亚洲成年人黄色一级片,日本香港三级亚洲三级,黄色成人小视频,国产青草视频,国产一区二区久久精品,91在线免费公开视频,成年轻人网站色直接看

同步整流控制電路及電源轉(zhuǎn)換裝置制造方法

文檔序號(hào):7351213閱讀:135來源:國知局
同步整流控制電路及電源轉(zhuǎn)換裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是有關(guān)于一種電源轉(zhuǎn)換裝置,包括主開關(guān)、同步整流開關(guān)、包括輸出電感及輸出電容的整流濾波電路,該輸出電容產(chǎn)生輸出電壓,以及同步整流控制電路,其包括擷取輸出電感兩端的電壓信號(hào)的取樣電路,衰減該電壓信號(hào)并加上該輸出電壓及補(bǔ)償電壓以輸出放大信號(hào)的差動(dòng)放大電路,比較該放大信號(hào)及該輸出電壓,以產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)的比較電路,及根據(jù)控制該主開關(guān)導(dǎo)通與否的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和該觸發(fā)信號(hào)以產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路,且該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制該同步整流開關(guān)于該主開關(guān)關(guān)閉時(shí)導(dǎo)通,并在該主開關(guān)導(dǎo)通之前關(guān)閉,借此,避免主開關(guān)與同步整流開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通并防止逆向電流的產(chǎn)生。
【專利說明】同步整流控制電路及電源轉(zhuǎn)換裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電源轉(zhuǎn)換器,特別是涉及一種采用同步整流電路的電源轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有順向式電源轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)設(shè)置主開關(guān)(M0S開關(guān)),其二次側(cè)設(shè)置由整流二極管組成的整流電路,但整流二極管在導(dǎo)通時(shí)會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的導(dǎo)通損失。因此,如圖1所示,現(xiàn)有的順向式電源轉(zhuǎn)換器的變壓器Tl 二次側(cè)多改以同步整流開關(guān)(M0S開關(guān))Q2來取代整流二極管,并以同步整流控制器6來控制該同步整流開關(guān)Q2導(dǎo)通與否。
[0003]且現(xiàn)有的同步整流控制器6可因應(yīng)電源轉(zhuǎn)換器的負(fù)載不同需求而操作在不連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)或連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM),例如現(xiàn)有型號(hào)SG6203的同步整流控制器可利用偵測(cè)同步整流開關(guān)Q2上壓降,借此用以偵測(cè)電流大小的方式,在偵測(cè)到同步整流開關(guān)電流降至零時(shí),關(guān)閉同步整流開關(guān)Q2,然而此類控制方法只適合操作在不連續(xù)導(dǎo)通模式。在連續(xù)導(dǎo)通模式下,由于同步整流開關(guān)Q2需要在輸出電流(即流經(jīng)同步整流開關(guān)Q2的電流)尚未降到零時(shí)即被關(guān)閉,因此SG6203同步整流控制器即無法利用偵測(cè)同步整流開關(guān)Q2上電流大小的方式工作在連續(xù)導(dǎo)通模式。SG6203需利用一個(gè)RC觸發(fā)器強(qiáng)制關(guān)閉同步整流開關(guān)。然而,由于受限于RC觸發(fā)器的RC時(shí)間常數(shù),這方式并不適用于負(fù)載快速變動(dòng)的情況。
[0004]此外,現(xiàn)有型號(hào)STSR30的同步整流控制器是利用數(shù)字電路中的上數(shù)計(jì)數(shù)器和下數(shù)計(jì)數(shù)器計(jì)算主開關(guān)Ql與同步整流開關(guān)Q2的上一個(gè)工作周期,做為主開關(guān)Ql與同步整流開關(guān)Q2的下一個(gè)工作周期,且能夠操作在不連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)與連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)。
[0005]另外,現(xiàn)有型號(hào)FAN6204的同步整流控制器則是利用伏特-秒平衡定理與電容充放電時(shí)間來控制主開關(guān)Ql與同步整流開關(guān)Q2的導(dǎo)通時(shí)間,亦即當(dāng)主開關(guān)Ql導(dǎo)通時(shí),電容開始充電直到主關(guān)關(guān)Ql關(guān)閉時(shí),電容開始放電并使同步整流開關(guān)Q2導(dǎo)通直到電容放完電,借此操作在不連續(xù)導(dǎo)通模式及連續(xù)導(dǎo)通模式。
