TW202131613A - 延長接通時間以用於功率轉換器控制 - Google Patents

延長接通時間以用於功率轉換器控制 Download PDF

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Abstract

以保持恆定之一接通時間及變化之一斷開時間來使一功率電晶體接通及斷開。當偵測到該斷開時間小於比最小斷開時間限制大之臨限值時，延長該接通時間。隨後，以保持恆定的延長之接通時間及變化之該斷開時間來使該功率電晶體接通及斷開。

Description

延長接通時間以用於功率轉換器控制
相關申請案
本申請案主張於2020年12月15日申請之題為「Extending On-Time for Power Converter Control」的美國非臨時專利申請案No.17 / 247,536之優先權，該案主張於2020年2月13日申請之題為「Extending On-Time for Power Converter Control」的美國臨時專利申請案No.62 / 976,171之優先權，兩者均出於所有目的以引入方式併入本文。
本發明係有關於延長接通時間以用於功率轉換器控制。
功率轉換器通常自接收到之輸入電壓Vin產生經調節之輸出電壓Vout。在需要跨具有快速改變之負載瞬態分佈及寬範圍之輸入電壓Vin及輸出電壓Vout的複雜之電力分配網路來驅動各種負載的應用如USB-PD (通用串列匯流排-電力配送)中，恆定接通時間控制架構可用於以相對簡單之補償來達成快速負載瞬態回應。恆定接通時間架構通常具有由接通時間除以接通時間加可變斷開時間之和來判定的占空比。斷開時間之最低值通常受最小斷開時間限制，需要該最小斷開時間來確保在斷開時間期間做出之任何決定皆具有足夠穩定之控制信號及足夠之時間來做出正確之決定。因此，恆定之接通時間與最小之斷開時間導致最大之占空比，此限制了可針對任何給定輸入電壓Vin調節之最大輸出電壓Vout。因此，最小斷開時間在一些應用中給適當之電壓調節帶來潛在問題，因此斷開時間之變化一定不能導致斷開時間降至最小值以下，藉此導致在斷開時間期間控制穩定性不足或時間不夠用於做出正確之決定，及其他潛在問題。
改良之電子電路或方法通常包括功率電晶體，該功率電晶體係以保持恆定之接通時間及變化之斷開時間而接通及斷開。當偵測到該斷開時間小於比最小斷開時間限制大之臨限值時，延長該接通時間。隨後，以保持恆定的延長之接通時間及變化之斷開時間來使功率電晶體接通及斷開。
在一些實施例中，由於重複偵測到斷開時間小於臨限值，因此重複地延長接通時間。在一些實施例中，藉由偵測接通時間開始信號(指示接通時間之開始)出現在最小斷開時間限制之後的預定時間限制內來偵測該斷開時間小於該臨限值。在一些實施例中，當該接通時間開始信號出現在該預定時間限制之後的第二預定時間限制內時，維持該延長之接通時間，且當該接通時間開始信號出現在該第二預定時間限制之後時，減少該延長之接通時間。在一些實施例中，在偵測到在使該功率電晶體接通及斷開之切換信號(例如，PWM信號)的預定數目個連續週期內該斷開時間小於臨限值時，延長該接通時間。在一些實施例中，回應於偵測到在該切換信號之預定數目個連續週期內該斷開時間大於第二臨限值，減少該延長之接通時間，該第二臨限值大於該第一臨限值。
圖1示出用於向負載電路101提供電力之功率轉換器100的簡化示意圖，該功率轉換器具有PWM (脈寬調變)延長電路102 (即，PWM信號產生器)，該PWM延長電路藉由使接通時間保持恆定且改變斷開時間來產生PWM信號(切換信號)。另外，當PWM信號之斷開時間接近最小之容許斷開時間時，但在斷開時間達到或降至最小斷開時間以下之前，PWM控制及延長電路102延長PWM信號之接通時間，藉此允許斷開時間亦增加。因此，在PWM控制及延長電路102延長PWM信號之接通時間的點與最小之容許斷開時間之間存在安全緩衝。此特徵有別於先前技術之系統，該先前技術之系統不包括此類安全緩衝，而改為直至斷開時間達到最小之斷開時間之前不會延長接通時間。由於本揭示案中之安全緩衝防止斷開時間無意中達到或降至最小斷開時間以下，因此避免了與在斷開時間期間控制穩定性不足或時間不夠用來做出正確決定相關聯的任何潛在問題及其他潛在問題。
除了PWM控制及延長電路102之外，功率轉換器100亦大體上包括控制開關103、同步開關104、輸出電感器105、輸出電容器106、驅動電路107、PWM比較器(初始PWM信號產生器) 108、回饋誤差放大器109及電壓斜坡信號源110，及為了簡單起見而未示出之其他組件。替代地，在一些實施例中，不同之組件或組件之組合可用於執行本文針對組件102至110描述之大體上相同的功能。
在一些實施例中，控制開關103 (亦即，高側開關)及同步開關104 (亦即，低側開關)為MOSFET (金屬-氧化物-半導體場效電晶體)裝置，諸如如所示具有源極、汲極及閘極之NMOS功率電晶體裝置。控制開關103及同步開關104串聯地電連接在輸入節點(處於Vin)與接地之間，其中控制開關103之汲極電連接至輸入節點(處於Vin)以接收輸入電壓Vin，同步開關104之源極電連接至接地，且控制開關103之源極電連接至同步開關104之汲極。
驅動電路107電連接至控制開關103及同步開關104之閘極。因此，驅動電路107為任何適當之電子電路，該電子電路在功率轉換器100之正常(或第一)操作模式期間產生使控制開關103及同步開關104接通及斷開的高側及低側閘極驅動信號(分別在HG及LG處)。通常，當控制開關103接通時，同步開關104斷開，而當同步開關104接通時，控制開關103斷開，其中在控制開關與同步開關均斷開時在接通/斷開切換時間之間存在適當之空載時間，以防止直通電流。另外，當輸出電感器105中之電流為負時，同步開關104通常不接通。控制開關103及同步開關104之交替接通/斷開操作在開關或相位節點111處產生切換電流及切換電壓，該節點位於控制開關103之源極與同步開關104之汲極之間。
輸出電感器105具有電連接至開關節點111之第一節點及電連接至輸出節點(處於Vout)之第二節點。輸出電容器106具有電連接至輸出節點(處於Vout)之第一節點及電連接至接地之第二節點。因此，經由輸出濾波器(包括輸出電感器105及輸出電容器106)施加(在開關節點111處產生之)切換電流及切換電壓以產生輸出電壓Vout (具有輸出電流)來以受控方式將功率自輸入節點(處於Vin)傳遞至輸出節點(處於Vout)，以對負載電路101供電。
驅動電路107根據自PWM控制及延長電路102接收之脈寬調變(PWM)信號來產生高側及低側閘極驅動信號(在HG及LG處)。PWM比較器108回應於補償器電壓信號Vcomp (在PWM比較器108之正輸入端處接收)及電壓斜坡信號Vramp (在PWM比較器108之負輸入端處接收)而產生初始PWM信號PWM-init。電壓斜坡信號Vramp為由電壓斜坡信號源110提供或產生之週期性信號。補償器電壓信號Vcomp (誤差電壓)由回饋誤差放大器109產生，且由頻率補償器或頻率補償組件(未示出)補償。
