專利名稱：離線功率轉(zhuǎn)換器的同步整流電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率轉(zhuǎn)換器控制電路，特別是涉及一種用于功率轉(zhuǎn)換器 的同步整流控制電路。
背景技術(shù)：
離線功率轉(zhuǎn)換器包括功率變壓器，為了符合安全規(guī)范，功率變壓器提供 了交流輸入到功率轉(zhuǎn)換器的輸出之間的隔離。在最新的發(fā)展中，將同步整流器應(yīng)用于功率變壓器的二次側(cè)(secondary s ide)是為了實現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換器的高 效變換，例如美國專利案第7, 173， 835號由Yang撰寫的"PWM controller for synchronous rectifier of flyback power converter"。 不過,先前技術(shù)的 缺點在于可飽和電感(saturable inductor)與/或電流感測裝置 (current-sense device)會導(dǎo)致額外的電力消耗。要使同步整流器順利地操 "f乍于連纟賣才莫式(continuous mode)與 一一連纟賣才莫式(di scontinuous mode), jt匕可 飽和電感與電流感測裝置是必需的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種適用于功率轉(zhuǎn)換器的同步整流電路，這種同步整流電路 可取得較高的轉(zhuǎn)換效率。此外，執(zhí)行連續(xù)模式操作與非連續(xù)模式操作不必具 備電流感測裝置與可飽和電感。同步整流電路的出現(xiàn)，提高了功率轉(zhuǎn)換器的效率。此同步整流電路包括 脈沖信號產(chǎn)生電路，產(chǎn)生脈沖信號根據(jù)切換信號的上升(前)沿(rising edge) 與下降(后)沿(falling edge)。切換信號是用來切換變壓器，且調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn) 換器。隔離裝置(例如脈沖變壓器或電容器)耦接到脈沖信號產(chǎn)生電路，將脈 沖信號從變壓器的一次側(cè)(primary side)傳遞到此變壓器的二次側(cè)。集成同 步整流器具有整流端、接地端、第一輸入端以及第二輸入端。整流端耦接到 變壓器的二次側(cè)，接地端耦接到功率轉(zhuǎn)換器的輸出。功率晶體管(power transistor)連接于整流端與接地端之間。第一輸入端與第二輸入端用以接收脈沖信號來接通/斷開功率晶體管。脈沖信號是觸發(fā)信號(trig signal),脈 沖信號的脈沖寬度短于切換信號的脈沖寬度。本發(fā)明提供了一種用于功率轉(zhuǎn)換器的同步整流電路，其特征在于所述同 步整流電路包括集成同步整流器，其特征在于所述集成同步整流器包括 整流端，耦接到變壓器的二次側(cè)；接地端，耦接到所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出； 第一輸入端；以及第二輸入端，其中功率晶體管連接于所述整流端與所述接 地端之間，且所述第一輸入端與所述第二輸入端用以接收脈沖信號來接通/ 斷開所述功率晶體管；脈沖信號產(chǎn)生電路，其特征在于所迷脈沖信號產(chǎn)生電 路包括輸入端，用以接收切換信號；第一輸出端；以及第二輸出端，其中與所述第二輸出端是用來產(chǎn)生所述脈沖信號，以及隔離裝置，耦接于所述第 一輸入端與所述第二輸入端之間以及所述第一輸出端與所述第二輸出端之 間。本發(fā)明還提供了一種適用于功率轉(zhuǎn)換器的同步整流裝置，包括脈沖信 號產(chǎn)生電路，根據(jù)切換信號的前沿與后沿來產(chǎn)生脈沖信號；隔離裝置，通過 所述變壓器的隔離勢壘來傳遞所述脈沖信號；以及集成同步整流器，具有功 率晶體管與控制電路，其中所述功率晶體管耦接到所述變壓器來執(zhí)行所述整流，所述控制電路接收所述脈沖信號來接通/斷開所述功率晶體管，以及其中 所述切換信號是用來切換所述功率轉(zhuǎn)換器的所述變壓器，且所述脈沖信號用 以設(shè)置或重置所述控制電路的閂鎖電路，來控制所述功率晶體管。