專利名稱：可調(diào)整失效時(shí)間的適應(yīng)性失效時(shí)間控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可調(diào)整失效時(shí)間的適應(yīng)性失效時(shí)間控制器，特別是一種可用于提升電源轉(zhuǎn)換器在低負(fù)載或無負(fù)載之下的轉(zhuǎn)換效率的適應(yīng)性失效時(shí)間控制器。
背景技術(shù)：
如圖1所示的電源供應(yīng)器電路2中，電源轉(zhuǎn)換器(power converter)8用以接收外部的輸入電壓Vin，并提供輸出電壓Vo至負(fù)載裝置6，反饋控制電路10可依據(jù)輸出電壓Vo及電流信號(hào)CS(current sense)的電位大小而輸出適當(dāng)?shù)臇艠O驅(qū)動(dòng)脈沖Gate Pulse至電源轉(zhuǎn)換器8，調(diào)整電源轉(zhuǎn)換器8運(yùn)作，以提供較大或較小的功率至負(fù)載裝置6。例如當(dāng)負(fù)載裝置6為重載時(shí)，反饋控制電路10可令電源轉(zhuǎn)換器8提供較大功率的輸出，以供系統(tǒng)的需求；當(dāng)負(fù)載裝置6為輕載時(shí)，反饋控制電路10可令電源轉(zhuǎn)換器8提供較小功率的輸出，以節(jié)省功率的消耗。其中，電源轉(zhuǎn)換器8可視不同規(guī)格需求而使用如降壓式轉(zhuǎn)換器(buckconverter)、升壓式轉(zhuǎn)換器(boost converter)、返馳式轉(zhuǎn)換器(flybackconverter)或順向轉(zhuǎn)換器(forward converter)等不同電路，反饋控制電路10則大多使用脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation，PWM)的方式以調(diào)整電源轉(zhuǎn)換器8的運(yùn)作。圖1所示為電流模式控制(current mode control)，其同時(shí)偵測(cè)輸出電壓與開關(guān)元件(未顯示)上的開關(guān)電流CS作為反饋信號(hào)。當(dāng)然，也可使用電壓模式控制(voltage mode control)，其僅使用輸出電壓作為反饋的依據(jù)，其模式的選擇可依使用者的需求而定。由上述中可知，反饋控制電路10如何依據(jù)負(fù)載裝置6的負(fù)載狀態(tài)而動(dòng)態(tài)地調(diào)整電源轉(zhuǎn)換器8的運(yùn)作模式，將是影響電源供應(yīng)器2的輸出效率的重要因素。
參考圖2及圖3，圖2為現(xiàn)有的反饋控制電路10的方塊圖，圖3為現(xiàn)有的反饋控制電路10運(yùn)作時(shí)的時(shí)序圖。現(xiàn)有的反饋控制電路10包括控制電路及反饋補(bǔ)償電路17、18。而控制電路組設(shè)有誤差放大器(Error Amplifier)11、參考電壓產(chǎn)生器12、比較器13、振蕩器14、SR型觸發(fā)器15、與柵極驅(qū)動(dòng)器(GateDrive)16。
現(xiàn)有的反饋控制電路10的工作原理如下輸出電壓Vo經(jīng)由反饋補(bǔ)償電路18而輸入至誤差放大器11的負(fù)端，誤差放大器11將輸出電壓Vo與參考電壓產(chǎn)生器12所產(chǎn)生的參考電壓Vref進(jìn)行比較，并產(chǎn)生誤差電壓Ve至反饋補(bǔ)償電路17以及比較器13的負(fù)端。其中，反饋補(bǔ)償電路17、18為電阻與電容所組成的電路，其目的在于穩(wěn)定現(xiàn)有的反饋控制電路10的運(yùn)作。
比較器13將誤差電壓Ve與開關(guān)元件(未顯示，其置于電源轉(zhuǎn)換器8中)所輸出的開關(guān)電流CS的電壓進(jìn)行比較以產(chǎn)生重置信號(hào)Reset至SR型觸發(fā)器15。另一方面，振蕩器14所產(chǎn)生的振蕩輸出信號(hào)CLKOUT將周期性地使柵極驅(qū)動(dòng)脈沖Gate Pulse為回復(fù)高電壓電位。
