專(zhuān)利名稱(chēng)：用于反激變換器的智能驅(qū)動(dòng)電路及驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反激變換器，更具體的說(shuō)是涉及采用同步整流技術(shù)的反激變換器。
背景技術(shù)：
大部分筆記本電源適配器采用反激變換器結(jié)構(gòu)，如圖1所示。為了提高效率，大多 數(shù)筆記本電源適配器生產(chǎn)商均使用同步整流管(SR)來(lái)取代一般的整流二極管，換句話說(shuō)， 即在圖1所示的反激變換器中，用同步整流場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)代替變壓器T的次級(jí)繞組 T1側(cè)的二極管D。然而，用SR代替整流二極管的主要缺點(diǎn)是成本較高，這與需要跨越隔離 器件(如變壓器)傳送相關(guān)控制信號(hào)有關(guān)。在一些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，控制信號(hào)可以由同步整流管上的電壓信號(hào)導(dǎo)生出來(lái)，而 不再跨越隔離器件傳送控制信號(hào)。這樣做的一個(gè)問(wèn)題是相比動(dòng)態(tài)電壓變化范圍(幾十 伏)，同步整流管上的電壓信號(hào)(幾毫伏)非常小。為了避免誤觸發(fā)，常常會(huì)犧牲其帶寬，這 將導(dǎo)致關(guān)斷時(shí)間延長(zhǎng)，效率降低。在一些解決方案中，常使用跨導(dǎo)放大器來(lái)延遲同步整流的開(kāi)通，這可以解決誤觸 發(fā)的問(wèn)題。但是，在連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)下，采用跨導(dǎo)放大器延遲同步整流管的開(kāi)通的方法 是無(wú)效的，同時(shí)，跨導(dǎo)放大器還將帶來(lái)關(guān)斷減緩的問(wèn)題，這將導(dǎo)致更多的開(kāi)關(guān)損耗。因此，急需一個(gè)快速關(guān)斷同步整流管進(jìn)而減小開(kāi)關(guān)損耗的解決方案，并且，此方案 可以用在任何類(lèi)型的反激變換器上(如連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)、非連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)、準(zhǔn)諧 振模式的反激變換器)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有反激變換器同步整流驅(qū)動(dòng)技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種 反激變換器同步整流的智能驅(qū)動(dòng)方法和裝置。本發(fā)明提出了一種用于驅(qū)動(dòng)同步整流管的驅(qū)動(dòng)電路，包括跨導(dǎo)放大器和比較器。 跨導(dǎo)放大器第一輸入端連接第一直流偏置電壓，第二輸入端連接同步整流管的漏極，輸出 端連接同步整流管的柵極；比較器第一輸入端連接第二直流偏置電壓，第二輸入端連接同 步整流管的漏極，輸出端通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)連接同步整流管的柵極。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述同步所述同步整流管的導(dǎo)通根據(jù)同步整流管的寄生二 極管的導(dǎo)通狀態(tài)決定；而當(dāng)同步整流管導(dǎo)通后，所述寄生二極管關(guān)斷。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如果所述同步整流管的漏極信號(hào)緩慢上升，跨導(dǎo)放大器將 輸出低電平來(lái)關(guān)斷同步整流管；如果所述同步整流管的漏極信號(hào)急速上升，比較器將輸出 高電平，并通過(guò)所述開(kāi)關(guān)來(lái)關(guān)斷同步整流管。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一直流偏置電壓和第二直流偏置電壓之間具有電壓差。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如果所述比較器輸出為高電平，所述開(kāi)關(guān)導(dǎo)通；如果所述比 較器輸出為低電平，所述開(kāi)關(guān)關(guān)斷。
