相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2016年2月22日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)no.62/298,306的權(quán)益，該申請(qǐng)以引用的方式全文并入本文。

發(fā)明背景

1.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明整體涉及電子電路，更具體地但非排他性地涉及同步整流器。

2.

背景技術(shù)：

整流器二極管用于開關(guān)轉(zhuǎn)換器，例如反激轉(zhuǎn)換器。一般來講，反激轉(zhuǎn)換器是升降壓轉(zhuǎn)換器，其中輸出電感器被分立，形成變壓器。在反激轉(zhuǎn)換器中，初級(jí)側(cè)開關(guān)閉合時(shí)會(huì)使變壓器的初級(jí)繞組連通到輸入電壓源。閉合初級(jí)側(cè)開關(guān)會(huì)增加初級(jí)電流和磁通量，在變壓器中存儲(chǔ)能量，并且會(huì)在變壓器的次級(jí)繞組上感生出電流。感生出的電流具有極性，會(huì)使二極管整流器反向偏置，阻止輸出電容器充電。當(dāng)初級(jí)側(cè)開關(guān)斷開時(shí)，初級(jí)電流和磁通量下降并且次級(jí)繞組上電流的極性會(huì)發(fā)生變化，從而正向偏置二極管整流器并允許輸出電容器充電，產(chǎn)生dc輸出電壓。

許多反激轉(zhuǎn)換器采用二極管整流器來產(chǎn)生dc輸出電壓。二極管整流器的導(dǎo)通損耗對(duì)總功率損耗有顯著的影響，在低電壓、大電流轉(zhuǎn)換器應(yīng)用中尤為明顯。二極管整流器的導(dǎo)通損耗是正向壓降和正向?qū)щ婋娏鞯某朔e。使用作為同步整流器運(yùn)行的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)二極管(mosfet)來替換二極管整流器，可降低等效正向壓降，從而可減少導(dǎo)通損耗。然而，與二極管整流器不同，同步整流器的導(dǎo)通必須由附加電路(例如同步整流器驅(qū)動(dòng)器)主動(dòng)控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)實(shí)施方案中，同步整流器驅(qū)動(dòng)器預(yù)置同步整流器的柵極，以允許快速關(guān)斷。同步整流器驅(qū)動(dòng)器在一段時(shí)間內(nèi)以高電平驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O—具體時(shí)長(zhǎng)基于同步整流器之前的導(dǎo)通時(shí)間，通過這種方式接通同步整流器。之后，同步整流器驅(qū)動(dòng)器以足以保持同步整流器接通的低電平驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O。通過進(jìn)一步降低同步整流器柵極處驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電平，可快速關(guān)斷同步整流器。

在閱讀本公開的全文(包括附圖和權(quán)利要求)之后，本發(fā)明的上述特征和其他特征對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將是顯而易見的。

附圖說明

圖1示出了可利用本發(fā)明實(shí)施方案的反激轉(zhuǎn)換器的示意圖。

圖2示出了同步整流器由常規(guī)同步整流器驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)時(shí)，圖1中的反激轉(zhuǎn)換器的信號(hào)的波形。

圖3示出了同步整流器由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案預(yù)置柵極的同步整流器驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)時(shí)，圖1中的反激轉(zhuǎn)換器的信號(hào)的波形。

圖4示出了預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)和常規(guī)柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形對(duì)比。

圖5示出了mosfet的典型接通區(qū)特性。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的開關(guān)轉(zhuǎn)換器電路的示意圖。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的圖6中的開關(guān)轉(zhuǎn)換器電路的信號(hào)波形。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的同步整流器驅(qū)動(dòng)器的示意圖。

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的關(guān)斷觸發(fā)消隱電路的示意圖。

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的同步整流器驅(qū)動(dòng)器的預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)器的示意圖。

圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的同步整流器驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)的波形。

上述不同附圖中使用相同的參考標(biāo)記來指示相同部件或類似部件。

具體實(shí)施方式

為了讓讀者能夠全面了解本發(fā)明的實(shí)施方案，本公開提供了許多具體細(xì)節(jié)，如電路、部件和方法的實(shí)施例等。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可在缺少一個(gè)或多個(gè)具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其他情況下，為免模糊本發(fā)明的各個(gè)方面，已經(jīng)熟知的細(xì)節(jié)并未示出，也未進(jìn)行描述。