本發(fā)明還提供了 一種提高功率轉(zhuǎn)換器的效率的方法，其特征在于提高功 率轉(zhuǎn)換器的效率的所述方法包括產(chǎn)生脈沖信號，根據(jù)切換信號的前沿與后 沿；傳遞所述脈沖信號，所述脈沖信號通過隔離障壁從變壓器的一次側(cè)傳遞 到所述變壓器的二次側(cè)；根據(jù)所述脈沖信號來設(shè)置或重置閂鎖器；以及根據(jù) 所述閂鎖器的狀態(tài)來接通/斷開功率晶體管，其中所述切換信號是用來切換所 述功率轉(zhuǎn)換器的所述變壓器，且所述功率晶體管耦接到所述變壓器的所述二 次側(cè)來執(zhí)行所述整流。 .本發(fā)明還提供了一種適用于功率轉(zhuǎn)換器的同步整流電路，其特征在于所 述同步整流電路包括第一集成同步整流器，耦接到變壓器的二次側(cè)的第一 端；第二集成同步整流器，耦接到所述變壓器的所述二次側(cè)的第二端；其中 所述第一與第二集成同步整流器各自包括整流端，耦接到所述變壓器，接地端，耦接到所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出，以及功率晶體管，連接于所述整流端與所述接地端之間；以及第一輸入端與第二輸入端，其中所述第一輸入端與所述第二輸入端用以接收脈沖信號來控制所述功率晶體管，脈沖信號產(chǎn)生電路，其特征在于所述脈沖信號產(chǎn)生電路包括輸入端，用以接收切換信號， 其中所述切換信號是用來切換所述功率轉(zhuǎn)換器的所述變壓器；以及第一輸出 端與第二輸出端，用來產(chǎn)生所述脈沖信號，以及隔離裝置，耦接于所述第一 輸入端與所述第二輸入端之間以及所述第 一輸出端與所述第二輸出端之間。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技 術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配 合附圖詳細(xì)說明如后。


圖1繪示為根據(jù)本發(fā)明所提出的較佳實施例中，具有同步整流器的離線功率轉(zhuǎn)換器的實施例。圖2是根據(jù)本發(fā)明所提出的較佳實施例中，集成同步整流器的示意圖。 圖3是根據(jù)本發(fā)明所提出的較佳實施例中，集成同步整流器的控制電路的實施例。圖4是根據(jù)本發(fā)明所提出的較佳實施例的最大導(dǎo)通時間電路(M0T)。 圖5是根據(jù)本發(fā)明所提出的較佳實施例中，脈沖信號產(chǎn)生電路的方塊示 意圖。圖6繪示為延遲電路的電路示意圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明所提出的較佳實施例中，信號產(chǎn)生電路的實施例。 圖8是根據(jù)本發(fā)明所提出的較佳實施例中，線性預(yù)測電路的實施例。 圖9A與圖9B繪示為根據(jù)本發(fā)明所提出的較佳實施例中，同步整流電路 的主要波形。圖IO繪示為全橋相移功率轉(zhuǎn)換器的切換波形。圖ll繪示為根據(jù)本發(fā)明所提出的較佳實施例中，具有同步整流器的功率 轉(zhuǎn)換器的電路示意圖的另一實施例，在本實施例中，脈沖變壓器是用作隔離裝置。
具體實施方式
圖1繪示為具有本發(fā)明所提出的同步整流器的全橋(full bridge)零電壓 切換(zero-voltage-switching, ZVS)相移功率轉(zhuǎn)換器的較佳實施例。此同步 整流器是用作倍流整流器(current doubler rectifier)。關(guān)于具有倍流整流 器的全橋功率轉(zhuǎn)換器的詳細(xì)技術(shù)，可參考1997年IEEE電信能源會議 (Telecommunications Energy Conference) (INTELEC.97)上由 Nasser H. Kutkut撰寫的 "A full bridge soft switched telecom power supply with a current doubler rectifier"第344 - 351頁，其所有內(nèi)容都并入本說明 書以供參考。此功率轉(zhuǎn)換器包括變壓器10，其具有一次側(cè)與二次側(cè)。變壓器 10的一次側(cè)包括四個切換此變壓器10的電力開關(guān)20、 25、 30及35。 二次側(cè) 包括第一端V+與第二端V-,第二端V-與第一端V+兩端4艮據(jù)變壓器10的切換 產(chǎn)生切換電壓。第一集成同步整流器51包括整流端DET,其連接到第一端V+。 此第一集成同步整流器51的接地端GND連接到功率轉(zhuǎn)換器的接地。第二集成 同步整流器52具有整流端DET與接地端GND,此第二集成同步整流器52也 是從第二端V-連接到功率轉(zhuǎn)換器的地，如圖所示。