(57)【要約】【課題】パワーコンバータコントローラ、パワーコンバータ、およびパワーコンバータの制御方法を提供する。【解決手段】パワーコンバータコントローラは、二次コントローラから直流的に絶縁された一次コントローラを含む。一次コントローラは、一次コントローラによって規定されるスイッチングパターンに従って第１の動作モード中にパワースイッチの状態を制御する。第２の動作モード中、一次コントローラは、通信リンクを介して受信される制御信号に応答してパワースイッチの状態を制御する。二次コントローラは、第１の動作モード中は、パワーダウン状態で動作する。二次コントローラは、一次コントローラにより、一次コントローラおよび二次コントローラを第１の動作モードから第２の動作モードに移行させる移行動作を開始させる。第２の動作モードにおいて、二次コントローラは、通信リンクを介して制御信号を一次コントローラに送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーコンバータコントローラであって、
パワーコンバータのパワースイッチに結合される一次コントローラを備え、
前記一次コントローラは、前記一次コントローラによって規定される一次スイッチングパターンに従って第１の動作モード中に前記パワースイッチの状態を制御するように結合され、
前記一次コントローラは、通信リンクを介して第２の動作モード中に受信される制御信号に応答して前記パワースイッチの状態を制御するように結合され、さらに、
前記一次コントローラから直流的に絶縁された二次コントローラを備え、
前記二次コントローラは、前記第１の動作モード中に前記一次コントローラにより移行動作を開始させるように結合され、
前記移行動作は、前記一次コントローラおよび前記二次コントローラを前記第１の動作モードから前記第２の動作モードに移行させ、
前記二次コントローラは、前記第２の動作モード中に前記通信リンクを介して前記制御信号を前記一次コントローラに送信するように結合される、パワーコンバータコントローラ。
【請求項２】
前記パワーコンバータは非絶縁型パワーコンバータである、請求項１に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項３】
前記パワーコンバータは絶縁型パワーコンバータであり、
前記一次コントローラは、前記パワーコンバータの一次側に結合されるように構成され、
前記一次コントローラは、前記パワーコンバータの二次側から前記制御信号を受信するように結合され、
前記二次コントローラは、前記パワーコンバータの前記二次側に結合されるように構成される、請求項１に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項４】
前記二次コントローラは、最初は前記第１の動作モード中にパワーダウン状態で動作し、
前記一次スイッチングパターンに従う前記パワースイッチのスイッチングは、エネルギを前記二次側に伝達し、
前記二次コントローラは、前記二次側に伝達された前記エネルギに応答して前記パワーダウン状態から動作状態に移行し、
前記二次コントローラは、前記二次コントローラが前記動作状態にある時に前記移行動作を開始させる、請求項３に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項５】
前記二次コントローラは、前記二次側の電圧を監視し、かつ、監視された前記電圧がしきい電圧よりも大きい場合に前記移行動作を開始させるように結合される、請求項４に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項６】
前記一次スイッチングパターンは、前記一次コントローラがいつ前記パワースイッチをオン状態に設定し、前記一次コントローラがいつ前記パワースイッチをオフ状態に設定するかを規定する、請求項１に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項７】
前記二次コントローラは、前記第２の動作モード中に前記パワーコンバータの出力量を検知するように結合され、
前記二次コントローラは、検知された前記出力量が所望の出力量未満である場合に前記制御信号を前記一次コントローラに送信するように結合される、請求項１に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項８】
前記一次コントローラは、前記第２の動作モード中に受信される各制御信号に応答して前記パワースイッチをオン状態に設定するように結合される、請求項１に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項９】
前記一次コントローラは、前記第２の動作モード中におけるターンオフ条件に応答して前記パワースイッチをオフ状態に設定するように結合される、請求項８に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項１０】
前記ターンオフ条件は、前記パワースイッチを通る電流のしきい電流限界および前記パワースイッチのオン時間のしきい量のうちの少なくとも１つを含む、請求項９に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項１１】
前記二次コントローラは、単一の制御信号を前記一次コントローラに送信して前記移行動作を開始させ、
前記一次コントローラは、前記単一の制御信号の受信に応答して前記第１の動作モードから前記第２の動作モードに移行し、
前記二次コントローラは、前記単一の制御信号の送信に応答して前記第１の動作モードから前記第２の動作モードに移行する、請求項１に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項１２】
前記二次コントローラは、前記移行動作中に１つ以上の制御信号を送信するように結合される、請求項１に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項１３】
前記二次コントローラは、前記第１の動作モード中に前記パワースイッチのスイッチング事象を検出するように結合され、
前記二次コントローラは、前記スイッチング事象が検出される時に基づいて前記１つ以上の制御信号の送信をスケジューリングするように結合される、請求項１２に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項１４】
前記二次コントローラは、前記パワースイッチがオン状態からオフ状態に移行する時を検出するように結合され、
前記二次コントローラは、前記二次コントローラが前記オン状態から前記オフ状態への前記パワースイッチの移行を検出した後にある期間を生じさせるように、前記１つ以上の制御信号の送信をスケジューリングするように結合される、請求項１３に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項１５】
前記一次コントローラは、前記移行動作中に前記１つ以上の制御信号の受信を確認するように結合される、請求項１２に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項１６】
前記一次コントローラは、前記一次スイッチングパターンとは異なるように前記パワースイッチのスイッチングパターンを修正することによって、前記移行動作中に前記１つ以上の制御信号の受信を確認するように結合される、請求項１５に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項１７】
前記一次コントローラは、ある期間の間は前記パワースイッチのスイッチングを控えることによって、前記移行動作中に前記１つ以上の制御信号の受信を確認するように結合される、請求項１６に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項１８】
前記一次コントローラは、前記１つ以上の制御信号の受信の確認に応答して前記第２の動作モードに移行するように結合され、
前記二次コントローラは、前記確認の検出に応答して前記第２の動作モードに移行するように結合される、請求項１６に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項１９】
前記一次コントローラは、前記第２の動作モード中に第１の期間にわたって受信される制御信号の数を監視するように結合され、
前記一次コントローラは、前記第２の動作モード中に前記第１の期間にわたって受信される過剰な数の制御信号に基づいて電位異常動作条件を検出するように結合され、
前記一次コントローラは、第２の期間の間は前記パワースイッチをオフ状態に維持して前記二次コントローラをパワーダウンさせるように結合される、請求項１に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項２０】
前記一次コントローラは、前記第２の動作モード中にある期間にわたって受信される制御信号の数を監視するように結合され、
前記一次コントローラは、前記第２の動作モード中に前記ある期間にわたって受信される制御信号が無いことに基づいて電位異常動作条件を検出するように結合され、
前記一次コントローラは、前記電位異常動作条件の検出に応答して前記第２の動作モードから前記第１の動作モードに移行する、請求項１に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項２１】
パワーコンバータであって、
前記パワーコンバータの一次側の一次巻線と、前記パワーコンバータの二次側の二次巻線とを含むエネルギ伝達素子と、
前記一次巻線に結合されたパワースイッチと、
前記パワースイッチに結合された一次コントローラとを備え、
前記一次コントローラは、前記一次コントローラによって規定される一次スイッチングパターンに従って第１の動作モード中に前記パワースイッチの状態を制御するように結合され、
前記一次コントローラは、第２の動作モード中に前記二次側から受信される制御信号に応答して前記パワースイッチの状態を制御するように結合され、さらに、
前記二次側に結合され、前記一次コントローラから直流的に絶縁された二次コントローラを備え、
前記二次コントローラは、前記第１の動作モード中に前記一次コントローラにより移行動作を開始させるように結合され、
前記移行動作は、前記一次コントローラおよび前記二次コントローラを前記第１の動作モードから前記第２の動作モードに移行させ、
前記二次コントローラは、前記第２の動作モード中に前記制御信号を前記一次コントローラに送信するように結合される、パワーコンバータ。
【請求項２２】
通信リンクをさらに備え、
前記二次コントローラは、前記通信リンクを介して前記制御信号を送信するように結合され、
前記一次コントローラは、前記通信リンクを介して前記制御信号を受信するように結合され、
前記通信リンクは、光通信リンク、容量性通信リンクおよび磁気通信リンクのうちの少なくとも１つを含む、請求項２１に記載のパワーコンバータ。
【請求項２３】
前記一次スイッチングパターンは、前記一次コントローラがいつ前記パワースイッチをオン状態に設定し、前記一次コントローラがいつ前記パワースイッチをオフ状態に設定するかを規定する、請求項２１に記載のパワーコンバータ。
【請求項２４】
前記二次コントローラは、前記パワーコンバータの出力量が所望の出力量未満である場合に前記制御信号を前記一次コントローラに送信するように結合され、
前記一次コントローラは、前記第２の動作モード中に受信される各制御信号に応答して前記パワースイッチをオン状態に設定するように結合され、
前記一次コントローラは、前記第２の動作モード中におけるターンオフ条件に応答して前記パワースイッチをオフ状態に設定するように結合される、請求項２１に記載のパワーコンバータ。
【請求項２５】
前記二次コントローラは、前記移行動作中に１つ以上の制御信号を前記一次コントローラに送信するように結合される、請求項２１に記載のパワーコンバータ。
【請求項２６】
前記二次コントローラは、前記第１の動作モード中に前記パワースイッチのスイッチング事象を検出するように結合され、
前記二次コントローラは、前記スイッチング事象が検出される時に基づいて前記１つ以上の制御信号の送信をスケジューリングするように結合される、請求項２５に記載のパワーコンバータ。
【請求項２７】
前記一次コントローラは、前記一次スイッチングパターンとは異なるように前記パワースイッチのスイッチングパターンを修正することによって、前記移行動作中に前記１つ以上の制御信号の受信を確認するように結合され、
前記二次コントローラは、前記一次コントローラによる確認を検出するように結合される、請求項２５に記載のパワーコンバータ。
【請求項２８】
パワーコンバータの制御方法であって、
一次スイッチングパターンに従って第１の動作モード中に前記パワーコンバータの一次側のパワースイッチの状態を制御するステップを含み、前記一次スイッチングパターンは、前記パワーコンバータの前記一次側の回路によって規定され、さらに、
前記第１の動作モードから第２の動作モードに移行するステップを含み、前記移行するステップは、前記パワーコンバータの二次側から前記一次側に１つ以上の制御信号を送信するステップを含み、さらに、
前記第２の動作モード中に前記パワーコンバータの前記二次側から前記一次側に制御信号を送信するステップと、
前記第２の動作モード中に前記二次側から受信される制御信号に応答して前記パワースイッチの状態を制御するステップとを含む、方法。
【請求項２９】
前記一次スイッチングパターンは、前記パワースイッチがいつオン状態に設定され、前記パワースイッチがいつオフ状態に設定されるかを規定する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記パワーコンバータの出力量が所望の出力量未満である場合に、前記第２の動作モード中に前記二次側から前記一次側に前記制御信号を送信するステップと、
前記第２の動作モード中に前記一次側で受信される各制御信号に応答して前記パワースイッチをオン状態に設定するステップと、
前記第２の動作モード中に前記一次側で検出されるターンオフ条件に応答して前記パワースイッチをオフ状態に設定するステップとをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記移行するステップは、
前記第１の動作モード中に前記二次側の前記パワースイッチのスイッチング事象を検出するステップと、
スイッチング事象が検出される時に基づいて前記１つ以上の制御信号の送信をスケジューリングするステップとをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
前記移行するステップは、
前記一次スイッチングパターンとは異なるように前記パワースイッチのスイッチングパターンを修正することによって、前記一次側での前記１つ以上の制御信号の受信を確認するステップと、
前記二次側における前記パワースイッチの前記スイッチングパターンの修正を検出することによって、前記二次側での確認を検出するステップとをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３３】
パワーコンバータコントローラであって、
パワーコンバータのパワースイッチに結合される一次コントローラを備え、
前記一次コントローラは、前記一次コントローラによって規定される一次スイッチングパターンに従って第１の動作モード中に前記パワースイッチの状態を制御するように結合され、
前記一次コントローラは、通信リンクを介して第２の動作モード中に受信される制御信号に応答して前記パワースイッチの状態を制御するように結合され、さらに、
前記一次コントローラから直流的に絶縁された二次コントローラを備え、
前記二次コントローラは、前記第２の動作モード中に前記通信リンクを介して前記制御信号を前記一次コントローラに送信するように結合され、
前記一次コントローラは、前記二次コントローラによって開始された移行動作に応答して前記第１の動作モードから前記第２の動作モードに移行するように結合され、
前記一次コントローラは、第１の期間にわたって前記二次コントローラから受信されるいくつかの制御信号、または第２の期間にわたって前記二次コントローラから受信される制御信号が無いことに応答して、前記第２の動作モードから前記第１の動作モードに移行するように結合される、パワーコンバータコントローラ。
【請求項３４】
前記一次コントローラは、前記一次コントローラが前記第２の動作モード中に前記第１の期間にわたって過剰な数の制御信号を検出した場合に、前記第２の動作モードから前記第１の動作モードに移行するように結合される、請求項３３に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項３５】
