开关功率转换器的次级侧与初级侧之间的数字通信链路的制作方法
【专利摘要】一种开关功率转换器在该开关功率转换器的次级侧和初级侧之间提供了通信链路。在消息发送模式期间，该通信链路使得消息能够从耦合至次级侧的电子设备被传输至初级侧上的控制器。该通信链路可以被用来传输与为电子设备供电有关的操作参数。该开关功率转换器然后可以适配它的切换操作，以实现不同的经调节的输出电压和/或电流来适应所检测的电子设备。
【专利说明】开关功率转换器的次级侧与初级侧之间的数字通信链路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种功率转换器，并且更具体地涉及在开关功率转换器的次级侧与初级侧之间传输数字消息。
【背景技术】
[0002]隔离的开关功率转换器将经调节的功率提供给电子设备，同时提供电子设备与AC电源之间的电气隔离。例如，在常规的反激(flyback)功率转换器中，功率级包括电力变压器和开关。耦合至该开关的开关控制器基于代表输出功率、输出电压或输出电流的反馈信号来控制该开关的导通时间和关断时间。基于开关周期的占空比，将能量从电力变压器的初级侧传送至电力变压器的次级侧，以便于维持对电子设备的经调节的输出电压和/或输出电流。
[0003]在常规的开关功率转换器中，经调节的输出电压和/或电流一般被预先定义，以匹配对于电子设备的特定的一组负载要求。作为结果，被设计用于与一个电子设备一起使用的电源典型地与可能具有不同负载特性的其他电子设备不兼容。因此，许多常规的电子设备与专用的电源一起出售，由此对消费者增加了电子设备的成本。
【发明内容】
[0004]一种开关功率转换器将经调节的功率提供给电子设备，并且使能从次级侧上的该电子设备到初级侧上的开关控制器的数字通信。变压器包括耦合至该开关功率转换器的输入的初级绕组和耦合至该开关功率转换器的输出的次级绕组。该变压器将该对应于该初级绕组的开关功率转换器的该初级侧与对应于该次级绕组的该开关公路车转换器的该次级侧进行电隔离。该开关功率转换器的次级侧上的次级侧控制器被配置为引起代表编码一个或多个控制参数的数字消息的、跨该开关功率转换器的该次级侧绕组的电压脉冲序列。在一个实施例中，该次级侧控制器通过控制耦合至该次级侧绕组的开关的切换来弓I起该电压脉冲序列。当该开关导通时，该开关允许电流流动通过该次级绕组，并且当该开关关断时，该开关阻止电流流动通过该次级绕组。通过该次级侧绕组的电流中的这些变化引起代表该数字消息的、跨该次级侧绕组的电压脉冲序列。
[0005]当该初级侧开关导通时，耦合至该变压器的该初级绕组的初级侧开关允许电流流动通过该变压器的初级绕组，并且当该初级侧开关关断时，阻止电流流动通过该变压器的该初级绕组。该开关功率转换器的该初级侧上的初级侧控制器检测编码该数字消息的电压脉冲序列。在一个实施例中，该初级侧控制器经由初级侧感应来检测该电压脉冲序列。该初级侧控制器然后生成初级侧控制信号，以基于该数字消息中的控制参数来控制该初级侧开关的切换。
[0006]在本说明书中所描述的特征和优点并非包含所有，并且特别地，鉴于附图、说明书和权利要求书，许多另外的特征和优点对本领域的普通技术人员而言将是明显的。此外，应当注意，本说明书中所使用的语言主要为了可读性和教导性的目的而选择，并且可以不必被选择来描绘或限制发明的主题。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是图示了开关功率转换器的第一实施例的电路图。
[0008]图2是图示了开关功率转换器的第二实施例的电路图。
[0009]图3是图示了开关功率转换器的第三实施例的电路图。
[0010]图4是图示了开关功率转换器的第四实施例的电路图。
