TWI549411B - 諧振開關變換器、控制電路及其自動死區時間調節的控制方法 - Google Patents

諧振開關變換器、控制電路及其自動死區時間調節的控制方法 Download PDF

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Description

諧振開關變換器、控制電路及其自動死區時間調節的控制方法
本發明的實施例涉及電子電路，尤其涉及諧振開關變換器。
諧振開關變換器中，在諧振電路的作用下，流過開關管的電流變為正弦波，使得開關管在某一時刻開通，從而實現零電壓或者零電流開關。 以半橋式LLC諧振電路為例，通常通過設計合適的開關頻率及死區時間讓開關管上的電壓在開通前降到零，並在電流為負時導通。在開關管導通前，電流從開關管的體內二極體流過，此時開通開關管可以實現零電壓開通。然而如果死區時間過大，則半橋式LLC諧振電路的電流會振盪過零，導致容性開關。但是死區時間過小時，隨著勵磁電感器的電感量上浮或隨著負載電流的變小，半橋式LLC諧振電路的開關頻率增大，勵磁電流減小，使得開關管上的電壓在開關管開通前不能降到零，從而不能實現零電壓開通，不利於提高系統效率。
為解決上述技術問題，本發明提供一種諧振開關變換器、控制電路及用於諧振開關變換器中自動調節死區時間的控制方法。 根據本發明實施例的一種用於諧振開關變換器的控制電路，該諧振開關變換器包括具有上側開關管和下側開關管的開關電路以及耦接至開關電路的諧振電路，該控制電路包括：斜率採樣電路，根據上側開關管和下側開關管的公共端處的電壓變化產生斜率信號，以表徵上側開關管和下側開關管的公共端處的電壓斜率；容性模式判斷電路，根據代表流過諧振電路電流的電流採樣信號和上側開關管及下側開關管的開關狀態判斷開關電路是否工作在容性狀態，並產生模式信號；斜率判斷電路，根據斜率信號產生斜率判斷信號以判斷斜率信號是否有效，其中在上側開關管關斷後，當檢測到斜率信號減小時判斷斜率信號為有效，以及在下側開關管關斷後，當檢測到斜率信號增大時判斷斜率信號為有效；時鐘發生電路，產生時鐘信號，其中該控制電路根據時鐘信號控制上側開關管的關斷時刻及下側開關管的關斷時刻；以及導通時刻控制電路，根據模式信號、斜率判斷信號和斜率信號調節上側開關管和下側開關管之間的死區時間，其中當斜率信號為有效時，根據斜率信號和第一斜率臨界值的比較結果控制上側開關管的導通時刻，以及根據斜率信號和第二斜率臨界值的比較結果控制下側開關管的導通時刻。 根據本發明實施例的一種諧振開關變換器，包括：開關電路，包括串聯耦接的上側開關管和下側開關管；諧振電路，耦接在上側開關管和下側開關管的公共端和系統地之間；電流採樣電路，根據流過諧振電路的電流產生電流採樣信號；以及如前所述的控制電路。 根據本發明實施例的一種諧振開關變換器，包括：上側開關管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收輸入電壓；下側開關管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至上側開關管的第二端，第二端耦接至系統地；諧振電路，耦接在上側開關管和下側開關管的公共端和系統地之間；電流採樣電路，根據流過諧振電路的電流產生電流採樣信號；斜率採樣電路，根據上側開關管和下側開關管的公共端處的電壓變化產生斜率信號，以表徵上側開關管和下側開關管的公共端處的電壓斜率；斜率判斷電路，根據斜率信號產生斜率判斷信號以判斷斜率信號是否有效，其中在上側開關管關斷後，當檢測到斜率信號減小時判斷斜率信號為有效，以及在下側開關管關斷後，當檢測到斜率信號增大時判斷斜率信號為有效；時鐘發生電路，產生時鐘信號，其中該控制電路根據時鐘信號控制上側開關管的關斷時刻及下側開關管的關斷時刻；以及導通時刻控制電路，根據斜率判斷信號、電流採樣信號和斜率信號自動調整上側開關管和下側開關管之間的死區時間；其中當斜率信號為有效時，根據斜率信號和第一斜率臨界值的比較結果控制上側開關管的導通時刻，以及根據斜率信號和第二斜率臨界值的比較結果控制下側開關管的導通時刻；以及當斜率信號為無效時，根據電流採樣信號和第一電流臨界值的比較結果控制上側開關管的導通時刻，以及根據電流採樣信號和第二電流臨界值的比較結果控制下側開關管的導通時刻。 根據本發明一實施例的一種用於諧振開關變換器中自動調節死區時間的控制方法，該諧振開關變換器包括具有上側開關管和下側開關管的開關電路、以及耦接至上側開關管和下側開關管公共端的諧振電路，其中上側開關管和下側開關管串聯耦接至輸入電壓和系統地之間，該控制方法包括：檢測該上側開關管和下側開關管的公共端處的電壓變化，產生斜率信號；檢測流過諧振電路的電流，產生電流採樣信號；根據時鐘信號控制上側開關管的關斷時刻和下側開關管的關斷時刻；以及判斷斜率信號是否有效；其中當斜率信號判斷為有效時，根據斜率信號和第一斜率臨界值的比較結果控制上側開關管的導通時刻，根據斜率信號和第二斜率臨界值的比較結果控制下側開關管的導通時刻。。 在本發明的實施例中，根據斜率信號自動調節開關管之間的死區時間，從而可以靈活、可靠的實現開關管的零電壓開通。
下面將詳細描述本發明的具體實施例，應當注意，這裡描述的實施例只用於舉例說明，並不用於限制本發明。在以下描述中，為了提供對本發明的透徹理解，闡述了大量特定細節。然而，對於本領域普通技術人員顯而易見的是：不必採用這些特定細節來實行本發明。在其他實例中，為了避免混淆本發明，未具體描述公知的電路、材料或方法。 在整個說明書中，對“一個實施例”、“實施例”、“一個示例”或“示例”的提及意味著：結合該實施例或示例描述的特定特徵、結構或特性被包含在本發明至少一個實施例中。因此，在整個說明書的各個地方出現的短語“在一個實施例中”、“在實施例中”、“一個示例”或“示例”不一定都指同一實施例或示例。此外，可以以任何適當的組合和、或子組合將特定的特徵、結構或特性組合在一個或多個實施例或示例中。此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，並且附圖不一定是按比例繪製的。應當理解，當稱“元件”“連接到”或“耦接”到另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時，不存在中間元件。相同的附圖標記指示相同的元件。這裡使用的術語“和/或”包括一個或多個相關列出的專案的任何和所有組合。 第1圖為根據本發明實施例的諧振開關變換器100的電路框圖。諧振開關變換器100包括：開關電路11、諧振電路12、斜率採樣電路13、電流採樣電路14、容性模式判斷電路15、死區時間調整電路16、開關控制電路17、以及時鐘發生電路18。開關電路11接收輸入電壓VIN，並通過諧振電路12提供輸出電壓VO。開關電路11通過端點SW耦接至諧振電路12，其中開關電路11包括至少兩個開關管，端點SW為至少兩個開關管的公共端。 斜率採樣電路13耦接至端點SW，根據端點SW處的電壓變化產生斜率信號VHB。電流採樣電路14根據流過諧振電路12的電流產生電流採樣信號Vcs。