[0006]但是由于不論上述型號(hào)SG6203,型號(hào)STSR30或型號(hào)FAN6204的同步整流控制器皆需要利用電容充放電來進(jìn)行計(jì)時(shí)或決定開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)閉時(shí)間,但電容充放電需要反應(yīng)時(shí)間,以致當(dāng)負(fù)載快速動(dòng)態(tài)變化時(shí),例如圖2所示,在負(fù)載由重載轉(zhuǎn)為輕載的區(qū)間tl,同步整流控制器將因電容充放電需要時(shí)間而來不及跟上主開關(guān)Ql的切換變化,以致無法及時(shí)關(guān)閉同步整流開關(guān)Q2,導(dǎo)致同步整流開關(guān)Q2尚未關(guān)閉時(shí),一次側(cè)的主開關(guān)Ql即導(dǎo)通,致使同步整流開關(guān)Q2需承受變壓器二次側(cè)繞組感應(yīng)自一次側(cè)的瞬間高壓;同時(shí),由于同步整流開關(guān)Q2仍然導(dǎo)通,使得輸出電流Iui降至零時(shí),將出現(xiàn)由輸出電容Co朝輸出電感Lo及同步整流開關(guān)Q2放電的逆向電流Ir,致使同步整流開關(guān)Q2在關(guān)閉的瞬間,于同步整流開關(guān)Q2的漏極和源極之間會(huì)產(chǎn)生瞬間高壓Vp,若同步整流開關(guān)Q2的耐壓力不足則將因遭受該瞬間高壓Vp而損毀。
[0007]此逆向電流Ir不僅發(fā)生在負(fù)載快速動(dòng)態(tài)變化時(shí),它也出現(xiàn)在電源轉(zhuǎn)換器開、關(guān)機(jī)時(shí)。當(dāng)電源轉(zhuǎn)換器開、關(guān)機(jī)時(shí),輸出電流Iui亦會(huì)經(jīng)過零電流區(qū)域,若不適時(shí)關(guān)閉同步整流開關(guān),則同步整流開關(guān)Q2將遭受瞬間高壓Vp而損毀。美國第US7589982號(hào)專利揭示具有反向電流抑制器的同步整流順向轉(zhuǎn)換器,其可在順向轉(zhuǎn)換器關(guān)機(jī)時(shí)提早將整流開關(guān)關(guān)閉,以消除或降低逆向電流。然該專利亦無法在動(dòng)態(tài)負(fù)載變化的情況下避免逆向電流的產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種確保電路無論在連續(xù)導(dǎo)通模式或不連續(xù)導(dǎo)通模式操作下,都可避免變壓器一、二次側(cè)的開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通,并能避免負(fù)載動(dòng)態(tài)變化或開、關(guān)機(jī)時(shí)產(chǎn)生逆向電流,以提升電路穩(wěn)定性的電源轉(zhuǎn)換裝置。
[0009]本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換裝置包括主開關(guān)、同步整流開關(guān)、產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)以控制該主開關(guān)導(dǎo)通與否的PWM控制器、包括輸出電感及輸出電容的整流濾波電路,其對(duì)流經(jīng)其中的電流進(jìn)行儲(chǔ)能與釋能,并于該輸出電容產(chǎn)生輸出電壓,以及控制該同步整流開關(guān)導(dǎo)通與否的同步整流控制電路,其包括取樣電路、差動(dòng)放大電路、比較電路及驅(qū)動(dòng)電路。其中該取樣電路與該輸出電感電耦接,以擷取該輸出電感兩端的電壓信號(hào);該差動(dòng)放大電路接受該電壓信號(hào)、該輸出電壓及補(bǔ)償電壓輸入,并衰減該電壓信號(hào)以輸出放大信號(hào),且該放大信號(hào)是衰減后的該電壓信號(hào)加上該輸出電壓及該補(bǔ)償電壓;該比較電路比較該放大信號(hào)及該輸出電壓,以產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào);該驅(qū)動(dòng)電路控制該同步整流開關(guān)導(dǎo)通與否,并根據(jù)該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)及該觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào),該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制該同步整流開關(guān)于該主開關(guān)關(guān)閉時(shí)導(dǎo)通,并在該主開關(guān)導(dǎo)通之前關(guān)閉。
[0010]較佳地,該取樣電路是由取樣電阻及取樣電容串聯(lián)組成并與該輸出電感的兩端并聯(lián)的RC電路。
[0011]較佳地,該差動(dòng)放大電路包括運(yùn)算放大器,連接在該運(yùn)算放大器的正輸入端與該取樣電容的一端之間的第一電阻,連接在該運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與該取樣電容的另一端之間的第二電阻,連接在該運(yùn)算放大器的正輸入端與提供該補(bǔ)償電壓的補(bǔ)償電壓源的正端的第三電阻,連接在該運(yùn)算放大器的該負(fù)輸入端與輸出端之間的第四電阻,且該補(bǔ)償電壓源的負(fù)端連接于該輸出電感與該輸出電容相連接的一端,并由該運(yùn)算放大器的輸出端輸出該放大信號(hào)。
