[发明专利]用于具有混合迟滞控制(HHC)的切换转换器控制器的软启动

说明书

一种切换转换器控制器(330)包含：控制回路(302)，其适于耦合到功率级(316)的输出端子(312)；以及混合迟滞控制(HHC)电路(314)，其耦合到所述控制回路(302)。所述HHC电路(314)包含适于耦合到所述功率级(316)的谐振电容器(Cr)的谐振电容器电压(Vcr)节点(310)，其中所述Vcr节点(310)将Cr的感测电压与频率补偿斜坡相加。所述HHC电路(314)还包含耦合到所述Vcr节点(310)的软启动控制器(322)。所述软启动控制器(322)包含耦合到所述Vcr节点(310)的箝位电路(324)。

背景技术

随着新电子装置的开发及集成电路(IC)技术的进步，新的IC产品商业化。用于电子装置的一个实例IC产品是用于具有一或多个开关的功率级的切换转换器控制器。一个实例功率级包含高侧开关、低侧开关及具有谐振电容器(Cr)的LLC(电感器-电感器-电容器)谐振槽电路。实例切换转换器控制器包含控制回路及耦合到控制回路的混合迟滞控制(HHC)电路。

图1A是根据常规方法的具有控制回路102及HHC电路114的切换转换器100的框图。切换转换器100还包含功率级116。如所展示，功率级116包含在输入电压(VIN)与接地(GND)之间串联耦合的高侧开关(S1)及低侧开关(S2)。在图1A的实例中，S1是由高侧控制信号(HO)控制的n型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，且S2是由低侧控制信号(LO)控制的n型MOSFET。对于S1及S2中的每一者，寄生电容由跨越S1及S2的相应电流端子的相应电容器表示。在S1与S2之间是耦合到功率级116的LLC谐振槽电路的开关节点108，其中LLC谐振槽电路包含电感器(L1)、变压器X1的初级线圈及Cr。在一些实施例中，L1是X1内部的泄漏电感。如所展示，开关节点108耦合到L1的第一侧，而L1的第二侧耦合到X1的初级线圈的第一侧。此外，X1的初级线圈的第二侧耦合到Cr的第一侧，且Cr的第二侧耦合到接地。

如所展示，Cr的第一侧耦合到HHC电路114，所述HHC电路114包含在Cr的第一侧与接地之间串联的电容器C4及C5。在C4与C5之间的是谐振电容器电压(Vcr)节点110。Vcr节点110将跨越Cr的谐振电容器电压的按比例缩小版本与添加或移除电荷的频率补偿斜坡相加。作为实例，频率补偿斜坡可由两个匹配的电流源(CS1及CS2)产生。在S1接通时充电电流源(CS1)接通，且在S2接通时放电电流源(CS2)接通。在操作中，CS1及CS2向VCR节点110添加三角形波形。

在图1A中，CS1及CS2是耦合到Vcr节点110的HHC电路114的部分。在图1A的实例中，CS1耦合在参考电压(Vref)与Vcr节点110之间，且由HO控制。当CS1接通(HO高)时，向Vcr节点110添加电荷。同时，CS2耦合在Vcr节点110与接地之间，且由LO控制。当CS2接通(LO高)时，从Vcr节点110移除电荷。对于HHC电路114，Vcr节点110处的电压通过第一比较器104与下阈值(Vtl)进行比较；以及通过第二比较器106与更高阈值(Vth)进行比较。第一比较器104的输出是指示Vcr节点110处的电压何时小于Vtl的控制信号(VCR_lt_Vtl)。第二比较器106的输出是指示Vcr节点110处的电压何时大于Vth的控制信号(VCR_gt_Vth)。在图1A的实例中，VCR_gt_Vth及/或VCR_lt_Vtl被提供到控制回路102，所述控制回路102经配置以至少部分地基于VCR_gt_Vth、VCR_lt_Vtl、电压回路补偿器输出(Vcomp)及功率级116的输出节点112处的输出电压(VOUT)来控制HO、LO、Vth及Vtl。更具体来说，当VCR_gt_Vth被断言时，HO变低，此关断S1。此外，当VCR_lt_Vtl被断言时，LO变低，此关断S2。另外，控制回路102使用：VOUT来确定Vcomp；且使用Vcomp来调整Vth及Vtl。在一个实例实施例中，Vcomp是误差放大器的输出，其中VOUT及参考电压作为误差放大器的输入。