回饋誤差放大器109基於回饋電壓信號Vfb (在回饋誤差放大器109之負輸入端處接收)及第一參考電壓信號Vref1(在回饋誤差放大器109之正輸入端處接收)來產生補償器電壓信號Vcomp。回饋電壓信號Vfb為(或基於)輸出電壓Vout或指示輸出電壓Vout之電壓位準。例如，回饋電壓信號Vfb可藉由分壓器(未示出)由輸出電壓Vout產生。參考電壓Vref1為(或指示)輸出電壓Vout之所要電壓位準。因此，補償器電壓信號Vcomp由回饋誤差放大器109產生，以指示回饋電壓信號Vfb與參考電壓信號Vref1之間的差異水平，且因此指示輸出電壓Vout與輸出電壓Vout之所要電壓位準之間的差異水平。換言之，回饋電壓信號Vfb之電壓位準與參考電壓信號Vref1明顯不同(亦即，兩者之間的差較大)導致補償器電壓信號Vcomp之電壓位準較大；且回饋電壓信號Vfb之電壓位準較接近於參考電壓信號Vref1 (亦即，兩者之間的差較小)導致補償器電壓信號Vcomp之電壓位準較小。另外，在一些實施例中，補償器電壓信號Vcomp相對於零伏偏移或歸一化了平台或偏移電壓量，且電壓斜坡信號Vramp之產生考慮了平台電壓量，以確保PWM比較器108之輸入不為零，因為典型比較器在零伏附近可能不會恰當地操作。
當補償器電壓信號Vcomp大於或高於電壓斜坡信號Vramp時，PWM比較器108對初始PWM信號PWM-init斷言為高，而當補償器電壓信號Vcomp小於或低於電壓斜坡信號Vramp時，PWM比較器108對初始PWM信號PWM-init撤銷斷言為低。PWM控制及延長電路102通常接收初始PWM信號PWM-init且由此產生具有恆定接通時間之PWM信號，該PWM信號在對初始PWM信號PWM-init之每次斷言時被觸發。為了改變PWM信號之占空比，允許改變斷開時間，藉此調節輸出電壓Vout。當PWM控制及延長電路102大體上偵測到PWM信號之斷開時間小於比最小斷開時間限制大之第一臨限值時(亦即，根據安全緩衝)，PWM控制及延長電路102大體上延長或增加PWM信號之接通時間。換言之，當PWM信號之占空比接近(但是在其達到之前)最大值時，PWM控制及延長電路102延長PWM信號之接通時間，藉此允許占空比增加甚至超過未延長之PWM信號可能出現之情況。(替代地，當斷開時間接近下限，占空比接近上限，週期接近下限，輸入電壓Vin與輸出電壓Vout之間的差(Vin-Vout)接近下限，或者輸出電壓Vout接近上限時，PWM控制及延長電路102延長PWM信號之接通時間。)因此，較大之占空比能力使功率轉換器100能夠以較高之最大電壓位準來產生輸出電壓Vout，同時在斷開時間期間仍保持足夠之控制穩定性及足夠之時間來用於做出正確之決定。另外，當PWM控制及延長電路102大體上偵測到PWM信號之斷開時間大於第二臨限值(該第二臨限值大於第一臨限值)時，PWM控制及延長電路102通常減小PWM信號之接通時間的之延長。換言之，當PWM信號之占空比充分低於其最大值時，PWM控制及延長電路102減小PWM信號之接通時間的延長，藉此允許占空比反映功率轉換器100之正常操作。此外，PWM控制及延長電路102之操作通常防止補償器電壓信號Vcomp飽和。
此外，在一些實施例中，在正常或最小接通時間與最大之延長接通時間之間按遞增/遞減步長來進行PWM信號之接通時間之延長的增加及減小。另外，為了幫助維持控制及減輕雜訊，使遞增/遞減步長相對較小。例如，若希望最大之延長接通時間比正常接通時間長40%且希望接通時間在正常與最大之延長值之間具有8個可能值，則接通時間可按7個增量步長自正常(第1個)值增加或減小為最大之延長(第8個)值。若在此實例中增量步長大小相同，則每一步長使接通時間增加或減小了其原始正常值之約5.7%。取決於應用，最大延長接通時間之值及增量數量之其他實例亦為適當的。此外，在希望或需要時，每一增量步長之大小可相同或不同。
在一些實施例中，在PWM信號之週期的高位準部分(亦+即，接通時間)期間，PWM信號通常致使驅動電路107對HG處之高側閘極驅動信號斷言以接通或啟動控制開關103且對LG處之低側閘極驅動信號撤銷斷言以斷開或撤銷啟動同步開關104。被啟動之控制開關103 (及被撤銷啟動之同步開關104)通常致使切換電流及切換電壓(在開關節點111處產生)之位準增加，此最終致使輸出電壓Vout之位準增加。另一方面，在PWM信號之週期的低位準部分(亦即，斷開時間)期間，PWM信號通常致使驅動電路107對HG處之高側閘極驅動信號撤銷斷言以斷開或撤銷啟動控制開關103且對LG處之低側閘極驅動信號斷言以接通或啟動同步開關104。被啟動之同步開關104 (及被撤銷啟動之控制開關103)最終致使切換電流及切換電壓(在開關節點111處產生)之位準減小，此致使輸出電壓Vout之位準減小。
因此，在功率轉換器100之正常操作模式期間，當輸出電壓Vout之電壓位準增加到大於或高於期望電壓位準的位準時，回饋電壓信號Vfb與參考電壓信號Vref1之間的差減小。補償器電壓信號Vcomp之電壓位準隨後減小，因此補償器電壓信號Vcomp高於電壓斜坡信號Vramp之時間量減少，且PWM信號之占空比減小。PWM信號之占空比減小致使HG處之高側閘極驅動信號之斷開時間的持續時間延長且LG處之低側閘極驅動信號之接通時間的持續時間延長，使得控制開關103在總時間之較小量內接通，而同步開關104在較長量內接通。控制開關103之較長斷開時間(及同步開關104之較長接通時間)致使輸出電壓Vout之電壓位準朝著期望電壓位準往回減小。因此，當輸出電壓Vout高於期望電壓位準時，補償器電壓信號Vcomp之電壓位準減小導致輸出電壓Vout之電壓位準朝著期望電壓位準往回減小。
另外，在功率轉換器100之正常操作模式期間，當輸出電壓Vout之電壓位準減小到小於或低於期望電壓位準之位準時，回饋電壓信號Vfb與參考電壓信號Vref1之間的差增大。補償器電壓信號Vcomp之電壓位準隨後增加，因此補償器電壓信號Vcomp高於電壓斜坡信號Vramp之時間量增加，且PWM信號之占空比增大。PWM信號之占空比增大致使HG處之高側閘極驅動信號之斷開時間的持續時間縮短，且LG處之低側閘極驅動信號之接通時間的持續時間縮短，使得控制開關103在總時間之較大量內接通，而同步開關104在較短之量內接通。控制開關103之較短斷開時間(及同步開關104之較短接通時間)致使輸出電壓Vout之電壓位準朝著期望電壓位準往回增加。因此，當輸出電壓Vout低於期望電壓位準時，補償器電壓信號Vcomp之電壓位準增加導致輸出電壓Vout之電壓位準朝著期望電壓位準往回增加。
