專利名稱：在開關(guān)調(diào)節(jié)器中減少啟動時間的裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型公開的實施例涉及功率轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，更具體地涉及在開關(guān)式電源 電路中加速開關(guān)控制器的啟動時間的裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已知的逆向變換器電路是開關(guān)式電源電路，通常用在如壁式交直流轉(zhuǎn)換適 配器電源和電池充電器這類應(yīng)用中。
圖1 (現(xiàn)有技術(shù))是一個簡單的逆向變換 器1的方框圖。該逆向變換器l由電源轉(zhuǎn)換變壓器的原邊控制，并且配置成由
發(fā)射極進行開關(guān)控制動作。逆向變換器1包括變壓器100，其具有原邊線圈，
副邊線圈和輔助線圈。在原邊側(cè)，逆向變換器1包括啟動電阻101，電容102，
整流器103，開關(guān)電路104， NPN雙極晶體管開關(guān)105， 二極管106，和電阻109。 在副邊側(cè)，逆向變換器1包括二次整流器122和輸出電容124。交流(AC)線 電壓例如可以通過全波橋式整流器(未示出)和相關(guān)平滑電容(未示出)進行 整流，因此在Vin端呈現(xiàn)經(jīng)整流和平滑的直流(DC)電壓。
逆向變換器1通過重復(fù)地接通和關(guān)斷NPN晶體管105進行工作。接通NPN 晶體管105使得電流從第一輸入節(jié)點Vin，通過變壓器100的原邊線圈(有Np 匝)，經(jīng)NPN晶體管105，流入開關(guān)電路104的SW端。關(guān)斷NPN晶體管105使 得在原邊線圈標有圓點的端點處的電壓、以及由此副邊線圈(有Ns匝)均變?yōu)?正極性，導(dǎo)致電流流過整流二極管122進入電容124，在Vout端產(chǎn)生直流輸出 電壓。開關(guān)電路104通過打幵和關(guān)閉連接在SW端和GND端之間的開關(guān)，從NPN 晶體管105的發(fā)射極端控制NPN晶體管105的接通和關(guān)閉。 一個光耦合器電路 (未示出)提供從變壓器200的副邊到開關(guān)電路104的FB端的反饋，以調(diào)節(jié)輸 出電壓Vout。
逆向變換器1的啟動時間是從出現(xiàn)有效輸入電壓Vin (大于最小輸入電壓) 的時刻，到在輸出電壓端Vout處提供希望的被調(diào)節(jié)的輸出電壓VREG的時刻。 在啟動時間內(nèi)，在Vout端的電壓從零伏上升到希望的調(diào)節(jié)輸出電壓VREG。啟 動時間取決于RC啟動時間常數(shù)，該常數(shù)是電阻101的電阻值和電容102的電容 大小的乘積。正如將要展示的，選擇大的電阻101的電阻值和大的電容器102 的電容值，產(chǎn)生大的RC時間常數(shù)和長的啟動時間。
按照某些能量守恒標準，對低功率充電器在閑置模式的功率消耗限制為最 大300毫瓦。閑置模式是當在Vin端有輸入電壓但沒有設(shè)備從Vout端抽取能量 的時候。由于電阻101的功率消耗反比于電阻101的電阻值，電阻101的大電
4阻值使在閑置模式期間的功率消耗最小。電阻IOI的功率消耗表示為
P=(Vin-VC)7R101
對于265V畫S交流輸入線，在Vin端的電壓可高達直流375V。例如當VC 為15V及Rnn為L5兆歐時，電阻IOI的功率消耗是86毫瓦，這幾乎占閑置期 間逆向變換器1允許的最大功率消耗的三分之一。