時鐘發生電路18產生時鐘信號CLK。容性模式判斷電路15根據電流採樣信號Vcs產生模式信號Cap_mode。容性模式判斷電路15通過電流採樣信號Vcs判斷流過諧振電路12的電流極性，並結合開關電路11中至少兩個開關管的狀態判斷開關電路11是否工作在容性狀態以產生模式信號Cap_mode。在一個實施例中，開關電路11工作在容性狀態時，模式信號Cap_mode控制諧振開關變換器100工作在容性保護模式。死區時間調整電路16接收斜率信號VHB和模式信號Cap_mode，並產生死區控制信號ADT，從而可以自動的調整開關電路11中兩個開關管之間的死區時間，以實現開關電路11中至少兩個開關管的零電壓開通。其中該“死區時間”是指從開關電路11中的一個開關管關斷到另一個開關管導通之間的時間間隔。開關控制電路17根據時鐘信號CLK和死區控制信號ADT產生用於控制開關電路11中一個開關管的控制信號HG和用於控制開關電路11中另一個開關管的控制信號LG。在一個實施例中，開關控制電路17根據時鐘信號CLK控制開關電路11中至少兩個開關管的關斷時刻，根據死區控制信號ADT控制開關電路11中至少兩個開關管的導通時刻。 在第1圖所示的實施例中，諧振開關變換器100根據端點SW處的電壓變化和流過諧振電路12的電流自動調整開關電路11中至少兩個開關管之間的死區時間，從而保證在全負載範圍內諧振開關變換器100可以實現零電壓開通。 第2圖為根據本發明實施例的諧振開關變換器100的電路圖。諧振開關變換器100包括由上側開關管S1和下側開關管S2組成的開關電路、由電容器Cr、諧振電感Lr以及激磁電感Lm組成的諧振電路、由變壓器T、整流二極體D1、整流二極體D2、輸出電容器Co組成的輸出電路，其中諧振電路耦接至上側開關管S1和下側開關管S2的公共端點SW。在一個實施例中，變壓器T的原邊繞組包括激磁電感Lm，諧振電感Lr可以是獨立的電感器。上側開關管S1和下側開關管S2可以為任何可控半導體開關裝置，例如金屬氧化物半導體場效應電晶體（MOSFET）、絕緣柵雙極電晶體（IGBT）等。雖然第2圖所示的實施例採用半橋式LLC拓撲結構，但本領域技術人員可知，諧振開關變換器100也可以採用其他合適的拓撲結構，例如全橋式LLC變換器、不對稱半橋諧振開關變換器等。 斜率採樣電路13耦接至上側開關管S1和下側開關管S2的公共端點SW，並根據端點SW處的電壓變化產生斜率信號VHB。在第2圖所示的實施例中，斜率採樣電路13包括電容器Cd、電阻器Rd以及電壓控制電路20。電壓控制電路20耦接在電阻器Rd的兩端，用於在上側開關管S1或下側開關管S2導通時控制斜率信號VHB保持不變。電容器Cd的一端耦接至端點SW，電容器Cd的另一端Nd1通過電阻器Rd耦接至系統地，端點Nd1作為斜率採樣電路13的輸出端提供斜率信號VHB。本領域技術人員可以理解，電阻器Rd也可以由其他合適的元件替代，例如線路的等效電阻、積體電路中三極管的等效電阻等。流過電容器Cd的電流Id隨著端點SW處的電壓變化而變化，例如當端點SW處的電壓減小時，流過電容器Cd的電流Id為負，從而電流Id對電容器Cd放電，斜率信號VHB在電流Id和電壓控制電路20的控制下減小至最小值，直至端點SW處的電壓不變時，電流Id為零，斜率信號VHB在電壓控制電路20的控制下逐漸增大直至下側開關管S2導通；當端點SW處的電壓增大時，流過電容器Cd的電流Id為正，從而電流Id對電容器Cd充電，斜率信號VHB在電流Id和電壓控制電路20的控制下增大至最大值，直至端點SW處的電壓不變時，電流Id為零，斜率信號VHB在電壓控制電路20的控制下逐漸減小直至上側開關管S1導通。當上側開關管S1導通時，電壓控制電路20控制斜率信號VHB保持其最大值，也就是高電平；當下側開關管S2導通時，電壓控制電路20控制斜率信號VHB保持其最小值，也就是低電平。第6圖為根據本發明一實施例的斜率採樣電路13的電路圖。 電流採樣電路14根據流過諧振電路的電流Ir產生電流採樣信號Vcs。在第2圖所示的實施例中，電流採樣電路14包括電阻器Rs及差分放大器Am1。本領域技術人員可知，電流採樣電路14也可以包括其他合適的電流採樣電路。 死區時間調整電路16包括斜率判斷電路161、導通時刻控制電路162以及死區生成電路163。斜率判斷電路161根據斜率信號VHB產生斜率判斷信號SL，以判斷斜率信號VHB是否有效。在一個實施例中，在上側開關管S1關斷後的預設時間內，當檢測到斜率信號VHB減小時，斜率判斷電路161判斷斜率信號VHB為有效，否則當未檢測到斜率信號VHB的減小時，斜率判斷電路161判斷斜率信號VHB為無效。在一個實施例中，在下側開關管S2關斷後的預設時間內，當檢測到斜率信號VHB增大時，斜率判斷電路161判斷斜率信號VHB為有效，否則當未檢測到斜率信號VHB的增大時，斜率判斷電路161判斷斜率信號VHB為無效。 導通時刻控制電路162接收斜率判斷信號SL、模式信號Cap_mode、斜率信號VHB、以及電流採樣信號Vcs或固定延遲信號Tdfx，並產生重定信號Rs1和重定信號Rs2，其中重定信號Rs1用於控制下側開關管S2的導通時刻，也就是用於控制從上側開關管S1關斷到下側開關管S2導通的死區時間，重定信號Rs2用於控制上側開關管S1的導通時刻，也就是用於控制從下側開關管S2關斷到上側開關管S1導通的死區時間。在一個實施例中，當模式信號Cap_mode指示諧振開關變換器100工作在容性狀態時，導通時刻控制電路162根據斜率信號VHB、超時信號Tmout結束死區時間，控制上側開關管S1的導通時刻以及下側開關管S2的導通時刻，例如根據斜率信號VHB以及超時信號Tmout產生重定信號Rs1以控制下側開關管S2的導通時刻，根據斜率信號VHB以及超時信號Tmout產生重定信號Rs2以控制上側開關管S1的導通時刻。超時信號Tmout例如可以代表超時時間是10ms，當死區時間等於超時時間時，導通時刻控制電路162強制導通上側開關管S1或下側開關管S2。當斜率判斷電路161判斷斜率信號VHB無效時，斜率信號VHB不能反映端點SW處的電壓變化，導通時刻控制電路162根據電流採樣信號Vcs或固定延遲信號Tdfx結束死區時間，控制上側開關管S1的導通時刻以及下側開關管S2的導通時刻，例如根據電流採樣信號Vcs或固定延遲信號Tdfx產生重定信號Rs1以控制下側開關管S2的導通時刻，以及根據電流採樣信號Vcs或固定延遲信號Tdfx產生重定信號Rs2以控制上側開關管S1的導通時刻。固定延遲信號Tdfx例如可以代表預設的導通延遲時間是0.5us。當斜率判斷電路161判斷斜率信號VHB有效時，導通時刻控制電路162根據斜率信號VHB以及最大死區時間信號Tdmax結束死區時間，控制上側開關管S1的導通時刻以及下側開關管S2的導通時刻，例如根據斜率信號VHB以及最大死區時間信號Tdmax產生重定信號Rs1以控制下側開關管S2的導通時刻，根據斜率信號VHB以及最大死區時間信號Tdmax產生重定信號Rs2以控制上側開關管S1的導通時刻。