可编程停滞时间的同步整流控制方法以及同步整流控制器的制造方法_2

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e)37的PMOS晶体管为例子。体二极管37连接于整流开关24的体极(body)与漏极(drain)之间。同步整流控制器42的引脚VCC连接到通过整流开关24整流过的输出电源0UT,也是整流开关24的源极(source)。同步整流控制器42的引脚SYN,通过检测电阻39,连接到整流开关24的漏极(drain)。整流开关24的源极短路到体极。同步整流控制器42的引脚GND连接到输出地28。
[0094]同步整流控制器42的引脚ΕΝ/DT为一多功能引脚,可以提供致能以及停滞时间设定的两种功能。电阻90与92串连于输出电压Vqut与输出地28之间,而引脚ΕΝ/DT为电阻90与92之间的连接点。适当的选择电阻90与92的电阻值,可以大约设定同步整流控制器42致能的条件以及停滞时间。
[0095]图4举例图3中的同步整流控制器42中的部分电路以及电阻90与92。
[0096]比较器108比较引脚ΕΝ/DT上的引脚电压Vendt与一参考电压Vkef,据以提供致能信号SEN_BIAS。当引脚电压Venot超过参考信号Vkef时,致能信号SEN_BIAS致能,同步整流控制器42才开始使内部的电路工作,提供适当的时序。譬如说,在致能信号SEN_BIAS致能后,同步整流控制器42先进行内部停滞时间Tdead的设定,然后才开始开关同步整流开关24。
[0097]电流源102提供了检测电流ISET。当信号Sbias致能,开关104导通时,检测电流Iset可以流出引脚EN/DT,成为电流Ib,拉高引脚电压V_T。
[0098]采样电路106在信号Sbias禁能,开关105关闭时,采样电压Vsa可以是引脚电压
Vendt的一个米样结果。
[0099]运算放大器110以及周边的电阻可以构成一个误差放大器。采样电压Vsa与引脚电压VENDT_的差,将被比例的放大,产生模拟的误差信号VENDT_SEN。
[0100]模拟数字转换器112可以将误差信号VENDT_SEN转换成数个数字信号DB0、DB1与DB2。数个锁存电路可以锁存数字信号DB0、DB1与DB2,产生数字的停滞时间控制信号DTB0、DTBl与DTB2。在一实施例中,当停滞时间控制信号产生后,检测电流Iset即可停止。在一实施例中,当内部停滞时间Tdead的设定完成后,停滞时间控制信号DTB0、DTB1与DTB2是维持不变。
[0101]可变电阻114的电阻值由停滞时间控制信号DTB0、DTB1与DTB2所决定,如同图4所示。
[0102]图5为一信号波形图,相关于图4中的一些信号。
[0103]在开始时间tSTAKT,随着输出电压Votit的上升,引脚电压Venot超过参考电压Vkef,所以致能信号SEN_BIAS变成致能。同步整流控制器42被致能,所以依序产生了采样时段Tsamm以及设定时段TSET。
[0104]在采样时段TSA_中,信号Ssami^e致能,信号Sbias禁能,检测电流Iset无法流出弓I脚ΕΝ/DT。此时,引脚电压Vendt大约与输出电压Vqut成比例,而采样电压VSPL大约等于引脚电压VENDT。也因此,误差信号VENDT_SEN大约为O。举例来说,此时引脚电压VENDT=VQUT*R92/(R9O+R92),其中R9O与R92分别为电阻90与92的电阻值。
[0105]在设定时段Tset中,信号SSA_禁能,信号Sbias致能。此时,检测电流Iset流出引脚 EN/DT,所以引脚电压 Vendt 大约会等于 Vqut*R92/ (R90+R92) +Iset* (R921 | R90),其中,R921 | R90 表示电阻90与92并联的电阻值。因为信号Ssamm禁能,所以采样电压Vsa大致不变,等于Vout*R92/ (R9o+R92)。误差信号Vendt sen将大约等于Iset* (R921 IR90) *K,其中K为运算放大器110以及周边的电阻所构成的误差放大器的电压增益(voltage gain)。此时数字信号DB0、DB1与DB2会反映出误差信号VENDT_SEN的模拟数字转换结果,但是因为锁存电路的阻隔,停滞时间控制信号DTBO、DTBl与DTB2维持在跟采样时段Tsamm中一样的状态。
