CN102843124A - 通过调节基极电流来驱动双极结型晶体管的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了通过调节基极电流来驱动双极结型晶体管的系统和方法。提供了用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的系统的方法。该系统包括电流生成器,被配置为向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流。电流生成器还被配置来:输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第一时间段、第二时间段和第三时间段期间导通,第二时间段将第一时间段与第三时间段分离开;在第一时间段和第二时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作;并且在第三时间段期间驱动双极结型晶体管在准饱和区域中工作。

Description

通过调节基极电流来驱动双极结型晶体管的系统和方法
技术领域
本发明涉及集成电路。更具体地,本发明提供了用于驱动双极结型晶体管(bipolar junction transistor)的系统和方法。仅仅作为示例,本发明已被应用来利用随着时间改变的基极电流驱动双极结型晶体管。但是将认识到,本发明具有宽得多的应用范围。
背景技术
双极结型晶体管(BJT)已被广泛用作电源电子系统中的电源开关。图1(A)示出了传统N-P-N双极结型晶体管(BJT)的简化剖面图。N-P-N BJT 102包括P型掺杂层106、n型轻掺杂层108和n型重掺杂层110。层110被连接到端子118(例如,表示集电极的端子“C”),并且层108用作集电极漂移区域。如图1(A)所示,在层106中有三个重掺杂区域,包括p型重掺杂区域112和两个n型重掺杂区域114。区域112连接到端子116(例如,表示基极的端子“B”),并且区域114连接到端子120(例如,表示发射极的端子“E”)。通常,通过向区域112注入电流来使N-P-N BJT 102导通,该电流使得电子从区域114流向层110。图1(B)示出了传统N-P-N双极结型晶体管102的简化示意符号。该示意符号104包括分别表示基极、集电极和发射极的端子116、118和120。端子120的箭头122指示了当N-P-N BJT 102导通时电流的流向。
图2是示出作为N-P-N BJT 102的集电极到发射极电压的函数的集电极电流的简化传统示图。如图所示,N-P-N BJT至少可以在线性区域、准饱和区域(quasi-saturation region)和硬饱和区域(hard saturation region)中工作。在线性区域中,对于特定的基极电流(例如,Ib),集电极电流(例如,Ic)相对于集电极到发射极电压(例如,Vce)保持恒定。另外,如果集电极到发射极电压(例如,Vce)充分地被减小,则BJT 102进入准饱和区域,并且如果集电极到发射极电压(例如,Vce)被进一步充分减小,则BJT 102进入硬饱和区域。
通常要求电源电子系统中的电源开关提供高的开关速度、低的导通状态输出阻抗和高的截止状态输出阻抗。因此,作为电源开关,当BJT 102导通时BJT 102通常工作在硬饱和区域,以使输出阻抗保持较低。然而,在硬饱和区域中,BJT 102的最大开关频率通常受到限制。例如,当BJT102进入硬饱和区域时,许多少数载流子被累积在基极中;因此,在BJT102可被截止之前通常需要移除这些少数载流子。移除累积的少数载流子所需的时间被称为存储时间,其表示即使在基极电流下降到接近零时BJT102仍导通的时间。因此,少数载流子的存储时间可能限制BJT 102的最大开关频率。
为了提高BJT 102的最大开关频率,需要减少存储在基极中的少数载流子的量。例如,负基极电流被用来从BJT 102的基极扫除少数载流子。但是,当BJT 102工作在硬饱和区域时,通常难以利用负基极电流来快速地使BJT 102截止,这是因为在使BJT 102截止之前,载流子将被存储到BJT 102的基极区域中。
在另一示例中,为了减少存储在基极中的少数载流子的量,防止BJT102进入硬饱和区域,以使得可以使BJT 102快速地截止。但是,该方法可能大幅增加了BJT 102的导通状态功耗。为了生成相同集电极电流,对于同一基极电流,集电极到发射极电压(例如,Vce)在准饱和区域中比在硬饱和区域中要高。
图3(A)示出了传统反激式电源变换系统的简化示图。反激式电源变换系统300至少包括BJT 304、控制器306和电阻器308。BJT 304(例如,BJT 102)被用作电源开关,并且控制器306被用来驱动BJT 304。BJT 304包括发射极、集电极和基极,并且控制器306包括端子310和312。BJT 304的发射极连接到电阻器308,并且BJT 304的基极通过端子310(例如,端子“DRV”)连接到控制器306。如图3(A)所示,控制器306通过端子310来提供基极电流305以使BJT 304导通或截止。如果BJT 304导通,则BJT 304的发射极电流流经电阻器308,该电阻器308生成电压信号309。电压信号309由控制器306通过端子312(例如,端子“CS”)接收。
图3(B)是反激式电源变换系统300的简化传统时序图。波形314表示作为时间的函数的BJT 304的导通和截止条件,波形316表示作为时间的函数的基极电流305,并且波形318表示作为时间的函数的电压信号309。如图3(B)所示,当BJT 304导通时(例如,在t0期间),基极电流305保持恒定,并且电压信号309随着时间增大。
驱动BJT 304的该传统技术可以使BJT 304导通,并且快速地将BJT304驱动为硬饱和,以减少导通过程期间的功耗。但是,恒定的基极电流305(例如,如t0期间的波形316所示的)通常使得更加难以在截止过程期间扫除存储在BJT 304基极中的少数载流子。因此,BJT 304的截止过程常常较长,并且BJT 304的功耗可能较高。
因此,非常希望改进驱动双极结型晶体管的技术。
发明内容
本发明涉及集成电路。更具体地,本发明提供了用于驱动双极结型晶体管的系统和方法。仅仅作为示例,本发明已被应用来利用随着时间改变的基极电流驱动双极结型晶体管。但是将认识到,本发明具有宽得多的应用范围。
根据一个实施例,一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的系统包括:电流生成器,被配置为向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流。电流生成器还被配置来:输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第一时间段、第二时间段和第三时间段期间导通,第二时间段将第一时间段与第三时间段分离开。此外,电流生成器还被配置来在第一时间段和第二时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作。而且,电流生成器还被配置来在第三时间段期间驱动双极结型晶体管在准饱和区域中工作。第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束。第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束。另外,第三时间段在第五时间处开始并在第六时间处结束。驱动电流信号在第一时间处等于第一电流,在第二时间处等于第二电流,在第三时间处等于第三电流,在第四时间处等于第四电流,在第五时间处等于第五电流,并且在第六时间处等于第六电流。第二电流的大小大于第三电流,并且第四电流的大小大于第五电流。
