直流/直流電源裝置的相移式全橋轉(zhuǎn)換器控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)換器控制電路，特別是指一應(yīng)用于控制一直流/直流電源裝置 的相移式全橋轉(zhuǎn)換器二次側(cè)開關(guān)的控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 請參考圖4所示，現(xiàn)有技術(shù)的相移式全橋轉(zhuǎn)換器10具有一一次側(cè)及一二次側(cè)。該 相移式全橋轉(zhuǎn)換器10的一次側(cè)具有第一~第四電子開關(guān)Q1~Q4、一輸入正端11、一輸入 負端12及一一次側(cè)線圈13。該四個電子開關(guān)Q1~Q4均為金屬氧化物半導體場效晶體管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor ;M0SFET)，該第一、三電子開關(guān) Ql、Q3的漏極電連接至該輸入正端11，該第二、四電子開關(guān)Q2、Q4的源極電連接至該輸入 負端12,該第一電子開關(guān)Q1的源極及該第二電子開關(guān)Q2的漏極均電連接至該一次側(cè)線圈 13的第一端，而該第三電子開關(guān)Q3的源極及該第四電子開關(guān)Q4的漏極均電連接至該一次 側(cè)線圈13的第二端。
[0003] 該相移式全橋轉(zhuǎn)換器10的二次側(cè)包含有一二次側(cè)線圈14、一輸出正端15、一輸出 負端16、一第一同步整流開關(guān)Q5、一第二同步整流開關(guān)Q6及一輸出電感L。該第一、第二同 步整流開關(guān)Q5、Q6為M0SFET。該第一、第二同步整流開關(guān)Q5、Q6的源極電連接至該輸出負 端16,該第一同步整流開關(guān)Q5的漏極電連接至該二次側(cè)線圈14的第一端，該第二同步整流 開關(guān)Q6的漏極電連接至該二次側(cè)線圈14的第二端，該二次側(cè)線圈14中央抽頭通過該輸出 電感L連接至該輸出正端15。
[0004] 該相移式全橋轉(zhuǎn)換器10于運行時，可區(qū)分為連續(xù)導通模式（Continue Condition Mode ;CCM)及非連續(xù)導通模式（Discontinue Condition Mode ;DCM)。連續(xù)導通模式表示該 二次側(cè)流經(jīng)該輸出電感L的輸出電流持續(xù)為正值且不為零，而非連續(xù)導通模式表示該二次 側(cè)流經(jīng)該輸出電感L的輸出電流持續(xù)為正值且有等于零的情況發(fā)生。
[0005] 該第一至第四電子開關(guān)Q1~Q4的柵極A~D及該第一、第二同步整流開關(guān)Q5、Q6 的柵極E、F分別電連接至一控制集成電路（Integrated Circuit ;IC) 100的第一至第六輸 出接腳，由該控制集成電路1〇〇的第一至第六輸出接腳分別輸出第一至第六控制信號控制 該第一至第四電子開關(guān)Q1~Q4及該第一、第二同步整流開關(guān)Q5、Q6的導通與否，以決定該 相移式全橋轉(zhuǎn)換器10-次側(cè)的輸入能量傳遞到二次側(cè)輸出的轉(zhuǎn)換效率。而現(xiàn)有控制集成 電路100針對該第一至第四電子開關(guān)Q1~Q4及該第一、第二同步整流開關(guān)Q5、Q6的導通 控制僅針對連續(xù)導通模式下設(shè)計。
[0006] 請參考圖5所示，該第一控制信號與該第二控制信號反相，該第三控制信號與該 第四控制信號反相，且該第一控制信號領(lǐng)先該第三控制信號90度。而于連續(xù)導通模式時， 流經(jīng)該電感L的輸出電流IL持續(xù)為正值且不為零，因此該第一、第二同步整流開關(guān)Q5、Q6 只需在二次側(cè)線圈14的感應(yīng)電流方向與該輸出電流IL方向相反時，控制該第一同步整流 開關(guān)Q5或第二同步整流開關(guān)Q6不導通，以防止該二次側(cè)線圈14感應(yīng)出一反向的感應(yīng)電 流，造成連接在該正、輸出負端15、16的負載因反向電流損壞。
[0007] 舉例來說，請參考圖6A，于一第一情況下，當只有該第一、第四電子開關(guān)Ql、Q4的 柵極為高電位而導通時，一輸入電流Iin由該一次側(cè)線圈13的第一端流入并由其第二端流 出，而該二次側(cè)線圈14感應(yīng)出的感應(yīng)電流I_Sf3由該二次側(cè)線圈14與該第一同步整流開關(guān) Q5連接的第一端或該二次側(cè)線圈14的中央抽頭處流出，正常而言，該負載應(yīng)接收由該輸出 正端15流出的電流來致動，若此時將該第一同步整流開關(guān)Q5導通，則由該感應(yīng)電流I_se會經(jīng)由該二次測線圈14的第一端反向流至輸出負端16,致使該負載造成損壞。為此，于此 種狀況下，該第一同步整流開關(guān)Q5的柵極E必須為低電位以維持在不導通狀態(tài)，使該感應(yīng) 電流產(chǎn)生后，不會流至該輸出負端16,而由該二次測線圈14的中央抽頭處流經(jīng)該輸出 電感L至該輸出正端15,以提供該負載正確方向的電流。
[0008] 同理，請參考圖6B，于一第二情況下，當只有該第二、第三電子開關(guān)Q2、Q4的柵極 為高電位而導通時，該輸入電流Iin由該一次側(cè)線圈13的第二端流入并由其第一端流出， 而該二次側(cè)感應(yīng)出的感應(yīng)電流的方向由該二次側(cè)線圈14的第一端或該二次側(cè)線圈14 的中央抽頭處流入，若此時將該第二同步整流開關(guān)Q6導通，則該感應(yīng)電流會由該二次 側(cè)線圈14與該第二同步整流開關(guān)Q6連接的第二端流出至該輸出負端16,形成反向電流而 致使該負載造成損壞。因此，于此種狀況下，該第二同步整流開關(guān)Q6的柵極F必須為低電 位，以維持在不導通狀態(tài)，使該感應(yīng)電流無法流經(jīng)該第二同步整流開關(guān)Q6而產(chǎn)生反向 電流流至該輸出負端16。而于其他狀況，即可使該第一、第二同步整流開關(guān)Q5、Q6皆導通 來減少損耗以提高轉(zhuǎn)換效率。
[0009] 但現(xiàn)有技術(shù)的相移式全橋轉(zhuǎn)換器的控制集成電路100僅針對連續(xù)導通模式時，控 制該第一至第四電子開關(guān)Q1~Q4及該第一、第二同步整流開關(guān)Q5、Q6的導通/關(guān)閉。而 于非連續(xù)導通模式時，則直接把二次側(cè)的第一、第二同步整流開關(guān)Q5、Q6皆關(guān)閉，僅通過該 第一、第二同步整流開關(guān)Q5、Q6的寄生二極管來達到傳遞能量的目的，但僅通過寄生二極 管來傳遞能量會產(chǎn)生較多的能量損耗，導致轉(zhuǎn)換效率低下。故現(xiàn)有技術(shù)的相移式全橋轉(zhuǎn)換 器于非連續(xù)導通模式下的開關(guān)控制有必要做進一步的改良。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 有鑒于現(xiàn)有的相移式全橋轉(zhuǎn)換器的控制集成電路僅針對連續(xù)導通模式進行控制， 并未針對非連續(xù)導通模式控制，造成轉(zhuǎn)換效率低下的缺點，本發(fā)明的目的是提供一直流/ 直流電源裝置的相移式全橋轉(zhuǎn)換器控制電路，使該相移式全橋轉(zhuǎn)換器能于連續(xù)導通模式及 非連續(xù)導通模式時，分別進行不同的控制，以達成于非連續(xù)導通模式時減少能量損耗及提 高轉(zhuǎn)換效率的目的。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一直流/直流電源裝置的相移式全橋轉(zhuǎn)換器控制電路， 其配合一控制集成電路共同用于控制一相移式全橋轉(zhuǎn)換器，該相移式全橋轉(zhuǎn)換器包含有連 接全橋結(jié)構(gòu)的第一至第四電子開關(guān)、一第一同步整流開關(guān)及一第二同步整流開關(guān)，該控制 集成電路具有第一至第六輸出接腳；該直流/直流電源裝置的相移式全橋轉(zhuǎn)換器控制電路 包含有一第一單元及一第二單元，其中：
[0012] 該第一單元包含有：
[0013] -第一與門，其二輸入端分別供連接至該控制集成電路的第一及第四輸出接腳， 以接收一第一及第四控制信號；及
[0014] -第一或門，具有：
[0015] -第一輸入端，連接至該第一與門的一輸出端；
[0016] -第二輸入端，接收于連續(xù)導通模式下用以控制該相移式全橋轉(zhuǎn)換器的第二同步 整流開關(guān)的一第二同步整流開關(guān)控制信號；
[0017] 一輸出端，連接至該相移式全橋轉(zhuǎn)換器的第二同步整流開關(guān)的控制端；
[0018] 該第二單元包含有：
[0019] -第一與門，其二輸入端分別供連接至該控制集成電路的第二及第三輸出接腳， 以接收一第二及一第三控制信號；及
[0020] -第一或門，具有：
[0021] -第一輸入端，連接至該第二單元的第一與門的一輸出端；
[0022] -第二輸入端，接收于連續(xù)導通模式下用以控制該相移式全橋轉(zhuǎn)換器的一第一同 步整流開關(guān)信號；
[0023] -輸出端，連接至該相移式全橋轉(zhuǎn)換器的第一同步整流開關(guān)的控制端。
[0024] 該相移式全橋轉(zhuǎn)換器控制電路利用邏輯電路，根據(jù)該相移式全橋轉(zhuǎn)換器一次側(cè)的 第一至第四電子開關(guān)的控制信號實現(xiàn)該相移式全橋轉(zhuǎn)換器二次側(cè)的第一、第二同步整流開 關(guān)的導通控制，由該控制電路的第一單元的第一或門的輸出端輸出于連續(xù)導通模式及于非 連續(xù)導通模式下控制該第二同步整流開關(guān)的一第二同步控制信號，及由該控制電路的第二 單元的第一或門的輸出端輸出于連續(xù)導通模式及于非連續(xù)導通模式下控制該第一同步整 流開關(guān)的一第一同步控制信號。
[0025] 本發(fā)明相移式全橋轉(zhuǎn)換器控制電路能于連續(xù)及非連續(xù)導通模式下輸出不同的控 制信號，以對該相移式全橋轉(zhuǎn)換器二次側(cè)的第一、第二同步整流開關(guān)進行控制，使該相移式 全橋轉(zhuǎn)換器于非連續(xù)導通模式也能進行控制以減少能量損耗來增加轉(zhuǎn)