當(dāng)開關(guān)元件的開關(guān)電流CS的電壓小于誤差電壓Ve時(shí)，則重置信號(hào)Reset為低電壓電位，因?yàn)檎袷幤?4的振蕩輸出信號(hào)CLKOUT將設(shè)定SR型觸發(fā)器15的輸出值為高電壓電位，所以柵極驅(qū)動(dòng)脈沖Gate Pulse的電壓電位此時(shí)會(huì)一直維持高電位；直到開關(guān)元件的開關(guān)電流CS信號(hào)大于誤差電壓Ve，則重置信號(hào)Reset為高電壓電位，并同時(shí)重置柵極驅(qū)動(dòng)脈沖Gate Pulse為低電壓電位，直到振蕩輸出信號(hào)CLKOUT重新設(shè)定SR型觸發(fā)器15的輸出值為止。借由設(shè)定-重置的循環(huán)過程所產(chǎn)生的柵極驅(qū)動(dòng)脈沖Gate Pulse的脈沖寬度，將決定電源轉(zhuǎn)換器8的輸出功率。
參考圖4及圖5，圖4為振蕩器14的方塊圖，圖5為振蕩器14運(yùn)作時(shí)的時(shí)序圖。振蕩器14包括充電電流源140、放電電流源141、切換電容142、比較器143、比較器144、SR型觸發(fā)器145、反相器146、晶體管開關(guān)147、及晶體管開關(guān)148。比較器143及比較器144將對(duì)振蕩信號(hào)OSC與高參考電壓VH及低參考電壓VL進(jìn)行比較。假設(shè)振蕩信號(hào)OSC高于高參考電壓VH時(shí)，比較器143的輸出CLK2為高電位時(shí)，SR型觸發(fā)器145的輸出數(shù)據(jù)信號(hào)CLK3為低電壓電位，因而導(dǎo)通晶體管開關(guān)148，使振蕩信號(hào)OSC的電壓電位降低(由放電電流源141進(jìn)行放電)；當(dāng)振蕩信號(hào)OSC低于低參考電壓VL時(shí)，比較器144的輸出CLKOUT為高電位時(shí)，SR型觸發(fā)器145的輸出數(shù)據(jù)信號(hào)CLK3為高電壓電位，因而導(dǎo)通晶體管開關(guān)147，使振蕩信號(hào)OSC的電壓電位提升(由充電電流源140進(jìn)行充電)。由上述中可知，振蕩器14將輸出固定周期的振蕩輸出信號(hào)CLKOUT。
然而，振蕩輸出信號(hào)CLKOUT的頻率為固定，導(dǎo)致作為電源轉(zhuǎn)換器8的工作頻率的柵極驅(qū)動(dòng)脈沖Gate Pulse的頻率也為固定。固定頻率的柵極驅(qū)動(dòng)脈沖Gate Pulse將使得電源轉(zhuǎn)換器8于輕負(fù)載或無負(fù)載時(shí)的固定切換損耗(switching losses)仍高，無法符合節(jié)省能源的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種可調(diào)整失效時(shí)間的適應(yīng)性失效時(shí)間控制器，能依據(jù)負(fù)載裝置的負(fù)載狀態(tài)而調(diào)整電源轉(zhuǎn)換器的工作頻率，能降低電源轉(zhuǎn)換器于輕負(fù)載下的功率消耗，大大提高轉(zhuǎn)換效率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種可調(diào)整失效時(shí)間的適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器，其可依據(jù)輸出電壓的變化而調(diào)整時(shí)鐘輸出信號(hào)所對(duì)應(yīng)的振蕩輸出信號(hào)，其包括轉(zhuǎn)換電路，用以輸入輸出電壓而輸出對(duì)應(yīng)控制信號(hào)；受控源，用以依據(jù)對(duì)應(yīng)控制信號(hào)以輸出能量；固定源，用以汲取定值能量，并將其輸出；反相器，用以輸入時(shí)鐘輸出信號(hào)以輸出反相時(shí)鐘輸出信號(hào)；儲(chǔ)能元件，用以存儲(chǔ)能量及定值能量，并提供充電電壓；晶體管開關(guān)，用以依據(jù)反相時(shí)鐘輸出信號(hào)而提供儲(chǔ)能元件釋放能量及定值能量的路徑；以及比較器，用以比較充電電壓以及閾值電壓，并依據(jù)比較的結(jié)果而輸出對(duì)應(yīng)的振蕩輸出信號(hào)其中，當(dāng)輸出電壓的電壓電位下降時(shí)，振蕩輸出信號(hào)的上升沿較時(shí)鐘輸出信號(hào)的上升沿延遲失效時(shí)間。