專(zhuān)利名稱(chēng)：形成二次側(cè)控制器的方法及其結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電子學(xué)領(lǐng)域，特別是涉及形成半導(dǎo)體器件的方法 及結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在過(guò)去，采用各種電路和方法來(lái)控制電源系統(tǒng)中的同步整流器。
通常，這些控制方法依賴(lài)于運(yùn)行模式和電源系統(tǒng)的類(lèi)型。反激(flyback) 類(lèi)型的電源系統(tǒng)一般要求復(fù)雜的控制電路。在反激變換器中，為了使 磁場(chǎng)衰減以及使電力耦合至變壓器的二次電感線團(tuán)，終止了通過(guò)變壓 器的原線團(tuán)的電流。在反激變換器中，同步整流器一般處于電源系統(tǒng) 的二次側(cè)，而開(kāi)關(guān)電源控制器處于電源系統(tǒng)的一次側(cè)中。運(yùn)行反激變 換器系統(tǒng)的一種方法利用固定頻率時(shí)鐘來(lái)預(yù)測(cè)啟動(dòng)和禁用同步整流器 的時(shí)間。在2002年7月9日授權(quán)Franco Lentini等人的美國(guó)專(zhuān)利 NO.6418039中公開(kāi)了這樣的反激系統(tǒng)的實(shí)施例。實(shí)現(xiàn)這樣的控制要求 復(fù)雜的電路。復(fù)雜的電路增加了系統(tǒng)的成本。此外， 一些反激系統(tǒng)還 包括在輕負(fù)荷條件下減少電力損耗的突發(fā)模式運(yùn)行。因?yàn)殡y于精確地 預(yù)測(cè)啟動(dòng)和禁用同步整流器的適當(dāng)時(shí)間，所以，運(yùn)行是低效的。
因此，期待具有一種精確地控制二次側(cè)同步整流器的控制方法及 電路，其無(wú)需復(fù)雜的電路，并且具有低成本。


圖1根據(jù)本發(fā)明示意性地說(shuō)明了具有二次側(cè)控制器的電源系統(tǒng)一 部分的實(shí)施例；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的圖表，其具有說(shuō)明圖1中系統(tǒng)的一些信號(hào)的 標(biāo)繪圖；以及
圖3根據(jù)本發(fā)明示意性地說(shuō)明了包括圖1的二次側(cè)控制器的半導(dǎo) 體器件的放大的平面圖.
為了說(shuō)明的清楚和簡(jiǎn)單，圖中的元件不一定按照比例，并且在不 同的圖中相同的參考號(hào)代表相同的元件。此外，為了說(shuō)明的簡(jiǎn)要，省 略了眾所周知的步驟和元件的說(shuō)明和細(xì)節(jié)。本文中使用的栽流電極是 指器件的一個(gè)單元，其承載通過(guò)器件的電流，例如，金屬氧化物半導(dǎo) 體(MOS)晶體管的源極或漏極、或雙極晶體管的發(fā)射極或集電極、 或二極管的陰極或陽(yáng)極?？刂齐姌O是指器件的一個(gè)單元，其控制通過(guò) 器件的電流，例如，MOS晶體管的柵極或者雙極晶體管的基極。雖然 本文中把器件解釋為確定的N溝道或P溝道器件，本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員應(yīng)該理解，根據(jù)本發(fā)明，互補(bǔ)的器件也是可以的。本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員應(yīng)該理解，本文中的詞匯"在…期間，，、"在…同時(shí)"、以及"當(dāng)… 的時(shí)候"不是精確的詞語(yǔ)，其表示一個(gè)動(dòng)作在啟始動(dòng)作開(kāi)始時(shí)馬上發(fā) 生，但在由啟始動(dòng)作啟始的反應(yīng)動(dòng)作之間會(huì)出現(xiàn)一些微小但合理的延 遲，例如傳播延遲。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地說(shuō)明了包括二次側(cè)電源控制器46的電源系統(tǒng)10的 一部分的實(shí)施例。