專利名稱：離線式功率轉(zhuǎn)換器的同步整流電路及同步整流方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種功率轉(zhuǎn)換器的一控制電路，其是尤指一種用于離線式功率轉(zhuǎn)
換器的一同步整流控制。
背景技術(shù)：
—離線式功率轉(zhuǎn)換器包含一功率變壓器，用于交流輸入電源至功率轉(zhuǎn)換器的輸出 之間提供隔離作用，以符合安全規(guī)范(safety)。在近年來的發(fā)展，應(yīng)用同步整流器于功率 變壓器的二次側(cè)的技術(shù)，讓功率轉(zhuǎn)換器達(dá)到高效率轉(zhuǎn)換。例如，由楊先生所提出的美國專利 第7， 173， 835號，，Control circuit associated withsaturable inductor operated as synchronous rectifier forward powerconverter，，。然而，此現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于包含飽 和電感及/或電流感測裝置，而增加功率消耗。飽和電感及電流感測裝置被需要用于促進(jìn) 同步整流器運(yùn)作于連續(xù)模式與非連續(xù)模式。本發(fā)明的目的是提供一種可達(dá)到高效率的同步 整流方法與同步整流電路。此外，本發(fā)明不需要額外裝置與復(fù)雜電路即可運(yùn)作于連續(xù)模式 與非連續(xù)模式。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種離線式功率轉(zhuǎn)換器的同步整流電路與同步整流 方法，其可偵測一次側(cè)切換電流，而達(dá)到高效率的同步整流的目的。 本發(fā)明的主要目的，在于提供一種離線式功率轉(zhuǎn)換器的同步整流電路及同步整流 方法，其僅需要小脈波變壓器，因此達(dá)節(jié)省印刷電路板的空間并節(jié)省功率轉(zhuǎn)換器的成本的 目的。 為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明是一種離線式功率轉(zhuǎn)換器的一同步整流電路，該離
線式功率轉(zhuǎn)換器具有一變壓器，該同步整流電路包含 —脈波訊號產(chǎn)生器，依據(jù)一切換電流產(chǎn)生一脈波訊號； —隔離裝置，耦接該脈波訊號產(chǎn)生器，以從該功率變壓器的一一次側(cè)傳送該脈波 訊號至該功率變壓器的一二次側(cè)；以及 —同步整流器，具有一功率開關(guān)、一二極管與一控制電路，該功率開關(guān)耦接該功率 變壓器的該二次側(cè)以進(jìn)行整流，該控制電路接收該脈波訊號，以導(dǎo)通/截止該功率開關(guān)；
其中，該切換電流為該功率變壓器的一一次側(cè)電流，該二極管與該功率開關(guān)相并 聯(lián)，該脈波訊號的極性決定導(dǎo)通/截止該功率開關(guān)。 本發(fā)明中，其中一旦該切換電流高于一門坎值，該脈波訊號則產(chǎn)生以導(dǎo)通該功率 開關(guān)。 本發(fā)明中，其中該脈波訊號依據(jù)一切換訊號的上升邊緣與下降邊緣而被產(chǎn)生，該 切換訊號用以切換該功率變壓器。 本發(fā)明中，其中一旦該二極管導(dǎo)通，該脈波訊號導(dǎo)通該功率開關(guān)。
本發(fā)明中，其中該隔離裝置為一脈波變壓器或復(fù)數(shù)電容。
本發(fā)明中，其中該脈波訊號為一觸發(fā)訊號，該脈波訊號的脈波寬度小于一切換訊 號的脈波寬度。 本發(fā)明中，其中該脈波訊號產(chǎn)生器更依據(jù)一切換訊號產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)訊號，該驅(qū)動(dòng)訊
號切換該功率變壓器，該切換訊號的致能與該驅(qū)動(dòng)訊號的致能兩者之間具有一延遲時(shí)間。 本發(fā)明中，其中該脈波訊號產(chǎn)生器包含 —切換電流端，接收表示該切換電流的一切換電流訊號； —輸入訊號端，接收一切換訊號； —第一輸出端，產(chǎn)生該脈波訊號；以及 —第二輸出端，產(chǎn)生該脈波訊號，該脈波訊號為一差動(dòng)訊號； 其中，該脈波產(chǎn)生器依據(jù)該切換電流與該切換訊號的脈波寬度產(chǎn)生該脈波訊號， 以控制該功率開關(guān)，該脈波訊號的極性決定該脈波訊號被產(chǎn)生用于導(dǎo)通或截止該功率開 關(guān)。 