TWI419450B - A system and method for reducing the standby power consumption of a switch mode power converter - Google Patents

Description

用於降低開關模式電源轉換器之待機功耗的系統和方法

本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了用於在輕負載或無負載條件下降低功耗的系統和方法。僅僅做為示例，本發明已應用於待機條件下的開關模式(switch mode)電源轉換器。但是將認識到，本發明具有更廣的應用範圍。

電源轉換器已被廣泛用於諸如可擕式設備之類的消費電子產品。電源轉換器可將電能從一種形式轉換為另一種形式。做為示例，電能從交流(AC)轉換為直流(DC)，從DC轉換為AC，從AC轉換為AC，或者從DC轉換為DC。另外，電源轉換器還可將電能從一種電壓準位轉換為另一電壓準位。具體地，電源轉換器包括線性轉換器和開關模式轉換器。開關模式轉換器通常使用脈寬調變(PWM)或脈衝頻率調變(PFM)機制。開關模式轉換器通常比線性轉換器高效。

電源轉換器常常必須滿足與節能有關的各種國際標準，例如能源之星(Energy Star)要求和藍色天使(Blue Angel)要求。因此，電源轉換器通常需要在諸如待機、暫停或某些其它閒置狀態之類的輕負載或無負載條件下具有低功耗和高功率效率。

圖1是說明具有X電阻器和X電容器之開關模式電源轉換器系統的簡化傳統示意圖。開關模式電源轉換器系統100包括X電阻器110、X電容器120、輸入端子122和124、開關模式控制器130、二極體152、154、156和158、電容器160、初級繞組172、次級繞組174、輔助繞組176以及開關180。例如，開關模式控制器130包括端子132、134、136、138和139。在另一示例中，端子132、134、136、138和139分別是GND接腳、FB接腳、VCC接腳、GATE接腳和CS接腳。

為了降低變換系統100在待機條件下的功耗，通常降低開關模式控制器130的功耗是很重要的。另外，變換系統100還包括其它元件，在開關模式控制器130的功耗被降低時這些其它元件在待機條件下的功耗可能變得更顯著。因此，還需要降低這些其它元件的功耗以便進一步降低開關模式電源轉換器系統100的功耗。

如圖1所示，開關模式電源轉換器系統100包括連接到輸入端子122和124的X電容器120。X電容器120通常用來解決電磁干擾(EMI)的問題。但是為了維護電源轉換器系統100對人體的安全，X電容器120需要快速地被放電，以使得X電容器120兩端的電壓可以在輸入端子122和124與AC電源斷開連接後在1秒鐘內下降到預定閾值之下。為了輔助對X電容器120放電，電源轉換器系統100還包括與X電容器120並聯連接的X電阻器110。但是，X電阻器110將增加電源轉換器系統100在待機條件下的功耗。

因此，非常希望改進降低待機條件下的功耗的技術。

本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了用於在輕負載或無負載條件下降低功耗的系統和方法。僅僅做為示例，本發明已應用於待機條件下的開關模式電源轉換器。但是將認識到，本發明具有更廣的應用範圍。

根據一個實施例，一種電源變換系統包括：第一電容器，包括第一電容器端子和第二電容器端子；第二電容器，包括第三電容器端子和第四電容器端子；複數個二極體，包括第一二極體、第二二極體、第三二極體和第四二極體。第一二極體在第一節點處耦合到第二二極體，第二二極體在第二節點處耦合到第四二極體，第四二極體在第三節點處耦合到第三二極體，第三二極體在第四節點處耦合第一二極體。另外，該系統包括：第五二極體，包括第一陽極和第一陰極；第六二極體，包括第二陽極和第二陰極。第一陽極連接到第一輸入端子，第二陽極連接到第二輸入端子，並且第一陰極和第二陰極連接到第五節點。此外，該系統包括系統控制器，該系統控制器包括第一控制器端子、第二控制器端子、第三控制器端子、第四控制器端子和第五控制器端子。此外，該系統包括：初級繞組，包括第一繞組端子和第二繞組端子；次級繞組，耦合到初級繞組；輔助繞組，耦合到次級繞組。另外，該系統包括：開關，包括第一開關端子和第二開關端子。第一節點連接到第一輸入端子，第二節點連接到第一繞組端子，第三節點連接到第二輸入端子，第四節點被偏置到預定電壓，第五節點連接到第一控制器端子。第二控制器端子連接到第二輸入端子，第三控制器端子被偏置到預定電壓，第四控制器端子連接到第三電容器端子。第四電容器端子被偏置到預定電壓，第一電容器端子連接到第一輸入端子，第二電容器端子連接到第二輸入端子。第一開關端子連接到第五控制器端子，並且第二開關端子連接到第二繞組端子。第一輸入端子和第二輸入端子被配置為接收輸入電壓，並且次級繞組被配置為至少基於與輸入電壓相關聯的資訊來產生輸出電壓。