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種可調(diào)整失效時(shí)間的適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器，其可依據(jù)輸出電壓的變化而調(diào)整時(shí)鐘輸出信號(hào)所對(duì)應(yīng)的振蕩輸出信號(hào)，其包括壓控振蕩器，用以輸入輸出電壓而輸出時(shí)鐘輸出信號(hào)；以及計(jì)數(shù)器，用以計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸出信號(hào)，當(dāng)計(jì)數(shù)超過臨界數(shù)目時(shí)，則輸出振蕩輸出信號(hào)；其中，當(dāng)輸出電壓的電壓電位下降時(shí)，振蕩輸出信號(hào)的上升沿較時(shí)鐘輸出信號(hào)的上升沿延遲失效時(shí)間。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種適應(yīng)性失效時(shí)間控制器，用以調(diào)整電源轉(zhuǎn)換器于不同負(fù)載下所對(duì)應(yīng)的工作頻率，其包括參考電壓產(chǎn)生器，用以提供參考電壓；誤差放大器，用以比較輸出電壓及參考電壓，并輸出誤差電壓，輸出電壓將依負(fù)載的大小而呈正比的調(diào)整；比較器，用以比較誤差電壓及開關(guān)電流，并輸出重置信號(hào)；振蕩器，用以提供時(shí)鐘輸出信號(hào)；適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器，用以依據(jù)輸出電壓的變化而調(diào)整時(shí)鐘輸出信號(hào)所對(duì)應(yīng)的振蕩輸出信號(hào)，并將其輸出；觸發(fā)器，用以依據(jù)重置信號(hào)及振蕩輸出信號(hào)以調(diào)整柵極驅(qū)動(dòng)器的輸出，以調(diào)整柵極驅(qū)動(dòng)脈沖的周期；其中，當(dāng)輸出電壓的電壓電位下降時(shí)，振蕩輸出信號(hào)的上升沿較時(shí)鐘輸出信號(hào)的上升沿延遲失效時(shí)間。


圖1為電源供應(yīng)電路的示意圖；圖2為現(xiàn)有的反饋控制電路的方塊圖；圖3為現(xiàn)有的反饋控制電路運(yùn)作時(shí)的時(shí)序圖；圖4為振蕩器的方塊圖；圖5為振蕩器運(yùn)作時(shí)的時(shí)序圖；圖6為本發(fā)明反饋控制電路的方塊圖；圖7為本發(fā)明反饋控制電路的另一方塊圖；圖8為本發(fā)明適應(yīng)性失效時(shí)間控制器的方塊圖；圖9為本發(fā)明適應(yīng)性失效時(shí)間控制器運(yùn)作的時(shí)序圖；圖10為誤差電壓、振蕩輸出信號(hào)、及振蕩信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)的示意圖；圖11為本發(fā)明適應(yīng)性失效時(shí)間控制器的第一實(shí)施例的方塊圖；圖12為本發(fā)明適應(yīng)性失效時(shí)間控制器的第一實(shí)施例運(yùn)作的時(shí)序圖；圖13為本發(fā)明適應(yīng)性失效時(shí)間控制器的第二實(shí)施例的方塊圖；以及圖14為本發(fā)明適應(yīng)性失效時(shí)間控制器的第二實(shí)施例運(yùn)作的時(shí)序圖。
其中，附圖標(biāo)記2-電源供應(yīng)器6-負(fù)載裝置8-電源轉(zhuǎn)換器10-反饋控制電路11-誤差放大器12-參考電壓產(chǎn)生器13-比較器14-振蕩器15-SR型觸發(fā)器
16-柵極驅(qū)動(dòng)器17-反饋補(bǔ)償電路18-反饋補(bǔ)償電路20-適應(yīng)性失效時(shí)間控制器30-適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器40-適應(yīng)性失效時(shí)間控制器50-適應(yīng)性失效時(shí)間控制器140-充電電流源141-放電電流源142-切換電容143-比較器144-比較器145-SR型觸發(fā)器146-反相器147-晶體管開關(guān)148-晶體管開關(guān)301-轉(zhuǎn)換電路302-反相器303-受控電流源304-晶體管開關(guān)305-切換電容306-比較器401-肖特基二極管402-加法器403-電壓控制電流源404-固定電流源501-磁滯比較器502-受控電流源503-固定電流源
