谐振转换器电路、控制其轻负载操作的电路、谐振模式电源控制电路的制作方法

文档序号:18722433发布日期:2019-09-20 22:12阅读:207来源:国知局
谐振转换器电路、控制其轻负载操作的电路、谐振模式电源控制电路的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请涉及具有案卷号ONS02185US、申请号15/148,200,具有共同受让人和共同发明人Roman Stuler的提交于2016年5月6日的标题为“HYBRID CONTROL TECHNIQUE FOR POWER CONVERTERS(用于电源转换器的混合控制技术)”的申请,该申请据此以引用方式并入本文。

技术领域

本实用新型整体涉及电子器件,并且更具体地讲,涉及谐振模式电源控制电路、用于控制谐振转换器电路的轻负载操作的电路及谐振转换器电路。



背景技术:

过去,电子工业利用各种方法和结构来形成谐振型电源控制器电路。谐振型电源控制器通常包括正常操作模式,其中控制器将以改变并且依赖于由控件驱动的谐振电路的负载条件和退磁特性的频率来操作。在一些实施方案中,由电源控制器提供的负载所需的电流量可能减少,这导致电源控制器以较低的频率操作,这在一些情况下可能引起谐振电路的元件的机械振动,这导致不期望的可听噪声。

因此,期望具有谐振型电源控制器,该谐振型电源控制器可以减小的负载操作,这减少可听噪声的量和/或提高效率。



技术实现要素:

根据第一方面,提供一种谐振模式电源控制电路,包括:

所述谐振模式电源控制电路被配置为以开关方式控制高端晶体管和低端晶体管以调节递送到负载的输出电压,其中所述高端晶体管和所述低端晶体管均被配置为在半桥节点处耦接在一起,其中所述半桥节点被配置用于耦接到电感器;

零交叉检测电路,被配置为接收表示通过所述电感器的电感器电流的电流感测信号,并检测所述电感器电流的基本上零交叉;

轻负载控制电路,所述轻负载控制电路被配置为生成具有一个或多个脉冲集合的驱动模式,其中每个脉冲集合被形成以启用所述低端晶体管达基本上固定的时间间隔,随后启用所述高端晶体管达由表示所述输出电压的反馈信号确定的第二时间间隔,并且随后启用所述低端晶体管达第三时间间隔,所述第三时间间隔被形成为与所述第二时间间隔成比例的时间间隔或者响应于所述零交叉检测电路检测到所述电感器电流的基本上零交叉;以及

所述轻负载控制电路被配置为测量所述驱动模式的驱动间隔和断开间隔的持续时间,并且响应于所述持续时间,针对随后的驱动间隔调整随后驱动模式中的脉冲集合的数量。

根据第二方面,提供一种用于控制谐振转换器电路的轻负载操作的电路,包括:

所述谐振转换器电路被配置为驱动连接到电感器的一个或多个晶体管以控制通过所述电感器的电流并且形成到负载的输出电压,其中所述电感器和所述一个或多个晶体管在桥节点处连接在一起,其中桥信号通过所述一个或多个晶体管的开关形成在所述桥节点处;

脉冲集合发生器电路,所述脉冲集合发生器电路被配置为形成用于操作所述一个或多个晶体管的脉冲集合的数字表示,包括形成所述脉冲集合以开关所述一个或多个晶体管,其中每个脉冲集合包括每个脉冲集合之间的非开关间隔;

驱动模式电路,所述驱动模式电路被配置为形成驱动信号以响应于递送到所述负载的输出电压或功率的输出参数不大于第一值并且大于第二值来在驱动间隔期间以所述脉冲集合的重复序列以开关方式驱动所述一个或多个晶体管,所述第二值小于所述第一值;以及

测量电路,被配置为接收表示响应于用所述脉冲集合开关所述一个或多个晶体管而形成的桥信号的峰和谷的检测的信号;以及

所述脉冲集合发生器电路被配置为将所述非开关间隔的持续时间形成为所述桥信号的若干个峰和谷。

根据第三方面,提供一种谐振转换器电路,包括:

轻负载控制电路,所述轻负载控制电路用以控制一个或多个晶体管的驱动以形成负载的输出电压或递送到所述负载的功率的输出参数,其中所述驱动的控制处于轻负载操作模式期间,并且其中所述一个或多个晶体管在开关节点处连接到电感器;

所述轻负载控制电路用以形成用以控制所述一个或多个晶体管的序列,其中所述序列包括具有驱动模式的驱动间隔以及随后的断开间隔,其中所述一个或多个晶体管在所述驱动间隔期间由所述驱动模式切换开关并且在所述断开间隔期间不切换开关;

零交叉检测电路,被配置为检测表示通过所述电感器的电感器电流的电流感测信号的基本上零交叉;

所述轻负载控制电路的第一电路,所述第一电路用以将所述驱动模式形成为脉冲集合的重复序列,所述重复序列按顺序用基本集合启用所述一个或多个晶体管,随后是若干个非开关间隔,其中每个非开关间隔是响应于用所述基本集合驱动所述一个或多个晶体管而从所述开关节点接收的信号的周期;以及

开关控制电路,被配置为响应于检测到所述电流感测信号的基本上零交叉,禁用所述一个或多个晶体管中的低端晶体管。

附图说明

图1示意性地示出根据本实用新型的具有电源控制电路的谐振LLC型电源系统的实施方案的示例的一部分;

图2是根据本实用新型的以一般方式示出一些信号的曲线图,这些信号可在操作图1的电路中的至少一个的示例性实施方案的方法的实施方案的示例期间形成;

图3是根据本实用新型的以一般方式示出一些其他信号的放大视图的曲线图,这些信号可在形成由图1的电路形成的驱动间隔的脉冲集合的实施方案的示例的方法的实施方案的示例期间形成;

图4是根据本实用新型的示出操作图1的电路中的至少一个的示例性实施方案的方法的示例中的一些步骤的流程图;

图5是根据本实用新型的示出一些信号的曲线图,这些信号可在操作图1的电路中的至少一个的示例性实施方案的方法的替代实施方案期间形成;

图6是根据本实用新型的具有曲线的曲线图,该曲线示出可作为在从轻负载操作模式转换回正常谐振操作模式期间操作图1的电路中的至少一个的示例性实施方案的方法的实施方案的结果而形成的信号中的一些;

