JP2003510878A - スイッチング回路をプッシュ−プルする不感時間の適宜な制御 - Google Patents
スイッチング回路をプッシュ−プルする不感時間の適宜な制御Info
- Publication number
- JP2003510878A JP2003510878A JP2001525844A JP2001525844A JP2003510878A JP 2003510878 A JP2003510878 A JP 2003510878A JP 2001525844 A JP2001525844 A JP 2001525844A JP 2001525844 A JP2001525844 A JP 2001525844A JP 2003510878 A JP2003510878 A JP 2003510878A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dead time
- overlap
- current
- switches
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
法に関する。
力ステージを示す。PWM制御ブロック101は、入力(この場合、音声)をパ
ルス幅変調制御信号に変化させる制御回路部である。入力は、アナログであって
もよいし、デジタルであってもよい。ドライバ102および103は、スイッチ
104および105のゲートをオンおよびオフにする。この場合、スイッチはF
ETであるが、他の能動デバイスを用いてもよい。FETの使用は、音声増幅器
においては一般的である。フィルタ106、通常LCローパスフィルタは、信号
からスイッチング周波数を除去する。負荷107は、電力を受け取る。すなわち
、音声の場合、これはスピーカーシステムである。スナッバー(snuber)
ネットワーク108は、オプションであり、スイッチング波形を制御するために
用いられる。キャッチダイオード110および111は、フィルタ106が通常
誘導性であるように、変換の間、電圧の範囲を制御する。これらのキャッチダイ
オードはしばしば、トランジスタ104および105に組み込まれる。
り、デバイスの破壊さえ生じるため、出力デバイス104および105を、同時
にオンしない、すなわち導電しないことが重要である。不感時間、つまり両方の
デバイスともオンでない時間は、これが起こらないことを保証するために用いら
れる。図2(従来技術)は、この原理を示す。各スイッチ104および105は
、他のスイッチがオンにされる前の期間201の間、オフにされる。期間201
は、不感時間と呼ばれる。
することが重要である。不感時間の間、フィルタへの電圧は、十分に制御されな
い。これにより、出力にひずみが生じる。現在の設計において、ドライバ102
および103内に非常に高いドライブ電流を用いて、スイッチング時間を非常に
短くすると、不感時間が最小限にとどめられる。このアプローチは、電源および
結線の際の要求が増加するという、望ましくない効果を有し、RF放射もより多
く放出する。
の不感時間を最小限にとどめる装置および方法の必要性が当該技術において残る
。
不感時間/オーバーラップを測定するオーバーラップ検出回路部と、不感時間を
最適レベル(通常、いかなるオーバーラップも生じさせずに、可能な最小限の不
感時間)に設定する制御回路部とを含む。
能な最大不感時間が設定される。次いで、不感時間は、インクリメンタルに減少
され、不感時間/オーバーラップは、不感時間の各インクリメンタルな量におい
て測定される。ごく少ない所定量の不感時間が感知される場合、不感時間は、回
路用に設定される。
ーバーラップに変化するとき、感知される電流に変化が生じる。電流対不感時間
/オーバーラップカーブの折点が、ひずみおよび効率の観点からほぼ最適である
。オーバーラップが増えると、性能はわずかに向上するが、効率はわずかに下が
る。動作点を、所望のトレードオフに合わせて選択することが可能である。電流
感知は、小さなレジスタにわたる電圧を感知することによって、または電流変圧
器を用いることによって、達成され得る。
通電源(例えば、電源への電流を測定する)内にセンサを配置することによって
、チャネルのすべての間で共有され得る。一度に調節されるのは、一チャネルで
ある。
ータによってデジタル化され得、カーブおよびオーバーシュートの変化は、所望
の制御を選択するためにモニタリングされ得る。
ログローパスフィルタに出力を通過させることによって生成される。次いで、平
均(フィルタリングされた)電圧を表す波形は、スイッチのタイミングの感応度
測定として用いられ得る。
遅延要素は、PWM回路部と各ドライバとの間に配置される。各要素の上昇遅延
および下降遅延は、制御ブロックによって別々に制御され得る。回路部は、デジ
タル遅延またはアナログ遅延のいずれかを用い得る。
内へのドライブ電流は、ドライバのタイミングを制御することによって制御され
る。電力FETのゲートは、非常に有意な容量を有し、しばしば、100nCよ
り多い電荷を蓄積する。このゲート電荷を充電および放電するために必要なドラ
イブ電流は、有意であり、しばしば1Ampを越える。ゲートの電流の充電およ
び放電を変化させることによって、各制御ゲートのタイミングを変化させること
ができる。これは、ドライブ回路部内の複数のトランジスタを用いることによっ
て、かつ、使用中の(オンである)ドライブトランジスタの数を制御する論理を
用いることによって、達成され得る。一例として、ゲートを充電するために、四
