的增量(例如差異)。然后，德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制器對(duì)增量求積分并且以過(guò)采樣頻率將積分后的增量數(shù)字化成數(shù)字比特流(例如使用比較器的1比特)，過(guò)采樣頻率通常遠(yuǎn)高于最高數(shù)字頻率。接著，德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制器將數(shù)字比特流轉(zhuǎn)換回模擬信號(hào)以便從模擬輸入信號(hào)中減去該模擬信號(hào)。在一些示例中，可以擴(kuò)展德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制過(guò)程以覆蓋多個(gè)迭代(更高階的德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器)或比特(例如使用四個(gè)比較器將增加轉(zhuǎn)換成兩個(gè)比特并且采用兩比特DAC)。德?tīng)査鞲瘳擜DC可以將數(shù)字濾波器應(yīng)用于德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制器的數(shù)字輸出以產(chǎn)生更高分辨率但是更低采樣頻率的數(shù)字比特流作為其輸出。德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制的原理也可以應(yīng)用于將高頻數(shù)字比特流轉(zhuǎn)換回模擬信號(hào)。

通常，描述以下電路和技術(shù)：其用于使得功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)能夠使用德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制技術(shù)用于得到與功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)部件的操作狀態(tài)或條件有關(guān)的信息。通過(guò)使用德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制，可以使用數(shù)字部件來(lái)代替系統(tǒng)的模擬部分以使得系統(tǒng)能夠以更高的準(zhǔn)確性并且以更高的分辨率更加快速地獲得與功率轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的操作狀態(tài)或條件有關(guān)的信息，從而使得控制器能夠更加精確地控制系統(tǒng)。使用數(shù)字操作代替模擬部件還可以減小系統(tǒng)的大小(例如通過(guò)使用較小的硅襯底)，并且可以產(chǎn)生更加穩(wěn)健和靈活的實(shí)現(xiàn)方式，該實(shí)現(xiàn)方式可以通過(guò)改變或修改數(shù)字邏輯和控件而非斷開(kāi)模擬部件以及使用不同的模擬部件代替模擬部件來(lái)被改變或修改。

圖1是圖示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面的用于轉(zhuǎn)換來(lái)自功率源2的功率的系統(tǒng)1的框圖。圖1將系統(tǒng)1示出為具有三個(gè)單獨(dú)的并且不同的部件，這些部件被示出為功率源2、功率轉(zhuǎn)換器6和負(fù)載4，然而系統(tǒng)1可以包括附加的或者更少的部件。功率源2、功率轉(zhuǎn)換器6和負(fù)載4可以是三個(gè)單獨(dú)的部件，或者可以表示提供如本文中描述的系統(tǒng)1的功能的一個(gè)或多個(gè)部件的組合。

系統(tǒng)1包括向系統(tǒng)1提供電功率的功率源2。功率源2存在大量示例，并且這些示例可以包括但不限于電力網(wǎng)、發(fā)電機(jī)、變壓器、電池、太陽(yáng)能電池板、風(fēng)車(chē)、再生制動(dòng)系統(tǒng)、水力發(fā)電機(jī)或風(fēng)能發(fā)電機(jī)、或者能夠向系統(tǒng)1提供電功率的任何其他形式的設(shè)備。

系統(tǒng)1包括功率轉(zhuǎn)換器6，功率轉(zhuǎn)換器6將鏈路8處的功率輸入(例如來(lái)自源2)轉(zhuǎn)換成鏈路10處的功率輸出(例如用于負(fù)載4)。在一些示例中，功率轉(zhuǎn)換器6作為反激式轉(zhuǎn)換器。也就是，反激式轉(zhuǎn)換器6可以是變壓器隔離的轉(zhuǎn)換器，其將其電感器分為一個(gè)或多個(gè)變壓器以增加其輸入與輸出之間的電壓比以及將源2從負(fù)載4電流隔離。在其他示例中，反激式轉(zhuǎn)換器6可以是LLC轉(zhuǎn)換器或者其他類(lèi)型的功率轉(zhuǎn)換器。

系統(tǒng)1還包括負(fù)載4。負(fù)載4接收由功率轉(zhuǎn)換器6轉(zhuǎn)換得到的電功率(例如電壓和電流)。在一些示例中，由功率轉(zhuǎn)換器6轉(zhuǎn)換得到的功率在到達(dá)負(fù)載4之前通過(guò)濾波器(未示出)。在一些示例中，濾波器是功率轉(zhuǎn)換器6的子部件，功率轉(zhuǎn)換器6的外部部件、和/或負(fù)載4的子部件。在任何情況下，負(fù)載4(本文中有時(shí)也稱(chēng)為設(shè)備4)可以使用來(lái)自功率轉(zhuǎn)換器6的經(jīng)濾波的或未經(jīng)濾波的的電功率來(lái)執(zhí)行功能。

存在負(fù)載4的大量示例，并且這些示例可以包括但不限于計(jì)算設(shè)備和相關(guān)部件，諸如微處理器、電氣部件、電路、膝上型計(jì)算機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話(huà)、電池、揚(yáng)聲器、照明單元、汽車(chē)/船舶/飛機(jī)/火車(chē)相關(guān)部件、電機(jī)、變壓器、或者從功率轉(zhuǎn)換器接收電壓或電流的任何其他類(lèi)型的電氣設(shè)備和/或電路系統(tǒng)。

功率源2可以通過(guò)鏈路8提供具有第一電壓和電流電平的電功率。負(fù)載4可以通過(guò)鏈路10接收具有第二電壓和電流電平的由功率轉(zhuǎn)換器6轉(zhuǎn)換得到的電功率。鏈路8和10表示能夠從一個(gè)位置向另一位置傳導(dǎo)電功率的任何介質(zhì)。鏈路8和10的示例包括但不限于物理和/或無(wú)線電氣傳輸介質(zhì)，諸如電線、電跡線、傳導(dǎo)性氣體管、雙絞線等。鏈路8和10中的每個(gè)分別在功率源2與功率轉(zhuǎn)換器6之間以及在功率轉(zhuǎn)換器6與負(fù)載4之間提供電耦合。另外，鏈路10提供反饋回路或電路，用于承載與被輸出回功率轉(zhuǎn)換器6的功率的特性相關(guān)聯(lián)的信息。

在系統(tǒng)1的示例中，由功率源2遞送的電功率可以通過(guò)轉(zhuǎn)換器6被轉(zhuǎn)換成具有滿(mǎn)足負(fù)載4的功率要求的經(jīng)調(diào)節(jié)的電壓和/或電流電平的功率。比如，功率源2可以在鏈路8輸出并且功率轉(zhuǎn)換器6可以在鏈路8接收具有第一電壓電平的功率。功率轉(zhuǎn)換器6可以將具有第一電壓電平的功率轉(zhuǎn)換成具有負(fù)載4所需要的第二電壓電平的功率。功率轉(zhuǎn)換器6可以在鏈路10輸出具有第二電壓電平的功率。

負(fù)載4可以在鏈路10接收具有第二電壓電平的功率。負(fù)載4可以使用具有第二電壓電平的功率執(zhí)行功能(例如對(duì)微處理器供電、對(duì)電池充電等)。功率轉(zhuǎn)換器6可以通過(guò)鏈路10接收與具有第二電壓電平的功率相關(guān)聯(lián)的信息。比如，功率轉(zhuǎn)換器6的反饋控制(例如電流感測(cè))電路系統(tǒng)可以檢測(cè)鏈路10處的功率輸出的電壓或電流電平，并且轉(zhuǎn)換器6的控制單元可以基于所檢測(cè)到的電壓或電流電平來(lái)調(diào)節(jié)鏈路10處的功率輸出，以使得經(jīng)濾波的功率輸出具有符合負(fù)載4所需要的電壓或電流電平容忍窗口的不同的電壓或電流電平。

功率轉(zhuǎn)換器6可以包括控制器，控制器使用德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制技術(shù)確定控制鏈路10處的功率輸出或者功率轉(zhuǎn)換器6的其他部分所必需的信息。通過(guò)使用德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制，可以使用數(shù)字部件來(lái)代替系統(tǒng)1的模擬部分以使得系統(tǒng)1能夠以更高的準(zhǔn)確性以及更高的分辨率更快地獲得與系統(tǒng)1的操作狀態(tài)或條件有關(guān)的信息，從而使得控制器能夠更加精確地控制系統(tǒng)1。使用數(shù)字操作代替模擬部件還可以減小系統(tǒng)1的大小(例如通過(guò)使用較小的硅襯底)，并且可以產(chǎn)生更加穩(wěn)健和靈活的實(shí)現(xiàn)方式，該實(shí)現(xiàn)方式可以通過(guò)改變或修改數(shù)字邏輯和控件而非斷開(kāi)模擬部件以及使用不同的模擬部件代替模擬部件來(lái)被改變或修改。

圖2是圖示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面的作為圖1所示的示例系統(tǒng)的示例功率轉(zhuǎn)換器的功率轉(zhuǎn)換器6A的電路圖，其被配置成執(zhí)行同步整流。功率轉(zhuǎn)換器6A是反激式轉(zhuǎn)換器，并且包括變壓器22。變壓器22在功率轉(zhuǎn)換器6A的初級(jí)側(cè)與功率轉(zhuǎn)換器6A的次級(jí)側(cè)之間提供隔離。

控制器12A被示出為被定位在功率轉(zhuǎn)換器6A的初級(jí)側(cè)的初級(jí)控制器。在其他示例中，控制器12A可以是位于功率轉(zhuǎn)換器6A的次級(jí)側(cè)的次級(jí)控制器。除了控制器12A，功率轉(zhuǎn)換器6A的初級(jí)側(cè)包括整流器28、輸入電容器29、以及串聯(lián)布置在整流器28與變壓器22的初級(jí)繞組24A之間的初級(jí)切換元件25。在圖2的示例中，初級(jí)切換元件25是功率MOSFET并且包括本體二極管。

