CN111725998A - 死区时间优化控制装置及其方法 - Google Patents

死区时间优化控制装置及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111725998A
CN111725998A CN201910219242.2A CN201910219242A CN111725998A CN 111725998 A CN111725998 A CN 111725998A CN 201910219242 A CN201910219242 A CN 201910219242A CN 111725998 A CN111725998 A CN 111725998A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power switching
switching device
pulse
control signal
switching
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910219242.2A
Other languages
English (en)
Inventor
金庚焕
梁大成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Zhuoyun Semiconductor Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Zhuoyun Semiconductor Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Zhuoyun Semiconductor Co ltd filed Critical Shenzhen Zhuoyun Semiconductor Co ltd
Priority to CN201910219242.2A priority Critical patent/CN111725998A/zh
Publication of CN111725998A publication Critical patent/CN111725998A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/38—Means for preventing simultaneous conduction of switches
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/44—Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/38—Means for preventing simultaneous conduction of switches
    • H02M1/385—Means for preventing simultaneous conduction of switches with means for correcting output voltage deviations introduced by the dead time

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明涉及死区时间优化控制装置及其方法，该方法包括：向与第一开关驱动器连接的第一端口输出用于按规定顺序关闭与直流‑直流转换器的电压输出端连接的第一电力开关器件的开关控制信号；为了在输出开关控制信号后且在交替切换第二电力开关器件前预先开启第二电力开关器件而通过分别与第二、第三开关驱动器连接的第二、第三端口同时输出具有不同脉冲宽度的第一、第二短脉冲；向与第四开关驱动器连接的第四端口输出用于交替切换第二电力开关器件的开关控制信号，使因交替切换2个电力开关器件而发生的死区时间区间最小化，在第二电力开关器件达到阈值电压后，仅施加1个短脉冲来使逆变器输出端的电压下降的下降斜率平缓，使开关噪声最小化。

Description

死区时间优化控制装置及其方法
技术领域
本发明涉及直流-直流(DC-DC)转换器，尤其涉及在直流-直流转换器中抑制电磁干扰(EMI)噪声并优化死区时间(dead-time)的控制装置及其方法。
背景技术
直流-直流转换器包括：电压转换部，通过切换开关(switching)器件来生成由输入电压转换而成的输出电压；以及控制部，用于控制开关器件的切换，以稳定电压转换部的输出电压。这种结构的直流-直流转换器为通常使用于将电池用作电压源的便携式电子装置的结构要素。