根据另一实施例,一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的方法包括:生成驱动电流信号;以及向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流。用于向双极结型晶体管输出驱动电流信号的处理包括:输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第一时间段、第二时间段和第三时间段期间导通,第二时间段将第一时间段与第三时间段分离开。用于向双极结型晶体管输出驱动电流信号的处理还包括:在第一时间段和第二时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作。此外,用于向双极结型晶体管输出驱动电流信号的处理包括:在第三时间段期间驱动双极结型晶体管在准饱和区域中工作。第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束。第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束。另外,第三时间段在第五时间处开始并在第六时间处结束。驱动电流信号在第一时间处等于第一电流,在第二时间处等于第二电流,在第三时间处等于第三电流,在第四时间处等于第四电流,在第五时间处等于第五电流,并且驱动电流信号在第六时间处等于第六电流。第二电流的大小大于第三电流。第四电流的大小大于第五电流。
根据又一实施例,一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的系统包括:电流生成器,被配置为向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流。电流生成器还被配置来在第一时间段和第二时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作。第一时间段之后是第二时间段。第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束,并且第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束。驱动电流信号在第一时间处等于第一电流,在第二时间处等于第二电流,在第三时间处等于第三电流,并且在第四时间处等于第四电流。电流生成器还被配置来:接收与初级电流相关联的反馈信号;以及至少在第二时间段期间至少基于与反馈信号相关联的信息来生成驱动电流信号。第二电流的大小大于第三电流,并且第二时间与第三时间相同。
根据又一实施例,一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的方法包括:生成驱动电流信号;以及向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流。用于向双极结型晶体管输出驱动电流信号的处理包括在第一时间段和第二时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作。用于在第一时间段和第二时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作的处理包括:接收与初级电流相关联的反馈信号;以及至少在第二时间段期间至少基于与反馈信号相关联的信息来生成驱动电流信号。第一时间段之后是第二时间段。第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束。第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束。驱动电流信号在第一时间处等于第一电流,在第二时间处等于第二电流,在第三时间处等于第三电流,在第四时间处等于第四电流。第二电流的大小大于第三电流,并且第二时间与第三时间相同。
根据又一实施例,一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的系统包括:电流生成器,被配置为向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流。电流生成器还被配置来输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通,第一时间段之后是第二时间段。此外,电流生成器还被配置来在第一时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作。并且,电流生成器还被配置来在第二时间段期间驱动双极结型晶体管在准饱和区域中工作。第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束。第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束。驱动电流信号在第一时间处等于第一电流,在第二时间处等于第二电流,在第三时间处等于第三电流,并且在第四时间处等于第四电流。电流生成器还被配置来:接收与初级电流相关联的反馈信号;以及至少在第一时间段期间至少基于与反馈信号相关联的信息来生成驱动电流信号。第二电流的大小大于第三电流,并且第二时间和第三时间相同。
根据又一实施例,一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的方法包括:生成驱动电流信号;以及向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流。用于向双极结型晶体管输出驱动电流信号的处理包括输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通。用于输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通的处理包括:在第一时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作;以及在第二时间段期间驱动双极结型晶体管在准饱和区域中工作。第一时间段之后是第二时间段。第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束。第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束。驱动电流信号在第一时间处等于第一电流,在第二时间处等于第二电流,在第三时间处等于第三电流,并且在第四时间处等于第四电流。第二电流的大小大于第三电流,并且第二时间和第三时间相同。
根据又一实施例,一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的系统包括:电流生成器,被配置为向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流。电流生成器还被配置来:输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通,并且使双极结型晶体管在第三时间段和第四时间段期间截止。此外,电流生成器还被配置来在第一时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作。而且,电流生成器还被配置来在第二时间段期间驱动双极结型晶体管在准饱和区域中工作。第一时间段之后是第二时间段。第二时间段之后是第四时间段。第一时间段之前是第三时间段。第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束。第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束。第三时间段在第五时间处结束,并且第四时间段在第六时间处开始。驱动电流信号在第一时间处等于第一电流,在第二时间处等于第二电流,在第三时间处等于第三电流,在第四时间处等于第四电流,在第五时间处等于第五电流,并且在第六时间处等于第六电流。第二电流的大小大于第三电流。第五电流的大小小于第一电流,并且第六电流不同于第四电流。
根据又一实施例,一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的方法包括:生成驱动电流信号;以及向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流。用于向双极结型晶体管输出驱动电流信号的处理包括:输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通;并且输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第三时间段和第四时间段期间截止。用于输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通的处理包括:在第一时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作;以及在第二时间段期间驱动双极结型晶体管在准饱和区域中工作。第一时间段之后是第二时间段。第二时间段之后是第四时间段。第一时间段之前是第三时间段。第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束。第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束。第三时间段在第五时间处结束,并且第四时间段在第六时间处开始。驱动电流信号在第一时间处等于第一电流,在第二时间处等于第二电流,在第三时间处等于第三电流,在第四时间处等于第四电流,在第五时间处等于第五电流,并且在第六时间处等于第六电流。第二电流的大小大于第三电流。第五电流的大小小于第一电流,并且第六电流不同于第四电流。
