專利名稱：用于非有意錯(cuò)反饋電壓信號(hào)的保護(hù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及功率轉(zhuǎn)換器，更具體地涉及感測(cè)功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。
背景技術(shù)：
許多電氣設(shè)備，諸如蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、膝上型電腦等，由相對(duì)低壓的直流(dc)電源供電。由于功率一般作為高壓交流(ac)電通過(guò)壁式插座來(lái)傳送，所以一般使用通常稱為切換功率轉(zhuǎn)換器(switching-power converter)的設(shè)備將高壓交流電變換為低壓直流電。這些轉(zhuǎn)換器通常使用控制器來(lái)使功率開關(guān)在通態(tài)(ON state)與斷態(tài)(OFFstate)之間切換，以控制傳輸?shù)皆撧D(zhuǎn)換器的輸出以及傳送到負(fù)載的功率的量。在某些應(yīng)用中，切換功率轉(zhuǎn)換器可包括能量傳遞元件，以將該功率轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)與輸出側(cè)分隔開。更具體地，可使用能量傳遞元件來(lái)提供流電隔離(galvanicisolation),以阻止該功率轉(zhuǎn)換器的輸入端與輸出端之間的直流電流。能量傳遞元件的常見實(shí)例包括變壓器和耦合電感器，其中電能被轉(zhuǎn)換成磁能，磁能通過(guò)輸出繞組在輸出側(cè)又被轉(zhuǎn)換成電能。一種被稱為初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)(primary-side regulation)的典型調(diào)節(jié)功率方式可包括使用偏置繞組來(lái)獲得反饋信息，該偏置繞組電耦合至該功率轉(zhuǎn)換器的輸入側(cè)，以使得該偏置繞組也磁耦合至該能量傳遞元件的輸出繞組。這允許該偏置繞組產(chǎn)生代表該功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的電壓(可從該輸入側(cè)得到)。這樣，該切換功率轉(zhuǎn)換器可獲得代表該輸出電壓的反饋信號(hào)，而不需要直接感測(cè)該轉(zhuǎn)換器的輸出端處的輸出電壓。在運(yùn)行期間，該功率轉(zhuǎn)換器可通過(guò)如下方式調(diào)節(jié)它的輸出電壓響應(yīng)于來(lái)自該偏置繞組的反饋來(lái)調(diào)整切換事件的頻率和持續(xù)時(shí)間。通過(guò)調(diào)整切換事件的頻率和持續(xù)時(shí)間，該轉(zhuǎn)換器可控制從該電源的輸入端傳遞到輸出端的能量的量。盡管這種方法在某些瞬變狀況下通常是有效的，但初級(jí)側(cè)感測(cè)可能會(huì)獲得反饋信號(hào)的假樣本(false sample)ο 一般，來(lái)自偏置繞組的反饋信號(hào)僅在一部分時(shí)間內(nèi)代表輸出電壓。因此，當(dāng)實(shí)施初級(jí)側(cè)控制時(shí)，僅可在偏置繞組電壓代表輸出電壓的特定時(shí)間內(nèi)執(zhí)行感測(cè)。控制器可被設(shè)計(jì)以感測(cè)一個(gè)特定時(shí)刻的偏置電壓。在某些情況下，由于預(yù)先設(shè)定的感測(cè)信號(hào)不會(huì)考慮到瞬變狀況從而不能在代表輸出電壓的合適時(shí)刻對(duì)輸出電壓波形進(jìn)行取樣，控制器可能會(huì)在不正確的時(shí)刻感測(cè)偏置電壓。結(jié)果，功率轉(zhuǎn)換器可能會(huì)基于不正確的信息來(lái)確定能量傳送。這可能會(huì)導(dǎo)致輸出電壓失去調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在第一方面提供了一種用于初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器的控制器，所述控制器包括反饋電路，其能運(yùn)行以接收代表所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出的反饋信號(hào)，所述反饋電路還能運(yùn)行以基于所述反饋信號(hào)來(lái)產(chǎn)生第一反饋信號(hào)樣本；錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路，其能運(yùn)行以
接收所述反饋信號(hào)；基于所述反饋信號(hào)來(lái)產(chǎn)生第二反饋信號(hào)樣本；接收來(lái)自所述反饋電路的所述第一反饋信號(hào)樣本；將所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反饋信號(hào)樣本進(jìn)行比較；以及基于所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反饋信號(hào)樣本的比較來(lái)產(chǎn)生故障信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)電路，其耦合至所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路，其中所述驅(qū)動(dòng)電路能運(yùn)行以產(chǎn)生用于控制功率開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路包括時(shí)間觸發(fā)式傳感器電路，所述時(shí)間觸發(fā)式傳感器電路能運(yùn)行以接收所述反饋信號(hào)，其中所述時(shí)間觸發(fā)式傳感器電路還能運(yùn)行以基于所述反饋信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述第二反饋信號(hào)樣本。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路還包括比較電路，所述比較電路耦合至所述反饋電路和所述時(shí)間觸發(fā)式傳感器電路，其中所述比較電路能運(yùn)行以接收來(lái)自所述反饋電路的所述第一反饋信號(hào)樣本和來(lái)自所述時(shí)間觸發(fā)式傳感器電路的所述第二反饋信號(hào)樣本，并且其中所述比較電路還能運(yùn)行以基于所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反饋信號(hào)樣本之間的比較來(lái)產(chǎn)生錯(cuò)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路還包括計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器耦合至所述比較電路，其中所述計(jì)數(shù)器能運(yùn)行以接收來(lái)自所述比較電路的所述錯(cuò)信號(hào)，并且響應(yīng)于接收若干相繼的錯(cuò)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述故障信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施方案中，相繼的錯(cuò)信號(hào)的數(shù)目是4。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述比較電路還能運(yùn)行以執(zhí)行所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反饋信號(hào)樣本之間的比較，并且其中所述比較包括將所述第一反饋信號(hào)樣本的電壓與所述第二反饋信號(hào)樣本的電壓進(jìn)行比較。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述比較電路能運(yùn)行以響應(yīng)于所述第二反饋信號(hào)樣本的電壓大于所述第一反饋信號(hào)樣本的電壓的程度超過(guò)設(shè)定量來(lái)產(chǎn)生所述錯(cuò)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述設(shè)定量是約O. 7V。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述反饋電路能運(yùn)行以在從所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降沿算起第一長(zhǎng)度的時(shí)間后的時(shí)刻產(chǎn)生所述第一反饋信號(hào)樣本，并且其中所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路能運(yùn)行以在從所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降沿算起第二長(zhǎng)度的時(shí)間后的時(shí)刻產(chǎn)生所述第二反饋信號(hào)樣本。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述第二長(zhǎng)度的時(shí)間短于所述第一長(zhǎng)度的時(shí)間。