用于功率变换器的控制器和方法

摘要

本公开涉及用于具有自调节电源的功率变换器的系统和方法。例如，控制器包括耦接到晶体管的栅极端子的第一控制器端子。晶体管还包括漏极端子和源极端子，并且第一控制器端子处于作为第一时间函数的第一电压。另外，控制器包括耦接到源极端子的第二控制器端子。第二控制器端子处于作为第二时间函数的第二电压。此外，控制器包括耦接到电阻器的第一电阻器端子的第三控制器端子。电阻器还包括第二电阻器端子，并且第三控制器端子处于作为第三时间函数的第三电压。此外，控制器包括耦接到电容器的第一电容器端子的第四控制器端子。

权利要求

1.一种用于功率变换器的控制器，所述控制器包括：第一控制器端子，所述第一控制器端子耦接到第一晶体管的第一栅极端子，所述第一晶体管还包括第一漏极端子和第一源极端子，所述第一控制器端子处于作为第一时间函数的第一电压；

第二控制器端子，所述第二控制器端子耦接到所述第一源极端子，所述第二控制器端子处于作为第二时间函数的第二电压；

第三控制器端子，所述第三控制器端子耦接到电阻器的第一电阻器端子，所述电阻器还包括第二电阻器端子，所述第三控制器端子处于作为第三时间函数的第三电压；

第四控制器端子，所述第四控制器端子耦接到电容器的第一电容器端子，所述电容器还包括第二电容器端子，所述第四控制器端子处于作为第四时间函数的第四电压；

其中，从第一时间到第二时间，

所述第一电压保持在第一幅度；

所述第二电压从第二幅度增大到第三幅度；

所述第三电压保持在第四幅度；并且

所述第四电压从第五幅度增大到第六幅度；

其中，从所述第二时间到第三时间，

所述第一电压保持在所述第一幅度；

所述第二电压保持在所述第三幅度；

所述第三电压保持在所述第四幅度；并且所述第四电压保持在所述第六幅度；

其中：

所述第二时间在所述第一时间之后；并且所述第三时间在所述第二时间之后或与所述第二时间相同。

2.如权利要求1所述的控制器，其中，所述第三时间在所述第二时间之后。

3.如权利要求1所述的控制器，其中，所述第三时间与所述第二时间相同。

4.如权利要求1所述的控制器，其中，在所述第一时间处：所述第一电压处于所述第一幅度；

所述第二电压从第七幅度下降到所述第二幅度，所述第七幅度大于所述第二幅度；

所述第三电压处于所述第四幅度；并且

所述第四电压处于所述第五幅度。

5.如权利要求4所述的控制器，其中，在所述第三时间处：所述第一电压处于所述第一幅度；

所述第二电压从所述第三幅度下降到第八幅度；

所述第三电压从所述第四幅度上升到第九幅度；并且所述第四电压处于所述第六幅度。

6.如权利要求5所述的控制器，其中，从所述第三时间到第四时间：所述第一电压保持在所述第一幅度；

所述第二电压保持等于所述第三电压；

所述第三电压从所述第九幅度增大到第十幅度；并且所述第四电压从所述第六幅度减小到第十一幅度。

7.如权利要求6所述的控制器，其中，在所述第四时间处，所述第一电压从所述第一幅度下降到所述第十一幅度。

8.如权利要求7所述的控制器，其中，从所述第四时间到第五时间，所述第一电压在幅度上等于所述第四电压。

9.如权利要求1所述的控制器，其中：所述第三幅度等于第一预定幅度减去从所述第一栅极端子到所述第一源极端子的电压降，所述第一预定幅度大于零，所述电压降大于零；并且所述第六幅度等于所述第三幅度减去第二预定幅度，所述第二预定幅度大于零。

10.如权利要求1所述的控制器，还包括：第一二极管，所述第一二极管包括第一二极管端子和第二二极管端子，所述第一二极管端子连接到所述第一控制器端子，所述第二二极管端子连接到所述第二控制器端子；

第二二极管，所述第二二极管包括第三二极管端子和第四二极管端子，所述第三二极管端子连接到所述第二控制器端子；

第一开关，所述第一开关包括第一开关端子、第二开关端子和第三开关端子，所述第一开关端子连接到所述第四二极管端子，所述第二开关端子连接到所述第四控制器端子，所述第三开关端子被配置为接收第一信号；

第二开关，所述第二开关包括第四开关端子、第五开关端子和第六开关端子，所述第四开关端子连接到所述第一控制器端子，所述第五开关端子连接到所述第四控制器端子，所述第六开关端子被配置为接收第二信号；

第三开关，所述第三开关包括第七开关端子、第八开关端子和第九开关端子，所述第七开关端子连接到所述第二控制器端子，所述第八开关端子连接到所述第三控制器端子，所述第九开关端子被配置为接收第三信号。

11.如权利要求10所述的控制器，所述控制器包括：信号发生器，所述信号发生器被配置为接收调制信号，并且至少部分地基于所述调制信号生成所述第一信号、所述第二信号和第四信号；以及驱动器，所述驱动器被配置为接收所述第四信号，并且至少部分基于所述第四信号生成所述第三信号。

12.如权利要求10所述的控制器，其中：所述第三开关为第二晶体管，所述第二晶体管包括第二栅极端子、第二漏极端子和第二源极端子；

其中：

所述第七开关端子是所述第二漏极端子；

所述第八开关端子是所述第二源极端子；并且所述第九开关端子是所述第二栅极端子。

13.如权利要求10所述的控制器，其中，所述第二电阻器端子接地。

14.如权利要求10所述的控制器，其中，所述第二电容器端子接地。

15.如权利要求10所述的控制器，其中，所述第一漏极端子连接到功率变换器的初级绕组的第一绕组端子，所述初级绕组还包括第二绕组端子，所述功率变换器还包括耦接到所述初级绕组的次级绕组。

