[发明专利]带同步整流器的开关模式电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有同步整流器的开关模式电源。

背景技术

ST微电子应用说明书AN1804描述了在反激拓扑式开关模式电源中 用作次级同步整流器驱动装置的STSR30器件的功能性和操作。IC由在 绝缘变压器次级线圈侧取出的同步时钟输入产生相对于初级侧PWM信 号而言的具有设置的停滞时间的驱动信号。当初级开关被切断时，通常 在其漏极会有尖峰脉冲和振铃出现。被反映到次级侧的这种电压决定了 在INHIBIT的引脚中会造成不连续模式的错误检测的噪声。为了避免这 种现象，在INHIBIT比较器中出现了一段消隐时间。一旦检测到了时钟 的降落门限，该INHIBIT比较器就被禁动700纳秒，以避免由于开关噪 声引起的任何误触发。如果禁止引脚上的噪声持续了大于700纳秒，则 可以通过添加与禁止电阻并联的微分电路来增加该消隐时间。一个电容 和一个电阻决定了这段消隐时间值。该消隐时间必须要持续足够长，以 便能覆盖由于初级开关切断而引起的振铃。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种改进的带有同步整流器的开关模式电 源。本发明由独立的权利要求所限定。从属权利要求限定了本发明的优 选实施例。

在根据本发明一个方案的用于控制同步整流开关的控制器中，该控 制器包括：感测电路，用于感测在一消隐时间结束时的同步整流开关的 输出，以获得一感测信号；和控制信号产生电路，用于依照该感测信号 而产生用于该同步整流开关的控制信号，其中所述输出是构成同步整流 开关的场效应晶体管的漏极电压，并且如果在消隐时间结束之时漏极电 压为负值，则启动同步整流。

本发明的获得是基于以下考虑。由延长消隐时间超过700纳秒而带 来的问题是该消隐时间可能会变得过长。过长的消隐时间会在能量被送 回转换器输入端的同时引起能量损失。因为能量从转换器的输入送出并 被送回该转换器，由于能量的传输效率不可能是100％而造成了一些能量 损失。

依照本发明的一个实施例，有可能在不造成这种能量损失的情况下 实现较长的消隐时间。实质是该电路检测该消隐时间是否太长，如果是， 则切断该同步整流器。更明确地讲，在同步开关的导通时间小于该消隐 时间时，同步整流器就被禁动。由于执行同步整流器禁动的时间总小于 消隐时间，所以几乎不会影响转换器的效率。由此，本发明提供了一种 不受振铃干扰而同时保持高效率的系统。

在本发明的一个实施例中，通过消隐时间来限定同步整流开关的最 小导通时间。一旦所需的导通时间小于消隐时间，该同步整流器将会被 禁动。通过取样恰在消隐时间后的同步整流开关的漏极信号，就能产生 一个使得同步整流器启动或者禁动的信号。这将在所有情况下确保适当 的开关切换并且使得效率达到最高。

根据本发明的一个方面，提供了一种开关模式电源电路，包含： 变压器，其具有初级线圈和次级线圈；初级开关，其与初级线圈串联； 初级控制器，其用于控制初级开关；同步整流开关，其与次级线圈串联； 以及次级控制器，所述次级控制器是根据本发明的上述控制器，其用于 控制同步整流开关。

根据本发明的另一方面，提供了一种控制同步整流开关的方法，所 述方法包括步骤：在消隐时间结束之时感测同步整流开关的输出，以便 获得感测信号；和根据感测信号，产生用于同步整流开关的控制信号； 其中所述输出是构成同步整流开关的场效应晶体管的漏极电压，并且如 果在消隐时间结束之时漏极电压为负值，则启动同步整流。

从下面参考实施例而作的阐述中，本发明的这些和其它方面将是显 见的。

附图说明

在附图中：

图1示出具有同步整流器的开关模式电源的实施例；

图2示出在图1电路中使用的次级控制器的实施例；

图3-图6解释了同步整流器被启动和禁动方式。

具体实施方式

图1示出了具有同步整流器的开关模式电源的实施例。变压器T1的 初级线圈与初级开关S1的串联被连接在电压源Vin的两端之间。初级控 制器IC CC1接收初级开关S1的漏极电压D1并控制初级开关S1的栅极 电压G1。变压器T1的次级线圈和次级开关S2的串联被连接在输出电容 C1的两端之间，能够从输出电容C1获得输出电压Vout。次级控制器IC CC2接收次级开关S2的漏极电压D2，并控制次级开关S2的栅极电压 G2。