具體實(shí)施例方式
如圖6所示，由于現(xiàn)有的反饋控制電路10具有上述缺失，因此，本發(fā)明公開了一種可調(diào)整失效時(shí)間的適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器(Adaptive Dead-TimeGenerator)30，可將其加于現(xiàn)有的反饋控制電路10，而形成本發(fā)明可調(diào)整失效時(shí)間的適應(yīng)性失效時(shí)間控制器(Adaptive Dead-Time Controller)20，且其無須修改現(xiàn)有的反饋控制電路10內(nèi)部其它元件。本發(fā)明適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器30僅需置于振蕩器14與SR型觸發(fā)器15之間，即可完成本發(fā)明反饋控制電路20的設(shè)計(jì)。如圖7所示的振蕩器14內(nèi)部電路與適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器30的連接圖，如此一來，當(dāng)電源轉(zhuǎn)換器8于輕負(fù)載或無負(fù)載時(shí)，誤差電壓Ve將逐漸下降，本發(fā)明適應(yīng)性失效時(shí)間控制器30因而延長振蕩信號(hào)OSC的周期(周期延長的大小與負(fù)載成反比)，使振蕩輸出信號(hào)CLKOUT的周期也延長，等同于間接延長柵極驅(qū)動(dòng)脈沖Gate Pulse的脈沖寬度，以降低電源轉(zhuǎn)換器8的固定切換損耗，以符合節(jié)省能源的要求。
參考圖8及圖9，圖8為本發(fā)明適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器30的方塊圖，圖9為本發(fā)明可調(diào)整失效時(shí)間的適應(yīng)性失效時(shí)間控制器20與本發(fā)明適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器30運(yùn)作的時(shí)序圖。本發(fā)明適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器30包括轉(zhuǎn)換電路301、反相器302、受控電流源303、晶體管開關(guān)304、切換電容305、及比較器306。轉(zhuǎn)換電路301可依據(jù)誤差電壓Ve的電壓大小而輸出對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換信號(hào)至受控電流源303，以調(diào)整受控電流源303所汲取的充電電流Itd(用以對(duì)切換電容305進(jìn)行充電)。當(dāng)然，受控電流源303也可由受控電壓源所取代，轉(zhuǎn)換電路301也可依據(jù)誤差電壓Ve的電流大小而輸出對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換信號(hào)至受控電壓源。如此一來，充電電流Itd與誤差電壓Ve為函數(shù)關(guān)系，此函數(shù)關(guān)系可為一次函數(shù)、二次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)等，較佳為一次函數(shù)。其中，本發(fā)明適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器30為模擬電路，可想而知地，受控電流源303與轉(zhuǎn)換電路301也可由壓控振蕩器(VCO)所取代，并將晶體管開關(guān)304、切換電容305、及比較器306由一計(jì)數(shù)器所取代，反相器302的輸出也連結(jié)至計(jì)數(shù)器，而成為數(shù)字電路的實(shí)施方式。
當(dāng)該輸出電壓的電壓電位下降時(shí)，該振蕩輸出信號(hào)的上升沿較該時(shí)鐘輸出信號(hào)的上升沿延遲該失效時(shí)間。