功率轉(zhuǎn)換器6A的次級(jí)側(cè)包括與負(fù)載4并聯(lián)的輸出電容器30、以及串聯(lián)布置在次級(jí)繞組24B與輸出電容器30/負(fù)載4之間的次級(jí)切換元件40(例如包括本體二極管的功率MOSFET)。轉(zhuǎn)換器6A的次級(jí)側(cè)還包括(可選地)分壓器44以及同步整流(SR)集成電路(IC)42(簡(jiǎn)單地稱(chēng)為“SRIC 42”)。

控制器12A可以是處理器、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、微控制器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)、或者被配置成執(zhí)行本文中描述的操作的任何其他類(lèi)型的處理設(shè)備或處理單元。在一些示例中，控制器12A包括存儲(chǔ)器，諸如非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，并且執(zhí)行存儲(chǔ)在其上的指令以執(zhí)行本文中描述的操作。

在操作中，控制器12A可以經(jīng)由鏈路16向初級(jí)切換元件25提供門(mén)控信號(hào)，門(mén)控信號(hào)使得元件25的MOSFET接通或斷開(kāi)。控制器12A可以在鏈路16上生成門(mén)控信號(hào)，門(mén)控信號(hào)使得元件25的MOSFET接通并且因此使得電流從源2經(jīng)由鏈路8流經(jīng)初級(jí)繞組24A。控制器12A可以生成不同的門(mén)控信號(hào)，該不同的門(mén)控信號(hào)使得元件25的MOSFET斷開(kāi)并且因此阻止電流從源2經(jīng)由鏈路8流經(jīng)初級(jí)繞組24A?？刂破?2A可以調(diào)制去往初級(jí)切換元件25的門(mén)控信號(hào)。這樣，控制器12A可以使得轉(zhuǎn)換器6A改變轉(zhuǎn)換器6A在鏈路10上輸出的輸出電壓V_OUT。

在切換循環(huán)期間，當(dāng)次級(jí)切換元件40的本體二極管變?yōu)楸环聪蚱脮r(shí)，從輸出電容器30供應(yīng)負(fù)載電流(I_OUT)。輸出電容器30通常具有足夠大的電容，該電容足以在時(shí)間周期T_ON期間供應(yīng)所需量的負(fù)載電流I_OUT，同時(shí)仍然滿(mǎn)足輸出電壓V_OUT的最大規(guī)定下降。

SRIC 42被配置成控制次級(jí)切換元件40代表轉(zhuǎn)換器6A執(zhí)行同步整流。在一些示例中，SRIC 42可以是處理器、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、微控制器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)、或者被配置成執(zhí)行本文中描述的操作的任何其他類(lèi)型的處理設(shè)備或處理單元。在一些示例中，SRIC 42包括存儲(chǔ)器，諸如非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，并且執(zhí)行其上存儲(chǔ)的指令以執(zhí)行本文中描述的操作。在一些示例中，SRIC 42包括軟件、硬件、固件、或其組合以執(zhí)行本文中描述的操作。

SRIC 42可以經(jīng)由鏈路48B發(fā)送門(mén)控信號(hào)以使得次級(jí)切換元件40的MOSFET取決于由SRIC 42在鏈路48A和48C處檢測(cè)到的電壓來(lái)接通或斷開(kāi)。SRIC 42可以執(zhí)行同步整流技術(shù)而不需要承受非常高的電壓(例如>200V)或者需要檢測(cè)非常低的負(fù)電壓(例如大致-10mV)。另外，SRIC 42的準(zhǔn)確性(例如SRIC 42能夠如何緊密地使得次級(jí)切換元件40與初級(jí)元件25的接通和斷開(kāi)同步地接通和斷開(kāi))可以非常高，因?yàn)椴煌谀承┢渌?lèi)型的同步整流集成電路，SRIC 42的準(zhǔn)確性可以不取決于輸入電壓、輸出電壓和/或工作頻率。

SRIC 42包括德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器76、級(jí)聯(lián)的積分器梳狀(CIC)濾波器77、有限狀態(tài)機(jī)(FSM)78、和門(mén)驅(qū)動(dòng)器79的組合，有限狀態(tài)機(jī)(FSM)78用于在數(shù)字上得到SRIC 42在鏈路48B處輸出的門(mén)控信號(hào)，以控制次級(jí)切換元件40何時(shí)接通和斷開(kāi)，門(mén)驅(qū)動(dòng)器79用于將次級(jí)切換元件40的柵極驅(qū)動(dòng)到接通或斷開(kāi)狀態(tài)。SRIC 42使得次級(jí)切換元件40與初級(jí)切換元件25的接通和斷開(kāi)“同步地”接通和斷開(kāi)(例如，在初級(jí)控制器12A調(diào)制初級(jí)切換元件25以在鏈路10處產(chǎn)生電壓輸出)。

德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器76可以基于經(jīng)由鏈路48A和48C接收的模擬輸入來(lái)確定表示次級(jí)側(cè)繞組24B上的次級(jí)側(cè)電壓V_S的模擬信號(hào)，并且通過(guò)使用德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制將模擬V_S信號(hào)快速地轉(zhuǎn)換成用于CIC濾波器77的1比特?cái)?shù)據(jù)流。CIC濾波器77可以從1比特?cái)?shù)據(jù)流中提取比例、積分和微分(PID)項(xiàng)或因子。

考慮到CIC濾波器77通?？梢杂糜趯⒏哳l數(shù)字比特流轉(zhuǎn)換成低頻多比特結(jié)果。CIC濾波器77可以通過(guò)隨后的數(shù)字流的累加或積分來(lái)轉(zhuǎn)換數(shù)字比特流，數(shù)字流的累加或積分之后是子采樣，并且之后是隨后的樣本的減法或微分。隨后的積分和微分的量表示CIC濾波器77的“階”。換言之，第二階CIC濾波器具有兩個(gè)積分和兩個(gè)微分。在一些功率控制應(yīng)用中，控制器可以得益于確定信號(hào)的積分(例如以檢測(cè)能量流)或者信號(hào)的微分(例如以檢測(cè)斜率)。CIC濾波器自然地包含信號(hào)的數(shù)字表示、積分信號(hào)和微分信號(hào)。在一些示例中，可以得到更高階的積分和微分，并且可以將其用作到控制器12B的輸入。如本文中使用的，與數(shù)字信號(hào)相關(guān)聯(lián)的比例項(xiàng)(P)、與數(shù)字信號(hào)相關(guān)聯(lián)的積分項(xiàng)(I)、以及與數(shù)字信號(hào)相關(guān)聯(lián)的微分項(xiàng)(D)是由CIC濾波器從數(shù)字信號(hào)中提取的自然PID輸出。

FSM 78可以使用由CIC濾波器77提取的PID項(xiàng)來(lái)確定SRIC 42在鏈路48B輸出以接通或斷開(kāi)次級(jí)切換元件40的門(mén)控信號(hào)。例如，當(dāng)比例(P)因子和微分(D)因子很低而次級(jí)切換元件40斷開(kāi)時(shí)，F(xiàn)SM 78可以確定次級(jí)切換元件40應(yīng)當(dāng)保持?jǐn)嚅_(kāi)并且等待初級(jí)切換元件25接通。當(dāng)P因子和D因子很高并且積分(I)因子也在最大或下降邊緣觸發(fā)時(shí)，F(xiàn)SM 78可以確定次級(jí)切換元件40應(yīng)當(dāng)接通。最后當(dāng)I因子為或者接近零值而次級(jí)切換元件40接通時(shí)，F(xiàn)SM 78可以確定次級(jí)切換元件40應(yīng)當(dāng)斷開(kāi)。SRIC 42可以經(jīng)由門(mén)驅(qū)動(dòng)器79輸出門(mén)控信號(hào)用于控制次級(jí)切換元件40，其反映由FSM 78做出的關(guān)于應(yīng)當(dāng)接通還是斷開(kāi)次級(jí)切換元件40的確定。

在一些示例中，F(xiàn)SM 78可以是處理器、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、微控制器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)、或者被配置成執(zhí)行本文中描述的操作的任何其他類(lèi)型的處理設(shè)備或處理單元。在一些示例中，F(xiàn)SM 78包括存儲(chǔ)器，諸如非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，并且執(zhí)行存儲(chǔ)在其上的指令以執(zhí)行本文中描述的操作。在一些示例中，F(xiàn)SM 78包括軟件、硬件、固件、或其組合以執(zhí)行本文中描述的操作。

圖3是圖示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面的轉(zhuǎn)換器6A的各種電氣特性的時(shí)序圖。下面在圖2的轉(zhuǎn)換器6A的上下文中描述圖3。特別地，圖3的波形100-108表示非連續(xù)模式(DCM)反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的典型波形。

波形100對(duì)應(yīng)于在時(shí)間t0到t5之間在次級(jí)側(cè)繞組24B處的次級(jí)側(cè)電壓V_S。波形102和104分別對(duì)應(yīng)于在時(shí)間t0到時(shí)間t5之間向初級(jí)切換元件25施加的門(mén)控信號(hào)G₂₅和向次級(jí)切換元件40施加的門(mén)控信號(hào)G₄₀。波形106和108分別對(duì)應(yīng)于在時(shí)間t0到時(shí)間t5之間經(jīng)過(guò)初級(jí)側(cè)繞組24A的初級(jí)側(cè)電流I_P和經(jīng)過(guò)次級(jí)側(cè)繞組24B的次級(jí)側(cè)電流I_S。