本發(fā)還提出了一種智能驅(qū)動(dòng)器，包括跨導(dǎo)放大器和比較器。跨導(dǎo)放大器用于放大 同步整流管的漏極信號(hào)和第一直流偏置電壓之間的差值，并輸出一個(gè)放大信號(hào)，同時(shí)用放 大信號(hào)控制同步整流管；比較器用于比較同步整流管的漏極信號(hào)和第二直流偏置電壓之間 的大小，并輸出一個(gè)比較信號(hào)，同時(shí)用比較信號(hào)控制同步整流管。本發(fā)明還提出了一種反激變換器的驅(qū)動(dòng)方法，該驅(qū)動(dòng)方法包括放大反激變換器中 同步整流管的漏極信號(hào)和第一直流偏置電壓之間的差值，并輸出一個(gè)放大信號(hào)，同時(shí)用該 放大信號(hào)控制所述同步整流管；以及比較所述同步整流管的漏極信號(hào)和第二直流偏置電壓 并輸出一個(gè)比較信號(hào)，同時(shí)用該比較信號(hào)控制所述同步整流管。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述驅(qū)動(dòng)方法更具體地包括提供同步整流管的漏極信號(hào) 至跨導(dǎo)放大器的第一輸入端和提供第一直流偏置電壓至跨導(dǎo)放大器的第二輸入端，通過(guò)跨 導(dǎo)放大器放大反激變換器中同步整流管的漏極信號(hào)和第一直流偏置電壓之間的差值，并輸 出一個(gè)放大信號(hào)；將跨導(dǎo)放大器輸出的所述放大信號(hào)傳送至同步整流管的柵極，以控制所 述同步整流管；提供同步整流管的漏極信號(hào)至比較器的第一輸入端和提供第二直流偏置電 壓至放大器的第二輸入端，通過(guò)比較器比較所述同步整流管的漏極信號(hào)和第二直流偏置電 壓并輸出一個(gè)比較信號(hào)；將比較器輸出的所述比較信號(hào)通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)傳送至同步整流管的 柵極，以控制所述同步整流管。本發(fā)明還提出了一種智能驅(qū)動(dòng)器，其包括第一裝置，用于通過(guò)放大同步整流管的 漏極信號(hào)和第一直流偏置電壓之間的差值來(lái)控制同步整流管；第二裝置，用于通過(guò)比較同 步整流管的漏極信號(hào)和第二直流偏置電壓來(lái)控制同步整流管。其中，第一裝置在同步整流 管的漏極信號(hào)為負(fù)值時(shí)將同步整流管導(dǎo)通，并在同步整流管的漏極信號(hào)緩慢上升時(shí)將同步 整流管關(guān)斷；第二裝置在同步整流管的漏極信號(hào)急速上升時(shí)將同步整流管關(guān)斷。本發(fā)明還提出了又一種反激變換器的驅(qū)動(dòng)方法，包括當(dāng)同步整流管的漏極信號(hào) 為負(fù)值時(shí)，導(dǎo)通同步整流管；當(dāng)所述漏極信號(hào)增大時(shí)，關(guān)斷同步整流管。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可快速關(guān)斷同步整流管進(jìn)而減小開(kāi)關(guān)損耗，并且可以用 在任何一種工作模式的反激變換器上。


附圖作為說(shuō)明書(shū)的一部分，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，并與實(shí)施例一起對(duì)本發(fā)明 的原理進(jìn)行解釋。圖1所示為一個(gè)反激變換器框圖。圖2所示電路100是本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，包括開(kāi)通一個(gè)同步整流管的跨導(dǎo) 放大器和關(guān)斷一個(gè)同步整流管的比較器。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明將在下文中結(jié)合附圖進(jìn)行全面描述。雖然本發(fā)明結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行闡述，但 應(yīng)理解為這并非意指將本發(fā)明限定于這些實(shí)施例中，相反，本發(fā)明意在涵蓋由所附權(quán)利要 求所界定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)所定義的各種替換、修改和等同變換。此外，在下面對(duì)本發(fā) 明的詳細(xì)描述中，為了更好的理解本發(fā)明，闡述了大量的細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理 解，沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。在其他的一些實(shí)施例中，為了便于凸顯本發(fā)明的主旨，對(duì)于大家熟知的方案、流程、元器件以及電路未作詳細(xì)的描述。參考圖2，電路100中，使用跨導(dǎo)放大器U0來(lái)開(kāi)通同步整流管M1,使用比較器U1來(lái) 關(guān)斷同步整流管禮。如圖2所示，電路100包括跨導(dǎo)放大器Utl，其同相端接收第一直流偏置 電壓V1，反相端接收信號(hào)VD，其中，信號(hào)Vd是同步整流管M1的漏極信號(hào)；以及比較器U1，其 同相端接收漏極信號(hào)VD，反相端接收第二直流偏置電壓V2?？