電感61從第一端V+連接 到功率轉(zhuǎn)換器的輸出V0。另一電感62從第二端V-連接到功率轉(zhuǎn)換器的輸出 端V0。第一集成同步整流器51與第二集成同步整流器52用作倍流器(current doubler)。第一集成同步整流器51與第二集成同步整流器52的第一輸入端 Sp、第二輸入端SN連接到隔離裝置70的二次側(cè)，以接收脈沖信號來接通或斷 開集成同步整流器51與52。在一實施例中，隔離裝置70可由(例如)電容器 71與72或脈沖變壓器組成。電容器71與72的電容值可以較小，例如20pF, 不過為了起隔離作用，電容器必須具有高額定電壓。脈沖信號產(chǎn)生電路100包括輸入信號端SIN，用以接收切換信號S!w根據(jù) 切換信號Sw的上升沿(前沿)與下降沿(后沿)來產(chǎn)生脈沖信號。切換信號SIN 是用來切換變壓器IO,且調(diào)節(jié)功率轉(zhuǎn)換器。脈沖信號是在脈沖信號產(chǎn)生電路 100的第一輸出端Xp與第二輸出端L產(chǎn)生。此脈沖信號是差動信號 (differential signal),此脈沖信號的極性(polari ty)決定著集成同步整流 器51與52的接通或斷開。為了在變壓器IO切換之前產(chǎn)生脈沖信號，脈沖信 號產(chǎn)生電路100根據(jù)切換信號S^還要在輸出端S0UT產(chǎn)生驅(qū)動信號Sodt。此驅(qū) 動信號S。uT通過全橋驅(qū)動電路700來控制電力開關(guān)20、 25、 30及35。切換信 號S,n的啟用(enable)與驅(qū)動信號S。uT的啟用之間產(chǎn)生時間延遲。脈沖信號產(chǎn)生電路100的第 一輸出端Xp與第二輸出端XN耦接到隔離裝置70,以將脈沖信號從變壓器10的一次側(cè)傳遞到二次側(cè)。此脈沖信號的脈沖寬 度短于切換信號S^的脈沖寬度，此脈沖信號是包括高頻成分的觸發(fā)信號。所以，隔離裝置70只需要小型電容器或小型脈沖變壓器可以實現(xiàn)，這可減小印 刷電路板(print circuit board, PCB)的空間利用，且降低功率轉(zhuǎn)換器的成 本。脈沖信號產(chǎn)生電路100還包括輸入電壓端RIN，用以接收表示變壓器10 的輸入電壓V^的輸入電壓信號。輸入電壓端R^經(jīng)由電阻器85與86而耦接 到輸入電壓VIN。脈沖信號產(chǎn)生電路100的程序端R。通過電阻器80來產(chǎn)生程 序信號。當(dāng)功率轉(zhuǎn)換器在輕負(fù)載下操作于非連續(xù)模式時，脈沖信號產(chǎn)生電路 100可根據(jù)輸入電壓信號、程序信號以及切換信號S^的脈沖寬度來產(chǎn)生額外 的脈沖信號以斷開集成同步整流器51與52。圖2是根據(jù)本發(fā)明所提出的一實施例中的集成同步整流器的示意圖。此 集成同步整流器50代表集成同步整流器51與52之一的電路，如圖1所示。 此集成同步整流器50包括功率晶體管400、 二極管450以及控制電路200。 二極管450并聯(lián)到功率晶體管400,功率晶體管400連接于整流端DET與接 地端GND之間，整流端DET耦接到圖1所示的變壓器10的二次側(cè)，接地端 GND耦接到功率轉(zhuǎn)換器的輸出?？刂齐娐?00經(jīng)由第一輸入端Sp與第二輸入 端Sn來接收脈沖信號，以接通或斷開功率晶體管400。 L端是用來供應(yīng)電源 給控制電路200。圖3繪示為圖2所示的控制電路200的一實施例的示意圖。電阻器211 與221為第一輸入端Sp提供偏壓端(bias termination),電阻器213與223 為第二輸入端Sd是供另一偏壓端。第一輸入端Sp耦接到比較器210的正輸入 與比較器220的負(fù)輸入。第二輸入端Sw耦接到比較器220的正輸入與比較器 210的負(fù)輸入。在一實施例中，偏移電壓(offset voltage)215與225分別配 置在比較器210與220的正輸入中以產(chǎn)生》茲滯現(xiàn)象(hysteresis)。第三比較 器230有臨界電壓Vth連接到其正愉入。比較器230的負(fù)輸入耦接到整流端 DET。比較器210與230的輸出通過AND門235而耦接到SR觸發(fā)器 (flip-flop) 250的設(shè)定輸入端(圖中所示的"S" )。 SR觸發(fā)器250的重置輸 入端(圖中所示的"R")是由比較器220的輸出來控制。SR觸發(fā)器250的輸 出與比較器230的輸出連接到AND門260。