[發(fā)明專利]一種可編程延時(shí)設(shè)置電路及工作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810475191.5
• 申請(qǐng)日: 2018-05-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108667278B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 師婭;武琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安微電子技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H02M1/08
• 分類號(hào): H02M1/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開(kāi)了一種可編程延時(shí)設(shè)置電路及工作方法，本發(fā)明通過(guò)改變外接延時(shí)電阻的大小，改變電路內(nèi)部恒流源對(duì)延時(shí)電容的放電電流的大小，從而改變放電時(shí)間，控制移相諧振PWM控制器四路輸出時(shí)間的相位差。而且，還可以通過(guò)設(shè)置DELAYSET端開(kāi)路或外接高電平電壓關(guān)閉恒流源實(shí)現(xiàn)零延時(shí)設(shè)置。對(duì)電路測(cè)試結(jié)果表明，在不同的外接延時(shí)電阻條件下，可以靈活實(shí)現(xiàn)任意時(shí)間的延遲，包括零延時(shí)。該發(fā)明可完全兼容于標(biāo)準(zhǔn)雙極工藝，可廣泛應(yīng)用于高效開(kāi)關(guān)電源類芯片設(shè)計(jì)，具有良好的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于開(kāi)關(guān)電源類芯片的線路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種可編程延時(shí)設(shè)置電路及工作方法。

背景技術(shù)

要實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電源的小型化，除元件本身的性能和體積改進(jìn)外，另一個(gè)重要途徑就是提高開(kāi)關(guān)電源的工作頻率。在傳統(tǒng)的PWM型開(kāi)關(guān)電源中，開(kāi)關(guān)損耗是開(kāi)關(guān)電源高頻化的主要障礙之一。為防止開(kāi)關(guān)管共同導(dǎo)通而留的死區(qū)時(shí)間，限制了開(kāi)關(guān)電源工作頻率的提高，而移相諧振PWM技術(shù)正是利用死區(qū)時(shí)間，通過(guò)諧振腔使開(kāi)關(guān)管輸出電容(寄生參數(shù))上的電壓迅速放電，從而實(shí)現(xiàn)零電壓或零電流開(kāi)關(guān)，減少開(kāi)關(guān)損耗和降低噪聲干擾。移相式PWM控制器是設(shè)計(jì)移相零電壓諧振PWM開(kāi)關(guān)電源的理想器件，它可對(duì)全橋開(kāi)關(guān)的相位進(jìn)行相位移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)全橋功率級(jí)定頻脈寬調(diào)制控制。通過(guò)功率開(kāi)關(guān)器件的輸出電容充/放電，在輸出電容充/放電結(jié)束(即電壓為零)時(shí)實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通。移相式PWM控制器的四個(gè)輸出端分別驅(qū)動(dòng)A/B、D/C兩個(gè)半橋，可單獨(dú)進(jìn)行導(dǎo)通延時(shí)(即死區(qū)時(shí)間)的可編程控制，在該死區(qū)時(shí)間內(nèi)確保下一個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件的輸出電容放電完畢，為即將導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)器件提供電壓開(kāi)通條件，避免了開(kāi)關(guān)工作過(guò)程中電壓、電流的重疊。

圖1為采用移相諧振PWM控制器構(gòu)成的移相全橋變換器，在移相全橋開(kāi)關(guān)電路中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)不僅要驅(qū)動(dòng)橋的兩個(gè)對(duì)角臂，而且還要使兩個(gè)對(duì)角橋臂的導(dǎo)通有一定的時(shí)間延遲，有效占空比由圖2所示的延遲時(shí)間控制。由于兩個(gè)橋臂的開(kāi)關(guān)元件不是同時(shí)被驅(qū)動(dòng)的，所以需要精確設(shè)置“移相”導(dǎo)通波形之間的延遲時(shí)間間隔，延遲時(shí)間間隔由諧振腔控制電路的電壓回路進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終充當(dāng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的移相信號(hào)。此時(shí)串聯(lián)在變壓器的上半橋或下半橋中的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管均處于導(dǎo)通狀態(tài)，而變壓器在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)刻的電壓為零，即變壓器的初級(jí)處于短接狀態(tài)，并箝位初級(jí)電流保持原值。當(dāng)半橋中的一個(gè)開(kāi)關(guān)器件經(jīng)適當(dāng)?shù)难舆t時(shí)間后關(guān)斷時(shí)，變壓器初級(jí)電流又流過(guò)該開(kāi)關(guān)管的輸出寄生電容，從而與開(kāi)關(guān)管的漏極電壓諧振且與電壓反相，使對(duì)角臂開(kāi)關(guān)上的電壓為零，從而保證了零電壓開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種可編程延時(shí)設(shè)置電路及工作方法，可對(duì)移相諧振PWM控制器的兩個(gè)對(duì)角橋臂的導(dǎo)通時(shí)間進(jìn)行延遲設(shè)置，且可實(shí)現(xiàn)零延遲。

為了達(dá)到上述目的，一種可編程延時(shí)設(shè)置電路包括恒流源I₁和恒流源2I₁，恒流源I₁和恒流源2I₁通過(guò)延時(shí)設(shè)置電路控制，延時(shí)設(shè)置電路外接延時(shí)電阻R_TD，恒流源I₁的一端連接電源電壓V_CC1，恒流源I₁的另一端連接電容C1、比較器的同相輸入端、三極管Q2的集電極、三極管Q3的發(fā)射極和三極管Q4的發(fā)射極，電容C1的另一端接地，電源電壓V_CC1連接三極管Q1的集電極和三極管Q3的集電極，三極管Q1的發(fā)射極和三極管Q2的發(fā)射極均連接恒流源2I₁的一端，恒流源2I₁的另一端接地，三極管Q4的集電極接地，三極管Q4的基極連接參考電壓V₂，三極管Q3的基極連接參考電壓V₃，三極管Q2的基極連接參考電壓V₁，比較器的反相輸入端接入閾值電壓V_TH，比較器的輸出端接入二輸入或非門的其中一個(gè)輸入，三極管Q1的基極同時(shí)連接“FROM LOGIC”信號(hào)和二輸入或非門的另一個(gè)輸入，或非門輸出OUT信號(hào)。