通常使用恆定接通時間技術來執行PWM信號之產生，使得改變斷開時間以便產生在任何給定時間均具有適合於負載電路101所要求之功率及電壓位準之占空比的PWM信號。當藉由PWM控制及延長電路102延長接通時間時，仍使用恆定接通時間技術來產生PWM信號，但接通時間延長。以此方式，延長接通時間亦允許藉由正常之恆定接通時間操作技術來延長斷開時間，使得在延長接通時間之後，占空比將保持為與之前大致相同。因此，輸出電壓Vout之電壓位準在延長接通時間之後亦保持為與之前大致相同。然而，隨之而來的斷開時間延長允許斷開時間再次減少，使得占空比及輸出電壓Vout可增大到比延長接通時間之前可能之位準高的位準。因此，接通時間延長允許在輸出電壓Vout之產生上具有較大靈活性，在負載電路101之操作期間可能需要如此。
PWM控制及延長電路102之示例操作由圖2所示之簡化示例時序圖示出。時序圖201大體上示出了在正常操作期間在不需要增加而是可減少接通時間之延長時PWM控制及延長電路102之操作。時序圖202大體上示出了在需要增加接通時間之延長時PWM控制及延長電路102之操作。時序圖203大體上示出了在不需要增加或減少接通時間之延長時PWM控制及延長電路102之操作。為了描述及說明之目的，時序圖可表示PWM控制及延長電路102內之所述信號(或基於所述信號之替代信號)的理想版本。另外，應理解，在一些實施例中，對於一些信號，時序圖中之上升沿及下降沿、高及低信號及邏輯1及邏輯0值的描繪及描述可顛倒。
時序圖201包括初始PWM信號PWM-init、PWM信號、最小斷開時間信號Toffmin、向上計數時鐘信號CTUP-clk及向下計數時鐘信號CTDN-clk。尺寸箭頭204示出了初始PWM信號PWM-init及PWM信號之週期。在所示週期之開始或結束時，初始PWM信號PWM-init之上升沿觸發PWM信號之上升沿。如上所述，初始PWM信號PWM-init根據PWM比較器108之操作在其下降沿重設。如下所述，PWM信號在由PWM控制及延長電路102提供之恆定接通時間之控制下在其下降沿重設，且觸發最小斷開時間信號Toffmin之上升沿。另外，最小斷開時間信號Toffmin之持續時間(如尺寸箭頭205所示)指示PWM信號之最小容許斷開時間。向上計數時鐘信號CTUP-clk及向下計數時鐘信號CTDN-clk用於偵測何時使PWM信號之接通時間之延長增加或減小或保持穩定。
在時序圖201中，PWM信號之斷開時間(如尺寸箭頭206所示)大於最小斷開時間信號Toffmin，使得斷開時間之結束出現在向上計數時鐘信號CTUP-clk及向下計數時鐘信號CTDN-clk之上升沿之後。替代地，指示下一個接通時間之開始的信號出現在向上計數時鐘信號CTUP-clk及向下計數時鐘信號CTDN-clk之結束之後。在此種情況下，不需要延長PWM信號之接通時間，因此PWM控制及延長電路102不延長接通時間。另一方面，若在此種情況下當前已經延長了接通時間，則可減小接通時間之延長，因此PWM控制及延長電路102將接通時間之延長減小一個增量步長。接通時間不會減少到小於正常或最小之接通時間。在一些實施例中，PWM控制及延長電路102在遇到此種情況之每一次或每一週期使接通時間延長減小一個增量步長。替代地，PWM控制及延長電路102在減少接通時間延長之前等待在其中重複此種情況的預定之時間量或預定數目之連續週期，藉此確保PWM信號穩定，使得在可能不確定是否需要減少接通時間延長時，PWM控制及延長電路102不會減少接通時間延長。
時序圖202同樣包括初始PWM信號PWM-init、PWM信號、最小斷開時間信號Toffmin、向上計數時鐘信號CTUP-clk及向下計數時鐘信號CTDN-clk。在時序圖202中，PWM信號之斷開時間(如尺寸箭頭207所示)小於向上計數時鐘信號CTUP-clk之持續時間，使得斷開時間之結束出現在最小斷開時間信號Toffmin之結束(亦即，下降沿)之後但在向上計數時鐘信號CTUP-clk之結束(亦即，上升沿)之前。替代地，指示下一個接通時間之開始的信號出現在向上計數時鐘信號CTUP-clk之結束之前。因此，如尺寸箭頭208所指示，向上計數時鐘信號CTUP-clk之上升沿表示比最小斷開時間限制大(亦即，根據安全緩衝)之第一臨限值。在此種情況下，PWM控制及延長電路102將PWM信號之接通時間延長一個增量步長。接通時間不能增加到超過最大之延長接通時間。在一些實施例中，PWM控制及延長電路102在遇到此種情況之每一次或每一週期將接通時間延長增加一個增量步長。替代地，PWM控制及延長電路102在增加接通時間延長之前等待在其中重複此種情況的預定之時間量或預定數目之連續週期，藉此確保PWM信號穩定，使得在可能不確定是否需要增加接通時間延長時，PWM控制及延長電路102不會增加接通時間延長。(此預定之時間量或預定數目之連續週期可與上述情況相同，如下面之實例中所示，或可大於或小於上述情況。)另外，由於由向上計數時鐘信號CTUP-clk之上升沿表示的第一臨限值大於由最小斷開時間信號Toffmin之結束表示的最小斷開時間限制，因此PWM控制及延長電路102在PWM信號之斷開時間可能會潛在地掉落到最小斷開時間以下之前開始延長PWM信號之接通時間，藉此避免與在斷開時間期間控制穩定性不足或時間不夠用來作出正確決定相關聯之任何潛在問題，及其他潛在問題。在一些實施例中，如尺寸箭頭208所指示，最小斷開時間信號Toffmin之下降沿與向上計數時鐘信號CTUP-clk之上升沿之間的差(亦即，安全緩衝之長度)為約5 ns至約20 ns，該差可為可程式設計的。
時序圖203同樣包括初始PWM信號PWM-init、PWM信號、最小斷開時間信號Toffmin、向上計數時鐘信號CTUP-clk及向下計數時鐘信號CTDN-clk。在時序圖203中，PWM信號之斷開時間(如尺寸箭頭209所示)大於向上計數時鐘信號CTUP-clk之持續時間但小於向下計數時鐘信號CTDN-clk之持續時間，使得斷開時間之結束出現在向上計數時鐘信號CTUP-clk之結束(亦即，上升沿)之後但在向下計數時鐘信號CTDN-clk之結束(亦即，上升沿)之前。替代地，指示下一個接通時間之開始的信號出現在向上計數時鐘信號CTUP-clk之結束之後且在向下計數時鐘信號CTDN-clk之結束之前。因此，如尺寸箭頭210所指示，向下計數時鐘信號CTDN-clk之上升沿表示比第一臨限值大之第二臨限值。在此種情況下，不需要增加或減少PWM信號之接通時間，因此PWM控制及延長電路102不會改變PWM信號之接通時間延長。除了第一臨限值之外亦使用第二臨限值會在PWM控制及延長電路102將增加或減少接通時間延長之點之間提供一些滯後。在一些實施例中，如尺寸箭頭210所指示，向上計數時鐘信號CTUP-clk之上升沿與向下計數時鐘信號CTDN-clk之上升沿之間的差約為5 ns。
