有源缓冲器的最小占空比控制的制作方法_2

文档序号:9710974阅读:来源:国知局
送可以停止。一旦感测到的信号超过阈值,逐周期限制可以在任何时间终止驱动信号。因此,对于初级侧开关的驱动信号的占空比也可以进一步在软启动期间限定于非常小的值。
[0022]本发明人已经认识到,如果缓冲器分支的有源开关可以在指定的时间间隔(例如,最小间隔)维持在导通状态,在有源电容器上的软启动感应能量或逐周期限制引起的能量可被排出到变压器T1的次级绕组或功率转换器的输出,并且防止过应力缓冲电路和同步整流器。
[0023]图5—般地示出示例功率转换器控制器510的框图。在一些示例中,控制器可以包括控制信号发生器511、逐周期限制器512、软启动控制电路513、有源缓冲器逻辑514和最小缓冲器占空比电路515。控制信号发生器511可提供用于主开关和同步整流器的控制信息(Dact),以将输入功率转换成具有所需电压的输出功率。当输出电压从一个电平变化到另一个电平时,例如但不限于当功率转换器被使能以及输出电压接近零时,软启动控制电路513可以限制主开关的占空比。在某些示例中,该软启动限制可以限制转换器的浪涌电流。逐周期限制器512电路可以限制占空比,例如限制负载电流,或限制输出电压。在某些示例中,控制器可以包括信号检测器电路516,以监视和测量转换器中的一个或多个特性。有源缓冲器逻辑514可以向有源缓冲器开关提供缓冲器控制信息(DQa)。如上所述,当初级侧开关的占空比减小时,根据上面讨论的控制方案的有源缓冲器开关和电路的导通时间也减少了。缩短的导通时间可以导致有源电容器和同步整流器两端潜在的破坏性电压。在某些示例中,最小缓冲器占空比电路516可以从有源缓冲器逻辑514接收缓冲控制信息(DQa),并且可以确保缓冲器控制信息包括对于每个传导期的(DQa)最小占空比或导通时间。
[0024]图6—般地示出最小缓冲器占空比电路616。电路616可接收对于任一初级开关或在一些示例中的整流器开关的开关控制信息(DQa)。电路616可包括比较器621,以比较所接收的开关控制信息(DQa )的占空比和阈值占空比或基准占空比(Dref )。在某些示例中,比较器621的输出可触发开关622,使得最小缓冲器占空比电路(DQa—act)616的输出信号包括具有最小占空比或缓冲开关的接通时间的所接收的控制信息(DQa)或缓冲器控制信息。
[0025]图7—般地示出最小缓冲器占空比电路716的示例。电路716可以接收对任一主开关或在一些示例中的整流器开关的开关控制信息(DQa),所述整流器开关可以提供包括缓冲控制信息的输出信号(DQa_act)。在某些示例中,该电路可以从软启动电路或逐周期电路接收限制信息(Fss),例如,以指示各个电路合适限制主开关的导通时间。在某些示例中,最小缓冲器占空比电路716可包括响应于该限制信息(Fss)的开关722,并且可以当限制信息处于第一状态或范围时旁路开关控制信息(DQA)或其作为输出信号(DQa—act)的表示,并且可以当限制信息是在第二范围或第二状态时向输出(DQa—ac;t)传递包括最小占空比或导通时间的开关控制信息。
[0026]图8—般地示出最小缓冲器占空比电路816的示例。电路816可以接收对于任一主开关或在一些示例中的整流器开关的开关第一控制信息(DQa),或其表示。电路816可以提供包括最小占空比或导通时间的最小缓冲器开关控制信息。在某些示例中,电路816可包括开关822,以向缓冲器开关提供任一所接收到的控制信息(DQa)或最小缓冲器开关控制信息(Dmin)作为输出信号(DQa—act)。在一些不例中,开关822可以被预编程。在一些不例中,功率转换器的用户可以选择开关822的状态。
[0027]图9一般地示出时序图,其中,例如当功率转换器控制器的子电路否则限制缓冲电路的导通时间时,最小缓冲占空比电路修改常规缓冲器控制信息以提供最小缓冲器导通时间。该曲线示出示例NM0S主开关(Ql,Q2)和匪0S整流器开关(Q5,Q6,Q7,Q8)的控制信号。曲线图显示缓冲器开关的常规控制信号(DQa)和示例最小缓冲器占空比电路的缓冲控制信号(DQa—act)处理。相比图4,跨过整流器开关和缓冲电路的电压(Vds)不允许使用由例如最小缓冲占空比电路提供的缓冲器控制信息变得过大。
