隔离式开关变换器及其控制器和控制方法与流程

1.本发明涉及电子电路，尤其涉及准谐振控制的隔离式开关变换器及其控制器和控制方法。


背景技术：

2.隔离式开关变换器通常包括具有初级绕组和次级绕组的变压器，以提供隔离。初级开关管耦接至初级绕组，控制存储在初级绕组的能量向次级绕组传递。次级开关管耦接至次级绕组，为耦接至次级侧输出的负载提供输出电压。在峰值电流控制的隔离式开关模电源中，当流经初级开关管的电流达到关断阈值时，初级开关管被关断，从而控制传递给负载的能量。
3.隔离式开关变换器通常有一个启动过程。由于在启动刚刚开始时，次级侧的输出电压还未建立，例如通常为次级参考地的电势，输出电压与期望的输出电压之间有一个较大的差值。在此情况下，使用反馈可能是无用的和不稳定的，系统的瞬态响应很差。此外，在启动期间，隔离开关变换器的电流需求低，采用恒定的峰值电流控制的隔离式变换器的输出电压可以非常快地上升，甚至会引起输出电压过冲。同时电路的功率器件需要承受启动期间的这些压力和应力，从而进一步影响隔离式开关变换器的成本和效率。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的一个或多个问题，本发明的目的在于提供能够控制隔离式开关变换器在整个启动过程中能安全平稳地完成其启动过程，同时不会产生额外的成本和增加复杂性。
5.根据本发明实施例的一种用于隔离式开关变换器的控制器，该开关变换器包括变压器和初级开关管，该控制器包括：误差放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收与开关变换器输出信号有关的输出反馈信号，第二输入端接收参考电压，基于输出反馈信号和参考电压之差，误差放大电路在输出端产生第一补偿信号；控制信号产生电路，基于第一补偿信号，在输出端分别产生第一控制信号和第二控制信号；隔离电路，具有传输第一控制信号的第一通道和传输第二控制信号的第二通道，在第一输出端提供与第一控制信号电隔离的第一同步信号，在第二输出端提供与第二控制信号电隔离的第二同步信号；复位信号产生电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收代表流过初级开关管电流的电流检测信号，第二输入端接收电流阈值电压，复位信号产生电路将电流检测信号与电流阈值电压相比较，在输出端产生复位信号以控制初级开关管的关断；阈值产生电路，在输出端提供所述电流阈值电压，该阈值产生电路包括：启动阈值产生电路，在启动过程中提供逐渐增大的电流阈值电压；以及正常阈值产生电路，当次级侧被激活时启动过程结束，基于第一同步信号提供所述电流阈值电压。
6.根据本发明实施例的一种隔离式开关变换器，包括如前所述的控制器。
7.根据本发明实施例的一种隔离式开关变换器的控制方法，该开关变换器包括具有
初级绕组和次级绕组的变压器、耦接至初级绕组的初级开关管、耦接至次级绕组的次级开关管以及隔离电路，该控制方法包括：在启动过程中，提供逐渐增大的电流阈值电压；根据开关变换器的输出信号产生输出反馈信号；基于输出反馈信号与参考电压之差，产生第一补偿信号；基于第一补偿信号，分别产生第一控制信号和第二控制信号；将第一控制信号送入隔离电路的第一通道，产生与第一控制信号电隔离的第一同步信号；将第二控制信号送入隔离电路的第二通道，产生与第二控制信号电隔离的第二同步信号；以及检测次级侧是否被激活；当次级侧被激活时启动过程结束，并基于第一同步信号提供所述电流阈值电压；以及将代表流过初级开关管电流的电流检测信号同电流阈值电压相比较，产生复位信号以关断初级开关管。
8.根据本发明的实施例，启动过程中，在隔离式开关变换器的初级侧引入软启控制，对电流阈值电压进行软启，以控制提供给次级侧的能量，并在次级侧激活而启动过程结束时，通过隔离电路接收控制电流阈值电压的第一同步信号，基于第一同步信号来控制所述电流阈值电压，实现对稳态运行的隔离变换器的控制。此外，还在开关变换器的次级侧引入软启控制，在启动期间对参考电压进行软启，以防止输出电压过冲。从而使隔离式开关变换器能安全平稳地完成其启动过程。另外，根据本发明的实施例，在启动期间，隔离式开关管变换器被限制工作在第一谷底导通模式，进一步降低了功率变换器的工作应力，节约了系统成本。
附图说明
9.图1为根据本发明一实施例的隔离式开关变换器100的框图；
10.图2为根据本发明一实施例的隔离式开关变换器100a的框图；
