【技术实现步骤摘要】
在功率转换器中同步多个控制器相关申请的交叉引用本申请要求享有于2018年12月13日提交的美国临时申请US62/779,289的权益，该美国临时申请的全部内容通过引用并入本文。
本专利技术总体上涉及功率转换器，并且更具体地涉及开关模式功率转换器。
技术介绍
本专利技术总体上涉及功率转换器，并且更具体地涉及开关模式功率转换器。电子设备使用电力运行。由于开关模式功率转换器效率高、体积小、重量轻，因此它们通常被用来为现今的许多电子设备供电。常规的壁式插座提供高压交流(ac)电。在开关功率转换器中，通过能量传递元件转换高压ac输入，以提供良好调节的直流(dc)输出。开关模式功率转换器通常通过感测一个或多个输出量并且在闭合回路中控制输出来提供输出调节。在运行中，利用开关以通过改变占空比(通常是开关的导通(ON)时间与总开关周期的比率)、改变开关频率或改变开关模式功率转换器中的开关的每单位时间的脉冲数目来提供期望的输出。改变占空比可以被称为脉冲宽度调制(PWM)控制，而改变开关频率可以被称为脉冲频率调制(PFM)控制。一种类型的开关模式功率转换器拓扑是谐振开关模式功率转换器，其利用谐振电感-电容(LC)电路作为功率转换过程的一部分。通常，与非谐振转换器相比，具有PFM控制的谐振开关模式功率转换器可以具有一些优点，诸如以较高的开关频率运行并且具有较低的开关损耗，利用较小的磁性元件(并且因此利用较小的封装)，同时仍然高效率地运行。谐振功率转换器通常不具有带尖锐边沿的波形(例如，不具有高di/dt或dv...
【技术保护点】
1.一种被配置用于在功率转换器中使用的控制器，所述控制器包括：/n多路复用器，其具有被耦合以接收启动时钟信号的第一输入、被耦合以接收请求时钟信号的第二输入、以及被耦合以接收选择信号的选择输入，其中所述多路复用器被耦合以响应于所述选择信号来选择所述启动时钟信号或所述请求时钟信号，以在所述多路复用器的输出处生成时钟信号；/n启动时钟，其被配置为在启动状况期间生成所述启动时钟信号，以控制所述功率转换器的初级开关电路的开关频率；/n请求时钟，其被配置为在启动状况之后响应于请求信号来生成所述请求时钟信号，以控制所述功率转换器的初级开关电路的开关频率；以及/n控制电路，其被耦合以从所述多路复用器接收所述时钟信号，以生成控制所述初级开关电路的开关频率的驱动信号，所述控制电路被进一步配置为在启动状况期间生成所述选择信号以选择所述启动时钟信号，所述控制电路还被耦合以接收所述请求信号中的欠电压状况结束的指示，并且所述控制电路还被配置为在启动状况之后响应于所述请求信号来生成所述选择信号以选择所述请求时钟信号。/n
【技术特征摘要】
20181213 US 62/779,289;20191118 US 16/687,4001.一种被配置用于在功率转换器中使用的控制器，所述控制器包括：
多路复用器，其具有被耦合以接收启动时钟信号的第一输入、被耦合以接收请求时钟信号的第二输入、以及被耦合以接收选择信号的选择输入，其中所述多路复用器被耦合以响应于所述选择信号来选择所述启动时钟信号或所述请求时钟信号，以在所述多路复用器的输出处生成时钟信号；
启动时钟，其被配置为在启动状况期间生成所述启动时钟信号，以控制所述功率转换器的初级开关电路的开关频率；
请求时钟，其被配置为在启动状况之后响应于请求信号来生成所述请求时钟信号，以控制所述功率转换器的初级开关电路的开关频率；以及
控制电路，其被耦合以从所述多路复用器接收所述时钟信号，以生成控制所述初级开关电路的开关频率的驱动信号，所述控制电路被进一步配置为在启动状况期间生成所述选择信号以选择所述启动时钟信号，所述控制电路还被耦合以接收所述请求信号中的欠电压状况结束的指示，并且所述控制电路还被配置为在启动状况之后响应于所述请求信号来生成所述选择信号以选择所述请求时钟信号。
2.根据权利要求1所述的控制器，还包括频率减慢请求电路，所述频率减慢请求电路被配置为响应于所述请求信号中的欠电压状况结束的指示来生成一次性信号，所述一次性信号被耦合以由所述启动时钟接收。