[0012]較佳地,該比較電路包括比較器,且該驅(qū)動(dòng)電路包括D型正反器,該比較器的負(fù)輸入端接受該放大信號(hào)輸入,而其正輸入端接受該輸出電壓輸入,以比較兩者的大小并輸出該觸發(fā)信號(hào)至該D型正反器的重置端,且該D型正反器的D端接受高準(zhǔn)位信號(hào)輸入,其觸發(fā)端受該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降緣觸發(fā),使得該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)由高準(zhǔn)位下降至低準(zhǔn)位時(shí),該D型正反器的Q端輸出高準(zhǔn)位信號(hào),直到該觸發(fā)信號(hào)的上升緣觸發(fā)該D型正反器的重置端,使該Q端輸出低準(zhǔn)位信號(hào),借此,產(chǎn)生該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0013]較佳地,該電源轉(zhuǎn)換裝置還包括保護(hù)電路,其偵測(cè)到該主開關(guān)導(dǎo)通、偵測(cè)到該輸出電壓未達(dá)到預(yù)設(shè)值或偵測(cè)到該電源轉(zhuǎn)換器不正常動(dòng)作時(shí),即輸出保護(hù)信號(hào)至該驅(qū)動(dòng)電路,使立即關(guān)閉該同步整流開關(guān)。
[0014]較佳地,該電源轉(zhuǎn)換裝置是隔離順向式電源轉(zhuǎn)換器或非隔離降壓型電源轉(zhuǎn)換器,其中該隔離順向式電源轉(zhuǎn)換器包括變壓器,且該主開關(guān)與該變壓器的一次側(cè)繞組電耦接,該同步整流開關(guān)與該變壓器的二次側(cè)繞組電耦接;且在該非隔離降壓型電源轉(zhuǎn)換器中,該主開關(guān)與該同步整流開關(guān)的一端共同與該輸出電感的一端電耦接。[0015]本發(fā)明借由同步整流控制電路的取樣電路取得輸出電感上的電壓變化信號(hào),并經(jīng)由差動(dòng)放大電路適當(dāng)衰減該電壓變化信號(hào)后加上輸出電壓及補(bǔ)償電壓以得到放大信號(hào),再將該放大信號(hào)與輸出電壓進(jìn)行比較,而得到控制第二 MOS開關(guān)關(guān)閉的觸發(fā)信號(hào),其在第一MOS開關(guān)導(dǎo)通之前提前觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路關(guān)閉第二 MOS開關(guān),使得第二 MOS開關(guān)能在第一 MOS開關(guān)導(dǎo)通前以及逆向電流產(chǎn)生之前即關(guān)閉,讓電源轉(zhuǎn)換裝置在動(dòng)態(tài)負(fù)載變化下能正常且穩(wěn)定地同時(shí)工作在不連續(xù)導(dǎo)通模式及連續(xù)導(dǎo)通模式,并防止電源轉(zhuǎn)換裝置關(guān)機(jī)或開機(jī)時(shí)產(chǎn)生逆向電流。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1顯示現(xiàn)有隔離順向式電源供應(yīng)器的電路示意圖。
[0017]圖2顯示在連續(xù)導(dǎo)通模式下,負(fù)載動(dòng)態(tài)改變而由重載轉(zhuǎn)為輕載的區(qū)間tl,當(dāng)輸出電流ILO為零而二次側(cè)同步整流開關(guān)Q2仍然導(dǎo)通時(shí),則會(huì)出現(xiàn)由輸出電容Co朝輸出電感Lo及二次側(cè)同步整流開關(guān)Q2放電的逆向電流Ir,并在二次側(cè)同步整流開關(guān)Q2上產(chǎn)生瞬間高壓突波。
[0018]圖3顯示本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換裝置的第一較佳實(shí)施例隔離順向式電源轉(zhuǎn)換器的電路方塊圖。
[0019]圖4顯示第一實(shí)施例中各個(gè)電路方塊的詳細(xì)電路。
[0020]圖5顯示第一實(shí)施例在不連續(xù)導(dǎo)通模式下產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)VSR及控制第二 MOS開關(guān)的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)VGS2的波形示意圖。
[0021]圖6顯示第一實(shí)施例在連續(xù)導(dǎo)通模式下產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)VSR及控制第二 MOS開關(guān)的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)VGS2的波形示意圖。
[0022]圖7顯示在連續(xù)導(dǎo)通模式下,負(fù)載動(dòng)態(tài)改變而在重載轉(zhuǎn)為輕載的區(qū)間t2,在輸出電流ILO下降至接近零或等于零之前,第二 MOS開關(guān)Q2即已被關(guān)閉,故不會(huì)產(chǎn)生由輸出電容Co經(jīng)由輸出電感Lo朝第二 MOS開關(guān)Q2放電的逆向電流,因此不會(huì)在第二 MOS開關(guān)Q2上產(chǎn)生瞬間高壓突波。
[0023]圖8是本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換裝置的第二較佳實(shí)施例非隔離降壓型電源轉(zhuǎn)換器的電路方塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0025]參見圖3所示,本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換裝置的第一較佳實(shí)施例是以隔離順向式電源轉(zhuǎn)換器為例,其主要包括變壓器Tl、設(shè)于變壓器Tl的一次側(cè)的第一 MOS開關(guān)(主開關(guān))Q1、控制第一 MOS開關(guān)Ql導(dǎo)通與否的PWM控制器1、設(shè)于變壓器Tl的二次側(cè)的整流濾波電路2及第二 MOS開關(guān)(同步整流開關(guān))Q2,以及控制第二 MOS開關(guān)Q2導(dǎo)通與否的同步整流控制電路3。
[0026]變壓器Tl具有一個(gè)一次側(cè)繞組Np及一個(gè)二次側(cè)繞組Ns,該一次側(cè)繞組Np的一端與一輸入電壓Vin的高壓側(cè)電I禹接。