雖然在DCM下操作功率轉(zhuǎn)換器6A，然而在時(shí)間t1，控制器12A可以在鏈路16生成門(mén)控信號(hào)G₂₅以使得初級(jí)切換元件25接通(例如以增加變壓器22處的能量并且調(diào)節(jié)鏈路10處的輸出電壓)。在時(shí)間t2，控制器12A可以在鏈路16生成門(mén)控信號(hào)G₂₅以使得初級(jí)切換元件25斷開(kāi)(例如在變壓器22處的能量已經(jīng)充分地增加之后)。在時(shí)間t3，在初級(jí)切換元件25斷開(kāi)之后不久，SRIC 42可以通過(guò)以下方式來(lái)執(zhí)行同步整流：在鏈路48B生成門(mén)控信號(hào)G₄₀以使得次級(jí)切換元件40接通直到時(shí)間t4(例如在初級(jí)切換元件25接通之前)，在時(shí)間t4，SRIC 42調(diào)節(jié)鏈路48處的門(mén)控信號(hào)G₄₀以使得次級(jí)切換元件40斷開(kāi)。

由于SRIC 42與初級(jí)切換元件25和控制器12A電流隔離，所以SRIC 42自己確定何時(shí)接通和斷開(kāi)次級(jí)切換元件40以便執(zhí)行同步整流。SRIC 42控制次級(jí)切換元件40用于通過(guò)以下方式來(lái)執(zhí)行同步整流：基于次級(jí)側(cè)繞組24B上的電壓V_S來(lái)預(yù)測(cè)初級(jí)切換元件25何時(shí)斷開(kāi)。

例如，考慮到公式1-5中所示的以下推導(dǎo)。公式1示出，在DCM操作中，當(dāng)初級(jí)切換元件25斷開(kāi)一定量的時(shí)間T_OFF時(shí)，實(shí)現(xiàn)了次級(jí)側(cè)繞組24B的電流的最大或“峰值”電平(I_SP)。在公式1中，(I_SP)是初級(jí)側(cè)繞組24A的峰值電流，(N_P)表示與初級(jí)側(cè)繞組24A相關(guān)聯(lián)的匝數(shù)，(N_S)是次級(jí)側(cè)繞組24B的匝數(shù)。

當(dāng)初級(jí)切換元件25接通一定量的時(shí)間(T_ON)時(shí)，實(shí)現(xiàn)了由公式2給出的初級(jí)側(cè)繞組24A的電流的最大或“峰值”電平(I_PP)。在公式2中，(L_P)是初級(jí)側(cè)繞組24A的電感，(V_IN)是來(lái)自源2的初級(jí)側(cè)輸入電壓。

公式3還示出，次級(jí)側(cè)繞組24B的電流的峰值電平(I_SP)與輸出電容器30上的輸出電壓(V_OUT)加上與鏈路48A處的次級(jí)切換元件40相關(guān)聯(lián)的晶體管的漏極端子處的電壓V_D和次級(jí)側(cè)繞組24B的電感(L_S)乘以次級(jí)側(cè)繞組24B消磁所需要的時(shí)間(T_DCHARGE)之間的比率成比例，并且也對(duì)應(yīng)于在初級(jí)切換元件25斷開(kāi)之后在次級(jí)切換元件40能夠接通之前要延遲的時(shí)間。

相應(yīng)地，通過(guò)使用相應(yīng)的公式2和公式3的同等項(xiàng)代替公式1的項(xiàng)，可以計(jì)算每個(gè)公式4的次級(jí)切換元件40的接通時(shí)間(T_DCHARGE)。換言之，公式4的項(xiàng)(T_DCHARGE)表示SRIC 42在控制器12A斷開(kāi)初級(jí)切換元件25之后在斷開(kāi)次級(jí)切換元件40以執(zhí)行同步整流所必須等待的時(shí)間。

原來(lái)，公式4的左側(cè)項(xiàng)是在時(shí)間t1到t2之間波形100的次級(jí)側(cè)電壓V_S的積分(即圖3所示的“部分1”的區(qū)域)，并且公式4的右側(cè)項(xiàng)是在時(shí)間t3到t4之間波形100的次級(jí)側(cè)電壓V_S的積分(即圖3所示的“部分2”的區(qū)域)。因此，SRIC 42可以通過(guò)測(cè)量次級(jí)側(cè)電壓V_S并且計(jì)算次級(jí)側(cè)電壓V_S的積分值來(lái)確定次級(jí)切換元件40的接通時(shí)間(T_DCHARGE)。

例如，基于分別經(jīng)由鏈路48A和48C獲得的V_D和V_OUT的模擬電壓測(cè)量，SRIC 42可以測(cè)量次級(jí)側(cè)電壓V_S。SRIC 42可以通過(guò)計(jì)算鏈路48A處的電壓V_D與鏈路48C處的電壓V_OUT之間的差異來(lái)感測(cè)次級(jí)側(cè)繞組24B處的電壓電平V_S(例如參見(jiàn)公式5)。

V_S＝V_D–V_OUT 公式5

在時(shí)間t0，在控制器12A接通初級(jí)切換元件25之前，SRIC 42可以確定次級(jí)側(cè)電壓V_S接近零并且重置其積分計(jì)算。在時(shí)間t1，在控制器12A接通初級(jí)切換元件25之后，SRIC 42可以確定次級(jí)側(cè)電壓V_S超過(guò)閾值(例如大于零伏特)并且開(kāi)始對(duì)次級(jí)側(cè)電壓V_S求積分以確定T_DCHARGE。

在時(shí)間t2，緊在控制器12A斷開(kāi)初級(jí)切換元件25之后，次級(jí)側(cè)電壓V_S在最大閾值(例如“峰值”值)處，之后，次級(jí)側(cè)電壓V_S在時(shí)間t3下降到零值。在時(shí)間t3，響應(yīng)于確定次級(jí)側(cè)電壓V_S為零值，SRIC 42可以確定當(dāng)前時(shí)間對(duì)應(yīng)于次級(jí)切換元件40的接通時(shí)間(T_DCHARGE)并且使得次級(jí)切換元件40接通。在時(shí)間t4，響應(yīng)于確定次級(jí)側(cè)電壓V_S回到零值，SRIC 42可以使得次級(jí)切換元件40斷開(kāi)。

圖4A-4C是圖示圖2的功率轉(zhuǎn)換器6A的SRIC 42的各種部件的詳細(xì)視圖的概念圖。下面在圖3的上下文中描述圖4A-4C。

圖4A示出德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器76的示例。在圖4A的示例中，德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器76是二階德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器。在其他示例中，德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器76可以是n階德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器。德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器76接收模擬輸入信號(hào)V_D和V_OUT，并且通過(guò)二階德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換技術(shù)產(chǎn)生高頻1比特?cái)?shù)據(jù)流輸出。德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器76包括一組加法器80A-80C，一組加法器80A-80C與一組積分器82A和82B散布并且串聯(lián)連接并且耦合至1比特ADC(例如比較器)81的輸入。德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器76還包括形成反饋回路83A和83B的DAC 85，反饋回路83A和83B將德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器76的輸出(即ADC 81的輸出)分別耦合至加法器80C和80B的相應(yīng)輸入。

圖4B示出了CIC濾波器77的示例。在圖4B的示例中，CIC濾波器77是二階CIC濾波器。在其他示例中，CIC濾波器77可以是n階CIC濾波器。CIC濾波器77包括數(shù)字積分器84A和84B的級(jí)聯(lián)，數(shù)字積分器84A和84B的級(jí)聯(lián)之后是與數(shù)字積分器84A和84B等質(zhì)量的梳狀濾波器(comb)87A和87B(即數(shù)字微分器)的級(jí)聯(lián)。在數(shù)字積分器84A和84B與數(shù)字微分器87A和87B之間的是數(shù)字開(kāi)關(guān)或抽取器86(例如用于關(guān)于積分器的采樣頻率來(lái)降低梳狀濾波器信號(hào)的采樣頻率)。附加微分器87C在梳狀濾波器87A和87B的級(jí)聯(lián)之后。CIC濾波器77從德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器76接收1比特?cái)?shù)字流并且輸出由FSM 78使用的P、I和D項(xiàng)。

圖4C示出了FSM 78和門(mén)驅(qū)動(dòng)器79的示例。在圖4C的示例中，F(xiàn)SM 78從CIC濾波器77接收P、I和D項(xiàng)以確定何時(shí)使得門(mén)驅(qū)動(dòng)器79在鏈路48B輸出使得次級(jí)切換元件40接通或斷開(kāi)的門(mén)控信號(hào)。FSM 78包括比較器88A-88D、邏輯單元92和寄存器94。

當(dāng)比例P和微分D輸入都為高時(shí)(即當(dāng)P和D輸入分別超過(guò)閾值CP₁和CD₁時(shí))，F(xiàn)SM 78的邏輯單元92可以使得門(mén)驅(qū)動(dòng)器79在鏈路48B輸出將次級(jí)切換元件40維持在斷開(kāi)狀態(tài)的門(mén)控信號(hào)。相反，當(dāng)比例P和微分輸入D二者都為低時(shí)(例如當(dāng)P和D輸入分別沒(méi)有超過(guò)閾值CP₁和CD₁時(shí))，F(xiàn)SM 78的邏輯單元92可以使得門(mén)驅(qū)動(dòng)器79輸出使得次級(jí)切換元件40接通的門(mén)控信號(hào)。當(dāng)積分I輸入幾乎為零但是仍然大于零(例如接近但是大于閾值I1)時(shí)，F(xiàn)SM 78的邏輯單元92可以使得門(mén)驅(qū)動(dòng)器79在鏈路48B輸出使得次級(jí)切換元件40斷開(kāi)的門(mén)控信號(hào)。在一些示例中，閾值CP₁、CP₂、CD₁、CD₂和I₁是可配置的參數(shù)或閾值，其能夠在制造期間和/或在功率轉(zhuǎn)換器6A操作時(shí)(例如在測(cè)試期間或者在現(xiàn)場(chǎng))被調(diào)整。