本發(fā)明在第二方面提供了一種初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器，包括功率開關(guān)；能量傳遞元件，其耦合至所述功率開關(guān)，以將所述功率轉(zhuǎn)換器的輸入端與所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出端流電隔離，并且在所述功率轉(zhuǎn)換器的輸入端與輸出端之間傳遞能量；偏置繞組，其耦合至所述能量傳遞元件，其中所述偏置繞組被配置為輸出偏置繞組反饋信號(hào)，所述偏置繞組反饋信號(hào)代表所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出端處的輸出電壓；以及控制器，其耦合至所述功率開關(guān)，以控制所述功率開關(guān)，所述控制器包括反饋電路，其能運(yùn)行以接收所述偏置繞組反饋信號(hào)，所述反饋電路還能運(yùn)行以基于所述偏置繞組反饋信號(hào)來(lái)產(chǎn)生第一反饋信號(hào)樣本；錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路，其能運(yùn)行以 接收所述偏置繞組反饋信號(hào)；基于所述偏置繞組反饋信號(hào)來(lái)產(chǎn)生第二反饋信號(hào)樣本；接收來(lái)自所述反饋電路的所述第一反饋信號(hào)樣本；將所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反饋信號(hào)樣本進(jìn)行比較；以及基于所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反饋信號(hào)樣本的比較來(lái)產(chǎn)生故障信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)電路，其耦合至所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路，其中所述驅(qū)動(dòng)電路能運(yùn)行以產(chǎn)生用于控制所述功率開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述反饋電路能運(yùn)行以在從所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降沿算起第一長(zhǎng)度的時(shí)間后的時(shí)刻產(chǎn)生所述第一反饋信號(hào)樣本，并且其中所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路能運(yùn)行以在從所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降沿算起第二長(zhǎng)度的時(shí)間后的時(shí)刻產(chǎn)生所述第二反饋信號(hào)樣本。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述第二長(zhǎng)度的時(shí)間短于所述第一長(zhǎng)度的時(shí)間。本發(fā)明在第三方面提供了一種用于檢測(cè)初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器中的故障狀況的方法，所述方法包括接收代表所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出的反饋信號(hào)；使用所述反饋信號(hào)產(chǎn)生第一反饋信號(hào)樣本；使用所述反饋信號(hào)產(chǎn)生第二反饋信號(hào)樣本；將所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反饋信號(hào)樣本進(jìn)行比較；以及基于所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反饋信號(hào)樣本的比較來(lái)產(chǎn)生故障信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施方案中，將所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反饋信號(hào)樣本進(jìn)行比較包括，將所述第一反饋信號(hào)樣本的電壓與所述第二反饋信號(hào)樣本的電壓進(jìn)行比較。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述故障信號(hào)是響應(yīng)于所述第二反饋信號(hào)樣本的電壓大于所述第一反饋信號(hào)樣本的電壓的程度超過(guò)設(shè)定量來(lái)產(chǎn)生的。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述方法還包括響應(yīng)于所述第二反饋信號(hào)樣本的電壓大于所述第一反饋信號(hào)樣本的電壓的程度超過(guò)設(shè)定量來(lái)將所述第二反饋信號(hào)樣本識(shí)別為假樣本。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述故障信號(hào)是響應(yīng)于識(shí)別若干相繼的假樣本來(lái)產(chǎn)生的。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述第一反饋信號(hào)樣本是在從所述初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器的功率開關(guān)斷開算起第一長(zhǎng)度的時(shí)間后的時(shí)刻產(chǎn)生的，并且其中所述第二反饋信號(hào)樣本是在從所述初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器的功率開關(guān)斷開算起第二長(zhǎng)度的時(shí)間后的時(shí)刻產(chǎn)生的。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述第二長(zhǎng)度的時(shí)間短于所述第一長(zhǎng)度的時(shí)間。本發(fā)明在第四方面提供了一種控制器，包括反饋電路，其待被耦合至功率轉(zhuǎn)換器的輸出端，以接收代表所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出的反饋信號(hào)，其中所述反饋電路被耦合以輸出樣本信號(hào)；錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路，其耦合至所述反饋電路，其中所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路被奉禹合以至少部分地基于所述反饋信號(hào)來(lái)產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)；
響應(yīng)于所述樣本信號(hào)與所述測(cè)試信號(hào)之間的差大于閾值來(lái)產(chǎn)生錯(cuò)反饋樣本信號(hào)；以及至少部分地基于所述錯(cuò)反饋樣本信號(hào)來(lái)產(chǎn)生故障信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)電路，其耦合至所述反饋電路，其中所述驅(qū)動(dòng)電路能運(yùn)行以至少部分地基于所述樣本信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出，其中所述驅(qū)動(dòng)電路被耦合以接收來(lái)自所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路的所述故障信號(hào)從而表明故障狀況。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述閾值基本等于所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出二極管兩端的正向電壓降。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述反饋信號(hào)代表輸出電壓。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路包括故障計(jì)數(shù)器，所述故障計(jì)數(shù)器能運(yùn)行以至少部分地基于所述錯(cuò)反饋樣本信號(hào)來(lái)向所述驅(qū)動(dòng)電路輸出所述故障信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述故障計(jì)數(shù)器能運(yùn)行以響應(yīng)于在相繼的切換周期中接收到兩個(gè)或更多個(gè)錯(cuò)反饋樣本信號(hào)來(lái)輸出所述故障信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述驅(qū)動(dòng)電路響應(yīng)于所述故障信號(hào)來(lái)禁止所述功率開關(guān)的切換。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述驅(qū)動(dòng)電路響應(yīng)于所述故障信號(hào)來(lái)進(jìn)入自動(dòng)重啟模式。