根據另一實施例，一種用於對電源變換系統之電容器放電的系統包括第一電容器，該第一電容器包括第一電容器端子和第二電容器端子。第一電容器端子連接到第一輸入端子，並且第二電容器端子連接到第二輸入端子。另外，該系統包括：第二電容器，包括第三電容器端子和第四電容器端子，第四電容器端子被偏置到預定電壓。此外，該系統包括：第一二極體，包括第一陽極和第一陰極；第二二極體，包括第二陽極和第二陰極。第一陽極連接到第一輸入端子，並且第二陽極連接到第二輸入端子。此外，該系統包括：系統控制器，包括第一控制器端子、第二控制器端子、第三控制器端子和第四控制器端子。第一控制器端子連接到第一陰極和第二陰極，第二控制器端子連接到第二輸入端子，第三控制器端子被偏置到預定電壓，並且第四控制器端子連接到第三電容器端子。該系統控制器還包括檢測元件、電晶體和欠壓鎖定元件。檢測元件被配置為經由第二控制器端子接收來自第二輸入端子的第一輸入電壓，接收來自欠壓鎖定元件的第一信號，至少基於與第一輸入電壓和第一信號相關聯的資訊來產生第二信號，並且將第二信號發送給第一電晶體。如果第一輸入電壓在大小上比第一閾值電壓低並且第一信號為邏輯高準位，則第二信號為邏輯高準位。電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子。第一電晶體端子被配置為接收來自檢測元件的第二信號，並且第二電晶體端子連接到第三控制器端子。欠壓鎖定元件被配置為經由第四控制器端子接收來自第三電容器端子的第二輸入電壓，並且至少基於與第二輸入電壓相關聯的資訊來產生第一信號。如果第二輸入電壓在大小上比第二閾值電壓高，則第二信號為邏輯高準位。

根據又一實施例，一種用於對電源變換系統之電容器放電的系統包括第一控制器端子。該第一控制器端子被配置為接收來自第一二極體或第二二極體的放電電流。第一二極體和第二二極體耦合到第一電容器，並且第一電容器被配置為由第一輸入端子和第二輸入端子充電。另外，該系統包括：第二控制器端子，被配置為接收來自第二輸入端子的第一輸入電壓；第三控制器端子，被偏置到預定電壓；第四控制器端子，被配置為接收來自第二電容器的第二輸入電壓。此外，該系統包括檢測元件。該檢測元件被配置為經由第二控制器端子接收來自第二輸入端子的第一輸入電壓，接收來自欠壓鎖定元件的第一信號，至少基於與第一輸入電壓和第一信號相關聯的資訊來產生第二信號，並且將第二信號發送給電晶體。如果第一輸入電壓在大小上比第一閾值電壓低並且第一信號為邏輯高準位，則第二信號為邏輯高準位。此外，該系統包括電晶體，該電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子。第一電晶體端子被配置為接收來自檢測元件的第二信號，並且第二電晶體端子連接到第三控制器端子。另外，該系統包括欠壓鎖定元件。該欠壓鎖定元件被配置為經由第四控制器端子接收來自第二電容器的第二輸入電壓，並且至少基於與第二輸入電壓相關聯的資訊來產生第一信號。如果第二輸入電壓在大小上比第二閾值電壓高，則第二信號為邏輯高準位。

與傳統技術相比，通過本發明獲得了許多益處。本發明的某些實施例降低了PWM控制的開關模式電源轉換器(例如離線反激式轉換器和/或正激式轉換器)的待機功耗。

取決於實施例，可以獲得這些益處中的一個或多個。參考下面的詳細描述和附圖可以全面地理解本發明的這些益處以及各個另外的目的、特徵和優點。

本發明涉及積體電路。更具體地，本發明提供了用於在輕負載或無負載條件下降低功耗的系統和方法。僅僅做為示例，本發明已應用於待機條件下的開關模式電源轉換器。但是將認識到，本發明具有寬得多的應用範圍。

參考圖1，當從AC電源拔去輸入端子122和124之後，累積在X電容器120上的電荷經由X電阻器110被釋放。因此，X電容器120兩端的電壓將隨著時間按如下方式降低。

其中，V_xc 是X電容器120兩端的電壓，並且V_O 是在將輸入端子122和124與AC電源斷開連接時V_xc 的電壓值。R_x 和C_x 分別是X電阻器110和X電容器120的電阻值和電容值。

為了使V_xc 在1秒鐘內大約下降因數e，

通常，C_x 的大小取決於開關模式電源轉換器系統100的功率以及對電磁干擾的解決。如果X電容器120的電容增大，則X電阻器110的電阻根據等式2將變小。因此，X電阻器110的功耗在待機條件下也增大，儘管X電阻器110通常在端子122和124與AC電源斷開連接之後對X電容器120放電是有用的。

因此，為了降低開關模式電源轉換器系統100的功耗，希望在待機條件下將X電阻器110斷開連接或者簡單地避免將X電阻器110用於對X電容器120放電。

圖2是說明根據本發明一實施例之開關模式電源轉換器系統的簡化示意圖。該示意圖僅僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變化、替換和修改。

如圖2所示，開關模式電源轉換器系統200包括二極體210和212、X電容器220、輸入端子222和224、開關模式控制器230、二極體252、254、256和258、電容器260、初級繞組272、次級繞組274、輔助繞組276以及開關280。例如，開關模式控制器230包括端子232、234、236、238、239、240和242。在另一示例中，端子232、234、236、238、239、240和242分別是GND接腳、FB接腳、VCC接腳、GATE接腳、CS接腳、Z接腳和VAC接腳。在又一示例中，端子232被偏置到接地。