本發(fā)明中，其中該脈波訊號產(chǎn)生器包含一訊號產(chǎn)生電路，以依據(jù)該切換電流與一 切換訊號產(chǎn)生該脈波訊號，該脈波訊號包括一正脈波訊號與一負(fù)脈波訊號，該正脈波訊號 用以導(dǎo)通該功率開關(guān)，該負(fù)脈波訊號用以截止該功率開關(guān)。 本發(fā)明中，其中該訊號產(chǎn)生電路包含一門坎電路，一旦該切換電流高于一門坎值， 該門坎電路產(chǎn)生一致能訊號，以產(chǎn)生該正脈波訊號。 本發(fā)明中，其中該控制電路包含一閂鎖電路，其接收該脈波訊號，以設(shè)定或重置該 閂鎖電路，該閂鎖電路用以導(dǎo)通/截止該功率開關(guān)。 本發(fā)明還同時(shí)公開了一種離線式功率轉(zhuǎn)換器的同步整流方法，該離線式功率轉(zhuǎn)換 器具有一變壓器，該同步整流方法包含
依據(jù)一切換電流，產(chǎn)生一脈波訊號； 經(jīng)一隔離屏障作用而從該功率變壓器的一一次側(cè)傳送該脈波訊號至該功率變壓 器的一二次側(cè)； 依據(jù)該脈波訊號，設(shè)定或重置一閂鎖電路；以及
依據(jù)該閂鎖電路的狀態(tài)，導(dǎo)通/截止一功率開關(guān)； 其中，該功率開關(guān)耦接該功率變壓器的該二次側(cè)以進(jìn)行整流，該切換電流為該功 率變壓器的一電流。 本發(fā)明中，其中當(dāng)一二極管導(dǎo)通時(shí)，該閂鎖電路則被致能而導(dǎo)通該功率開關(guān)，該二
極管并聯(lián)于該功率開關(guān)。 本發(fā)明中，更包含 依據(jù)一切換訊號的上升邊緣與下降邊緣，產(chǎn)生該脈波訊號，該切換訊號用以切換 該功率變壓器。 本發(fā)明中，其中傳送該脈波訊號的步驟中，是由一隔離裝置傳送該脈波訊號，該隔 離裝置為一脈波變壓器或復(fù)數(shù)電容。 本發(fā)明中，其中該脈波訊號的脈波寬度小于一切換訊號的脈波寬度。 本發(fā)明中，其中該切換電流高于一門坎值時(shí)，則產(chǎn)生該脈波訊號以導(dǎo)通該功率開關(guān)。 本發(fā)明中，更包含
依據(jù)一切換訊號產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)訊號，而切換該功率變壓器，該切換訊號的致能與該 驅(qū)動(dòng)訊號的致能兩者之間具有一延遲時(shí)間。
本發(fā)明中，更包含
接收一切換訊號；以及 依據(jù)該切換電流與該切換訊號的脈波寬度，產(chǎn)生該脈波訊號以控制該功率開關(guān)；
其中，該脈波訊號為一差動(dòng)訊號，該脈波訊號的極性決定該脈波訊號被產(chǎn)生，用以 設(shè)定或重置該閂鎖電路，而導(dǎo)通/截止該功率開關(guān)。 本發(fā)明中，其中該脈波訊號包括一正脈波訊號與一負(fù)脈波訊號，該正脈波訊號用 以導(dǎo)通該功率開關(guān)，該負(fù)脈波訊號用以截止該功率開關(guān)。
本發(fā)明中，更包含 該切換電流高于一門坎值時(shí)，則產(chǎn)生一致能訊號，以產(chǎn)生該正脈波訊號。
本發(fā)明具有的有益效果本發(fā)明提供的同步整流電路及同步整流方法是用以增進(jìn)
離線式功率轉(zhuǎn)換器的效率。本發(fā)明的同步整流電路包含一脈波訊號產(chǎn)生器，其依據(jù)一功率
變壓器的一切換電流與一切換訊號的上升邊緣/下降邊緣，而產(chǎn)生一脈波訊號，切換訊號
用以切換功率變壓器與調(diào)整離線式功率轉(zhuǎn)換器。 一隔離裝置，例如一脈波變壓器，其耦接脈
波訊號產(chǎn)生器，以從功率變壓器的一次側(cè)傳送脈波訊號至功率變壓器的二次側(cè)。 一同步整
流器具有一功率開關(guān)與一控制電路，功率開關(guān)耦接耦接功率變壓器的二次側(cè)以進(jìn)行整流。
控制電路是接收脈波訊號以導(dǎo)通/截止功率開關(guān)，一旦切換電流大于一門坎值，則產(chǎn)生脈
波訊號以導(dǎo)通功率開關(guān)。其中，脈波訊號為一觸發(fā)訊號，脈波訊號的脈波寬度小于切換訊號
的脈波寬度。
圖1是本發(fā)明的一較佳實(shí)施例具一同步整流電路的一離線式功率轉(zhuǎn)換器的電路
圖2是本發(fā)明的 圖3是本發(fā)明的 圖4是本發(fā)明的 圖5是本發(fā)明的 圖6是本發(fā)明的 圖7是本發(fā)明的 圖8是本發(fā)明的 圖9A與圖9B是本發(fā)明的圖號簡單說明