圖1示出了可利用本發(fā)明實(shí)施方案的反激轉(zhuǎn)換器的示意圖。在圖1的實(shí)施例中，反激轉(zhuǎn)換器包括初級(jí)側(cè)開關(guān)qpr、同步整流器qsr、變壓器t1和輸出電容器cout。在一個(gè)實(shí)施方案中，初級(jí)側(cè)開關(guān)qpr和同步整流器qsr是mosfet。

當(dāng)初級(jí)側(cè)開關(guān)qpr接通時(shí)，變壓器t1的初級(jí)繞組連通到輸入電壓源vin，使得初級(jí)側(cè)電流ipr流過初級(jí)繞組。當(dāng)初級(jí)側(cè)開關(guān)qpr關(guān)斷時(shí)，存儲(chǔ)在變壓器t1的初級(jí)繞組中的電能會(huì)釋放到變壓器t1的次級(jí)繞組中。這會(huì)使同步整流器qsr的體二極管接通，使得同步整流器電流isr流過變壓器t1的次級(jí)繞組，對(duì)輸出電容器cout充電。檢測(cè)到體二極管開始導(dǎo)通時(shí)，同步整流器qsr會(huì)接通，提供與其體二極管并聯(lián)的低阻抗電流路徑來最小化同步整流器qsr兩端的正向壓降。為了防止電流反相，同步整流器qsr在同步整流器電流isr達(dá)到零之前關(guān)斷。

圖2示出了同步整流器qsr由常規(guī)同步整流器驅(qū)動(dòng)器(“sr驅(qū)動(dòng)器”)驅(qū)動(dòng)時(shí)，圖1中的反激轉(zhuǎn)換器的信號(hào)的波形。圖2示出了同步整流器qsr的漏極至源極電壓(見101)、同步整流器qsr的柵極至源極電壓(即柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，見102)、初級(jí)側(cè)開關(guān)qpr的柵極至源極電壓vgs(見103)、同步整流器電流isr(見104)和初級(jí)側(cè)電流ipr(見105)的波形。圖2還示出了用于控制同步整流器qsr的導(dǎo)通的關(guān)斷閾值vth.off和接通閾值vth.on。當(dāng)同步整流器qsr的漏極至源極電壓vgs降至低于接通閾值vth.on時(shí)(這是由其體二極管的導(dǎo)通引起的)，同步整流器qsr會(huì)接通。在相對(duì)于被關(guān)斷的初級(jí)側(cè)開關(guān)qpr的接通延遲時(shí)間ton.dly(見107)之后，同步整流器qsr會(huì)接通。隨著同步整流器電流isr(即同步整流器qsr的漏極至源極電流)達(dá)到零，同步整流器qsr的漏極至源極電壓vds會(huì)升高超過關(guān)斷閾值vth.off，并且同步整流器qsr會(huì)關(guān)斷。在相對(duì)于被接通的初級(jí)側(cè)開關(guān)qpr的關(guān)斷延遲時(shí)間toff.dly(見108)之后，同步整流器qsr會(huì)關(guān)斷。在圖2的實(shí)施例中，同步整流器qsr的關(guān)斷較晚。在同步整流器qsr關(guān)斷之后，同步整流器電流isr流過同步整流器qsr的體二極管，并且當(dāng)同步整流器電流isr達(dá)到零時(shí)，同步整流器qsr的體二極管被反向偏置。

一般來講，反激轉(zhuǎn)換器以連續(xù)導(dǎo)通模式(ccm)運(yùn)行時(shí)，在次級(jí)側(cè)開關(guān)qpr接通之后，同步整流器電流isr會(huì)在非常短的時(shí)間內(nèi)(例如，50～100ns)下降。為了正確運(yùn)行同步整流器qsr，不在初級(jí)側(cè)開關(guān)qpr和同步整流器qsr之間形成任何嚴(yán)重的交叉導(dǎo)通，同步整流器柵極驅(qū)動(dòng)器需要能夠在非常短的時(shí)間內(nèi)關(guān)斷同步整流器qsr。然而，柵極驅(qū)動(dòng)器的速度與其電路的物理尺寸有關(guān)。因而需要一種能夠快速關(guān)斷同步整流器qsr，同時(shí)相對(duì)于常規(guī)柵極驅(qū)動(dòng)器還不會(huì)增加芯片尺寸的改良柵極驅(qū)動(dòng)器。