圖5是圖示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面的由圖2的功率轉(zhuǎn)換器6A執(zhí)行的操作200-270的流程圖。下面在圖1-4的上下文中描述圖5。例如，圖2的功率轉(zhuǎn)換器6A的SRIC 42的處理器可以被配置成執(zhí)行操作200-270。在一些示例中，可以針對(duì)初級(jí)切換元件25的每個(gè)切換脈沖重復(fù)圖5的操作200-270。

在圖5的示例中，轉(zhuǎn)換器6A的SRIC 42可以將同步整流切換元件驅(qū)動(dòng)到關(guān)閉狀態(tài)(200)。例如，在初始上電或重置時(shí)，由于控制器12A將初級(jí)切換元件25驅(qū)動(dòng)到接通狀態(tài)以增加變壓器22處的能量，所以SRIC 42可以經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器79輸出使得次級(jí)切換元件40在斷開(kāi)狀態(tài)下操作的門(mén)控信號(hào)。

SRIC 42可以接收指示反激式功率轉(zhuǎn)換器的變壓器的次級(jí)側(cè)繞組上的次級(jí)側(cè)電壓的一個(gè)或多個(gè)模擬輸入(210)。例如，為了確定使得次級(jí)切換元件40在接通還是斷開(kāi)狀態(tài)下操作，SRIC 42可以接收指示次級(jí)切換元件40的晶體管處的漏極電壓以及輸出電容器30上的輸出電壓的模擬信號(hào)。SRIC 42可以辨識(shí)兩個(gè)模擬信號(hào)之間的差異并且輸入差異作為到德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器76中的輸入。

SRIC 42可以將一個(gè)或多個(gè)模擬輸入轉(zhuǎn)換成指示次級(jí)側(cè)電壓的數(shù)字比特流(例如1比特?cái)?shù)字比特流，2比特?cái)?shù)字比特流、或者n比特?cái)?shù)字比特流)。例如，通過(guò)使用德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換技術(shù)，德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器76可以基于從模擬輸入辨識(shí)的差分輸出來(lái)產(chǎn)生1比特?cái)?shù)字輸出。

SRIC 42可以確定與數(shù)字比特流相關(guān)聯(lián)的比例因子、與數(shù)字比特流相關(guān)聯(lián)的積分因子、以及與數(shù)字比特流相關(guān)聯(lián)的微分因子(230)。例如，通過(guò)使用CIC濾波器77，SRIC 42可以基于來(lái)自德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器76的1比特?cái)?shù)字輸出產(chǎn)生三個(gè)單獨(dú)的控制信號(hào)。比如，考慮圖4A和4B。積分因子可以對(duì)應(yīng)于CIC濾波器77的梳狀級(jí)的微分器87A的輸出以及CIC濾波器77的梳狀級(jí)的微分器87B的輸入。比例因子可以對(duì)應(yīng)于CIC濾波器77的梳狀級(jí)的輸出以及CIC濾波器77的單個(gè)微分器的輸入。微分因子可以對(duì)應(yīng)于CIC濾波器77的單個(gè)微分器的輸出。

SRIC 42可以基于比例因子、積分因子和微分因子來(lái)控制耦合至反激式轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)繞組的同步整流切換元件。比如，SRIC 42的FSM 78可以使用比例因子、積分因子和微分因子中的每個(gè)來(lái)產(chǎn)生使得驅(qū)動(dòng)器79將次級(jí)切換元件40切換到接通或斷開(kāi)的控制信號(hào)。FSM 78可以使用各種(可編程和非可編程)閾值來(lái)影響與次級(jí)切換元件40何時(shí)接通或斷開(kāi)相關(guān)聯(lián)的定時(shí)和準(zhǔn)確性。

在圖5的示例中，為了控制次級(jí)切換元件40，SRIC 42可以確定比例因子是否滿(mǎn)足第一閾值并且微分因子是否滿(mǎn)足第二閾值(240)。例如，SRIC 42可以確定比例因子和微分因子是否很低，控制器12A必須接通初級(jí)切換元件25。SRIC 42可以將次級(jí)切換元件40維持在斷開(kāi)狀態(tài)同時(shí)初級(jí)切換元件25初始保持?jǐn)嚅_(kāi)。

相反，如果SRIC 42確定比例因子和微分因子都很高，控制器12A必須接通初級(jí)切換元件25。在這種情況下，SRIC 42可以確定積分因子是否滿(mǎn)足最大閾值或者積分因子是否減小(250)。例如，即使SRIC 42確定比例因子和微分因子都很高，如果SRIC 42確定控制器12A再次斷開(kāi)初級(jí)切換元件25，則SRIC 42僅接通次級(jí)切換元件40。SRIC 42可以確定積分因子何時(shí)在其最大值或者減小(即不增加)，控制器12A很可能已經(jīng)將初級(jí)切換元件25再次斷開(kāi)并且能夠安全地接通次級(jí)切換元件40以執(zhí)行同步整流。

SRIC 42可以將同步整流切換元件驅(qū)動(dòng)到接通狀態(tài)(260)。例如，在確定積分因子越過(guò)其最大值和/或減小之后，F(xiàn)SM 78可以使得驅(qū)動(dòng)器79產(chǎn)生使得次級(jí)切換元件40接通的控制信號(hào)。

在將同步整流切換元件驅(qū)動(dòng)到接通狀態(tài)之后并且響應(yīng)于確定積分因子滿(mǎn)足最小閾值(270)，SRIC 42可以將同步整流切換元件驅(qū)動(dòng)到斷開(kāi)狀態(tài)(200)。例如，SRIC 42的FSM 78可以連續(xù)地監(jiān)測(cè)積分因子以確定何時(shí)結(jié)束與次級(jí)切換元件40相關(guān)聯(lián)的電流同步整流切換循環(huán)。FSM 78可以分析積分因子，并且響應(yīng)于確定積分因子接近零，確定控制器12A可以很快接通初級(jí)切換元件25并且因此確定次級(jí)切換元件40應(yīng)當(dāng)再次斷開(kāi)。FSM 78可以使得驅(qū)動(dòng)器79產(chǎn)生使得次級(jí)切換元件40斷開(kāi)的控制信號(hào)。

通過(guò)執(zhí)行本文中描述的操作，諸如操作200-270，被配置成控制反激式轉(zhuǎn)換器的同步整流切換元件的同步整流集成電路可以以高的性能和非常高的準(zhǔn)確性進(jìn)行這一操作而不必包括昂貴或附加特征以處置或處理高壓和/或執(zhí)行高準(zhǔn)確性比較。

圖6是圖示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面的作為圖1所示的系統(tǒng)1的功率轉(zhuǎn)換器6的示例的功率轉(zhuǎn)換器6B的電路圖，其被配置成執(zhí)行反激式控制。功率轉(zhuǎn)換器6B是反激式轉(zhuǎn)換器，并且包括變壓器23。變壓器23類(lèi)似于轉(zhuǎn)換器6A的變壓器22，因?yàn)樽儔浩?3在功率轉(zhuǎn)換器6B的初級(jí)側(cè)與功率轉(zhuǎn)換器6B的次級(jí)側(cè)之間提供隔離。然而，除了初級(jí)側(cè)繞組24A和次級(jí)側(cè)繞組24B，變壓器23還包括在變壓器23的初級(jí)側(cè)的輔助繞組24C。

轉(zhuǎn)換器6B包括被定位在功率轉(zhuǎn)換器6B的初級(jí)側(cè)的控制器12B。除了控制器12B，功率轉(zhuǎn)換器6B的初級(jí)側(cè)還包括整流器28、輸入電容器29和初級(jí)切換元件25。在圖6的示例中，初級(jí)切換元件25是功率MOSFET并且包括本體二極管。功率轉(zhuǎn)換器6B的初級(jí)側(cè)還包括耦合至變壓器23的輔助繞組24C的分壓器42?？刂破?2B接收輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB以及鏈路43B處與初級(jí)切換元件25相關(guān)聯(lián)的共源電壓V_CS，作為輸入?？刂破?2B經(jīng)由鏈路16輸出門(mén)控信號(hào)用于使得初級(jí)切換元件25接通或斷開(kāi)。在一些示例中，與圖6中所示的相比，控制器12B可以接收附加輸入或更少輸入。在一些示例中，與圖6中所示的相比，控制器12B可以提供附加或更少輸出。

功率轉(zhuǎn)換器6B的次級(jí)側(cè)包括與負(fù)載4并聯(lián)的輸出電容器30、以及串聯(lián)布置在次級(jí)繞組24B與輸出電容器30/負(fù)載4之間的次級(jí)切換元件41(例如二極管)。雖然被示出為二極管，然而次級(jí)元件41在一些示例中可以是同步整流切換元件，諸如來(lái)自圖2的次級(jí)切換元件40。

控制器12B可以是處理器、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、微控制器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)、或者被配置成執(zhí)行本文中描述的操作的任何其他類(lèi)型的處理設(shè)備或處理單元。在一些示例中，控制器12B包括存儲(chǔ)器，諸如非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，并且執(zhí)行存儲(chǔ)在其上的指令以執(zhí)行本文中描述的操作。

