[发明专利]一种同步整流器

说明书

本发明公开了一种同步整流器，包括第一开关，当施加输入电压时向负载侧供电；高速开关部分，其根据第一开关的接通/断开来控制输出到负载侧的电压。高速开关部分包括：多个半导体开关，其包括至少一个内部二极管；以及多个半导体开关。与半导体开关并联连接的高速二极管。多个半导体开关可以串联连接。根据本发明，在半导体开关全部关断的空载时间期间，半导体开关的内部二极管不导通，从而减少了电路内的开关损耗并最大化了同步整流器的效率。

技术领域

具有内置晶体管的同步整流器技术领域本发明涉及一种同步整流器，尤其涉及一种具有内置晶体管的同步整流器。

背景技术

近来，为了设计高效电源，使用了许多具有高频开关的开关电源。此时，作为电路方法，存在使用变压器等对输入输出进行绝缘的绝缘电源。另外，在用于实现上述隔离电源装置的电路方案中，经常使用用于减小开关损耗的谐振转换器。谐振转换器中的LLC谐振半桥转换器原则上具有高效功率转换的优点，因为没有开关损耗。

用于LLC谐振半桥转换器的整流方法包括使用二极管的二极管整流方法和使用半导体开关的同步整流器整流方法。

图1是示出使用传统二极管的降压转换器的电路图。

当作为半导体开关的第一开关Q1导通时，图1所示的降压转换器电路控制输出电压。在这种情况下，当第一开关Q1断开时，二极管D导通以控制输出电压。当额定电压高于200V时，二极管D的正向电压具有约1.5V或更高的电压。

图2是示出使用常规半导体开关的用于降压转换器的同步整流器的电路图。

图2的（a）中所示的同步整流器是使用第二开关Q2的同步整流器，该第二开关Q2是半导体开关，代替图1所示的电路图中的二极管D。在这种情况下，与第二开关Q2并联连接的二极管是内部二极管D2。

如上所述，当通过使用第二开关Q2使第二开关Q2与图1所示的降压转换器导通时，第二开关Q2导通。电阻非常小，可以减少第二个开关（Q2）导通（on）引起的损耗。例如，可以使第二开关Q2的导通电压非常低，并且可以使第二开关Q2的导通电压小于0.1V。

然而，如上所述，当施加第二开关Q2时，如果第二开关Q2的内部二极管D2的开关速度慢，则可能导致大的开关损耗。即，在第二开关Q2接通的同时第二开关Q2断开，并且在第一开关Q1接通之前第一开关Q1和第二开关Q1接通。，Q2）的时间很短，但是全部关闭。第一开关Q1和第二开关Q2均截止的时间称为空载时间，在该空载时间内，第二开关Q2的内部二极管D2导通。可以。因此，当第一开关Q1导通时，在第一开关Q2的内部二极管D2截止的同时会发生很大的开关损耗。作为参考，半导体开关的内部二极管D1和D2通常具有较长的反向恢复时间。

另外，图2B所示的同步整流器具有与第二开关Q2并联的高速二极管，以改善由内部二极管D2与第二开关Q2一起的缓慢开关速度引起的开关损耗。

但是，如上所述，在死区期间，通过安装高速二极管Ds，第二开关Q2的内部二极管D2和高速二极管Ds可以同时导通。特别地，当输入电压高时，快速二极管Ds的击穿电压可能高，因此快速二极管Ds不能用作具有低正向电压降的肖特基二极管。因此，当内部二极管D2和快速二极管Ds同时导通时，由于内部二极管D2具有缓慢的反向恢复时间，因此开关损耗可能非常大。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种即使在使用半导体开关时也不会通过防止半导体开关的内部二极管导通（接通）而不会增加开关损耗的同步整流器。

根据本发明实施例的同步整流器，第一开关用于在施加输入电压时向负载侧供电；以及一种高速开关单元，其根据所述第一开关的接通-断开来控制输出到负载侧的电压，其中，所述高速开关单元包括：多个半导体开关，所述多个半导体开关包括至少一个内部二极管；以及并且，高速二极管与半导体开关并联连接，并且多个半导体开关可以串联连接。