つの整合されたデバイスを用いると、一つのデバイスでは、四つのデバイスが充
電する時間の約四倍の時間がかかる。さらなる制御を与える、出力スルーレート
を制御するために、この可変ドライブを用いてもよい。
装置を示す。図3の設計は、従来技術(図1参照)のように、スイッチブロック
305から不感時間/オーバーラップを測定するオーバーラップ検出ブロック3
10、および不感時間を最適レベルに設定する制御手段320を追加したもので
ある。
a、図8a参照)のいくつかの局面を測定することによって、不感時間またはオ
ーバーラップの量を測定する。制御320は、オーバーラップを生じさせずに(
図9、図10参照)、不感時間ができるだけ最小限になるように、ドライブ制御
を調節する。
るかを示すフロー図である。増幅器の電力をオンにすると(402)、工程40
4において、可能な最大不感時間が設定される。不感時間は、ブロック408内
においてインクリメンタルに減少し(408)、感知されるオーバーラップがご
く少量になる(407)まで、工程406において、不感時間の各インクリメン
タルな量のオーバーラップを測定する。
である。電流メータ501は、スイッチ110、111と並列に配置されて、ス
イッチブロック305の電流を測定する。タイミングが不感時間からオーバーラ
ップに変化するとき、図5bに示すように、感知される電流に変化が生じる。カ
ーブの折点は、ひずみおよび効率の観点からほぼ最適である。オーバーラップが
増えると、性能はわずかに向上するが、効率はわずかに下がる。動作点502を
、所望の性能に合わせて選択することが可能である。電流感知は、小さなレジス
タにわたる電圧を感知することによって、または電流変圧器を用いることによっ
て、達成され得る。共通モードでの感知には問題がなく、電流パルスは高い周波
数で生じるため、変圧器は、簡単な解決策である。
サ601は、共通電源(例えば、電源への電流を測定する)内にセンサを配置す
ることによって、チャネルのすべての間で共有され得る。一度に調節されるのは
、一チャネルである。他のすべての点に関しては、動作は図5に示す動作と同じ
である。
され得る。図7bは、不感時間/オーバーラップの制御が変化する際の典型的な
波形を示す。波形710は、長い不感時間から生じ、波形711は、短い不感時
間から生じ、波形712は最小のオーバーラップから生じる。波形は、A/Dコ
ンバータ701によってデジタル化され得、カーブおよびオーバーシュートの変
化は、所望の制御を選択するためにモニタリングされ得る。
ロック305から読み出される電圧を測定する別の方法を示すブロック図である
。この場合、出力電圧の平均値は、アナログのローパスフィルタ801によって
生成される。アナログ/デジタルコンバータ(ADC)802は、ここで遅くな
り得、正確さが制限され得る。図7bの波形から、不感時間がまず減少すると、
平均電圧も減少することが理解され得る。例えば、波形711の平均値は、波形
710の平均値より低い。不感時間がさらに減少すると、いくらかのオーバーラ
ップが生じ、平均電圧が再度増加する。この平均電圧803を、スイッチタイミ
ングの感度測定として用いてもよい。図8bは、通常の平均電圧対スイッチタイ
ミングを示す。
3は、PWM制御回路部101と各ドライバ302、303との間に配置される
。各要素の上昇遅延および下降遅延は、制御ブロック901によって別々に制御
され得る。回路部は、デジタル遅延またはアナログ遅延を用い得る。このような
回路部をいかに実施するかは、当業者に周知である。
二の実施形態において、スイッチングデバイスの制御ゲート104内へのドライ
ブ電流は、ゲート302または304のタイミングを制御することによって、制
御される。電力FETのゲートは、非常に有意な容量を有し、この容量はしばし
ば、100nCより多い電荷を格納する。このゲート電荷を充電および放電する
ために必要なドライブ電流は、有意であり、しばしば1Ampを越える。ゲート
の電流の充電および放電を変化させることによって、タイミングを変化させるこ
とができる。図示する模式図において、これは、ドライブ回路部内の複数のトラ
ンジスタ1011を用いることによって、かつ、制御信号1001〜1008を
介する使用中の(オンである)数を制御する論理1010を用いることによって
、達成される。一例として、ゲートを充電するために、四つの整合されたデバイ
ス1011を用いると、一つのデバイスでは、四つのデバイスが充電する時間の
四倍の時間がかかる。さらなる制御を与える、出力スルーレートを制御するため
に、この可変ドライブを用いてもよい。ドライブ電圧1012は通常、12〜1
5ボルトである。
当業者であれば、特に記載したもの以外の、種々の変更、追加、および適用が、
本発明の意図に含まれることを理解する。
力ステージを示すブロック図である。
ある。
装置を示すブロック図である。
るかを示すフロー図である。
オーバーラップを感知する第一の方法を示すブロック図である。
aで感知される電流を示す波形を示す。
プを感知する第二の方法を示すブロック図である。
/オーバーラップを感知する第三の方法を示すブロック図である。
な電圧波形を示す。
/オーバーラップを感知する第四の方法を示すブロック図である。
/オーバーラップを感知する第四の方法を示すブロック図である。
形態を示す。
部の第二の実施形態を示す。
Claims (12)
- 【請求項1】 電源および二つの出力電力スイッチ(104、105)を有
するスイッチング回路(305)内の不感時間(オフにされた一つのスイッチと
オンにされた他のスイッチとの間の遅延)に適応して減少させる装置であって、