此AND門260的輸出產(chǎn)生門驅(qū)動 信號Ve來控制圖2所示的功率晶體管400的接通或斷開狀態(tài)。門驅(qū)動信號Vc 的最大導(dǎo)通時間是用最大導(dǎo)通時間電路(maximum-on-time circuit, MOT) 270來限制。門驅(qū)動信號^連接到最大導(dǎo)通時間電路270。消隱時間(blanking time)之后，將根據(jù)門驅(qū)動信號Vc的啟用產(chǎn)生最大導(dǎo)通時間信號SM。最大導(dǎo)通 時間信號Sm徑由反相器(inverter) 261而連接到AND門260。此緒D門260 的另一輸入連接到通電重置信號RST。此AND門260的輸出用以清除(重置)SR 觸發(fā)器250。門驅(qū)動信號V。的最大導(dǎo)通時間因此被最大導(dǎo)通時間電路270的 消隱時間所限制。 一旦產(chǎn)生如下的脈沖信號，門驅(qū)動信號VG就會斷開功率晶 體管400:VSN-VSP〉V225 ..........................................a)當(dāng)滿足等式(2)與(3)時，門驅(qū)動信號Vc就會接通功率晶體管400:VSN-VSP〉V215..........................................(2)VDET<VTH................................................(3)其中，Vsp是第一輸入端Sp的電壓，Vsw是第二輸入端Sw的電壓。V,是整 流端DET的電壓，L是上述臨界電壓V罰的電壓，V^是偏移電壓215的值， 以及V^是偏移電壓225的值。當(dāng)二極管450導(dǎo)通時，整流端DET的電壓將低于臨界電壓VrH的電壓。圖 中繪示為功率晶體管400只有在二極管導(dǎo)通之后才能接通。圖4是最大導(dǎo)通時間電路270的一實施例的示意圖。電流源273經(jīng)連接 以對電容器275充電，晶體管272經(jīng)連接以對電容器275放電。門驅(qū)動信號 Vc通過反相器271來控制晶體管272,此門驅(qū)動信號V。還連接到AND門279。 此AND門279的另一輸入耦接到電容器275。當(dāng)門驅(qū)動信號l被用時，AND 門279的輸出將會產(chǎn)生最大導(dǎo)通時間信號SM以在消隱時間之后停用(disable) 門驅(qū)動信號Ve。消隱時間取決于電流源273的電流與電容器275的電容。圖5是圖1所示的脈沖信號產(chǎn)生電路的一實施例的方塊示意圖。驅(qū)動信 號S。ut根據(jù)切換信號S^而產(chǎn)生。此切換信號S^連接到延遲電路(DLY) 110的輸 入。延遲電路110的輸出通過反相器105而連接到AND門150的輸入。此AND 門150的另一輸入耦接到切換信號S^。此AND門150的輸出產(chǎn)生驅(qū)動信號S, 此驅(qū)動信號S。uT用以切換變壓器10。如此一來，切換信號S^的啟用與驅(qū)動信 號S,的啟用之間產(chǎn)生時間延遲。脈沖信號產(chǎn)生電路100還包括輸入電壓端 RIN,其用以接收輸入電壓信號，所述輸入電壓信號表示變壓器10的輸入電 壓V,n。程序端R。用以產(chǎn)生程序信號，所述程序信號代表功率轉(zhuǎn)換器的輸出電 壓信息。此程序信號、輸入電壓信號以及驅(qū)動信號S肌耦接到線性預(yù)測電路(linear-predict circuit, LPC) 500。此線性預(yù)測電路500將根據(jù)輸入電壓 信號、程序信號以及切換信號S^的脈沖寬度來產(chǎn)生非連續(xù)模式信號SD,以斷 開功率晶體管。非連續(xù)模式信號Sd與切換信號S,w都耦接到信號產(chǎn)生電路(圖 中所示的"SIG" ) 300,以在第一輸出端Xp與第二輸出端XN產(chǎn)生脈沖信號。圖6繪示為上述延遲電路的一實施例的電路示意圖。電流源113用以對 電容器115充電，晶體管112用以對電容器115放電。輸入信號IN通過反相 器111來控制晶體管112,此輸入信號IN還連接到NAND門119。此NAND門 119的另一輸入耦接到電容器115,此NAND門119的輸出就是延遲電路的輸 出0UT。當(dāng)輸入信號IN是邏輯低狀態(tài)(logic-low)時，電容器115放電，且 NAND門119的輸出為邏輯高(logic-high)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號IN變?yōu)檫壿嫺?