[发明专利]具有用于控制输出晶体管的自适应参考电压的开关模式电源

说明书

描述了一种具有用于控制输出晶体管的自适应参考电压的开关模式电源(SMPS)和一种操作所述SMPS的方法。所述自适应参考电压使用定时器来实施，所述定时器在所述输出晶体管的传导端上的电压达到参考电压时开始并且在通过所述输出晶体管的电流达到零时停止。然后，对目标电压与在所述定时器活跃时累积的电压之间的电压差进行采样以产生采样电压，如果所述累积电压不等于所述目标电压，所述采样电压限定新的参考电压，使得所述参考电源根据所述输出晶体管的操作特性进行适应性地调整。

技术领域

本发明的实施例大体上涉及开关模式电源，并且更具体地说，涉及用于反激开关模式电源的同步整流电路。

背景技术

反激开关模式电源广泛地用于将来自源的电力(比如市电)转换成DC电源以用于电子设备，比如手机和平板计算机。反激开关模式电源使用变压器作为存储电感器，所述变压器提供隔离以及调整输出电压的能力。在具有同步整流(SR)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的反激开关模式电源中，SR MOSFET的恰当定时对于高效率而言很重要。

在效率要求提高时，SR MOSFET被选择成具有较低的漏极-源极导通电阻(RdsOn)，这导致了跨SR MOSFET较低的漏极-源极电压。然而，跨SR MOSFET的漏极-源极电压通常用于定时，在较低RdsOn的情况下，定时变得更加难以控制。至少部分地解决这一问题的一种方法是将SR MOSFET的栅极-源极电压调节到某个参考电平。然而，参考电平由于偏移而因此不能选择得太低，这样会导致具有非常低的RdsOn的SR MOSFET具有非最佳效率。

发明内容

描述了一种具有用于控制输出晶体管的自适应参考电压的开关模式电源(SMPS)和一种操作所述SMPS的方法。所述自适应参考电压使用定时器来实施，所述定时器在所述输出晶体管的传导端上的电压达到参考电压时开始并且在通过所述输出晶体管的电流达到零时停止。然后，对目标电压与在所述定时器活跃时累积的电压之间的电压差进行采样以产生采样电压，如果所述累积电压不等于所述目标电压，所述采样电压限定新的参考电压，使得所述参考电源根据所述输出晶体管的操作特性进行适应性地调整。

在实施例中，一种SMPS包括：变压器，所述变压器具有第一绕组和第二绕组，所述第一绕组连接至输入节点并且所述第二绕组连接至输出节点；输入开关，所述输入开关连接至所述变压器的所述第一绕组；输出晶体管，所述输出晶体管连接至所述变压器的所述第二绕组；以及控制电路，所述控制电路连接至所述输出晶体管。所述控制电路包括：调节器，所述调节器被配置成在传导端上的电压达到参考电平时根据所述输出晶体管的所述传导端上的电压来调节所述输出晶体管的控制端上的电压；定时器，所述定时器被配置成在所述输出晶体管的所述传导端上的电压达到所述参考电压时开始并且在通过所述输出晶体管的电流达到零时停止；以及采样电路，所述采样电路连接至所述定时器，所述采样电路被配置成对目标电压与在所述定时器活跃时累积的电压之间的电压差进行采样以产生采样电压，如果所述累积电压不等于所述目标电压，所述采样电压限定新的参考电压，其中，所述控制电路被配置成使用最近的参考电压来进行循环操作，使得所述参考电压根据所述输出晶体管的操作特性进行适应性地调整。

在实施例中，所述控制电路另外包括放大器，所述放大器接收所述累积电压和所述目标电压，以便产生所述电压差。

在实施例中，所述控制电路另外包括第二放大器，所述第二放大器接收所述采样电压以及偏移电压和所述输出晶体管的所述传导端上的电压的组合电压，以便判定所述输出晶体管的所述传导端上的电压何时达到所述参考电压。

在实施例中，所述控制电路另外包括比较器，所述比较器比较所述输出晶体管的所述控制端上的电压与预先限定的电压，以便判定所述输出晶体管的所述控制端上的电压何时降到所述预先限定的电压以下。

在实施例中，所述控制电路另外包括逻辑电路，所述逻辑电路响应于所述比较器的输出信号而输出控制信号，以便开始对所述目标电压与所述累积电压之间的所述电压差进行采样。