諧振開(kāi)關(guān)變換器及其控制電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及諧振開(kāi)關(guān)變換器及其控制電路。諧振開(kāi)關(guān)變換器包括上側(cè)開(kāi)關(guān)管、下側(cè)開(kāi)關(guān)管、諧振槽路以及控制電路?？刂齐娐钒ㄐ甭什蓸与娐罚a(chǎn)生表征上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管的公共端處電壓斜率的斜率信號(hào)；斜率判斷電路，判斷斜率信號(hào)是否有效并產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)；時(shí)鐘發(fā)生電路，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)；以及導(dǎo)通時(shí)刻控制電路，根據(jù)斜率判斷信號(hào)和斜率信號(hào)調(diào)節(jié)上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管之間的死區(qū)時(shí)間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠靈活的實(shí)現(xiàn)死區(qū)時(shí)間的自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而保證上側(cè)開(kāi)關(guān)管及下側(cè)開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通，提高了系統(tǒng)效率。
【專利說(shuō)明】諧振開(kāi)關(guān)變換器及其控制電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型的實(shí)施例涉及電子電路，尤其涉及諧振開(kāi)關(guān)變換器。

【背景技術(shù)】
[0002]諧振開(kāi)關(guān)變換器中，在諧振槽路的作用下，流過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流變?yōu)檎也?，使得開(kāi)關(guān)管在某一時(shí)刻開(kāi)通，從而實(shí)現(xiàn)零電壓或者零電流開(kāi)關(guān)。
[0003]以半橋式LLC諧振電路為例，通常通過(guò)設(shè)計(jì)合適的開(kāi)關(guān)頻率及死區(qū)時(shí)間讓開(kāi)關(guān)管上的電壓在開(kāi)通前降到零，并在電流為負(fù)時(shí)導(dǎo)通。在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通前，電流從開(kāi)關(guān)管的體內(nèi)二極管流過(guò)，此時(shí)開(kāi)通開(kāi)關(guān)管可以實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通。然而如果死區(qū)時(shí)間過(guò)大，則半橋式LLC諧振電路的電流會(huì)振蕩過(guò)零，導(dǎo)致容性開(kāi)關(guān)。但是死區(qū)時(shí)間過(guò)小時(shí)，隨著勵(lì)磁電感器的電感量上浮或隨著負(fù)載電流的變小，半橋式LLC諧振電路的開(kāi)關(guān)頻率增大，勵(lì)磁電流減小，使得開(kāi)關(guān)管上的電壓在開(kāi)關(guān)管開(kāi)通前不能降到零，從而不能實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通，不利于提高系統(tǒng)效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種諧振開(kāi)關(guān)變換器及其控制電路。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種用于諧振開(kāi)關(guān)變換器的控制電路，所述諧振開(kāi)關(guān)變換器包括具有上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電路以及耦接至開(kāi)關(guān)電路的諧振槽路，所述控制電路包括:斜率采樣電路，根據(jù)上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管的公共端處的電壓變化產(chǎn)生斜率信號(hào)，以表征上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管的公共端處的電壓斜率；容性模式判斷電路，根據(jù)代表流過(guò)諧振槽路電流的電流采樣信號(hào)和上側(cè)開(kāi)關(guān)管及下側(cè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)判斷開(kāi)關(guān)電路是否工作在容性狀態(tài)，并產(chǎn)生模式信號(hào)；斜率判斷電路，根據(jù)斜率信號(hào)產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)以判斷斜率信號(hào)是否有效，其中在上側(cè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷后，當(dāng)檢測(cè)到斜率信號(hào)減小時(shí)判斷斜率信號(hào)為有效，以及在下側(cè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷后，當(dāng)檢測(cè)到斜率信號(hào)增大時(shí)判斷斜率信號(hào)為有效；時(shí)鐘發(fā)生電路，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，其中所述控制電路根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)刻及下側(cè)開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)刻；以及導(dǎo)通時(shí)刻控制電路，根據(jù)模式信號(hào)、斜率判斷信號(hào)和斜率信號(hào)調(diào)節(jié)上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管之間的死區(qū)時(shí)間，其中當(dāng)斜率信號(hào)為有效時(shí)，根據(jù)斜率信號(hào)和第一斜率閾值的比較結(jié)果控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻，以及根據(jù)斜率信號(hào)和第二斜率閾值的比較結(jié)果控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中當(dāng)斜率信號(hào)為無(wú)效時(shí)，根據(jù)電流采樣信號(hào)和第一電流閾值的比較結(jié)果控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻，以及根據(jù)電流采樣信號(hào)和第二電流閾值的比較結(jié)果控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中斜率采樣電路還包括:第一電容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管的公共端，第二端輸出斜率信號(hào)；第一電阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一電容器的第二端，第二端耦接至系統(tǒng)地；以及電壓控制電路，并聯(lián)耦接在第一電阻器的兩端，其中當(dāng)上側(cè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電壓控制電路控制斜率信號(hào)保持高電平，當(dāng)下側(cè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電壓控制電路控制斜率信號(hào)保持低電平。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中電壓控制電路還包括:第一電流源，其中當(dāng)上側(cè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，第一電流源為第一電阻器提供充電電流，直至下側(cè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；以及第二電流源，其中當(dāng)下側(cè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，第二電流源為第一電阻器提供放電電流，直至上側(cè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中當(dāng)上側(cè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，流過(guò)第一電容器兩端的電流的絕對(duì)值大于第一電流源提供的充電電流，當(dāng)下側(cè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，流過(guò)第一電容器兩端的電流的絕對(duì)值大于第二電流源提供的放電電流。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中斜率判斷電路還包括:第一比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號(hào)，第二輸入端接收第三斜率閾值，輸出端根據(jù)斜率信號(hào)和第三斜率閾值的比較結(jié)果輸出第一比較信號(hào)；第二比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號(hào)，第二輸入端接收第四斜率閾值，輸出端根據(jù)斜率信號(hào)和第四斜率閾值的比較結(jié)果輸出第二比較信號(hào)；以及第一邏輯電路，根據(jù)第一比較信號(hào)、第二比較信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)，其中在時(shí)鐘信號(hào)的上升沿后，根據(jù)第一比較信號(hào)產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)以判斷斜率信號(hào)是否有效，以及在時(shí)鐘信號(hào)的下降沿后，根據(jù)第二比較信號(hào)產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)以判斷斜率信號(hào)是否有效。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中導(dǎo)通時(shí)刻控制電路包括:第三比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號(hào)，第二輸入端接收第一斜率閾值，輸出端輸出第三比較信號(hào)；第四比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收電流采樣信號(hào)，第二輸入端接收第一電流閾值，輸出端輸出第四比較信號(hào)；第五比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號(hào)，第二輸入端接收第二斜率閾值，輸出端輸出第五比較信號(hào)；第六比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收電流采樣信號(hào)，第二輸入端接收第二電流閾值，輸出端輸出第六比較信號(hào)；第二邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收模式信號(hào)，第二輸入端接收超時(shí)信號(hào)，當(dāng)模式信號(hào)指示開(kāi)關(guān)電路工作在容性狀態(tài)時(shí)，第二邏輯電路將超時(shí)信號(hào)在其輸出端輸出；第三邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收模式信號(hào)，第二輸入端接收最大死區(qū)時(shí)間信號(hào)，當(dāng)模式信號(hào)指示開(kāi)關(guān)電路工作在非容性狀態(tài)時(shí)，第二邏輯電路將最大死區(qū)時(shí)間信號(hào)在其輸出端輸出；第一或門電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至第三比較器的輸出端，第二輸入端耦接至第四比較器的輸出端，第三輸入端耦接至第二邏輯電路的輸出端，第四輸入端耦接至第三邏輯電路的輸出端，輸出端輸出第一復(fù)位信號(hào)以控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻；以及第二或門電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至第五比較器的輸出端，第二輸入端耦接至第六比較器的輸出端，第三輸入端耦接至第二邏輯電路的輸出端，第四輸入端耦接至第三邏輯電路的輸出端，輸出端輸出第二復(fù)位信號(hào)以控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種諧振開(kāi)關(guān)變換器，包括:開(kāi)關(guān)電路，包括串聯(lián)耦接的上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管；諧振槽路，耦接在上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管的公共端和系統(tǒng)地之間；電流采樣電路，根據(jù)流過(guò)諧振槽路的電流產(chǎn)生電流采樣信號(hào)；以及如前所述的控制電路。