從下文結(jié)合附圖給出的更具體描述中，本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方案的上述及其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將更明了。圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的功率轉(zhuǎn)換器的輸出繞組上的電壓的示例性電壓波形。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的用于控制功率開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及功率轉(zhuǎn)換器的輸出繞組上的相應(yīng)電壓的示例性電壓波形。圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的示例性初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式(primary-sideregulated)功率轉(zhuǎn)換器的功能框圖。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的、可用在初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器中的示例性控制器的功能框圖。圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的、可用在用于初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器的控制器中的示例性錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路(missing feedback voltage protectioncircuit)的功能框圖。圖6A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的功率轉(zhuǎn)換器的輸出繞組上的電壓的示例性電壓波形。圖6B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的功率轉(zhuǎn)換器的輸出繞組上的電壓的示例性電壓波形。圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的用于檢測(cè)假反饋電壓樣本的示例性電路的電路圖。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的用于檢測(cè)由假反饋電壓樣本導(dǎo)致的故障狀況的示例性方法。
具體實(shí)施例方式在下文的描述中，給出了許多具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)明了，未必需要使用這些具體細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)踐本發(fā)明。在另一些情況下，為了避免模糊本發(fā)明，沒(méi)有詳細(xì)描述眾所周知的材料或方法。在本文全文中提到的“一個(gè)實(shí)施方案” “一實(shí)施方案” “一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”意指，結(jié)合這個(gè)實(shí)施方案或?qū)嵤├枋龅木唧w特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中。因此，在本文全文中各處出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施方案中” “在一實(shí)施方案中” “一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”未必都指的是同一實(shí)施方案或?qū)嵤├４送?，這些具體特征、結(jié)構(gòu)或特性在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案或?qū)嵤├锌砂凑杖魏魏线m的組合和/或子組合結(jié)合。具體特征、結(jié)構(gòu)或特性可被包括在提供所描述的功能的集成電路、電子電路、組合邏輯電路或其他合適的部件中。另外，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在此提供的附圖是出于向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員解釋的目的，并且這些圖未必按比例繪制。通常，使用初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)(也稱為初級(jí)側(cè)感測(cè))的功率轉(zhuǎn)換器可在從功率開關(guān)切換至斷態(tài)算起某一長(zhǎng)度的時(shí)間后對(duì)偏置繞組的電壓進(jìn)行取樣。這樣做是因?yàn)槠美@組電壓僅可在該開關(guān)切換至斷態(tài)之后的一部分時(shí)間內(nèi)代表該功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。例如，圖1示出了在該功率開關(guān)切換至斷態(tài)之后不久功率轉(zhuǎn)換器的輸出繞組上的電壓。如所示，該輸出繞組上的電壓在切換事件之后不久經(jīng)歷了初始尖峰和波紋。這個(gè)時(shí)間段在圖1中被標(biāo)為區(qū)段(sect ion ) A。如果一個(gè)樣本是在該時(shí)間段內(nèi)采取的，則由于輸出繞組電壓中的相對(duì)大的波紋，可能會(huì)獲得不正確的電壓讀數(shù)。然而，最終，在輸出繞組電壓最能代表輸出電壓的時(shí)間段(在圖1中被標(biāo)為區(qū)段B)上，輸出繞組電壓變得相對(duì)穩(wěn)定，然后當(dāng)所有能量都被傳遞給該功率轉(zhuǎn)換器的輸出側(cè)時(shí)，輸出繞組電壓快速下降(在圖1中被標(biāo)為區(qū)段C)。結(jié)果，為了在被標(biāo)為B的相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)間段內(nèi)測(cè)量輸出繞組電壓，功率轉(zhuǎn)換器控制器被設(shè)計(jì)為通常在對(duì)所述偏置繞組電壓進(jìn)行取樣之前等待某一固定長(zhǎng)度的時(shí)間。盡管這種方法通常產(chǎn)生可靠的樣本，但在該功率轉(zhuǎn)換器的運(yùn)行中，被標(biāo)為A、B和C的時(shí)間段的持續(xù)時(shí)間不保持恒定。因此，可能的是，時(shí)段A和B的持續(xù)時(shí)間會(huì)變得足夠短，以使得該功率轉(zhuǎn)換器當(dāng)使用固定的取樣時(shí)間時(shí)會(huì)在時(shí)段C中獲得樣本，從而得到顯著低于實(shí)際輸出電壓的電壓樣本。響應(yīng)于在時(shí)段C中米取的低壓樣本,該功率轉(zhuǎn)換器會(huì)試圖向輸出端傳送更多的能量，從而導(dǎo)致輸出電壓增加，這進(jìn)而導(dǎo)致時(shí)段A和B的總持續(xù)時(shí)間進(jìn)一步減小。結(jié)果，在時(shí)段C中會(huì)繼續(xù)出現(xiàn)對(duì)偏置繞組電壓的后續(xù)取樣，從而得到更多的不正確地表明低輸出電壓的樣本。常規(guī)的初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器不能從這種狀況中恢復(fù)，從而導(dǎo)致過(guò)量的輸出電壓。舉例而言，圖2示出了用于控制功率開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及在初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器的輸出繞組兩端得到的電壓的電壓波形。在該驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第一通時(shí)段(通I)中，該輸出繞組兩端存在基本零電壓。然而，在該驅(qū)動(dòng)信號(hào)在斷I時(shí)段中變?yōu)榈椭?，該輸出繞組兩端的電壓表現(xiàn)為類似于圖1所示的電壓波形。在斷I時(shí)段的ts秒之后，在該輸出電壓的相對(duì)穩(wěn)定的部分中米取第一樣本(樣本I)。該樣本代表該功率轉(zhuǎn)換器的輸出繞組上的電壓，從而被認(rèn)為是好樣本。然而，在樣本I被采取之后，由于例如去除了負(fù)載，該功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓可能會(huì)增大。結(jié)果，在斷2時(shí)段中，輸出二極管的導(dǎo)通時(shí)間被減小至短于ts秒的持續(xù)時(shí)間。因此，當(dāng)樣本2在進(jìn)入斷2時(shí)段ts秒處產(chǎn)生時(shí)，樣本電壓顯著低于實(shí)際的輸出繞組電壓。因此，樣本2是假樣本。響應(yīng)于這個(gè)低反饋樣本，該功率轉(zhuǎn)換器會(huì)試圖增大傳送至輸出端的功率，從而進(jìn)一步增大輸出電壓。結(jié)果，在斷3時(shí)段中(其中樣本電壓顯著低于實(shí)際的輸出繞組電壓)，二極管導(dǎo)通時(shí)間被進(jìn)一步減小，從而導(dǎo)致在進(jìn)入該時(shí)段ts秒處獲得另一個(gè)壞樣本(樣本3)。如果這種樣式繼續(xù)，則在每個(gè)后續(xù)切換周期中將有更多功率被傳送至輸出端，由此導(dǎo)致輸出電壓繼續(xù)升高，從而導(dǎo)致失控狀況。作為概述，本發(fā)明的實(shí)施方案提供了初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器中的改進(jìn)的反饋取樣。在各個(gè)實(shí)施方案中，在采取默認(rèn)(default)反饋樣本之前采取測(cè)試樣本?？蓪⒃摐y(cè)試樣本的電壓與該默認(rèn)反饋樣本的電壓進(jìn)行比較，以確定這兩個(gè)樣本之間的電壓差是否超過(guò)閾值。