停滯時間的控制方法以及具有自調停滯時間的控制器技術

一種停滯時間的控制方法以及具有自調停滯時間的控制器。該控制器包含有高端驅動電路、低端驅動電路、分壓器、和第一比較器。該高端驅動電路受升壓電源線以及連接端供電，用以驅動高端功率開關。該低端驅動電路，受操作電源線以及接地電源線供電，用以驅動低端功率開關。該分壓器包含有第一分壓電阻以及第二分壓電阻。該第一分壓電阻具有一端耦接至一串接端，另一端耦接至該升壓電源線或該連接端。第二分壓電阻耦接于該接地電源線與該串接端之間。該分壓器于該串接端提供一檢測電壓。第一比較器，于該低端功率開關關閉時，比較該檢測電壓以及第一參考電壓。當該檢測電壓高過該第一參考電壓時，該第一比較器觸發該高端驅動電路開啟該高端功率開關。

【技術實現步驟摘要】
停滯時間的控制方法以及具有自調停滯時間的控制器
本專利技術涉及一種開關式電源供應器，特別是涉及一種具有自調(adaptive)停滯時間(deadtime)的電源供應器。
技術介紹
電源供應器對電器提供適當的電能，一般講究的是實用性、轉換效率與產品體積。在諸多架構中，LLC架構可以執行零電壓切換(zero-voltageswitching)，能夠降低切換損失(switchingloss)。同時，相較于其他架構，LLC架構在一個開關周期(switchcycle)中，可以對負載端提供兩次電流供電，所以可以具有比較好的輸出電壓穩壓效果。LLC架構的另一個優點是有較小的EMI問題，因為從供電端所汲取的電流，其高頻諧波(harmonicfrequency)的部分能量都非常的小。因此，目前已經開始被市場上所采用。圖1為現有的一LLC架構以及一LLC控制器。橋式整流器12連接到市電的兩AC端，于供電電源線IN產生供電電壓VIN，其值可能介于100到260伏特。高端功率開關(high-sidepowerswitch)14連接在供電電源線IN與連接端VS之間，低端功率開關(low-sidepowerswitch)16連接在連接端VS與接地電源線之間。兩個電感18、20以及電容22串接在連接端VS與接地電源線之間，構成了一LC震蕩電路。每一震蕩周期中，電感耦合的電感24、26就交替的對輸出負載28供電。LLC控制器30控制高端功率開關14以及低端功率開關16。自舉電路具有二極管32以及自舉電容34，以使升壓電源線VB的電壓VB大致維持在比連接端VS的電壓VS高出電壓VDD，其中電壓VDD為操作電源線VDD上的電壓。高端驅動電路36產生電壓信號VHSG，驅動高端功率開關14；低端驅動電路38產生電壓信號VLSG，驅動低端功率開關16。震蕩控制電路40控制高端功率開關14以及低端功率開關16的時序。因為電壓VS可能高達100伏特，所以震蕩控制電路40通過電平平移器(levelshifter)42來控制高端驅動電路36。圖2提供一信號時序圖，由上而下，分別顯示電壓VS、電壓信號VHSG、以及電壓信號VLSG。在拉高時段TH中，電壓信號VHSG為邏輯上的1，電壓信號VLSG為邏輯上的0，高端功率開關14以及低端功率開關16分別為短路與開路，電壓VS會大約等于供電電壓VIN。在拉低時段TL中，高端功率開關14以及低端功率開關16分別為開路與短路，電壓VS會大約等于接地線電壓的0V。停滯時間TFD位于拉高時段TH之后，拉低時段TL之前。停滯時間TRD位于拉低時段TL之后，拉高時段TH之前。要達到無損失切換(losslessswitching)的零電壓切換，停滯時間TFD與TRD就必須適當地加以控制。在圖1中，LLC控制器30具有斜率檢測器(slopedetector)42，其通過電容44來檢測電壓VS的變化，并提供相對信號給予震蕩控制電路40，以決定停滯時間TFD與TRD的時間長度。
技術實現思路
本專利技術的一實施例揭示一種停滯時間(deadtime)的控制方法，適用于一電源供應器。該電源供應器包含有一高端功率開關，耦接于一高電源線以及一連接端之間；一低端功率開關(low-sidepowerswitch)，耦接于該連接端以及一接地電源線之間。該控制方法包含有：以一高端驅動電路驅動該高端功率開關，該高端驅動電路由連接于該升壓電源線與該連接端之間，該升壓電源線與該連接端之間的電壓差大約為一定值；提供一分壓器，一第一分壓電阻以及一第二分壓電阻，該第一分壓電阻具有一端耦接至一串接端，另一端耦接至該升壓電源線或該連接端，該第二分壓電阻耦接于該接地電源線與該串接端之間，該分壓器于該串接點提供一檢測電壓；關閉該低端功率開關，以使該連接端的電壓上升；于該連接端的電壓上升時，比較該檢測電壓以及一參考電壓；以及，當該檢測電壓高于該參考電壓時，開啟該高端功率開關。本專利技術的一實施例揭示一種具有自調(adaptive)停滯時間(deadtime)的控制器。該控制器包含有一高端驅動電路、一低端驅動電路、一分壓器、以及一第一比較器。該高端驅動電路受一升壓電源線以及一連接端供電，用以驅動一高端功率開關。該低端驅動電路，受一操作電源線以及一接地電源線供電，用以驅動一低端功率開關。該分壓器包含有一第一分壓電阻以及一第二分壓電阻。該第一分壓電阻具有一端耦接至一串接端，另一端耦接至該升壓電源線或該連接端。該第二分壓電阻耦接于該接地電源線與該串接端之間。該分壓器于該串接端提供一檢測電壓。該第一比較器，于該低端功率開關關閉時，比較該檢測電壓以及一第一參考電壓。當該檢測電壓高過該第一參考電壓時，該第一比較器觸發該高端驅動電路開啟該高端功率開關。附圖說明圖1為現有的一LLC架構以及一LLC控制器。圖2提供一信號時序圖，由上而下，分別顯示電壓VS、電壓信號VHSG、以及電壓信號VLSG。圖3顯示依據本專利技術所實施的一LLC控制器。圖4顯示使用圖3的LLC控制器60時，電壓VS、電壓信號VHSG、電壓信號VLSG以及取樣信號SSH的時序圖。圖5顯示圖4中的取樣電路。圖6顯示實施本專利技術的另一停滯時間控制器。圖7由上而下，依序顯示電壓VB、電壓VS、電壓信號VHSG、電壓信號VLSG以及取樣信號SSH的時序圖，用以解釋圖6的操作。圖8顯示了可使用于一實施例中的分壓器66以及電平平移器42。附圖符號說明12橋式整流器14高端功率開關16低端功率開關18、20電感22電容24、26電感28輸出負載30LLC控制器32二極管34自舉電容36高端驅動電路38低端驅動電路40震蕩控制電路42電平平移器44電容60LLC控制器62震蕩控制電路64停滯時間決定器66分壓器67取樣電路68、70比較器72、74、76分壓電阻80停滯時間控制器82NMOS晶體管DH、DL串接端IHD電流信號IN供電電源線SL觸發信號SSH取樣信號TFD停滯時間TH拉高時段TL拉低時段TRD停滯時間VB電壓VB升壓電源線VBTM參考電壓VBTM1參考電壓VBTM2參考電壓VDD電壓VDD操作電源線VDH、VDL檢測電壓VHD電壓信號VHSG電壓信號VIN供電電壓VLSG電壓信號VS連接端VS電壓VTOP參考電壓VTOP1參考電壓VTOP2參考電壓具體實施方式圖3顯示依據本專利技術所實施的LLC控制器60，其具有高端驅動電路36、低端驅動電路38、電平平移器42、震蕩控制電路62、以及停滯時間決定器(dead-timecontroller)64。LLC控制器60可以取代圖1中的LLC控制器30，來控制LCC架構。圖3的LLC控制器60與圖1的LLC控制器30之間，具有相同的符號的元件為具有相同或是類似功能的元件，為本領域技術人員可推知，不再累述。停滯時間控制器64有分壓器(voltagedivider)66、取樣電路67、以及比較器68與70。分壓器66有分壓電阻72、74以及76，經由串接端DH與DL，串接于連接端VS與接地電源線之間。串接端DH與DL分別提供檢測電壓VDH以及VDL。從電路可知，連接端VS的電壓VS大于檢測電壓VDH，檢測電壓VDH大于檢測電壓VDL。電壓VS、檢測電壓VDH、以及檢測電壓VDL之間的比例關系本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種停滯時間的控制方法，適用于一電源供應器，該電源供應器包含有一高端功率開關，耦接于一高電源線以及一連接端之間，一低端功率開關，耦接于該連接端以及一接地電源線之間，該控制方法包含有：以一高端驅動電路驅動該高端功率開關，該高端驅動電路由連接于該升壓電源線與該連接端之間，該升壓電源線與該連接端之間的電壓差大約為一定值；提供一分壓器，一第一分壓電阻以及一第二分壓電阻，該第一分壓電阻具有一端耦接至一串接端，另一端耦接至該升壓電源線或該連接端，該第二分壓電阻耦接于該接地電源線與該串接端之間，該分壓器于該串接點提供一檢測電壓；關閉該低端功率開關，以使該連接端的電壓上升；于該連接端的電壓上升時，比較該檢測電壓以及一參考電壓；以及當該檢測電壓高于該參考電壓時，開啟該高端功率開關。