在操作中，控制器12B可以經(jīng)由鏈路16向初級(jí)切換元件25提供門(mén)控信號(hào)，門(mén)控信號(hào)使得元件25的MOSFET接通或斷開(kāi)。在圖6的示例中，控制器12B包括拐點(diǎn)檢測(cè)單元302。如下面參考圖7-11描述的，控制器12B可以使用拐點(diǎn)檢測(cè)單元302確定與輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB相關(guān)聯(lián)的拐點(diǎn)電壓V_KNEE，從而確定何時(shí)接通初級(jí)切換元件25。

圖7是圖示根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面的圖6所示的示例功率轉(zhuǎn)換器的各種電氣特性的時(shí)序圖。下面在圖6的轉(zhuǎn)換器6B的上下文中描述圖7。特別地，圖7的波形110-116表示DCM反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的典型波形。

波形110對(duì)應(yīng)于在時(shí)間t0到t5之間在輔助繞組24C處的電阻器分壓V_FB。波形112和114分別對(duì)應(yīng)于在時(shí)間t0到時(shí)間t5之間經(jīng)過(guò)初級(jí)側(cè)繞組24A的初級(jí)側(cè)電流I_P和經(jīng)過(guò)次級(jí)側(cè)繞組24B的次級(jí)側(cè)電流I_S。波形110對(duì)應(yīng)于在時(shí)間t0到時(shí)間t5之間向初級(jí)切換元件25施加的門(mén)控信號(hào)G₂₅。

雖然在DCM下操作功率轉(zhuǎn)換器6B，然而在時(shí)間t1，控制器12B可以在鏈路16上生成使得初級(jí)切換元件25的MOSFET接通并且因此使得電流I_P從源2經(jīng)由鏈路8行進(jìn)通過(guò)初級(jí)繞組24A的門(mén)控信號(hào)。當(dāng)初級(jí)切換元件25根據(jù)由控制器12B供應(yīng)的門(mén)控信號(hào)接通時(shí)，通過(guò)初級(jí)側(cè)繞組24A的電流I_P在時(shí)間t1到t2(時(shí)間t_CHARGE或“T_ON”)之間以斜率V_IN/L_P斜升。由變壓器23的核在T_ON循環(huán)的結(jié)尾在時(shí)間t2存儲(chǔ)的能量與1/2x L_P x I_PPEAK²成比例，其中L_P是初級(jí)側(cè)繞組24A的電感，I_PPEAK是初級(jí)側(cè)繞組24A的峰值電流。次級(jí)側(cè)繞組24B的電流I_S在t_CHARGE或T_ON階段期間在時(shí)間t1和t2之間為零。另外，在t_CHARGE或T_ON階段期間在時(shí)間t1和t2之間，次級(jí)側(cè)繞組24B上的電壓V_S為負(fù)(也稱(chēng)為次級(jí)側(cè)接地)并且等于-N_S x V_IN，其中N_S是變壓器次級(jí)/初級(jí)匝數(shù)比。

在時(shí)間t2，控制器12B可以生成不同的門(mén)控信號(hào)，不同的門(mén)控信號(hào)使得初級(jí)切換元件25斷開(kāi)并且因此阻止電流I_P從源2經(jīng)由鏈路8行進(jìn)通過(guò)初級(jí)繞組24A。當(dāng)初級(jí)切換元件25斷開(kāi)時(shí)，電流I_P變?yōu)榱悴⑶彝ㄟ^(guò)次級(jí)側(cè)繞組24B的電流I_S以接近～(V_OUT+V_DOUT)/L_S的斜率從值I_SPEAK(其等于I_PPEAK/N_S)斜降至零(其中V_OUT是輸出電容器30上的次級(jí)側(cè)輸出電壓，并且V_DOUT是二極管41上的正向電壓降)。

在時(shí)間t2到t3之間，當(dāng)次級(jí)側(cè)繞組24B處的電流I_S仍然大于零并且初級(jí)切換元件25斷開(kāi)時(shí)，輸出電壓V_OUT根據(jù)變壓器匝數(shù)比被反射回初級(jí)側(cè)繞組24A。輸出電壓V_OUT類(lèi)似地被反射回輔助繞組24C作為輔助繞組24C的電阻器分壓。換言之，在初級(jí)切換元件25在時(shí)間t2斷開(kāi)之后，在磁化周期期間在變壓器23中存儲(chǔ)的能量被遞送給次級(jí)側(cè)繞組24B(量為N_S個(gè)繞組)和輔助繞組24C(量為N_A個(gè)繞組)，如公式6所示。

在公式6中，電壓V_F是次級(jí)元件41的正向電壓。

由輔助繞組24C上的電阻器R2和R3形成的分壓器42向控制器12B輸出輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB?？刂破?2B使用輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB用于確定V_OUT，如下面在公式7中所示。

為了更加精確地檢測(cè)功率轉(zhuǎn)換器6B的輸出電壓V_OUT，應(yīng)當(dāng)在次級(jí)側(cè)繞組24B的電流I_S減小到零之后，在時(shí)間t3測(cè)量輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB。因此，可以忽略次級(jí)元件41的正向電壓的變化。當(dāng)次級(jí)側(cè)繞組24B處的電流I_S減小到零時(shí)，輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB將在“拐點(diǎn)”V_KNEE處?？刂破?2B可以基于公式8來(lái)確定輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB：

在時(shí)間t3，當(dāng)輔助繞組24C處的電壓在“拐點(diǎn)”V_KNEE處并且次級(jí)側(cè)繞組24B處的電流I_S到達(dá)零時(shí)，變壓器繞組24A、24B和24C變?yōu)榇蜷_(kāi)并且輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB轉(zhuǎn)換成由L_p和C_d諧振電路中的殘余能量推動(dòng)的衰減的振鈴波形(其中C_d是初級(jí)切換元件25的漏極處的總的等效電容)。相應(yīng)地，控制器12B可以確定輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB何時(shí)反映“拐點(diǎn)”電壓V_KNEE，諸如在時(shí)間t3，可以確定持續(xù)時(shí)間t_DCHARGE已經(jīng)結(jié)束，并且確定V_OUT對(duì)于負(fù)載4可能太低并且控制器12B應(yīng)當(dāng)將初級(jí)切換元件25再次接通以便對(duì)變壓器23重新充電?？刂破?2B可以響應(yīng)于檢測(cè)到與初級(jí)繞組24C的電阻器分壓V_FB相關(guān)聯(lián)的“拐點(diǎn)”電壓V_KNEE來(lái)改變初級(jí)切換元件25的占空比以便在改變負(fù)載和改變輸入電壓V_IN條件時(shí)保持輸出電壓V_OUT恒定。

圖8是圖示作為圖6的功率轉(zhuǎn)換器6B的控制單元12B的一個(gè)示例拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元的拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302A的概念圖。下面在圖1、6和7的上下文中描述圖8的拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302A。

拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302A包括德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器320、積分器322A和322B、微分塊324A-324C、延遲緩沖器328A和328B、數(shù)字上升沿檢測(cè)器332、和比較器334。REF信號(hào)表示接近或者等于零電平的數(shù)字參考信號(hào)或閾值。

拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302A接收輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB和與初級(jí)切換元件25相關(guān)聯(lián)的門(mén)控信號(hào)作為輸入，并且響應(yīng)于此輸出指示拐點(diǎn)電壓V_KNEE的電壓電平。拐點(diǎn)電壓V_KNEE是輸出電壓V_OUT的一個(gè)測(cè)量或指示?？刂破?2B可以將拐點(diǎn)電壓V_KNEE與跟隨PID濾波器的參考或閾值電壓相比較以確定何時(shí)接通初級(jí)切換元件25以及將初級(jí)切換元件25接通多久。例如，控制器12B可以基于從拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302A輸出的拐點(diǎn)電壓V_KNEE確定變壓器23需要附加變化，并且響應(yīng)于此使得鏈路16處的門(mén)控信號(hào)接通初級(jí)切換元件25。相反地，控制器12B可以基于從拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302A輸出的拐點(diǎn)電壓V_KNEE確定變壓器23不需要附加變化，并且響應(yīng)于此可以使得鏈路16處的門(mén)控信號(hào)將初級(jí)切換元件25維持在斷開(kāi)狀態(tài)。

拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302A的原理基于以上參考公式1-8描述的推導(dǎo)以及以下公式。

在公式9中，V_f是次級(jí)元件41的正向電壓。公式9的左側(cè)項(xiàng)表示與圖7所示的波形110相關(guān)聯(lián)的“部分1”的區(qū)域(即輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB)，公式9的右側(cè)項(xiàng)是圖7中的“部分2”的區(qū)域。

替代執(zhí)行更慢并且有時(shí)不太準(zhǔn)確的將與輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB相關(guān)聯(lián)的模擬信號(hào)與一個(gè)或多個(gè)閾值相比較以確定輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB是否可以在“拐點(diǎn)”處的這一任務(wù)，拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302A使用德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制技術(shù)來(lái)確定表示輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB是否在拐點(diǎn)電壓V_KNEE處的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制技術(shù)由德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器320執(zhí)行以在“部分1”和“部分2”二者上對(duì)與輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB相關(guān)聯(lián)的模擬信號(hào)求積分。

每次先于使得初級(jí)切換元件25接通，拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302A可以重置德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器320。在使得初級(jí)切換元件25接通之后，德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器320開(kāi)始對(duì)輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB求積分。當(dāng)控制器單元12B使得初級(jí)切換元件25斷開(kāi)時(shí)，德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器320已經(jīng)達(dá)到其最高積分峰值并且然后減小直到德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器320到達(dá)零積分電平。在到達(dá)積分峰值之后德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器320到達(dá)零積分電平的時(shí)間等于時(shí)間t_DCHARGE。

關(guān)于圖8的示例，為了確定輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB何時(shí)在拐點(diǎn)處，德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器320接收指示輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB的模擬信號(hào)，并且使用德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換技術(shù)向積分器322A輸出輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB的積分作為1比特?cái)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。在一些示例中，德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器320是二階德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器。在其他示例中，德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器320是n階德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器。