16.如权利要求15所述的控制器，其中，所述第四控制器端子还耦接到第二电阻器的第三电阻器端子，所述第二电阻器还包括第四电阻器端子。

17.如权利要求16所述的控制器，其中，所述第二绕组端子和所述第四电阻器端子连接。

18.一种用于功率变换器的方法，所述方法包括：从第一时间到第二时间，将第一控制器端子的第一电压保持在第一幅度，所述第一控制器端子耦接到第一晶体管的第一栅极端子，所述第一晶体管还包括第一漏极端子和第一源极端子，所述第一控制器端子处于作为第一时间函数的第一电压；

从所述第一时间到所述第二时间，将第二控制器端子的第二电压从第二幅度增大到第三幅度，所述第二控制器端子耦接到所述第一源极端子，所述第二控制器端子处于作为第二时间函数的所述第二电压；

从所述第一时间到所述第二时间，将第三控制器端子的第三电压保持在第四幅度，所述第三控制器端子耦接到电阻器的第一电阻器端子，所述电阻器还包括第二电阻器端子，所述第三控制器端子处于作为第三时间函数的所述第三电压；

从所述第一时间到所述第二时间，将第四控制器端子的第四电压从第五幅度增大到第六幅度，所述第四控制器端子耦接到电容器的第一电容器端子，所述电容器还包括第二电容器端子，所述第四控制器端子处于作为第四时间函数的所述第四电压；

从所述第二时间到第三时间，将所述第一电压保持在所述第一幅度；

从所述第二时间到所述第三时间，将所述第二电压保持在所述第三幅度；

从所述第二时间到所述第三时间，将所述第三电压保持在所述第四幅度；并且从所述第二时间到所述第三时间，将所述第四电压保持在所述第六幅度；

其中：

所述第二时间在所述第一时间之后；并且所述第三时间在所述第二时间之后或与所述第二时间相同。

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述第三时间在所述第二时间之后。

20.如权利要求18所述的方法，其中，所述第三时间与所述第二时间相同。

21.如权利要求18所述的方法，还包括在所述第一时间：将所述第一电压保持在所述第一幅度；

将所述第二电压从第七幅度减小到所述第二幅度，所述第七幅度大于所述第二幅度；

将所述第三电压保持在所述第四幅度；并且将所述第四电压保持在所述第五幅度。

22.如权利要求21所述的方法，还包括在所述第三时间：将所述第一电压保持在所述第一幅度；

将所述第二电压从所述第三幅度减小到第八幅度；

将所述第三电压从所述第四幅度增大到第九幅度；并且将所述第四电压保持在所述第六幅度。

23.如权利要求22所述的方法，还包括从所述第三时间到第四时间：将所述第一电压保持在所述第一幅度；

保持所述第二电压等于所述第三电压；

将所述第三电压从所述第九幅度增大到第十幅度；并且将所述第四电压从所述第六幅度减小到第十一幅度。

24.如权利要求23所述的方法，还包括：在所述第四时间，将所述第一电压从所述第一幅度减小到所述第十一幅度。

25.如权利要求24所述的方法，还包括：从所述第四时间到第五时间，保持所述第一电压在幅度上等于所述第四电压。

26.如权利要求18所述的方法，其中：所述第三幅度等于第一预定幅度减去从所述第一栅极端子到所述第一源极端子的电压降，所述第一预定幅度大于零，所述电压降大于零；并且所述第六幅度等于所述第三幅度减去第二预定幅度，所述第二预定幅度大于零。

说明书

用于功率变换器的控制器和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及集成电路。更具体地，本发明的一些实施例提供了用于具有自调节电源的功率变换器的系统和方法。

背景技术

[0002] 本发明的某些实施例涉及集成电路。更具体地，本发明的一些实施例提供了用于具有自调节电源的功率变换器的系统和方法。仅作为示例，本发明的一些实施例已经被应用于反激式功率变换器。但是，应当认识到的是，本发明具有更广泛的适用范围。

[0003] 图1是示出常规的具有源极切换的反激式功率变换系统的简化图。功率变换系统100(例如，功率变换器)包括控制器102(例如，脉冲宽度调制控制器)，晶体管120(例如，MOSFET)，电阻器130和132，初级绕组142，次级绕组144，辅助绕组146，电容器150、152、154和156，包括二极管160、162、164和166的全波整流桥(例如，BD)以及二极管 170和172。控制器102包括端子110、112、114、116和118。例如，控制器102是芯片，并且端子110、112、114、
116和118是引脚。

[0004] 端子112被配置为接收电源电压180(例如，VDD)。如图1所示， AC输入电压182由全波整流桥(例如，BD)整流。全波整流桥(例如， BD)与电容器150一起生成电压184(例如，Vbulk)。电压184由电阻器 130的一个端子接收，并且电阻器130的另一端子连接到端子116。此外，端子116连接到电容器156的一个端子，并且电容器156的另一端子被偏置到初级侧地。

[0005] 电阻器130和电容器156用作RC电路的部分，并且RC电路执行充电功能以升高端子116处的电压186。在控制器102内，存在设置电压 186的上限的电压钳位电路。当电压186增大时，从端子116到端子118 的电压降(其等于从晶体管120的栅极端子到晶体管120的源极端子的电压降)变为大于晶体管120的阈值电压。如果从晶体管120的栅极端子到晶体管120的源极端子的电压降变得大于晶体管120的阈值电压，则晶体管120导通从而用作源极跟随器。当晶体管120导通时，控制端子118和 112之间的内部连接的控制器102内的开关闭合，并且端子118通过控制器102的一个或多个组件在内部连接到端子112。如果控制器102内控制端子118和112之间的内部连接的开关闭合，则控制器102对电容器154 充电以升高电压
180。

[0006] 当电压180变得大于控制器102的预定欠电压锁定阈值时，控制器 102打开控制器102内的开关，使得端子118和112之间的内部连接断开。此外，如果电压180变得大于预定欠压锁定阈值，则控制器102使用端子 118导通和关断晶体管120，并且电压180由辅助绕组
146与一个或多个其它组件提供。另外，功率变换系统100向负载156提供输出电流158和输出电压159。

