[发明专利]桥式开关控制电路及其操作方法

说明书

技术领域

本发明有关一种桥式开关控制电路及其操作方法，尤指一种具有交错切换功能的桥式开关控制电路及其操作方法。

背景技术

此外，在功率开关切换电路中，由于功率开关会有导通延迟(turn-on delay)与截止延迟(turn-off delay)的非理想现象，因此，实际上，功率开关并不会在输入命令到达后立即导通或截止。为了避免同一臂上两晶体在非完全导通或截止状态下发生短路的情况，须要在上下臂晶体导通与截止中间错开，延迟一段时间，此段时间称为死区时间(dead time)或称短路防止时间。此外，短路防止时间的做法乃将每一功率开关由截止至导通的瞬间往后延迟一时间，而此延迟的时间大小必须配合开关的切换速度。

请参见图1A，为现有技术的半桥式电路架构电路图。为了方便说明，以具有同步整流控制的转换器为例。该转换器具有一变压器，并且该变压器的二次侧以两个金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)为开关元件，分别为一第一开关Q1与一第二开关Q2，其中，该第一开关Q1与该第二开关Q2为互补交替切换，亦即，当该第一开关Q1导通时，该第二开关Q2则截止，反之，当该第一开关Q1截止时，该第二开关Q2则导通。配合参见图1B，为现有技术一短路防止时间(dead time)的示意图。承上所述，当进行切换控制时，为了防止该第一开关Q1与该第二开关Q2因为同时导通，而造成短路击穿(short through)的情况，因此，在两开关导通与截止交越处皆提供一短路防止时间td。如图1B所示，时间t1至时间t2、时间t3至时间t4以及时间t5至时间t6为该短路防止时间td。惟，若缩短该短路防止时间td，将增加有效工作周期，但容易因噪声干扰或开关元件本身的非理特性而同样发生短路击穿情况；反之，若增加该短路防止时间td，虽然能够改善击穿情况发生的可能性，但该多个开关处于关闭的时间占整个切换周期时间的比例增加，而导致整体转换效率下降。

参见图1C，为现有技术另一短路防止时间(dead time)的示意图。在现有技术中，为随着该第一开关Q1与该第二开关Q2同时导通而发生短路击穿，因此，也提出保护机制的解决方案。如图1C所示，当时间t3至时间t4发生噪声S_n干扰，此时，控制系统会强迫关闭该第一开关Q1的一第一驱动信号S_gl，直到噪声消除后，控制系统会由于最小导通时间(minimum on time)机制启动，再次送出因的前强迫关闭而未传送完该第一驱动信号S_g1的未完成导通动作。因此，一旦互补交替切换的一第二驱动信号S_g2接续导通时，将发生该第一开关Q1与该第二开关Q2同时导通造成短路击穿的情况，使得功率开关元件永久性损坏，进而让产生可靠度大幅降低。

因此，如何设计出一种桥式开关控制电路及其操作方法，可应用于半桥式与全桥式拓朴架构的电路，使得两个功率开关回路不会因为同时导通而造成短路击穿(short through)情况发生，并且提高电路可靠度与噪声免疫能力，乃为本案发明人所欲行克服并加以解决的一大课题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种桥式开关控制电路的操作方法，以克服现有技术的问题。因此本发明桥式开关控制电路的操作方法包含下列步骤：(a)提供一第一驱动信号、一第二驱动信号、一第一闩锁信号以及一第二闩锁信号，其中该第一驱动信号与该第二驱动信号分别驱动至少一互补式开关对中的多个开关；(b)判断该第一驱动信号是否为正缘触发该至少一互补式开关对的一开关；(c)若该第一驱动信号为正缘触发该至少一互补式开关对的该开关，则控制该第一闩锁信号为高电平，同时控制该第二闩锁信号为低电平；(d)判断该第二驱动信号是否为正缘触发该至少一互补式开关对的另一开关；以及(e)若该第二驱动信号为正缘触发该至少一互补式开关对的该另一开关，则控制该第二闩锁信号为高电平，同时控制该第一闩锁信号为低电平。