前記二次コントローラは、前記第２の動作モードから前記第１の動作モードへの前記一次コントローラの移行を検出するように結合される、請求項３４に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項３６】
前記二次コントローラは、前記パワースイッチのスイッチングパターンの変化を検出することによって、前記第２の動作モードから前記第１の動作モードへの前記一次コントローラの移行を検出するように結合される、請求項３５に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項３７】
前記二次コントローラは、前記第２の動作モードから前記第１の動作モードへの前記一次コントローラの移行を確認するように結合される、請求項３５に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項３８】
前記二次コントローラは、前記一次コントローラへの制御信号の送信を修正することによって、前記一次コントローラの移行を確認するように結合される、請求項３７に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項３９】
前記一次コントローラは、前記一次コントローラが前記第２の動作モード中に前記第２の期間にわたって制御信号が無いことを検出した場合に、前記第２の動作モードから前記第１の動作モードに移行するように結合される、請求項３３に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項４０】
前記二次コントローラは、前記第２の動作モードから前記第１の動作モードへの前記一次コントローラの移行を検出するように結合される、請求項３９に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項４１】
前記二次コントローラは、前記パワースイッチのスイッチングパターンの変化を検出することによって、前記第２の動作モードから前記第１の動作モードへの前記一次コントローラの移行を検出するように結合される、請求項４０に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項４２】
前記二次コントローラは、前記第２の動作モードから前記第１の動作モードへの前記一次コントローラの移行を確認するように結合される、請求項４０に記載のパワーコンバータコントローラ。
【請求項４３】
前記二次コントローラは、前記一次コントローラへの制御信号の送信を修正することによって、前記一次コントローラの移行を確認するように結合される、請求項４２に記載のパワーコンバータコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景情報
開示の分野
本開示は、パワーコンバータに関し、より特定的にはパワーコンバータのための制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
家庭用電気機器または産業用電気機器においては、低周波数（例えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）高電圧交流（ａｃ）入力電圧を必要なレベルの直流（ｄｃ）出力電圧に変換するためにスイッチモードパワーコンバータが広く用いられている。例えば、スイッチモードパワーコンバータは、携帯電子機器のための電池充電器などの一般に用いられている電子機器に含まれ得る。安全機能および保護機能に加えて、出力が十分に調整される、効率が高い、およびサイズが小さいという理由で、さまざまなタイプのスイッチモードパワーコンバータが普及している。スイッチモードパワーコンバータの普及しているトポロジは、共振タイプを含む多くの他のタイプの中でも、フライバック、フォワード、昇圧、降圧、ハーフブリッジおよびフルブリッジを含む。
【０００３】
スイッチモードパワーコンバータは、エネルギ伝達素子と、パワースイッチと、パワーコンバータ出力電圧の値を調整するように動作する制御回路とを含んでいてもよい。エネルギ伝達素子（例えば結合インダクタ）は、互いに直流的に絶縁された一次巻線および二次巻線を含んでいてもよい。一次巻線は、パワースイッチなどのパワーコンバータの入力側の回路に結合されてもよい。二次巻線は、調整された出力電圧を電気負荷に送るパワーコンバータの出力側の回路に結合されてもよい。
【０００４】
パワースイッチ（例えば高電圧パワースイッチ）は、一次巻線を通る電流を制御するためにエネルギ伝達素子の一次巻線に結合されてもよい。パワーコンバータの制御回路は、出力電圧を検知し、パワースイッチの状態を制御して、検知された出力電圧に応答して一次巻線から二次巻線へのエネルギの伝達を制御してもよい。
【０００５】
以下の図面を参照して、本開示の非制限的で非網羅的な実施例について説明する。図中、同様の参照番号はさまざまな図を通して同様の部分を指し得る。
【０００６】
対応する参照符号は、図面のいくつかの図を通して、対応する構成要素を示し得る。図中の要素は、簡潔かつ明確にするために示されており、必ずしも一定の比例に応じて描かれているわけではない、ということを当業者は理解するであろう。例えば、本開示のさまざまな実施例の理解を向上させる一助となるように、図中の要素のうちのいくつかの要素の寸法は、他の要素に対して誇張されている場合がある。また、商業的に実現可能な実施例において有用または必要な、一般的であるが十分に理解されている要素は、本開示のさまざまな実施例をより遮られない態様で見ることができるようにするために、多くの場合示されていない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一次コントローラ、二次コントローラおよびパワースイッチを含む例示的な絶縁型パワーコンバータの概略図である。
【図２】一次コントローラ、二次コントローラおよびパワースイッチを含む例示的な集積回路パッケージの機能ブロック図である。
【図３】例示的な一次コントローラの動作を説明するフロー図である。
【図４】例示的な二次コントローラの動作を説明するフロー図である。
【図５】一次コントローラおよび二次コントローラの動作を説明するフロー図である。
【図６】二次コントローラにおける電位異常動作条件を検出する一次コントローラの動作を説明するフロー図である。
【図７Ａ】第１の動作モード、移行動作および第２の動作モード中の一次および二次コントローラの動作を示す。
【図７Ｂ】第１の動作モード、移行動作および第２の動作モード中の一次および二次コントローラの動作を示す。
【図８Ａ】磁気的に結合された通信リンクを含む例示的な集積回路パッケージの機能ブロック図である。
【図８Ｂ】光学的に結合された通信リンクを含む例示的な集積回路パッケージの機能ブロック図である。
【図９】例示的な一次コントローラおよび例示的な二次コントローラを含む例示的な非絶縁型パワーコンバータの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
詳細な説明
以下の説明では、本発明が完璧に理解されるようにするために多数の具体的な詳細が記載されている。しかし、当該具体的な詳細が本発明を実施するために使用される必要のないことは当業者に明らかであろう。他の例では、本発明を曖昧にすることを避けるために、周知の材料または方法については詳細に説明していない。
【０００９】
本明細書全体を通して「１つの実施例」、「ある実施例」、「１つの例」または「ある例」に言及することは、当該実施例または例に関連付けて記載される特定の特徴、構造または特性が本発明の少なくとも１つの実施例に含まれることを意味している。したがって、本明細書全体を通してさまざまな箇所に現れる「１つの実施例」、「ある実施例」、「１つの例」または「ある例」という句は、必ずしも全てが同一の実施例また例を指しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造または特性は、１つ以上の実施例または例において任意の好適な組合せおよび／または部分的組合せに組合わせられてもよい。特定の特徴、構造または特性は、集積回路、電子回路、組合せ論理回路、または記載の機能を提供する他の好適な構成要素に含まれていてもよい。
【００１０】
本開示に係るパワーコンバータは、例えば通信リンクによって互いに直流的に絶縁された一次コントローラおよび二次コントローラを含む。パワーコンバータのトポロジによっては、いくつかの例において、一次および二次コントローラはエネルギ伝達素子（例えば結合インダクタ）によっても互いに直流的に絶縁されてもよい。
【００１１】
一次コントローラは、パワーコンバータの一次側のパワースイッチを駆動してエネルギ伝達素子の一次巻線からエネルギ伝達素子の二次巻線へのエネルギの伝達を制御するように結合される。二次コントローラは、パワーコンバータの出力量を検知するためにパワーコンバータの二次側の回路構成要素に結合される。一次コントローラおよび二次コントローラは互いに直流的に絶縁されているが、いくつかの状況においては、二次コントローラは、一次コントローラがいかにパワースイッチを切換えるかを制御するために、通信リンクを介して一次コントローラに信号を送信してもよい。例えば、二次コントローラは、パワーコンバータの出力量（例えば電圧および／または電流）が所望の出力量未満である場合に１つ以上の制御信号を送信してもよい。制御信号により、一次コントローラはパワースイッチを切換え、エネルギを二次側に伝達して、パワーコンバータの出力量の値を増加させることができる。
【００１２】
一般に、一次および二次コントローラは、負荷に送られるパワーコンバータの出力量（例えば電圧および／または電流）を調整するように動作してもよい。例えば、一次および二次コントローラは、検知された出力電圧に応答してパワーコンバータの出力電圧を所望の出力電圧値に調整するように動作してもよい。一次および二次コントローラは、検知された出力電圧に応答して出力電圧を調整し得るが、いくつかの例においては、一次および二次コントローラは、検知された出力電圧および／または検知された出力電流に応答してパワーコンバータの出力電圧および／または出力電流を調整してもよい。
【００１３】
一次コントローラは、パワーコンバータの入力から動作電力を受取ってもよい。パワーコンバータの二次側は、パワーコンバータの一次側からエネルギを受取って動作電力を二次コントローラに供給する回路を含む。例えば、パワーコンバータの二次側は、動作電力を二次コントローラの回路に供給するバイパスコンデンサを含んでいてもよい。いくつかの状況においては（例えば起動中は）、二次コントローラのいくつかの回路は、十分な動作電力を受取っていなくてもよい。これらの状況においては、一次コントローラは、十分な動作電力を二次コントローラに供給するために、ある期間の間、パワースイッチをオン状態とオフ状態との間で切換えてもよい。
【００１４】
本開示のパワーコンバータは、第１の動作モード（すなわち「第１のモード」）および第２の動作モード（すなわち「第２のモード」）のうちの１つで動作するものとされ得る。第１のモードにおいて、一次コントローラはパワースイッチの状態を制御する。例えば、一次コントローラは、第１のモード中に、パワースイッチがいつオン状態（例えば短絡）に設定され、パワースイッチがいつオフ状態（例えば開回路）に設定されるかを制御してもよい。いくつかの例において、二次コントローラは、第１のモード中（例えば起動中）は十分な動作電力を受取っていなくてもよい。これらの例においては、二次コントローラは制御信号を一次コントローラに送信することはできない。したがって、一次コントローラは、第１のモードにおいて制御信号を二次コントローラから受信することなくパワースイッチの状態を制御し得る。
【００１５】
一般に、一次コントローラは、第１のモード中に、一次コントローラの回路によって規定されるスイッチングパターンに従ってパワースイッチの状態を制御してもよい。一次コントローラによって規定されるスイッチングパターンは、本明細書では「一次スイッチングパターン」と称され得る。一次スイッチングパターンは、スイッチング周波数、オン時間、デューティサイクルまたは他のスイッチングパラメータを規定してもよい。いくつかの例において、一次スイッチングパターンは固定値を含んでいてもよい。他の例において、一次コントローラは、動作中に一次スイッチングパターンを更新してもよい。
【００１６】
第２のモード中に、二次コントローラはパワースイッチの状態を制御する。例えば、二次コントローラは、パワースイッチがいつオフ状態からオン状態に移行するかを制御してもよい。本明細書に記載されているように、二次コントローラは、制御信号の各々に応答して一次コントローラがパワースイッチをオン状態に設定するようにする制御信号を一次コントローラに送信する。言い換えれば、一次コントローラは、第２のモード中に二次コントローラから受信される各制御信号に応答してパワースイッチをオン状態に設定するように結合されてもよい。一次コントローラが制御信号に応答してパワースイッチをオン状態に切換えた後、一次コントローラは、検出されたターンオフ条件に応答してパワースイッチをオフ状態に戻してもよい。ターンオフ条件は、パワースイッチ電流のしきい量および／またはパワースイッチのオン時間のしきい値を含んでいてもよい。本明細書に記載されているように、パワーコンバータの出力電圧を増加させるために、二次コントローラは、第２のモード中に、パワーコンバータの出力電圧が所望の出力電圧値未満である場合に制御信号を送信してもよい。
【００１７】
パワーコンバータは、第１のモードと第２のモードとの間で移行してもよい。パワーコンバータを第１のモードと第２のモードとの間で移行させるために一次コントローラおよび／または二次コントローラによって実行される動作は、本明細書では「移行動作」と称され得る。いくつかの例において、一次および二次コントローラは、第１のモードから第２のモードに移行するために移行動作を実施してもよい。言い換えれば、一次および二次コントローラは、パワースイッチの制御を一次コントローラから二次コントローラに移すために移行動作を実施してもよい。本明細書ではさまざまな異なる移行動作について説明する。
【００１８】
ここで、パワーコンバータの起動中および起動後の一次および二次コントローラの動作について説明する。起動とは、入力電圧がパワーコンバータに印加されてから二次コントローラが動作を開始するまでの期間を指し得る。起動の開始時、一次コントローラはパワーコンバータの入力から動作電力を受取ってもよいのに対して、二次コントローラは十分な動作電力を受取らないかもしれない。なぜなら、二次側のバイパスコンデンサの充電が不十分であり得るためである。したがって、一次コントローラは動作することができるのに対して、二次コントローラはパワーダウンされる。
【００１９】
起動中、パワーコンバータは、一次コントローラがパワースイッチの状態を制御する第１のモードで動作してもよい。例えば、一次コントローラは、一次コントローラの回路によって規定される一次スイッチングパターンに従ってパワースイッチの状態を制御してもよい。いくつかの例において、一次スイッチングパターンは、設定されたスイッチング周波数、パワースイッチオン時間、デューティサイクルまたは他のスイッチングパラメータを有していてもよい。
【００２０】
一次コントローラは、パワーコンバータの二次側にエネルギを伝達してバイパスコンデンサを充電するために、起動中にパワースイッチのスイッチングを制御してもよい。バイパスコンデンサは、一次コントローラがパワースイッチのスイッチングを制御している期間後に、二次コントローラを動作させるのに十分な電圧に充電されてもよい。二次コントローラは、バイパスコンデンサの両端の電圧（すなわちバイパス電圧）が二次コントローラの回路（例えば論理回路および／またはアナログ回路）を動作させるのに十分な電圧に達した場合に動作し始めてもよい。
【００２１】
二次コントローラが立ち上がった後、二次コントローラは、一次コントローラからパワースイッチの制御を引き受けることを決定してもよい。いくつかの例において、二次コントローラは、二次コントローラが移行動作を確実に実行してパワースイッチの制御を引き受けることができるような態様でパワーコンバータが動作しているか否かを判断するために、二次側のパラメータ（例えばバイパス電圧および／または出力電圧）を検知してもよい。例えば、二次コントローラは、一次コントローラが一次スイッチングパターンに従うパワースイッチのスイッチングを一時的に控える移行動作中に、バイパス電圧および／または出力電圧が二次コントローラのパワーダウンを防ぐのに十分なレベルになった場合に、パワースイッチの制御を引き受けることを決定してもよい。
【００２２】
