用于對同步整流器驅(qū)動電路供電的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施例總體上涉及電子系統(tǒng)和方法，具體地涉及用于對同步整流器(SR)驅(qū)動電路供電的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]同步整流器可以用于提高功率電子器件中的功率轉(zhuǎn)換器的效率。例如，同步整流器一般用于代替整流二極管以降低導(dǎo)電損耗。典型的同步整流器可以通過連接晶體管形成，例如功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。同步整流器的效率和有效性依賴于同步整流器的驅(qū)動電壓。在常規(guī)同步整流器中，提供給SR開關(guān)的驅(qū)動電路的電源電壓高于SR開關(guān)的最低要求驅(qū)動電壓。例如，可以使用附加的變壓器繞組或輸出電壓適配器來提升提供給SR開關(guān)驅(qū)動電路的電壓。然而，附加的變壓器繞組或輸出電壓適配器會增加同步整流器的組件成本。此外，附加的變壓器繞組要求變壓器上的附加輸出，有些應(yīng)用中不希望如此。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明描述了用于對同步整流器(SR)驅(qū)動電路供電的方法和用于SR驅(qū)動電路的電源電壓產(chǎn)生電路。在一個實施例中，一種用于對SR驅(qū)動電路供電的方法包括:從變壓器的次級繞組接收轉(zhuǎn)換電壓，并基于轉(zhuǎn)換電壓，產(chǎn)生用于SR驅(qū)動電路的電源電壓，其中電源電壓高于使用次級繞組產(chǎn)生的變壓器輸出電壓。還描述了其他實施例。
[0004]在一個實施例中，一種用于同步整流器(SR)驅(qū)動電路的電源電壓產(chǎn)生電路，包括:第一開關(guān)，連接至變壓器的次級繞組和SR驅(qū)動電路；第二開關(guān)，連接至SR驅(qū)動電路和變壓器的次級繞組或固定電壓；以及電壓源電路，連接至第一、第二開關(guān)和SR驅(qū)動電路，并配置為基于來自變壓器的次級繞組的轉(zhuǎn)換電壓，產(chǎn)生用于SR驅(qū)動電路的電源電壓。電源電壓高于使用次級繞組產(chǎn)生的變壓器輸出電壓。
[0005]在一個實施例中，一種用于對同步整流器(SR)驅(qū)動電路供電的方法包括:從變壓器的次級繞組接收轉(zhuǎn)換電壓；以及基于轉(zhuǎn)換電壓，產(chǎn)生用于SR驅(qū)動電路的電源電壓。電源電壓高于使用次級繞組產(chǎn)生的變壓器輸出電壓。產(chǎn)生電源電壓包括:在發(fā)生從次級繞組到SR驅(qū)動電路的最佳能量轉(zhuǎn)移的間隔期間，接通連接在變壓器的次級繞組和SR驅(qū)動電路之間的開關(guān)。
【附圖說明】
[0006]結(jié)合附圖，根據(jù)以下詳細描述，本發(fā)明實施例的其他方面和優(yōu)點將變得清楚，所示附圖僅作為本發(fā)明原理的示例方式。
[0007]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的功率轉(zhuǎn)換器電路的示意性方框圖。
[0008]圖2示出圖1所示的功率轉(zhuǎn)換器電路的實施例。
[0009]圖3-5示出圖2所示的功率轉(zhuǎn)換器電路中的電流和電壓的一些示例。
[0010]圖6示出圖1所示的功率轉(zhuǎn)換器電路的另一個實施例。
[0011]圖7示出圖1所示的功率轉(zhuǎn)換器電路的另一個實施例。
[0012]圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的對同步整流器(SR)驅(qū)動電路供電的方法的流程圖。
[0013]貫穿說明書中，相似的附圖標記用于標識相似的單元。
【具體實施方式】
[0014]容易理解，在這里一般性描述和在附圖中示出的實施例的組件可以被布置或設(shè)計為廣泛的不同類型的配置。因而，以下詳細描述并在附圖中示出的各種實施例不用于限制本公開的范圍，而僅表示各種實施例。在附圖中示出了實施例的各方面，然而除非另有指示，附圖不必是按照比例繪制的。
[0015]所描述的實施例在所有方面應(yīng)被認為是說明性而非限制性的。因此，本發(fā)明的范圍由隨附的權(quán)利要求書而非本說明書界定。權(quán)利要求等同方式的意義和范圍內(nèi)的所有改變均包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
[0016]本說明書中對特征和優(yōu)點進行參考的文字或類似文字不暗示本發(fā)明實現(xiàn)的所有特征和優(yōu)點是在任意單個的實施例中。確切的說，對特征和優(yōu)點進行參考的文字應(yīng)理解為在實施例中所描述的具體特征、優(yōu)點、特點包括在至少一個實施例中。因而，在本說明書中對特征和和優(yōu)點進行參考的文字及類似文字參考了相同的實施例，盡管不必須如此。