在下文中會(huì)進(jìn)一步看到，控制器46檢測(cè)系統(tǒng)10運(yùn) 行在運(yùn)行的突發(fā)模式中，以及相應(yīng)地阻斷或阻止驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)送到連接 至二次側(cè)的功率晶體管中。驅(qū)動(dòng)脈沖的阻斷禁用了功率晶體管。為了 檢測(cè)運(yùn)行的突發(fā)模式，控制器46自動(dòng)檢測(cè)二次側(cè)中的電流。電源系統(tǒng) 10包括具有一次側(cè)電感線團(tuán)12和二次側(cè)電感線圏13的變壓器11。通 常，連接至一次側(cè)電感線團(tuán)12的元件與連接到二次側(cè)電感線閨13的 元件電絕緣.因此，系統(tǒng)10被看作具有與二次側(cè)35電絕緣的一次側(cè) 25.系統(tǒng)IO接收在電力輸入端子16和電力返回端子17之間的電力， 例如全波整流電壓，并在輸出端子18和輸出公共端子19之間產(chǎn)生輸出電壓。為了調(diào)節(jié)端子18和19之間形成的輸出電壓的值，系統(tǒng)10 控制通過(guò)一次側(cè)電感線團(tuán)12的電流。電力開(kāi)關(guān)連接至一次側(cè)電感線團(tuán) 12,以控制電流的量以及電流流經(jīng)電感線團(tuán)12的時(shí)間。在優(yōu)選實(shí)施例 中，電力開(kāi)關(guān)是功率金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管21。在其他實(shí) 施例中，電力開(kāi)關(guān)可以是雙極晶體管或本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的其它 的電力開(kāi)關(guān)元件。一次側(cè)25中的開(kāi)關(guān)控制器用于產(chǎn)生控制電力開(kāi)關(guān)和 通過(guò)電感線團(tuán)12的電流的控制信號(hào)。通常，開(kāi)關(guān)控制器是脈沖寬度調(diào) 制(PWM)控制器，其包括斜波發(fā)生器或斜波(ramp) 24、 PWM比 較器26、 PWM鎖存器30、突發(fā)模式邏輯32、以及突發(fā)模式"與，，門(mén) 33。斜波24具有產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)(CK)的第一輸出以及產(chǎn)生斜波信號(hào) 的第二輸出。來(lái)自斜波24的時(shí)鐘信號(hào)(CK)用于置位PWM鎖存器 30。比較器26從斜波24接收斜波信號(hào)，并且還接收反饋信號(hào)，其代 表在端子18和19間形成的輸出電壓值。比較器26的輸出復(fù)位鎖存器 30。 PWM控制器23產(chǎn)生用于控制晶體管21的PWM控制信號(hào)。鎖 存器30的輸出并因而控制器23的輸出形成了 PWM控制信號(hào)，在圖 1中其標(biāo)為PWM。在輕負(fù)載條件下，可以減小連接至端子18和19 的負(fù)栽(未示出)所要求的負(fù)載電流。在這樣的情況下，可以期望降 低晶體管21的驅(qū)動(dòng)脈沖的數(shù)量，以提高系統(tǒng)10的效率。突發(fā)邏輯32 設(shè)置成檢測(cè)這樣的輕負(fù)載條件以及將控制器23的運(yùn)行模式變?yōu)橥话l(fā) 模式。在突發(fā)模式中，控制器23響應(yīng)于要求降低的負(fù)栽電流，減小了 提供給負(fù)載的負(fù)載電流，但是繼續(xù)將輸出電壓調(diào)節(jié)至期望的輸出電壓 值。在突發(fā)模式中，控制器23向晶體管21提供多組驅(qū)動(dòng)脈沖，并控 制每組中驅(qū)動(dòng)脈沖的寬度以提高系統(tǒng)10的運(yùn)行效率?？刂破?3 —般 跳過(guò)正常處于多組脈沖之間的脈沖。突發(fā)模式有時(shí)也稱(chēng)為跳周期模式 (skip-cycle mode)。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，這樣的PWM控 制器是眾所周知的.包括突發(fā)模式或跳周期運(yùn)行模式的PWM控制器 的例子包括2003年7月22日授權(quán)Hall等人的美國(guó)專(zhuān)利NO.6597221 以及2004年11月2日授權(quán)YoshiakiHachiya的美國(guó)專(zhuān)利N0.6812682。 在圖1中所示的一次側(cè)25的示意性實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器22接收來(lái)