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種諧振開(kāi)關(guān)變換器，包括:上側(cè)開(kāi)關(guān)管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收輸入電壓；下側(cè)開(kāi)關(guān)管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至上側(cè)開(kāi)關(guān)管的第二端，第二端耦接至系統(tǒng)地；諧振槽路，耦接在上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管的公共端和系統(tǒng)地之間；電流采樣電路，根據(jù)流過(guò)諧振槽路的電流產(chǎn)生電流采樣信號(hào)；斜率采樣電路，根據(jù)上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管的公共端處的電壓變化產(chǎn)生斜率信號(hào)，以表征上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管的公共端處的電壓斜率；斜率判斷電路，根據(jù)斜率信號(hào)產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)以判斷斜率信號(hào)是否有效，其中在上側(cè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷后，當(dāng)檢測(cè)到斜率信號(hào)減小時(shí)判斷斜率信號(hào)為有效，以及在下側(cè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷后，當(dāng)檢測(cè)到斜率信號(hào)增大時(shí)判斷斜率信號(hào)為有效；時(shí)鐘發(fā)生電路，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，其中所述控制電路根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)刻及下側(cè)開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)刻；以及導(dǎo)通時(shí)刻控制電路，根據(jù)斜率判斷信號(hào)、電流采樣信號(hào)和斜率信號(hào)自動(dòng)調(diào)整上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管之間的死區(qū)時(shí)間；其中當(dāng)斜率信號(hào)為有效時(shí)，根據(jù)斜率信號(hào)和第一斜率閾值的比較結(jié)果控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)亥|J，以及根據(jù)斜率信號(hào)和第二斜率閾值的比較結(jié)果控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻；以及當(dāng)斜率信號(hào)為無(wú)效時(shí)，根據(jù)電流采樣信號(hào)和第一電流閾值的比較結(jié)果控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)亥IJ，以及根據(jù)電流采樣信號(hào)和第二電流閾值的比較結(jié)果控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中斜率判斷電路還包括:第一比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號(hào)，第二輸入端接收第三斜率閾值，輸出端根據(jù)斜率信號(hào)和第三斜率閾值的比較結(jié)果輸出第一比較信號(hào)；第二比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號(hào)，第二輸入端接收第四斜率閾值，輸出端根據(jù)斜率信號(hào)和第四斜率閾值的比較結(jié)果輸出第二比較信號(hào)；以及第一邏輯電路，根據(jù)第一比較信號(hào)、第二比較信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)，其中在時(shí)鐘信號(hào)的上升沿后，根據(jù)第一比較信號(hào)產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)以判斷斜率信號(hào)是否有效，以及在時(shí)鐘信號(hào)的下降沿后，根據(jù)第二比較信號(hào)產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)以判斷斜率信號(hào)是否有效。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在下側(cè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷后，若斜率信號(hào)判斷為有效，則當(dāng)斜率信號(hào)小于第一斜率閾值時(shí)，控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；以及在上側(cè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷后，若斜率信號(hào)判斷為有效，則當(dāng)斜率信號(hào)大于第二斜率閾值時(shí)，控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。
[0016]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，根據(jù)斜率信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)管之間的死區(qū)時(shí)間，從而可以靈活、可靠的實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的諧振開(kāi)關(guān)變換器100的電路框圖；
[0018]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的諧振開(kāi)關(guān)變換器100的電路圖；
[0019]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的圖2所示諧振開(kāi)關(guān)變換器100中的死區(qū)時(shí)間調(diào)整電路16的電路圖；
[0020]圖4為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的圖2所示諧振開(kāi)關(guān)變換器100中的時(shí)鐘發(fā)生電路18的電路圖；
[0021]圖5為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的圖2所示諧振開(kāi)關(guān)變換器100中的容性模式判斷電路15的電路圖；
[0022]圖6為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的圖2所示諧振開(kāi)關(guān)變換器100中的斜率采樣電路13的電路圖；
[0023]圖7為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的圖2所示諧振開(kāi)關(guān)變換器100在斜率信號(hào)VHB有效時(shí)調(diào)整死區(qū)時(shí)間的波形圖；以及
[0024]圖8為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的圖2所示諧振開(kāi)關(guān)變換器100在斜率信號(hào)VHB無(wú)效時(shí)調(diào)整死區(qū)時(shí)間的波形圖。
[0025]下面將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。貫穿所有附圖相同的附圖標(biāo)記表示相同的或相似的部件或特征。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說(shuō)明，并不用于限制本實(shí)用新型。在以下描述中，為了提供對(duì)本實(shí)用新型的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是:不必采用這些特定細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)行本實(shí)用新型。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本實(shí)用新型，未具體描述公知的電路、材料或方法。
[0027]在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，對(duì)“ 一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“ 一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著:結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本實(shí)用新型至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說(shuō)明書(shū)的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和、或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說(shuō)明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱“元件” “連接到”或“耦接”到另一元件時(shí)，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時(shí)，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。
[0028]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的諧振開(kāi)關(guān)變換器100的電路框圖。諧振開(kāi)關(guān)變換器100包括:開(kāi)關(guān)電路11、諧振槽路12、斜率采樣電路13、電流采樣電路14、容性模式判斷電路15、死區(qū)時(shí)間調(diào)整電路16、開(kāi)關(guān)控制電路17、以及時(shí)鐘發(fā)生電路18。開(kāi)關(guān)電路11接收輸入電壓VIN，并通過(guò)諧振槽路12提供輸出電壓V0。開(kāi)關(guān)電路11通過(guò)端點(diǎn)SW耦接至諧振槽路12，其中開(kāi)關(guān)電路11包括至少兩個(gè)開(kāi)關(guān)管，端點(diǎn)SW為至少兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的公共端。