當(dāng)誤差電壓Ve因?yàn)楦哓?fù)載而維持高電壓電位時(shí)，其對(duì)應(yīng)的誤差電壓Ve的充電電流Itd較大，可迅速地對(duì)切換電容305進(jìn)行充電，使其充電電壓Vtd超過閾值電壓Vth而輸出高電位的振蕩輸出信號(hào)CLKOUT，并假設(shè)此充電所需的時(shí)間極短，可忽略不計(jì)，則比較器144所輸出的時(shí)鐘輸出信號(hào)CLK1(為現(xiàn)有的反饋控制電路10的振蕩輸出信號(hào)CLKOUT)與比較器306所輸出的振蕩輸出信號(hào)CLKOUT為相同，故本發(fā)明反饋控制電路20于高負(fù)載下的運(yùn)作與現(xiàn)有的反饋控制電路10相同。
當(dāng)誤差電壓Ve因?yàn)樨?fù)載下降而由高電壓電位降為低電壓電位時(shí)，因?yàn)檎`差電壓Ve降低，所以充電電流Itd的電流量也降低，因而延長切換電容305充電至閾值電壓Vth的時(shí)間，并將此延長時(shí)間td稱的為失效時(shí)間(dead-time)。待切換電容305的充電電壓Vtd等于/大于閾值電壓Vth時(shí)，比較器306才輸出高電位的振蕩輸出信號(hào)CLKOUT。由圖10中可知，時(shí)鐘輸出信號(hào)CLK1的上升沿與比較器306所輸出的振蕩輸出信號(hào)CLKOUT的上升沿，兩者相差延長時(shí)間td，而時(shí)鐘輸出信號(hào)CLK1的下降沿與比較器306所輸出的振蕩輸出信號(hào)CLKOUT的下降沿，兩者為同步，故振蕩輸出信號(hào)CLKOUT僅被延遲一段延長時(shí)間td，其波形并無改變。于延長時(shí)間td的時(shí)間內(nèi)，振蕩信號(hào)OSC停止設(shè)定-重置的循環(huán)過程，因此振蕩信號(hào)OSC所對(duì)應(yīng)的柵極驅(qū)動(dòng)脈沖Gate Pulse的周期也延遲一段延長時(shí)間td，因而達(dá)到低負(fù)載時(shí)降低柵極驅(qū)動(dòng)脈沖Gate Pulse頻率的目的。如圖10所示，本發(fā)明適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器30可依誤差電壓Ve的變化而調(diào)整振蕩輸出信號(hào)CLKOUT相較于時(shí)鐘輸出信號(hào)CLK1所被延長的延長時(shí)間td，因而調(diào)整振蕩信號(hào)OSC的頻率。
而數(shù)字電路的運(yùn)作方式與上述模擬電路相似，當(dāng)時(shí)鐘輸出信號(hào)CLK1為高電位時(shí)，反相器302激活計(jì)數(shù)器，此時(shí)，壓控振蕩器可依據(jù)誤差電壓Ve的大小而產(chǎn)生不同周期的時(shí)鐘輸出信號(hào)(例如誤差電壓Ve的電壓電位越高，時(shí)鐘輸出信號(hào)的周期越短)，計(jì)數(shù)器再對(duì)時(shí)鐘輸出信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)的結(jié)果超過臨界數(shù)目時(shí)，則輸出振蕩輸出信號(hào)CLKOUT，因而提供與本發(fā)明適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器30相似的功能。
如圖11所示，本發(fā)明適應(yīng)性失效時(shí)間控制器30的第一實(shí)施例適應(yīng)性失效時(shí)間控制器40包括肖特基二極管(schottky diode)401、加法器402、電壓控制電流源403、固定電流源404、反相器302、晶體管開關(guān)304、切換電容305、及比較器306。由此可知，轉(zhuǎn)換電路301及電流源303的功能由肖特基二極管401、加法器402、電壓控制電流源403、及固定電流源404所實(shí)現(xiàn)。若將肖特基二極管401的微小壓降忽略不計(jì)，肖特基二極管401將誤差電壓Ve抑制于最高電壓Va，加法器402用以將誤差電壓Ve減去定值電壓Vb，并以其結(jié)果控制電壓控制電流源403的電流汲取量，并使結(jié)果呈函式關(guān)系。例如，電流源403的電流汲取量為加法器402的結(jié)果的K倍，其中，K=I2-I1Va-Vb.]]>參考圖12，于高負(fù)載時(shí)，電壓控制電流源403及固定電流源404汲取最大電流I2以對(duì)切換電容305進(jìn)行充電，此時(shí)，振蕩輸出信號(hào)CLKOUT的頻率為最高頻率f2；當(dāng)負(fù)載降至最低時(shí)，僅由固定電流源404汲取最小電流I1以對(duì)切換電容305進(jìn)行充電，此時(shí)，振蕩輸出信號(hào)CLKOUT的頻率為最低頻率f1。