图7示意性地示出根据本实用新型的开关控制电路的实施方案的一部分的示例,该开关控制电路可具有可以是图1的电路中的至少一个的一部分的替代实施方案的实施方案;以及

图8示出根据本实用新型的包括图1的电路中的一些的半导体器件的放大平面图。

为使图示清晰且简明,图中的元件未必按比例绘制,一些元件可能为了进行示意性的说明而被夸大,而且除非另外规定,否则不同图中的相同参考标号指示相同的元件。此外,为使描述简单,可省略公知步骤和元件的描述和细节。如本文所用,载流元件或载流电极意指器件的载送通过器件的电流的元件,诸如MOS晶体管的源极或漏极或者双极型晶体管的发射极或集电极或者二极管的阴极或阳极,而控制元件或控制电极意指器件的控制通过器件的电流的元件,诸如MOS晶体管的栅极或者双极型晶体管的基极。另外,一个载流元件可载送沿一个方向通过器件的电流,诸如载送进入器件的电流,而第二载流元件可载送沿相反方向通过器件的电流,诸如载送离开器件的电流。尽管器件在本文中可以被描述为某些N沟道或P沟道器件或者某些N型或P型掺杂区,但本领域的普通技术人员将理解,根据本实用新型的互补器件也是可以的。本领域的普通技术人员理解,导电类型是指通过其发生传导的机制,诸如通过空穴或电子传导,因此,导电类型不是指掺杂浓度而是指掺杂类型,诸如P型或N型。本领域的技术人员应当理解,本文所用的与电路操作相关的短语“在……期间”、“在……同时”和“当……时”并不确切地指称某个动作在引发动作后立即发生,而是指在初始动作所引发的反应之间可能存在一些较小但合理的延迟,诸如各种传播延迟。另外,短语“在……同时”是指某个动作至少在引发动作持续过程中的一段时间内发生。词语“大概”或“基本上”的使用意指元件的值具有预期接近陈述值或位置的参数。然而,如本领域所熟知,始终存在妨碍值或位置确切地为陈述值或位置的微小差异。本领域公认的是,最多达至少百分之十(10%)(并且对于包括半导体掺杂浓度的一些元件,最多至百分之二十(20%))的偏差是与确切如所述的理想目标相差的合理偏差。在关于信号状态使用时,术语“生效”意指信号的有效状态,而术语“失效”意指信号的无效状态。信号的实际电压值或逻辑状态(诸如“1”或“0”)取决于使用的是正逻辑还是负逻辑。因此,如果使用的是正逻辑,则高电压或高逻辑可生效,如果使用的是负逻辑,则低电压或低逻辑可生效;而如果使用的是正逻辑,则低电压或低状态可失效,如果使用的是负逻辑,则高电压或高逻辑可失效。在本文中,使用正逻辑约定,但本领域的技术人员理解,也可以使用负逻辑约定。权利要求书和/或具体实施方式中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如用在元件名称的一部分中)用于区分类似元件,并且不一定描述时间上、空间上、等级上或任何其他方式的顺序。应当理解,如此使用的术语在适当情况下可互换,并且本文所述的实施方案能够以除本文所述或举例说明外的其他顺序来操作。提到“一个实施方案”,意味着结合该实施方案描述的特定的特征、结构或特性由本实用新型的至少一个实施方案采纳。因此,在本说明书通篇内的不同位置出现的短语“在一个实施方案中”,不一定都指同一个实施方案,但在某些情况下,有可能指同一个实施方案。此外,如本领域的普通技术人员所清楚的,在一个或多个实施方案中,具体特征、结构或特性可以任何合适的方式结合。

下文将适当举例说明并描述的实施方案可不存在或缺少本文未具体公开的任何元件,并且/或者可在不存在或缺少本文未具体公开的任何元件的情况下实施。

具体实施方式

图1示意性地示出谐振LLC型电源系统50的实施方案的示例的一部分。系统50包括将系统50分成次级侧52和初级侧53的变压器55。变压器55包括初级绕组56和次级绕组57。次级侧52可包括示出为二极管59和60的一个或多个整流器,以及形成提供给负载62的输出电压Vo的输出电容器。在一些实施方案中,整流器中的一个或多个可被实现为作为同步整流器操作的晶体管。在一些实施方案中,系统50还包括传感器电路63,该传感器电路感测输出电压Vo的值并且提供可表示输出电压Vo的值的反馈(FB)信号64。传感器63可具有各种实施方案,包括将初级侧53与次级侧52电隔离的光耦合器。在其他实施方案中,传感器63可通过其他技术形成,例如变压器55的附加绕组,并且在一些实施方案中可从初级侧53上的元件获得。初级侧53包括连接到初级绕组56以形成谐振LLC电路的谐振电感器65和谐振电容器67。初级侧53还可包括在开关节点或桥节点80处连接在一起的高端晶体管78和低端晶体管82,该开关节点或桥节点被切换以便控制电流58和输出电压Vo的值。任选电容器81也可连接到节点80以帮助提供信号100,如将在下文中进一步看到的。电流感测电路68可用于感测流过晶体管78和初级绕组56的初级电流58的值,并提供表示电流58的值的信息的电流感测(CS)信号73。实施方案可包括信号73可被形成为表示电流58。在实施方案中,信号73可被配置为表示电流58的积分。例如,实施方案可包括信号73相对于电流58进行相移,诸如相移约九十度(90°)。在实施方案中,信号73的基本上零交叉的定时位置可表示电流58的基本上峰值的定时位置。电流感测电路68的示例性实施方案可包括彼此串联连接并且与电容器67并联连接的电流感测电容器69和70,以及与电容器70并联连接的电阻器71。初级侧53还接收电压输入76和公共回路77之间的输入电压(Vin)。输入电压Vin的实施方案可以是整流DC电压,诸如由全波整流AC电压产生的电压。

电源控制电路85还可包括在初级侧53中。电路85可被配置为以开关方式控制晶体管78和82以将输出电压Vo调节到在目标值附近的值范围内的期望值或目标值。例如,目标值可以是五伏(5V),并且值的范围可以是五伏附近加上或减去百分之五(5%)。电路85可包括驱动信号输出端92和94,该驱动信号输出端被配置为耦接到相应的晶体管78和82并且提供相应的驱动信号79和83以用基本上不重叠的驱动信号交替地开关晶体管78和82。例如,电路85可被配置为形成信号79和83,使得在使一个信号失效和启用另一个信号之间存在基本上小的延迟。电路85还可包括被配置为从节点80接收开关节点信号或桥节点信号100的开关节点或桥节点输入端93,被配置为接收CS信号73的电流感测输入端96,以及被配置为接收FB信号64的反馈(FB)输入端98。在一些实施方案中,晶体管78和82可被包括作为电路85的一部分。

电路85的开关控制电路86可具有被配置为接收信号100连同FB信号64和CS信号73并且形成驱动信号87的实施方案。逻辑和驱动器电路89可被配置为接收信号87并且形成非重叠的驱动信号79和83。电路86可具有被配置为包括用于在谐振操作模式下操作晶体管78和82的电路的实施方案,在实施方案中,该电路可响应于Vo达到期望值而控制启用晶体管78以提供电流58并且控制禁用晶体管78,或者进行Vo和电流58之间或者FB信号64和CS信号73之间的比较,以随后启用晶体管82以使变压器55退磁,并且随后响应于晶体管82的导通时间基本上等于紧接在之前的晶体管78的导通时间来禁用晶体管82,并且在非重叠延迟时间之后,重新启用晶体管78。在谐振操作模式中,电路85可被配置为以基本上百分之五十(50%)的占空比开关晶体管78和82。在其他实施方案中,因此晶体管82的导通时间可通过如由零交叉检测电路检测到的电流58的值基本上达到零而终止。

