TW201902102A - 直流對直流控制器、直流對直流電源轉換器及其控制方法 - Google Patents

直流對直流控制器、直流對直流電源轉換器及其控制方法 Download PDF

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Abstract

直流對直流控制器、直流對直流電源轉換器及其控制方法。控制器耦接上橋開關與下橋開關且包括時間產生單元、電壓識別改變判斷電路及時間控制電路。時間產生單元提供時間信號。電壓識別改變判斷電路反應電壓識別信號由高變低的改變提供判斷信號。時間控制電路耦接時間產生單元與及電壓識別改變判斷電路，並依據時間信號與判斷信號提供控制信號。當電壓識別信號由高變低時，時間控制電路依據判斷信號與時間信號關閉上橋開關第一預設時間，且在第一預設時間內，時間控制電路下橋開關多次導通第二預設時間與多次關閉第三預設時間。

Description

直流對直流控制器、直流對直流電源轉換器及其控制方法
本發明是有關於一種控制器，且特別是有關於一種直流對直流控制器、直流對直流電源轉換器及其控制方法。
圖1A為傳統直流對直流降壓電源轉換器的示意圖。在典型的降壓電源轉換器10中，誤差放大電路16根據輸出電壓Vout1(或與輸出電壓Vout1相關的回授電壓)與參考電壓VRef產生誤差信號EA。時間產生單元14根據誤差信號EA產生時間信號STX1，驅動器15對應時間信號STX1產生上橋控制信號UG1及下橋控制信號LG1至輸出級11，以調整輸出電壓Vout1。
圖1B為傳統輸出級的波形示意圖，當中央處理器（CPU）的電壓識別碼（Voltage Identification，VID）改變時，與之相關的參考電壓VRef也會隨之改變。當電壓識別碼由高變低時，習知的回授控制方式會持續關閉(turn-off)上橋開關Q1並導通(turn-on)下橋開關Q2，電流經由下橋開關Q2洩除以使輸出電壓Vout1降低，直到輸出電壓Vout1等於參考電壓VRef為止。但是，持續導通下橋開關Q2會於輸出電感L1上產生大的負電流(未繪示於圖1B)，且會導致輸出電壓Vout1欠衝（undershoot）使得輸出不穩定，過大的負電流甚至會燒毀輸出電感L1。
本發明提供一種直流對直流輸出級控制器、直流對直流電源轉換器及其控制方法，可降低欠衝以穩定輸出。
本發明的直流對直流控制器，耦接上橋開關與下橋開關且包括時間產生單元、電壓識別改變判斷電路及時間控制電路。時間產生單元提供時間信號。電壓識別改變判斷電路反應電壓識別信號由高變低的改變提供判斷信號。時間控制電路耦接時間產生單元及電壓識別改變判斷電路，且依據時間信號與判斷信號提供控制信號。當電壓識別信號由高變低時，時間控制電路依據判斷信號與時間信號關閉上橋開關第一預設時間，且在第一預設時間內，時間控制電路多次導通下橋開關第二預設時間與多次關閉第三預設時間，第二預設時間大於第三預設時間。
本發明的直流對直流電源轉換器，包括上橋開關、下橋開關、時間產生單元、電壓識別改變判斷電路及時間控制電路。時間產生單元提供時間信號。電壓識別改變判斷電路反應電壓識別信號由高變低的改變提供判斷信號。時間控制電路耦接時間產生單元及電壓識別改變判斷電路，且依據時間信號與判斷信號提供控制信號。當電壓識別信號由高變低時，時間控制電路依據判斷信號與時間信號關閉上橋開關第一預設時間，且在第一預設時間內，時間控制電路控制下橋開關多次導通第二預設時間與多次關閉第三預設時間，第二預設時間大於第三預設時間。
本發明的直流對直流電源轉換器的控制方法，用以控制一上橋開關與一下橋開關，控制方法包括下列步驟。判斷電壓識別是否由高變低。關閉上橋開關第一預設時間。在第一預設時間內，多次導通下橋開關第二預設時間與多次關閉第三預設時間。第二預設時間大於該第三預設時間。
基於上述，本發明實施例的直流對直流控制器、直流對直流電源轉換器及其控制方法，當電壓識別信號由高變低時，會關閉上橋開關第一預設時間，且在第一預設時間內，控制下橋開關多次導通第二預設時間與多次關閉第三預設時間，第二預設時間大於第三預設時間。藉此，可降低輸出電壓欠衝，進而避免輸出電壓不穩定。另一方面，也可避免過大的負電流燒毀輸出電感。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖2A為依據本發明的一實施例的直流對直流電源轉換器的系統示意圖。在本實施例中，直流對直流電源轉換器20包括輸出級21、誤差放大電路23、直流對直流控制器200、輸出電感L2及輸出電容C1。
