CN107306093B - 半导体装置及用于该半导体装置的方法 - Google Patents

半导体装置及用于该半导体装置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及半导体装置及用于该半导体装置的方法。在实施例中，电源控制器或者，或者可替代地具有电源控制器的半导体装置，可以具有配置为形成表示来自变压器的辅助绕组的信号的感测信号的第一电路。反馈电路可以配置为允许感测信号响应于功率开关的关断而增加，以随后在后续接通功率开关之前检测感测信号的第二次增加，并且响应于感测信号的第二次增加而形成作为感测信号的值的反馈信号。

Description

半导体装置及用于该半导体装置的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求在先提交的临时申请No.62/324,517的优先权，该临时申请No.62/324,517于2016年4月19日提交，标题为“Adaptive Sampling For Primary SideRegulation Of A Synchronous Rectifier”，具有案号FSC75469P，并且具有共同发明人Zhibo Tao等人，特此通过引用将该临时申请No.62/324,517并入本文中。
技术领域
本发明一般涉及电子装置，并且更具体地涉及半导体、半导体结构以及形成半导体装置的方法。
背景技术
在过去，电子装置行业利用各种方法和结构来形成用于将输出电压调节到期望值的电源***。在一些应用中，电源包括具有初级侧和次级侧的变压器。该***可以已经在变压器的初级侧利用了初级侧控制器，并且还可以已经在次级侧包括了同步整流器(SR)，以便提高效率。
对于使用同步整流器(SR)的那些应用，期望的是初级侧控制器具有对输出电压的估计。否则，初级侧可能已经被不正确控制，这可能导致对输出电压的不适当的调节。
因此，期望具有改善输出电压的调节和/或改善输出电压的估计的电源控制电路。
附图说明
图1示意性地例示了根据本发明的电源***的一部分的实施例的示例；
图2是具有例示在根据本发明的图1的***的电路的实施例的操作的示例期间可能出现的一些信号的曲线图的图表；以及
图3是具有例示在根据本发明的图1的***的电路的实施例的操作的另一个示例期间可能出现的一些信号的曲线图的图表；
图4示意性地例示了可以是根据本发明的图1的***的电路的可替代的实施例的反馈电路的实施例的示例的一部分；
图5示意性地例示了可以是根据本发明的图4的电路的可替代的实施例的检测电路的实施例的一部分的示例；
图6是具有例示通过根据本发明的图5的电路的实施例的操作可能形成的一些信号的示例的曲线图的图表；
图7示意性地例示了可以是根据本发明的图4的电路的可替代的实施例的另一个检测电路的实施例的示例的一部分；
图8是具有例示在根据本发明的图7的电路的实施例的示例的操期间可能形成的一些信号的示例的曲线图的图表；
图9示意性地例示了可以是根据本发明的图4的电路的可替代的实施例的反馈电路的实施例的示例的一部分；
图10是具有例示了在根据本发明的图9的电路的实施例的示例的操作期间形成的信号中的一些的曲线图的图表；
图11示意性地例示了可以是根据本发明的图5)的电路的可替代的实施例的延迟电路的实施例的示例的一部分；以及
图12例示了根据本发明的包括图1、4、5、7或9中的一个或多个电路的半导体装置的放大平面图。
具体实施方式
为了(一个或多个)例示的简化和清楚，附图中的元件不一定是按比例的，为了例示性的目的，元件中的一些可以被夸大，以及除非另外说明，不同附图中相同的附图标记表示相同的元件。此外，为了简化描述，可以省略众所周知的步骤和元件的描述和细节。如本文所使用的，载流元件或载流电极指的是器件的承载电流通过该器件的元件，诸如MOS晶体管的源极或漏极或者双极型晶体管的发射极或集电极或者二极管的阴极或阳极，以及控制元件或控制电极指的是器件的控制电流通过该器件的元件，诸如MOS晶体管的栅极或者双极型晶体管的基极。此外，一个载流元件可以在一个方向上承载电流通过器件，诸如承载电流进入器件，并且第二载流元件可以在相反的方向承载电流通过器件，诸如承载电流离开器件。虽然本文可以将器件解释为某些N沟道或P沟道器件，或者某些N型或P型掺杂区域，但是本领域的普通技术人员将认识到，根据本发明 ，互补型器件也是可以的。本领域普通技术人员理解，导电类型是指导电通过其发生的机制，诸如通过空穴或电子的导电，因此，导电类型不是指掺杂浓度，而是指掺杂类型，诸如P型或N型。本领域技术人员将认识到，如本文所使用的与电路操作相关的词“期间”、“在…的同时”以及“当…时”不是意味着动作在引发动作时立即发生的精确术语，而是在由初始动作引发的反应和初始动作之间可以存在一些(一个或多个)小但合理的延迟，诸如各种传播延迟。此外，术语“在…的同时”意味着某个动作至少在引发动作的持续时间的某部分内发生。词“大致”或“基本上”的使用意味着元件的值具有预期接近所述值或位置的参数。但是，如本领域中众所周知的，总是存在小偏差阻止值或位置精确地如所述那样。本领域已经确立，达至少百分之十 (10％)(以及对于一些包括半导体掺杂浓度的元件达百分之二十 (20％))的变化是相对于如精确所述的理想目标的合理变化。当参考信号的状态使用时，术语“断言的”意味着信号的活动状态，而术语“否定的”意味着信号的不活动状态。信号的实际电压值或逻辑状态(诸如“1”或“0”)依赖于是使用正逻辑还是负逻辑。因此，依赖于是使用正逻辑还是负逻辑，“断言的”可以是高电压或高逻辑或者低电压或低逻辑，以及依赖于是使用正逻辑还是负逻辑，“否定的”可以是低电压或低状态或者高电压或高逻辑。