直流-直流转换器可分为同步式(Synchronous)和异步式(Asynchronous)，为了改善效率，正从使用开关和二极管的异步方式变更为使用2个开关的同步方式。
但是，当设计同步方式的转换器时，若发生2个开关同时被开启的条件，则会发生大的功率损耗。因此，在以同步方式设计直流-直流转换器的情况下，需要形成区间来防止开关之间同时驱动，这通常称之为死区时间区间。
死区时间区间内的驱动通过开关的寄生二极管来维持电感器的电流。即，死区时间区间内的电力损耗因寄生二极管而发生，由于其像异步式直流-直流转换器一样通过二极管通道发生，因而电力损耗随着死区时间的增加而增加。
因此，在同步式直流-直流转换器中作为极大化效率的方案，需要减少死区时间区间，为此，提出可使死区时间最小化的技术(自适应死区时间控制)。
所提出的自适应死区时间控制方式为通过寄生二极管检测电感器的电流流动信号来驱动直流-直流转换器的构成开关的方式，即为采用开关驱动器的方式。为了减少死区时间，需要增加开关驱动器的尺寸，但在这种情况下，会发生硬开关(hard-switching)，因而电磁干扰噪声的发生相对较大，从而对外部集成电路(IC)或环境造成影响。因此，在使用所提出的“自适应死区时间控制方式”的情况下，无法摆脱死区时间区间与电磁干扰噪声之间的权衡(trade-off)关系，从而无法确保最小限度的死区时间区间。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国授权专利公报第10-1367607号
专利文献2：美国授权专利US6294954号
发明内容
因此，本发明是为了解决所述问题而创造的发明，本发明的目的在于，提供可通过使死区时间区间最小化并防止发生硬开关来使电磁干扰噪声最小化的死区时间优化控制装置及其方法。
用于解决所述技术问题的本发明实施例的死区时间优化控制装置中，所述直流-直流转换器包括电感器和第一电力开关器件及第二电力开关器件，所述电感器与输入电源相连接，所述第一电力开关器件及第二电力开关器件与所述电感器并联连接，其特征在于，包括：脉冲产生器，当检测到向与所述直流-直流转换器的电压输出端相连接的所述第一电力开关器件施加的开关控制信号的关闭时间点时，同时输出具有互不相同的脉冲宽度的多个短脉冲，以开启所述第二电力开关器件；第一开关驱动器，在从所述脉冲产生器输出的第一短脉冲的脉冲宽度区间内，输出用于开启所述第二电力开关器件的开关控制信号；第二开关驱动器，在从所述脉冲产生器输出的第二短脉冲的脉冲宽度区间内，输出用于开启所述第二电力开关器件的开关控制信号；以及脉冲宽度调制控制器，根据脉冲宽度调制占空比交替切换所述第一电力开关器件及第二电力开关器件来使所述直流-直流转换器的输出电压从输入电压电平上升至目标电平。
进而，本发明的特征在于，在所述结构的直流-直流转换器中，所述脉冲产生器在检测到向所述第一电力开关器件施加的开关控制信号的关闭时间点后延迟规定时间之后生成并输出所述第一短脉冲及第二短脉冲来使死区时间区间最小化，与所述第一短脉冲同时生成并输出的所述第二短脉冲的脉冲宽度的值大于所述第一短脉冲的脉冲宽度的值。
进而，本发明实施例的死区时间优化控制方法可在直流-直流转换器的脉冲宽度调制控制器执行，所述直流-直流转换器的死区时间优化控制装置包括电感器、第一电力开关器件及第二电力开关器件以及脉冲宽度调制控制器，所述电感器与输入电源相连接，所述第一电力开关器件及第二电力开关器件与所述电感器并联连接，所述脉冲宽度调制控制器根据脉冲宽度调制占空比交替切换所述第一电力开关器件及第二电力开关器件来使所述直流-直流转换器的输出电压从输入电压电平上升至目标电平，所述直流-直流转换器的死区时间优化控制方法的特征在于，包括：向与第一开关驱动器相连接的第一端口输出用于按规定的顺序关闭与所述直流-直流转换器的电压输出端相连接的所述第一电力开关器件的开关控制信号的步骤；为了在输出所述开关控制信号之后且在交替切换所述第二电力开关器件之前预先开启所述第二电力开关器件而通过分别与互不相同的第二开关驱动器及第三开关驱动器相连接的第二端口及第三端口同时输出具有互不相同的脉冲宽度的第一短脉冲及第二短脉冲的步骤；以及向与第四开关驱动器相连接的第四端口输出用于交替切换所述第二电力开关器件的开关控制信号的步骤。
本发明的特征在于，在这种控制方法中，与所述第一短脉冲同时生成并输出的所述第二短脉冲的脉冲宽度的值大于所述第一短脉冲的脉冲宽度的值。