[0007] 如图1所示，功率变换系统100包括可以提供快速启动的简单结构，因此功率变换系统100通常被用在蜂窝电话的某些充电器中。但是，功率变换系统100也具有其缺陷。例如，功率变换系统100使用辅助绕组146 来提供电压180，但作为额外组件的辅助绕组146会使功率变换系统更昂贵并且效率更低。

[0008] 图2是示出常规的具有源极切换的反激式功率变换系统的简化图。功率变换系统200(例如，功率变换器)包括控制器202(例如，脉冲宽度调制控制器)，晶体管220(例如，MOSFET)，电阻器232，初级绕组 242，次级绕组244，电容器250、252和254，包括二极管260、
262、264 和266的全波整流桥(例如，BD)和二极管270。控制器202包括端子 210、212、214、
216和218。例如，控制器202是芯片，并且端子210、 212、214、216和218是引脚。

[0009] 端子212耦接到电阻器230和电容器254，并且被配置为接收电源电压280(例如，VDD)。端子216处于电压286，端子218处于电压288，并且端子210处于电压290。如果晶体管220导通，则电流292流过晶体管220到达端子218。另外，晶体管220包括漏极端子222、栅极端子224 和源极端子226。端子216耦接到栅极端子224，并且端子218耦接到源极端子226。

[0010] 如图2所示，AC输入电压282由全波整流桥(例如，BD)整流。全波整流桥(例如，BD)与电容器250一起生成电压284(例如，Vbulk)。电压284由电阻器230的一个端子接收。电阻器230的另一端子连接到控制器202的端子212并且还连接到电容器254的一个端子。电容器
254的另一端子被偏置到初级侧地。另外，功率变换系统200向负载256提供输出电流258和输出电压259。

[0011] 如图2所示，功率变换系统200使用电阻器230将电压284变换为电压280，并且还向端子212提供电压280。在不使用辅助绕组的情况下，功率变换系统的成本降低。但是，功率变换系统200具有其弱点。例如，电阻器230的电阻需要很小，以限制电压284和电压280之间的电压降。但是，这样的小电阻通常会导致电阻器230的显着的能量消耗。作为另一示例，当功率变换系统200在正常条件下操作时，一些能量通过端子218 的电压288中的振荡环被传输到端子212。有了这样传输的能量，功率变换系统200在某些寄生组件的影响下有时不能为电压280提供稳定幅度。在一些条件下，功率变换系统200甚至不能提供足够的能量来维持电压 280的适当幅度。

[0012] 因此，非常需要改进与具有源极切换的反激式功率变换系统相关的技术。

发明内容

[0013] 本发明的某些实施例涉及集成电路。更具体地，本发明的一些实施例提供了用于具有自调节电源的功率变换器的系统和方法。仅通过示例，本发明的一些实施例已经被应用于反激式功率变换器。但是将认识到的是，本发明具有更广泛的应用范围。

[0014] 根据一个实施例，一种用于功率变换器的控制器包括耦接到晶体管的栅极端子的第一控制器端子。晶体管还包括漏极端子和源极端子，并且第一控制器端子处于作为第一时间函数的第一电压。另外，控制器包括耦接到源极端子的第二控制器端子。第二控制器端子处于作为第二时间函数的第二电压。此外，控制器包括耦接到电阻器的第一电阻器端子的第三控制器端子。电阻器还包括第二电阻器端子，并且第三控制器端子处于作为第三时间函数的第三电压。此外，控制器包括耦接到电容器的第一电容器端子的第四控制器端子。电容器还包括第二电容器端子，并且第四控制器端子处于作为第四时间函数的第四电压。
从第一时间到第二时间，第一电压保持在第一幅度，第二电压从第二幅度增大到第三幅度，第三电压保持在第四幅度，并且第四电压从第五幅度增大到第六幅度。从第二时间到第三时间，第一电压保持在第一幅度，第二电压保持在第三幅度，第三电压保持在第四幅度，并且第四电压保持在第六幅度。第二时间在第一时间之后，并且第三时间在第二时间之后或与第二时间相同。

[0015] 根据另一实施例，一种用于功率变换器的控制器包括耦接到第一晶体管的第一栅极端子的第一控制器端子。第一晶体管还包括第一漏极端子和第一源极端子。另外，控制器包括耦接到第一源极端子的第二控制器端子和耦接到第一电阻器的第一电阻器端子的第三控制器端子。第一电阻器还包括第二电阻器端子。此外，控制器包括耦接到电容器的第一电容器端子的第四控制器端子。电容器还包括第二电容器端子。此外，控制器包括具有第一二极管端子和第二二极管端子的第一二极管。第一二极管端子连接到第一控制器端子，并且第二二极管端子连接到第二控制器端子。另外，控制器包括具有第三二极管端子和第四二极管端子的第二二极管。第三二极管端子连接到第二控制器端子。此外，控制器包括第一开关，第一开关包括第一开关端子、第二开关端子和第三开关端子。第一开关端子连接到第四二极管端子，第二开关端子连接到第四控制器端子，并且第三开关端子被配置为接收第一信号。此外，控制器包括第二开关，第二开关包括第四开关端子、第五开关端子和第六开关端子。第四开关端子连接到第一控制器端子，第五开关端子连接到第四控制器端子，并且第六开关端子被配置为接收第二信号。另外，控制器包括第三开关，第三开关包括第七开关端子、第八开关端子和第九开关端子。第七开关端子连接到第二控制器端子，第八开关端子连接到第三控制器端子，并且第九开关端子被配置为接收第三信号。