除非在本文另外指出，否则使用正逻辑约定，但本领域技术人员理解，也可以使用负逻辑约定。如在元件的名称的一部分中所使用的，在权利要求书或/和在具体实施方式中的术语“第一”、“第二”、“第三”等被用于区分相似元件，并且不一定用于描述时间地、空间地、等级地或任何其它方式的序列。应当理解的是，如此使用的术语在适当的情形下是可互换的，并且本文描述的实施例能够以不同于本文描述或例示的顺序操作。对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定的特征、结构或特点包括在本发明 的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”在本说明书全文的各个地方的出现不一定都是指相同的实施例，但是在某些情况下也可以指相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，如本领域的普通技术人员将清楚的，特定的特征、结构或特点可以以任何合适的方式组合。
下文例示和描述的实施例适当地可以具有没有本文未具体公开的任何元件的实施例和/或可以在没有本文未具体公开的任何元件的情况下实现。
图1示意性地例示了将输出电压(Vo)调节到期望值的电源***100的实施例的示例的一部分。***100包括具有初级绕组(NP)、次级绕组(NS)和辅助绕组(NA)103的变压器108。***100的初级侧102连接到变压器108的初级绕组。***100的次级侧104配置为从次级绕组(NS)形成输出电压(Vo)。次级侧104 可以包括同步整流器(例示为晶体管105)、输出电容器109和同步整流器控制电路或控制器116。晶体管105的一些实施例可以包括体二极管106。其它实施例可以使用二极管而不是晶体管105来作为同步整流器。在实施例中，电路116可以配置为响应于从次级侧104接收的信号来控制晶体管105。在其它实施例中，电路116还可以从初级侧102接收信号。
初级侧102接收在电压输入126和公共返回端子127之间的输入电压(Vin)。例示为晶体管120的初级侧功率开关可以连接到初级绕组，以便控制流经初级绕组和晶体管120的初级侧电流123。例示为电阻器121的可选的电流感测电路可以配置为形成表示电流123的值的电流感测(CS)信号122。本领域技术人员将认识到，电流感测电路可以具有其它实施例，诸如感测晶体管或形成表示电流123的电流感测信号的其它元件。例如，晶体管120可以是形成表示电流123 的信号的SENSEFET晶体管。电源控制电路130可以配置为接收信号122以及形成开关驱动(SW)信号124以控制晶体管120。在一些实施例中，晶体管120可以包括在电路130的一部分内。
在一个实施例中，辅助绕组103可用于形成用于操作初级侧102 上的电路***的操作电压。例如，二极管128和电容器129可以连接到辅助绕组以形成用于操作电路130的操作电压(Vcc)。辅助绕组 103还可以用于形成可由电路130使用的辅助(AX)信号。在一些实施例中，可以利用可选的电阻分压器(诸如电阻器112和114)或其它电路***将由辅助绕组103形成的AX信号的值减小到可以由电路130使用的值。
如下文将进一步看到的，电路130的实施例可以配置为接收辅助 (AX)信号，并形成表示输出电压(Vo)的值的电压样本(VS)信号131。实施例可以包括电路130可以配置为使用信号131来形成表示输出电压(Vo)的反馈(FB)信号。电路130的一些实施例可以配置为使用反馈(FB)信号来辅助控制功率开关和电流123，以便将输出电压(Vo)的值调节到期望值。本领域技术人员将认识到，输出电压被以在围绕期望值的值的范围内的方式调节到期望值。例如，期望值可以是五伏(5v)，以及值的范围可以是在五伏周围加或减百分之五(5％)。
电路130可以包括可选的接收辅助(AX)信号并形成感测信号 131的缓冲器电路133或其它类型的电路。电路130的反馈(FB)电路135可以配置为接收信号131并形成表示输出电压(Vo)的值的反馈(FB)信号136。在一些实施例中，电路135也可以称作VS采样电路。开关控制电路140(诸如PWM或PFM电路)可以配置为接收信号122和136并且控制电流123以将输出电压(Vo)调节到期望值。电路140可以包括时钟生成电路或时钟电路144，时钟生成电路或时钟电路144可以配置为形成一个或多个时钟信号以辅助电路 130的操作。电路140的实施例还可以包括基准生成电路或Ref电路 137、误差放大器电路或放大器139、比较器141以及开关控制锁存器142。电路130还可以包括逻辑和/或控制电路145，逻辑和/或控制电路145可以辅助形成时钟或定时信号以辅助电路135和/或电路140 的操作。
图2是曲线图，其以一般方式例示了在电路130或可替代地*** 100的一个实施例的操作的示例期间可能出现的一些信号的示例。横坐标指示时间，而纵坐标指示所例示的信号的变化的值。曲线202例示了信号124的示例，曲线204例示了信号131的示例，以及曲线206 例示了到晶体管105的SRD信号117的示例。描述将参考图1和图2。