如果該默認(rèn)樣本低于該測(cè)試樣本的程度超過(guò)該閾值，則該默認(rèn)樣本可被標(biāo)記為潛在假樣本，例如在圖1的時(shí)間段C中采取的樣本。該功率轉(zhuǎn)換器的控制器可檢測(cè)何時(shí)獲得了多于閾值數(shù)目的潛在假樣本。舉例而言，圖3示出了示例性功率轉(zhuǎn)換器300的功能框圖。在運(yùn)行中，功率轉(zhuǎn)換器300由在輸入端子330處接收的未調(diào)節(jié)的交流輸入(具有電壓Vin)在輸出端子331處提供直流輸出(具有電壓Vot)。在示出的實(shí)施例中，功率轉(zhuǎn)換器300包括控制器304、功率開關(guān)306、能量傳遞元件308、輸出二極管Dl 309、輸出電容器Cl、電容器C3、電阻器R3以及偏置繞組反饋電路310。偏置繞組反饋電路310可包括二極管D2、電容器C2、電阻器Rl和R2以及偏置繞組328 (其磁耦合至能量傳遞元件308)。如圖3所示，能量傳遞元件308包括耦合電感器，該耦合電感器具有輸入繞組324和輸出繞組326。該輸入繞組在此也可被稱為“初級(jí)繞組”，且該輸出繞組在此也可被稱為“次級(jí)繞組”。能量傳遞元件308在功率轉(zhuǎn)換器300的輸入側(cè)與輸出側(cè)之間提供了流電隔離，以阻止輸入側(cè)與輸出側(cè)之間的直流電流。輸入返回線305電耦合至被稱為處于功率轉(zhuǎn)換器300的“輸入側(cè)”的電路系統(tǒng)。類似地，輸出返回線307 (其可與輸入返回線305隔離且分立)電耦合至被稱為處于功率轉(zhuǎn)換器300的“輸出側(cè)”的電路系統(tǒng)。在運(yùn)行中，初級(jí)繞組324可耦合至功率開關(guān)306，以使得當(dāng)功率開關(guān)306處于通態(tài)時(shí)，能量傳遞元件308以輸入電流Isw接收能量，并且當(dāng)功率開關(guān)306切換至斷態(tài)之后，能量傳遞元件308向功率轉(zhuǎn)換器300的輸出端傳遞能量。通態(tài)可被定義為當(dāng)開關(guān)306能夠傳導(dǎo)電流時(shí)，且斷態(tài)可被定義為當(dāng)開關(guān)306基本不能傳導(dǎo)電流時(shí)。在一個(gè)實(shí)施例中，功率開關(guān)306可包括晶體管，諸如金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET )、雙極結(jié)型晶體管(BJT )或任何其他晶體管，或者任何其他開關(guān)?？刂破?04可被配置為使用切換或驅(qū)動(dòng)信號(hào)(在圖3中標(biāo)為Udkive)來(lái)控制功率開關(guān)306?？刂破?04輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)可耦合至功率開關(guān)306的柵極或控制端子，并且可使得功率開關(guān)306在通態(tài)與斷態(tài)之間切換?？刂破?04可包括振蕩器(未示出)，該振蕩器限定了基本規(guī)則的切換時(shí)段，在該基本規(guī)則的切換時(shí)段中，開關(guān)306可在處于通態(tài)時(shí)導(dǎo)通，或者在處于斷態(tài)時(shí)不導(dǎo)通。控制器可通過(guò)旁通端子BP由供電電容器(supply capacitor)C3供電。在運(yùn)行中，電阻器R3可被包括以控制供電電容器C3中的電流。如所示，控制器304可被配置為通過(guò)使功率開關(guān)306在通態(tài)與斷態(tài)之間切換來(lái)調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器300的輸出電壓，從而控制傳送至輸出端的功率的量。在一個(gè)切換事件中，當(dāng)功率開關(guān)306處于通態(tài)時(shí)，開關(guān)電流Isw傳導(dǎo)經(jīng)過(guò)能量傳遞元件308。當(dāng)開關(guān)306為導(dǎo)通時(shí)傳導(dǎo)的開關(guān)電流Isw的量由輸入電壓、初級(jí)繞組的電感以及功率開關(guān)306保持處于通態(tài)的時(shí)間確定。當(dāng)功率開關(guān)306處于斷態(tài)時(shí)，開關(guān)電流Isw基本為零。當(dāng)開關(guān)306從通態(tài)切換至斷態(tài)時(shí)，電流傳導(dǎo)經(jīng)過(guò)次級(jí)繞組326。該電流繼而被輸出二極管Dl整流并被電容器Cl濾波，以在輸出端子331處產(chǎn)生輸出電壓Votjt和輸出電流Iotjt。在運(yùn)行中，控制器304可接收反饋信號(hào)Ufb 332，該反饋信號(hào)代表當(dāng)輸出二極管Dl為導(dǎo)通時(shí)的輸出電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器304可使用反饋信號(hào)Ufb 332來(lái)調(diào)整初級(jí)繞組324中的電流脈沖的頻率、幅度和/或持續(xù)時(shí)間，以提供維持想要的輸出電壓所要求的適量的功率?？刂破?04還可包括錯(cuò)反饋電壓保護(hù)(MFVP)電路305，用于檢測(cè)由控制器304采取的反饋信號(hào)Ufb的潛在假樣本。下文將參照?qǐng)D4至圖8更詳細(xì)地描述MFVP電路305。如圖3所示，偏置繞組反饋電路310適于通過(guò)向控制器304發(fā)送反饋信號(hào)Ufb 332來(lái)提供初級(jí)反饋，這允許了從電源的輸入側(cè)間接感測(cè)輸出電壓。反饋信號(hào)Ufb 332可等于偏置電SVbias，或者是偏置電壓Vbias的縮放。由于能量傳遞元件308中的磁耦合，在功率開關(guān)306切換至斷態(tài)之后，能量被傳送至輸出繞組326并傳送至偏置繞組328。該磁耦合還使得偏置繞組328兩端感生的電壓與輸出繞組326兩端的電壓基本成比例。輸出繞組326兩端的電壓與偏置繞組328兩端的電壓的比例關(guān)系基于的是輸出繞組326的匝數(shù)與偏置繞組328的匝數(shù)之間的比值。由于當(dāng)二極管Dl導(dǎo)通時(shí)，輸出繞組326兩端的電壓僅大于輸出電壓Vott約O. 7V (輸出二極管前向電壓降的近似值)，所以偏置電壓Vbias增大至如下電壓，該電壓代表當(dāng)在功率開關(guān)306的斷態(tài)中傳遞能量時(shí)的輸出電壓。在一些情況下，控制器304可使用反饋信號(hào)Ufb332來(lái)將偏置電壓Vbias直接調(diào)節(jié)至代表想要的輸出電壓的想要的電壓。例如，偏置電壓Vbias可被調(diào)節(jié)至10V，以將輸出電壓間接調(diào)節(jié)至5V。在一些實(shí)施例中，供電電壓Vc3包括直流電壓成分，也包括時(shí)變電壓成分(被稱為波紋電壓)。波紋電壓的出現(xiàn)是由于供電電壓電容器C3的充電和放電。偏置繞組反饋電路310還可包括兩個(gè)或更多個(gè)電阻器Rl和R2，它們形成一個(gè)電阻分壓器，以向控制器304提供已分壓的或縮放的偏置電壓作為反饋信號(hào)UFB。在一些實(shí)施例中，為了實(shí)施上述控制，控制器304 (及其個(gè)體部件)和開關(guān)306可被實(shí)施為單塊(monolithic)集成電路，或者可用分立電氣部件來(lái)實(shí)施，或者可用分立部件與集成電路的組合來(lái)實(shí)施。在另一些實(shí)施例中，功率開關(guān)306可不被包括作為該集成電路的一部分，且控制器304可被耦合至如下功率開關(guān)，該功率開關(guān)被制造為與控制器304分立的器件。現(xiàn)在參照?qǐng)D4，其示出了用于功率轉(zhuǎn)換器的示例性控制器304的框圖。在示出的實(shí)施例中，控制器304包括反饋(FB)電路309、驅(qū)動(dòng)電路311以及錯(cuò)反饋電壓保護(hù)(MFVP)電路305。如所示，控制器304接收反饋信號(hào)Ufb 332，并且輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)Udkive，用于控制功率開關(guān)(諸如功率轉(zhuǎn)換器300的功率開關(guān)306)。反饋電路309可被配置為從反饋電路或偏置繞組(例如，從偏置繞組反饋電路310的偏置繞組328)接收反饋信號(hào)Ufb 332。反饋電路309還可從驅(qū)動(dòng)電路311接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)UmiVE。反饋電路309可使用驅(qū)動(dòng)信號(hào)Udkive來(lái)確定該功率開關(guān)何時(shí)處于斷態(tài)，并且可在從驅(qū)動(dòng)信號(hào)Udkive的下降沿(當(dāng)功率開關(guān)306從通態(tài)切換至斷態(tài)時(shí))算起某一設(shè)定長(zhǎng)度的時(shí)間后對(duì)反饋信號(hào)Ufb 332進(jìn)行取樣。反饋電路309可將所取樣的反饋信號(hào)Ufb 332的電壓作為Usample輸出，并且可將USAmE傳輸至驅(qū)動(dòng)電路311和MFVP電路305。
