一种同步降压转换器的自适应死区时间控制制造技术

开关模式电源(SMPS)在启动过程中逐渐增加占空比，同时将初始死区时间减少到正常运行的最终最佳死区时间。较大的初始死区时间提高了可靠性，在启动过程早期的低电压条件下减少了开关晶体管的振铃。当电压接近工作水平时，通过减少最佳死区时间，效率得到提高。初始死区时间是作为输入电压和初始占空比的函数预先计算的。最佳死区时间是作为输出电压和输出电流的函数预先计算的。最佳死区时间在第二循环的每次迭代中被调整，该第二循环也增加占空比，直到达到目标工作输出电压。预先计算的死区时间是基于SMPS电路中开关晶体管的寄生漏极

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种同步降压转换器的自适应死区时间控制


[0001]本专利技术涉及电源转换器，特别是涉及一种防止开关模式电源(Switched
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Mode Power Supply，SMPS)出现振铃(ringing)的启动过程。

技术介绍

[0002]电源转换器如DC
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DC转换器得到了广泛的使用。开关模式电源(SMPS)对晶体管快速开启和关闭，以将输出电容器充电到所需的输出电压。控制这种开关以高效地获得所需的输出电压，特别是在给转换器充电时，可能会非常困难。
[0003]图1显示了现有技术的一个开关模式电源(SMPS)。输入电源电压VIN+将被转换为输出电源电压VOUT+。输入和输出都使用一个公共接地GND，但有些系统有单独的接地。
[0004]VIN+和GND之间的输入电容器320对上拉晶体管302、306的漏极的输入进行滤波，而地连接到下拉晶体管304、308的源极。上拉晶体管302的源极和下拉晶体管304的漏极连接在一起，以通过电感器312驱动VOUT+，对输出电容器330进行充电。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种启动开关模式电源(SMPS)的方法，包括：在上电时等待，直到输入电压达到第一目标电压；将占空比设定为初始占空比；从所述输入电压和所述初始占空比产生一个初始死区时间；(a)产生具有固定频率的第一开关信号和第二开关信号，并且产生具有所述占空比的所述第一开关信号，产生具有所述初始死区时间的所述第一开关信号和所述第二开关信号，所述初始死区时间位于所述第一开关信号的关断边缘和所述第二开关信号的开通边缘之间，其中所述第一开关信号和所述第二开关信号由于所述初始死区时间而互补且不重叠；将所述第一开关信号施加到上拉晶体管的栅极，所述上拉晶体管在所述输入电压和中间节点之间传导电流，通过电感器驱动输出电容器以产生输出电压；将所述第二开关信号施加到下拉晶体管的栅极，所述下拉晶体管在地和所述中间节点之间传导电流，通过所述电感器驱动所述输出电容以产生所述输出电压；将所述输出电压与第一设定值进行比较，增加所述占空比，当所述输出电压低于所述第一设定值时，从(a)开始重复；当所述输出电压不再低于所述第一设定值时：(b)测量所述输出电压和输出电流；利用所述输出电压和所述输出电流，获得最佳死区时间；增加所述占空比；产生具有所述固定频率的所述第一开关信号和所述第二开关信号，产生具有所述占空比的所述第一开关信号，产生具有所述最佳死区时间的所述第一开关信号和所述第二开关信号，其中所述最佳死区时间位于所述第一开关信号的关断边缘和所述第二开关信号的开通边缘之间，其中所述第一开关信号和所述第二开关信号由于所述最佳死区时间而互补且不重叠；将所述第一开关信号施加到所述上拉晶体管的所述栅极；将所述第二开关信号施加到所述下拉晶体管的所述栅极；将所述输出电压与第二设定值进行比较，当所述输出电压低于所述第二设定值时，从(b)开始重复；当所述输出电压不再低于所述第二设定值时，使用所述占空比和所述最佳死区时间在正常工作模式下运行所述SMPS，以产生所述第一开关信号和所述第二开关信号。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述最佳死区时间小于所述初始死区时间。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二设定值是所述SMPS的所述正常工作模式的目标输出电压。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述初始死区时间足以使所述下拉晶体管中的寄生漏极
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至
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源极电容放电。5.根据权利要求2所述的方法，其中所述初始死区时间足以消除所述下拉晶体管的振铃；其中所述最佳死区时间比所述初始死区时间短，而且所述最佳死区时间短到足以使所述下拉晶体管在所述输入电压、占空比和输出电压的初始条件下发生振铃；
从而避免在初始条件下发生振铃，同时在所述正常工作模式下仍使用所述最佳死区时间来提高效率。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述占空比在一段时期内线性增加。7.根据权利要求5所述的方法，其中当所述最佳死区时间减少时，所述最佳死区时间在从(b)开始的第二循环的连续迭代中线性地减少；其中，所述最佳死区时间被连续地线性减少。8.根据权利要求2所述的方法，其中在所述正常工作模式期间的所述最佳死区时间小于所述初始死区时间的四分之一。9.根据权利要求2所述的方法，还包括：产生第三开关信号，其与所述第一开关信号相位延迟180度；产生第四开关信号，其与所述第二开关信号相位延迟180度；将所述第三开关信号施加到第二上拉晶体管的栅极，所述第二上拉晶体管在所述输入电压和第二中间节点之间传导电流，通过第二电感器驱动所述输出电容器以进一步产生所述输出电压；将所述第四开关信号施加到第二下拉晶体管的栅极，所述第二下拉晶体管在所述地和所述第二中间节点之间传导电流。10.根据权利要求2所述的方法，还包括：在所述输入电压达到所述第一目标电压后等待一个额外延迟，然后(a)产生所述第一开关信号和所述第二开关信号。11.根据权利要求2所述的方法，其中使用所述输出电压和所述输出电流获得最佳死区时间还包括：读取由所述输出电压和所述输出电流索引的第二查询表，所述第二查询表返回所述最佳死区时间作为存储结果。12.根据权利要求11所述的方法，其中存储在所述第二查询表中的所述最佳死区时间被预先计算为对所述下拉晶体管中的寄生漏极
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【专利技术属性】
技术研发人员：沈德诺，胡小勇，程雨榭，
申请(专利权)人：香港应用科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：