[0016] 根据另一实施例，一种用于功率变换器的方法包括：从第一时间到第二时间，将第一控制器端子的第一电压保持在第一幅度。第一控制器端子耦接到晶体管的栅极端子，并且晶体管还包括漏极端子和源极端子。第一控制器端子处于作为第一时间函数的第一电压。另外，该方法包括：从第一时间到第二时间，将第二控制器端子的第二电压从第二幅度增大到第三幅度。第二控制器端子耦接到源极端子，并且第二控制器端子处于作为第二时间函数的第二电压。此外，该方法包括：从第一时间到第二时间，将第三控制器端子的第三电压保持在第四幅度。第三控制器端子耦接到电阻器的第一电阻器端子，并且电阻器还包括第二电阻器端子。第三控制器端子处于作为第三时间函数的第三电压。此外，该方法包括：从第一时间到第二时间，将第四控制器端子的第四电压从第五幅度增大到第六幅度。第四控制器端子耦接到电容器的第一电容器端子，并且电容器还包括第二电容器端子。第四控制器端子处于作为第四时间函数的第四电压。另外，该方法包括：从第二时间到第三时间，将第一电压保持在第一幅度；从第二时间到第三时间，将第二电压保持在第三幅度；从第二时间到第三时间，将第三电压保持在第四幅度；以及从第二时间到第三时间，将第四电压保持在第六幅度。第二时间在第一时间之后，并且第三时间在第二时间之后或与第二时间相同。

[0017] 取决于实施例，可以实现一个或多个优点。参考下面的详细描述和附图，将完全理解本发明的这些优点和各种附加的目的、特征和益处。

附图说明

[0018] 图1是示出常规的具有源极切换的反激式功率变换系统的简化图。

[0019] 图2是示出常规的具有源极切换的反激式功率变换系统的简化图。

[0020] 图3是示出根据本发明实施例的具有源极切换的反激式功率变换系统的简化图。

[0021] 图4是示出根据本发明实施例的作为图3所示的功率变换系统的一部分的控制器的简化图。

[0022] 图5是根据本发明某些实施例的包括图3和图4所示的控制器的功率变换系统的简化时序图。

具体实施方式

[0023] 本发明的某些实施例涉及集成电路。更具体地，本发明的一些实施例提供了用于具有自调节电源的功率变换器的系统和方法。仅通过示例，本发明的一些实施例已经被应用于反激式功率变换器。但是将认识到的是，本发明具有更广泛的应用范围。

[0024] 图3是示出根据本发明实施例的具有源极切换的反激式功率变换系统的简化图。该图仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替代和修改。功率变换系统300(例如，功率变换器)包括控制器302，晶体管320(例如，MOSFET)，电阻器332，初级绕组342，次级绕组344，电容器350、352和354，包括二极管
360、362、364和366的全波整流桥(例如，BD)和二极管370。例如，控制器302包括端子310、
312、314、316和318。在另一个示例中，控制器302是芯片，并且端子310、312、314、316和318是引脚。

[0025] 在一个实施例中，端子316处于电压386，端子318处于电压388，端子310处于电压390。在另一实施例中，如果晶体管320导通，则电流 392流过晶体管320到达端子318。例如，晶体管320包括漏极端子322、栅极端子324和源极端子326。

[0026] 如图3所示，根据一个实施例，端子312耦接到电阻器330的一个端子和电容器354的一个端子，并被配置为接收电源电压380(例如，VDD)。例如，电阻器330的另一端子耦接到初级绕组342的一个端子，并且初级绕组342的另一端子耦接到漏极端子322。在另一个示例中，电容器354 的另一端子被偏置到初级侧地。

[0027] 根据另一实施例，AC输入电压382由全波整流桥(例如，BD)整流。例如，全波整流桥(例如，BD)与电容器350一起生成电压384(例如， Vbulk)。根据又一实施例，电压384由电阻器330的一个端子接收。例如，电阻器330的另一端子连接到控制器302的端子312，并且还连接到电容器354的一个端子。在另一示例中，电容器354的另一端子被偏置到初级侧地。根据又一实施例，功率变换系统300向负载356提供输出电流358 和输出电压359。根据又一实施例，端子310耦接到电阻器332的一个端子，并且电阻器332的另一端子被偏置到初级侧地。

[0028] 图4是示出根据本发明实施例的作为功率变换系统300的部分的控制器302的简化图。该图仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替代和修改。控制器302包括二极管410和412，开关420、422和426，钳位器430，逻辑控制器440，驱动器450和电流感测检测器460。例如，开关422包括寄生二极管424。在另一示例中，二极管410包括阳极409和阴极411。

[0029] 根据一个实施例，开关420包括三个端子，其中一个端子耦接到端子 411，另一端子耦接到端子312，并且第三端子被配置为接收控制信号474。根据另一实施例，开关422包括三个端子，其中一个端子耦接到端子316，另一端子耦接到端子312，并且第三端子被配置为接收控制信号476。根据又一个实施例，开关422是包括栅极端子、漏极端子和源极端子的晶体管。例如，栅极端子被配置为接收驱动信号478，漏极端子耦接到端子 318，并且源极端子耦接到端子310。

[0030] 在一个实施例中，当功率变换系统300通电时，电压384通过电阻器 330对电容器354充电，并升高电压380。例如，在电压380变得大于控制器302的预定欠压锁定阈值后，控制器302在正常条件下操作。在另一示例中，控制器302在正常条件下操作并且生成调制信号470(例如，脉冲宽度调制信号)。在又一示例中，调制信号470由逻辑控制器440接收，作为响应逻辑控制器440生成控制信号472、474和476。

[0031] 在另一实施例中，控制信号472由驱动器450接收，作为响应驱动器 450生成驱动信号478并且还将驱动信号478输出到开关426。例如，开关 426是包括栅极端子、漏极端子和源极端子的晶体管。在另一示例中，晶体管426的栅极端子被配置为接收驱动信号478，晶体管426的漏极端子连接到控制器302的端子318，并且晶体管426的源极端子连接到控制器302的端子310。在又一示例中，如果控制信号472处于逻辑高电平，则驱动信号478也处于逻辑高电平；并且，如果控制信号472处于逻辑低电平，则驱动信号478也处于逻辑低电平。在又一示例中，如果驱动信号 478处于逻辑高电平，则开关426(例如，晶体管)闭合(例如，导通)；并且，如果驱动信号478处于逻辑低电平，则开关426(例如，晶体管) 打开(例如，关断)。

