專利名稱：同步整流器電路及使用該電路的多輸出電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的各個方面涉及一種同步整流器電路和使用該電路的多輸出電源 裝置，更具體地講，涉及一種能夠控制輸出電壓的同步整流器電路和使用該 電路的多輸出電源裝置。
背景技術(shù)：
成像設(shè)備(例如，計算機(jī)、打印機(jī)和影印機(jī))和諸如監(jiān)視器和通信終端 的裝置需要在具有簡單及緊湊的結(jié)構(gòu)的同時可以提供穩(wěn)定的功率的高效電源 系統(tǒng)。這樣的高效電源系統(tǒng)通常采用這樣的電源裝置，即，該電源裝置具有 使用具有多個繞組的單個變壓器產(chǎn)生多個電壓輸出的多個輸出。圖1示出使用同步整流器電路的典型多輸出電源裝置，圖2示出使用次 級側(cè)后調(diào)節(jié)器(secondary side post regulator, SSPR)電3各的典型多輸出電源裝 置。圖1和圖2示出的電路也被稱為反激式變換器，是一種DC/DC變換器。參照圖1,典型多輸出電源裝置包括變壓器T,該變壓器T具有一個初 級線圈Ll和分別具有與初級線圈Ll的預(yù)定匝數(shù)比的兩個次級線圈(即第一 線圈L2和第二線圏L3 )。變壓器T的初級側(cè)的初級線圈Ll連接到初級電路 10。變壓器T的次級側(cè)的第一線圏L2連接到第一輸出電路20。變壓器T的 次級側(cè)的第二線圈L3連接到作為同步整流器電路的第二輸出電路30。初級電路10包括串聯(lián)到變壓器T的初級線圈Ll和接地端之間的控制開 關(guān)S。這樣，控制開關(guān)S可響應(yīng)于從初級開關(guān)控制器15接收的控制信號來切 換輸入電壓Vi，，以便控制變壓器T的能量充入或轉(zhuǎn)換操作。第一輸出電路20包括用于對從變壓器T轉(zhuǎn)換的電流進(jìn)行整流的整流器 21,整流器21包括與變壓器T的次級側(cè)的第一線圈L2串聯(lián)的二極管Dl和 電容器C1。整流器21的輸出端形成在電容器C1的兩端，從而外部負(fù)載可與電容器C1并聯(lián)。第二輸出電路30包括與變壓器T的次級側(cè)的第二線圈L3串聯(lián)的半導(dǎo)體 開關(guān)Q和電容器C2。半導(dǎo)體開關(guān)Q根據(jù)用于執(zhí)行同步整流的同步整流(SR) 控制信號重復(fù)地導(dǎo)通(允許電流流經(jīng))和不導(dǎo)通(阻止電流流經(jīng))。另一輸出 端形成在電容器C2的兩側(cè)，從而外部負(fù)載可與電容器C2并聯(lián)。初級開關(guān)控制器15施加用于對控制開關(guān)S的占空比進(jìn)行控制的控制信 號。通過第一輸出電路20的輸出電壓Vol，的反饋產(chǎn)生這樣的控制信號。這樣， 可通過控制控制開關(guān)S的才喿作來控制典型多輸出電源裝置的輸出電壓。然而，通過單個控制器(即，初級開關(guān)控制器15 )控制圖1所示的典型 多輸出電源裝置的輸出電壓。這樣，第一輸出電路20和第二輸出電路30的 交互調(diào)節(jié)(cross regulation )成為一個問題。即，不能分別獨(dú)立地控制第一輸 出電路20和第二輸出電路30的輸出電壓Vol，和Vo2'。為了解決這個問題， 提出了使用次級側(cè)后調(diào)節(jié)器(SSPR)電路的典型多輸出電源裝置。參照圖2 ，典型多輸出電源裝置包括作為第二輸出電路40的SSPR電路， 第二輸出電路40包括與變壓器T的次級側(cè)的第二線圈L3串聯(lián)的二極管D2、 半導(dǎo)體開關(guān)Q，和電容器C2。 二極管D2和電容器C2執(zhí)行整流操作，半導(dǎo)體 開關(guān)Q，響應(yīng)于由第二輸出電路40的輸出電壓的反饋產(chǎn)生的輸出控制信號 (SSPR控制信號)控制輸出電壓Vo2。