自控制器23的PWM控制信號(hào)。延遲元件27連接至驅(qū)動(dòng)器22的輸出， 以在來(lái)自控制器23的PWM控制信號(hào)和用于驅(qū)動(dòng)晶體管21的信號(hào)之 間產(chǎn)生延遲。因此，用于驅(qū)動(dòng)晶體管21的信號(hào)被稱(chēng)為延遲的PWM驅(qū) 動(dòng)信號(hào)，延遲元件可以是電容器或電阻器，例如電容器28和電阻器 31，也可以利用其它的元件產(chǎn)生延遲的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在一些實(shí)施 例中，晶體管21的柵電容可以充分提供期望的延遲。 一次側(cè)25還可 以包括局部調(diào)節(jié)器20，其產(chǎn)生運(yùn)行一次側(cè)25中元件的運(yùn)行電壓，所 述元件包括PWM控制器23和驅(qū)動(dòng)器22。盡管為了附圖的簡(jiǎn)潔而未 示出，局部調(diào)節(jié)器20連接在端子16和17之間以接收電力。
二次側(cè)35包括另一MOS晶體管36，其連接以用作與電感線團(tuán) 13串聯(lián)的同步整流器。二極管37代表晶體管36的體二極管。二次側(cè) 35還包括輔助啟動(dòng)和禁用晶體管36的二次側(cè)電源控制器46。系統(tǒng)10 通常還包括能量存儲(chǔ)電容器39以及光耦合器42，該光耦合器用于為 PWM控制器23產(chǎn)生反饋信號(hào)。光耦合器42具有連接以接收輸出電 壓的發(fā)光二極管43。通常，分壓器(例如由電阻器40和41形成的分 壓器)用于在將電壓施加給耦合器42之前，降低來(lái)自端子18和19 的電壓。耦合器42還包括光電晶體管44，其接收來(lái)自二極管43的光 以及相應(yīng)地產(chǎn)生由控制器23接收的反饋信號(hào)。因?yàn)樵诙O管43和光 電晶體管44之間耦合的光，一般認(rèn)為二極管43和光電晶體管44彼此 電絕緣。如圖l的連接，二極管43是二次側(cè)35的一部分，光電晶體 管44是一次側(cè)25的一部分。系統(tǒng)10通常還包括信號(hào)絕緣器件34， 其用于將來(lái)自 一次側(cè)25的PWM控制信號(hào)連接至二次側(cè)35作為代表 PWM控制信號(hào)的觸發(fā)信號(hào)(TR)。器件34通常是信號(hào)變壓器，其 具有連接以接收PWM控制信號(hào)的一次側(cè)以及通過(guò)變壓器的磁場(chǎng)連接 而連接至PWM控制信號(hào)的二次側(cè)。器件34還可以是信號(hào)絕緣和連接 元件的其它類(lèi)型，例如光耦合器。電容器29可以串行連接在控制器 23的輸出和器件34的輸入之間，以在信號(hào)變壓器的輸入上提供正確 的交流信號(hào).
當(dāng)系統(tǒng)10在突發(fā)模式下運(yùn)行時(shí)，期待最小化二次側(cè)35中的電力
損耗?？刂破?6設(shè)置成在系統(tǒng)10在突發(fā)模式下運(yùn)行的時(shí)間間隔的至 少一部分中禁用晶體管36。其輔助消除晶體管36中的電力損耗，從 而提高突發(fā)模式運(yùn)行器件的效率.控制器46在輸入86上接收同步信 號(hào)(SN)。如下文中進(jìn)一步將看到的，同步信號(hào)(SN)用于判斷電流 是否在電感線團(tuán)13中流動(dòng)?？刂破?6還在輸入87上接收TR信號(hào)， 在輸出89上產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)晶體管36的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以及在輸出88上提供定 時(shí)信號(hào)?？