積分器322A和322B中的每個(gè)積分器被控制器12B在鏈路16輸出以驅(qū)動(dòng)初級(jí)元件25接通或斷開(kāi)的門(mén)控信號(hào)的上升沿重置。積分器322A的輸出由積分器322B來(lái)接收，積分器322B的輸出由微分塊324A來(lái)接收。

比較器334用于搜索輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB何時(shí)在拐點(diǎn)V_KNEE處。在圖8的示例中，如果在拐點(diǎn)檢測(cè)單元302A的內(nèi)部時(shí)鐘的三個(gè)脈沖內(nèi)，輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB的積分全部低于REF，則拐點(diǎn)檢測(cè)單元302A輸出輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB處于拐點(diǎn)處的指示。否則，拐點(diǎn)檢測(cè)單元302A輸出表示拐點(diǎn)電壓V_KNEE的數(shù)字信號(hào)作為輸出電壓V_OUT的一個(gè)測(cè)量。

圖9是圖示根據(jù)本公開(kāi)的技術(shù)的使用圖8的拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302A的由圖6的控制器12B執(zhí)行的示例操作400-460的流程圖。下面在圖1、6、7和8的上下文中描述圖9。

在操作中，控制器12B可以接通初級(jí)切換元件25以對(duì)變壓器23充電(410)。然而，先于接通初級(jí)切換元件25，控制器12B可以重置輔助繞組24C處的電壓的積分(400)。換言之，控制器12B可以使得拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302A剛好先于接通初級(jí)切換元件25以對(duì)變壓器23充電來(lái)重置與輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB相關(guān)聯(lián)的積分。

在初始接通初級(jí)切換元件25以對(duì)變壓器23充電之后，控制器12B可以接收指示輔助繞組24C處的輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB的模擬輸入(420)?？刂破?2B可以基于模擬輸入確定輔助繞組24C處的輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB的積分(430)。例如，控制器12B可以將經(jīng)由鏈路43A接收的模擬輸入傳遞給拐點(diǎn)檢測(cè)單元302A以用于由德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器320來(lái)求積分。德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器320可以將模擬輸入轉(zhuǎn)換成指示模擬輸入的積分的數(shù)字比特流。

在對(duì)變壓器23充電之后，控制器12B可以斷開(kāi)初級(jí)切換元件25(440)。在斷開(kāi)初級(jí)切換元件25之后，控制器12B可以基于積分來(lái)檢測(cè)與初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓相關(guān)聯(lián)的拐點(diǎn)電壓(450)。例如，拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302A可以響應(yīng)于在初級(jí)側(cè)控制器的內(nèi)部時(shí)鐘的至少三個(gè)連續(xù)的時(shí)鐘脈沖期間檢測(cè)到拐點(diǎn)電壓而檢測(cè)到與輔助繞組24C處的輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB相關(guān)聯(lián)的拐點(diǎn)電壓。如果拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302A沒(méi)有檢測(cè)到拐點(diǎn)電壓，則控制器12B可以輪詢(xún)并且繼續(xù)確定輔助繞組24C處的輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB的積分(460)。否則，響應(yīng)于檢測(cè)到拐點(diǎn)電壓，控制器12B可以再次重置積分(400)并且隨后接通初級(jí)切換元件25以再次對(duì)變壓器23充電(410)。

圖10是圖示作為圖6的功率轉(zhuǎn)換器6B的控制單元12B的一個(gè)附加示例拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元的拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302B的概念圖。下面在圖1、6和7的上下文中描述圖10的拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302B。

再次參考圖7，參考表示時(shí)間t0到t5之間的輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB的波形110，輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB的變化速率在輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB處于拐點(diǎn)處時(shí)在時(shí)間t3快速變化。相應(yīng)地，在時(shí)間t3，可以響應(yīng)于檢測(cè)到輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB的變化速率的突然很高的變化速率來(lái)檢測(cè)輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB的拐點(diǎn)。另外，在時(shí)間t3，由于次級(jí)側(cè)電流I_S達(dá)到零，次級(jí)元件41上的正向電壓V_f為零伏特，并且可以通過(guò)在時(shí)間t3對(duì)輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB采樣一次并且基于公式8計(jì)算V_OUT來(lái)很容易地得到輸出電壓V_OUT(參見(jiàn)以上關(guān)于圖7的描述)。

拐點(diǎn)檢測(cè)單元302B使用以上原理識(shí)別在t_DCHARGE期間突然地改變的輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB的突然的斜率，并且響應(yīng)于識(shí)別出這樣的突然的斜率而轉(zhuǎn)換，立刻采樣和保持輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB作為拐點(diǎn)，并且使用所保持的輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB來(lái)調(diào)節(jié)V_OUT。

拐點(diǎn)檢測(cè)單元302B包括德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器376和CIC濾波器377。德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器376接收指示輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB的模擬信號(hào)作為其輸入并且輸出指示輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB的積分的1比特?cái)?shù)據(jù)流。在圖10的示例中，德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器376是二階德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器。在其他示例中，德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器376可以是n階德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器。德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器376接收指示輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB的模擬信號(hào)作為其輸入，并且通過(guò)二階德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換技術(shù)產(chǎn)生高頻1比特?cái)?shù)據(jù)流輸出。德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器376包括一組加法器380A和380B，一組加法器380A和380B與一組積分器382A和382B散布并且串聯(lián)連接并且耦合至1比特ADC(例如比較器)381的輸入。德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器376還包括形成反饋回路383A和383B的DAC 385，反饋回路383A和383B將德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器376的輸出(即ADC 381的輸出)分別耦合至加法器380A和380B的相應(yīng)輸入。

在圖10的示例中，CIC濾波器377是二階CIC濾波器。在其他示例中，CIC濾波器377可以是n階CIC濾波器。CIC濾波器377包括數(shù)字積分器384A和384B的級(jí)聯(lián)，數(shù)字積分器384A和384B的級(jí)聯(lián)之后是與數(shù)字積分器384A和384B等質(zhì)量的梳狀濾波器387A和387B(即數(shù)字微分器)的級(jí)聯(lián)。在數(shù)字積分器384A和384B與數(shù)字微分器387A和387B之間的是數(shù)字開(kāi)關(guān)或抽取器386(例如用于關(guān)于積分器的采樣頻率來(lái)降低梳狀濾波器信號(hào)的采樣頻率)。附加微分器387C在梳狀濾波器387A和387B的級(jí)聯(lián)之后。

CIC濾波器377從德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器376接收1比特?cái)?shù)字流并且輸出P和D項(xiàng)，用于由拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302B確定和/或保持拐點(diǎn)電壓值。CIC濾波器377接收鏈路16處的門(mén)控信號(hào)作為附加輸入，CIC濾波器377使用該門(mén)控信號(hào)在初級(jí)切換元件25的下降沿或關(guān)閉處重置數(shù)字積分器384A和384B。另外，CIC濾波器377接收參考信號(hào)REF(例如REF信號(hào)表示數(shù)字參考信號(hào)或者閾值，其表示零值)作為附加輸入，CIC濾波器377使用這一參考信號(hào)REF與D項(xiàng)相比較以確定識(shí)別輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB是否在拐點(diǎn)處。如果來(lái)自微分器387C的輸出超過(guò)REF，表明來(lái)自德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器376的1比特?cái)?shù)據(jù)流的變化速率的斜率已經(jīng)突然變化，因此拐點(diǎn)檢測(cè)單元302B保持拐點(diǎn)電壓用于調(diào)節(jié)V_OUT。

圖11是圖示根據(jù)本公開(kāi)的技術(shù)的使用圖10的拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302B的圖6的控制單元6B的示例操作的流程圖。下面在圖1、6、7和10的上下文中描述圖9。

在操作中，控制器12B可以在對(duì)變壓器23充電之后斷開(kāi)初級(jí)切換元件25(500)。在斷開(kāi)初級(jí)切換元件25之后，控制器12B可以重置拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302B以使得任何先前捕獲的積分被重置為零(510)。

在時(shí)間t_DCHAREG期間，由于變壓器23在初級(jí)切換元件25保持?jǐn)嚅_(kāi)的同時(shí)放電，所以控制器12B可以接收指示輔助繞組24C處的輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB的模擬輸入(520)?？刂破?2B可以基于模擬輸入確定輔助繞組24C處的輔助繞組24C的電阻器分壓V_FB的積分(530)。例如，控制器12B可以將經(jīng)由鏈路43A接收的模擬輸入傳遞給拐點(diǎn)檢測(cè)單元302B用于由德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器320來(lái)求積分。德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器376可以將模擬輸入轉(zhuǎn)換成指示模擬輸入的積分的數(shù)字比特流。

控制器12B可以檢測(cè)超過(guò)閾值的積分的變化速率(540)。例如，CIC濾波器377可以確定與從德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器376接收的1比特?cái)?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流相關(guān)聯(lián)的D項(xiàng)超過(guò)為零的REF值。控制器12B可以響應(yīng)于檢測(cè)到積分的變化速率來(lái)基于積分檢測(cè)與初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓相關(guān)聯(lián)的拐點(diǎn)電壓(540)。

控制器12B可以將拐點(diǎn)檢測(cè)單元302B的CIC 377檢測(cè)到的拐點(diǎn)電壓等同于轉(zhuǎn)換器6B的次級(jí)側(cè)的輸出電壓的指示?？刂破?2B可以響應(yīng)于檢測(cè)到超過(guò)閾值的變化速率來(lái)對(duì)變壓器的初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓進(jìn)行采樣(505)。例如，控制器12B可以記錄由拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元302B保持的拐點(diǎn)電壓以用于在得到輸出電壓V_OUT時(shí)使用。

