用于开关模式电源的系统和方法_3

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)的图形。如所示出的,针对短的接通时间,添加恒定延迟以考虑消磁检测路径内的恒定传播延迟。该传播延迟补偿例如使用延迟电路250来实施。针对较长的接通时间,添加额外的延迟补偿以补偿AC市电电压在次级绕组110被消磁时对于Vas的斜度变化的检测时间的影响。
[0046]图3图示了可以被用来实施图2a中所示的过零检测器230的实施例的过零电路301。示出了共源共栅晶体管204、初级绕组108、齐纳二极管210和电阻器208以图示过零电路301如何与开关模式电源的外部电路进行交互。在一个实施例中,比较器306经由电容器302耦合至Vs极。比较器306的正输入使用电流源304以及二极管310和312而被偏置,然而,可以在可替换实施例中使用任意等效的比较器和偏移结构。在一个实施例中,比较器306将电容器302的电压与基准电压308进行比较。应当理解的是,可以实施比较器308并且可以使用本领域已知的电路和方法来生成基准电压308。在操作期间,电容器302实施对Vsfi的电压斜度的快速变化作出响应的高通滤波器。二极管310和312例如可以被用来确保比较器306的输入处的电压并不会过多地低于地。在一些实施例中,电容器206耦合在共源共栅晶体管204的漏极和源极之间以便提高检测速度。
[0047]图4图示了实施例的振铃抑制电路400,其可以被用来实施图2a所示的振铃抑制电路232。振铃抑制t旲块232的基本功能是拒绝从开关晶体管的棚极被关断的时间起的特定时间间隔内所检测到的任何过零。管脚ZCD耦合至过零检测器230的输出并且管脚GATE耦合至开关晶体管222的栅极。在一个实施例中,当管脚GATE从高变低由此使得反向器408的输出从低变高时,在与门402和404的输出产生短脉冲。该脉冲的长度例如由延迟模块406所产生的延迟量所确定,该延迟量在所图示的情形中其大约为I μ S。在本发明的可替换实施例中,可以使用本领域已知的其它尖峰消除电路和/或在逻辑和功能上相似的其它电路。
[0048]图5图示了实施例的延迟电路500,其可以被用来实施图2a所示的延迟电路250。在一个实施例中,延迟电路500对节点GATE处的逻辑输入进行延迟以提供输出信号OUT。该电路的延迟包括由固定延迟电路516所实施的表示图2d的恒定延迟区的固定延迟,并且电流源502和504连同电容器518 —起实施了表示图2d的可变延迟区的可变延迟。在操作期间,当输入GATE的电压走高时,电流源502经由开关506被启动。当电容器518两端的电压越过如电压源514所表示的比较器512的阈值时,节点OUT处的输出在固定延迟516之后从低变高。另一方面,当输入GATE处的电压走低时,电流源504经由反向器510和开关508被启动,由此使得电容器518两端的电压下降。节点OUT处的输出随后在比较器512被触发之后在固定延迟516之后走低。在一个实施例中,放电电流源504的电流是可变电流,其可以根据开关晶体管222被接通的时间长度而变化。在一些实施例中,电容器518的电压被使用电压基准522和二极管510钳位至最低电压。
[0049]图6图示了实施例的方法600的流程图。在步骤602,耦合至反激式转换器的变压器的初级绕组的开关在第一周期的第一时间段内被接通。在该第一时间段期间,变压器的初级绕组被磁化。接下来,在步骤604,开关在第一周期的第二时间段内被关断。在该时间期间,变压器的次级绕组向反激式转换器的负载提供电流直至次级绕组被消磁。在步骤606中,该消磁通过检测开关的电压的转换速率的变化而进行检测。在步骤608中,接通时间基于检测转换速率的变化而被确定,并且在步骤610中,开关在所确定的接通时间被接通。
[0050]依据一个实施例,一种操作开关模式电源的方法包括在第一周期的第一时间段内接通耦合至变压器的初级绕组的半导体开关,在第一周期的第二时间段内关断半导体开关,检测半导体开关的输出节点处的电压的转换速率的变化,基于对转换速率的变化的检测确定开关接通时间,以及在第二周期的第一时间段内在所确定的开关接通时间接通半导体开关。检测转换速率的变化可以包括将半导体开关的输出节点电容地耦合至第一耦合节点,并且确定转换速率在第一耦合节点的电压越过第一阈值时发生变化。半导体开关例如可以通过MOSFET来实施而使得该输出节点是MOSFET的漏极。