圖3(A)和(B)是說明根據本發明某些實施例之開關模式電源轉換器系統200中對X電容器220放電的簡化示意圖。這些示意圖僅僅是示例，不應不適當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變化、替換和修改。

如圖3(A)所示，根據一實施例，輸入端子222和224在AC輸入的正半週期期間與AC電源斷開連接。在斷開連接之後，累積在X電容器220上的正電荷通過從一個端子流到另一個端子而被釋放。例如，正電荷流經二極體210、端子240、端子232和二極體256。

如圖3(B)所示，根據另一實施例，輸入端子222和224在AC輸入的負半週期期間與AC電源斷開連接。在斷開連接之後，累積在X電容器220上的正電荷通過從一個端子流到另一個端子而被釋放。例如，正電荷流經二極體212、接腳240、接腳232和二極體252。

圖4是說明根據本發明實施例之開關模式電源轉換器系統200中的開關模式控制器230的簡化示意圖。該示意圖僅僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變化、替換和修改。

如圖4所示，開關模式控制器230包括檢測元件410、電晶體420、422和424、欠壓鎖定(under-voltage-lockout,UVLO)元件430、電阻器440、PWM信號產生器450、邏輯控制元件452以及閘驅動器454。

例如，檢測元件410被配置為接收來自端子242的輸入電壓以及UVLO元件430的輸出信號432，並且產生輸出信號412。在另一示例中，如果端子242處的輸入電壓等於或高於第一預定閾值，則檢測元件410的輸出信號412為邏輯低準位。在又一示例中，如果端子242處的輸入電壓下降到第一預定閾值之下，則如果UVLO元件430的輸出信號432也為邏輯高準位的話，檢測元件410的輸出信號412為邏輯高準位。

根據一實施例，如果端子222和224在開關模式電源轉換器系統200的啟動期間連接到AC輸入，則端子242處的輸入電壓等於或高於第一預定閾值。例如，如果端子236接收到的輸入電壓在第二預定閾值之下，則UVLO元件430的輸出信號432為邏輯低準位並且控制器230處於UVLO保護模式。在另一示例中，檢測元件410的輸出信號412為邏輯低準位，並且電晶體424為關閉。在又一示例中，電晶體422為關閉，並且電晶體420為打開。在又一示例中，電流流經二極體210或212並且流經端子240和電晶體420，並對電容器260充電，從而升高端子236處的輸入電壓。

根據另一實施例，如果端子242處的輸入電壓保持等於或高於第一預定閾值，並且端子236處的輸入電壓達到或升高到第二預定閾值之上，則信號432變為邏輯高準位，並且控制器230處於操作模式。例如，檢測元件410的輸出信號412保持在邏輯低準位，並且電晶體424保持關閉。在另一示例中，電晶體422打開，並且電晶體420關閉。在又一示例中，電流不再能夠流經二極體210或212並流經端子240和電晶體420以對電容器260充電。在又一示例中，小電流流經二極體210或212並流經端子240和電阻器440，其中，電阻器440具有大的電阻。在又一示例中，到端子236的輸入電壓在每個切換週期由輔助繞組276提供。

根據又一實施例，如果端子222和224與AC輸入斷開連接，則端子242處的輸入電壓下降到第一預定閾值之下。例如，當UVLO元件430的輸出信號432為邏輯高準位時，做為回應，檢測元件410的輸出信號412變為邏輯高準位，並且控制器230處於對電容器220放電的模式。在一實施例中，在對電容器220放電的模式中，由閘驅動器454產生的驅動信號456保持邏輯低準位。在另一實施例中，打開電晶體424以經由二極體210或212以及端子240、電晶體424和端子232對電容器220放電。

根據又一實施例，如果端子222和224保持與AC輸入斷開連接並且端子242處的輸入電壓保持低於第一預定閾值，則UVLO元件430的輸出信號432變為邏輯低準位。做為回應，例如，檢測元件410的輸出信號412變為邏輯低準位並且電晶體424關閉。

如上面所討論並且這裡將進一步強調，圖4僅僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變化、替換和修改。例如，電阻器440被JFET代替。在一實施例中，JFET的基極被偏置到接地，JFET的汲極直接連接到端子240，並且JFET的源極直接連接到電晶體420的閘極。

圖5是說明根據本發明另一實施例之開關模式電源轉換器系統200中的開關模式控制器230的簡化示意圖。該示意圖僅僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變化、替換和修改。

如圖5所示，開關模式控制器230包括檢測元件510、電晶體520、522和524、欠壓鎖定(UVLO)元件530、電阻器540、PWM信號產生器550、邏輯控制元件552以及閘驅動器554。

例如，檢測元件510被配置為接收來自端子242的輸入電壓以及UVLO元件530的輸出信號532，並且產生輸出信號512。在另一示例中，如果端子242處的輸入電壓等於或高於第一預定閾值，則檢測元件510的輸出信號512為邏輯低準位。在又一示例中，如果端子242處的輸入電壓下降到第一預定閾值之下，則如果UVLO元件530的輸出信號532也為邏輯高準位的話，檢測元件510的輸出信號512為邏輯高準位。