二次コントローラは、一次コントローラからパワースイッチの制御を引き受けるために、一次コントローラにより移行動作を開始させてもよい。言い換えれば、二次コントローラは、パワースイッチがいつオン状態に設定されるかの制御を引き受けるために移行動作を開始させてもよい。一次および二次コントローラは、さまざまな異なる方法で一次コントローラから二次コントローラに制御を移すように構成されてもよい。
【００２３】
第１のモードから第２のモードに移行させるための移行動作は、二次コントローラによる１つ以上の制御信号の送信を含んでいてもよい。いくつかの例において、二次コントローラは、パワースイッチのスイッチングを検出し、パワースイッチのスイッチングに対する１つ以上の制御信号の送信をスケジューリングしてもよい。他の例において、二次コントローラは、パワースイッチのスイッチングに対して１つ以上の制御信号をスケジューリングしなくてもよいが、その代わりに、二次コントローラは、パワースイッチのスイッチングを監視することなく１つ以上の制御信号を送信してもよい。本明細書に示され記載される移行動作は二次コントローラから一次コントローラへの制御信号の送信を含むが、いくつかの実現例においては、二次コントローラは移行動作中に制御信号とは異なる信号を一次コントローラに送信してもよいことが考えられる。例えば、移行動作を開始および／または完了させるために、二次コントローラは、振幅、継続期間、周波数成分または他のパラメータの点で制御信号とは異なる信号を送信してもよい。
【００２４】
いくつかの例において、一次コントローラは、１つ以上の送信された制御信号の受信を確認してもよい。例えば、一次コントローラは、１つ以上の制御信号が受信されたことを二次コントローラに示すようにパワースイッチのスイッチングパターンを調節してもよい。一次コントローラが通信リンクを介して二次コントローラと通信し得る例においては、一次コントローラは、二次コントローラによって送信された１つ以上の制御信号の受信を確認するために、通信リンクを介して１つ以上の信号を二次コントローラに戻してもよい。ここで、さまざまな異なる例示的な移行動作について説明する。
【００２５】
１つの例において、二次コントローラは、二次コントローラがパワースイッチの制御を引き受けていることを示すために単一の制御信号を一次コントローラに送信してもよい。この例においては、一次コントローラは、当該単一の制御信号に応答して、一次スイッチングパターンに従うパワースイッチのスイッチングを中止してもよい。次いで、一次コントローラは、後続の制御信号を待って、当該後続の制御信号の各々に応答してパワースイッチをオン状態に切換えてもよい。いくつかの実現例においては、二次コントローラは単一の制御信号を用いてパワースイッチの制御を引き受けていることを示し得るが、他の実現例においては、二次コントローラは、二次コントローラがパワースイッチの制御を引き受けていることを示すために複数の制御信号を送ってもよい。これらの実現例においては、一次コントローラは、当該複数の制御信号に応答して、一次スイッチングパターンに従うパワースイッチのスイッチングを中止してもよい。次いで、一次コントローラは、後に受信される制御信号の各々に応答してパワースイッチをオン状態に設定し始めてもよい。
【００２６】
いくつかの例において、二次コントローラは、パワースイッチの検出されたスイッチング事象に対して１つ以上の制御信号の送信をスケジューリングしてもよい。例えば、図７Ａ〜図７Ｂに関連して、二次コントローラは、パワースイッチがいつオフ状態に切換わるかを検出し、パワースイッチがオフ状態に設定された後、ある時間窓以内に制御信号を送信してもよい。これらの例においては、二次コントローラは、パワースイッチがいつ状態を切換えるかを判断するために、二次側（例えば二次巻線のノード）で生じた電圧を監視してもよい。一次コントローラがパワースイッチのスイッチング事象に対してスケジューリングされる１つ以上の制御信号を受信した後、一次コントローラは、一次スイッチングパターンに従うスイッチングを中止し、後続の制御信号を待ってもよい。次いで、一次コントローラは、当該後続の制御信号の各々に応答してパワースイッチをオン状態に設定してもよい。上記のように、いくつかの例においては、二次コントローラはパワースイッチのスイッチング事象に対して制御信号の送信をスケジューリングし得るが、他の例においては、二次コントローラはパワースイッチのスイッチング事象に対して制御信号の送信をスケジューリングしなくてもよい。
【００２７】
いくつかの例において、一次コントローラは、二次コントローラによって送信された制御信号の受信を確認してもよい。例えば、一次コントローラは、一次スイッチングパターンとは異なるようにパワースイッチのスイッチングパターンを調節することによって制御信号の受信を確認してもよい。１つの例において、一次コントローラは、二次コントローラからの１つ以上の制御信号の受信に応答して静穏期間（quiet period）の間はパワースイッチのスイッチングを中止することによって、制御信号の受信を確認する。他の例において、一次コントローラは、一次スイッチングパターンに従ってパワースイッチが切換えられる速度に対して、パワースイッチが切換えられる速度を増減させることによって、１つ以上の制御信号の受信を確認してもよい。
【００２８】
一次コントローラが制御信号の受信を確認する例においては、一次コントローラは、制御信号の受信を確認した後、一次スイッチングパターンに従うパワースイッチのスイッチングを中止してもよい。次いで、一次コントローラは、後続の制御信号を待って、当該後続の制御信号の各々に応答してパワースイッチをオン状態に切換えてもよい。二次コントローラが一次コントローラによる確認（例えば修正されたスイッチングパターン）を検出した後、二次コントローラは一次コントローラに制御信号を送信し始めてもよい。
【００２９】
一次コントローラはパワースイッチのスイッチングパターンを修正することによって１つ以上の制御信号の受信を確認してもよいが、いくつかの例においては、一次コントローラは他の方法で１つ以上の制御信号の受信を確認してもよい。例えば、一次コントローラと二次コントローラとの間の通信リンクが一次コントローラから二次コントローラへの信号の送信を可能にする場合、一次コントローラは、通信リンクを介して確認信号を二次コントローラに戻すことによって１つ以上の制御信号の受信を確認してもよい。この例においては、一次コントローラは、確認信号を二次コントローラに送るとパワースイッチのスイッチングを中止し、後続の制御信号を待ってもよい。二次コントローラが通信リンクを介して一次コントローラから確認を受取った後、二次コントローラはパワースイッチの状態を制御するために制御信号を生成し始めてもよい。一次コントローラは、後に受信される制御信号に応答してパワースイッチをオン状態に設定してもよい。
【００３０】
パワーコンバータは、第１のモードからの移行動作が完了した後は第２のモードで動作していてもよい。上記のように、二次コントローラは、第２のモード中にパワースイッチの状態を制御するために制御信号を一次コントローラに送信してもよい。一次コントローラは、制御信号の各々に応答してパワースイッチをオン状態に設定し、その後、ターンオフ条件（例えばスイッチ電流のしきい量および／またはパワースイッチのオン時間のしきい値）の検出に応答してパワースイッチをオフ状態に設定してもよい。パワーコンバータが第２のモードにある間、パワーコンバータの出力電圧が所望の出力電圧値未満である場合には、二次コントローラは、パワーコンバータの出力電圧を増加させるために制御信号を送信してもよい。パワーコンバータの出力電圧が所望の出力電圧値よりも大きい場合には、二次コントローラは、第２のモードでの制御信号の送信を控えてもよい。
【００３１】
通常動作中、パワーコンバータは、起動後に第１のモードから第２のモードに移行した後は第２のモードのままであってもよい。しかし、いくつかの例において、パワーコンバータは、第２のモードから第１のモードに戻ってもよい。言い換えれば、いくつかの状況においては、一次コントローラが二次コントローラからパワースイッチの制御を取戻してもよい。一次コントローラは、以下に記載されるさまざまな異なる状況において二次コントローラからパワースイッチの制御を引き受けてもよい。
【００３２】
いくつかの例において、一次コントローラは、二次コントローラが電位異常動作条件に遭遇していることを一次コントローラが検出した場合に、二次コントローラからパワースイッチの制御を引き受けてもよい。一次コントローラは、ある期間にわたって受信されたいくつかの制御信号に基づいて、二次コントローラが電位異常動作条件に遭遇していることを判断してもよい。１つの例において、一次コントローラがある期間の間に制御信号を受信しなければ、一次コントローラは、動作不能な通信リンク、または、過剰な期間にわたって出力電圧が所望の出力電圧値を上回る値に維持されることになる条件などの異常動作条件に二次コントローラが遭遇している可能性があると判断してもよい。別の例において、一次コントローラがある期間にわたって過剰な数の制御信号を受信していれば、一次コントローラは、二次コントローラがパワーコンバータの出力における短絡などの電位異常動作条件に遭遇している可能性があると判断してもよい。
【００３３】
一次コントローラが、しきい時間の期間、制御信号を受信することができない状況において、一次コントローラはパワースイッチの制御を引き受けてもよい。いくつかの例において、一次コントローラは、一次スイッチングパターンに従ってパワースイッチを制御し始めてもよい。一次スイッチングパターンに従ってパワースイッチを制御することにより、エネルギがパワーコンバータの二次側に伝達され、パワーコンバータの出力電圧が所望の出力電圧値を下回ることを防ぐことができる。また、一次スイッチングパターンに従ってパワースイッチを制御することにより、二次コントローラのパワーダウンを防ぐことができる。一次コントローラが二次コントローラからパワースイッチの制御を引き受けた後、二次コントローラは、一次側からパワースイッチの制御を取戻すためにしばらくしてから移行動作を開始してもよい。
【００３４】
他の例において、一次コントローラがしきい時間の期間に制御信号を受信することができない場合に、一次コントローラは、パワースイッチをオフ状態に維持してもよい。一次コントローラは、二次コントローラが動作電力を失うのを可能とするためにパワースイッチをオフ状態に維持してもよい。次いで、二次コントローラをパワーダウンさせるのに十分な期間が経過した後、一次コントローラは、（例えば一次スイッチングパターンに従う）パワースイッチのスイッチングに戻ってもよい。次いで、二次コントローラは、二次コントローラが再び立ち上がった場合に、パワースイッチの制御を取戻すために移行動作を開始してもよい。
【００３５】
一次コントローラがある期間にわたって過剰な数（例えばしきい数よりも大きい）の制御信号を受信する状況においては、一次コントローラは、制御信号を無視して、パワースイッチをオフ状態に維持してもよい。言い換えれば、ある期間にわたって過剰な数の制御信号が受信されると、一次コントローラは、二次側からパワースイッチの制御を引き受けて、パワースイッチをオフ状態に維持してもよい。十分な量の時間にわたってパワースイッチをオフ状態に維持することにより、二次コントローラが動作電力を失うことができる。例えば、パワースイッチがオフ状態に維持される場合、バイパスコンデンサは放電してもよい。これらの例においては、二次コントローラをパワーダウンさせるのに十分な期間が経過した後、一次コントローラは（例えば一次スイッチングパターンに従う）パワースイッチのスイッチングに戻ってもよい。
【００３６】
一次コントローラがパワースイッチのスイッチングを再開した後、バイパスコンデンサは再充電されてもよい。一旦バイパスコンデンサが十分なレベルに充電されると、二次コントローラは動作し始めてもよい。二次コントローラが動作し始めた後、二次コントローラは上記のようにパワースイッチの制御を引き受けることを決定してもよい。例えば、二次コントローラは、パワースイッチの制御を引き受けるために移行動作を実行してもよい。１つの例において、再び立ち上がった後で二次コントローラが過剰な信号を送り始めると、一次コントローラは再びパワースイッチの制御を引き受けてもよい。このプロセスは、パワーコンバータが電源から遮断されて一次コントローラがパワーダウンするまで繰返されてもよい。
【００３７】
ある期間にわたる過剰な数の制御信号は、短絡がパワーコンバータの出力に存在する状況において送信されてもよい。他の例において、短絡が出力に存在しない場合には、一次コントローラによって受信されている過剰な数の制御信号により、一次コントローラは過剰な量のエネルギを二次側に伝達することができる。したがって、一次コントローラは、ある期間にわたる過剰な数の制御信号の受信に応答してパワースイッチの制御を引き受けてパワースイッチをオフ状態に維持することによって、二次側への過剰な量のエネルギの伝達を防ぐことができる。
【００３８】
したがって、上記のように、一次コントローラは、二次コントローラから受信されたいくつかの制御信号に応答して第２のモードから第１のモードに移行するように結合されてもよい。例えば、一次コントローラは、一次コントローラがある期間にわたる過剰な数の制御信号および／またはしきい時間以内に制御信号が無いことを検出した場合に、第２のモードから第１のモードに移行するように結合されてもよい。一次コントローラが第１のモードから第２のモードに移行する例において、二次コントローラは、第１のモードから第２のモードへの一次コントローラの移行を検出してもよい。例えば、二次コントローラは、一次コントローラが第１のモードから第２のモードに移行した時のパワースイッチのスイッチングパターンの変化を検出してもよい。
【００３９】
いくつかの例において、二次コントローラは、第２のモードから第１のモードへの一次コントローラの移行を確認するように結合されてもよい。例えば、二次コントローラは、一次コントローラへの制御信号の送信を修正することによって、一次コントローラの移行を確認するように結合されてもよい。二次コントローラがある期間にわたって過剰な数の制御信号を送っている例においては、二次コントローラは、第１のモードへの一次コントローラの移行を検出すると制御信号の送信を中止することによって、第２のモードから第１のモードへの一次コントローラの移行を確認してもよい。一次コントローラがしきい時間以内に制御信号が無いことを検出する例においては、二次コントローラは、後続の移行動作を開始することによって、第１のモードへの一次コントローラの移行を確認してもよい。
【００４０】
一次および二次コントローラは絶縁型パワーコンバータに含まれていてもよいが、他の例においては、一次および二次コントローラは、非絶縁型パワーコンバータの入力側（例えば入力端子）が出力側（例えば出力端子）から直流的に絶縁されていない非絶縁型パワーコンバータに含まれていてもよい。非絶縁型パワーコンバータにおいて用いられる場合、一次および二次コントローラは（例えば通信リンクによって）互いに直流的に絶縁されていてもよいが、非絶縁型パワーコンバータの入力側および出力側は互いに直流的に絶縁されていない。一次および二次コントローラの例示的な実現例は、図９を参照して非絶縁型降圧コンバータトポロジに示され、記載されている。
【００４１】
ここで、図１〜図９を参照して、第１の動作モードおよび第２の動作モードのうちの１つで動作する例示的なパワーコンバータについて説明する。図１は、絶縁型パワーコンバータの出力量を調整するように動作する一次コントローラおよび二次コントローラを含む例示的な絶縁型パワーコンバータを示す。図２は、例示的な一次および二次コントローラのより詳細な図である。図３〜図６は、例示的な一次および二次コントローラの動作を示すフロー図である。図７Ａ〜図７Ｂは、第１のモード、移行動作および第２のモード中に生成される波形を示す。図８Ａ〜図８Ｂは、例示的な通信リンクであって、それを介して二次コントローラおよび一次コントローラが通信し得る通信リンクを示す。図９は、例示的な一次および二次コントローラを含む非絶縁型パワーコンバータを示す。
【００４２】
図１は、本開示に従って第１のモードおよび第２のモードのうちの１つで動作し得る例示的なパワーコンバータ１００の概略図である。例示的なパワーコンバータ１００は、フライバックトポロジを有する絶縁型スイッチモードパワーコンバータである。図１の一次側制御回路１１８および二次側制御回路１２０は絶縁型パワーコンバータに含まれているが、他の例においては、一次側制御回路１１８および二次側制御回路１２０は非絶縁型パワーコンバータ（例えば図９に示される非絶縁型降圧コンバータ）に含まれていてもよい。非絶縁型パワーコンバータにおいて用いられる場合、一次側制御回路と二次側制御回路との間の直流的絶縁は、出力とパワースイッチとの間の電圧差を可能にする。言い換えれば、当該直流的絶縁により、パワースイッチは出力端子に対してフロートになり得る。いくつかの例においては、これによって、そうでなければ二次側制御回路と一次側制御回路との間で必要とされ得る複雑なレベルシフト回路の必要性を無くすことができる。