对于这个示例，假设在时间T0，信号124被断言，由此启用晶体管120，并且电流123正流经初级绕组和晶体管120，由此将能量存储在变压器108中。AX信号和信号131基本上为零。另外，晶体管105 被禁用。在时间T1，晶体管120被禁用，使得能量转移到变压器108 的次级绕组和辅助绕组内。次级控制器116检测次级绕组两端的电压并启用晶体管105，如曲线206所示。另外，禁用晶体管120还使得信号 131增加，如曲线204所示。本领域技术人员将意识到，信号131的值因晶体管105两端的电压降的值、绕组之间的匝数比差异、由电阻器112和114形成的电阻器分压器的电压降以及可选的缓冲133的任意信号损失，而与输出电压(Vo)的值不同。但是，信号131仍可以表示输出电压(Vo)。假设在时间T2，电流107变得基本上为零，这会使得次级绕组两端的电压的值以及AX绕组两端的电压的值下降，如点208处所示。另外，控制器116可以基本在电流107的过零时禁用晶体管 105，如曲线206所示。曲线206的虚线指示：在电流107的基本过零之后，控制器116可以替代地禁用晶体管105。在电流107的基本过零时，信号131的值表示输出电压(Vo)的值。由此，信号131的值能够被用作反馈信号以表示输出电压的值。在一个实施例中，信号131的值可以表示在晶体管120被禁用且晶体管105被启用的时间间隔期间的输出电压的值。
图3的曲线图以一般方式例示在电路130或可替代的***100的实施例的操作的另一个示例期间可能出现的一些信号的示例。横坐标指示时间，而纵坐标指示所例示的信号的变化的值。曲线202再次例示了信号124的示例。曲线211例示了信号131的另一个实施例的示例，以及曲线212例示了启用和禁用晶体管105的SRD信号117的实施例的另一个示例。
对于这个示例，假设在时间T0，信号124被断言，启用晶体管 120，并且电流123正流经初级绕组和晶体管120，将能量存储在变压器 108中。由此，AX信号和信号131基本上为零。另外，晶体管105被禁用。在时间T1，晶体管120被禁用，使得能量转移到次级绕组和辅助绕组103内。次级控制器116检测次级绕组两端的电压并启用晶体管 105，如曲线212所示。另外，禁用晶体管120还使得信号131增加，如曲线211所示。
假设在时间T2，控制器116禁用晶体管105，但是通过晶体管105 的电流107尚未为零。如曲线211所示，在点214处，信号131的值开始增加，因为次级绕组仍在释放所存储的能量。由此，信号131的值将增加到峰值215然后谐振，如时间T2和T3之间以及点215和216之间所示。但是，在时间T1和T2之间，信号131的值仍表示输出电压的值。在信号131的值的增加之后，在点215处，信号131开始朝低的值下降。
图4示意性地例示了可以作为电路135(图1)的可替代的实施例的反馈电路230的实施例的示例的一部分。如下文将进一步看到的，电路230的一个实施例可以配置为在晶体管120被禁用之后的时间间隔期间将反馈信号136形成为信号131的值。电路230的一个实施例可以配置为允许信号131响应于信号124的置否(或者可替代地，响应于晶体管120的禁用)而增加值，诸如增加到第一值；配置为随后在信号124 被置否(negate)的时间间隔的至少一部分(或者可替代地，在晶体管120被禁用的时间间隔的至少一部分)期间，检测信号131的值的增加，诸如增加至第二值；以及配置为响应于检测到信号131的增加(例如，增加至比第一值大的第二值)而将信号136形成为信号131的值。可替代地，电路230可以配置为响应于检测到次级整流器在次级电流过零之前已经关断而将信号136形成为信号131的值。在一个实施例中，电路230可以配置为响应于检测到次级整流器在次级电流过零之前已经关断而存储信号131的值。本领域技术人员将意识到，信号131的值可以在检测到次级整流器在过零之前已经关断之前的任意时间被存储，但是一个实施例也可以通过与响应于所述检测而存储值基本上同时地存储该值来具有更准确的结果。
电路230的检测电路233可以具有这样的实施例：可以配置为检测在电流107的基本过零之前的晶体管105的禁用。电路233可以具有这样的实施例：可以配置为检测晶体管105在电流107的值变得基本上为零之前被禁用。例如，电路233可以配置为基于信号131的值检测在电流107的基本过零之前的晶体管105的禁用。在一个实施例中，电路 233可以配置为允许信号131响应于信号124的置否(或者可替代地，响应于晶体管120的禁用)而增加至第一值；以及随后在信号124被置否或者可替代地保持为置否的时间间隔的至少一部分(或者可替代地晶体管120被禁用的时间间隔的至少一部分)期间检测信号131的值的再次增加(诸如，增加至第二值)。电路233还可以配置为断言SMP2检测信号234，指示电路233已经检测到在电流107变得基本为零之前的晶体管105的禁用，或者可替代地指示信号131在信号124被置否的时间间隔内已经增加至第二值。电路233的一个实施例可以配置为在晶体管120被禁用之后的时间间隔检测信号131的值的增加，并响应于该检测而断言信号234。例如，电路233可以配置为允许信号131响应于晶体管120的禁用而增加，然后在信号124被置否的间隔(或者晶体管 120被禁用的间隔)期间且在信号124再次被断言(或者晶体管120随后被重新启用)之前检测信号131的后续增加。电路233可以响应于该检测而断言信号234。电路233检测信号131的增加更准确地检测晶体管105在电流的基本过零之前被禁用，这改善了输出电压的调节。
