一种自动检测设置死区时间的电路设计
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z :R+ [ +R C W2 -) — S L 2 ( C 1 L ]
—
实现 。因为 电阻比例值 为1 ,所 以I 的速度较快,精度较高。图5 1 电路为一
的输 出端 的V 的大 小为 (H V ), 1 V— f 种锁存结构,其采用正反馈特性 别 ’加
~
…
() 2
其值 作为 I 比较器 的正端 输入 ,负 速 比较过程 。该锁存 结构是 由时钟 2
时 ,为 了减小 这个 延 时的影 响 ,一 相 同,就 可 以避 免 了后面 设置 比较 桥驱 动 电路来控 制 。综 上分析 的结
般选 取 的 电容 值较 小 ,而只 是通过 值 的时候 需要两 个不 同基准 电压 。 较大范 围改变 电阻R 。 值 Leabharlann Baidu2 3死 区时间控 制电路设计 . 图3 就是控制电路的基本框架图。
可 以通过优 化和 改善 功率管 的尺寸 变 化很 大 ,致 使死 区 时间大小 不容 开关管的开通延迟 时间 。由于工 艺
和驱 动 电路来减 小前两 者 的损耗 。
为 了减小 第三种损 耗 ,就必 须设法
缩 短死 区时 间u 的大 小 。死 区时 间
易掌握 。
厂商的不同,器件本身结电容放 电时 间,驱动参数有所不 同,实际电路 中
Ke ywo d :Haf r g i u t rs l b i ec r i ;De dt e d c a i ;Th e h l ot g m r s o dv l e; C mp r t r a o a a o ;P st ef e b c o iv e d a k i
1引言 .
广泛 应用 , 比如手 机 ,个人 电脑 ,
Ab t a t s r c :Th sp p rito u e i d o o to lrcr u t i a e r d c d ak n f n r l i i wh c a u o t l e e d t eT ec n r l rwo k h swa n c e c ih c n a t mai y s t a m . h o to l r si t i c d i e n y t a o h tc mp r s h o tg i e e c ewe n g t n o r eo OS t b h e h l o t g . e r s l f o a n a h c n r l ae ev l ed f r n e b t e a e a d s u c f t a M u e t t r s o d v l eTh e u t o mp r g e c o to s o a s c i a o h rg t r e u r n e a e h l rd e c n n t e t r e n a e s me t . h i u twi o i v e d a k i s d n t e ae i o d rt g a a te t t afb g a o n d o t a meT e cr i t p s i e f e b c su e n o h t h i b u t h i c h t h r st p e p t e c mp r o f er s o s in 1 s, ep r e t a o d h r i e e smu ai n a d e p r n s l e ea s e d u o a s n o e p n e sg a . l t nt e c p l a ,e g v st i l t n x e me t u t o h i h t At a i h u l e h o i e r s o e d t n e et r s o dv l g f 12 T e s f a i u d rt h e h l o t e o .V. h i l i n r s l sr a ie y CS C 0 5 d me h a mu a o e u t wa e l d b M . wn CM OS t c n l g . ec n r l r t s z e h o o y t o to l h e c ru t sd sg e i l , d e tad a men e o es R du ed i i g cr u t ic i i e in d s mp y a x r e d t e dn t ob e e p i t rv n ic i n i t nh .
其中 ,V  ̄ V 的电势差通过 图4 HNf 电路
和地之间短路的情况发 生。
2 4 比较器加速 电路的设计 .
动 的负载 为 由L R c 组成 的谐振 网 中I 运算 放大器 搭建 的减法 电路 来 1
基于上面的原理 :要求 比较器
扯丁 r 上
络 。谐振 阻抗 的公式如下 :
H ANG i i g,J ANG n e g U Hap n I Ya f n
( co l t nc eerhcne, r hn nv r t o T cn lg,e ig10 4 ,hn ) Mi e c o irsac t Not C ia iesy f eh oo y in 0 14C i r er e r h U i B j a
选 择 T值 为 2 ( df+ f 。 图 l 半 。 T(f T) 。) 为
2 电路设计 .