控制器12B可以基于所采樣的電壓得到反激式轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)的輸出電壓(560)。例如，通過(guò)在I_S在t_DCHARGE的結(jié)尾處達(dá)到零時(shí)對(duì)拐點(diǎn)電壓精確地采樣，控制器12B可以使用公式8確定V_OUT。

控制器12B可以基于從所采樣的電壓得到的輸出電壓V_OUT來(lái)控制初級(jí)切換元件25(570)。例如，控制器12B可以接通和斷開(kāi)初級(jí)切換元件25以對(duì)變壓器23充電和放電從而將V_OUT維持為用于負(fù)載4的恒定的(所需要的)電壓。

條款1.一種方法，包括：由集成電路接收一個(gè)或多個(gè)模擬輸入，所述一個(gè)或多個(gè)模擬輸入指示反激式功率轉(zhuǎn)換器的變壓器的次級(jí)側(cè)繞組上的次級(jí)側(cè)電壓；由所述集成電路的德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器將所述一個(gè)或多個(gè)模擬輸入轉(zhuǎn)換成指示所述次級(jí)側(cè)電壓的數(shù)字比特流；由所述集成電路的級(jí)聯(lián)的積分器梳狀濾波器確定與所述數(shù)字比特流相關(guān)聯(lián)的比例因子、與所述數(shù)字比特流相關(guān)聯(lián)的積分因子、以及與所述數(shù)字比特流相關(guān)聯(lián)的微分因子；以及由所述集成電路基于所述比例因子、所述積分因子和所述微分因子來(lái)控制被耦合至所述反激式功率轉(zhuǎn)換器的所述次級(jí)側(cè)繞組的同步整流切換元件。

條款2.根據(jù)條款1所述的方法，其中控制所述同步整流切換元件包括：響應(yīng)于確定所述比例因子超過(guò)第一閾值或者所述微分因子超過(guò)第二閾值，由所述集成電路將所述同步整流切換元件驅(qū)動(dòng)到斷開(kāi)狀態(tài)。

條款3.根據(jù)條款1-2中的任一項(xiàng)所述的方法，其中控制所述同步整流切換元件包括：響應(yīng)于確定所述比例因子沒(méi)有超過(guò)第一閾值或者所述微分因子沒(méi)有超過(guò)第二閾值，由所述集成電路將所述同步整流切換元件驅(qū)動(dòng)到接通狀態(tài)。

條款4.根據(jù)條款3所述的方法，還包括：在將所述同步整流切換元件驅(qū)動(dòng)到所述接通狀態(tài)之后并且響應(yīng)于確定所述積分因子超過(guò)最小閾值，由所述集成電路將所述同步整流切換元件驅(qū)動(dòng)到斷開(kāi)狀態(tài)。

條款5.根據(jù)條款1-4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中：指示所述次級(jí)側(cè)的所述一個(gè)或多個(gè)模擬輸入還指示所述同步整流切換元件的晶體管的漏極電壓以及所述反激式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓；以及將所述一個(gè)或多個(gè)模擬輸入轉(zhuǎn)換成指示所述次級(jí)側(cè)電壓的所述數(shù)字比特流包括：由所述德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器確定所述漏極電壓與所述輸出電壓之間的差分電壓電平；以及由所述德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器將所述差分電壓轉(zhuǎn)換成指示所述次級(jí)側(cè)電壓的所述數(shù)字比特流。

條款6.根據(jù)條款1-5中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器是n階德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器，其中n是大于或等于1的整數(shù)。

條款7.根據(jù)條款6所述的方法，其中所述德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器是二階德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器。

條款8.一種反激式轉(zhuǎn)換器，包括：具有初級(jí)側(cè)繞組和次級(jí)側(cè)繞組的變壓器；被配置成將所述初級(jí)側(cè)繞組耦合至電壓源以及從電壓源解耦合所述初級(jí)側(cè)繞組的初級(jí)切換元件；耦合至所述次級(jí)側(cè)繞組并且被配置成在所述初級(jí)側(cè)繞組從所述電壓源被解耦合時(shí)執(zhí)行同步整流的次級(jí)切換元件；以及用于控制所述次級(jí)切換元件執(zhí)行同步整流的集成電路，其中所述集成電路包括：被配置成接收指示所述次級(jí)側(cè)繞組上的次級(jí)側(cè)電壓的一個(gè)或多個(gè)模擬輸入并且將所述一個(gè)或多個(gè)模擬輸入轉(zhuǎn)換成指示所述次級(jí)側(cè)電壓的數(shù)字比特流的德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制器；以及被配置成確定與所述數(shù)字比特流相關(guān)聯(lián)的比例因子、與所述數(shù)字比特流相關(guān)聯(lián)的積分因子、以及與所述數(shù)字比特流相關(guān)聯(lián)的微分因子的濾波器，其中所述集成電路被配置成基于所述比例因子、所述積分因子和所述微分因子來(lái)控制所述次級(jí)切換元件。

條款9.根據(jù)條款8所述的反激式轉(zhuǎn)換器，其中所述集成電路還被配置成至少通過(guò)以下方式來(lái)控制所述次級(jí)切換元件：響應(yīng)于確定所述比例因子超過(guò)第一閾值或者所述微分因子超過(guò)第二閾值而將所述次級(jí)切換元件驅(qū)動(dòng)到斷開(kāi)狀態(tài)。

條款10.根據(jù)條款8-9中的任一項(xiàng)所述的反激式轉(zhuǎn)換器，其中所述集成電路還被配置成至少通過(guò)以下方式來(lái)控制所述次級(jí)切換元件：響應(yīng)于確定所述比例因子沒(méi)有超過(guò)第一閾值或者所述微分因子沒(méi)有超過(guò)第二閾值而將所述次級(jí)切換元件驅(qū)動(dòng)到接通狀態(tài)。

條款11.根據(jù)條款10所述的反激式轉(zhuǎn)換器，其中所述集成電路還被配置成至少通過(guò)以下方式來(lái)控制所述次級(jí)切換元件：在將所述同步整流切換元件驅(qū)動(dòng)到所述接通狀態(tài)之后并且響應(yīng)于確定所述積分因子接近并且超過(guò)最小閾值而將所述次級(jí)切換元件驅(qū)動(dòng)到斷開(kāi)狀態(tài)。

條款12.根據(jù)條款8-11中的任一項(xiàng)所述的反激式轉(zhuǎn)換器，還包括輸出電容器，其中：指示所述次級(jí)側(cè)電壓的所述一個(gè)或多個(gè)模擬輸入包括指示所述次級(jí)切換元件的晶體管的漏極電壓的第一模擬輸入以及指示所述輸出電容器上的輸出電壓的第二模擬輸入；以及所述德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制器還被配置成至少通過(guò)以下方式來(lái)將所述一個(gè)或多個(gè)模擬輸入轉(zhuǎn)換成指示所述次級(jí)側(cè)電壓的所述數(shù)字比特流：確定所述漏極電壓與所述輸出電壓之間的差分電壓電平；以及將所述差分電壓轉(zhuǎn)換成指示所述次級(jí)側(cè)電壓的所述數(shù)字比特流。

條款13.根據(jù)條款8-12中的任一項(xiàng)所述的反激式轉(zhuǎn)換器，其中所述德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制器是二階德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制器。

條款14.根據(jù)條款8-13中的任一項(xiàng)所述的反激式轉(zhuǎn)換器，其中所述德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制器是n階德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制器，其中n是大于或等于1的整數(shù)。

條款15.根據(jù)條款8-14中的任一項(xiàng)所述的反激式轉(zhuǎn)換器，其中所述德?tīng)査鞲瘳斦{(diào)制器包括被耦合至梳狀級(jí)的積分器級(jí)，并且所述梳狀級(jí)耦合至單個(gè)微分器，其中：所述積分因子對(duì)應(yīng)于所述梳狀級(jí)的第一微分器的輸出以及所述梳狀級(jí)的第二微分器的輸入；所述比例因子對(duì)應(yīng)于所述梳狀級(jí)的輸出以及所述單個(gè)微分器的輸入；以及所述微分因子對(duì)應(yīng)于所述單個(gè)微分器的輸出。

條款16.一種方法，包括：在初始地接通反激式轉(zhuǎn)換器的初級(jí)切換元件以對(duì)變壓器充電之后，由所述反激式轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)控制器接收模擬輸入，所述模擬輸入指示所述變壓器的初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓；由所述初級(jí)側(cè)控制器基于所述模擬輸入確定所述初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓的積分；在斷開(kāi)所述初級(jí)切換元件之后，由所述初級(jí)側(cè)控制器基于所述積分來(lái)檢測(cè)與所述初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓相關(guān)聯(lián)的拐點(diǎn)電壓；以及響應(yīng)于檢測(cè)到所述拐點(diǎn)電壓，由所述初級(jí)側(cè)控制器隨后接通所述初級(jí)切換元件以對(duì)所述變壓器充電。

條款17.根據(jù)條款16所述的方法，其中響應(yīng)于在所述初級(jí)側(cè)控制器的內(nèi)部時(shí)鐘的至少三個(gè)連續(xù)的時(shí)鐘脈沖期間檢測(cè)到所述拐點(diǎn)電壓而檢測(cè)到與所述初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓相關(guān)聯(lián)的所述拐點(diǎn)電壓。

條款18.根據(jù)條款16-17中的任一項(xiàng)所述的方法，其中確定所述積分包括先于初始地接通所述初級(jí)切換元件，由所述初級(jí)側(cè)控制器將所述積分重置為零。