在圖3中示出了PWM控制及延長電路102之簡化示例電路。在此實例中，PWM控制及延長電路102大體上包括D正反器301至304、邏輯閘305、計數核準邏輯306、週期計數器307、計數時鐘產生器308、快速計數邏輯309、向上/向下計數器310、電容器311至314、開關315至318、電流源319、比較器320及SR正反器321及為簡單起見未示出之其他組件。替代地，在一些實施例中，不同之組件或組件之組合可用於執行本文針對組件301至321所描述的大體上相同之功能。
D正反器301及302與邏輯閘305回應於PWM信號、向上計數時鐘信號CTUP-clk及向下計數時鐘信號CTDN-clk而產生向上計數信號CTUP及向下計數信號CTDN。D正反器301在D輸入端處接收PWM信號，在時鐘輸入端處接收向上計數時鐘信號CTUP-clk，且在Q輸出端處輸出向上計數信號CTUP。在此種組態中，當向上計數時鐘信號CTUP-clk變為高而PWM信號已為高時，D正反器301對向上計數信號CTUP斷言(否則對向上計數信號CTUP撤銷斷言)，藉此指示在有可能時可能需要延長PWM信號之接通時間，正如示例時序圖202中所發生的。因此，D正反器301偵測何時PWM信號之斷開時間小於第一臨限值，該第一臨限值大於最小斷開時間限制。(第一臨限值由向上計數時鐘信號CTUP-clk變高指示。)邏輯閘305 (例如，或非閘)在其輸入端處接收PWM信號及向上計數信號CTUP且在該兩個輸入為低時輸出高信號。D正反器302在D輸入端處接收邏輯閘305之輸出，在時鐘輸入端處接收向下計數時鐘信號CTDN-clk，且在Q輸出端處輸出向下計數信號CTDN。在具有邏輯閘305之此種組態中，在向下計數時鐘信號CTDN-clk變高而邏輯閘305之輸入已為高時，D正反器302對向下計數信號CTDN斷言(否則對向下計數信號CTDN撤銷斷言)，藉此指示若可能則可能需要減少PWM信號之接通時間的延長，正如示例時序圖201中所發生的。因此，D正反器302偵測何時斷開時間大於第二臨限值，該第二臨限值大於第一臨限值。(第二臨限值由向下計數時鐘信號CTDN-clk變高指示。)
另外，D正反器303在D輸入端處接收向上計數信號CTUP，在時鐘輸入端處接收最小斷開時間信號Toffmin，且在Q輸出端處輸出或斷言前一向上計數信號CTUP-P。此外，D正反器304在D輸入端處接收向下計數信號CTDN，在時鐘輸入端處接收最小斷開時間信號Toffmin，且在Q輸出端處輸出或斷言前一向下計數信號CTDN-P。因此，由於最小斷開時間信號Toffmin出現在向上計數時鐘信號CTUP-clk及向下計數時鐘信號CTDN-clk之上升沿之前，因此，在向上計數信號CTUP及向下計數信號CTDN在當前週期內可能發生改變之前，D正反器303及304將向上計數信號CTUP及向下計數信號CTDN之前一週期值(亦即，被斷言或被撤銷斷言)分別鎖存為前一向上計數信號CTUP-P及前一向下計數信號CTDN-P。因此，向上計數信號CTUP為針對PWM信號之當前週期的當前向上計數信號，前一向上計數信號CTUP-P為針對PWM信號之前一週期的前一向上計數信號，向下計數信號CTDN為針對PWM信號之當前週期的當前向下計數信號，且前一向下計數信號CTDN-P為針對PWM信號之前一週期的前一向下計數信號。
計數核準邏輯306接收向上計數信號CTUP、前一向上計數信號CTUP-P、向下計數信號CTDN及前一向下計數信號CTDN-P。(在一些實施例中，如下文所述，計數核準邏輯306亦視情況地接收快速計數信號CT-快速)。回應於向上計數信號CTUP及前一向上計數信號CTUP-P均被斷言，或回應於向下計數信號CTDN及前一向下計數信號CTDN-P均被斷言，計數核準邏輯306在其輸出端處輸出或斷言計數核準信號CT-OK。另一方面，當自前一週期以來向上計數信號CTUP及向下計數信號CTDN已改變時(如由向上計數信號CTUP與前一向上計數信號CTUP-P不同或向下計數信號CTDN與前一向下計數信號CTDN-P不同所指示)，則計數核準邏輯306在其輸出端處對計數核準信號CT-OK撤銷斷言。另外，當向上計數信號CTUP與向下計數信號CTDN均被撤銷斷言時(指示時序圖203所示之情況)，則計數核準邏輯306在其輸出端處對計數核準信號CT-OK撤銷斷言。
週期計數器307接收計數核準信號CT-OK及最小斷開時間信號Toffmin且由此產生週期計數CT-週期作為其輸出。只要計數核準信號CT-OK被斷言(亦即，只要向上計數信號CTUP及向下計數信號CTDN相對於前一週期並未改變)，週期計數器307隨著由最小斷開時間信號Toffmin之斷言所指示的每一週期而使其輸出計數增大。以此方式，週期計數器307對向上計數信號CTUP及向下計數信號CTDN相對於前一週期並未改變的連續週期之數目進行計數，直至達到最大之計數值。週期計數器307輸出週期之計數，作為週期計數CT-週期。取決於特定應用之要求，週期計數器307針對週期計數CT-週期產生任何適當數目之計數位元以便對任何適當數目之連續週期計數。因此，最大計數值表示預定數目之連續週期。另外，當計數核準信號CT-OK被撤銷斷言(指示向上計數信號CTUP及/或向下計數信號CTDN相對於前一週期已發生改變或向上計數信號CTUP及向下計數信號CTDN被撤銷斷言)時，週期計數器307將其計數重設為開始值，例如，零。週期計數器307在週期計數CT-週期達到其最大計數值(亦即，在向上計數信號CTUP及/或向下計數信號CTDN未改變之情況下的連續週期之預定數目)之週期之後的週期中亦將其計數重設為開始值。
計數時鐘產生器308接收週期計數CT-週期且產生時鐘計數信號CT-clk。(在一些實施例中，如下文所述，計數時鐘產生器308亦視情況地接收快速計數信號CT-快速。)回應於來自週期計數器307之週期計數CT-週期達到其最大計數值(連續週期之預定數目)，計數時鐘產生器308例如在週期之一半內對時鐘計數信號CT-clk斷言。換言之，計數時鐘產生器308偵測何時週期計數器307之輸出達到其最大計數值且回應於此而輸出或斷言時鐘計數信號CT-clk。否則，計數時鐘產生器308使時鐘計數信號CT-clk維持為撤銷斷言。以此方式，只要向上計數信號CTUP及/或向下計數信號CTDN在預定數目之連續週期內維持其值，亦即，D正反器301或302分別針對預定數目之連續週期向上計數或向下計數，計數時鐘產生器308便對時鐘計數信號CT-clk斷言。在一些實施例中，預定數目之連續週期為8個或9個週期。在一些實施例中，組件301至308之行為及時鐘計數信號CT-clk導致PWM信號之接通時間延長的增加僅在偵測到在PWM信號之至少2至9個連續週期內斷開時間小於第一臨限值時(如向上計數信號CTUP所指示)發生。類似地，組件301至308之行為及時鐘計數信號CT-clk導致PWM信號之接通時間延長的減少僅在偵測到在PWM信號之至少2至9個連續週期內斷開時間大於第二臨限值時(如向下計數信號CTDN所指示)發生。