圖3示出了當(dāng)同步整流器qsr由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案預(yù)置柵極的sr驅(qū)動(dòng)器(例如，見圖6，200)驅(qū)動(dòng)時(shí)，圖1中的反激轉(zhuǎn)換器的信號(hào)的波形。圖3示出了同步整流器qsr的漏極至源極電壓(見121)、同步整流器qsr的柵極至源極電壓(見122)、初級(jí)側(cè)開關(guān)qpr的柵極至源極電壓vgs(見123)、同步整流器電流isr(見124)和初級(jí)側(cè)電流ipr(見125)的波形。圖3還示出了關(guān)斷閾值vth.off(見126)、接通閾值vth.on(見127)、關(guān)斷延遲時(shí)間toff.dly(見108)和接通延遲時(shí)間ton.dly(見107)。

在圖3的實(shí)施例中，同步整流器qsr被預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)(即同步整流器qsr的柵極至源極電壓，見122)接通，該信號(hào)具有較高的第一電平，能夠最小化同步整流器qsr的漏極至源極接通電阻rdson。在之前開關(guān)周期的同步整流器導(dǎo)通時(shí)間過去50％(見128)之后，柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)緩慢降至第二電平，該第二電平稍微高于同步整流器qsr的柵極接通閾值。柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)一直保持在第二電平，直至同步整流器qsr關(guān)斷為止。在圖3的實(shí)施例中，具體表現(xiàn)為在一段時(shí)間內(nèi)提供12v的柵極至源極電壓vgs，然后把柵極至源極電壓降低至5v。柵極至源極電壓一直保持為5v，直至同步整流器關(guān)斷。把柵極至源極電壓降低至5v便可實(shí)現(xiàn)柵極的預(yù)置，為關(guān)斷做好準(zhǔn)備。因此，當(dāng)初級(jí)側(cè)開關(guān)qpr接通且同步整流器電流isr突然減小時(shí)，同步整流器qsr可在非常短的時(shí)間內(nèi)關(guān)斷。因此，在圖3的實(shí)施例中，同步整流器qsr的關(guān)斷是合適的。

圖4從上到下分別示出了輸入到同步整流器的常規(guī)柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)(見151)的波形、輸入到同步整流器的預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)(見152)的波形，以及流過同步整流器的同步整流器電流(見153)的波形。常規(guī)sr驅(qū)動(dòng)器使用柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)同步整流器的柵極，該柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)從柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)脈沖的開始到結(jié)束一直具有相對(duì)恒定的電平(見151)，這樣可防止sr驅(qū)動(dòng)器迅速關(guān)斷同步整流器，sr驅(qū)動(dòng)器具有較大的芯片尺寸，能夠容納具有必要電流驅(qū)動(dòng)能力的柵極驅(qū)動(dòng)器的除外。

與此形成鮮明對(duì)比的是，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的預(yù)置sr驅(qū)動(dòng)器使用柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)(見152)驅(qū)動(dòng)同步整流器的柵極，該柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)在相同接通情況(例如相同脈沖)下改變電平，從而在柵極被驅(qū)動(dòng)為低至關(guān)斷同步整流器之前，預(yù)置柵極。在圖4的實(shí)施例中，通過以下方式實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)：在一段時(shí)間內(nèi)提供具有較高第一電壓電平(見141；例如12v)的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，具體時(shí)長(zhǎng)基于同步整流器的導(dǎo)通時(shí)間(例如之前同步整流器導(dǎo)通時(shí)間的50％)；在該時(shí)間段結(jié)束時(shí)，把柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)從第一電壓電平降低至第二電壓電平(見142；例如從12v降低至5v)；接著在另一段時(shí)間內(nèi)把柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)保持在第二電壓電平(見143)，直至同步整流器被關(guān)斷。由于第二電壓電平低于第一電壓電平，但又足以保持同步整流器接通，所以sr驅(qū)動(dòng)器可在給定的芯片尺寸下更快地關(guān)斷同步整流器。也就是說，在把柵極驅(qū)動(dòng)到更低來關(guān)斷同步整流器之前使用低電平柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)預(yù)置柵極，可在不增加sr驅(qū)動(dòng)器芯片尺寸的情況下實(shí)現(xiàn)同步整流器的快速關(guān)斷。

