[发明专利]用于同步整流控制的补偿装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于同步整流开关的补偿装置，尤指一种用于同步整流开关的电压补偿装置。

背景技术

同步整流电路可用于改善开关电源供应装置的效率，特别是在低电压较大输出电流的应用方面。因此，同步整流电路的应用日益广泛，且其缺点之改善也越来越受到重视。例如，图1所示即为一现有技术的具有一同步整流开关且不具有寄生电感的反驰式转换器之电路示意图。其中，该反驰式转换器接收一输入电压Vin，且包含一输入电容Ci、一转换电路级，一变压器Tr，一同步整流电路，一输出电路级以及一负载RL。该转换电路级包括一电阻Rs、一电容Cs与一晶体管Q0。该同步整流电路包括一同步整流开关Q1，其具有一第一端D、一第二端S与一控制端G(例如一MOSFET，其中D为其汲极，S为其源极，G为其闸极)，电阻Rdc、Rg与RMOT、一电容Cdc和一控制器U1(例如一IC：IR1166S)。该输出电路级包含一输出电容Co。

通常，端点D与S之间的一电压VDS被认为等于iDS*Rdson，其意谓VDS是与iDS成线性地比例，其中Rdson是Q1导通时之电阻值。亦即：

VDS＝Rdson*(iDS)                                (1)

图2所示为图1中的同步整流开关Q1之相对应的波形。VTH1为一门坎电压，且VG为Q1之闸极电压。当VDS≥VTH1时，Q1被关断。

然而，事实上，当考虑一现有技术的具有一同步整流开关之汲极以及源极串联有电感时，例如一同步整流开关之汲极以及源极具有寄生电感之反驰式转换器(如图3所示，除一第一与一第二寄生电感L1与L2外，其余组件与图1中相同)时，其经采样检测而得到之：

VDS＝iDS*Rdson+(L1+L2)*d(iDS)/dt        (2)

图4所示为图3中同步整流开关Q1之相对应的波形。其中VDS1是在考虑寄生电感的情况下，所采样得到的Q1的DS电压；VG1是在考虑寄生电感的情况下，Q1的驱动电压；VDS2是在不考虑寄生电感的情况下，所采样得到的Q1的DS电压；而VG2是在不考虑寄生电感的情况下，Q1的驱动信号。因此在考虑与不考虑寄生电感的两种状况下，其间确实存有明显之差距。

当然也不排除在具体应用时会在同步整流开关的汲极以及源极串联有外加电感，也即此时图3中L1与L2为第一外加电感和第二外加电感，如果仍旧采样端点D与S之间的电压VDS，则第一外加电感和第二外加电感对电压VDS的影响与图3中的第一与第二寄生电感L1与L2对电压VDS的影响相同。另外，外加电感L1或L2可以为零。

图5所示为一现有技术的具有同步整流开关之谐振转换器的电路图，其中，该谐振转换器接收一输入电压Vi，且包含切换开关Q1与Q2，一转换电路级，一变压器Tr，一同步整流电路，一输出电路级以及一负载RL。该转换电路级包括一电容Cs、一谐振电感Ls(其谐振电压为Vr，其谐振电流为ir)，与一激磁电感Lm，而其激磁电流为im。该同步整流电路包括二个同步整流开关S1(包含一体二极管D1与一电容C1，流经S1之电流为is1)与S2(包含一体二极管D2与一电容C2，流经S2之电流为is2)。该输出电路级包含一输出电容Co，起着输出滤波的作用。当然在实际应用时，输出电路级可以更包含在输出电容Co以及负载之间连接的一级甚至多级由电感，电容等组成的滤波电路。图6为如图5所示的该谐振转换器的相关波形图，其中，Vgp为变压器Tr的一次侧开关(Q1与Q2)之闸极电压，而Vgs为变压器Tr的二次侧开关(同步整流开关S1与S2)之闸极电压。如图6所示，在一谐振转换器中，其流经变压器Tr二次侧之同步整流开关(例如S1与S2)的电流，是类近于正弦波的。因此，(L1+L2)*d(iDS)/dt是依据不同的负载条件而变动的。

职是之故，发明人鉴于习知技术的缺失，乃思及改良发明的意念，终能发明出本案之「用于同步整流控制之补偿装置及其方法」。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于一同步整流开关之电压补偿装置以及其方法。藉由提供一补偿电压以消除或降低该同步整流开关因其源极与汲极的串联电感例如寄生电感而对其源极与汲极间之一电压值所产生的影响。