TWI626824B - System and method with timing control for synchronous rectification controller - Google Patents

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Abstract

公開了一種具有對於同步整流控制器的定時控制的系統和方法。例如,系統控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。系統控制器被配置為:在第一控制器端子接收輸入信號;至少部分地基於輸入信號生成驅動信號,該驅動信號與導通時段和關斷時段相關聯,導通時段包括第一開始點和第一結束點;以及在第二控制器端子向開關輸出驅動信號,以在導通時段期間閉合開關並在關斷時段期間斷開開關,從而影響與功率變換器的二次繞組相關聯的電流。系統控制器進一步被配置為至少部分地基於輸入信號感測與二次繞組相關聯的退磁時段。

Description

一種具有對於同步整流控制器的定時控制的系統和方法
本發明的某些實施例涉及積體電路。更具體地,本發明的一些實施例提供了具有對於同步整流控制器的定時控制的系統和方法。
僅通過示例,本發明的一些實施例已經被應用於工作在連續導通模式下的功率變換器。但是將認識到,本發明具有更廣泛的應用範圍。
傳統的二次側同步整流(Synchronous Rectification,SR)控制器通常被用作功率變換系統的部分。這些傳統的功率變換系統通常需要支援多種工作模式。這些工作模式包括非連續導通模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)、准諧振模式(Quasi-Resonant,QR)、以及連續導通模式(Continuous Conduction Mode,CCM)。
第1圖是示出具有傳統的二次側同步整流(SR)控制器的傳統的返馳式功率變換系統的簡化示意圖。功率變換系統100(例如,功率變換器)包括電磁干擾(Electromagnetic Interference,EMI)篩檢程式101、整流橋102、電容器103和107、電阻器105和106、二極體109、一次繞組112、二次繞組114、一次側脈寬調變(Pulse Width Modulation,PWM)控制器120(例如,晶片)、二次側同步整流(SR)控制器130(例如,晶片)、一次側開關142(例如,電晶體)、二次側開關144(例如,電晶體)、輸出電阻性負載152、以及輸出電容性負載154。
一次側PWM控制器120生成驅動信號121。驅動信號121被開關142(例如,電晶體)接收,並被用於閉合或斷開開關142(例如,導通或關斷電晶體),從而影響流過一次繞組112的電流141。另 外,二次側SR控制器130(例如,晶片)包括控制器端子138(例如,引腳)和控制器端子139(例如,引腳)。二次側SR控制器130在控制器端子138接收來自電晶體144(例如,MOSFET電晶體)的汲極端子的信號131(例如,Vd),生成驅動信號137(例如,Vg),並且在控制器端子139向電晶體144輸出驅動信號137。驅動信號137被電晶體144的閘極端子接收並被用來導通或關斷電晶體144,從而影響流過二次繞組114的電流146。
如第1圖中所示,二次側SR控制器130包括汲極電壓感測器132、邏輯控制器134、以及閘極驅動器136。汲極電壓感測器132接收來自電晶體144的汲極端子的信號131(例如,Vd),感測接收到的信號131,並且生成感測信號133。感測信號133被邏輯控制器134接收,邏輯控制器134響應於感測信號133生成控制信號135。閘極驅動器136接收控制信號135,並向電晶體144的閘極端子輸出驅動信號137(例如,Vg)。驅動信號137(例如,Vg)至少部分地基於感測到的信號131(例如,Vd)被生成,並且被用來導通或關斷電晶體144。如果驅動信號137處於邏輯高位準,則電晶體144導通;如果驅動信號137處於邏輯低位準,則電晶體144關斷。
第2圖是示出功率變換系統100的二次側同步整流控制器130的某些傳統部件的簡化示意圖。汲極電壓感測器132包括比較器210和220。比較器210接收信號131(例如,Vd)和閾值信號212(例如,Vth_on)並生成比較信號214。比較器220接收信號131(例如,Vd)和閾值信號222(例如,Vth_off)並生成比較信號224。感測信號133包括比較信號214和224。
如第1圖和第2圖中所示,當功率變換系統100工作在DCM模式或QR模式下時,如果感測到的信號131(例如,Vd)下降到閾值信號212(例如,Vth_on)以下並且比較信號214從邏輯低位準變為邏輯高位準,則驅動信號137從邏輯低位準變為邏輯高位準,電晶體144從 關斷狀態變為導通狀態。另外,當功率變換系統100工作在DCM模式或QR模式下時,如果感測到的信號131(例如,Vd)上升到閾值信號222(例如,Vth_off)以上並且比較信號224從邏輯高位準變為邏輯低位準,則驅動信號137從邏輯高位準變為邏輯低位準,電晶體144從導通狀態變為關斷狀態。
例如,閾值信號222(例如,Vth_off)接近0V(例如,等於-15mV),從而使得在流過二次繞組114的二次電流116的大小變得足夠小時,在退磁時段的結束點,感測到的信號131(例如,Vd)上升到閾值信號222(例如,Vth_off)以上,比較信號224從邏輯高位準變為邏輯低位準。在另一示例中,當功率變換系統100工作在DCM模式或QR模式下時,在電晶體142變為導通之前,電晶體144變為關斷。
對於具有二次側同步整流(SR)控制器的返馳式功率變換系統而言,對於斷開二次側開關(例如,關斷電晶體)的定時的精確控制通常是很重要的。但是,在CCM模式下,如第1圖和第2圖中實現的控制機制通常不可用。因此,非常期望改進與二次側同步整流控制器有關的技術。
本發明的某些實施例涉及積體電路。更具體地,本發明的一些實施例提供了具有對於同步整流控制器的定時控制的系統和方法。僅通過示例,本發明的一些實施例已經被應用於工作在連續導通模式下的功率變換器。但是將認識到,本發明具有更廣泛的應用範圍。
根據一個實施例,用於控制功率變換器的系統控制器包括第一控制器端子和第二控制器端子。該系統控制器被配置為:在第一控制器端子接收輸入信號;至少部分地基於輸入信號生成驅動信號,該驅動信號與導通時段和關斷時段相關聯,該導通時段包括第一開始點和第一開始點;以及在第二控制器端子向開關輸出驅動信號,以在導通時段期間閉合開關並在關斷時段期間斷開開關,從而影響與功率變換器的二次繞組相 關聯的電流。該系統控制器進一步被配置為:至少部分地基於輸入信號感測與二次繞組相關聯的退磁時段,該退磁時段包括第二開始點和第二結束點,該第二開始點與第一開始點相同,第二結束點在第一結束點後面;確定從第一結束點到第二結束點的持續時間,該持續時間減去第一預定時長等於時長差;以及至少部分地基於時長差將導通時段從第一時長增大到第二時長。
根據另一實施例,用於控制功率變換器的方法包括:接收輸入信號;至少部分地基於輸入信號生成驅動信號,該驅動信號與導通時段和關斷時段相關聯,該導通時段包括第一開始點和第一結束點;以及向開關輸出驅動信號,以在導通時段期間閉合開關並在關斷時段期間斷開開關,從而影響與功率變換器的二次繞組相關聯的電流。至少部分地基於輸入信號生成驅動信號的處理包括:至少部分地基於輸入信號感測與二次繞組相關聯的退磁時段,該退磁時段包括第二開始點和第二結束點,該第二開始點與第一開始點相同,第二結束點在第一結束點後面;確定從第一結束點到第二結束點的持續時間,該持續時間減去第一預定時長等於時長差;以及至少部分地基於時長差將導通時段從第一時長增大到第二時長。
取決於實施例,可以實現一個或多個優點。參考下面的詳細描述和附圖,將完全理解本發明的這些優點和各種附加的目的、特徵和益處。
100、300‧‧‧功率變換系統
101、301‧‧‧EMI篩檢程式
102、302‧‧‧整流橋
109、309‧‧‧二極體
112、312、NP‧‧‧一次繞組
114、314、NS‧‧‧二次繞組
142、342‧‧‧一次側開關
144、344、M1‧‧‧二次側開關
152、352‧‧‧輸出電阻性負載
154、354‧‧‧輸出電容性負載
131、331、Vd‧‧‧汲極端子的信號
132‧‧‧汲極電壓感測器
332‧‧‧感測器
133、333‧‧‧感測信號
134、334‧‧‧邏輯控制器
135‧‧‧控制信號
136、336‧‧‧閘極驅動器
360‧‧‧定時控制器
335‧‧‧定時信號
362‧‧‧退磁信號
364、366‧‧‧邏輯信號
T0‧‧‧預定初始脈寬
Tdt‧‧‧預定目標時長
Tsron‧‧‧實際脈寬
Vcontrol‧‧‧電壓信號的大小
TA、TB、TC‧‧‧開關週期
510‧‧‧脈衝信號生成器
520‧‧‧電壓信號生成器
530‧‧‧定時信號生成器
512‧‧‧脈衝信號
Terr‧‧‧實際時長
522、784、Vin‧‧‧電壓信號
V1、V2、V3‧‧‧電壓幅度
710、714‧‧‧電流源
712‧‧‧電流吸收器
750‧‧‧OR門
742‧‧‧正輸入端子
744‧‧‧負輸入端子
760‧‧‧流過720的電流
762‧‧‧流過722的電流
I1‧‧‧760及762的大小
I2‧‧‧764的大小
764‧‧‧電流
Tdly‧‧‧預定初始脈寬的增加
C1‧‧‧730的電容
C2‧‧‧734的電容
Ro‧‧‧電阻
Co‧‧‧電容
Vbulk‧‧‧整流器輸出電壓
Tdem‧‧‧退磁時間
120、320‧‧‧一次側脈寬調變(PWM)控制器
130、330‧‧‧二次側同步整流(SR)控制器
141、341‧‧‧流過一次繞組的電流
146、346‧‧‧流過二次繞組的電流
214、224、746‧‧‧比較信號
210、220、740、A1‧‧‧比較器
138、139、338、339‧‧‧控制器端子
105、106、305、306‧‧‧電阻器
103、107、303、307、730、734‧‧‧電容器
212、222、Vth_on、Vth_off‧‧‧閾值信號
121、137、321、337、Vg、Vg1‧‧‧驅動信號
720、722、724、S1、S2、S3‧‧‧開關
421、431、462、464、466、435、437、612、622、890‧‧‧波形
t1、t2、t3、t4、t11、t12、t13、t14、t15、t21、t22、t23、t24、t31‧‧‧時間
第1圖是示出具有傳統的二次側同步整流(SR)控制器的傳統的返馳式功率變換系統的簡化示意圖。
第2圖是示出第1圖中所示的功率變換系統的二次側同步整流控制器的某些傳統部件的簡化示意圖。
第3圖是示出根據本發明實施例的具有同步整流(SR)控制器的功率變換系統的簡化示意圖。
第4圖是根據本發明實施例的工作在連續導通模式(CCM)下的第3圖中所示的功率變換系統的簡化時序圖。
第5圖是示出根據本發明實施例的作為第3圖中所示的功率變換系統的SR控制器的部分的定時控制器的某些部件的簡化示意圖。
第6圖是根據本發明實施例的工作在連續導通模式(CCM)下的第3圖中所示的功率變換系統和作為第3圖和第5圖中所示的功率變換系統的部分的定時控制器的簡化時序圖。
第7圖是示出根據本發明實施例的作為第3圖中所示的功率變換系統的SR控制器的部分的定時控制器的某些部件的簡化示意圖。
第8圖是根據本發明實施例的工作在連續導通模式(CCM)下的第3圖中所示的功率變換系統和作為第3圖、第5圖和第7圖中所示的功率變換系統300的部分的定時控制器360的簡化時序圖。
現本發明的某些實施例涉及積體電路。更具體地,本發明的一些實施例提供了具有對於同步整流控制器的定時控制的系統和方法。僅通過示例,本發明的一些實施例已經被應用於工作在連續導通模式下的功率變換器。但是將認識到,本發明具有更廣泛的應用範圍。
根據某些實施例,對於具有二次側同步整流(SR)控制器的返馳式功率變換系統而言,在CCM模式下,二次側開關(例如,電晶體)需要在一次側開關(例如,電晶體)變為閉合(即,導通)之前變為斷開(例如,關斷),以避免變壓器的擊穿從而保持返馳式功率變換系統的可靠性,但是如果二次側開關(例如,電晶體)過早地變為斷開(例如,關斷),則剩餘電流必然流過二次側開關(例如,電晶體)的寄生二極體,從而生成更多熱量、降低效率。根據一些實施例,為了改善可靠性和效率之間的適當的權衡,提供了用於控制從二次側開關(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到一次側開關(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間之間的時段的一種或多種機制。
第3圖是示出根據本發明實施例的具有同步整流(SR)控制器的功率變換系統的簡化示意圖。該示意圖僅是示例,而不應該不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到很多變形、替代、和修改。功率變換系統300(例如,功率變換器)包括電磁干擾(EMI)篩檢程式301、整流橋302、電容器303和307、電阻器305和306、二極體309、一次繞組312、二次繞組314、脈寬調變(PWM)控制器320(例如,晶片)、同步整流(SR)控制器330(例如,晶片)、開關342(例如,電晶體)、開關344(例如,電晶體)、輸出電阻性負載352、以及輸出電容性負載354。例如,脈寬調變(PWM)控制器320在一次側,SR控制器330在二次側。在另一示例中,開關342(例如,電晶體)在一次側,開關344(例如,電晶體)在二次側。