[0011]图5图示了用于普通操作模式和消息发送模式中的开关功率转换器的电流和电压信号。
【具体实施方式】
[0012]附图和下列描述仅通过说明的方式涉及本发明优选的实施例。应当注意，根据以下讨论，本文所公开的结构和方法的备选实施例将容易地被辨识为可以不偏离所要求的发明的原理而被采用的可行替代物。
[0013]现在将对本发明的若干实施例做出详细的参考，这些实施例的示例图示在附图中。注意，无论何处可行，类似或相似的参考号可以使用在附图中并且可以指示类似或相似的功能。这些附图仅为了说明的目的而描绘本发明的实施例。本领域的技术人员将容易从下列描述辨识到，可以不偏离本文所描述的发明的原理而采用本文所例示的结构和方法的备选实施例。
[0014]一种开关功率转换器在该开关功率转换器的次级侧与初级侧之间提供了通信链路。在消息发送模式期间，该通信链路使得信息能够从耦合至次级侧的电子设备被传输到初级侧上的控制器。在一个实施例中，在没有对电源的初级侧与次级侧之间的电气隔离进行妥协并且没有利用诸如将很大程度上增加开关电源的成本和复杂度的光隔离器之类的隔离设备的情况下实现该通信链路。
[0015]在一个实施例中，次级至初级的通信链路被用来使得开关控制器能够执行各种功能，包括但不限于:1)检测连接至该电源的特定电子设备，以及2)确定被连接的电子设备的操作特性包括，例如，操作电压水平、电流水平、和/或当前操作模式(例如，关断模式、睡眠模式、休眠模式等)。开关功率转换器然后可以适配它的开关操作，以实现不同的经调节的输出电压和/或电流，从而适应所检测的电子设备和/或它的操作模式。因此，开关功率转换器能够适应各种各样的不同电子设备。
[0016]图1是图示了开关功率转换器100 (例如，初级侧反激开关功率转换器)的一个实施例的电路图，开关功率转换器100经由Vdd连接器132和GND连接器134将电力提供给电子设备121。开关功率转换器100除了其他组件之外还包括:具有初级绕组Np、次级绕组Ns以及辅助绕组Na的变压器Tl ;开关104 (例如，晶体管);开关控制器102 ;输出整流器二极管Dl ;电阻器R1、R2、R3 ;以及输出滤波电容器Cl。
[0017]输入电压(VIN)108，典型地是经整流的AC电压，被输入至功率转换器104。初级侧控制器102使用具有导通时间(Tm)和关断时间(Ttw)的开关控制信号106来控制开关104的导通状态和关断状态。开关控制信号106可以使用，例如脉冲宽度调制(PWM)或脉冲频率调制(PFM)，来控制开关104的切换。[0018]当开关104在它的导通期间被导通时，能量被存储在变压器Tl的初级侧绕组Np中。跨次级绕组Ns的电压是负值，并且二极管Dl反向偏置，阻止能量传送至电子设备121。在这种状态中，能量经由电容器Cl被提供给电子设备121。当开关104关断时，存储在变压器Tl的初级绕组Np中的能量被释放至变压器Tl的次级绕组Ns。二极管Dl变为正向偏置，使得存储在变压器Tl中的能量能够被传送给电子设备121并且对电容器Cl充电。
[0019]电阻器Rl和R2形成与变压器Tl的辅助绕组Na串联耦合的分压器，并且产生所感应的电压(Vsense) 112，所感应的电压112代表输出电压(Vqut) 110。电阻器R3与开关104串联耦合，以产生电流(Isense) 114，电流114代表通过电子设备121的输出电流ITOT116 (因为通过初级绕组Np的电流将基本与通过次级绕组Ns的电流成比例)。