向上/向下計數器310接收時鐘計數信號CT-clk及向上計數信號CTUP且按接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2產生計數值作為其輸出。如下文所述，使用接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2之計數值來設置PWM信號之接通時間之延長。在所示實例中，向上/向下計數器310為三位元計數器，該三位元計數器實現八個接通時間延長狀態，例如，非延長、正常或最小接通時間及七個增量延長接通時間。然而，可由向上/向下計數器310產生任何適當數目之位元，以實現任何適當數目之延長增量或狀態。在向上計數信號CTUP亦被斷言時對時鐘計數信號CT-clk之每次斷言指示在預定數目之連續週期內向上計數信號CTUP保持被斷言，亦即，週期計數器307之輸出已達到其最大之計數值。因此，隨著在向上計數信號CTUP亦被斷言且向上/向下計數器310未達到其最大值時對時鐘計數信號CT-clk之每次斷言，亦即，回應於週期計數器307之輸出達到其最大計數值，向上/向下計數器310使接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2之計數值增大或增加。另一方面，在向上計數信號CTUP被撤銷斷言時對時鐘計數信號CT-clk之每次斷言指示向下計數信號CTDN在預定數目之連續週期內保持被斷言。因此，隨著在向上計數信號CTUP被撤銷斷言且向上/向下計數器310未達到其最小值時對時鐘計數信號CT-clk之每次斷言，向上/向下計數器310使接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2之計數值減少或減小。對向上計數信號CTUP之撤銷斷言可以此方式使用，因為示例實現方式確保在向下計數信號CTDN被斷言時向上計數信號CTUP被撤銷斷言；然而，在替代實施例中，向上/向下計數器310亦可接收向下計數信號CTDN，藉此在向下計數信號CTDN隨著時鐘計數信號CT-clk之每次斷言而被斷言時，使接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2之計數值減少或減小。以此方式，給定組件301至308之上述操作，只要在預定數目之連續週期內發生時序圖202所示之情況(亦即，PWM控制及延長電路102之組件301至308偵測到PWM信號之斷開時間小於第一臨限值，該第一臨限值大於最小斷開時間)，向上/向下計數器310將使接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2之計數值增加或增大，直至達到最大計數值。同樣地，只要在預定數目之連續週期內發生時序圖201所示之情況(亦即，PWM控制及延長電路102之組件301至308偵測到PWM信號之斷開時間大於第二臨限值，該第二臨限值大於第一臨限值)，向上/向下計數器310將使接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2之計數值向下減小或減少至最小計數值，例如，零。另外，只要發生時序圖203所示之情況(亦即，PWM控制及延長電路102之組件301至308偵測到PWM信號之斷開時間大於第一臨限值且小於第二臨限值)，向上/向下計數器310不改變接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2之計數值。在一些實施例中，因此，組件301至308形成斷開時間偵測電路，該斷開時間偵測電路偵測PWM信號之斷開時間1)小於第一臨限值，2)大於第一臨限值且小於第二臨限值，或3)大於第二臨限值。
在一些實施例中，向上/向下計數器310亦視情況地接收快速計數信號CT-快速、不連續導通模式(DCM)信號及過電流保護(OCP)信號。
DCM信號以習知方式產生且指示功率轉換器100將進入DCM操作。在一些實施例中，若接通時間已延長，則功率轉換器100將不會進入DCM操作，藉此降低在連續導通模式(CCM)與DCM操作之間來回切換(亦即，CCM/DCM搖擺)之任何風險。然而，在一些實施例中，DCM信號導致向上/向下計數器310將所有接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2設置為高值，使得在DCM操作期間或只要DCM信號被斷言，功率轉換器100以最大之延長接通時間來操作。在自DCM操作退出(亦即，DCM信號之撤銷斷言)後，接通時間延長(亦即，位Ext0、Ext1及Ext2之計數值)將根據如上所述之組件301至308之操作而遞減(若適當)。在自DCM退出而進入CCM後接通時間延長之遞減而非即刻完全減少確保自DCM平滑地過渡到CCM。
OCP信號以習知方式觸發且指示功率轉換器100已遇到潛在之過電流狀況。在一些實施例中，OCP信號導致向上/向下計數器310維持其當前狀態，亦即，只要OCP信號被斷言，接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2之計數值便不會改變。另外，在一些實施例中，亦將OCP信號提供至週期計數器307以使週期計數器307重設其週期計數CT-週期。
快速計數邏輯309表示偵測希望快速地增加接通時間延長之情況的任何適當之邏輯電路。在偵測到此類情況時，快速計數邏輯309對快速計數信號CT-快速斷言，否則對快速計數信號CT-快速撤銷斷言。例如，在一些實施例中，快速計數邏輯309接收初始PWM信號PWM-init、向上計數信號CTUP及最小斷開時間信號Toffmin，且在初始PWM信號PWM-init及向上計數信號CTUP被斷言且在最小斷開時間Toffmin變低或被撤銷斷言時產生快速計數信號CT-快速。以此方式，當已藉由上文針對組件301至308及310描述之操作使接通時間延長至少一個增量時，在初始PWM信號PWM-init在整個週期內保持被斷言或保持為邏輯高時，快速計數邏輯309對快速計數信號CT-快速斷言。快速計數信號CT-快速之以下示例使用中的每一者可被視為任選的。在圖3所示之實例中，快速計數信號CT-快速被計數核準邏輯306、計數時鐘產生器308及向上/向下計數器310接收。在替代實施例中，此等組件306、308及310中之一或多者而非其全部接收快速計數信號CT-快速。對於接收快速計數信號CT-快速之此等組件306、308及310中之每一者，快速計數信號CT-快速之斷言大體上超控其上述操作以便導致接通時間延長之更快速增加。例如，不管向上計數信號CTUP、前一向上計數信號CTUP-P、向下計數信號CTDN及前一向下計數信號CTDN-P之狀態如何，當快速計數信號CT-快速被斷言時，計數核準邏輯306對計數核準信號CT-OK斷言，藉此確保週期計數器307對每個週期計數，而非只對向上計數信號CTUP或向下計數信號CTDN不改變之彼等週期計數。不管週期計數CT-週期之計數如何，當快速計數信號CT-快速被斷言時，計數時鐘產生器308對時鐘計數信號CT-clk斷言，藉此確保向上/向下計數器310每個週期或比上述連續週期之預定數目更頻繁地使其計數值增大。另外，不管時鐘計數信號CT-clk何時被斷言，在快速計數信號CT-快速被斷言時，向上/向下計數器310使接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2之計數值增加一個以上增量步長或一個以上位元。快速計數邏輯309及快速計數信號CT-快速之以上示例使用中的任何一種或多種可包括在功率轉換器100或PWM控制及延長電路102中用於確保在需要時更快速地發生接通時間延長之增加。另外，在一些實施例中，快速計數信號或另一類似信號可用於以快速方式倒計數，同時亦確保防止在快速向上計數與快速向下計數之間來回跳動。