[0029]斜率采樣電路13耦接至端點(diǎn)SW，根據(jù)端點(diǎn)SW處的電壓變化產(chǎn)生斜率信號(hào)VHB。電流采樣電路14根據(jù)流過(guò)諧振槽路12的電流產(chǎn)生電流采樣信號(hào)Vcs。時(shí)鐘發(fā)生電路18產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)CLK。容性模式判斷電路15根據(jù)電流米樣信號(hào)Vcs產(chǎn)生模式信號(hào)Cap_mode。容性模式判斷電路15通過(guò)電流采樣信號(hào)Vcs判斷流過(guò)諧振槽路12的電流極性，并結(jié)合開(kāi)關(guān)電路11中至少兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的狀態(tài)判斷開(kāi)關(guān)電路11是否工作在容性狀態(tài)以產(chǎn)生模式信號(hào)Cap_mode。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)電路11工作在容性狀態(tài)時(shí)，模式信號(hào)Cap_mode控制諧振開(kāi)關(guān)變換器100工作在容性保護(hù)模式。死區(qū)時(shí)間調(diào)整電路16接收斜率信號(hào)VHB和模式信號(hào)Capjnode，并產(chǎn)生死區(qū)控制信號(hào)ADT，從而可以自動(dòng)的調(diào)整開(kāi)關(guān)電路11中兩個(gè)開(kāi)關(guān)管之間的死區(qū)時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電路11中至少兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通。其中所述“死區(qū)時(shí)間”是指從開(kāi)關(guān)電路11中的一個(gè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷到另一個(gè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通之間的時(shí)間間隔。開(kāi)關(guān)控制電路17根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK和死區(qū)控制信號(hào)ADT產(chǎn)生用于控制開(kāi)關(guān)電路11中一個(gè)開(kāi)關(guān)管的控制信號(hào)HG和用于控制開(kāi)關(guān)電路11中另一個(gè)開(kāi)關(guān)管的控制信號(hào)LG。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)控制電路17根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK控制開(kāi)關(guān)電路11中至少兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)刻，根據(jù)死區(qū)控制信號(hào)ADT控制開(kāi)關(guān)電路11中至少兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻。
[0030]在圖1所示的實(shí)施例中，諧振開(kāi)關(guān)變換器100根據(jù)端點(diǎn)SW處的電壓變化和流過(guò)諧振槽路12的電流自動(dòng)調(diào)整開(kāi)關(guān)電路11中至少兩個(gè)開(kāi)關(guān)管之間的死區(qū)時(shí)間，從而保證在全負(fù)載范圍內(nèi)諧振開(kāi)關(guān)變換器100可以實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通。
[0031]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的諧振開(kāi)關(guān)變換器100的電路圖。諧振開(kāi)關(guān)變換器100包括由上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI和下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2組成的開(kāi)關(guān)電路、由電容器Cr、諧振電感Lr以及激磁電感Lm組成的諧振槽路、由變壓器T、整流二極管D1、整流二極管D2、輸出電容器Co組成的輸出電路，其中諧振槽路耦接至上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI和下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的公共端點(diǎn)SW。在一個(gè)實(shí)施例中，變壓器T的原邊繞組包括激磁電感Lm，諧振電感Lr可以是獨(dú)立的電感器。上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI和下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2可以為任何可控半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件，例如金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)等。雖然圖2所示的實(shí)施例采用半橋式LLC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，諧振開(kāi)關(guān)變換器100也可以采用其他合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如全橋式LLC變換器、不對(duì)稱半橋諧振開(kāi)關(guān)變換器等。
[0032]斜率采樣電路13耦接至上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI和下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的公共端點(diǎn)SW，并根據(jù)端點(diǎn)SW處的電壓變化產(chǎn)生斜率信號(hào)VHB。在圖2所示的實(shí)施例中，斜率采樣電路13包括電容器Cd、電阻器Rd以及電壓控制電路20。電壓控制電路20耦接在電阻器Rd的兩端，用于在上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI或下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通時(shí)控制斜率信號(hào)VHB保持不變。電容器Cd的一端耦接至端點(diǎn)SW，電容器Cd的另一端Ndl通過(guò)電阻器Rd耦接至系統(tǒng)地，端點(diǎn)Ndl作為斜率采樣電路13的輸出端提供斜率信號(hào)VHB。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，電阻器Rd也可以由其他合適的元件替代，例如線路的等效電阻、集成電路中三極管的等效電阻等。流過(guò)電容器Cd的電流Id隨著端點(diǎn)SW處的電壓變化而變化，例如當(dāng)端點(diǎn)SW處的電壓減小時(shí)，流過(guò)電容器Cd的電流Id為負(fù)，從而電流Id對(duì)電容器Cd放電，斜率信號(hào)VHB在電流Id和電壓控制電路20的控制下減小至最小值，直至端點(diǎn)SW處的電壓不變時(shí)，電流Id為零，斜率信號(hào)VHB在電壓控制電路20的控制下逐漸增大直至下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通；當(dāng)端點(diǎn)SW處的電壓增大時(shí)，流過(guò)電容器Cd的電流Id為正，從而電流Id對(duì)電容器Cd充電，斜率信號(hào)VHB在電流Id和電壓控制電路20的控制下增大至最大值，直至端點(diǎn)SW處的電壓不變時(shí)，電流Id為零，斜率信號(hào)VHB在電壓控制電路20的控制下逐漸減小直至上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI導(dǎo)通。當(dāng)上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI導(dǎo)通時(shí)，電壓控制電路20控制斜率信號(hào)VHB保持其最大值，也就是高電平；當(dāng)下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通時(shí)，電壓控制電路20控制斜率信號(hào)VHB保持其最小值，也就是低電平。圖6為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的斜率采樣電路13的電路圖。
[0033]電流采樣電路14根據(jù)流過(guò)諧振槽路的電流Ir產(chǎn)生電流采樣信號(hào)Vcs。在圖2所示的實(shí)施例中，電流采樣電路14包括電阻器Rs及差分放大器Ami。本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，電流采樣電路14也可以包括其他合適的電流采樣電路。
[0034]死區(qū)時(shí)間調(diào)整電路16包括斜率判斷電路161、導(dǎo)通時(shí)刻控制電路162以及死區(qū)生成電路163。斜率判斷電路161根據(jù)斜率信號(hào)VHB產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)SL，以判斷斜率信號(hào)VHB是否有效。在一個(gè)實(shí)施例中，在上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷后的預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)到斜率信號(hào)VHB減小時(shí)，斜率判斷電路161判斷斜率信號(hào)VHB為有效，否則當(dāng)未檢測(cè)到斜率信號(hào)VHB的減小時(shí)，斜率判斷電路161判斷斜率信號(hào)VHB為無(wú)效。在一個(gè)實(shí)施例中，在下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷后的預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)到斜率信號(hào)VHB增大時(shí)，斜率判斷電路161判斷斜率信號(hào)VHB為有效，否則當(dāng)未檢測(cè)到斜率信號(hào)VHB的增大時(shí)，斜率判斷電路161判斷斜率信號(hào)VHB為無(wú)效。
[0035]導(dǎo)通時(shí)刻控制電路162接收斜率判斷信號(hào)SL、模式信號(hào)Cap_mode、斜率信號(hào)VHB、以及電流采樣信號(hào)Vcs或固定延遲信號(hào)Tdfx，并產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)Rsl和復(fù)位信號(hào)Rs2，其中復(fù)位信號(hào)Rsl用于控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)刻，也就是用于控制從上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷到下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通的死區(qū)時(shí)間，復(fù)位信號(hào)Rs2用于控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)刻，也就是用于控制從下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷到上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI導(dǎo)通的死區(qū)時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)模式信號(hào)Capjnode指示諧振開(kāi)關(guān)變換器100工作在容性狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)通時(shí)刻控制電路162根據(jù)斜率信號(hào)VHB、超時(shí)信號(hào)Tmout結(jié)束死區(qū)時(shí)間，控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)刻以及下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)刻，例如根據(jù)斜率信號(hào)VHB以及超時(shí)信號(hào)Tmout產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)Rsl以控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)刻，根據(jù)斜率信號(hào)VHB以及超時(shí)信號(hào)Tmout產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)Rs2以控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)刻。超時(shí)信號(hào)Tmout例如可以代表超時(shí)時(shí)間是10ms，當(dāng)死區(qū)時(shí)間等于超時(shí)時(shí)間時(shí)，導(dǎo)通時(shí)刻控制電路162強(qiáng)制導(dǎo)通上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI或下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2。