根據一實施例，如果端子222和224在開關模式電源轉換器系統200的啟動期間連接到AC輸入，則端子242處的輸入電壓等於或高於第一預定閾值。例如，如果端子236接收到的輸入電壓在第二預定閾值之下，則UVLO元件530的輸出信號532為邏輯低準位並且控制器230處於UVLO保護模式。在另一示例中，檢測元件510的輸出信號512為邏輯低準位，並且電晶體524關閉。在又一示例中，電晶體522關閉，並且電晶體520打開。在又一示例中，電流流經二極體210或212並且流經端子240和電晶體520，並對電容器260充電，從而升高端子236處的輸入電壓。

根據另一實施例，如果端子242處的輸入電壓保持等於或高於第一預定閾值，並且端子236處的輸入電壓達到或升高到第二預定閾值之上，則信號532變為邏輯高準位，並且控制器230處於操作模式。例如，檢測元件510的輸出信號512保持在邏輯低準位，並且電晶體524保持關閉。在另一示例中，電晶體522打開，並且電晶體520關閉。在又一示例中，電流不再能夠流經二極體210或212並流經端子240和電晶體520以對電容器260充電。在又一示例中，小電流流經二極體210或212並流經端子240和電阻器540，其中，電阻器540具有大的電阻。在又一示例中，到端子236的輸入電壓在每個切換週期由輔助繞組276提供。

根據又一實施例，如果端子222和224與AC輸入斷開連接，則端子242處的輸入電壓下降到第一預定閾值之下。例如，當UVLO元件530的輸出信號532為邏輯高準位時，做為回應，檢測元件510的輸出信號512變為邏輯高準位，並且控制器230處於對電容器220放電的模式。在一個實施例中，在對電容器220放電的模式中，由閘驅動器554產生的驅動信號556保持邏輯低準位。在另一實施例中，電晶體524導通以對電容器260放電，並且端子236處的輸入電壓下降到第二預定閾值之下。例如，做為回應，UVLO元件530的輸出信號532變為邏輯低準位並且控制器230改變為UVLO保護模式。在另一示例中，電晶體522關閉，並且電晶體520和524打開。在又一示例中，電流流經二極體210或212並流經端子240、電晶體520和電晶體524以對電容器220放電。

根據又一實施例，如果端子222和224保持與AC輸入斷開連接並且端子242處的輸入電壓保持低於第一預定閾值，UVLO元件530的輸出信號532變為邏輯低準位。做為回應，例如，檢測元件510的輸出信號512變為邏輯低準位並且電晶體524關閉。電流流經二極體210或212並流經端子240、電晶體520、端子236和電容260以對電容器220放電。

如上面所討論並且這裡將進一步強調，圖5僅僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變化、替換和修改。例如，電阻器540被JFET代替。在一個實施例中，JFET的基極被偏置到接地，JFET的汲極直接連接到端子240，並且JFET的源極直接連接到電晶體520的閘極。

圖6是說明根據本發明另一實施例之開關模式電源轉換器系統200的簡化示意圖。該示意圖僅僅是示例，其不應不適當地限制申請專利範圍的範疇。熟知該項技術領域之人將認識到許多變化、替換和修改。

與圖2相比，如圖6所示的電源轉換器系統200包括三個另外的元件610、612和630。例如，元件610耦合在端子222與二極體210之間。在另一示例中，元件612耦合在端子224與二極體212之間。在又一示例中，元件630耦合在節點632與端子240之間。根據某些實施例，元件610、612和630中的每一個包括電阻器和/或電感器。根據一些實施例，元件610、612和630分別用來保護二極體210、二極體212和端子240。

根據另一實施例，例如，如圖2、圖4、圖5和/或圖6所示，描述了電源變換系統(例如，200)。該系統(例如200)包括：包含第一電容器端子和第二電容器端子的第一電容器(例如220)、包含第三電容器端子和第四電容器端子的第二電容器(例如260)，以及包含第一二極體(例如252)、第二二極體(例如254)、第三二極體(例如256)和第四二極體(例如258)的複數個二極體。第一二極體(例如252)在第一節點處耦合到第二二極體(例如254)，第二二極體(例如254)在第二節點處耦合到第四二極體(例如258)，第四二極體(例如258)在第三節點處耦合到第三二極體(例如256)，並且第三二極體在第四節點處耦合到第一二極體(例如252)。另外，系統(例如200)包括：包含第一陽極和第一陰極的第五二極體(例如210)以及包含第二陽極和第二陰極的第六二極體(例如212)。第一陽極連接到第一輸入端子(例如222)，第二陽極連接到第二輸入端子(例如224)，並且第一陰極和第二陰極連接到第五節點。此外，系統(例如200)包括：系統控制器(例如230)，該系統控制器包含第一控制器端子(例如240)、第二控制器端子(例如242)、第三控制器端子(例如232)、第四控制器端子(例如236)以及第五控制器端子(例如238)。此外，系統(例如200)包括：包含第一繞組端子和第二繞組端子的初級繞組(例如272)、耦合到初級繞組(例如272)的次級繞組(例如274)、以及耦合到次級繞組(例如274)的輔助繞組(例如276)。另外，系統(例如200)包括：包含第一開關端子和第二開關端子的開關(例如280)。第一節點連接到第一輸入端子，第二節點連接到第一繞組端子，第三節點連接到第二輸入端子，第四節點被偏置到預定電壓，並且第五節點連接到第一控制器端子(例如240)。第二控制器端子(例如242)連接到第二輸入端子，第三控制器端子(例如232)被偏置到預定電壓，第四控制器端子(例如236)連接到第三電容器端子。第四電容器端子被偏置到預定電壓，第一電容器端子連接到第一輸入端子，並且第二電容器端子連接到第二輸入端子。第一開關端子連接到第五控制器端子(例如238)，並且第二開關端子連接到第二繞組端子。第一輸入端子和第二輸入端子被配置為接收輸入電壓，並且次級繞組被配置為至少基於與輸入電壓相關聯的資訊來產生輸出電壓。