圖5示出了mosfet的典型接通區(qū)特性。圖5示出了針對(duì)各種柵極至源極電壓的mosfet的漏極電流與漏極至源極電壓。如圖5的實(shí)施例所示，mosfet的漏極電流受柵極至源極電壓影響，但是在如同步整流器應(yīng)用的情況下，漏極至源極電壓相對(duì)較低(見161)時(shí)，柵極預(yù)置對(duì)mosfet導(dǎo)通損耗的影響相對(duì)較小。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的開關(guān)轉(zhuǎn)換器的示意圖。在圖6的實(shí)施例中，開關(guān)轉(zhuǎn)換器是反激轉(zhuǎn)換器400，該反激轉(zhuǎn)換器與圖1的反激轉(zhuǎn)換器基本相同，唯一的不同是同步整流器qsr被預(yù)置sr驅(qū)動(dòng)器200驅(qū)動(dòng)。在圖6的實(shí)施例中，sr驅(qū)動(dòng)器200被實(shí)施為具有多個(gè)引腳的集成電路(ic)，該集成電路包含用于連接同步整流器qsr的漏極的漏極引腳、用于連接同步整流器qsr的源極的源極引腳、用于連接接地參考的gnd引腳、用于連接同步整流器qsr的柵極的柵極引腳，以及用于接收電源電壓的vdd引腳。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的反激轉(zhuǎn)換器400的信號(hào)的波形。圖7示出了流過初級(jí)側(cè)開關(guān)qpr的初級(jí)側(cè)電流ipr(見171)、同步整流器電流isr(見172)、輸入到同步整流器qsr的預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)(見173)、輸入到初級(jí)側(cè)開關(guān)qpr的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)(見174)，以及同步整流器qsr的漏極至源極電壓(見175)。在圖7的實(shí)施例中，預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)是同步整流器qsr的柵極至源極電壓。在同步整流器qsr關(guān)斷之前，該柵極至源極電壓被從高電平預(yù)置到低電平。該柵極至源極電壓甚至被驅(qū)動(dòng)為更低的值，來關(guān)斷同步整流器qsr。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的sr驅(qū)動(dòng)器200的示意圖。在圖8的實(shí)施例中，and柵極224輸出用于啟動(dòng)同步整流器qsr接通的接通觸發(fā)信號(hào)。該接通觸發(fā)信號(hào)設(shè)定鎖存器229，該鎖存器輸出指示同步整流器qsr導(dǎo)通的sr_cond信號(hào)。比較器230輸出供電良好信號(hào)vdd.good，該信號(hào)輸入到d觸發(fā)器231。當(dāng)同步整流器qsr即將被接通時(shí)，接通觸發(fā)信號(hào)為d觸發(fā)器231輸入時(shí)鐘脈沖信號(hào)，使柵極信號(hào)vg生效。因此，當(dāng)由供電良好信號(hào)vdd.good指示的電源電壓vdd不足以維持運(yùn)行時(shí)，同步整流器qsr無法接通。

在圖8的實(shí)施例中，來自鎖存器229的sr_cond信號(hào)觸發(fā)接通觸發(fā)消隱電路221，使其輸出接通消隱信號(hào)，防止在接通消隱時(shí)間(例如，固定的接通消隱時(shí)間1μs)內(nèi)接通同步整流器qsr。從漏極引腳和源極引腳檢測(cè)的同步整流器qsr的漏極至源極電壓，通過放大器223與接通閾值vth.on進(jìn)行比較，確定何時(shí)接通同步整流器qsr；通過比較器225與關(guān)斷閾值vth.off進(jìn)行比較，確定何時(shí)關(guān)斷同步整流器qsr；通過放大器222與開始閾值vth.hgh進(jìn)行比較，檢測(cè)同步整流器qsr的體二極管導(dǎo)通的開始。and柵極226輸出關(guān)斷觸發(fā)信號(hào)，啟動(dòng)同步整流器qsr的關(guān)斷。

