示的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的工作頻率和反饋信號之間的傳統(tǒng)關(guān)系的簡化圖示。
[0027]圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的、作為如圖4所示的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一部分的系統(tǒng)控制器的某些組件的簡化圖示。
[0028]圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的、作為如圖4所示的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的一部分的系統(tǒng)控制器的簡化時序圖。
具體實施例
[0029]本發(fā)明的某些實施例針對集成電路。更具體地，本發(fā)明的一些實施例提供基于占空比的頻率調(diào)整系統(tǒng)和方法。僅作為示例，本發(fā)明的一些實施例被應(yīng)用到功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。但是應(yīng)該理解，本發(fā)明具有更寬的適用范圍。
[0030]如上文所討論的，對于大輸出負荷，輸入電壓197越大則驅(qū)動信號122的占空比變的更小；并且輸入電壓197越小則驅(qū)動信號122的占空比越大。占空比可用來影響的工作頻率的上限的？_的大小。
[0031]圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的簡化圖示。此圖僅是示例，其不應(yīng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識到許多變化、替換和修改。功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)400 (例如，功率轉(zhuǎn)換器)包括系統(tǒng)控制器402、初級繞組430、次級繞組432、輔助繞組434、開關(guān)420、電流檢測電阻466、二極管408、410和444、電容器406、450、452和454，電磁干擾(EMI)濾波器480、整流電橋482、電阻器404、453、481和483，以及隔離反饋組件403。
[0032]例如，隔離反饋組件403包括電阻器460、462、468和486，電容器464、三端調(diào)節(jié)器472以及光耦合器470。作為示例，電源開關(guān)420包括雙極結(jié)型晶體管。在另一示例中，電源開關(guān)420包括場效應(yīng)晶體管(例如，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)。在又另一示例中，電源開關(guān)420包括絕緣柵雙極晶體管。作為另一示例，系統(tǒng)控制器402包括終端(例如，引腳)412、414、416、418和499。作為另一示例，系統(tǒng)控制器402是芯片，其包括引腳412、414、416、418 和 499。
[0033]如圖4中所示，根據(jù)一些實施例交流電流輸入498由EMI濾波器480進行處理，并且整流橋482提供輸入電壓497用于功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)400的操作。例如，功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)400使用包括初級繞組430和次級繞組432的變壓器來隔離功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)400的初級側(cè)和次級偵U。作為示例，與次級側(cè)上的輸出電壓456相關(guān)的信息可以通過包括電阻器486和460的分壓器來提取。
[0034]根據(jù)另外的實施例，隔離反饋組件403基于與輸出電壓456相關(guān)的信息來生成反饋信號458。例如，控制器402接收反饋信號458，并生成驅(qū)動信號422以導(dǎo)通或關(guān)斷開關(guān)420來調(diào)節(jié)輸出電壓456。在另外的示例中，如果電源開關(guān)420被閉合(例如，被導(dǎo)通)，則能量被存儲在包括初級繞組430和次級繞組432的變壓器中。作為示例，閉合的電源開關(guān)420允許電流424流過初級繞組430。作為另一示例，電流424被電阻器466感測并且通過終端414 (例如，終端CS)轉(zhuǎn)換成電流檢測信號426 (例如，Ves)。作為又另外的示例，如果電源開關(guān)420是斷開的(例如，被關(guān)斷)時，則存儲的能量釋放到輸出端461并且系統(tǒng)400進入退磁過程。