在一個實施例中,PWM控制器320生成驅動信號321並將驅動信號321輸出到開關342(例如,電晶體)。例如,驅動信號321被開關342(例如,電晶體)接收,並被用來閉合或斷開開關342(例如,導通或關斷電晶體),從而影響與一次繞組312相關聯(例如,流過一次繞組312)的電流341。在另一實施例中,SR控制器330(例如,晶片)包括控制器端子338(例如,引腳)和控制器端子339(例如,引腳)。例如,SR控制器330在控制器端子338接收來自電晶體344(例如,MOSFET電晶體)的汲極端子的信號331(例如,Vd),生成驅動信號337(例如,Vg),並在控制器端子339將驅動信號337輸出到電晶體344。在另一示例中,驅動信號337被電晶體344的閘極端子接收,並被用來導通或關斷電晶體344,從而影響與二次繞組314相關聯(例如,流過二次繞組314)的電流346。在又一實施例中,如果功率變換系統300工作在CCM模式下,則開關344(例如,電晶體)在開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)之前變為斷開(例如,關斷),並且開關344(例如,電晶體)在電晶體342處於閉合(例如,導通)狀態時保持處於斷開(例如,關斷)狀態。
如第3圖中所示,根據一些實施例,SR控制器330包括感測器332、邏輯控制器334、閘極驅動器336、以及定時控制器360。在一個實施例中,感測器332接收來自電晶體344的汲極端子的信號331(例如,Vd),並至少部分地基於信號331生成感測信號333。例如,信號331是電晶體344的汲極端子的汲極電壓。在另一示例中,感測信號333表示作為時間函數的感測出的電晶體344的汲極端子的汲極電壓的大小。
在另一實施例中,感測信號333被邏輯控制器334接收,邏輯控制器334作為響應,至少部分地基於感測信號333生成退磁信號362。例如,退磁信號362表示二次繞組314的一個或多個退磁時段。在另一示例中,邏輯控制器334還輸出邏輯信號364,該邏輯信號表示定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)和驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)。在又一實施例中,邏輯控制器334還輸出邏輯信號366,該邏輯信號表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的預定目標時長(例如,Tdt)。
在又一實施例中,定時控制器360接收退磁信號362以及邏輯信號364和366,並至少部分地基於退磁信號362以及邏輯信號364和366生成定時信號335。在又一實施例中,閘極驅動器336接收定時信號335,至少部分地基於定時信號335生成驅動信號337,並且將驅動信號337(例如,Vg)輸出到電晶體344的閘極端子。例如,如果定時信號335處於邏輯高位準,則驅動信號也處於邏輯高位準;如果定時信號335處於邏輯低位準,則驅動信號也處於邏輯低位準。在另一示例中,如果驅動信號337處於邏輯高位準,則電晶體344導通;如果驅動信號337處於邏輯低位準,則電晶體344關斷。
第4圖是根據本發明實施例的工作在連續導通模式(CCM)下的功率變換系統300的簡化時序圖。該圖僅是示例,而不應該 不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到很多變形、替代、和修改。波形421表示作為時間函數的驅動信號321,波形431表示作為時間函數的信號331,波形464表示作為時間函數的邏輯信號364,波形462表示作為時間函數的退磁信號362,波形466表示作為時間函數的邏輯信號366,波形435表示作為時間函數的定時信號335,並且波形437表示作為時間函數的驅動信號337。
根據某些實施例,從時間t1到時間t11的持續時間表示開關342(例如,電晶體)的開關週期,從時間t11到時間t21的持續時間表示開關342(例如,電晶體)的開關週期,並且從時間t21到時間t31的持續時間表示開關342(例如,電晶體)的開關週期。例如,從時間t1到時間t11的持續時間由開關週期TA表示。在又一示例中,從時間t11到時間t21的持續時間由開關週期TB表示。在又一示例中,從時間t21到時間t31的持續時間由開關週期TC表示。在又一示例中,開關週期TA、開關週期TB、以及開關週期TC的時長相等。
在一個實施例中,在時間t1,驅動信號321從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形421所示),並且開關342(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)。在另一實施例中,在時間t1,信號331開始迅速減小(例如,如波形431所示)。例如,在時間t1,退磁信號362從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形462所示),指示退磁時段的開始。在另一示例中,在時間t1,邏輯信號364從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形464所示),指示表示定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)和驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)的時段的開始。在又一實施例中,在時間t1,定時信號335從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形435所示),指示定時信號335的脈寬的開始。例如,在時間t1,驅動信號337從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形437所示),指示驅動吸納後337的脈寬的開始。在又一示例中,在 時間t1,開關344(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通),指示與驅動信號337的脈寬相同的導通時段的開始。
根據一個實施例,在時間t2,邏輯信號364從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形464所示),指示表示定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)和驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)的時段的結束。例如,在時間t2,定時信號335從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形435所示),指示最初等於定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)的定時信號335的脈寬的結束。在另一示例中,在時間t2,驅動信號337從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形437所示),指示最初等於驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)的驅動信號337的脈寬的結束。在又一示例中,在時間t2,邏輯信號366從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形466所示),指示表示為預定目標時長(例如,Tdt)的時段的開始,其中所述預定目標時長(例如,Tdt)的時段所指為從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)的時間。
在一個實施例中,在時間t3,邏輯信號366從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形466所示),指示表示為預定目標時長(例如,Tdt)的時段的結束,其中所述預定目標時長(例如,Tdt)的時段所指為從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)的時間。
根據一個實施例,在時間t4,驅動信號321從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形421所示),並且開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)。根據另一實施例,在時間t4,信號331開始迅速增大(例如,如波形431所示)。例如,在時間t4,退磁信號362從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形462所示),指示退磁時段的結束。在另一示例中,時間t4在時間t3後面,並且從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間(例如,時間t2)到開關 342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間(例如,時間t4)的實際時長超過了預定目標時長(例如,Tdt),該預定目標時長例如是從時間t2到時間t3。
在一個實施例中,在時間t11,驅動信號321從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形421所示),並且開關342(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)。在另一實施例中,在時間t11,信號331開始迅速減小(例如,如波形431所示)。例如,在時間t11,退磁信號362從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形462所示),指示退磁時段的開始。在另一示例中,在時間t11,邏輯信號364從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形464所示),指示表示定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)和驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)的時段的開始。在又一實施例中,在時間t11,定時信號335從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形435所示),指示定時信號335的脈寬的開始。例如,在時間t11,驅動信號337從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形437所示),指示驅動信號337的脈寬的開始。在另一示例中,在時間t11,開關344(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通),指示與驅動信號337的脈寬相同的導通時段的開始。
根據一個實施例,在時間t12,邏輯信號364從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形464所示),指示表示定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)的時段的結束和驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)的時段的結束。
在一個實施例中,在時間t13,定時信號335從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形435所示),指示定時信號335的脈寬的結束。例如,時間t13在時間t12後面,並且定時信號335的實際脈寬(例如,從時間t11到時間t13)超過了定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)(例如,從時間t11到時間t12)。在另一實施例中,在時間t13,驅動信號337從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形437所 示),指示驅動信號337的脈寬的結束。例如,時間t13在時間t12後面,並且驅動信號337的實際脈寬(例如,從時間t11到時間t13)超過了驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)(例如,從時間t11到時間t12)。在又一實施例中,在時間t13,邏輯信號366從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形466所示),指示表示為預定目標時長(例如,Tdt)的時段的開始,其中所述預定目標時長(例如,Tdt)的時段所指為從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)的時間。
根據一個實施例,在時間t14,邏輯信號366從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形466所示),指示表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的預定目標時長(例如,Tdt)的時段的結束。