較佳實(shí)施例的同步整流器的電路圖； 較佳實(shí)施例的同步整流器的一控制電路的電路圖； 較佳實(shí)施例的一第一延遲電路的電路圖； 較佳實(shí)施例的一脈波訊號產(chǎn)生器的電路圖； 較佳實(shí)施例的脈波訊號產(chǎn)生器的一訊號產(chǎn)生電路的電路圖 較佳實(shí)施例的一第二延遲電路的電路圖； 較佳實(shí)施例的訊號產(chǎn)生電路的一門坎電路的電路圖；以及 較佳實(shí)施例的同步整流電路的波形圖。
10
101
112
115
120
125
功率變壓器 與門 晶體管 電容
延遲電路 反相器
100 脈波訊號產(chǎn)生器
111 反相器
113 電流源
119 與非門
120 與門
130 延遲電路
135反相器140 延遲電路145反相器15 電容20功率開關(guān)200 控制電路220第二比較器211 電阻213電阻215 偏移電壓221電阻223 電阻225偏移電壓230 第三比較器235與門25 緩沖器250SR正反器260 與門261反相器263 與門270第一延遲電路271反相器272 晶體管273電流源275 電容278反相器279 與門30功率開關(guān)300訊號產(chǎn)生電路310反器315或門320反器340正反器342反相器343反相器345與門35緩沖器40電阻400功率開關(guān)450極管50同步整流器500門坎電路51第一同步整流器52第二同步整流器520與門525反相器530D型正反器61電感62電感65輸出電容70隔離裝置ENP致能訊號I輸入訊號NP一次側(cè)繞組Ns二次側(cè)繞組0輸出訊號RST電源導(dǎo)通重置訊號sA驅(qū)動(dòng)訊號sB驅(qū)動(dòng)訊號s工切換電流訊號sIN切換訊號訊號TP延遲時(shí)間vcc第一供應(yīng)電壓vDD第二供應(yīng)電壓vG閘極驅(qū)動(dòng)訊號vIN輸入電壓門坎訊號VTH臨界訊號
具體實(shí)施例方式
為使對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，用以較佳的 實(shí)施例及附圖配合詳細(xì)的說明，說明如下
請參閱圖l，是本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的具一同步整流電路的一離線式功率轉(zhuǎn)換 器的電路圖。如圖所示，離線式功率轉(zhuǎn)換器包含一功率變壓器IO，功率變壓器10在一次側(cè) 具有一一次側(cè)繞組Np，在二次側(cè)具有一二次側(cè)繞組K，功率變壓器10的一次側(cè)具有兩個(gè)功 率開關(guān)20與30，以切換功率變壓器10。功率開關(guān)20經(jīng)一電容15耦接一次側(cè)繞組NP的一 第一端，并接收一輸入電壓VIN，功率開關(guān)30耦接功率開關(guān)20與一次側(cè)繞組NP的一第二端。 一切換電壓是依據(jù)功率變壓器10的切換而產(chǎn)生于二次側(cè)繞組Ns。 一切換電流訊號S工依據(jù) 功率變壓器10的一切換電流而產(chǎn)生于一電阻40，切換電流訊號S工是功率變壓器10的一一 次側(cè)電流，電阻40耦接于功率開關(guān)30與一次側(cè)繞組NP的第二端。 復(fù)參閱圖l，一第一同步整流器51具有一整流端D，其耦接二次側(cè)繞組Ns的一第一 端以進(jìn)行整流，第一同步整流器51的一接地端GND耦接功率轉(zhuǎn)換器的接地端。 一第二同步 整流器52具有一整流端D，其耦接二次側(cè)繞組Ns的一第二端以進(jìn)行整流，第二同步整流器 52的一接地端GND也耦接功率轉(zhuǎn)換器的接地端。電感61與62分別從二次側(cè)繞組Ns的第 一端與第二端耦接至功率轉(zhuǎn)換器的一輸出電壓V。，功率轉(zhuǎn)換器的輸出電壓V。產(chǎn)生于一輸出 電容65。第一同步整流器51與第二同步整流器52的一第一輸入端SP與一第二輸入端SN 耦接一隔離裝置70的二次側(cè)，以接收一脈波訊號而導(dǎo)通/截止第一同步整流器51與第二 同步整流器52。其中，隔離裝置70可為一脈波變壓器(pulsetransformer)或復(fù)數(shù)電容。