电路85还可包括轻负载控制电路102,该轻负载控制电路可具有被配置为向电路86提供控制信号的实施方案,以帮助在轻负载操作模式下操作电路85。电路102的实施方案可包括谷/峰(V/P)检测器电路103、谷/峰(V/P)控制电路104、谷/峰(V/P)逻辑电路106、驱动模式电路114、间隔测量电路108、脉冲集合发生器电路110、和脉冲集合控制电路112。比较器118-121可被配置为检测如由FB信号64表示的输出电压的各种值,并且提供帮助操作电路102的适当的控制信号。比较器118从参考信号发生器(未示出)接收FB信号64和轻负载输入(LLN)参考信号。LLN信号表示具有比期望值更大的值的电压Vo,因此信号64具有小于LLN的值,这可导致电路85在轻负载操作模式下操作。比较器119从参考信号发生器接收FB信号64和轻负载输出(LLO)参考信号。LLO信号表示具有比期望值更小的值的电压Vo,因此信号64具有大于LLO的值,这可导致电路85退出轻负载操作模式并且返回到在正常谐振操作模式下进行操作。比较器120从参考信号发生器接收FB信号64和非开关输出(NSO)参考信号。NSO信号表示在轻负载操作模式期间具有比期望值小得多的值的电压Vo,因此信号64具有大于NSO的值,这可导致电路85在轻负载操作模式下操作,并且用驱动模式来开关晶体管78和82以将Vo增加到更接近期望值。比较器121从参考信号发生器接收FB信号64和非开关输入(NSN)参考信号。NSN信号表示具有比期望值稍大的值的电压Vo,因此信号64具有小于LLN的值,这可导致电路85在轻负载操作模式下操作并且不开关晶体管78和82,并且允许Vo略微减小。

图2是以一般方式示出一些信号的曲线图,这些信号可在操作电路85或者电路102的示例性实施方案的方法的实施方案的示例期间形成。横坐标指示时间,并且纵坐标示出所示信号的增加值。曲线140示出信号100,并且曲线148示出FB信号64。线或值149-152示出了FB信号64的各个值,所述值对应于比较器118-121的相应标记的输入。线或值149表示轻负载输出(LLO)值,线或值150表示非开关输出(NSO)值,线或值151表示轻负载输入(LLN)值,并且线或值152表示非开关输入(NSN)值。轻负载输出(LLO)值可以是表示使得电路85退出轻负载操作模式并返回到在正常谐振操作模式下进行操作的Vo的值的值。非开关输出(NSO)值可被配置为小于LLO值并且大于轻负载输入(LLN)值,LLN值可被配置为大于非开关输入(NSN)值。如将在下文中进一步看到的,曲线168示出可由电路108形成的V/P控制信号105。此描述参考了图1和图2。

电路85,或者电路102,被配置为形成轻负载操作模式以包括顺序轻负载(LLI)间隔的序列,诸如间隔142、143和144(通常由箭头示出),其中LLI间隔的数量由电压Vo的值控制,如FB信号64所表示的。电路85可具有被配置为形成轻负载(LLI)间隔的实施方案,诸如间隔142-144中的任一个以包括驱动间隔145(通常由箭头示出),其中控制器85用驱动模式来以开关方式控制晶体管78和82,以及不开关晶体管78和82的断开间隔146(通常由箭头示出)。在实施方案中,电路85,或者电路102,可被配置为将驱动模式形成为脉冲集合,该脉冲集合包括按顺序启用晶体管78和82的基本集合以及任选数量的非开关间隔(NSWI),该非开关间隔对应于响应于用基本集合驱动晶体管78和82而形成的信号100的振荡的循环或周期。

图3是以一般方式示出一些其他信号的放大视图的曲线图,这些信号可在形成用于驱动间隔145的脉冲集合156并且用所得驱动模式驱动晶体管78和82的方法的实施方案的示例期间形成。横坐标表示时间,纵坐标表示所示信号的增加值。曲线155示出信号100,曲线157示出用于操作,诸如用于启用和禁用晶体管78的驱动信号79,并且曲线158示出用于操作,诸如用于启用和禁用晶体管82的驱动信号83。信号79和83的生效值可表示启用相应的晶体管,并且失效值可表示禁用相应的晶体管。曲线159示出CS信号73。图3所示的信号是一个脉冲集合156的实施方案的示例,该脉冲集合可以用于在驱动间隔145中驱动晶体管78和82的脉冲集合的顺序形成。

电路85、或者电路102的实施方案可被配置为形成脉冲集合156以包括基本集合162和任选的非开关间隔(NSWI)163。基本集合162的示例性实施方案可被配置为启用晶体管82持续固定的时间间隔164(由箭头示出),以便此后启用晶体管78持续时间间隔165(由箭头示出),该时间间隔响应于FB信号64或者信号64和73的组合而终止,并且此后启用晶体管82持续第二时间间隔166(由箭头示出)。间隔166的持续时间可被形成为间隔165的持续时间的百分比。例如,间隔166可被形成为间隔165的约百分之二十五(25%)至约百分之一百五十(150%)。百分比的数量通常被选择为为信号100提供最大的振荡,使得它更容易被检测到。或者,间隔166可由信号73的基本上零交叉来终止,如将在下文中进一步看到的。实施方案可包括在未检测到信号73的基本上零交叉的情况下,持续时间166可具有基本上等于持续时间165或者限于间隔165的持续时间的所选百分比的最大值。电路102(图1)可具有可被配置为将脉冲集合156形成为提供给电路86的数字模式的实施方案,并且电路86可被配置为根据固定值或根据FB信号64或者信号64和73的值来控制晶体管78的启用和禁用,并且响应于固定时间间隔或者信号73的基本上零交叉来控制晶体管82的禁用。电路110(图1)可被配置为形成用于电路102的实施方案的脉冲集合156。例如,电路110可具有这样的实施方案,该实施方案可包括数字寄存器111,该数字寄存器将图案保持为表示启用间隔的顺序和持续时间的数字字,并且导致对驱动信号79和83的禁用以便形成集合162和间隔163。电路110还可被配置为通过间隔142的持续时间控制间隔145内的脉冲集合的数量,如将在下文中进一步看到的。

电路85,或者电路102,可被配置为将非开关间隔(NSWI)163形成为由于用基本集合162驱动晶体管78和82而形成的信号100的混响振荡的多个循环或周期。例如,V/P检测器电路103(图1)可被配置为接收信号100并且检测信号100的振荡的峰160和谷161。电路103可被配置为向V/P控制电路104发送指示每个峰160和谷161的检测的信号。电路104可被配置为对峰的数量和谷的数量进行计数并且将该数量提供给V/P逻辑电路106。电路106可被配置为控制包括在非开关间隔163中的信号100的循环或振荡周期的数量。如将在下文中进一步看到的,电路85,或者电路102的实施方案可被配置为响应于驱动间隔145的持续时间,或者响应于断开间隔146的持续时间,或者响应于间隔145和146两者而在间隔163内形成信号100的循环数量。例如,电路108的实施方案可被配置为测量间隔142、和/或间隔145、和/或间隔146的持续时间。这些间隔中的一个或多个的持续时间可用于调整间隔163的持续时间,或者间隔163中的信号100循环的数量,间隔145中的脉冲集合156的数量,和/或间隔146的持续时间。

图4是示出在轻负载操作模式下操作电路85,或者电路102的示例性实施方案的方法的示例中的一些步骤的流程图210。此描述参考了图1-图4。

参见图2,假设在时间T0之前,FB信号64接近期望值(D),并且电路85在正常谐振操作模式下以开关方式操作晶体管78和82,如正常谐振操作模式141中所示(以一般方式由箭头示出)。晶体管78和82的开关导致信号100在回路77的值附近交替地增加和减少,如曲线140所示。