如所示，MFVP電路305可被配置為接收反饋信號(hào)Ufb 332、樣本信號(hào)USAmE以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)UDKIVE。類似于反饋電路309，MFVP電路305可被配置為使用驅(qū)動(dòng)信號(hào)Udkive來(lái)確定該功率開關(guān)何時(shí)處于斷態(tài)，并且可在從驅(qū)動(dòng)信號(hào)UDkive的下降沿算起某一設(shè)定長(zhǎng)度的時(shí)間后對(duì)反饋信號(hào)Ufb 332進(jìn)行取樣。在一些實(shí)施例中，MFVP電路305可在反饋電路309對(duì)反饋信號(hào)Ufb 332進(jìn)行取樣之前對(duì)反饋信號(hào)Ufb 332進(jìn)行取樣?；谟煞答侂娐?09和MFVP電路305取樣的電壓，MFVP電路305可確定Usamm是否代表假樣本，以及是否已經(jīng)因該假樣本而出現(xiàn)故障狀況。響應(yīng)于檢測(cè)到的故障狀況，MFVP電路305可向驅(qū)動(dòng)電路311傳輸故障信號(hào)(fault signal) Ufauij,表明可能已出現(xiàn)故障狀況。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路311接收到故障信號(hào)Ufauu時(shí)，該功率轉(zhuǎn)換器可進(jìn)入自動(dòng)重啟模式。自動(dòng)重啟模式是一種開環(huán)控制方法，其中功率開關(guān)306在一個(gè)時(shí)間段上切換，相繼的通周期和禁止該功率轉(zhuǎn)換器切換的時(shí)段交替出現(xiàn)。驅(qū)動(dòng)電路311可被配置為從反饋電路309接收樣本信號(hào)USAMaE，并從MFVP電路305接收故障信號(hào)UFmT。如上所述，故障信號(hào)Ufmm表明MFVP電路305已檢測(cè)到故障狀況。在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路311可響應(yīng)于接收到驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ufauu來(lái)進(jìn)入自動(dòng)重啟模式。驅(qū)動(dòng)電路311還可被配置為產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)Udkive,以控制功率轉(zhuǎn)換器的功率開關(guān)。例如，Udeive可被用來(lái)控制功率轉(zhuǎn)換器300的功率開關(guān)306。驅(qū)動(dòng)電路311可被配置為至少部分地基于反饋信號(hào)Ufb 332的樣本Usampu5來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)Udkive。基于這些電壓樣本,驅(qū)動(dòng)電路311可調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)Udk·ive的頻率、持續(xù)時(shí)間、電壓等，以調(diào)整傳送至功率轉(zhuǎn)換器的輸出端的功率的量。例如，如果所取樣的信號(hào)USAmE代表的輸出電壓低于想要的輸出電壓,則驅(qū)動(dòng)電路311可被配置為增大Udkive的頻率、持續(xù)時(shí)間、電壓或其組合，以向該轉(zhuǎn)換器的輸出端傳送更多的功率。類似地，如果所取樣的信號(hào)USAmE代表的輸出電壓高于想要的輸出電壓，則驅(qū)動(dòng)電路311可被配置為減小Udkive的頻率、持續(xù)時(shí)間、電壓或其組合，以向該轉(zhuǎn)換器的輸出端傳送更少的功率。盡管反饋電路309、MFVP 305以及驅(qū)動(dòng)電路311被示為分立的模塊，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到，一個(gè)模塊的所有部件或一些部件可與另一模塊的一些部件或所有部件結(jié)合?，F(xiàn)在參照?qǐng)D5，其示出了 MFVP電路305的功能框圖。如上文所述，MFVP電路305通常確定由控制器304獲得的假電壓樣本，并確定由這些假樣本中的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)致的故障狀況。MFVP電路305可包括用于接收反饋信號(hào)Ufb 332和驅(qū)動(dòng)信號(hào)Udkive的時(shí)間觸發(fā)式傳感器(time-triggered sensor)501 在一些實(shí)施例中，時(shí)間觸發(fā)式傳感器501可被配置為，在從與驅(qū)動(dòng)信號(hào)Udkive關(guān)聯(lián)的觸發(fā)事件發(fā)生算起某一設(shè)定長(zhǎng)度的時(shí)間后，獲得反饋信號(hào)Ufb 332的電壓的測(cè)試樣本(Utest)。在一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)間觸發(fā)式傳感器501可被配置為,在從驅(qū)動(dòng)信號(hào)Udkive的下降沿(代表功率開關(guān)切換至斷態(tài))算起約0.8 μ s后的時(shí)刻對(duì)反饋信號(hào)Ufb 332的電壓進(jìn)行取樣。測(cè)試樣本Utest可被提供給比較電路503，在這里可將測(cè)試樣本Utest與由反饋電路309獲得的反饋樣本^_進(jìn)行比較。在另一些實(shí)施例中，時(shí)間觸發(fā)式傳感器501可被配置為在一個(gè)不同的時(shí)間量(其值依賴于具體應(yīng)用)之后對(duì)反饋信號(hào)Ufb 332進(jìn)行取樣。舉例而言，該時(shí)間量可在0.5 μ s與2.0 μ s之間或更大，例如約0.5 μ S、約0.6 μ S、約0.7 μ S、約0.8 μ S、約0.9 μ S、約1.0 μ S、約1.5 μ S、約2.0 μ S或更大。另外，與驅(qū)動(dòng)信號(hào)Udkive相關(guān)的觸發(fā)事件替代地可以是驅(qū)動(dòng)信號(hào)Udkive的上升沿。如所示，比較電路503可被配置為接收Usami^e和Utest并且比較USAmE和Utest的電壓，以確定Usami^是否代表假樣本。在一些實(shí)施例中，比較電路503可通過(guò)比較Utest和Usamm的電壓從而確定USAmE的電壓小于Utest的電壓的程度是否超過(guò)閾值量，來(lái)檢測(cè)潛在假樣本。例如，在一些實(shí)施例中，如果由Utest的電壓代表的輸出繞組326電壓(從而輸出電壓Vmjt)減去由Usakw的電壓代表的輸出繞組326電壓等于或大于0.7V，則比較電路503可將USAmE識(shí)別為潛在假樣本并且可斷言(assert)信號(hào)U觀。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，根據(jù)能量傳遞元件308的繞組的匝數(shù)比值以及由電阻器Rl和R2形成的電阻分壓器中的電阻器的值，輸出繞組326兩端的電壓以及Ufb 332的電壓可相等或不相等。因此，為了識(shí)別由Utest和Usakw代表的輸出繞組326電壓中的0.7V的差，比較電路503可尋找Utest和USA_之間的等于或不同于0.7V的電壓差。另外，如將參照?qǐng)D6A更詳細(xì)地討論的，0.7V可被選擇為閾值電壓，因?yàn)檩敵龆O管Dl 309兩端的約0.7V的電壓降導(dǎo)致輸出繞組326電壓逐漸下降近似相同的量。然而，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，根據(jù)電路配置，也可使用除了 0.7V以外的閾值電壓。MFVP電路305還可包括故障計(jì)數(shù)器505，用于跟蹤由比較電路503識(shí)別的假樣本的數(shù)目。在一些實(shí)施例中，故障計(jì)數(shù)器505可從比較器503接收信號(hào)Umiss,并且可被配置為響應(yīng)于信號(hào)Umiss的斷言來(lái)使內(nèi)部計(jì)數(shù)器累加。這樣，故障計(jì)數(shù)器505可記錄由控制器304獲得的潛在假樣本的數(shù)目。在另一些實(shí)施例中，故障計(jì)數(shù)器505可僅保持跟蹤相繼的假樣本的數(shù)目。因此，響應(yīng)于未被斷言的Umiss信號(hào)，故障計(jì)數(shù)器505可復(fù)位至零。故障計(jì)數(shù)器505還可被配置為響應(yīng)于該計(jì)數(shù)器達(dá)到閾值來(lái)斷言故障信號(hào)UFmT。例如，根據(jù)系統(tǒng)配置，響應(yīng)于內(nèi)部計(jì)數(shù)器達(dá)到4 (代表4個(gè)非相繼的Umiss斷言或4個(gè)相繼的Umiss斷言)故障計(jì)數(shù)器505可斷言故障信號(hào)UFmT。然而，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，故障計(jì)數(shù)器505可被配置為響應(yīng)于該計(jì)數(shù)器達(dá)到任何值(這可代表任何數(shù)目的相繼或非相繼的潛在假樣本)來(lái)斷言故障信號(hào)UFmT。現(xiàn)在將參照?qǐng)D6A討論由反饋電路309和MFVP電路305獲得的電壓樣本的時(shí)序。類似于圖1，圖6A示出了在功率開關(guān)306切換至斷態(tài)之后不久，輸出繞組326兩端的電壓的示例性電壓波形。在示出的實(shí)施例中，tT代表在功率開關(guān)306切換至斷態(tài)之后在采取測(cè)試樣本之前的延時(shí)，ts代表在功率開關(guān)306切換至斷態(tài)之后在采取默認(rèn)樣本之前的延時(shí)，tDC0ND代表輸出二極管Dl處于導(dǎo)通的時(shí)間，且tQFF代表功率開關(guān)306處于斷態(tài)的時(shí)間。