根据所述解决问题的方案，本发明的特征在于，使因交替切换2个电力开关器件而发生的死区时间区间最小化，在第二电力开关器件达到阈值电压之后，通过仅施加1个短脉冲(1个开关驱动器)来使逆变器输出端的电压下降的下降斜率变得平缓(即，以具有双斜率)，从而使开关噪声最小化。
附图说明
图1为包括本发明实施例的死区时间优化控制装置的直流-直流转换器的结构例示图。
图2为用于阐述本发明实施例的死区时间优化控制装置的工作的信号时序例示图。
图3为用于说明本发明另一实施例的死区时间优化控制方法的信号输出流程例示图。
具体实施方式
对本说明书中所公开的基于本发明概念的实施例进行的特定结构或功能描述，其例示目的仅仅在于说明基于本发明概念的实施例，基于本发明概念的实施例能够以多种形式实施，而并不局限于本说明书中所描述的实施例。
并且，基于本发明概念的实施例可实施多种变更，并可具有多种形式，因而将在附图中例示并在本说明书中进行详细说明。但是，这并非表示所要将基于本发明概念的实施例限定于特定的公开形式，而是包括本发明的思想及技术范围内的所有变更、等同技术方案及代替技术方案。
并且，在说明本发明过程中，当判断对相关的公知功能或结构等的具体说明有可能不必要地混淆本发明主旨的情况下，将省略对其的详细说明。
首先，图1例示包括本发明实施例的死区时间优化控制装置的直流-直流转换器的结构图。
如图1所示，用于将直流电力从一个电压转换为其他电压的直流-直流转换器包括：电感器L，与输入电源VIN相连接；以及第一电力开关器件N1及第二电力开关器件N2，与所述电感器L并联连接。为了便于说明，以下将电感器L的一侧与所述第一电力开关器件N1及第二电力开关器件N2相联接的节点称之为节点LX。
如图所示，作为所述第一电力开关器件N1，可使用P沟道金属氧化物半导体(PMOS)晶体管，作为所述第二电力开关器件N2，可使用通道金属氧化半导体(NMOS)晶体管。这些电力开关器件N1、N2根据施加于栅极端的开关控制信号来被开启、关闭，需要交替地(互补地)开启或关闭这些开关器件。即，根据从后述的脉冲宽度调制控制器30输出的开关控制信号来只能开启一个开关器件。作为参照，在所述第一电力开关器件N1与接地端之间联接有充电电容器C。
当第二电力开关器件N2处于开启状态时，电流通过电感器L沿顺时针方向流动，并且由电感器L储存能量。当第二电力开关器件N2处于关闭状态且第一电力开关器件N1处于开启状态时，储存于电感器L的能量及输入直流电压VIN通过第一电力开关器件310对电容器C进行充电。其中，在开关速度足够快的情况下，当对电容器C进行充电时，电感器L不完全放电。因此，当第二电力开关器件N2处于关闭状态且第一电力开关器件N1处于开启状态时，与电容器C并联连接的负荷端的输出电压VOUT始终大于输入电压VIN。
如上所述，当第二电力开关器件N2处于关闭状态时，储存于电感器L的能量及输入直流电压VIN相结合来对电容器C进行充电，之后，当第二电力开关器件N2处于开启状态且第一电力开关器件N1处于关闭状态时，电容器C可向负荷端提供被蓄积的电压和能量。即，当第二电力开关器件N2处于关闭状态且第一电力开关器件N1处于开启状态时，输出电压VOUT增加，当第二电力开关器件N2处于开启状态且第一电力开关器件N1处于关闭状态时，输出电压VOUT减少。
在第一电力开关器件N1及第二电力开关器件N2的栅极端连接有包括多个开关驱动器SD1-SD4的开关缓冲器40，开关缓冲器40与根据脉冲宽度调制占空比交替切换所述第一电力开关器件N1及第二电力开关器件N2来以使转换器的输出电压从输入电压电平上升至目标电平的方式进行控制的脉冲宽度调制控制器30相连接。根据情况，将所述开关缓冲器40和脉冲宽度调制控制器30称之为脉冲宽度调制驱动器。
用于以交替切换的方式控制第一电力开关器件N1及第二电力开关器件N2的第一开关控制信号从脉冲宽度调制控制器30输出并通过第一开关驱动器SD1施加于第一电力开关器件N1的栅极端，第二开关控制信号也从脉冲宽度调制控制器30输出并通过第二开关驱动器SD4施加于第二电力开关器件N2的栅极端。
所述第一开关驱动器SD1及第二开关驱动器SD4作为通过接收因脉冲宽度调制回路而产生的置位(set)、复位(reset)信号来驱动所述第一电力开关器件及第二电力开关器件的开关驱动器，通过接收慢于后述的接收短脉冲来驱动的开关驱动器SD2、SD3的相位信号来驱动，起到对通过瞬间驱动的开关驱动器SD2、SD3来变为高/低的电力开关器件的栅极端相位进行拉上或拉下的作用。