[0020]在正常操作中，控制器102监测Vsense112和ISENSE114，并且控制开关104的切换，以维持经调节的输出。例如，在恒定电压模式(CVM)中，控制器102控制开关104的切换，以维持VotitIIO基本上接近所期望的调节电压Vkk (例如，在允许的误差范围内)。在恒定电流模式(CCM)中，控制器102控制开关104的切换，以维持ItmI 16基本上接近所期望的调节电流Ikk (例如，在允许的误差范围内)。
[0021]电力变压器的初级侧辅助绕组Na允许生成低电压Vsense112，因为该电压能够基于次级绕组Ns与辅助绕组Na的匝数比，来按比例减小。然而，在一个备选实施例中，可以省略辅助绕组Na，并且可以通过直接监测跨初级绕组Np的电压来替代地检测VSENSE。
[0022]通信链路118使得信息能够从次级侧上的电子设备121被通信至初级侧上的控制器102。例如，通信链路118使得控制器102能够检测关于电子设备121的信息，诸如，例如关联于电子设备121的调节参数、和/或关联于电子设备121的操作模式。基于所检测的信息，控制器102可以调整开关104的切换，以实现不同的输出特性，从而实现例如特定的输出电压、特定的输出电流、特定的输出功率、或者以实施关联于电子设备121的特定保护模式。例如，在一个实施例中，通信链路118可以通信如下的信息:该信息使得控制器102能够确定电子设备121的电压已经升高(或者处于升高的风险中)到高于它的设计上限，由此使得控制器102实施过电压保护模式。在另一示例中，通信链路118可以通信如下的信息，该信息使得控制器102能够确定在电子设备121中出现了短路电路，由此使得控制器102实施短路保护模式。
[0023]通信链路118在图1中被图示为虚线，因为它表示电子设备121与控制器102之间的概念性通信路径，但可以不必要是电子设备121与控制器102之间的直接耦合。这个链路118能够以各种各样的方式来实施。在一个实施例中，经由光I禹合器或经由维持开关功率转换器100的次级侧与初级侧之间的电隔离的其他设备来实施通信链路118。然而，这样的设备经常是不合意的，因为它们基本上增加了开关功率转换器100的复杂性和成本。因此，在其他实施例中，不用任何专门的隔离设备(诸如光耦合器)来实施通信链路118，同时仍然保持开关功率转换器100的初级侧与次级侧之间的电气隔离。例如，在一个实施例中，通过生成对数字消息进行编码的次级侧信号并且经由初级侧感应机制而在初级侧上检测该信号，来实施通信链路118。在这个实施例中，在开关104的导通时间之间的、开关功率转换器100的消息发送模式期间，可以传输该数字消息。下面参考图2-4以进一步详细描述经由初级侧感应而使能通信链路118的开关功率转换器的示例。
[0024]图2是开关功率转换器200的框图，开关功率转换器200将功率提供给电子设备121并且使能经由初级侧感应的次级至初级的数字通信。在这个实施例中，初级侧组件(例如，初级侧控制器102 ;开关104 ;电阻器R1、R2、R3 ;初级绕组Np ;以及辅助绕组Na)如上面关于图1所描述的进行操作。然而，图示了经修改的次级侧架构，以在开关功率转换器的消息发送模式期间使能去往初级侧的数字通信，同时维持电气隔离。
[0025]特别地，开关功率转换器200的次级侧架构包括次级侧控制器207，次级侧控制器207经由数字连接器236从电子设备121接收设备信号206。数字连接器236可以包括，例如，开关功率转换器200与电子设备121之间的通用串行总线(USB)(或者类似类型的连接器)上的一个或多个数字引脚，电子设备121还包括Vdd连接器132和GND连接器134。在备选的实施例中，其他类型的连接器可以被用来经由连接器132、236、134，在电子设备121与开关功率转换器200之间提供电力和数字通信两者。