如圖13所示，本發(fā)明適應(yīng)性失效時(shí)間控制器30的第二實(shí)施例適應(yīng)性失效時(shí)間控制器50包括磁滯比較器501、受控電流源502、固定電流源503、反相器302、晶體管開關(guān)304、切換電容305、及比較器306。由此可知，轉(zhuǎn)換電路301及受控電流源303的功能由磁滯比較器501、受控電流源502、固定電流源503所實(shí)現(xiàn)。利用磁滯比較器501的磁滯現(xiàn)象以降低磁滯比較器501對(duì)誤差電壓Ve的靈敏度以避免噪聲造成的誤動(dòng)作，當(dāng)誤差電壓Ve大于較大電壓Vc時(shí)，磁滯比較器501的輸出信號(hào)激活受控電流源502的運(yùn)作；當(dāng)誤差電壓Ve小于較小電壓Vd時(shí)，磁滯比較器501的輸出信號(hào)取消受控電流源502的運(yùn)作，如果誤差電壓Ve介于較大電壓Vc及較小電壓Vd的磁滯區(qū)時(shí)，則放大器501的輸出信號(hào)不改變。參考圖14，于高負(fù)載時(shí)，受控電流源502及固定電流源503共同汲取最大電流I2以對(duì)切換電容305進(jìn)行充電，此時(shí)，振蕩輸出信號(hào)CLKOUT的頻率為最高頻率f2；當(dāng)負(fù)載降至最低時(shí)，僅由固定電流源503汲取最小電流I1以對(duì)切換電容305進(jìn)行充電，此時(shí)，振蕩輸出信號(hào)CLKOUT的頻率為最低頻率f1。
本發(fā)明適應(yīng)性失效時(shí)間控制器30可依負(fù)載裝置6的重/輕負(fù)載而調(diào)整振蕩信號(hào)OSC的周期(使其周期延長)，以間接調(diào)整電源轉(zhuǎn)換器8的運(yùn)作。因此，電源轉(zhuǎn)換器8重/輕負(fù)載皆能穩(wěn)定地運(yùn)作，且使電源轉(zhuǎn)換器8于輕負(fù)載下降低功率消耗，達(dá)到本發(fā)明的目的。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)整一失效時(shí)間的適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器，其特征在于，可依據(jù)一輸出電壓的變化而調(diào)整一時(shí)鐘輸出信號(hào)所對(duì)應(yīng)的一振蕩輸出信號(hào)，其包括一轉(zhuǎn)換電路，用以輸入所述輸出電壓而輸出一對(duì)應(yīng)控制信號(hào)；一受控源，用以依據(jù)所述對(duì)應(yīng)控制信號(hào)以輸出一能量；一固定源，用以汲取一定值能量，并將其輸出；一反相器，用以輸入所述時(shí)鐘輸出信號(hào)以輸出一反相時(shí)鐘輸出信號(hào)；一儲(chǔ)能元件，用以存儲(chǔ)所述能量及所述定值能量，并提供一充電電壓；一晶體管開關(guān)，用以依據(jù)所述反相時(shí)鐘輸出信號(hào)而提供所述儲(chǔ)能元件釋放所述能量及所述定值能量的路徑；以及一比較器，用以比較所述充電電壓以及一閾值電壓，并依據(jù)比較的結(jié)果而輸出對(duì)應(yīng)的所述振蕩輸出信號(hào)；其中，當(dāng)所述輸出電壓的電壓電位下降時(shí)，所述振蕩輸出信號(hào)的上升沿較所述時(shí)鐘輸出信號(hào)的上升沿延遲所述失效時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器，其特征在于，所述受控源為受控電流源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器，其特征在于，所述受控源為受控電壓源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器，其特征在于，所述固定源為固定電流源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器，其特征在于，所述儲(chǔ)能元件為一電