除了所述结构之外，直流-直流转换器还可包括模式转换控制部，所述模式转换控制部在线性模式下通过供给电流来使直流-直流转换器的输出电压线性上升，在开关模式下根据脉冲宽度调制占空比执行开关工作来使输出电压上升至目标电平，并在线性模式下确定是否进入开关模式。
如图所示，所述模式转换控制部包括误差放大器10、灯控制器(未图示)及比较器20。这种模式转换控制部的结构及工作详细公开在由本申请的申请人在先申请并授权的授权专利10-1642761号中，因而将省略对其的详细说明。
除了所述结构之外，为了使死区时间区间最小化并防止硬开关的发生，本发明实施例的直流-直流转换器的特征在于，还包括：脉冲产生器50，用于同时输出具有互不相同的脉冲宽度的多个短脉冲，以在检测到向与转换器的电压输出端相连接的第一电力开关器件N1的栅极端施加的开关控制信号的关闭时间点时开启第二电力开关器件N2；第三开关驱动器SD2，输出用于在从所述脉冲产生器50输出的第一短脉冲的脉冲宽度区间内开启所述第二电力开关器件N2的第三开关控制信号；以及第四开关驱动器SD3，输出用于在从所述脉冲产生器50输出的第二短脉冲的脉冲宽度区间内开启所述第二电力开关器件N2的第四开关控制信号。
所述脉冲产生器50在检测到施加于第一电力开关器件N1的开关控制信号的关闭时间点后延迟规定时间之后同时生成并输出具有互不相同的脉冲宽度的第一短脉冲及第二短脉冲，像这样，为了在延迟规定时间之后输出第一短脉冲及第二短脉冲，在输入端还包括用于使施加于所述第一电力开关器件N1的栅极端的第一开关控制信号反转的反转器件(未图示)。
所述第一短脉冲及第二短脉冲具有纳秒(nano sec)单位的脉冲宽度，并且与所述第一短脉冲同时生成并输出的所述第二短脉冲的脉冲宽度的值大于所述第一短脉冲的脉冲宽度的值。这是为了通过减少施加于第二电力开关器件的栅极端的开关控制信号的数量，来缓慢地逐步减少作为电感器L输出端的LX节点的输出电压变动斜度，以减小开关噪声。
以下，参照图2来对具有所述结构的直流-直流转换器的工作进行更加详细的说明。
图2例示用于阐述本发明实施例的死区时间优化控制装置的工作的信号时序图。
参照图2，在交替控制第一电力开关器件N1和第二电力开关器件N2的开关模式下，如图2所示，脉冲宽度调制控制器30从低电平向高电平输出用于对开启中的第一电力开关器件N1进行关闭控制的第一开关控制信号。这种第一开关控制信号通过端口P1并借助开关缓冲器40内的开关驱动器SD1施加于第一电力开关器件N1的栅极端，并施加于脉冲产生器50。
脉冲产生器50内的电位设置有反转器件，因而如图2所示，从低电平变为高电平的所述第一开关控制信号以具有规定的时间延迟时序的方式反转。这在图2中以反转信号来显示。
当检测到这种反转信号的电平变化，即，从高电平到低电平的电平变化时，脉冲产生器50将其识别为第一电力开关器件的关闭指令，从而同时生成并输出与所述反转信号的电平变化时间点同步的第一短脉冲及第二短脉冲，其中，所述第一短脉冲及第二短脉冲具有纳秒单位的脉冲宽度，生成并输出所述第二短脉冲的脉冲宽度的值大于所述第一短脉冲的脉冲宽度的值的脉冲。
从脉冲产生器50生成并输出的第一短脉冲和第二短脉冲分别通过开关缓冲器40内的开关驱动器SD2、SD3施加于第二电力开关器件N2的栅极端。
像这样，在通过开关驱动器SD2、SD3开启第二电力开关器件N2的第一短脉冲及第二短脉冲同时施加于栅极端之前，如图2所示，作为逆变器L的输出节点的LX呈现出死区时间区间(①)，但在施加用于开启第二电力开关器件N2的信号电平的区间(②)中，会改变栅极端的电荷量，从而使LX节点的电压电平急剧下降(区间②)。
另一方面，由于用于开启第二电力开关器件N2的第一短脉冲的脉冲宽度小于第二短脉冲的脉冲宽度，因而在第一短脉冲的开启区间结束的时间点(区间③)，LX节点的电压电平急剧下降斜率比所述区间②缓慢，从而相对于之前，可获得降低开关噪声的效果。
作为参照，LX节点具有下降斜率(falling slope)的区间为米勒平台(millerplateau)区间，通过对第二电力开关器件的栅极电容器进行充电来达到所述区间。在初始栅极从0[V]上升至阈值电压的区间，以厘米-克-秒(Cgs)值为主，因而可通过第二电力开关器件N2的尺寸求得相应的值。并且，可通过开关驱动器的尺寸求得施加于栅极端的电流量，通过T＝(C×V)/I，可以得出达到阈值电压为止所需的时间。可利用其来得出进入米勒平台附近的时间，并通过将第一短脉冲实现为在到达米勒平台之后立即关闭的信号，从而可通过两极结构来实现对死区时间区间的控制。