在一個實施例中,在時間t15,驅動信號321從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形421所示),並且開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)。在另一實施例中,在時間t15,信號331開始迅速增大(例如,如波形431所示)。例如,在時間t15,退磁信號362從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形462所示),指示退磁時段的結束。在另一示例中,時間t15在時間t14後面,並且從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間(例如,時間t13)到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長超過了預定目標時長(例如,Tdt),該預定目標時長例如是從時間t13到時間t14。
根據一個實施例,在時間t21,驅動信號321從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形421所示),並且開關342(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)。根據另一實施例,在時間t21,信號331開始迅速減小(例如,如波形431所示)。例如,在時間t21,退磁信號 362從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形462所示),指示退磁時段的開始。在另一示例中,在時間t21,邏輯信號364從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形464所示),指示表示定時信號335的預定初始脈寬(例如,時間T0)和驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)的時段的開始。根據又一實施例,在時間t21,定時信號335從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形435所示),指示定時信號335的脈寬的開始。例如,在時間t21,驅動信號337從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形437所示),指示驅動信號337的脈寬的開始。在另一示例中,在時間t21,開關344(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通),指示與驅動信號337的脈寬相同的導通時段的開始。
在一個實施例中,在時間t22,邏輯信號364從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形464所示),指示表示定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)和驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)的時段的結束。
根據一個實施例,在時間t23,定時信號335從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形435所示),指示定時信號335的脈寬的結束。例如,時間t23在時間t22後面,並且定時信號335的實際脈寬(例如,從時間t21到時間t23)超過了定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)(例如,從時間t21到時間t22)。在另一實施例中,在時間t23,驅動信號337從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形437所示),指示驅動信號337的脈寬的結束。例如,時間t23在時間t22後面,並且驅動信號337的實際脈寬(例如,從時間t21到時間t23)超過了驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)(例如,從時間t21到時間t22)。在又一實施例中,在時間t23,邏輯信號366從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,波形466所示),指示表示為預定目標時長(例如,Tdt)的時段的開始,其中所述預定目標時長(例如,Tdt)的時段所指為 從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)的時間。
在一個實施例中,在時間t24,驅動信號321從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形421所示),並且開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)。例如,在時間t24,信號331開始迅速增大(例如,如波形431所示)。在另一示例中,在時間t24,退磁信號362從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形462所示),指示退磁時段的結束。在另一實施例中,在時間t24,邏輯信號366從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形466所示),指示表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的預定目標時長(例如,Tdt)的時段的結束。例如,從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長等於預定目標時長(例如,Tdt),該預定目標時長例如是從時間t23到時間t24。
根據一個實施例,在時間t31,驅動信號321從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形421所示),並且開關342(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)。根據另一實施例,在時間t31,信號331開始迅速減小(例如,如波形431所示)。例如,在時間t31,退磁信號362從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形462所示),指示退磁時段的開始。在另一示例中,在時間t31,邏輯信號364從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形464所示),指示表示定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)的時段的開始和驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)的時段的開始。根據另一實施例,在時間t31,定時信號335從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形435所示),指示定時信號335的脈寬的開始。例如,在時間t31,驅動信號337從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形437所示),指示驅動信號337的脈寬的開始。 在另一示例中,在時間t31,開關344(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通),指示與驅動信號337的脈寬相同的導通時段的開始。
根據某些實施例,如波形464所示,從時間t1到時間t2的持續時間、從時間t11到時間t12的持續時間、以及從時間t21到時間t22的持續時間相等,並且它們均表示定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)和驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)。例如,定時信號335的從時間t1到時間t2的實際脈寬等於定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0),定時信號335的從時間t11到時間t13的實際脈寬超過了定時信號335的從時間t11到時間t12的預定初始脈寬(例如,T0),並且定時信號335的從時間t21到時間t23的實際脈寬超過了定時信號335的從時間t21到時間t22的預定初始脈寬(例如,T0)。在另一示例中,定時信號335的從時間t1到時間t2的實際脈寬小於定時信號335的從時間t11到時間t13的實際脈寬,並且定時信號335的從時間t11到時間t13的實際脈寬小於定時信號335的從時間t21到時間t23的實際脈寬。
根據一些實施例,如波形466所示,從時間t2到時間t3的持續時間、從時間t13到時間t14的持續時間、以及從時間t23到時間t24的持續時間相等,並且它們均表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的預定目標時長(例如,Tdt)。例如,從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間t2到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間t4的實際時長超過了預定目標時長Tdt(例如,從時間t2到時間t3),從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間t13到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間t15的實際時長超過了預定目標時長Tdt(例如,從時間t13到時間t14),並且從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間t23到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間t24的實際時長等於預定目標時長Tdt(例如,從 時間t23到時間t24)。例如,從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間t2到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間t4的實際時長大於從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間t13到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間t15的實際時長。在另一示例中,從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間t13到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間t15的實際時長大於從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間t23到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間t24的實際時長。
如第4圖中所示,根據一個實施例,從開關週期TA到開關週期TB,定時信號335的實際脈寬從定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)增大到更大的值,並且從開關週期TB到開關週期TC,定時信號335的實際脈寬進一步增大到更大的值。根據另一實施例,從開關週期TA到開關週期TB,驅動信號337的實際脈寬從驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)增大到更大的值,並且從開關週期TB到開關週期TC,驅動信號337的實際脈寬進一步增大到更大的值。另外,如第4圖中所示,從開關週期TA到開關週期TB,從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長減小,並且從開關週期TB流到開關週期TC,從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長進一步減小到預定目標時長(例如,Tdt)。
例如,在開關週期TC之後的開關週期中,定時信號335的實際脈寬不變,並且保持等於定時信號335在開關週期TC中的實際脈寬。在另一示例中,在開關週期TC之後的開關週期中,驅動信號337的實際脈寬不變,並且保持等於驅動信號337在開關週期TC中的實際脈寬。在又一示例中,在開關週期TC之後的開關週期中,從開關344(例如,電晶 體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長不變,並且保持等於預定目標時長(Tdt)。
根據某些實施例,從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的時長由死區時間表示,在該死區時間期間開關342(例如,電晶體)和開關344(例如,電晶體)二者都處於斷開(例如,關斷)狀態。根據一些實施例,功率變換系統300使用自我調整方法來逐漸縮短從二次側的開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到一次側的開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的死區時間。
