本发明专利技术公开了一种可调整失效时间的适应性失效时间控制器（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｅａｄ－Ｔｉｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ），可用于提升电源转换器在低负载下的转换效率。适应性失效时间控制器所输出的栅极驱动脉冲的周期根据电源转换器的负载情况而自动延迟一段失效时间。在高负载的情况下，失效时间极小：但在低负载的情况下，失效时间会随负载的减少而拉长。如此一来，不但能有效地控制电源转换器的输出功率，也能大大降低电源转换器本身的功率消耗，进而提升电源转换器的效率，达到节约能源与环保的要求。
Adaptive failure time controller with adjustable failure time
The invention discloses a time adaptive failure time controller failure (Adaptive DeadTime Controller), can be used to convert boost power converter at low load efficiency. The period of the gate drive pulse output by the adaptive failure time controller automatically delays a period of failure in accordance with the load of the power converter. In the case of high load, the failure time is minimal: but in low load cases, the failure time will be lengthened as the load decreases. In this way, not only can effectively control the output power of the power converter, can greatly reduce the power consumption of the power converter itself, and thus enhance the efficiency of the power converter, energy saving and environmental protection requirements.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可调整失效时间的适应性失效时间控制器，特别是一种可用于提升电源转换器在低负载或无负载之下的转换效率的适应性失效时间控制器。
技术介绍
如图1所示的电源供应器电路2中，电源转换器(power converter)8用以接收外部的输入电压Vin，并提供输出电压Vo至负载装置6，反馈控制电路10可依据输出电压Vo及电流信号CS(current sense)的电位大小而输出适当的栅极驱动脉冲Gate Pulse至电源转换器8，调整电源转换器8运作，以提供较大或较小的功率至负载装置6。例如当负载装置6为重载时，反馈控制电路10可令电源转换器8提供较大功率的输出，以供系统的需求；当负载装置6为轻载时，反馈控制电路10可令电源转换器8提供较小功率的输出，以节省功率的消耗。其中，电源转换器8可视不同规格需求而使用如降压式转换器(buckconverter)、升压式转换器(boost converter)、返驰式转换器(flybackconverter)或顺向转换器(forward converter)等不同电路，反馈控制电路10则大多使用脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)的方式以调整电源转换器8的运作。图1所示为电流模式控制(current mode control)，其同时侦测输出电压与开关元件(未显示)上的开关电流CS作为反馈信号。当然，也可使用电压模式控制(voltage mode control)，其仅使用输出电压作为反馈的依据，其模式的选择可依使用者的需求而定。由上述中可知，反馈控制电路10如何依据负载装置6的负载状态而动态地调整电源转换器8的运作模式，将是影响电源供应器2的输出效率的重要因素。参考图2及图3，图2为现有的反馈控制电路10的方块图，图3为现有的反馈控制电路10运作时的时序图。现有的反馈控制电路10包括控制电路及反馈补偿电路17、18。而控制电路组设有误差放大器(Error Amplifier)11、参考电压产生器12、比较器13、振荡器14、SR型触发器15、与栅极驱动器(GateDrive)16。现有的反馈控制电路10的工作原理如下输出电压Vo经由反馈补偿电路18而输入至误差放大器11的负端，误差放大器11将输出电压Vo与参考电压产生器12所产生的参考电压Vref进行比较，并产生误差电压Ve至反馈补偿电路17以及比较器13的负端。其中，反馈补偿电路17、18为电阻与电容所组成的电路，其目的在于稳定现有的反馈控制电路10的运作。比较器13将误差电压Ve与开关元件(未显示，其置于电源转换器8中)所输出的开关电流CS的电压进行比较以产生重置信号Reset至SR型触发器15。另一方面，振荡器14所产生的振荡输出信号CLKOUT将周期性地使栅极驱动脉冲Gate Pulse为回复高电压电位。