狀態(tài)時，電流源113將開始對電容器115充電。當(dāng)電容器115的電壓高于NAND 門119的輸入臨界電壓時，NAND門119的輸出0UT將變?yōu)檫壿嫷蜖顟B(tài)。電流 源113的電流與電容器115的電容決定延遲電路的延遲時間TP。此延遲時間 TP是從延遲電路的輸入信號的邏輯高狀態(tài)開始到輸出信號的邏輯低狀態(tài)為 止。圖7是信號產(chǎn)生電路300的一實施例的電路示意圖。觸發(fā)器310的時鐘 輸入CK用以接收切換信號SIN,且產(chǎn)生第一信號，此第一信號連接到OR門315 的第一輸入。切換信號S^還通過反相器325來產(chǎn)生信號SNN，此信號S吣驅(qū)動 觸發(fā)器320的時鐘輸入。觸發(fā)器320輸出第二信號，此第二信號連接到OR門 315的第二輸入。觸發(fā)器330的時鐘輸入用以接收非連續(xù)模式信號SD，且在 此觸發(fā)器330的輸出產(chǎn)生第三信號。此第三信號連接到OR門315的第三輸入。 此OR門315是用來在第二輸出端L產(chǎn)生負(fù)脈沖信號，以斷開圖1所示的集成 同步整流器51與52。此負(fù)脈沖信號通過延遲電路322來重置觸發(fā)器310、 320 及330。延遲電路322的延遲時間決定負(fù)脈沖信號的脈沖寬度。第三信號還 耦接到觸發(fā)器350的時鐘輸入，以在此觸發(fā)器350的輸出產(chǎn)生信號DCM,此 信號DCM耦接到觸發(fā)器340的D輸入與AND門345的輸入。通過反相器343、 延遲電路125以及另一反相器342,觸發(fā)器340的時鐘輸入耦接到第二輸出 端Xn以接收負(fù)脈沖信號。觸發(fā)器345的輸出連接到AND門345的另一輸入。 此AND門345是用來在第一輸出端Xp產(chǎn)生正脈沖信號。此正脈沖信號經(jīng)由延 遲電路332來重置觸發(fā)器340。延遲電路332的延遲時間決定此正脈沖信號 的脈沖寬度。如此一來，脈沖信號通過第一輸出端Xp與第二輸出端Xw的正脈沖信號與負(fù)脈沖信號而產(chǎn)生。圖8是線性預(yù)測電路500的一實施例的示意圖。運算放大器(operational amplifier) 510、晶體管512、 515、 516以及電阻器511構(gòu)成電壓至電流轉(zhuǎn)換 器。運算放大器51Q耦接到輸入電壓端R^以接收輸入電壓信號，從而在晶體 管516產(chǎn)生充電電流。電流源520耦接到程序端R。，結(jié)合圖1所示的電阻器 80,以產(chǎn)生程序信號。運算放大器530、電阻器531以及晶體管532、 535、 536、 538、 539構(gòu)成另一電壓至電流轉(zhuǎn)換器。運算放大器530耦接到程序端 Ro以接收程序信號，從而在晶體管539產(chǎn)生放電電流。充電電流經(jīng)由開關(guān)560 來對電容器550充電。放電電流通過開關(guān)565來對電容器550放電。反相器 572耦接到輸出端S0UT以接收驅(qū)動信號S。uT來產(chǎn)生放電信號。此放電信號用 以控制開關(guān)565,此放電信號還連接到反相器571以產(chǎn)生充電信號來控制開 關(guān)560。電容器550上產(chǎn)生斜坡信號(ramp signal) VRMP。比較器580的正輸入 包括臨界電壓VT,比較器580的負(fù)輸入耦接到斜坡信號V證，此比較器580的 輸出與放電信號連接到AND門590，以產(chǎn)生非連續(xù)模式信號SD。此外，放電 信號與切換信號S^通過晶體管540與AND門575來重置電容器550。因此根 據(jù)輸入電壓信號、程序信號以及切換信號S!n的脈沖寬度來產(chǎn)生非連續(xù)模式信 號SD。當(dāng)功率轉(zhuǎn)換器操作于邊界模式時，電感的^f茲通量(magnetized flux)Oc等于去磁通量(demagnetized f lux) cpD。邊界模式的意思是功率轉(zhuǎn)換器操作于連續(xù)模式與非連續(xù)模式之間。 此等式如下所示<formula>formula see original document page 14</formula> (4)<formula>formula see original document page 14</formula> (5)<formula>formula see original document page 14</formula> (6)<formula>formula see original document page 14</formula> (7)其中B是通量密度，Ae是電感61與62的橫截面積，磁化時間0^羅)是 切換信號S^的脈沖寬度，電感61與62的去磁時間(T隨腿ge)顯示功率轉(zhuǎn)換器 的邊界條件。