[发明专利]死区时间优化控制装置及其方法

说明书

本发明涉及死区时间优化控制装置及其方法，该方法包括：向与第一开关驱动器连接的第一端口输出用于按规定顺序关闭与直流‑直流转换器的电压输出端连接的第一电力开关器件的开关控制信号；为了在输出开关控制信号后且在交替切换第二电力开关器件前预先开启第二电力开关器件而通过分别与第二、第三开关驱动器连接的第二、第三端口同时输出具有不同脉冲宽度的第一、第二短脉冲；向与第四开关驱动器连接的第四端口输出用于交替切换第二电力开关器件的开关控制信号，使因交替切换2个电力开关器件而发生的死区时间区间最小化，在第二电力开关器件达到阈值电压后，仅施加1个短脉冲来使逆变器输出端的电压下降的下降斜率平缓，使开关噪声最小化。

技术领域

本发明涉及直流-直流(DC-DC)转换器，尤其涉及在直流-直流转换器中抑制电磁干扰(EMI)噪声并优化死区时间(dead-time)的控制装置及其方法。

背景技术

直流-直流转换器包括：电压转换部，通过切换开关(switching)器件来生成由输入电压转换而成的输出电压；以及控制部，用于控制开关器件的切换，以稳定电压转换部的输出电压。这种结构的直流-直流转换器为通常使用于将电池用作电压源的便携式电子装置的结构要素。

直流-直流转换器可分为同步式(Synchronous)和异步式(Asynchronous)，为了改善效率，正从使用开关和二极管的异步方式变更为使用2个开关的同步方式。

但是，当设计同步方式的转换器时，若发生2个开关同时被开启的条件，则会发生大的功率损耗。因此，在以同步方式设计直流-直流转换器的情况下，需要形成区间来防止开关之间同时驱动，这通常称之为死区时间区间。

死区时间区间内的驱动通过开关的寄生二极管来维持电感器的电流。即，死区时间区间内的电力损耗因寄生二极管而发生，由于其像异步式直流-直流转换器一样通过二极管通道发生，因而电力损耗随着死区时间的增加而增加。

因此，在同步式直流-直流转换器中作为极大化效率的方案，需要减少死区时间区间，为此，提出可使死区时间最小化的技术(自适应死区时间控制)。

所提出的自适应死区时间控制方式为通过寄生二极管检测电感器的电流流动信号来驱动直流-直流转换器的构成开关的方式，即为采用开关驱动器的方式。为了减少死区时间，需要增加开关驱动器的尺寸，但在这种情况下，会发生硬开关(hard-switching)，因而电磁干扰噪声的发生相对较大，从而对外部集成电路(IC)或环境造成影响。因此，在使用所提出的“自适应死区时间控制方式”的情况下，无法摆脱死区时间区间与电磁干扰噪声之间的权衡(trade-off)关系，从而无法确保最小限度的死区时间区间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：韩国授权专利公报第10-1367607号

专利文献2：美国授权专利US6294954号

发明内容

因此，本发明是为了解决所述问题而创造的发明，本发明的目的在于，提供可通过使死区时间区间最小化并防止发生硬开关来使电磁干扰噪声最小化的死区时间优化控制装置及其方法。