[0026]在一个实施例中，设备信号206代表与特定的电子设备121相关联的一个或多个控制参数、和/或与电子设备121相关联的操作模式。控制参数可以包括，例如，输出电压、输出电流、输出功率、以及适合用于对电子设备121供电的保护模式。备选地，设备信号206可以代表一些其他的信息，根据这些其他信息能够得到合适的控制参数。例如，设备信号206可以包括电子设备121的标识符，次级侧控制器207能够使用该标识符来确定控制参数。在一个实施例中，可以响应于经由数字连接器236从次级侧控制器207所发送的查询来提供设备信号206。
[0027]在开关功率转换器200的消息发送模式期间，次级控制器207生成开关控制信号209，用于基于设备信号206来控制次级侧开关208的切换。例如，在一个实施例中，控制信号209基于导通或关断周期的序列来编码数字消息，其中，例如，导通周期代表第一逻辑状态并且关断周期代表第二逻辑状态。备选地，可以使用不同的编码方案，诸如，例如通过生成在彼此的预定义阈值时间段内的两个脉冲来编码第一逻辑状态，并且通过生成单个脉冲(在该预定义的时间周期内没有生成第二脉冲)来编码第二逻辑状态。
[0028]开关208的导通和关断切换引起了跨次级绕组Ns的电压波动，这些电压波动近似遵循控制信号209的导通和关断周期。跨电力变压器202的次级绕组Ns的这些电压波动另外被传送给电力变压器202的初级绕组Np并且传送给辅助绕组Na，因此将数字消息的代表传送给初级侧。初级侧控制器102经由Vsense112来检测跨辅助绕组Na的电压波动，并且能够解释导通和关断周期的序列，从而解码数字消息。基于数字消息中所确定的控制参数，初级侧控制器201控制开关104的切换，以便于匹配特定的调节参数和/或关联于电子设备121的操作模式。
[0029]连接210提供电力以操作次级控制器207。开关功率转换器200的次级侧还包括与开关208并联的二极管D2 (替代图1的输出路径中的二极管D1)。特别地，通过将二极管D2与开关208并联放置(替代串联放置)，当开关208被导通时，二极管D2不阻碍电流从VoutllO通过次级绕组Ns和开关208流动。这个配置使得开关转换器200的次级侧在处于普通操作模式(即，不处于消息发送模式)时能够与图1的反激转换器类似地操作，同时还使得开关208在消息发送模式期间能够跨次级绕组Ns生成电压脉冲。
[0030]在普通操作模式中，当开关104在它的导通时间被导通时，能量被存储在变压器Tl的初级侧绕组Np中。跨次级绕组Ns的电压是负数，并且二极管D2反向偏置。在普通操作模式期间，次级侧控制器207检测何时二极管D2反向偏置并且关关断关208。例如在一个实施例中，次级侧控制器207将二极管电压信号220与关断阈值比较，并且当二极管电压信号220超过该关断阈值时确定二极管D2是反向偏置。因此，当二极管D2在普通操作模式中关断时，开关208 —般关断。
[0031]当开关104关断时，存储在变压器Tl的初级绕组Np中的能量被释放至变压器Tl的次级侧Ns，并且跨次级绕组Ns的电压变为正数。二极管D2变为正向偏置，使得存储在变压器Tl中的能量能够被传送给电子设备121并且对电容Cl充电。在普通操作模式期间，次级侧控制器207检测何时二极管D2变为正向偏置并且导通开关208。例如在一个实施例中，次级侧控制器207将二极管电压信号220与关断阈值比较，并且当二极管电压信号220降到关断阈值以下时，确定二极管D2被正向偏置。因此，当二极管D2在普通操作模式中导通时，开关208 —般导通。
[0032]在一个实施例中，当开关104关断并且变压器Tl已经被完全重置时，开关功率转换器200的消息发送模式发生。此处，二极管D2被反向偏置，但是能够通过导通开关208而被旁路，由此生成跨次级绕组Ns的电压脉冲。