在圖8的實(shí)施例中，來自鎖存器229的sr_cond信號(hào)還觸發(fā)關(guān)斷觸發(fā)消隱電路228，使其輸出關(guān)斷觸發(fā)消隱信號(hào)(turn_off_allow)，提供關(guān)斷消隱時(shí)間，其中，關(guān)斷消隱時(shí)間被自適應(yīng)地選擇為在之前開關(guān)周期內(nèi)所檢測(cè)的同步整流器qsr的導(dǎo)通時(shí)間的某百分比(例如50％)。由于關(guān)斷消隱時(shí)間采用自適應(yīng)的選擇方式，集成電路中的sr驅(qū)動(dòng)器200不需要使用專用引腳來對(duì)關(guān)斷消隱時(shí)間進(jìn)行編程，這一點(diǎn)是有利的。在一個(gè)實(shí)施方案中，關(guān)斷消隱信號(hào)被用作預(yù)置信號(hào)。

在圖8的實(shí)施例中，預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)器227在柵極引腳輸出預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)器227接收來自d觸發(fā)器231的柵極信號(hào)vg、供電良好信號(hào)vdd.good(見圖10，d觸發(fā)器輸入232)，以及來自關(guān)斷觸發(fā)消隱電路228的自適應(yīng)關(guān)斷觸發(fā)消隱信號(hào)(turn_off_allow)。自適應(yīng)關(guān)斷觸發(fā)消隱信號(hào)可被預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)器227用于在柵極引腳處觸發(fā)柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)電平的降低，從而預(yù)置至恰好高于同步整流器qsr的柵極接通閾值的較低電平。

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的關(guān)斷觸發(fā)消隱電路228的示意圖。在圖9的實(shí)施例中，sr_cond信號(hào)被延遲電路u2(例如，30ns延遲)和延遲電路u3(例如，20ns延遲)延遲，確保合適的采樣和保持。在圖9的實(shí)施例中，定時(shí)電容器c4由電流源i2根據(jù)sr_cond信號(hào)充電。定時(shí)電容器c4的峰值電壓與各個(gè)開關(guān)周期的同步整流器導(dǎo)通時(shí)間成比例。定時(shí)電容器c4的電壓峰值被采樣并存儲(chǔ)在電容器c2中。然后，在下一個(gè)開關(guān)周期中，電容器c2的電壓的一半，與定時(shí)電容器c4的電壓進(jìn)行比較，生成關(guān)斷觸發(fā)消隱信號(hào)(turn_off_allow)。關(guān)斷觸發(fā)消隱信號(hào)上升沿從sr_cond信號(hào)上升沿延遲了前一個(gè)開關(guān)周期的同步整流器導(dǎo)通時(shí)間的一半。關(guān)斷觸發(fā)消隱信號(hào)由柵極u5輸出。

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的sr驅(qū)動(dòng)器200的預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)器227的示意圖。圖10示出了外部同步整流器qsr的柵極連接到sr驅(qū)動(dòng)器200的柵極引腳，以接收預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)器227輸出的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在圖10的實(shí)施例中，預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)器227包括分別用于使同步整流器qsr接通和關(guān)斷的高端開關(guān)m1和低端開關(guān)m2。更具體地講，高端開關(guān)m1被驅(qū)動(dòng)用于快速接通同步整流器qsr，而低端開關(guān)m2被驅(qū)動(dòng)用于快速關(guān)斷同步整流器qsr。尺寸遠(yuǎn)小于開關(guān)m1和m2的開關(guān)m3(例如，尺寸為開關(guān)m1和m2的尺寸的1/50至1/100)，用于緩慢執(zhí)行預(yù)置。

在圖10的實(shí)施例中，開關(guān)m3的漏極經(jīng)由齊納二極管連接到同步整流器qsr的柵極。開關(guān)m3的漏極還連接到開關(guān)m2的漏極和開關(guān)m1的源極。開關(guān)m3的源極接地，開關(guān)m3的柵極接收預(yù)置信號(hào)，在圖10的實(shí)施例中，該預(yù)置信號(hào)是自適應(yīng)關(guān)斷觸發(fā)消隱信號(hào)turn_off_allow。開關(guān)m2的柵極由來自d觸發(fā)器231輸出端(圖8所示)的柵極信號(hào)vg驅(qū)動(dòng)，并且開關(guān)m2的源極接地。偏置電流ibias由連接在開關(guān)m1的漏極與同步整流器qsr的柵極之間的電流源產(chǎn)生。開關(guān)m1的漏極連接到電源電壓，開關(guān)m1的柵極由d觸發(fā)器232驅(qū)動(dòng)。

