[发明专利]在同步降压转换器处提供死区时间调节的电路和方法

说明书

公开了一种用于高效使用电压调节器(诸如同步降压转换器)处的功率的装置和方法。该同步降压转换器包括分别由第一控制信号和第二控制信号操作的第一开关和第二开关，其中第一和第二控制信号具有对应的相位差。逻辑电路对照第一控制信号与第二控制信号之间的相位差的迭代改变来测量输入经脉宽调制(PWM)信号的占空比。该逻辑电路选择与PWM信号的最小值相对应的相位差，由此优化同步降压转换器处的死区时间。该逻辑电路可包括数字脉宽调制器。

J·T·多伊尔、F·马默帝、C·张、Z·傅、S·沙赫鲁尼亚

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2014年10月23日提交的美国临时专利申请号62/067,906的优先权和权益，其通过援引全部纳入于此。

技术领域

本申请涉及电压转换器，尤其涉及同步降压转换器的反馈控制。

附图说明

图1是解说用于提供恒定或几乎恒定的输出电压的示例反馈环路的架构图。

图2是根据一些实施例的可被用在本文的示例架构中的任一者中的示例性同步降压转换器的图解。

图3示出了供在一些实施例中使用的示例死区时间生成器。

图4是根据一个实施例的图3的第一和第二控制信号的下降沿的图解。

图5是根据一个实施例的用于将死区时间设为期望值的示例系统的图解。

图6是根据一个实施例的一种选择和应用死区时间的示例方法的流程图的图解。

图7示出了根据一个实施例的提供对死区时间的控制的另一示例系统。

图8示出了可用在各种实施例(诸如图7的实施例)中的数字脉宽调制器(DPWM)的一个示例电路实现。

具体实施方式

本文公开了用于在电压调节器中高效使用功率的电路和方法的实施例。在一个实施例中，同步降压转换器被包括在反馈环路中，其中同步降压转换器的输出电压被反馈到脉宽调制器(PWM)控制器。PWM控制器使用电压输出反馈来调节影响同步降压转换器操作的PWM信号的占空比。反馈环路通过调节PWM信号来保持电压输出几乎恒定。

同步降压转换器在其开关处接收两个控制信号，其中该两个控制信号具有定义开关的死区时间的相位差。另一反馈环路选择相位差的期望值以使得同步降压转换器中的死区时间被优化。

图1是解说用于提供恒定或几乎恒定的V_输出的示例反馈环路的架构图。PWM控制器102接收参考电压(Vref)以及提供V_输出的值的反馈信号，并且响应于Vref与V_输出之差而输出PWM信号。PWM控制器102通过调节PWM信号的占空比来调制该PWM信号。一般而言，PWM信号的较大占空比增大同步降压转换器110的输出处的电压，而PWM信号的较小占空比减小同步降压转换器110的输出处的电压。以此方式，PWM控制器102持续地调节PWM信号的占空比以保持V_输出几乎恒定。

相位生成器104从PWM控制器102接收PWM信号并且通过调节其相位或产生具有不同相位的多个不同信号来处理PWM信号。例如，相位生成器104可产生用于耦合的反相器的不同信号，或者可产生用于多相降压转换器的不同信号。然而，为了易于解说，本文将不进一步讨论相位生成器104的操作，并且此示例假定死区时间生成器106接收PWM信号或者非常类似于PWM信号的信号。