復(fù)參閱圖l，一脈波訊號產(chǎn)生器IOO具有一切換電流端SI，其接收切換電流訊 號S工以產(chǎn)生脈波訊號，脈波訊號產(chǎn)生器100也具有一輸入訊號端SIN，其接收一切換訊 號SIN，以依據(jù)切換訊號SIN的上升邊緣與下降邊緣產(chǎn)生脈波訊號，切換訊號SIN用以切換 功率變壓器10與調(diào)整功率轉(zhuǎn)換器。脈波訊號是依據(jù)切換電流與切換訊號SIN的脈波寬度 而產(chǎn)生于脈波訊號產(chǎn)生器100的一第一輸出端XP與一第二輸出端XN，脈波訊號為一差動(dòng) (differential)訊號。脈波訊號的極性將決定導(dǎo)通/截止第一同步整流器51與第二同步 整流器52。為了在功率變壓器10被切換前產(chǎn)生脈波訊號，脈波訊號產(chǎn)生器100更依據(jù)切 換訊號SIN產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)訊號SA與SB，驅(qū)動(dòng)訊號SA與SB經(jīng)驅(qū)動(dòng)緩沖器25、35與功率開關(guān)20、30 而切換功率變壓器10。其中，在致能切換訊號S^與致能驅(qū)動(dòng)訊號Sa與Se之間有一延遲時(shí) 間。 承接上述，脈波訊號產(chǎn)生器100的第一輸出端XP與第二輸出端XN耦接隔離裝置 70的一次側(cè)，用以從功率變壓器10的一次側(cè)傳送脈波訊號經(jīng)過功率變壓器10的一隔離屏 障作用(isolation barrier)而至功率變壓器10的二次側(cè)。脈波訊號的脈波寬度小于切換 訊號SIN的脈波寬度，脈波訊號為包含高頻率成份的一觸發(fā)訊號。因此，僅需要一個(gè)很小的 脈波變壓器(pulsetransformer)，其節(jié)省印刷電路板的空間并節(jié)省功率轉(zhuǎn)換器的成本。一 旦切換電流高于一門坎值，脈波訊號則被產(chǎn)生而導(dǎo)通第一同步整流器51與第二同步整流 器52的功率開關(guān)。當(dāng)功率轉(zhuǎn)換器運(yùn)作于輕載時(shí)，切換電流訊號S工低于一門坎訊號VT(如圖 8所示)，脈波訊號產(chǎn)生器100將僅產(chǎn)生脈波訊號，以截止第一同步整流器51與第二同步整 流器52。 請參閱圖2，是本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的一同步整流器50的電路圖。本實(shí)施例的 同步整流器50表示第一同步整流器51與第二同步整流器52的電路。同步整流器50包含 一功率開關(guān)400、一二極管450與一控制電路200。 二極管450并聯(lián)于功率開關(guān)400，功率開 關(guān)400耦接于一整流端D與一接地端GND之間以進(jìn)行整流。整流端D耦接功率變壓器10的二次側(cè)，接地端GND耦接功率轉(zhuǎn)換器的輸出?？刂齐娐?00經(jīng)一第一輸入端SP與一第二輸入端SN接收脈波訊號，以產(chǎn)生一閘極驅(qū)動(dòng)訊號Ve，而導(dǎo)通/截止功率開關(guān)400，脈波訊號的極性決定導(dǎo)通/截止功率開關(guān)400。 請參閱圖3，是本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的同步整流器50的控制電路200的電路圖。如圖所示，電阻211與221相互串聯(lián)，用于為第一輸入端SP提供一偏壓端。電阻213與223也相互串聯(lián)，以提供另一偏壓端至第二輸入端SN，電阻211與213更耦接一第一供應(yīng)電壓Vcc，電阻221與223更耦接于接地端。第一輸入端SP耦接一第一比較器210的一正輸入端與一第二比較器220的一負(fù)輸入端，第二輸入端SN耦接第二比較器220的一正輸入端與第一比較器210的一負(fù)輸入端。比較器210與220是分別于正輸入端具有偏移電壓(offsetvoltage) 215與225，以產(chǎn)生遲滯。 復(fù)參閱圖3，一第三比較器230具有一臨界訊號VTH，其耦接于第三比較器230的一正輸入端，第三比較器230的一負(fù)輸入端耦接整流端D，比較器210與230的輸出端經(jīng)一與門235耦接一 SR正反器250的一設(shè)定輸入端S，以設(shè)定SR正反器250。 SR正反器250的一重置輸入端R受控于第二比較器220的輸出端，以重置SR正反器250。 SR正反器250的一輸出端Q與第三比較器230的輸出端耦接一與門260的兩輸入端。閘極驅(qū)動(dòng)訊號Ve產(chǎn)生于與門260的一輸出端，以導(dǎo)通/截止同步整流器50的功率開關(guān)400 (如圖2所示)。SR正反器250用于作為一閂鎖電路(latchcircuit)，并經(jīng)比較器210與220接收脈波訊號，以設(shè)定或重置閂鎖電路，而導(dǎo)通/截止功率開關(guān)400。 閘極驅(qū)動(dòng)訊號Ve的最大導(dǎo)通時(shí)間是受限于一第一延遲電路270，閘極驅(qū)動(dòng)訊號Ve耦接于第一延遲電路270。