电路230还可以包括另一个检测电路231，该检测电路231可以配置为检测不早于电流107的基本过零的晶体管105的禁用。电路231的一个实施例可以配置为使用信号131对晶体管105在电流107的基本过零时被禁用或者可替代地在不早于电流107的基本过零的时候被禁用进行检测。电路231的一个实施例可以配置为在晶体管120被禁用之后的时间间隔处检测信号131的值的减小。例如，电路231可以配置为允许信号131响应于信号124的置否(或者可替代地，响应于晶体管120的禁用)而增加，然后在信号124被置否的间隔(或者可替代地，晶体管 120被禁用的时间间隔)期间或者在晶体管120随后被重新被启用之前，检测信号131的后续减小。电路231可以具有这样的实施例：可以配置为断言SMP1检测信号232，指示电路231已经检测到信号131的减小，或者可替代地指示在晶体管105的禁用之前或基本上在晶体管 105的禁用时或者不早于晶体管105的禁用的电流107的基本过零。
电路230还可以包括采样和保持电路或跟踪和保持电路235，该采样和保持电路或跟踪和保持电路235可以具有这样的实施例：可以配置为形成表示输出电压的值的反馈信号136。电路235的一个实施例可以配置为，通过响应于检测到晶体管105在电流107变得基本为零之前被禁用或者响应于检测到电流107在不晚于禁用晶体管105的时间变得基本为零，存储信号131的值，来形成反馈信号。可替代地，电路235可以配置为，通过响应于在信号124被置否的间隔期间检测到信号131的后续增加或者响应于在信号124被置否的间隔期间检测到信号131的后续减小，存储信号131的值来形成信号136。
图5示意性地例示了可以作为电路231(图4)的可替代的实施例的检测电路240的实施例的一部分的示例的一部分。电路240的一个实施例可以配置为检测在晶体管120被禁用之后信号131的减小。电路 240的另一个实施例可以配置为检测在晶体管120被禁用之后且在晶体管120随后被启用的时间之前或者可替代地在信号124保持为置否的间隔期间信号131的减小。电路240可以包括这样的实施例：允许信号131响应于信号124的置否(或者可替代地，响应于晶体管120的禁用)而增加，以及在信号124保持为置否的时间间隔期间检测信号131 的减小。电路240还可以具有配置为响应于该检测而断言信号232的实施例。
电路240可以包括接收信号131并形成延迟的VS(VSD)信号的延迟电路242。电路240还可以包括比较器243、偏移电路244和存储元件(例如，锁存器246)。偏移电路244对信号131添加小电压，以形成偏移的VS(VS1)信号。在一些实施例中，偏移的值小于500毫伏(500mV)，其它实施例可以包括为10毫伏或20毫伏(10mV或20 mV)或者可替代地为在它们之间的值的偏移。延迟电路242可以具有这样的实施例：配置为接收信号131并使信号131延迟一个时间间隔以形成VSD信号。电路242可以是模拟电路，或者可以是数字电路，诸如对信号131进行采样并且再现在时间上延迟了一个延迟时间间隔的信号131的数字电路。一个实施例可以包括：由电路242形成的延迟量小于信号124(图1)的最小关断时间。例如，延迟可以小于信号124的最小关断时间的百分之十至二十(10％到20％)。在其它实施例中，延迟可以为信号124的占空比(duty cycle)的一定百分比。
图6是具有以一般方式例示通过电路240的实施例的操作可能形成的一些信号的示例的曲线图的图表。横坐标指示时间，而纵坐标指示所例示的信号的变化的值。曲线202、204和206与图2的对应的曲线基本上相同。曲线247以虚线例示了经延迟的VS(VSD)信号，而曲线 249例示了偏移VS(VS1)信号。曲线248例示了SMP1检测信号 232，以及曲线251例示了信号232的一些值。描述将参考图5和图6。注意，信号232和234的高电压电平是置否状态，并且低电压电平是断言状态。
在时间T1，信号124变为置否的，这导致置位锁存器246并迫使信号232为高，由此置否信号232。
信号131的值响应于晶体管120(图1)的禁用而增加，如曲线204 所示。偏移VS(VS1)信号跟随信号131的增加并且在时间T1增加，如曲线249所示。因为信号VS1大于信号VSD，所以比较器243的输出被迫使为低。经延迟的VS(VSD)信号直至延迟之后才开始增加，如曲线247所示，由此，比较器243的输出保持为低。在时间T2，晶体管105(图1)可以基本上在电流107的过零时、在电流107的过零附近或者在至少在不早于电路107的过零的时候被禁用，如曲线206所示。由此，信号131开始减小，由此使得VS1信号减小至比经延迟的 VS(VSD)信号的值小的值。因此比较器243的输出被迫使为高，这重置锁存器246并迫使信号232为低，由此断言信号232。由此，电路 240的一个实施例可以配置为使得只要VS1>VSD，比较器243的输出就是低的，由此，只要晶体管120被禁用，信号232就被置否。一个实施例还可以包括：VS1<VSD或VS1＝VSD的状态表示响应于在电流107 的基本过零处或附近(或者可替代地，不是在电流107过零之前)禁用晶体管105而快速减小的VSD的拐点，由此迫使比较器243的输出为高并且重置锁存器246以及断言信号232。一个实施例可以包括：信号 232的从高至低的转换表示检测到信号131的值的减小。