當(dāng)斜率判斷電路161判斷斜率信號(hào)VHB無(wú)效時(shí)，斜率信號(hào)VHB不能反映端點(diǎn)SW處的電壓變化，導(dǎo)通時(shí)刻控制電路162根據(jù)電流采樣信號(hào)Vcs或固定延遲信號(hào)Tdfx結(jié)束死區(qū)時(shí)間，控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)刻以及下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)刻，例如根據(jù)電流采樣信號(hào)Vcs或固定延遲信號(hào)Tdfx產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)Rsl以控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)刻，以及根據(jù)電流采樣信號(hào)Vcs或固定延遲信號(hào)Tdfx產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)Rs2以控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)刻。固定延遲信號(hào)Tdfx例如可以代表預(yù)設(shè)的導(dǎo)通延遲時(shí)間是0.5us。當(dāng)斜率判斷電路161判斷斜率信號(hào)VHB有效時(shí)，導(dǎo)通時(shí)刻控制電路162根據(jù)斜率信號(hào)VHB以及最大死區(qū)時(shí)間信號(hào)Tdmax結(jié)束死區(qū)時(shí)間，控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)刻以及下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)刻，例如根據(jù)斜率信號(hào)VHB以及最大死區(qū)時(shí)間信號(hào)Tdmax產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)Rsl以控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)亥IJ，根據(jù)斜率信號(hào)VHB以及最大死區(qū)時(shí)間信號(hào)Tdmax產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)Rs2以控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)刻。最大死區(qū)時(shí)間信號(hào)Tdmax例如可以代表最大死區(qū)時(shí)間是2us，當(dāng)死區(qū)時(shí)間等于最大死區(qū)時(shí)間時(shí)，導(dǎo)通時(shí)刻控制電路162強(qiáng)制導(dǎo)通上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI或下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2。
[0036]死區(qū)生成電路163接收復(fù)位信號(hào)Rsl和復(fù)位信號(hào)Rs2，并產(chǎn)生死區(qū)控制信號(hào)ADT。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷時(shí)，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)榈谝粻顟B(tài)(例如低電平)，計(jì)時(shí)電路開(kāi)始計(jì)時(shí)，直至復(fù)位信號(hào)Rsl有效時(shí)，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)榈诙顟B(tài)(例如高電平)以導(dǎo)通下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷時(shí)，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)榈谝粻顟B(tài)(例如低電平)，計(jì)時(shí)電路開(kāi)始計(jì)時(shí)，直至復(fù)位信號(hào)Rs2有效時(shí)，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)榈诙顟B(tài)(例如高電平)以導(dǎo)通上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI。其中，計(jì)時(shí)電路例如可以用來(lái)產(chǎn)生超時(shí)信號(hào)Tmout、固定延遲信號(hào)Tdfx、最大死區(qū)時(shí)間信號(hào)Tdmax。
[0037]在圖2所示的實(shí)施例中，當(dāng)斜率采樣電路13不能輸出有效的斜率信號(hào)VHB時(shí)，例如電容器Cd故障時(shí)，死區(qū)時(shí)間調(diào)整電路16可以根據(jù)固定延遲信號(hào)Tdfx控制死區(qū)時(shí)間，或根據(jù)電流采樣信號(hào)Vcs自動(dòng)的調(diào)整死區(qū)時(shí)間以近似的實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通。
[0038]時(shí)鐘發(fā)生電路18產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)CLK以及時(shí)鐘信號(hào)CLKN，其中時(shí)鐘信號(hào)CLK和時(shí)鐘信號(hào)CLKN在相位上相反。圖4為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的時(shí)鐘發(fā)生電路18的電路圖。開(kāi)關(guān)控制電路17根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK和死區(qū)控制信號(hào)ADT產(chǎn)生用于控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI的控制信號(hào)HG，以及根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLKN和死區(qū)控制信號(hào)ADT產(chǎn)生用于控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的控制信號(hào)LG。在一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)鐘信號(hào)CLK處于下降沿時(shí)，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)榈谝粻顟B(tài)(例如低電平)，控制信號(hào)HG變?yōu)榈碗娖揭躁P(guān)斷上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI，直至死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)榈诙顟B(tài)(例如高電平)，控制信號(hào)LG變?yōu)楦唠娖揭詫?dǎo)通下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2 ;時(shí)鐘信號(hào)CLK處于上升沿時(shí)，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)榈谝粻顟B(tài)(例如低電平)，控制信號(hào)LG變?yōu)榈碗娖揭躁P(guān)斷下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2，直至死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)榈诙顟B(tài)(例如高電平)，控制信號(hào)HG變?yōu)楦唠娖揭詫?dǎo)通上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI。在圖2所示的實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)控制電路17包括與門電路171和與門電路172。與門電路171根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK和死區(qū)控制信號(hào)ADT產(chǎn)生控制信號(hào)HG。與門電路172根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLKN和死區(qū)控制信號(hào)ADT產(chǎn)生控制信號(hào)LG?？刂菩盘?hào)HG通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路Drl耦接至上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI的控制端以控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI的導(dǎo)通及關(guān)斷?？刂菩盘?hào)LG通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路Dr2耦接至下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的控制端以控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通及關(guān)斷。
[0039]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的圖2所示諧振開(kāi)關(guān)變換器100中的死區(qū)時(shí)間調(diào)整電路16的電路圖。在上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷后，斜率判斷電路161根據(jù)斜率信號(hào)VHB和斜率閾值VxO的比較結(jié)果判斷斜率信號(hào)VHB是否有效；以及在下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷后，斜率判斷電路161根據(jù)斜率信號(hào)VHB和斜率閾值Vxl的比較結(jié)果判斷斜率信號(hào)VHB是否有效。在一個(gè)實(shí)施例中，在上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷后的預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)到斜率信號(hào)VHB小于斜率閾值VxO時(shí)，斜率判斷電路161判斷斜率信號(hào)VHB為有效，否則判斷斜率信號(hào)VHB為無(wú)效；在下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷后的預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)到斜率信號(hào)大于斜率閾值Vxl時(shí)，斜率判斷電路161判斷斜率信號(hào)VHB為有效，否則判斷斜率信號(hào)VHB為無(wú)效。在圖3所示的實(shí)施例中，斜率判斷電路161包括比較器311、與門電路312、比較器314、與門電路315、以及或非門電路317。比較器311的同相輸入端接收斜率信號(hào)VHB，比較器311的反相輸入端接收斜率閾值Vxl，比較器311的輸出端耦接至D與門電路312的一個(gè)輸入端。與門電路312的另一個(gè)輸入端接收時(shí)鐘信號(hào)CLK。比較器314的同相輸入端接收斜率閾值VxO，比較器314的反相輸入端接收斜率信號(hào)VHB，比較器314的輸出端耦接至與門電路315的一個(gè)輸入端?；蚍情T電路317的一個(gè)輸入端耦接至與門電路312的輸出端，或非門電路317的另一個(gè)輸入端耦接至與門電路315的輸出端，或非門電路317的輸出端提供斜率判斷信號(hào)SL。當(dāng)斜率信號(hào)VHB大于斜率閾值Vxl，并且時(shí)鐘信號(hào)CLK為高電平時(shí)，斜率判斷電路161判斷斜率信號(hào)VHB為有效，斜率判斷信號(hào)SL維持低電平。當(dāng)斜率信號(hào)VHB小于斜率閾值VxO，并且時(shí)鐘信號(hào)CLKN為高電平時(shí)，斜率判斷電路161判斷斜率信號(hào)VHB為有效，斜率判斷信號(hào)SL維持低電平。