取决于实施例,可以获得一个或多个优点。可以参考下面的详细描述和附图全面地理解本发明的这些优点以及各种另外的目的、特征和益处。
附图说明
图1(A)示出了传统N-P-N双极结型晶体管(BJT)的简化剖面图。
图1(B)示出了传统N-P-N双极结型晶体管的简化示意符号。
图2是示出作为N-P-N BJT的集电极到发射极电压的函数的集电极电流的简化传统示图。
图3(A)示出了传统反激式电源变换系统的简化示图。
图3(B)是反激式电源变换系统的简化传统时序图。
图4(A)是示出根据本发明一个实施例的电源变换系统的简化示图。
图4(B)是根据本发明实施例的电源变换系统的简化时序图。
图5是示出作为根据本发明实施例的电源变换系统一部分的控制器的某些组件的简化示图。
图6(A)是示出作为根据本发明实施例的电源变换系统一部分的电流源的某些组件的简化示图。
图6(B)是示出作为根据本发明另一实施例的电源变换系统一部分的电流源的某些组件的简化示图。
图7是示出作为根据本发明实施例的电源变换系统一部分的、用于调节基极电流的控制器的某些组件的简化示图。
图8(A)是示出作为根据本发明实施例的电源变换系统一部分的控制器的某些组件的简化示图。
图8(B)是示出作为根据本发明实施例的电源变换系统一部分的控制器的某些组件的简化示图。
图9是根据本发明另一实施例的电源变换系统的简化时序图。
具体实施方式
本发明涉及集成电路。更具体地,本发明提供了用于驱动双极结型晶体管的系统和方法。仅仅作为示例,本发明已被应用来利用随着时间改变的基极电流驱动双极结型晶体管。但是将认识到,本发明具有宽得多的应用范围。
图4(A)是示出根据本发明一个实施例的电源变换系统的简化示图。电源变换系统400至少包括BJT 404、控制器406和电阻器408。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,电源变换系统400是反激式电源变换器。在另一示例中,BJT 404和电阻器408分别与BJT 304和电阻器308相同。
根据一个实施例,BJT 404被用作电源开关,并且控制器406被用来驱动BJT 404。例如,BJT 404包括发射极、集电极和基极,并且控制器406包括端子410和412。在另一示例中,BJT 404的发射极连接到电阻器408,并且BJT 404的基极通过端子410(例如,端子“DRV”)连接到控制器406。根据另一实施例,控制器406通过端子410来提供基极电流405以使BJT 404导通或截止。例如,如果BJT 404导通,则BJT 404的发射极电流流经电阻器408,该电阻器408生成电压信号409。在另一示例中,电压信号409由控制器406通过端子412(例如,端子“CS”)接收。
图4(B)是根据本发明实施例的电源变换系统400的简化时序图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。波形414表示作为时间的函数的BJT404的导通和截止条件,波形416表示作为时间的函数的基极电流405,并且波形418表示作为时间的函数的电压信号409。
在一个实施例中,在时间段t1,t2和t3期间,BJT 404导通(例如,如波形414所示的),并且基极电流405(例如,如波形416所示的)随着时间改变。例如,在时间段t1期间,基极电流405将BJT 404驱动到硬饱和区域。在另一示例中,在时间段t2期间,基极电流随着时间增大并且BJT 404保持在硬饱和区域。在又一示例中,在时间段t3期间,BJT 404离开硬饱和区域并且进入准饱和区域。
在另一实施例中,为了使BJT 404保持硬饱和,基极电流405和集电极电流407具有如下关系:
βminIB>IC        (式1)
其中,IB表示基极电流405,并且IC表示集电极电流407。另外,βmin表示BJT 404在线性区域中的最小电流增益。
如图4(B)所示,I1A、I1B、I2A、I2B、I3A、I3B、I4A和I4B各自表示根据一些实施例的不同时间处的基极电流405。例如,如果基极电流405为正,则该基极电流流到BJT 404的基极中。在另一示例中,如果基极电流405为负,则该基极电流405流出BJT 404的基极。
根据一个实施例,在时间段t1的开始处,基极电流405从I1A跳升至I1B(例如,如波形416的上升沿所示),并且在时间段t1的结束处,基极电流405从I2A下降至I2B(例如,如波形416的下降沿所示)。例如,I1B等于I2A。在另一示例中,在时间段t1期间,基极电流405在I1B处保持恒定。根据另一实施例,在时间段t2期间,基极电流405随着时间从I2B变为I3A(例如,如波形416所示)。例如,在时间段t2期间,基极电流405随着时间从I2B变为I3A(例如,线性地或者非线性地增大)。根据又一实施例,在时间段t3的开始处,基极电流405从I3A下降至I3B(例如,如波形416的下降沿所示),并且在时间段t3的结束处,基极电流405从I4A变为I4B(例如,如波形416的下降沿所示)。例如,I4B是用于使BJT 404截止的负电流。作为另一示例,I3B等于I4A。在另一示例中,在时间段t3期间,基极电流405在I3B处保持恒定。
如图4(A)和4(B)所示,根据一些实施例,在时间段t1,t2和t3期间调节基极电流405可以提高开关速度和/或降低功耗。例如,在时间段t3的结束处,BJT 404可以快速地截止,因为累积在BJT 404基极中的少数载流子的至少很大部分已经在时间段t3期间被扫除。
如上面讨论并且这里进一步强调的,图4(A)仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,电源变换系统400由诸如升压结构(Boost structure)和/或降压结构(Buck structure)之类的另外的电源开关结构来取代。
图5是示出作为根据本发明实施例的电源变换系统400一部分的控制器406的某些组件的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。控制器406至少包括三个电流源504、506和508。
在一个实施例中,电流源504提供恒定电流505(例如,Iconst)。例如,该恒定电流至少在整个时间段t1和t2中保持恒定。在另一实施例中,电流源506提供脉冲电流507(例如,Ipulse)。例如,脉冲电流507在时间段t1,t2和t3期间仅包括一个脉冲,并且该脉冲具有分别对应于时间段t1的开始和结束的上升沿和下降沿。
在又一实施例中,电流源508提供电流509(例如,Isense)。电流509至少在整个时间段t2中随着时间改变(例如,线性地或非线性地随着时间改变)。在另一示例中,至少在时间段t2期间,电流源508接收表示流经BJT 404的电流的信号(例如,电压信号409),并且基于与该信号(例如,电压信号409)相关联的信息来确定电流509的大小。
根据一个实施例,脉冲电流506被用来使BJT 404导通,并且将BJT404驱动到硬饱和区域中。例如,脉冲电流506的大小接近BJT 404的驱动电流的上限。根据另一实施例,电流509是通过感测流经BJT 404的电流而生成的,并被用来例如通过满足式1来确保BJT 404至少在时间段t2期间保持处于硬饱和区域中。
图6(A)是示出作为根据本发明实施例的电源变换系统400一部分的电流源508的某些组件的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。电流源508包括形成电流镜电路的一对晶体管624和626、电阻器628、运算放大器630和晶体管632。