11.图3为根据本发明一实施例的误差放大电路101和控制信号产生电路102的电路原理图；
12.图4为根据本发明一实施例的阈值产生电路104的电路原理图；
13.图5为根据本发明一实施例的启动期间的电流阈值电压的波形图；
14.图6为根据本发明一实施例的启动结束后电流阈值电压的波形图；
15.图7为根据本发明实施例的初级侧控制电路的电路原理图；
16.图8为根据本发明一实施例的隔离开关变换器100b框图；
17.图9为根据本发明一实施例的隔离开关变换器启动过程中的工作波形图；
18.图10为根据本发明一实施例的部分次级侧控制电路的电路图；
19.图11为根据本发明一实施例的隔离式开关变换器的控制方法700的方法流程图。
具体实施方式
20.下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。
21.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。
因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称“元件”“连接到”或“耦接”到另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
22.本发明可以被应用于任何隔离式变换器。在接下来的详细描述中，为了简洁起见，仅以反激变换器(flyback converter)为例来解释本发明的具体工作原理。
23.图1为根据本发明一实施例的隔离式开关变换器100的框图。如图1所示，隔离式开关变换器100包括变压器t、初级开关管10、次级开关管20以及控制器30。变压器t具有初级绕组和次级绕组，其中初级绕组和次级绕组均具有第一端和第二端，初级绕组的第一端接收输入电压vin，次级绕组的第一端提供直流输出电压vo，第二端耦接至次级参考地。初级开关管10耦接在初级绕组的第二端与初级参考地之间。次级开关管20耦接在次级绕组的第二端与负载之间。然而，本领域技术人员可知，次级开关管20也可耦接在次级绕组的第一端与负载之间。
24.在图1所示的实施例中，隔离式开关变换器100的控制器30引入了准谐振控制。在准谐振控制中，开关变换器工作在非电流连续模式，当流过储能元件(变压器t)的电流下降至零后，储能元件与初级开关管10的寄生电容开始谐振，谐振电压波形随之产生。当初级开关管10两端的谐振电压在其最小值时，初级开关管10被导通(通常被成为谷底导通)，从而减小开关变换器100的开关损耗和电磁干扰。
25.如图1所示，控制器30包括误差放大电路101、控制信号产生电路102、隔离电路103、阈值产生电路104、复位信号产生电路106以及初级逻辑电路107。在一些实施例中，控制器30与次级开关管20集成在同一芯片内。在另一个实施例中，控制器30还包括次级开关管20的驱动电路。
26.在图1所示的隔离开关变换器100中，控制器30具有多个引脚，包括输出反馈引脚fb、补偿引脚comp、次级参考地引脚sgnd、初级电流检测引脚cs、初级控制引脚pdrv以及初级参考地引脚pgnd。
27.如图1所示，误差放大电路101具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至输出反馈引脚fb以接收与开关变换器100输出信号有关的输出反馈信号vfb，第二输入端接收参考电压vref，输出端耦接补偿引脚comp。在图1所示的实施例中，电阻器rh和rl构成的电阻分压器耦接在输出电压vo与控制器的输出反馈引脚fb之间，对开关变换器的输出电压进行采样，以提供输出反馈信号vfb。误差放大电路101耦接在输出反馈引脚fb与补偿引脚comp之间，基于输出反馈信号vfb和参考电压vref之差，在输出端产生第一补偿信号vcomp。
28.控制信号产生电路102耦接至补偿引脚comp以接收第一补偿信号vcomp，基于第一补偿信号vcomp，控制信号产生电路102在输出端分别产生第一控制信号pl1和第二控制信号pl2，以分别控制初级开关管10的第一阈值电压vth和开关频率。隔离电路103具有传输第