如上所述和這裡進一步強調的,第4圖僅是示例,而不應該不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到很多變形、替代、和修改。例如,從開關週期TA(在該週期中,定時信號335的實際脈寬等於定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0),驅動信號337的實際脈寬等於驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0))到另一開關週期TC(在該週期中,從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)的實際時長變為等於預定目標時長(Tdt)),存在不止一個開關週期(例如,包括開關週期TB和一個或多個其他開關週期)。在另一示例中,從開關週期TA(在該週期中,定時信號335的實際脈寬等於定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0),驅動信號337的實際脈寬等於驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0))到另一開關週期TC(在該週期中,從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)的實際時長等於預定目標時長(Tdt)),不存在其他開關週期,並且開關週期TC直接跟在開關週期TA後面。
第5圖是示出根據本發明實施例的作為功率變換系統300的SR控制器330的部分的定時控制器360的某些部件的簡化示意圖。該示圖僅是示例,而不應該不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到很多變形、替代、和修改。定時控制器360包括脈衝信號生成器510、電壓信號生成器520、以及定時信號生成器530。
在一個實施例中,脈衝信號生成器510接收退磁信號362和定時信號335,並且至少部分地基於退磁信號362和定時信號335生成脈衝信號512。例如,定時信號335指示開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間,並且退磁信號362指示開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間。在另一示例中,脈衝信號512包括一個或多個脈衝,該一個或多個脈衝中的每個脈衝對應於以下脈寬,該脈寬表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長(例如,Terr)。
在另一實施例中,控制電壓生成器520接收脈衝信號512和邏輯信號366,並且至少部分地基於脈衝信號512和邏輯信號366生成電壓信號522。例如,邏輯信號366包括一個或多個脈衝,該一個或多個脈衝中的每個脈衝對應於表示預定目標時長(例如,Tdt)的脈寬。在另一示例中,脈衝信號512和邏輯信號366之間的脈寬差表示實際時長(例如,Terr)和預定目標時長(例如,Tdt)之間的差。在又一示例中,至少部分地基於脈衝信號512和邏輯信號366之間的脈寬差生成電壓信號522。
在又一實施例中,定時信號生成器530接收電壓信號522和邏輯信號364,至少部分地基於電壓信號522和邏輯信號364生成定時信號335,並且將定時信號335輸出到脈衝信號生成器510和閘極驅動器336。例如,邏輯信號364包括一個或多個脈衝,該一個或多個脈衝中的每個脈衝對應於表示定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)的脈 寬。在另一示例中,定時信號335包括初始脈衝,該初始脈衝對應於等於預定初始脈寬(例如,T0)的脈寬。
第6圖是根據本發明實施例的工作在連續導通模式(CCM)下的功率變換系統300和作為第3圖和第5圖中所示的功率變換系統300的部分的定時控制器360的簡化時序圖。該示圖僅是示例,而不應該不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到很多變形、替代、和修改。
根據某些實施例,該簡化時序圖包括第4圖中所示的波形421、431、464、462、466、435、以及437,並且進一步包括波形612和622。如第4圖和第6圖中所示,波形421表示作為時間函數的驅動信號321,波形431表示作為時間函數的信號331,波形464表示作為時間函數的邏輯信號364,波形462表示作為時間函數的退磁信號362,波形466表示作為時間函數的邏輯信號366,波形435表示作為時間函數的定時信號335,並且波形437表示作為時間函數的驅動信號337。如第6圖中所示,波形612表示作為時間函數的脈衝信號512,並且波形622表示作為時間函數的電壓信號522。
在一個實施例中,在時間t2,定時信號335從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形435所示),指示在開關週期TA期間等於定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)的定時信號335的脈寬的結束,並且還指示開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間。例如,在時間t2,脈衝信號512從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形612所示),指示表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長(例如,Terr)的時段的開始。在另一示例中,時間t2指示實際死區時間Terr的開始。在又一示例中,在時間t2,邏輯信號366從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形466所示),指示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時 間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的預定目標時長(例如,Tdt)的時段的開始。在又一示例中,時間t2指示預定目標死區時間Tdt的開始。
根據一個實施例,在時間t3,邏輯信號366從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形466所示),指示表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的預定目標時長(例如,Tdt)的時段的結束。例如,時間t3指示預定目標死區時間Tdt的結束。在另一示例中,在時間t3,電壓信號522從電壓幅度V1開始增大。在又一示例中,從時間t1到時間t3,電壓信號522在電壓幅度V1保持恒定。
在一個實施例中,在時間t4,退磁信號362從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形462所示),指示退磁時段的結束,並且還指示開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間。例如,在時間t4,脈衝信號512從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形612所示),指示表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長(例如,Terr)的時段的結束。在另一示例中,時間t4指示實際死區時間Terr的結束。在又一示例中,在時間t4,電壓信號522增大至電壓幅度V2。在又一示例中,從時間t4到時間t14,電壓信號522在電壓幅度V2保持恒定。
根據一個實施例,在時間t13,定時信號335從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形435所示),指示在開關週期TB期間大於定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)的定時信號335的脈寬的結束,並且還指示開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間。例如,在時間t13,脈衝信號512從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形612所示),指示表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例 如,導通)時的時間的實際時長(例如,Terr)的時段的開始。在另一示例中,時間t13指示實際死區時間Terr的開始。在又一示例中,在時間t13,邏輯信號366從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形466所示),指示表示從開關344變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的預定目標時長(例如,Tdt)的時段的開始。在又一示例中,時間t13指示預定目標死區時間Tdt的開始。
根據一個實施例,在時間t14,邏輯信號366從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形466所示),指示表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)的預定目標時長(例如,Tdt)的時段的結束。例如,時間t14指示預定目標死區時間Tdt的結束。在另一示例中,在時間t14,電壓信號522從電壓幅度V2開始增大。
根據一個實施例,在時間t15,退磁信號362從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形462所示),指示退磁時段的結束並且還指示開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間。例如,在時間t15,脈衝信號512從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形612所示),指示表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長(例如,Terr)的時段的結束。在另一示例中,時間t15指示實際死區時間Terr的結束。在又一示例中,在時間t15,電壓信號522增大到電壓幅度V3。在又一示例中,從時間t15到時間t24,電壓信號522在電壓幅度V3保持恒定。
根據一個實施例,在時間t23,定時信號335從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形435所示),指示大於定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)的定時信號335的脈寬的結束並且指示開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間。例如,在時間 t23,脈衝信號512從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形612所示),指示表示開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長(例如,Terr)的時段的開始。在另一示例中,時間t23指示實際死區時間Terr的開始。在又一示例中,在時間t23,邏輯信號366從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形466所示),指示表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的預定目標時長(例如,Tdt)的時段的開始。在又一示例中,時間t23指示預定目標時長Tdt的開始。
在一個實施例中,在時間t24,邏輯信號366從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形466所示),指示表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的預定目標時長(例如,Tdt)的時段的結束。例如,時間t24指示預定目標時長Tdt的結束。在另一實施例中,在時間t24,退磁信號362從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形462所示),指示退磁時段的結束並且還指示開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間。例如,在時間t24,脈衝信號512從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形612所示),指示表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長(例如,Terr)的時段的結束。在另一示例中,時間t24指示實際死區時間Terr的結束。在另一示例中,對於開關週期TC,從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)的實際時長(例如,實際死區時間Terr)已經變為等於從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的預定目標時長(例如,預定 目標死區時間Tdt)。在又一示例中,從時間t24開始,電壓信號522在電壓幅度V3保持恒定。