如图6(A)所示,根据一个实施例,电流源508(例如,作为电压到电流变换器)生成电流509,该电流509被用作基极电流405的至少一部分。例如,运算放大器630在输入端子636处接收电压信号409,并且作为响应生成放大信号640。在另一示例中,放大信号640由晶体管632接收,晶体管632也被耦合到运算放大器630的另一输入端子642。结果,晶体管632生成电流信号633,电流信号633流经晶体管624和电阻器628两者。根据另一实施例,电流信号633以预定比率被晶体管626镜像反映以生成电流509。
如上面讨论并在这里强调的,图5仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。例如,电流源508接收表示流经BJT 404的电流的电流信号来取代接收电压信号409,并且基于与该电流信号相关联的信息来确定电流509的大小,如图6(B)所示。
图6(B)是示出作为根据本发明另一实施例的电源变换系统400一部分的电流源508的某些组件的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。电流源508包括晶体管604和606、电阻器602和608、跨导放大器610、以及晶体管618和620。例如,晶体管604和606形成一个电流镜电路,并且晶体管618和620形成另一电流镜电路。在另一示例中,跨导放大器610包括运算放大器612和晶体管614。
如图6(B)所示,根据一个实施例,电流源508生成电流509,该电流509被用作基极电流405的至少一部分。例如,晶体管606和604接收BJT 404的发射极电流,并且作为响应在电阻器608的两个端子处生成信号607和609。在另一示例中,信号607和609由跨导放大器610接收并被转换为电流信号611。在又一示例中,电流信号611流经晶体管618,并且以预定比率被晶体管620镜像反映以生成电流509。
图7是示出作为根据本发明实施例的电源变换系统400一部分的、用于调节基极电流的控制器406的某些组件的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。控制器406包括晶体管706、708、710、712、714和716,以及电流源718。例如,晶体管712和716是p沟道场效应晶体管,并且晶体管714是n沟道场效应晶体管。在另一示例中,电流源718表示控制器406中生成电流719的某些其他组件,电流719也流经晶体管710。
在一个实施例中,晶体管706镜像反映电流719,并且通过晶体管716生成电流720。例如,晶体管716通过控制信号724(例如,Pre_Turn_Off信号)而导通或截止。在另一示例中,如果晶体管716截止,则电流720变为零。在另一示例中,晶体管708镜像反映电流719,并且通过晶体管712生成电流722。晶体管712通过控制信号726(例如,Turn_Off信号)而导通或截止。在另一示例中,如果晶体管712截止,则电流722变为零。在又一实施例中,晶体管714通过控制信号726而导通或截止。例如,如果晶体管714导通,则晶体管714生成电流728。
根据一个实施例,如果晶体管712和716导通但晶体管714截止,则基极电流405从端子410流向BJT 404的基极,并且等于电流720和722之和。根据另一实施例,如果晶体管712和716截止但晶体管714导通,则基极电流405从BJT 404的基极流向端子410并且等于电流728。例如,参考图4(B),根据某些实施例,在时间段t3的结束处,基极电流405改变其方向,这是因为I5大于零并且I6小于零。
根据一些实施例,如果BJT 404导通(例如,处于硬饱和区域),则控制信号724和726为逻辑低电平。例如,作为响应,晶体管712和716导通并且晶体管714截止,由此提供流到BJT 404基极中的基极电流405。
在一个实施例中,控制信号724在控制信号726也变为逻辑高电平之前变为逻辑高电平。例如,作为响应,晶体管716截止,但晶体管712保持导通并且晶体管714保持截止。在另一示例中,流到BJT 404基极中的基极电流405的大小被减小,从而使得BJT 404进入准饱和区域。在另一实施例中,在控制信号724变为逻辑高电平之后,控制信号726也变为逻辑高电平。例如,作为响应,晶体管712和716都截止,并且晶体管714导通。在另一示例中,基极电流405改变其方向并且流出BJT 404的基极,由此扫除累积在BJT 404基极中的少数载流子并且使得BJT 404快速地截止。
图8(A)是示出作为根据本发明实施例的电源变换系统400一部分的控制器406的某些组件的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。控制器406包括电流源838和840,运算放大器842,晶体管848、854、856、858、860、862、864、866和868,以及电阻器870。例如,晶体管848、854、856和866是n沟道场效应晶体管,并且晶体管858、860、862、864和868是p沟道场效应晶体管。在另一示例中,晶体管868接收控制信号872,晶体管864和866接收控制信号874,晶体管854接收控制信号876,并且晶体管856接收控制信号878。
在一个实施例中,运算放大器842,晶体管848、858、860和862以及电阻器870的组合基本上与如图6(A)所示的运算放大器630,晶体管624、626和632以及电阻器628的组合起相同作用,其中,晶体管632被晶体管860和862取代。在另一实施例中,晶体管858、860、862、864、866和868的组合基本上与如图7所示的晶体管706、708、710、712、714和716的组合起相同作用。例如,控制信号872与控制信号724相同,并且控制信号874与控制信号726相同。
如图8(A)所示,根据一个实施例,电流信号880、882和884流经晶体管858。例如,电流信号880由晶体管854控制,晶体管854通过控制信号876而导通或截止。在另一示例中,电流信号882由电流源838生成。在又一示例中,电流信号884由晶体管856控制,晶体管856通过控制信号878而导通或截止并被耦合到电流源840。根据另一实施例,电流信号882是恒定电流,并且电流信号884是脉冲电流。
根据另一实施例,电流信号880、882和884被晶体管858相加,并被晶体管860和862镜像反映,以生成经相加并经镜像反映的电流。例如,如果晶体管868和864导通并且晶体管866截止,则该经相加并经镜像反映的电流被用来使BJT 404导通并将其驱动到硬饱和区域。在另一示例中,后来,通过首先使晶体管868截止,然后使晶体管864截止并且使晶体管866导通,BJT 404首先进入准饱和区域并且然后快速截止。
图8(B)是示出作为根据本发明实施例的电源变换系统400一部分的控制器406的某些组件的简化示图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。控制器406包括电流源838和840,晶体管854、856和858,以及晶体管860、862、864、866和868。另外,控制器406包括晶体管810和812,电阻器816和818以及跨导放大器814。
例如,跨导放大器814包括运算放大器822和晶体管824。在另一示例中,晶体管810、812、824、854、856和866是n沟道场效应晶体管,并且晶体管858、860、862、864和868是p沟道场效应晶体管。在又一示例中,晶体管868接收控制信号872,晶体管864和866接收控制信号874,晶体管854接收控制信号876,并且晶体管856接收控制信号878。
根据一个实施例,晶体管810和812、电阻器816和818、跨导放大器814以及晶体管858、860和862的组合基本上与如图6(B)所示的晶体管604和606、电阻器602和608、跨导放大器610以及晶体管618和620的组合起相同作用,其中,晶体管620被晶体管860和862取代。例如,端子804与端子622相同。根据另一实施例,晶体管858、860、862、864、866和868的组合基本上与如图7所示的晶体管706、708、710、712、714和716的组合起相同作用。例如,控制信号872与控制信号724相同,并且控制信号874与控制信号726相同。
图9是根据本发明另一实施例的电源变换系统400的简化时序图。该示图仅仅是示例,其不应当不当地限制权利要求的范围。本领域技术人员将认识到许多变体、替换和修改。波形902表示作为时间的函数的控制信号876,波形904表示作为时间的函数的控制信号878,波形906表示作为时间的函数的控制信号872(例如,控制信号724),并且波形908表示作为时间的函数的控制信号874(例如,控制信号726)。另外,波形910表示作为时间的函数的电压信号409,并且波形912表示作为时间的函数的基极电流405。例如,波形910与波形418相同。在另一示例中,波形912与波形416相同。