一控制信号pl1的第一通道和传输第二控制信号pl2的第二通道，具有接收第一控制信号pl1的第一输入端，在第一输出端提供与第一控制信号pl1电隔离的第一同步信号sync1，同时具有接收第二控制信号pl2的第二输入端，在第二输出端提供与第二控制信号pl2电隔离的第二同步信号sync2。在一个实施例中，隔离电路103可以包括光电耦合器、变压器、容性隔离器件或任何其他合适的电隔离器件。在其他的实施例中，隔离电路103可以设置在控制器集成电路的外部。
29.如图1所示，复位信号产生电路106具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至初级电流检测引脚cs以接收代表流过初级开关管电流的电流检测信号vcs，第二输入端耦接至阈值产生电路104的输出端以接收电流阈值电压vth。复位信号产生电路106将电流检测信号vcs同电流阈值电压vth相比较，在输出端提供关断控制信号rst，以控制初级开关管10的关断。初级逻辑电路107基于第二同步信号sync2以及关断控制信号rst，在输出端产生初级控制信号ctrlp，经初级控制引脚pdrv耦接至初级开关管10的控制端，以控制初级开关管10的导通与关断。
30.阈值产生电路104在输出端提供电流阈值电压vth。阈值产生电路104包括启动阈值产生电路141、正常阈值产生电路142以及选择电路143。其中在隔离式开关变换器100的启动过程中，其中阈值产生电路141被选择去提供逐渐增大的电流阈值电压vth。当次级侧被激活时启动过程结束时，正常阈值产生电路142被选择去提供电流阈值电压vth。正常阈值产生电路142进一步耦接至隔离电路103的第一输出端以接收第一同步信号sync1，基于第一同步信号sync1提供电流阈值电压vth。
31.在图1所示的实施例中，控制器30还进一步包括启动控制单元105。启动控制单元105耦接至隔离电路103的第二输出端以接收第二同步信号sync2，其中启动控制单元105基于第二同步信号sync2检测次级侧是否被激活，在输出端提供代表次级侧被激活的激活信号s_on。在一个实施例中，当第二同步信号sunc2的第一个脉冲信号经隔离电路103的第二通道被传送至初级侧时，表示次级侧被激活。
32.图2为根据本发明一实施例的隔离式开关变换器100a的框图。与图1的控制器30相比，图2所示的控制器30a进一步包括过零比较电路108以及置位信号产生电路109。
33.过零比较电路108用于检测初级开关管10两端的谐振电压是否到达最小值，即波谷处。在图2所示的实施例中，隔离式开关变换器100a还包括位于初级侧的辅助绕组，该辅助绕组经电阻分压电路耦接至控制器30的过零检测引脚zcd。过零比较电路108耦接耦接至过零检测引脚zcd以接收过零检测信号vzcd，将过零检测信号vzcd和过零阈值电压vzcd_th比较，并在输出端提供过零信号set0。
34.置位信号产生电路109基于第二同步信号sync2和过零信号set0，在输出端产生控制初级开关管10的工作频率的置位信号set。在图2所示的实施例中，置位信号产生电路109具有第一输入端、第二输入端以及输出端，其中第一输入端耦接至隔离电路103的第二输出端以接收第二同步信号sync2，第二输入端耦接至过零比较电路108以接收过零信号set0，基于过零信号set0和第二同步信号sync2，置位信号产生电路109在输出端提供置位信号set，控制初级开关管10的导通，从而控制初级开关管10的工作频率。在一个实施例中，在启动过程中，当初级开关管10的谐振电压首次达到其最小值时，即初级开关管10在第一谷底导通。这样可以降低了功率变换器的工作应力，节约了系统成本。在另一个实施例中，当启
动过程结束后，第二同步信号sync2来临且初级开关管10的谐振电压达到其最小值时，初级开关管10被导通。
35.图3为根据本发明一实施例的误差放大电路101和控制信号产生电路102的电路原理图。在图3所示的实施例中，误差放大电路101包括误差放大器ea。误差放大器ea具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中反相输入端接收输出反馈信号vfb，同相输入端接收参考电压vref，在输出端提供第一补偿信号vcomp。
36.在图3所示的实施例中，控制信号产生电路102包括第一控制信号产生电路120和第二控制信号产生电路121。如图3所示，第一控制信号产生电路120包括迟滞补偿电路1201、第一比较电路1202以及第一脉冲电路1203。迟滞补偿电路1201耦接至误差放大电路101的输出端以接收第一补偿信号vcomp，基于第一补偿信号vcomp，在输出端提供第二补偿信号vcomp1。在一个实施例中，迟滞补偿电路1201是第一补偿信号vcomp与一个迟滞信号的叠加信号。在另一个实施例中，第二补偿信号vcomp1与第一补偿信号vcomp成正比，比例系数为k1。在其中一个实施例中，k1为大于1的数。