[0040]在斜率信號(hào)VHB有效時(shí)，導(dǎo)通時(shí)刻控制電路162根據(jù)斜率信號(hào)VHB和斜率閾值Vdl的比較結(jié)果產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)Rsl以調(diào)整上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷到下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通的死區(qū)時(shí)間，根據(jù)斜率信號(hào)VHB和斜率閾值Vd2的比較結(jié)果產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)Rs2以調(diào)整下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷到上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI導(dǎo)通的死區(qū)時(shí)間。例如，上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷后，在檢測(cè)到斜率信號(hào)VHB有效后，當(dāng)斜率信號(hào)VHB大于斜率閾值Vdl時(shí)，下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2在復(fù)位信號(hào)Rsl的控制下導(dǎo)通；下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷后，在檢測(cè)到斜率信號(hào)VHB有效后，當(dāng)斜率信號(hào)VHB小于斜率閾值Vd2時(shí)，上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI在復(fù)位信號(hào)Rs2的控制下導(dǎo)通。在斜率信號(hào)VHB無(wú)效時(shí)，導(dǎo)通時(shí)刻控制電路162根據(jù)電流采樣信號(hào)Vcs和電流閾值Vthl的比較結(jié)果產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)Rsl以調(diào)整上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷到下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通的死區(qū)時(shí)間，根據(jù)電流采樣信號(hào)Vcs和電流閾值Vth2的比較結(jié)果產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)Rs2以調(diào)整下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷到上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI導(dǎo)通的死區(qū)時(shí)間。例如，上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷后，在斜率信號(hào)VHB無(wú)效時(shí)，當(dāng)電流采樣信號(hào)Vcs減小到小于電流閾值Vthl時(shí)，下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2在復(fù)位信號(hào)Rsl的控制下導(dǎo)通；下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷后，在斜率信號(hào)VHB無(wú)效時(shí)，當(dāng)電流采樣信號(hào)Vcs增大至大于電流閾值Vth2時(shí)，上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI在復(fù)位信號(hào)Rs2的控制下導(dǎo)通。在其他實(shí)施例中，斜率信號(hào)VHB無(wú)效時(shí)，導(dǎo)通時(shí)刻控制電路162也可以根據(jù)固定延遲信號(hào)Tdfx產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)Rsl以控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)刻，以及根據(jù)固定延遲信號(hào)Tdfx產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)Rs2以控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)刻。在圖3所示的實(shí)施例中，導(dǎo)通時(shí)刻控制電路162包括比較器321、比較器322、比較器326、比較器327、與門電路323、與門電路328、或門電路329、或門電路320、邏輯電路3211、以及邏輯電路3212。比較器321的同相輸入端接收斜率信號(hào)VHB，反相輸入端接收斜率閾值Vdl，或門電路329的一個(gè)輸入端通過(guò)邏輯電路3211耦接至比較器321的輸出端。在斜率判斷電路161判斷斜率信號(hào)VHB有效時(shí)，斜率判斷信號(hào)SL為低電平，當(dāng)斜率信號(hào)VHB大于斜率閾值Vdl時(shí)，復(fù)位信號(hào)Rsl變?yōu)楦唠娖?，并通過(guò)死區(qū)生成電路163控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通。比較器322的同相輸入端接收電流閾值Vthl，反相輸入端接收電流采樣信號(hào)Vcs，比較器322的輸出端通過(guò)與門電路323耦接至或門電路329的一個(gè)輸入端。斜率判斷信號(hào)SL耦接至與門電路323的另一個(gè)輸入端。在斜率判斷電路161判斷斜率信號(hào)VHB無(wú)效時(shí)，斜率判斷信號(hào)SL為高電平，當(dāng)電流采樣信號(hào)Vcs小于電流閾值Vthl時(shí)，復(fù)位信號(hào)Rsl變?yōu)楦唠娖?，并通過(guò)死區(qū)生成電路163控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通。比較器326的同相輸入端接收斜率閾值Vd2，比較器326的反相輸入端接收斜率信號(hào)VHB，或門電路320的一個(gè)輸入端通過(guò)邏輯電路3212耦接至比較器326的輸出端。在斜率判斷電路161判斷斜率信號(hào)VHB有效時(shí)，斜率判斷信號(hào)SL為低電平，當(dāng)斜率信號(hào)VHB小于斜率閾值Vd2時(shí)，復(fù)位信號(hào)Rs2變?yōu)楦唠娖?，并通過(guò)死區(qū)生成電路163控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI導(dǎo)通。比較器327的同相輸入端接收電流采樣信號(hào)Vcs，反相輸入端接收電流閾值Vth2，比較器327的輸出端通過(guò)與門電路328耦接至或門電路320的一個(gè)輸入端。斜率判斷信號(hào)SL耦接至與門電路328的另一個(gè)輸入端。在斜率判斷電路161判斷斜率信號(hào)VHB無(wú)效時(shí)，斜率判斷信號(hào)SL為高電平，當(dāng)電流采樣信號(hào)Vcs大于電流閾值Vth2時(shí)，復(fù)位信號(hào)Rs2變?yōu)楦唠娖?，并通過(guò)死區(qū)生成電路163控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI導(dǎo)通。在圖3所示的實(shí)施例中，導(dǎo)通時(shí)刻控制電路162還包括邏輯電路324和邏輯電路325。邏輯電路324的一個(gè)輸入端接收模式信號(hào)Capjnode，另一個(gè)輸入端接收最大死區(qū)時(shí)間信號(hào)Tdmax，輸出端耦接至或門電路329的一個(gè)輸入端和或門電路320的一個(gè)輸入端。邏輯電路325的一個(gè)輸入端接收模式信號(hào)Cap_mode,另一個(gè)輸入端接收超時(shí)信號(hào)Tmout，輸出端耦接至或門電路329的一個(gè)輸入端和或門電路320的一個(gè)輸入端。當(dāng)模式信號(hào)Capjnode指示諧振開(kāi)關(guān)變換器100工作在容性狀態(tài)時(shí)，邏輯電路324輸出低電平至或門電路329或門電路320，最大死區(qū)時(shí)間信號(hào)Tdmax對(duì)死區(qū)時(shí)間不起作用，邏輯電路325將超時(shí)信號(hào)Tmout傳遞至或門電路329和或門電路320以控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI和下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2之間的最大死區(qū)時(shí)間。當(dāng)模式信號(hào)Capjnode指示諧振開(kāi)關(guān)變換器100工作在感性狀態(tài)時(shí)，邏輯電路325輸出低電平至或門電路329和或門電路320，超時(shí)信號(hào)Tmout對(duì)死區(qū)時(shí)間不起作用，邏輯電路324將最大死區(qū)時(shí)間信號(hào)Tdmax傳遞至或門電路329和或門電路320以控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI和下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2之間的最大死區(qū)時(shí)間。
[0041]死區(qū)生成電路163在上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷后，根據(jù)復(fù)位信號(hào)Rsl產(chǎn)生死區(qū)控制信號(hào)ADT以控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)刻；在下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷后，根據(jù)復(fù)位信號(hào)Rs2產(chǎn)生死區(qū)控制信號(hào)ADT以控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)刻。在圖3所示的實(shí)施例中，死區(qū)生成電路163包括RS觸發(fā)器331、RS觸發(fā)器332、以及或非門電路334。RS觸發(fā)器331的置位端S接收時(shí)鐘信號(hào)CLKN，復(fù)位端R接收復(fù)位信號(hào)Rsl，輸出端Q通過(guò)或非門電路334輸出死區(qū)控制信號(hào)ADT。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLKN變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷，RS觸發(fā)器331置位，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)榈碗娖?；?dāng)復(fù)位信號(hào)Rsl為高電平時(shí)，RS觸發(fā)器331復(fù)位，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)楦唠娖?，下?cè)開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通。RS觸發(fā)器332的置位端S接收時(shí)鐘信號(hào)CLK，復(fù)位端R接收復(fù)位信號(hào)Rs2，輸出端Q通過(guò)或非門電路334輸出死區(qū)控制信號(hào)ADT。當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)CLK變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷，RS觸發(fā)器332置位，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)榈碗娖剑划?dāng)復(fù)位信號(hào)Rs2為高電平時(shí)，RS觸發(fā)器332置位，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)楦唠娖?，上?cè)開(kāi)關(guān)管SI導(dǎo)通。