最大死區時間信號Tdmax例如可以代表最大死區時間是2us，當死區時間等於最大死區時間時，導通時刻控制電路162強制導通上側開關管S1或下側開關管S2。 死區生成電路163接收重定信號Rs1和重定信號Rs2，並產生死區控制信號ADT。在一個實施例中，當上側開關管S1關斷時，死區控制信號ADT變為第一狀態（例如低電平），計時電路開始計時，直至重定信號Rs1有效時，死區控制信號ADT變為第二狀態（例如高電平）以導通下側開關管S2。在一個實施例中，當下側開關管S2關斷時，死區控制信號ADT變為第一狀態（例如低電平），計時電路開始計時，直至重定信號Rs2有效時，死區控制信號ADT變為第二狀態（例如高電平）以導通上側開關管S1。其中，計時電路例如可以用來產生超時信號Tmout、固定延遲信號Tdfx、最大死區時間信號Tdmax。 在第2圖所示的實施例中，當斜率採樣電路13不能輸出有效的斜率信號VHB時，例如電容器Cd故障時，死區時間調整電路16可以根據固定延遲信號Tdfx控制死區時間，或根據電流採樣信號Vcs自動的調整死區時間以近似的實現零電壓開通。 時鐘發生電路18產生時鐘信號CLK以及時鐘信號CLKN，其中時鐘信號CLK和時鐘信號CLKN在相位上相反。第4圖為根據本發明一實施例的時鐘發生電路18的電路圖。開關控制電路17根據時鐘信號CLK和死區控制信號ADT產生用於控制上側開關管S1的控制信號HG，以及根據時鐘信號CLKN和死區控制信號ADT產生用於控制下側開關管S2的控制信號LG。在一個實施例中，時鐘信號CLK處於下降沿時，死區控制信號ADT變為第一狀態（例如低電平），控制信號HG變為低電平以關斷上側開關管S1，直至死區控制信號ADT變為第二狀態（例如高電平），控制信號LG變為高電平以導通下側開關管S2；時鐘信號CLK處於上升沿時，死區控制信號ADT變為第一狀態（例如低電平），控制信號LG變為低電平以關斷下側開關管S2，直至死區控制信號ADT變為第二狀態（例如高電平），控制信號HG變為高電平以導通上側開關管S1。在第2圖所示的實施例中，開關控制電路17包括及閘電路171和及閘電路172。及閘電路171根據時鐘信號CLK和死區控制信號ADT產生控制信號HG。及閘電路172根據時鐘信號CLKN和死區控制信號ADT產生控制信號LG。控制信號HG通過驅動電路Dr1耦接至上側開關管S1的控制端以控制上側開關管S1的導通及關斷。控制信號LG通過驅動電路Dr2耦接至下側開關管S2的控制端以控制下側開關管S2的導通及關斷。 第3圖為根據本發明實施例的第2圖所示諧振開關變換器100中的死區時間調整電路16的電路圖。在上側開關管S1關斷後，斜率判斷電路161根據斜率信號VHB和斜率臨界值Vx0的比較結果判斷斜率信號VHB是否有效；以及在下側開關管S2關斷後，斜率判斷電路161根據斜率信號VHB和斜率臨界值Vx1的比較結果判斷斜率信號VHB是否有效。在一個實施例中，在上側開關管S1關斷後的預設時間內，當檢測到斜率信號VHB小於斜率臨界值Vx0時，斜率判斷電路161判斷斜率信號VHB為有效，否則判斷斜率信號VHB為無效；在下側開關管S2關斷後的預設時間內，當檢測到斜率信號大於斜率臨界值Vx1時，斜率判斷電路161判斷斜率信號VHB為有效，否則判斷斜率信號VHB為無效。在第3圖所示的實施例中，斜率判斷電路161包括比較器311、及閘電路312、比較器314、及閘電路315、以及反或閘電路317。比較器311的同相輸入端接收斜率信號VHB，比較器311的反相輸入端接收斜率臨界值Vx1，比較器311的輸出端耦接至及閘電路312的一個輸入端。及閘電路312的另一個輸入端接收時鐘信號CLK。比較器314的同相輸入端接收斜率臨界值Vx0，比較器314的反相輸入端接收斜率信號VHB，比較器314的輸出端耦接至及閘電路315的一個輸入端。及閘電路的315的另一個輸入端接收時鐘信號CLKN。反或閘電路317的一個輸入端耦接至及閘電路312的輸出端，反或閘電路317的另一個輸入端耦接至及閘電路315的輸出端，反或閘電路317的輸出端提供斜率判斷信號SL。當斜率信號VHB大於斜率臨界值Vx1，並且時鐘信號CLK為高電平時，斜率判斷電路161判斷斜率信號VHB為有效，斜率判斷信號SL維持低電平。當斜率信號VHB小於斜率臨界值Vx0，並且時鐘信號CLKN為高電平時，斜率判斷電路161判斷斜率信號VHB為有效，斜率判斷信號SL維持低電平。 在斜率信號VHB有效時，導通時刻控制電路162根據斜率信號VHB和斜率臨界值Vd1的比較結果產生重定信號Rs1以調整上側開關管S1關斷到下側開關管S2導通的死區時間，根據斜率信號VHB和斜率臨界值Vd2的比較結果產生重定信號Rs2以調整下側開關管S2關斷到上側開關管S1導通的死區時間。例如，上側開關管S1關斷後，在檢測到斜率信號VHB有效後，當斜率信號VHB大於斜率臨界值Vd1時，下側開關管S2在重定信號Rs1的控制下導通；下側開關管S2關斷後，在檢測到斜率信號VHB有效後，當斜率信號VHB小於斜率臨界值Vd2時，上側開關管S1在重定信號Rs2的控制下導通。在斜率信號VHB無效時，導通時刻控制電路162根據電流採樣信號Vcs和電流臨界值Vth1的比較結果產生重定信號Rs1以調整上側開關管S1關斷到下側開關管S2導通的死區時間，根據電流採樣信號Vcs和電流臨界值Vth2的比較結果產生重定信號Rs2以調整下側開關管S2關斷到上側開關管S1導通的死區時間。例如，上側開關管S1關斷後，在斜率信號VHB無效時，當電流採樣信號Vcs減小到小於電流臨界值Vth1時，下側開關管S2在重定信號Rs1的控制下導通；下側開關管S2關斷後，在斜率信號VHB無效時，當電流採樣信號Vcs增大至大於電流臨界值Vth2時，上側開關管S1在重定信號Rs2的控制下導通。在其他實施例中，斜率信號VHB無效時，導通時刻控制電路162也可以根據固定延遲信號Tdfx產生重定信號Rs1以控制下側開關管S2的導通時刻，以及根據固定延遲信號Tdfx產生重定信號Rs2以控制上側開關管S1的導通時刻。在第3圖所示的實施例中，導通時刻控制電路162包括比較器321、比較器322、比較器326、比較器327、及閘電路323、及閘電路328、或閘電路329、或閘電路320、邏輯電路3211、以及邏輯電路3212。比較器321的同相輸入端接收斜率信號VHB，反相輸入端接收斜率臨界值Vd1，或閘電路329的一個輸入端通過邏輯電路3211耦接至比較器321的輸出端。在斜率判斷電路161判斷斜率信號VHB有效時，斜率判斷信號SL為低電平，當斜率信號VHB大於斜率臨界值Vd1時，重定信號Rs1變為高電平，並通過死區生成電路163控制下側開關管S2導通。比較器322的同相輸入端接收電流臨界值Vth1，反相輸入端接收電流採樣信號Vcs，比較器322的輸出端通過及閘電路323耦接至或閘電路329的一個輸入端。斜率判斷信號SL耦接至及閘電路323的另一個輸入端。在斜率判斷電路161判斷斜率信號VHB無效時，斜率判斷信號SL為高電平，當電流採樣信號Vcs小於電流臨界值Vth1時，重定信號Rs1變為高電平，並通過死區生成電路163控制下側開關管S2導通。