[发明专利]停滞时间的控制方法以及具有自调停滞时间的控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关式电源供应器，特别是涉及一种具有自调(adaptive)停滞时间(dead time)的电源供应器。

背景技术

电源供应器对电器提供适当的电能，一般讲究的是实用性、转换效率与产品体积。在诸多架构中，LLC架构可以执行零电压切换(zero-voltage switching)，能够降低切换损失(switching loss)。同时，相较于其他架构，LLC架构在一个开关周期(switch cycle)中，可以对负载端提供两次电流供电，所以可以具有比较好的输出电压稳压效果。LLC架构的另一个优点是有较小的EMI问题，因为从供电端所汲取的电流，其高频谐波(harmonic frequency)的部分能量都非常的小。因此，目前已经开始被市场上所采用。

图1为现有的一LLC架构以及一LLC控制器。桥式整流器12连接到市电的两AC端，于供电电源线IN产生供电电压V_IN，其值可能介于100到260伏特。高端功率开关(high-side power switch)14连接在供电电源线IN与连接端VS之间，低端功率开关(low-side power switch)16连接在连接端VS与接地电源线之间。两个电感18、20以及电容22串接在连接端VS与接地电源线之间，构成了一LC震荡电路。每一震荡周期中，电感耦合的电感24、26就交替的对输出负载28供电。

LLC控制器30控制高端功率开关14以及低端功率开关16。自举电路具有二极管32以及自举电容34，以使升压电源线VB的电压V_B大致维持在比连接端VS的电压V_S高出电压V_DD，其中电压V_DD为操作电源线VDD上的电压。高端驱动电路36产生电压信号V_HSG，驱动高端功率开关14；低端驱动电路38产生电压信号V_LSG，驱动低端功率开关16。震荡控制电路40控制高端功率开关14以及低端功率开关16的时序。因为电压V_S可能高达100伏特，所以震荡控制电路40通过电平平移器(level shifter)42来控制高端驱动电路36。

图2提供一信号时序图，由上而下，分别显示电压V_S、电压信号V_HSG、以及电压信号V_LSG。在拉高时段T_H中，电压信号V_HSG为逻辑上的1，电压信号V_LSG为逻辑上的0，高端功率开关14以及低端功率开关16分别为短路与开路，电压V_S会大约等于供电电压V_IN。在拉低时段T_L中，高端功率开关14以及低端功率开关16分别为开路与短路，电压V_S会大约等于接地线电压的0V。停滞时间T_FD位于拉高时段T_H之后，拉低时段T_L之前。停滞时间T_RD位于拉低时段T_L之后，拉高时段T_H之前。要达到无损失切换(lossless switching)的零电压切换，停滞时间T_FD与T_RD就必须适当地加以控制。

在图1中，LLC控制器30具有斜率检测器(slope detector)42，其通过电容44来检测电压V_S的变化，并提供相对信号给予震荡控制电路40，以决定停滞时间T_FD与T_RD的时间长度。

发明内容