[0033]图3图示了开关功率转换器300的备选实施例。开关功率转换器300类似于图2的开关功率转换器200，但是省略了辅助绕组Na和分压器电阻器Rl、R2。替代地，在这个实施例中，初级侧控制器302直接从初级绕组Np来感应电压信号Vsense312。初级侧控制器302然后能够然后与图2的初级侧控制器102类似地操作，但是在从Vsense312对VTOT210进行近似中使用不同的比例因子，以考虑到跨初级绕组Np相比辅助绕组Na的更高相对电压。在一个实施例中，初级侧控制器302与初级侧控制器102不同在于，它可能包括高电压I/O能力，以便于直接监测通常是一个高电压信号的Vsense312。
[0034]图4图示了开关功率转换器400的另一个备选实施例。开关功率转换器400类似于图3的开关功率转换器300，但是包括电阻器R4和耦合电容器C2，该耦合电容器C2跨初级至次级边界提供电介质隔离，以便于抑制传导和辐射的电磁干扰EMI。此外，开关功率转换器400包括与开关208串联的电阻器R5，并且包括在Vout210与电容器C2之间在次级侧上的第二开关221。
[0035]在这个实施例中，次级侧控制器207在消息发送模式期间根据如上面所描述的类似原理进行操作，以提供驱动信号来以编码数字消息的方式导通和关断晶体管208。当开关208导通时，收集器电压下降并且使得开关421关断。类似地，开关208关断，收集器电压升高并且使得开关421导通。因此，开关421相对开关208以类似但是反向的模式来导通和关断。晶体管421的切换引起跨电容器C2和电阻器R2的电压波动，开关控制器302经由数字链接输入(DLK) 423能够感应这些电压波动。开关控制器402能够基于所感应的模式来解码数字消息。
[0036]图5图示了由开关转换器200的一个实施例所产生的操作波形。尽管在图2的开关功率转换器200的背景中讨论了操作，但是类似的操作原理也应用至图3的开关转换器300和图4的开关转换器400。在所图示的实施例中，开关转换器200能够操作在普通操作模式502或消息发送模式504。在普通操作模式502中，当电压220低于关断阈值时，这指示二极管D2被正向偏置，次级侧控制器207导通开关208。当电压220高于关断阈值时，这指示二极管D2被反向偏置，次级侧控制器207关关断关208。初级侧控制器102进行操作以如上面关于图1所描述的，维持经调节的输出功率。[0037]在普通操作模式502期间，开关转换器200在导通时间552_1 (当初级侧开关104导通时)、重置时间554-1(在当初级侧开关104关断的时间&与当次级电流Isrc到达零(或者下降低于一个低阈值)的时间t2之间)、以及停滞时间556-1 (在与当次级电流Isec到达零(或者下降低于一个低阈值)的时间t2与当初级侧开关104导通回来的时间t3之间)之间转换。这些操作状态对于每个随后的开关周期重复，如由导通时间552-2、重置时间554-2、以及停滞时间556-2所图示的。
[0038]当初级侧开关104在导通时间552期间导通时，通过初级绕组Np的电流近似线性地增加，并且因为二极管D2反向偏置，Vsense和Isec近似为零。因此，能量被存储在变压器Tl中，但是没有递送给电子设备121。当初级侧开关104在时间h关断时，二极管D2变为正向偏置，并且开关208导通。因为存储在变压器Tl中的能量被递送给次级侧，次级输出电流Isk突增(spikes up)并且然后开始近似线性地缓降。VSENSE112也突增并且然后慢慢地缓降。当Isk在时间t2达到零(或者下降低于接近零的阈值)时，因为电容器Cl失去了它的充电，开关208关断并且电压Vsense迅速地下降至零。当开关104在时间t3导通回来时该周期继续，因此开始下一个导通时间552-2。