圖2示出的4吏用SSPR電路的典型多 輸出電源裝置額外地包括用于整流的二極管D2。這樣，發(fā)生由于二極管D2 的壓降導(dǎo)致的功率損失，從而降低了電路的效率并增加了電路的成本。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的各個方面提供一種能夠控制輸出電壓以減小功率損失、提高電 路的效率并降低電路的成本的同步整流器電路。本發(fā)明的各個方面還提供一 種使用能夠控制輸出電壓以降低功率損失，提高電路的效率并降低電路的成 本的同步整流器電路的多輸出電源裝置。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種同步整流器電路，該同步整流器電路包 括半導(dǎo)體開關(guān)，控制同步整流器電路的電流；開關(guān)控制器，根據(jù)同步整流控制信號和通過反饋同步整流器電路的輸出電壓而生成的輸出控制信號來控 制半導(dǎo)體開關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的一方面，開關(guān)控制器可包括雙極性結(jié)型晶體管，并使用從雙極性結(jié)型晶體管的發(fā)射極輸出的信號來控制半導(dǎo)體開關(guān)，同步整流控制信 號被輸入到雙極性結(jié)型晶體管的基極，并且輸出控制信號被輸入到雙極性結(jié) 型晶體管的集電極。根據(jù)本發(fā)明的一方面，半導(dǎo)體開關(guān)可包括金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET),雙極性結(jié)型晶體管的發(fā)射極可連接到MOSFET的柵極。根據(jù)本發(fā)明的一方面，同步整流器電路還可包括電容器，連接到半導(dǎo) 體開關(guān)；輸出端，形成在電容器的兩端，用于輸出輸出電壓。根據(jù)本發(fā)明的一方面，同步整流器電路還可包括同步整流控制信號產(chǎn) 生器，產(chǎn)生同步整流控制信號。根據(jù)本發(fā)明的一方面，同步整流控制信號產(chǎn)生器可通過自激勵同步整流 或外部激勵同步整流來產(chǎn)生同步整流控制信號。根據(jù)本發(fā)明的一方面，同步整流器電路還可包括輸出控制信號產(chǎn)生器， 用輸出電壓的反饋產(chǎn)生輸出控制信號。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種多輸出電源裝置，該多輸出電源裝置 包括變壓器；第一輸出電路，根據(jù)轉(zhuǎn)換到變壓器的次級側(cè)的電壓產(chǎn)生第一 輸出電壓；第二輸出電路，根據(jù)轉(zhuǎn)換到變壓器的次級側(cè)的電壓產(chǎn)生第二輸出 電壓，其中，第二輸出電路包括半導(dǎo)體開關(guān)，控制第二輸出電路的電流； 開關(guān)控制器，根據(jù)同步整流控制信號和通過反饋第二輸出電壓生成的輸出控 制信號來控制半導(dǎo)體開關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的一方面，開關(guān)控制器可包括雙極性結(jié)型晶體管，并使用從 雙極性結(jié)型晶體管的發(fā)射極輸出的信號來控制半導(dǎo)體開關(guān)。同步整流控制信 號可被輸入到雙極性結(jié)型晶體管的基極，并且輸出控制信號可被輸入到雙極 性結(jié)型晶體管的集電極。根據(jù)本發(fā)明的一方面，半導(dǎo)體開關(guān)可包括金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體 管(MOSFET)，雙極性結(jié)型晶體管的發(fā)射極可連接到MOSFET的柵極。根據(jù)本發(fā)明的一方面，第二輸出電路還可包括電容器，連接到半導(dǎo)體 開關(guān)；輸出端，可形成在電容器的兩端，用于輸出輸出電壓。