電感61與62的去磁時間T匿腿ge可根據(jù)等式(7)來得到。也可看出，去磁時間T匿雄ge可根據(jù)輸入電壓VIN、輸出電壓V。以及^F茲化時間T體ge(切換信號SIN的脈沖寬度)來預(yù)測。非連續(xù)模式信號S。根據(jù)去磁時間T匿隨e而產(chǎn)生。圖9A與圖9B繪示為同步整流電路的主要波形。圖9A繪示為根據(jù)切換信 號S^的前沿與后沿產(chǎn)生脈沖信號S「S"負(fù)脈沖信號)，以停用集成同步整流器 51與52。負(fù)脈沖信號結(jié)束之后，如果集成同步整流器51或52的二極管導(dǎo)通， 則產(chǎn)生脈沖信號Sp-SN(正脈沖信號)以啟用集成同步整流器51或52。圖9B繪 示為斜坡信號V匿的波形。在斜坡信號V服p的放電時間結(jié)束時，產(chǎn)生非連續(xù)模 式信號S。與額外的脈沖信號Sp-Sw(負(fù)脈沖信號)。這意味著，當(dāng)電感61與62 完全去磁(非連續(xù)模式)時，集成同步整流器51與52將被停用。圖10繪示為全橋驅(qū)動電路700的切換波形。根據(jù)驅(qū)動信號S,產(chǎn)生相移 驅(qū)動信號A、 B、 C及D來分別控制電力開關(guān)30、 20、 25及35。相移驅(qū)動信 號A、 B、 C及D之間的時間延遲L應(yīng)用于相位偏移(phase shift)以實現(xiàn)軟切 換(soft switching)。圖11繪示為脈沖變壓器75用作同步整流電路的隔離 裝置70。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上 的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明， 任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示 的結(jié)構(gòu)及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡 是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作 的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于功率轉(zhuǎn)換器的同步整流電路，其特征在于所述同步整流電路包括集成同步整流器，其特征在于所述集成同步整流器包括整流端，耦接到變壓器的二次側(cè)；接地端，耦接到所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出；第一輸入端；以及第二輸入端，其中功率晶體管連接于所述整流端與所述接地端之間，且所述第一輸入端與所述第二輸入端用以接收脈沖信號來接通/斷開所述功率晶體管；脈沖信號產(chǎn)生電路，其特征在于所述脈沖信號產(chǎn)生電路包括輸入端，用以接收切換信號；第一輸出端；以及第二輸出端，其中所述切換信號是用來切換所述功率轉(zhuǎn)換器的所述變壓器，且所述第一輸出端與所述第二輸出端是用來產(chǎn)生所述脈沖信號，以及隔離裝置，耦接于所述第一輸入端與所述第二輸入端之間以及所述第一輸出端與所述第二輸出端之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的同步整流電路，其特征在于所述脈沖信號產(chǎn)生 電路還包括輸入電壓端，用以接收表示所述變壓器的輸入電壓的輸入電壓信號；以及程序端，用以產(chǎn)生程序信號，其中所述脈沖信號產(chǎn)生電路是根據(jù)所述輸入電壓信號、所述程序信號以 及所述切換信號的脈沖寬度來產(chǎn)生額外的脈沖信號，以斷開所述功率晶體管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步整流電路，其特征在于所述隔離裝置包括 脈沖變壓器或多個電容器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步整流電路，其特征在于所述脈沖信號是差 動信號，且所述脈沖信號的極性決定所述功率晶體管的接通/斷開。