【技術特征摘要】
1.一種停滯時間的控制方法，適用于一電源供應器，該電源供應器包含有一高端功率開關，耦接于一高電源線以及一連接端之間，一低端功率開關，耦接于該連接端以及一接地電源線之間，該控制方法包含有：以一高端驅動電路驅動該高端功率開關，該高端驅動電路連接于一升壓電源線與該連接端之間，該升壓電源線與該連接端之間的電壓差為一定值；提供一分壓器，一第一分壓電阻以及一第二分壓電阻，該第一分壓電阻具有一端耦接至一串接端，另一端耦接至該升壓電源線或該連接端，該第二分壓電阻耦接于該接地電源線與該串接端之間，該分壓器于該串接點提供一檢測電壓；關閉該低端功率開關，以使該連接端的電壓上升；于該連接端的電壓上升時，比較該檢測電壓以及一參考電壓；以及當該檢測電壓高于該參考電壓時，開啟該高端功率開關，其中所述控制方法還包含有：關閉該高端功率開關，以使該連接端的電壓下降；比較該檢測電壓以及一第二參考電壓；以及當該檢測電壓高于該第二參考電壓時，開啟該低端功率開關。2.如權利要求1所述的控制方法，還包含有：當該高端功率開關開啟時，更新該參考電壓。3.如權利要求1所述的控制方法，其中，該檢測電壓為一第一檢測電壓，該控制方法還包含有：提供一第二檢測電壓，低于該第一檢測電壓；以及當該高端功率開關開啟時，以該第二檢測電壓更新該參考電壓。4.一種具有自調停滯時間...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊豐誠，黃國建，
申請(專利權)人：通嘉科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：