2 1 死 区 时 间 设 置 规 则 .
是 为 了使 上下桥 臂不会 因开 关延迟
功率M S O 管有寄生 的二极管 ,称 桥基本 电路结构。
2 2 R 设 置 的延 时 电路 . C
半桥 电路驱
果 ,M  ̄ M 就 不可 能有 同时导通 的 IU2
V ,V 分别 为M 管的栅 极 ,源 极 的 情况 出现 ,这样 ,也 没必要 另外设 H f 1 电势 ,当V 减去V 得 到 的电势差 小 置死 区时 间,从而来 避免 总线V u H f bs 于M 的阈值 电压时,M 管就不工作 。 1 1
件延 时产 生,会 增加 定时器 或C U P 的 则如下:
> ( + 一 () ) () 1
高效 率的D — c 换器得到 已经 负 担 。死 区 时间 的存 在 ,使 占空 比 c D变 调 节范 围缩 小 ,降低 了变 换器动 态
式 ( )中,T是死 区设置时间, 1
而 导致 同时开通 而设 置的一 个 时间 为体二 极管 ,其恢 复 时间与存储 在
段 。因此 ,死 区时间的设置,可 以有 体 二极 管 内的多余 电荷成 正 比。理
在 目前 的大多 数 开关 电源 芯 片
效 消除两 个开关 管之 间延迟 效应 ,
论上 ,在保 证 电路 工作 可靠 的情况 电路 中,设置死 区 时间 的常 用方 法
输 出波形 较好 ,但是 降低 了 电路 可 极管 导通 时间就大 ,减 小 了电路 的 辑运 算得 到所 需的死 区 时间 。由此 靠性 ,所 以死 区时间一般 为 us 级。 输 出效 率 。一般把死 区时间 的大小 可 以得 出,延 时单元在 设置 死区 时
死 区 时间的设 置如 果 由定 时器或 软 设置在 4 到一个 周期之 内,遵 循规 间当 中,是一 个很重 要 的环 节 。典 %
( H V )电压 小于V , 2 V—f I 比较 M 1 M 组成 的差分结构 ,输 出为单端输
I》 . 递进廛 …………………………一
一
种 自动检测设置死 区时间的电路设 计
北方工业 大学微 电子 中心 黄海平 姜岩峰 鞠 家欣
【 摘要 】本文推出一种 自动设置死区时间的控制器。该控制器采用栅源电压差与阈值 电压相比较的工作原理,得到的输
出信号分别 控制彼此栅极 电平 ,确保上 下桥臂 不同 时导通 。为加 速 比较信 号的反应 ,比较器 电路 中运用 正反 馈特性。 最后 ,
通讯 设备 等 。开 关 的损 耗包括 :传 性 能 ;此 外 ,因为 开关器件 的关 断 T ( f 开关 M S 的 关 断 延 迟 时 o ] d f为 O管
导损 耗 、开关损耗 、直通 损耗 等 。
时间 随环 境温 度 、工 作 电流 等 因素 间,T f 为开关管的下降时间,T() dn o为
避 免直通 损坏模 块 。如果 设置 的死 下 ,死区 时间越 小越好 ,设置 时 间 是 :对输 入驱 动信号进 行 一定的 延
区时 间较 大 ,电路工 作虽然 安全 可 短 ,体二级 管 的导通 时间就 小 ,则 时,使得 高 电平信号 或低 电平信 号 靠 ,但 是会 引入输 出波形 的失真 , 从而影响输出效率;死区时间较小, 其消 耗的功 耗也 就小 。死区 时间大 在 一个 周期时 间 内不 完全重 合 ,然 时 ,模 块工 作更加 可靠 ,但是 体二 后 再与先 前驱 动信 号进 行 一定 的逻
所 以谐振网络既可 以工作在容性 端为半桥 电路M S 阈值 电压 大小的 控制 的 电路 结构 ,时钟 频率可 取 自 O管 阻抗下 ,也可 以工作在感性阻抗下。 当w > nt ̄2 r 2 兰 () 3 直流 电压 。如果 ( H V )电压值大 半桥 电路 的驱动频 率 ( V—f 振荡器 的频 于vhI t 2比较器 的输 出端 出高 率 ) 。锁存 电路 为两级 放大 电路 , J V 输 Lc