即，本发明实施例的死区时间优化控制装置在开关模式下，在通过检测用于关闭第一电力开关器件N1的时间点来交替切换第二电力开关器件之前，快速输出用于预先开启第二电力开关器件的多个短脉冲(通过2个开关驱动器使第二电力开关器件的栅极电压快速达到阈值电压)，从而可使因交替切换第一电力开关器件和第二电力开关器件而发生的死区时间区间最小化，
在第二电力开关器件达到阈值电压之后，仅施加1个短脉冲(1个开关驱动器)来使LX节点的电压下降的下降斜率变得平缓，从而可使开关噪声最小化。
未在图2中说明的第二开关控制信号为为了在开关模式下交替切换第二电力开关器件N2而从脉冲宽度调制控制器30输出的信号，体现出通过端口P2并借助开关驱动器SD4施加于第二电力开关器件N2的栅极端的信号。
在所述实施例中对通过设置单独的脉冲产生器来使死区时间及开关噪声最小化的具体实施例进行了说明，但也可在不设置脉冲产生器的情况下，从脉冲宽度调制控制器30按指定的顺序输出第一短脉冲及第二短脉冲来使死区时间及开关噪声最小化。对此参照图3来进行说明。
首先，图3例示用于说明本发明另一实施例的死区时间优化控制方法的信号输出流程图。
如图3所示，根据脉冲宽度调制占空比交替切换第一电力开关器件N1及第二电力开关器件N2来使输出电压从输入电压电平上升至目标电平的脉冲宽度调制控制器30在开关模式下，向与第一开关驱动器(图1的SD1)相连接的第一端口P1输出用于按照规定的顺序关闭第一电力开关器件N1的开关控制信号(步骤S10)。
脉冲宽度调制控制器30为了在输出所述开关控制信号之后交替切换第二电力开关器件N2之前预先开启所述第二电力开关器件N2而通过分别与互不相同的第二开关驱动器SD2及第三开关驱动器SD3相连接的第二端口及第三端口(未在图1中示出)同时输出具有互不相同的脉冲宽度的第一短脉冲及第二短脉冲(步骤S20)。
作为参照，从为了关闭所述第一电力开关器件N1而反转的开关控制信号的反转时间点至同时输出所述第一短脉冲及第二短脉冲的时间点为止的时间应考虑用于使死区时间最小化的区间来设定。
若通过脉冲宽度调制控制器30执行所述步骤S10和步骤S20，如之前实施例所述，在交替切换第二电力开关器件(步骤S30)之前，快速输出用于预先开启第二电力开关器件N2的多个短脉冲(通过2个开关驱动器使第二电力开关器件的栅极电压快速达到阈值电压)，从而可使因交替切换第一电力开关器件N1和第二电力开关器件N2(步骤S10和步骤S30)而发生的死区时间区间最小化。
在第二电力开关器件N2达到阈值电压之后，仅施加1个短脉冲(1个开关驱动器)来使LX节点的电压下降的下降斜率变得平缓(即，以具有双斜率)，从而可使开关噪声最小化。
因此，本发明可通过变更图1所示的具体电路设计或开关驱动器的驱动控制程序来实现本发明的目的。
以上，参照附图中所示的实施例来进行了说明，但这仅仅是例示性的，本发明所属技术领域的普通技术人员可以理解，可由此实施多种变形及等同的其他实施例。因此，本发明的真正的技术保护范围应仅由所附的发明要求保护范围而定。

Claims (6)

1.一种直流-直流转换器的死区时间优化控制装置，所述直流-直流转换器包括电感器和第一电力开关器件及第二电力开关器件，所述电感器与输入电源相连接，所述第一电力开关器件及第二电力开关器件与所述电感器并联连接，
其特征在于，包括：
脉冲产生器，当检测到向与所述直流-直流转换器的电压输出端相连接的所述第一电力开关器件施加的开关控制信号的关闭时间点时，同时输出具有互不相同的脉冲宽度的多个短脉冲，以开启所述第二电力开关器件；
第一开关驱动器，在从所述脉冲产生器输出的第一短脉冲的脉冲宽度区间内，输出用于开启所述第二电力开关器件的开关控制信号；
第二开关驱动器，在从所述脉冲产生器输出的第二短脉冲的脉冲宽度区间内，输出用于开启所述第二电力开关器件的开关控制信号；以及
脉冲宽度调制控制器，根据脉冲宽度调制占空比交替切换所述第一电力开关器件及第二电力开关器件来使所述直流-直流转换器的输出电压从输入电压电平上升至目标电平。
2.根据权利要求1所述的直流-直流转换器的死区时间优化控制装置，其特征在于，
所述脉冲产生器在检测到向所述第一电力开关器件施加的开关控制信号的关闭时间点后延迟规定时间之后生成并输出所述第一短脉冲及第二短脉冲来使死区时间区间最小化。
3.根据权利要求1或2所述的直流-直流转换器的死区时间优化控制装置，其特征在于，
所述脉冲产生器还包括反转器件，所述反转器件用于使向所述第一电力开关器件施加的开关控制信号反转，以在检测到向所述第一电力开关器件施加的开关控制信号的关闭时间点后延迟规定时间之后生成并输出所述第一短脉冲及第二短脉冲。