假设在时间T0处,电压Vo增加并且FB信号64减小到小于轻负载输入(LLN)值151的值,这使得电路85从在正常谐振操作模式141下操作转换到开始在轻负载操作模式下操作。电路85,或者电路102,被配置为通过形成轻负载(LLI)间隔(诸如轻负载(LLI)间隔142-144)的序列来在轻负载操作模式下操作,所述轻负载(LLI)间隔各自包括驱动间隔145,该驱动间隔具有带有用于驱动晶体管78和82的脉冲集合的驱动模式;以及随后断开间隔146,其中晶体管78和82未被开关。在图4的步骤211处,电路85,或者电路102开始在轻负载操作模式下操作。在实施方案中,电路102或电路110可被配置为在电路85正在正常谐振操作模式下操作时形成驱动模式和脉冲集合,使得在步骤211处进入轻负载模式之前形成脉冲集合。在实施方案中,脉冲集合可能已被传送到电路112,该电路可将要生成的脉冲集合的数量的计数(例如脉冲集合值(PSV))保持在诸如计数器113中,或者电路112内的寄存器中。电路102或者电路112还可被配置为存储随后可用于检查间隔142的持续时间的轻负载间隔阈值(LLIth)的起始值,如将在下文中进一步看到的。轻负载阈值(LLIth)可被选择为改善系统50(图1)的一个或多个特征的性能。例如,LLITh值可被选择以诸如通过以下方式来帮助减少可听噪声:帮助形成将小于可被个人听到的可听频率的范围的等效频率。但是,如果LLIth值变得太低,可能会导致输出电压Vo中的纹波。因此,LLIth值可被选择以改善这些元件中的任一个,或者作为改善两个特征/元件的性能的折衷。电路102或者电路112的实施方案还可被配置为将当前驱动间隔145中要生成的脉冲集合的数量(PSV)的起始值存储为脉冲集合值(PSV)的起始值。例如,PSV可被存储在电路112或寄存器113中。通常将PSV值的起始值选择为帮助减小输出电压中的纹波或减小可听噪声或这两者的值,例如为LLIth值进行解释。在其他实施方案中,PSV的起始值可被设置为任意数,诸如1或2或3或10等。稍后将根据操作调整起始值,如将在下文中进一步看到的。在实施方案中,PSV和LLIth的起始值可通过其他装置的软件例程通过电路85的一个或多个端子(未示出)输入到电路85中。例如,一旦系统50的参数(诸如电感,电容等,参数)是已知的,便可输入值。

电路110也可将脉冲集合传送到驱动模式电路115,该驱动模式电路将控制信号形成到开关控制电路86,该开关控制电路生成用于信号79和83的实际开关模式。在实施方案中,电路85,或者电路102或110和114可被配置为在步骤213处形成具有脉冲集合(诸如脉冲集合156)的驱动模式。因为这是轻负载操作模式的第一轻负载(LLI)间隔142中的第一驱动间隔145,所以电路85或者电路102或110形成脉冲集合156以仅包括基本集合162。在另一个实施方案中,第一间隔142的第一驱动间隔145可另选地包括多于一个基本集合或不同的基本集合,如将在下文中进一步看到的。

在步骤214处,电路85或者电路102开始轻负载间隔142。在步骤215处,电路85开始用脉冲集合156驱动开关,诸如晶体管78和82,以形成驱动模式。电路102,诸如电路103可被配置为检测由于在谐振操作模式的最后一个循环期间过早驱动晶体管78和82而形成的信号100的峰160和谷161(图2),并且在峰值160处启用晶体管78,或者可在谷值161处启用晶体管82。在峰值或谷值处启用导致以基本上零的被启用的相应晶体管两端的电压值进行开关。从步骤215开始,电路102继续发出连续的一系列脉冲集合156,直到发送到晶体管78和82的实际脉冲集合的数量(PSt)的组合至少等于脉冲集合值(PSV),并且还直到Vo增加到一定值(通常是大于期望值的值),如在步骤217处减小到不大于非开关输入(NSN)值的FB信号64所表示。例如,电路85可被配置为如果FB信号64大于值152(图2)或者如果由电路102或电路85实际发送给晶体管78和82的脉冲集合的数量(PSt)小于PSV,则用脉冲集合156的驱动模式驱动晶体管78和82。响应于变得不小于PSV的PSt的组合并且响应于在步骤217处FB信号64达到NSN值152,电路85被配置为终止晶体管78和82的开关,并准备在不开关晶体管78和82的断开间隔146中操作。

在步骤244处并行并且开始,电路85开始测量轻负载间隔(LLI)(诸如间隔142)的持续时间。例如,电路108(图1)可包括测量每个轻负载间隔(诸如间隔142)的持续时间的定时器或计数器电路。

另外从步骤214进行并且在步骤227处开始而且与步骤215和217并行地,电路85可被配置为开始测量驱动间隔145的持续时间。例如,在步骤229处,电路108可被配置为确定间隔145的持续时间是否大于驱动间隔阈值(Dth)。如果间隔145的持续时间大于驱动间隔阈值,则在步骤231处,电路108可被配置为将信号105发送到电路110和/或电路106以减少间隔163的数量。实施方案可包括电路85或电路102可被配置为减少当前间隔142的驱动间隔145中使用的下一个脉冲集合中的NSWI的数量。或者,电路85可被配置为延迟和调整在诸如间隔142之后的间隔143的随后的轻负载间隔中使用的数量。电路85的实施方案可被配置为检测间隔145的持续时间超过驱动阈值(Dth)的持续时间的倍数,并且将间隔163的数量调整相同的多个减量,例如两个或三个减量而不是一个减量。在实施方案中,电路102可被配置为响应于检测到间隔145的持续时间大于驱动阈值(Dth)来调整间隔163的数量。减小当前驱动间隔145中下一个脉冲集合的NSWI的数量有助于保持间隔145的持续时间小于期望的阈值,并有助于减少可听噪声等。或者,电路102可被配置为在终止驱动间隔145之后或基本上同时,或者在终止断开间隔146之后或基本上同时减少NSWI的数量。在步骤218处,电路85或电路102可被配置为如前对于步骤217所解释的那样终止驱动间隔。本领域的技术人员将理解,在一些实施方案中,步骤218可以是与步骤217相同的步骤,并且步骤218被示出为提供适当的连续性以帮助理解方法并简化图表210的复杂度。