37.第一比较电路1202耦接至迟滞补偿电路1201的输出端以接收第二补偿信号vcomp1，耦接至调制信号产生电路1210的输出端以接收调制信号vct。第一比较电路1202将第二补偿信号vcomp1同调制信号vct相比较，在输出端提供第一比较信号cmp1。第一比较电路1202a包括比较器com1。比较器com1的同相输入端接收第二补偿信号vcomp1，反相输入端耦接至电容器ct的第一端以接收调制信号vct，在输出端提供第一比较信号cmp1。第一脉冲电路1203接收第一比较信号cmp1，在输出端提供脉冲形式的第一控制信号pl1，以经过隔离电路103的第一通道传递至初级侧以控制电流阈值电压vth。
38.在图3所示的实施例中，调制信号产生电路1210包括电压源vpk、开关管st、电容器ct以及电阻器rt。如图3所示，电压源vpk具有正端和负端，其中负端耦接至次级参考地。开关管st具有第一端、第二端和控制端，第一端耦接至电压源vpk的正端，控制端接第二控制信号pl2。电容器ct具有第一端和第二端，其中第一端耦接至开关管st的第二端，第二端接次级参考地。电阻器rt具有第一端和第二端，其中第一端耦接至电容器ct的第一端，第二端接次级参考地。调制信号vct在电容器ct的第一端产生。当第二控制信号pl2有效时，调制信号vct被拉高到峰值电压，之后开始下降，直至第二控制信号pl2再次有效。
39.在图3所示的实施例中，第二控制信号产生电路121包括第二比较电路1211、波谷检测电路1212、波谷锁定电路1213以及第二脉冲电路1214。第二比较电路1211耦接至误差放大电路101的输出端以接收第一补偿信号vcomp，耦接至调制信号产生电路1210以接收调制信号vct，将调制信号vct与第一补偿信号vcomp相比较，在输出端产生第二比较信号cmp2。第二比较电路1211a包括比较器com2。比较器com2的同相输入端接收第一补偿信号vcomp，反相输入端耦接至电容器ct的第一端以接收调制信号vct，在输出端提供第二比较信号cmp2。
40.波谷检测电路1212用来检测次级侧谐振电压的波形。在一个实施例中，波谷检测电路1212耦接至次级开关管20以检测谐振电压的波形，并输出表示谐振电压一个或多个波谷的波谷脉冲信号vp。在一个实施例中，波谷检测电路1212在次级开关管20的关断期间检测次级开关管两端的开关电压是否低于波谷基准信号，输出波谷脉冲信号vp。
41.波谷锁定电路1213接收第一比较信号cmp1、第二比较信号cmp2以及波谷脉冲信号
vp，在输出端提供控制初级开关管10导通的目标波谷值，并产生与该目标波谷值相对应的频率控制信号fs。在一个实施例中，波谷锁定电路1213将调制信号vct达到第二补偿信号vcomp1时的谷值与当前锁定谷值相比较，根据比较结果决定是否增大目标谷值，并将调制信号vct达到第一补偿信号vcomp时的谷值与当前锁定谷值相比较，根据比较结果决定是否减小目标谷值。
42.第二脉冲电路1214基于频率控制信号fs，在输出端提供脉冲形式的第二控制信号pl2，以经过隔离电路103的第二通道传递至初级侧，以控制初级开关管10的谷底导通和开关频率。
43.图4为根据本发明一实施例的阈值产生电路104的电路原理图。在图4所示的实施例中，阈值产生电路104包括启动阈值产生电路141、正常阈值产生电路142以及选择电路143。
44.启动阈值产生电路141用于在启动过程中提供从低阈值电压v1向高阈值电压v2逐渐增大的电流阈值电压vth。图5为根据本发明一实施例的启动期间的电流阈值电压的波形图。如图5所示，在启动过程中，电流阈值电压vth从低阈值电压v1经过预设次数(例如8次)逐渐增大至高阈值电压v2。进一步地，在开关变换器刚刚开始启动时，开关变换器工作在较低的频率，电流阈值电压vth等于低阈值电压。随着初级开关管10的工作频率逐渐变大，电流阈值电压vth逐渐地增大。