比較器326的同相輸入端接收斜率臨界值Vd2，比較器326的反相輸入端接收斜率信號VHB，或閘電路320的一個輸入端通過邏輯電路3212耦接至比較器326的輸出端。在斜率判斷電路161判斷斜率信號VHB有效時，斜率判斷信號SL為低電平，當斜率信號VHB小於斜率臨界值Vd2時，重定信號Rs2變為高電平，並通過死區生成電路163控制上側開關管S1導通。比較器327的同相輸入端接收電流採樣信號Vcs，反相輸入端接收電流臨界值Vth2，比較器327的輸出端通過及閘電路328耦接至或閘電路320的一個輸入端。斜率判斷信號SL耦接至及閘電路328的另一個輸入端。在斜率判斷電路161判斷斜率信號VHB無效時，斜率判斷信號SL為高電平，當電流採樣信號Vcs大於電流臨界值Vth2時，重定信號Rs2變為高電平，並通過死區生成電路163控制上側開關管S1導通。在第3圖所示的實施例中，導通時刻控制電路162還包括邏輯電路324和邏輯電路325。邏輯電路324的一個輸入端接收模式信號Cap_mode，另一個輸入端接收最大死區時間信號Tdmax，輸出端耦接至或閘電路329的一個輸入端和或閘電路320的一個輸入端。邏輯電路325的一個輸入端接收模式信號Cap_mode，另一個輸入端接收超時信號Tmout，輸出端耦接至或閘電路329的一個輸入端和或閘電路320的一個輸入端。當模式信號Cap_mode指示諧振開關變換器100工作在容性狀態時，邏輯電路324輸出低電平至或閘電路329或閘電路320，最大死區時間信號Tdmax對死區時間不起作用，邏輯電路325將超時信號Tmout傳遞至或閘電路329和或閘電路320以控制上側開關管S1和下側開關管S2之間的最大死區時間。當模式信號Cap_mode指示諧振開關變換器100工作在感性狀態時，邏輯電路325輸出低電平至或閘電路329和或閘電路320，超時信號Tmout對死區時間不起作用，邏輯電路324將最大死區時間信號Tdmax傳遞至或閘電路329和或閘電路320以控制上側開關管S1和下側開關管S2之間的最大死區時間。 死區生成電路163在上側開關管S1關斷後，根據重定信號Rs1產生死區控制信號ADT以控制下側開關管S2的導通時刻；在下側開關管S2關斷後，根據重定信號Rs2產生死區控制信號ADT以控制上側開關管S1的導通時刻。在第3圖所示的實施例中，死區生成電路163包括RS觸發器331、RS觸發器332、以及反或閘電路334。RS觸發器331的置位元端S接收時鐘信號CLKN，重定端R接收重定信號Rs1，輸出端Q通過反或閘電路334輸出死區控制信號ADT。當時鐘信號CLKN變為高電平時，上側開關管S1關斷，RS觸發器331置位元，死區控制信號ADT變為低電平；當重定信號Rs1為高電平時，RS觸發器331重定，死區控制信號ADT變為高電平，下側開關管S2導通。RS觸發器332的置位元端S接收時鐘信號CLK，重定端R接收重定信號Rs2，輸出端Q通過反或閘電路334輸出死區控制信號ADT。當時鐘信號CLK變為高電平時，下側開關管S2關斷，RS觸發器332置位元，死區控制信號ADT變為低電平；當重定信號Rs2為高電平時，RS觸發器332置位元，死區控制信號ADT變為高電平，上側開關管S1導通。 第4圖為根據本發明實施例的第2圖所示諧振開關變換器100中的時鐘發生電路18的電路圖。在一個實施例中，時鐘發生電路18在上側開關管S1和下側開關管S2的死區時間內暫停振盪，從而使得控制信號HG和控制信號LG 的高電平寬度基本相同，也就是上側開關管S1的導通時間和下側開關管S2的導通時間基本相同。在第4圖所示的實施例中，時鐘發生電路18包括電流源IS3、電流源IS4、開關S5、開關S6、開關S7、電容器Ct、比較器41、比較器42以及RS觸發器43。電流源IS3、開關S5、電流源IS4、以及開關S6串聯耦接在電壓Vcc和系統地之間。電流源IS3的一端耦接至電壓Vcc，電流源IS3的另一端通過開關S7耦接至電容器Ct的一端，電容器Ct的另一端耦接至系統地。電流源IS4的一端通過開關S7耦接至電容器Ct的一端，電流源IS4的另一端耦接至系統地。開關S5和電流源IS3串聯耦接，以控制電流源IS3根據時鐘信號CLK對電容器Ct充電。開關S6和電流源IS4串聯耦接，以控制電流源IS4根據時鐘信號CLKN對電容器Ct放電，電容器Ct兩端產生電壓Vct。在一個實施例中，開關S7在死區控制信號ADT的控制下導通及關斷。當上側開關管S1和下側開關管S2均關斷時，開關S7關斷，電容器Ct兩端的電壓Vct保持直至上側開關管S1和下側開關管S2中的一個導通；當上側開關管S1和下側開關管S2中的一個導通時，開關S7導通，電流源IS3在時鐘信號CLK為高電平時對電容器Ct充電，電流源IS4在時鐘信號CLK為低電平時對電容器Ct放電。比較器41的同相輸入端接收比較臨界值Vc2，反相輸入端耦接至電容器Ct以接收電壓Vct，輸出端耦接至RS觸發器43的置位輸入端S。當電壓Vct小於比較臨界值Vc2時，RS觸發器43置位元輸出高電平的時鐘信號CLK和低電平的時鐘信號CLKN。比較器42的同相輸入端耦接至電容器Ct以接收電壓Vct，反相輸入端接收比較臨界值Vc1，輸出端耦接至RS觸發器43的復位輸入端R。當電壓Vct大於比較臨界值Vc1時，RS觸發器43重定輸出低電平的時鐘信號CLK和高電平的時鐘信號CLKN。其中比較臨界值Vc2小於比較臨界值Vc1，例如Vc2=0.9V，Vc1=3.9V。 第5圖為根據本發明實施例的第2圖所示諧振開關變換器100中的容性模式判斷電路15的電路圖。在一個實施例中，容性模式判斷電路15在上側開關管S1或下側開關管S2關斷時，通過判斷諧振電路的電流Ir的極性來判斷諧振開關變換器100工作在容性狀態還是感性狀態。在上側開關管S1關斷時，當流過諧振電路的電流Ir極性為負時，判斷諧振開關變換器100工作在容性狀態，否則當流過諧振電路的電流Ir極性為正時，判斷諧振開關變換器100工作在感性狀態。在下側開關管S2關斷時，當流過諧振電路的電流Ir極性為正時，判斷諧振開關變換器100工作在容性狀態，否則當流過諧振電路的電流Ir極性為負時，判斷諧振開關變換器100工作在感性狀態。在第5圖所示的實施例中，容性模式判斷電路15包括由比較器51和比較器52組成的電流極性判斷電路、D觸發器53、D觸發器54以及或閘電路55。比較器51的反相輸入端接收電流採樣信號Vcs，同相輸入端接收負電流臨界值-Vcm，輸出端耦接至D觸發器53的資料登錄端D。D觸發器53的時鐘輸入端C接收時鐘信號CLK，D觸發器53的重定端Rst接收時鐘信號CLKN，輸出端Q在時鐘信號CLK的上升沿根據比較器51的輸出結果產生極性判斷信號Pol1，並在時鐘信號CLKN的上升沿產生脈衝信號重定極性判斷信號Pol1至低電平。在時鐘信號CLK的上升沿，當電流採樣信號Vcs小於負電流臨界值-Vcm時，比較器51輸出低電平，指示流過諧振電路的電流Ir極性為負，諧振開關變換器100工作在感性狀態，極性判斷信號Pol1為低電平；否則在時鐘信號CLK的上升沿，當電流採樣信號Vcs大於負電流臨界值-Vcm時，比較器51輸出高電平，指示流過諧振電路的電流Ir極性為非負，諧振開關變換器100工作在容性狀態，極性判斷信號Pol1為高電平，模式信號Cap_mode變為高電平。