从步骤217进行,在步骤220处,电路85或者电路电路102可被配置为开始形成断开间隔146。在步骤221处,电路85,或者电路102继续保持断开间隔,直到Vo的值减小到小于期望值的值,如FB信号64所示,增加到不小于由图2中的值150表示的非开关输出(NSO)值。另外从步骤220进行并且与步骤220和221并行地,在步骤236处,电路85或者电路102可被配置为测量断开间隔146的持续时间。例如,电路108(图1)可包括测量断开间隔(诸如间隔146)的持续时间的另一个定时器或计数器电路。在步骤238处,电路85可以测量间隔146的持续时间以确定持续时间是否大于断开阈值(Oth)。如果持续时间大于断开阈值(Oth),则电路85或者电路108可被配置为向电路110和/或电路106发送信号105(图2的曲线168)以增加诸如如在步骤240处所示的间隔143或144的下一个轻负载间隔(LLI)的下一个驱动间隔145的脉冲集合156中的间隔163的数量。电路85的实施方案可被配置为检测间隔146的持续时间超过断开阈值(Oth)的持续时间的倍数,并且将间隔163的数量调整相同的多个增量,例如两个或三个增量而不是一个增量。电路85或电路102继续测量间隔146的持续时间,直到电路85或者电路102在步骤221处终止断开间隔146。本领域的技术人员将理解,步骤239可以是与步骤221相同的步骤,并且条件终止测量断开间隔以及结束当前LLI间隔,诸如间隔142。

电路85的实施方案可被配置为如果断开间隔146的持续时间大于断开阈值(Oth),则增加非开关间隔(NSWI)163的数量,或者可被配置为如果驱动间隔145的持续时间大于驱动阈值(Dth),则减少间隔163的数量,或者通过两个阈值调整。用于断开阈值(Oth)和驱动阈值(Dth)的值通常由用于形成系统50的谐振电路的元件的参数确定。例如,驱动阈值(Dth)可被选择为使得可以设置间隔145的持续时间,或者断开阈值(Oth)可被选择为使得间隔146的持续时间可被设置为基于电路85外部的部件的参数(诸如外部部件的电容和电感)来提供期望的操作。在一个示例性实施方案中,断开阈值的持续时间为约五毫秒(5msec.),驱动阈值为约十五毫秒(15msec.)。

从步骤244进行并且与来自步骤214的轻负载间隔的其他步骤并行地,电路85或者电路102或108可被配置为测量每个轻负载间隔(LLI)(诸如间隔142或143或144)的持续时间。例如,电路108(图1)可包括测量每个轻负载间隔(LLI)(诸如间隔142-144)的持续时间的定时器或计数器电路。在步骤244处,电路85或者电路102测量轻负载间隔(诸如间隔142)的持续时间。在步骤246处,如果电路85或者电路102已终止轻负载间隔,诸如在步骤221处所示,则电路85或者电路102可被配置为在步骤247处确定LLI持续时间(诸如间隔142的持续时间)是否小于轻负载间隔阈值(LLIth)。如上文所解释,轻负载阈值可被选择为改善系统50(图1)的一个或多个特征的性能。例如,LLITh值可被选择以诸如通过以下方式来帮助减少可听噪声:帮助形成将小于可被个人听到的可听频率的范围的等效频率。但是,如果LLIth值变得太低,可能会导致输出电压Vo中的纹波。因此,LLIth值可被选择以改善这些元件中的任一个,或者作为改善两个特征/元件的性能的折衷。例如,可听频率可以是大于约一千赫兹(1KHz)的任何频率。在一些实施方案中,频率可被选择为大于约八百赫兹(800Hz)的任何频率,或者介于约一千赫兹(1KHz)和约八百赫兹(800Hz)之间的任何频率。如果轻负载间隔的持续时间小于LLIth值,则电路85或者电路102可被配置为在步骤249处增加下一个轻负载间隔(诸如间隔143或144)的间隔145中的脉冲集合156的数量。例如,电路102或者电路112可被配置为增加PSV的值。相反,如果轻负载间隔的持续时间大约不小于LLIth值,则电路85或者电路102可被配置为例如如在步骤248处所示减小下一个轻负载间隔的间隔145中的脉冲集合156的数量。例如,电路102或者电路112可被配置为减小PSV的值。电路108可包括这样的实施方案,该实施方案可被配置为向电路110发送信号,使得电路110增加或减少在下一个驱动间隔145(诸如间隔143或144中的间隔145)期间用于开关晶体管78和82的脉冲集合156的数量。增加脉冲集合的数量增加了递送到负载62(图1)的能量,这导致降低频率并减少下一个轻负载间隔(诸如间隔143)的持续时间,反之亦然。本领域的技术人员将理解,在一些实施方案中,步骤246可以是与步骤221相同的步骤,并且步骤239或步骤246被示出为提供适当的连续性以帮助理解方法并简化图表210的复杂度。

电路85或者电路102或电路108、110和106可被配置为响应于先前驱动间隔或先前断开间隔的持续时间来调整脉冲集合内的间隔163的数量,并且还响应于先前轻负载间隔的持续时间来调整驱动间隔145内的脉冲集合的数量。在实施方案中,可以基本上与电路85终止轻负载间隔(诸如间隔142)同时,并且在开始随后的轻负载间隔(诸如间隔143)之前进行调整。在实施方案中,电路85或电路102可被配置为减少在当前驱动间隔(诸如当前LLI的间隔145)中的紧随其后的脉冲集合的NSWI的数量。

返回参见图2,在时间T2处,响应于电压Vo再次下降到小于期望值的值,如在图2中由增加到非开关输出(NSO)值150的FB信号64所指示的,电路85在轻负载操作模式下操作期间开始随后的轻负载间隔143。NSO值表示Vo的值,该值指示电路85应再次开关晶体管78和82以向负载62(图1)提供电力。电路85或者电路102或电路108和/或110已根据来自间隔142的表示驱动间隔145和/或断开间隔146中的任一个或两个的持续时间的值来调整脉冲集合156中的间隔163的数量(诸如如表示信号105的曲线168所示增加),并且另外响应于先前轻负载间隔142的持续时间例如通过调整PSV来调整要在驱动间隔145中对于该轻负载间隔143发出的脉冲集合156的数量。因此,电路85或者电路102被配置为利用由脉冲集合156的调整配置(包括添加或移除间隔163)以及间隔145、随后是断开间隔146的脉冲集合的调整数量的重复序列形成的驱动模式来操作晶体管78和82。在实施方案中,响应于间隔145的值大于驱动阈值,可对于当前驱动间隔中的恰好下一个脉冲集合减小NSWI 163的数量,例如如图表210的步骤231所示。响应于先前间隔142的持续时间,对于该轻负载间隔143调整驱动间隔145中的脉冲集合的调整数量(诸如PSV值),以保持LLI间隔的持续时间小于LLIth值。电路85被配置为在间隔143期间再次测量间隔145和间隔146的持续时间,如流程图210中所示,并且在开始随后的轻负载间隔(诸如间隔144)之前,调整脉冲集合中的间隔163的数量,如流程图210中所示。电路85或者电路102还被配置为测量间隔143的持续时间并且调整随后的轻负载间隔(诸如间隔144)的随后间隔145中的脉冲集合的数量以保持频率,如流程图210中所示。例如,电路85或者电路102可被配置为调整PSV值,例如如存储在电路112中。

图5是示出根据电路85的实施方案的示例的一些信号的曲线图,这些信号在操作电路85或者电路102的方法的实施方案期间形成。横坐标指示时间,并且纵坐标指示所示信号的增加值。曲线176示出信号100的示例,曲线177示出驱动信号79的示例,曲线178示出驱动信号83的示例,并且曲线179示出CS信号73的示例。电路85或者电路102或110的实施方案可被配置为形成脉冲集合181,该脉冲集合可具有作为脉冲集合156的替代实施方案的实施方案。电路85或者电路102可被配置为形成脉冲集合181到基本集合182,该基本集合包括用两个脉冲集合开关晶体管78和82的模式,因此基本集合182可包括第一集合183,随后是任选NSWI 163,以及第二集合184,随后是另一个任选NSWI 163。在实施方案中,第一集合183可与基本集合162是基本上相同的。脉冲集合181便于增加信号100的振荡,使得如果需要,则可以跳过多个峰/谷。这种类型的脉冲集合还提供了电容器67上的电压的更好对称性。