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步整流電路，其特征在于所述脈沖信號是觸發(fā)信號，且所述脈沖信號的脈沖寬度短于所述切換信號的脈沖寬度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步整流電路，其特征在于所述集成同步整流 器包括閂鎖電路，所述閂鎖電路耦接到所述第 一輸入端與所述第二輸入端， 以接收所述脈沖信號來設(shè)置或重置所述閂鎖電路，其中所述閂鎖電路用以接 通/斷開所述功率晶體管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步整流電路，其特征在于所述集成同步整流 器還包括最大導(dǎo)通時間電路，以限制所述功率晶體管的最大導(dǎo)通時間。
8. —種適用于功率轉(zhuǎn)換器的同步整流裝置，包括 脈沖信號產(chǎn)生電路，根據(jù)切換信號的前沿與后沿來產(chǎn)生脈沖信號；隔離裝置，通過所述變壓器的隔離勢壘來傳遞所述脈沖信號；以及 集成同步整流器，具有功率晶體管與控制電路，其中所述功率晶體管耦接到所述變壓器來執(zhí)行所述整流，所述控制電路接收所述脈沖信號來接通/斷開所述功率晶體管，以及其中所述切換信號是用來切換所述功率轉(zhuǎn)換器的所述變壓器，且所述脈沖信號用以設(shè)置或重置所述控制電路的閂鎖電路，來控制所述功率晶體管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的同步整流裝置，其特征在于所述脈沖信號產(chǎn)生 電路包括輸入電壓端，用以接收表示所述變壓器的輸入電壓的輸入電壓信號；及程序端，用以接收程序信號，其中所述脈沖信號是根據(jù)所述輸入電壓信號、所述程序信號以及所述切 換信號的脈沖寬度而產(chǎn)生，以斷開所述功率晶體管。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的同步整流裝置，其特征在于所述同步整流裝 置還包括二極管，其并聯(lián)到所述功率晶體管，且當(dāng)所述二極管導(dǎo)通時，所述 功率晶體管通過所述脈沖信號而導(dǎo)通。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的同步整流裝置，其特征在于所述隔離裝置包 括多個電容器或脈沖變壓器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的同步整流裝置，其特征在于所述脈沖信號是 觸發(fā)信號，且所述脈沖信號的脈沖寬度短于所述切換信號的脈沖寬度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的同步整流裝置，其特征在于所述脈沖信號產(chǎn) 生電路還包括輸入信號端，用以接收所述切換信號；第一輸出端；以及 第二輸出端，其中所述脈沖信號是在所述第一輸出端與所述第二輸出端產(chǎn)生。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的同步整流裝置，其特征在于所述集成同步整 流器包括整流端，耦接到所述變壓器的二次側(cè)； 接地端，耦接到所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出； 第一輸入端；以及 第二輸入端，其中所述功率晶體管連接于所述整流端與所述接地端之間，且所述第一 輸入端與所述第二輸入端用以接收所述脈沖信號，來接通/斷開所述功率晶體 管。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的同步整流裝置，其特征在于所述功率晶體管 的最大導(dǎo)通時間是用最大導(dǎo)通時間電路來限制。
16. —種提高功率轉(zhuǎn)換器的效率的方法，其特征在于提高功率轉(zhuǎn)換器的 效率的所述方法包括產(chǎn)生脈沖信號，根據(jù)切換信號的前沿與后沿；傳遞所述脈沖信號，所述脈沖信號通過隔離障壁從變壓器的一次側(cè)傳遞 到所述變壓器的二次側(cè)；根據(jù)所述脈沖信號來設(shè)置或重置閂鎖器；以及根據(jù)所述閂鎖器的狀態(tài)來接通/斷開功率晶體管，其中所述切換信號是用來切換所述功率轉(zhuǎn)換器的所述變壓器，且所述功 率晶體管耦接到所述變壓器的所述二次側(cè)來執(zhí)行所述整流。