比較器52的反相輸入端接收正電流臨界值Vcm，同相輸入端接收電流採樣信號Vcs，輸出端耦接至D觸發器54的資料登錄端D。D觸發器54的時鐘輸入端C接收時鐘信號CLKN，D觸發器54的重定端Rst接收時鐘信號CLK，輸出端Q在時鐘信號CLKN的上升沿，也就是在時鐘信號CLK的下降沿根據比較器52的輸出結果產生極性判斷信號Pol2，並在時鐘信號CLK的上升沿產生脈衝信號重定極性判斷信號Pol2至低電平。在時鐘信號CLK的下降沿，當電流採樣信號Vcs大於正電流臨界值Vcm時，比較器52輸出低電平，指示流過諧振電路的電流Ir極性為正，諧振開關變換器100工作在感性狀態，極性判斷信號Pol2為低電平；否則在時鐘信號CLK的下降沿，當電流採樣信號Vcs小於正電流臨界值Vcm時，比較器52輸出高電平，指示流過諧振電路的電流Ir極性為非正，諧振開關變換器100工作在容性狀態，極性判斷信號Pol2為高電平，模式信號Cap_mode變為高電平。在一個實施例中，正電流臨界值Vcm例如等於80mV，負電流臨界值-Vcm例如等於-80mV。 第6圖為根據本發明一實施例的第2圖所示諧振開關變換器100中的斜率採樣電路13的電路圖。在第6圖所示的實施例中，斜率採樣電路13包括電容器Cd、電阻器Rd、以及包括電流源IS1和電流源IS2的電壓控制電路。斜率採樣電路13還包括與電流源IS1相串聯的開關S3，以及與電流源IS2相串聯的開關S4。電流源IS1在開關S3導通時為端點Nd1充電，電流源IS2在開關S4導通時對端點Nd1放電。在電流源IS1、電流源IS2和流過電容器Cd的電流Id的共同作用下在端點Nd1上產生斜率信號VHB。當上側開關管S1導通時，開關S4在控制信號QL的控制下關斷，開關S3在控制信號QH的控制下導通。斜率信號VHB增大並維持在高電平，當上側開關管S1 關斷時，端點SW處的電壓在諧振電流Ir的作用下降低，流過電容器Cd的電流Id為負電流，如果電流Id的絕對值大於電流源 IS1提供的充電電流, 則電容器Cd放電，斜率信號VHB逐漸降低到零。當端點SW處的電壓斜率結束時，電流Id 逐漸趨向於零，此時電容器Cd在電流源IS1的作用下充電，斜率信號VHB逐漸增大， 當斜率信號VHB 增大至斜率臨界值Vd1時下側開關管S2導通，開關S3關斷,開關S4導通。當下側開關管S2導通時，開關S3在控制信號QH的控制下關斷，開關S4在控制信號QL的控制下導通。斜率信號VHB減小並維持在低電平，當下側開關管S2 關斷時，端點SW處的電壓在諧振電流Ir的作用下升高，流過電容器Cd的電流Id為正電流，如果電流Id大於電流源IS2提供的放電電流，則電容器Cd充電，斜率信號VHB逐漸增大。當端點SW處的電壓斜率結束時，電流Id 逐漸趨向於零，此時電容器Cd在電流源IS2的作用下放電， 斜率信號VHB逐漸減小，當斜率信號VHB減小至斜率臨界值Vd2時上側開關管S1導通，開關S4關斷，開關S3導通，一般Is1=Is2。流過電容器Cd的電流Id=Cd*D(VSW)/D(t)，其中VSW為端點SW處的電壓。斜率採樣電路13在電流Id、電流源IS1以及電流源IS2的作用下產生斜率信號VHB，此時斜率信號VHB反映端點SW處的電壓變化。斜率採樣電路13還包括RS觸發器61和RS觸發器62。RS觸發器61的置位元端S接收控制信號HG，重定端R接收控制信號LG，輸出端Q根據控制信號HG和控制信號LG產生控制信號QH以控制開關S3的導通及關斷。RS觸發器62的置位元端S接收控制信號LG，重定端R接收控制信號HG，輸出端Q根據控制信號HG和控制信號LG產生控制信號QL以控制開關S4的導通及關斷。在一個實施例中，控制信號QL和控制信號QH在相位上相反。 第7圖為根據本發明實施例的第2圖所示諧振開關變換器100在斜率信號VHB有效時調整死區時間的波形圖。在第7圖所示的實施例中，在斜率信號VHB有效時，死區時間調整電路16根據斜率信號VHB控制上側開關管S1和下側開關管S2的導通時刻，以自動調整上側開關管S1和下側開關管S2之間的死區時間。 如第7圖所示，在T1時刻，時鐘信號CLK處於下降沿，控制信號HG變為低電平以關斷上側開關管S1，死區控制信號ADT變為低電平，控制信號QH保持高電平以控制電流源IS1對端點Nd1充電，同時端點SW處電壓的VSW下降，流過電容器Cd的電流Id為負，從而斜率信號VHB在電流Id和電流源IS1的作用下下降，其中電流Id的絕對值大於電流源IS1提供的充電電流。當檢測到斜率信號VHB減小至斜率臨界值Vx0時，判斷斜率信號VHB為有效，根據斜率信號VHB自動調整死區時間，控制下側開關管S2的導通時刻。直至T2時刻，電壓VSW減小至零並保持不變，流過電容器Cd的電流Id變為零，經過一定的開通延遲時間Tdl1後，下側開關管S2在T3時刻導通。在第7圖所示的實施例中，根據斜率信號VHB控制開通延遲時間Tdl1。在其他實施例中，也可以由計時電路產生固定的開通延遲時間Tdl1。在第7圖所示的實施例中，斜率信號VHB在電流源IS1提供的充電電流的作用下逐漸增大，直至T3時刻，當斜率信號VHB增大至斜率臨界值Vd1時，死區控制信號ADT變為高電平，控制信號LG變為高電平以導通下側開關管S2，控制信號QH變為低電平以關斷開關S3，控制信號QL變為高電平以導通開關S4，在電流源IS2提供的放電電流的作用下，斜率信號VHB保持低電平。從上側開關管S1關斷至下側開關管S2導通的死區時間DT為T3-T1。在一個實施例中，用於判斷斜率信號VHB是否有效的斜率臨界值Vx0小於用於控制下側開關管S2導通時刻的斜率臨界值Vd1。 在T4時刻，時鐘信號CLK處於上升沿，控制信號LG變為低電平以關斷下側開關管S2，死區控制信號ADT變為低電平，控制信號QL保持高電平以控制電流源IS2對端點Nd1放電，同時由於電壓VSW的上升，流過電容器Cd的電流Id為正，從而斜率信號VHB在電流Id和電流源IS2的作用下增大，其中電流Id大於電流源IS2提供的放電電流。當檢測到斜率信號VHB增大至斜率臨界值Vx1時，判斷斜率信號VHB為有效，根據斜率信號VHB自動調整死區時間，控制上側開關管S1的導通時刻。直至T5時刻，電壓VSW增大至最大並保持不變，流過電容器Cd的電流Id變為零，經過一定的開通延遲時間Tdl2後，上側開關管S1在T6時刻導通。在第7圖所示的實施例中，根據斜率信號VHB控制開通延遲時間Tdl2。在其他實施例中，也可以由計時電路產生固定的開通延遲時間Tdl2。在第7圖所示的實施例中，斜率信號VHB在電流源IS2提供的放電電流的作用下，逐漸減小，直至T6時刻，當斜率信號VHB減小至斜率臨界值Vd2時，死區控制信號ADT變為高電平，控制信號HG變為高電平以導通上側開關管S1，控制信號QL變為低電平以關斷開關S4，控制信號QH變為高電平以導通開關S3，在電流源IS1提供的充電電流的作用下，斜率信號VHB保持高電平。