电源转换电路及用于电源转换电路的控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及电源转换电路及用于电源转换电路的控制器。该电源转换电路包括第一晶体管；第二晶体管，包括在第一节点处耦合到第一晶体管的导通端子的导通端子；以及控制器，包括耦合到第一晶体管的控制端子的第一输出端和耦合到第二晶体管的控制端子的第二输出端，其中控制器监视第一节点处的电压，以延迟接通第一晶体管直到检测到该电压的第一峰并且还延迟接通第二晶体管直到在第一峰之后检测到该电压的第一谷。本实用新型专利技术是用于电子电路领域的。

Power Conversion Circuit and Controller for Power Conversion Circuit

The utility model relates to a power conversion circuit and a controller for the power conversion circuit. The power conversion circuit includes a first transistor; a second transistor, including a conduction terminal coupled to the first transistor at the first node; and a controller, including a first output terminal coupled to the control terminal of the first transistor and a second output terminal coupled to the control terminal of the second transistor, where the controller monitors the voltage at the first node to delay connection. The first transistor is turned on until the first peak of the voltage is detected and the second transistor is delayed until the first trough of the voltage is detected after the first peak. The utility model is used in the field of electronic circuits.

【技术实现步骤摘要】
电源转换电路及用于电源转换电路的控制器
半导体器件在现代电子产品中很常见。电子部件中半导体器件的数量和密度各不相同。分立半导体器件通常含有一种类型的电子部件，例如，发光二极管(LED)、小信号晶体管、电阻器、电容器、电感器以及功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。集成半导体器件通常包括数百至数百万的电子部件。集成半导体器件的示例包括微控制器、微处理器和各种信号处理电路。半导体器件执行多种不同功能，诸如信号处理、高速运算、传输并接收电磁信号、控制电子器件、将太阳光转换成电力以及为电视机显示器生成可视图像。半导体器件存在于娱乐、通信、电源转换、网络、计算机以及消费品领域。半导体器件还存在于军事应用、航空、汽车、工业控制器以及办公设备领域。
技术介绍
图1示出了电子器件50，其具有芯片载体衬底或印刷电路板(PCB)52，该印刷电路板具有安装在PCB的表面上的多个半导体封装。电子器件50可具有一种类型的半导体封装或多种类型的半导体封装，具体取决于应用。出于举例说明的目的，图1中示出了不同类型的半导体封装。电子器件50可为独立式系统，其使用半导体封装来执行一种或多种电气功能。或者，电子器件50可为较大系统的子部件。例如，电子器件50可为平板电脑、移动电话、数码相机、电视机、电源或其他电子器件的一部分。电子器件50也可以是被插入到个人计算机的图形卡、网络接口卡或其他扩展卡。半导体封装可包括微处理器、存储器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路、模拟电路、射频(RF)电路、分立器件或其他半导体裸片或电子部件。在图1中，PCB52提供了常规衬底，用于安装在PCB上的半导体封装的结构支撑和电气互连。导电信号线54通过使用蒸镀、电解电镀、化学镀、丝网印刷或另外的合适的金属沉积工艺，形成于PCB52的表面上方，或形成于PCB52的层内。信号线54提供每一半导体封装、安装部件和其他外部系统部件间的电通信。线54还为每一半导体封装提供电源和接地连接。在一些实施方案中，在半导体封装之间经由线54来传输时钟信号。出于举例说明的目的，在PCB52上示出了若干种类型的一级封装，包括焊丝封装56和倒装芯片58。另外，还示出安装在PCB52上的若干种类型的二级封装，该二级封装包括球栅阵列(BGA)60、凸块芯片载体(BCC)62、矩栅阵列(LGA)66、多芯片模块(MCM)68、无引线四方扁平封装(QFN)70、四方扁平封装72、嵌入式晶圆级球栅阵列(eWLB)74和晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)76。根据系统要求，配置有一级封装样式和二级封装样式的任何组合的半导体封装的任何组合，以及其他电子部件，均可连接到PCB52。电子器件50的制造商提供要被连接到该电子器件的功率信号，该功率信号用于向设置在PCB52上的半导体封装和其他器件供电。在许多情况下，所提供的功率信号的电压电势与操作各个半导体器件所需的电压不同。通常，制造商会在PCB52上提供电源转换器电路，以在各个半导体封装可用的电压电势上生成稳定的直流(DC)电压信号。通常用于中型及大型电源转换器的一种拓扑结构是LLC串联谐振模转换器，这是一种开关模式电源(SMPS)。图2a中示出了作为SMPS100的LLC谐振模转换器的一个示例性实施方案的电路图。SMPS100具有初级端102和次级端104。初级端102包括电压源106，其为DC电压源。在一个实施方案中，电压源106为例如通过二极管电桥被整流为直流的交流主线路，该主线路由电力公司或市政当局分配到用户家中或办公室的电源插座。电压源106被耦接在接地节点108和输入电压(VIN)节点110之间。初级端102还具有上端或高端MOSFET112，其具有耦接到VIN节点110的漏极端子、栅极端子114和在半桥(HB)节点122处耦接到下端或低端MOSFET116的源极端子。低端MOSFET116包括在HB节点122处耦接到高端MOSFET112的源极端子的漏极端子、栅极端子118和耦接到接地节点108的源极端子。MOSFET112被称为高端MOSFET，因为当MOSFET112接通时，MOSFET112将HB节点122耦接到VIN节点110处的较高电压电势。MOSFET116被称为低端MOSFET，因为当MOSFET116接通时，MOSFET116将HB节点122耦接到电路节点108处的较低电压电势或接地电压电势。SMPS100的初级端102包括谐振电感器128、谐振电容器136和变压器130的初级端，该变压器的初级端包括在HB节点122和接地节点108之间串联的初级绕组132和磁化电感134。谐振电感器128、初级绕组132、磁化电感134和谐振电容器136形成SMPS100的LLC储能回路。控制器120通过使用提供给栅极114和栅极118的控制信号交替地接通和断开MOSFET112和MOSFET116，驱动由谐振电感器128、初级绕组132、磁化电感134和谐振电容器136形成的LLC谐振储能回路。控制器120通过在栅极端子114施加正电压来接通高端MOSFET112，并通过向栅极端子114施加接地电压电势来断开高端MOSFET112。控制器120通过在栅极端子118施加正电压来接通低端MOSFET116，并通过向栅极端子118施加接地电压电势来断开低端MOSFET116。MOSFET112和MOSFET116为n沟道MOSFET，表示负载流子(即电子)是流过MOSFET的电流的多数载流子。在其他实施方案中，使用p沟道MOSFET，其具有正电子空穴作为多数载流子。当栅极端电压电势足够大时，n沟道MOSFET在n沟道MOSFET的漏极端和源极端之间提供低电阻。MOSFET的栅极处于接地电势或至少低于阈值时，MOSFET的漏极与源极间具有较大电阻。在理想情况下，当n沟道MOSFET的栅极具有正电压电势时其电阻为零，并且当其栅极处于接地电势时，其电阻为无穷大。MOSFET112MOSFET116作为开关工作，由来自耦接到MOSFET相应栅极的控制器120的控制信号打开和闭合。开关，例如MOSFET112和MOSFET116，被闭合也被称为开关被“接通”，因为电流能够在开关两端之间流动。打开的开关被称为被“断开”，因为电流不在开关两端之间显著地流动。虽然SMPS100的开关示出为MOSFET，但在其他实施方案中也使用其他类型的电控开关，例如，双极性结型晶体管(BJT)。MOSFET包括为导通端的源极端和漏极端，以及作为控制端的栅极端。BJT包括为导通端的发射极端和集电极端，以及作为控制端的基极端。当接通高端MOSFET112并断开低端MOSFET116时，HB节点122通过高端MOSFET112耦接到VIN节点110处的电压源106。当接通低端MOSFET116并断开高端MOSFET112时，HB节点122通过低端MOSFET116耦接到接地节点108。控制器120使MOSFET112和MOSFET116交替地开关，这使得HB节点122处的电压电势在电压源106的电压电势与接地节点108的电压电势之间交替变换。HB节点122处的脉动电压电势使得谐振电感器128、初级绕组132、磁化电感134和谐振电容器136产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源转换电路，包括：第一晶体管；第二晶体管，包括在第一节点处耦合到第一晶体管的导通端子的导通端子；以及控制器，包括耦合到第一晶体管的控制端子的第一输出端和耦合到第二晶体管的控制端子的第二输出端，其中控制器监视第一节点处的电压，以延迟接通第一晶体管直到检测到该电压的第一峰并且还延迟接通第二晶体管直到在第一峰之后检测到该电压的第一谷。