該装置は、 該二つのスイッチ間の該不感時間またはオーバーラップの量を測定するオーバ
ーラップ検出回路部(310)と、 該二つの電力スイッチ間の該不感時間を変化させる制御回路部(320)と、 該制御回路部を介して、該二つのスイッチ間の該不感時間を所定の最適期間(
407)に設定する最適化手段(402、404、406、408)と を含む、装置。 - 【請求項2】 前記オーバーラップ検出回路部は、 前記スイッチのうちの一つと並列に配置され、該スイッチ内の電流を測定する
電流メータ(501)と、 該測定された電流に基づいて、不感時間またはオーバーラップの前記相対的な
量を計算する手段と を含む、請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 前記不感時間を計算する手段は、電流対不感時間のプロット
における折点(502)を検出し、前記最適化手段は、該折点における該不感時
間を設定する、請求項2に記載の装置。 - 【請求項4】 前記オーバーラップ検出回路部は、 前記電源の端子と並列に配置され、該電源を通る電流を測定する電流メータ(
601)と、 該測定された電流に基づいて、不感時間またはオーバーラップの前記相対的な
量を計算する手段と を含む、請求項1に記載の装置。 - 【請求項5】 前記不感時間を計算する手段は、電流対不感時間のプロット
における折点(502)を検出し、前記最適化手段は、該折点における該不感時
間を設定する、請求項4に記載の装置。 - 【請求項6】 前記電源(602)は、請求項1に記載の複数のスイッチン
グ回路(604、606、608)に電力供給し、各スイッチ用の前記制御回路
部は、該スイッチ内の前記不感時間の量を別々に変化させる、請求項5に記載の
装置。 - 【請求項7】 前記オーバーラップ検出回路部は、 前記スイッチング回路の出力(701)に配置された電圧メータと、 該測定された電圧に基づいて前記不感時間またはオーバーラップの量を計算す
る手段と を含む、請求項1に記載の装置。 - 【請求項8】 前記不感時間を計算する手段は、前記電圧対複数の不感時間
用の時間カーブのプロット(710、711、712)をモニタリングし、該プ
ロットに基づいて該不感時間を選択する、請求項7に記載の装置。 - 【請求項9】 前記電圧メータの前にローパスフィルタ(801)をさらに
含み、前記不感時間またはオーバーラップを計算する手段は、前記測定された平
均電圧(803)に基づいて、該不感時間の量またはオーバーラップの量を計算
する、請求項7に記載の装置。 - 【請求項10】 前記二つの電力スイッチ間の前記不感時間を変化させる前
記制御回路部は、 前記電流の量を前記スイッチ制御に変化させる手段(1010)を含む、請求
項1に記載の装置。 - 【請求項11】 前記二つの電力スイッチ間の前記不感時間を変化させる前
記制御回路部は、 遅延の可変量を誘導するための該スイッチのうちの一つが配置される前に、並
列に配置される可変の遅延要素(902)と、 該遅延要素によって誘導される該遅延量を変化させる遅延制御手段(901)
と を含む、請求項1に記載の装置。 - 【請求項12】 電源および二つの出力電力スイッチを有するスイッチング
回路内の不感時間(オフにされた一つのスイッチとオンにされた他のスイッチと
の間の遅延)に適応して減少させる方法であって、該方法は、 該二つのスイッチ間の該不感時間またはオーバーラップの量を測定する工程(
406)と、 該二つの電力スイッチ間の該不感時間を変化させる工程(408)と、 該二つのスイッチ間の該不感時間を所定の最適期間(407)に設定する工程
と を包含する方法。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15563599P | 1999-09-23 | 1999-09-23 | |
US60/155,635 | 1999-09-23 | ||
US09/480,274 | 2000-01-11 | ||
PCT/US2000/040975 WO2001022585A1 (en) | 1999-09-23 | 2000-09-23 | Adaptive dead time control for pushing-pull switching circuits |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006073531A Division JP2006191677A (ja) | 1999-09-23 | 2006-03-16 | スイッチング回路をプッシュ−プルする不感時間の適宜な制御 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003510878A true JP2003510878A (ja) | 2003-03-18 |
JP3836723B2 JP3836723B2 (ja) | 2006-10-25 |
Family
ID=34793859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001525844A Expired - Lifetime JP3836723B2 (ja) | 1999-09-23 | 2000-09-23 | スイッチング回路をプッシュ−プルする不感時間の適宜な制御 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3836723B2 (ja) |