從下側開關管S2關斷至上側開關管S1導通的死區時間DT為T6-T4。在一個實施例中，用於判斷斜率信號VHB是否有效的斜率臨界值Vx1大於用於控制上側開關管S1導通時刻的斜率臨界值Vd2。 第8圖為根據本發明實施例的第2圖所示諧振開關變換器100在斜率信號VHB無效時調整死區時間的波形圖。在一些實施例中，當電容器Cd因損壞而開路或短路時，斜率信號VHB不能體現電壓VSW的斜率，也就是斜率信號VHB無效。斜率信號VHB無效例如可以表現為斜率信號VHB等於零或等於一固定電壓值。在第8圖所示的實施例中，在時鐘信號CLK的上升沿或下降沿，斜率信號VHB保持不變，死區時間調整電路16根據電流採樣信號Vcs控制上側開關管S1和下側開關管S2的導通時刻，以自動調整上側開關管S1和下側開關管S2之間的死區時間。 如第8圖所示，在T7時刻，時鐘信號CLK處於上升沿，控制信號LG變為低電平以關斷下側開關管S2，死區控制信號ADT變為低電平，電壓VSW增大，電流採樣信號Vcs增大。直至T8時刻，電流採樣信號Vcs從小於電流臨界值Vth2增大至大於電流臨界值Vth2，死區控制信號ADT變為高電平，控制信號HG變為高電平以導通上側開關管S1。從下側開關管S2關斷至上側開關管S1導通的死區時間DT為T8-T7。在T9時刻，時鐘信號CLK處於下降沿，控制信號HG變為低電平以關斷上側開關管S1，死區控制信號ADT變為低電平，電壓VSW減小，電流採樣信號Vcs減小。直至T10時刻，電流採樣信號Vcs從大於電流臨界值Vth1減小至小於電流臨界值Vth1，死區控制信號ADT變為高電平，控制信號LG變為高電平以導通下側開關管S2。從上側開關管S1關斷到下側開關管S2導通的死區時間DT為T10-T9。 第9圖為根據本發明實施例的用於控制第2圖所示的諧振開關變換器100中下側開關管S2的導通時刻的方法的流程圖，包括步驟S901~S908。 在步驟S901，當上側開關管S1關斷，進入步驟S902。 在步驟S902，死區控制信號ADT變為低電平，計時電路開始計時。 在步驟S903，判斷斜率信號VHB是否有效，當斜率信號VHB有效時，進入步驟S904，否則進入步驟S906。在一個實施例中，在時鐘信號CLK下降沿後，當斜率信號VHB減小至斜率臨界值Vx0時，判斷斜率信號VHB為有效；否則判斷斜率信號VHB為無效。 在步驟S904，當計時電路的計時時間信號達到最大死區時間信號Tdmax或超時信號Tmout時進入步驟S908，否則進入步驟S905。 在步驟S905，當斜率信號VHB指示電壓VSW已經下降至零，並且斜率信號VHB增大至斜率臨界值Vd1時，進入步驟S908，否則返回步驟S904。 在步驟S906，當計時電路的計時時間信號達到最大死區時間信號Tdmax或超時信號Tmout時進入步驟S908，否則進入步驟S907。 在步驟S907，當電流採樣信號Vcs減小至電流臨界值Vth1時，進入步驟S908，否則返回步驟S906。 在步驟S908，死區控制信號ADT變為高電平，計時電路停止計時，下側開關管S2導通。 第10圖為根據本發明實施例的用於控制第2圖所示的諧振開關變換器100中上側開關管S1的導通時刻的方法的流程圖，包括步驟S101~S108。 在步驟S101，當下側開關管S2關斷，進入步驟S102。 在步驟S102，死區控制信號ADT變為低電平，計時電路開始計時。 在步驟S103，判斷斜率信號VHB是否有效，當斜率信號VHB有效時，進入步驟S104，否則進入步驟S106。在一個實施例中，在時鐘信號CLK上升沿後，當斜率信號VHB增大至斜率臨界值Vx1時，判斷斜率信號VHB為有效，否則判斷斜率信號VHB為無效。 在步驟S104，當計時電路的計時時間信號達到最大死區時間信號Tdmax或超時信號Tmout時進入步驟S108，否則進入步驟S105。 在步驟S105，當斜率信號VHB指示電壓VSW已經上升至最大，並且斜率信號VHB減小至斜率臨界值Vd2時，進入步驟S108，否則返回步驟S104。 在步驟S106，當計時電路的計時時間信號達到最大死區時間信號Tdmax或超時信號Tmout時進入步驟S108，否則進入步驟S107。 在步驟S107，當電流採樣信號Vcs增大至電流臨界值Vth2時，進入步驟S108，否則返回步驟S106。 在步驟S108，死區控制信號ADT變為高電平，計時電路停止計時，上側開關管S1導通。 雖然已參照幾個典型實施例描述了本發明，但應當理解，所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由於本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限於任何前述的細節，而應在隨附申請專利範圍所限定的精神和範圍內廣泛地解釋，因此落入申請專利範圍或其等效範圍內的全部變化和改型都應為隨附申請專利範圍所涵蓋。
11、S3、S4、S5、S6‧‧‧開關
12‧‧‧諧振電路
13‧‧‧斜率採樣電路
14‧‧‧電流採樣電路
15‧‧‧容性模式判斷電路
16‧‧‧死區時間調整電路
17‧‧‧開關控制電路
18‧‧‧時鐘發生電路
20‧‧‧電壓控制電路
41、42、51、52、311、314、321、322、326、327‧‧‧比較器
43、61、62、331、332‧‧‧RS觸發器
53、54‧‧‧D觸發器
55、320、329‧‧‧或閘電路
100‧‧‧諧振開關變換器
161‧‧‧斜率判斷電路
162‧‧‧導通時刻控制電路
163‧‧‧死區生成電路
171、172、312、315、323、328‧‧‧及閘電路
317、334‧‧‧反或閘電路
324、325、3211、3212‧‧‧邏輯電路
ADT‧‧‧死區控制信號
Am1‧‧‧差分放大器
Cap_mode‧‧‧模式信號
Cd、Cr、Ct‧‧‧電容器
CLK、CLKN‧‧‧時鐘信號
Co‧‧‧輸出電容器
D‧‧‧資料登錄端
D1、D2‧‧‧整流二極體
Dr1、Dr2‧‧‧驅動電路
DT‧‧‧死區時間
HG、LG、QH、QL‧‧‧控制信號
Id、Ir‧‧‧電流
IS1、IS2‧‧‧電流源
Lm‧‧‧激磁電感
Lr‧‧‧諧振電感
Nd1‧‧‧端點
Pol1、Pol2‧‧‧極性判斷信號
Rd、Rs‧‧‧電阻器
Rs1、Rs2‧‧‧重定信號
Rst‧‧‧重定端
S1‧‧‧上側開關管
S2‧‧‧下側開關管
SL‧‧‧斜率判斷信號
SW‧‧‧端點
T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10‧‧‧時刻
T‧‧‧變壓器
Tdfx‧‧‧固定延遲信號
Tdl1、Tdl2‧‧‧開通延遲時間
Tdmax‧‧‧最大死區時間信號
Tmout‧‧‧超時信號
Vc1、Vc2‧‧‧比較臨界值
Vd1、Vd2、Vx0、Vx1‧‧‧斜率臨界值
Vcm‧‧‧正電流臨界值
-Vcm‧‧‧負電流臨界值
Vct、VSW‧‧‧電壓
Vcs‧‧‧電流採樣信號
VHB‧‧‧斜率信號
VIN‧‧‧接收輸入電壓