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的提高功率轉(zhuǎn)換器的效率的方法，其特征在于 提高功率轉(zhuǎn)換器的效率的所述方法還包括接收輸入電壓信號，所述輸入電壓信號表示所述變壓器的輸入電壓；以及接收程序信號，其中所述脈沖信號是根據(jù)所述輸入電壓信號、所述程序信號以及所述切 換信號的脈沖寬度而產(chǎn)生，以斷開所述功率晶體管。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的提高功率轉(zhuǎn)換器的效率的方法，其特征在于所述閂鎖器能夠被啟用，以只在二極管導(dǎo)通時才接通所述功率晶體管，且所 述二極管并聯(lián)到所述功率晶體管。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的提高功率轉(zhuǎn)換器的效率的方法，其特征在于 所述隔離裝置包括脈沖變壓器或多個電容器。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的提高功率轉(zhuǎn)換器的效率的方法，其特征在于 所述脈沖信號的脈沖寬度短于所述切換信號的脈沖寬度。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的提高功率轉(zhuǎn)換器的效率的方法，其特征在于 所述功率晶體管的最大導(dǎo)通時間是由最大導(dǎo)通時間電路來限制。
22. —種適用于功率轉(zhuǎn)換器的同步整流電路，其特征在于所述同步整流 電^各包括第一集成同步整流器，耦接到變壓器的二次側(cè)的第一端； 第二集成同步整流器，耦接到所述變壓器的所述二次側(cè)的第二端； 其中所述第一與第二集成同步整流器各自包括 整流端，耦接到所述變壓器，接地端，耦接到所述功率轉(zhuǎn)換器的輸出， 以及功率晶體管，連接于所述整流端與所述接地端之間；以及第 一輸入端與第二輸入端，其中所述第 一輸入端與所述第二輸入端用 以接收脈沖信號來控制所述功率晶體管，脈沖信號產(chǎn)生電路，其特征在于所述脈沖信號產(chǎn)生電路包括輸入端，用以接收切換信號，其中所述切換信號是用來切換所述功率 轉(zhuǎn)換器的所述變壓器；以及第一輸出端與第二輸出端，用來產(chǎn)生所述脈沖信號，以及 隔離裝置，耦接于所述第一輸入端與所述第二輸入端之間以及所述第一 輸出端與所述第二輸出端之間。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的同步整流電路，其特征在于所述脈沖信號產(chǎn) 生電路還包括輸入電壓端，用以接收表示所述變壓器的輸入電壓的輸入電壓信號；以及程序端，用以產(chǎn)生程序信號，其中所述脈沖信號產(chǎn)生電路是根據(jù)所述輸入電壓信號、所述程序信號以 及所述切換信號的脈沖寬度來產(chǎn)生額外的脈沖信號，以斷開所述功率晶體管。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的同步整流電路，其特征在于所述脈沖信號是 差動信號，所述脈沖信號的脈沖寬度短于所述切換信號的脈沖寬度，以及所 述脈沖信號的極性決定所述功率晶體管的接通/斷開。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的同步整流電路，其特征在于所述集成同步整 流器包括閂鎖電路，所述閂鎖電路耦接到所述第一輸入端與所述第二輸入端， 以接收所述脈沖信號來設(shè)置或重置所述閂鎖電路，其中所述閂鎖電路用以接 通/斷開所述功率晶體管。
全文摘要
一種用于功率轉(zhuǎn)換器的同步整流電路。集成同步整流器具有整流端、接地端、第一輸入端以及第二輸入端。整流端耦接到變壓器的二次側(cè)，接地端耦接到功率轉(zhuǎn)換器的輸出。功率晶體管連接于整流端與接地端之間，第一輸入端與第二輸入端用以接收脈沖信號來接通/斷開功率晶體管。脈沖信號產(chǎn)生電路包括輸入端，用以接收切換信號來切換功率轉(zhuǎn)換器的變壓器。脈沖信號產(chǎn)生電路的第一輸出端與第二輸出端產(chǎn)生脈沖信號。隔離裝置耦接于第一輸入端與第二輸入端之間以及第一輸出端與第二輸出端之間。
文檔編號H02M3/28GK101325370SQ20081000294
公開日2008年12月17日 申請日期2008年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者楊大勇, 陳佐民 申請人:崇貿(mào)科技股份有限公司