45.图6为根据本发明一实施例的启动结束后电流阈值电压的波形图。正常阈值产生电路142包括第一电容器c1。如图6所示，在第二同步信号snyc2的上升沿来临时，将第一电容器c1两端的电压置高为上限阈值电压vs2，之后第一电容器c1两端电压开始以某一时间常数下降，并在第一同步信号sync1来临时对第一电容器c1两端的电压进行采样保持，以提供第一阈值电压vth。
46.继续如图4所示，正常阈值产生电路142还进一步包括计时电路1041、触发器ff1、电压源vs1和vs2、开关管s1和s2、电阻器r2以及采样保持电路1042。其中计时电路1041具有输入端和输出端，其中输入端耦接至隔离电路103的第二输出端以接收第二同步信号sync2，计时电路1041基于第二同步信号sync2进行计时，在输出端产生计时信号dly。触发器ff1具有置位端、复位端和输出端，其中置位端接收第二同步信号sync2，复位端耦接至计时电路1041的输出端以接收计时信号dly。电压源vs1具有正端和负端，其中负端耦接至初级参考地。电压源vs2具有正端和负端，其中负端耦接至初级参考地。开关管s1具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第一电容器c1的第一端，第二端耦接至电压源vs2的正端，控制端耦接至触发器ff1的输出端。开关管s2具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第一电容器c1的第一端，第二端经电阻器r2耦接至电压源vs1的正端，控制端耦接至触发器ff1的反向输出端。采样保持电路1042具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至隔离电路103的第一输出端以接收第一同步信号sync1，第二输入端耦接至第一电容器c1的第一端以接收第一电容器c1两端的电压，采样保持电路1042基于第一同步信号sync1对第一电容器c1两端的电压进行采样保持，在输出端产生第一阈值电压vth。
47.选择电路143具有第一输入端、第二输入端和控制端，其中第一输入端耦接至启动阈值产生电路141的输出端，第二输入端耦接至正常阈值产生电路142的输出端，选择电路143基于激活信号s_on，在输出端提供合适的电流阈值电压vth。
48.图7为根据本发明实施例的初级侧控制电路的电路原理图。在图7所示的实施例中，与图2所示开关变换器100a相比，变压器t还包括具有第一端和第二端的辅助绕组，其中辅助绕组的第二端耦接至初级参考地。开关变换器还包括供电二极管ds、供电电容器cs以及供电电流源iss。供电电容器cs具有第一端和第二端，其中第一端为初级侧的控制电路提供初级供电电压vcc，第二端耦接至初级参考地。供电二极管ds具有阳极和阴极，其中阳极耦接至辅助绕组的第一端，阴极耦接至供电电容器cs的第一端。
49.在图7所示的实施例中，启动控制电路105包括欠压锁存电路151和启动电路152。欠压锁存电路151耦接至供电电容器cs的第一端以接收供电电压vcc，并将供电电压vcc与第一阈值电压vth_h和第二阈值电压vth_l进行比较，产生欠压锁存信号uvlo。供电电流源iss具有输入端、输出端和控制端，其中输入端耦接至初级绕组的第一端以接收输入电压vin或高压输入电源端(例如hv)，输出端耦接至供电电容器cs的第一端，控制端耦接至欠压锁存电路151以接收欠压锁存信号uvlo。当供电电压vcc高于第一阈值电压vth_h时，供电电流源iss被关闭。当供电电压vcc低于第二阈值电压vth_l时，供电电流源iss被开启，从而为供电电容器cs充电。在一些实施例中，当供电电压vcc低于第二阈值电压vth_l时，由供电电压vcc提供能量的初级侧控制电路大多停止工作，以避免误操作。
50.启动电路152具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至欠压锁存电路151以接收欠压锁存信号uvlo，第二输入端耦接至隔离电路103的第二输出端以接收第二同步信号sync2。启动电路152基于欠压锁存信号uvlo和第二同步信号sync2，在输出端产生表示启动过程开始的启动信号staup和表示启动过程结束的激活信号s_on。在图7所示的实施例中，欠压锁存电路151包括滞环比较器com0。启动电路152包括单触发电路1521和触发器ff2。单触发电路1521具有输入端和输出端，其中输入端耦接至欠压锁存电路151以接收欠压锁存信号uvlo。触发器ff2具有置位端、复位端和输出端，其中置位端耦接至单触发电路1521的输出端，复位端耦接至隔离电路103的输出端以接收第二同步信号sync2，输出端以提供启动信号staup，反相输出端提供激活信号s_on。触发器ff2为复位优先。