在一个实施例中,波形902、904、906、908、910和912描述了图8(A)的某些操作。在另一实施例中,波形902、904、906、908、910和912描述了图8(B)的某些操作。
根据另一实施例,根据一个实施例,一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的系统包括:电流生成器,被配置为向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流。电流生成器还被配置来:输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第一时间段、第二时间段和第三时间段期间导通,第二时间段将第一时间段与第三时间段分离开。此外,电流生成器还被配置来在第一时间段和第二时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作。而且,电流生成器还被配置来在第三时间段期间驱动双极结型晶体管在准饱和区域中工作。第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束。第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束。另外,第三时间段在第五时间处开始并在第六时间处结束。驱动电流信号在第一时间处等于第一电流,在第二时间处等于第二电流,在第三时间处等于第三电流,在第四时间处等于第四电流,在第五时间处等于第五电流,并且在第六时间处等于第六电流。第二电流的大小大于第三电流,并且第四电流的大小大于第五电流。例如,该系统至少根据图4(A)、图4(B)、图5、图6(A)、图6(B)、图7、图8(A)、图8(B)和/或图9来实现。
根据另一实施例,一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的方法包括:生成驱动电流信号;以及向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流。用于向双极结型晶体管输出驱动电流信号的处理包括:输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第一时间段、第二时间段和第三时间段期间导通,第二时间段将第一时间段与第三时间段分离开。用于向双极结型晶体管输出驱动电流信号的处理还包括:在第一时间段和第二时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作。此外,用于向双极结型晶体管输出驱动电流信号的处理包括:在第三时间段期间驱动双极结型晶体管在准饱和区域中工作。第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束。第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束。另外,第三时间段在第五时间处开始并在第六时间处结束。驱动电流信号在第一时间处等于第一电流,在第二时间处等于第二电流,在第三时间处等于第三电流,在第四时间处等于第四电流,在第五时间处等于第五电流,并且驱动电流信号在第六时间处等于第六电流。第二电流的大小大于第三电流。第四电流的大小大于第五电流。例如,该方法至少根据图4(A)、图4(B)、图5、图6(A)、图6(B)、图7、图8(A)、图8(B)和/或图9来实现。
根据又一实施例,一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的系统包括:电流生成器,被配置为向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流。电流生成器还被配置来在第一时间段和第二时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作。第一时间段之后是第二时间段。第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束,并且第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束。驱动电流信号在第一时间处等于第一电流,在第二时间处等于第二电流,在第三时间处等于第三电流,并且在第四时间处等于第四电流。电流生成器还被配置来:接收与初级电流相关联的反馈信号;以及至少在第二时间段期间至少基于与反馈信号相关联的信息来生成驱动电流信号。第二电流的大小大于第三电流,并且第二时间与第三时间相同。该系统至少根据图4(A)、图4(B)、图5、图6(A)、图6(B)、图8(A)、图8(B)和/或图9来实现。
根据又一实施例,一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的方法包括:生成驱动电流信号;以及向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流。用于向双极结型晶体管输出驱动电流信号的处理包括在第一时间段和第二时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作。用于在第一时间段和第二时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作的处理包括:接收与初级电流相关联的反馈信号;以及至少在第二时间段期间至少基于与反馈信号相关联的信息来生成驱动电流信号。第一时间段之后是第二时间段。第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束。第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束。驱动电流信号在第一时间处等于第一电流,在第二时间处等于第二电流,在第三时间处等于第三电流,在第四时间处等于第四电流。第二电流的大小大于第三电流,并且第二时间与第三时间相同。该方法至少根据图4(A)、图4(B)、图5、图6(A)、图6(B)、图8(A)、图8(B)和/或图9来实现。
根据又一实施例,一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的系统包括:电流生成器,被配置为向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流。电流生成器还被配置来输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通,第一时间段之后是第二时间段。此外,电流生成器还被配置来在第一时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作。并且,电流生成器还被配置来在第二时间段期间驱动双极结型晶体管在准饱和区域中工作。第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束。第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束。驱动电流信号在第一时间处等于第一电流,在第二时间处等于第二电流,在第三时间处等于第三电流,并且在第四时间处等于第四电流。电流生成器还被配置来:接收与初级电流相关联的反馈信号;以及至少在第一时间段期间至少基于与反馈信号相关联的信息来生成驱动电流信号。第二电流的大小大于第三电流,并且第二时间和第三时间相同。该系统至少根据图4(A)、图4(B)、图5、图6(A)、图6(B)、图7、图8(A)、图8(B)和/或图9来实现。