【００４３】
パワーコンバータ１００は、入力端子１０２−１，１０２−２（まとめて「入力端子１０２」）と、出力端子１０４−１，１０４−２（まとめて「出力端子１０４」）とを含む。入力端子１０２は、入力電圧ＶＩＮ  １０６を受信するように結合され、入力電圧ＶＩＮ  １０６は、整流されフィルタリングされたａｃ電圧であり得る。例えば、入力端子１０２は、ａｃ電圧源から受取られたａｃ電圧を整流してフィルタリングするように結合されるフルブリッジ整流器（図示せず）およびフィルタキャパシタンス（図示せず）に結合されてもよい。１つの例において、入力電圧ＶＩＮ  １０６は、時変ｄｃ電圧であってもよい。示されているように、ＶＩＮ  １０６は、入力端子１０２−２を基準とし、入力端子１０２−２は、「入力戻り１０２−２」と称され得る。
【００４４】
出力端子１０４は、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８を電気負荷（図示せず）に供給する。パワーコンバータ１００の起動後、パワーコンバータ１００は、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８の値を所望の出力電圧値（例えば５〜１２Ｖ  ｄｃ）に調整してもよい。起動は、ＶＩＮ  １０６がパワーコンバータ１００に印加された時からパワーコンバータ１００の制御回路（例えば二次コントローラ１２０）がパワーコンバータ１００の出力電圧ＶＯＵＴ  １０８を調整するように動作し始めるまでの期間であってもよい。したがって、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８は、「調整後の出力電圧」と称され得る。出力端子１０４は、調整後の出力電圧ＶＯＵＴ  １０８を平滑化するための出力コンデンサ１１０に結合される。示されているように、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８は、出力端子１０４−２を基準とし、出力端子１０４−２は、「出力戻り１０４−２」と称され得る。
【００４５】
パワーコンバータ１００は、エネルギ伝達素子１１２を含む。エネルギ伝達素子１１２は、一次巻線１１４と、二次巻線１１６とを含む。エネルギ伝達素子１１２は、一次巻線１１４から二次巻線１１６にエネルギを伝達するように結合される。１つの例において、エネルギ伝達素子１１２は結合インダクタであってもよい。入力端子１０２と一次巻線１１４との間に電気的に結合される回路は、パワーコンバータ１００の「一次側」と称され得る。二次巻線１１６と出力端子１０４との間に電気的に結合される回路は、パワーコンバータ１００の「二次側」と称され得る。エネルギ伝達素子１１２は、パワーコンバータ１００の一次側の回路とパワーコンバータ１００の二次側の回路とを直流的に絶縁する。したがって、パワーコンバータ１００の一次側と二次側との間に印加されるｄｃ電圧は、実質的にゼロ電流を生成することになる。
【００４６】
パワーコンバータ１００は、一次側制御回路１１８（以下「一次コントローラ１１８」）と、二次側制御回路１２０（以下「二次コントローラ１２０」）と、パワースイッチ１２２とを含む。一次コントローラ１１８、二次コントローラ１２０およびパワースイッチ１２２は、集積回路パッケージ１２４に含まれており、当該集積回路パッケージ１２４は図１では囲い枠として示されている。
【００４７】
１つの例において、集積回路パッケージ１２４は、封止部の中に第１の集積回路ダイと第２の集積回路ダイとを含んでいてもよい。封止部は、１つ以上の集積回路ダイおよびリードフレームの一部を取囲みまたは密封する収容部または成形部を指し得る。第１の集積回路ダイは、一次コントローラ１１８とパワースイッチ１２２とを含み得る。第２の集積回路ダイは、二次コントローラ１２０を含み得る。別の例においては、集積回路パッケージ１２４は、封止部の中に３つの集積回路ダイを含んでいてもよい。例えば、集積回路パッケージ１２４は、パワースイッチ１２２を含む第１の集積回路ダイと、一次コントローラ１１８を含む第２の集積回路ダイと、二次コントローラ１２０を含む第３の集積回路ダイとを含んでいてもよい。
【００４８】
一次コントローラ１１８と二次コントローラ１２０とを含む集積回路ダイは、互いに直流的に絶縁されている。したがって、二次コントローラ１２０は、一次コントローラ１１８およびパワースイッチ１２２から直流的に絶縁されている。一次コントローラ１１８および二次コントローラ１２０は互いに直流的に絶縁されているが、一次コントローラ１１８および二次コントローラ１２０は互いに通信してもよい。例えば、二次コントローラ１２０は、通信リンクを介して一次コントローラ１１８と通信してもよい。１つの例において、通信リンクは、磁気的に結合された通信リンクであってもよい。例示的な磁気的に結合された通信リンクについては、図８Ａを参照して説明される。別の例において、二次コントローラ１２０は、光学的に結合された通信リンクを介して一次コントローラ１１８と通信してもよい。例示的な光学的に結合された通信リンクについては、図８Ｂを参照して説明される。他の例において、二次コントローラ１２０は、容量性通信リンクなどの他のタイプの通信リンクを介して一次コントローラ１１８と通信してもよい。
【００４９】
一次コントローラ１１８、二次コントローラ１２０およびパワースイッチ１２２は単一の集積回路パッケージに含まれるものとして示されているが、他の例においては、一次コントローラ１１８、二次コントローラ１２０およびパワースイッチ１２２のうちの１つ以上が、示されている集積回路パッケージの外側に位置していてもよい。例えば、パワースイッチ１２２は、一次コントローラ１１８および二次コントローラ１２０を両方とも含む別の集積回路パッケージとは別個の集積回路パッケージに含まれていてもよい。
【００５０】
集積回路パッケージ１２４の外部の回路は、集積回路パッケージ１２４のパッケージ端子Ｄ  １２６−１、Ｓ  １２６−２、ＰＢＰ  １２６−３、ＦＷＤ  １２６−４、ＢＰ  １２６−５、ＧＮＤ  １２６−６およびＦＢ  １２６−７（まとめて「パッケージ端子１２６」）に電気的に結合していてもよい。集積回路パッケージ１２４のパッケージ端子１２６は、集積回路パッケージ１２４の外部の回路への接続のために導電性ピンおよび／または導電性パッドを含んでいてもよい。
【００５１】
パッケージ端子１２６は、集積回路パッケージ１２４の封止部の中に含まれるパワースイッチ１２２、一次コントローラ１１８および二次コントローラ１２０の（例えば集積回路ダイ上の）端子に接続していてもよい。パワースイッチ１２２は、端子Ｄ  １２８−１と、Ｓ  １２８−２とを含む。一次コントローラ１１８は、端子ＰＢＰ  １２８−３を含む。二次コントローラ１２０は、端子ＦＷＤ  １２８−４と、ＢＰ  １２８−５と、ＧＮＤ  １２８−６と、ＦＢ  １２８−７とを含む。端子Ｄ  １２８−１、Ｓ  １２８−２、ＰＢＰ  １２８−３、ＦＷＤ  １２８−４、ＢＰ  １２８−５、ＧＮＤ  １２８−６およびＦＢ  １２８−７は、パワースイッチ１２２と一次コントローラ１１８と二次コントローラ１２０とを含む集積回路ダイ上に含まれる導電性接続部であってもよい。ＧＮＤ端子１２８−６は、出力端子１０４−２に結合される。１つの例において、ＧＮＤ端子１２８−６は、二次コントローラ１２０のための出力戻りであってもよい。
【００５２】
一次コントローラ１１８は、パワースイッチ１２２などの、パワーコンバータ１００の一次側の回路構成要素に結合される。二次コントローラ１２０は、パワーコンバータ１００の二次側の回路構成要素に結合される。例えば、二次コントローラ１２０は、二次巻線１１６およびバイパスコンデンサ１３０に結合され得る。また、二次コントローラ１２０は、二次コントローラ１２０がパワーコンバータ１００の出力量（例えば出力電圧ＶＯＵＴ  １０８および／または出力電流ＩＯＵＴ  １０９）を検知可能とするフィードバック回路（図示せず）を介して出力端子１０４に結合されてもよい。例えば、図１のパワーコンバータ１００は、出力端子１０４とフィードバック端子ＦＢ  １２６−７との間に、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８を表わすフィードバック電圧ＶＦＢ  １３２を生成するフィードバック回路を含んでいてもよい。図１のパワーコンバータ１００はフィードバック電圧ＶＦＢ  １３２を生成するフィードバック回路を含み得るが、他の例においては、パワーコンバータ１００は、出力電流ＩＯＵＴ  １０９を表わすフィードバック電流を生成する回路を含んでいてもよい。一次コントローラ１１８および二次コントローラ１２０は、入力端子１０２から出力端子１０４へのエネルギ伝達を制御するようにパワーコンバータ１００の回路（例えばパワースイッチ１２２）を制御する。
【００５３】
二次コントローラ１２０は、パワーコンバータ１００の二次側から電力を受取る。例えば、二次コントローラ１２０は、バイパス端子ＢＰ  １２８−５および接地端子ＧＮＤ  １２８−６において二次コントローラ１２０に結合されるバイパスコンデンサ１３０から電力を受取ってもよい。バイパスコンデンサ１３０は、電圧検出回路２６２（図２）および二次スイッチ制御回路２５８（図２）などの二次コントローラ１２０の回路に電力を供給してもよい。二次コントローラ１２０は、フォワード端子ＦＷＤ  １２８−４からバイパスコンデンサ１３０を充電する回路およびバイパスコンデンサ１３０の両端のバイパス電圧ＶＢＰ  １３４を調整する回路（例えば充電回路２６０）を含んでいてもよい。
【００５４】
一次コントローラ１１８および二次コントローラ１２０は互いに直流的に絶縁されているが、二次コントローラ１２０は制御信号ＵＣＯＮ  １３６を一次コントローラ１１８に送信してもよい。例えば、二次コントローラ１２０は、通信リンク、例えば磁気通信リンク、容量性通信リンクまたは光通信リンクを介して制御信号ＵＣＯＮ  １３６を送信してもよい。以下に記載されているように、一次コントローラ１１８は、第２のモード中に、二次コントローラ１２０から受信される制御信号ＵＣＯＮ  １３６に応答してパワースイッチ１２２をオン状態に設定してもよい。
【００５５】
パワースイッチ１２２は、７００〜８００Ｖの範囲の絶縁破壊電圧を有し得る高電圧パワースイッチであってもよい。１つの例において、図２に示されるように、パワースイッチ１２２はパワー金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（パワーＭＯＳＦＥＴ）であってもよい。パワースイッチ１２２は、一次巻線１１４および入力戻り１０２−２に結合される。パワースイッチ１２２がパワーＭＯＳＦＥＴである例においては、図２に示されるように、パワーＭＯＳＦＥＴのドレインはドレイン端子Ｄ  １２８−１に結合され得、パワーＭＯＳＦＥＴのソースはソース端子Ｓ  １２８−２に結合され得る。
【００５６】
一次コントローラ１１８は、パワースイッチ１２２の状態を制御することによって、パワースイッチ１２２および一次巻線１１４を通る電流を制御する。パワースイッチ１２２を通る電流は、本明細書では「スイッチ電流」と称され得る。一般に、パワースイッチ１２２は、一次コントローラ１１８によって生成されるスイッチ駆動信号ＵＤＲＩＶＥ  １３８に応答して、「オン」状態（例えばスイッチ閉鎖）または「オフ」状態（例えばスイッチ開放）になり得る。パワースイッチ１２２がオン状態（例えばスイッチ閉鎖）にあるとき、パワースイッチ１２２は電流を通すことができる。パワースイッチ１２２がオフ状態（例えばスイッチ開放）にあるとき、電圧がパワースイッチ１２２の両端に印加された場合にパワースイッチ１２２は電流を通すことができない。
【００５７】
一次コントローラ１１８は、パワースイッチ１２２の状態を制御するためにスイッチ駆動信号ＵＤＲＩＶＥ  １３８を生成する。パワースイッチ１２２がパワーＭＯＳＦＥＴである例においては、一次コントローラ１１８は、図２に示されるようにパワーＭＯＳＦＥＴのゲートに結合され得る。この例においては、一次コントローラ１１８は、パワーＭＯＳＦＥＴのしきい電圧よりも大きいゲート・ソース間電圧を印加して、パワーＭＯＳＦＥＴをオン状態に設定する。一次コントローラ１１８は、パワーＭＯＳＦＥＴのしきい電圧未満のゲート・ソース間電圧を印加して、パワーＭＯＳＦＥＴをオフ状態に設定する。
【００５８】
一次コントローラ１１８は、入力端子１０２および／または一次バイパスコンデンサ１４０から動作電力を受取る。１つの例において、一次コントローラ１１８は、エネルギ伝達素子１１２の一部を形成する低電圧巻線（図１には図示せず）からも動作電力を受取ってもよい。一次バイパスコンデンサ１４０は、入力電圧ＶＩＮ  １０６が入力端子１０２に供給されると、入力端子１０２から受取られたエネルギを蓄積し得る。一次バイパスコンデンサ１４０に蓄積されたエネルギは、例えばスイッチ駆動信号ＵＤＲＩＶＥ  １３８を生成するために一次コントローラ１１８によって動作電力として使用されてもよい。
【００５９】
パワースイッチ１２２がオン状態にあるとき、一次巻線１１４を通る電流は増加し、エネルギをエネルギ伝達素子１１２に蓄積する。また、パワースイッチ１２２がオン状態にある間に、第１の極性を有する一次巻線電圧ＶＰ  １４２が一次巻線１１４の両端で生じる。パワースイッチ１２２がオン状態にある間に、一次巻線電圧ＶＰ  １４２に対して反対の極性を有する二次巻線電圧ＶＳ  １４４が二次巻線１１６の両端で生じる。パワースイッチ１２２がオン状態にあるとき、ダイオードＤ１  １４６には逆バイアスがかかり得る。
【００６０】
パワースイッチ１２２がオフ状態にあるとき、パワースイッチ１２２は開回路の役割を果たし、パワースイッチ１２２を通る電流を実質的に阻止し得る。パワースイッチ１２２がオン状態からオフ状態に切換わると、二次巻線電圧ＶＳ  １４４の極性は逆になり、エネルギが出力コンデンサ１１０に伝達され、出力コンデンサ１１０は出力端子１０４に接続された電気負荷に電力を供給する。ダイオードＤ１  １４６は、パワースイッチ１２２がオフ状態に移行した後に、出力コンデンサ１１０の充電および負荷へのエネルギの送出を可能にし得る。受動整流構成要素（すなわちダイオードＤ１  １４６）が図１に示されているが、他の例においては、パワーコンバータ１００は、二次コントローラ１２０によって制御され得る同期整流スイッチ（例えばＭＯＳＦＥＴ）を含んでいてもよい。いくつかの例において、同期整流スイッチは、集積回路パッケージ１２４内に別個のダイとして集積されてもよい。パワースイッチ１２２がオン状態とオフ状態との間で切換わる時のパワースイッチ１２２の最大電圧を制限するために、クランプ回路１４８がエネルギ伝達素子１１２の一次巻線１１４に結合される。
【００６１】
二次コントローラ１２０は、パワーコンバータ１００の出力量（例えば出力電流ＩＯＵＴ  １０９および／または出力電圧ＶＯＵＴ  １０８）を検知してもよい。例えば、図１の二次コントローラ１２０は、（例えばＧＮＤ端子１２８−６に対する）フィードバック端子ＦＢ  １２８−７におけるフィードバック電圧ＶＦＢ  １３２を検知する。１つの例において、フィードバック端子ＦＢ  １２８−７において検知されるフィードバック電圧ＶＦＢ  １３２は、パワーコンバータ１００の出力電圧ＶＯＵＴ  １０８を表わす、例えば抵抗分割回路によるスケールダウンされた電圧である。図１の例示的な二次コントローラ１２０はパワーコンバータ１００の出力電圧ＶＯＵＴ  １０８を検知するが、いくつかの例においては、二次コントローラ１２０は出力電流ＩＯＵＴ  １０９および／またはパワーコンバータ１００の出力電圧ＶＯＵＴ  １０８と出力電流ＩＯＵＴ  １０９との組合せなどの他の出力量を検知してもよいことが考えられる。
【００６２】