51.过零比较电路108包括比较器com3。比较器com3的同相输入端接收过零阈值电压vzcd_th，反相输入端耦接过零检测引脚zcd接收过零检测信号vzcd，在输出端提供过零信号set0。
52.置位信号产生电路109a包括与门and1和选择电路1091。与门and1具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端接收第二同步信号sync2，第二输入端耦接至过零比较电路108的输出端以接收过零信号set0。选择电路1091耦接至启动控制电路105，接收启动信号staup和激活信号s_on，其中当启动信号staup有效时，选择电路1091选择过零信号set0作为置位信号set提供至初级逻辑电路107。当激活信号s_on变高时，选择电路1091选择与门and1的输出作为置位信号set提供至初级逻辑电路。在图7所示的实施例中，选择电路1091包括开关q1和q2。
53.复位信号产生电路106包括比较器com4。比较器com4的同相输入端耦接至电流检测引脚cs以接收电流检测信号vcs，反相输入端耦接至阈值产生电路104的输出端以接收阈值电压vth。根据本发明的实施例，在启动过程中，即启动信号staup有效时，启动阈值产生电路141提供逐渐增大的电流阈值电压vth。当激活信号s_on有效时，启动过程结束，由正常阈值产生电路142基于第一同步信号sync2来产生电流阈值电压vth。
54.初级逻辑电路107包括触发器ff3。触发器ff3具有置位端、复位端和输出端，其中置位端耦接至置位信号产生电路109a的输出端以接收置位信号set，复位端耦接至复位信号产生电路106的输出端以接收复位信号rst，在输出端提供初级控制信号ctrlp以控制初级开关管10的导通与关断。
55.图8为根据本发明一实施例的隔离开关变换器100b框图。图8所示的控制器30b与图2所示的控制器30a相比，进一步包括位于次级侧的次级启动控制电路110和参考电压产生电路111。
56.在图8所示的实施例中，控制器30b进一步包括次级供电引脚vdd，耦接至输出电压vo，为控制器30b的次级侧控制电路提供供电电压。次级启动控制电路110耦接至次级供电引脚vd以接收次级供电电压vdd，将次级侧供电电压vdd与第三阈值电压v
dd_on
相比较，根据比较结果在输出端提供表征次级侧被激活的第二激活信号s_on1。参考电压产生电路111耦接至次级启动控制电路110以接收第二激活信号s_on1，基于第二激活信号，控制参考电压vref。具体地，在启动过程中，参考电压vref跟随输出反馈信号vfb变化，逐渐增大。而在次级侧被激活，启动过程结束时，参考电压vref保持第一参考电压vref1不变。
57.图9为根据本发明一实施例的隔离开关变换器启动过程中的工作波形图。如图9所示，在时刻t1，初级供电电压vcc增大至大于第一阈值电压vth_h，欠压锁定信号uvlo置高。之后开关变换器开始启动，初级开关管10开始工作，为次级侧提供能量，输出电压vo开始增大，次级供电电压vdd也随之增大。
58.在启动过程中，电流阈值电压vth逐渐增大，初级开关管10的导通时间也逐渐增大。初级开关管10的导通由过零检测信号vzcd与过零阈值电压vzcd_th产生的过零信号set0决定。
59.在时刻t2，次级供电电压vdd增大到大于第三阈值电压v
dd_on
，第二激活信号s_on1有效。在时刻t3，当第二同步信号sync2的第一个脉冲来临时，激活信号s_on被置高，初级侧检测到启动过程结束。之后第二同步信号sync2与过零检测信号vzcd一起决定初级开关管的导通。
60.图10为根据本发明一实施例的部分次级侧控制电路的电路图。在图10所示的实施例中，次级启动控制电路110包括比较器com5。比较器com5的同相输入端耦接至次级供电引脚vd以接收次级供电电压vdd，同相输入端接收第三阈值电压v
dd_on
，在输出端提供第二激活信号s_on1。