[0035]根據(jù)又另外的實施例，當(dāng)電源開關(guān)420被關(guān)斷時，存儲在初級線圈430中的能量也轉(zhuǎn)移至耦接到初級繞組430的輔助繞組434。例如，二極管408變?yōu)檎蚱茫鎯υ诔跫壚@組中的一些能量被傳遞到電容器450并且用于通過終端416 (例如，端子VCC)以提供芯片電源電壓409 (例如，Vee)到系統(tǒng)控制器402。在另外的示例中，輔助繞組434、二極管408、電容器450的組合是自供給電路的一部分。在又另一示例中，電源開關(guān)420的控制器402的工作頻率(例如，驅(qū)動信號422的頻率)受到反饋信號458的影響。
[0036]在一些實施例中，不同的輸出負載對應(yīng)于反饋信號458的不同大小，并且因此對應(yīng)于電源開關(guān)420的不同工作頻率。作為示例，針對給定輸出負載，輸入電壓497越大則驅(qū)動信號422的占空比變得越小；并且輸入電壓497越小則驅(qū)動信號422的占空比越大。在另一示例中，如果輸入電壓497具有大的大小，則驅(qū)動信號422的占空比是小的。例如，如果輸入電壓497的大小增加，則電流424的大小增加。因此，電流檢測信號426更快地達到或超過閾值，且開關(guān)420的導(dǎo)通時間段結(jié)束更快，這會導(dǎo)致驅(qū)動信號422的占空比變得更小。
[0037]在某些實施例中，系統(tǒng)控制器102被配置來調(diào)節(jié)占空比，以影響工作頻率的上限(例如，F(xiàn)nax) ο作為示例，工作頻率的上限(例如，F(xiàn)nax)隨著驅(qū)動信號422的占空比的增加而(例如，線性地)增加。在另外的示例中，由于驅(qū)動信號422的占空比隨時間根據(jù)輸入電壓497的增加而減小，所以工作頻率的上限(例如，F(xiàn)niax)隨時間根據(jù)輸入電壓497的增加而減小。在又另一示例中，如果工作頻率的上限(例如，F(xiàn)_)降低，則去磁周期變得更長，并且電源開關(guān)420的源-漏電壓(例如，Vds)變得更小，從而降低其系統(tǒng)損害的風(fēng)險。
[0038]圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的、作為功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)400的一部分的系統(tǒng)控制器402的驅(qū)動信號422的占空比以及工作頻率的上限之間的關(guān)系的簡化圖示。此圖示僅是示例，其不應(yīng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識到許多變化、替換和修改。波形600表示與電源開關(guān)420相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動信號422的占空比和工作頻率的上限(例如，F(xiàn)naxb)之間的關(guān)系。例如，與占空比相關(guān)聯(lián)的特定大小滿足下列關(guān)系:DutyO彡Dutyl彡Duty_max。作為示例，頻率大小Fnaxb l^P Fnaxbj滿足下列關(guān)系:Fnaxb—# Fnaxb—H0
[0039]根據(jù)一個實施例，如果驅(qū)動信號422的占空比在大小DutyO和大小Dutyl之間的范圍內(nèi)，則控制器402的工作頻率的上限(例如，驅(qū)動信號422的頻率的上限)隨著占空比的增加而增加(例如，從Fniaxb Jlj F _b—H)。例如，如果驅(qū)動信號的占空比422從DutyO增加到Dutyl，則控制器402的工作頻率的上限(例如，驅(qū)動信號422的頻率的上限)WFniaxbJ線性增加到F_b—H。在另外的示例中，如果驅(qū)動信號422的占空比在大小Dutyl和大小Duty_max之間的范圍內(nèi)，則控制器402的工作頻率的上限(例如，驅(qū)動信號422的頻率的上限)保持在F_—H的大小不變。
[0040]圖6是示出了根據(jù)本公開的實施例的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)400的反饋信號458和工作頻率之間的關(guān)系的簡化圖示。此圖僅是示例，其不應(yīng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識到許多變化、替換和修改。波形700表示工作頻率和反饋信號458之間的關(guān)系。例如，與反饋彳目號458相關(guān)聯(lián)的特定大小(magnitude)滿足以下的關(guān)系:FBOb彡FBI FB2 FB3 FB4 b。作為示例，頻率下限Fnunb、頻率大小Fnmialb和頻率上限Fniaxb滿足下列關(guān)系=Fninb^F
normalb
^ Fniaxbo