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換電路的所述輸出電壓與所述對(duì)應(yīng)控制信號(hào)呈一次函數(shù)、二次函數(shù)、或指數(shù)函數(shù)的對(duì)應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換電路包括一肖特基二極管及一加法器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換電路包括一磁滯比較器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器，其特征在于，所述閾值電壓為固定值。
10.一種可調(diào)整一失效時(shí)間的適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器，其特征在于，可依據(jù)一輸出電壓的變化而調(diào)整一時(shí)鐘輸出信號(hào)所對(duì)應(yīng)的一振蕩輸出信號(hào)，其包括一壓控振蕩器，用以輸入所述輸出電壓而輸出一時(shí)鐘輸出信號(hào)；以及一計(jì)數(shù)器，用以計(jì)數(shù)所述時(shí)鐘輸出信號(hào)，當(dāng)計(jì)數(shù)超過一臨界數(shù)目時(shí)，則輸出所述振蕩輸出信號(hào)；其中，當(dāng)所述輸出電壓的電壓電位下降時(shí)，所述振蕩輸出信號(hào)的上升沿較所述時(shí)鐘輸出信號(hào)的上升沿延遲所述失效時(shí)間。
11.一種適應(yīng)性失效時(shí)間控制器，其特征在于，用以調(diào)整一電源轉(zhuǎn)換器于不同負(fù)載下所對(duì)應(yīng)的工作頻率，包括一參考電壓產(chǎn)生器，用以提供一參考電壓；一誤差放大器，用以比較一輸出電壓及所述參考電壓，并輸出一誤差電壓，所述輸出電壓將依負(fù)載的大小而呈正比的調(diào)整；一比較器，用以比較所述誤差電壓及一開關(guān)電流，并輸出一重置信號(hào)；一振蕩器，用以提供一時(shí)鐘輸出信號(hào)；一適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器，用以依據(jù)所述輸出電壓的變化而調(diào)整所述時(shí)鐘輸出信號(hào)所對(duì)應(yīng)的一振蕩輸出信號(hào)，并將其輸出；以及一觸發(fā)器，用以依據(jù)所述重置信號(hào)及所述振蕩輸出信號(hào)以調(diào)整一柵極驅(qū)動(dòng)器的輸出，以調(diào)整一柵極驅(qū)動(dòng)脈沖的周期；其中，當(dāng)所述輸出電壓的電壓電位下降時(shí)，所述振蕩輸出信號(hào)的上升沿較所述時(shí)鐘輸出信號(hào)的上升沿延遲一失效時(shí)間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的適應(yīng)性失效時(shí)間控制器，其特征在于，所述反饋控制電路還包括至少一反饋補(bǔ)償電路。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的適應(yīng)性失效時(shí)間控制器，其特征在于，所述適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器包括一轉(zhuǎn)換電路，用以輸入所述輸出電壓而輸出一對(duì)應(yīng)控制信號(hào)；一受控源，用以依據(jù)所述對(duì)應(yīng)控制信號(hào)以輸出一能量；一固定源，用以汲取一定值能量，并將其輸出；一反相器，用以輸入所述時(shí)鐘輸出信號(hào)以輸出一反相時(shí)鐘輸出信號(hào)；一儲(chǔ)能元件，用以存儲(chǔ)所述能量及所述定值能量，并提供一充電電壓；一晶體管開關(guān)，用以依據(jù)所述反相時(shí)鐘輸出信號(hào)而提供所述儲(chǔ)能元件釋放所述能量及所述定值能量的路徑；以及一比較器，用以比較所述充電電壓以及一閾值電壓，并依據(jù)比較的結(jié)果而輸出對(duì)應(yīng)的所述振蕩輸出信號(hào)；其中，當(dāng)所述輸出電壓的電壓電位下降時(shí)，所述振蕩輸出信號(hào)的上升沿較所述時(shí)鐘輸出信號(hào)的上升沿延遲所述失效時(shí)間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的適應(yīng)性失效時(shí)間控制器，其特征在于，所述受控源為電流源。