刂破?6包括突發(fā)檢測(cè)器54、脈沖發(fā)生器78、開(kāi)關(guān)部件65 以及驅(qū)動(dòng)器70。在多數(shù)實(shí)施例中，形成驅(qū)動(dòng)器70以具有足夠的驅(qū)動(dòng) 能力來(lái)以有效并及時(shí)的方式啟動(dòng)和禁用晶體管36。開(kāi)關(guān)部件65包括 同步比較器66、鎖存器69、"或"門(mén)74和75、反相器67、驅(qū)動(dòng)70、 接收器73以及禁止"與"門(mén)(inhibit AND gate ) 68。接收器73從器件 34接收TR信號(hào)，并形成由控制器46使用的信號(hào)。優(yōu)選地，接收器 73包括遲滯，以防止接收器73的誤觸發(fā)。圖1中所示的突發(fā)模式檢 測(cè)器54的示意性實(shí)施例包括11比特計(jì)數(shù)器55、比較器56、定時(shí)電容 器59、電流源57、放電開(kāi)關(guān)或晶體管58、比較器61以及鎖存器63。 突發(fā)模式檢測(cè)器54在鎖存器63的5端輸出上形成突發(fā)模式檢測(cè)信號(hào)。 比較器56、晶體管58、電流源57、電容器59以及比較器61形成確 定時(shí)間間隔的定時(shí)器，該時(shí)間間隔用于輔助檢測(cè)突發(fā)模式中的運(yùn)行。 脈沖發(fā)生器78包括類(lèi)似發(fā)射(shot)的功能，以便一旦從反相器67接收 正電平就形成一組時(shí)間間隔。發(fā)生器78的示意性實(shí)施例包括鎖存器 79、電流源80、晶體管81以及比較器82。電容器45用于輔助形成一 組時(shí)間間隔，以及優(yōu)選地位于其上形成有控制器46的半導(dǎo)體管芯的外 部.控制器46還可以包括參考信號(hào)發(fā)生器或參考52，其形成由控制 器46的元件所使用的各種參考信號(hào)。參考52至少產(chǎn)生由比較器66 接收的第一參考信號(hào)、由比較器56接收的第二參考信號(hào)、以及由比較 器61接收的第三參考信號(hào)，
圖2是具有標(biāo)繪圖的圖表，所述標(biāo)繪圖以圖形方式說(shuō)明了系統(tǒng)10 的一些信號(hào).橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示所示信號(hào)的增加值.標(biāo)繪 圖91說(shuō)明來(lái)自斜波24的時(shí)鐘信號(hào)(CK)，以及標(biāo)繪圖92說(shuō)明來(lái)自
鎖存器30的PWM信號(hào)。標(biāo)繪圖93說(shuō)明在輸入86上接收的SN信號(hào)。 標(biāo)繪圖94說(shuō)明比較器66的輸出上的CS信號(hào)，以及標(biāo)繪圖95說(shuō)明驅(qū) 動(dòng)器70的輸出上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。標(biāo)繪圖96說(shuō)明鎖存器63的g輸出，以 及標(biāo)繪圖97說(shuō)明接收器73的輸出。該描述參照?qǐng)D1和圖2。
在不連續(xù)傳導(dǎo)模式而不是突發(fā)模式的正常運(yùn)行中，CK信號(hào)的正 沿置位控制器23的鎖存器30，并迫使PWM信號(hào)為高以啟動(dòng)晶體管 21。啟動(dòng)晶體管21使得電流在電感線團(tuán)12中流通，并將能量存儲(chǔ)在 電感線圏12的磁場(chǎng)中。來(lái)自控制器23的高PWM信號(hào)還橫跨器件34 的兩端耦合，并被接收器73所接收，從而迫使接收器73的輸出為高。 通過(guò)電容器29和器件34的延遲使得TR信號(hào)引導(dǎo)PWM信號(hào)，進(jìn)而 將復(fù)位信號(hào)施加至鎖存器69并通過(guò)驅(qū)動(dòng)器70禁用晶體管36。在PWM 周期的一些點(diǎn)中，如在圖2的T1時(shí)刻所示，反饋信號(hào)變?yōu)樽銐虻母撸?以使控制器23迫使PWM為低。在電容器29和器件34的延遲之后， 低PWM信號(hào)迫使接收器73的輸出為低。在元件27的延遲之后，晶 體管21被禁用。禁用晶體管21使得電感線圍12的磁場(chǎng)衰減，并將能 量耦合至電感線團(tuán)13，這使得電流流經(jīng)電感線圏13。