如圖6A所示，在從開關(guān)306切換至斷態(tài)算起經(jīng)過(guò)時(shí)間tT后的時(shí)刻，可獲得第一樣本。在一些實(shí)施例中，通過(guò)時(shí)間觸發(fā)式傳感器501在時(shí)間tT處對(duì)反饋信號(hào)Ufb進(jìn)行取樣,可測(cè)量時(shí)間tT處的輸出繞組電壓。結(jié)果可由時(shí)間觸發(fā)式傳感器501作為信號(hào)Utest輸出，信號(hào)Utest具有代表電壓vTEiT的電壓。在一些實(shí)施例中，時(shí)間可等于約0.8 μ S。然而,應(yīng)認(rèn)識(shí)至IJ，根據(jù)具體應(yīng)用，可使用其他值的時(shí)間tT。在一些實(shí)施例中，時(shí)間tT的持續(xù)時(shí)間可通常被選擇為超過(guò)Vciut中的初始電壓尖峰的持續(xù)時(shí)間。在從開關(guān)306切換至斷態(tài)算起經(jīng)過(guò)時(shí)間ts后的時(shí)刻，可獲得第二樣本。在一些實(shí)施例中，通過(guò)反饋電路309在從開關(guān)306切換至斷態(tài)算起經(jīng)過(guò)時(shí)間ts后的時(shí)刻對(duì)反饋信號(hào)Ufb進(jìn)行取樣，可檢測(cè)時(shí)間ts處的輸出繞組電壓。結(jié)果可由反饋電路309作為信號(hào)Usamm輸出，信號(hào)Usampu5具有代表 電壓Vsampu5的電壓。在一些實(shí)施例中，時(shí)間ts可等于約2.5 μ S。然而，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，根據(jù)具體應(yīng)用，可使用其他值的時(shí)間ts。在一些實(shí)施例中，時(shí)間ts的持續(xù)時(shí)間可通常被選擇為使得在輸出二極管導(dǎo)通時(shí)間Tdotd (類似于圖1中被標(biāo)為區(qū)段B的時(shí)間段)結(jié)束之前出現(xiàn)的相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)間段中采取樣本。如上文討論的，基于測(cè)試電壓Vtest與樣本電壓VSA_之間的電壓差，可檢測(cè)假樣本。如果Vsam^e的電壓小于Vtest的電壓的程度超過(guò)閾值量，則在時(shí)間ts處采取的樣本可被認(rèn)為是假樣本。閾值差可基于電路設(shè)計(jì)來(lái)選擇，并且可近似等于在初始瞬變時(shí)段之后且在輸出二極管Dl停止導(dǎo)通之前輸出繞組326電壓的預(yù)計(jì)的電壓下降量。對(duì)于示例性功率轉(zhuǎn)換器300，電壓差Vdi (其代表輸出二極管Dl的正向電壓降)可基本用作閾值電壓差，因?yàn)檩敵隼@組326電壓的預(yù)計(jì)的電壓下降量近似等于該輸出二極管的正向電壓降。在一些實(shí)施例中，Vdi可近似等于O. 7V。然而，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，根據(jù)具體應(yīng)用，可使用其他閾值電壓。在圖6A示出的實(shí)施例中，可看到Vtest與VSA_之間的差小于Vdi，因此在時(shí)間ts處采取的樣本可被確定為好樣本。然而，如圖6B所示，如果tDaM)的持續(xù)時(shí)間縮短(例如，由于輸出電壓Votjt的增大)至短于延時(shí)ts,則Vsampu5的電壓可顯著低于實(shí)際輸出電壓VoUT。例如，如圖6B所示，當(dāng)t_D短于時(shí)間ts時(shí)，Vtest與VSA_之間的差可大于VD1。在該實(shí)施例中，在時(shí)間ts處采取的樣本可被確定為壞樣本。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，控制器304的部件所取樣和比較的是來(lái)自反饋信號(hào)Ufb 332的電壓，而不是輸出繞組上的電壓。因此，由于上文討論的O. 7V差關(guān)乎輸出繞組電壓，所以根據(jù)能量傳遞元件308的繞組的匝數(shù)比值以及由電阻器Rl和R2形成的電阻分壓器中的電阻器的值，被比較的反饋信號(hào)樣本之間的實(shí)際電壓差可相同或不相同?，F(xiàn)在參照?qǐng)D7，其示出了用于產(chǎn)生和比較電壓樣本的示例性電路701。在一些實(shí)施例中，電路701可被用來(lái)執(zhí)行上文針對(duì)反饋電路309、時(shí)間觸發(fā)式傳感器501和比較器503描述的功能。電路701可包括緩沖器703，用于接收反饋信號(hào)Ufb 332。電路701還可包括用于選擇性地對(duì)電容器C4和C5充電的開關(guān)SW2和SW3。在運(yùn)行中，開關(guān)SW2和SW3可保持閉合，從而允許利用反饋信號(hào)Ufb 332對(duì)電容器C4和C5充電。當(dāng)要采取樣本時(shí)，這些開關(guān)之一可被設(shè)定到斷開位置，導(dǎo)致相應(yīng)的電容器存儲(chǔ)如下電壓，該電壓等于當(dāng)這個(gè)開關(guān)為斷開時(shí)反饋信號(hào)Ufb 332的電壓。例如，在時(shí)間卜處，可通過(guò)斷開開關(guān)SW2從而使電容器C4兩端的電壓等于反饋信號(hào)Ufb在時(shí)間tT處的電壓，來(lái)獲得測(cè)試樣本。然后，在時(shí)間ts處，可通過(guò)打開開關(guān)SW3從而使電容器C5兩端的電壓等于反饋信號(hào)Ufb在時(shí)間ts處的電壓，來(lái)獲得默認(rèn)反饋樣本。電路701還可包括運(yùn)算放大器707，用于比較電容器C4與C5的電壓。在一些實(shí)施例中，電路701還可包括直流電壓源705作為補(bǔ)償(offset)，代表閾值電壓，以增大施加至運(yùn)算放大器707的負(fù)端子的電壓。這樣，可對(duì)電容器C4的電壓與補(bǔ)償電壓VcwsetW上電容器C5的電壓進(jìn)行比較。這可被用來(lái)，例如，確定測(cè)試電壓(C4上的電壓)大于樣本電壓(C5上的電壓)的程度是否超過(guò)閾值量(補(bǔ)償電壓VcwsetX如果電容器C4的電壓大于電容器C5的電壓與補(bǔ)償電壓Vqffset之和,則運(yùn)算放大器707可斷言錯(cuò)信號(hào)(miss signal) Umisso補(bǔ)償電壓Votfset可被選擇為等于閾值電壓(例如，O. 7V)，如上文討論的。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，電路701可包括未示出的附加電路系統(tǒng)。現(xiàn)在參照?qǐng)D8，其示出了用于檢測(cè)由初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器獲得的假反饋信號(hào)樣本的示例性方法800。在方法800的框801，監(jiān)測(cè)一個(gè)功率開關(guān)，以確定該開關(guān)何時(shí)閉合。例如，可監(jiān)測(cè)由控制器304產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Udkive,以確定功率轉(zhuǎn)換器300的功率開關(guān)306何時(shí)切換至斷態(tài)。如上文討論的，當(dāng)開關(guān)306為斷開時(shí)，功率可從能量傳遞元件308的初級(jí)繞組324傳遞到輸出繞組326。一旦檢測(cè)到開關(guān)306斷開，該方法可前進(jìn)至框803。在框803，可在延遲了時(shí)間tT之后產(chǎn)生一個(gè)測(cè)試樣本。例如，在一些實(shí)施方案中，控制器304的時(shí)間觸發(fā)式傳感器501可在檢測(cè)到開關(guān)306斷開之后等待約0.8 μ S，然后對(duì)反饋信號(hào)Ufb進(jìn)行取樣?？僧a(chǎn)生測(cè)試信號(hào)Utest,其代表在時(shí)間tT處米取的樣本的測(cè)試電壓Vtest。在框805，可在從開關(guān)306斷開算起^秒后的時(shí)刻獲得一個(gè)樣本電壓。例如，在一些實(shí)施方案中，反饋電路309可在從開關(guān)306切換至斷態(tài)算起約2.5 μ s后的時(shí)刻對(duì)反饋信號(hào)Ufb 332進(jìn)行取樣?？僧a(chǎn)生樣本信號(hào)Usampu5,其電壓代表在時(shí)間ts處米取的樣本的電壓。在框807，可將Utest的電壓和USA_的電壓之間的差與閾值電壓Vth進(jìn)行比較，以確定Usamm是否可能是假樣本。如果該差大于閾值電壓Vth，則該方法前進(jìn)至框811。然而，如果該差等于或小于閾值電壓Vth，則該方法前進(jìn)至框809。例如，在一些實(shí)施方案中，比較器503可被用來(lái)比較Utest和USAmE的電壓。如果在框807確定了 Usamm可能是假樣本，則可在框811使計(jì)數(shù)器累加。該計(jì)數(shù)器可被用來(lái)保持跟蹤所獲得的相繼的假樣本的數(shù)目。例如，在一些實(shí)施方案中，當(dāng)比較器503識(shí)別了一個(gè)假樣本時(shí)，故障計(jì)數(shù)器505可累加。在框813，可將該計(jì)數(shù)器存儲(chǔ)的計(jì)數(shù)與閾值X進(jìn)行比較。如果該計(jì)數(shù)等于該閾值，則可確定已出現(xiàn)故障狀況，并且可在框815產(chǎn)生一個(gè)故障信號(hào)。然而，如果該計(jì)數(shù)不等于閾值X，則該方法返回框801，以監(jiān)測(cè)下一個(gè)切換事件。這樣，該計(jì)數(shù)器可跟蹤所獲得的相繼的潛在假樣本的數(shù)目。