本明細書に記載されているように、一次コントローラ１１８および二次コントローラ１２０は、起動後にパワーコンバータ１００の出力量（例えば出力電圧ＶＯＵＴ  １０８および／または出力電流ＩＯＵＴ  １０９）を調整するように動作し得る。例えば、一次コントローラ１１８および二次コントローラ１２０は、検知されたフィードバック電圧ＶＦＢ  １３２に応答して出力電圧ＶＯＵＴ  １０８を所望の出力電圧値に調整するように動作してもよい。一般に、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８が所望の出力電圧値未満の値に降下する状況においては、一次コントローラ１１８および二次コントローラ１２０は、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８が所望の出力電圧値に達するまで出力電圧ＶＯＵＴ  １０８を増加させるように動作してもよい。一次コントローラ１１８および二次コントローラ１２０はフィードバック電圧ＶＦＢ  １３２に応答して出力電圧ＶＯＵＴ  １０８を調整してもよいが、いくつかの例においては、一次コントローラ１１８および二次コントローラ１２０は、検知された出力電流ＩＯＵＴ  １０９および／またはフィードバック電圧ＶＦＢ  １３２に応答して出力電圧ＶＯＵＴ  １０８および／または出力電流ＩＯＵＴ  １０９を調整してもよい。
【００６３】
パワーコンバータ１００は、第１のモードおよび第２のモードのうちの１つで動作するものとされ得る。パワーコンバータ１００が第１のモードで動作しているとき、一次コントローラ１１８および二次コントローラ１２０も第１のモードで動作しているものとされ得る。パワーコンバータ１００が第２のモードにあるとき、一次コントローラ１１８および二次コントローラ１２０も第２のモードで動作しているものとされ得る。以下では、第１および第２のモードでの一次コントローラ１１８および二次コントローラ１２０の動作を、パワーコンバータ１００の起動中および動作中とする。
【００６４】
第１のモードでは、一次コントローラ１１８はパワースイッチ１２２の状態を制御する一方、二次コントローラ１２０はパワーダウン状態にあってもよい。一般に、一次コントローラ１１８は、一次コントローラ１１８の回路によって規定されるスイッチングパターン（以下では「一次スイッチングパターン」）に従ってパワースイッチ１２２の状態を制御し得る。例えば、一次コントローラ１１８は、一次スイッチングパターンに従って、パワースイッチ１２２がいつオン状態に設定され、パワースイッチ１２２がいつオフ状態に設定されるかを制御してもよい。一次スイッチングパターンは、さまざまな異なるスイッチングパラメータを規定し得る。例えば、一次スイッチングパターンは、スイッチング周波数、オン時間、デューティサイクルまたは他のスイッチングパラメータを規定してもよい。いくつかの例において、一次スイッチングパターンは、一次コントローラ１１８がいつパワースイッチ１２２をオン状態に設定するかを規定し、次いで、一次コントローラ１１８は、１つ以上のターンオフ条件に応答してパワースイッチ１２２をオフ状態に設定し得る。いくつかの例において、一次スイッチングパターンは固定値を含んでいてもよい。他の例において、一次コントローラ１１８は、動作中に一次スイッチングパターンを更新してもよい。
【００６５】
いくつかの例において、二次コントローラ１２０は、第１のモード中（例えば起動中）に十分な動作電力を受取っていないかもしれない。これらの例においては、二次コントローラ１２０は、制御信号ＵＣＯＮ  １３６を一次コントローラ１１８に送信できない。したがって、一次コントローラ１１８は、第１のモードで二次コントローラ１２０から制御信号ＵＣＯＮ  １３６を受信することなくパワースイッチ１２２の状態を制御してもよい。
【００６６】
第１のモード中に一次コントローラ１１８が一次スイッチングパターンに従ってパワースイッチ１２２を制御する間に、エネルギがパワーコンバータ１００の二次側に伝達される。バイパスコンデンサ１３０は、第１のモード中に二次コントローラ１２０を動作させるのに十分な電圧に向けて充電され得る。第１のモード中のある期間後、バイパス電圧ＶＢＰ  １３４は、二次コントローラ１２０の回路（例えば論理回路）を動作させるのに十分なレベルに達する。二次コントローラ１２０が立ち上がった後、二次コントローラ１２０は、一次コントローラ１１８からパワースイッチ１２２の制御を引き受けることを決定してもよい。
【００６７】
要約すると、第１のモード中に二次コントローラ１２０がパワーダウン状態にある間、一次コントローラ１１８がパワースイッチ１２２の状態を制御し得る。一次スイッチングパターンに従うパワースイッチ１２２のスイッチングにより、エネルギが二次側に伝達され、その結果、バイパスコンデンサ１３０が二次コントローラ１２０を動作させるのに十分な電圧に充電される。一次および二次コントローラ１１８，１２０は、本明細書に記載されているさまざまな異なるシナリオにおいて第１のモードで動作し得る。いくつかの例において、一次および二次コントローラ１１８，１２０は、パワーコンバータ１００の起動中は第１のモードで動作し得る。本明細書に記載されている他の例において、一次コントローラ１１８は、二次コントローラ１２０をパワーダウンさせるために、動作中にパワースイッチ１２２のスイッチングを控えてもよい。これらの例においては、二次コントローラ１２０がパワーダウンした後に一次コントローラ１１８がパワースイッチ１２２のスイッチングを開始すると、一次コントローラ１１８および二次コントローラ１２０は第１のモードで動作を開始し得る。
【００６８】
二次コントローラ１２０が動作を開始すると、パワーコンバータ１００は第１のモードから第２のモードに移行し得る。第１のモードから第２のモードに移行するために一次コントローラ１１８および／または二次コントローラ１２０によって実行される動作は、「移行動作」と称され得る。以下、さまざまな異なる移行動作について説明する。
【００６９】
移行動作の完了後、パワーコンバータ１００は第２のモードで動作していてもよい。第２のモード中、二次コントローラ１２０はパワースイッチ１２２がいつオン状態に設定されるかを制御する。例えば、二次コントローラ１２０は、制御信号ＵＣＯＮ  １３６の各々に応答して一次コントローラ１１８がパワースイッチ１２２をオン状態に設定するようにする制御信号ＵＣＯＮ  １３６を一次コントローラ１１８に送信する。言い換えれば、第２のモードでは、一次コントローラ１１８は、二次コントローラ１２０から受信した各制御信号ＵＣＯＮ  １３６に応答してパワースイッチ１２２をオン状態に設定するように結合され得る。したがって、第２のモード中、一次コントローラ１１８は、一次スイッチングパターンに従うパワースイッチ１２２のスイッチングを中止させてもよい。その代わりに、一次コントローラ１１８は、二次コントローラ１２０によって送信された制御信号ＵＣＯＮ  １３６に応答してパワースイッチ１２２をオン状態に設定する。
【００７０】
一次コントローラ１１８が制御信号ＵＣＯＮ  １３６に応答してパワースイッチ１２２をオン状態に切換えた後、一次コントローラ１１８はパワースイッチ１２２をいつオフ状態に設定するかを判断してもよい。例えば、一次コントローラ１１８は、検出されたターンオフ条件に応答してパワースイッチ１２２をオフ状態に戻してもよい。いくつかの例において、ターンオフ条件は、スイッチ電流のしきい量および／またはパワースイッチ１２２のオン時間のしきい値を含んでいてもよい。
【００７１】
第２のモード中、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８を増加させるために、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８が所望の出力電圧値未満である場合には、二次コントローラ１２０は制御信号ＵＣＯＮ  １３６を送信し得る。上記のように、一次コントローラ１１８は、二次コントローラ１２０からの制御信号ＵＣＯＮ  １３６の受信に応答してパワースイッチ１２２をオン状態に設定し、その後、パワースイッチ１２２をオフ状態に設定し、その結果、エネルギがパワーコンバータ１００の二次側に伝達されてもよい。二次側へのエネルギの伝達は、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８を所望の出力電圧値に向けて増加させることができる。次いで、一次コントローラ１１８が別の制御信号ＵＣＯＮ  １３６を受信するまで、パワースイッチ１２２は一次コントローラ１１８によってオフ状態に維持されてもよい。第２のモード中に、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８が所望の出力電圧値よりも大きい場合には、二次コントローラ１２０は制御信号ＵＣＯＮ  １３６の送信を控えてもよい。
【００７２】
いくつかの例において、制御信号ＵＣＯＮ  １３６は、二次コントローラ１２０によって送信されて一次コントローラ１１８によって検出されるパルスであってもよい。これらの例においては、二次コントローラ１２０は、類似のまたは異なる時間量によって分けられ得る複数の連続したパルスを送信してもよい。一次コントローラ１１８は、当該連続したパルスの各々に応答してパワースイッチ１２２をオン状態に設定してもよい。各パルス毎に、一次コントローラ１１８は、パワースイッチ１２２をいつオフ状態に設定するかを判断する。
【００７３】
一次コントローラ１１８は、ターンオフ条件の検出に応答してパワースイッチ１２２をオフ状態に設定する。１つの例において、ターンオフ条件は、パワースイッチ１２２を通るスイッチ電流の量を含んでいてもよい。この例においては、パワースイッチ１２２がオン状態にある時に、一次コントローラ１１８はスイッチ電流の量を検知してもよい。次いで、パワースイッチ１２２がオン状態にある間にスイッチ電流がしきい電流限界に達すると、一次コントローラ１１８はパワースイッチ１２２をオフ状態に設定してもよい。別の例においては、ターンオフ条件は、オン時間のしきい量を含んでいてもよい。この例においては、一次コントローラ１１８は、制御信号ＵＣＯＮ  １３６に応答してオン時間のしきい量の間はパワースイッチ１２２をオン状態に設定し、次いでオン時間のしきい量が過ぎた後にパワースイッチ１２２をオフ状態に設定するように結合され得る。ターンオフ条件はしきい電流限界および／またはオン時間のしきい量を含んでいてもよいが、他の条件に応答して一次コントローラ１１８がパワースイッチ１２２をオフ状態に設定してもよいことが考えられる。いくつかの例において、ターンオフ条件は固定量であってもよい。他の例において、一次コントローラ１１８がターンオフ条件を調節してもよい。
【００７４】
起動中、一次コントローラ１１８および二次コントローラ１２０は第１のモードで動作し得る。一次コントローラ１１８は起動中に動作電力を受取ってもよい一方、二次コントローラ１２０は最初は十分な動作電力を受取らないかもしれない。なぜなら、二次側のバイパスコンデンサ１３０の充電が不十分であり得るためである。起動中、一次コントローラ１１８はパワースイッチ１２２の状態を制御し得る一方、二次コントローラ１２０はパワーダウン状態にある。例えば、一次コントローラ１１８は、一次スイッチングパターンに従ってパワースイッチ１２２の状態を制御してもよい。二次側にエネルギを伝達してバイパスコンデンサ１３０を充電するために、起動中に一次コントローラ１１８はパワースイッチ１２２のスイッチングを制御してもよい。バイパス電圧ＶＢＰ  １３４が二次コントローラ１２０を動作させるのに十分な電圧に達すると、二次コントローラ１２０は動作を開始し得る。
【００７５】
二次コントローラ１２０が動作を開始した（すなわち動作状態になった）後、二次コントローラ１２０は、一次コントローラ１１８からパワースイッチ１２２の制御を引き受けてもよい。いくつかの例において、二次コントローラ１２０は、パワースイッチ１２２の制御を引き受けるか否かを判断するためにパラメータ（例えばバイパス電圧ＶＢＰ  １３４および／または出力電圧ＶＯＵＴ  １０８）を検知してもよい。例えば、図７Ａ〜図７Ｂに示されるように、一次コントローラ１１８が一次スイッチングパターンに従うパワースイッチ１２２のスイッチングを一時的に控える移行動作中に、バイパス電圧ＶＢＰ  １３４および／または出力電圧ＶＯＵＴ  １０８が二次コントローラ１２０のパワーダウンを防ぐのに十分なレベルにある場合に、二次コントローラ１２０はパワースイッチ１２２の制御を引き受けることを決定してもよい。
【００７６】
二次コントローラ１２０は、一次コントローラ１１８からパワースイッチ１２２の制御を引き受けるために、一次コントローラ１１８により移行動作を開始させてもよい。一次および二次コントローラ１１８，１２０は、さまざまな異なる方法で一次コントローラ１１８から二次コントローラ１２０に制御を移すように構成されてもよい。
【００７７】
一次および二次コントローラ１１８，１２０を第１のモードから第２のモードに移行させるための移行動作は、二次コントローラ１２０による１つ以上の制御信号ＵＣＯＮ  １３６の送信を含んでいてもよい。いくつかの例において、二次コントローラ１２０は、パワースイッチ１２２のスイッチングを検出し、パワースイッチ１２２のスイッチング事象（例えばオン／オフまたはオフ／オン移行）に対して１つ以上の制御信号ＵＣＯＮ  １３６の送信をスケジューリングしてもよい。他の例において、二次コントローラ１２０は、パワースイッチ１２２のスイッチング事象に対して１つ以上の制御信号ＵＣＯＮ  １３６をスケジューリングしなくてもよい。その代わりに、二次コントローラ１２０は、パワースイッチ１２２のスイッチングを監視することなく１つ以上の制御信号ＵＣＯＮ  １３６を送信してもよい。
【００７８】
本明細書に示され記載される移行動作は二次コントローラ１２０から一次コントローラ１１８への制御信号ＵＣＯＮ  １３６の送信を含むが、いくつかの実現例においては、二次コントローラ１２０は、移行動作を開始および完了させるために制御信号ＵＣＯＮ  １３６とは異なる信号を一次コントローラ１１８に送信してもよいことが考えられる。例えば、移行動作を開始および／または完了させるために、二次コントローラ１２０は、振幅、継続期間、周波数成分または他のパラメータの点で制御信号ＵＣＯＮ  １３６とは異なる信号を送信してもよい。１つの例において、移行動作中に送信される信号は、図７Ａ〜図７Ｂにおいて制御信号ＵＣＯＮ  １３６を示すために用いられる例示的なパルスとは異なっていてもよい。
【００７９】
いくつかの例において、一次コントローラ１１８は、移行動作中に送信された１つ以上の制御信号ＵＣＯＮ  １３６の受信を確認してもよい。例えば、一次コントローラ１１８は、１つ以上の制御信号ＵＣＯＮ  １３６が受信されたことを二次コントローラ１２０に示すようにパワースイッチ１２２のスイッチングパターンを調節してもよい。一次コントローラ１１８と二次コントローラ１２０との間の通信リンクが一次コントローラ１１８から二次コントローラ１２０に信号１４９を送信する例においては、一次コントローラ１１８は、二次コントローラ１２０によって送信された１つ以上の制御信号ＵＣＯＮ  １３６の受信を確認するために、通信リンクを介して１つ以上の信号を二次コントローラ１２０に戻してもよい。ここで、さまざまな異なる例示的な移行動作について説明する。
【００８０】
いくつかの実現例において、二次コントローラ１２０は、移行動作中に単一の制御信号ＵＣＯＮ  １３６を一次コントローラ１１８に送信してもよい。この例においては、一次コントローラ１１８は、単一の制御信号ＵＣＯＮ  １３６に応答して、一次スイッチングパターンに従うパワースイッチ１２２のスイッチングを中止してもよい。次いで、一次コントローラは、後続の制御信号ＵＣＯＮ  １３６を待って、後続の制御信号ＵＣＯＮ  １３６の各々に応答してパワースイッチ１２２をオン状態に切換えてもよい。
【００８１】
いくつかの実現例において、二次コントローラ１２０は、移行動作中に複数の制御信号ＵＣＯＮ  １３６を送ってもよい。これらの実現例においては、一次コントローラ１１８は、複数の制御信号ＵＣＯＮ  １３６の受信に応答して、一次スイッチングパターンに従うパワースイッチ１２２のスイッチングを中止してもよい。次いで、一次コントローラ１１８は、後に受信される制御信号ＵＣＯＮ  １３６の各々に応答してパワースイッチ１２２をオン状態に設定し始めてもよい。
【００８２】
いくつかの実現例において、二次コントローラ１２０は、移行動作中にパワースイッチ１２２の検出されたスイッチング事象に対して１つ以上の制御信号ＵＣＯＮ  １３６の送信をスケジューリングしてもよい。これらの例においては、二次コントローラ１２０は、パワースイッチ１２２がいつ状態を切換えるかを判断するために、二次側で（例えば二次巻線１１６のノード１４７において）生じる電圧を監視してもよい。パワースイッチ１２２のスイッチング事象に対してタイミングが合わせられた１つ以上の制御信号ＵＣＯＮ  １３６を一次コントローラ１１８が受信した後、一次コントローラ１１８は、一次スイッチングパターンに従うスイッチングを中止し、後続の制御信号ＵＣＯＮ  １３６を待ってもよい。次いで、一次コントローラ１１８は、後続の制御信号ＵＣＯＮ  １３６の各々に応答してパワースイッチ１２２をオン状態に設定してもよい。二次コントローラ１２０がパワースイッチ１２２のスイッチング事象に対して１つ以上の制御信号ＵＣＯＮ  １３６の送信をスケジューリングする例示的な実現例については、図７Ａ〜図７Ｂに関連して示され、記載されている。上記のように、いくつかの実現例においては、二次コントローラ１２０はパワースイッチ１２２のスイッチング事象に対して制御信号ＵＣＯＮ  １３６の送信をスケジューリングしてもよいが、他の実現例においては、二次コントローラ１２０はパワースイッチ１２２のスイッチング事象に対して制御信号ＵＣＯＮ  １３６の送信をスケジューリングしなくてもよい。