[0106]在设定时段Tset之后,信号Ssamm致能,信号Sbias禁能。因此,检测电流Iset停止流出引脚ΕΝ/DT。引脚电压Vendt大约与输出电压Vtot成比例,而采样电压Vsa大约等于引脚电压VENDT。信号Ssamm的上升沿使得锁存电路锁存了数字信号DB0、DB1与DB2,产生停滞时间控制信号DTB0、DTB1与DTB2。在一实施例中,当停滞时间控制信号产生后,检测电流Iset即可停止。如同图5所示。停滞时间控制信号DTBO、DTBl与DTB2决定了可变电阻114的电阻值。在设定时段Tset之后,如果输出电压Vtot低于参考信号VKEF,比较器108便可以据以禁能同步整流控制器42。
[0107]在设定时段Tset之后,同步整流控制器42依据可变电阻114,控制同步整流开关24。可变电阻114决定了同步整流开关24的开启时间(On time),也同时决定了同步整流开关24的停滞时间TDEAD。因此,停滞时间Tdead大致是关联于ISET* (R921 |R9Q)*K。系统厂商可以选择适当的电阻90与92,来设定停滞时间TDEAD。
[0108]依据以上的分析可知,引脚EN/DT是一多功能引脚。只要选择适当的电阻90与92,便可以决定输出电压Vott何时可以致能同步整流控制器42,以及停滞时间Tdead的期望值。
[0109]图6显示依据本发明所实施的一控制方法,其说明请同时参阅图4与图5。
[0110]步骤140确认引脚电压Vendt超过参考信号Vkef,所以致能同步整流控制器42。
[0111]在步骤142中,引脚电压Vendt被采样,所以产生了采样电压Vsi^
[0112]步骤144提供了检测电流Iset,使其流出引脚ΕΝ/DT。因此,引脚电压Vendt会被拉高,变得跟采样电压Vi不同。
[0113]步骤146依据引脚电压V.与采样电压VSPl的差异,产生误差信号V.SEN。误差信号Vendt SEN的数字转换结果,在步骤148中被锁存,而产生停滞时间控制信号DTBO、DTBl与 DTB2。
[0114]步骤150使检测电流Iset不再流出引脚EN/DT。
[0115]步骤152依据停滞时间控制信号DTB0、DTB1与DTB2,决定可变电阻114的电阻值,所以决定了同步整流开关24的开启时间(On time),也同时决定了同步整流开关24的停滞时间Tdead。
[0116]图7显示同步整流控制器42中,关于整流开关24的开启时间控制电路,作为一个例子,说明可变电阻114如何影响停滞时间TDEAD。
[0117]时序提供装置44依据引脚VCC上的输出电压Vqut与引脚SYN上的电压Vsyn,提供顺偏压信号Snb、起始信号SIN1、以及更新信号SUPD。放电时间记录器46提供当下时间信号VKi,其大约表示体二极管37处于顺偏压时的时间,其大约是次级侧电流Isk大于零的时间,也可以大约是变压器18对输出电容17的放电时间TDIS。记录电容50b提供预估时间信号VQUESS。更新装置47在放电时间Tdis后的一预设时间(稍后将解释),依据当下时间信号Veeal来更新预估时间信号Vquess,使其逼近当下时间信号VKg。比较器62与逻辑电路60可以视为一开关控制器,依据预估时间信号Vquess以及电压Veaised,在引脚DRV产生栅极信号SDKV,控制整流开关24。
[0118]预估时间信号Vquess代表的是体二极管37在此开关周期中,放电时间Tdis的一猜测值。稍后将解释,在此实施例中,预估时间信号Vquess会用来决定整流开关24关闭的时间点,且预估时间信号Vquess会随着开关周期的增加,快速地往真实的放电时间Tdis逼近。
[0119]图8为图7中的一些信号时序图,用以解释图7中的一些可能的操作。请同时参阅图3的开关式电源供应器40。
[0120]图8的最上面的波形代表输出电SVotit对次级侧电压Vsk的电压差。在时间点h,因为图3中的功率开关20转为关闭,次级侧电压Vsk开始高过输出电压VOTT,时序提供装置44提供一脉冲作为起始信号SINI。当次级侧电压Vsk大于输出电压Vtot时,体二极管37处于顺偏压,顺偏压信号Snb为逻辑上的I ;相反的,当体二极管37处于逆偏压时,顺偏压信号Snb为逻辑上的O。顺偏压信号Snb为I的时段,可以称之为放电时间Tdis,如同图8所不。在图8中,于时间点t4,体二极管37变为逆偏压
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