4.根据权利要求1或2所述的直流-直流转换器的死区时间优化控制装置，其特征在于，
与所述第一短脉冲同时生成并输出的所述第二短脉冲的脉冲宽度的值大于所述第一短脉冲的脉冲宽度的值。
5.一种直流-直流转换器的死区时间优化控制方法，所述直流-直流转换器包括电感器、第一电力开关器件及第二电力开关器件以及脉冲宽度调制控制器，所述电感器与输入电源相连接，所述第一电力开关器件及第二电力开关器件与所述电感器并联连接，所述脉冲宽度调制控制器根据脉冲宽度调制占空比交替切换所述第一电力开关器件及第二电力开关器件来使所述直流-直流转换器的输出电压从输入电压电平上升至目标电平，
其特征在于，包括：
向与第一开关驱动器相连接的第一端口输出用于按规定的顺序关闭与所述直流-直流转换器的电压输出端相连接的所述第一电力开关器件的开关控制信号的步骤；
为了在输出所述开关控制信号之后且在交替切换所述第二电力开关器件之前预先开启所述第二电力开关器件而通过分别与互不相同的第二开关驱动器及第三开关驱动器相连接的第二端口及第三端口同时输出具有互不相同的脉冲宽度的第一短脉冲及第二短脉冲的步骤；以及
向与第四开关驱动器相连接的第四端口输出用于交替切换所述第二电力开关器件的开关控制信号的步骤。
6.根据权利要求5所述的直流-直流转换器的死区时间优化控制方法，其特征在于，
与所述第一短脉冲同时生成并输出的所述第二短脉冲的脉冲宽度的值大于所述第一短脉冲的脉冲宽度的值。
CN201910219242.2A 2019-03-21 2019-03-21 死区时间优化控制装置及其方法 Pending CN111725998A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910219242.2A CN111725998A (zh) 2019-03-21 2019-03-21 死区时间优化控制装置及其方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910219242.2A CN111725998A (zh) 2019-03-21 2019-03-21 死区时间优化控制装置及其方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111725998A true CN111725998A (zh) 2020-09-29

Family

ID=72563407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910219242.2A Pending CN111725998A (zh) 2019-03-21 2019-03-21 死区时间优化控制装置及其方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111725998A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101176049A (zh) * 2004-06-21 2008-05-07 艾斯泰克国际有限公司 使用死区时间和场效应晶体管驱动控制的效率动态最优化
CN102904432A (zh) * 2011-07-28 2013-01-30 美芯晟科技（北京）有限公司 一种同步开关电源转换***中的驱动控制电路
CN108432116A (zh) * 2015-12-04 2018-08-21 株式会社村田制作所 电力变换装置
CN108712059A (zh) * 2017-03-31 2018-10-26 万国半导体(开曼)股份有限公司 通过传感低端开关的全时电感电流监控方法
KR101926630B1 (ko) * 2017-10-20 2018-12-11 주식회사 동운아나텍 데드 타임 최적화 제어장치 및 그 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101176049A (zh) * 2004-06-21 2008-05-07 艾斯泰克国际有限公司 使用死区时间和场效应晶体管驱动控制的效率动态最优化
CN102904432A (zh) * 2011-07-28 2013-01-30 美芯晟科技（北京）有限公司 一种同步开关电源转换***中的驱动控制电路
CN108432116A (zh) * 2015-12-04 2018-08-21 株式会社村田制作所 电力变换装置