根據(jù)本發(fā)明的一方面，多輸出電源裝置還可包括同步整流控制信號產(chǎn) 生器，產(chǎn)生同步整流控制信號。根據(jù)本發(fā)明的一方面，同步整流控制信號產(chǎn)生器可通過自激勵同步整流 或外部激勵同步整流來產(chǎn)生同步整流控制信號。根據(jù)本發(fā)明的一方面，多輸出電源裝置還可包括輸出控制信號產(chǎn)生器，用輸出電壓的反饋產(chǎn)生輸出控制信號。根據(jù)本發(fā)明的一方面，變壓器的初級電路可包括開關(guān)，所述開關(guān)響應(yīng)于 通過反饋第一輸出電壓產(chǎn)生的控制信號切換輸入電壓。根據(jù)本發(fā)明的一方面， 一種用于產(chǎn)生輸出電壓的同步整流器電路包括 半導(dǎo)體開關(guān)，控制同步整流器電路的電流的流動和輸出電壓的值；開關(guān)控制 器，通過向半導(dǎo)體開關(guān)施加同步整流(SR)控制信號和輸出控制信號來控制 半導(dǎo)體開關(guān)，其中，同SR控制信號被用于控制電流的流動，輸出控制信號 用于在電流的流動期間控制輸出電壓的值。根據(jù)本發(fā)明的一方面， 一種多輸出電源裝置包括:變壓器，轉(zhuǎn)換輸入電壓； 第一輸出電路，使用輸入電壓產(chǎn)生第一輸出電壓，包括第一線圏；第二輸出 電路，使用輸入電壓產(chǎn)生第二輸出電壓，并且包括第二線圈、半導(dǎo)體開關(guān)和 開關(guān)控制器，半導(dǎo)體開關(guān)控制第二輸出電路的電流的流動和第二輸出電壓的 值，開關(guān)控制器通過向半導(dǎo)體開關(guān)施加同步整流(SR)控制信號和輸出控制 信號來控制半導(dǎo)體開關(guān)，其中，SR控制信號用于控制電流的流動，輸出控制 信號用于在電流的流動期間控制第二輸出電壓的值。將在接下來的描述中部分闡述本發(fā)明另外的方面和/或優(yōu)點(diǎn)，還有一部分 通過描述將是清楚的，或者可以經(jīng)過本發(fā)明的實(shí)施而得知。


通過下面結(jié)合附圖對實(shí)施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明的這些和/或其他方面和 優(yōu)點(diǎn)將變得明顯并更易于理解，其中圖1示出使用同步整流器電路的典型多輸出電源裝置；圖2示出使用次級側(cè)后調(diào)節(jié)器(SSPR)電路的典型多輸出電源裝置；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一方面的使用同步整流器電路的多輸出電源裝置；圖4是圖3所示的多輸出電源裝置的電路圖；圖5A是示出根據(jù)本發(fā)明的一方面的根據(jù)施加到包括在圖4示出的多輸 出電源裝置中的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的柵極的電壓 的MOSFET的操作特性的曲線圖；圖5B是示出施加到包括在圖4示出的多輸出電源裝置中的MOSFET的柵極的電壓的變化的曲線圖，該電壓是從包括在圖4示出的多輸出電源裝置中的雙極性結(jié)型晶體管(BJT)的發(fā)射極輸出的控制信號；圖6是用于說明根據(jù)本發(fā)明的一方面的同步整流器電路的操作的電路圖；圖7示出根據(jù)本發(fā)明的另一方面的包括同步整流(SR)控制信號產(chǎn)生器 的多輸出電源裝置；圖8示出根據(jù)本發(fā)明的另一方面的包括SR控制信號產(chǎn)生器的多輸出電 源裝置；圖9示出根據(jù)本發(fā)明的另一方面的包括用于產(chǎn)生次級側(cè)后調(diào)節(jié)器 (SSPR)控制信號的輸出控制信號產(chǎn)生器的多輸出電源裝置。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在，將詳細(xì)地描述本發(fā)明的各個方面，其示例在附圖中示出，其中， 相同的標(biāo)號始終代表相同的部件。下面通過參照附圖描述所述各個方面以解 釋本發(fā)明。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一方面的使用同步整流器電路的多輸出電源裝 置。盡管在這個方面示出電源裝置具有兩個輸出，但是本發(fā)明不限于此，多 輸出電源裝置可具有N (N是自然數(shù))個輸出。如果多輸出電源裝置具有N 個輸出，則多輸出電源裝置的變壓器也包括分別連接到變壓器的次級側(cè)的輸 出電路的N個次級線圏。參照圖3，多輸出電源裝置包括具有一個初級線圈Ll和兩個次級線圈的 變壓器T。兩個次級線圈是分別具有與初級線圈Ll的預(yù)定匝數(shù)比的第一線圈 L2和第二線圏L3。初級線圈Ll連接到初級電路210,變壓器T的次級側(cè)的 第一線圏L2連接到第一輸出電路220,變壓器T的次級側(cè)的第二線圈L3連 接到第二輸出電3各240。初級電路210通過變壓器T與次級側(cè)的第一輸出電 路220和第二輸出電路240隔離。第二輸出電路240是可控制第二輸出電路 240的輸出電壓的同步整流器電路，如下所述。初級電路210包括串耳關(guān)在變壓器T的初級線圈Ll和接地端之間的控制 開關(guān)Sl?？刂崎_關(guān)Sl響應(yīng)于從初級開關(guān)控制器230接收的控制信號來切換 輸入電壓，以便控制變壓器T的能量充入或轉(zhuǎn)換操作。初級開關(guān)控制器230 施加對控制開關(guān)Sl的占空比進(jìn)行控制的控制信號?？赏ㄟ^反饋第一輸出電路9述控制信號。第一輸出電路220包括用于對從變壓器T轉(zhuǎn)換的電流進(jìn)行整流的整流器 221。整流器221包括與變壓器T的次級側(cè)的第一線圈L2串聯(lián)的二極管Dl 和電容器C1。用于輸出輸出電壓V01的輸出端形成在電容器C1的兩端。即， 外部負(fù)載可與電容器C1并聯(lián)。第二輸出電路240包括與變壓器T的次級側(cè)的第二線圏L3串聯(lián)的半導(dǎo) 體開關(guān)Q2和電容器C2以及用于控制半導(dǎo)體開關(guān)Q2的開關(guān)控制器250。半 導(dǎo)體開關(guān)Q2控制第二輸出電路240的電流，開關(guān)控制器250根據(jù)接收的同 步整流(SR)控制信號以及接收的通過反饋第二輸出電路240的輸出電壓Vo2 而產(chǎn)生的輸出控制信號(以下，稱SSPR控制信號)來控制半導(dǎo)體開關(guān)Q2。 此外，開關(guān)控制器250根據(jù)SR控制信號來控制半導(dǎo)體開關(guān)Q2以導(dǎo)通(允許 電流流經(jīng))或不導(dǎo)通(阻止電流流經(jīng))，以執(zhí)行同步整流，并且開關(guān)控制器 250根據(jù)SSPR控制信號控制半導(dǎo)體開關(guān)Q2的壓降，以實(shí)現(xiàn)第二輸出電路240 的輸出電壓Vo2的調(diào)節(jié)。圖4是圖3所示的多輸出電源裝置的電路圖。在該方面，半導(dǎo)體開關(guān)Q2 以金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的形式構(gòu)造，或者半導(dǎo)體開 關(guān)Q2包括MOSFET。在另外的方面，其他的晶體管可用于開關(guān)Q2。參照圖4,開關(guān)控制器250包括雙極性結(jié)型晶體管(BJT) Tl和分別連 接到BJTT1的集電極和基極的電阻器Rc和Rb。SR控制信號被輸入到BJTT1 的基極，SSPR控制信號被施加到BJTT1的集電極。BJTT1的發(fā)射極連接到 MOSFET Q2的柵極，從而MOSFET Q2響應(yīng)于來自BJT Tl的發(fā)射極的控制 信號Ctrl進(jìn)行操作。當(dāng)SR控制信號為邏輯高時，BJT Tl導(dǎo)通。