图7示意性地例示了可以作为电路233(图4)的可替代的实施例的检测电路252的实施例的示例的一部分。电路252的一个实施例可以配置为对晶体管105在电流107变得基本为零之前被禁用进行检测。电路252可以具有这样的实施例：可以配置为检测在信号124的置否(或者可替代地，晶体管120的禁用)之后信号131的第二次增加。电路 252可以包括耦接开关253、存储元件(诸如，电容器254)、偏移电路 255、比较器256，以及另一存储元件(诸如，锁存器259)。电路252 的一个实施例可以配置为响应于信号124的置否(或者可替代地，晶体管120的禁用)而存储信号131的值，并且配置为其后检测增加至比所存储的值大的值的信号131的值。电路252的一个实施例还可以配置为：在信号124的置否之后延迟时间间隔，并且在延迟时间间隔到期之后检测在信号124被置否(或者可替代地，晶体管120被禁用)的间隔期间(由此，在晶体管120的后续启用之前)信号131的增加。电路 252的一个实施例可以配置为在信号124的置否(或者晶体管120的禁用)之后延迟第一时间间隔，并且其后对信号131的值的增加进行检测，一个实施例可以包括：对信号131的增加的检测可以在晶体管120 的后续启用之前。
图8是具有以一般方式例示在电路252的实施例的示例的操作期间可能形成的一些信号的示例的曲线图的图表。横坐标指示时间，而纵坐标指示所例示的信号的变化的值。曲线202、211和212与图3的对应的曲线基本上相似。曲线261例示了用来控制开关253的控制信号 (Sbnk)的实施例的示例，以及曲线262例示了信号234的实施例。曲线265例示了偏移信号257，如下文将进一步看到的。注意，信号232 和234的高电压电平表示置否状态，以及低电压电平表示断言状态。描述将参考图7和图8。
在时间T10，信号124被断言并且晶体管120被启用。假设在时间 T11，信号124被置否并且晶体管120被禁用。信号124的置否迫使信号143为高，这置位锁存器259并迫使信号234为高电平，由此置否信号234。如同前文所说明的，信号131响应于晶体管120的禁用而升高，如曲线211所示。此外，Sbnk信号可以响应于信号124的置否而被断言，由此闭合开关253并将信号131的值存储在电容器254上。 Sbnk信号在时间间隔263内保持为被断言的，以确保信号131的值被存储，并且随后在时间T12变为置否的。时间间隔263可以具有比晶体管120的最小关断时间小的实施例。偏移(Vos2)255被添加至所存储的值以形成偏移的VS(VS2)信号257。在一些实施例中，由电路255 形成的偏移的值小于500毫伏(0.5V)，其它实施例可以包括为10毫伏或20毫伏(10mv或20mv)的或者可替代地为在它们之间的值的偏移。比较器256接收信号131和信号257。因为信号257大于信号 131，如曲线211和265所示，所以比较器256的输出是低的，并且对锁存器259没有影响，由此，信号234保持为高作为置否状态。在时间 T12，时间间隔到期并且开关253被断开或被禁用，由此将信号131的值保存在于电容器254上。随后，在时间T13，SR晶体管105在电流 107的值为零之前被禁用。因此，信号131的值增加，如在曲线211的点214和215之间所示。信号131的值增加超过信号VS2的值，如信号差266所示。在信号131的值达到VS2的值时，这使得比较器256的输出升高并重置锁存器259，由此迫使信号234为低作为断言状态。在一个实施例中，信号234的从高值到低值的转换可以表示电路252检测到 SR晶体管105在电流107变得基本为零之前被禁用。可替代地，信号 234的从高值到低值的转换可以表示电路252检测到信号131除了响应于晶体管120的禁用而发生的初始增加以外还有另外的值的增加，该另外的增加在信号124被置否的时间间隔的至少一部分期间，或者可替代地在晶体管120被禁用的时间期间，或者可替代地在晶体管120被再次启用之前发生。
图9示意性地例示了可以作为电路235(图4)的可替代的实施例的反馈电路270的实施例的示例的一部分。电路270的一个实施例可以配置为形成表示输出电压的值的反馈信号136。电路270可以具有这样的实施例：可以配置为响应于电路130(或可替代地，电路252)在信号124被置否的时间间隔内检测到信号131的增加，或者可替代地响应于电路130(或可替代地，电路240)在信号124被置否的时间间隔内检测到信号131的减小，而存储信号131。
电路270可以具有这样的实施例：可以配置为响应于检测到在电流 107变得基本为零之前的晶体管105的提早关断，或者可替代地响应于在禁用晶体管105之前或者与禁用晶体管105基本同时地检测到电流 107的过零，而将信号131的值存储在存储元件上。电路270还可以配置为保存信号131的存储值，以待后续用作信号136。
电路270可以具有这样的实施例：可以包括与(AND)门272、脉冲发生电路274、开关276、开关278、电容器277和电容器280。门 272配置为接收信号232和234，并用于响应于信号232或234的断言状态(信号232和234的断言状态为低逻辑电平)而断言输出(Ssmp) 信号273。电路274配置为响应于检测到信号273从断言状态到置否状态的转换而形成脉冲(Shd)信号275。
图10是具有以一般方式例示在电路270的实施例的示例的操作期间形成的一些信号的示例的曲线图的图表。横坐标指示时间，而纵坐标指示所例示的信号的变化的值。曲线202与前文所说明的相同。曲线 300以一般的方式例示了信号131，并且以虚线例示了信号131的各种状态，如同前文所说明的。曲线301和302示例示了相应的信号232和 234的可能状态，其中虚线例示了各个信号的可能状态。曲线303例示了SRD信号117，并且虚线部分指示信号117的可能状态。曲线293例示了信号273，以及曲线294例示了信号275。