可以形成第一集合183,并且持续时间如上文针对基本集合162讨论的那样进行控制。集合184可被形成为包括这样的图案,该图案被配置为启用晶体管78持续持续时间185,随后启用晶体管82持续持续时间186。持续时间185可以与持续时间165相同的方式形成,并且持续时间186可以与持续时间166相同的方式形成。在电路85或电路102的操作中,可使用脉冲集合181来代替脉冲集合156,如在图1-4的描述中所解释。

为了便于本文之前描述的操作,比较器121的反相输入端共同连接到输入端98以接收FB信号64,共同连接到比较器120的非反相输入端,共同连接到比较器119的非反相输入端,共同连接到比较器118的反相输入端,并且共同连接到电路86的输入端。比较器121的非反相输入端被连接以接收NSN信号,并且比较器121的输出端被连接到与门的第一输入端。比较器120的反相输入端被连接以接收NSO信号,并且输出端连接到锁存器的置位输入端。比较器119的反相输入端被连接以接收LLO信号,并且输出端连接到消隐或空白电路124的输入端并且连接到第二锁存器的复位输入端。比较器118的非反相输入端被连接以接收LLN信号,并且输出端被连接到电路124的另一个输入端。电路124的输出端连接到第二锁存器的置位输入端。第二锁存器的Q输出端连接到第二与门的第一输入端。第一锁存器的Q输出端连接到第二与门的第二输入端。第二与门的输出端共同连接到电路108的输入端和电路114的输入端。寄存器108的第一输出端被连接以形成信号105并且连接到电路106的输入端。寄存器108的第二输出端连接到电路110的输入端。电路110的一个或多个输出端可连接到电路112的一个或多个输入端。电路112的输出端连接到第一与门的第二输入端。第一与门的输出端共同连接到第一锁存器的复位输入端,并且连接到与非门的第一输入端。电路112的第二输出端连接到与非门的第二输入端,该与非门具有连接到电路104的输入端的输出端。电路114的一个或多个输出端连接到电路86的一个或多个输入端。电路114的另一个输出端连接到电路112的另一个输入端。电路103具有连接到输入端93的输入端以便接收信号100,并且还连接到电路86的另一个输入端。电路103的输出端连接到电路104的输入端。电路104的另一个输入端连接到电路106的输出端。电路104的一个或多个输入端或输出端连接到电路106的一个或多个输入端或输出端。电路104的另一个输出端共同连接到电路114的输入端,并且连接到电路108的输入端。电路86具有连接到输入端96的另一个输入端以接收CS信号。电路86具有连接到电路89的输入端的输出端,以向电路89提供信号87。电路89具有第一输出端,该第一输出端被配置为形成信号79,并且被配置为连接到输出端92,并且被配置为连接到晶体管78的栅极。电路89的第二输出端被配置为形成信号83,并且连接到要连接到晶体管82的栅极的输出端94。

图6是具有曲线的曲线图,该曲线示出可作为在从轻负载操作模式转换回正常谐振操作模式期间操作电路85的示例性实施方案的方法的实施方案的结果而形成的信号中的一些。响应于电压Vo减小到小于期望值并且需要提供给负载的增加功率的值,如增加到轻负载输出(LLO)值149(图2)的FB信号64所表示,电路85可被配置为消隐或忽略电压Vo的值(因此FB信号64)对检测轻负载操作模式的影响。例如,电路85或者电路102可被配置为禁止FB信号影响电路102或者比较器118持续一定数量的开关周期,以减少由于在转换期间FB信号64的可能变化而导致错误触发的可能性。FB信号及其影响不会从电路86消隐,使得电路86可继续控制在正常谐振操作模式下的操作。例如,电路85可被配置为在电路86中改变控制电路中的一些的增益参数(诸如放大器增益),以便促进再次在谐振操作模式下操作。消隐或忽略FB信号64的值持续消隐时间间隔173有助于从轻负载操作模式平滑转换到正常谐振操作模式,并且允许有放大器增益变化的时间。因此,在间隔173期间,电路85被配置为启用晶体管78和82,如对于在正常谐振操作模式下操作所述。

图7示意性地示出开关控制电路251的实施方案的一部分的示例,该开关控制电路可具有可以是电路86和/或电路89(图1)的一部分的替代实施方案的实施方案。电路251的实施方案可被配置为控制晶体管78和82以在轻负载操作模式下操作电路85或者系统50(图1)。C电路215还可具有这样的实施方案,其中可使用一些部分来帮助在谐振操作模式下操作晶体管78和82,以及电路85或者系统50。在轻负载操作模式的实施方案中,响应于电路85在晶体管82被启用的间隔期间检测到信号73变为零或基本上零,可启用晶体管78。在大多数实施方案中,响应于信号73变为基本上零,电路85或者电路251可导致晶体管82被禁用,随后在非重叠间隔之后启用晶体管78。电路85可被配置为响应于电压Vo的峰值和通过晶体管78的电流58的峰值达到期望值而随后禁用晶体管78。因此,晶体管78和82被开关的频率和/或占空比可根据负载62(图1)的操作而变化。电路251包括误差放大器253,零交叉检测(ZCD)电路,诸如被配置为检测信号73的零交叉的比较器265,用于生成晶体管78的导通时间的导通时间发生器电路,用于生成晶体管82的导通时间的导通时间发生器262,非重叠控制电路260,以及用于帮助控制晶体管78的导通时间的导通时间控制电路259。放大器253可被配置为接收FB信号64和CS信号73。比较器265被配置为接收CS信号73并检测信号73的值何时基本上为零或者接近零,并且响应地使得电路262禁用晶体管82。电路260检测晶体管82的禁用并且响应地形成非重叠时间间隔,并且随后使得电路255和257启用晶体管78。放大器253被配置为接收CS信号73和FB信号64,并且复位电路255,并且使得电路257响应于信号64和73的值而禁用晶体管78。非重叠电路260被配置为随后使得电路262在非重叠延迟之后重新启用晶体管82。

电路251的实施方案还可包括谐振开关模式电路268,该谐振开关模式电路可帮助控制晶体管78和82在谐振操作模式下的操作,如上文所述。

为了便于上述操作,电路251的第一输入端被连接以接收FB信号64并且连接到放大器253的反相输入端,该放大器具有被连接以接收CS信号并且连接到比较器265的非反相输入端的非反相输入端。放大器253的输出端连接到电路255的输入端。电路255的另一个输入端连接到电路260的输出端。电路255的输出端连接到电路257的输入端。电路257的输出端连接到电路260的输入端,并且连接到电路259的输入端。电路260的另一个输出端连接到电路262的起始输入端。电路260的另一个输入端连接到电路262的另一个输出端。电路259的输出端连接到或门263的第一输入端。或门263的第二输入端连接到比较器265的输出端。