[0032] 在又一实施例中，控制信号474由开关420接收，并且控制信号476 由开关422接收。例如，如果控制信号474处于逻辑高电平，则开关420 闭合；并且，如果控制信号474处于逻辑低电平，则开关420打开。在另一示例中，如果控制信号476处于逻辑高电平，则开关422闭合；并且，如果控制信号476处于逻辑低电平，则开关422打开。在又一示例中，开关420和422可以用于导通和关断晶体管320。

[0033] 根据一个实施例，当功率变换系统300通电时，电压384通过电阻器 330对电容器354充电并升高电压380，并且开关420和426都打开但是关 422闭合，从而使得端子316处的电压386与端子312处的电压380相同。例如，在电压380变得大于控制器302的预定欠压锁定阈值之后，控制器 302在正常条件下操作并生成调制信号470(例如，脉冲宽度调制信号)。
在另一示例中，如果控制器302在正常条件下操作，则通过闭合和/或打开开关420、开关422和/或开关426来控制端子316处的电压386。

[0034] 根据另一示例，如果电压386变大到足以使得从栅极端子324到源极端子326的电压降(例如，从端子316到端子318的电压降)变得大于晶体管320的阈值电压，则晶体管320导通从而用作源极跟随器。例如，源极跟随器和开关420用于调节电压380。

[0035] 根据又一实施例，调制信号470由电流感测检测器460接收。例如，电流感测检测器460还接收由流过电阻器332的电流392生成的电压390。在另一个示例中，电流感测检测器
460响应于调制信号470来检测表示电流392的峰值幅度的电压390的峰值幅度。在另一个示例中，对电流392 的峰值幅度的检测用于调节功率变换系统300在恒流模式下的输出电流 
358。

[0036] 图5是根据本发明的某些实施例的包括如图3和图4所示的控制器 302的功率变换系统300的简化时序图。该图仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替代和修改。波形570表示作为时间函数的调制信号470，波形578表示作为时间函数的驱动信号478，并且波形526表示作为时间函数的开关426是闭合还是打开。另外，波形574表示作为时间函数的控制信号474，波形 576表示作为时间函数的控制信号476，波形586表示作为时间函数的电压386，波形580表示作为时间函数的电压380，波形588表示作为时间函数的电压388，波形592表示作为时间函数的电流392，并且波形590 表示作为时间函数的电压390。

[0037] 在一个实施例中，如果波形526示出逻辑高电平，则开关426被示出为闭合；并且，如果波形526示出逻辑低电平，则开关426被示为打开。在另一实施例中，如果驱动信号478处于逻辑高电平，则开关426闭合；并且，如果驱动信号478处于逻辑低电平，则开关426打开。

[0038] 根据一个实施例，在时间t1，调制信号470从逻辑高电平变为逻辑低电平(例如，如波形570所示)。例如，在时间t1，驱动信号478从逻辑高电平变为逻辑低电平(例如，如波形578所示)，并且开关426从闭合变为打开(例如，如波形526所示)。在另一示例中，在时间t1，控制信号474保持在逻辑低电平(例如，如波形574所示)，并且开关420保持打开。在又一示例中，在时间t1，控制信号476从逻辑高电平变为逻辑低电平(例如，如波形576所示)，并且开关422从闭合变为打开。在又一示例中，在时间t1，电压388从幅度500增大(例如，如波形
588所示)。在又一示例中，在时间t1，电压380等于幅度512(例如，如波形580所示)。在又一示例中，在时间t1，电压390从幅度550下降到幅度552 (例如，如波形590所示)。

[0039] 根据另一实施例，从时间t1到时间t2，驱动信号478保持在逻辑低电平(例如，如波形578所示)，并且开关426保持打开(例如，如波形 526所示)。例如，从时间t1到时间t2，控制信号474保持在逻辑低电平 (例如，如波形574所示)，并且控制信号476保持在逻辑低电平(例如，如波形576所示)。在另一示例中，从时间t1到时间t2，开关420保持打开，并且开关422也保持打开。

[0040] 在一个实施例中，从时间t1到时间t2，端子318处的电压388在幅度上振荡(例如，如波形588所示)。例如，振荡环由LC谐振产生。在另一个示例中，振荡环由二极管412钳位，并且额外的电荷被注入到栅极端子324。在另一实施例中，电压386从时间t1的等于电压380变为时间t2的等于钳位器430的钳位电压(例如，如波形586所示)。在又一实施例中，从时间t1到时间t2，电压380从幅度512减小到幅度514(例如，如波形580所示)。在又一示例中，从时间t1到时间t2，电压390保持在幅度552(例如，如波形590所示)。

[0041] 根据又一实施例，从时间t2到时间t3，电压386保持等于钳位器430 的钳位电压(例如，如波形586所示)。例如，电压386通过栅极端子 324和漏极端子322之间的寄生电容器和/或晶体管320的一个或多个其它寄生电容器而被维持在钳位器430的钳位电压。在另一示例中，从时间t2到时间t3，开关420保持打开，并且开关422也保持打开。在又一示例中，从时间t2到时间t3，驱动信号478保持在逻辑低电平(例如，如波形578 所示)，并且开关426保持打开(例如，如波形526所示)。在又一示例中，从时间t2到时间t3，电压386保持在钳位器430的钳位电压(例如，如波形586所示)。在又一示例中，从时间t2到时间t3，电压380从幅度 
514降低到幅度516(例如，如波形580所示)。在又一示例中，从时间t2到时间t3，电压390保持在幅度552(例如，如波形590所示)。