[0042]圖4為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的圖2所示諧振開(kāi)關(guān)變換器100中的時(shí)鐘發(fā)生電路18的電路圖。在一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)鐘發(fā)生電路18在上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI和下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的死區(qū)時(shí)間內(nèi)暫停振蕩，從而使得控制信號(hào)HG和控制信號(hào)LG的高電平寬度基本相同，也就是上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)間和下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)間基本相同。在圖4所示的實(shí)施例中，時(shí)鐘發(fā)生電路18包括電流源IS3、電流源IS4、開(kāi)關(guān)S5、開(kāi)關(guān)S6、開(kāi)關(guān)S7、電容器Ct、比較器41、比較器42以及RS觸發(fā)器43。電流源IS3、開(kāi)關(guān)S5、電流源IS4、以及開(kāi)關(guān)S6串聯(lián)耦接在電壓Vcc和系統(tǒng)地之間。電流源IS3的一端耦接至電壓Vcc，電流源IS3的另一端通過(guò)開(kāi)關(guān)S7耦接至電容器Ct的一端，電容器Ct的另一端耦接至系統(tǒng)地。電流源IS4的一端通過(guò)開(kāi)關(guān)S7耦接至電容器Ct的一端，電流源IS4的另一端耦接至系統(tǒng)地。開(kāi)關(guān)S5和電流源IS3串聯(lián)耦接，以控制電流源IS3根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK對(duì)電容器Ct充電。開(kāi)關(guān)S6和電流源IS4串聯(lián)耦接，以控制電流源IS4根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLKN對(duì)電容器Ct放電，電容器Ct兩端產(chǎn)生電壓Vet。在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)S7在死區(qū)控制信號(hào)ADT的控制下導(dǎo)通及關(guān)斷。當(dāng)上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI和下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2均關(guān)斷時(shí)，開(kāi)關(guān)S7關(guān)斷，電容器Ct兩端的電壓Vct保持直至上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI和下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2中的一個(gè)導(dǎo)通；當(dāng)上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI和下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2中的一個(gè)導(dǎo)通時(shí)，開(kāi)關(guān)S7導(dǎo)通，電流源IS3在時(shí)鐘信號(hào)CLK為高電平時(shí)對(duì)電容器Ct充電，電流源IS4在時(shí)鐘信號(hào)CLK為低電平時(shí)對(duì)電容器Ct放電。比較器41的同相輸入端接收比較閾值Vc2，反相輸入端耦接至電容器Ct以接收電壓Vct，輸出端耦接至RS觸發(fā)器43的置位輸入端S。當(dāng)電壓Vct小于比較閾值Vc2時(shí)，RS觸發(fā)器43置位輸出高電平的時(shí)鐘信號(hào)CLK和低電平的時(shí)鐘信號(hào)CLKN。比較器42的同相輸入端耦接至電容器Ct以接收電壓Vct，反相輸入端接收比較閾值Vcl，輸出端耦接至RS觸發(fā)器43的復(fù)位輸入端R。當(dāng)電壓Vct大于比較閾值Vcl時(shí)，RS觸發(fā)器43復(fù)位輸出低電平的時(shí)鐘信號(hào)CLK和高電平的時(shí)鐘信號(hào)CLKN。其中比較閾值Vc2小于比較閾值Vcl，例如Vc2 = 0.9V，Vcl = 3.9V
[0043]圖5為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的圖2所示諧振開(kāi)關(guān)變換器100中的容性模式判斷電路15的電路圖。在一個(gè)實(shí)施例中，容性模式判斷電路15在上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI或下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷時(shí)，通過(guò)判斷諧振槽路的電流Ir的極性來(lái)判斷諧振開(kāi)關(guān)變換器100工作在容性狀態(tài)還是感性狀態(tài)。在上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷時(shí)，當(dāng)流過(guò)諧振槽路的電流Ir極性為負(fù)時(shí)，判斷諧振開(kāi)關(guān)變換器100工作在容性狀態(tài)，否則當(dāng)流過(guò)諧振槽路的電流Ir極性為正時(shí)，判斷諧振開(kāi)關(guān)變換器100工作在感性狀態(tài)。在下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷時(shí)，當(dāng)流過(guò)諧振槽路的電流Ir極性為正時(shí)，判斷諧振開(kāi)關(guān)變換器100工作在容性狀態(tài)，否則當(dāng)流過(guò)諧振槽路的電流Ir極性為負(fù)時(shí)，判斷諧振開(kāi)關(guān)變換器100工作在感性狀態(tài)。在圖5所示的實(shí)施例中，容性模式判斷電路15包括由比較器51和比較器52組成的電流極性判斷電路、D觸發(fā)器53、D觸發(fā)器54以及或門電路55。比較器51的反相輸入端接收電流采樣信號(hào)Vcs，同相輸入端接收負(fù)電流閾值-Vcm，輸出端耦接至D觸發(fā)器53的數(shù)據(jù)輸入端D。D觸發(fā)器53的時(shí)鐘輸入端C接收時(shí)鐘信號(hào)CLK，D觸發(fā)器53的復(fù)位端Rst接收時(shí)鐘信號(hào)CLKN，輸出端Q在時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿根據(jù)比較器51的輸出結(jié)果產(chǎn)生極性判斷信號(hào)Poll，并在時(shí)鐘信號(hào)CLKN的上升沿產(chǎn)生脈沖信號(hào)復(fù)位極性判斷信號(hào)Poll至低電平。在時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿，當(dāng)電流采樣信號(hào)Vcs小于負(fù)電流閾值-Vcm時(shí)，比較器51輸出低電平，指示流過(guò)諧振槽路的電流Ir極性為負(fù)，諧振開(kāi)關(guān)變換器100工作在感性狀態(tài)，極性判斷信號(hào)Poll為低電平；否則在時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿，當(dāng)電流采樣信號(hào)Vcs大于負(fù)電流閾值-Vcm時(shí)，比較器51輸出高電平，指示流過(guò)諧振槽路的電流Ir極性為非負(fù)，諧振開(kāi)關(guān)變換器100工作在容性狀態(tài)，極性判斷信號(hào)Poll為高電平，模式信號(hào)Capjnode變?yōu)楦唠娖?。比較器52的反相輸入端接收正電流閾值Vcm，同相輸入端接收電流采樣信號(hào)Vcs，輸出端耦接至D觸發(fā)器54的數(shù)據(jù)輸入端D。D觸發(fā)器54的時(shí)鐘輸入端C接收時(shí)鐘信號(hào)CLKN，D觸發(fā)器54的復(fù)位端Rst接收時(shí)鐘信號(hào)CLK，輸出端Q在時(shí)鐘信號(hào)CLKN的上升沿，也就是在時(shí)鐘信號(hào)CLK的下降沿根據(jù)比較器52的輸出結(jié)果產(chǎn)生極性判斷信號(hào)Pol2，并在時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿產(chǎn)生脈沖信號(hào)復(fù)位極性判斷信號(hào)Pol2至低電平。在時(shí)鐘信號(hào)CLK的下降沿，當(dāng)電流米樣信號(hào)Vcs大于正電流閾值Vcm時(shí)，比較器52輸出低電平，指示流過(guò)諧振槽路的電流Ir極性為正，諧振開(kāi)關(guān)變換器100工作在感性狀態(tài)，極性判斷信號(hào)Pol2為低電平；否則在時(shí)鐘信號(hào)CLK的下降沿，當(dāng)電流采樣信號(hào)Vcs小于正電流閾值Vcm時(shí)，比較器52輸出高電平，指示流過(guò)諧振槽路的電流Ir極性為非正，諧振開(kāi)關(guān)變換器100工作在容性狀態(tài)，極性判斷信號(hào)Pol2為高電平，模式信號(hào)Capjnode變?yōu)楦唠娖?。在一個(gè)實(shí)施例中，正電流閾值Vcm例如等于80mV,負(fù)電流閾值-Vcm例如等于_80mV。
[0044]圖6為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的圖2所示諧振開(kāi)關(guān)變換器100中的斜率采樣電路13的電路圖。在圖6所示的實(shí)施例中，斜率采樣電路13包括電容器Cd、電阻器Rd、以及包括電流源ISl和電流源IS2的電壓控制電路。斜率采樣電路13還包括與電流源ISl相串聯(lián)的開(kāi)關(guān)S3，以及與電流源IS2相串聯(lián)的開(kāi)關(guān)S4。電流源ISl在開(kāi)關(guān)S3導(dǎo)通時(shí)為端點(diǎn)Ndl充電，電流源IS2在開(kāi)關(guān)S4導(dǎo)通時(shí)對(duì)端點(diǎn)Ndl放電。在電流源IS1、電流源IS2和流過(guò)電容器Cd的電流Id的共同作用下在端點(diǎn)Ndl上產(chǎn)生斜率信號(hào)VHB。當(dāng)上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI導(dǎo)通時(shí)，開(kāi)關(guān)S4在控制信號(hào)QL的控制下關(guān)斷，開(kāi)關(guān)S3在控制信號(hào)QH的控制下導(dǎo)通。斜率信號(hào)VHB增大并維持在高電平，當(dāng)上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷時(shí)，端點(diǎn)SW處的電壓在諧振電流Ir的作用下降低，流過(guò)電容器Cd的電流Id為負(fù)電流，如果電流Id的絕對(duì)值大于電流源ISl提供的充電電流，則電容器Cd放電，斜率信號(hào)VHB逐漸降低到零。當(dāng)端點(diǎn)SW處的電壓斜率結(jié)束時(shí)，電流Id逐漸趨向于零，此時(shí)電容器Cd在電流源ISl的作用下充電，斜率信號(hào)VHB逐漸增大，當(dāng)斜率信號(hào)VHB增大至斜率閾值Vdl時(shí)下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)S3關(guān)斷，開(kāi)關(guān)S4導(dǎo)通。當(dāng)下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通時(shí)，開(kāi)關(guān)S3在控制信號(hào)QH的控制下關(guān)斷，開(kāi)關(guān)S4在控制信號(hào)QL的控制下導(dǎo)通。斜率信號(hào)VHB減小并維持在低電平，當(dāng)下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷時(shí)，端點(diǎn)SW處的電壓在諧振電流Ir的作用下升高，流過(guò)電容器Cd的電流Id為正電流，如果電流Id大于電流源IS2提供的放電電流，則電容器Cd充電，斜率信號(hào)VHB逐漸增大。當(dāng)端點(diǎn)SW處的電壓斜率結(jié)束時(shí)，電流Id逐漸趨向于零，此時(shí)電容器Cd在電流源IS2的作用下放電，斜率信號(hào)VHB逐漸減小，當(dāng)斜率信號(hào)VHB減小至斜率閾值Vd2時(shí)上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)S4關(guān)斷，開(kāi)關(guān)S3導(dǎo)通，一般Isl = Is2。流過(guò)電容器Cd的電流Id = Cd*D(VSW)/D(t)，其中VSW為端點(diǎn)SW處的電壓。斜率采樣電路13在電流Id、電流源ISl以及電流源IS2的作用下產(chǎn)生斜率信號(hào)VHB，此時(shí)斜率信號(hào)VHB反映端點(diǎn)SW處的電壓變化。斜率采樣電路13還包括RS觸發(fā)器61和RS觸發(fā)器62。RS觸發(fā)器61的置位端S接收控制信號(hào)HG，復(fù)位端R接收控制信號(hào)LG，輸出端Q根據(jù)控制信號(hào)HG和控制信號(hào)LG產(chǎn)生控制信號(hào)QH以控制開(kāi)關(guān)S3的導(dǎo)通及關(guān)斷。RS觸發(fā)器62的置位端S接收控制信號(hào)LG，復(fù)位端R接收控制信號(hào)HG，輸出端Q根據(jù)控制信號(hào)HG和控制信號(hào)LG產(chǎn)生控制信號(hào)QL以控制開(kāi)關(guān)S4的導(dǎo)通及關(guān)斷。在一個(gè)實(shí)施例中，控制信號(hào)QL和控制信號(hào)QH在相位上相反。
[0045]圖7為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的圖2所示諧振開(kāi)關(guān)變換器100在斜率信號(hào)VHB有效時(shí)調(diào)整死區(qū)時(shí)間的波形圖。在圖7所示的實(shí)施例中，在斜率信號(hào)VHB有效時(shí)，死區(qū)時(shí)間調(diào)整電路16根據(jù)斜率信號(hào)VHB控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI和下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)刻，以自動(dòng)調(diào)整上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI和下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2之間的死區(qū)時(shí)間。
