[發(fā)明專利]開關(guān)時(shí)序提供方法、同步整流控制器及適應(yīng)性定時(shí)控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410081892.2
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN104901564B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林崇偉;林揚(yáng)盛;葉文中
• 申請（專利權(quán)）人: 通嘉科技股份有限公司;葉文中
• 主分類號(hào): H02M7/12
• 分類號(hào): H02M7/12;H02M1/00;H02M3/28
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 史新宏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大致涉及電源供應(yīng)器的同步整流的控制方法與控制器。

背景技術(shù)

電源供應(yīng)器除了要求有精準(zhǔn)的輸出電壓或是輸出電流之外，能量轉(zhuǎn)換效率(power conversion efficiency)往往也是業(yè)界非常在乎的規(guī)格之一。

圖1為已知的一返馳式(flyback)開關(guān)式電源供應(yīng)器10，作為開關(guān)式電源供應(yīng)器的一例子。脈沖寬度調(diào)制控制器14使功率開關(guān)20導(dǎo)通時(shí)，輸入電源V_IN與輸入地26使變壓器18儲(chǔ)能；功率開關(guān)20關(guān)閉時(shí)，變壓器18通過整流二極管12對輸出電容17與負(fù)載16釋放能量，以建立輸出電源V_OUT與輸出地28。通過適當(dāng)?shù)幕仞伮窂剑}沖寬度調(diào)制控制器14可以調(diào)整功率開關(guān)20的工作周期(duty cycle)，使輸出電源V_OUT符合想要的規(guī)格。

所有變壓器18輸出到輸出電容17與負(fù)載16的次級(jí)側(cè)電流I_SEC，都必需經(jīng)過整流二極管12。整流二極管12的順向偏壓大約是1V，固定地耗損能量。為了降低整流二極管12的能量耗損，增加能量轉(zhuǎn)換效率，所以昔知技術(shù)中，如同圖2所示，已經(jīng)發(fā)展了以一個(gè)整流開關(guān)24取代整流二極管12。這樣的技術(shù)稱為同步整流(synchronous rectification)。開關(guān)式電源供應(yīng)器30中的整流開關(guān)24需要被適當(dāng)?shù)乜刂疲瑏砟７聢D1中的整流二極管12的動(dòng)作。當(dāng)功率開關(guān)20導(dǎo)通、變壓器18儲(chǔ)能時(shí)，整流開關(guān)24關(guān)閉。當(dāng)變壓器18處于放電狀態(tài)釋能時(shí)，整流開關(guān)24導(dǎo)通，提供一個(gè)低電阻低耗能的放電路徑，讓變壓器18對輸出電容17充電。當(dāng)變壓器18放電完畢后，整流開關(guān)24也需要關(guān)閉，預(yù)防輸出電源V_OUT對變壓器18儲(chǔ)能。

整流開關(guān)24的開關(guān)時(shí)序需要非常小心的控制。如果整流開關(guān)24的開啟時(shí)間(ON time)不夠長，就得不到降低能量耗損的好處。萬一整流開關(guān)24還在開啟時(shí)間時(shí)，功率開關(guān)20就切換成導(dǎo)通，則開關(guān)式電源供應(yīng)器30有炸機(jī)的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種開關(guān)時(shí)序提供方法，適用于一開關(guān)式電源供應(yīng)器，該方法包含有：提供一當(dāng)下時(shí)間信號(hào)，其對應(yīng)提供該開關(guān)式電源供應(yīng)器中的一元件處于一第一狀態(tài)的一放電時(shí)間，其中該當(dāng)下時(shí)間信號(hào)記錄于一第一電容；提供一預(yù)估時(shí)間信號(hào)，其記錄于一第二電容；依據(jù)該預(yù)估時(shí)間信號(hào)，控制一開關(guān)；以及，在該元件處于不同于該第一狀態(tài)的一第二狀態(tài)時(shí)，以電荷分享的方式，以該當(dāng)下時(shí)間信號(hào)，更新該預(yù)估時(shí)間信號(hào)。

本發(fā)明的一實(shí)施例提供一同步整流控制器，用以控制一整流開關(guān)。該整流開關(guān)包含有一體二極管(body diode)。該同步整流控制器包含有一第一記錄器、一第二記錄器、一更新裝置、以及一開關(guān)控制器。該第一記錄器提供一預(yù)估時(shí)間信號(hào)。該第二記錄器，提供一當(dāng)下時(shí)間信號(hào)，其表示該體二極管處于順偏壓時(shí)的一放電時(shí)間。當(dāng)該體二極管處于逆偏壓時(shí)，該更新裝置依據(jù)該當(dāng)下時(shí)間信號(hào)，更新該預(yù)估時(shí)間信號(hào)，以使該預(yù)估時(shí)間信號(hào)逼近該當(dāng)信時(shí)間信號(hào)。該開關(guān)控制器依據(jù)該預(yù)估時(shí)間信號(hào)，控制該整流開關(guān)。

本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種適應(yīng)性地定時(shí)控制器(ADAPTIVE TIMING CONTROLLER)，用以適應(yīng)性地提供一電源供應(yīng)器中一時(shí)序。該電源供應(yīng)器包含有一體二極管。該時(shí)序控制器包含有一斜坡產(chǎn)生器、一第二電容、一更新開關(guān)、以及一比較器。該斜坡產(chǎn)生器用以提供一斜坡信號(hào)，其代表該體二極管被順向偏壓的一放電時(shí)間。該斜坡信號(hào)的一峰值記錄于一第一電容，作為一當(dāng)下時(shí)間信號(hào)。該第二電容記錄一預(yù)估時(shí)間信號(hào)。該更新開關(guān)連接于該第一電容與該第二電容之間。在該體二極管被逆向偏壓時(shí)，該更新開關(guān)短路該第一與第二電容，以電荷分享的方式，依據(jù)該當(dāng)下時(shí)間信號(hào)，更新該預(yù)估時(shí)間信號(hào)。該比較器具有二輸入分別耦接至該斜坡信號(hào)以及該預(yù)估時(shí)間信號(hào)，用以比較該斜坡信號(hào)以及該預(yù)估時(shí)間信號(hào)。

附圖說明

圖1為已知的一返馳式開關(guān)式電源供應(yīng)器。

圖2為已知的一同步整流電源供應(yīng)器。

圖3為依序本發(fā)明的一實(shí)施例的一返馳式開關(guān)式電源供應(yīng)器。

圖4舉例圖3中的同步整流控制器。

圖5為圖4中的一些信號(hào)時(shí)序圖，用以解釋圖4中的一些可能的操作。

圖6舉例圖4中的一些信號(hào)時(shí)序圖，用來說明當(dāng)放電時(shí)間T_DIS突然縮短時(shí)的保護(hù)機(jī)制。

【符號(hào)說明】

10開關(guān)式電源供應(yīng)器

12整流二極管

14脈沖寬度調(diào)制控制器

16負(fù)載

17輸出電容