[0042] 在一个实施例中，在时间t3，调制信号470从逻辑低电平变为逻辑高电平(例如，如波形570所示)。例如，在时间t3，驱动信号478保持在逻辑低电平(例如，如波形578所示)，并且开关426保持打开(例如，如波形526所示)。在另一示例中，在时间t3，控制信号474从逻辑低电平变为逻辑高电平(例如，如波形574所示)，并且开关420从打开变为闭合。在又一示例中，在时间t3，控制信号476保持在逻辑低电平(例如，如波形576所示)，并且开关422保持打开。在又一示例中，在时间t3，电压386保持等于钳位器430的钳位电压(例如，如波形586所示)。在又一示例中，在时间t3，电压388从幅度502下降到幅度504(例如，如波形588所示)。在又一示例中，在时间t3，电压380等于幅度516(例如，如波形580所示)。在又一示例中，在时间t3，电压390处于幅度 552(例如，如波形590所示)。

[0043] 在另一实施例中，从时间t3到时间t4，调制信号470保持在逻辑高电平(例如，如波形570所示)，但驱动信号478保持在逻辑低电平(例如，如波形578所示)，并且开关426保持打开(例如，如波形526所示)。例如，从时间t3到时间t4，控制信号474保持在逻辑高电平(例如，如波形574所示)，并且开关420保持闭合。在另一示例中，从时间t3到时间 t4，控制信号476保持在逻辑低电平(例如，如波形576所示)，并且开关422保持打开。在又一示例中，从时间t3到时间t4，电压386保持在钳位器430的钳位电压(例如，如波形586所示)。在又一示例中，从时间 t3到时间t4，电压390保持在幅度552(例如，如波形590所示)。

[0044] 如图4和图5所示，根据某些实施例，从时间t3到时间t4，开关420 保持闭合，并且晶体管320用作相对于电压380的源极跟随器。例如，如果电压380下降，则晶体管320变为导通，并且电流392的幅度增大(例如，如波形592所示)。在另一示例中，从时间t3到时间t4，电流392流过晶体管320、端子318、二极管410、开关420和端子312来对电容器 354充电。

[0045] 根据一些实施例，从时间t3到时间t4的持续时间包括从时间t3到时间 tm的持续时间、以及从时间tm到时间t4的持续时间。例如，时间tm在时间 t3之后但在时间t4之前。在另一示例中，时间tm在时间t3之后，但是与时间t4相同。在另一示例中，如果时间tm与时间t4相同，则从时间t3到时间 t4的持续时间是从时间t3到时间tm的持续时间。

[0046] 在一个实施例中，从时间t3到时间tm，电压388从幅度504增大到幅度506(例如，如波形588所示)，并且从时间tm到时间t4，电压388保持等于幅度506(例如，如波形588所示)。例如，电压388的幅度506 确定如下：

[0047] V506＝Vclamp-Vgs   (等式1)

[0048] 其中V506表示电压388在时间tm的幅度506。另外，Vclamp表示钳位器430 的钳位电压，Vgs表示从栅极端子324到源极端子326的电压降。例如， Vclamp大于零，并且Vgs大于零。

[0049] 在另一实施例中，从时间t3到时间tm，电压380从幅度516增大到幅度518(例如，如波形580所示)，并且从时间tm到时间t4，电压380保持等于幅度518(例如，如波形580所示)。在又一示例中，电压380的幅度V518确定如下：

[0050] V518＝Vclamp-Vgs-Vdiode   (等式2)

[0051] 其中V518表示电压380在时间tm的幅度。另外，Vclamp表示钳位器430的钳位电压，Vgs表示从栅极端子324到源极端子326的电压降，Vdiode表示从二极管410的阳极409到二极管410的阴极411的电压降。例如，Vclamp大于零，Vgs大于零，Vdiode大于零。

[0052] 在又一实施例中，基于等式1和等式2，获得下述等式：

[0053] V518＝V516-Vdiode   (等式3)

[0054] 其中V506表示电压388在时间tm的幅度506，V518表示电压380在时间tm的幅度。另外，Vdiode表示从二极管410的阳极409到二极管410的阴极 411的电压降。例如，V506大于零，V518大于零，Vdiode大于零。

[0055] 在又一实施例中，从时间t3到时间tm，电压390保持在幅度552(例如，如波形590所示)，并且从时间tm到时间t4，电压390也保持在幅度 552(例如，如波形590所示)。

[0056] 根据另一实施例，在时间t4，调制信号470保持在逻辑高电平(例如，如波形570所示)，但驱动信号478从逻辑低电平变为逻辑高电平(例如，如波形578所示)，并且开关426从打开变为闭合(例如，如波形526所示)。例如，在时间t4，电压380等于幅度518(例如，如波形580所示)。在另一示例中，在时间t4，电压388从幅度506下降到幅度510，幅度510小于幅度
504(例如，如波形588所示)。在又一示例中，幅度 510等于幅度500。在又一示例中，幅度510不等于幅度500。在又一示例中，在时间t4，电压390从幅度552跳至幅度554(例如，如波形
590所示)。

[0057] 根据又一实施例，从时间t4到时间t5，调制信号470保持在逻辑高电平(例如，如波形570所示)，驱动信号478保持在逻辑高电平(例如，如波形578所示)，并且开关426保持闭合(例如，如波形526所示)。例如，从时间t4到时间t5，电流392流经开关426和电阻器332到初级侧地。在另一示例中，从时间t4到时间t5，二极管410防止存储在电容器 354上的电荷通过开关420、开关426和电阻器332流到初级侧地。在又一示例中，从时间t4到时间t5，电压380从幅度518降低到幅度520(例如，如波形580所示)。在又一示例中，从时间t4到时间t5，电压388保持等于电压390(例如，如波形588所示)。在又一示例中，从时间t4到时间 t5，电压390从幅度554增大到幅度556(例如，如波形590所示)，并且电压388也增大。