對圖3所示之示例電路之以上描述中的一些確保PWM信號之接通時間延長之增加或減小不會過快地發生，以便避免接通時間延長之快速向後及向前增加及減小。然而，在一些實施例中，確保接通時間延長之快速改變始終為較佳的。在此種情況下，D正反器303及304、計數核準邏輯306、週期計數器307、計數時鐘產生器308及快速計數邏輯309之操作可能係不必要的，因此可不包括此等組件。而是，可將向上計數信號CTUP及向下計數信號CTDN直接提供至向上/向下計數器310，使得向上/向下計數器310可隨著對此等信號之每次斷言而分別使接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2之計數值增大及減小。
電容器311至314、開關315至318、電流源319、比較器320及SR正反器321根據或基於初始PWM信號PWM-init及接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2來控制PWM信號之產生。電容器311至314及第一開關315並聯電連接在電流源319與接地(或參考電壓)之間。另外，開關316至318中之每一者串聯電連接在電容器312至314中之對應者與接地之間。第二開關316、第三開關317及第四開關318之控制輸入分別電連接至接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2之輸出，使得接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2分別被提供至開關316、317及318之控制輸入。因此，當接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2中之任一者為高或邏輯1時，則其各別開關316至318閉合且對應之電容器312至314連接到電流源319與接地之間的電路中；且當接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2中之任一者為低或邏輯0時，則其各別開關316至318斷開且對應之電容器312至314與該電路斷開連接。替代地，在一些實施例中，代替或除了改變電路中之電容之外，亦可將接通時間延長計數位元Ext0，Ext1及Ext2提供至電流源319以改變自其輸出之電流的位準。
電流源319與組件311至315中之每一者之間的節點322電連接至比較器320之正輸入端。第二參考電壓Vref2電連接至比較器320之負輸入端。當節點322之電壓位準(充電電壓Vc)上升到第二參考電壓Vref2之電壓位準以上時，比較器320對其輸出斷言，例如變高；且當充電電壓Vc降至第二參考電壓Vref2之電壓位準以下時，比較器320對其輸出撤銷斷言，例如變低。在一些實施例中，電流源319輸出之電流及/或第二參考電壓Vref2之電壓位準可基於輸入電壓Vin或輸出電壓Vout或其他因素，以便實現與在不同之操作條件下以恆定頻率操作類似的電路特性。SR正反器321在R輸入端處接收比較器320之輸出，在S輸入端處接收初始PWM信號PWM-init，且在Q輸出端處產生PWM信號。因此，當在S輸入端處對初始PWM信號PWM-init斷言時，SR正反器321在Q輸出端處對PWM信號斷言，且當在R輸入端處對比較器320之輸出斷言時，SR正反器在Q輸出端處對PWM信號撤銷斷言。
第一開關315之控制輸入端電連接至比較器320之輸出端。因此，當第一開關315接收比較器320的被撤銷斷言之輸出時，第一開關315斷開，藉此允許電流源319根據各別接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2對第一電容器311及藉由對應之開關316至318而連接到電路中之電容器312至314中的任一者充電。另一方面，當第一開關315接收到比較器320的被斷言之輸出時，第一開關315閉合，藉此對電容器311至314放電。
在功率轉換器100之正常或非延長操作下，亦即，在接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2之計數值為000b時，開關316至318斷開，使得電容器312至314中無一者連接到電路中。在此種情況下，當第一開關315斷開時，當開關315斷開時僅第一電容器311被充電。在接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2之計數值為001b時，將電容器312與電容器311並聯地添加至電路中，因此在開關315斷開時，此等電容器311及312均被充電。在接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2之計數值為010b時，將電容器313與電容器311並聯地添加至電路，因此在開關315斷開時，此等電容器311及313均被充電。在接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2之計數值為011b時，將電容器312及313與電容器311並聯地添加至電路，因此在開關315斷開時，電容器311至313被充電。類似地，對於接通時間延長計數位元Ext0、Ext1及Ext2之每一計數值，在電路中包括電容器311至314之不同組合。電容器311至314之每一不同組合導致以不同速率來產生充電電壓Vc，使得充電電壓Vc在不同之時間達到第二參考電壓Vref2。