如標(biāo)繪圖93和 94的T1時(shí)刻所示，通過(guò)電感線圍13的電流迫使SN信號(hào)為低。因?yàn)?電流開(kāi)始流經(jīng)電感線困13并使得SN降低，所以晶體管36未被啟動(dòng)， 使得電流流過(guò)體二極管37，這迫使信號(hào)SN的電壓比端子19的電壓低 大約二極管37的閾值電壓的值。比較器66接收SN，并響應(yīng)于SN信 號(hào)降低至如標(biāo)繪圖94的Tl時(shí)刻所示的來(lái)自參考52的第一參考信號(hào) 而迫使CS信號(hào)高.假設(shè)設(shè)置鎖存器63表示控制器46沒(méi)有檢測(cè)突發(fā) 模式運(yùn)行，高CS信號(hào)就迫使門(mén)68的輸出為高并置位鎖存器69。如標(biāo) 繪圖95所示，鎖存器69的高Q輸出迫使驅(qū)動(dòng)器70的輸出為高以開(kāi) 始啟動(dòng)晶體管36。如標(biāo)繪圖93的Tl時(shí)刻后所示，啟動(dòng)晶體管36使 二極管37短路，以及SN信號(hào)的電壓基本上變成端子19的值.在T2 時(shí)刻，CK再次升高并置位PWM以開(kāi)始在電感線團(tuán)12中存儲(chǔ)能量的 另一周期.高PWM信號(hào)橫跨器件34兩端耦合至接收器73,并迫使 輸出為高，來(lái)自接收器73的高信號(hào)通過(guò)門(mén)75復(fù)位鎖存器69.因?yàn)橥?br> 過(guò)元件27的延遲，晶體管21仍被啟動(dòng)，CS依然為高，因此，反相器 67的輸出為低，這阻止了門(mén)74影響鎖存器69的運(yùn)行。鎖存器69的 低Q輸出迫使驅(qū)動(dòng)器70的輸出為低以禁用晶體管36，這迫使SN為 高而CS為低。在經(jīng)過(guò)元件27的延遲之后，啟動(dòng)晶體管21。因此，在 啟動(dòng)晶體管21之前，元件27的延遲使得晶體管36被禁用，因而提高 了系統(tǒng)10的效率。在T3時(shí)刻，假設(shè)反饋信號(hào)變?yōu)槌浞謴?fù)位鎖存器30 并迫使PWM為低。在經(jīng)過(guò)電容器29和器件34的延遲之后，TR降 低。在元件27的延遲后，晶體管21被禁用，并且來(lái)自電感線團(tuán)12 的能量耦合至電感線圏13使得電流流通并迫使SN為低。因此，Tl 和T2之間所示的周期重復(fù)。
在連續(xù)傳導(dǎo)模式中的正常運(yùn)行下，當(dāng)晶體管36被啟動(dòng)時(shí)，電感 線團(tuán)13的電流(在正常系統(tǒng)負(fù)栽條件下)不曾降至零。來(lái)自控制器 23的PWM信號(hào)橫跨器件34兩端作為信號(hào)TR耦合進(jìn)輸入87中。因 為T(mén)R信號(hào)引導(dǎo)晶體管21的啟動(dòng)，所以TR可用作鎖存器69的復(fù)位 信號(hào)，從而防止晶體管21和36同時(shí)導(dǎo)通，
回來(lái)參照Tl時(shí)刻，高CS信號(hào)也被檢測(cè)器54接收。CS信號(hào)的 每個(gè)上升沿增加計(jì)數(shù)器55，電流源57對(duì)電容器充電。在優(yōu)選實(shí)施例 中，計(jì)數(shù)器55是具有溢出信號(hào)的11比特的計(jì)數(shù)器，如果計(jì)數(shù)器55 計(jì)數(shù)超過(guò)了置位bit-ll的數(shù)字，則溢出信號(hào)置位。在該優(yōu)選實(shí)施例中， 計(jì)數(shù)器55還包括可以用于復(fù)位計(jì)數(shù)器55的復(fù)位輸入。在正常運(yùn)行中， 在電容器59在比較器61的反相輸入處被充電至參考信號(hào)的值之前， 計(jì)數(shù)器55增至最大值。因此，在電容器59充電之前，計(jì)數(shù)器55的 bit-ll升高。來(lái)自bit-ll的高信號(hào)迫使比較器56的輸出為高以啟動(dòng)晶 體管58以及對(duì)電容器59放電。因此，只要檢測(cè)器54在電容器59充 電前接收足夠數(shù)目的CS信號(hào)沿，那么檢測(cè)器54就不會(huì)形成突發(fā)模式 檢測(cè)信號(hào).