根据又一实施例,一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的方法包括:生成驱动电流信号;以及向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流。用于向双极结型晶体管输出驱动电流信号的处理包括输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通。用于输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通的处理包括:在第一时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作;以及在第二时间段期间驱动双极结型晶体管在准饱和区域中工作。第一时间段之后是第二时间段。第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束。第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束。驱动电流信号在第一时间处等于第一电流,在第二时间处等于第二电流,在第三时间处等于第三电流,并且在第四时间处等于第四电流。第二电流的大小大于第三电流,并且第二时间和第三时间相同。该方法至少根据图4(A)、图4(B)、图5、图6(A)、图6(B)、图7、图8(A)、图8(B)和/或图9来实现。
根据又一实施例,一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的系统包括:电流生成器,被配置为向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流。电流生成器还被配置来:输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通,并且使双极结型晶体管在第三时间段和第四时间段期间截止。此外,电流生成器还被配置来在第一时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作。而且,电流生成器还被配置来在第二时间段期间驱动双极结型晶体管在准饱和区域中工作。第一时间段之后是第二时间段。第二时间段之后是第四时间段。第一时间段之前是第三时间段。第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束。第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束。第三时间段在第五时间处结束,并且第四时间段在第六时间处开始。驱动电流信号在第一时间处等于第一电流,在第二时间处等于第二电流,在第三时间处等于第三电流,在第四时间处等于第四电流,在第五时间处等于第五电流,并且在第六时间处等于第六电流。第二电流的大小大于第三电流。第五电流的大小小于第一电流,并且第六电流不同于第四电流。该系统至少根据图4(A)、图4(B)、图5、图6(A)、图6(B)、图7、图8(A)、图8(B)和/或图9来实现。
根据又一实施例,一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的方法包括:生成驱动电流信号;以及向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流。用于向双极结型晶体管输出驱动电流信号的处理包括:输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通;并且输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第三时间段和第四时间段期间截止。用于输出驱动电流信号以使双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通的处理包括:在第一时间段期间驱动双极结型晶体管在硬饱和区域中工作;以及在第二时间段期间驱动双极结型晶体管在准饱和区域中工作。第一时间段之后是第二时间段。第二时间段之后是第四时间段。第一时间段之前是第三时间段。第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束。第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束。第三时间段在第五时间处结束,并且第四时间段在第六时间处开始。驱动电流信号在第一时间处等于第一电流,在第二时间处等于第二电流,在第三时间处等于第三电流,在第四时间处等于第四电流,在第五时间处等于第五电流,并且在第六时间处等于第六电流。第二电流的大小大于第三电流。第五电流的大小小于第一电流,并且第六电流不同于第四电流。该方法至少根据图4(A)、图4(B)、图5、图6(A)、图6(B)、图7、图8(A)、图8(B)和/或图9来实现。
例如,本发明各个实施例的一些或所有组件各自分别地和/或与至少另一组件相组合地利用一个或多个软件组件、一个或多个硬件组件和/或软件和硬件组件的一种或多种组合来实现。在另一示例中,本发明各个实施例的一些或所有组件各自分别地和/或与至少另一组件相组合地在一个或多个电路中,例如在一个或多个模拟电路和/或一个或多个数字电路中来实现。在又一示例中,本发明的各个实施例和/或示例可被组合。
尽管已描述了本发明的具体实施例,然而本领域技术人员将明白,存在与所描述实施例等同的其它实施例。因此,将明白,本发明不受所示出的具体实施例的限制,而是仅由权利要求的范围来限定。

Claims (34)

1.一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的系统,该系统包括:
电流生成器,被配置为向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流;
其中,所述电流生成器还被配置来:
输出所述驱动电流信号以使所述双极结型晶体管在第一时间段、第二时间段和第三时间段期间导通,所述第二时间段将所述第一时间段与所述第三时间段分离开;
在所述第一时间段和所述第二时间段期间驱动所述双极结型晶体管在硬饱和区域中工作;以及
在所述第三时间段期间驱动所述双极结型晶体管在准饱和区域中工作;
其中:
所述第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束;
所述第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束;以及
所述第三时间段在第五时间处开始并在第六时间处结束;
其中:
所述驱动电流信号在所述第一时间处等于第一电流;
所述驱动电流信号在所述第二时间处等于第二电流;
所述驱动电流信号在所述第三时间处等于第三电流;
所述驱动电流信号在所述第四时间处等于第四电流;
所述驱动电流信号在所述第五时间处等于第五电流;以及
所述驱动电流信号在所述第六时间处等于第六电流;
其中:
所述第二电流的大小大于所述第三电流;以及
所述第四电流的大小大于所述第五电流。
2.如权利要求1所述的系统,其中:
所述第二时间与所述第三时间相同;以及
所述第四时间与所述第五时间相同。
3.如权利要求1所述的系统,其中,所述电流生成器还被配置来:
接收与所述初级电流相关联的反馈信号;以及
至少在所述第二时间段期间至少基于与所述反馈信号相关联的信息来生成所述驱动电流信号。
4.如权利要求3所述的系统,其中,所述反馈信号是与所述初级电流相关联的电压信号。
5.如权利要求3所述的系统,其中,所述反馈信号是与所述初级电流相关联的电流信号。
6.如权利要求1所述的系统,其中,所述第四电流的大小大于所述第三电流。
7.如权利要求1所述的系统,其中,所述第一电流的大小等于所述第二电流。
8.如权利要求1所述的系统,其中,所述第五电流的大小等于所述第六电流。
9.如权利要求1所述的系统,其中:
所述电流生成器还被配置来输出所述驱动电流信号以使所述双极结型晶体管在所述第一时间段之前的第四时间段期间截止;
所述第四时间段在第七时间处结束;
所述驱动电流信号在所述第七时间处等于第七电流;以及
所述第七电流的大小小于所述第一电流。
10.如权利要求9所述的系统,其中,所述第一时间与所述第七时间相同。
11.如权利要求1所述的系统,其中:
所述电流生成器还被配置来输出所述驱动电流信号以使所述双极结型晶体管在所述第三时间段之后的第四时间段期间截止;
所述第四时间段在第七时间处开始;
所述驱动电流信号在所述第七时间处等于第七电流;以及
所述第七电流不同于所述第六电流。
12.如权利要求11所述的系统,其中:
所述第六电流被配置为流入所述双极结型晶体管;以及
所述第七电流被配置为流出所述双极结型晶体管。
13.如权利要求11所述的系统,其中,所述第六时间与所述第七时间相同。
14.如权利要求1所述的系统,其中,所述双极结型晶体管是N-P-N双极结型晶体管。
15.一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的方法,该方法包括:
生成驱动电流信号;以及
向双极结型晶体管输出所述驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流;
其中,用于向所述双极结型晶体管输出所述驱动电流信号的处理包括:
输出所述驱动电流信号以使所述双极结型晶体管在第一时间段、第二时间段和第三时间段期间导通,所述第二时间段将所述第一时间段与所述第三时间段分离开;
在所述第一时间段和所述第二时间段期间驱动所述双极结型晶体管在硬饱和区域中工作;以及
在所述第三时间段期间驱动所述双极结型晶体管在准饱和区域中工作;
其中:
所述第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束;
所述第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束;以及
所述第三时间段在第五时间处开始并在第六时间处结束;
其中:
所述驱动电流信号在所述第一时间处等于第一电流;
所述驱动电流信号在所述第二时间处等于第二电流;
所述驱动电流信号在所述第三时间处等于第三电流;
所述驱动电流信号在所述第四时间处等于第四电流;
所述驱动电流信号在所述第五时间处等于第五电流;以及
所述驱动电流信号在所述第六时间处等于第六电流;
其中:
所述第二电流的大小大于所述第三电流;以及
所述第四电流的大小大于所述第五电流。
16.一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的系统,该系统包括:
电流生成器,被配置为向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流;
其中:
所述电流生成器还被配置来在第一时间段和第二时间段期间驱动所述双极结型晶体管在硬饱和区域中工作;
所述第一时间段之后是所述第二时间段;
所述第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束;以及
所述第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束;
其中:
所述驱动电流信号在所述第一时间处等于第一电流;
所述驱动电流信号在所述第二时间处等于第二电流;
所述驱动电流信号在所述第三时间处等于第三电流;以及
所述驱动电流信号在所述第四时间处等于第四电流;
其中,所述电流生成器还被配置来:
接收与所述初级电流相关联的反馈信号;以及
至少在所述第二时间段期间至少基于与所述反馈信号相关联的信息来生成所述驱动电流信号;以及
其中:
所述第二电流的大小大于所述第三电流;以及
所述第二时间与所述第三时间相同。
17.如权利要求16所述的系统,其中,所述反馈信号是从包括与所述初级电流相关联的电压信号和与所述初级电流相关联的电流信号的组中选出的。
18.如权利要求16所述的系统,其中,所述第四电流的大小大于所述第三电流。
19.如权利要求16所述的系统,其中:
所述电流生成器还被配置来输出所述驱动电流信号以使所述双极结型晶体管在所述第一时间段之前的第三时间段期间截止;
所述第三时间段在第五时间处结束;
所述驱动电流信号在所述第五时间处等于第五电流;以及
所述第五电流的大小小于所述第一电流。
20.如权利要求19所述的系统,其中,所述第一时间与所述第五时间相同。
21.一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的方法,该方法包括:
生成驱动电流信号;以及
向双极结型晶体管输出所述驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流;
其中:
用于向所述双极结型晶体管输出所述驱动电流信号的处理包括在第一时间段和第二时间段期间驱动所述双极结型晶体管在硬饱和区域中工作;
用于在第一时间段和第二时间段期间驱动所述双极结型晶体管在硬饱和区域中工作的处理包括:
接收与所述初级电流相关联的反馈信号;以及
至少在所述第二时间段期间至少基于与所述反馈信号相关联的信息来生成所述驱动电流信号;
其中:
所述第一时间段之后是所述第二时间段;
所述第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束;以及
所述第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束;
所述驱动电流信号在所述第一时间处等于第一电流;
所述驱动电流信号在所述第二时间处等于第二电流;
所述驱动电流信号在所述第三时间处等于第三电流;以及
所述驱动电流信号在所述第四时间处等于第四电流;
其中:
所述第二电流的大小大于所述第三电流;以及
所述第二时间与所述第三时间相同。
22.一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的系统,该系统包括:
电流生成器,被配置为向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流;
其中,所述电流生成器还被配置来:
输出所述驱动电流信号以使所述双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通,所述第一时间段之后是所述第二时间段;
在所述第一时间段期间驱动所述双极结型晶体管在硬饱和区域中工作;以及
在所述第二时间段期间驱动所述双极结型晶体管在准饱和区域中工作;
其中:
所述第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束;以及
所述第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束;
其中:
所述驱动电流信号在所述第一时间处等于第一电流;
所述驱动电流信号在所述第二时间处等于第二电流;
所述驱动电流信号在所述第三时间处等于第三电流;以及
所述驱动电流信号在所述第四时间处等于第四电流;
其中,所述电流生成器还被配置来:
接收与所述初级电流相关联的反馈信号;以及
至少在所述第一时间段期间至少基于与所述反馈信号相关联的信息来生成所述驱动电流信号;
其中:
所述第二电流的大小大于所述第三电流;以及
所述第二时间和所述第三时间相同。
23.如权利要求22所述的系统,其中,所述反馈信号是从包括与所述初级电流相关联的电压信号和与所述初级电流相关联的电流信号的组中选出的。
24.如权利要求22所述的系统,其中,所述第二电流的大小大于所述第一电流。
25.如权利要求22所述的系统,其中:
所述电流生成器还被配置来输出所述驱动电流信号以使所述双极结型晶体管在所述第二时间段之后的第三时间段期间截止;
所述第三时间段在第五时间处开始;
所述驱动电流信号在所述第五时间处等于第五电流;以及
所述第五电流不同于所述第四电流。
26.如权利要求25所述的系统,其中:
所述第四电流被配置为流入所述双极结型晶体管;以及
所述第五电流被配置为流出所述双极结型晶体管。
27.如权利要求25所述的系统,其中,所述第四时间与所述第五时间相同。
28.一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的方法,该方法包括:
生成驱动电流信号;以及
向双极结型晶体管输出所述驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流;
其中:
用于向所述双极结型晶体管输出所述驱动电流信号的处理包括输出所述驱动电流信号以使所述双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通;
用于输出所述驱动电流信号以使所述双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通的处理包括:
在所述第一时间段期间驱动所述双极结型晶体管在硬饱和区域中工作;以及
在所述第二时间段期间驱动所述双极结型晶体管在准饱和区域中工作;
其中:
所述第一时间段之后是所述第二时间段;
所述第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束;
所述第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束;
所述驱动电流信号在所述第一时间处等于第一电流;
所述驱动电流信号在所述第二时间处等于第二电流;
所述驱动电流信号在所述第三时间处等于第三电流;以及