例如，在一些實(shí)施方案中，當(dāng)計(jì)數(shù)器50存儲(chǔ)的值達(dá)到4時(shí)，故障信號(hào)Ufault可產(chǎn)生并被傳輸至控制器304的驅(qū)動(dòng)電路311。故障信號(hào)Ufauu被驅(qū)動(dòng)電路311接收可導(dǎo)致控制器304進(jìn)入自動(dòng)重啟模式，以避免在功率轉(zhuǎn)換器300的輸出端處產(chǎn)生過(guò)大的電壓。相反，如果在框807確定了 USAMaE可能是好樣本，則該計(jì)數(shù)器可在框809復(fù)位。然后該方法可返回至框801。例如，在一些實(shí)施方案中，當(dāng)獲得了非假樣本時(shí)，故障計(jì)數(shù)器505可復(fù)位。 盡管方法800的框已按特定順序呈現(xiàn)，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到，它們可按任何順序執(zhí)行，并且一個(gè)或多個(gè)框可同時(shí)被執(zhí)行。例如，反饋電路309和MFVP電路305可監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Udkive以確定開關(guān)SWl何時(shí)斷開，同時(shí)比較器503將測(cè)試信號(hào)Utest與樣本信號(hào)USAmE進(jìn)行比較。上文對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述，包括摘要中描述的內(nèi)容，不意在是窮舉性的或者是對(duì)所公開的確切形式的限制。盡管出于示例目的在本文中描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方案和實(shí)施例，但在不偏離本發(fā)明的較寬泛精神和范圍的前提下，多種等同修改是可行的。事實(shí)上，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，具體示例的電壓、電流、頻率、功率范圍值、時(shí)間等是出于解釋目的提供的，并且在根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的其他實(shí)施方案和實(shí)施例中也可采用其他值?？筛鶕?jù)上文的詳細(xì)描述對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做出這些修改。下列權(quán)利要求中使用的術(shù)語(yǔ)不應(yīng)被理解為將本發(fā)明限制于說(shuō)明書和權(quán)利要求中公開的具體實(shí)施方案。而是，范圍應(yīng)完全由下列權(quán)利要求確定，這些權(quán)利要求應(yīng)根據(jù)權(quán)利要求解釋的既定原則來(lái)理解。因此，本說(shuō)明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是示例性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種用于初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器的控制器，所述控制器包括: 反饋電路，其能運(yùn)行以接收代表所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出的反饋信號(hào)，所述反饋電路還能運(yùn)行以基于所述反饋信號(hào)來(lái)產(chǎn)生第一反饋信號(hào)樣本； 錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路，其能運(yùn)行以: 接收所述反饋信號(hào)； 基于所述反饋信號(hào)來(lái)產(chǎn)生第二反饋信號(hào)樣本； 接收來(lái)自所述反饋電路的所述第一反饋信號(hào)樣本； 將所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反饋信號(hào)樣本進(jìn)行比較；以及基于所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反饋信號(hào)樣本的比較來(lái)產(chǎn)生故障信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)電路，其耦合至所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路，其中所述驅(qū)動(dòng)電路能運(yùn)行以產(chǎn)生用于控制功率開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路包括時(shí)間觸發(fā)式傳感器電路，所述時(shí)間觸發(fā)式傳感器電路能運(yùn)行以接收所述反饋信號(hào)，其中所述時(shí)間觸發(fā)式傳感器電路還能運(yùn)行以基于所述反饋信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述第二反饋信號(hào)樣本。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制器，其中所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路還包括比較電路，所述比較電路耦合至所述反饋電路和所述時(shí)間觸發(fā)式傳感器電路，其中所述比較電路能運(yùn)行以接收來(lái)自所述反饋電路的所述第一反饋信號(hào)樣本和來(lái)自所述時(shí)間觸發(fā)式傳感器電路的所述第二反饋信號(hào)樣本，并且其中所述比較電路還能運(yùn)行以基于所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反 饋信號(hào)樣本之間的比較來(lái)產(chǎn)生錯(cuò)信號(hào)。
4.根據(jù) 權(quán)利要求3所述的控制器，其中所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路還包括計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器耦合至所述比較電路，其中所述計(jì)數(shù)器能運(yùn)行以接收來(lái)自所述比較電路的所述錯(cuò)信號(hào)，并且響應(yīng)于接收若干相繼的錯(cuò)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述故障信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制器，其中相繼的錯(cuò)信號(hào)的數(shù)目是4。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制器，其中所述比較電路還能運(yùn)行以執(zhí)行所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反饋信號(hào)樣本之間的比較，并且其中所述比較包括將所述第一反饋信號(hào)樣本的電壓與所述第二反饋信號(hào)樣本的電壓進(jìn)行比較。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制器，其中所述比較電路能運(yùn)行以響應(yīng)于所述第二反饋信號(hào)樣本的電壓大于所述第一反饋信號(hào)樣本的電壓的程度超過(guò)設(shè)定量來(lái)產(chǎn)生所述錯(cuò)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制器，其中所述設(shè)定量是約0.7V。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中所述反饋電路能運(yùn)行以在從所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降沿算起第一長(zhǎng)度的時(shí)間后的時(shí)刻產(chǎn)生所述第一反饋信號(hào)樣本，并且其中所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路能運(yùn)行以在從所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降沿算起第二長(zhǎng)度的時(shí)間后的時(shí)刻產(chǎn)生所述第二反饋信號(hào)樣本。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制器，其中所述第二長(zhǎng)度的時(shí)間短于所述第一長(zhǎng)度的時(shí)間。