[0027]第一MOS開關(guān)Ql具有與變壓器Tl的一次側(cè)繞組Np的另一端電耦接的第一端(漏極)D,與輸入電壓Vin的低壓側(cè)電耦接的第二端(源極)S及受控端(閘極)G。[0028]PWM控制器I與第一 MOS開關(guān)Ql的受控端G電耦接,并產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vesi控制第一 MOS開關(guān)Ql導(dǎo)通與否。
[0029]整流濾波電路2由二極管D2、輸出電感Lo及輸出電容Co串聯(lián)組成,用以對(duì)二次側(cè)繞組Ns產(chǎn)生的電壓Vs進(jìn)行整流濾波,并由輸出電容Co產(chǎn)生直流輸出電壓Vo。其中二極管D2的P極與二次側(cè)繞組Ns的打點(diǎn)端電耦接,輸出電容Co與二次側(cè)繞組Ns的非打點(diǎn)端電耦接。
[0030]第二 MOS開關(guān)Q2具有受控端(閘極)G以及電耦接在二次側(cè)繞組Ns與整流濾波電路2之間的第一端(漏極)D與第二端(源極)S。更確切地說,第二 MOS開關(guān)Q2的第一端D與二極管D的N極電耦接,其第二端S與二次側(cè)繞組Ns的非打點(diǎn)端電耦接。
[0031]同步整流控制電路3包括取樣電路31、差動(dòng)放大電路32、比較電路33及驅(qū)動(dòng)電路34。其中取樣電路31與輸出電感Lo電耦接,以擷取輸出電感Lo兩端的電壓變化信號(hào)Vsa并輸出至差動(dòng)放大電路32。差動(dòng)放大電路32接受該電壓變化信號(hào)Vsa、該輸出電壓VO以及補(bǔ)償電壓Vtjffsrt輸入,并衰減該電壓變化信號(hào)Vsa以輸出放大信號(hào)Va至比較電路33,且該放大信號(hào)Va是衰減后的該電壓變化信號(hào)加上輸出電壓Vtl及補(bǔ)償電壓Vtjffsrtt5比較電路33比較放大信號(hào)Va及該輸出電壓Vtl,而產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)Vsk并輸出至驅(qū)動(dòng)電路34。驅(qū)動(dòng)電路34控制第二 MOS開關(guān)Q2導(dǎo)通與否,其根據(jù)第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vesi及該觸發(fā)信號(hào)Vsk產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ves2,使該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ves2控制第二 MOS開關(guān)Q2于第一 MOS開關(guān)Ql關(guān)閉時(shí)導(dǎo)通,并在第一 MOS開關(guān)Ql導(dǎo)通之前關(guān)閉。借此,防止第二 MOS開關(guān)Q2與第一 MOS開關(guān)Ql同時(shí)導(dǎo)通。
[0032]更確切地說,如圖4所示,取樣電路31包含由取樣電阻Rs及取樣電容Cs串聯(lián)組成,并與輸出電感U的兩端并聯(lián)的RC電路,其主要利用輸出電感Lci上伏-秒平衡定律(Volt-Second Balance Theorem),通過RC電路進(jìn)行積分(充、放電)來擷取輸出電感L。電流,故RC電路所產(chǎn)生的電壓變化信號(hào)Vsa可等效為電感電流。參見圖5所示,是電源轉(zhuǎn)換裝置工作在不連續(xù)模式時(shí),取樣電路31從輸出電感Lo上取得的電壓變化信號(hào)Vsa,且參見圖6所示,是電源轉(zhuǎn)換裝置工作在連續(xù)模式時(shí),取樣電路31從輸出電感Lo上取得的電壓變化信號(hào)Vsa。
[0033]差動(dòng)放大電路32包括運(yùn)算放大器35,連接在運(yùn)算放大器35的正輸入端與取樣電容Cs的一端之間的第一電阻Rl,連接在運(yùn)算放大器35的負(fù)輸入端與取樣電容Cs的另一端之間的第二電阻R2,連接在運(yùn)算放大器35的正輸入端與提供該補(bǔ)償電壓Vtjffset的補(bǔ)償電壓源36的正端的第三電阻R3,及連接在運(yùn)算放大器35的負(fù)輸入端與輸出端之間的第四電阻R4,且該補(bǔ)償電壓源36的負(fù)端連接于輸出電感Ltl與輸出電容Ctl相連接的一端,第一電阻札、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4及運(yùn)算放大器35共同組成差動(dòng)放大器,并對(duì)電壓變化信號(hào)Vsa進(jìn)行衰減而輸出衰減后的該電壓變化信號(hào),再于衰減后的該電壓變化信號(hào)上疊加該輸出電壓Vo及補(bǔ)償電壓Vtjffsrt而輸出該放大信號(hào)Va。且如圖5所示,是電源轉(zhuǎn)換裝置工作在不連續(xù)模式時(shí),差動(dòng)放大電路32輸出的放大信號(hào)Va,又如圖6所示,是電源轉(zhuǎn)換裝置工作在連續(xù)模式時(shí),差動(dòng)放大電路32輸出的放大信號(hào)Va。
