電源控制器的形成方法及其結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及電子設(shè)備，并且具體地，涉及半導(dǎo)體及其結(jié)構(gòu)和形成半導(dǎo)體器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]過去，利用各種方法和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生從輸入電壓提供經(jīng)調(diào)整的輸出電壓的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)。在某些應(yīng)用中，使用諧振開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器，因?yàn)槠淇梢蕴峁└倪M(jìn)的電力轉(zhuǎn)換效率。諧振電源轉(zhuǎn)換器一般包括具有包括諧振電容器的調(diào)諧電路的變壓器。某些諧振電源轉(zhuǎn)換器以電壓控制模式操作，并且某些以電流控制模式操作。諧振電源轉(zhuǎn)換器以大體上百分之五十(50%)的占空比操作一般是有利的。在某些情況下難以為諧振電源系統(tǒng)提供過電流或者輸出電力保護(hù)。在某些情況下，共振轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)對(duì)輸入電壓的改變的響應(yīng)時(shí)間可能是慢的。
[0003]因此，希望具有這樣的諧振電源轉(zhuǎn)換器，其具有高效簡(jiǎn)單和/或價(jià)格比較低廉的輸出電力保護(hù)機(jī)制，和/或?qū)斎腚妷旱母淖兙哂懈倪M(jìn)的響應(yīng)時(shí)間，和/或可以具有更加對(duì)稱的導(dǎo)通時(shí)間和斷開時(shí)間。
【附圖說明】
[0004]圖1示意地示出了一種諧振電源系統(tǒng)的實(shí)施例的一部分的一個(gè)例子，該諧振電源系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的諧振電源控制器；
[0005]圖2是示出了在根據(jù)本發(fā)明的圖1的控制器的操作過程中形成的某些信號(hào)的曲線圖的圖；
[0006]圖3示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的圖1的控制器的一個(gè)替換實(shí)施例的一部分的一個(gè)例子；
[0007]圖4示意地示出了作為根據(jù)本發(fā)明的圖1的諧振電源控制器的替換實(shí)施例的一種諧振電源控制器的一部分的一個(gè)例子；
[0008]圖5示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的圖1的諧振電源控制器的電路的替換實(shí)施例的實(shí)施例的一部分的一個(gè)例子；
[0009]圖6示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的圖1的諧振電源控制器的另一個(gè)電路的替換實(shí)施例的實(shí)施例的一部分的一個(gè)例子；
[0010]圖7示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的圖1的諧振電源控制器的另一個(gè)電路的替換實(shí)施例的實(shí)施例的一部分的一個(gè)例子；
[0011]圖8以一個(gè)例子示意地示出了一種諧振電源系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的一部分，該諧振電源系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的圖1的諧振電源控制器的替換實(shí)施例的一個(gè)實(shí)施例的一部分的一個(gè)例子；
[0012]圖9以一個(gè)例子示意地示出了一種諧振電源系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的一部分，該諧振電源系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的圖1的諧振電源控制器的另一個(gè)替換實(shí)施例的一個(gè)實(shí)施例的一部分的一個(gè)例子；
[0013]圖10以一個(gè)例子示意地示出了一種諧振電源系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的一部分，該諧振電源系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的圖1的諧振電源控制器的替換實(shí)施例的一個(gè)實(shí)施例的一部分的一個(gè)例子；
[0014]圖11以一個(gè)例子示意地示出了一種諧振電源系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的一部分，該諧振電源系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的圖1的諧振電源控制器的替換實(shí)施例的一部分的一個(gè)例子；
[0015]圖12示出了一種變壓器的一個(gè)實(shí)施例的一部分的一個(gè)例子，該變壓器可被用于根據(jù)本發(fā)明的圖9的電源系統(tǒng)；和
[0016]圖13示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的圖1的諧振電源控制器的另一個(gè)電路的替換實(shí)施例的一個(gè)實(shí)施例的一部分的一個(gè)例子。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了圖示(多個(gè))的簡(jiǎn)單和清楚起見，圖中的元件不必然是按比例的，某些元件可能被出于說明的目的被放大了，并且除非另外說明，在不同的圖中以相同的參考號(hào)表示相同的元件。另外，為了描述的簡(jiǎn)單起見，忽略了公知步驟與元件的描述和細(xì)節(jié)。如此處使用的，載流電極意指器件的傳送電流通過該器件的元件，諸如MOS晶體管的源極或者漏極，或雙極晶體管的發(fā)射體或者集電極，或者二極管的陰極或者陽極，并且控制電極意指器件的控制電流流過該器件的元件，諸如MOS晶體管的柵極或者雙極晶體管的基極。雖然此處將器件解釋為某些N溝道或者P溝道器件，或者某些N型或者P型摻雜區(qū)域，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，互補(bǔ)器件也是可行的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解導(dǎo)電類型指這樣的機(jī)制，通過該機(jī)制發(fā)生傳導(dǎo)，諸如通過空穴或者電子的傳導(dǎo)，因此，導(dǎo)電類型不涉及摻雜濃度，而是涉及摻雜類型，諸如P型或者N型。