輸出級21包括上橋開關Q1（在此以電晶體為例）及下橋開關Q2（在此以電晶體為例），分別受控於上橋控制信號UG2及下橋控制信號LG2。上橋開關Q1與下橋開關Q2之間具有相位節點PH。
輸出電感L2耦接於輸出級21與輸出端TO之間，在直流對直流電源轉換器操作期間，相位節點PH與輸出電感L2之間存在電感電流IL，誤差放大電路23接收輸出電壓Vout2及電壓識別信號SVID，以提供誤差信號EA2至時間產生單元210。
直流對直流控制器200包括時間產生單元210、電壓識別改變判斷電路220及時間控制電路230。時間產生單元210依據誤差信號EA2提供時間信號STX。電壓識別改變判斷電路220判斷電壓識別信號SVID的電壓準位是否由高變低，並且反應電壓識別信號SVID由高變低的改變而提供判斷信號SDX。時間控制電路230耦接時間產生單元210及電壓識別改變判斷電路220，以接收時間信號STX及判斷信號SDX，並且依據時間信號STX與判斷信號SDX提供控制信號（例如包括上橋控制信號UG2及下橋控制信號LG2），以控制上橋開關Q1及下橋開關Q2。
在本實施例中，時間控制電路230包括計時電路231及驅動器233。計時電路231接收判斷信號SDX及時間信號STX，以提供計時結果RT至驅動器233。驅動器233依據時間信號STX及計時結果RT提供上橋控制信號UG2及下橋控制信號LG2。
在本發明實施例中，時間信號STX可以是導通時間(on-time)信號或關閉時間(off-time)信號，但本發明實施例不以此為限。電壓識別改變判斷電路220藉由觀察電感電流IL是否為負值，來判斷電壓識別信號SVID的電壓準位是否由高變低，並且對應地提供判斷信號SDX。
圖2B為依據本發明的一實施例的直流對直流電源轉換器的波形示意圖。請參照圖2A及圖2B，當電壓識別信號SVID由高變低時，時間控制電路230禁能上橋控制信號UG2持續第一預設時間T1，亦即上橋開關Q1關閉第一預設時間T1。接著，在第一預設時間T1內，時間控制電路230會控制下橋開關Q2多次導通第二預設時間T2與多次關閉第三預設時間T3。
進一步來說，當時間信號STX表示上橋開關Q1為關閉時，亦即上橋控制信號UG2為禁能，驅動器233會先依據計時電路231提供的計時結果RT致能下橋控制信號LG2（亦即導通下橋開關Q2）。當計時電路231計時到達第二預設時間T2時，計時電路231會透過計時結果RT通知驅動器233，以控制驅動器233禁能下橋控制信號LG2（亦即關閉下橋開關Q2）。接著，計時電路231重新計時，並且當計時電路231計時到達第三預設時間T3時，計時電路231同樣會透過計時結果RT通知驅動器233，以控制驅動器233致能下橋控制信號LG2（亦即導通下橋開關Q2）。
依據上述，當上橋開關Q1與下橋開關Q2同時關閉時，此時相位節點PH的負電流會經由上橋開關電晶體Q1的體二極體（body diode）洩除。並且，在經過第三預設時間T3後，下橋控制信號LG2再度致能，以使下橋開關Q2再度導通，再繼續使輸出電壓Vout2洩壓。
在本實施例中，第一預設時間T1大於下橋開關Q2的原始導通期間POC，並且第二預設時間T2大於第三預設時間T3。。舉例來說，假設正常狀態下固定導通時間(COT)是操作在300k赫茲（Hz），則下橋開關Q2的單一個原始導通期間大約在3-4（us）之間，因此第一預設時間T1會大於下橋開關Q2的一個原始導通期間，第二預設時間T2可設定為大於4微秒，例如為8微秒。而第三預設時間T3的設定可視電路設計而定，並且遠小於第二預設時間T2，在此例如為1微秒。
當輸出電壓Vout2等於電壓識別信號SVID時（如時間點TP1所示），亦即輸出電壓Vout2由暫態期間到達穩定時間，此時上橋控制信號UG2改變為週期性致能，以使上橋開關Q1為週期性導通。當時間信號STX表示上橋開關Q1為導通時，時間控制電路230可重置計數結果，以避免下橋開關Q2的非常態性關閉動作影響輸出電壓Vout2。