假设在时间T0之前，信号124被断言，并且在时间T0被置否。在时间T0之前，信号131及信号232和234为低电压电平。在时间T0，信号131响应于信号124的置否和晶体管120的禁用而增加，由此使得信号232和234也增加(变为置否的)。由于信号232和234两者均为高，由此信号273也被驱动至高从而被断言。信号273的断言闭合或启用开关276，以将信号131连接到电容器277，由此将信号131的值存储在电容器277上。信号275保持为置否的，由此，开关278被禁用或断开。
随后，在时间T1，信号131如同前文所说明地改变。信号131根据前文所说明的操作而减小或增加，如虚线所示。因此，信号232或 234之一将会变为低电平或断言的，如曲线301和302的虚线所示。信号232的状态在信号234之前变为断言的(变为低值)指示，晶体管105基本在电流107的过零时或者在电流107的过零之后被禁用。信号 234的状态先于信号232被置否(变为低值)指示，晶体管105提早关断或者在电流107的基本过零之前关断。来自信号232或234之一的低电平会迫使信号273为低，如曲线293所示，这断开开关276，由此将信号131的值保存于电容器277上。信号273从断言到置否的转换由电路274检测到，电路274短暂地断言信号275，由此闭合开关278并将信号131的值转移到电容器280上。信号275的持续时间足以将电容器 277上的存储值转移到电容器280上。在时间T2，信号275被置否，由此断开开关278。电路270保持着信号131的存储值，作为表示输出电压(Vo)的值的信号136。
在一个实施例中，电路274可以是配置为响应于信号273的下降沿而形成脉冲的单发(one-shot)电路。
在其它实施例中，电路270可以使用其它技术来存储值，例如，电路270可以包括可以形成表示信号131的值的数字值且可以存储该数字值的模数转换器。电路270可以具有作为数字信号处理器或者包括模数转换器的其它电路***的一部分的实施例。
再次参考图1，信号136可以被用作表示输出电压(Vo)的值的反馈信号，并且可用于调整信号124的占空比，以将输出电压(Vo)调节至期望值。本领域技术人员将意识到，通过从信号131来形成信号 136，***100不必接收来自次级侧104的信号。例如，一些其它***需要光耦接器或其它电路来形成反馈信号。但是，***100没有这样的在次级侧的将信号往回发送给初级侧102的光耦接器或者其它电路。
图11示意性地例示了可以作为电路242(图5)的可替代的实施例的延迟电路285的实施例的示例的一部分。电路285包括形成模拟RC 延迟电路的电阻器286和电容器287。电阻器286的第一端子连接为接收信号131。电阻器286的第二端子共同地连接到电容器287的第一端子以及连接到输出，以形成VSD信号。电容器287的第二端子连接到公共返回127。
为了便利于前文所描述的功能，以及参考图1，缓冲器133的输入被连接为接收来自电阻器114的AX信号。缓冲器133的输出连接到电路135的输入。电路135的输出配置为形成信号136并连接到电路139 的反相输入。电路139的非反相输入被连接为接收来自Ref137的参考电压。放大器139的输出连接到比较器141的反相输入，该比较器141 具有被连接为接收CS信号122的非反相输入。比较器141的输出连接到锁存器142的重置输入。锁存器142的置位输入被连接为接收来自时钟电路144的时钟信号。锁存器142的Q输出可以配置为形成可以连接到晶体管120的栅极的信号124。锁存器142的Qbar输出可以配置为形成信号143，并且可以连接到电路135的另一个输入。电路144可以具有配置为形成定时信号的另一个输出，其中该输出连接到控制电路145的输入。控制电路145的输出可以连接到电路135的输入。
参考图4，电路230的第一输入可以共同地连接到电路231的第一输入、电路233的第一输入、电路235的第一输入，并且被连接为接收信号131。电路233的第二输入可以被连接为接收来自电路145的控制信号。电路233的第三输入可以共同地连接到电路231的第二输入，并且被连接为接收信号143。电路231的输出可以配置为形成信号232，并且连接到电路235的第二输入。电路233的输出可以配置为形成信号 234，其连接到电路235的第三输入。电路235的输出可以配置为形成信号136。
参考图5，电路242的输入可以共同地连接到偏移电路244的第一端子，并且配置为接收信号131。电路242的输出可以配置为形成VSD 信号，并且连接到比较器243的非反相输入。比较器243的反相输入可以连接到电路244的第二端子。比较器243的输出可以连接到锁存器 246的重置输入。锁存器246的置位输入被连接为接收信号143。锁存器246的Q输出配置为形成信号232。
参考图7，电路252的输入共同地连接为接收信号131，连接到开关253的第一端子，并且连接到比较器256的非反相输入。比较器256 的反相输入连接到偏移电路255的第一端子。电路255的第二端子共同地连接到电容器254的第一端子以及至开关253的第二端子。电容器 254的第二端子连接到返回127。比较器256的输出连接到锁存器259 的重置输入。锁存器259的置位输入被连接为接收信号143。锁存器 259的Q输出配置为形成信号234。
参考图9，门272的第一输入被连接为接收信号232，并且门272 的第二输入被连接为接收信号234。门272的输出共同地连接到电路 274的输入以及开关276的控制端子。开关276的第一端子被连接为接收信号131。开关276的第二端子共同地连接到电容器277的第一端子以及开关278的第一端子。开关278的第二端子被共同地连接为形成信号136，并且连接到电容器280的第一端子。电容器280的第二端子共同地连接到电容器277的第二端子以及返回127。电路274的输出配置为形成信号275，并连接到开关278的控制输入。