3.根据权利要求2所述的控制器，其中所述启动时钟被配置为在启动状况期间以第一速率序贯地降低所述功率转换器的初级开关电路的开关频率，以增加所述功率转换器的输出电压，并且其中所述启动时钟被配置为在接收到所述一次性信号之后，减慢所述功率转换器的初级开关电路的开关频率的降低速率。
4.根据权利要求1所述的控制器，其中所述控制电路还被耦合以在接收到所述请求信号中的欠电压状况结束的指示之后，接收所述请求信号中的初始化信息，并且所述控制电路还被配置为在接收到所述请求信号中的初始化信息之后，生成所述选择信号以选择所述请求信号。
5.根据权利要求1所述的控制器，其中所述请求时钟被配置为：在所述控制电路在启动状况之后生成所述选择信号以选择所述请求时钟信号之后，响应于所述请求信号来降低所述功率转换器的初级开关电路的开关频率，以增加所述功率转换器的输出电压。
6.根据权利要求1所述的控制器，其中所述功率转换器的初级开关电路包括被耦合至低侧开关的高侧开关，其中所述驱动信号包括被耦合以驱动所述高侧开关的高侧控制信号和被耦合被配置以驱动所述低侧开关的低侧控制信号。
7.根据权利要求6所述的控制器，其中所述功率转换器是谐振转换器，其中所述功率转换器进一步包括耦合至所述初级开关电路的谐振回路电路，所述谐振回路电路包括耦合至回路电容的回路电感。
8.根据权利要求7所述的控制器，其中所述控制器是所述功率转换器的初级控制器，其中所述请求信号被配置为由所述功率转换器的次级控制器生成，其中所述初级控制器与所述次级控制器电流隔离，其中所述初级控制器被耦合以在启动状况之后从所述次级控制器接收所述请求信号，以生成所述高侧控制信号以控制所述高侧开关的开关以及生成所述低侧控制信号以控制所述低侧开关的开关。
9.根据权利要求8所述的控制器，其中所述次级控制器被耦合以在所述控制电路被配置为在启动状况之后响应于所述请求信号来生成所述选择信号以选择所述请求时钟信号之前，感测所述初级开关电路的开关频率，以使所述请求信号的开关频率同步。
10.根据权利要求9所述的控制器，其中所述次级控制器被进一步配置为限制所述开关频率的变化，直到所述开关频率下降到半循环限制并且表示所述功率转换器的输出的反馈信号大于参考电压。
11.一种功率转换器，包括：
能量传递元件，其被耦合在所述功率转换器的输入和所述功率转换器的输出之间；
初级开关电路，其被耦合至所述能量传递元件和所述功率转换器的输入；以及
控制器，其被配置为控制所述初级开关电路的开关，以控制从所述功率转换器的输入到所述功率转换器的输出的能量传递，其中所述控制器包括：
多路复用器，其具有被耦合以接收启动时钟信号的第一输入、被耦合以接收请求时钟信号的第二输入、以及被耦合以接收选择信号的选择输入，其中所述多路复用器被耦合以响应于所述选择信号来选择所述启动时钟信号或所述请求时钟信号，以在所述多路复用器的输出处生成时钟信号；
启动时钟，其被配置为在启动状况期间生成所述启动时钟信号，以控制所述初级开关电路的开关频率；
请求时钟，其被配置为在启动状况之后响应于请求信号来生成所述请求时钟信号，以控制所述初级开关电路的开关频率；以及
控制电路，其被耦合以从所述多路复用器接收所述时钟信号，以生成被耦合至所述初级开关电路的驱动信号，所述控制电路被进一步配置为在启动状况期间生成所述选择信号以选择所述启动时钟信号，所述控制电路还被耦合以接收所述请求信号中的欠电压状况结束的指示，并且所述控制电路还被配置为在启动状况之后响应于所述请求信号来生成所述选择信号以选择所述请求时钟信号。
12.根据权利要求11所述的功率转换器，其中所述控制器还包括频率减慢请求电路，所述频率减慢请求电路被配置为响应于所述请求信号中的欠电压状况结束的指示来生成一次性信号，所述一次性信号被耦合以由所述启动时钟接收。
13.根据权利要求12所述的功率转换器，其中所述启动时钟被配置为在启动状况期间以第一速率序贯地降低所述功率转换器的初级开关电路的开关频率，以增加所述功率转换器的输出电压，并且其中所述启动时钟被配置为在接收到所述一次性信号之后，减慢所述功率转换器的初级开关电路的开关频率的降低速率。
14.根据权利要求11所述的功率转换器，其中所述控制电路还被耦合以在接收到所述请求信号中的欠电压状况结束的指示之后，接收所述请求信号中的初始化信息，并且其中所述控制电路被配置为在接收到所述请求信号中的初始化信息之后，生成所述选择信号以选择所述请求信号。