鐚?dǎo)放大器Utl的輸出端直接連接到同步整流管M1的柵極，比較器仏的輸出端通 過(guò)一個(gè)內(nèi)部開(kāi)關(guān)S1連接到同步整流管M1的柵極。當(dāng)比較器仏的輸出為高電平時(shí)，內(nèi)部開(kāi) 關(guān)S1導(dǎo)通，同步整流管M1的柵極電壓為低電平。當(dāng)比較器U1輸出為低電平時(shí)，內(nèi)部開(kāi)關(guān)S1 關(guān)斷，同步整流管M1的柵極電壓由跨導(dǎo)放大器Utl的輸出決定。二極管D1為同步整流管M1 的寄生體二極管，用于在該體二極管D1導(dǎo)通期間，將漏極信號(hào)Vd電壓鉗位在一個(gè)負(fù)值，比 如-0. 7V。在工作過(guò)程中，如果反激變換器工作在連續(xù)導(dǎo)通模式下，當(dāng)反激變換器初級(jí)繞組 T0側(cè)的主開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，二極管D1立刻導(dǎo)通，使得漏極信號(hào)Vd變?yōu)樨?fù)值，如-0. 7V。因此， 跨導(dǎo)放大器Utl的輸出，即Ve信號(hào)，將逐漸增大，當(dāng)Ve升高到同步整流管M1的開(kāi)通閥值，同步 整流管M1導(dǎo)通，二極管D1關(guān)斷。當(dāng)反激變換器中變壓器初級(jí)繞組Ttl側(cè)的主開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，次級(jí)繞組T1的感應(yīng)電壓 使漏極信號(hào)Vd快速跳變?yōu)楦唠娖剑沟每鐚?dǎo)放大器Utl的輸出信號(hào)(即Ve信號(hào))為低電平。 此時(shí)漏極信號(hào)Vd的值大于第二直流偏置電壓V2,比較器U1輸出高電平信號(hào)，將內(nèi)部開(kāi)關(guān)Sl 導(dǎo)通，并將Ve信號(hào)拉低，同步整流管M1被快速關(guān)斷。如果反激變換器工作在非連續(xù)導(dǎo)通模式或準(zhǔn)諧振模式下，當(dāng)反激變換器中變壓器 初級(jí)繞Ttl側(cè)的主開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電路100的工作原理和連續(xù)導(dǎo)通模式下的工作原理一致。 但是，當(dāng)反激變換器中變壓器初級(jí)繞組Ttl側(cè)的主開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，因工作于非連續(xù)導(dǎo)通模式 或準(zhǔn)諧振模式，漏極信號(hào)Vd并非快速跳變而是緩慢上升后直到大于第一直流偏置電壓V1, 此時(shí)跨導(dǎo)放大器U0將使信號(hào)Ve變?yōu)榈碗娖?，比較器U1不再控制Ve，這種情況下依然會(huì)關(guān)斷 同步整流管Mp通過(guò)設(shè)置一個(gè)死區(qū)，以避免跨導(dǎo)放大器Utl和比較器仏互相抵制，該死區(qū)為第一直 流偏置電壓V1和第二直流偏置電壓V2之間的電壓差。當(dāng)漏極信號(hào)Vd跌到低于第一直流偏 置電壓V1，跨導(dǎo)放大器U0通過(guò)調(diào)節(jié)Ve使得漏極信號(hào)Vd值保持在第一直流偏置電壓V1。如 果漏極信號(hào)Vd變化太快，跨導(dǎo)放大器U0不能使漏極信號(hào)Vd保持在第一直流偏置電壓V1，漏 極信號(hào)Vd將上升并在某個(gè)時(shí)刻達(dá)到第二直流偏置電壓V2。這種情況下，比較器仏將導(dǎo)通內(nèi) 部開(kāi)關(guān)S1，迅速拉低Ve，進(jìn)而關(guān)斷同步整流管M1，從而不再有電流流過(guò)，防止了同步整流管M1 被擊穿。針對(duì)上面的發(fā)明技術(shù)，可能會(huì)有很多改進(jìn)和變換例。因此必須明白，在本發(fā)明權(quán)利 要求范圍內(nèi)可以使用別的具體方法實(shí)施本發(fā)明的功能。當(dāng)然，先前的描述只是本發(fā)明的一 個(gè)最優(yōu)實(shí)施例，在不背離其發(fā)明實(shí)質(zhì)和權(quán)利要求的范圍，其他改進(jìn)例同樣可以實(shí)現(xiàn)這樣的 功能。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動(dòng)同步整流管的驅(qū)動(dòng)電路，包括跨導(dǎo)放大器，其第一輸入端耦接第一直流偏置電壓，第二輸入端耦接同步整流管的漏 極，輸出端耦接同步整流管的柵極；以及比較器，其第一輸入端耦接第二直流偏置電壓，第二輸入端耦接同步整流管的漏極，輸 出端通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)耦接同步整流管的柵極。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述同步整流管的導(dǎo)通根據(jù)同步整流 管的寄生二極管的導(dǎo)通狀態(tài)決定；而當(dāng)同步整流管導(dǎo)通后，所述寄生二極管關(guān)斷。