所述驱动电流信号在所述第四时间处等于第四电流;
其中:
所述第二电流的大小大于所述第三电流;以及
所述第二时间和所述第三时间相同。
29.一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的系统,该系统包括:
电流生成器,被配置为向双极结型晶体管输出驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流;
其中,所述电流生成器还被配置来:
输出所述驱动电流信号以使所述双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通,并且使所述双极结型晶体管在第三时间段和第四时间段期间截止;
在所述第一时间段期间驱动所述双极结型晶体管在硬饱和区域中工作;以及
在所述第二时间段期间驱动所述双极结型晶体管在准饱和区域中工作;
其中:
所述第一时间段之后是所述第二时间段;
所述第二时间段之后是所述第四时间段;以及
所述第一时间段之前是所述第三时间段;
其中:
所述第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束;
所述第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束;
所述第三时间段在第五时间处结束;以及
所述第四时间段在第六时间处开始;
其中:
所述驱动电流信号在所述第一时间处等于第一电流;
所述驱动电流信号在所述第二时间处等于第二电流;
所述驱动电流信号在所述第三时间处等于第三电流;
所述驱动电流信号在所述第四时间处等于第四电流;
所述驱动电流信号在所述第五时间处等于第五电流;以及
所述驱动电流信号在所述第六时间处等于第六电流;
其中:
所述第二电流的大小大于所述第三电流;
所述第五电流的大小小于所述第一电流;以及
所述第六电流不同于所述第四电流。
30.如权利要求29所述的系统,其中:
所述第四电流被配置为流入所述双极结型晶体管;以及
所述第六电流被配置为流出所述双极结型晶体管。
31.如权利要求29所述的系统,其中,所述第五时间和所述第一时间相同。
32.如权利要求31所述的系统,其中,所述第六时间与所述第四时间相同。
33.如权利要求29所述的系统,其中,所述第二时间与所述第三时间不同。
34.一种用于驱动用于电源变换器的双极结型晶体管的方法,该方法包括:
生成驱动电流信号;以及
向双极结型晶体管输出所述驱动电流信号以调节流经电源变换器的初级绕组的初级电流;
其中,用于向所述双极结型晶体管输出所述驱动电流信号的处理包括:
输出所述驱动电流信号以使所述双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通;并且
输出所述驱动电流信号以使所述双极结型晶体管在第三时间段和第四时间段期间截止;
其中,用于输出所述驱动电流信号以使所述双极结型晶体管在第一时间段和第二时间段期间导通的处理包括:
在所述第一时间段期间驱动所述双极结型晶体管在硬饱和区域中工作;以及
在所述第二时间段期间驱动所述双极结型晶体管在准饱和区域中工作;
其中:
所述第一时间段之后是所述第二时间段;
所述第二时间段之后是所述第四时间段;以及
所述第一时间段之前是所述第三时间段;
其中:
所述第一时间段在第一时间处开始并在第二时间处结束;
所述第二时间段在第三时间处开始并在第四时间处结束;
所述第三时间段在第五时间处结束;以及
所述第四时间段在第六时间处开始;
其中:
所述驱动电流信号在所述第一时间处等于第一电流;
所述驱动电流信号在所述第二时间处等于第二电流;
所述驱动电流信号在所述第三时间处等于第三电流;
所述驱动电流信号在所述第四时间处等于第四电流;
所述驱动电流信号在所述第五时间处等于第五电流;以及
所述驱动电流信号在所述第六时间处等于第六电流;其中:
所述第二电流的大小大于所述第三电流;
所述第五电流的大小小于所述第一电流;以及
所述第六电流不同于所述第四电流。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102843124B (zh) * 2011-06-20 2015-03-11 昂宝电子(上海)有限公司 通过调节基极电流来驱动双极结型晶体管的系统和方法
US8941962B2 (en) * 2011-09-13 2015-01-27 Fsp Technology Inc. Snubber circuit and method of using bipolar junction transistor in snubber circuit
TWI458245B (zh) * 2013-01-07 2014-10-21 Richtek Technology Corp Switching power conversion device and its switching controller and driving method
TWI476560B (zh) * 2013-09-26 2015-03-11 Ultrachip Inc 降低功耗之電阻裝置
US9571091B2 (en) 2013-12-06 2017-02-14 Astec International Limited Methods for overdriving a base current of an emitter switched bipolar junction transistor and corresponding circuits
EP2905900A1 (en) 2014-02-11 2015-08-12 Dialog Semiconductor (UK) Limited Switching control of a bipolar transistor for DCDC power converters
GB2602142A (en) * 2020-12-20 2022-06-22 Search For The Next Ltd Circuits including high power transistors

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1917344A (zh) * 2005-08-18 2007-02-21 半导体元件工业有限责任公司 形成启动设备的方法及其结构
CN1988347A (zh) * 2005-12-21 2007-06-27 昂宝电子(上海)有限公司 驱动开关电源变换器中的双极晶体管的系统与方法
US20100091525A1 (en) * 2007-04-27 2010-04-15 Lalithambika Vinod A Power converters

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008089839A1 (de) * 2007-01-22 2008-07-31 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum steuern einer halbbrückenschaltung und entsprechende halbbrückenschaltung
US8576586B2 (en) 2007-09-28 2013-11-05 Iwatt Inc. Dynamic drive of switching transistor of switching power converter
CN102843124B (zh) * 2011-06-20 2015-03-11 昂宝电子(上海)有限公司 通过调节基极电流来驱动双极结型晶体管的系统和方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1917344A (zh) * 2005-08-18 2007-02-21 半导体元件工业有限责任公司 形成启动设备的方法及其结构
CN1988347A (zh) * 2005-12-21 2007-06-27 昂宝电子(上海)有限公司 驱动开关电源变换器中的双极晶体管的系统与方法
US20100091525A1 (en) * 2007-04-27 2010-04-15 Lalithambika Vinod A Power converters

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