[0017]此外，所描述的本發(fā)明的特征、優(yōu)點和特點可以以合適的方式在一個或多個實施例中組合。通過本發(fā)明的啟示，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認識到，省去特定實施例的一個或多個具體特征和優(yōu)點可以實現(xiàn)本發(fā)明。在其他實例中，某實施例中出現(xiàn)的附加特征和優(yōu)點不必在本發(fā)明的所有實施例中出現(xiàn)。
[0018]本說明書中對“一個實施例”、“實施例”進行參考的文字或類似文字意味著在所指實施例中描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特點包括在至少一個實施例中。因而，在本說明書中，短語“在一個實施例中”、“在實施例中”及類似文字參考了相同的實施例，盡管不必須如此。
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的功率轉(zhuǎn)換器電路100的示意性方框圖。功率轉(zhuǎn)換器電路可以用于各種電學(xué)應(yīng)用。在圖1示出的實施例中，功率轉(zhuǎn)換器電路包括初級功率電路102和次級功率電路104。
[0020]功率轉(zhuǎn)換器電路100的初級功率電路102包括初級繞組112、實現(xiàn)為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的初級開關(guān)114和在一些應(yīng)用中可選的初級控制器116。盡管在圖1示出的實施例中初級開關(guān)實現(xiàn)為MOSFET晶體管，在其他實施例中，初級開關(guān)可以用其他合適的開關(guān)器件或電路實現(xiàn)。
[0021]功率轉(zhuǎn)換器電路100的次級功率電路104包括次級繞組122、實現(xiàn)為MOSFET晶體管的同步整流器(SR)開關(guān)124和SR控制器126。初級繞組112和次級繞組122形成變壓器106。變壓器106具有電壓比或繞組匝數(shù)比“N”，其可以是正整數(shù)或任意合適的數(shù)字。盡管在圖1示出的實施例中SR開關(guān)被實現(xiàn)為MOSFET晶體管，在其他實施例中，SR開關(guān)可以用其他合適的開關(guān)器件或電路實現(xiàn)。
[0022]SR控制器126配置為控制SR開關(guān)124。在圖1示出的實施例中，SR控制器包括配置為用驅(qū)動電壓驅(qū)動SR開關(guān)的SR驅(qū)動電路132和配置為對驅(qū)動電路提供電源電壓的電源電壓產(chǎn)生電路/穩(wěn)壓器電路134。驅(qū)動電路可以驅(qū)動SR開關(guān)的柵極端子或其他端子。在一些實施例中，驅(qū)動電路感測流過SR開關(guān)的電流以產(chǎn)生用于驅(qū)動電壓的時序。電源電壓產(chǎn)生電路可以用一個或多個開關(guān)、電阻器、二極管、電容器和/或穩(wěn)壓器實現(xiàn)。在一些實施例中，電源電壓產(chǎn)生電路包括電荷泵。電荷泵可以用連接至變壓器106的次級繞組122的二極管和電容器實現(xiàn)。
[0023]在一些實施例中，電源電壓產(chǎn)生電路134從變壓器106的次級繞組122接收轉(zhuǎn)換電壓并產(chǎn)生用于SR驅(qū)動電路132的電源電壓，該電源電壓高于基于來自次級繞組122的轉(zhuǎn)換電壓的變壓器輸出電壓。使用次級繞組122產(chǎn)生變壓器106的輸出電壓。變壓器106的輸出電壓可以等于來自次級繞組122的轉(zhuǎn)換電壓或者可以基于來自次級繞組122的轉(zhuǎn)換電壓而產(chǎn)生。換句話說，SR驅(qū)動電路132的電源電壓和變壓器106的輸出電壓都是使用次級繞組122產(chǎn)生的。在發(fā)生從次級繞組到SR驅(qū)動電路的能量轉(zhuǎn)移的間隔期間，可以接通連接在變壓器的次級繞組和SR驅(qū)動電路之間的開關(guān)。在一個實施例中，在連接至變壓器106的初級繞組112的初級開關(guān)接通時，電源電壓產(chǎn)生電路監(jiān)測流過連接在變壓器的次級繞組和SR驅(qū)動電路之間的開關(guān)的電流，并且當電流超過預(yù)定電流限制時關(guān)斷開關(guān)。在一個實施例中，電源電壓產(chǎn)生電路調(diào)制來自變壓器的次級繞組的大量雙向能量。
[0024]為激活SR開關(guān)124，驅(qū)動電路132產(chǎn)生的驅(qū)動電壓顯著高于SR開關(guān)的閾值電壓，以達到SR開關(guān)的最低電阻。與要求附加變壓器繞組或輸出電壓適配器以提升驅(qū)動電源電壓的常規(guī)同步整流器器件相比，圖1示出的SR控制器126不要求附加變壓器繞組或輸出電壓適配器。因此，與常規(guī)同步整流器器件相比，SR控制器可以減小功率轉(zhuǎn)換器電路100的組件成本，并允許在各種的應(yīng)用中使用功率轉(zhuǎn)換器電路，這其中包括不允許變壓器上的附加輸出的應(yīng)用。
[0025]圖2示出圖1所示出功率轉(zhuǎn)換器電路100的實施例。在圖2示出的實施例中，功率轉(zhuǎn)換器電路200包括初級功率電路202和次級功率電路204。初級功率電路202包括初級繞組212和MOSFET晶體管開關(guān)21