CN108712059A (zh) * 2017-03-31 2018-10-26 万国半导体(开曼)股份有限公司 通过传感低端开关的全时电感电流监控方法
KR101926630B1 (ko) * 2017-10-20 2018-12-11 주식회사 동운아나텍 데드 타임 최적화 제어장치 및 그 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3691101A1 (en) Interleaved switched-capacitor converters
EP3198710B1 (en) Control method for buck-boost power converters
CN106059304B (zh) 使用次级开关的电压有效减小的开关
JP5739832B2 (ja) 昇降圧型ｄｃ−ｄｃコンバータの制御回路、昇降圧型ｄｃ−ｄｃコンバータの制御方法、および昇降圧型ｄｃ−ｄｃコンバータ
US8552768B2 (en) Transistor switch control circuit
US10075085B2 (en) Gallium nitride driver with tuned dead-time
US9780695B2 (en) Control method of inverter circuit
JP6706811B2 (ja) スナバ回路及びそれを用いた電力変換システム
EP3151407B1 (en) Method for driving a resonant converter, and corresponding converter and computer program product
US7535733B2 (en) Method of controlling DC-to-DC converter whereby switching control sequence applied to switching elements suppresses voltage surges at timings of switch-off of switching elements
JP5023819B2 (ja) 昇降圧型ｄｃ−ｄｃコンバータの制御方法、昇降圧型ｄｃ−ｄｃコンバータの制御回路、および昇降圧型ｄｃ−ｄｃコンバータ
Wittmann et al. MHz-converter design for high conversion ratio
US10491105B1 (en) Power converter and dead-time control circuit therefor
US10523118B2 (en) Reverse recovery charge elimination in DC/DC power converters
Liu et al. Building blocks for future dual-channel GaN gate drivers: Arbitrary waveform driver, bootstrap voltage supply, and level shifter
US8471545B2 (en) Electronic device and method for DC-DC conversion
Zhou et al. A high efficiency synchronous buck converter with adaptive dead-time control
US9866104B2 (en) Circuits and methods for operating a switching regulator
KR101926630B1 (ko) 데드 타임 최적화 제어장치 및 그 방법
CN111725998A (zh) 死区时间优化控制装置及其方法
WO2022070446A1 (ja) モータ駆動回路およびモータモジュール
JP2018085873A (ja) ゼロボルトスイッチング方式のスイッチング電源装置
CN107394998B (zh) 控制电路、控制方法及开关电源
Ulrich Multi-Level Flying Capacitor ZVS Clamp-Switch Boost Converter
CN113302827A (zh) 一种多相信号控制电路及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination