[发明专利]可避免两侧开关同时开启的回扫式整流系统

说明书

技术领域

本发明是有关于一种回扫式整流系统，尤指一种可避免两侧开关同时开启的回扫式整流系统。

背景技术

近来由于电子产品的进步一日千里，产品日趋轻薄短小，功能也随之日益多元化，且同时要求耗电不能随之提升。因此，在电源管理IC的设计上变的更为复杂，更有效率，在单位面积内要求更高的功率密度比，而高频率的切换式电源供应器正符合所需。

回扫式整流器(flyback converter)为应用最广泛的切换式电源电路之一，虽然回扫式转换器电路本身不需做电器隔离，但实际上为了功率提高以及安全上的考虑，必须考虑隔离输出端与输入端。回扫式整流器是一具有隔离特性的降升型整流器(buck-boost converter)。回扫式整流器的磁性元件功能不是变压器，而是利用耦合电感来达到能量转换的目的。另外，回扫式整流器具有成本低，电路设计成熟，和架构简单等特点，所以常使用在辅助电源的设计以供应整个系统的电源需求。

请参照图1，图1是显示传统的回扫式整流系统10的示意图。回扫式整流系统10包含一电能供应模块101和一电能接收模块102。电能供应模块101包含一稳压装置1011、回扫式整流系统10的一次侧1012、及一一次侧开关1013。稳压装置1011用以稳定输入电源供应模块101的电压，回扫式整流系统10的一次侧1012耦接于稳压装置1011，一次侧开关1013耦接于稳压装置1011及回扫式整流系统10的一次侧1012之间，用以控制回扫式整流系统10的一次侧1012的磁通量的方向。电能接收模块102包含回扫式整流系统10的二次侧1021、一二次侧开关1022、一控制器1023、一负载电容C_L、一负载电阻R_L、一滤波电容C_dc、一二次侧开关1022用以开启时间调整电阻RMOT、及一滤波电阻R_dc。回扫式整流系统10的二次侧1021用以感应回扫式整流系统10的一次侧1012传来的电能，二次侧开关1022耦接于回扫式整流系统10的二次侧1021。控制器1023根据二次侧开关1022的漏极端电压，判断是否开启和关闭二次侧开关1022。

当一次侧开关1013开启时，回扫式整流系统10的一次侧1012渐渐会有电流流过，并将能量储存在一次侧1012，由于线圈磁通量变化的关系，一次侧1012和二次侧1021极性是相反的，图1中的A、B点是高电位，因此二次侧开关1022的寄生二极管被逆向偏压，没有能量转移至电能接收模块102；反之，当一次侧开关1013关闭时，由于线圈磁通量消失导致B点变成低电位，此时二次侧开关1022的寄生二极管被导通，能量转移至电能接收模块102，负载电容C_L被充电，负载电阻R_L有电流流过。

请参照图2，图2是显示当电能接收模块102处于轻负载(discontinuouscurrent mode，DCM)时，二次侧开关1022的漏极端电压，二次侧开关1022的栅极端驱动电压，以及开启持续时间和关闭持续时间波形图。当线圈磁通量消失导致B点变成低电位并低于开关开启阈值V_TH2，二次侧开关1022被开启，栅极端驱动电压从低电位变成高电位。因为是轻负载，所以流经二次侧开关1022的电流不大，因此当线圈磁通量方向再度改变时，流经二次侧开关1022的电流会降至零，B点电位上升超过开关关闭阈值V_TH1时，二次侧开关1022关闭，栅极端驱动电压从高电位变成低电位。

请参照图3，图3是显示当电能接收模块102处于重负载(continuouscurrent mode，CCM)时，二次侧开关1022的漏极端电压，二次侧开关1022的栅极端驱动电压，以及开启持续时间波形图。当线圈磁通量消失导致B点变成低电位并低于开关开启阈值V_TH2，此时二次侧开关1022的寄生二极管导通，二次侧开关1022被开启，栅极端驱动电压从低电位变成高电位。因为是重负载，所以流经二次侧开关1022的电流比DCM模式下大，所以当线圈磁通量方向再度改变时，流经二次侧开关1022的电流不会降至零，在二次侧开关1022的源极和漏极间仍有跨压存在，故需设定开关关闭阈值V_TH1为比DCM模式下的开关关闭阈值V_TH1更负的值，以避免B点电位无法上升超过开关关闭阈值V_TH1，使得二次侧开关1022无法关闭，让一次侧开关1013和二次侧开关1022同时在开启状态，导致电路烧毁。