第7圖是示出根據本發明實施例的作為功率變換系統300的SR控制器330的部分的定時控制器360的某些部件的簡化示意圖。該示圖僅是示例,而不應該不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員將認識到很多變形、替代、以及修改。定時控制器360包括電流源710和714、電流吸收器712、開關720、722和724、電容器730和734、比較器740、以及OR門750。例如,電流源710、電流吸收器712、開關720和722、以及電容器730是電壓信號生成器520的部分。在另一示例中,電流源714、開關724、電容器734、比較器740、以及OR門750是定時信號生成器530的部分。在又一示例中,比較器740包括正輸入端子742和負輸入端子744。
第8圖是根據本發明實施例的工作在連續導通模式(CCM)下的功率變換系統300和作為第3圖、第5圖和第7圖中所示的功率變換系統300的部分的定時控制器360的簡化時序圖。該示圖僅是示例,而不應該不適當地限制申請專利範圍。本領域普通技術人員應該認識到很多變形、替代、以及修改。
根據某些實施例,該簡化時序圖包括第4圖中所示的波形421、431、464、462、435和437、以及第6圖中所示的波形612和622,並且進一步包括第8圖中所示的波形890。
如第4圖、第6圖、以及第8圖中所示,波形421表示作為時間函數的驅動信號321,波形431表示作為時間函數的信號331,波形464表示作為時間函數的邏輯信號364,波形462表示作為時間函數的退磁信號362,波形466表示作為時間函數的邏輯信號366,波形435表示作為時間函數的定時信號335,波形437表示作為時間函數的驅動信號337,波形612表示作為時間函數的脈衝信號512,波形622表示作為 時間函數的電壓信號522,並且波形890表示作為時間函數的、定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)和定時信號335的實際脈寬之間的差。
在一個實施例中,在時間t1,驅動信號321從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形421所示),並且退磁信號362從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形462所示)。例如,在時間t1,邏輯信號364從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形464所示),指示表示定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)和驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)的時段的開始。在另一示例中,在時間t1,定時信號335從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形435所示),指示定時信號335的實際脈寬的開始。在另一示例中,在時間t1,驅動信號337從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形437所示),指示驅動信號337的實際脈寬的開始。
根據一個實施例,在時間t2,邏輯信號364從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形464所示),指示表示定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)和驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)的時段的結束。例如,在時間t2,定時信號335從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形435所示),指示等於定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)的定時信號335的實際脈寬的結束。在另一示例中,在時間t2,驅動信號337從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形437所示),指示最初等於驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)的驅動信號337的實際脈寬的結束。在又一示例中,在時間t2,脈衝信號512從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形612所示),指示表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長(例如,Terr)的時段的開始。在又一示例中,時間t2指示實際死區時間Terr的開始。
在一個實施例中,在時間t4,驅動信號321從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形421所示),並且退磁信號362從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形462所示)。例如,在時間t4,脈衝信號512從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形612所示),指示表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長(例如,Terr)的時段的結束。在另一示例中,時間t4指示實際死區時間Terr的結束。在又一示例中,定時信號335的實際脈寬(例如,從時間t1到時間t2)與實際死區時間(例如,從時間t2到時間t4的Terr)之和等於驅動信號321的關斷時段(例如,從時間t1到時間t2)。
在一個實施例中,在時間t11,驅動信號321從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形421所示),並且退磁信號362從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形462所示)。例如,在時間t11,邏輯信號364從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形464所示),指示表示定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)和驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)的時段的開始。在另一示例中,在時間t11,定時信號335從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形435所示),指示定時信號335的實際脈寬的開始。在又一示例中,在時間t11,驅動信號337從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形437所示),指示驅動信號337的實際脈寬的開始。
根據一個實施例,在時間t12,邏輯信號364從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形464所示),指示表示定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)和驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)的時段的結束。
在一個實施例中,在時間t13,定時信號335從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形435所示),指示超過定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)的定時信號335的實際脈寬的結束。例如,在 時間t13,驅動信號337從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形437所示),指示超過驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)的驅動信號337的實際脈寬的結束。在另一示例中,在時間t13,脈衝信號512從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形612所示),指示表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長(例如,Terr)的時段的開始。在又一示例中,時間t13指示實際死區時間Terr的開始。
根據一個實施例,在時間t15,驅動信號321從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形421所示),並且退磁信號362從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形462所示)。例如,在時間t15,脈衝信號512從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形612所示),指示表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長(例如,Terr)的時段的結束。在另一示例中,時間t15指示實際死區時間Terr的結束。在又一示例中,定時信號335的實際脈寬(例如,從時間t11到時間t13)與實際死區時間(例如,從時間t13到時間t15的Terr)之和等於驅動信號321的關斷時段(例如,從時間t11到時間t15)。
在一個實施例中,在時間t21,驅動信號321從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形421所示),並且退磁信號362從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形462所示)。例如,在時間t21,邏輯信號364從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形464所示),指示表示定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)和驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)的時段的開始。在另一示例中,在時間t21,定時信號335從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形435所示),指示定時信號335的實際脈寬的開始。在又一示例中,在時間t21,驅動信 號337從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形437所示),指示驅動信號337的實際脈寬的開始。
根據一個實施例,在時間t22,邏輯信號364從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形464所示),指示表示定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)和驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)的時段的結束。
在一個實施例中,在時間t23,定時信號335從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形435所示),指示超過定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)的定時信號335的實際脈寬的結束。例如,在時間t23,驅動信號337從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形437所示),指示超過驅動信號337的預定初始脈寬(例如,T0)的驅動信號337的實際脈寬的結束。在又一示例中,在時間t23,脈衝信號512從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形612所示),指示表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長(例如,Terr)的時段的開始。在又一示例中,時間t23指示實際死區時間Terr的開始。
根據一個實施例,在時間t24,驅動信號321從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形421所示),並且退磁信號362從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形462所示)。例如,在時間t24,脈衝信號512從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形612所示),指示表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長(例如,Terr)的時段的結束。在另一示例中,時間t24指示實際死區時間Terr的結束。在另一示例中,定時信號335的實際脈寬(例如,從時間t21到時間t23)與實際死區時間(例如,從時間t23到時間t24的Terr)之和等於驅動信號321的關斷時段(例如,從時間t21到時間t24)。