Vth1、Vth2‧‧‧電流臨界值
Vo‧‧‧輸出電壓
第1圖為根據本發明實施例的諧振開關變換器100的電路框圖； 第2圖為根據本發明實施例的諧振開關變換器100的電路圖； 第3圖為根據本發明實施例的第2圖所示諧振開關變換器100中的死區時間調整電路16的電路圖； 第4圖為根據本發明實施例的第2圖所示諧振開關變換器100中的時鐘發生電路18的電路圖； 第5圖為根據本發明實施例的第2圖所示諧振開關變換器100中的容性模式判斷電路15的電路圖； 第6圖為根據本發明一實施例的第2圖所示諧振開關變換器100中的斜率採樣電路13的電路圖； 第7圖為根據本發明實施例的第2圖所示諧振開關變換器100在斜率信號VHB有效時調整死區時間的波形圖； 第8圖為根據本發明實施例的第2圖所示諧振開關變換器100在斜率信號VHB無效時調整死區時間的波形圖； 第9圖為根據本發明實施例的用於控制第2圖所示的諧振開關變換器100中的下側開關管S2的導通時刻的方法的流程圖；以及 第10圖為根據本發明實施例的用於控制第2圖所示的諧振開關變換器100中的上側開關管S1的導通時刻的方法的流程圖。 下面將參考附圖詳細說明本發明的具體實施方式。貫穿所有附圖相同的附圖標記表示相同的或相似的部件或特徵。
13‧‧‧斜率採樣電路
14‧‧‧電流採樣電路
15‧‧‧容性模式判斷電路
16‧‧‧死區時間調整電路
17‧‧‧開關控制電路
20‧‧‧電壓控制電路
100‧‧‧諧振開關變換器
161‧‧‧斜率判斷電路
162‧‧‧導通時刻控制電路
163‧‧‧死區生成電路
171、172‧‧‧及閘電路
ADT‧‧‧死區控制信號
Am1‧‧‧差分放大器
Cap_mode‧‧‧模式信號
Cd、Cr‧‧‧電容器
CLK、CLKN‧‧‧時鐘信號
Co‧‧‧輸出電容器
D1、D2‧‧‧整流二極體
Dr1、Dr2‧‧‧驅動電路
HG、LG‧‧‧控制信號
Id、Ir‧‧‧電流
Lm‧‧‧激磁電感
Lr‧‧‧諧振電感
Nd1‧‧‧端點
Rd、Rs‧‧‧電阻器
Rs1、Rs2‧‧‧重定信號
S1‧‧‧上側開關管
S2‧‧‧下側開關管
SL‧‧‧斜率判斷信號
SW‧‧‧端點
T‧‧‧變壓器
Tdfx‧‧‧固定延遲信號
Vcs‧‧‧電流採樣信號
VHB‧‧‧斜率信號
VIN‧‧‧接收輸入電壓
Vo‧‧‧輸出電壓

Claims (17)

  1. 一種用於諧振開關變換器的控制電路，該諧振開關變換器包括具有上側開關管和下側開關管的開關電路以及耦接至開關電路的諧振電路，該控制電路包括： 斜率採樣電路，根據上側開關管和下側開關管的公共端處的電壓變化產生斜率信號，以表徵上側開關管和下側開關管的公共端處的電壓斜率； 容性模式判斷電路，根據代表流過諧振電路電流的電流採樣信號和上側開關管及下側開關管的開關狀態判斷開關電路是否工作在容性狀態，並產生模式信號； 斜率判斷電路，根據斜率信號產生斜率判斷信號以判斷斜率信號是否有效，其中在上側開關管關斷後，當檢測到斜率信號減小時判斷斜率信號為有效，以及在下側開關管關斷後，當檢測到斜率信號增大時判斷斜率信號為有效； 時鐘發生電路，產生時鐘信號，其中該控制電路根據時鐘信號控制上側開關管的關斷時刻及下側開關管的關斷時刻；以及 導通時刻控制電路，根據模式信號、斜率判斷信號和斜率信號調節上側開關管和下側開關管之間的死區時間，其中當斜率信號為有效時，根據斜率信號和第一斜率臨界值的比較結果控制上側開關管的導通時刻，以及根據斜率信號和第二斜率臨界值的比較結果控制下側開關管的導通時刻。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的控制電路，其中當斜率信號為無效時，根據電流採樣信號和第一電流臨界值的比較結果控制上側開關管的導通時刻，以及根據電流採樣信號和第二電流臨界值的比較結果控制下側開關管的導通時刻。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的控制電路，其中斜率採樣電路還包括： 第一電容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至上側開關管和下側開關管的公共端，第二端輸出斜率信號； 第一電阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一電容器的第二端，第二端耦接至系統地；以及 電壓控制電路，並聯耦接在第一電阻器的兩端，其中當上側開關管導通時，電壓控制電路控制斜率信號保持高電平，當下側開關管導通時，電壓控制電路控制斜率信號保持低電平。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的控制電路，其中電壓控制電路還包括： 第一電流源，其中當上側開關管導通時，第一電流源為第一電阻器提供充電電流，直至下側開關管導通；以及 第二電流源，其中當下側開關管導通時，第二電流源為第一電阻器提供放電電流，直至上側開關管導通。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的控制電路，其中當上側開關管關斷時，流過第一電容器兩端的電流的絕對值大於第一電流源提供的充電電流，當下側開關管關斷時，流過第一電容器兩端的電流的絕對值大於第二電流源提供的放電電流。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的控制電路，其中斜率判斷電路還包括： 第一比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號，第二輸入端接收第三斜率臨界值，輸出端根據斜率信號和第三斜率臨界值的比較結果輸出第一比較信號； 第二比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號，第二輸入端接收第四斜率臨界值，輸出端根據斜率信號和第四斜率臨界值的比較結果輸出第二比較信號；以及 第一邏輯電路，根據第一比較信號、第二比較信號和時鐘信號產生斜率判斷信號，其中在時鐘信號上升沿的預設延遲時間內，根據第一比較信號產生斜率判斷信號以判斷斜率信號是否有效，以及在時鐘信號下降沿的預設延遲時間內，根據第二比較信號產生斜率判斷信號以判斷斜率信號是否有效。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的控制電路，其中當斜率信號為無效時，根據預設的導通延遲時間控制上側開關管的導通時刻和下側開關管的導通時刻。