[0051]在一个实施例中,确定开关接通时间包括在第一周期的第一时间段期间利用第一极性的第一电流对电容器进行充电直至该半导体开关被关断,并且随后在该半导体开关被关断时停止利用该第一电流对该电容器进行充电。在等待第一延迟时段之后,利用与第一极性相反的第二极性的第二电流对该电容器进行充电直至检测到转换速率的变化,并且随后在检测到转换速率的变化之后利用该第一电流对该电容器进行充电。该方法进一步包括确定该电容器的电压在检测到转换速率的变化之后何时越过第一电压阈值。
[0052]在一个实施例中,在所确定的开关接通时间接通该半导体开关包括基于该确定而在该电容器的电压越过第一电压阈值时接通该半导体开关。在一些实施例中,第一电压阈值与开关模式电源控制器的电源电压成比例,并且在一些实施例中,第一延迟时段对在检测变压器的次级绕组的消磁过程中的延迟进行补偿。该方法可以进一步包括确定第一周期的第一时间段的时间长度,确定包括将开关电流与第二阈值进行比较。
[0053]依据另外的实施例,一种电源控制电路包括转换速率检测电路,耦合至第一端子的耦合至被配置为耦合至开关晶体管的第一输出节点的第一端子。转换速率检测电路被配置为检测第一端子处的转换速率的变化。电源控制电路还包括耦合至转换速率检测电路的输出的定时电路,耦合至被配置为耦合至开关晶体管的第二输出节点的第二端子的电流检测电路,以及耦合至定时电路的输出并且被配置为耦合至开关晶体管的控制节点的开关驱动电路。开关驱动电路被配置为在所检测到的电流超过第一阈值时停用开关晶体管,并且被配置为在定时电路确定第一时间段与开关晶体管的周期时间的比率已经被满足时启动开关晶体管。第一时间段包括从开关晶体管被关断时到转换速率检测电路检测到转换速率变化时的时间长度。
[0054]在一个实施例中,电源控制电路进一步包括开关晶体管。开关晶体管例如可以使用MOSFET来实施,而使得开关晶体管的第一输出节点是MOSFET的漏极,开关晶体管的第二输出节点是MOSFET的源极,并且开关晶体管的控制节点是MOSFET的栅极。
[0055]在一个实施例中,转换速率检测电路、定时电路、电流检测电路和开关晶体管被部署在同一集成电路上。转换速率检测电路可以包括比较器以及耦合在第一端子和比较器的第一输入节点之间的电容。
[0056]在一个实施例中,定时电路包括定时电容器、耦合至定时电容器的第一电流源和第二电流源,以及具有耦合至定时电容器的第一输入的比较器。第一电流源被配置为以第一方向对定时电容器进行充电并且包括親合至转换速率检测电路的输出的第一启动端子。第二电流源被配置为以与第一方向相反的第二方向对定时电容器进行充电,并且包括耦合至电流检测电路的输出的第二启动端子。
[0057]在一个实施例中,电源控制电路进一步包括耦合在第二启动端子和电流检测电路的输出之间的延迟电路。在一些实施例中,比较器包括耦合至电压基准的第二输入,该电源基准与耦合至开关模式电源的初级绕组的电源的电压成比例。
[0058]根据另外的实施例,一种开关模式电源电路包括被配置为耦合至开关晶体管的第一输出节点的转换速率检测电路以及被配置为耦合至变压器的初级绕组的控制器。控制器被配置为在第一周期的第一时间段内接通开关晶体管,在第一周期的第二时间段内关断开关晶体管,基于转换速率检测电路的输出确定开关接通时间,以及在开关接通时间接通开关晶体管。在一些实施例中,开关模式电源电路进一步包括开关晶体管和/或变压器。在一个实施例中,权利要求19的开关模式电源进一步包括耦合在变压器的初级绕组和开关晶体管之间的共源共栅晶体管。
[0059]在一个实施例中,转换速率检测电路包括第一比较器以及耦合在开关晶体管的第一输出节点和第一比较器的第一输入节点之间的电容。控制器可以包括定时电容器;親合至定时电容器的第一电流源;耦合至定时电容器的第二电流源;具有耦合至定时电容器的第一输入和耦合至第一阈值电压节点的第二输入的第二比较器;和具有耦合至第一电流源和第二电流源中的至少一个的输出节点的第一延迟电路。第一延迟电路可以被配置为第一延迟时段的延迟。
[0060]控制器可以进一步被配置为在第一周期的
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