[0058] 在一个实施例中，在时间t5，调制信号470保持在逻辑高电平(例如，如波形570所示)，驱动信号478保持在逻辑高电平(例如，如由波形 578)，并且开关426保持闭合(例如，如波形526所示)。例如，在时间t5，控制信号474从逻辑高电平变为逻辑低电平(例如，如波形574所示)，并且开关420从闭合变为打开。在另一示例中，在时间t5，控制信号476从逻辑低电平变为逻辑高电平(例如，如波形576所示)，并且开关422从打开变为闭合。在又一示例中，在时间t5，电压386从钳位器 430的钳位电压下降到电压380(例如，如波形586所示)。在又一示例中，在时间t5，电压380等于幅度520(例如，如波形580所示)，并且电压386从钳位器430的钳位电压下降到幅度520。另一个示例，在时间 t5，电压388等于电压390(例如，如波形588所示)。在又一示例中，在时间t5，电压390处于幅度556(例如，如波形590所示)，并且电压388 也处于幅度556。

[0059] 在另一实施例中，从时间t5到时间t6，调制信号470保持在逻辑高电平(例如，如波形570所示)，驱动信号478保持在逻辑高电平(例如，如波形578所示)，并且开关426保持闭合(例如，如波形526所示)。例如，从时间t5到时间t6，控制信号474保持在逻辑低电平(例如，如波形574所示)，并且开关420保持打开。在另一示例中，从时间t5到时间t6，控制信号476保持在逻辑高电平(例如，如波形576所示)，并且开关422保持闭合。在又一示例中，从时间t5到时间t6，电压386保持等于电压380(例如，如波形586所示)。在又一示例中，从时间t5到时间t6，电压380从幅度520减小到幅度512(例如，如波形580所示)，并且电压380也从幅度520减小到幅度512。在又一示例中，从时间t5到时间t6，电压388保持等于电压390(例如，如波形588所示)。在又一示例中，从时间t5到时间t6，电压390从幅度556增大到幅度550(例如，如波形 590所示)，并且电压388也增大。

[0060] 在又一实施例中，在时间t6，调制信号470从逻辑高电平变为逻辑低电平(例如，如波形570所示)。例如，在时间t6，驱动信号478从逻辑高电平变为逻辑低电平(例如，如波形578所示)，并且开关426从闭合变为打开(例如，如波形526所示)。在另一示例中，在时间t6，控制信号474保持在逻辑低电平(例如，如波形574所示)，并且开关420保持打开。在另一示例中，在时间t6，控制信号476从逻辑高电平变为逻辑低电平(例如，如波形576所示)，并且开关422从闭合变为打开。在又一示例中，在时间t6，电压386保持等于电压380(例如，如波形586所示)。在又一示例中，在时间t6，电压380等于幅度512(例如，如波形 580所示)，并且电压386也等于幅度512。在又一示例中，在时间t6，电压388从幅度500增大(例如，如波形
588所示)。在又一示例中，在时间t6，电压390从幅度550下降到幅度552(例如，如波形590所示)。

[0061] 根据一个实施例，从时间t6到时间t7，驱动信号478保持在逻辑低电平(例如，如波形578所示)，并且开关426保持打开(例如，如波形 526所示)。例如，从时间t6到时间t7，控制信号474保持在逻辑低电平 (例如，如波形574所示)，并且控制信号476保持在逻辑低电平(例如，如波形576所示)。在另一示例中，从时间t6到时间t7，开关420保持打开，并且开关422也保持打开。

[0062] 在一个实施例中，电压386从时间t6处的等于电压380变为时间t7处的等于钳位器430的钳位电压(例如，如波形586所示)。在又一实施例中，从时间t6到时间t7，电压380从幅度512降低到幅度516(例如，如波形580所示)。在又一实施例中，从时间t6到时间t7，电压390保持幅度552(例如，如波形590所示)。

[0063] 根据另一实施例，在时间t7，调制信号470从逻辑低电平变为逻辑高电平(例如，如波形570所示)。例如，在时间t7，驱动信号478保持逻辑低电平(例如，如波形578所示)，并且开关426保持打开(例如，如波形526所示)。在另一示例中，在时间t7，控制信号474从逻辑低电平变为逻辑高电平(例如，如波形574所示)，并且开关420从打开变为闭合。在又一示例中，在时间t7，控制信号476保持逻辑低电平(例如，如波形576所示)，并且开关422保持打开。在又一示例中，在时间t7，电压386保持等于钳位器430的钳位电压(例如，如波形586所示)。在又一示例中，在时间t7，电压388从幅度502下降到幅度504(例如，如波形588所示)。在又一示例中，在时间t7，电压380等于幅度516(例如，如波形580所示)。在又一示例中，在时间t7，电压390在幅度552(例如，如波形590所示)。

[0064] 如图5所示，根据本发明的某些实施例，调制信号470是周期性信号。在一个实施例中，从时间t1到时间t6的时间段T1表示调制信号470的一个周期。例如，从时间t1到时间t3，调制信号470处于逻辑低电平，并且从时间t3到时间t6，调制信号470处于逻辑高电平(例如，如波形570所示)。在另一示例中，在时间段T1期间，电压386在幅度上在钳位器430 的钳位电压和电压380之间改变(例如，如波形586所示)。在另一实施例中，从时间t3到时间t7的时间段T2表示调制信号470的一个周期，并且时间段T2的大小等于时间段T1。例如，从时间t3到时间t6，调制信号470 处于逻辑高电平，并且从时间t6到时间t7，调制信号470处于逻辑低电平 (例如，如波形570所示)。在另一示例中，在时间段t2期间，电压386 在幅度上在钳位器430的钳位电压和电压380之间改变(例如，如波形 586所示)。

[0065] 如上所述并且在这里进一步强调的，图5仅仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替代和修改。例如，时间tm与时间t4相同，并且从时间t3到时间t4，电压388 从幅度504增大到幅度506。在另一个示例中，时间tm与时间t4相同，并且从时间t3到时间t4，电压380从幅度516增大到幅度518。

[0066] 如图3、图4和图5所示，根据某些实施例，功率变换系统300使用开关420、422和426来调节电压380。例如，功率变换系统300不包括辅助绕组。在另一示例中，功率变换系统300高效地为电压380提供稳定的幅度。