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的控制電路，其中導通時刻控制電路包括： 第三比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號，第二輸入端接收第一斜率臨界值，輸出端輸出第三比較信號； 第四比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收電流採樣信號，第二輸入端接收第一電流臨界值，輸出端輸出第四比較信號； 第五比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號，第二輸入端接收第二斜率臨界值，輸出端輸出第五比較信號； 第六比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收電流採樣信號，第二輸入端接收第二電流臨界值，輸出端輸出第六比較信號； 第二邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收模式信號，第二輸入端接收超時信號，當模式信號指示開關電路工作在容性狀態時，第二邏輯電路將超時信號在其輸出端輸出； 第三邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收模式信號，第二輸入端接收最大死區時間信號，當模式信號指示開關電路工作在非容性狀態時，第二邏輯電路將最大死區時間信號在其輸出端輸出； 第一或閘電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至第三比較器的輸出端，第二輸入端耦接至第四比較器的輸出端，第三輸入端耦接至第二邏輯電路的輸出端，第四輸入端耦接至第三邏輯電路的輸出端，輸出端輸出第一重定信號以控制上側開關管的導通時刻；以及 第二或閘電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至第五比較器的輸出端，第二輸入端耦接至第六比較器的輸出端，第三輸入端耦接至第二邏輯電路的輸出端，第四輸入端耦接至第三邏輯電路的輸出端，輸出端輸出第二重定信號以控制下側開關管的導通時刻。
  9. 一種諧振開關變換器，包括： 開關電路，包括串聯耦接的上側開關管和下側開關管； 諧振電路，耦接在上側開關管和下側開關管的公共端和系統地之間； 電流採樣電路，根據流過諧振電路的電流產生電流採樣信號；以及 如申請專利範圍第1項至第8項所述的控制電路。
  10. 一種諧振開關變換器，包括： 上側開關管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收輸入電壓； 下側開關管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至上側開關管的第二端，第二端耦接至系統地； 諧振電路，耦接在上側開關管和下側開關管的公共端和系統地之間； 電流採樣電路，根據流過諧振電路的電流產生電流採樣信號； 斜率採樣電路，根據上側開關管和下側開關管的公共端處的電壓變化產生斜率信號，以表徵上側開關管和下側開關管的公共端處的電壓斜率； 斜率判斷電路，根據斜率信號產生斜率判斷信號以判斷斜率信號是否有效，其中在上側開關管關斷後，當檢測到斜率信號減小時判斷斜率信號為有效，以及在下側開關管關斷後，當檢測到斜率信號增大時判斷斜率信號為有效； 時鐘發生電路，產生時鐘信號，其中該控制電路根據時鐘信號控制上側開關管的關斷時刻及下側開關管的關斷時刻；以及 導通時刻控制電路，根據斜率判斷信號、電流採樣信號和斜率信號自動調整上側開關管和下側開關管之間的死區時間；其中 當斜率信號為有效時，根據斜率信號和第一斜率臨界值的比較結果控制上側開關管的導通時刻，以及根據斜率信號和第二斜率臨界值的比較結果控制下側開關管的導通時刻；以及 當斜率信號為無效時，根據電流採樣信號和第一電流臨界值的比較結果控制上側開關管的導通時刻，以及根據電流採樣信號和第二電流臨界值的比較結果控制下側開關管的導通時刻。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的諧振開關變換器，其中斜率判斷電路還包括： 第一比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號，第二輸入端接收第三斜率臨界值，輸出端根據斜率信號和第三斜率臨界值的比較結果輸出第一比較信號； 第二比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號，第二輸入端接收第四斜率臨界值，輸出端根據斜率信號和第四斜率臨界值的比較結果輸出第二比較信號；以及 第一邏輯電路，根據第一比較信號、第二比較信號和時鐘信號產生斜率判斷信號，其中在時鐘信號的上升沿後，根據第一比較信號產生斜率判斷信號以判斷斜率信號是否有效，以及在時鐘信號的下降沿後，根據第二比較信號產生斜率判斷信號以判斷斜率信號是否有效。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的諧振開關變換器，其中： 在下側開關管關斷後，若斜率信號判斷為有效，則當斜率信號小於第一斜率臨界值時，控制上側開關管導通；以及 在上側開關管關斷後，若斜率信號判斷為有效，則當斜率信號大於第二斜率臨界值時，控制下側開關管導通。
  13. 一種用於諧振開關變換器中自動調節死區時間的控制方法，該諧振開關變換器包括具有上側開關管和下側開關管的開關電路、以及耦接至上側開關管和下側開關管公共端的諧振電路，其中上側開關管和下側開關管串聯耦接至輸入電壓和系統地之間，該控制方法包括： 檢測該上側開關管和下側開關管的公共端處的電壓變化，產生斜率信號； 檢測流過諧振電路的電流，產生電流採樣信號； 根據時鐘信號控制上側開關管的關斷時刻和下側開關管的關斷時刻；以及 判斷斜率信號是否有效； 其中當斜率信號判斷為有效時，根據斜率信號和第一斜率臨界值的比較結果控制上側開關管的導通時刻，根據斜率信號和第二斜率臨界值的比較結果控制下側開關管的導通時刻。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的控制方法，還包括： 在下側開關管關斷後，根據斜率信號和第三斜率臨界值相比較以判斷斜率信號是否為有效；以及 在上側開關管關斷後，根據斜率信號和第四斜率臨界值相比較以判斷斜率信號是否為有效。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的控制方法，還包括： 當斜率信號為無效時，根據電流採樣信號和第一電流臨界值的比較結果控制上側開關管的導通時刻，以及根據電流採樣信號和第二電流臨界值的比較結果控制下側開關管的導通時刻。
  16. 如申請專利範圍第13項所述的控制方法，還包括： 當斜率信號為無效時，根據預設的導通延遲時間控制上側開關管的導通時刻和下側開關管的導通時刻。
  17. 如申請專利範圍第13項所述的控制方法，還包括： 根據電流採樣信號和上側開關管及下側開關管的開關狀態判斷開關電路是否工作在容性狀態；其中 當開關電路工作在容性狀態時，若上側開關管和下側開關管之間的死區時間達到預設的超時時間，則導通上側開關管或下側開關管；以及 當開關電路工作在非容性狀態時，若上側開關管和下側開關管之間的死區時間達到預設的最大死區時間，則導通上側開關管或下側開關管。
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