[0039]当切换控制器200处于消息发送模式504中时，数字消息可以被生成并且在变压器被重置之后(例如，重置时间554-2之后)的停滞时间期间被传送。例如，在所图示的实施例中，数字消息在停滞时间556-2期间被发送。此处，次级侧控制器207将次级侧开关208导通和关断，以在编码该数字消息的Isec中生成电流脉冲。这些电流脉冲生成跨次级绕组Ns的电压脉冲，如上面所描述的，这些电压脉冲被传送给初级侧并且经由VSENSE112来感应。因此，切换周期的停滞时间可以被用来传输数字数据，而不与开关功率转换器200的一般操作相干扰。
[0040]在消息发送模式504的一个实施例中，次级侧控制器207控制次级侧开关208，以根据逻辑状态的序列来导通和关断，该逻辑状态的序列编码数字消息，用于通信给初级控制器102。在一个实施例中，数字消息可以包括前导512、有效载荷514、以及终止516。该数字消息的每个分量包括一个或多个比特，通过切换开关208的导通(例如，生成逻辑高比特)或关断(例如，生成逻辑低比特)来控制该一个或多个比特。在一个实施例中，前导512编码头部信息，初级侧控制器102能够将该头部信息识别为指示数据传输的开始，从而初级侧控制器102能够为该传输的接收来做准备。此外，前导512可以编码诸如，例如有效载荷的长度、传输的类型等的信息。有效载荷514编码将被通信给初级侧控制器102的数据。这可以包括，例如，控制参数(诸如电压、电流、操作模式等)的数字代表，用于将电力提供给电子设备121。可以提供终止516来指示该数字消息的完成。如将是明显的，不同于所描述的示例的不同编码技术可以被用来生成次级侧控制器207与初级侧控制器102之间的数字通信。一旦完整的消息已经被发送，开关转换器200返回至普通操作502，并且晶体管208被置于导通状态。
[0041]基于开关功率转换器200的不同占空比，不同的消息发送的技术可能是合意的。例如，在一个实施例中，其中开关104的停滞时间在每个切换周期中非常短，消息发送模式504在开关104的每个切换周期可以仅容纳小数量的比特(例如，1-2比特)。在其他情况中，其中开关104的停滞时间相对长，消息发送模式504在每个切换周期可以容纳大数量的比特(例如，100比特)。如将是明显的，数字消息的不同部分可以在不同的切换周期期间被传输，并且然后由开关控制器104进行级联，以生成完整的消息。
[0042]一旦阅读这个公开内容，本领域的技术人员就将意识到仍然有另外的备选设计用于开关功率转换器中的数字通信。因此，尽管已经举例说明并且描述了本发明的特定实施例和应用，但是将理解本发明不限制于本文所公开的精确结构和组件，并且不偏离本发明的精神和范围，可以在本文所公开的本发明的方法和装置的布置、操作和细节中做出对本领域的技术人员将是明显的各种修改、改变和变形。
【权利要求】
1.一种用于将经调节的功率提供给电子设备的开关功率转换器，所述开关功率转换器包括: 变压器，包括耦合至所述开关功率转换器的输入的初级绕组和耦合至所述开关功率转换器的输出的次级绕组； 所述开关功率转换器的次级侧上的次级侧控制器，所述次级侧控制器被配置为引起代表编码一个或多个控制参数的数字消息的、跨所述开关功率转换器的所述次级绕组的电压脉冲序列； 耦合至所述变压器的所述初级绕组的初级侧开关，其中当所述初级侧开关导通时，所述初级侧开关允许电流流动通过所述变压器的所述初级绕组，并且其中当所述初级侧开关关断时，所述初级侧开关阻止电流流动通过所述变压器的所述初级绕组；以及 所述开关功率转换器的所述初级侧上的初级侧控制器，所述初级侧控制器被配置为检测编码所述数字消息的所述电压脉冲序列，并且生成初级侧控制信号，以基于所述数字消息中的所述控制参数来控制所述初级侧开关的切换。