在圖10的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)開關(guān)m3會(huì)在柵極引腳處產(chǎn)生預(yù)置電壓，以預(yù)置同步整流器qsr的柵極。該預(yù)置電壓恰好高于同步整流器qsr的柵極接通閾值，以使同步整流器qsr保持接通。柵極引腳處的預(yù)置電壓由偏置電流ibias(例如，200μa至500μa)維持。

在圖10的實(shí)施例中，來自比較器230的供電良好信號(hào)vdd.good(圖8所示)被來自d觸發(fā)器231的柵極信號(hào)vg(圖8所示)以時(shí)鐘脈沖信號(hào)的形式輸入到d觸發(fā)器232，接通高端開關(guān)m1。柵極信號(hào)vg的補(bǔ)充驅(qū)動(dòng)低端開關(guān)m2的柵極。關(guān)斷觸發(fā)消隱信號(hào)(turn_off_allow；見圖8中的228)被用作預(yù)置信號(hào)，用于接通開關(guān)m3，并且在過去同步整流器qsr前一個(gè)開關(guān)周期的導(dǎo)通時(shí)間的50％之后，減小輸入至同步整流器qsr的預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的sr驅(qū)動(dòng)器200的信號(hào)的波形。圖11從上到下分別示出了接通觸發(fā)信號(hào)的波形、關(guān)斷觸發(fā)信號(hào)的波形、預(yù)置信號(hào)(見圖8和圖10，turn_off_allow)的波形、高端開關(guān)m1的柵極電壓的波形、低端開關(guān)m2的柵極電壓的波形、流過同步整流器qsr的同步整流器電流isr的波形，以及輸入到同步整流器qsr的柵極的預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形。圖11示出了同步整流器qsr的第一開關(guān)周期n和第二開關(guān)周期n+1。同步整流器qsr在第一開關(guān)周期(見301)中的導(dǎo)通時(shí)間為tcond(n)，在第二開關(guān)周期(見302)中的導(dǎo)通時(shí)間為tcond(n+1)。在第二開關(guān)周期中，響應(yīng)于接通觸發(fā)信號(hào)的上升沿(見304)，高端開關(guān)m1被驅(qū)動(dòng)(見310)，把同步整流器qsr的柵極電壓升高到第一電平(見303)，接通同步整流器qsr。在過去時(shí)長(zhǎng)為同步整流器在第一開關(guān)周期中導(dǎo)通時(shí)間的50％的一段時(shí)間(1/2tcond(n)；見305)之后，同步整流器qsr的柵極通過把同步整流器qsr的柵極電壓降低到第二電平(見307)，實(shí)現(xiàn)預(yù)置，其中該時(shí)間段的時(shí)長(zhǎng)由第二開關(guān)周期中預(yù)置信號(hào)的上升沿指示(見306)。第二電平低于第一電平，但仍然足以使同步整流器qsr保持接通。在另一段時(shí)間內(nèi)，同步整流器qsr的柵極電壓保持在第二電平。低端開關(guān)m2被驅(qū)動(dòng)(見308)，把同步整流器qsr的柵極電壓自第二預(yù)置電平降低，以快速關(guān)斷同步整流器qsr(見309)。

本發(fā)明的實(shí)施方案另外包括至少以下權(quán)利要求：

8.一種控制同步整流器的導(dǎo)通的方法，所述方法包括：

檢測(cè)同步整流器在第一開關(guān)周期中的導(dǎo)通時(shí)間；

在所述第一開關(guān)周期之后出現(xiàn)的第二開關(guān)周期中，以第一電平的柵極電壓驅(qū)動(dòng)所述同步整流器的柵極以接通所述同步整流器；

在所述第二開關(guān)周期中，響應(yīng)于基于檢測(cè)到的所述同步整流器在所述第一開關(guān)周期中的導(dǎo)通時(shí)間的時(shí)間段的結(jié)束，把所述柵極電壓減小到低于所述第一電平的第二電平，其中所述第二電平使所述同步整流器保持接通；并且

在所述第二開關(guān)周期中，通過把所述柵極電壓自所述第二電平進(jìn)一步減小來關(guān)斷所述同步整流器。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述時(shí)間段自適應(yīng)地設(shè)定為所檢測(cè)到的所述同步整流器在所述第一開關(guān)周期中的導(dǎo)通時(shí)間的50％。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中檢測(cè)所述同步整流器在所述第一開關(guān)周期中的導(dǎo)通時(shí)間包括：