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的適應(yīng)性失效時(shí)間控制器，其特征在于，所述受控源為電壓源。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器，其特征在于，所述固定源為固定電流源。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的適應(yīng)性失效時(shí)間控制器，其特征在于，所述儲(chǔ)能元件為一電容。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的適應(yīng)性失效時(shí)間控制器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換電路的所述輸出電壓與所述對(duì)應(yīng)控制信號(hào)呈一次函數(shù)、二次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)的對(duì)應(yīng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的適應(yīng)性失效時(shí)間控制器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換電路包括一肖特基二極管及一加法器。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的適應(yīng)性失效時(shí)間控制器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換電路包括一磁滯比較器。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的適應(yīng)性失效時(shí)間控制器，其特征在于，所述閾值電壓為固定值。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的適應(yīng)性失效時(shí)間控制器，其特征在于，所述適應(yīng)性失效時(shí)間產(chǎn)生器包括一壓控振蕩器，用以輸入所述輸出電壓而輸出一時(shí)鐘輸出信號(hào)；以及一計(jì)數(shù)器，用以計(jì)數(shù)所述時(shí)鐘輸出信號(hào)，當(dāng)計(jì)數(shù)超過一臨界數(shù)目時(shí)，則輸出所述振蕩輸出信號(hào)；其中，當(dāng)所述輸出電壓的電壓電位下降時(shí)，所述振蕩輸出信號(hào)的上升沿較所述時(shí)鐘輸出信號(hào)的上升沿延遲所述失效時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可調(diào)整失效時(shí)間的適應(yīng)性失效時(shí)間控制器(Adaptive Dead－Time Controller)，可用于提升電源轉(zhuǎn)換器在低負(fù)載下的轉(zhuǎn)換效率。適應(yīng)性失效時(shí)間控制器所輸出的柵極驅(qū)動(dòng)脈沖的周期根據(jù)電源轉(zhuǎn)換器的負(fù)載情況而自動(dòng)延遲一段失效時(shí)間。在高負(fù)載的情況下，失效時(shí)間極小但在低負(fù)載的情況下，失效時(shí)間會(huì)隨負(fù)載的減少而拉長。如此一來，不但能有效地控制電源轉(zhuǎn)換器的輸出功率，也能大大降低電源轉(zhuǎn)換器本身的功率消耗，進(jìn)而提升電源轉(zhuǎn)換器的效率，達(dá)到節(jié)約能源與環(huán)保的要求。
文檔編號(hào)G05F1/10GK1848017SQ20051006357
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2005年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月13日
發(fā)明者郭敏映, 李宏達(dá), 史富元 申請(qǐng)人:通嘉科技股份有限公司