图8示出了形成于半导体管芯271上的半导体器件或集成电路270的实施方案的一部分的放大平面图。在实施方案中,电路85或102中的任一者可形成于管芯171上。为了使图看起来简单,管芯171还可包括未在图8中示出的其他电路。可通过本领域的技术人员公知的半导体制造技术将电路和器件或集成电路170形成于管芯171上。

根据所有前述内容,本领域的技术人员应当理解,形成谐振模式电源控制电路的方法的实施方案的示例可包括:

将谐振模式电源控制电路配置为以开关方式控制高端晶体管和低端晶体管以调节递送到负载的输出电压,其中高端晶体管和低端晶体管均具有在半桥节点处耦接在一起的电流传导电极,其中半桥节点被配置用于耦接到电感器;

将开关控制电路(诸如电路85)配置为形成一个或多个驱动信号(诸如信号87、79或78中的一个或多个)以在正常操作模式(诸如谐振操作模式)下响应于第一值(诸如由值LLO表示的输出电压的值)来开关高端晶体管和低端晶体管,并且在轻负载操作模式下响应于第二值(诸如表示值LLN的值,以及表示输出电压的值)来控制高端晶体管和低端晶体管,其中第一值大于第二值,并且其中开关控制电路形成轻负载操作模式以包括驱动间隔(诸如,间隔145)的一个或多个序列,其中形成一个或多个驱动信号以开关高端晶体管和低端晶体管,然后是断开间隔(诸如间隔146),其中高端晶体管和低端晶体管不被开关;

将轻负载控制电路(诸如电路102)配置为生成具有一个或多个脉冲集合(诸如集合156或181)的驱动模式,并且其中每个脉冲集合被形成以启用低端晶体管持续基本上固定的时间间隔,随后启用高端晶体管持续由输出电压确定的第二时间间隔,并且随后启用低端晶体管持续第三时间间隔,该第三时间间隔被形成为与第二时间间隔成比例的时间间隔之一或者响应于电流感测信号的基本为零的值;以及将轻负载控制电路配置为测量驱动间隔和断开间隔的持续时间,并且响应于该持续时间,针对随后的驱动间隔调整随后驱动模式中的脉冲集合的数量。

方法也可具有这样的实施方案,该实施方案可包括将轻负载控制电路配置为针对紧接地随后的驱动间隔调整脉冲集合的数量。

另一个实施方案可包括响应于持续时间具有小于轻负载阈值的值来将轻负载控制电路配置为增加随后驱动间隔中的脉冲集合的数量。

实施方案可包括将轻负载控制电路配置为检测在半桥节点处形成的HB信号(诸如信号100)的峰和谷,并且在两个相邻的脉冲集合之间生成非开关时间间隔(诸如间隔163),其中非开关时间间隔基本上等于HB信号的峰到谷振荡的一个或多个循环。

另一个实施方案可包括通过以下方式将轻负载控制电路配置为在脉冲集合之间形成非开关间隔:响应于一个或多个脉冲集合来对由在半桥节点处的HB信号(诸如信号100d)形成的一个或多个峰和谷进行计数。

在实施方案中,方法还可包括将轻负载控制电路配置为响应于驱动间隔或断开间隔之一的持续时间来调整脉冲集合之间的非开关间隔(诸如间隔163)的数量。

方法还可具有这样的实施方案,该实施方案可包括将轻负载控制电路配置为响应于断开间隔具有大于断开阈值(诸如Oth值)的持续时间来增加脉冲集合之间的非开关间隔的数量。

另一个实施方案可包括将轻负载控制电路配置为响应于驱动间隔具有大于驱动阈值的持续时间来减少脉冲集合之间的非开关间隔的数量。

实施方案可包括将轻负载控制电路配置为响应于输出电压从第二值附近增加到第三值(诸如如值LLO所表示)来禁止开始轻负载操作模式持续消隐时间间隔(诸如间隔173),该第三值小于第一值(诸如期望值)并且大于第二值。

方法还可具有这样的实施方案,该实施方案可包括将轻负载控制电路配置为将驱动模式形成为表示一个或多个脉冲集合的脉冲集合的数字字。

本领域的技术人员还将理解,用于控制谐振转换器电路的轻负载操作的电路的实施方案的示例可包括:

谐振转换器电路被配置为驱动连接到电感器的一个或多个晶体管以控制通过电感器的电流(诸如电流58)并且形成到负载的输出电压,其中电感器和一个或多个晶体管在桥节点(诸如节点80)处连接在一起,其中桥信号(诸如信号100)通过一个或多个晶体管的开关形成在桥节点处;

脉冲集合发生器电路,诸如电路110,该脉冲集合发生器电路被配置为诸如在寄存器111中形成脉冲集合(诸如脉冲集合156或181)的数字表示,以用于操作一个或多个晶体管,包括形成脉冲集合以使得一个或多个晶体管开关至少一次;

驱动模式电路,诸如电路114,该驱动模式电路被配置为形成驱动信号(诸如信号87)以响应于递送到负载的输出电压或功率中的一个的输出参数不大于第一值(诸如功率或输出电压具有由值LLN表示的值)并且大于第二值(诸如由值NSN表示的值,其小于第一值)来在驱动间隔(诸如间隔145)期间以脉冲集合的重复序列以开关方式驱动一个或多个晶体管;

驱动模式电路被配置为通过响应于输出参数不大于第二值而不切换驱动信号来形成驱动信号的断开间隔(诸如间隔146),并且响应于输出参数大于第三值(诸如由值NSO表示的值)而随后以开关方式驱动一个或多个晶体管,其中第三值小于第一值并且大于第二值;并且脉冲集合发生器电路被配置为响应于驱动间隔或断开间隔之一的持续时间来在每个脉冲集合之间形成一个或多个非开关间隔(诸如间隔163)。

另一个实施方案可包括脉冲集合发生器电路可被配置为响应于驱动间隔的持续时间并且响应于断开间隔的持续时间来形成一个或多个非开关间隔。

在实施方案中,脉冲集合发生器电路可被配置为针对每个驱动间隔调整非开关间隔的数量。

实施方案可包括检测器电路(诸如电路103)以检测桥信号的峰或谷中的一个,并且其中脉冲集合发生器电路被配置为将一个或多个非开关间隔形成为基本上等于桥信号的一个或多个周期。

在实施方案中,桥信号的峰或谷可响应于用脉冲集合驱动一个或多个晶体管而形成。

另一个实施方案可包括测量电路(诸如电路108),该测量电路被配置为测量驱动间隔和断开间隔的持续时间,其中测量电路被配置为响应于持续时间具有小于轻负载阈值(诸如LLIth值)的值而增加驱动间隔中的脉冲集合的数量。

本领域技术人员还将理解,形成谐振转换器电路的方法的实施方案的示例可包括:

将轻负载控制电路(诸如电路102)配置为在轻负载操作模式期间控制一个或多个晶体管的驱动以形成负载的输出电压或递送到负载的功率之一的输出参数,其中一个或多个晶体管在开关节点(诸如节点80)处连接到电感器;

