[实用新型]比较器型的单边调整器和调整系统

说明书

本实用新型属于电子电路技术领域，提供了一种比较器型的单边调整器和调整系统，包括驱动模块、比较模块以及下拉模块，通过输出驱动信号以控制副边场效应管从关断变为导通，并维持导通状态；然后根据比较信号判断当副边输出电压高于基准电压时，控制副边场效应管的栅极与源极间电压下降，以使副边输出电压下降；并当副边输出电压低于基准电压时，则控制副边场效应管的栅极与源极间电压维持不变；以及当经过预设时间后，副边输出电压急剧变化时，控制副边场效应管关断，并将副边场效应管的栅极与源极间电压下拉至零。不需要传统负反馈环路型调制器的环路稳定性补偿；实现快速响应，调制电压的纹波更小；并且有效的避免了额外功耗，提升了系统效率。

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，尤其涉比较器型的单边调整器和调整系统。

背景技术

反激式AC/DC电源是电子设备如手机、笔记本电脑、平板电脑、电视常用的拓扑结构，图1示出了现有技术中涉及的副边同步整流控制的反激式AC/DC的示例电路图。近年来，随着USB PD的普及，以及更严格的能效标准如欧洲CoC和美国DOE6级的推出，对支持CCM工作模式(连续导通模式)的副边同步整流控制方案的需求越来越强烈，以实现在高功率输出的情况下，提升系统效率，满足能效要求。

对于工作在CCM模式下的AC/DC电源，面临的一个关键问题是当原边MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，场效晶体管)开始导通时，需尽快关断副边MOSFET,以防止原副边直通导致副边MOSFET VDS应力过高，甚至于损坏副边MOSFET。

为了达到快速关断副边MOSFET的目的，目前通常采取的电路实现方式是带负反馈环路的闭环VDS调整器，如图2所示。

图3示出了带VDS调整功能的理想波形图，当副边MOSFET导通时，随着Isd电流的逐渐降低，VDS电压逐渐接近0V，当Isd电流降低到一定程度(t0时刻)，VDS调整器将VDS稳定在一个固定电压附近，即Vref，如-50mV。在t0～t1的过程中，随着Isd的降低，为维持VDS为恒定电压，反馈环路将使得Vgs逐渐降低。

当t1时刻原边MOSFET开始导通时，副边MOSFET的VDS电压将急剧上升，从而有利于副边快速响应并关断副边MOSFET；同时，由于副边MOSFET的Vgs在t0～t1期间被调整至较低电压，MOSFET的关断速度也会更快。因此，副边MOSFET关断后的VDS应力尖峰电压将得到有效的降低。

但在实际的反激式AC/DC系统以及电路实现过程中，由于负反馈环路的带宽限制，以及系统的寄生电容、变压器漏感等的影响，VDS调整的实际波形将如图4或图5所示。

以图4为例:在t0～t1的VDS调整过程中，t0时刻Vgs开始下降，MOSFET的等效阻抗增大，从而VDS电压变低。由于受负反馈环路的响应速度所限，VDS调整电压会存在过调现象，即VDS下降电压将低于参考电压Vref。因此，反馈环路将重新使Vgs上升来消除过调。同理，当Vgs电压上升后，负反馈环路的响应速度再度使得VDS偏离理想调整电压，即VDS大于参考电压Vref,因此，Vgs将再次下降，如此反复。在整个VDS调整过程中，Vgs将存在反复的充放电行为，从而带来额外的系统功耗，降低系统效率。

在不同的应用系统中，由于采用的MOSFET以及系统的漏感、寄生电容等都不一样，甚至会出现图5所示的波形，VDS调整过程中的纹波很大甚至接近0V，导致副边MOSFET提前误关断，带来系统效率的损失。

另外，带负反馈环路的VDS调整器需考虑反馈系统的稳定性，而对于不同的应用系统，外部MOSFET以及漏感的不同使得负反馈系统的补偿变得复杂，很难兼容所有系统的稳定性。同时，为了获得足够快的调整速度，负反馈系统需要牺牲更大的功耗实现，进一步降低了系统效率。

因此，现有的带负反馈环路的调整器技术存在着补偿方式较为复杂，难以兼容所有系统的稳定性和降低了系统效率的问题。