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解此處關(guān)于電路操作使用的詞語“期間”、“在…時(shí)”和“當(dāng)…時(shí)”不是指在各種發(fā)起活動(dòng)之后立即發(fā)生的活動(dòng)的精確術(shù)語，而是可能有一定小的但是合理的延遲，諸如，源自發(fā)起活動(dòng)的反應(yīng)之間的各種傳播延遲。附加地，術(shù)語“在…時(shí)”意指某個(gè)活動(dòng)至少在發(fā)起活動(dòng)的持續(xù)時(shí)間的某個(gè)部分內(nèi)發(fā)生。詞語“近似”或者“大體上”的使用意指一個(gè)元件的值具有被預(yù)期接近一個(gè)說明值或者位置的參數(shù)。然而，如本領(lǐng)域所公知的，總會(huì)存在阻礙該值或者位置成為精確指定值的小差異。在本領(lǐng)域中公認(rèn)多達(dá)至少百分之十(10% )(并且對(duì)于半導(dǎo)體摻雜濃度多達(dá)百分之二十(20%))的差異被認(rèn)為是相對(duì)于精確描述的理想目標(biāo)的合理差異。當(dāng)被涉及信號(hào)的狀態(tài)使用時(shí)，術(shù)語“置于有效”意指信號(hào)的有效狀態(tài)，并且術(shù)語“置于無效”意指信號(hào)的無效狀態(tài)。信號(hào)的實(shí)際電壓值或邏輯狀態(tài)(諸如“I”或者“O”)取決于使用正邏輯還是負(fù)邏輯。因此，根據(jù)使用正邏輯還是負(fù)邏輯，置于有效可以是高電壓或者高邏輯或低電壓或者低邏輯，并且根據(jù)使用正邏輯還是負(fù)邏輯，置于無效可以是低電壓或者低狀態(tài)或者高電壓或者高邏輯。此處，使用正邏輯約定，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，還可以使用負(fù)邏輯約定。權(quán)利要求和/或【附圖說明】中用作元件名稱的一部分的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等等被用于區(qū)分類似的元件，并且不必然用于以等級(jí)或者任意其他方式描述時(shí)間、空間的順序。應(yīng)當(dāng)理解，這樣使用的術(shù)語在適合的情況下可以互換，并且此處描述的實(shí)施例能夠以不同于此處描述或者示出的順序操作。為了附圖的清楚起見，器件結(jié)構(gòu)的摻雜區(qū)域被示出為一般具有直線邊緣和精確角度的拐角。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，由于摻雜物的擴(kuò)散和激活，摻雜區(qū)域的邊緣一般地可能不是直線，并且拐角可能不是精確的角度。
[0018]圖1示意地示出了諧振電源系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例的一部分的一個(gè)例子，諧振電源系統(tǒng)10具有成本較低的輸出電力保護(hù)電路，并且可以具有對(duì)輸入電壓的改變的改進(jìn)的響應(yīng)，并且具有更加對(duì)稱的導(dǎo)通和斷開時(shí)間。如從下文中進(jìn)一步了解的，系統(tǒng)10包括電源控制器45，在一個(gè)實(shí)施例中，電源控制器45可以配置為針對(duì)輸入電壓的值的改變，補(bǔ)償電力開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間?？刂破?5的實(shí)施例還可以包括控制器45可被配置為針對(duì)傳遞給負(fù)載的電力的值，補(bǔ)償電力開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間。
[0019]系統(tǒng)10 —般接收來自電壓源，諸如，輸入端子13和公共返回端子14之間的電壓源12的輸入電壓。源12可以提供整流DC電壓，諸如半波-全波整流器DC電壓，或者其它類型的電壓，作為輸入電壓。系統(tǒng)10還包括諧振電路16，其包括諧振電容器22和電感器，諸如，例如，變壓器17的一次電感器或者繞組18。變壓器17 —般還包括二次繞組或者電感器19。電感器20表示由于繞組18和19之間的磁耦合產(chǎn)生的漏電感。電容器22 —般與繞組18串聯(lián)。系統(tǒng)10的二次側(cè)一般包括整流器24和幫助在二次電壓端子31和二次公共端子32之間形成輸出電壓的儲(chǔ)能電容器25。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在其它實(shí)施例中，二次整流器可以具有各種其它形式。系統(tǒng)10的二次側(cè)一般還包括負(fù)載26和反饋網(wǎng)絡(luò)。示出了反饋網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)示例，其包括基準(zhǔn)27和光耦合器28，它們配置為形成表示輸出電壓的值的反饋信號(hào)?；鶞?zhǔn)27可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，并且用于創(chuàng)建用于控制輸出電壓的值的基準(zhǔn)電壓的許多不同類型的電壓基準(zhǔn)中的一個(gè)。例如，基準(zhǔn)27可以是NCP431或者其它等同類型的基準(zhǔn)電路。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解，如從下文中將會(huì)了解的，反饋電路可以具有各種其它形式。
[0020]一般地，電源開關(guān)或者電源開關(guān)對(duì)可以在系統(tǒng)10的一次側(cè)，并且被連接到電路16，以便形成通過電感器18的一次電流21，從而給負(fù)載26提供二次電流或者負(fù)載電流33，并且給負(fù)載26提供電力。圖1所示的例子利用以第一晶體管42和第二晶體管43表示的電源開關(guān)對(duì)，第一晶體管42和第二晶體管43被耦連到開關(guān)節(jié)點(diǎn)44，以便形成一次電流21。
[0021]在系統(tǒng)10的操作過程中，一次電流21流過電感器18，并且在諧振電容器22兩端形成以一般方式用箭頭所示的電壓23。電壓23的瞬時(shí)值表示一次電流21的值。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，電壓23的波形可以相對(duì)于電流21的波形偏移。電流感測(cè)網(wǎng)絡(luò)35可以配置為接收電壓23，并且形成表示一次電流21的值的電流感測(cè)(CS)信號(hào)。電容式分壓器可被與電容器22并聯(lián)，以便將電壓23的值分壓為更加適合于控制器45使用的值。電容式分壓器包括電容器36和電容器37，電容器36和電容器37彼此串聯(lián)，并且其串聯(lián)組合與電容器2