假設(shè)在T4時(shí)刻，控制器23開(kāi)始在突發(fā)模式下運(yùn)行。因?yàn)闀r(shí)鐘信 號(hào)CK升高，針對(duì)每個(gè)CK周期，可能不會(huì)產(chǎn)生PWM信號(hào)，所以在 給定時(shí)期內(nèi)由檢測(cè)器54產(chǎn)生的CS信號(hào)的數(shù)目減少。如果CS脈沖的
數(shù)目充分減小，在計(jì)數(shù)器55對(duì)電容器59放電之前，電容器59充電至 來(lái)自參考52的第三參考信號(hào)，因此，比較器61的輸出升高。來(lái)自比 較器61的高信號(hào)復(fù)位計(jì)數(shù)器55,并同時(shí)置位鎖存器63。置位鎖存器 63使得5輸出降低以形成突發(fā)模式檢測(cè)信號(hào)。低g輸出迫使門(mén)68的輸 出為低，并阻止隨后的CS信號(hào)啟動(dòng)晶體管36。接著在T5時(shí)刻，晶 體管21被禁用，SN降低以及CS被迫升高。因?yàn)殒i存器36被置位， 所以門(mén)68的輸出為低，并且高CS信號(hào)被阻止置位鎖存器69，因此， 阻止了啟動(dòng)晶體管36。高CS信號(hào)還計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器55。然而，平行于計(jì) 數(shù)器55的增加，電容器59被再次充電。如果電容器59再次充電至第 二參考信號(hào)的值，比較器61的輸出就再次被迫為高，并且計(jì)數(shù)器55 復(fù)位到零并不得不開(kāi)始再次計(jì)數(shù)。這樣的順序一直重復(fù)，直到電容器 59充電至參考信號(hào)之前，CS脈沖被足夠快地接收以增加計(jì)數(shù)器以及 置位bit-ll，如果計(jì)數(shù)器55再次達(dá)到置位bit-ll的計(jì)數(shù)，下一個(gè)CS 信號(hào)迫使計(jì)數(shù)器55的溢出BIT (V)為高，這樣復(fù)位鎖存器63并對(duì) 突發(fā)模式檢測(cè)信號(hào)求反。 一旦突發(fā)模式檢測(cè)信號(hào)被求反，如T1和T3 時(shí)刻之間所示，運(yùn)行就再次開(kāi)始。如果CK信號(hào)的頻率是大約100千 赫茲(100KHz)，因?yàn)镃S與CK同步，那么CS也是大約100千赫 茲(100KHz)。對(duì)于這樣的示意性實(shí)施例，要求增加計(jì)數(shù)器55和置 位bit-ll的最小時(shí)間是大約20毫秒(20ms)，以及要求將電容器59 充電至參考信號(hào)的值的時(shí)間間隔是大約100毫秒(100ms)。
在系統(tǒng)10在輕負(fù)載條件下運(yùn)行時(shí)，例如在突發(fā)模式下運(yùn)行時(shí)， 來(lái)自電感線團(tuán)13的第二電壓可以在沒(méi)有電流流經(jīng)電感線團(tuán)13的情況 下環(huán)繞。如果環(huán)繞電壓在接地附近降低，很可能錯(cuò)誤地觸發(fā)比較器66 向鎖存器69提供置位輸入。為了確保晶體管36不會(huì)被過(guò)早地啟動(dòng)， 比較器66的輸出連接至邏輯時(shí)鐘78，其在鎖存器79的^輸出上具有 時(shí)間延遲輸出.在正常運(yùn)行的情況下，電流開(kāi)始流過(guò)電感線閨13，以 及SN降低迫使CS為高，以及反相器67的輸出為低.來(lái)自反相器67 的低信號(hào)保持鎖存器79的復(fù)位輸入為低.當(dāng)二次電流在電感線困13 中停止流通時(shí)，SN升高以及CS降低迫使反相器67的輸出為高。來(lái)
自反相器67的高信號(hào)通過(guò)"或"門(mén)74和75迫使鎖存器79的復(fù)位輸入 為高，并還迫使鎖存器69的復(fù)位輸入為高。在鎖存器79被復(fù)位時(shí)， 這關(guān)斷晶體管81使得外部電容器45將被電流源80充電。在電容器 45上的電壓升高超過(guò)連接至比較器82的輸入83的參考電壓時(shí)，比較 器82的輸出升高置位鎖存器79的Q輸出。來(lái)自鎖存器79的高信號(hào) 導(dǎo)通對(duì)電容器45放電的晶體管81。在電容器45被充電時(shí)的時(shí)間間隔 中，鎖存器69的復(fù)位輸入保持為高。因?yàn)殒i存器69是復(fù)位支配鎖存 器，所以即使比較器66由輸入86上的SN信號(hào)的環(huán)繞錯(cuò)誤地觸發(fā)，Q 輸出也被阻止升高。
