[发明专利]同步整流器

说明书

本发明涉及一种同步整流器，具有至少一个整流器单元(Gi)，其通过在同步整流器的输入接口(E1，E2)之间布置的变压器(Tr1)的次级绕组(L4i)供电。整流器单元(Gi)包括在反转运行中驱动的双极主开关(T1)，其中，在双极主开关(T1)的基础电线中设置有能量存储器(C2)，其在与辅助开关(T2)的连接中用于使得主开关(T1)在反转阶段结束之前断开，其中该辅助开关通过用于双极主开关(T1)的涉及的次级绕组(L4i)一同控制。

技术领域

本发明涉及一种同步整流器，具有：带有第一和第二输入接口的输入端，用于与交流电压源耦合连接；带有第一和第二输出接口的输出端，用于提供直流电压；至少一个变压器，具有至少一个初级绕组和至少一个次级绕组，其中初级绕组串联地连接至第一输入接口；以及至少一个整流器单元，其中，至少一个整流器单元包括：第一和第二接口，其中，整流器单元的第一接口与同步整流器的输入接口中的一个连接，其中，整流器单元的第二接口与同步整流器的输出接口中的一个连接；双极主开关，具有控制电极、工作电极和参考电极，其中，双极主开关连接在整流器单元的第一和第二接口之间；第一二极管，该第一二极管连接至双极开关的集电极-发射极路径中，即其在双极主开关的前向运行中阻断电流；以及至少一个次级绕组，其中，至少一个次级绕组与双极主开关的控制电极连接。

背景技术

在该上下文中，由DE10 2008 018 390 A1公开了一种在图1和2中示出的同步整流器，其中使用了多个在图3中示出的类型的整流器单元Gi。图1示出了一个同步整流器，其设计成桥式整流器，而图2中示出了构造为中间点整流器的同步整流器。对于在图1至3中示出的结构的细节可参考所述的DE10 2008 018 390 A1。如在图3中可见，各个整流器单元Gi的次级绕组的缠绕方向可以是变化的，也就是如这样的情形，两个接口中的哪一个作为输入端使用，哪个作为整流器单元的输出端使用，视构造成哪种同步整流器和整流器单元Gi在相应的同步整流器中的位置而定。整流器单元Gi的接口因此以GE1或者GA1标注，另外的接口相应地以GA1或者GE1标注。

在图2中示出的中间点整流器中，电感器L1，L2，L3形成具有中间抽头(centertapped)变压器Tr2，而相对于变压器Tr2的次级绕组串联地布置的电感器L1，L2，L3是控制变压器Tr1的初级绕组，控制变压器的次级绕组布置在相应的整流器单元Gi中。

相对于Sakai，E和Harada，K在1992年第14届国际通信能量会议中发表的论文“ANew Synchronous Rectifier Using Bipolar Transistor Driven by CurrentTransformer”，INTELEC’92，1992年十月4-8，424至429页，在图1至3中示出的、已知的场景的情况中，双极晶体管在前向运行中被截止并且在反向运行中导通地运行。由此，运行电压的范围被明显增大，利用该运行电压能够运行这种类型的同步变压器。对于另外的现有技术可以参考2012年三月Infineon申请标注AN 2012-03 V2.1的论文“ImprovingEfficiency of Synchronous Rectification by Analysis of the MOSFET Power LossMechanism”，德克萨斯研究所的申请标注SLUA 287的论文“Control Driven SynchronousRectifiers In Phase Shifted Full Bridge Converters”以及在PCIM 2008上介绍的David Giacomini和Luigi Chiné的论文“A Novel high efficient approach to inputbridges”。

如果在根据图1和图2的同步整流器中使用在图3中示出的整流器单元Gi，那么在实践中在超过大约20kHz的运行频率的情况下会给出令人不满意的效率。具有尽可能高的频率的这种类型的同步整流器的运行然而是被期望的，从而使磁性组件保持很小。