驱 动 负 载表 现感 性 。反之 , 则 电平 ,图3 4 中M 开关管就 导通 ,M 功 第 一 级 为M 3 M 组成 的差 分 结 2 M 和M 4 表现 为容性 。上下桥臂 的M S 的栅 率管就不工作 。 O管 极各 加入 一个 开关管 。 当M S E 的 OFT 构 ,输 出为b i ;第二 级 由M 2 l ¥a ] M  ̄ l
一
1 0 I 子 t 再 /02 3 2 一 皂 I | 21. / 0
设计应用 《 I 《
型的R 电路架构如 图2 c 所示 。通过设 通 ,避 免器 件损坏 。其 具体 的工 作 大于 M 管 的阈值 电压 时,V c 终 2 H始
置不 同和R 值或 C 可 以得 到不 同 的 原理是 :假 设M S E 的阈值 电压 为 处于 高 电平 ,M 的栅极 就处于低 电 值 O FT 1
在感性 负载下 ,给 出阈值 电压 为1 V .  ̄,死 区时间的仿真和实验结果 ,仿真采用华润上华0 MO _艺实现。 电路设计 简 2 . mC S_ 5 T
单,驱 动电路 也不要额 外设置死 区时间。
【 关键词 】半桥电路;死区时间;阈值 电 压;比较器;正反馈
A n fa t m a i t ci n a etn e dtm ecr u td sg n ki d o u o tcdee to nd s ti g d a i ic i e ini g
死 区 时 间 。但 是 设 置较 大 电容C 值 V
图3 l 2 中M ,M 都是N O 管 ,都 平 ,不工作 。仅 当V 的电势小于M MS L 2
时 ,会增 ̄ C O 反 向器 的栅 极的延 选用N O 管 的原 因是其 阈值 电压 就 管 的阈值 电压 时,V 的 电势才 由上 HM S MS H
—
实现 。因为 电阻比例值 为1 ,所 以I 的速度较快,精度较高。图5 1 电路为一
的输 出端 的V 的大 小为 (H V ), 1 V— f 种锁存结构,其采用正反馈特性 别 ’加
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…
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其值 作为 I 比较器 的正端 输入 ,负 速 比较过程 。该锁存 结构是 由时钟 2
时 ,为 了减小 这个 延 时的影 响 ,一 相 同,就 可 以避 免 了后面 设置 比较 桥驱 动 电路来控 制 。综 上分析 的结
般选 取 的 电容 值较 小 ,而只 是通过 值 的时候 需要两 个不 同基准 电压 。 较大范 围改变 电阻R 。 值 Leabharlann Baidu2 3死 区时间控 制电路设计 . 图3 就是控制电路的基本框架图。
可 以通过优 化和 改善 功率管 的尺寸 变 化很 大 ,致 使死 区 时间大小 不容 开关管的开通延迟 时间 。由于工 艺
和驱 动 电路来减 小前两 者 的损耗 。
为 了减小 第三种损 耗 ,就必 须设法
缩 短死 区时 间u 的大 小 。死 区时 间
易掌握 。
厂商的不同,器件本身结电容放 电时 间,驱动参数有所不 同,实际电路 中
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1引言 .
广泛 应用 , 比如手 机 ,个人 电脑 ,
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其中 ,V  ̄ V 的电势差通过 图4 HNf 电路
和地之间短路的情况发 生。
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基于上面的原理 :要求 比较器
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2 1 死 区 时 间 设 置 规 则 .