[0046]如圖7所示，在Tl時(shí)刻，時(shí)鐘信號(hào)CLK處于下降沿，控制信號(hào)HG變?yōu)榈碗娖揭躁P(guān)斷上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)榈碗娖?，控制信?hào)QH保持高電平以控制電流源ISl對(duì)端點(diǎn)Ndl充電，同時(shí)端點(diǎn)SW處電壓的VSW下降，流過(guò)電容器Cd的電流Id為負(fù)，從而斜率信號(hào)VHB在電流Id和電流源ISl的作用下下降，其中電流Id的絕對(duì)值大于電流源ISl提供的充電電流。當(dāng)檢測(cè)到斜率信號(hào)VHB減小至斜率閾值VxO時(shí)，判斷斜率信號(hào)VHB為有效，根據(jù)斜率信號(hào)VHB自動(dòng)調(diào)整死區(qū)時(shí)間，控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)刻。直至T2時(shí)刻，電壓VSff減小至零并保持不變，流過(guò)電容器Cd的電流Id變?yōu)榱?，?jīng)過(guò)一定的開(kāi)通延遲時(shí)間Tdl I后，下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2在T3時(shí)刻導(dǎo)通。在圖7所示的實(shí)施例中，根據(jù)斜率信號(hào)VHB控制開(kāi)通延遲時(shí)間Tdll。在其他實(shí)施例中，也可以由計(jì)時(shí)電路產(chǎn)生固定的開(kāi)通延遲時(shí)間Tdll。在圖7所示的實(shí)施例中，斜率信號(hào)VHB在電流源ISl提供的充電電流的作用下逐漸增大，直至T3時(shí)刻，當(dāng)斜率信號(hào)VHB增大至斜率閾值Vdl時(shí)，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)楦唠娖剑刂菩盘?hào)LG變?yōu)楦唠娖揭詫?dǎo)通下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2，控制信號(hào)QH變?yōu)榈碗娖揭躁P(guān)斷開(kāi)關(guān)S3，控制信號(hào)QL變?yōu)楦唠娖揭詫?dǎo)通開(kāi)關(guān)S4，在電流源IS2提供的放電電流的作用下，斜率信號(hào)VHB保持低電平。從上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷至下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通的死區(qū)時(shí)間DT為T3-T1。在一個(gè)實(shí)施例中，用于判斷斜率信號(hào)VHB是否有效的斜率閾值VxO小于用于控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通時(shí)刻的斜率閾值Vdl。
[0047]在T4時(shí)刻，時(shí)鐘信號(hào)CLK處于上升沿，控制信號(hào)LG變?yōu)榈碗娖揭躁P(guān)斷下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)榈碗娖剑刂菩盘?hào)QL保持高電平以控制電流源IS2對(duì)端點(diǎn)Ndl放電，同時(shí)由于電壓VSW的上升，流過(guò)電容器Cd的電流Id為正，從而斜率信號(hào)VHB在電流Id和電流源IS2的作用下增大，其中電流Id大于電流源IS2提供的放電電流。當(dāng)檢測(cè)到斜率信號(hào)VHB增大至斜率閾值Vxl時(shí)，判斷斜率信號(hào)VHB為有效，根據(jù)斜率信號(hào)VHB自動(dòng)調(diào)整死區(qū)時(shí)間，控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI的導(dǎo)通時(shí)刻。直至T5時(shí)刻，電壓VSW增大至最大并保持不變，流過(guò)電容器Cd的電流Id變?yōu)榱悖?jīng)過(guò)一定的開(kāi)通延遲時(shí)間Tdl2后，上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI在T6時(shí)刻導(dǎo)通。在圖7所示的實(shí)施例中，根據(jù)斜率信號(hào)VHB控制開(kāi)通延遲時(shí)間Tdl2。在其他實(shí)施例中，也可以由計(jì)時(shí)電路產(chǎn)生固定的開(kāi)通延遲時(shí)間Tdl2。在圖7所示的實(shí)施例中，斜率信號(hào)VHB在電流源IS2提供的放電電流的作用下，逐漸減小，直至T6時(shí)刻，當(dāng)斜率信號(hào)VHB減小至斜率閾值Vd2時(shí)，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)楦唠娖?，控制信?hào)HG變?yōu)楦唠娖揭詫?dǎo)通上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI，控制信號(hào)QL變?yōu)榈碗娖揭躁P(guān)斷開(kāi)關(guān)S4，控制信號(hào)QH變?yōu)楦唠娖揭詫?dǎo)通開(kāi)關(guān)S3，在電流源ISl提供的充電電流的作用下，斜率信號(hào)VHB保持高電平。從下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷至上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI導(dǎo)通的死區(qū)時(shí)間DT為T6-T4。在一個(gè)實(shí)施例中，用于判斷斜率信號(hào)VHB是否有效的斜率閾值Vxl大于用于控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI導(dǎo)通時(shí)刻的斜率閾值Vd2。
[0048]圖8為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的圖2所示諧振開(kāi)關(guān)變換器100在斜率信號(hào)VHB無(wú)效時(shí)調(diào)整死區(qū)時(shí)間的波形圖。在一些實(shí)施例中，當(dāng)電容器Cd因損壞而開(kāi)路或短路時(shí)，斜率信號(hào)VHB不能體現(xiàn)電壓VSW的斜率，也就是斜率信號(hào)VHB無(wú)效。斜率信號(hào)VHB無(wú)效例如可以表現(xiàn)為斜率信號(hào)VHB等于零或等于一固定電壓值。在圖8所示的實(shí)施例中，在時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿或下降沿，斜率信號(hào)VHB保持不變，死區(qū)時(shí)間調(diào)整電路16根據(jù)電流采樣信號(hào)Vcs控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI和下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)刻，以自動(dòng)調(diào)整上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI和下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2之間的死區(qū)時(shí)間。
[0049]如圖8所示，在T7時(shí)刻，時(shí)鐘信號(hào)CLK處于上升沿，控制信號(hào)LG變?yōu)榈碗娖揭躁P(guān)斷下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)榈碗娖剑妷篤SW增大，電流采樣信號(hào)Vcs增大。直至T8時(shí)刻，電流采樣信號(hào)Vcs從小于電流閾值Vth2增大至大于電流閾值Vth2，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)楦唠娖剑刂菩盘?hào)HG變?yōu)楦唠娖揭詫?dǎo)通上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI。從下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2關(guān)斷至上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI導(dǎo)通的死區(qū)時(shí)間DT為T8-T7。在T9時(shí)刻，時(shí)鐘信號(hào)CLK處于下降沿，控制信號(hào)HG變?yōu)榈碗娖揭躁P(guān)斷上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)榈碗娖?，電壓VSW減小，電流采樣信號(hào)Vcs減小。直至TlO時(shí)刻，電流采樣信號(hào)Vcs從大于電流閾值Vthl減小至小于電流閾值Vthl，死區(qū)控制信號(hào)ADT變?yōu)楦唠娖?，控制信?hào)LG變?yōu)楦唠娖揭詫?dǎo)通下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2。從上側(cè)開(kāi)關(guān)管SI關(guān)斷到下側(cè)開(kāi)關(guān)管S2導(dǎo)通的死區(qū)時(shí)間DT為T10-T9。
[0050]雖然已參照幾個(gè)典型實(shí)施例描述了本實(shí)用新型，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語(yǔ)是說(shuō)明和示例性、而非限制性的術(shù)語(yǔ)。由于本實(shí)用新型能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離實(shí)用新型的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種用于諧振開(kāi)關(guān)變換器的控制電路，所述諧振開(kāi)關(guān)變換器包括具有上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電路以及耦接至開(kāi)關(guān)電路的諧振槽路，其特征在于，所述控制電路包括: 斜率采樣電路，根據(jù)上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管的公共端處的電壓變化產(chǎn)生斜率信號(hào)，以表征上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管的公共端處的電壓斜率； 容性模式判斷電路，根據(jù)代表流過(guò)諧振槽路電流的電流采樣信號(hào)和上側(cè)開(kāi)關(guān)管及下側(cè)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)判斷開(kāi)關(guān)電路是否工作在容性狀態(tài)，并產(chǎn)生模式信號(hào)； 斜率判斷電路，根據(jù)斜率信號(hào)產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)以判斷斜率信號(hào)是否有效，其中在上側(cè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷后，當(dāng)檢測(cè)到斜率信號(hào)減小時(shí)判斷斜率信號(hào)為有效，以及在下側(cè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷后，當(dāng)檢測(cè)到斜率信號(hào)增大時(shí)判斷斜率信號(hào)為有效; 時(shí)鐘發(fā)生電路，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，其中所述控制電路根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)刻及下側(cè)開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)刻；以及 導(dǎo)通時(shí)刻控制電路，根據(jù)模式信號(hào)、斜率判斷信號(hào)和斜率信號(hào)調(diào)節(jié)上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管之間的死區(qū)時(shí)間，其中當(dāng)斜率信號(hào)為有效時(shí)，根據(jù)斜率信號(hào)和第一斜率閾值的比較結(jié)果控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻，以及根據(jù)斜率信號(hào)和第二斜率閾值的比較結(jié)果控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻。