【技术特征摘要】
2016.05.06 US 15/148,2001.一种电源转换电路，包括：第一晶体管；第二晶体管，包括在第一节点处耦合到第一晶体管的导通端子的导通端子；以及控制器，包括耦合到第一晶体管的控制端子的第一输出端和耦合到第二晶体管的控制端子的第二输出端，其中控制器监视第一节点处的电压，以延迟接通第一晶体管直到检测到该电压的第一峰并且还延迟接通第二晶体管直到在第一峰之后检测到该电压的第一谷。2.如权利要求1所述的电源转换电路，其中控制器监视第一节点处的电压，以延迟接通第一晶体管直到在第一谷之后检测到该电压的第二峰并且还延迟接通第二晶体管直到在第二峰之后检测到该电压的第二谷。3.如权利要求1所述的电源转换电路，其中控制器包括：电压传感器，具有耦合到第一节点的输入端；以及峰/谷检测电路，具有耦合到电压传感器的输出端的输入端以及耦合到第一晶体管的控制端子和第二晶体管的控制端子的输出端。4.如权利要求3所述的电源转换电路，其中控制器还包括：调制电路，具有耦合到峰/谷检测电路的输出端的输入端；以及驱动电路，具有耦合到调制电路的输出端的输入端以及耦合到第一晶体管的控制端子和第二晶体管的控制端子的输出端。5.如权利要求3所述的电源转换电路，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·司杜勒，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国,US