[发明专利]具有自驱式同步整流器的回扫电压变换器

说明书

技术领域

本发明有关一种回扫电压变换器，特别是具有自驱动式同步整流器的回扫电压变换器。

背景技术

传统的回扫电压变换器(flyback converter)主要利用变压器以及二极管作为整流器，又称为二极管整流器，用以将电源的能量传输至外部负载电路。变压器电路具有分离的初级线圈(primary winding)及次级线圈(secondary winding)，其中初级线圈用以连接外部电源，而次级线圈是一感应线圈，用以感应初级线圈的磁通量(magnetic flux)变化而生感应电压，连接整流器(rectifier)形成电源电路(power circuit)，用以驱动外部负载电路(load)。

请参考图1，其所示为传统回扫电压变换器的电路。变压器10具有相互分离的初级线圈Lp及次级线圈Ls，初级线圈Lp用以连接外部电源(power source)，而次级线圈Ls，经由电源电路(power circuit)后，连接外部负载电路(load)。图中初级线圈Lp及次级线圈Ls上的黑点表示同极性(同时为正极或负极)。

次级线圈Ls连接二极管D1以形成电源电路，其中二极管D1用以整流，又称为二极管整流器。电源电路的一输出端为电压输出端，另一端为接地端，于电压输出端及接地端之间跨接电容Co，称为负载电容(load capacitor)。

首先介绍外部电源的供电方式，其通常区分为连续导通模式(continuousconduction mode，CCM)及不连续导通模式(discontinuous conduction mode，DCM)。连续导通模式仅为不连续导通模式的特例，以下说明不连续导通模式。其中输入电压以周期性方式供电，时间标为t，其定义如下：

1.首先为开启期间，记为T_on(0＜t＜T_on)，此期间内外部电源施电压V_i(V_i＝HIGH)于初级线圈L_p，初级线圈L_p储能，通过初级线圈L_p线圈的电流渐增至最大值，次级线圈L_s无电流。

2.接着为重置期间，记为T_r(T_on＜t＜T_on+T_r)，此期间内外部电源关闭，次级线圈L_s释能，通过次级线线圈Ls的电流i_s由最大渐减至0，初级线圈L_p受反射输出电压(reflected output voltage)其中N_p及N_s分别初级线圈L_p及次级线圈L_s的线圈数，初级线圈L_p的电流形成于初级电感及初级线圈L_p的封闭回路中，但通过初级开关的电流i_sw(t)＝0。

3.最后为延迟期间，记为T_dead＝T_s-T_on-T_r(T_on+T_r＜t＜T_s)，其中T_s表示开关一周期的期间，此期间内外部电源关闭(V_i＝0)，次级线圈L_s不再释能，无电流通过初级线圈L_p及次级线圈L_s。

当感应电流未降至0(释能未完全)，下一个周期即开始，则称为连续导通模式。配合图1，以下说明回扫电压变换器的作动原理。

开启期间内，初级线圈L_p及次级线圈L_s上标示黑点的端点为高压端，二极管D₁为反向偏压，电源电路未导通，由负载电容C_o提供外部负载电路的电压V_o。

重置期间，初级线圈L_p及次级线圈L_s上标示黑点的端点为低压端，二极管D₁为顺向偏压，电源电路导通，电力于负载电容C_o及外部负载电路。