AU (1) | AU1366501A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006521067A (ja) * | 2003-03-21 | 2006-09-14 | ディー2オーディオ コーポレイション | 音響増幅器回路の保護システム及び方法 |
JP2008259104A (ja) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Sony Ericsson Mobilecommunications Japan Inc | 電力増幅装置およびオーディオ再生装置 |
JP2009021903A (ja) * | 2007-07-13 | 2009-01-29 | Yamaha Corp | D級増幅回路 |
US7515072B2 (en) | 2003-09-25 | 2009-04-07 | International Rectifier Corporation | Method and apparatus for converting PCM to PWM |
US7706545B2 (en) | 2003-03-21 | 2010-04-27 | D2Audio Corporation | Systems and methods for protection of audio amplifier circuits |
US7929718B1 (en) | 2003-05-12 | 2011-04-19 | D2Audio Corporation | Systems and methods for switching and mixing signals in a multi-channel amplifier |
CN112994447A (zh) * | 2019-12-13 | 2021-06-18 | 立锜科技股份有限公司 | 低延迟时间的电源转换电路及其中的驱动电路 |
-
2000
- 2000-09-23 JP JP2001525844A patent/JP3836723B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-23 AU AU13665/01A patent/AU1366501A/en not_active Abandoned
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006521067A (ja) * | 2003-03-21 | 2006-09-14 | ディー2オーディオ コーポレイション | 音響増幅器回路の保護システム及び方法 |
US7706545B2 (en) | 2003-03-21 | 2010-04-27 | D2Audio Corporation | Systems and methods for protection of audio amplifier circuits |
US7929718B1 (en) | 2003-05-12 | 2011-04-19 | D2Audio Corporation | Systems and methods for switching and mixing signals in a multi-channel amplifier |
US7515072B2 (en) | 2003-09-25 | 2009-04-07 | International Rectifier Corporation | Method and apparatus for converting PCM to PWM |
JP2008259104A (ja) * | 2007-04-09 | 2008-10-23 | Sony Ericsson Mobilecommunications Japan Inc | 電力増幅装置およびオーディオ再生装置 |
JP2009021903A (ja) * | 2007-07-13 | 2009-01-29 | Yamaha Corp | D級増幅回路 |
JP4513832B2 (ja) * | 2007-07-13 | 2010-07-28 | ヤマハ株式会社 | D級増幅回路 |
US7990211B2 (en) | 2007-07-13 | 2011-08-02 | Yamaha Corporation | Class D amplifier circuit |
CN112994447A (zh) * | 2019-12-13 | 2021-06-18 | 立锜科技股份有限公司 | 低延迟时间的电源转换电路及其中的驱动电路 |
CN112994447B (zh) * | 2019-12-13 | 2022-03-04 | 立锜科技股份有限公司 | 低延迟时间的电源转换电路及其中的驱动电路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3836723B2 (ja) | 2006-10-25 |
AU1366501A (en) | 2001-04-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1230734B1 (en) | Adaptive dead time control for push-pull switching circuits | |
US9112467B1 (en) | Energy-efficient consumer device audio power output stage | |