将轻负载控制电路配置为形成用以控制一个或多个晶体管的序列,其中序列包括具有驱动模式的驱动间隔以及随后的断开间隔,其中一个或多个晶体管在驱动间隔期间用驱动模式开关并且在断开间隔期间不开关;以及将轻负载控制电路的第一电路(诸如电路114)配置为将驱动模式形成为脉冲集合(诸如脉冲集合156或181)的重复序列,该重复序列按顺序用基本集合(诸如集合62或182/184)启用一个或多个晶体管,随后是多个非开关间隔(诸如间隔163),其中每个非开关间隔是响应于用基本集合驱动一个或多个晶体管而从开关节点接收的信号(诸如信号100)的周期。

方法的另一个实施方案的示例还可包括将轻负载控制电路配置为形成脉冲集合以按顺序启用一个或多个晶体管至少一次。

另一个实施方案可包括将轻负载控制电路配置为响应于驱动间隔的持续时间或断开间隔的持续时间而形成非开关间隔的数量。

在实施方案中,方法可包括将轻负载控制电路配置为响应于紧接在前的序列的持续时间来在驱动模式中形成多个脉冲集合。

本领域技术人员将理解,谐振模式电源控制电路包括:

谐振模式电源控制电路以开关方式控制高端晶体管和低端晶体管以调节递送到负载的输出电压,其中高端晶体管和低端晶体管均具有在半桥节点处耦接在一起的电流传导电极,其中半桥节点被配置用于耦接到电感器;

开关控制电路,该开关控制电路用以形成一个或多个驱动信号以在正常操作模式下响应于输出电压的第一值来开关高端晶体管和低端晶体管,并且在轻负载操作模式下响应于输出电压的第二值来控制高端晶体管和低端晶体管,其中第一值大于第二值,并且其中开关控制电路形成轻负载操作模式以包括驱动间隔的一个或多个序列,其中形成一个或多个驱动信号以开关高端晶体管和低端晶体管,然后是断开间隔,其中高端晶体管和低端晶体管不被开关;

轻负载控制电路,该轻负载控制电路用以生成具有一个或多个脉冲集合的驱动模式,其中每个脉冲集合被形成以启用低端晶体管持续基本上固定的时间间隔,随后启用高端晶体管持续由输出电压确定的第二时间间隔,并且随后启用低端晶体管持续第三时间间隔,该第三时间间隔被形成为与第二时间间隔成比例的时间间隔之一或者响应于电流感测信号的基本为零的值;并且轻负载控制电路被配置为测量驱动间隔和断开间隔的持续时间,并且响应于该持续时间,针对随后的驱动间隔调整随后驱动模式中的脉冲集合的数量。

实施方案可包括轻负载控制电路被耦接以针对紧接地随后的驱动间隔调整脉冲集合的数量。

轻负载控制电路被耦接以响应于持续时间具有小于轻负载阈值的值来增加随后驱动间隔中的脉冲集合的数量。

轻负载控制电路检测在半桥节点处形成的HB信号的峰和谷,并且在两个相邻的脉冲集合之间生成非开关时间间隔,其中非开关时间间隔基本上等于HB信号的峰到谷振荡的一个或多个循环。

轻负载控制电路被耦接以响应于驱动间隔或断开间隔之一的持续时间来调整脉冲集合之间的非开关间隔的数量,其中轻负载控制电路响应于断开间隔具有大于断开阈值的持续时间而增加脉冲集合之间的非开关间隔的数量。

谐振转换器电路包括:

轻负载控制电路,该轻负载控制电路用以控制一个或多个晶体管的驱动以形成负载的输出电压或递送到负载的功率之一的输出参数,其中控制处于轻负载操作模式期间,并且其中一个或多个晶体管在开关节点处连接到电感器;

该轻负载控制电路用以形成用以控制一个或多个晶体管的序列,其中序列包括具有驱动模式的驱动间隔以及随后的断开间隔,其中一个或多个晶体管在驱动间隔期间用驱动模式开关并且在断开间隔期间不开关;以及轻负载控制电路的第一电路,该第一电路用以将驱动模式形成为脉冲集合的重复序列,该重复序列按顺序用基本集合启用一个或多个晶体管,随后是多个非开关间隔,其中每个非开关间隔是响应于用基本集合驱动一个或多个晶体管而从开关节点接收的信号的周期。

轻负载控制电路被配置为响应于驱动间隔的持续时间或断开间隔的持续时间而形成非开关间隔的数量。

轻负载控制电路被配置为响应于紧接在前的序列的持续时间来在驱动模式中形成多个脉冲集合。

鉴于上述全部内容,很明显公开了一种新颖的器件和方法。除其他特征之外,还包括形成电源控制电路以形成轻负载操作模式,该轻负载操作模式包括在驱动间隔期间用一系列脉冲集合驱动开关,并且在断开间隔期间不进行开关。基于先前的轻负载间隔的等效频率来配置电路以在驱动间隔中调整多个脉冲集合有助于向负载递送足够的功率,同时将轻负载操作频率保持为小于可听频率的值。配置控制器以调整脉冲集合中的非开关间隔的数量还有助于将功率有效递送至负载,同时保持小于可听的轻负载操作频率。

虽然通过特定优选的实施方案和示例性实施方案描述了本说明书的主题,但本说明书的前述附图和描述仅仅描绘了主题的实施方案的典型非限制性示例,因此并不将前述附图和描述视为限制其范围,对本领域技术人员而言,许多备选方案和变型都将是显而易见的。如本领域的技术人员应当理解,系统50和电路85的示例性形式被用作媒介物来解释形成轻负载操作模式的操作方法。电路85可以具有其他实施方案,所述其他实施方案以反激配置(诸如有源钳位反激配置)操作,以开关LLC电路而不是晶体管78和82。电路85的另一个实施方案可被配置为作为另一种类型的谐振模式系统(诸如准谐振操作配置)而不是LLC系统来操作晶体管。虽然轻负载操作模式的操作(诸如电路102和/或比较器118-121的操作)以及用于比较器118-121的FB阈值水平被描述为使用FB信号作为输出电压的代表来定义或开始或终止不同的轻负载操作,但本领域的技术人员将理解,可以使用不同的输出参数来代替输出电压的值,例如可以使用表示递送到负载(诸如递送到负载62)的功率量的输出参数来代替输出电压,以用于控制在轻负载操作模式下的操作和这样的方法的步骤。但是表示输出电压的FB信号仍然可用作用于操作电路86的信号以及对正常谐振操作模式下的晶体管78和82的控制。用于检测递送到负载的功率量的电路的一个示例在于2016年12月13日颁发给发明人Stuler等人的美国专利9,520,795中有所描述,该专利据此以引用方式并入本文。尽管主题可直接应用于其他MOS晶体管以及双极性、BiCMOS、金属半导体FET(MESFET)、HFET和其他晶体管,但是已经描述了用于操作MOS晶体管的主题。

如下文的诸项权利要求所反映,本实用新型的各方面具有的特征可少于前文公开的单个实施方案的所有特征。所以,下文表述的诸项权利要求特此明确地并入具体实施方式中,且每项权利要求本身都代表本实用新型的独立实施方案。此外,尽管本文描述的一些实施方案包含其他实施方案中包含的一些特征,却未包含其中包含的其他特征,但本领域技术人员应当理解,不同实施方案的特征的组合意在属于本实用新型的范围,而且意在形成不同的实施方案。

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