經(jīng)過一消隱時(shí)間(blanking time)之后，第一延遲電路270的輸出將依據(jù)閘極驅(qū)動(dòng)訊號Ve的致能而產(chǎn)生，第一延遲電路270的輸出經(jīng)一反相器261耦接一與門263的一輸入端，與門263的另一輸入端接收一電源導(dǎo)通重置(power-on reset)訊號RST，與門263的一輸出端耦接一清除輸入端CLR，以清除(重置)SR正反器250。閘極驅(qū)動(dòng)訊號Ve的最大導(dǎo)通時(shí)間是受限于第一延遲電路270的延遲時(shí)間。 一旦脈波訊號如下列方程式(1)所示產(chǎn)生時(shí)，閘極驅(qū)動(dòng)訊號Ve將截止同步整流器50的功率開關(guān)400。
VSN_VSP> V225...............(1) 當(dāng)符合下列方程式(2)與(3)時(shí)，閘極驅(qū)動(dòng)訊號Ve將導(dǎo)通功率開關(guān)400。 VSP—VSN > V215...............(2) VDET < VTH ...............(3) 其中，VSP為第一輸入端SP的電壓；VSN為第二輸入端SN的電壓；VDET為整流端D的電壓；VTH為臨界訊號VTH的電壓，V215為偏移電壓215的值；V225為偏移電壓225的值。
—旦，圖2所示的同步整流器50的二極管450導(dǎo)通時(shí)，整流端D的電壓將小于臨界訊號VTH的電壓V,其表示功率開關(guān)400僅會(huì)在二極管450導(dǎo)通之后，才會(huì)被導(dǎo)通。
請參閱圖4，是本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的控制電路200的第一延遲電路270的電路圖。如圖所示，一電流源273耦接第一供應(yīng)電壓V^并用以對一電容275進(jìn)行充電。一晶體管272耦接電容275與接地端，用于對電容275進(jìn)行放電。 一輸入訊號I是經(jīng)一反相器271而傳送至晶體管272，以控制晶體管272。輸入訊號I更傳送至一與門279的一輸入端，與門279的另一輸入端經(jīng)一反相器278耦接電容275。 一旦，輸入訊號I被致能時(shí)，與門279的一輸出端將在延遲時(shí)間之后，產(chǎn)生一輸出訊號O。延遲時(shí)間是由電流源273的電流值與電容275的電容值所決定。輸入訊號I可為控制電路200的閘極驅(qū)動(dòng)訊號Ve。
請參閱圖5，是本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的脈波訊號產(chǎn)生器100的電路圖。如圖所示，驅(qū)動(dòng)訊號SA與SB是依據(jù)切換訊號SIN所產(chǎn)生，切換訊號SIN耦接一互斥電路(exclusivecircuit)的輸入端，互斥電路包含與門110、120、延遲電路(DLY)130、140與反相器125、135、145?；コ怆娐返妮敵龆耸钱a(chǎn)生驅(qū)動(dòng)訊號SA與Se。切換訊號S^是傳送至與門IIO的一輸入端，切換訊號S^經(jīng)反相器125更傳送至與門120的一輸入端。與門110與120的輸出端是分別產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)訊號SA與SB，驅(qū)動(dòng)訊號SA是經(jīng)反相器135傳送至延遲電路130的一輸入端IN。延遲電路130的一輸出端0UT耦接與門120的另一輸入端。驅(qū)動(dòng)訊號SB經(jīng)反相器145傳送至延遲電路140的一輸入端IN，延遲電路140的一輸出端OUT耦接與門110的另一輸入端。因此，驅(qū)動(dòng)訊號SA與Se兩者之間具有一延遲時(shí)間。此外，如圖9A所示，切換訊號S^致能時(shí)驅(qū)動(dòng)訊號Se會(huì)禁能，而驅(qū)動(dòng)訊號SA會(huì)經(jīng)過延遲時(shí)間后而致能。延遲電路130與140的電路如圖7所示。切換訊號S『切換電流S工與驅(qū)動(dòng)訊號SA是傳送至一訊號產(chǎn)生電路(SIG) 300，以于第一輸出端XP與第二輸出端XN產(chǎn)生脈波訊號。 請參閱圖6，是本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的脈波訊號產(chǎn)生器100的訊號產(chǎn)生電路300的電路圖。如圖所示，一正反器310的一輸入端D接收一第二供應(yīng)電壓vdd，正反器310的一頻率輸入端CK接收切換訊號SIN，并于正反器310的一輸出端Q產(chǎn)生一第一訊號，且正反器310的輸出端耦接一或門315的一第一輸入端。