[0034]比較電路33包括比較器37,且驅(qū)動(dòng)電路34包括D型正反器38,比較器37的負(fù)輸入端接受該放大信號(hào)Va輸入,而其正輸入端接受該輸出電壓Vo輸入,以比較兩者的大小并產(chǎn)生該觸發(fā)信號(hào)Vsk,且如圖5所示,電源轉(zhuǎn)換裝置工作在不連續(xù)模式時(shí),該觸發(fā)信號(hào)Vsk的上升緣是對(duì)應(yīng)于電壓變化信號(hào)Vsa的零點(diǎn),且其脈波寬度則取決于補(bǔ)償電壓Vtjffset的大小。又如圖6所示,電源轉(zhuǎn)換裝置工作在連續(xù)模式時(shí),該觸發(fā)信號(hào)Vsk的上升緣及其脈波寬度是取決于補(bǔ)償電壓Vtjffset的大小,亦即可以借由調(diào)整補(bǔ)償電壓Vtjffsrt來調(diào)整第二 MOS開關(guān)Q2的工作周期以及第二 MOS開關(guān)Q2提前關(guān)閉的時(shí)間點(diǎn),或稱截止時(shí)間(Dead Time)TD, BP從第二 MOS開關(guān)Q2關(guān)閉至第一 MOS開關(guān)Ql導(dǎo)通之間的時(shí)間。且此截止時(shí)間(Dead Time)Td為數(shù)個(gè)nS(10-9S)等級(jí),所需的反應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)短于負(fù)載快速動(dòng)態(tài)變化時(shí)間,故此電路能夠正常操作于負(fù)載快速動(dòng)態(tài)變化。
[0035]然后,如圖4所示,觸發(fā)信號(hào)Vsk被輸入至D型正反器38的重置端RST,且D型正反器38的D端接受高準(zhǔn)位信號(hào),例如12V電壓輸入,且其觸發(fā)端CK接受第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vesi輸入,并被第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vesi的下降緣觸發(fā),且第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vesi是PWM控制器I輸出至隔離變壓器T2,再由該隔離變壓器T2輸出至D型正反器38的觸發(fā)端CK。
[0036]因此,當(dāng)電源轉(zhuǎn)換裝置工作在不連續(xù)模式時(shí),配合圖4及圖5所示,當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)信號(hào)Vesi由高準(zhǔn)位下降至低準(zhǔn)位時(shí)(下降緣觸發(fā)),D型正反器38的Q端輸出高準(zhǔn)位信號(hào)驅(qū)動(dòng)第二 MOS開關(guān)Q2導(dǎo)通,直到觸發(fā)信號(hào)Vsk的上升緣觸發(fā)D型正反器38的重置端RST,使Q端輸出低準(zhǔn)位信號(hào)將第二 MOS開關(guān)Q2關(guān)閉。借此,產(chǎn)生控制第二 MOS開關(guān)Q2的該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ves2,其讓第二 MOS開關(guān)Q2在第一 MOS開關(guān)Ql關(guān)閉時(shí)即導(dǎo)通,并在電壓變化信號(hào)Vsa為零時(shí)(此時(shí)輸出電流Iui為零)關(guān)閉,使電源轉(zhuǎn)換裝置能正常工作在不連續(xù)模式。借此,由于第二 MOS開關(guān)Q2在輸出電流Iui為零時(shí)即已關(guān)閉,因此,在不連續(xù)導(dǎo)通模式下,即使負(fù)載快速動(dòng)態(tài)變化亦不會(huì)導(dǎo)致第一 MOS開關(guān)Ql與第二 MOS開關(guān)Q2同時(shí)導(dǎo)通,且由于輸出電流Iui為零時(shí),第二 MOS開關(guān)Q2即關(guān)閉,因此亦不會(huì)產(chǎn)生由輸出電容Co朝輸出電感Lo及第二 MOS開關(guān)Q2放電的逆向電流。
[0037]同理,當(dāng)電源轉(zhuǎn)換裝置工作在連續(xù)模式時(shí),配合圖4與圖6所示,當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)信號(hào)Vgsi由高準(zhǔn)位下降至低準(zhǔn)位時(shí)(下降緣觸發(fā)),D型正反器38的Q端輸出高準(zhǔn)位信號(hào)驅(qū)動(dòng)第二 MOS開關(guān)Q2導(dǎo)通,直到觸發(fā)信號(hào)Vsk的上升緣觸發(fā)D型正反器38的重置端RST,使Q端輸出低準(zhǔn)位信號(hào)將第二 MOS開關(guān)Q2關(guān)閉。借此,產(chǎn)生控制第二 MOS開關(guān)Q2的該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ves2,其讓第二 MOS開關(guān)Q2在第一 MOS開關(guān)Ql關(guān)閉時(shí)即導(dǎo)通,并在電壓變化信號(hào)Vsa下降至小于輸出電壓Vo時(shí)(此時(shí)輸出電流Iui大于零)關(guān)閉,使第二 MOS開關(guān)Q2能提前在第
一MOS開關(guān)Ql導(dǎo)通之前關(guān)閉,讓電源轉(zhuǎn)換裝置能正常工作在連續(xù)模式。而且,在連續(xù)導(dǎo)通模式下,第一 MOS開關(guān)Ql會(huì)在輸出電流Iui降到零之前即被導(dǎo)通,因此第二 MOS開關(guān)Q2必須在第一 MOS開關(guān)Ql導(dǎo)通前關(guān)閉,以避免第二 MOS開關(guān)Q2與第一 MOS開關(guān)Ql同時(shí)導(dǎo)通,所以,在第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vesi由低準(zhǔn)位上升至高準(zhǔn)位之前,觸發(fā)信號(hào)Vsk就會(huì)提前觸發(fā)D型正反器38的重置端RST,使將輸出的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ves2由高準(zhǔn)位下降至低準(zhǔn)位,而在第一 MOS開關(guān)Ql導(dǎo)通之前提前關(guān)閉第二 MOS開關(guān)Q2。
[0038]借此,如圖8所示,由于第二 MOS開關(guān)Q2關(guān)閉的時(shí)間比第一 MOS開關(guān)Ql導(dǎo)通的時(shí)間提前該截止時(shí)間TD,所以可以確保第一 MOS開關(guān)Ql與第二 MOS開關(guān)Q2不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通,因此,當(dāng)負(fù)載動(dòng)態(tài)改變而在重載轉(zhuǎn)為輕載的區(qū)間t2,由于觸發(fā)信號(hào)Vsk能在第一MOS開關(guān)Ql導(dǎo)通之前關(guān)閉第二MOS開關(guān)Q2,且透過適當(dāng)選擇補(bǔ)償電壓Vtxffset來決定截止時(shí)間(Dead Time)Td,讓觸發(fā)信號(hào)Vsk能在輸出電流Iui下降至接近零或等于零之前,即觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路34關(guān)閉第二 MOS開關(guān)Q2,借此可防止在輕載的情況下,由輸出電容Co經(jīng)由輸出電感Lo朝第二 MOS開關(guān)Q2放電的逆向電流產(chǎn)生,使第二 MOS開關(guān)Q2在動(dòng)態(tài)負(fù)載變化時(shí)免于因承受逆向電流在其第一端D和第二端S之間產(chǎn)生的瞬間高壓而損毀。
[0039]此外,當(dāng)電源轉(zhuǎn)換裝置突然關(guān)機(jī)而沒有電源輸入時(shí),或者當(dāng)電源轉(zhuǎn)換裝置開機(jī)時(shí),其輸出電流Iui亦會(huì)降至零而經(jīng)過零電流區(qū)域,此時(shí),電壓變化信號(hào)Vsa會(huì)將輸出電流Iui的變化反應(yīng)在放大信號(hào)Va上,使比較電路33即時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)Vsk觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路34,將輸出的第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ves2由高準(zhǔn)位下降至低準(zhǔn)位而將第二 MOS開關(guān)Q2關(guān)閉,以避免產(chǎn)生由輸出電容Co朝輸出電感Lo及第二 MOS開關(guān)Q2放電的逆向電流。
[0040]因此,由上述說明可知,本實(shí)施例借由取樣電路31取得輸出電感Ltl上的電壓變化信號(hào)Vsa,并經(jīng)由差動(dòng)放大電路32適當(dāng)衰減該電壓變化信號(hào)Vsa后加上輸出電壓Vo及補(bǔ)償電壓Vtjffsrt以得到放大信號(hào)Va后,再將放大信號(hào)Va與輸出電壓Vo進(jìn)行比較,以得到觸發(fā)信號(hào)VSK,使在第一 MOS開關(guān)Ql導(dǎo)通之前提前觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路34關(guān)閉第二 MOS開關(guān)Q2,使得第
二MOS開關(guān)Q2能在第一 MOS開關(guān)Ql導(dǎo)通以及逆向電流產(chǎn)生之前即關(guān)閉,讓電源轉(zhuǎn)換裝置在動(dòng)態(tài)負(fù)載變化下能正常且穩(wěn)定地同時(shí)工作在不連續(xù)導(dǎo)通模式及連續(xù)導(dǎo)通模式,并防止電源轉(zhuǎn)換裝置關(guān)機(jī)或開機(jī)時(shí)產(chǎn)生逆向電流。
[0041]此外,如圖3所示,本實(shí)施例的電源轉(zhuǎn)換裝置還進(jìn)一步包括保護(hù)電路39,其在偵測(cè)到該第一 MOS開關(guān)導(dǎo)通、偵測(cè)到輸出電壓Vo未達(dá)到一預(yù)設(shè)值,例如輸出額定值的90 %,或者偵測(cè)到電源轉(zhuǎn)換裝置不正常動(dòng)作時(shí),即輸出保護(hù)信號(hào)至驅(qū)動(dòng)電路34,使立即關(guān)閉該第二MOS開關(guān)Q2。更確切地說,如圖4所示,保護(hù)電路39接受輸出電壓Vo、接受來自PWM控制器I的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vesi及/或接受電源轉(zhuǎn)換裝置的系統(tǒng)內(nèi)部管理功能(houseke印ing)集成電路(IC)送出的故障保護(hù)輸出(FPO)信號(hào),并在偵測(cè)輸出電壓Vo過電壓或欠電壓時(shí),借由第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vesi偵測(cè)到第一 MOS開關(guān)Ql導(dǎo)通時(shí),或在收到該故障保護(hù)輸出(FPO)信號(hào)時(shí),即輸出觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路34的D型正反器38的重置端RST,使D型正反器38的Q端輸出低準(zhǔn)位信號(hào)而關(guān)閉第二 MOS開關(guān)Q2,借此電路不正常動(dòng)作時(shí),第二 MOS開關(guān)Q2不會(huì)被開啟。
[0042]本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換裝置的第二較佳實(shí)施例是以非隔離降壓型電源轉(zhuǎn)換器為例,其與第一實(shí)施例的主要差別在于第一 MOS開關(guān)Ql與第二 MOS開關(guān)Q2是直接電耦接,沒有以變壓器隔離,而其控制第二 MOS開關(guān)Q2的同步整流控制電路3則與第一實(shí)施例完全相同,并同樣能同時(shí)正常操作在不連續(xù)模式及連續(xù)模式,且達(dá)到防止第一 MOS開關(guān)Ql及第二 MOS開關(guān)Q2同時(shí)導(dǎo)通,及避免逆向電流產(chǎn)生的功效,故在此不再贅述。