61.参考电压产生电路111包括参考电容器c3、参考电压源vref1、参考电阻器r3以及开关m1和m2。参考电容器c3具有第一端和第二端，其中第一端耦接至误差放大电路101a的第二输入端，第二端耦接至次级参考地。参考电压源vref1具有正端和负端，其中负端耦接至次级参考地。开关m1与m2构成选择开关电路，耦接至次级启动控制电路110以接收第二激活信号s_on1，基于第二激活信号s_on1，选择开关电路选择将参考电容器c3的第一端耦接至误差放大电路101a的第一输入端或经参考电阻器r3耦接至参考电压源vref1的正端。在一个实施例中，当第二激活信号s_on1为低电平，参考电压ref跟随输出反馈信号vfb变化，在启动过程中逐渐增大。当第二激活信号s_on1为高电平，参考电压ref与输出反馈引脚fb断开，以预设时间常数逐渐增大至第一参考电压vref1。
62.图11为根据本发明一实施例的隔离式开关变换器的控制方法700的方法流程图。
该开关变换器包括具有初级绕组和次级绕组的变压器、耦接至初级绕组的初级开关管、耦接至次级绕组的次级开关管以及双通道的隔离电路，该控制方法包括步骤701～708。
63.在步骤701，在启动过程中，提供逐渐增大的电流阈值电压。在一个实施例中，电流阈值电压在启动过程中经预设次数逐渐从低阈值电压增大至高阈值电压。
64.在步骤702，根据开关变换器的输出信号产生输出反馈信号。
65.在步骤703，基于输出反馈信号与参考电压之差，产生第一补偿信号。
66.在步骤704，基于第一补偿信号，分别产生第一控制信号和第二控制信号。在一个实施例中，产生第一控制信号的方法包括：基于第一补偿信号，产生第二补偿信号；将第二补偿信号与一调制信号相比较，提供第一比较信号；以及基于第一比较信号，提供第一控制信号。在进一步的实施例中，产生第二控制信号的方法包括：将第一补偿信号与调制信号相比较，产生第二比较信号；以及基于第一比较信号、第二比较信号和表征次级开关管两端电压波谷的波谷脉冲信号，产生初级开关管导通的目标波谷值，并提供与该目标谷值相对应的第二控制信号。
67.在步骤705，将第一和第二控制信号分别送入隔离电路的第一和第二通道，分别产生与第一控制信号电隔离的第一同步信号，与第二控制信号电隔离的第二同步信号。
68.在步骤706，检测次级侧是否被激活。在一个实施例中，当第二同步信号的第一个脉冲信号经隔离电路被传送至初级侧时，次级侧被激活。在另一个实施例中，当次级侧供电电压增大至第三阈值电压时，次级侧被激活。
69.在步骤707，当次级侧被激活时启动过程结束，基于第一同步信号提供电流阈值电压。在一个实施例中，在第二同步信号的上升沿来临时，将第一电容器两端的电压置高为上限阈值电压。之后第一电容器两端电压开始下降，在第一同步信号来临时对第一电容器两端的电压进行采样保持，以提供电流阈值电压。
70.在步骤708，将代表流过初级开关管电流的电流检测信号同电流阈值电压相比较，产生复位信号以关断初级开关管。
71.在一个实施例中，控制方法700进一步包括：将过零检测信号和过零阈值电压相比较，并在输出端输出过零信号；在启动过程中基于过零信号提供置位信号以控制初级开关管的导通；以及在启动过程结束后基于第二同步信号和过零信号提供所述置位信号。在另一个实施例中，在启动结束后，当第二同步信号来临且初级开关管两端的谐振电压达到其最小值时，控制初级开关管导通。
72.在另一个实施例中，控制方法700还进一步包括：在启动过程中所述参考电压跟随输出反馈信号逐渐增大；在次级侧被激活时启动过程结束，参考电压逐渐增大至第一参考电压。
73.在说明书中，相关术语例如第一和第二等可以只是用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而不必或不意味着在这些实体或动作之间的任意实体这种关系或者顺序。数字顺序例如“第一”、“第二”、“第三”等仅仅指的是多个中的不同个体，并不意味着任何顺序或序列，除非权利要求语言有具体限定。在任何一个权利要求中的文本的顺序并不意问这处理步骤必须以根据这种顺序的临时或逻辑顺序进行，除非权利要求语言有具体规定。在不脱离本发明范围的情况下，这些处理步骤可以按照任意顺序互换，只要这种互换不会是的权利要求语言矛盾并且不会出现逻辑上荒谬。
74.上述说明书和实施方式仅仅是示例性的，并不用于限定本发明的范围。对于公开的实施例进行变化和修改都是可能的，其他可行的选择性实施例和对实施例中元件的等同变化可以被本技术领域的普通技术人员所了解。本发明所公开的实施例的其他变化和修改并不超出本发明的精神和保护范围。