图12例示了形成在半导体管芯(die)309上的半导体装置或集成电路308的实施例的一部分的放大平面图。在一个实施例中，可以在管芯309上形成电路130、135、230、240、252或270中的任何一个。管芯309还可以包括图12中为了图的简化而未示出的其它电路。可以通过本领域技术人员众所周知的半导体制造技术在管芯309 上形成电路或集成电路308。
根据所有上述内容，本领域技术人员将意识到，电源控制器的实施例的示例可以包括：
PWM电路(诸如电路140)，配置为控制功率开关(诸如晶体管120)以控制通过变压器的初级电感器的初级电流(诸如电流 123)，从而调节从变压器的次级绕组形成的输出电压(电压Vo)，其中次级绕组配置为耦接到同步整流器(诸如晶体管105)；
第一电路，配置为形成表示来自变压器的辅助绕组的辅助电压 (诸如信号AX)的感测信号(诸如信号131)，其中感测信号表示在功率开关的关断时间的至少一部分时间内的输出电压的值；
第一检测电路(诸如电路252)，配置为在功率开关的关断之后延迟第一时间间隔(诸如间隔263)，以及之后在功率开关的后续接通之前检测感测信号的增加(诸如215)；
采样电路(诸如电路270)，配置为响应于检测到感测信号的增加而将感测信号存储作为反馈信号；以及
所述PWM电路配置为响应于反馈信号而调整功率开关的接通时间。
另一个实施例可以包括，采样电路可配置为：至少在第一时间间隔期间将感测信号的第一值存储作为存储值，以及之后将感测信号与存储值进行比较。
在另一个实施例中，第一检测电路包括：第一开关(诸如开关 253)，配置为在第一时间间隔期间接收感测信号并将感测信号存储在电容器(诸如电容器254)上作为存储值；比较器(诸如电容器256)，配置为将感测信号与存储值的偏移值(诸如偏移255)进行比较。
一个实施例可以包括：比较器可以具有被耦接为接收感测信号的非反相输入以及耦接到偏移电路的第一端子的反相输入，第一开关具有被耦接为接收感测信号的第一端子以及共同地耦接到电容器的第一端子和偏移电路的第二端子的第二端子。
在另一个实施例中，第一检测电路可以配置为响应于禁用功率开关而形成第一时间间隔。
一个实施例还可以包括第二检测电路(诸如电路240)，配置为在关断功率开关之后且在功率开关的后续接通之前(诸如时间T3)检测感测信号的减小。
在一个实施例中，采样电路可以配置为响应于检测到感测信号的增加或者检测到感测信号的减小而将存储感测信号存储作为反馈信号。
另一个实施例还可以包括：采样电路可以配置为还响应于检测到感测信号的减小而将感测信号存储作为反馈信号。
第二检测电路的一个实施例可以包括：延迟电路(诸如电路242)，配置为接收感测信号并将该感测信号延迟第二时间间隔作为经延迟的值；比较器(诸如比较器243)，配置为将经延迟的值与感测信号的偏移值(诸如信号VS1)进行比较。
本领域技术人员还将意识到，形成电源控制器的方法可以包括：
配置开关控制器(诸如电路130)以形成开关控制信号(诸如信号 124)，所述开关控制信号适于控制功率开关(诸如晶体管120)以控制通过变压器的初级电感器的电流(诸如电流123)，从而调节从变压器的次级绕组形成的输出电压(诸如电压Vo)，其中次级绕组耦接到同步整流器(诸如晶体管105)；
配置电源控制器以形成表示来自变压器的辅助绕组的辅助电压的感测信号(诸如信号131)；
配置开关控制器以确定在通过同步整流器的电流变得基本上为零之前的同步整流器的提早关断；
配置开关控制器，以通过响应于同步整流器的提早关断或者通过同步整流器的电流的过零，而采样感测信号的值来形成表示输出电压的值的反馈信号(诸如信号FB)；以及
配置开关控制器以响应于反馈信号的值而调整功率开关的接通时间。
该方法还可以具有这样的实施例：可以包括形成第一检测电路(诸如电路252)以响应于功率开关的禁用而存储感测信号的值，以及检测具有比存储值大的值的感测信号。
实施例还可以包括配置第一检测电路以将偏移值添加至存储值从而形成偏移感测信号(诸如信号257)。
另一个实施例可以包括配置第一检测电路以将感测信号与偏移感测信号进行比较。
该方法的实施例可以包括配置第一检测电路以响应于禁用功率开关而启用第一开关(诸如开关253)，以在第一时间间隔内存储感测信号。
另一个实施例可以包括形成第二检测电路，以形成感测信号的经延迟的值和感测信号的偏移值，包括配置第二检测电路以对偏移值减小至小于经延迟的值进行检测。
本领域技术人员还将意识到，形成具有控制电路的半导体装置的方法可以包括：
配置PWM电路以控制功率开关(诸如开关120)，从而调节从变压器的次级绕组形成的输出电压(诸如电压Vo)，其中次级绕组；
配置第一电路以形成表示来自变压器的辅助绕组的信号的感测信号；
配置反馈电路(诸如电路270)以允许感测信号响应于功率开关的关断而增加，随后在功率开关的后续接通之前检测感测信号的第二次增加，以及响应于感测信号的第二次增加而将反馈信号形成为感测信号的值；以及
配置PWM电路以根据反馈信号的值来调整功率开关的后续启用的接通时间。
该方法的一个实施例还可以包括配置第一检测电路以响应于禁用功率开关而采样感测信号从而形成采样值，以及对增加到大于采样值的感测信号进行检测。
在一个实施例中，该方法可以包括响应于禁用功率开关而在第一时间间隔内采样感测信号，以及随后对增加到大于采样值的感测信号进行检测。
实施例可以包括配置反馈电路以响应于感测信号的第二次增加或者响应于检测到感测信号的减小而形成反馈信号。
该方法还可以具有这样的实施例：可以包括配置检测电路以在禁用功率开关之后对感测信号的减小进行检测。