根據某些實施例,定時信號335的實際脈寬(例如,從時間t1到時間t2)與實際死區時間(例如,從時間t2到時間t4的Terr)之和等於驅動信號321在開關週期TA期間的關斷時段(例如,從時間t1到時間t2),定時信號335的實際脈寬(例如,從時間t11到時間t13)與實際死區時間(例如,從時間t13到時間t15的Terr)之和等於驅動信號321在開關週期TB期間的關斷時段(例如,從時間t11到時間t15),並且定時信號335的實際脈寬(例如,從時間t21到時間t23)與實際死區時間(例如,從時間t23到時間t24的Terr)之和等於驅動信號321在開關週期TC期間的關斷時段(例如,從時間t21到時間t24)。
根據一些實施例,驅動信號321在開關週期TA期間的關斷時段(例如,從時間t1到時間t2)、驅動信號321在開關週期TB期間的關斷時段(例如,從時間t11到時間t15)、以及實際死區時間(例如,從時間t23到時間t24的Terr)等於驅動信號321在開關週期TC期間的關斷時段(例如,從時間t21到時間t24)。例如,開關週期TA期間的定時信號335的實際脈寬(例如,從時間t1到時間t2)與實際死區時間(例如,從時間t2到時間t4的Terr)之和、開關週期TB期間的定時信號335的實際脈寬(例如,從時間t11到時間t13)與實際死區時間(例如,從時間t13到時間t15的Terr)之和、以及開關週期TC期間的定時信號335的實際脈寬(例如,從時間t21到時間t23)與實際死區時間(例如,從時間t23到時間t24的Terr)之和相等。
在一個實施例中,從開關週期TA到開關週期TB,定時信號335的實際脈寬增大△TA-B(例如,從時間t12到時間t13),並且從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長(例如,實際死區時間)減小△TA-B(例如,從時間t12到時間t13)。在另一實施例中,從開關週期TA到開關週期TC,定時信號335的實際脈寬增大△TA-C(例如,從時間t22到時間t23),並且從開關344(例如,電晶體)變為 斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長(例如,實際死區時間)減少△TA-C(例如,從時間t22到時間t23)。
如第8圖中所示,波形890表示作為時間函數的定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)與定時信號335的實際脈寬之間的差。例如,從時間t12到時間t13的持續時間(例如,Tdly)表示從開關週期TA到開關週期TB定時信號335的實際脈寬的增加(例如,△TA-B),從時間t12到時間t13的持續時間(例如,Tdly)還表示從開關週期TA到開關週期TB實際死區時間的減少(例如,△TA-B)。在另一示例中,從時間t22到時間t23的持續時間(例如,Tdly)表示從開關週期TA到開關週期TC定時信號335的實際脈寬的增加(例如,△TA-C),並且從時間t22到時間t23的持續時間(例如,Tdly)表示從開關週期TA到開關週期TC實際死區時間的減少(例如,△TA-B)。
如第3圖、第5圖和第7圖中所示,在一個實施例中,脈衝信號生成器510接收退磁信號362和定時信號335,並且至少部分地基於退磁信號362和定時信號335生成脈衝信號512。例如,定時信號335指示開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間,退磁信號362指示開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間。在另一示例中,脈衝信號512包括一個或多個脈衝,該一個或多個脈衝中的每個脈衝對應於表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長(例如,實際死區時間Terr)的脈寬。
在另一實施例中,第5圖中所示的電壓信號生成器520包括電流源710、電流吸收器712、開關720和722、以及電容器730,控制電壓生成器520接收脈衝信號512和邏輯信號366並且至少部分地基於脈衝信號512和邏輯信號366生成電壓信號522。例如,邏輯信號366包括一個或多個脈衝,該一個或多個脈衝中的每個脈衝對應於表示預定目標 時長(例如,預定目標死區時間Tdt)的脈寬。在另一示例中,脈衝信號512和邏輯信號366之間的脈寬差表示實際時長(例如,實際死區時間Terr)和預定目標時長(例如,預定目標死區時間Tdt)之間的差。在又一示例中,至少部分地基於脈衝信號512和邏輯信號366之間的脈寬差生成電壓信號522。
在又一實施例中,第5圖中所示的定時信號生成器530包括電流源714、開關724、電容器734、比較器740、以及OR門750,定時信號生成器530接收電壓信號522和邏輯信號364,至少部分地基於電壓信號522和邏輯信號364生成定時信號335,並將定時信號335輸出到脈衝信號生成器510和閘極驅動器336。例如,邏輯信號364包括一個或多個脈衝,該一個或多個脈衝中的每個脈衝對應於表示定時信號335的預定初始脈寬(例如,T0)的脈寬。在另一示例中,定時信號335包括初始脈衝,該初始脈衝對應於等於預定初始脈寬(例如,T0)的脈寬。
如第7圖中所示,脈衝信號生成器510生成脈衝信號512,並將脈衝信號512輸出到開關720。例如,如波形612所示,脈衝信號512在定時信號335的一個或多個下降沿從邏輯低位準變為邏輯高位準(例如,如波形435在時間t2、時間t13、和/或時間t23處所示)。在另一示例中,如波形612所示,脈衝信號512在退磁信號362的一個或多個下降沿從邏輯高位準變為邏輯低位準(例如,如波形462在時間t4、時間t15、和/或時間t24處所示)。
在又一示例中,退磁信號362在時間t4、時間t15、和/或時間t24處的一個或多個下降沿(例如,如波形462所示)分別是回應於信號331在時間t4、時間t15、和/或時間t24處的一個或多個上升沿生成的(如波形431所示)。在又一示例中,信號331在時間t4、時間t15、和/或時間t24處的一個或多個上升沿(例如,如波形431所示)分別是回應於驅動信號321在時間t4、時間t15、和/或時間t24處的一個或多個上升沿生成的(例如,如波形421所示)。在又一示例中,退磁信號 362在時間t4、時間t15、和/或時間t24處的一個或多個下降沿(例如,如波形462所示)分別表示驅動信號321在時間t4、時間t15、和/或時間t24處的一個或多個上升沿(例如,如波形421所示)。
在一個實施例中,開關720接收脈衝信號512。例如,開關720在脈衝信號512處於邏輯高位準的情況下閉合(例如,導通),並且開關720在脈衝信號512處於邏輯低位準的情況下斷開(例如,關斷)。在另一示例中,當脈衝信號512處於邏輯高位準時,開關720保持閉合,並且電流源710生成流過開關720的電流760。
在另一實施例中,開關722接收邏輯信號366。例如,開關722在邏輯信號366處於邏輯高位準的情況下閉合(例如,導通),開關722在邏輯信號366處於邏輯低位準的情況下斷開(例如,關斷)。在另一示例中,當邏輯信號366處於邏輯高位準時,開關722保持閉合,並且電流源712生成流過開關722的電流762。在又一示例中,電流760和電流762的大小相等(例如,大小為I1)。
如第7圖中所示,根據某些實施例,當脈衝信號512和邏輯信號366二者都處於邏輯高位準時,開關720和722二者閉合(例如,從時間t2到時間t3,從時間t13到時間t14,和/或從時間t23到時間t24)。例如,脈衝信號512和邏輯信號366二者都處於邏輯高位準時,電容器730不會額外地充電或放電,並且電壓信號522如波形622所示保持不變(例如,從時間t2到時間t3,從時間t13到時間t14,和/或從時間t23到時間t24)。在另一示例中,當脈衝信號512處於邏輯高位準且邏輯信號366處於邏輯低位準時,電容器730額外地充電,並且電壓信號522如波形622所示地增大(例如,從時間t3到時間t4和/或從時間t14到時間t15)。
根據一個實施例,比較器740的正輸入端子742接收電壓信號522,比較器740的負輸入端子744接收來自電容器734的電壓信號784。例如,電容器734耦合到電流源714,電流源714生成電流764 (例如,大小為I2)。在另一示例中,電容器734還耦合到開關724,開關724接收邏輯信號364。
根據另一實施例,當邏輯信號364處於邏輯高位準時,開關724閉合(例如,如波形464所示)。例如,從時間t1到時間t2,從時間t11到時間t12,和/或從時間t21到時間t22,開關724閉合,從而使得電容器734完全放電,電壓信號784在時間t1、時間t11、和/或時間t21接地。根據又一實施例,當邏輯信號364處於邏輯低位準時,開關724斷開(例如,如波形464所示)。例如,開關724在時間t1、時間t11、和/或時間t21變為斷開,電容器734被電流764充電,從而使得電壓信號784從地開始增大。
在一個實施例中,比較器740比較電壓信號522和電壓信號784,並且生成比較信號746。例如,比較信號746在電壓信號522的大小大於電壓信號784的大小時處於邏輯高位準。在另一示例中,比較信號746在電壓信號522的大小小於電壓信號784的大小時處於邏輯低位準。
在另一實施例中,OR門750接收比較信號746和邏輯信號364,並生成定時信號335。例如,從時間t1到時間t2,邏輯信號364處於邏輯高位準,並且定時信號335處於邏輯高位準(例如,如波形435所示)。在另一示例中,在時間t2,電壓信號784從地開始增大,並且立即變得大於電壓信號522(電壓信號522也接地)。在又一示例中,從時間t1到時間t2定時信號335處於邏輯高位準,並且定時信號335在時間t2變為邏輯低位準(例如,如波形435所示)。
在又一實施例中,從時間t11到時間t12,邏輯信號364處於邏輯高位準,並且定時信號335處於邏輯高位準(例如,如波形435所示)。例如,在時間t12,電壓信號784從地開始增大,並且在時間t13,電壓信號784變得大於電壓信號522,從而使得定時信號335從時間t12到時間t13處於邏輯高位準。在另一示例中,定時信號335從時間t11 到時間t13處於邏輯高位準,定時信號335在時間t13變為邏輯低位準(例如,如波形435所示)。
在又一實施例中,從時間t21到時間t22,邏輯信號364處於邏輯高位準,並且定時信號335處於邏輯高位準(例如,如波形435所示)。例如,在時間t22,電壓信號784從地開始增大,並且在時間t23,電壓信號784變得大於電壓信號522,從而使得定時信號335從時間t22到時間t23處於邏輯高位準。在又一示例中,定時信號335從時間t21到時間t23處於邏輯高位準,並且定時信號335在時間t13變為邏輯低位準(例如,如波形435所示)。
在又一實施例中,如果定時信號335處於邏輯高位準,則驅動信號337也處於邏輯高位準,並且開關344(例如,晶體管)閉合;如果定時信號335處於邏輯低位準,則驅動信號337也處於邏輯低位準,並且開關344(例如,電晶體)斷開(例如,關斷)。
根據一個實施例,定時信號335的脈寬由下式確定:T sron (n)=T 0+T dly (n) (等式1)
其中,Tsron(n)表示定時信號335在第n個開關週期期間的實際脈寬。另外,T0表示定時信號335的預定初始脈寬。另外,Tdly(n)表示定時信號335在第n個開關週期期間的實際脈寬相比定時信號335的預定初始脈寬的增加。另外,n是正整數。例如,第n個開關週期是開關週期TA。在另一示例中,第n個開關週期是開關週期TB。在又一示例中,第n個開關週期是開關週期TC
根據另一實施例,如果n等於1,則T dly (1)=0 (等式2)
其中,Tdly(1)表示定時信號335在第1個開關週期期間的實際脈寬相比定時信號335的預定初始脈寬的增加。例如,第1個開關週期是開關週期TA
根據又一示例,如果n是大於1的正整數,則
其中,Tdly(n)表示定時信號335在第n個開關週期期間的實際脈寬相比定時信號335的預定初始脈寬的增加。另外,Terr(n-1)表示在第n-1個開關週期期間從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長,並且Vcontrol(n-1)表示在第n-1個開關週期開始時電壓信號522的大小。另外,Tdt表示從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的預定目標時長。另外,C1表示電容器730的電容,C2表示電容器734的電容。此外,I1表示電流760的大小並且表示電流762的大小,I2表示電流764的大小。例如,第n-1個開關週期是開關週期TA,並且第n個開關週期是開關週期TB。在另一示例中,第n-1個開關週期是開關週期TB,第n個開關週期是開關週期TC
如第8圖中所示,根據某些實施例,對於開關週期TC,n等於3;並且對於直接跟在開關週期TC後面的開關週期,n等於4。例如,T err (4-1)=T dt (等式4)
所以
並且T sron (4)=T 0+T dly (4)=T 0+T dly (3)=T sron (3) (等式6)