3.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于如果所述同步整流管的漏極信號(hào)緩慢上升，跨導(dǎo)放大器將輸出低電平來(lái)關(guān)斷同步整流 管；以及如果所述同步整流管的漏極信號(hào)急速上升，比較器將輸出高電平，并通過(guò)所述開(kāi)關(guān)來(lái) 關(guān)斷同步整流管。
4.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述第一直流偏置電壓和第二直流偏 置電壓之間具有電壓差。
5.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于 如果所述比較器輸出為高電平，所述開(kāi)關(guān)導(dǎo)通； 如果所述比較器輸出為低電平，所述開(kāi)關(guān)關(guān)斷。
6.一種智能驅(qū)動(dòng)器，包括跨導(dǎo)放大器，用于放大同步整流管的漏極信號(hào)和第一直流偏置電壓之間的差值，并輸 出一個(gè)放大信號(hào)，同時(shí)用該放大信號(hào)控制所述同步整流管；以及比較器，用于比較同步整流管的漏極信號(hào)和第二直流偏置電壓并輸出一個(gè)比較信號(hào)， 同時(shí)用該比較信號(hào)控制所述同步整流管。
7.如權(quán)利要求6所述的智能驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述比較器通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)控制所 述同步整流管。
8.如權(quán)利要求6所述的智能驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述同步整流管包含一個(gè)寄生二極 管，當(dāng)該寄生二極管導(dǎo)通時(shí)，所述同步整流管的漏極信號(hào)為負(fù)值。
9.如權(quán)利要求8所述的智能驅(qū)動(dòng)器，其特征在于所述同步整流管的導(dǎo)通根據(jù)寄生二極管的導(dǎo)通狀態(tài)決定；以及 所述同步整流管導(dǎo)通后，所述寄生二極管關(guān)斷。
10.如權(quán)利要求7所述的智能驅(qū)動(dòng)器，其特征在于如果所述同步整流管的漏極信號(hào)緩慢上升，所述放大信號(hào)關(guān)斷所述同步整流管；以及 如果所述同步整流管的漏極信號(hào)急速上升，所述比較信號(hào)通過(guò)所述開(kāi)關(guān)關(guān)斷所述同步整流管。
11.如權(quán)利要求6所述的智能驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述第一直流偏置電壓和第二直流 偏置電壓之間具有電壓差。
12.如權(quán)利要求7所述的智能驅(qū)動(dòng)器，其特征在于 如果所述比較信號(hào)為高電平，所述開(kāi)關(guān)導(dǎo)通； 如果所述比較信號(hào)為低電平，所述開(kāi)關(guān)關(guān)斷。
13.一種反激變換器的驅(qū)動(dòng)方法，包括放大反激變換器中同步整流管的漏極信號(hào)和第一直流偏置電壓之間的差值，并輸出一 個(gè)放大信號(hào)，同時(shí)用該放大信號(hào)控制所述同步整流管；以及比較所述同步整流管的漏極信號(hào)和第二直流偏置電壓并輸出一個(gè)比較信號(hào)，同時(shí)用該 比較信號(hào)控制所述同步整流管。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于提供同步整流管的漏極信號(hào)至跨導(dǎo)放大器的第一輸入端和提供第一直流偏置電壓至 跨導(dǎo)放大器的第二輸入端，通過(guò)跨導(dǎo)放大器放大反激變換器中同步整流管的漏極信號(hào)和第 一直流偏置電壓之間的差值，并輸出一個(gè)放大信號(hào)；將跨導(dǎo)放大器輸出的所述放大信號(hào)傳送至同步整流管的柵極，以控制所述同步整流管；提供同步整流管的漏極信號(hào)至比較器的第一輸入端和提供第二直流偏置電壓至放大 器的第二輸入端，通過(guò)比較器比較所述同步整流管的漏極信號(hào)和第二直流偏置電壓并輸出 一個(gè)比較信號(hào)；將比較器輸出的所述比較信號(hào)通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)傳送至同步整流管的柵極，以控制所述同步整流管。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括 將所述同步整流管的源極耦合到一個(gè)低參考電平。