在所述第一開關(guān)周期中，在所述同步整流器在所述第一開關(guān)周期中的所述導(dǎo)通時(shí)間期間，對(duì)第一電容器充電；以及

在所述第一開關(guān)周期中，在第二電容器中存儲(chǔ)所述第一電容器的電荷峰值。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括：

在所述第二開關(guān)周期中，將所述時(shí)間段設(shè)定為基于存儲(chǔ)在所述第二電容器中的電荷的百分比。

12.一種開關(guān)轉(zhuǎn)換器電路，包括：

位于變壓器初級(jí)側(cè)的初級(jí)側(cè)開關(guān)；

位于所述變壓器次級(jí)側(cè)的同步整流器；以及

位于所述變壓器的所述次級(jí)側(cè)的同步整流器驅(qū)動(dòng)器，所述同步整流器驅(qū)動(dòng)器包括連接到所述同步整流器漏極的第一節(jié)點(diǎn)、連接到所述同步整流器柵極的第二節(jié)點(diǎn)、連接到所述同步整流器源極的第三節(jié)點(diǎn)；以及預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)器，所述預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)器用于產(chǎn)生輸入至所述同步整流器的所述柵極的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，把所述柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)設(shè)定為第一電平，以接通所述同步整流器，把所述柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)從所述第一電平減小到使所述同步整流器保持接通的第二電平，并把所述柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)自所述第二電平減小，以關(guān)斷所述同步整流器。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的開關(guān)轉(zhuǎn)換器電路，其中所述預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)于基于所述同步整流器導(dǎo)通時(shí)間的時(shí)間段的結(jié)束，把所述柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)從所述第一電平降低到所述第二電平。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的開關(guān)轉(zhuǎn)換器電路，其中所述時(shí)間段等于所述同步整流器的所述導(dǎo)通時(shí)間的50％。

15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的開關(guān)轉(zhuǎn)換器電路，其中所述同步整流器驅(qū)動(dòng)器的所述第一節(jié)點(diǎn)、所述第二節(jié)點(diǎn)和所述第三節(jié)點(diǎn)是所述同步整流器驅(qū)動(dòng)器的集成電路(ic)封裝的引腳。

16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的開關(guān)轉(zhuǎn)換器電路，其中所述預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)器包括：

第一開關(guān)，所述第一開關(guān)具有連接到所述同步整流器的所述柵極的漏極；以及

電流源，所述電流源生成到所述同步整流器的所述柵極的偏置電流，從而在所述同步整流器的所述柵極處保持所述第二電平。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的開關(guān)轉(zhuǎn)換器電路，其中，所述預(yù)置柵極驅(qū)動(dòng)器還包括：

第二開關(guān)，所述第二開關(guān)具有連接到所述同步整流器的所述柵極的漏極，所述第二開關(guān)被配置成把所述柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)從所述第二電平減小以關(guān)斷所述同步整流器；以及

第三開關(guān)，所述第三開關(guān)具有連接到所述同步整流器的所述柵極的源極，所述第三開關(guān)被配置成把所述柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)增大到所述第一電平以接通所述同步整流器。

18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的開關(guān)轉(zhuǎn)換器電路，其中所述開關(guān)轉(zhuǎn)換器電路包括反激轉(zhuǎn)換器。

19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的開關(guān)轉(zhuǎn)換器電路，其中所述同步整流器驅(qū)動(dòng)器還包括：

第一電容器，所述第一電容器在所述同步整流器在第一開關(guān)周期中的導(dǎo)通時(shí)間期間充電；以及

第二電容器，所述第二電容器在所述第一開關(guān)周期中在所述第一電容器內(nèi)存儲(chǔ)電荷峰值。

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的開關(guān)轉(zhuǎn)換器電路，其中在所述第一開關(guān)周期之后的第二開關(guān)周期中，在基于存儲(chǔ)在所述第二電容器中的電荷的時(shí)間段過后，所述柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)從所述第一電平減小到所述第二電平。

本發(fā)明已經(jīng)公開了預(yù)置同步整流器柵極以實(shí)現(xiàn)快速關(guān)斷的電路和方法。雖然已經(jīng)提供了本發(fā)明的具體實(shí)施方案，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施方案旨在進(jìn)行說明，并不意在進(jìn)行限制。對(duì)于閱讀本公開的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，許多另外的實(shí)施方案將是顯而易見的。