在另一示例中,在開關週期TC和跟在開關週期TC後面的開關週期期間,從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長Terr保持等於從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時 的時間的預定目標時長Tdt。在又一示例中,在開關週期TC以及跟在開關週期TC後面的開關週期期間,定時信號335的實際脈寬Tsron保持恒定。
根據一些實施例,如果實際時長Terr變得等於預定目標時長Tdt(例如,在開關週期TC期間),則實現閉環收斂。例如,選擇預定目標時長Tdt,以實現可靠性和效率之間的良好權衡。在另一示例中,預定目標時長Tdt被設置為等於0.5μs。
返回第3圖和第5圖,根據某些實施例,SR控制器330使用閉環控制機制來實現死區時間(例如,Terr)的自我調整控制,並且死區時間是從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長。例如,SR控制器330為定時信號335和驅動信號337提供預定初始脈寬(例如,T0)。在另一示例中,預定初始頻寬(例如,T0)足夠短,使得等於預定初始脈寬(例如,T0)的定時信號335和驅動信號337的實際脈寬不會導致變壓器在滿負載條件下的擊穿。
在一個實施例中,SR控制器330通過感測信號331(例如,Vd)的下降沿和信號331(例如,Vd)的上升沿來感測功率變換系統300(例如,功率變換器)的退磁時段。例如,如第6圖中所示,功率變換系統300的退磁時段在時間t1開始並在時間t4結束。在另一示例中,如第6圖中所示,功率變換系統300的退磁時段在時間t11開始並在時間t15結束。在又一示例中,如第6圖中所示,功率變換系統300的退磁時段在時間t21開始並在時間t24結束。
在另一實施例中,SR控制器330比較功率變換系統300的退磁時段和定時信號335的實際脈寬,並且確定實際死區時間(例如,Terr),該實際死區時間是例如,從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長。例如,SR控制器330比較實際死區時間(例如,Terr)和預定目標時長(例如,Tdt)。在另一示例中,SR控制器330 從預定初始脈寬(例如,T0)開始逐週期地逐漸增大定時信號335的實際脈寬,並且逐週期地逐漸減小實際死區時間(例如,Terr),直到實際死區時間(例如,Terr)變得等於預定目標死區時間(例如,Tdt)為止。
如第8圖中所示,根據一個實施例,從開關週期TA到開關週期TB、以及從開關週期TB到開關週期TC,從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長(例如,Terr)減小,直到實際時長(例如,Terr)變得等於開關週期TC期間的預定目標死區時間(例如,Tdt)。例如,實際時長(例如,Terr)和預定目標死區時間(例如,Tdt)之間的差從開關週期TA到開關週期TB、以及從開關週期TB到開關週期TC減小,直到實際時長(例如,Terr)和預定目標死區時間(例如,Tdt)之間的差在開關週期TC期間變為零為止。
根據另一實施例,電壓信號522(例如,Vcontrol)在實際時出(例如,Terr)和預定目標死區時間(例如,Tdt)之間的差期間增大。例如,對於開關週期TA,電壓信號522(例如,Vcontrol)在從時間t3到時間t4的持續時間期間從電壓幅度V1增大到電壓幅度V2。在另一示例中,對於開關週期TB,電壓信號522(例如,Vcontrol)在從時間t14到時間t15的持續時間期間從電壓幅度V2增大到電壓幅度V3。在又一示例中,對於開關週期TC,電壓信號522(例如,Vcontrol)在電壓幅度V3處保持恒定,因為實際時長(例如,Terr)和預定目標死區時間(例如,Tdt)之間的差在開關週期TC期間等於零。
在一個實施例中,實際時長(例如,Terr)和預定目標死區時間(例如,Tdt)之間的差從開關週期TA到開關週期TB、以及從開關週期TB到開關週期TC減小,從而使得電壓信號522(例如,Vcontrol)的增大幅度也減小。例如,△V1-2等於電壓幅度V2減去電壓幅度V1。在另一示例中,△V2-3等於電壓幅度V3減去電壓幅度V2。在又一示例中,△V2-3小於△V1-2
在另一實施例中,電壓信號522的增大幅度決定了實際時長(例如,Terr)從開關週期TA到開關週期TB、以及從開關週期TB到開關週期TC的減小幅度。例如,實際時長(例如,Terr)從開關週期TA到開關週期TB的減小幅度由DA-B表示,等於從時間t2到時間t4的持續時間減去從時間t13到時間t15的持續時間。在另一示例中,實際時長(例如,Terr)從開關週期TB到開關週期TC的減小幅度由DB-C表示,等於從時間t13到時間t15的持續時間減去從時間t23到時間t24的持續時間。在又一示例中,DB-C小於DA-B。
根據某些實施例,從開關344(例如,電晶體)變為斷開(例如,關斷)時的時間到開關342(例如,電晶體)變為閉合(例如,導通)時的時間的實際時長(例如,Terr)從一個開關週期到另一個開關週期減小,直到在一個或多個開關週期之後,實際時長(例如,Terr)變得等於預定目標死區時間(例如,Tdt)。例如,實際時長(例如,Terr)從一個開關週期到另一個開關週期的減小幅度隨著實際時長(例如,Terr)接近預定目標死區時間(例如,Tdt)而減小。
根據一些實施例,實際時長(例如,Terr)變得等於預定目標死區時間(例如,Tdt)所需要的開關週期的數目至少部分地取決於預定目標死區時間(例如,Tdt)和對應於預定初始脈寬(例如,T0)的實際時長(例如,Terr)的初始大小之間的差,並且還至少部分地取決於實際時長(例如,Terr)從一個開關週期到另一個開關週期的減小幅度。例如,實際時長(例如,Terr)從一個開關週期到另一個開關週期的減小幅度不恒定。在另一示例中,隨著實際時長(例如,Terr)接近預定目標死區時間(例如,Tdt),實際時長(例如,Terr)從一個開關週期到另一個開關週期的減小幅度減小。在另一示例中,實際時長(例如,Terr)從開關週期TB到開關週期TC的減小幅度小於實際時長(例如,Terr)從開關週期TA到開關週期TB的減小幅度。
根據另一實施例,用於控制功率變換器(例如,功率變換器300)的系統控制器(例如,控制器330)包括第一控制器端子(例如,端子338)和第二控制器端子(例如,端子339)。系統控制器(例如,控制器330)被配置為:在第一控制器端子接收輸入信號(例如,信號331);至少部分地基於輸入信號生成驅動信號(例如,信號337),該驅動信號與導通時段(例如,從時間t1到時間t2)和關斷時段(例如,從時間t2到時間t11)相關聯,導通時段包括第一開始點(例如,時間t1)和第一結束點(例如,時間t2);以及在第二控制器端子向開關(例如,電晶體344)輸出驅動信號,以在導通時段期間閉合(例如,導通)開關並在關斷時段期間斷開(例如,關斷)開關,從而影響與功率變換器的二次繞組(例如,二次繞組314)相關聯的電流(例如,電流346)。系統控制器進一步被配置為:至少部分地基於輸入信號感測與二次繞組相關聯的退磁時段(例如,從時間t1到時間t4),退磁時段包括第二開始點(例如,時間t1)和第二結束點(例如,時間t4),第二開始點(例如,時間t1)和第一開始點(例如,時間t1)相同,第二結束點(例如,時間t4)在第一結束點(例如,時間t2)後面;確定從第一結束點到第二結束點的持續時間(例如,從時間t2到時間t4),該持續時間減去第一預定時長(例如,從時間t2到時間t3的Tdt)等於時長差(例如,從時間t3到時間t4);以及至少部分地基於時長差(例如,從時間t3到時間t4)將導通時段從第一時長(例如,從時間t1到時間t2的時長)增大到第二時長(例如,從時間t11到時間t13的時長)。例如,系統控制器至少是根據第3圖和/或第4圖實現的。
在另一示例中,系統控制器(例如,控制器330)進一步被配置為至少部分地基於時長差(例如,從時間t14到時間t15)將導通時段從第一時長(例如,從時間t11到時間t13的時長)增大到第二時長(例如,從時間t21到時間t23的時長),以使持續時間(例如,從時間t23到時間t24的時間)等於第一預定時長(例如,從時間t23到時間t24 的Tdt)。在又一示例中,系統控制器(例如,控制器330)進一步包括:邏輯控制器(例如,控制器334),被配置為至少基於與輸入信號相關聯的資訊生成第一信號(例如,信號362)並生成第二信號(例如,信號366),第一信號指示退磁時段(例如,從時間t1到時間t4),第二信號指示第一預定時長(例如,從時間t2到時間t3的Tdt)。
在又一示例中,系統控制器(例如,控制器330)進一步包括:定時控制器(例如,控制器360),被配置為接收第一信號和第二信號並至少部分地基於第一信號和第二信號生成第三信號(例如,信號335),第三信號指示導通時段和關斷時段。在又一示例中,系統控制器(例如,控制器330)進一步包括:閘極驅動器(例如,驅動器336),被配置為接收第三信號並至少部分地基於第三信號生成驅動信號。在又一示例中,定時控制器(例如,控制器360)包括:脈衝信號生成器(例如,脈衝信號生成器510),被配置為接收第一信號(例如,信號362)並至少部分地基於第一信號生成脈衝信號(例如,脈衝信號512),該脈衝信號指示從第一結束點到第二結束點的持續時間(例如,從時間t2到時間t4);電壓信號生成器(例如,電壓信號生成器520),被配置為接收脈衝信號和第二信號(例如,信號366)並至少部分地基於脈衝信號和第二信號生成電壓信號(例如,電壓信號522),該電壓信號與時長差(例如,從時間t3到時間t4)有關;以及定時信號生成器(例如,定時信號生成器530),被配置為接收電壓信號並至少部分地基於電壓信號生成第三信號(例如,信號335)。在又一示例中,定時信號生成器(例如,定時信號生成器530)進一步被配置為接收第四信號(例如,信號364),該第四信號指示第二預定時長(例如,從時間t1到時間t2的T0)。在又一示例中,定時信號生成器(例如,定時信號生成器530)進一步被配置為至少部分地基於第四信號生成第三信號(例如,信號335),該第三信號指示導通時段(例如,從時間t1到時間t2)等於第二預定時長(例如,從時間t1到時間t2的T0)。
在又一示例中,定時信號生成器(例如,定時信號生成器530)進一步被配置為向閘極驅動器(例如,驅動器336)和脈衝信號生成器(例如,脈衝信號生成器510)輸出第三信號(例如,信號335),脈衝信號生成器(例如,脈衝信號生成器510)進一步被配置為接收第三信號(例如,信號335)並至少部分地基於第一信號(例如,信號362)和第三信號(例如,信號335)生成脈衝信號(例如,信號512)。在又一示例中,電壓信號生成器(例如,電壓信號生成器520)包括第一電流源(例如,電流源710);耦合到第一電流源的第一開關(例如,開關720);耦合到第一開關的第二開關(例如,開關722);耦合到第二開關的電流吸收器(例如,電流吸收器712);以及耦合到第一開關和第二開關的第一電容器(例如,電容器730)。第一開關被配置為接收脈衝信號(例如,脈衝信號512),第二開關被配置為接收第二信號(例如,信號366)。
在又一示例中,第一開關(例如,開關720)被配置為回應於脈衝信號(例如,脈衝信號512)處於第一邏輯位準而閉合,第一開關(例如,開關720)進一步被配置為回應於脈衝信號(例如,脈衝信號512)處於第二邏輯位準而斷開。第一邏輯位準和第二邏輯位準不同。在又一示例中,第二開關(例如,開關722)被配置為回應於第二信號(例如,信號366)處於第一邏輯位準而閉合,第二開關(例如,開關722)進一步被配置為回應於第二信號(例如,信號366)處於第二邏輯位準而斷開。在又一示例中,第一電流源(例如,電流源710)被配置為生成第一電流(例如,電流760),電流吸收器(例如,電流吸收器712)被配置為生成第二電流(例如,電流762)。申請專利範圍13的系統控制器(例如,控制器330),其中,第一電流(例如,電流760)和第二電流(例如,電流762)的大小相等。
在又一示例中,定時信號生成器(例如,定時信號生成器530)包括:第二電容器(例如,電容器734);耦合到第二電容器的 第三開關(例如,開關724);耦合到第二電容器和第三開關的第二電流源(例如,電流源714);包括第一比較器端子(例如,端子742)和第二比較器端子(例如,端子744)的比較器(例如,比較器740),第一比較器端子耦合到第一開關、第二開關、以及第一電容器,第二比較器端子耦合到第二電容器、第三開關、以及第二電流源,比較器(例如,比較器740)被配置為生成比較信號(例如,比較信號746);以及OR門(例如,OR門750),被配置為接收比較信號和第四信號(例如,信號364)並至少部分地基於比較信號和第四信號生成第三信號(例如,信號335),第四信號指示第二預定時長(例如,從時間t1到時間t2的T0)。在又一示例中,第三開關(例如,開關724)被配置為接收第四信號(例如,信號364)。在又一示例中,第三開關(例如,開關724)被配置為回應於第四信號(例如,信號364)處於第一邏輯位準而閉合,第三開關(例如,開關724)被配置為回應於第四信號(例如,信號364)處於第二邏輯位準而斷開。第一邏輯位準和第二邏輯位準不同。在又一示例中,開關是電晶體(例如,電晶體344)。
