開關時序提供方法、同步整流控制器及適應性定時控制器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明大致涉及電源供應器的同步整流的控制方法與控制器。
【背景技術】
[0002]電源供應器除了要求有精準的輸出電壓或是輸出電流之外，能量轉換效率(powerconvers1n efficiency)往往也是業界非常在乎的規格之一。
[0003]圖1為已知的一返馳式(flyback)開關式電源供應器10，作為開關式電源供應器的一例子。脈沖寬度調制控制器14使功率開關20導通時，輸入電源Vin與輸入地26使變壓器18儲能；功率開關20關閉時，變壓器18通過整流二極管12對輸出電容17與負載16釋放能量，以建立輸出電源Vott與輸出地28。通過適當的回饋路徑，脈沖寬度調制控制器14可以調整功率開關20的工作周期(duty cycle)，使輸出電源Vqut符合想要的規格。
[0004]所有變壓器18輸出到輸出電容17與負載16的次級側電流Isec，都必需經過整流二極管12。整流二極管12的順向偏壓大約是IV，固定地耗損能量。為了降低整流二極管12的能量耗損，增加能量轉換效率，所以昔知技術中，如同圖2所示，已經發展了以一個整流開關24取代整流二極管12。這樣的技術稱為同步整流(synchronous rectificat1n)。開關式電源供應器30中的整流開關24需要被適當地控制，來模仿圖1中的整流二極管12的動作。當功率開關20導通、變壓器18儲能時，整流開關24關閉。當變壓器18處于放電狀態釋能時，整流開關24導通，提供一個低電阻低耗能的放電路徑，讓變壓器18對輸出電容17充電。當變壓器18放電完畢后，整流開關24也需要關閉，預防輸出電源Vott對變壓器18儲能。
[0005]整流開關24的開關時序需要非常小心的控制。如果整流開關24的開啟時間(0Ntime)不夠長，就得不到降低能量耗損的好處。萬一整流開關24還在開啟時間時，功率開關20就切換成導通，則開關式電源供應器30有炸機的危險。
【發明內容】
[0006]本發明的一實施例提供一種開關時序提供方法，適用于一開關式電源供應器，該方法包含有:提供一當下時間信號，其對應提供該開關式電源供應器中的一元件處于一第一狀態的一放電時間，其中該當下時間信號記錄于一第一電容；提供一預估時間信號，其記錄于一第二電容；依據該預估時間信號，控制一開關；以及，在該元件處于不同于該第一狀態的一第二狀態時，以電荷分享的方式，以該當下時間信號，更新該預估時間信號。
[0007]本發明的一實施例提供一同步整流控制器，用以控制一整流開關。該整流開關包含有一體二極管(body d1de)。該同步整流控制器包含有一第一記錄器、一第二記錄器、一更新裝置、以及一開關控制器。該第一記錄器提供一預估時間信號。該第二記錄器，提供一當下時間信號，其表示該體二極管處于順偏壓時的一放電時間。當該體二極管處于逆偏壓時，該更新裝置依據該當下時間信號，更新該預估時間信號，以使該預估時間信號逼近該當信時間信號。該開關控制器依據該預估時間信號，控制該整流開關。
[0008]本發明的一實施例提供一種適應性地定時控制器(ADAPTIVE TIMINGCONTROLLER)，用以適應性地提供一電源供應器中一時序。該電源供應器包含有一體二極管。該時序控制器包含有一斜坡產生器、一第二電容、一更新開關、以及一比較器。該斜坡產生器用以提供一斜坡信號，其代表該體二極管被順向偏壓的一放電時間。該斜坡信號的一峰值記錄于一第一電容,作為一當下時間信號。該第二電容記錄一預估時間信號。該更新開關連接于該第一電容與該第二電容之間。在該體二極管被逆向偏壓時，該更新開關短路該第一與第二電容，以電荷分享的方式，依據該當下時間信號，更新該預估時間信號。該比較器具有二輸入分別耦接至該斜坡信號以及該預估時間信號，用以比較該斜坡信號以及該預估時間信號。
【附圖說明】
[0009]圖1為已知的一返馳式開關式電源供應器。
[0010]圖2為已知的一同步整流電源供應器。
[0011]圖3為依序本發明的一實施例的一返馳式開關式電源供應器。
[0012]圖4舉例圖3中的同步整流控制器。
[0013]圖5為圖4中的一些信號時序圖，用以解釋圖4中的一些可能的操作。
[0014]圖6舉例圖4中的一些信號時序圖，用來說明當放電時間Tdis突然縮短時的保護機制。
[0015]【符號說明】
[0016]10開關式電源供應器
[0017]12整流二極管
[0018]14脈沖寬度調制控制器
[0019]16負載
[0020]17輸出電容
[0021]18變壓器
[0022]20功率開關
[0023]24整流開關
[0024]26輸入地
[0025]28輸出地
[0026]30開關式電源供應器
[0027]37體二極管
[0028]39檢測電阻
[0029]40開關式電源供應器
[0030]42同步整流控制器
[0031]44時序提供裝置
[0032]46放電時間記錄器
[0033]47更新裝置
[0034]50a電容
[0035]50b記錄電容
[0036]52電容
[0037]53開關
[0038]54a、54b電阻
[0039]56電壓電流轉換器
[0040]58啟動器
[0041]60邏輯電路
[0042]62比較器
[0043]64保護裝置
[0044]66比較器
[0045]68SR 觸發器
[0046]70開關
[0047]GATE柵極端
[0048]Ichg充電電流
[0049]Isec次級側電流
[0050]tQ、tp t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8、t9時間點
[0051]Ssave安全信號
[0052]Schk檢查信號
[0053]Sen檢測端
[0054]Sgate柵極信號
[0055]Sini起始信號
[0056]Snb順偏壓信號
[0057]Supd更新信號
[0058]Tdis放電時間
[0059]Vd電壓
[0060]Vds漏源電壓
[0061]Vds-no-sync參考Ih 可
[0062]Vquess預估時間信號
[0063]Vin輸入電源
[0064]Vmaegin電壓
[0065]Vout輸出電源
[0066]Veaised電壓
[0067]Veeal當下時間信號
[0068]Vsens電壓
【具體實施方式】
[0069]在本說明書中，有一些相同的符號，其表示具有相同或是類似的結構、功能、原理的元件，且為本領域技術人員可以依據本說明書的教導而推知。為說明書的簡潔度考慮，相同的符號的元件將不再重述。
[0070]盡管本說明書以一返馳式開關式電源供應器作為一實施例，但本發明并不限于此。舉例來說，本發明也可實施于降壓(buck)電源供應器、升壓電源供應器(booster)、或是降升壓電源供應器(buck-booster)。
[0071]圖3為依序本發明的一實施例的一返馳式開關式電源供應器40，其具有一同步整流控制器42，控制整流開關24。在不用來限制本發明的圖3中，整流開關24以具有寄生的一體二極管(body d1de)