[0067] 如上所述并且在这里进一步强调的，图3仅仅是示例，其不应当不适当地限制权利要求的范围。本领域的普通技术人员将认识到许多变化、替代和修改。例如，除了反激式功率变换器之外，图4所示的控制器302可以用于具有源极切换的其它类型的功率变换器。在另一示例中，如图4所示的控制器302用于降压-升压功率变换器、降压功率变换器和/或升压功率变换器。

[0068] 本发明的一些实施例提供了用于使用源切换的具有自调节电源的功率变换器的系统和方法。例如，这种功率变换器不需要使用控制器芯片外部的某些附加组件，例如辅助绕组(例如，辅助绕组146)和/或电容器(例如，电容器156)。在另一示例中，这样的功率变换器可以降低系统成本，提高能量转换效率，并且提高电源可靠性。在又一示例中，这样的功率变换器可以用在各种类型的电源适配器、蜂窝电话充电器和/或发光二极管中。

[0069] 根据另一实施例，一种用于功率变换器的控制器包括耦接到晶体管的栅极端子的第一控制器端子。晶体管还包括漏极端子和源极端子，并且第一控制器端子处于作为第一时间函数的第一电压。另外，控制器包括耦接到源端子的第二控制器端子。第二控制器端子处于作为第二时间函数的第二电压。此外，控制器包括耦接到电阻器的第一电阻器端子的第三控制器端子。电阻器还包括第二电阻器端子，并且第三控制器端子处于作为第三时间函数的第三电压。此外，控制器包括耦接到电容器的第一电容器端子的第四控制器端子。电容器还包括第二电容器端子，并且第四控制器端子处于作为第四时间函数的第四电压。从第一时间到第二时间，第一电压保持在第一幅度，第二电压从第二幅度增大到第三幅度，第三电压保持在第四幅度，并且第四电压从第五幅度增大到第六幅度。从第二时间到第三时间，第一电压保持在第一幅度，第二电压保持在第三幅度，第三电压保持在第四幅度，并且第四电压保持在第六幅度。第二时间在第一时间之后，并且第三时间在第二时间之后或与第二时间相同。例如，根据至少图3和/ 或图5来实现该控制器。

[0070] 根据又一实施例，一种用于功率变换器的控制器包括耦接到第一晶体管的第一栅极端子的第一控制器端子。第一晶体管还包括第一漏极端子和第一源极端子。另外，控制器包括耦接到第一源极端子的第二控制器端子和耦接到第一电阻器的第一电阻器端子的第三控制器端子。第一电阻器还包括第二电阻器端子。此外，控制器包括耦接到电容器的第一电容器端子的第四控制器端子。电容器还包括第二电容器端子。此外，控制器包括具有第一二极管端子和第二二极管端子的第一二极管。第一二极管端子连接到第一控制器端子，并且第二二极管端子连接到第二控制器端子。另外，控制器包括第二二极管，第二二极管包括第三二极管端子和第四二极管端子。第三二极管端子连接到第二控制器端子。此外，控制器包括第一开关，第一开关包括第一开关端子、第二开关端子和第三开关端子。第一开关端子连接到第四二极管端子，第二开关端子连接到第四控制器端子，并且第三开关端子被配置为接收第一信号。此外，控制器包括第二开关，第二开关包括第四开关端子、第五开关端子和第六开关端子。第四开关端子连接到第一控制器端子，第五开关端子连接到第四控制器端子，并且第六开关端子被配置为接收第二信号。另外，控制器包括第三开关，第三开关包括第七开关端子、第八开关端子和第九开关端子。第七开关端子连接到第二控制器端子，第八开关端子连接到第三控制器端子，并且第九开关端子被配置为接收第三信号。例如，根据至少图3和/或图4来实现该控制器。

[0071] 根据另一实施例，一种用于功率变换器的方法包括从第一时间到第二时间，将第一控制器端子的第一电压保持在第一幅度。第一控制器端子耦接到晶体管的栅极端子，并且晶体管还包括漏极端子和源极端子。第一控制器端子处于作为第一时间函数的第一电压。另外，该方法包括从第一时间到第二时间，将第二控制器端子的第二电压从第二幅度增大到第三幅度。第二控制器端子耦接到源极端子，并且第二控制器端子处于作为第二时间函数的第二电压。此外，该方法包括从第一时间到第二时间，将第三控制器端子的第三电压保持在第四幅度。第三控制器端子耦接到电阻器的第一电阻器端子，并且电阻器还包括第二电阻器端子。第三控制器端子处于作为第三时间函数的第三电压。此外，该方法包括从第一时间到第二时间，将第四控制器端子的第四电压从第五幅度增大到第六幅度。第四控制器端子耦接到电容器的第一电容器端子，并且电容器还包括第二电容器端子。第四控制器端子处于作为第四时间函数的第四电压。另外，该方法包括：从第二时间到第三时间，将第一电压保持在第一幅度；从第二时间到第三时间，将第二电压保持在第三幅度；从第二时间到第三时间，将第三电压保持在第四幅度；以及从第二时间到第三时间，将第四电压保持在第六幅度。第二时间在第一时间之后，并且第三时间在第二时间之后或与第二时间相同。例如，根据至少图3和/或图5来实现该方法。

[0072] 例如，本发明的各种实施例的一些或所有部件都是、分别是、和/或与至少另一组件的组合是使用一个或多个软件组件、一个或多个硬组部件、和/或软件和硬件组件的一个或多个组合实现的。在另一示例中，本发明的各种实施例的一些或所有组件都是、分别是、和/或与至少另一组件的组合被实现为一个或多个电路，例如，一个或多个模拟电路和/或一个或多个数字电路。在又一实例中，本发明的各种实施例和/或示例可以被结合在一起。

[0073] 尽管已经描述了本发明的具体实施例，但是本领域普通技术人员将理解的是，还存在与所描述的实施例等同的其它实施例。因此，应该明白，本发明不限于具体说明的实施例，而仅受所附权利要求的范围的限制。