15.根据权利要求11所述的功率转换器，其中所述请求时钟被配置为：在所述控制电路被配置为在启动状况之后生成所述选择信号以选择所述请求时钟信号之后，响应于所述请求信号来降低所述功率转换器的初级开关电路的开关频率，以增加所述功率转换器的输出电压。
16.根据权利要求11所述的功率转换器，其中所述功率转换器是谐振功率转换器，其中所述功率转换器进一步包括耦合至所述初级开关电路的谐振回路电路，所述谐振回路电路包括耦合至回路电容的回路电感，其中所述初级开关电路包括耦合至所述谐振回路电路的高侧开关和低侧开关，其中所述驱动信号包括被耦合以驱动所述高侧开关的高侧控制信号和被耦合以驱动所述低侧开关的低侧控制信号。
17.根据权利要求16所述的功率转换器，其中所述控制器是所述功率转换器的初级控制器，其中所述请求信号被配置为由所述功率转换器的次级控制器生成，其中所述初级控制器与所述次级控制器电流隔离，其中所述初级控制器被耦合以在启动状况之后从所述次级控制器接收所述请求信号，以生成所述高侧控制信号以控制所述高侧开关的开关以及生成所述低侧控制信号以控制所述低侧开关的开关。
18.根据权利要求17所述的功率转换器，其中所述次级控制器用于在所述控制电路被配置为在启动状况之后响应于所述请求信号来生成所述选择信号以选择所述请求时钟信号之前，感测所述初级开关电路的开关频率，以使所述请求信号的开关频率同步。
19.一种控制功率转换器的切换的方法，包括：
在启动状况期间，控制来自所述功率转换器的初级控制器的驱动信号的开关频率的生成，其中所述驱动信号用于控制所述功率转换器的初级开关电路的开关；
以第一速率序贯地降低所述驱动信号的开关频率，以增加所述功率转换器的输出电压；
从次级控制器接收欠电压状况结束的指示；
在从所述次级控制器接收到欠电压状况结束的指示之后，减慢所述驱动信号的开关频率的降低速率；
自所述次级控制器感测所述驱动信号的开关频率；
使所述次级控制器中的请求信号的开关频率与从所述初级控制器生成的所述驱动信号的开关频率同步，以防止所述功率转换器的输出电压的不连续性；以及
在使所述次级控制器中的所述请求信号的开关频率与从所述初级控制器生成的所述驱动信号的开关频率同步之后，将对所述驱动信号的开关频率的生成的控制从所述初级控制器转移到所述次级控制器。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：在从所述次级控制器接收到欠电压状况结束的指示之后并且在将对所述驱动信号的开关频率的生成的控制从所述初级控制器转移到所述次级控制器之前，从所述次级控制器接收初始化信息。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述以第一速率序贯地降低所述驱动信号的开关频率包括：以所述第一速率序贯地降低所述驱动信号的开关频率。
22.根据权利要求19所述的方法，还包括：在启动状况之后，响应于来自所述次级控制器的所述请求信号来降低所述驱动信号的开关频率，以增加所述功率转换器的输出电压。
23.根据权利要求19所述的方法，还包括：从所述次级控制器接收所述请求信号中的指示欠电压状况结束的命令。
24.根据权利要求19所述的方法，还包括：在使所述次级控制器中的所述请求信号的开关频率与从所述初级控制器生成的所述驱动信号的开关频率同步之后，从所述次级控制器接收一个或多个请求信号以接收同步信息，以启动控制驱动信号的开关频率的生成的控制从所述初级控制器到所述次级控制器的移交。
25.根据权利要求19所述的方法，还包括：
响应于将对所述驱动信号的开关频率的生成的控...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·莫耶尔，Y·王，R·科尔贝克，H·F·霍维茨，
申请(专利权)人：电力集成公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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