鉴于上述所有内容，显然这里公开了新颖的装置和方法。除了其它特征之外，还包括形成用于在禁用功率开关之后的时间间隔检测感测信号的值的增加的电路。该检测用于形成表示输出电压的反馈信号。除了对电流变得基本上为零的检测之外，还使用该信号来辅助形成反馈信号，提高了所形成的反馈信号的准确性。这种提高的准确性可改进输出电压的调节。
虽然用具体的优选实施例和示例实施例描述了本描述的主题，但是前述附图及其描述仅仅描绘了主题的实施例的典型且非限制性的示例，因此不应被认为是对其范围的限制，显然，对于本领域技术人员来说，可以明了许多可替代方案和变化。本领域技术人员将意识到，电路135及电路240和252的示例形式被用作载体，用于说明检测感测信号的多个点并使用感测信号的这些点来形成反馈信号的操作方法。电路可以具有其它配置，只要它们允许感测信号响应于禁用功率开关而增加并且随后在功率开关保持为禁用的同时对感测信号的值的减小或增加进行检测，并且使用这些点来根据感测信号的值形成反馈信号。
如以下权利要求所反映的，创造性方面可以存在于少于单个前述公开的实施例的所有特征。因此，以下所表述的权利要求特此明确地结合到本具体实施方式中，其中每项权利要求独立地作为本发明的单独实施例。此外，如本领域技术人员将理解的，虽然本文描述的一些实施例包括其它实施例中所包括的一些特征，而不包括其它实施例中所包括的其它特征，但是不同实施例的特征的组合也在本发明的范围内，并且形成不同的实施例。

Claims (10)

1.一种电源控制器，包括：
PWM电路，配置为控制功率开关以控制通过变压器的初级电感器的初级电流，从而调节从所述变压器的次级绕组形成的输出电压，其中所述次级绕组配置为耦接到同步整流器；
第一电路，配置为形成表示来自所述变压器的辅助绕组的辅助电压的感测信号，其中所述感测信号表示在所述功率开关的关断时间的至少一部分时间内的输出电压的值；
第一检测电路，配置为在所述功率开关的关断之后延迟第一时间间隔，以及之后在所述功率开关的后续接通之前检测所述感测信号的增加，其中增加响应于所述同步整流器的关断而出现；
采样电路，配置为响应于检测到所述感测信号的增加而将所述感测信号存储作为反馈信号，包括被配置为在至少第一时间间隔期间将感测信号的第一值存储在第一存储元件中作为第一存储值，以及之后将第一存储值转移到第二存储元件作为所述反馈信号；以及
所述PWM电路配置为响应于所述反馈信号而调整所述功率开关的接通时间。
2.根据权利要求1所述的电源控制器，其中所述第一检测电路配置为：至少在所述第一时间间隔期间将所述感测信号存储在第三存储元件中作为第二存储值，以及之后将所述感测信号与所述第二存储值进行比较。
3.根据权利要求1所述的电源控制器，其中所述第一检测电路包括：第一开关，配置为在所述第一时间间隔期间接收所述感测信号并将所述感测信号存储在电容器上作为第二存储值；以及比较器，配置为将所述感测信号与所述第二存储值的偏移值进行比较。
4.根据权利要求3所述的电源控制器，其中所述比较器包括被耦接为接收所述感测信号的第一输入以及耦接到偏移电路的第一端子的第二输入，所述第一开关具有被耦接为接收所述感测信号的第一端子以及共同地耦接到所述电容器的第一端子和所述偏移电路的第二端子的第二端子。
5.根据权利要求1所述的电源控制器，其中所述第一检测电路配置为响应于禁用所述功率开关而形成所述第一时间间隔。
6.一种形成半导体装置的方法，包括：
配置开关控制器以形成开关控制信号，所述开关控制信号适于控制功率开关以控制通过变压器的初级电感器的电流，从而调节从所述变压器的次级绕组形成的输出电压，其中所述次级绕组耦接到同步整流器；
配置所述开关控制器以形成表示来自所述变压器的辅助绕组的辅助电压的感测信号；
配置所述开关控制器以检测在通过所述同步整流器的电流变得基本上为零之前的所述同步整流器的提早关断；
配置所述开关控制器，以通过响应于检测到所述同步整流器的所述提早关断而采样所述感测信号的值以及响应于检测到通过所述同步整流器的电流的过零而采样所述感测信号的值，来形成表示所述输出电压的值的反馈信号；以及
配置所述开关控制器以响应于所述反馈信号的值而调整所述功率开关的接通时间。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括形成第一检测电路以响应于禁用所述功率开关而存储所述感测信号的值作为存储值，以及检测具有比所述存储值大的值的所述感测信号。
8.根据权利要求7所述的方法，包括配置所述第一检测电路以将偏移值添加至所述存储值从而形成偏移感测信号。
9.一种形成具有控制电路的半导体装置的方法，包括：
配置PWM电路以控制功率开关，从而调节从变压器的次级绕组形成的输出电压，其中所述次级绕组配置为耦接到同步整流器；
配置第一电路以形成表示来自所述变压器的辅助绕组的信号的感测信号；
配置反馈电路以允许所述感测信号响应于所述功率开关的关断而增加，随后检测所述感测信号的第二次增加，其中第二次增加响应于所述同步整流器的关断而出现，以及响应于检测到所述感测信号的所述第二次增加而将反馈信号形成为所述感测信号的值；以及
配置所述PWM电路以根据所述反馈信号的值来调整所述功率开关的后续启用的接通时间。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括配置第一检测电路以响应于禁用所述功率开关而采样所述感测信号从而形成采样值，以及对增加到大于所述采样值的所述感测信号进行检测。
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