[发明专利]具有多模式启动功能的开关式电源控制器

说明书

一种开关式电源控制器包括初级侧控制器电路，所述初级侧控制器电路被配置为在启动操作模式下产生具有占空比值增加的固定开关频率脉冲宽度调制(PWM)信号。所述PWM信号驱动主开关，所述主开关用所存储的能量对电感装置充电，并将所存储的能量放电到次级侧上的电容器中，以产生电源控制器输出电压。基于所述电源控制器输出电压与参考电压的比较，所述初级侧控制器电路被配置为停止所述PWM信号的所述占空比的增加并开始准谐振操作模式，在所述准谐振操作模式期间，所述初级侧控制器电路减少在一个或多个相应的主开关开关周期中所述主开关的一个或多个关断时间中的所检测到的波谷数量。

相关申请

本中请要求2018年9月28日提交的名称为“具有多模式启动功能的开关式电源控制器”的美国非临时专利申请号16/146,615的优先权；该美国非临时专利申请要求2018年2月12日提交的名称为“反激式数字控制器”的美国临时专利申请号62/629,337的优先权，所述专利申请的全部内容通过引用并入本文以用于所有目的。

背景技术

开关式电源控制器或转换器可以以多种不同的方式来设计，并且可以使用多种不同的控制机制将输入电流转换为输出电流(例如，将输入交流电转换为输出直流电，或者将输入直流电平转换为不同的输出直流电平)。在操作中，准谐振开关式电源控制器通常提供脉冲宽度调制(PWM)信号，该信号周期性地接通和断开电源开关。电源开关通常将电流提供给电感装置(例如，电感器或变压器)。PWM信号的两个上升沿之间的时间对应于由导通时间和关断时间组成的开关周期。电感装置在导通时间内磁化，并且在关断时间内退磁。

在退磁完成时，电感和寄生电容部件感应出准谐振振荡信号，该信号在电源开关两端的电压为零或最小值的时间包括波谷。一些准谐振开关式电源控制器被设计为通过在关断时间周期内的选定波谷时间接通电源开关(称为“零电压波谷开关”)来使开关损耗最小化。在此过程中，准谐振开关式电源转换器通常包括波谷检测电路，该波谷检测电路针对振荡辅助绕组信号中检测到的每个波谷产生波谷信号。

基于准谐振开关式电源控制器的输出电压与参考电压的比较，补偿电路通常产生补偿信号，该补偿信号可以用于调节主开关导通时间和关断时间的持续时间以将输出电压维持在目标水平。

发明内容

根据一个示例，开关式电源控制器包括初级侧控制器电路，该初级侧控制器电路被配置为在启动操作模式下产生具有占空比值增加的固定开关频率脉冲宽度调制(PWM)信号。PWM信号驱动主开关，该主开关用所存储的能量对电感装置充电，并将所存储的能量放电到次级侧上的电容器中，以产生电源控制器输出电压。基于电源控制器输出电压与参考电压的比较，初级侧控制器电路被配置为停止PWM信号占空比的增加并开始准谐振操作模式，在准谐振操作模式期间，初级侧控制器电路减少在一个或多个相应的主开关开关周期中主开关的一个或多个关断时间中的所检测到的波谷数量。

在一个示例中，对于每个主开关周期，初级侧控制器电路将所检测到的波谷数量减少一个。

在另一个示例中，初级侧控制器电路被配置为在参考电压比电源控制器输出电压大预定义的阈值电压时，停止减少每个主开关开关周期的波谷数量。在一个示例中，预定义的阈值电压是初级侧控制器电路的补偿器部件的误差窗口范围。在一个示例中，初级侧控制器电路被配置为在电源控制器输出电压大于参考电压时退出启动操作模式。

在一个示例中，次级侧控制器被配置为产生电源控制器输出电压和参考电压的表示，并且通过通信链路将这些表示发送到初级侧控制器电路。在一个示例中，次级侧控制器被配置为在控制器输出电压达到参考电压之前接通。在一个示例中，次级侧控制器驱动通信链路。在一个示例中，次级侧控制器被配置为产生具有输出电压和参考电压的数字表示的经编码的数字数据流，并且通信链路是单向高速数字数据链路。