相應(yīng)地，SSPR控制信號從 BJT Tl的發(fā)射極^皮輸出并一皮施加到MOSFET Q2的4冊極。然而，當(dāng)SR控制 信號為邏輯低時，BJTT1截止。相應(yīng)地，SSPR控制信號不從BJTT1的發(fā)射 極被輸出，并且沒有信號被施加到MOSFET Q2的4冊極。圖5A是示出根據(jù)本發(fā)明的一方面的根據(jù)施加到MOSFET Q2的柵極的 電壓Vg的MOSFET Q2的操作特性的曲線圖。參照圖5A,根據(jù)MOSFET Q2 的漏極-源極電壓Vds流經(jīng)MOSFET Q2的電流Id取決于施加到MOSFET Q2 的柵極的電壓Vg。因此，MOSFET Q2的等效電阻隨施加到MOSFET Q2的 柵極的電壓Vg變化。因此，可控制第二輸出電路240的輸出電壓Vo2。圖5B是示出施加到MOSFET Q2的柵極的電壓Vg (即，從BJT Tl的發(fā) 射極輸出的控制信號Ctrl)的變化的曲線圖。SR控制信號具有預(yù)定周期。此 外，SR控制信號在所述預(yù)定周期的脈沖持續(xù)時間(onduty duration)期間為 邏輯高，而在預(yù)定周期的其他時間段為邏輯低。因此，BJTT1僅在脈沖持續(xù) 時間期間導(dǎo)通，從而僅在脈沖持續(xù)時間期間SSPR控制信號被施加到MOSFET Q2的柵極。同時，如上所述，SSPR控制信號根據(jù)第二輸出電路240的輸出 電壓Vo2變化。因此，被施加到MOSFET Q2的柵極的電壓也在SR控制信 號的脈沖持續(xù)時間期間根據(jù)第二輸出電路240的輸出電壓Vo2變化。因此， 如圖4所示，由于第二輸出電路240而同時實(shí)現(xiàn)#4居輸出電壓變化的調(diào)節(jié)和 同步整流。圖6是用于說明根據(jù)本發(fā)明的一方面的同步整流器電路的操作的電路 圖。參照圖6，輸出電壓Vo2由MOSFET Q2中的壓降Vds和存在于MOSFET Q2中的故有的體二極管(bodydidoe) Db的前向電壓減小Vf來確定。這里， 前向電壓減小Vf是根據(jù)MOSFET Q2的特性的預(yù)定值。如果壓降V&小于或 等于前向電壓減小Vf,則輸出電壓Vo2由等式1確定。[等式l]Vo2 = Vt-Vd,Vt-Ids.R^這里，Vt表示第二線圈L3和MOSFET Q2之間的結(jié)點(diǎn)電壓，1&表示流 經(jīng)MOSFET Q2的電流，Rds表示MOSFET Q2的漏極和源極之間的等效電阻。因此，如上面參照圖5A所描述的，使用施加到MOSFET Q2的柵極的 電壓Vg來控制MOSFET Q2的漏極和源極之間的等效電阻,以實(shí)現(xiàn)輸出 電壓Vo2的調(diào)節(jié)。然而，只要壓降Vds不超過前向電壓減小Vf,那么MOSFET Q2的等效 電阻Rds就會變化。另一方面，當(dāng)壓降Vds超過前向電壓減小Vf時，根據(jù)等式 2通過前向電壓減小Vf來確定輸出電壓Vo2。[等式2]Vo2 = Vt — Vf因此，輸出電壓Vo2可變?yōu)閂廣Vf。即，輸出電壓Vo2可減小前向電壓 減小Vf那么多。參照圖2，將解釋第二輸出電路240的同步整流器電路與典型SSPR電 路40的比較。特別地，當(dāng)二極管D2的前向電壓減小為Vf，，流經(jīng)MOSFET Q，，的等效電阻為Rds，時，通過等式3來確定第二輸 出電路40的輸出電壓Vo2'。 [等式3]Vo2, = Vt-Vf，-Id，-IW根據(jù)本發(fā)明一方面的MOSFET的體二極管Db的前向電壓減小Vf顯著大 于圖2的普通功率二極管的前向電壓減小Vf，。因此，當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的一 方面的同步整流器電路時，輸出電壓的減小的范圍增加。例如，當(dāng)圖4示出 的第一輸出電路220的輸出端具有最大負(fù)載而第二輸出電路240的輸出端具 有最小負(fù)載時，施加到第二輸出電路240的第二線圏L3的電壓增大最大量。 在此情況下，第二輸出電路240的輸出電壓Vo2減小的量可達(dá)到二極管D2 的前向電壓減小Vf的水平，從而使輸出電壓Vo2能夠在較寬范圍內(nèi)被控制。此外，根據(jù)本發(fā)明各方面的同步整流器電路不使用在圖2示出的第二輸 出電路40中使用的二極管D2。因此，不發(fā)生由于二極管D2的壓降導(dǎo)致的功 率損失。因此，同步整流器電路的效率被提高為與典型同步整流器電路一樣 高，并且減少了二極管Db所需的成本。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的另一方面的包括SR控制信號產(chǎn)生器270的多輸 出電源裝置。SR控制信號產(chǎn)生器270采用自激勵同步整流，并且包括電耦合 到初級線圈Ll的次級線圈L4。從SR控制信號產(chǎn)生器270產(chǎn)生的SR控制信 號被提供給開關(guān)控制器250。圖8示出根據(jù)本發(fā)明的另 一方面的包括SR控制信號產(chǎn)生器280的多輸 出電源裝置。SR控制信號產(chǎn)生器280使用外部激勵同步整流和電壓驅(qū)動方法。 SR控制信號產(chǎn)生器280包括如圖8所示布置的用于確定極性的二極管Dd、 電阻器Ra和Rb以及幾個BJT。從SR控制信號產(chǎn)生器280產(chǎn)生的SR控制信 號被提供給開關(guān)控制器250。圖9示出根據(jù)本發(fā)明的另一方面的包括用于產(chǎn)生SSPR控制信號的輸出 控制信號產(chǎn)生器290的多輸出電源裝置。輸出控制信號產(chǎn)生器290可包括參 考電壓產(chǎn)成器291、誤差檢測器292、補(bǔ)償器293和控制信號輸出單元294。參考電壓產(chǎn)生器291產(chǎn)生將與第二輸出電路240的輸出電壓Vo2進(jìn)行比 較的參考電壓，并將該參考電壓提供給誤差檢測器292。參考電壓產(chǎn)生器291 可包括連接到預(yù)定電源電壓VC并產(chǎn)生第一參考電壓的第一參考電壓產(chǎn)生器 295。參考電壓產(chǎn)生器291還可包括用于對由第一參考電壓產(chǎn)生器295產(chǎn)生的第一參考電壓進(jìn)行分壓的分壓器電路296,以產(chǎn)生第二參考電壓。第一參考電壓產(chǎn)生器295包括連接到電源電壓VC和齊納二極管DZ的電阻器R3。分壓器電路296包括用于對第一參考電壓產(chǎn)生器295產(chǎn)生的第一參考電壓進(jìn)行分壓的第一電阻器R1和第二電阻器R2。第二參考電壓輸入到誤差檢測器292的第一輸入端(+ ),輸出電壓Vo2輸入到誤差檢測器292的第二輸入端(-)。誤差檢測器292比較第二參考電壓和輸出電壓Vo2,并輸出第二參考電壓和輸出電壓Vo2之差，即，誤差值。此外，誤差檢測器292可以以比較器的形式構(gòu)造。補(bǔ)償器293提供用于負(fù)反饋的補(bǔ)償電路，以使輸出控制信號產(chǎn)生器290的電路穩(wěn)定。優(yōu)選地，但不是必須地，補(bǔ)償器293與誤差檢測器292的輸出端和第二輸入端并聯(lián)。補(bǔ)償器293包括彼此串聯(lián)的第四電阻器R4和電容器Cp。控制信號輸出單元294對從誤差檢測器292輸出的誤差值進(jìn)行分壓，以 輸出SSPR控制信號，控制信號輸出單元294包括用于對從誤差檢測器292 輸出的誤差值進(jìn)行分壓的第五電阻器R5和第六電阻器R6。盡管在前述的多個方面中多輸出電源裝置被示出為在次級側(cè)具有兩個輸 出電路，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解多輸出電源裝置可具有被獨(dú) 立控制的多個次級輸出電路。如上所述，本發(fā)明的各個方面可提供一種同步整流器電路和使用該電路 的多輸出電源裝置，該同步整流器電路能夠控制輸出電壓從而降低了功率損 失，提高了同步整流器電路的效率并降低了同步整流器電路的成本。