切換訊號SIN更經(jīng)由一反相器325產(chǎn)生一訊號Sffl，訊號Sffl是用以驅(qū)動(dòng)一正反器320的一頻率輸入端CK。正反器320的一輸入端D接收第二供應(yīng)電壓VDD，正反器320的一輸出端Q輸出一第二訊號，并輸出端Q耦接或門315的一第二輸入端?；蜷T315于第二輸出端XN產(chǎn)生一負(fù)脈波訊號，以截止同步整流器50 (如圖2所示)。負(fù)脈波訊號經(jīng)一延遲電路(DLY) 120傳送至正反器310與320的重置輸入端R，以重置正反器310與320。延遲電路120的一輸入端IN耦接第二輸出端XN而接收負(fù)脈波訊號，延遲電路120的一輸出端OUT耦接正反器310與320的重置輸入端R，以重置正反器310與320，延遲電路120的延遲時(shí)間決定負(fù)脈波訊號的脈波寬度。 復(fù)參閱圖6，一門坎電路(threshold circuit) 500接收切換訊號S驢切換電流訊號S工與驅(qū)動(dòng)訊號Sa用以產(chǎn)生一致能訊號ENP。致能訊號ENP傳送至一正反器340的一輸入端D與一與門345的一輸入端，與門345的另一輸入端經(jīng)一反相器343、一延遲電路(DLY) 125、另一反相器342與正反器340的一頻率輸入端CK，而耦接第二輸出端XN，以接收負(fù)脈波訊號，正反器340的一輸出端Q耦接與門345的另一輸入端，與門345用于第一輸出端XP產(chǎn)生一正脈波訊號。正脈波訊號經(jīng)一延遲電路(DLY) 130傳送至正反器340的一重置輸入端R，以重置正反器340。延遲電路130的一輸入端IN耦接第一輸出端XP，以接收正脈波訊號，延遲電路130的一輸出端OUT耦接正反器340的重置輸入端R，以重置正反器340。延遲電路130的延遲時(shí)間決定正脈波訊號的脈波寬度。所以，脈波訊號是由位于第一輸出端XP的正脈波訊號與位于第二輸出端XN的負(fù)脈波訊號所產(chǎn)生，延遲電路120、 125與130的電路是如圖7所示。 請參閱圖7，是本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的第二延遲電路的電路圖。如圖所示，一電流源113是接收第二供應(yīng)電壓V。d，并用以對電容115進(jìn)行充電。 一晶體管112耦接電容115與接地端，而對電容115進(jìn)行放電。輸入訊號經(jīng)一反相器111傳送至晶體管112，以控制晶體管112，輸入訊號更傳送至一與非門119的一輸入端，與非門119的另一輸入端耦接電容115，與非門119的一輸出端為延遲電路的輸出端。當(dāng)輸入訊號為邏輯低準(zhǔn)位時(shí)，電容115進(jìn)行放電且與非門119的輸出訊號為邏輯高準(zhǔn)位。當(dāng)輸入訊號改變?yōu)檫壿嫺邷?zhǔn)位時(shí)，電流源113將開始對電容115進(jìn)行充電，一旦電容115的電壓高于與非門119的輸入門坎電壓時(shí)，與非門119將輸出一邏輯低準(zhǔn)位訊號。電流源113的電流值與電容115的電容值決定延遲電路的延遲時(shí)間Tp，延遲時(shí)間TP是起始于輸入訊號的邏輯高準(zhǔn)位，而結(jié)束于延遲電路的輸出訊號的邏輯低準(zhǔn)位。 請參閱圖8，是本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的訊號產(chǎn)生電路300的門坎電路500的電路圖。如圖所示，切換電流訊號&傳送至一比較器510的一輸入端，比較器510的另一輸入端接收門坎訊號VT，比較器510的一輸出端耦接一 D型正反器530的一輸入端D。驅(qū)動(dòng)訊號SA是傳送至一與門520的一輸入端，與門520的另一輸入端經(jīng)一反相器525接收切換訊號SIN，與門520的一輸出端耦接D型正反器530的一頻率輸入端CK， D型正反器530的一輸出端Q產(chǎn)生致能訊號ENP。當(dāng)切換電流訊號S工高于門坎訊號VT，致能訊號ENP將依據(jù)驅(qū)動(dòng)訊號SA與切換訊號SIN而產(chǎn)生。 請一并參閱圖9A與圖9B，是本發(fā)明的一較佳實(shí)施例的同步整流電路的波形圖。如圖9A所示， 一脈波訊號SP-SN(負(fù)脈波訊號)是依據(jù)切換訊號SIN的上升邊緣與下降邊緣而產(chǎn)生，以截止功率開關(guān)400，進(jìn)而禁能同步整流器50 (如圖2所示)。若同步整流器50的二極管450(如圖2所示)導(dǎo)通，接著負(fù)脈波訊號的結(jié)束，一脈波訊號SP-SN(正脈波訊號)會(huì)被產(chǎn)生，以導(dǎo)通功率開關(guān)400，進(jìn)而致能同步整流器50。圖9B是顯示切換電流訊號S工與致能訊號ENP的波形。當(dāng)致能訊號ENP產(chǎn)生(切換電流高于門坎值)時(shí)，脈波訊號SP-SN(正脈波訊號)僅被產(chǎn)生，即圖1所示的同步整流器51與52于輕載或無載的情況下將被禁能。
綜上所述，僅為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種離線式功率轉(zhuǎn)換器的一同步整流電路，該離線式功率轉(zhuǎn)換器具有一變壓器，該同步整流電路包含一脈波訊號產(chǎn)生器，依據(jù)一切換電流產(chǎn)生一脈波訊號；一隔離裝置，耦接該脈波訊號產(chǎn)生器，以從該功率變壓器的一一次側(cè)傳送該脈波訊號至該功率變壓器的一二次側(cè)；以及一同步整流器，具有一功率開關(guān)、一二極管與一控制電路，該功率開關(guān)耦接該功率變壓器的該二次側(cè)以進(jìn)行整流，該控制電路接收該脈波訊號，以導(dǎo)通/截止該功率開關(guān)；其中，該切換電流為該功率變壓器的一一次側(cè)電流，該二極管與該功率開關(guān)相并聯(lián)，該脈波訊號的極性決定導(dǎo)通/截止該功率開關(guān)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步整流電路，其中一旦該切換電流高于一門坎值，該脈波 訊號則產(chǎn)生以導(dǎo)通該功率開關(guān)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步整流電路，其中該脈波訊號依據(jù)一切換訊號的上升邊緣 與下降邊緣而被產(chǎn)生，該切換訊號用以切換該功率變壓器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的同步整流電路，其中一旦該二極管導(dǎo)通，該脈波訊號導(dǎo)通該 功率開關(guān)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的同步整流電路，其中該隔離裝置為一脈波變壓器或復(fù)數(shù)電容。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步整流電路，其中該脈波訊號為一觸發(fā)訊號，該脈波訊號 的脈波寬度小于一切換訊號的脈波寬度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步整流電路，其中該脈波訊號產(chǎn)生器更依據(jù)一切換訊號產(chǎn) 生一驅(qū)動(dòng)訊號，該驅(qū)動(dòng)訊號切換該功率變壓器，該切換訊號的致能與該驅(qū)動(dòng)訊號的致能兩 者之間具有一延遲時(shí)間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步整流電路，其中該脈波訊號產(chǎn)生器包含 一切換電流端，接收表示該切換電流的一切換電流訊號； 一輸入訊號端，接收一切換訊號； 一第一輸出端，產(chǎn)生該脈波訊號；以及一第二輸出端，產(chǎn)生該脈波訊號，該脈波訊號為一差動(dòng)訊號；其中，該脈波產(chǎn)生器依據(jù)該切換電流與該切換訊號的脈波寬度產(chǎn)生該脈波訊號，以控 制該功率開關(guān)，該脈波訊號的極性決定該脈波訊號被產(chǎn)生用于導(dǎo)通或截止該功率開關(guān)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的同步整流電路，其中該脈波訊號產(chǎn)生器包含一訊號產(chǎn)生電 路，以依據(jù)該切換電流與一切換訊號產(chǎn)生該脈波訊號，該脈波訊號包括一正脈波訊號與一 負(fù)脈波訊號，該正脈波訊號用以導(dǎo)通該功率開關(guān)，該負(fù)脈波訊號用以截止該功率開關(guān)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的同步整流電路，其中該訊號產(chǎn)生電路包含一門坎電路，一旦 該切換電流高于一門坎值，該門坎電路產(chǎn)生一致能訊號，以產(chǎn)生該正脈波訊號。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步整流電路，其中該控制電路包含一閂鎖電路，其接收該 脈波訊號，以設(shè)定或重置該閂鎖電路，該閂鎖電路用以導(dǎo)通/截止該功率開關(guān)。