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述同步整流管包括一個(gè)寄生二極管，當(dāng) 該寄生二極管導(dǎo)通時(shí)，同步整流管的漏極信號(hào)為負(fù)值。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于同步整流管的導(dǎo)通由寄生二極管的導(dǎo)通狀態(tài)決定；以及 當(dāng)該同步整流管導(dǎo)通后，寄生二極管關(guān)斷。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括如果所述同步整流管的漏極信號(hào)緩慢上升，由跨導(dǎo)放大器的輸出來(lái)關(guān)斷該同步整流 管；以及如果所述同步整流管的漏極信號(hào)急速上升，由比較器的輸出來(lái)關(guān)斷該同步整流管。
19.一種智能驅(qū)動(dòng)器，包括第一裝置，用于通過(guò)放大同步整流管的漏極信號(hào)和第一直流偏置電壓之間的差值來(lái)控 制同步整流管；第二裝置，用于通過(guò)比較同步整流管的漏極信號(hào)和第二直流偏置電壓來(lái)控制同步整流管；其中，第一裝置在同步整流管的漏極信號(hào)為負(fù)值時(shí)將同步整流管導(dǎo)通，并在同步整流 管的漏極信號(hào)緩慢上升時(shí)將同步整流管關(guān)斷；第二裝置在同步整流管的漏極信號(hào)急速上升 時(shí)將同步整流管關(guān)斷。
20.如權(quán)利要求19所述的智能驅(qū)動(dòng)器，其特征在于 所述第二裝置通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)關(guān)斷同步整流管。
21.如權(quán)利要求19所述的智能驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述第一直流偏置電壓和第二直 流偏置電壓之間具有電壓差。
22.如權(quán)利要求19所述的智能驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述同步整流管包含一個(gè)寄生二極管，當(dāng)該寄生二極管導(dǎo)通時(shí)，同步整流管的漏極信號(hào)為負(fù)值；當(dāng)同步整流管導(dǎo)通時(shí)，該寄 生二極管關(guān)斷。
23.一種反激變換器的驅(qū)動(dòng)方法，包括當(dāng)同步整流管的漏極信號(hào)為負(fù)值時(shí)，導(dǎo)通同步整流管；以及 當(dāng)所述漏極信號(hào)增大時(shí)，關(guān)斷同步整流管。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于當(dāng)所述漏極信號(hào)增加緩慢時(shí)，通過(guò)跨導(dǎo)放大器來(lái)關(guān)斷同步整流管；以及 當(dāng)所述漏極信號(hào)急速增加時(shí)，通過(guò)比較器來(lái)關(guān)斷同步整流管。
25.如權(quán)利要求M所述的方法，其特征在于，所述比較器通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)管來(lái)關(guān)斷同步整流管。
26.如權(quán)利要求M所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括 由跨導(dǎo)放大器比較所述漏極信號(hào)和第一直流偏置電壓；以及 由比較器比較所述漏極信號(hào)和第二直流偏置電壓；其中所述第一直流失調(diào)電壓和第二直流偏置電壓之間有壓差。
27.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述同步整流管包含一個(gè)寄生二極管， 當(dāng)該寄生二極管導(dǎo)通時(shí)，所述漏極信號(hào)為負(fù)值；當(dāng)所述同步整流管導(dǎo)通時(shí)，該寄生二極管關(guān)
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于反激變換器的智能驅(qū)動(dòng)及驅(qū)動(dòng)方法，涉及采用同步整流技術(shù)的反激變換器，目的是可以快速關(guān)斷同步整流管進(jìn)而減小開(kāi)關(guān)損耗，其采用一個(gè)跨導(dǎo)放大器來(lái)開(kāi)通同步整流管，和一個(gè)比較器來(lái)快速關(guān)斷同步整流管。
文檔編號(hào)H02M3/335GK102142775SQ201010504140
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
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