電容器311之電容致使充電電壓Vc以最小之接通時間達到第二參考電壓Vref2之電壓位準，使得比較器320之輸出以最小之接通時間重設SR正反器321，藉此重設PWM信號。另外，第一額外電容器312之電容使得其將一個增量步長添加至延長之接通時間，第二額外電容器313之電容使得其將兩個增量步長添加至延長之接通時間，且第三額外電容器314之電容使得其將四個增量步長添加至延長之接通時間。因此，電容器311及312之並聯組合電容致使充電電壓Vc在大於最小接通時間之第一增量步長時達到第二參考電壓Vref2之電壓位準，使得PWM信號在第一延長之接通時間時重設。另外，電容器311及313之並聯組合電容致使充電電壓Vc在大於最小接通時間之第二增量步長時達到第二參考電壓Vref2之電壓位準，使得PWM信號在第二延長之接通時間時重設。此外，電容器311至313之並聯組合電容致使充電電壓Vc在大於最小接通時間之第三增量步長時達到第二參考電壓Vref2之電壓位準，使得PWM信號在第三延長之接通時間時重設。電容器311至314之不同組合之遍歷以每一增量步長繼續，直到所有三個額外電容器312至314與第一電容器311並聯組合以致使PWM信號在最大之延長之接通時間被重置為止。此過程之反向操作為朝著最小接通時間往回遞減每一步長。因此，組件310至321用作接通時間調整電路，該接通時間調整電路1)回應於組件301至308偵測到斷開時間小於第一臨限值(在預定數目之連續週期內)而延長接通時間，且2)回應於組件301至308偵測到斷開時間大於第二臨限值(在預定數目之連續週期內)而減少接通時間之延長。
已在模擬及實驗室實施例中使用0.667 MHz、1 MHz、1.67 MHz及2 MHz之切換頻率、比最小斷開時間極限大5 ns、10 ns及20 ns之第一臨限值、比第一臨限值大5 ns之第二臨限值及約24伏之輸入電壓Vin來測試上述電路及過程。測試模擬表明，可將最大占空比可靠地提高約1至2.7個百分點，致使輸出電壓Vout增加約0.23至0.66伏，而不會對輸出電壓Vout之控制或波動產生不適當之負面後果。
已詳細參考了所揭示之發明的實施例，在附圖中已示出該等實施例之一或多個實例。每一實例均以解釋本技術而非限制本技術之方式提供。實際上，雖然已參考本發明之具體實施例來詳細描述本說明書，但應理解，熟習此項技術者在理解前述內容之後可容易構想出此等實施例之替代物、變化及等同物。例如，示出或描述為一個實施例之一部分的特徵可與另一個實施例一起使用以產生又一個實施例。因此，期望本主題涵蓋所附請求項及其等效物之範圍內的所有此類修改及變化。在不脫離所附請求項中更特定闡述的本發明之範圍的況下，熟習此項技術者可實踐本發明之此等及其他修改及變型。此外，熟習此項技術者應理解前述描述係僅舉例說明，而不意欲限制本發明。
100:功率轉換器 101:負載電路 102:PWM控制及延長電路 103:控制開關 104:同步開關 105:輸出電感器 106:輸出電容器 107:驅動電路 108:PWM比較器 109:回饋誤差放大器 110:電壓斜坡信號源 111:開關節點 201:時序圖 204-206:尺寸箭頭 301-304:D正反器 305:邏輯閘 306:計數核準邏輯 307:週期計數器 308:計數時鐘產生器 309:快速計數邏輯 310:向上/向下計數器 311-314:電容器 315-318:開關 319:電流源 320:比較器 321:SR正反器 322:節點 CT-clk:時鐘計數信號 CTDN:向下計數信號 CTDN-clk:向下計數時鐘信號 CTDN-P:前一向下計數信號 CT-OK:計數核準信號 CTUP:向上計數信號 CTUP-clk:向上計數時鐘信號 CTUP-P:前一向上計數信號 CT-fast:快速計數信號 CT-period:週期計數 DCM:不連續導通模式信號 Ext0; Ext1; Ext2:接通時間延長計數位元 PWM:PWM信號 PWM-init:初始PWM信號 Toffmin:最小斷開時間信號 Vc:充電電壓 Vcomp:補償器電壓信號 Vfb:回饋電壓信號 Vin:輸入電壓 Vout:輸出電壓 Vramp:電壓斜坡信號 Vref1:第一參考電壓信號 Vref2:第二參考電壓 OCP:過電流保護信號
圖1為根據一些實施例的具有脈寬調變(PWM)信號延長能力之功率轉換器的簡化示意圖。 圖2示出根據一些實施例之簡化時序圖，該等時序圖示出圖1所示之功率轉換器之PWM信號延長能力的操作。 圖3為根據一些實施例的在圖1所示之功率轉換器中使用的PWM控制及延長電路之簡化示意圖。
102:PWM控制及延長電路
301-304:D正反器
305:邏輯閘
306:計數核準邏輯
307:週期計數器
308:計數時鐘產生器
309:快速計數邏輯
310:向上/向下計數器
311-314:電容器
315-318:開關
319:電流源
320:比較器
321:SR正反器
322:節點
CT-clk:時鐘計數信號
CTDN:向下計數信號
CTDN-clk:向下計數時鐘信號
CTDN-P:前一向下計數信號
CT-OK:計數核準信號
CTUP:向上計數信號
CTUP-clk:向上計數時鐘信號
CTUP-P:前一向上計數信號
CT-fast:快速計數信號
CT-period:週期計數
DCM:不連續導通模式信號
Ext0,Ext1,Ext2:接通時間延長計數位元
PWM:PWM信號
PWM-init:初始PWM信號
Toffmin:最小斷開時間信號
Vc:充電電壓
Vref2:第二參考電壓
OCP:過電流保護信號

Claims (20)

  1. 一種方法，該方法包括： 以保持恆定之一接通時間及變化之一斷開時間來使一功率電晶體接通及斷開； 偵測該斷開時間小於一臨限值，該臨限值大於一最小斷開時間限制； 回應於該偵測到該斷開時間小於該臨限值而延長該接通時間；及 以保持恆定的一延長之接通時間及變化之該斷開時間來使該功率電晶體接通及斷開。
  2. 如請求項1之方法，其中該臨限值為一第一臨限值，該方法進一步包括： 偵測該斷開時間大於一第二臨限值，該第二臨限值大於該第一臨限值；及 回應於該偵測到該斷開時間大於該第二臨限值，減少該延長之接通時間。
  3. 如請求項1之方法，該方法進一步包括： 重複地偵測該斷開時間小於該臨限值；及 每次偵測到該斷開時間小於該臨限值時，重複該接通時間之延長，直至達到一最大之延長接通時間。
  4. 如請求項1之方法，該方法進一步包括： 藉由偵測指示該接通時間之一開始的一接通時間開始信號在該最小斷開時間限制之後的一預定時間限制內出現來偵測該斷開時間小於該臨限值。
  5. 如請求項4之方法，該方法進一步包括： 當該接通時間開始信號在該預定時間限制之後的一第二預定時間限制內出現時，維持該延長之接通時間；及 當該接通時間開始信號在該第二預定時間限制之後出現時，減少該延長之接通時間。
  6. 如請求項1之方法，該進一步包括： 偵測在使該功率電晶體接通及斷開之一切換信號的一預定數目個連續週期內該斷開時間小於該臨限值； 且其中： 該接通時間之該延長係回應於該偵測到在該切換信號之該預定數目個連續週期內該斷開時間小於該臨限值而發生。