盡管已經(jīng)顯示和描述了本發(fā)明的幾個方面，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該 理解，在不脫離本發(fā)明的精神和原理的情況下，可以在各個方面進(jìn)行改變， 本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1、一種同步整流器電路，包括半導(dǎo)體開關(guān)，控制同步整流器電路的電流；開關(guān)控制器，根據(jù)同步整流控制信號和通過反饋同步整流器電路的輸出電壓而生成的輸出控制信號來控制半導(dǎo)體開關(guān)。
2、 如權(quán)利要求1所述的同步整流器電路，其中，開關(guān)控制器包括雙極性 結(jié)型晶體管，并使用從雙極性結(jié)型晶體管的發(fā)射極輸出的信號來控制半導(dǎo)體 開關(guān)，同步整流控制信號被輸入到雙極性結(jié)型晶體管的基極，并且輸出控制 信號被輸入到雙極性結(jié)型晶體管的集電極。
3、 如權(quán)利要求2所述的同步整流器電路，其中，所述半導(dǎo)體開關(guān)包括金 屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，所述雙極性結(jié)型晶體管的發(fā)射極連接到金屬 氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極。
4、 如權(quán)利要求1所述的同步整流器電路，還包括電容器，連接到所述 半導(dǎo)體開關(guān)；輸出端，形成在電容器的兩端，用于輸出輸出電壓。
5、 如權(quán)利要求1所述的同步整流器電路，還包括同步整流控制信號產(chǎn) 生器，產(chǎn)生同步整流控制信號。
6、 如權(quán)利要求5所述的同步整流器電路，其中，同步整流控制信號產(chǎn)生 器通過自激勵同步整流或外部激勵同步整流來產(chǎn)生同步整流控制信號。
7、 如權(quán)利要求1所述的同步整流器電路，還包括輸出控制信號產(chǎn)生器， 用輸出電壓的反^t產(chǎn)生輸出控制信號。
8、 一種多輸出電源裝置，包括 變壓器；第一輸出電路，根據(jù)轉(zhuǎn)換到變壓器的次級側(cè)的電壓產(chǎn)生第一輸出電壓； 第二輸出電路，根據(jù)轉(zhuǎn)換到變壓器的次級側(cè)的電壓產(chǎn)生第二輸出電壓， 其中，第二輸出電路包括半導(dǎo)體開關(guān)，控制第二輸出電路的電流；開關(guān)控制器，根據(jù)同步整流控制信號和通過反饋第二輸出電壓生成 的輸出控制信號來控制半導(dǎo)體開關(guān)。
9、 如權(quán)利要求8所述的多輸出電源裝置，其中，開關(guān)控制器包括雙極性 結(jié)型晶體管，并使用從雙極性結(jié)型晶體管的發(fā)射極輸出的信號來控制半導(dǎo)體開關(guān)，同步整流控制信號被輸入到雙極性結(jié)型晶體管的基極，并且輸出控制 信號被輸入到雙極性結(jié)型晶體管的集電極。
10、 如權(quán)利要求9所述的多輸出電源裝置，其中，所述半導(dǎo)體開關(guān)包括 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，所述雙極性結(jié)型晶體管的發(fā)射極連接到金 屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管的柵極。
11、 如權(quán)利要求8所述的多輸出電源裝置，其中，第二輸出電路還包括 電容器，連接到所述半導(dǎo)體開關(guān)；輸出端，形成在電容器的兩端，用于輸出 第二輸出電壓。
12、 如權(quán)利要求8所述的多輸出電源裝置，還包括同步整流控制信號 產(chǎn)生器，產(chǎn)生同步整流控制信號。