2.根据权利要求1所述的开关功率转换器，进一步包括: 耦合至所述变压器的所述次级绕组的次级侧开关，其中当所述次级侧开关导通时，所述次级侧开关允许电流流动通过所述变压器的所述次级绕组，并且其中当所述次级侧开关关断时，所述次级侧开关阻止电流流动通过所述变压器的所述次级绕组； 其中所述次级侧控制器经由次级侧控制信号来控制所述次级侧开关的切换，使得所述次级侧开关的导通和关断时间的序列代表编码所述一个或多个控制参数的所述数字消息。
3.根据权利要求1所述的开关功率转换器，进一步包括:` 所述开关功率转换器的所述初级侧上的电压感应电路，所述电压感应电路感应代表编码所述数字消息的所述电压脉冲序列的初级侧信号； 其中所述初级侧开关控制器经由所述初级侧信号来检测所述电压脉冲序列。
4.根据权利要求3所述的开关功率转换器，其中所述电压感应电路包括: 所述开关功率转换器的所述初级侧上的所述变压器的辅助绕组，用于生成所述初级侧信号，所述初级侧信号基本上与编码所述数字消息的、跨所述次级侧绕组的所述电压脉冲序列成比例。
5.根据权利要求3所述的开关功率转换器，其中所述电压感应电路包括: 生成所述初级侧信号的、所述变压器的所述初级绕组，所述初级侧信号基本上与编码所述数字消息的、跨所述次级侧绕组的所述电压脉冲序列成比例。
6.根据权利要求3所述的开关功率转换器，其中所述电压感应电路包括: 耦合在所述次级侧绕组与所述初级侧绕组之间的耦合电容器，所述耦合电容器基于编码所述数字消息的所述电压脉冲序列，在所述耦合电容器的所述初级侧上生成所述初级侧信号。
7.根据权利要求1所述的开关功率转换器，进一步包括: 与所述次级侧开关并联耦合并且与所述次级侧绕组串联耦合的次级侧二极管，当所述初级侧开关关断时，所述次级侧二极管变为正向偏置以传导电流，并且当所述初级侧开关导通时，所述次级侧二极管变为反向偏置以阻止电流。
8.根据权利要求7所述的开关功率转换器，其中所述次级侧控制器进一步被配置为感应跨所述次级侧二极管的电压，当跨所述次级侧二极管的所述电压低于关断阈值电压时，导通所述次级侧开关，并且当跨所述次级侧二极管的所述电压高于所述关断阈值时，关断所述次级侧开关。
9.根据权利要求1所述的开关功率转换器，其中当所述次级侧控制器引起跨所述次级侧绕组的所述电压脉冲序列时，所述次级侧二极管在消息发送模式期间被所述次级侧开关芳路。
10.根据权利要求1所述的开关功率转换器，其中在所述开关功率转换器的切换周期中的停滞时间期间，所述次级侧控制器生成跨所述开关功率的所述次级侧绕组的所述电压脉冲序列。
11.根据权利要求1所述的开关功率转换器，其中所述控制参数包括如下各项中的至少一个:输出电压、输出电流、输出功率、保护模式、以及操作模式。
12.根据权利要求1所述的开关功率转换器，其中所述控制参数包括所述电子设备的电特性。
13.根据权利要求1所述的开关功率转换器，其中所述次级侧控制器引起一对电压脉冲在预定义的时间段内跨所述次级绕组被生成，以代表第一逻辑状态，并且其中所述次级侧控制器引起单个电压脉冲跨所述次级绕组被生成，以代表第二逻辑状态。
14.一种用于控制开关功率转换器的方法，所述开关功率转换器包括变压器，所述变压器具有耦合至所述开关功率转换器的输入的初级绕组和耦合至所述开关功率转换器的输出的次级绕组，以及耦合至所述变压器的所述初级绕组的初级侧开关，所述变压器将对应于所述初级绕组的、所述开关功 率转换器的初级侧与对应于所述次级绕组的、所述开关功率转换器的次级侧进行电隔离，所述初级侧开关由初级侧开关控制器来控制，所述方法包括: 由所述开关功率转换器的所述次级侧上的次级侧控制器来接收耦合至所述开关功率转换器的所述次级侧的电子设备的操作参数； 将所述操作参数编码为数字消息； 操作所述次级侧控制器，以引起代表所述数字消息的、跨所述开关功率转换器的所述次级侧绕组的电压脉冲序列； 由所述初级侧控制器使用初级侧感应来检测编码所述数字消息的所述电压脉冲序列； 由所述初级侧控制器来生成初级侧控制信号，以基于所述数字消息中的所述控制参数来控制所述初级侧开关的切换。