依據上述，當電壓識別信號SVID向下改變時，下橋開關Q2導通固定時間（例如8us）後關閉一小段時間（例如1us）。透過下橋開關Q2的導通讓輸出電壓Vout2洩壓，並且讓下橋開關Q2關閉一小段時間，以使電感L的電流不致下拉太多。此時上橋開關Q1仍維持關閉的狀態，直到輸出電壓Vout2等於電壓識別信號SVID。
在本發明實施例中，電壓識別改變狀態判斷電路220可依據輸出級21中的相位節點PH上的相位電壓VPH判斷相位節點PH是否產生負電流；或者，電壓識別改變判斷電路220可偵測輸出電感L1上的電流以判斷相位節點PH上是否產生負電流。
圖3A為依據本發明的一實施例的時間控制電路的電路示意圖。請參照圖2A及圖3A，在本實施例中，時間控制電路230a包括計時電路231a及驅動器233a。計時電路231a包括計時器TM1及TM2，驅動器233a包括緩衝器BF1及BF2。
計時電路231a接收時間信號STX與判斷信號SDX，並耦接緩衝器BF2。緩衝器BF1分別耦接時間產生單元210與輸出級21，以接收時間信號STX提供上橋控制信號UG2。緩衝器BF2分別耦接計時電路231a及輸出級21，以提供下橋控制信號LG2。
圖3B為依據本發明的一實施例的時間控制電路的驅動波形示意圖。請參照圖2A、圖3A及圖3B，當電壓識別信號SVID由高轉低時，時間信號STX反應電壓識別信號SVID變為低電壓準位，此時上橋控制信號UG2為禁能，使得上橋開關Q1關閉（不導通）。
此時，因為時間信號STX被反或閘NOR1反相，導致下橋控制信號LG2會被致能，進而下橋開關Q2會導通。同時，時間信號STX通過及閘AND2觸發計時器TM1開始計時第二預設時間T2。
當計時器TM1計時達第二預設時間T2且時間信號STX仍未變化時，計時器TM1會送出觸發脈波至SR正反器SR1，以使SR正反器SR1的輸出信號Q為高電壓準位。若此時電感電流IL為負使得判斷信號SDX為高電壓準位，透過及閘AND1與反或閘NOR1作用導致下橋控制信號LG2被禁能，使得下橋開關Q2關閉。於此同時，SR正反器觸發計時器TM2開始計時第三預設時間T3。
當計時器TM2計時達第三預設時間T3時，計時器TM2會送出觸發脈波重置SR正反器SR1，以使SR正反器SR1的輸出信號Q為低電壓準位，透過及閘AND1與反或閘NOR1致使下橋控制信號LG2被致能，進而下橋開關Q2導通。同時計時器TM1重置並重新計時第二預設時間T2。
圖4A為依據本發明的另一實施例的直流對直流電源轉換器的系統示意圖。請參照圖2A及圖4A，直流對直流電源轉換器30大致相同於直流對直流電源轉換器20，其不同之處在於直流對直流電源控制器300不包括驅動器31，時間控制電路330提供控制信號Pout至驅動器31，驅動器31分別耦接上橋開關Q1及下橋開關Q2，且根據控制信號Pout提供上橋控制信號UG2及下橋控制信號LG2以控制上橋開關Q1及下橋開關Q2。相同或相似元件使用相同或相似標號。
圖4B為依據本發明的另一實施例的時間控制電路的電路示意圖。請參照圖3A及圖4B，時間控制電路330a大致相同於時間控制電路230a，其不同之處在於時間控制電路230a還包括驅動器233a，並且計時電路中的邏輯閘因輸出信號種類不同而有不同的設計，相同或相似元件使用相同或相似標號。
在本實施例中，緩衝器BF3接收時間信號STX以提供控制信號Pout，並有致能端EN耦接至反或閘NOR1。根據反或閘NOR1送出的信號，緩衝器BF3產生的控制信號Pout會有致能、禁能及第三態三種狀態，第三態為高電壓準位及低電壓準位之間的電壓準位。
圖4C為依據本發明的另一實施例的時間控制電路的驅動波形示意圖。請參照圖4A、圖4B及圖4C，當電壓識別信號SVID由高轉低時，時間產生單元210反應電壓識別信號SVID而將時間信號STX為低電壓準位，此時控制信號Pout同步為低電壓準位，使得上橋開關Q1關閉（不導通），而下橋開關Q2導通。
同時，時間信號STX亦透過及閘AND2觸發計時器TM1開始計時第二預設時間T2。當計時器TM1計時達第二預設時間T2且時間信號STX仍未變化時，計時器TM1會送出觸發脈波至SR正反器SR1，以透過SR正反器SR1觸發計時器TM2開始計時第三預設時間T3。