【００８３】
いくつかの例において、一次コントローラ１１８は、移行動作中に、二次コントローラ１２０によって送信された制御信号ＵＣＯＮ  １３６の受信を確認してもよい。例えば、一次コントローラ１１８は、パワースイッチ１２２のスイッチングパターンを第１のモードの一次スイッチングパターンとは異なるように調節することによって、移行動作中に制御信号ＵＣＯＮ  １３６の受信を確認してもよい。１つの例において、図７Ａ〜図７Ｂに示されるように、一次コントローラ１１８は、二次コントローラ１２０からの１つ以上の制御信号ＵＣＯＮ  １３６の受信に応答して、ある期間（すなわち「静穏期間」）の間はパワースイッチ１２２のスイッチングを中止することによって、制御信号ＵＣＯＮ  １３６の受信を確認する。他の例において、一次コントローラ１１８は、パワースイッチ１２２が一次スイッチングパターンに従って切換えられた速度に対して、パワースイッチ１２２が切換えられる速度を増減させることによって、移行動作中に１つ以上の制御信号ＵＣＯＮ  １３６の受信を確認してもよい。
【００８４】
一次コントローラ１１８が移行動作中に制御信号ＵＣＯＮ  １３６の受信を確認する例においては、一次コントローラ１１８は、制御信号ＵＣＯＮ  １３６の受信を確認した後、一次スイッチングパターンに従うパワースイッチ１２２のスイッチングを中止してもよい。次いで、一次コントローラ１１８は、後続の制御信号ＵＣＯＮ  １３６を待ってもよい。二次コントローラ１２０が一次コントローラ１１８による確認（例えば静穏期間または修正されたスイッチングパターン）を検出した後、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８が所望の出力電圧値未満である場合、二次コントローラ１２０は制御信号ＵＣＯＮ  １３６を一次コントローラ１１８に送信し始めてもよい。次いで、一次コントローラ１１８は、制御信号ＵＣＯＮ  １３６の各々に応答してパワースイッチ１２２をオン状態に切換えてもよい。
【００８５】
一次コントローラ１１８はパワースイッチ１２２のスイッチングパターンを修正することによって１つ以上の制御信号の受信を確認してもよいが、いくつかの例においては、一次コントローラ１１８は他の方法で１つ以上の制御信号ＵＣＯＮ  １３６の受信を確認してもよい。例えば、一次コントローラ１１８と二次コントローラ１２０との間の通信リンクが一次コントローラ１１８から二次コントローラ１２０への信号の送信を可能にする場合には、一次コントローラ１１８は、通信リンクを介して確認信号１４９を二次コントローラ１２０に戻すことによって１つ以上の制御信号ＵＣＯＮ  １３６の受信を確認してもよい。この例においては、一次コントローラ１１８は、確認信号１４９を二次コントローラ１２０に送るとパワースイッチ１２２のスイッチングを中止し、後続の制御信号ＵＣＯＮ  １３６を待ってもよい。二次コントローラ１２０は、通信リンクを介して二次コントローラ１２０が一次コントローラ１１８から確認信号１４９を受信した後、パワースイッチ１２２がいつオン状態に設定されるかを制御するために制御信号ＵＣＯＮ  １３６を生成し始めてもよい。一次コントローラ１１８は、後に受信される制御信号ＵＣＯＮ  １３６に応答してパワースイッチ１２２をオン状態に設定してもよい。
【００８６】
第１のモードからの移行動作が完了した後、パワーコンバータ１００は第２のモードで動作し得る。第２のモードでは、二次コントローラ１２０は、パワースイッチ１２２がいつオン状態に設定されるかを制御するために制御信号ＵＣＯＮ  １３６を一次コントローラ１１８に送信してもよい。例えば、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８が所望の出力電圧値未満である場合に、二次コントローラ１２０は制御信号ＵＣＯＮ  １３６を送信してもよい。制御信号ＵＣＯＮ  １３６の各々に応答して、一次コントローラ１１８は、パワースイッチ１２２をオン状態に設定し、その後、ターンオフ条件の検出に応答してパワースイッチ１２２をオフ状態に設定してもよい。第２のモードにおいて、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８が所望の出力電圧値よりも大きい場合には、二次コントローラ１２０は制御信号ＵＣＯＮ  １３６の送信を控えてもよい。
【００８７】
通常動作中、パワーコンバータ１００は、起動後に第１のモードから第２のモードに移行した後は、第２のモードのままであってもよい。しかし、いくつかの状況において、パワーコンバータ１００は、第２のモードから第１のモードに戻ってもよい。以下、パワーコンバータ１００が第２のモードから第１のモードに戻る状況について説明する。
【００８８】
いくつかの例において、二次コントローラ１２０が電位異常動作条件に遭遇していることを一次コントローラ１１８が検出すると、一次コントローラ１１８は二次コントローラ１２０からパワースイッチ１２２の制御を引き受けてもよい。一次コントローラ１１８は、ある期間にわたって受信されたいくつかの制御信号ＵＣＯＮ  １３６に基づいて、二次コントローラ１２０が電位異常動作条件に遭遇していることを判断してもよい。１つの例において、一次コントローラ１１８が、ある期間の間、制御信号ＵＣＯＮ  １３６を受信していない場合に、一次コントローラ１１８は、二次コントローラ１２０が電位異常動作条件に遭遇していると判断してもよい。別の例において、一次コントローラ１１８がある期間にわたって過剰な数（例えばしきい数よりも大きい）の制御信号ＵＣＯＮ  １３６を受信している場合に、一次コントローラ１１８は、二次コントローラ１２０が電位異常動作条件に遭遇していると判断してもよい。
【００８９】
いくつかの例において、一次コントローラ１１８がしきい時間の期間に制御信号ＵＣＯＮ  １３６を受信しない場合、一次コントローラ１１８は、パワースイッチ１２２の制御を引き受けて、一次スイッチングパターンに従ってパワースイッチ１２２を制御し始めてもよい。一次スイッチングパターンに従ってパワースイッチ１２２を制御することにより、エネルギが二次側に伝達され、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８が所望の出力電圧値よりも降下することを防ぐことができる。他の例において、一次コントローラ１１８は、二次コントローラ１２０をパワーダウンさせるためにパワースイッチ１２２をオフ状態に維持してもよい。次いで、一次コントローラ１１８は、二次コントローラ１２０が再び動作し始めるようにするために一次スイッチングパターンに従ってパワースイッチ１２２を制御してもよい。二次コントローラ１２０が動作状態に入った後、二次コントローラ１２０は、パワースイッチ１２２の制御を取戻すために移行動作を開始してもよい。
【００９０】
一次コントローラ１１８がある期間内に過剰な数（例えばしきい数よりも大きい）の制御信号ＵＣＯＮ  １３６を受信する状況においては、一次コントローラ１１８は、後続の制御信号ＵＣＯＮ  １３６を無視して、パワースイッチ１２２をオフ状態に維持してもよい。十分な量の時間の間、パワースイッチ１２２をオフ状態に維持することにより、二次コントローラ１２０は動作電力を失い得る。これらの例においては、一次コントローラ１１８は、二次コントローラ１２０をパワーダウンさせるのに十分な期間が経過した後、（例えば一次スイッチングパターンに従う）パワースイッチ１１８のスイッチングに戻ってもよい。次いで、一旦バイパスコンデンサ１３０が十分なレベルに再充電されると、二次コントローラ１２０は動作し始めてもよい。二次コントローラ１２０が動作し始めた後、二次コントローラ１２０は、上記のようにパワースイッチ１２２の制御を引き受けるために移行動作を実行してもよい。再び立ち上がった後に二次コントローラ１２０が過剰な制御信号ＵＣＯＮ  １３６を送り始めると、一次コントローラ１１８は再びパワースイッチ１２２の制御を引き受けてもよい。このプロセスは、パワーコンバータ１００が電源から遮断されて一次コントローラ１１８がパワーダウンするまで繰返されてもよい。
【００９１】
ある期間にわたる過剰な数の制御信号ＵＣＯＮ  １３６は、パワーコンバータ１００の二次側の短絡を示し得る。また、ある期間にわたる過剰な数の制御信号ＵＣＯＮ  １３６により、一次コントローラ１１８は過剰な量のエネルギを二次側に伝達し得る。当該過剰な数の制御信号ＵＣＯＮ  １３６を無視することによって、一次コントローラ１１８は二次側への過剰な量のエネルギの伝達を防ぐことができる。
【００９２】
したがって、一次コントローラ１１８は、一次コントローラ１１８がある期間にわたる過剰な数の制御信号ＵＣＯＮ  １３６および／またはしきい時間以内に制御信号ＵＣＯＮ  １３６が無いことを検出すると、第２のモードから第１のモードに移行するように結合されてもよい。一次コントローラ１１８が第１のモードから第２のモードに移行する例においては、二次コントローラ１２０は第１のモードから第２のモードへの一次コントローラ１１８の移行を検出してもよい。例えば、二次コントローラ１２０は、一次コントローラ１１８が第１のモードから第２のモードに移行したときのパワースイッチ１２２のスイッチングパターンの変化を検出してもよい。一次コントローラ１１８がある期間にわたる過剰な数の制御信号ＵＣＯＮ  １３６の受信に応答してパワースイッチ１２２のスイッチングを停止する例においては、二次コントローラ１２０は、送信された制御信号ＵＣＯＮ  １３６に応答してパワースイッチ１２２がスイッチングを停止したことを検出すると、一次コントローラ１１８が第１のモードに移行したことを検出してもよい。一次コントローラ１１８がしきい時間の期間に制御信号ＵＣＯＮ  １３６を受信しなかった後にパワースイッチ１２２のスイッチングを開始する例においては、二次コントローラ１２０は、一次スイッチングパターンに従うスイッチングを検出すると、一次コントローラ１１８が第１のモードに移行したことを検出してもよい。
【００９３】
いくつかの例において、二次コントローラ１２０は、第２のモードから第１のモードへの一次コントローラ１１８の移行を確認するように結合されてもよい。例えば、二次コントローラ１２０は、一次コントローラ１１８への制御信号ＵＣＯＮ  １３６の送信を修正することによって、一次コントローラ１１８の移行を確認するように結合されてもよい。二次コントローラ１２０がある期間にわたって過剰な数の制御信号ＵＣＯＮ  １３６を送っている例においては、二次コントローラ１２０は、第１のモードへの一次コントローラ１１８の移行を検出すると制御信号ＵＣＯＮ  １３６の送信を中止することによって、第２のモードから第１のモードへの一次コントローラ１１８の移行を確認してもよい。一次コントローラ１１８がしきい時間以内に制御信号ＵＣＯＮ  １３６が無いことを検出する例においては、二次コントローラ１２０は、後続の移行動作を開始させることによって第１のモードへの一次コントローラ１１８の移行を確認してもよい。
【００９４】
ここで、図２に関連して、一次コントローラ１１８および二次コントローラ１２０に含まれる例示的な回路の動作についてより詳細に説明する。図２は、パワースイッチ２２２（例えばパワーＭＯＳＦＥＴ２２２）と、例示的な一次コントローラ２１８と、例示的な二次コントローラ２２０とを含む例示的な集積回路パッケージ２２４を示す。集積回路パッケージ２２４の外部の回路は、集積回路パッケージ２２４のパッケージ端子Ｄ  ２２６−１、Ｓ  ２２６−２、ＰＢＰ  ２２６−３、ＦＷＤ  ２２６−４、ＢＰ  ２２６−５、ＧＮＤ  ２２６−６およびＦＢ  ２２６−７（まとめて「パッケージ端子２２６」）に電気的に結合し得る。
【００９５】
パッケージ端子２２６は、集積回路パッケージ２２４の内部に含まれるパワースイッチ２２２、一次コントローラ２１８および二次コントローラ２２０の端子Ｄ  ２２８−１、Ｓ  ２２８−２、ＰＢＰ  ２２８−３、ＦＷＤ  ２２８−４、ＢＰ  ２２８−５、ＧＮＤ  ２２８−６およびＦＢ  ２２８−７に接続し得る。パッケージ端子２２６は、図１に示されるものと類似の態様でパワーコンバータに接続され得る。したがって、以下、集積回路パッケージ２２４の説明は、図１のパワーコンバータ１００の構成要素を参照することができる。
【００９６】
一次コントローラ２１８は、スイッチ駆動信号ＵＤＲＩＶＥ  ２３８を生成してパワースイッチ２２２の状態を設定する一次スイッチ制御回路２５０を含む。また、一次コントローラ２１８は、電流検知回路２５２と、一次スイッチングパターン回路２５４と、信号監視回路２５６とを含む。二次コントローラ２２０は、二次スイッチ制御回路２５８と、充電回路２６０と、電圧検出回路２６２とを含む。接地端子ＧＮＤ  ２２８−６は、二次コントローラ２２０の回路のための出力戻りであってもよい。
【００９７】
一次コントローラ２１８は、図２に示されていない追加の回路を含んでいてもよい。例えば、一次コントローラ２１８は、端子ＰＢＰ  ２２８−３に結合して電力を一次コントローラ２１８に供給する回路を含んでいてもよい。また、二次コントローラ２２０は、図１〜図２に示されていない追加の回路および／または端子を含んでいてもよい。例えば、二次コントローラ２２０は、出力端子１０４−１に結合される追加の端子を含んでいてもよい。当該追加の端子は、出力端子１０４−１からバイパスコンデンサ１３０を充電するために充電回路２６０に結合されてもよい。例えば、充電回路２６０は、フォワード端子ＦＷＤ  ２２８−４および／または出力端子１０４−１に結合された追加の端子からバイパスコンデンサ１３０を充電してもよい。動作中に出力端子１０４−１からバイパスコンデンサ１３０を充電することは、フォワード端子ＦＷＤ  ２２８−４からバイパスコンデンサ１３０を充電することよりも効率的であり得る。
【００９８】
電流検知回路２５２は、パワースイッチ２２２がオン状態にあるときに、パワースイッチ２２２を通るスイッチ電流ＩＳＷＩＴＣＨ  ２６４の量を検知し得る。一次スイッチ制御回路２５０は、電流検知回路２５２によって検知された電流の量に基づいて、パワースイッチ２２２を通る電流の量がいつしきい電流限界に達したかを判断し得る。いくつかの例において、電流検知回路２５２によって検知された電流の量がしきい電流限界に達すると、一次スイッチ制御回路２５０は、第１および／または第２のモードでパワースイッチ２２２をオフ状態に設定してもよい。
【００９９】
一次スイッチングパターン回路２５４は、一次スイッチングパターンを規定する回路を表わす。一次スイッチングパターンは、スイッチング周波数、パワースイッチオン時間、デューティサイクルまたは他のスイッチングパラメータを規定し得る。いくつかの例において、一次スイッチングパターンは固定値を含んでいてもよい。他の例において、一次スイッチ制御回路２５０は、動作中に一次スイッチングパターンを修正してもよい。いくつかの例において、パワースイッチオン時間は約５マイクロ秒であってもよく、最大デューティサイクルは約６５％であってもよく、周波数は約１３２ｋＨｚであってもよい。
【０１００】
ここで、第１および第２のモードでの一次コントローラ２１８および二次コントローラ２２０の動作について説明する。第１のモードでは、一次スイッチ制御回路２５０は、一次スイッチングパターンに従ってパワースイッチ２２２の状態を制御する。言い換えれば、一次スイッチ制御回路２５０は、第１のモードにおいて一次スイッチングパターンに従ってスイッチ駆動信号ＵＤＲＩＶＥ  ２３８を生成する。いくつかの例において、一次スイッチ制御回路２５０は、一次スイッチングパターンおよび電流検知回路２５２によって検知された電流の量に従って、第１のモード中にパワースイッチ２２２の状態を制御してもよい。例えば、一次スイッチングパターンは、いつパワースイッチ２２２をオン状態に設定するかを規定してもよく、一次スイッチ制御回路２５０は、パワースイッチ２２２を通るスイッチ電流ＩＳＷＩＴＣＨ  ２６４の量に応答してパワースイッチ２２２をオフ状態に設定してもよい。
【０１０１】
一次コントローラ２１８が第１のモードでパワースイッチ２２２の状態を制御する間、二次コントローラ２２０はパワーダウン状態にあってもよい。二次コントローラ２２０は、第１のモード中（例えば起動中または電力の喪失後）はパワーダウン状態にあり得る。なぜなら、二次コントローラ２２０はバイパスコンデンサ１３０から十分な動作電力を受取っていないかもしれないからである。例えば、第１のモードでは、二次スイッチ制御回路２５８は、一次スイッチ制御回路２５０へ制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を送信するための十分な動作電力を有していないかもしれない。したがって、一次スイッチ制御回路２５０は、第１のモードでは二次スイッチ制御回路２５８から制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を受信することなくパワースイッチ２２２の状態を制御してもよい。
【０１０２】
第１のモード中に、エネルギがパワーコンバータ１００の二次側に伝達される一方、一次スイッチ制御回路２５０は、一次スイッチングパターンに従ってパワースイッチ２２２を制御する。充電回路２６０は、一次スイッチ制御回路２５０がパワースイッチ２２２を切換える間、フォワード端子ＦＷＤ  ２２８−４を用いてバイパスコンデンサ１３０を充電するように結合され得る。したがって、第１のモード中、充電回路２６０は、二次コントローラ２２０の回路（例えば電圧検出回路２６２および／または二次スイッチ制御回路２５８）を動作させるのに十分な電圧に向けてバイパスコンデンサ１３０を充電するように動作し得る。第１のモード中のある期間の後、バイパス電圧ＶＢＰ  １３４は二次コントローラ２２０の回路を動作させるのに十分な電圧に達する。
【０１０３】
充電回路２６０は、二次コントローラ２２０の回路を動作させるのに十分な電圧にバイパス電圧ＶＢＰ  １３４を調整してもよい。いくつかの例において、二次コントローラ２２０は、出力端子１０４−１に結合された追加の端子を含んでいてもよい。これらの例においては、充電回路２６０は、フォワード端子ＦＷＤ  ２２８−４および／または出力端子１０４−１に結合された追加の端子を用いてバイパス電圧ＶＢＰ  １３４を調整するように結合されてもよい。
【０１０４】
二次コントローラ２２０が動作し始めた後、二次スイッチ制御回路２５８は、一次スイッチ制御回路２５０からパワースイッチ２２２の制御を引き受けることを決定し得る。電圧検出回路２６２は、二次スイッチ制御回路２５８が確実に移行動作を実行できる態様でパワーコンバータ１００が動作しているか否かを判断するために、二次側のパラメータを検知し得る。いくつかの例において、電圧検出回路２６２は、バイパス電圧ＶＢＰ  １３４および／または出力電圧ＶＯＵＴ  １０８のうちの少なくとも１つに基づいて、いつ移行動作を開始するかを二次スイッチ制御回路２５８に示してもよい。例えば、電圧検出回路２６２は、バイパス電圧ＶＢＰ  １３４がしきいバイパス電圧よりも大きい場合に、移行動作を開始することを二次スイッチ制御回路２５８に示してもよい。別の例として、電圧検出回路２６２は、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８がしきい出力電圧よりも大きい場合に、移行動作を開始することを二次スイッチ制御回路２５８に示してもよい。他の例において、電圧検出回路２６２は、バイパス電圧ＶＢＰ  １３４がしきいバイパス電圧よりも大きい場合であって、かつ、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８がしきい出力電圧よりも大きい場合に、移行動作を開始することを二次スイッチ制御回路２５８に示してもよい。
【０１０５】
移行動作が確実に実行され得ることを電圧検出回路２６２が二次スイッチ制御回路２５８に示すと、二次スイッチ制御回路２５８は移行動作を開始してもよい。一次スイッチ制御回路２５０および二次スイッチ制御回路２５８は、上記のように一次および二次コントローラ２１８，２２０のために移行動作を実施してもよい。以下、図７Ａ〜図７Ｂを参照して、一次スイッチ制御回路２５０および二次スイッチ制御回路２５８によって実施され得る例示的な移行動作について示し、説明する。
【０１０６】
二次スイッチ制御回路２５８および一次スイッチ制御回路２５０が移行動作を実施した後、一次コントローラ２１８および二次コントローラ２２０は第２のモードで動作し得る。第２のモード中、一次スイッチ制御回路２５０は、一次スイッチングパターンに従うパワースイッチ２２２のスイッチングを中止してもよい。その代わりに、一次スイッチ制御回路２５０は、二次スイッチ制御回路２５８によって送信された制御信号ＵＣＯＮ  ２３６に応答してパワースイッチ２２２をオン状態に設定する。例えば、第２のモードでは、二次スイッチ制御回路２５８は、一次スイッチ制御回路２５０が制御信号ＵＣＯＮ  ２３６の各々に応答してパワースイッチ２２２をオン状態に設定するようにする制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を一次スイッチ制御回路２５０に送信する。したがって、第２のモード中に、二次スイッチ制御回路２５８は、一次スイッチ制御回路２５０によって、パワースイッチ２２２がいつオン状態に設定されるかを制御し得る。
【０１０７】
一次スイッチ制御回路２５０が制御信号ＵＣＯＮ  ２３６に応答してパワースイッチ２２２をオン状態に切換えた後、一次スイッチ制御回路２５０は、検出されたターンオフ条件に応答してパワースイッチ２２２をオフ状態に戻してもよい。いくつかの例において、ターンオフ条件は、スイッチ電流ＩＳＷＩＴＣＨ  ２６４のしきい量および／またはパワースイッチ２２２のオン時間のしきい値を含んでいてもよい。次いで、一次スイッチ制御回路２５０が別の制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を受信するまで、一次スイッチ制御回路２５０はパワースイッチ２２２をオフ状態に維持してもよい。
【０１０８】
二次スイッチ制御回路２５８は、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８を表わすフィードバック電圧ＶＦＢ  １３２を受取る。第２のモード中に、パワーコンバータ１００の出力電圧ＶＯＵＴ  １０８が所望の出力電圧値未満であると二次スイッチ制御回路２５８が判断すると、二次スイッチ制御回路２５８は制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を送信してもよい。出力電圧ＶＯＵＴ  １０８が所望の出力電圧値よりも大きい場合には、二次スイッチ制御回路２５８は制御信号ＵＣＯＮ  ２３６の送信を控えてもよい。
【０１０９】
上記のように、二次コントローラ２２０が電位異常動作条件に遭遇していることを一次コントローラ２１８が検出すると、一次コントローラ２１８は二次コントローラ２２０からパワースイッチ２２２の制御を引き受けてもよい。電位異常動作条件は、一次コントローラ２１８によって受信された制御信号ＵＣＯＮ  ２３６の数によって示され得る。一次コントローラ２１８は、制御信号ＵＣＯＮ  ２３６の数を監視する信号監視回路２５６を含む。
【０１１０】
信号監視回路２５６は、ある期間中に受信された制御信号ＵＣＯＮ  ２３６の数に基づいて電位異常動作条件を検出し得る。信号監視回路２５６は、いつ電位異常動作条件が検出されるかを一次スイッチ制御回路２５０に示し得る。１つの例において、信号監視回路２５６がある期間の間に制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を受信しない場合に、信号監視回路２５６は、二次コントローラ２２０が電位異常動作条件に遭遇していると判断し得る。別の例において、信号監視回路２５６がある期間にわたって過剰な数（例えばしきい数よりも大きい）の制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を受信している場合に、信号監視回路２５６は、二次コントローラ２２０が電位異常動作条件に遭遇していると判断してもよい。
【０１１１】
以下、図３〜図７Ｂに関連して、パワーコンバータ１００の起動中および起動後の一次および二次コントローラ２１８，２２０の動作について説明する。図６は、一次コントローラ２１８がパワースイッチ２２２の制御を取戻し得るシナリオを示す。図７Ａ〜図７Ｂは、例示的な移行動作を示す。
【０１１２】
図３は、起動から一次コントローラ２１８が第２のモードで動作するまでの一次コントローラ２１８の動作を示すフロー図である。方法３００の開始前は、バイパスコンデンサ１３０は二次コントローラ２２０を動作させるのに不十分な電圧レベルに放電されていると想定され得る。ブロック３０２において、入力電圧ＶＩＮ  １０６がパワーコンバータ１００に導入される。ブロック３０４において、一次スイッチ制御回路２５０は、一次スイッチングパターンに従ってパワースイッチ２２２を制御する。
【０１１３】
ブロック３０４において一次スイッチ制御回路２１８がパワースイッチ２２２を制御している間、二次コントローラ２２０は、二次コントローラ２２０がパワーダウン状態から動作状態に移行した後に移行動作を開始し得る。ブロック３０６において、一次スイッチ制御回路２５０は、移行動作が開始したか否か、および移行動作が完了したか否かを判断する。上記のように、いくつかの例において、移行動作は、一次スイッチ制御回路２５０による１つ以上の制御信号ＵＣＯＮ  ２３６の受信を含んでいてもよい。いくつかの例において、一次スイッチ制御回路２５０は、移行動作が完了したか否かを判断するために、受信された制御信号ＵＣＯＮ  ２３６がスイッチング事象に対して受信されたか否かを判断してもよい。上記のいくつかの例において、一次スイッチ制御回路２５０は、移行動作中に確認（例えば修正されたスイッチングパターン）を生成してもよい。
【０１１４】
ブロック３０６において移行動作が完了したことを一次スイッチ制御回路２５０が判断した後、一次スイッチ制御回路２５０は第２のモードで動作し得る。ブロック３０８において、第２のモードで、一次スイッチ制御回路２５０は制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を受信するのを待ってもよい。ブロック３１０において、一次スイッチ制御回路２５０は、受信した制御信号ＵＣＯＮ  ２３６に応答してパワースイッチ２２２をオン状態に設定する。ブロック３１２において、一次スイッチ制御回路２５０は、ターンオフ条件の検出に応答してパワースイッチ２２２をオフ状態に設定する。次いで、ブロック３０８において、一次スイッチ制御回路２５０は別の制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を待ち得る。
【０１１５】
図４は、起動から二次コントローラ２２０が第２のモードで動作するまでの二次コントローラ２２０の動作を示すフロー図である。方法４００の開始前は、バイパスコンデンサ１３０は二次コントローラ２２０を動作させるのに不十分な電圧レベルに放電されていると想定され得る。ブロック４０２において、電圧検出回路２６２は、二次側の電圧（例えばバイパス電圧ＶＢＰ  １３４および／または出力電圧ＶＯＵＴ  １０８）を検知し、検知された電圧が移行動作を開始させるのに十分であるか否かを判断する。検知された電圧が移行動作を開始させるのに十分でなければ、電圧検出回路２６２はブロック４０２における電圧の検知を継続する。
【０１１６】
検知された電圧が移行動作を開始させるのに十分であれば、電圧検出回路２６２は、移行動作を開始させることを二次スイッチ制御回路２５８に示す。ブロック４０４において、二次スイッチ制御回路２５８は移行動作を開始させる。ブロック４０６において、二次スイッチ制御回路２５８は、移行動作が完了したか否かを判断する。いくつかの例において、二次スイッチ制御回路２５８は、確認を受取ることなく１つ以上の制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を送信することによって移行動作を開始させたり完了させたりしてもよい。他の例において、二次スイッチ制御回路２５８が確認を検出すると、二次スイッチ制御回路２５８は移行動作が完了したと判断してもよい。いくつかの例において、二次スイッチ制御回路２５８は、パワースイッチ２２２のスイッチングパターンの修正を検出することによって確認を検出してもよい。これらの例においては、二次スイッチ制御回路２５８は、二次巻線１１６のノード１４７における電圧などの、パワースイッチ２２２のスイッチングを示す二次側の電圧を監視してもよい。
【０１１７】
移行動作が失敗すれば、二次コントローラ２２０はブロック４０２における動作を継続し得る。移行動作が上手くいけば、ブロック４０８において二次コントローラ２２０は第２のモードで動作している。ブロック４０８において、二次スイッチ制御回路２５８は、パワーコンバータ１００の出力量（例えば出力電圧ＶＯＵＴ  １０８）を検知する。ブロック４０８において、二次スイッチ制御回路２５８は、検知された出力量（例えば出力電圧ＶＯＵＴ  １０８）が所望の出力量（例えば所望の出力電圧値）未満であるか否かを判断する。ブロック４１０において検知された出力量が所望の出力量未満であれば、ブロック４１２において二次スイッチ制御回路２５８は制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を送信し、ブロック４０８におけるパワーコンバータ１００の出力量の検知に戻る。ブロック４１０において、検知された出力量が所望の出力量未満でなければ、二次スイッチ制御回路２５８はブロック４０８における出力量の検知に戻る。
【０１１８】
図５は、起動から一次コントローラ２１８および二次コントローラ２２０が第２のモードで動作するまでの一次コントローラ２１８および二次コントローラ２２０の動作を示すフロー図である。方法５００の開始前は、バイパスコンデンサ１３０は二次コントローラ２２０を動作させるのに不十分な電圧レベルに放電されていると想定され得る。ブロック５０２において、入力電圧ＶＩＮ  １０６がパワーコンバータ１００に印加される。ブロック５０４において、一次スイッチ制御回路２５０は、一次スイッチングパターンに従ってパワースイッチ２２２を制御する。
【０１１９】
ブロック５０４において一次スイッチ制御回路２５０がパワースイッチ２２２を制御している間に、電圧検出回路２６２は、二次側の電圧（例えばバイパス電圧ＶＢＰ  １３４および／または出力電圧ＶＯＵＴ  １０８）を検知し、検知された電圧が移行動作を開始させるのに十分であるか否かを判断する。検知された電圧が移行動作を開始させるのに十分でなければ、電圧検出回路２６２はブロック５０６において電圧の検知を継続する。
【０１２０】
検知された電圧が移行動作を開始させるのに十分であれば、電圧検出回路２６２は、移行動作を開始することを二次スイッチ制御回路２５８に示す。ブロック５０８において、一次コントローラ２１８および二次コントローラ２２０は移行動作を実行する。一次コントローラ２１８および二次コントローラ２２０は、ブロック５０８において移行動作を実行した後、第２のモードで動作している。
【０１２１】
第２のモードにおいて、二次スイッチ制御回路２５８はパワーコンバータ１００の出力量を検知し、検知された出力量が所望の出力量未満であれば、二次スイッチ制御回路２５８は制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を一次スイッチ制御回路２５０に送信する。第２のモードにおいて、一次スイッチ制御回路２５０は、ブロック５１０において制御信号ＵＣＯＮ  ２３６の受信を待ち得る。ブロック５１２において、一次スイッチ制御回路２５０は、受信された制御信号ＵＣＯＮ  ２３６に応答してパワースイッチ２２２をオン状態に設定する。ブロック５１４において、一次スイッチ制御回路２５０は、ターンオフ条件の検出に応答してパワースイッチ２２２をオフ状態に設定する。次いで、ブロック５１０において、一次スイッチ制御回路２５０は別の制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を待ち得る。
【０１２２】
図６は、第２のモードでの一次コントローラ２１８の動作を示すフロー図である。具体的には、図６は、一次コントローラ２１８による電位異常動作条件の検出を示す方法６００である。方法６００の開始時には、一次コントローラ２１８は第２のモードで動作していると想定され得る。したがって、ブロック６０２において、一次スイッチ制御回路２５０は、制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を受信し、制御信号ＵＣＯＮ  ２３６に応答してパワースイッチ２２２をオン状態に設定し、ターンオフ条件に応答してパワースイッチ２２２をオフ状態に設定する。
【０１２３】