[0043]綜上所述,上述實(shí)施例借由同步整流控制電路3的取樣電路31取得輸出電感Ltl上的電壓變化信號(hào)Vsa,并經(jīng)由差動(dòng)放大電路32適當(dāng)衰減該電壓變化信號(hào)Vsa后加上輸出電壓Vo及補(bǔ)償電壓Vtjffset以得到放大信號(hào)Va后,再將放大信號(hào)Va與輸出電壓No進(jìn)行比較,以得到觸發(fā)信號(hào)VSK,使在第一 MOS開關(guān)Ql導(dǎo)通之前提前觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路34關(guān)閉第二 MOS開關(guān)Q2,使得第二MOS開關(guān)Q2能在第一 MOS開關(guān)Ql導(dǎo)通以及逆向電流產(chǎn)生之前即關(guān)閉,讓電源轉(zhuǎn)換裝置在動(dòng)態(tài)負(fù)載變化下能正常且穩(wěn)定地同時(shí)工作在不連續(xù)導(dǎo)通模式及連續(xù)導(dǎo)通模式,并防止電源轉(zhuǎn)換裝置關(guān)機(jī)或開機(jī)時(shí)產(chǎn)生逆向電流,確實(shí)達(dá)成本發(fā)明的功效和目的。
[0044]以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制,雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上,然而并非用以限定本發(fā)明,任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi),當(dāng)可利用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例,但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)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】
1.一種同步整流控制電路,應(yīng)用于電源轉(zhuǎn)換裝置,該電源轉(zhuǎn)換裝置包括主開關(guān)、同步整流開關(guān)、一端與該同步整流開關(guān)的一端電I禹接的輸出電感,以及電I禹接在該同步整流開關(guān)的另一端與該輸出電感的另一端之間,以提供輸出電壓的輸出電容,其特征在于: 該同步整流控制電路包括: 取樣電路,與該輸出電感電耦接,以擷取該輸出電感兩端的電壓信號(hào); 差動(dòng)放大電路,接受該電壓信號(hào)、該輸出電壓及補(bǔ)償電壓輸入,并衰減該電壓信號(hào)以輸出放大信號(hào),且該放大信號(hào)是衰減后的該電壓信號(hào)加上該輸出電壓及該補(bǔ)償電壓; 比較電路,比較該放大信號(hào)及該輸出電壓,以產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào) '及 驅(qū)動(dòng)電路,控制該同步整流開關(guān)導(dǎo)通與否,并根據(jù)第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)及該觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào),其中該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)用以控制該主開關(guān)導(dǎo)通與否,該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制該同步整流開關(guān)于該主開關(guān)關(guān)閉時(shí)導(dǎo)通,并在該主開關(guān)導(dǎo)通之前關(guān)閉。
2.如權(quán)利要求1所述的同步整流控制電路,其特征在于:該取樣電路是由取樣電阻及取樣電容串聯(lián)組成并與該輸出電感的兩端并聯(lián)的RC電路。
3.如權(quán)利要求2所述的同步整流控制電路,其特征在于:該差動(dòng)放大電路包括運(yùn)算放大器,連接在該運(yùn)算放大器的正輸入端與該取樣電容的一端之間的第一電阻,連接在該運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與該取樣電容的另一端之間的第二電阻,連接在該運(yùn)算放大器的正輸入端與提供該補(bǔ)償電壓的補(bǔ)償電壓源的正端的第三電阻,連接在該運(yùn)算放大器的該負(fù)輸入端與輸出端之間的第四電阻,且該補(bǔ)償電壓源的負(fù)端連接于該輸出電感與該輸出電容相連接的一端,并由該運(yùn)算放大器的輸出端輸出該放大信號(hào)。
4.如權(quán)利要求 1、2或3所述的同步整流控制電路,其特征在于:該比較電路包括比較器,且該驅(qū)動(dòng)電路包括D型正反器,該比較器的負(fù)輸入端接受該放大信號(hào)輸入,而其正輸入端接受該輸出電壓輸入,以比較兩者的大小并輸出該觸發(fā)信號(hào)至該D型正反器的重置端,且該D型正反器的D端接受高準(zhǔn)位信號(hào)輸入,其觸發(fā)端受該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降緣觸發(fā),使得該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)由高準(zhǔn)位下降至低準(zhǔn)位時(shí),該D型正反器的Q端輸出高準(zhǔn)位信號(hào),直到該觸發(fā)信號(hào)的上升緣觸發(fā)該D型正反器的重置端,使該Q端輸出低準(zhǔn)位信號(hào),借此,產(chǎn)生該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的同步整流控制電路,其特征在于:該同步整流控制電路還包括保護(hù)電路,其偵測(cè)到該主開關(guān)導(dǎo)通、偵測(cè)到該輸出電壓未達(dá)到預(yù)設(shè)值或偵測(cè)到該電源轉(zhuǎn)換器不正常動(dòng)作時(shí),即輸出保護(hù)信號(hào)至該驅(qū)動(dòng)電路,使立即關(guān)閉該同步整流開關(guān)。