例如，第一陽極經由第一元件(例如610)間接地連接到第一輸入端子(例如222)，並且第二陽極經由第二元件(例如612)間接地連接到第二輸入端子(例如224)。在另一示例中，第一元件(例如610)包括從由電阻器和電感器構成的群組中選出的至少之一者。在又一示例中，第二元件(例如612)包括從由電阻器和電感器構成的群組中選出的至少之一者。在又一示例中，第五節點(例如632)經由元件(例如630)間接地連接到第一控制器端子(例如240)，元件(630)包括從由電阻器和電感器構成的群組中選出的至少之一者。

在又一示例中，系統控制器(例如230)包括檢測元件(例如410或510)、電晶體(例如424或524)以及欠壓鎖定元件(例如430或530)，檢測元件(例如410或510)耦合到第二控制器端子(例如242)、欠壓鎖定元件(例如430或530)以及電晶體(例如424或524)。在又一示例中，檢測元件(例如410或510)被配置為經由第二控制器端子(例如242)接收來自第二輸入端子(例如224)的第一輸入電壓，接收來自欠壓鎖定元件(例如430或530)的第一信號，至少基於與第一輸入電壓和第一信號相關聯的資訊產生第二信號，並且將第二信號發送給第一電晶體(例如424或524)。在又一示例中，如果第一輸入電壓在大小上比第一閾值電壓小並且第一信號為邏輯高準位，則第二信號為邏輯高準位。在又一示例中，電晶體(例如424或524)包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子。第一電晶體端子被配置為接收來自檢測元件(例如410或510)的第二信號，並且第二電晶體端子連接到第三控制器端子(例如232)。在又一示例中，第三電晶體端子連接到第一控制器端子(例如240)。在又一示例中，第三端子連接到第四控制器端子(例如236)。在又一示例中，第一電晶體端子為閘極端子，第二電晶體端子為源極端子，並且第三電晶體端子為汲極端子。在又一示例中，欠壓鎖定元件(例如430或530)被配置為經由第四控制器端子(例如236)接收來自第三電容器端子的第二輸入電壓，並且至少基於與第二輸入電壓相關聯的資訊來產生第一信號。在又一示例中，如果第二輸入電壓在大小上高於第二閾值電壓，則第二信號為邏輯高準位。

根據又一實施例，例如，如圖2、圖4、圖5和/或圖6所示，描述了一種用於對電源變換系統(例如200)的電容器放電的系統。該系統包括包含第一電容器端子和第二電容器端子的第一電容器(例如220)。第一電容器端子連接到第一輸入端子(例如222)，並且第二電容器端子連接到第二輸入端子(例如224)。另外，該系統包括第二電容器(例如260)，該第二電容器包括第三電容器端子和第四電容器端子，第四電容器端子被偏置到預定電壓。此外，該系統包括：第一二極體(例如210)，包括第一陽極和第一陰極；以及第二二極體(例如212)，包括第二陽極和第二陰極。第一陽極連接到第一輸入端子(例如222)，並且第二陽極連接到第二輸入端子(例如224)。此外，該系統包括系統控制器(例如230)，該系統控制器包括第一控制器端子(例如240)、第二控制器端子(例如242)、第三控制器端子(例如232)和第四控制器端子(例如236)。第一控制器端子(例如240)連接到第一陰極和第二陰極，第二控制器端子(例如242)連接到第二輸入端子，第三控制器端子(例如232)被偏置到預定電壓，第四控制器端子(例如236)連接到第三電容器端子。系統控制器(例如230)還包括檢測元件(例如410或510)、電晶體(例如424或524)和欠壓鎖定元件(例如430或530)。檢測元件(例如410或510)被配置為經由第二控制器端子(例如242)接收來自第二輸入端子(例如224)的第一輸入電壓，接收來自欠壓鎖定元件(例如430或530)的第一信號，至少基於與第一輸入電壓和第一信號相關聯的資訊來產生第二信號，並且將第二信號發送給第一電晶體(例如424或524)。如果第一輸入電壓在大小上比第一閾值電壓低並且第一信號為邏輯高準位，則第二信號為邏輯高準位。電晶體(例如424或524)包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子。第一電晶體端子被配置為接收來自檢測元件(例如410或510)的第二信號，第二電晶體端子連接到第三控制器端子(例如232)。欠壓鎖定元件(例如430或530)被配置為經由第四控制器端子(例如236)接收來自第三電容器端子的第二輸入電壓，並且至少基於與第二輸入電壓相關聯的資訊產生第一信號。如果第二輸入電壓在大小上比第二閾值電壓高，則第二信號為邏輯高準位。