條款19.根據(jù)條款16-18中的任一項(xiàng)所述的方法，其中確定所述積分包括由所述初級(jí)側(cè)控制器的德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器將所述模擬輸入轉(zhuǎn)換成指示所述模擬輸入的積分的數(shù)字比特流。

條款20.根據(jù)條款19所述的方法，其中響應(yīng)于檢測(cè)到所述數(shù)字比特流的變化速率超過(guò)閾值來(lái)檢測(cè)與所述初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓相關(guān)聯(lián)的所述拐點(diǎn)電壓。

條款21.根據(jù)條款20所述的方法，還包括：由所述初級(jí)側(cè)控制器響應(yīng)于檢測(cè)到所述數(shù)字比特流的變化速率超過(guò)所述閾值來(lái)對(duì)所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓進(jìn)行采樣；以及由所述初級(jí)側(cè)控制器基于所采樣的電壓得到所述反激式轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)的輸出電壓。

條款22.根據(jù)條款21所述的方法，還包括：由所述初級(jí)側(cè)控制器基于從所采樣的所述電壓得到的所述輸出電壓來(lái)控制所述初級(jí)切換元件。

條款23.一種反激式轉(zhuǎn)換器，包括：具有初級(jí)側(cè)繞組、初級(jí)側(cè)輔助繞組和次級(jí)側(cè)繞組的變壓器；被配置成將所述初級(jí)側(cè)繞組耦合至電壓源以及從電壓源解耦合所述初級(jí)側(cè)繞組的初級(jí)切換元件；拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元，被配置成：基于指示所述初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓的模擬輸入來(lái)確定所述初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓的積分，以及基于所述積分來(lái)檢測(cè)與所述初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓相關(guān)聯(lián)的拐點(diǎn)電壓；以及控制器，被配置成：在初始地接通所述初級(jí)切換元件以將所述初級(jí)側(cè)繞組耦合至所述電壓源以對(duì)所述變壓器充電之后，斷開(kāi)所述初級(jí)切換元件，以及響應(yīng)于所述拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元檢測(cè)到與所述初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓相關(guān)聯(lián)的所述拐點(diǎn)電壓，隨后接通所述初級(jí)切換元件以將所述初級(jí)側(cè)繞組耦合至所述電壓源以對(duì)所述變壓器充電。

條款24.根據(jù)條款23所述的反激式轉(zhuǎn)換器，其中所述拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元包括時(shí)鐘，并且所述拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元還被配置成響應(yīng)于在所述時(shí)鐘的至少三個(gè)連續(xù)時(shí)鐘脈沖期間檢測(cè)到所述拐點(diǎn)電壓來(lái)檢測(cè)與所述初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓相關(guān)聯(lián)的所述拐點(diǎn)電壓。

條款25.根據(jù)條款23-24中的任一項(xiàng)所述的反激式轉(zhuǎn)換器，其中所述拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元還被配置成至少通過(guò)以下方式來(lái)確定所述初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓的積分先于所述控制器初始地接通所述初級(jí)切換元件而將所述積分重置為零。

條款26.根據(jù)條款23-25中的任一項(xiàng)所述的反激式轉(zhuǎn)換器，其中所述拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元包括德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器，所述德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器被配置成至少通過(guò)將所述模擬輸入轉(zhuǎn)換成指示所述模擬輸入的積分的數(shù)字比特流來(lái)確定所述初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓的積分。

條款27.根據(jù)條款26所述的反激式轉(zhuǎn)換器，其中所述德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器是二階德?tīng)査鞲瘳斵D(zhuǎn)換器。

條款28.根據(jù)條款26-27中的任一項(xiàng)所述的反激式轉(zhuǎn)換器，其中所述拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元還被配置成響應(yīng)于檢測(cè)到超過(guò)閾值的所述數(shù)字比特流的變化速率而檢測(cè)與所述初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓相關(guān)聯(lián)的所述拐點(diǎn)電壓。

條款29.根據(jù)條款28所述的反激式轉(zhuǎn)換器，其中所述控制器還被配置成：響應(yīng)于所述拐點(diǎn)電壓檢測(cè)單元檢測(cè)到超過(guò)所述閾值的所述數(shù)字比特流的變化速率來(lái)對(duì)所述變壓器的所述初級(jí)側(cè)輔助繞組處的電壓進(jìn)行采樣；以及基于所采樣的所述電壓得到所述反激式轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)的輸出電壓。

條款30.根據(jù)條款29所述的反激式轉(zhuǎn)換器，其中所述控制器還被配置成：基于從所采樣的所述電壓得到的所述輸出電壓來(lái)控制所述初級(jí)切換元件。

條款31.一種系統(tǒng)，包括用于執(zhí)行根據(jù)條款1-7所述的方法中的任一項(xiàng)的裝置。

條款32.一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包括指令，所述指令在由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)使得所述處理器執(zhí)行根據(jù)條款1-7所述的方法中的任一項(xiàng)。

條款33.一種系統(tǒng)，包括用于執(zhí)行根據(jù)條款16-22所述的方法中的任一項(xiàng)的裝置。

條款34.一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包括指令，所述指令在由至少一個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)使得所述處理器執(zhí)行根據(jù)條款16-22所述的方法中的任一項(xiàng)。

在一個(gè)或多個(gè)示例中，所描述的功能可以用硬件、軟件、固件、或者其任意組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果用軟件實(shí)現(xiàn)，這些功能可以作為一個(gè)或多個(gè)指令或代碼存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上或者通過(guò)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)來(lái)傳輸并且由基于硬件的處理單元來(lái)執(zhí)行。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(其對(duì)應(yīng)于有形介質(zhì)，諸如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì))或者通信介質(zhì)(包括促進(jìn)計(jì)算機(jī)程序從一個(gè)地方到另一地方的傳送的任何介質(zhì)，例如根據(jù)通信協(xié)議)。以這一方式，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)通?？梢詫?duì)應(yīng)于(1)有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其是非暫態(tài)的，或者(2)通信介質(zhì)，諸如信號(hào)或載波。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)可以是能夠由一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)或者一個(gè)或多個(gè)處理器訪問(wèn)以檢索指令、代碼和/或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于本公開(kāi)中描述的技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式的任何可用介質(zhì)。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。

作為示例而非限制，這樣的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或者其他光盤(pán)存儲(chǔ)裝置、磁盤(pán)存儲(chǔ)裝置、或者其他磁性存儲(chǔ)設(shè)備、閃存存儲(chǔ)器、或者能夠用于以指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式來(lái)存儲(chǔ)期望的程序代碼并且可以由計(jì)算機(jī)來(lái)訪問(wèn)的任何其他介質(zhì)。另外，任何連接被適當(dāng)?shù)胤Q(chēng)為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。例如，如果指令使用同軸線纜、光纖線纜、雙絞線、數(shù)字用戶(hù)線(DSL)、或者無(wú)線技術(shù)(諸如紅外、無(wú)線電和微波)來(lái)從網(wǎng)站、服務(wù)器或者其他遠(yuǎn)程源來(lái)傳輸，則同軸線纜、光纖線纜、雙絞線、數(shù)字用戶(hù)線(DSL)、或者無(wú)線技術(shù)(諸如紅外、無(wú)線電和微波)被包括在介質(zhì)的定義中。然而，應(yīng)當(dāng)理解，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)不包括連接、載波、信號(hào)、或者其他暫態(tài)介質(zhì)，而是涉及非暫態(tài)有形存儲(chǔ)介質(zhì)。本文中使用的磁盤(pán)和光盤(pán)包括壓縮盤(pán)(CD)、激光盤(pán)、光盤(pán)、數(shù)字多功能盤(pán)(DVD)、軟盤(pán)和藍(lán)光光盤(pán)，其中磁盤(pán)通常在磁性上復(fù)制數(shù)據(jù)，而光盤(pán)使用激光器在光學(xué)上復(fù)制數(shù)據(jù)。以上的組合也應(yīng)當(dāng)被包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。

指令可以由一個(gè)或多個(gè)處理器來(lái)執(zhí)行，諸如一個(gè)或多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、通用微處理器、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)、或者其他等同的集成的或離散的邏輯電路系統(tǒng)。相應(yīng)地，本文中使用的術(shù)語(yǔ)“處理器”可以指代以上結(jié)構(gòu)中的任何結(jié)構(gòu)或者適合本文中描述的技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式的任何其他結(jié)構(gòu)。另外，在一些方面，本文中描述的功能可以設(shè)置在專(zhuān)用硬件和/或軟件模塊中。另外，這些技術(shù)可以完全用一個(gè)或多個(gè)電路或邏輯元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

本公開(kāi)的技術(shù)可以用各種設(shè)備或裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括無(wú)線耳機(jī)、集成電路(IC)或者IC的集合(例如芯片集)。本公開(kāi)中描述各種部件、模塊或單元以強(qiáng)調(diào)被配置成執(zhí)行所公開(kāi)的技術(shù)的設(shè)備的功能方面，而不一定需要通過(guò)不同的硬件單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。相反，如以上描述的，可以在硬件單元中組合各種單元，或者可以由協(xié)作的硬件單元(包括如以上描述的一個(gè)或多個(gè)處理器)的集合結(jié)合合適的軟件和/或固件來(lái)提供各種單元。

已經(jīng)描述了各種示例。所描述的示例中的很多示例涉及用于反激式轉(zhuǎn)換器的初級(jí)側(cè)與次級(jí)側(cè)之間的通信以使得能夠使用公共的控制器用于反激式轉(zhuǎn)換器的兩側(cè)的技術(shù)。然而，所描述的用于在變壓器的兩側(cè)之間通信的技術(shù)也可以出于其他原因來(lái)使用，或者在其他變壓器應(yīng)用中使用。這些和其他示例在以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)。