15.根据权利要求14所述的方法，其中操作所述次级侧控制器包括: 经由次级侧控制信号，控制耦合至所述变压器的所述次级绕组的次级侧开关的切换，使得所述次级侧开关的导通和关断时间序列代表编码所述一个或多个控制参数的所述数字消息，其中当所述次级侧开关导通时，所述次级侧开关允许电流流动通过所述变压器的所述次级绕组，并且其中当所述次级侧开关关断时，所述次级侧开关阻止电流流动通过所述变压器的所述次级绕组。
16.根据权利要求14所述的方法，其中由所述初级侧控制器使用初级侧感应来检测编码所述数字消息的所述电压脉冲序列包括:经由所述开关功率转换器的所述初级侧上的所述变压器的辅助绕组来检测所述电压脉冲序列。
17.根据权利要求14所述的方法，其中由所述初级侧控制器使用初级侧感应来检测编码所述数字消息的所述电压脉冲序列包括: 经由所述开关功率转换器的所述初级侧上的所述变压器的所述初级绕组来检测所述电压脉冲序列。
18.根据权利要求14所述的方法，其中由所述初级侧控制器使用初级侧感应来检测编码所述数字消息的所述电压脉冲序列包括: 经由跨所述变压器的所述初级侧绕组和所述次级侧绕组而耦合的耦合电容器来检测所述电压脉冲序列。
19.根据权利要求14所述的方法，其中操作所述次级侧控制器包括: 在所述开关功率转换器的切换周期中的停滞时间期间，引起代表所述数字消息的、跨所述开关功率转换器的所述次级侧绕组的所述电压脉冲序列。
20.根据权利要求14所述的方法，进一步包括: 感应跨与所述次级侧开关并联的次级侧二极管的电压； 当跨所述次级侧二极管的所述电压低于关断阈值电压时，导通所述次级侧开关；以及 当跨所述次级侧二极管的所述电压高于所述关断阈值时，关断所述次级侧开关。
21.根据权利要求14所述`的方法，其中所述控制参数包括如下各项中的至少一个:输出电压、输出电流、输出功率、保护模式、以及操作模式。
22.根据权利要求14所述的方法，其中引起代表所述数字消息的、跨所述开关功率转换器的所述次级侧绕组的所述电压脉冲序列包括: 引起一对电压脉冲在预定义的时间段内跨所述次级绕组被生成，以代表第一逻辑状态；以及 引起单个电压脉冲跨所述次级绕组被生成，以代表第二逻辑状态。
23.一种用于将经调节的功率提供给电子设备的开关功率转换器，所述开关功率转换器包括: 变压器，将所述开关功率转换器的初级侧与所述开关功率转换器的次级侧进行电隔离； 所述开关功率转换器的所述次级侧上的次级侧控制器，所述次级侧控制器从所述电子设备接收信号，并且基于来自所述电子设备的所述信号来生成数字消息； 耦合至所述变压器的所述初级绕组的初级侧开关，其中当所述初级侧开关导通时，所述初级侧开关允许电流流动通过所述变压器的所述初级绕组，并且其中当所述初级侧开关关断时，所述初级侧开关阻止电流流动通过所述变压器的所述初级绕组；以及 所述开关功率转换器的所述初级侧上的初级侧控制器，所述初级侧控制器经由仅初级感应来检测所述数字消息，并且基于所述数字消息来控制所述初级侧开关的切换。
【文档编号】H02M3/335GK103872918SQ201310671031
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2012年12月11日
【发明者】郑俊杰 申请人:戴乐格半导体公司