11.一種初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器，包括: 功率開關(guān)； 能量傳遞元件，其耦合至所述功率開關(guān)，以將所述功率轉(zhuǎn)換器的輸入端與所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出端流電隔離，并且在所述功率轉(zhuǎn)換器的輸入端與輸出端之間傳遞能量；偏置繞組，其耦合至所述能量傳遞元件，其中所述偏置繞組被配置為輸出偏置繞組反饋信號(hào)，所述偏置繞組反饋信號(hào)代表所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出端處的輸出電壓；以及控制器，其耦合至所述功率開關(guān)，以控制所述功率開關(guān)，所述控制器包括: 反饋電路，其能運(yùn)行以接收所述偏置繞組反饋信號(hào)，所述反饋電路還能運(yùn)行以基于所述偏置繞組反饋信號(hào)來(lái)產(chǎn)生第一反饋信號(hào)樣本； 錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路，其能運(yùn)行以: 接收所述偏置繞組反饋信號(hào)； 基于所述偏置繞組反饋信號(hào)來(lái)產(chǎn)生第二反饋信號(hào)樣本； 接收來(lái)自所述反饋電路的所述第一反饋信號(hào)樣本； 將所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反饋信號(hào)樣本進(jìn)行比較；以及基于所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反饋信號(hào)樣本的比較來(lái)產(chǎn)生故障信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)電路，其耦合至所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路，其中所述驅(qū)動(dòng)電路能運(yùn)行以產(chǎn)生用于控制所述功率開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器，其中所述反饋電路能運(yùn)行以在從所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降沿算起第一長(zhǎng)度的時(shí)間后的時(shí)刻產(chǎn)生所述第一反饋信號(hào)樣本，并且其中所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路能運(yùn)行以在從所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降沿算起第二長(zhǎng)度的時(shí)間后的時(shí)刻產(chǎn)生所述第二反饋信號(hào)樣本。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器，其中所述第二長(zhǎng)度的時(shí)間短于所述第一長(zhǎng)度的時(shí)間。
14.一種用于檢測(cè)初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器中的故障狀況的方法，所述方法包括: 接收代表所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出的反饋信號(hào)； 使用所述反饋信號(hào)產(chǎn)生第一反饋信號(hào)樣本； 使用所述反饋信號(hào)產(chǎn)生第二反饋信號(hào)樣本； 將所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反饋信號(hào)樣本進(jìn)行比較；以及 基于所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反饋信號(hào)樣本的比較來(lái)產(chǎn)生故障信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中將所述第一反饋信號(hào)樣本與所述第二反饋信號(hào)樣本進(jìn)行比較包括，將所述第一反饋信號(hào)樣本的電壓與所述第二反饋信號(hào)樣本的電壓進(jìn)行比較。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述故障信號(hào)是響應(yīng)于所述第二反饋信號(hào)樣本的電壓大于所述第一反饋信號(hào)樣本的電壓的程度超過(guò)設(shè)定量來(lái)產(chǎn)生的。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括響應(yīng)于所述第二反饋信號(hào)樣本的電壓大于所述第一反饋信號(hào)樣本的電壓的程度超過(guò)設(shè)定量來(lái)將所述第二反饋信號(hào)樣本識(shí)別為假樣本。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述故障信號(hào)是響應(yīng)于識(shí)別若干相繼的假樣本來(lái)產(chǎn)生的。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第一反饋信號(hào)樣本是在從所述初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器的功率開關(guān)斷開 算起第一長(zhǎng)度的時(shí)間后的時(shí)刻產(chǎn)生的，并且其中所述第二反饋信號(hào)樣本是在從所述初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器的功率開關(guān)斷開算起第二長(zhǎng)度的時(shí)間后的時(shí)刻產(chǎn)生的。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第二長(zhǎng)度的時(shí)間短于所述第一長(zhǎng)度的時(shí)間。
21.一種控制器，包括: 反饋電路，其待被耦合至功率轉(zhuǎn)換器的輸出端，以接收代表所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出的反饋信號(hào)，其中所述反饋電路被耦合以輸出樣本信號(hào)； 錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路，其耦合至所述反饋電路，其中所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路被耦合以: 至少部分地基于所述反饋信號(hào)來(lái)產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)； 響應(yīng)于所述樣本信號(hào)與所述測(cè)試信號(hào)之間的差大于閾值來(lái)產(chǎn)生錯(cuò)反饋樣本信號(hào)；以及 至少部分地基于所述錯(cuò)反饋樣本信號(hào)來(lái)產(chǎn)生故障信號(hào)；以及 驅(qū)動(dòng)電路，其耦合至所述反饋電路，其中所述驅(qū)動(dòng)電路能運(yùn)行以至少部分地基于所述樣本信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出，其中所述驅(qū)動(dòng)電路被耦合以接收來(lái)自所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路的所述故障信號(hào)從而表明故障狀況。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的控制器，其中所述閾值基本等于所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出二極管兩端的正向電壓降。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的控 制器，其中所述反饋信號(hào)代表輸出電壓。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的控制器，其中所述錯(cuò)反饋電壓保護(hù)電路包括故障計(jì)數(shù)器，所述故障計(jì)數(shù)器能運(yùn)行以至少部分地基于所述錯(cuò)反饋樣本信號(hào)來(lái)向所述驅(qū)動(dòng)電路輸出所述故障信號(hào)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的控制器，其中所述故障計(jì)數(shù)器能運(yùn)行以響應(yīng)于在相繼的切換周期中接收到兩個(gè)或更多個(gè)錯(cuò)反饋樣本信號(hào)來(lái)輸出所述故障信號(hào)。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的控制器，其中所述驅(qū)動(dòng)電路響應(yīng)于所述故障信號(hào)來(lái)禁止所述功率開關(guān)的切換。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的控制器，其中所述驅(qū)動(dòng)電路響應(yīng)于所述故障信號(hào)來(lái)進(jìn)入自動(dòng)重啟模式。
全文摘要
公開了用于在初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)式功率轉(zhuǎn)換器中提供改進(jìn)的反饋取樣的方法和裝置?？稍谀J(rèn)反饋樣本之前采取測(cè)試樣本?？蓪⑺鰷y(cè)試樣本的電壓與所述默認(rèn)反饋樣本的電壓進(jìn)行比較，以確定這兩個(gè)樣本之間的電壓差是否超過(guò)閾值。如果所述默認(rèn)樣本低于所述測(cè)試樣本的程度超過(guò)所述閾值，則所述默認(rèn)樣本可被標(biāo)記為潛在假樣本。如果獲得了多于設(shè)定數(shù)目的潛在假樣本，則所述功率轉(zhuǎn)換器可進(jìn)入自動(dòng)重啟模式。
文檔編號(hào)H02M3/28GK103078502SQ201210369580
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者G·D·張, Y·迦諾基 申請(qǐng)人:電力集成公司