根據又一實施例,一種用於控制功率變換器(例如,功率變換器300)的方法包括:接收輸入信號(例如,信號331);至少部分地基於輸入信號生成驅動信號(例如,信號337),該驅動信號與導通時段(例如,從時間t1到時間t2)和關斷時段(例如,從時間t2到時間t11)相關聯,該導通時段包括第一開始點(例如,時間t1)和第二結束點(例如,時間t2);以及向開關(例如,電晶體344)輸出驅動信號,以在導通時段期間閉合(例如,導通)開關並在關斷時段期間斷開(例如,關斷)開關,從而影響與功率變換器的二次繞組(例如,二次繞組314)相關聯的電流(例如,電流346)。至少部分地基於輸入信號生成驅動信號(例如,信號337)的處理包括:至少部分地基於輸入信號感測與二次繞組相關聯的退磁時段(例如,從時間t1到時間t4),該退磁時段包括第二開始點(例如,時間t1)和第二結束點(例如,時間t4),第二開始點 (例如,時間t1)與第一開始點(例如,時間t1)相同,第二結束點(例如,時間t4)在第一結束點(例如,時間t2)後面;確定從第一結束點到第二結束點的持續時間(例如,從時間t2到時間t4),該持續時間減去第一預定時長(例如,從時間t2到時間t3的Tdt)等於時長差;以及至少部分地基於時長差將導通時段從第一時長(例如,從時間t1到時間t2的時長)增大到第二時長(例如,從時間t11到時間t13的時長)。例如,該方法至少是根據第3圖和/或第4圖實現的。
在另一示例中,至少部分地基於時長差將導通時段從第一時長增大到第二時長的處理包括:至少部分地基於時長差(例如,從時間t14到時間t15)將導通時段從第一時長(例如,從時間t11到時間t13的時間)增大到第二時長(例如,從時間t21到時間t23的時間),以使持續時間(例如,從時間t23到時間t24)等於第一預定時長(例如,從時間t23到時間t24的Tdt)。在又一示例中,至少部分地基於輸入信號生成驅動信號(例如,信號337)的處理包括:至少基於與輸入信號相關聯的資訊生成第一信號(例如,信號362),該第一信號指示退磁時段(例如,從時間t1到時間t4);以及生成第二信號(例如,信號366),該第二信號指示第一預定時長(例如,從時間t2到時間t3的Tdt)。
在又一示例中,至少部分地基於輸入信號生成驅動信號(例如,信號337)的處理進一步包括:接收第一信號和第二信號;至少部分地基於第一信號和第二信號生成第三信號(例如,信號335),該第三信號指示導通時段和關斷時段。在又一示例中,至少部分地基於輸入信號生成驅動信號(例如,信號337)進一步包括:接收第三信號;以及至少部分地基於第三信號生成驅動信號。在又一示例中,至少部分地基於第一信號和第二信號生成第三信號(例如,信號335)的處理包括:接收第一信號(例如,信號362);至少部分地基於第一信號生成脈衝信號(例如,脈衝信號512),該脈衝信號指示從第一結束點到第二結束點的持續時間(例如,從時間t2到時間t4);接收脈衝信號和第二信號(例如,信 號366);以及至少部分地基於脈衝信號和第二信號生成電壓信號(例如,電壓信號522),該電壓信號與時長差(例如,從時間t3到時間t4)有關;接收電壓信號;以及至少部分地基於電壓信號生成第三信號(例如,信號335)。
在又一示例中,至少部分地基於輸入信號生成驅動信號(例如,信號337)的處理進一步包括:接收第四信號(例如,信號364),該第四信號指示第二預定時長(例如,從時間t1到時間t2的T0)。在又一示例中,至少部分地基於輸入信號生成驅動信號(例如,信號337)的處理進一步包括:至少部分地基於第四信號生成第三信號(例如,信號335),該第三信號指示導通時段(例如,從時間t1到時間t2)等於第二預定時長(例如,從時間t1到時間t2的T0)。在又一示例中,該方法進一步包括接收第三信號(例如,信號335)。至少部分地基於第一信號生成脈衝信號(例如,脈衝信號512)的處理包括:至少部分地基於第一信號(例如,信號362)和第三信號(例如,信號335)生成脈衝信號(例如,脈衝信號512)。
例如,本發明的各種實施例的一些或所有部件都是、分別、和/或與至少另一部件是使用一個或多個軟體部件、一個或多個硬體部件、和/或軟體和硬體部件的一個或多個組合實現的。在另一示例中,本發明的各種實施例的一些或所有部件都是、分別、和/或與至少另一部件組合被實現為一個或多個電路,例如,一個或多個類比電路和/或一個或多個數位電路。在又一實例中,本發明的各種實施例和/或示例可以被結合在一起。
儘管已經描述了本發明的具體實施例,但是本領域普通技術人員將理解的是,還存在與所描述的實施例等同的其他實施例。因此,應該明白,本發明不限於具體說明的實施例,而僅受所附申請專利範圍的限制。

Claims (27)

  1. 一種用於控制功率變換器的系統控制器,該系統控制器包括:第一控制器端子;以及第二控制器端子;其中,所述系統控制器被配置為:在所述第一控制器端子接收輸入信號;至少部分地基於所述輸入信號生成驅動信號,所述驅動信號與導通時段和關斷時段相關聯,所述導通時段包括第一開始點和第一結束點;以及在所述第二控制器端子向開關輸出所述驅動信號,以在所述導通時段期間閉合所述開關並在所述關斷時段期間斷開所述開關,從而影響與所述功率變換器的二次繞組相關聯的電流;其中,所述系統控制器進一步被配置為:至少部分地基於所述輸入信號感測與所述二次繞組相關聯的退磁時段,所述退磁時段包括第二開始點和第二結束點,所述第二開始點與所述第一開始點相同,所述第二結束點在所述第一結束點後面;確定從所述第一結束點到所述第二結束點的持續時間,所述持續時間減去第一預定時長等於時長差;以及至少部分地基於所述時長差將所述導通時段從第一時長增大到第二時長。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器,進一步被配置為至少部分地基於所述時長差將所述導通時段從所述第一時長增大到所述第二時長,以使所述持續時間等於所述第一預定時長。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器,進一步包括:邏輯控制器,被配置為至少基於與所述輸入信號相關聯的資訊生成第一信號並生成第二信號,所述第一信號指示所述退磁時段,所述第二信號指示所述第一預定時長。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的系統控制器,進一步包括:定時控制器,被配置為接收所述第一信號和所述第二信號並至少少部分地基於所述第一信號和所述第二信號生成第三信號,所述第三信號指示所述導通時段和所述關斷時段。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的系統控制器,進一步包括:閘極驅動器,被配置為接收所述第三信號並至少部分地基於所述第三信號生成所述驅動信號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的系統控制器,其中,所述定時控制器包括:脈衝信號生成器,被配置為接收所述第一信號並至少部分地基於所述第一信號生成脈衝信號,所述脈衝信號指示從所述第一結束點到所述第二結束點的所述持續時間;電壓信號生成器,被配置為接收所述脈衝信號和所述第二信號並至少部分地基於所述脈衝信號和所述第二信號生成電壓信號,所述電壓信號與所述時長差有關;以及定時信號生成器,被配置為接收所述電壓信號並至少部分地基於所述電壓信號生成所述第三信號。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的系統控制器,其中,所述定時信號生成器進一步被配置為接收第四信號,所述第四信號指示第二預定時長。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的系統控制器,其中,所述定時信號生成器進一步被配置為至少部分地基於所述第四信號生成所述第三信號,所述第三信號指示所述導通時段等於所述第二預定時長。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的系統控制器,其中:所述定時信號生成器進一步被配置為將所述第三信號輸出到所述閘極驅動器和所述脈衝信號生成器;並且所述脈衝信號生成器進一步被配置為接收所述第三信號並至少部分地基於所述第一信號和所述第三信號生成所述脈衝信號。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的系統控制器,其中,所述電壓信號生成器包括:第一電流源;耦合到所述第一電流源的第一開關;耦合到所述第一開關的第二開關;耦合到所述第二開關的電流吸收器;以及耦合到所述第一開關和所述第二開關的第一電容器;其中:所述第一開關被配置為接收所述脈衝信號;並且所述第二開關被配置為接收所述第二信號。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的系統控制器,其中:所述第一開關被配置為響應於所述脈衝信號處於第一邏輯位準而閉合;並且所述第一開關進一步被配置為響應於所述脈衝信號處於第二邏輯位準而斷開;其中,所述第一邏輯位準和所述第二邏輯位準不同。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的系統控制器,其中:所述第二開關被配置為響應於所述第二信號處於所述第一邏輯位準而閉合;並且所述第二開關進一步被配置為響應於所述第二信號處於所述第二邏輯位準而斷開。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的系統控制器,其中:所述第一電流源被配置為生成第一電流;並且所述電流吸收器被配置為生成第二電流。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的系統控制器,其中,所述第一電流和所述第二電流大小相等。
  15. 如申請專利範圍第10項所述的系統控制器,其中,所述定時信號生成器包括:第二電容器;耦合到所述第二電容器的第三開關;耦合到所述第二電容器和所述第三開關的第二電流源;包括第一比較器端子和第二比較器端子的比較器,所述第一比較器端子耦合到所述第一開關、所述第二開關、以及所述第一電容器,所述第二比較器端子耦合到所述第二電容器、所述第三開關、以及所述第二電流源,所述比較器被配置為生成比較信號;以及OR門,被配置為接收所述比較信號和第四信號並至少部分地基於所述比較信號和所述第四信號生成所述第三信號,所述第四信號指示第二預定時長。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的系統控制器,其中,所述第三開關被配置為接收所述第四信號。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的系統控制器,其中:所述第三開關被配置為響應於所述第四信號處於第一邏輯位準而閉合;並且所述第三開關被配置為響應於所述第四信號處於第二邏輯位準而斷開;其中,所述第一邏輯位準和所述第二邏輯位準不同。
  18. 如申請專利範圍第1項所述的系統控制器,其中,所述開關是電晶體。
  19. 一種用於控制功率變換器的方法,該方法包括:接收輸入信號;至少部分地基於所述輸入信號生成驅動信號,所述驅動信號與導通時段和關斷時段相關聯,所述導通時段包括第一開始點和第一結束點;以及向開關輸出所述驅動信號,以在所述導通時段期間閉合所述開關並在所述關斷時段期間斷開所述開關,從而影響與所述功率變換器的二次繞組相關聯的電流;其中,至少部分地基於所述輸入信號生成驅動信號的處理包括:至少部分地基於所述輸入信號感測與所述二次繞組相關聯的退磁時段,所述退磁時段包括第二開始點和第二結束點,所述第二開始點與所述第一開始點相同,所述第二結束點在所述第一結束點後面;確定從所述第一結束點到所述第二結束點的持續時間,所述持續時間減去第一預定時長等於時長差;以及至少部分地基於所述時長差將所述導通時段從第一時長增大到第二時長。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的方法,其中,至少部分地基於所述時長差將所述導通時段從第一時長增大到第二時長的處理包括:至少部分地基於所述時長差將所述導通時段從所述第一時長增大到所述第二時長,以使所述持續時間等於所述第一預定時長。
  21. 如申請專利範圍第19項所述的方法,其中,至少部分地基於所述輸入信號生成驅動信號的處理包括:至少基於與所述輸入信號相關聯的資訊生成第一信號,所述第一信號指示所述退磁時段;以及生成第二信號,所述第二信號指示所述第一預定時長。
  22. 如申請專利範圍第21項所述的方法,其中,至少部分地基於所述輸入信號生成驅動信號的處理進一步包括:接收所述第一信號和所述第二信號;以及至少部分地基於所述第一信號和所述第二信號生成第三信號,所述第三信號指示所述導通時段和所述關斷時段。
  23. 如申請專利範圍第22項所述的方法,其中,至少部分地基於所述輸入信號生成驅動信號的處理進一步包括:接收所述第三信號;以及至少部分地基於所述第三信號生成所述驅動信號。
  24. 如申請專利範圍第22項所述的方法,其中,至少部分地基於所述第一信號和所述第二信號生成第三信號的處理包括:接收所述第一信號;至少部分地基於所述第一信號生成脈衝信號,所述脈衝信號指示從所述第一結束點到所述第二結束點的所述持續時間;接收所述脈衝信號和所述第二信號;至少部分地基於所述脈衝信號和所述第二信號生成電壓信號,所述電壓信號與所述時長差有關;接收所述電壓信號;以及至少部分地基於所述電壓信號生成所述第三信號。
  25. 如申請專利範圍第24項所述的方法,其中,至少部分地基於所述輸入信號生成驅動信號的處理進一步包括:接收第四信號,所述第四信號指示第二預定時長。
  26. 如申請專利範圍第25項所述的方法,其中,至少部分地基於所述輸入信號生成驅動信號的處理進一步包括:至少部分地基於所述第四信號生成所述第三信號,所述第三信號指示所述導通時段等於所述第二預定時長。
  27. 如申請專利範圍第24項所述的方法,進一步包括:接收所述第三信號;其中,至少部分地基於所述第一信號生成脈衝信號的處理包括:至少部分地基於所述第一信號和所述第三信號生成所述脈衝信號。
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