6.一種電源轉(zhuǎn)換裝置,包括主開關(guān),同步整流開關(guān),產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制該主開關(guān)導(dǎo)通與否的PWM控制器,包括輸出電感及輸出電容的整流濾波電路,其且對(duì)流經(jīng)其中的電流進(jìn)行儲(chǔ)能與釋能,并于該輸出電容產(chǎn)生輸出電壓,以及控制該同步整流開關(guān)導(dǎo)通與否的同步整流控制電路,其特征在于: 該同步整流控制電路,包括: 取樣電路,與該輸出電感電耦接,以擷取該輸出電感兩端的電壓信號(hào); 差動(dòng)放大電路,接受該電壓信號(hào)、該輸出電壓及補(bǔ)償電壓輸入,并衰減該電壓信號(hào)以輸出放大信號(hào),且該放大信號(hào)是衰減后的該電壓信號(hào)加上該輸出電壓及該補(bǔ)償電壓; 比較電路,比較該放大信號(hào)及該輸出電壓,以產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào) '及 驅(qū)動(dòng)電路,控制該同步整流開關(guān)導(dǎo)通與否,并根據(jù)該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)及該觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)信號(hào),該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制該同步整流開關(guān)于該主開關(guān)關(guān)閉時(shí)導(dǎo)通,并在該主開關(guān)導(dǎo)通之前關(guān)閉。
7.如權(quán)利要求6所述的電源轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于:該取樣電路是由取樣電阻及取樣電容串聯(lián)組成并與該輸出電感的兩端并聯(lián)的RC電路。
8.如權(quán)利要求7所述的電源轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于:該差動(dòng)放大電路包括運(yùn)算放大器,連接在該運(yùn)算放大器的正輸入端與該取樣電容的一端之間的第一電阻,連接在該運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端與該取樣電容的另一端之間的第二電阻,連接在該運(yùn)算放大器的正輸入端與提供該補(bǔ)償電壓的補(bǔ)償電壓源的正端的第三電阻,連接在該運(yùn)算放大器的該負(fù)輸入端與輸出端之間的第四電阻,且該補(bǔ)償電壓源的負(fù)端連接于該輸出電感與該輸出電容相連接的一端,并由該運(yùn)算放大器的輸出端輸出該放大信號(hào)。
9.如權(quán)利要求6、7或8所述的電源轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于:該比較電路包括比較器,且該驅(qū)動(dòng)電路包括D型正反器,該比較器的負(fù)輸入端接受該放大信號(hào)輸入,而其正輸入端接受該輸出電壓輸入,以比較兩者的大小并輸出該觸發(fā)信號(hào)至該D型正反器的重置端,且該D型正反器的D端接受高準(zhǔn)位信號(hào)輸入,其觸發(fā)端受該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)的下降緣觸發(fā),使得該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)由高準(zhǔn)位下降至低準(zhǔn)位時(shí),該D型正反器的Q端輸出高準(zhǔn)位信號(hào),直到該觸發(fā)信號(hào)的上升緣觸發(fā)該D型正反器的重置端,使該Q端輸出低準(zhǔn)位信號(hào),借此,產(chǎn)生該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的電源轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于:該電源轉(zhuǎn)換裝置還包括保護(hù)電路,其偵測(cè)到該主開關(guān)導(dǎo)通、偵測(cè)到該輸出電壓未達(dá)到預(yù)設(shè)值或偵測(cè)到該電源轉(zhuǎn)換器不正常動(dòng)作時(shí),即輸出保護(hù)信號(hào)至該驅(qū)動(dòng)電路,使立即關(guān)閉該同步整流開關(guān)。
11.如權(quán)利要求6所述的電源轉(zhuǎn)換裝置,其特征在于:該電源轉(zhuǎn)換裝置是隔離順向式電源轉(zhuǎn)換器或非隔離降壓型電源轉(zhuǎn)換器,其中該隔離順向式電源轉(zhuǎn)換器包括變壓器,且該主開關(guān)與該變壓器的一次側(cè)繞組電耦接,該同步整流開關(guān)與該變壓器的二次側(cè)繞組電耦接;且在該非隔離降壓型電源轉(zhuǎn)換器中,該主開關(guān)與該同步整流開關(guān)的一端共同與該輸出電感的一端電耦接。
【文檔編號(hào)】H02M1/38GK103795234SQ201310051481
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月31日
【發(fā)明者】曾柏榮, 洪金泉, 林昕立, 羅有綱, 邱煌仁, 林景源 申請(qǐng)人:光寶科技股份有限公司
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
1