圖2的波形圖示出了電容102的使用方式。接通閾值電壓(表示為"接通 電壓")是開關(guān)電路104開始接通或關(guān)斷NPN晶體管105時的電壓，而關(guān)斷閾值 電壓(表示為"關(guān)斷電壓")是開關(guān)電路104停止工作時的電壓。例如，接通閾 值電壓為20V及關(guān)斷閾值電壓為IOV。電容102具有大的電容值，這是因為在 VC端達到接通閾值電壓(圖2中的T2時刻)之后一直到輸出電壓Vout足夠大 以便輔助線圈向開關(guān)電路104提供能量(在T3時刻)同時還維持VC端的電壓 在關(guān)斷閾值電壓以上，電容102在VC端處向開關(guān)電路104提供能量。如果電容 102的電容值不足夠大，那么在T2時刻之后，VC端的電壓將落到關(guān)斷閾值電壓 以下，并且開關(guān)電路104將關(guān)斷由此導(dǎo)致逆向變換器1出現(xiàn)故障。從T2時刻到 T3時刻，輸出電壓Vout上升， 一直到T3時刻，此時輔助電壓(約為Vout*Na/Ns， 忽略整流二極管122的電壓降)超過電容102在VC端提供的電壓。從T3時刻 起，輔助線圈通過VC端向開關(guān)電路104提供能量。由于輸出電壓Vout穩(wěn)定為 被調(diào)節(jié)的輸出電壓VREG， VC端的電壓穩(wěn)定為一個恒定的電壓，約為VREG*Na/Ns。
電容102具有大的電容值，還因為當NPN晶體管105接通時電容102向NPN 晶體管105的基極端提供電流。當VC為15V及電阻109為500歐時，NPN晶體 管105的基極電流約30毫安。對于60kHz的開關(guān)周期，在開關(guān)周期的接通時間 部分，電容102提供30毫安的基極電流。
電阻101的大電阻值和電容102的大電容值導(dǎo)致開關(guān)電路104的大RC時間 常數(shù)和長的啟動時間。例如，當電阻IOI為1.5兆歐，電容102為10微法，Vin DC(直流)為155V (從110V交流輸入)，及接通閾值電壓為20V，那么接通開關(guān) 電路104的時間(即，到達時刻T2的時間)大約表示為
T接通"(Rm求C啦氺V艦閾值)/Vin DC
使用上面提供的值，接通開關(guān)電路104的時間約為1.9秒。不幸的是，在 某些應(yīng)用中，該逆向變換器l的長啟動時間是不可接受的。某些應(yīng)用需要小于 100毫秒的啟動時間。具有較低啟動時間的開關(guān)調(diào)節(jié)系統(tǒng)有市場需求。
實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種在開關(guān)調(diào)節(jié)器中減少啟動時間 的裝置，它可以在開關(guān)調(diào)節(jié)器中減少啟動時間。同時還提供一種在開關(guān)調(diào)節(jié)器中 減少啟動時間的系統(tǒng)，同樣可以實現(xiàn)在開關(guān)調(diào)節(jié)器中減少啟動時間。
為了解決以上技術(shù)問題，本實用新型提供了一種如下技術(shù)方案。首先，提供了一種啟動時間加速器，用于在開關(guān)調(diào)整器中控制開關(guān)的接通 或關(guān)斷的開關(guān)控制器。啟動時間加速器通過減少到達開關(guān)控制器的接通閾值電 壓的時間，減少開關(guān)調(diào)節(jié)器的啟動時間。在一個方面中，該開關(guān)是NPN雙極型 功率晶體管。在啟動期間，啟動時間加速器使用所述開關(guān)作為電流放大器，并 且使用電流放大路徑向電容提供放大電流。該電容向用于所述開關(guān)的開關(guān)控制 器提供偏置電壓。向該電容提供放大電流加快了偏置電壓增加速率和減少偏置 電壓達到開關(guān)控制器的接通閾值電壓所用時間。在達到開關(guān)控制器的接通閾值 電壓之后，電流放大路徑被禁止，并且激活第二路徑，用于電流流入電容和從 電容流出。此外，在達到開關(guān)控制器的接通閾值電壓之后，電容向開關(guān)控制器 提供偏置電壓直到來自變壓器的輔助線圈的電壓足夠大，以便提供開關(guān)控制器 的偏置電壓。
其次，在啟動期間，當偏置電壓小于開關(guān)控制器的接通閾值電壓時，比較 器閉合在電流放大路徑中的第一開關(guān)，允許電流從該開關(guān)的發(fā)射極端流向電容。 當偏置電壓達到開關(guān)控制器的接通閾值電壓時，比較器打開在電流放大路徑中 的第一開關(guān)，并且閉合在第二路徑中的第二開關(guān)，使電流通過第二路徑流向該 電容及從該電容流出。在一個實施例中，第一和第二開關(guān)是柵極控制P通道場
效應(yīng)晶體管(PFET)。在另一個實施例中，第二開關(guān)用一個允許電流從所述電容 流過的二極管代替，并且第二路徑是兩個串聯(lián)二極管。
啟動時間加速器例如可以用在壁式適配器電源中或用在電池充電器中。壁 式適配器電源或電池充電器提供直流輸出電壓。用恒定電壓操作模式調(diào)節(jié)輸出 電壓Vout。壁式適配器電源或電池充電器提供輸出電流給連接到輸出端的負 載。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。
圖1 (現(xiàn)有技術(shù))是原邊控制的簡單逆向變換器的方框圖，該逆向變換器
工作在發(fā)射極開關(guān)的配置模式。
圖2 (現(xiàn)有技術(shù))是開關(guān)電路偏置端的電壓信號的簡圖。
圖3是本實用新型控制NPN晶體管操作的系統(tǒng)控制器的簡要示意圖。
圖4是本實用新型的一個實施例，開關(guān)控制器的簡要示意圖。
圖5是本實用新型的另一個實施例，在VC端的偏置電壓信號和一個輸出電
壓信號的簡要波形圖。
圖6和7是本實用新型實施例的系統(tǒng)控制器的簡要示意圖。 圖8是本實用新型減少開關(guān)控制器的啟動時間的方法圖。
具體實施方式
圖3示出了系統(tǒng)控制器200的簡要方框圖，其中還用作開關(guān)的NPN晶體管105用于在啟動期間放大提供給電容102的電流，并且相應(yīng)地減少到達提供希 望的輸出電壓的時間。該實施例的優(yōu)點是沒有使用附加元件減少啟動時間，而 是使用了現(xiàn)有的元件，即還用作開關(guān)的NPN晶體管105。在圖1的逆向變換器1 中使用系統(tǒng)控制器200代替開關(guān)電路104。圖3中示出的系統(tǒng)工作在初始模式、 放大模式或開關(guān)模式。在綜述系統(tǒng)控制器200之后，將針對圖5的波形圖，介 紹圖3的系統(tǒng)在初始模式、放大模式和開關(guān)模式期間的示例操作。
在一種實現(xiàn)方式中，NPN晶體管105是NPN雙極型功率晶體管。開關(guān)控制 器307通過控制晶體管105的發(fā)射極端的電壓，接通或關(guān)斷NPN晶體管105。 電阻109提供從端點T101到NPN晶體管105的基極端的傳導(dǎo)路徑。當晶體管 105工作在放大模式或開關(guān)模式時，電流通過電阻109提供給晶體管105的基 極端。因為二極管106從基極端提供一個低阻抗路徑，所以使晶體管105快速 關(guān)斷。
在一個方面中，比較器306是作為具有磁滯作用的欠壓封鎖(UVLO)帶隙 比較器實現(xiàn)的，以便在VC端達到接通或關(guān)斷閾值電壓之前，其輸出狀態(tài)保持相 同。比較器306基于參考電壓VREF和在323端的電壓的比較，控制開關(guān)304 (也就是第一開關(guān))和開關(guān)308 (也就是第二開關(guān))打開還是閉合。當開關(guān)閉 合時，電流流過開關(guān)，但是當開關(guān)打開時，電流不流過開關(guān)。選擇電阻321和 322的電阻，以便在323端處達到下列電壓
V接通閾值氺(尺322) / (R321 + R322) 二VREF
在某些實現(xiàn)方式中，V接鵬值為20V，及參考電壓VREF為1.2V。當323端的 電壓上升到參考電壓VREF以上并且觸發(fā)比較器306時，比較器306的磁滯作用 降低觸發(fā)點以建立關(guān)斷閾值，例如通過在比較器306的輸入級引入一個偏置電 壓，有效地減少比較器的非反相輸入端上的參考電壓，以便當323端的電壓從 接通閾值電壓下降時比較器的觸發(fā)點較低。
在一種實施方式中，系統(tǒng)控制器200包括SW端，VH端，VC端和GND (地) 端。電阻303和閉合的開關(guān)304為從SW端到VC端的電流提供電流放大路徑。 開關(guān)控制器307通過提供打開和閉合連接在SW端和GND端之間的開關(guān)的控制 信號，控制是否接通或關(guān)斷NPN晶體管105。圖4示出了按照一個實施例，開 關(guān)控制器307的一種實現(xiàn)方式的簡要示意圖。如圖4所示，在一個方面中，開 關(guān)控制器307包括向N型FET開關(guān)的柵極端提供脈寬調(diào)制控制信號的PWM開關(guān) 控制器。FET開關(guān)的漏極端通過SW端向NPN晶體管105的發(fā)射極端提供開關(guān)信 號。
對于從VH端到VC端的電流，閉合的開關(guān)308提供第一電流路徑，而二極 管301和302提供第二電流路徑。如圖所示，VC端是系統(tǒng)控制器200的電源端。 圍繞系統(tǒng)控制器200的虛線表示系統(tǒng)控制器200的集成電路的邊界。在一個方
7面中，只有一個附加端即VH端被添加到系統(tǒng)控制器200的集成電路中，以提供 啟動加速能力。 初始模式
參照圖5，初始模式發(fā)生在從0時刻到T1時刻。在初始模式中，在Vin端 的電壓是整流后的直流電壓，并且電流經(jīng)電阻IOI， 二極管301和302提供給 電容102?？梢允褂靡粋€可選的齊納二極管將VC端的電壓嵌位在一個合適的電 平。
響應(yīng)于接收電流，電容102增加VC端的電壓。在T1時刻，當VC端的電壓 達到比較器306的最小工作電壓(例如約1V)時，比較器306接通并且輸出一 個信號以閉合開關(guān)304。在圖5中比較器306的接通閾值電壓表示為VCMIN。閉 合開關(guān)304的信號經(jīng)反相器310反相，并且打開開關(guān)308。
放大模式
放大模式發(fā)生在從Tl時刻到T2時刻。在放大模式期間，電流從T101端到 VC端有二條路徑。 一條路徑是通過二個正向二極管301和302，而另一條路徑 是通過電阻109， NPN晶體管105基極端到發(fā)射極端，電阻303和閉合的開關(guān) 304的電流放大路徑。如果VH端和VC端之間的電壓差大于二極管的電壓降， 則通過二極管301和302的電流路徑是可用的。如果通過電阻303的電流1303 太大，由于二極管301和302接通并且相對于VC端的電壓，對T101端的電壓 嵌位，電流I303受到限制。如下面更詳細描述的，二極管301， 302和電阻303 限制通過電阻303的電流1303的幅度。
在放大模式期間，NPN晶體管105的基極一發(fā)射極電壓正向偏置，并且其 基極一集電極電壓反向偏置(集電極電壓大于發(fā)射極電壓)。該操作模式還稱為 正向激活模式。相應(yīng)地，在晶體管105的基極端接收的電流(表示為I)被放 大(l+P ),并且作為電流1303通過開關(guān)304提供給電容102。相應(yīng)地，從 Tl時刻開始，假定通過電阻303的電流1303的電流限制沒有達到電流極限ILIM
(下面描述)，并且電流1303不受二極管301和302的使用的限制，用于對電 容102充電的電流變得最大比原來大(l+P)倍，致使RC時間常數(shù)減少最多
(l+e)，由此使到達圖1的系統(tǒng)的接通閾值電壓的時間大約最多除以(1 + 曰)。相應(yīng)地，忽略從0時刻到T1時刻的初始模式，到達接通閾值電壓的最小 時間是到達圖1的系統(tǒng)的接通閾值電壓的時間除以(l十5 )。如果通過電阻303 的電流1303達到電流極限ILIM，電流I的放大小于1+ P ，并且到達接通閾值 電壓的時間大于圖1系統(tǒng)的接通閾值電壓除以1+ e 。
例如，如果從0時刻到Tl時刻，在VC端處的電壓上升的斜率是值SL0PE1， 那么從T1時刻到T2時刻的斜率最大約為(1+ e ) *SL0PE1。如果通過電阻303的電流1303沒有達到電流極限ILIM，從Tl時刻到T2時刻VC端的電壓上升的
最大斜率可以表達為 (1 + / )*/
C102
其中，I是流入NPN晶體管105的基極端的電流，C102是電容102的電容值。
到達啟動的大部分時間涉及電容102存儲足夠的電荷以提供等于接通閾值 電壓的偏置電壓。使用NPN晶體管105作為電流放大器增加提供給電容102的 電流并相應(yīng)地減少電容存儲足夠的電荷以提供等于接通閾值電壓的偏置電壓的 時間。
在某些情況下，希望可以預(yù)測控制接通逆向變換器的持續(xù)時間。P值隨不 同的晶體管而變化，并且隨溫度的變化而變化。例如，NPN晶體管105的e可
從io至Uioo或更大變化。因為e難以控制，到達接通的時間難以預(yù)測。使用晶
體管303使得控制供給電容102的電流強度更可預(yù)測，并且相應(yīng)地提供到達開 關(guān)控制器307的接通閾值電壓持續(xù)時間更可預(yù)測。在放大模式期間，電阻303 限制提供給電容102的電流1303。電阻303將電流1303限制到約為
"303
其中，Vd是二極管的正向二極管壓降，Vbe是NPN二極管105的基極一發(fā)
射極壓降，及^是電阻303的電阻值。假定Vd約等于Vbe，那么ILIM-Vd/i 3。3 。
參考電壓VREF是比較器306的參考電壓。當在VC端的電壓到達欠壓封鎖 接通閾值電壓(在圖5中示為接通閾值)時，323端的電壓等于VREF，并且比 較器306通過312端激活開關(guān)控制器307的操作。在激活開關(guān)控制器307的操 作之前，開關(guān)控制器307工作在低功耗模式。如果VC端的電壓下降到UVLO關(guān) 斷閾值(示為關(guān)斷閾值)，那么比較器306檢測到電壓VC小于關(guān)斷閾值并且禁 止開關(guān)控制器307工作。例如，如果VC端的電壓到達接通閾值電壓，比較器 306輸出邏輯0， 一直到VC端的電壓減小到關(guān)斷閾值電壓，此時比較器306輸 出邏輯l。
開關(guān)模式從T2時刻開始，當VC端的電壓到達接通閾值電壓時，比較器306的輸出 變低，由此打開開關(guān)304并閉合開關(guān)308。在T2時刻之后，因為磁滯作用，如 果VC端的電壓沒有下降到關(guān)斷閾值電壓以下，則比較器306的輸出將一直保持 低。
從T2時刻開始，開關(guān)控制器307接通并且控制接通和關(guān)斷NPN晶體管105， NPN晶體管105作為一個開關(guān)操作。開關(guān)控制器307包括產(chǎn)生接通和關(guān)斷NPN 晶體管105的信號的FET晶體管。
當NPN晶體管105在接通狀態(tài)時，電容102通過閉合的開關(guān)308向NPN晶 體管105的基極端提供電流。當NPN晶體管105在關(guān)斷狀態(tài)時，電流通過閉合 的開關(guān)308從VH端到VC端向電容102放電。如果開關(guān)308不能作為電流路徑， 則二極管301和302是到電容102的一個可能電流路徑。
在T2時刻和T3時刻之間，電容102向NPN晶體管105的基極端提供電流， 并且還向VC端提供電能。如圖5所示，因為電容102耗散電荷以提供VC端的 偏置電壓并且向NPN晶體管105的基極端提供電流，VC端的電壓電平下垂。從 T2時刻開始，因為NPN晶體管105的開關(guān)操作和從變壓器原邊到副邊的能量轉(zhuǎn) 換，輸出電壓Vout從0伏上升。每個開關(guān)周期從原邊線圈到副邊線圈傳送能量， 增加了 Vout。
在大約T3時刻，在VC端的電壓下降到關(guān)斷閾值電壓之前，在VC端由輔助 線圈提供的電壓超過電容102的電壓，并且輔助線圈通過VA端向VC端提供電 能。在T3時刻及其之后，當輔助線圈向VC端提供電能時，VC端的電壓上升。 VA端的電壓由下列關(guān)系式定義
Vaux二 (Vout+V整流器122)氺(Na/Ns)
其中，Na/Ns是輔助線圈與副邊線圈的比率，V整流^22是整流器122的電壓降。
從T4時刻以后，VC端的電壓大致保持穩(wěn)定，約為調(diào)節(jié)的輸出電壓乘以 Na/Ns。從T4時刻以后，當NPN晶體管105接通后，電容102提供VC端的偏壓 和NPN晶體管105的基極電流，但當NPN晶體管105關(guān)斷時，輔助線圈向VC 端提供偏置電壓，并且輔助線圈對電容102充電。
圖6示出了系統(tǒng)控制器200—B的另一個實施例，其中開關(guān)304和308作為 柵極控制P通道FET晶體管實現(xiàn)的。當相對于源極端在柵極端出現(xiàn)足夠的負電 壓時，柵極控制P通道FET晶體管導(dǎo)通。
圖7示出了系統(tǒng)控制器200—C的另一個實施例，其中圖3的開關(guān)308由允 許電流從VC端流到VH端的二極管代替。二極管350為從電容102到NPN晶體 管105的基極端的電流提供電流路徑。此外，通過二極管301和302提供從VH 端到VC端的電流路徑。當NPN晶體管105關(guān)斷時，通過二極管301和302發(fā)生從NPN晶體管105的基極端到電容102的電流放電。
圖8示出了按照一個實施例減少啟動開關(guān)控制器開關(guān)模式操作的時間的過 程流程圖。在步驟401中，比較器接收足夠的電壓導(dǎo)通。參照圖3，當在VC端 具有VCMIN(例如，IV)時，比較器306接通。在步驟402中，激活通過開關(guān) 到電容的電流放大路徑。參照圖3，在步驟402中，比較器306輸出高電壓， 并使得開關(guān)304閉合，建立從NPN晶體管105的基極端到發(fā)射極端通過電阻303 和閉合的開關(guān)304到電容102的電流放大路徑。在步驟403中，開關(guān)向電容提 供放大的電流， 一直到開關(guān)控制器的接通閾值電壓達到為止。參照圖3，在步 驟403中，NPN晶體管105工作在正向激活模式，并且放大基極端接收的電流， 通過其發(fā)射極端向電流放大路徑提供放大的電流。相應(yīng)地，通過將NPN晶體管 105用作一個電流放大器，增加提供給電容102的電流強度。電流的增加增加 了電容102儲存的電荷，減少了電容102到達接通閾值電壓和激活開關(guān)控制器 307的時間。在步驟404中，當?shù)竭_開關(guān)控制器的接通閾值電壓時，禁止電流 放大路徑工作。參照圖3，在步驟404中，比較器306檢測到開關(guān)控制器的接 通閾值電壓達到，并且比較器306輸出使得開關(guān)304打開而開關(guān)308閉合的低 電壓。開關(guān)304的打開禁止電流放大路徑工作。在步驟405中，電容主要提供 偏置電壓， 一直到輸出電壓足夠高以通過輔助線圈向開關(guān)控制器提供偏置電壓 為止。參照圖3，在步驟405中，電容102主要向開關(guān)控制器307提供偏置電 壓，以便開關(guān)控制器307控制NPN晶體管105的接通和關(guān)斷。在輔助線圈處產(chǎn) 生輔助電壓，其隨著電壓Voirt而成比例地上升。當從輔助線圈提供給VC端的 電壓(約為Vout*Na/Ns)超過在VC端電容102上的電壓時，輔助線圈向開關(guān) 控制器307提供偏置電壓。在步驟406中，輔助線圈向開關(guān)控制器提供偏置電 壓。此后，當NPN晶體管105接通時，電容102提供VC端的偏置電壓，并且向 NPN晶體管105提供偏置電流，但當NPN晶體管105關(guān)斷時，輔助線圈提供VC 端的偏置電壓，并且輔助線圈對電容102充電。
盡管為了展示本實用新型，以上描述了一些具體示范性的實施例，本實用 新型不限于具體的實施例。系統(tǒng)控制器200能夠用于任何開關(guān)調(diào)節(jié)器中，不只 是用于逆向變換器中。它可以應(yīng)用于電源，變換器，調(diào)節(jié)器，充電器，適配器， 原始資料，參考資料這樣一個寬的范圍。例如，開關(guān)控制器200能夠用在使用 電容啟動開關(guān)控制器的任何地方。二極管301和302可以在由虛線表示的集成 電路邊界的外部。所有二極管可以是連接P通道MOSFET的二極管。電阻303 可作為可編程電阻實現(xiàn)。電阻303可以去掉。相應(yīng)地，可以實現(xiàn)所描述的實施 例的各個特征的更改，變化和組合，而不脫離權(quán)利要求中描述的本實用新型的 范圍。
權(quán)利要求1. 一種系統(tǒng)，其特征在于，包括一變壓器，所述變壓器具有原邊線圈、輔助線圈和副邊線圈；一功率晶體管，所述功率晶體管連接到所述原邊線圈；一系統(tǒng)控制器，所述系統(tǒng)控制器控制所述功率晶體管放大電流或者作為開關(guān)工作，其中，所述系統(tǒng)控制器包括連接到所述功率晶體管的開關(guān)控制器，并且當所述功率晶體管作為一個開關(guān)工作時，所述開關(guān)控制器控制所述功率晶體管的接通或關(guān)斷狀態(tài)；和一電容，所述電容向所述系統(tǒng)控制器提供電壓，其中，在電壓達到所述開關(guān)控制器的接通閾值電壓之前，所述系統(tǒng)控制器使得所述功率晶體管放大提供給所述電容的電流，并且其中接通所述開關(guān)控制器的持續(xù)時間部分地依賴于提供給所述電容的放大電流的強度。
2. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)控制器包括一比較器，所述比較器指示是否已經(jīng)達到所述開關(guān)控制器的所述接通閾值 電壓。
3. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)控制器還包括 一電阻，所述電阻連接到所述功率晶體管的發(fā)射極端；和一第一開關(guān)，所述第一開關(guān)連接在所述電阻和所述電容之間，其中所述比 較器控制所述第一開關(guān)是否打開，并且其中在到達所述開關(guān)控制器的接通閾值 電壓之前，所述放大電流流過所述電阻和所述第一開關(guān)。
4. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)控制器還包括 一第二開關(guān)，所述第二開關(guān)將所述功率晶體管的基極端與所述電容相連，其中在所述比較器檢測到所述開關(guān)控制器的接通閾值電壓到達之后，所述比較 器閉合所述第二開關(guān)，并且其中在所述開關(guān)控制器的接通閾值電壓到達之后， 電流流過所述第二開關(guān)。
5. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，它進一步包括 二個串聯(lián)二極管，允許電流從功率晶體管的基極端流到所述電容。
6. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開關(guān)包括一柵極控制 的PFET晶體管。
7. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二開關(guān)包括一二極管。
8. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二開關(guān)包括一柵極控制 的PFET晶體管。
9. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻包括一可編程電阻。
10. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻用于控制接通所述開關(guān)控制器的時間。
11. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述比較器包括一具有磁滯作用的欠壓封鎖比較器， 所述比較器的第一輸入端連接到參考電壓，和 所述比較器的第二輸入端被連接用來測量所述提供的電壓。
12. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述功率晶體管包括一通過發(fā)射極實現(xiàn)開關(guān)動作的NPN功率晶體管。
13. —種裝置，其特征在于，它包括一功率晶體管，所述功率晶體管具有基極端、發(fā)射極端和集電極端； 一用于所述功率晶體管的開關(guān)控制器，其中所述開關(guān)控制器控制所述功率 晶體管在接通狀態(tài)還是關(guān)斷狀態(tài)；和一用于充電的電路，該電路通過使用所述功率晶體管放大提供給電壓源的 電流，在所述開關(guān)控制器的啟動期間，對所述開關(guān)控制器的電壓源充電，其中， 接通所述開關(guān)控制器的持續(xù)時間部分地依賴于提供給所述電壓源的電流強度。
14. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述用于充電的電路包括 一比較器，其中所述比較器指示所述開關(guān)控制器的接通閾值電壓是否已經(jīng)達到，并且其中所述比較器控制到所述電壓源的電流路徑。
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，當電壓源提供小于所述開關(guān) 控制器的接通閾值電壓的電壓時，所述比較器控制到所述電壓源的電流路徑是 從功率晶體管的發(fā)射極端通過電阻和柵極到電壓源的第一路徑。
16. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述電壓源包括一電容。
17. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述功率晶體管包括一通過 發(fā)射極實現(xiàn)開關(guān)動作的NPN功率晶體管。
18. —種系統(tǒng)，其特征在于，它包括 一功率晶體管；一系統(tǒng)控制器，所述系統(tǒng)控制器包括連接到所述功率晶體管的開關(guān)控制器， 其中，當所述功率晶體管工作在開關(guān)模式時，所述開關(guān)控制器控制所述功率晶 體管的接通或關(guān)斷狀態(tài)；和一電容，所述電容向所述系統(tǒng)控制器提供電壓，其中，在所述電壓達到所 述開關(guān)控制器的接通閾值電壓之前，所述系統(tǒng)控制器使得所述功率晶體管工作 在放大模式，其中在所述放大模式，所述功率晶體管放大提供給所述電容的電 流，并且，其中接通所述開關(guān)控制器的持續(xù)時間部分地依賴于提供給所述電容 的電流強度。
專利摘要本實用新型公開了一種在開關(guān)調(diào)節(jié)器中減少啟動時間的裝置及系統(tǒng)，它們可以實現(xiàn)一個用于在開關(guān)調(diào)節(jié)器中控制開關(guān)接通或關(guān)斷的開關(guān)控制器的啟動時間加速器。啟動時間加速器將開關(guān)用作電流放大器并且使用電流放大路徑給電容提供放大電流。在一個示例中，電容向用于開關(guān)的開關(guān)控制器提供偏置電壓。給電容提供放大電流加速了偏置電壓增加的速率并減少了偏置電壓達到開關(guān)控制器的接通閾值電壓的時間。在達到開關(guān)控制器的接通閾值電壓之后，激活第二路徑用于電流流進電容及從電容流出，并且該電容向開關(guān)控制器提供偏置電壓，直到一個電壓輸出端的電壓足夠高，以通過變壓器的輔助線圈提供開關(guān)控制器的偏置電壓。
文檔編號H02M1/00GK201252479SQ20082012598
公開日2009年6月3日 申請日期2008年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日
發(fā)明者陶志波, 黃樹良, 龔大偉 申請人:技領(lǐng)半導(dǎo)體(上海)有限公司;技領(lǐng)半導(dǎo)體國際股份有限公司