12. —種離線式功率轉(zhuǎn)換器的同步整流方法，該離線式功率轉(zhuǎn)換器具有一變壓器，該同 步整流方法包含依據(jù)一切換電流，產(chǎn)生一脈波訊號；經(jīng)一隔離屏障作用而從該功率變壓器的一一次側(cè)傳送該脈波訊號至該功率變壓器的 一二次側(cè)；依據(jù)該脈波訊號，設(shè)定或重置一閂鎖電路；以及 依據(jù)該閂鎖電路的狀態(tài)，導(dǎo)通/截止一功率開關(guān)；其中，該功率開關(guān)耦接該功率變壓器的該二次側(cè)以進(jìn)行整流，該切換電流為該功率變 壓器的一電流。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的同步整流方法，其中當(dāng)一二極管導(dǎo)通時(shí)，該閂鎖電路則被 致能而導(dǎo)通該功率開關(guān)，該二極管并聯(lián)于該功率開關(guān)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的同步整流方法，更包含依據(jù)一切換訊號的上升邊緣與下降邊緣，產(chǎn)生該脈波訊號，該切換訊號用以切換該功 率變壓器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的同步整流方法，其中傳送該脈波訊號的步驟中，系由一隔 離裝置傳送該脈波訊號，該隔離裝置為一脈波變壓器或復(fù)數(shù)電容。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的同步整流方法，其中該脈波訊號的脈波寬度小于一切換訊 號的脈波寬度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的同步整流方法，其中該切換電流高于一門坎值時(shí)，則產(chǎn)生 該脈波訊號以導(dǎo)通該功率開關(guān)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的同步整流方法，更包含依據(jù)一切換訊號產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)訊號，而切換該功率變壓器，該切換訊號的致能與該驅(qū)動(dòng) 訊號的致能兩者之間具有一延遲時(shí)間。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的同步整流方法，更包含 接收一切換訊號；以及依據(jù)該切換電流與該切換訊號的脈波寬度，產(chǎn)生該脈波訊號以控制該功率開關(guān)； 其中，該脈波訊號為一差動(dòng)訊號，該脈波訊號的極性決定該脈波訊號被產(chǎn)生，用以設(shè)定 或重置該閂鎖電路，而導(dǎo)通/截止該功率開關(guān)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的同步整流方法，其中該脈波訊號包括一正脈波訊號與一負(fù) 脈波訊號，該正脈波訊號用以導(dǎo)通該功率開關(guān)，該負(fù)脈波訊號用以截止該功率開關(guān)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的同步整流方法，更包含 該切換電流高于一門坎值時(shí)，則產(chǎn)生一致能訊號，以產(chǎn)生該正脈波訊號。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種用于離線式功率轉(zhuǎn)換器的一同步整流電路與同步整流方法，其具有一脈波訊號產(chǎn)生器用以依據(jù)功率變壓器的一切換電流，而產(chǎn)生一脈波訊號；一隔離裝置耦接脈波訊號產(chǎn)生器，經(jīng)過功率變壓器的一隔離屏障作用(isolation barrier)而傳送脈波訊號；一同步整流器包含一功率開關(guān)與一控制電路，功率開關(guān)耦接功率變壓器的二次側(cè)與功率轉(zhuǎn)換器的輸出端之間，以進(jìn)行整流，控制電路接收脈波訊號，以導(dǎo)通/截止功率開關(guān)，一旦切換電流高于一門坎值，則產(chǎn)生脈波訊號以導(dǎo)通功率開關(guān)。
文檔編號H02M7/217GK101783604SQ201010000639
公開日2010年7月21日 申請日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日
發(fā)明者楊大勇, 竺培圣, 蘇英杰, 陳彥廷 申請人:崇貿(mào)科技股份有限公司