[發明專利]自適應死時間控制

有效

• 申請號: 201210519222.5
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103151920A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: S·M·扎克;B·A·米瓦
• 申請（專利權）人: 馬克西姆綜合產品公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 舒雄文;蹇煒

相關申請的交叉引用

此申請要求2011年12月7日提出的美國臨時申請No.61/567938。于此通過引用該申請的整體并入了以上申請的公開。

技術領域

本公開總體涉及DC-DC電壓轉換器，并且更具體地涉及DC-DC電壓轉換器中的死時間（dead?time）控制。

背景技術

于此提供的背景描述是用于總體介紹本公開的內容的目的。當前指定的發明人的工作，在此背景技術部分中描述的程度上，以及在提出時否則將不被當做現有技術的說明書的方面，既沒有清楚地也沒有隱含地被承認是本公開的現有技術。

現在參照圖1A和1B，示出了DC-DC轉換器（以下，轉換器）100。在圖1A中，轉換器100包括控制模塊102、死時間控制模塊103、高側開關T_HS、低側開關T_LS、感應器L、電容器C_out、以及負載104。高側開關T_HS和低側開關T_LS（共同地開關）串聯連接。控制模塊102生成控制開關的開和關時間的PWM脈沖。死時間控制模塊103控制開關的死時間（以下解釋的）。感應器L連接至開關的連接點并且如所示地與電容器C_out串聯連接。負載104如所示地并聯連接至電容器C_out。轉換器100接收輸入電壓V_dd并跨負載104輸出輸出電壓V_out。

在圖1B中，當高側開關T_HS開通而低側開關T_LS關斷時，感應器電流I_L增大，且當高側開關T_HS關斷而低側開關T_LS開通時，感應器電流I_L減小。開關的連接點處的電壓V_LX如圖1B中所示地隨時間t變化。斷開（即關斷）一個開關（例如，高側開關T_HS）與閉合（即，開通）另一開關（例如，低側開關T_LS）之間的時間間隔稱為死時間并且由圖1B中的虛線圓所示。分別與高側開關T_HS和低側開關T_LS集成的體二極管D_HS和D_LS在死時間期間導通，引起功率損耗。在反向恢復期間也發生功率損耗。歸因于體二極管的導通和反向恢復的功率損耗在PWM脈沖的高切換頻率以及轉換器的低輸出電壓（V_out）處是顯著的。因此需要最小化死時間以減小功率損耗。

現在參照圖2A-2C，示出了轉換器的不同操作模式以及對應的死時間。例如，在圖2A中，轉換器以具有重負載的降壓連續導通模式（CCM）操作，其中感應器電流I_L總是正的。在圖2B中，轉換器以具有輕負載的降壓或升壓強制CCM操作，其中感應器電流I_L能夠是正的或負的。在圖2C中，轉換器以具有重負的升壓CCM操作，其中感應器電流I_L總是負的。在每一個模式中，需要最小化所示的死時間以減小功率損耗。

發明內容

圖5A中所示的DC-DC轉換器包括第一晶體管和第二晶體管，所述第一晶體管和所述第二晶體管均由脈沖寬度調制（PWM）脈沖驅動并且均具有第一端子和第二端子以及控制端子。所述第一晶體管的所述第一端子連接至電源電壓，所述第一晶體管的所述第二端子和所述第二晶體管的所述第一端子連接至節點，所述第二晶體管的所述第二端子連接至地，并且所述節點連接至與負載串聯連接的電感。第一定時模塊確定所述節點處的第一信號的第一邊沿與所述第一晶體管的所述控制端子處的第二信號的第一邊沿之間的第一時間差。所述第二信號的所述第一邊沿對應于所述PWM脈沖中的一個PWM脈沖的第一邊沿。第二定時模塊確定所述節點處的所述第一信號的第二邊沿與所述第一晶體管的所述控制端子處的所述第二信號的第二邊沿之間的第二時間差。所述第二信號的所述第二邊沿對應于所述PWM脈沖中的所述一個PWM脈沖的第二邊沿。延遲模塊基于所述第一時間差來延遲所述第一晶體管的所述控制端子處的所述第二信號的所述第一邊沿，并且基于所述第二時間差來延遲所述第一晶體管的所述控制端子處的所述第二信號的所述第二邊沿。