是 为 了使 上下桥 臂不会 因开 关延迟
功率M S O 管有寄生 的二极管 ,称 桥基本 电路结构。
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半桥 电路驱
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式 ( )中,T是死 区设置时间, 1
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论上 ,在保 证 电路 工作 可靠 的情况 电路 中,设置死 区 时间 的常 用方 法
输 出波形 较好 ,但是 降低 了 电路 可 极管 导通 时间就大 ,减 小 了电路 的 辑运 算得 到所 需的死 区 时间 。由此 靠性 ,所 以死 区时间一般 为 us 级。 输 出效 率 。一般把死 区时间 的大小 可 以得 出,延 时单元在 设置 死区 时
死 区 时间的设 置如 果 由定 时器或 软 设置在 4 到一个 周期之 内,遵 循规 间当 中,是一 个很重 要 的环 节 。典 %
( H V )电压 小于V , 2 V—f I 比较 M 1 M 组成 的差分结构 ,输 出为单端输
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北方工业 大学微 电子 中心 黄海平 姜岩峰 鞠 家欣
【 摘要 】本文推出一种 自动设置死区时间的控制器。该控制器采用栅源电压差与阈值 电压相比较的工作原理,得到的输
出信号分别 控制彼此栅极 电平 ,确保上 下桥臂 不同 时导通 。为加 速 比较信 号的反应 ,比较器 电路 中运用 正反 馈特性。 最后 ,
通讯 设备 等 。开 关 的损 耗包括 :传 性 能 ;此 外 ,因为 开关器件 的关 断 T ( f 开关 M S 的 关 断 延 迟 时 o ] d f为 O管
导损 耗 、开关损耗 、直通 损耗 等 。
时间 随环 境温 度 、工 作 电流 等 因素 间,T f 为开关管的下降时间,T() dn o为
避 免直通 损坏模 块 。如果 设置 的死 下 ,死区 时间越 小越好 ,设置 时 间 是 :对输 入驱 动信号进 行 一定的 延
区时 间较 大 ,电路工 作虽然 安全 可 短 ,体二级 管 的导通 时间就 小 ,则 时,使得 高 电平信号 或低 电平信 号 靠 ,但 是会 引入输 出波形 的失真 , 从而影响输出效率;死区时间较小, 其消 耗的功 耗也 就小 。死区 时间大 在 一个 周期时 间 内不 完全重 合 ,然 时 ,模 块工 作更加 可靠 ,但是 体二 后 再与先 前驱 动信 号进 行 一定 的逻
所 以谐振网络既可 以工作在容性 端为半桥 电路M S 阈值 电压 大小的 控制 的 电路 结构 ,时钟 频率可 取 自 O管 阻抗下 ,也可 以工作在感性阻抗下。 当w > nt ̄2 r 2 兰 () 3 直流 电压 。如果 ( H V )电压值大 半桥 电路 的驱动频 率 ( V—f 振荡器 的频 于vhI t 2比较器 的输 出端 出高 率 ) 。锁存 电路 为两级 放大 电路 , J V 输 Lc
驱 动 负 载表 现感 性 。反之 , 则 电平 ,图3 4 中M 开关管就 导通 ,M 功 第 一 级 为M 3 M 组成 的差 分 结 2 M 和M 4 表现 为容性 。上下桥臂 的M S 的栅 率管就不工作 。 O管 极各 加入 一个 开关管 。 当M S E 的 OFT 构 ,输 出为b i ;第二 级 由M 2 l ¥a ] M  ̄ l
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设计应用 《 I 《
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在感性 负载下 ,给 出阈值 电压 为1 V .  ̄,死 区时间的仿真和实验结果 ,仿真采用华润上华0 MO _艺实现。 电路设计 简 2 . mC S_ 5 T
单,驱 动电路 也不要额 外设置死 区时间。
【 关键词 】半桥电路;死区时间;阈值 电 压;比较器;正反馈
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死 区 时 间 。但 是 设 置较 大 电容C 值 V
图3 l 2 中M ,M 都是N O 管 ,都 平 ,不工作 。仅 当V 的电势小于M MS L 2
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