当开关元件的开关电流CS的电压小于误差电压Ve时，则重置信号Reset为低电压电位，因为振荡器14的振荡输出信号CLKOUT将设定SR型触发器15的输出值为高电压电位，所以栅极驱动脉冲Gate Pulse的电压电位此时会一直维持高电位；直到开关元件的开关电流CS信号大于误差电压Ve，则重置信号Reset为高电压电位，并同时重置栅极驱动脉冲Gate Pulse为低电压电位，直到振荡输出信号CLKOUT重新设定SR型触发器15的输出值为止。借由设定-重置的循环过程所产生的栅极驱动脉冲Gate Pulse的脉冲宽度，将决定电源转换器8的输出功率。参考图4及图5，图4为振荡器14的方块图，图5为振荡器14运作时的时序图。振荡器14包括充电电流源140、放电电流源141、切换电容142、比较器143、比较器144、SR型触发器145、反相器146、晶体管开关147、及晶体管开关148。比较器143及比较器144将对振荡信号OSC与高参考电压VH及低参考电压VL进行比较。假设振荡信号OSC高于高参考电压VH时，比较器143的输出CLK2为高电位时，SR型触发器145的输出数据信号CLK3为低电压电位，因而导通晶体管开关148，使振荡信号OSC的电压电位降低(由放电电流源141进行放电)；当振荡信号OSC低于低参考电压VL时，比较器144的输出CLKOUT为高电位时，SR型触发器145的输出数据信号CLK3为高电压电位，因而导通晶体管开关147，使振荡信号OSC的电压电位提升(由充电电流源140进行充电)。由上述中可知，振荡器14将输出固定周期的振荡输出信号CLKOUT。然而，振荡输出信号CLKOUT的频率为固定，导致作为电源转换器8的工作频率的栅极驱动脉冲Gate Pulse的频率也为固定。固定频率的栅极驱动脉冲Gate Pulse将使得电源转换器8于轻负载或无负载时的固定切换损耗(switching losses)仍高，无法符合节省能源的要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种可调整失效时间的适应性失效时间控制器，能依据负载装置的负载状态而调整电源转换器的工作频率，能降低电源转换器于轻负载下的功率消耗，大大提高转换效率。为实现上述目的，本专利技术公开了一种可调整失效时间的适应性失效时间产生器，其可依据输出电压的变化而调整时钟输出信号所对应的振荡输出信号，其包括转换电路，用以输入输出电压而输出对应控制信号；受控源，用以依据对应控制信号以输出能量；固定源，用以汲取定值能量，并将其输出；反相器，用以输入时钟输出信号以输出反相时钟输出信号；储能元件，用以存储能量及定值能量，并提供充电电压；晶体管开关，用以依据反相时钟输出信号而提供储能元件释放能量及定值能量的路径；以及比较器，用以比较充电电压以及阈值电压，并依据比较的结果而输出对应的振荡输出信号其中，当输出电压的电压电位下降时，振荡输出信号的上升沿较时钟输出信号的上升沿延迟失效时间。为实现上述目的，本专利技术公开了一种可调整失效时间的适应性失效时间产生器，其可依据输出电压的变化而调整时钟输出信号所对应的振荡输出信号，其包括压控振荡器，用以输入输出电压而输出时钟输出信号；以及计数器，用以计数时钟输出信号，当计数超过临界数目时，则输出振荡输出信号；其中，当输出电压的电压电位下降时，振荡输出信号的上升沿较时钟输出信号的上升沿延迟失效时间。为实现上述目的，本专利技术公开了一种适应性失效时间控制器，用以调整电源转换器于不同负载下所对应的工作频率，其包括参考电压产生器，用以提供参考电压；误差放大器，用以比较输出电压及参考电压，并输出误差电压，输出电压将依负载的大小而呈正比的调整；比较器，用以比较误差电压及开关电流，并输出重置信号；振荡器，用以提供时钟输出信号；适应性失效时间产生器，用以依据输出电压的变化而调整时钟输出信号所对应的振荡输出信号，并将其输出；触发器，用以依据重置信号及振荡输出信号以调整栅极驱动器的输出，以调整栅极驱动脉冲的周期；其中，当输出电压的电压电位下降时，振荡输出信号的上升沿较时钟输出信号的上升沿延迟失效时间。附图说明图1为电源供应电路的示意图；图2为现有的反馈控制电路的方块图；图3为现有的反馈控制电路运作时的时序图；图4为振荡器的方块图；图5为振荡器运作时的时序图；图6为本专利技术反馈控制电路的方块图；图7为本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可调整一失效时间的适应性失效时间产生器，其特征在于，可依据一输出电压的变化而调整一时钟输出信号所对应的一振荡输出信号，其包括：一转换电路，用以输入所述输出电压而输出一对应控制信号；一受控源，用以依据所述对应控制信号以输出 一能量；一固定源，用以汲取一定值能量，并将其输出；一反相器，用以输入所述时钟输出信号以输出一反相时钟输出信号；一储能元件，用以存储所述能量及所述定值能量，并提供一充电电压；一晶体管开关，用以依据所述反相时钟输 出信号而提供所述储能元件释放所述能量及所述定值能量的路径；以及一比较器，用以比较所述充电电压以及一阈值电压，并依据比较的结果而输出对应的所述振荡输出信号；其中，当所述输出电压的电压电位下降时，所述振荡输出信号的上升沿较所述时 钟输出信号的上升沿延迟所述失效时间。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭敏映，李宏达，史富元，
申请(专利权)人：通嘉科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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