2.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，其中當(dāng)斜率信號(hào)為無(wú)效時(shí)，根據(jù)電流采樣信號(hào)和第一電流閾值的比較結(jié)果控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻，以及根據(jù)電流采樣信號(hào)和第二電流閾值的比較結(jié)果控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻。
3.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，其中斜率采樣電路還包括: 第一電容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管的公共端，第二端輸出斜率信號(hào)； 第一電阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一電容器的第二端，第二端耦接至系統(tǒng)地；以及 電壓控制電路，并聯(lián)耦接在第一電阻器的兩端，其中當(dāng)上側(cè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電壓控制電路控制斜率信號(hào)保持高電平，當(dāng)下側(cè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電壓控制電路控制斜率信號(hào)保持低電平。
4.如權(quán)利要求3所述的控制電路，其特征在于，其中電壓控制電路還包括: 第一電流源，其中當(dāng)上側(cè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，第一電流源為第一電阻器提供充電電流，直至下側(cè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；以及 第二電流源，其中當(dāng)下側(cè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，第二電流源為第一電阻器提供放電電流，直至上側(cè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。
5.如權(quán)利要求4所述的控制電路，其特征在于，其中當(dāng)上側(cè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，流過(guò)第一電容器兩端的電流的絕對(duì)值大于第一電流源提供的充電電流，當(dāng)下側(cè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，流過(guò)第一電容器兩端的電流的絕對(duì)值大于第二電流源提供的放電電流。
6.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，其中斜率判斷電路還包括: 第一比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號(hào)，第二輸入端接收第三斜率閾值，輸出端根據(jù)斜率信號(hào)和第三斜率閾值的比較結(jié)果輸出第一比較信號(hào)； 第二比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號(hào)，第二輸入端接收第四斜率閾值，輸出端根據(jù)斜率信號(hào)和第四斜率閾值的比較結(jié)果輸出第二比較信號(hào)；以及 第一邏輯電路，根據(jù)第一比較信號(hào)、第二比較信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)，其中在時(shí)鐘信號(hào)的上升沿后，根據(jù)第一比較信號(hào)產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)以判斷斜率信號(hào)是否有效，以及在時(shí)鐘信號(hào)的下降沿后，根據(jù)第二比較信號(hào)產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)以判斷斜率信號(hào)是否有效。
7.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其中導(dǎo)通時(shí)刻控制電路包括: 第三比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號(hào)，第二輸入端接收第一斜率閾值，輸出端輸出第三比較信號(hào)； 第四比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收電流米樣信號(hào)，第二輸入端接收第一電流閾值，輸出端輸出第四比較信號(hào)； 第五比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號(hào)，第二輸入端接收第二斜率閾值，輸出端輸出第五比較信號(hào)； 第六比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收電流米樣信號(hào)，第二輸入端接收第二電流閾值，輸出端輸出第六比較信號(hào)； 第二邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收模式信號(hào)，第二輸入端接收超時(shí)信號(hào)，當(dāng)模式信號(hào)指示開(kāi)關(guān)電路工作在容性狀態(tài)時(shí)，第二邏輯電路將超時(shí)信號(hào)在其輸出端輸出； 第三邏輯電路,具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收模式信號(hào)，第二輸入端接收最大死區(qū)時(shí)間信號(hào)，當(dāng)模式信號(hào)指示開(kāi)關(guān)電路工作在非容性狀態(tài)時(shí)，第二邏輯電路將最大死區(qū)時(shí)間信號(hào)在其輸出端輸出； 第一或門電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至第三比較器的輸出端，第二輸入端耦接至第四比較器的輸出端，第三輸入端耦接至第二邏輯電路的輸出端，第四輸入端耦接至第三邏輯電路的輸出端，輸出端輸出第一復(fù)位信號(hào)以控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻；以及 第二或門電路，具有第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第四輸入端和輸出端，其中第一輸入端耦接至第五比較器的輸出端，第二輸入端耦接至第六比較器的輸出端，第三輸入端耦接至第二邏輯電路的輸出端，第四輸入端耦接至第三邏輯電路的輸出端，輸出端輸出第二復(fù)位信號(hào)以控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻。
8.一種諧振開(kāi)關(guān)變換器，其特征在于，包括: 開(kāi)關(guān)電路，包括串聯(lián)耦接的上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管； 諧振槽路，耦接在上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管的公共端和系統(tǒng)地之間； 電流采樣電路，根據(jù)流過(guò)諧振槽路的電流產(chǎn)生電流采樣信號(hào)；以及 如權(quán)利要求1?7所述的控制電路。
9.一種諧振開(kāi)關(guān)變換器，其特征在于，包括: 上側(cè)開(kāi)關(guān)管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收輸入電壓； 下側(cè)開(kāi)關(guān)管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至上側(cè)開(kāi)關(guān)管的第二端，第二端耦接至系統(tǒng)地； 諧振槽路，耦接在上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管的公共端和系統(tǒng)地之間； 電流采樣電路，根據(jù)流過(guò)諧振槽路的電流產(chǎn)生電流采樣信號(hào)； 斜率采樣電路，根據(jù)上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管的公共端處的電壓變化產(chǎn)生斜率信號(hào)，以表征上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管的公共端處的電壓斜率； 斜率判斷電路，根據(jù)斜率信號(hào)產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)以判斷斜率信號(hào)是否有效，其中在上側(cè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷后，當(dāng)檢測(cè)到斜率信號(hào)減小時(shí)判斷斜率信號(hào)為有效，以及在下側(cè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷后，當(dāng)檢測(cè)到斜率信號(hào)增大時(shí)判斷斜率信號(hào)為有效; 時(shí)鐘發(fā)生電路，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，其中所述控制電路根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)刻及下側(cè)開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)刻；以及 導(dǎo)通時(shí)刻控制電路，根據(jù)斜率判斷信號(hào)、電流采樣信號(hào)和斜率信號(hào)自動(dòng)調(diào)整上側(cè)開(kāi)關(guān)管和下側(cè)開(kāi)關(guān)管之間的死區(qū)時(shí)間；其中當(dāng)斜率信號(hào)為有效時(shí)，根據(jù)斜率信號(hào)和第一斜率閾值的比較結(jié)果控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻，以及根據(jù)斜率信號(hào)和第二斜率閾值的比較結(jié)果控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻；以及當(dāng)斜率信號(hào)為無(wú)效時(shí)，根據(jù)電流采樣信號(hào)和第一電流閾值的比較結(jié)果控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻，以及根據(jù)電流采樣信號(hào)和第二電流閾值的比較結(jié)果控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻。
10.如權(quán)利要求9所述的諧振開(kāi)關(guān)變換器，其特征在于，其中斜率判斷電路還包括: 第一比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號(hào)，第二輸入端接收第三斜率閾值，輸出端根據(jù)斜率信號(hào)和第三斜率閾值的比較結(jié)果輸出第一比較信號(hào)； 第二比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收斜率信號(hào)，第二輸入端接收第四斜率閾值，輸出端根據(jù)斜率信號(hào)和第四斜率閾值的比較結(jié)果輸出第二比較信號(hào)；以及 第一邏輯電路，根據(jù)第一比較信號(hào)、第二比較信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)，其中在時(shí)鐘信號(hào)的上升沿后，根據(jù)第一比較信號(hào)產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)以判斷斜率信號(hào)是否有效，以及在時(shí)鐘信號(hào)的下降沿后，根據(jù)第二比較信號(hào)產(chǎn)生斜率判斷信號(hào)以判斷斜率信號(hào)是否有效。
11.如權(quán)利要求9所述的諧振開(kāi)關(guān)變換器，其特征在于: 在下側(cè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷后，若斜率信號(hào)判斷為有效，則當(dāng)斜率信號(hào)小于第一斜率閾值時(shí)，控制上側(cè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；以及 在上側(cè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷后，若斜率信號(hào)判斷為有效，則當(dāng)斜率信號(hào)大于第二斜率閾值時(shí)，控制下側(cè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通。
【文檔編號(hào)】H02M3/28GK204089601SQ201420613809
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】金亦青, 陳躍東, 林思聰 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司