[0041]如圖6所示，根據(jù)一些實施例，如果反饋信號458在大小FBOb和大小FBI b之間的范圍中，則工作頻率保持在下限Fnunb處。例如，如果反饋信號458是、在大小FBI b和大小FB2b之間的范圍中，則工作頻率隨著反饋信號458的增加而增加(例如，線性地從Fnunb增加到Fnmialb)。在另外的示例中，如果反饋信號458在大小FB2b和大小FB3 b之間的范圍中，則工作頻率保持在大小Fnmialb處。作為又一示例，如果反饋信號458在大小FB3 b和大小FB4 b之間的范圍中，則工作頻率隨著反饋信號458的增加而增加(例如，線性地從Fnmialb增加到Fnaxb)。作為又一示例，如果反饋信號458大于大小FB4b，則工作頻率被保持在上限Fniaxb處。
[0042]在實施例中，上KFniaxb與驅(qū)動信號422的占空比具有如圖5所示的關(guān)系。例如，輸入電壓497越大，則驅(qū)動信號的占空比422變得越小并且上限Fniaxb變得越小。在另一示例中，如果輸入電壓497的大小增加，則驅(qū)動信號的占空比422減小并且上限Fniaxb也減小。作為示例，最小的頻率上限對應(yīng)于頻率大小F_b—J例如，如圖5中所示)。作為另外的示例，最大的頻率上限對應(yīng)于頻率大小F_b—H (例如，如圖5中所示)。
[0043]圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的、作為功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)400的一部分的系統(tǒng)控制器402的某些組件的簡化圖示。此圖僅是示例，其不應(yīng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識到許多變化、替換和修改。系統(tǒng)控制器402包括第一跨導(dǎo)放大器502、第一求和組件504 (例如，加法器)、振蕩器506、調(diào)制組件508 (例如，脈沖寬度調(diào)制組件)，驅(qū)動組件510 (例如，驅(qū)動器)，頻率調(diào)整組件522 (例如，脈沖頻率調(diào)制組件)以及第二求和組件530 (例如，加法器)。例如，頻率調(diào)整組件522包括采樣和保持組件524、低通濾波器526和第二跨導(dǎo)放大器528。
[0044]如圖7所示，根據(jù)一些實施例，第一跨導(dǎo)放大器502接收反饋信號458并輸出電流信號512 (例如，Ifbl)。例如，第一求和組件504組合電流信號512和另外的電流信號514 (例如，I1),并輸出電流信號516 (例如，IcisJ。作為示例，第二求和組件530組合電流信號516 (例如，1scl)和由頻率調(diào)整組件522生成的另外的電流信號534 (例如，Iduty)。作為另外的示例，第二求和組件530輸出組合的電流信號532(例如，IcisJ至振蕩器506，振蕩器506生成振蕩信號518 (例如，時鐘信號)。作為又另外的示例，調(diào)制組件508接收振蕩信號518和電流感測信號426并且輸出調(diào)制信號520 (例如，脈沖寬度調(diào)制信號)到驅(qū)動器組件510，該驅(qū)動器組件510生成驅(qū)動信號422。在一些實施例中，電流信號516 (例如，1scl)在大小上等于電流信號512 (例如，Ifbl)和電流信號514(例如，I1)的和。例如，組合的電流信號532(例如，IcisJ在大小上等于電流信號516(例如，IcisJ和電流信號534(例如，Iduty)的和。
[0045]根據(jù)一個實施例，采樣和保持組件524從振蕩器506采集斜坡信號536并生成由低通濾波器526處理的信號538 (例如，Vsp)。例如，跨導(dǎo)放大器528將來自低通濾波器526的經(jīng)濾波的信號540轉(zhuǎn)換為與驅(qū)動信號422的占空比相關(guān)的電流信號534 (例如，Iduty)。作為示例，信號538 (例如，Vsp)的大小越大，則電流信號534 (例如，Iduty)的大小越大。作為另一示例，電流信號532被確定為如下:
[0046]1sc2= I OSCl + Iduty= I I + Ifbl + Iduty ⑴
[0047]其中Icisc2表不電流信號532，I。^表不電流信號516，I嶺表不電流信號534，I 1?不電流信號514，并且Ifbl表不電流信號512。這樣，根據(jù)一些實施例，占空比(例如，在一定范圍內(nèi))越大，則工作頻率越大，而占空比(例如，在一定的范圍內(nèi))越小，則工作頻率越小。
[0048]圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施例的、作為電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)400的一部分的系統(tǒng)控制器402的簡化時序圖。該圖僅是示例，其不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解很多變化、替代和修改。波形802代表隨時間變化的斜坡信號53