為了輔助實(shí)現(xiàn)這樣的功能，控制器46的輸入連接至反相器11的 正極端子進(jìn)而連接至比較器66的反相輸入。比較器66的非反相輸入 連接至參考52的第一輸出。比較器66的輸出通常連接至計(jì)數(shù)器55 的時(shí)鐘輸入、反相器67的輸入、以及門(mén)68的第一輸入。門(mén)68的第二 輸入連接至鎖存器63的5輸出。門(mén)68的輸出連接至鎖存器69的置位 輸入。鎖存器69的Q輸出連接至驅(qū)動(dòng)器70的輸入，該驅(qū)動(dòng)器的輸出 連接至控制器46的輸出89并連接至晶體管36的柵極。鎖存器69的 復(fù)位輸入連接至門(mén)75的輸出。門(mén)75的第一輸入連接至接收器73的輸 出，該接收器的輸入連接至控制器46的輸入87并連接至器件34的第 一端子。器件34的第二端子連接至端子19。反相器67的輸出通常連 接至門(mén)74的第一輸入和鎖存器79的復(fù)位輸入。鎖存器79的^輸出連 接至門(mén)74的第二輸入。鎖存器79的Q端輸出連接至晶體管81的基 極。晶體管81的發(fā)射極連接至返回49和端子19。晶體管81的集電 極通常連接至比較器82的非反相輸入、電流源80的第一端子、輸出 88、和電容器45的第一端子。電容器45的第二端子連接至返回49。 計(jì)數(shù)器55的bit-ll輸出連接至比較器56的非反相輸入。比較器56 的反相輸入連接至參考52的第二輸出.比較器56的輸出連接至晶體 管58的基極。晶體管58的發(fā)射極通常連接至返回49和電容器59的 笫一端子.電容器59的第二端子通常連接至晶體管58的集電極、比 較器61的非反相輸入、以及電流源57的第一端子。電流源57的第二
端子連接至輸入48,比較器61的反相輸入連接至參考52的第三輸出。 比較器61的輸出通常連接至鎖存器63的置位輸入以及"或，，門(mén)60的第 一輸入."或"門(mén)60的第二輸入連接至復(fù)位信號(hào)上的電力，門(mén)60的輸 出連接至計(jì)數(shù)器55的復(fù)位輸入。
圖3示意性地示出了半導(dǎo)體器件或集成電路100的實(shí)施例的一部 分的放大的平面視圖，半導(dǎo)體器件或集成電路形成在半導(dǎo)體管芯101 上?？刂破?6形成在管芯101上。管芯101還可以包括為了簡(jiǎn)化附圖 而未在圖3示出的其它的電路?？刂破?6和器件或集成電路100通過(guò) 本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的半導(dǎo)體制造技術(shù)形成在管芯101上。
綜上所述，顯而易見(jiàn)地公開(kāi)了一種創(chuàng)新的器件和方法。除了其它 特征，還包括是形成二次側(cè)控制器以檢測(cè)運(yùn)行在突發(fā)模式中的電源系 統(tǒng)，以及防止啟動(dòng)連接至二次側(cè)電感線閨的功率晶體管。運(yùn)行在突發(fā) 模式中時(shí)禁止功率晶體管提高了效率。
盡管利用具體的優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明的主題，但是對(duì)于半導(dǎo) 體領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，很多替代和變化是顯而易見(jiàn)的。例如，比較 器56的定時(shí)器、晶體管58、電容器59以及比較器61可以由可重新 設(shè)置時(shí)間間隔的其它電路所代替，如模擬定時(shí)器電路?？梢杂蓪?duì)SN 信號(hào)轉(zhuǎn)換計(jì)數(shù)的不同電路代替計(jì)數(shù)器55。只要電路檢測(cè)出電流沒(méi)有在 期望的時(shí)刻在電感線團(tuán)13中流通，就可以用其它電路代替檢測(cè)器54 的詳細(xì)電路。此外，代替SN信號(hào)，TR信號(hào)的當(dāng)前值可以用于檢測(cè)突 發(fā)模式運(yùn)行。傳統(tǒng)上，為了使說(shuō)明簡(jiǎn)單明了，在全文中使用詞匯"連接 (connect)",然而，其意味著與單詞"耦合(couple)"具有相同的意 思。因此，"連接"應(yīng)該被解釋為包括直接連接或間接連接。
權(quán)利要求