[0028]各种注意事项与示例
[0029]在示例1中,用于同步整流功率转换器的装置可以最小占空比控制电路,经配置用于接收与同步整流功率转换器相关联的一个或多个开关的第一控制信号,比较第一控制信号的占空比和最小占空比阈值,并且对于所述同步整流功率转换器的有源缓冲器开关提供具有至少最小占空比的第二控制信号。
[0030]在示例2中,示例1的装置可选地包括配置成提供所述第一控制信号的控制信号发生器。
[0031]在示例3中,示例1-2的任何一个或多个的控制信号发生器可选地被配置以提供第一控制信号,用于耦合至所述同步整流功率转换器的一个或多个初级侧晶体管。
[0032]在示例4中,示例1-3的任何一个或多个的控制信号发生器可选地被配置成提供所述第一控制信号,用于耦合至所述同步整流功率转换器的一个或多个次级侧整流晶体管。
[0033]在示例5中,示例1-4的任何一个或多个的装置可选地包括被配置以在所述同步整流功率转换器的输出电压从第一电平到第二电平的转换期间限制所述第一控制信号的占空比的软启动电路,第二电平具有比第一电平更高的电压。
[0034]在示例6中,示例1-5的任何一个或多个的装置可选地包括逐周期限制器,经配置成当所述同步整流功率转换器的特性超过阈值时限制所述第一控制信号的占空比。
[0035]在示例7中,示例1-6的任何一个或多个的特性可选地包括所述同步整流功率转换器的电流测量。
[0036]在示例8中,示例1-6的任何一个或多个的特性可选地包括所述同步整流功率转换器的电压测量。
[0037]在示例9中,一种控制同步整流功率转换器的有源缓冲器的方法,该方法包括:在最低占空比控制电路接收第一控制信号,用于与所述同步整流功率转换器相关联的的一个或多个开关;和比较所述第一控制信号的占空比和最小占空比的阈值;和如果第一控制信号的占空比小于最小占空比,对于同步整流功率转换器的有源缓冲器开关提供具有至少最小占空比的第二控制信号。
[0038]在示例10中,示例1-9的任何一个或多个的方法可选地包括:使用所述同步整流功率转换器的控制信号发生器提供所述第一控制信号。
[0039]在示例11中,示例1-10的任何一个或多个的提供所述第一控制信号可选地包括:提供第一控制信号到所述同步整流功率转换器的初级侧晶体管。
[0040]在示例12中,示例1-11的任何一个或多个的提供所述第一控制信号可选地包括:提供第一控制信号到所述同步整流器的功率转换器的初级侧晶体管。
[0041 ]在示例13中,示例1-11的任何一个或多个的方法可选地包括:使用所述同步整流功率转换器的软启动电路,在所述同步整流功率转换器的输出电压从第一电平到第二电平的转换期间限制所述第一控制信号的占空比,第二电平具有比第一电平更高的电压。
[0042]在示例14中,示例1-13的任何一个或多个的方法可选地包括:当所述同步整流功率转换器的特性超过阈值时,使用逐周期限制器限制所述第一控制信号的占空比。
[0043]在示例15中,示例1-14的任何一个或多个的特性可选地包括:所述同步整流功率转换器的电流测量。
[0044]在示例16中,示例1-15的任何一个或多个的特性可选地包括:所述同步整流功率转换器的电压测量。
[0045]在示例17中,同步整流功率转换器可以包括:具有初级绕组和次级绕组的变压器;主开关,耦合初级绕组并经配置以耦合到输入功率源;整流器开关,耦合到所述次级绕组并被配置为耦合到负载;跨接在所述整流器开关的有源缓冲器电路;和控制器,配置成向所述主开关提供第一控制信息,向所述整流器开关提供第二控制信息,和向所述有源缓冲器电路提供第三控制信息。在示例中,所述控制器包括:最小占空比控制电路,被配置为接收所述第一控制信息或第二控制信息中的至少一个控制信息,比较至少一个控制信息的占空比和最小占空比阈值,并提供具有至少一个最小占空比的第三控制信息
[0046]在示例18中,示例1-17的任何一个或多个的有源缓冲器可选地包括:被配置为接收所述第三控制信息的有源缓冲器晶体管。
[0047]在示例19中,示例1-18的任何一个或多个的有源缓冲器可选地包括:串联耦合所述有源缓冲器晶体管的缓冲电
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