[发明专利]基于体二极管导通检测的开关变换器自适应死区产生电路

说明书

基于体二极管导通检测的开关变换器自适应死区产生电路，属于电子电路技术领域。电压比较器对其第一和第二输入端的信号进行比较，输出比较信号自适应死区逻辑电路提取比较信号中体二极管的导通信号作为功率管的关断信号，并输出给死区选择判断电路；死区选择判断电路根据开关变换器的工作模式，对固定死区和自适应死区进行处理后得到信号输入到功率管驱动电路，确保在电路连续模式CCM及电流断续模式DCM下都能输出较理想的含自适应死区的驱动信号。本发明能有效地检测开关变换器中体二极管的导通情况，并以此为依据开启功率管，实现了接近理想的死区时间。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及基于体二极管导通检测的开关变换器自适应死区产生电路。

背景技术

在同步整流的DC-DC开关变换器中，两个功率管尺寸通常较大，其开启及关断延迟不可忽略，若用单一的控制信号进行开关控制，会出现两个功率管同时开启的情况，此时流过功率管的电流将会非常大，尤其在高频应用中，芯片的功耗将大大增加，常用的解决办法为将控制信号一分为二并加入死区时间，死区时间即两个功率管同时关断的时间。

对于死区时间的处理，传统的方案是采用固定长度的死区时间，其优点是可靠性高且结构简单，但固定的死区时间也会导致功率管同时关闭的时间较长，特别是在轻载的情况下。进一步会导致占空比受限等问题。

常见的DC-DC开关变换器，如BUCK和BOOST变换器中都含有功率电感，由于电感的电流不突变特性，在死区时间内功率管的体二极管会导通以对电感电流进行续流。故体二极管导通可作为功率管已经同时关断的标志信号，通过检测体二极管的导通来设置死区时间是一种较为理想的死区控制思路。目前通过检测体二极管的导通来设置死区时间的方法不多，文献Zhen S,Zhang B,Luo P,et al.A high efficiency synchronous buckconverter with adaptive dead time control for dynamic voltage scalingapplications[C]//Ieee/ifip,International Conference on Vlsi and System-On-Chip.IEEE,2011:43-48.中涉及到一种测体二极管的导通的方法，但是该方式有通用性较差，对于工艺的要求较高等缺点。

发明内容

基于上述不足之处，本发明提出了一种基于体二极管导通检测的开关变换器自适应死区产生电路，在不同输入输出电压、不同负载情况下都能自适应的产生合适的死区时间。

本发明的技术方案为：

基于体二极管导通检测的开关变换器自适应死区产生电路，包括电压比较器、高端功率管驱动电路、低端功率管驱动电路、自适应死区逻辑电路、固定死区产生电路和死区选择判断电路，所述电压比较器的正向输入端作为所述自适应死区产生电路的第一输入端，其负向输入端作为所述自适应死区产生电路的第二输入端，其输出端连接所述自适应死区逻辑电路的第一输入端；所述自适应死区逻辑电路的第二输入端连接所述开关变换器的脉宽调制信号PWM，其第一输出端连接所述死区选择判断电路的第一输入端，其第二输出端连接所述死区选择判断电路的第二输入端；所述固定死区产生电路的输入端连接所述开关变换器的脉宽调制信号PWM，其第一输出端连接所述死区选择判断电路的第三输入端，其第二输出端连接所述死区选择判断电路的第四输入端和所述自适应死区逻辑电路的第三输入端；所述高端功率管驱动电路的输入端连接所述死区选择判断电路的第一输出端，其输出端作为所述自适应死区产生电路的第一输出端输出高端功率管驱动信号DTH_OUT；所述低端功率管驱动电路的输入端连接所述死区选择判断电路的第二输出端，其输出端作为所述自适应死区产生电路的第二输出端输出低端功率管驱动信号DTL_OUT；