例如，第三電晶體端子連接到第一控制器端子(例如240)。在另一示例中，第三電晶體端子連接到第四控制器端子(例如236)。在又一示例中，第一電晶體端子是閘極端子，第二電晶體端子是源極端子，並且第三電晶體端子是汲極端子。在又一示例中，第一陽極經由第一元件(例如610)間接地連接到第一輸入端子(例如222)，並且第二陽極經由第二元件(例如612)間接地連接到第二輸入端子(例如224)。在又一示例中，第一元件(例如610)包括從由電阻器和電感器構成的群組中選出的至少之一者。在又一示例中，第二元件(例如612)包括從由電阻器和電感器構成的群組中選出的至少之一者。在又一示例中，第一控制器端子(例如240)經由元件(例如630)間接地連接到第一陰極和第二陰極，並且元件(例如630)包括從由電阻器和電感器構成的群組中選出的至少之一者。在又一示例中，預定電壓是接地電壓。

根據又一實施例，例如，如圖2、圖4、圖5和/或圖6所示，描述了一種用於對電源變換系統(例如200)的電容器放電的系統(例如230)。該系統(例如230)包括第一控制器端子(例如240)。該第一控制器端子(例如240)被配置為接收來自第一二極體或第二二極體的放電電流。第一二極體和第二二極體耦合到第一電容器，並且第一電容器被配置為由第一輸入端子和第二輸入端子充電。另外，該系統(例如230)包括：第二控制器端子(例如242)，被配置為接收來自第二輸入端子(例如224)的第一輸入電壓；第三控制器端子(例如232)，被偏置到預定電壓；以及第四控制器端子(例如236)，被配置為接收來自第二電容器(例如260)的第二輸入電壓。此外，該系統(例如230)包括檢測元件(例如410或510)。該檢測元件(例如410或510)被配置為經由第二控制器端子(例如242)接收來自第二輸入端子(例如224)的第一輸入電壓，接收來自欠壓鎖定元件(例如430或530)的第一信號，至少基於與第一輸入電壓和第一信號相關聯的資訊來產生第二信號，並且將第二信號發送給電晶體(例如424或524)。如果第一輸入電壓在大小上比第一閾值電壓低並且第一信號為邏輯高準位，則第二信號為邏輯高準位。此外，該系統(例如230)包括電晶體(例如424)，該電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子和第三電晶體端子。第一電晶體端子被配置為接收來自檢測元件(例如410或510)的第二信號，並且第二電晶體端子連接到第三控制器端子(例如232)。另外，該系統(例如230)包括欠壓鎖定元件(例如430或530)。該欠壓鎖定元件(例如430或530)被配置為經由第四控制器端子(例如236)接收來自第二電容器(例如260)的第二輸入電壓，並且至少基於與第二輸入電壓相關聯的資訊產生第一信號。如果第二輸入電壓在大小上比第二閾值電壓高，則第二信號為邏輯高準位。

例如，第三電晶體端子連接到第一控制器端子(例如240)。在另一示例中，第三電晶體端子連接到第四控制器端子(例如236)。在又一示例中，第一電晶體端子是閘極端子，第二電晶體端子是源極端子，並且第三電晶體端子是汲極端子。在又一示例中，第一二極體(例如210)連接到第一輸入端子(例如222)，並且第二二極體(例如212)連接到第二輸入端子(例如224)。在又一示例中，第一二極體經由第一元件(例如610)間接地連接到第一輸入端子(例如222)，並且第二二極體經由第二元件(例如612)間接地連接到第二輸入端子(例如224)。在又一示例中，第一控制器端子(例如240)被配置為經由元件(例如630)接收來自第一二極體或第二二極體的放電電流，元件(例如630)包括從由電阻器和電感器構成的群組中選出的至少一者。在又一示例中，預定電壓為接地電壓。

雖然已描述了本發明的特定實施例，然而熟知該項技術領域之人將明白，存在與所描述的實施例等同的其它實施例。因此，將明白，本發明不侷限於所說明的特定實施例，而是僅由申請專利範圍的範疇來限定。

100．．．電源轉換器系統

110．．．X電阻器

120．．．X電容器

122、124．．．輸入端子

130．．．開關模式控制器

132．．．端子(GND接腳)

134．．．端子(FB接腳)

136．．．端子(VCC接腳)

138．．．端子(GATE接腳)

139．．．端子(CS接腳)

152、154、156、158．．．二極體

160．．．電容器

172．．．初級繞組

174．．．次級繞組

176．．．輔助繞組

180．．．開關

200．．．開關模式電源轉換器系統

210、212．．．二極體

220．．．X電容器

222、224．．．輸入端子

230．．．開關模式控制器

232、234、236、238、239、240、242．．．端子

252、254、256、258．．．二極體

260．．．電容器

272．．．初級繞組

274．．．次級繞組

276．．．輔助繞組

280．．．開關

410．．．檢測元件

412．．．輸出信號

420、422、424．．．電晶體

430．．．欠壓鎖定(under-voltage-lockout,UVLO)元件

432．．．輸出信號

440．．．電阻器

450．．．PWM信號產生器

452．．．邏輯控制元件

454．．．閘驅動器

456．．．驅動信號

510．．．檢測元件

512．．．輸出信號

520、522、524．．．電晶體

530．．．欠壓鎖定(UVLO)元件

532．．．輸出信號

540．．．電阻器

550．．．PWM信號產生器

552．．．邏輯控制元件

554．．．閘驅動器

556．．．驅動信號

610、612、630．．．元件

632．．．節點

圖1是說明具有X電阻器和X電容器之開關模式電源轉換器系統的簡化傳統示意圖。

圖2是說明根據本發明一實施例之開關模式電源轉換器系統的簡化示意圖。

圖3(A)和(B)是說明根據本發明某些實施例之開關模式電源轉換器系統中對X電容器放電的簡化示意圖。

圖4是說明根據本發明實施例之開關模式電源轉換器系統中的開關模式控制器的簡化示意圖。

圖5是說明根據本發明另一實施例之開關模式電源轉換器系統中的開關模式控制器的簡化示意圖。

圖6是說明根據本發明另一實施例之開關模式電源轉換器系統的簡化示意圖。

200．．．開關模式電源轉換器系統

210、212．．．二極體

220．．．X電容器

222、224．．．輸入端子

230．．．開關模式控制器

232、234、236、238、239、240、242．．．端子

252、254、256、258．．．二極體

260．．．電容器

272．．．初級繞組

274．．．次級繞組

276．．．輔助繞組

280．．．開關

Claims (24)

1. 一種電源變換系統，該系統包括：第一電容器，包括第一電容器端子和第二電容器端子；第二電容器，包括第三電容器端子和第四電容器端子；複數個二極體，包括第一二極體、第二二極體、第三二極體和第四二極體，該第一二極體在第一節點處耦合到該第二二極體，該第二二極體在第二節點處耦合到該第四二極體，該第四二極體在第三節點處耦合到該第三二極體，該第三二極體在第四節點處耦合到該第一二極體；第五二極體，包括第一陽極和第一陰極，該第一陽極經由第一元件間接地連接到第一輸入端子；第六二極體，包括第二陽極和第二陰極，該第二陽極經由第二元件間接地連接到第二輸入端子，該第一陰極和該第二陰極連接到第五節點；一系統控制器，包括第一控制器端子、第二控制器端子、第三控制器端子、第四控制器端子、和第五控制器端子；一初級繞組，包括第一繞組端子和第二繞組端子；一次級繞組，耦合到該初級繞組；一輔助繞組，耦合到該次級繞組；以及一開關，包括第一開關端子和第二開關端子；其中：該第一節點連接到該第一輸入端子；該第二節點連接到該第一繞組端子；該第三節點連接到該第二輸入端子；該第四節點被偏置到一預定電壓；該第五節點經由一電感器間接地連接到該第一控制器端子；該第二控制器端子連接到該第二輸入端子；該第三控制器端子被偏置到該預定電壓； 該第四控制器端子連接到該第三電容器端子；該第四電容器端子被偏置到該預定電壓；該第一電容器端子連接到該第一輸入端子；該第二電容器端子連接到該第二輸入端子；該第一開關端子連接到該第五控制器端子；以及該第二開關端子連接到該第二繞組端子；其中：該第一輸入端子和該第二輸入端子被配置為接收一輸入電壓；該次級繞組被配置為至少基於與該輸入電壓相關聯的資訊來產生一輸出電壓；及該第一元件及該第二元件分別為一電感器。
2. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中，該系統控制器包括一檢測元件、一電晶體、和一欠壓鎖定元件，該檢測元件被耦合到該第二控制器端子、該欠壓鎖定元件、和該電晶體。
3. 如申請專利範圍第2項所述的系統，其中，該檢測元件被配置為經由該第二控制器端子接收來自該第二輸入端子的第一輸入電壓，接收來自該欠壓鎖定元件的第一信號，至少基於與該第一輸入電壓和該第一信號相關聯的資訊來產生第二信號，並且將該第二信號發送給該電晶體。
4. 如申請專利範圍第3項所述的系統，其中，如果該第一輸入電壓在大小上比第一閾值電壓低並且該第一信號為邏輯高準位，則該第二信號為邏輯高準位。
5. 如申請專利範圍第2項所述的系統，其中，該電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子、和第三電晶體端子，該第一電晶體端子被配置為接收來自該檢測元件的該第二信號，該第二電晶體端子連接到該第三控制器端子。
6. 如申請專利範圍第5項所述的系統，其中，該第三電晶體端子連接到該第一控制器端子。
7. 如申請專利範圍第5項所述的系統，其中，該第三電晶體端子連接到該第四控制器端子。
8. 如申請專利範圍第5項所述的系統，其中，該第一電晶體端子是一閘極端子，該第二電晶體端子是一源極端子，並且該第三電晶體端子是一汲極端子。
9. 如申請專利範圍第6項所述的系統，其中，該欠壓鎖定元件被配置為經由該第四控制器端子接收來自該第三電容器端子的第二輸入電壓，並且至少基於與該第二輸入電壓相關聯的資訊產生該第一信號。
10. 如申請專利範圍第9項所述的系統，其中，如果該第二輸入電壓在大小上比第二閾值電壓高，則該第二信號為邏輯高準位。
11. 一種用於對電源轉換系統之電容器放電的系統，該系統包括：第一電容器，包括第一電容器端子和第二電容器端子，該第一電容器端子連接到第一輸入端子，該第二電容器端子連接到第二輸入端子；第二電容器，包括第三電容器端子和第四電容器端子，該第四電容器端子被偏置到一預定電壓；第一二極體，包括第一陽極和第一陰極，該第一陽極經由第一元件間接地連接地連接到該第一輸入端子；第二二極體，包括第二陽極和第二陰極，該第二陽極經由第二元件間接地連接到該第二輸入端子，該第一元件及該第二元件分別為一電感器；以及一系統控制器，包括第一控制器端子、第二控制器端子、第三控制器端子、和第四控制器端子，該第一控制器端子連接到該第一陰極和該第二陰極，該第二控制器端子連接到該第二輸入端子，該第三控制器端子被偏置到該預定電壓，該第四控制器端子連接到該第三電容器端子；其中：該系統控制器還包括一檢測元件、一電晶體、和一欠壓鎖定 元件；該檢測元件被配置為經由該第二控制器端子接收來自該第二輸入端子的第一輸入電壓，接收來自該欠壓鎖定元件的第一信號，至少基於與該第一輸入電壓和該第一信號相關聯的資訊來產生第二信號，並且將該第二信號發送給該電晶體，如果該第一輸入電壓在大小上比第一閾值電壓低並且該第一信號為邏輯高準位，則該第二信號為邏輯高準位；該電晶體包括第一電晶體端子、第二電晶體端子、和第三電晶體端子，該第一電晶體端子被配置為接收來自該檢測元件的該第二信號，該第二電晶體端子連接到該第三控制器端子；以及該欠壓鎖定元件被配置為經由該第四控制器端子接收來自該第三電容器端子的第二輸入電壓，並且至少基於與該第二輸入電壓相關聯的資訊產生該第一信號，如果該第二輸入電壓在大小上比第二閾值電壓高，則該第二信號為邏輯高準位。
12. 如申請專利範圍第11項所述的系統，其中，該第三電晶體端子連接到該第一控制器端子。
13. 如申請專利範圍第11項所述的系統，其中，該第三電晶體端子連接到該第四控制器端子。
14. 如申請專利範圍第11項所述的系統，其中，該第一電晶體端子是一閘極端子，該第二電晶體端子是一源極端子，並且該第三電晶體端子是一汲極端子。
15. 如申請專利範圍第11項所述的系統，其中，該第一控制器端子經由一元件間接地連接到該第一陰極和該第二陰極，該元件包括從由一電阻器和一電感器構成的群組中選出的至少之一者。
16. 如申請專利範圍第11項所述的系統，其中，該預定電壓是接地電壓。
17. 一種用於對電源轉換系統之電容器放電的系統，包括：第一控制器端子，該第一控制器端子被配置為接收來自第一二極體或第二二極體的一放電電流，該第一二極體和該第二二極體耦合到 第一電容器，該第一電容器被配置為由第一輸入端子和第二輸入端子充電；第二控制器端子，被配置為接收來自該第二輸入端子的第一輸入電壓；第三控制器端子，被偏置到一預定電壓；第四控制器端子，被配置為接收來自第二電容器的第二輸入電壓；一檢測元件，該檢測元件被配置為經由該第二控制器端子接收來自該第二輸入端子的該第一輸入電壓，接收來自一欠壓鎖定元件的第一信號，至少基於與該第一輸入電壓和該第一信號相關聯的資訊來產生第二信號，並且將該第二信號發送給一電晶體，如果該第一輸入電壓在大小上比第一閾值電壓低並且該第一信號為邏輯高準位，則該第二信號為邏輯高準位；該電晶體，包括第一電晶體端子、第二電晶體端子、和第三電晶體端子，該第一電晶體端子被配置為接收來自該檢測元件的該第二信號，該第二電晶體端子連接到該第三控制器端子；以及該欠壓鎖定元件，被配置為經由該第四控制器端子接收來自該第二電容器的該第二輸入電壓，並且至少基於與該第二輸入電壓相關聯的資訊產生該第一信號，如果該第二輸入電壓在大小上比第二閾值電壓高，則該第二信號為邏輯高準位。
18. 如申請專利範圍第17項所述的系統，其中，該第三電晶體端子連接到該第一控制器端子。
19. 如申請專利範圍第17項所述的系統，其中，該第三電晶體端子連接到該第四控制器端子。
20. 如申請專利範圍第17項所述的系統，其中，該第一電晶體端子是一閘極端子，該第二電晶體端子是一源極端子，並且該第三電晶體端子是一汲極端子。
21. 如申請專利範圍第17項所述的系統，其中：該第一二極體連接到該第一輸入端子；以及 該第二二極體連接到該第二輸入端子。
22. 如申請專利範圍第21項所述的系統，其中：該第一二極體經由第一元件間接地連接到該第一輸入端子；以及該第二二極體經由第二元件間接地連接到該第二輸入端子。
23. 如申請專利範圍第17項所述的系統，其中，該第一控制器端子被配置為經由一元件接收來自第一二極體或第二二極體的該放電電流，該元件包括從由一電阻器和一電感器構成的群組中選出的至少之一者。
24. 如申請專利範圍第17項所述的系統，其中，該預定電壓為接地電壓。