當計時器TM2計時達第三預設時間T3時，計時器TM2會送出觸發脈波重置SR正反器SR1及計時器TM1，以重新計時第二預設時間T2。在第三預設時間T3中，若此時相位點PH的電感電流IL為負，或輸出電感L2的電感電流IL為負值，判斷信號SDX會為高電壓準位，以致控制信號Pout會為第三態。此時，驅動器31會反應於控制信號Pout的第三態而同時禁能上橋控制信號UG2及下橋控制信號LG2，以同時關閉上橋開關Q1及下橋開關Q2。
圖5為依據本發明的一實施例的電壓識別改變判斷電路的判斷方式示意圖。請參照圖2A及圖5，在本實施例中，電壓識別改變判斷電路220a包括比較器CMP2，接收相位電壓VPH與接地電壓（即接地端GND的電壓）以產生判斷信號SDX，而電壓識別改變判斷電路220a可依據判斷信號SDX判斷相位節點PH的電感電流IL是否為負值。亦即，電壓識別改變判斷電路220a依據相位節點PH的電壓值判斷流經相位節點PH的電感電流IL是否為負值。
圖6為依據本發明的另一實施例的電壓識別改變判斷電路的判斷方式示意圖。請參照圖2A及圖5，在本實施例中，直流對直流電源轉換器（如20、30）更包括電阻R1、R2及電容C2，與輸出電感L2形成電流偵測電路600，電流偵測電路600耦接相位節點PH，並於電容C2兩端對應偵測結果產生電流感測電壓VCS。電壓識別改變判斷電路220b接收電流感測電壓VCS，用以判斷流經相位節點PH及電感L2的電感電流IL是否為負值。
在本實施例中，電壓識別改變判斷電路220b包括比較器CMP3，接收電流感測電壓VCS以產生判斷信號SDX，以依據電流感測電壓VCS的電壓值判斷流經相位節點PH及電感L2的電感電流IL是否為負值。
圖7為依據本發明的一實施例的直流對直流電源轉換器的控制方法的流程圖。請參照圖7，在本實施例中，直流對直流電源轉換器的控制方法包括下列步驟。在步驟S710中，會判斷電壓識別是否由高變低。當電壓識別由高變低時，步驟S710的判斷結果為“是”，則執行步驟S720；當電壓識別未由高變低時，步驟S710的判斷結果為“否”，則回到步驟S710。
在步驟S720中，會關閉上橋開關關第一預設時間。接著，在步驟S730中，在第一預設時間內，多次導通下橋開關第二預設時間與多次關閉第三預設時間，第二預設時間大於第三預設時間。上述步驟S710、S720、S730的順序為用以說明，本發明實施例不以此為限。並且，步驟S710、S720、S730的細節可參照圖2A、圖2B、圖3A、圖3B、圖4A至圖4C、圖5、圖6實施例所示，在此則不再贅述。
綜上所述，本發明實施例的直流對直流控制器、直流對直流電源轉換器及其控制方法，當電壓識別信號由高變低時，會控制上橋開關關閉第一預設時間，且在第一預設時間內，控制下橋開關多次導通第二預設時間與多次關閉第三預設時間，第二預設時間大於第三預設時間。藉此，可避免電感電流會經由下橋開關流洩下拉太多造成輸出電壓欠充，進而避免輸出不穩定。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
/Q‧‧‧反相輸出信號
10、20、30‧‧‧直流對直流電源轉換器
11、21‧‧‧輸出級
14、210‧‧‧時間產生單元
16、23‧‧‧誤差放大電路
200、300‧‧‧直流對直流控制器
220、220a、220b‧‧‧電壓識別改變判斷電路
230、230a、330、330a‧‧‧時間控制電路
231、231a‧‧‧計時電路
233、233a、31‧‧‧驅動器
600‧‧‧電流偵測電路
AND1、AND2‧‧‧及閘
BF1、BF2、BF3‧‧‧緩衝器
C1、C2‧‧‧電容
CMP1、CMP2、CMP3‧‧‧比較器
EA、EA2‧‧‧誤差信號
EN‧‧‧致能端
GND‧‧‧接地端
IL‧‧‧電感電流
L1、L2‧‧‧輸出電感
LG1、LG2‧‧‧下橋控制信號
NAND1‧‧‧反及閘
NOR1‧‧‧反或閘
PH‧‧‧相位節點
Pout‧‧‧控制信號
Q1‧‧‧上橋開關
Q2‧‧‧下橋開關
R‧‧‧重置端
R1、R2‧‧‧電阻
RT‧‧‧計時結果
S‧‧‧設定端
S11~S14、Q、S21‧‧‧輸出信號
SDX‧‧‧判斷信號
SR1‧‧‧SR正反器
STX1、STX‧‧‧時間信號
SVID‧‧‧電壓識別信號
T1‧‧‧第一預設時間
T2‧‧‧第二預設時間
T3‧‧‧第三預設時間
TM1、TM2‧‧‧計時器
TO‧‧‧輸出端
TP1‧‧‧時間點