  7. 如請求項6之方法，其中該臨限值為一第一臨限值，該方法進一步包括： 偵測在該切換信號之該預定數目個連續週期內該斷開時間大於一第二臨限值，該第二臨限值大於該第一臨限值；及 回應於該偵測到在該切換信號之該預定數目個連續週期內該斷開時間大於該第二臨限值，減少該延長之接通時間。
  8. 如請求項1之方法，該方法進一步包括： 對於使該功率電晶體接通及斷開之一切換信號的一預定數目個連續週期中之每一週期： 回應於偵測到在一前一週期期間該斷開時間小於該臨限值，在該前一週期內對一前一向上計數信號斷言； 回應於偵測到該斷開時間小於該臨限值，對一當前向上計數信號斷言； 回應於該前一向上計數信號及該當前向上計數信號被斷言，對一計數核準信號斷言；及 回應於該計數核準信號被斷言，使一週期計數器之一輸出增大； 偵測該週期計數器之該輸出已達到一最大計數值且該當前向上計數信號被斷言； 回應於偵測到該週期計數器之該輸出已達到該最大計數值且該當前向上計數信號被斷言，使一向上/向下計數器之一輸出增大；及 基於該向上/向下計數器之該輸出來延長該接通時間。
  9. 如請求項8之方法，其中該臨限值為一第一臨限值，該方法進一步包括： 對於該切換信號之該預定數目個連續週期中之每一週期： 回應於偵測到在該前一週期期間該斷開時間大於一第二臨限值，在該前一週期內對一前一向下計數信號斷言，該第二臨限值大於該第一臨限值； 回應於偵測到該斷開時間大於該第二臨限值，對一當前向下計數信號斷言； 回應於該前一向下計數信號及該當前向下計數信號被斷言，對該計數核準信號斷言；及 回應於該計數核準信號被斷言，使該週期計數器之該輸出增大； 偵測該週期計數器之該輸出已達到該最大計數值且該當前向上計數信號未被斷言； 回應於偵測到該週期計數器之該輸出已達到該最大計數值且該當前向上計數信號未被斷言，使該向上/向下計數器之該輸出減小；及 基於該向上/向下計數器之該輸出而減少該延長之接通時間。
  10. 如請求項9之方法，該方法進一步包括： 對於該切換信號之該預定數目個連續週期中的每一週期： 回應於1)該當前向上計數信號與該前一向上計數信號不同，2)該當前向下計數信號與該前一向下計數信號不同，或3)該當前向上計數信號及該當前向下計數信號被撤銷斷言，對該計數核準信號撤銷斷言；及 回應於該計數核準信號被撤銷斷言，重設該週期計數器之該輸出。
  11. 一種電子電路，該電子電路包括： 一功率電晶體，該功率電晶體係藉由一脈寬調變(PWM)信號而在一接通時間內接通且在一斷開時間內斷開； 一PWM信號產生器，該PWM信號產生器藉由使該接通時間保持恆定且改變該斷開時間而產生該PWM信號； 一斷開時間偵測電路，該斷開時間偵測電路偵測該斷開時間小於一臨限值，該臨限值大於一最小斷開時間限制； 一接通時間調整電路，該接通時間調整電路回應於偵測到該斷開時間小於該臨限值而延長該接通時間。
  12. 如請求項11之電子電路，其中： 該臨限值為一第一臨限值； 該斷開時間偵測電路進一步偵測該斷開時間大於一第二臨限值，該第二臨限值大於該第一臨限值；且 該接通時間調整電路回應於偵測到該斷開時間大於該第二臨限值而減少該接通時間之該延長。
  13. 如請求項11之電子電路，其中： 該斷開時間偵測電路重複地偵測該斷開時間小於該臨限值；且 每次偵測到該斷開時間小於該臨限值時，該接通時間調整電路重複地延長該接通時間，直至達到一最大之延長接通時間。
  14. 如請求項11之電子電路，其中： 該斷開時間偵測電路藉由偵測指示該接通時間之一開始的一接通時間開始信號在該最小斷開時間限制之後的一預定時間限制內出現來偵測該斷開時間小於該臨限值。
  15. 如請求項14之電子電路，其中： 當該接通時間開始信號在該預定時間限制之後的一第二預定時間限制內出現時，該接通時間調整電路維持該延長之接通時間；且 當該接通時間開始信號在該第二預定時間限制之後出現時，該接通時間調整電路減少該延長之接通時間。
  16. 如請求項11之電子電路，其中： 該斷開時間偵測電路偵測在該PWM信號之一預定數目個連續週期內該斷開時間小於該臨限值；且 該接通時間調整電路回應於偵測到在該PWM信號之該預定數目個連續週期內該斷開時間小於該臨限值而延長該接通時間。
  17. 如請求項16之電子電路，其中： 該臨限值為一第一臨限值； 該斷開時間偵測電路偵測在該PWM信號之該預定數目個連續週期內該斷開時間大於一第二臨限值，該第二臨限值大於該第一臨限值；且 該接通時間調整電路回應於偵測到在該PWM信號之該預定數目個連續週期內該斷開時間大於該第二臨限值而減少該延長之接通時間。
  18. 如請求項11之電子電路，其中： 對於該PWM信號之一預定數目個連續週期中之每一週期： 該斷開時間偵測電路回應於偵測到在一前一週期期間該斷開時間小於該臨限值，在該前一週期內對一前一向上計數信號斷言； 該斷開時間偵測電路回應於偵測到該斷開時間小於該臨限值，對一當前向上計數信號斷言； 該斷開時間偵測電路回應於該前一向上計數信號及該當前向上計數信號被斷言，對一計數核準信號斷言；且 該斷開時間偵測電路回應於該計數核準信號被斷言，使一週期計數器之一輸出增大； 該接通時間調整電路偵測該週期計數器之該輸出已達到一最大計數值且該當前向上計數信號被斷言； 該接通時間調整電路回應於偵測到該週期計數器之該輸出已達到該最大計數值且該當前向上計數信號被斷言，使一向上/向下計數器之一輸出增大；且 該接通時間調整電路基於該向上/向下計數器之該輸出而延長該接通時間。
  19. 如請求項18之電子電路，其中： 該臨限值為一第一臨限值； 對於該PWM信號之該預定數目個連續週期中之每一週期： 該斷開時間偵測電路回應於偵測到在該前一週期期間該斷開時間大於一第二臨限值，在該前一週期內對一前一向下計數信號斷言，該第二臨限值大於該第一臨限值； 該斷開時間偵測電路回應於偵測到該斷開時間大於該第二臨限值，對一當前向下計數信號斷言； 該斷開時間偵測電路回應於該前一向下計數信號及該當前向下計數信號被斷言，對該計數核準信號斷言；且 該斷開時間偵測電路回應於該計數核準信號被斷言，使該週期計數器之該輸出增大； 該接通時間調整電路偵測該週期計數器之該輸出已達到該最大計數值且該當前向上計數信號未被斷言； 該接通時間調整電路回應於偵測到該週期計數器之該輸出已達到該最大計數值且該當前向上計數信號未被斷言，使該向上/向下計數器之該輸出減小；且 該接通時間調整電路基於該向上/向下計數器之該輸出而減少該延長之接通時間。
  20. 如請求項19之電子電路，其中： 該臨限值為一第一臨限值； 對於該PWM信號之該預定數目個連續週期中之每一週期： 該斷開時間偵測電路回應於1)該當前向上計數信號與該前一向上計數信號不同，2)該當前向下計數信號與該前一向下計數信號不同，或3)該當前向上計數信號及該當前向下計數信號被撤銷斷言，對該計數核準信號撤銷斷言；且 該斷開時間偵測電路回應於該計數核準信號被撤銷斷言而重設該週期計數器之該輸出。
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