13、 如權(quán)利要求12所述的多輸出電源裝置，其中，同步整流控制信號產(chǎn) 生器通過自激勵同步整流或外部激勵同步整流來產(chǎn)生同步整流控制信號。
14、 如權(quán)利要求8所述的多輸出電源裝置，還包括輸出控制信號產(chǎn)生 器，用輸出電壓的反饋產(chǎn)生輸出控制信號。
15、 如權(quán)利要求8所述的多輸出電源裝置，其中，變壓器的初級電路包 括開關(guān)，所述開關(guān)響應(yīng)于通過第一輸出電壓的反饋產(chǎn)生的控制信號來切換輸 入電壓。
16、 一種用于產(chǎn)生輸出電壓的同步整流器電路，包括 半導(dǎo)體開關(guān)，控制同步整流器電路的電流的流動和輸出電壓的值； 開關(guān)控制器，通過向半導(dǎo)體開關(guān)施加同步整流控制信號和輸出控制信號來控制半導(dǎo)體開關(guān)，其中，同步整流控制信號用于控制電流的流動，輸出控 制信號用于在電流的流動期間控制輸出電壓的值。
17、 如權(quán)利要求16所述的同步整流器電路，其中，開關(guān)控制器通過使用 反饋到開關(guān)控制器的同步整流器電路的輸出電壓來產(chǎn)生輸出控制信號。
18、 如權(quán)利要求16所述的同步整流器電路，其中，輸出控制信號控制半 導(dǎo)體開關(guān)的壓降以控制輸出電壓的值。
19、 一種多輸出電源裝置，包括 變壓器，轉(zhuǎn)換輸入電壓；第一輸出電路，使用輸入電壓產(chǎn)生第一輸出電壓，包括第一線圈； 第二輸出電路，使用輸入電壓產(chǎn)生第二輸出電壓，并且包括 第二線圈，半導(dǎo)體開關(guān)，控制第二輸出電路的電流的流動和第二輸出電壓的值， 開關(guān)控制器，通過向半導(dǎo)體開關(guān)施加同步整流控制信號和輸出控制 信號來控制半導(dǎo)體開關(guān)，其中，同步整流控制信號用于控制電流的流動，輸 出控制信號用于在電流的流動期間控制第二輸出電壓的值。
20、 如權(quán)利要求19所述的多輸出電源裝置，其中，開關(guān)控制器通過使用反饋到開關(guān)控制器的第二輸出電路的第二輸出電壓來產(chǎn)生輸出控制信號。
21、 如權(quán)利要求19所述的多輸出電源裝置，其中，所述半導(dǎo)體開關(guān)是具 有源極、漏極和柵極的場效應(yīng)晶體管。
22、 如權(quán)利要求19所述的多輸出電源裝置，其中，當(dāng)Vt表示第二線圈 和所述半導(dǎo)體開關(guān)之間的結(jié)點(diǎn)電壓，Vds表示半導(dǎo)體開關(guān)的壓降，Vf表示半 導(dǎo)體開關(guān)的前向電壓減小時，第二輸出電壓Vo2為如果半導(dǎo)體開關(guān)的Vds小于或等于Vf，則Vo2=Vt-Vds; 如果Vds超過Vf，則Vo2=Vt-Vf。
23、 如權(quán)利要求19所述的多輸出電源裝置，其中，第一輸出電路和第二 輸出電路被獨(dú)立地控制，以分別產(chǎn)生第一輸出電壓和第二輸出電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種同步整流器電路及使用該電路的多輸出電源裝置，所述同步整流器電路包括半導(dǎo)體開關(guān)，控制同步整流器電路的電流；開關(guān)控制器，根據(jù)同步整流控制信號和通過反饋同步整流器電路的輸出電壓生成的輸出控制信號來控制半導(dǎo)體開關(guān)。同步整流器電路可以控制輸出電壓，降低功率損失，從而提高了同步整流器電路的效率，并降低了同步整流器電路的成本。
文檔編號H02M3/24GK101325372SQ20081008676
公開日2008年12月17日 申請日期2008年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月14日
發(fā)明者鄭智勛, 馬昌秀 申請人:三星電子株式會社