UG1、UG2‧‧‧上橋控制信號
VCS‧‧‧電流感測電壓
Vin‧‧‧輸入電壓
Vout1、Vout2‧‧‧輸出電壓
VPH‧‧‧相位電壓
VRef‧‧‧參考電壓
S710、S720、S730‧‧‧步驟
圖1A為傳統直流對直流降壓電源轉換器的系統示意圖。 圖1B為傳統直流對直流降壓電源轉換器的波形示意圖。 圖2A為依據本發明的一實施例的直流對直流電源轉換器的系統示意圖。 圖2B為依據本發明的一實施例的直流對直流電源轉換器的輸出級的波形示意圖。 圖3A為依據本發明的一實施例的時間控制電路的電路示意圖。 圖3B為依據本發明的一實施例的時間控制電路的驅動波形示意圖。 圖4A為依據本發明的另一實施例的直流對直流電源轉換器的系統示意圖。 圖4B為依據本發明的另一實施例的時間控制電路的電路示意圖。 圖4C為依據本發明的另一實施例的時間控制電路的驅動波形示意圖。 圖5為依據本發明的一實施例的電壓識別改變判斷電路的判斷方式示意圖。 圖6為依據本發明的另一實施例的電壓識別改變判斷電路的判斷方式示意圖。 圖7為依據本發明的一實施例的直流對直流電源轉換器的控制方法的流程圖。

Claims (10)

  1. 一種直流對直流控制器，耦接一上橋開關與一下橋開關，該直流對直流控制器包括： 一時間產生單元，提供一時間信號； 一電壓識別(voltage Identification, VID)改變判斷電路，反應一電壓識別信號由高變低的改變提供一判斷信號；以及 一時間控制電路，耦接該時間產生單元與該電壓識別改變判斷電路，且依據該時間信號與該判斷信號提供一控制信號； 其中，當該電壓識別信號由高變低時，該時間控制電路依據該判斷信號與該時間信號關閉該上橋開關一第一預設時間，且在該第一預設時間內，該時間控制電路控制該下橋開關多次導通一第二預設時間與多次關閉一第三預設時間， 其中，該第二預設時間大於該第三預設時間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的直流對直流控制器，其中該控制信號為一具有三個電壓準位的信號，在該第三預設時間時，該控制信號為一第三態(tri-state)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的直流對直流控制器，其中該第一預設時間大於該下橋開關的一原始導通期間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的直流對直流控制器，其中該電壓識別改變判斷電路接收該上橋開關與該下橋開關間的一相位節點上的一電壓值，以判斷該相位節點的電流是否為負值。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的直流對直流控制器，更包括一電流偵測電路，耦接該上橋開關及該下橋開關間的一相位節點，並且提供一偵測結果給該電壓識別改變判斷電路，以判斷該相位節點的電流是否為負值。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的直流對直流控制器，其中該時間控制電路包括一第一計數器以計數該第二預設時間，一第二計數器以計數該第三預設時間。
  7. 一種直流對直流電源轉換器，包括： 一上橋開關及一下橋開關； 一時間產生單元，提供一時間信號； 一電壓識別改變判斷電路，反應一電壓識別信號由高變低的改變而提供一判斷信號；以及 其中，當該電壓識別信號由高變低時，該時間控制電路依據該判斷信號與該時間信號控制該上橋開關關閉一第一預設時間，且在該第一預設時間內，該時間控制電路控制該下橋開關多次導通一第二預設時間與多次關閉一第三預設時間， 其中，該第二預設時間大於該第三預設時間。
  8. 一種直流對直流電源轉換器的控制方法，用以控制一上橋開關與一下橋開關，該方法包括： 判斷一電壓識別信號是否由高變低； 關閉該上橋開關關閉一第一預設時間； 在該第一預設時間內，多次導通該下橋開關一第二預設時間與多次關閉一第三預設時間， 其中，該第二預設時間大於該第三預設時間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的直流對直流電源轉換器的控制方法，該第一預設時間大於該下橋開關的一原始導通期間。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的直流對直流電源轉換器的控制方法，根據該上橋開關與該下橋開關間的一電感電流判斷該電壓識別信號是否由高變低。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN209545428U (zh) * 2019-03-20 2019-10-25 力智电子股份有限公司 电源切换电路

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5481178A (en) 1993-03-23 1996-01-02 Linear Technology Corporation Control circuit and method for maintaining high efficiency over broad current ranges in a switching regulator circuit
US7235955B2 (en) 2004-07-26 2007-06-26 Intersil Americas Inc. Method and apparatus for preventing boosting system bus when charging a battery
JP4657789B2 (ja) * 2005-04-21 2011-03-23 ローム株式会社 昇圧型スイッチング電源装置及びこれを備えた電子機器
JP4685531B2 (ja) * 2005-07-11 2011-05-18 ローム株式会社 降圧型スイッチングレギュレータおよびその制御回路ならびにそれを用いた電子機器
JP2008079360A (ja) * 2006-09-19 2008-04-03 Renesas Technology Corp 昇圧コンバータ及び半導体集積回路
US8339116B2 (en) * 2010-03-22 2012-12-25 Intersil Americas Inc. DC/DC converter including ultrasonic feature for use with low quiescent currents
CN103378726B (zh) * 2012-04-18 2015-08-19 立锜科技股份有限公司 切换式电源供应器及其控制电路与控制方法
US9041375B2 (en) * 2012-10-30 2015-05-26 Infineon Technologies Ag High resolution control for a multimode SMPS converter and high resolution slope generator
US9998008B2 (en) * 2013-01-09 2018-06-12 Infineon Technologies Austria Ag Active transient response for DC-DC converters
US9559613B2 (en) * 2013-09-18 2017-01-31 Infineon Technologies Ag System and method for a switch driver
CN103616556B (zh) * 2013-11-22 2017-01-18 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 用于同步降压型变换器的过零检测电路及检测方法
CN105591542B (zh) * 2014-11-13 2017-12-26 中国长城科技集团股份有限公司 一种Buck变换器及其反流控制电路
TWI669890B (zh) * 2014-12-19 2019-08-21 力智電子股份有限公司 電源轉換裝置的電流感測電路與方法
CN105763053B (zh) * 2016-05-19 2019-05-07 杰华特微电子（杭州）有限公司 开关控制电路、开关电路及恒关断时间控制方法

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