ブロック６０４において、信号監視回路２５６は、制御信号ＵＣＯＮ  ２３６が受信されたか否かを判断する。ブロック６０４において制御信号ＵＣＯＮ  ２３６が受信されていなければ、ブロック６０６において、信号監視回路２５６は、最後の制御信号が受信されてから第１の期間（例えばしきい期間）が経過したか否かを判断する。いくつかの例において、第１の期間は約１秒であり得る。制御信号の受信から第１の期間が経過していれば、信号監視回路２５６は、最後に受信された制御信号から第１の期間が経過したことを一次スイッチ制御回路２５０に示し得る。信号監視回路２５６からの指示に応答して、ブロック６０７において、一次スイッチ制御回路２５０は、二次コントローラ２２０を動作させるのに十分なレベルに出力電圧ＶＯＵＴ  １０８を維持するために、第２の期間の間、（例えば一次スイッチングパターンに従う）パワースイッチ２２２のスイッチングを開始してもよい。ブロック６０６において検出される、制御信号の未受信が、二次コントローラ２２０のパワーダウンに起因していた場合には、ブロック６０７におけるパワースイッチ２２２のスイッチングにより、二次コントローラ２２０が立ち上がって、二次コントローラ２２０が移行動作を開始するのを可能とし得る。ブロック６０７におけるパワースイッチ２２２のスイッチングに起因して移行動作が開始および完了する場合には、方法６００は、再スタートされてブロック６０２に移行し得る。ブロック６０７におけるパワースイッチ２２２のスイッチングに起因して移行動作が開始されない場合には、方法６００はブロック６１２に移行し得る。
【０１２４】
ブロック６１２において、一次スイッチ制御回路２５０は、第３の期間の間、パワースイッチ２２２のスイッチングを控え得る。二次コントローラ２２０は、一次スイッチ制御回路２５０がパワースイッチ２２２のスイッチングを控える第３の期間の間、パワーダウンしていてもよい。次いで、ブロック６１４において、一次スイッチ制御回路２５０は、二次コントローラ２２０が立ち上がるように一次スイッチングパターンに従うパワースイッチ２２２のスイッチングを開始し得る。二次コントローラ２２０が立ち上がった後、二次コントローラ２２０は、パワースイッチ２２２の制御を取戻すために移行動作を開始し得る。
【０１２５】
ブロック６０４において制御信号ＵＣＯＮ  ２３６が受信されると、ブロック６０８において、一次スイッチ制御回路２５０は、制御信号ＵＣＯＮ  ２３６に応答してパワースイッチ２２２をオン状態に設定して、次いで、検出されたターンオフ条件に応答してパワースイッチ２２２をオフ状態に設定し得る。ブロック６１０において、信号監視回路２５６は、ある期間にわたって過剰な数の制御信号ＵＣＯＮ  ２３６が受信されたか否かを判断する。例えば、しきい数よりも大きい数の制御信号ＵＣＯＮ  ２３６がある期間にわたって受信されると、信号監視回路２５６は、過剰な数の制御信号ＵＣＯＮ  ２３６が受信されたと判断してもよい。別の例として、ある期間の間に制御信号ＵＣＯＮ  ２３６が最大に近い速度で受信されると、信号監視回路２５６は、過剰な数の制御信号ＵＣＯＮ  ２３６が受信されたと判断してもよい。１つの実現例において、過剰な数の制御信号は、６４ミリ秒期間以内の約８０００個の制御信号（例えば２１３個の制御信号）であり得る。
【０１２６】
ブロック６１０において過剰な数の制御信号ＵＣＯＮ  ２３６が受信されたと信号監視回路２５６が判断すると、たとえさらなる制御信号ＵＣＯＮ  ２３６が受信されても、一次スイッチ制御回路２５０は、ブロック６１２においてある期間の間はパワースイッチ２２２のスイッチングを控え得る。一次スイッチ制御回路２５０がパワースイッチ２２２のスイッチングを控えている期間中は、二次コントローラ２２０はパワーダウンしていてもよい。当該期間が経過した後、ブロック６１４において、一次スイッチ制御回路２５０は一次スイッチングパターンに従ってパワースイッチ２２２を制御し始める。方法６００の終了時には、一次コントローラ２１８および二次コントローラ２２０は第１のモードで動作している。
【０１２７】
図７Ａは、第１のモード、移行動作および第２のモード中の一次および二次コントローラ２１８，２２０の動作を示す。図７Ｂは、パワースイッチ２２２のスイッチング事象に対してタイミングが合わせられた、移行動作中に送られる制御信号の拡大図である。時刻ゼロにおいてまたは時刻ゼロの前に入力電圧ＶＩＮ  １０６が印加されたと想定され得る。
【０１２８】
図７の移行動作は、以下の動作を含んでいてもよい。図７Ａ〜図７Ｂに示される移行動作中に、二次コントローラ２２０は複数の（例えば２個の）制御信号ＵＣＯＮ  ７６５，７６６を送信する。複数の制御信号ＵＣＯＮ  ７６５，７６６は各々、パワースイッチ２２２のスイッチング事象（例えばターンオフ事象）に対してスケジューリングされる。また、一次コントローラ２１８は、パワースイッチ２２２のスイッチングパターンを変更することによって制御信号ＵＣＯＮ  ７６５，７６６の受信を確認する。具体的には、一次コントローラ２１８は、制御信号ＵＣＯＮ  ７６５，７６６の受信を確認するために、「静穏期間」の間はパワースイッチ２２２のスイッチングを控える。
【０１２９】
ここで図７Ａを参照して、時刻ゼロにおいて、一次および二次コントローラ２１８，２２０は、第１のモードで動作している。したがって、一次コントローラ２１８は、一次スイッチングパターンに従ってパワースイッチ２２２を制御している。スイッチ電流ＩＳＷＩＴＣＨ  ２６４の波形は、パワースイッチ２２２がオン状態に設定される時（例えば７６７）およびパワースイッチ２２２がオフ状態に設定される時（例えば７６８）を示している。
【０１３０】
二次コントローラ２２０は、制御信号ＵＣＯＮ  ７６５を送信することによって移行動作を開始させる。具体的には、７６９においてパワースイッチ２２２がオフ状態に設定された後、二次コントローラ２２０はある時間窓（すなわち「受信窓」）の間に制御信号ＵＣＯＮ  ７６５を送信する。図７Ａ〜図７Ｂに示される例においては、一次コントローラ２１８は、受信窓７７０の間に受信されると制御信号を移行動作の開始として識別するように構成され得る。制御信号ＵＣＯＮ  ７６５が受信窓７７０の間に受信されるので、７７１において移行動作が開始する。
【０１３１】
二次コントローラ２２０は、７７２においてパワースイッチ２２２がオフ状態に切換わったことを検出したことに応答して第２の制御信号ＵＣＯＮ  ７６６を送信する。具体的には、二次コントローラ２２０は、パワースイッチ２２２がオフ状態に切換わったことを検出し、受信窓７７３以内に制御信号７６６を送信する。一次コントローラ２１８は、受信窓７７３以内に制御信号７６６を検出する。一次コントローラ２１８は、受信窓７７０，７７３以内に受信された２つの連続した制御信号ＵＣＯＮ  ７６５，７６６の受信を確認し、第２のモードで動作し始める。図７Ａに示されるように、一次コントローラ２１８は、図７Ａにおける「静穏期間」と呼ばれる期間の間はパワースイッチ２２２のスイッチングを控えることによって、制御信号ＵＣＯＮ  ７６５，７６６の受信を確認する。
【０１３２】
二次コントローラ２２０は、一次コントローラ２１８によって生成される、修正されたスイッチングパターン（すなわち静穏期間）を検出し、修正されたスイッチングパターンを確認として識別する。具体的には、二次コントローラ２２０は、制御信号７６６を送信した後にスイッチング事象が無いことを検出し、この静穏期間を確認として識別する。次いで、二次コントローラ２２０は第２のモードに移行する。第２のモード中に、出力電圧ＶＯＵＴ  １０８が所望の出力電圧値よりも降下すると、二次コントローラ２２０は制御信号ＵＣＯＮ  ７７４，７７５を生成する。一次コントローラ２１８は、制御信号ＵＣＯＮ  ７７４，７７５の受信に応答して、７７６および７７７においてパワースイッチ２２２をオン状態に設定する。一次コントローラ２１８は、ターンオフ条件の検出に応答して、７７８および７７９においてパワースイッチ２２２をオフ状態に設定してもよい。
【０１３３】
図７Ｂは、受信窓７７０，７７３を図示する。受信窓７７０，７７３は、パワースイッチ２２２がオフ状態に設定された後にある期間を生じさせるように設定される時間窓であり得る。パワースイッチ２２２がオフ状態に設定されてから受信窓７７０，７７３の開始までの期間は、「ブランキング期間７８０，７８１」と称され得る。ブランキング期間７８０，７８１は、一次コントローラ２１８が二次コントローラ２２０から送信された制御信号を無視するように構成される期間であり得る。ブランキング期間７８０，７８１は、スイッチングノイズを有効な制御信号として解釈することを防ぐために一次コントローラ２１８によって実施され得る。パワースイッチ２２２のスイッチングが一次コントローラ２１８および／または通信リンクにおいてノイズを引起す可能性があるシナリオにおいては、このようなノイズは、ブランキング期間７８０，７８１内に発生する可能性があり、したがって一次コントローラ２１８によって無視され得る。いくつかの例において、図７Ａの静穏期間は、継続期間が約１０マイクロ秒であってもよい。いくつかの例において、受信窓７７０，７７３は各々、継続期間が約２マイクロ秒であってもよい。いくつかの例において、ブランキング期間７８０，７８１は、継続期間が約０．７マイクロ秒であってもよい。図７Ａ〜図７Ｂに関連して静穏期間、受信窓７７０，７７３およびブランキング期間７８０，７８１の例示的な継続期間について説明し示しているが、他の例においては他の継続期間が実施されてもよいことが考えられる。
【０１３４】
図８Ａ〜図８Ｂは、例示的な通信リンクであって、それを介して制御信号ＵＣＯＮ  ２３６が送信され得る通信リンクを示す。図８Ａ〜図８Ｂに示される通信リンクは、集積回路パッケージ２２４に含まれ得る。図８Ａは、集積回路パッケージ２２４に含まれる例示的な磁気的に結合された通信リンクを示す。集積回路パッケージ２２４は、互いに直流的に絶縁された一次導電性ループ８８２および二次導電性ループ８８３を含む。いくつかの例において、一次導電性ループ８８２および二次導電性ループ８８３は、集積回路パッケージ２２４のリードフレームの孤立導体であってもよい。
【０１３５】
一次導電性ループ８８２は、一次スイッチ制御回路２５０に結合され得る。二次導電性ループ８８３は、二次スイッチ制御回路２５８に結合され得る。一次および二次導電性ループ８８２，８８３は互いに直流的に絶縁されているが、一次および二次導電性ループ８８２，８８３は、二次導電性ループ８８３を通る電流の変化が一次導電性ループ８８２における電圧／電流の変化を引起し得るように磁気的に結合され得る。二次スイッチ制御回路２５８は、二次導電性ループ８８３を通る電流の変化を引起すことによって制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を一次スイッチ制御回路２５０に送信し得る。一次スイッチ制御回路２５０は、一次導電性ループ８８２における誘導電圧および／または電流を検出することによって制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を検出し得る。いくつかの例において、一次コントローラ２１８は、通信リンクを介して確認信号１４９を二次コントローラ２２０に戻すことによって１つ以上の制御信号ＵＣＯＮ  ２３６の受信を確認してもよい。
【０１３６】
図８Ｂは、集積回路パッケージ２２４に含まれる例示的な光学的に結合された通信リンクを示す。集積回路パッケージ２２４は、互いに直流的に絶縁された光送信機８８４（例えば発光ダイオード）および光受信機８８５（例えばフォトトランジスタ）を含む。光受信機８８５は、一次スイッチ制御回路２５０に結合され得る。光送信機８８４は、二次スイッチ制御回路２５８に結合され得る。光送信機８８４は、光受信機８８５によって検出される光を発し得る。二次スイッチ制御回路２５８は、発光するように光送信機８８４に通電することによって制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を一次スイッチ制御回路２５０に送信し得る。一次スイッチ制御回路２５０は、光送信機８８４が発した光に応答して、光受信機８８５によって生成された誘導電圧および／または電流を検出することによって制御信号ＵＣＯＮ  ２３６を検出し得る。磁気的および光学的に結合された通信リンク以外の通信リンク技術を用いてもよいことが考えられる。例えば、一次コントローラ２１８と二次コントローラ２２０との間の通信リンクとして、容量性結合が用いられてもよい。
【０１３７】
図９は、本開示の一次コントローラ９８６および二次コントローラ９８７を含む例示的な非絶縁型パワーコンバータ９８５を示す。一次コントローラ９８６および二次コントローラ９８７が、降圧コンバータトポロジを有する非絶縁型パワーコンバータ９８５に含まれるものとして示されているが、一次コントローラ９８６および二次コントローラ９８７は他のトポロジを有する非絶縁型パワーコンバータに含まれていてもよいことが考えられる。一次コントローラ９８６および二次コントローラ９８７は、上記の一次コントローラ２１８および二次コントローラ２２０と類似の態様で動作し得る。
【０１３８】
パワーコンバータ９８５は、入力端子９８８−１，９８８−２（まとめて「入力端子９８８」）と、出力端子９８９−１，９８９−２（まとめて「出力端子９８９」）とを含む。入力端子９８８は、入力電圧ＶＩＮ  ９９０を受信するように結合され、入力電圧ＶＩＮ  ９９０は、整流されフィルタリングされたａｃ電圧であり得る。出力端子９８９は、出力電圧ＶＯＵＴ  ９９１を負荷（図示せず）に供給する。
【０１３９】
パワーコンバータ９８５は、入力コンデンサ９９２と、出力コンデンサ９９３と、インダクタ９９４と、ダイオード９９５と、パワースイッチ９９６とを含む。図９に示されるように、パワースイッチ９９６、ダイオード９９５およびインダクタ９９４は、降圧コンバータ回路として動作するように結合される。二次コントローラ９８７は、ノード９９７および／またはバイパスコンデンサ９９８から動作電力を受取るように結合され得る。また、二次コントローラ９８７は、二次コントローラ９８７がパワーコンバータ９８５の出力量（例えば出力電圧ＶＯＵＴ  ９９１）を検知できるようにするフィードバック回路９９９を介して出力端子９８９に結合され得る。
【０１４０】
一次コントローラ９８６および二次コントローラ９８７は、互いに直流的に絶縁されている。たとえ図９における例に示されるパワーコンバータ９８５の出力が入力から絶縁されていなくても、一次コントローラ９８６と二次コントローラ９８７との間の直流的絶縁により、パワースイッチ９９６は出力接地に対してフロートになることができ、これにより複雑なレベルシフト回路の必要性を無くすことができる。二次コントローラ９８７は、通信リンク（例えば磁気的、容量的または光学的に結合された通信リンク）を介して制御信号ＵＣＯＮ  １０００を一次コントローラ９８６に送信し得る。一次コントローラ９８６は、スイッチ駆動信号ＵＤＲＩＶＥ  １００１を生成することによってパワースイッチ９９６の状態を制御し得る。
【０１４１】
一次コントローラ９８６および二次コントローラ９８７は、一次コントローラ２１８および二次コントローラ２２０に関連して上記したものと類似の態様でパワーコンバータ９８５の出力量を調整するように動作し得る。例えば、一次コントローラ９８６および二次コントローラ９８７は、一次コントローラ９８６が一次スイッチングパターンに従ってパワースイッチ９９６の状態を制御する第１のモードで動作し得る。一次コントローラ９８６および二次コントローラ９８７は、第１のモードから第２のモードに移行するように移行動作を実施し得る。第２のモードでは、二次コントローラ９８７は、一次コントローラ９８６がパワースイッチ９９６をオン状態に設定するようにする制御信号ＵＣＯＮ  １０００を送信し得る。
【０１４２】
要約書に記載したものを含む本発明の示される例の上記の説明は、網羅的であるように意図したものではなく、開示されている厳密な形態に限定することを意図したものでもない。本発明の具体的な実施例および例は例示の目的で本明細書に記載されており、本発明のより広い精神および範囲から逸脱することなくさまざまな等価の変形例が可能である。実際に、具体的な例示的な電圧、電流、時間などは説明の目的で示されており、他の実施例および例においては本開示の教示に従って他の値も利用できる、ということが理解される。
【符号の説明】
【０１４３】
１００  パワーコンバータ、１１８  一次コントローラ、１２０  二次コントローラ、１２２  パワースイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【外国語明細書】
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