US7224218B1 (en) | Pre-charge apparatus and method for controlling startup transients in a capacitively-coupled switching power stage | |
US7372240B2 (en) | Output load adaptable MOSFET gate drive voltage level in a DC-DC controller | |
US6229389B1 (en) | Class D modulator with peak current limit and load impedance sensing circuits | |
KR20060028642A (ko) | 스위칭 회로 및 스위칭 회로 동작 방법 | |
EP1568121B1 (en) | Feedback circuit for power switching circuit | |
US20130113450A1 (en) | Mixed mode compensation circuit and method for a power converter | |
US10483924B2 (en) | Systems and methods for predictive switching in audio amplifiers | |
WO2022020064A1 (en) | Optimizing control of a hysteretic power converter at low duty cycles | |
JP2003510878A (ja) | スイッチング回路をプッシュ−プルする不感時間の適宜な制御 | |
US8786370B2 (en) | Power supply control circuit | |
US20210043265A1 (en) | Sample and hold circuit | |
US20130154692A1 (en) | Low-power programmable oscillator and ramp generator | |
JP2003510872A (ja) | 浮動電源を用いた出力段 | |
CN115473498A (zh) | 组合的d类放大器和降压调节器 | |
EP3224945B1 (en) | A system and method for close-down pop reduction | |
US20060114700A1 (en) | Method for controlling the transient response of a power converter powering a load, transient response controller and power converter | |
JP2003289664A (ja) | スイッチング電源装置用の制御回路及びこれを用いたスイッチング電源装置 | |
US9667243B2 (en) | High speed tracking current sense system | |
EP4293908A1 (en) | Switching circuit, corresponding device and method | |
TWI243977B (en) | Controller for DC to DC converter | |
KR101171597B1 (ko) | 스위칭 방식 전압 변환기의 인덕터 영 전류 측정 장치 | |
JP3239577B2 (ja) | 直流電源装置 | |
KR200322663Y1 (ko) | 신호검출회로를 이용한 음성 시스템의 신호제어회로 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050722 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051216 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060216 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060316 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060714 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060727 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3836723 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100804 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110804 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110804 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120804 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120804 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130804 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |