1.一种DCM开关电源变换器制控制死区时间的电路,包括控制电路和功率级电路两部分,控制电路包括DCM迟滞控制电路、死区时间电路以及功率管驱动电路,DCM迟滞控制电路输出连接死区时间电路,死区时间电路产生含有死区时间的控制信号PG和NG经功率管驱动电路后输出控制信号PG0和NG0给功率级电路,功率级电路包括高侧PMOS功率管M1、低侧NMOS功率管M2、电感L、输出滤波电容Cout和输出负载Rload,PMOS功率管M1的源极连接输入电源电压Vin,NMOS功率管M2的源极接地,PMOS功率管M1的漏极与NMOS功率管M2的漏极互连并与电感L的一端连接,连接点记为Lx,电感L的另一端连接输出滤波电容Cout的一端和输出负载Rload的一端,输出滤波电容Cout的另一端及输出负载Rload的另一端接地,电感L与电容Cout组成输出滤波网络,PMOS功率管M1的栅极和NMOS功率管M2的栅极分别连接功率管驱动电路输出的驱动控制信号PG0和NG0;
其特征在于:控制电路中的死区时间电路采用DCM自适应死区时间控制电路,功率管驱动电路采用两路反相器链构成,设置两路过零检测电路检测Lx点的电压变化,输出两路过零比较信号连接至DCM自适应死区时间控制电路的输入端;
DCM自适应死区时间控制电路包括动态延迟单元、固定延迟单元、RS触发器RSFF1以及或门or1、与门and1、与门and2和反相器inv15;动态延迟单元有三个输入端口,一个端口连接前级DCM迟滞控制电路输出的系统开关控制信号in,另外两个端口分别连接过零检测电路输出的一路过零比较信号zd2和RS触发器RSFF1的反相端Q-端输出的时序信号fw,动态延迟单元的输出连接反相器inv15的输入端和与门and2的一个输入端,反相器inv15的输出连接RS触发器RSFF1的S端,RS触发器RSFF1的Q端输出连接与门and2的另一个输入端,与门and2输出一路自适应添加最优死区时间的控制信号NG并连接到或门or1的一个输入端,或门or1的另一个输入端连接前级DCM迟滞控制电路输出的系统开关控制信号in,或门or1输出另一路自适应添加最优死区时间的控制信号PG,固定延迟单元包括偶数个反相器串联构成,其中第一个反相器的输入端连接与门and2输出的一路自适应添加最优死区时间的控制信号NG,最后一个反相器的输出连接与门and1的一个输入端,与门and1的另一个输入端连接过零检测电路输出的另一路过零比较信号zd1,与门and1的输出连接RS触发器RSFF1的R端;
动态延迟单元包括一个上升沿触发的D触发器DFF1,一个2-1译码器MUX1,一个6位加减计数器、一个6位二进制延时线以及包括与门and3、与门and4、与门and5、与门and6与门and7,或门or2、或门or3、或门or4,或非门nor1、或非门nor2和反相器inv16构成的计数限制电路;与门and3的两个输入端分别连接6位加减计数器输出的6位二进制数Q0-Q5中的Q1和Q2,与门and4的两个输入端分别连接6位加减计数器输出的6位二进制数Q0-Q5中的Q3和Q4,与门and3的输出连接与门and5的一个输入端,与门and5的另一个输入端连接与门and4的输出端,与门and5的输出端连接与门and6的一个输入端,与门and6的另一个输入端连接6位加减计数器输出的6位二进制数Q0-Q5中的Q5,与门and6的输出端连接或非门nor2的一个输入端,或非门nor2的另一个输入端连接或非门nor1的输出端和与门and7的一个输入端,或非门nor1的两个输入端分别连接或门or4的输出端和6位加减计数器输出的6位二进制数Q0-Q5中的Q5,或门or4的两个输入端分别连接或门or2的输出端和或门or3的输出端,或门or2的两个输入端分别连接6位加减计数器输出的6位二进制数Q0-Q5中的Q1和Q2,或门or3的两个输入端分别连接6位加减计数器输出的6位二进制数Q0-Q5中的Q3和Q4,或非门nor2的输出端连接反相器inv16的输入端和2-1译码器MUX1的控制端,反相器inv16的输出端连接与门and7的另一个输入端,与门and7的输出端连接2-1译码器MUX1的一个输入端,2-1译码器MUX1的另一个输入端连接D触发器DFF1的输出Q端,D触发器DFF1的D输入端连接过零检测电路输出的过零比较信号zd2,D触发器DFF1的时钟端连接RS触发器RSFF1的反相端Q-端输出的时序信号fw,2-1译码器MUX1的输出端连接6位加减计数器的控制输入端,6位加减计数器的时钟端与6位二进制延时线的一个输入端互连并连接前级DCM迟滞控制电路输出的系统开关控制信号in,6位加减计数器输出6位二进制数Q0-Q5至6位二进制延时线的另一个输入端,6位二进制延时线的输出即为动态延迟单元的输出;
6位二进制延时线包括反相器inv17~inv22,NMOS管MN2~MN14,PMOS管MP2和MP3以及时间调整电容C1;6位加减计数器输出6位二进制数Q0-Q5中的Q0连接反相器inv17的输入端,NMOS管MN3的源极与NMOS管MN2的源极互连并接地,NMOS管MN3的漏极和NMOS管MN2的漏极分别连接NMOS管MN5的源极和NMOS管MN4的源极且NMOS管MN3的漏极与NMOS管MN2的漏极互连;NMOS管MN5的漏极和NMOS管MN4的漏极分别连接NMOS管MN7的源极和NMOS管MN6的源极且NMOS管MN5的漏极与NMOS管MN4的漏极互连;NMOS管MN7的漏极和NMOS管MN6的漏极分别连接NMOS管MN9的源极和NMOS管MN8的源极且NMOS管MN7的漏极与NMOS管MN6的漏极互连;NMOS管MN9的漏极和NMOS管MN8的漏极分别连接NMOS管MN11的源极和NMOS管MN10的源极且NMOS管MN9的漏极与NMOS管MN8的漏极互连;NMOS管MN11的漏极和NMOS管MN10的漏极分别连接NMOS管MN13的源极和NMOS管MN12的源极且NMOS管MN11的漏极与NMOS管MN10的漏极互连;NMOS管MN3、MN5、MN7、MN9、MN11及MN13的栅极分别连接反相器inv17、inv18、inv19、inv20、inv21及inv22的输出端,反相器inv17、inv18、inv19、inv20、inv21及inv22的输入端分别连接6位加减计数器输出6位二进制数Q0-Q5中的Q0、Q1、Q2、Q3、Q4及Q5;NMOS管MN13的漏极与NMOS管MN12的漏极互连并与PMOS管MP2的漏极、时间调整电容C1的一端以及PMOS管MP3的栅极和NMOS管MN14的栅极连接在一起,时间调整电容C1的另一端和NMOS管MN14的源极均接地,PMOS管MP3的源极连接PMOS管MP2的源极并连接电源电压Vin,PMOS管MP2的栅极与NMOS管MN2的栅极、NMOS管MN4的栅极、NMOS管MN6的栅极、NMOS管MN8的栅极、NMOS管MN10的栅极以及NMOS管MN12的栅极连接在一起并连接前级DCM迟滞控制电路输出的系统开关控制信号in,PMOS管MP3的漏极连接NMOS管MN4的漏极并作为6位二进制延时线的输出端;
功率管驱动电路包括两路反相器链,一路反相器链包括依次连接的反相器ivn1~ivn6,反相器ivn1的输入连接DCM自适应死区时间控制电路输出的自适应添加最优死区时间的控制信号PG,反相器ivn6输出增强的驱动控制信号PG0连接至PMOS功率管M1的栅极;另一路反相器链包括依次连接的反相器ivn7~ivn12,反相器ivn7的输入连接DCM自适应死区时间控制电路输出的自适应添加最优死区时间的控制信号NG,反相器ivn6输出增强的驱动控制信号NG0连接至NMOS功率管M2的的栅极;两路反相器链中,每一路中的各个反相器宽长比依次以自然低对数e为倍数逐级增大,以获得最大的驱动能力;
过零检测电路包括两个过零检测模块,一个过零检测模块用于检测Lx点电压由负变为正值的瞬间,包括比较器COMP1及反相器ivn13,比较器COMP1的负极输入端连接Lx点,正级输入端接地,比较器COMP1的输出经反相器ivn13输出过零比较信号zd1;另一个过零检测模块用于检测在开关电源变换器正常工作时,PMOS功率管M1关闭后,NMOS功率管M2打开的瞬间Lx点的电压情况,包括比较器COMP2、反相器ivn14、采样电容C_sample以及由NMOS管MN1和PMOS管MP1组成的传输门,NMOS管MN1的源极与PMOS管MP1的源极互连并连接Lx点,NMOS管MN1的漏极与PMOS管MP1的漏极互连并连接采样电容C_sample的一端和比较器COMP2的负极输入端,NMOS管MN1的栅极和PMOS管MP1的栅极分别连接功率管驱动电路反相器链中反相器ivn11的输出NG1和反相器ivn10的输出NG2,比较器COMP2的正极输入端连接采样电容C_sample的另一端并接地,比较器COMP2的输出经反相器ivn14输出过零比较信号zd2。
2.根据权利要求1所述DCM开关电源变换器制控制死区时间的电路的控制方法,其特征在于:DCM自适应死区时间控制电路用于将输入端的系统开关控制信号in转化为两路符合DCM工作模式的、自适应添加最优死区时间的控制信号PG和NG,其中,利用RS触发器RSFF1与过零检测电路的输出信号zd1的配合,能够实现符合DCM模式控制要求的两路功率管驱动信号,而利用动态延迟单元与过零检测电路的输出zd2配合,能够自适应的为PG、NG两路功率管驱动信号自适应的添加死区时间,动态延迟单元中,使用6位二进制延时线和6位加减计数器进行配合,在开关电源变换器工作过程中,PMOS管M1关闭后,Lx点电压不断下降,若NMOS管M2打开时Lx点电压大于0,代表着死区时间过小,则增加6位加减计数器计数,即增大死区时间;若NMOS管M2打开时,Lx点电压小于0,代表着死区时间过大,则减少6位加减计数器计数,即减小死区时间,通过这样的采样比较方法,获得在DCM工作模式下时,功率PMOS管关闭与功率NMOS管开启间死区时间的信息,将死区时间的信息反馈回自适应时间控制单元,从而适当的调整6位加减计数器的二进制输出,以使得死区时间获得自适应的调整,最终稳定在一个最佳的死区时间,功率管栅极控制信号通过反相器链构成的功率管驱动级进行增强驱动能力,最终用以控制功率管的开关,实现自适应的控制死区时间取在最优的位置而不受输入、输出电压以及负载电流变化的影响,将死区时间一直稳定于最优值。