1.一種二次側(cè)電源控制器，其包括開(kāi)關(guān)部件，其設(shè)置成形成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)連接至電源系統(tǒng)的二次側(cè)的電感線圈的電力開(kāi)關(guān)；以及突發(fā)模式檢測(cè)器，其設(shè)置成檢測(cè)運(yùn)行在突發(fā)模式中的所述電源系統(tǒng)，以及相應(yīng)地抑制形成所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次側(cè)電源控制器，其中，所述開(kāi)關(guān) 部件包括檢測(cè)器，所述檢測(cè)器設(shè)置成響應(yīng)于所述電感線團(tuán)中的電流， 形成處于第一狀態(tài)的控制信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的二次側(cè)電源控制器，其中，所述檢測(cè) 器是比較器，所述比較器可操控地連接以接收來(lái)自所述電感線圏的感 應(yīng)信號(hào)以及形成所述控制信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的二次側(cè)電源控制器，其中，所述開(kāi)關(guān) 部件包括鎖存器，所述鎖存器可操控地連接以響應(yīng)于所述控制信號(hào)， 置位所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第一狀態(tài)。
5，根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次側(cè)電源控制器，其中，所述鎖存 器可操控地連接，以響應(yīng)于接收來(lái)自與所述電源系統(tǒng)的一次側(cè)的開(kāi)關(guān) 信號(hào)，置位所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第二狀態(tài)。
6. —種二次側(cè)控制器的形成方法，其包括 設(shè)置所述二次側(cè)控制器，以形成驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)連接至電源系統(tǒng) 的二次側(cè)的電感線圍的電力開(kāi)關(guān)；以及 設(shè)置所述二次側(cè)控制器，以檢測(cè)運(yùn)行的突發(fā)模式，以及相應(yīng)地抑 制所述電力開(kāi)關(guān)的啟動(dòng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述設(shè)置所述二次側(cè)控 制器，以檢測(cè)運(yùn)行的所述突發(fā)模式的步驟包括設(shè)置所述二次側(cè)控制器 以接收在所述電感線團(tuán)中代表電流的感應(yīng)信號(hào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述設(shè)置所述二次側(cè)控 制器以接收所述感應(yīng)信號(hào)的步驟包括設(shè)置所述二次側(cè)控制器，以在第 一時(shí)間間隔期間對(duì)所述感應(yīng)信號(hào)的發(fā)生計(jì)數(shù)，以及響應(yīng)于在所述第一 時(shí)間間隔期間接收所述感應(yīng)信號(hào)小于第一數(shù)目次數(shù)來(lái)置位突發(fā)模式檢 測(cè)信號(hào)。
9. 一種電源控制器的形成方法，其包括形成所述電源控制器，以利用電源的二次側(cè)中電流的發(fā)生檢測(cè)突 發(fā)模式中運(yùn)行的所述電源。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述形成所述電源控制 器以利用所述電源的所述二次側(cè)中的所述電流的發(fā)生檢測(cè)突發(fā)模式中 運(yùn)行的所述電源的步驟包括設(shè)置所述電源控制器，以檢測(cè)所述二次側(cè) 的電流的開(kāi)始，以及響應(yīng)于在第一時(shí)間間隔期間檢測(cè)小于第一數(shù)目的 電流開(kāi)始，抑制形成驅(qū)動(dòng)信號(hào)至功率晶體管。
全文摘要
在一個(gè)實(shí)施例中，二次側(cè)控制器設(shè)置成檢測(cè)運(yùn)行的突發(fā)模式，以及相應(yīng)地阻斷或阻止將驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)送至在二次側(cè)中連接的功率晶體管。
文檔編號(hào)H02M3/335GK101102084SQ200710127339
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月3日
發(fā)明者泰瑞·奧林德 申請(qǐng)人:半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司