CN106452124B - 电源转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电源转换装置，包括变压器、同步整流晶体管以及同步整流控制电路。变压器的一次侧的第一端用以接收输入电压。变压器的二次侧的第一端用以输出直流电压。同步整流晶体管的漏极端耦接变压器的二次侧的第二端。同步整流晶体管的源极端耦接接地端。同步整流控制电路接收同步整流晶体管的漏极端的信号以做为检测信号，并据以产生工作周期信号。同步整流控制电路将工作周期信号转换为充电电流与放电电流以对储能元件进行充放电并据以产生第一电压，且根据第一电压来禁能同步整流晶体管。本发明可避免功率开关的导通时间区间与同步整流晶体管的导通时间区间发生重叠而产生噪声，且可避免造成电源转换装置内部电路元件的损坏。

Description

电源转换装置
技术领域
本发明是有关于一种电源装置，且特别是有关于一种电源转换装置。
背景技术
电源转换装置为现代电子装置中不可或缺的元件。在以脉宽调制(pulse widthmodulation，简称：PWM)控制为基础的电源转换装置中，电源转换装置的二次侧通常具有整流二极管。由于整流二极管在导通状态下的功率消耗较大，因此可采用导通电阻(Rds-on)较低的同步整流晶体管来取代整流二极管，以提升电源转换装置的转换效率。在这样的架构下，尚需要一同步整流控制器来控制二次侧的同步整流晶体管的启闭。
一般来说，当电源转换装置的二次侧的同步整流晶体管导通时，同步整流控制器可测量同步整流晶体管的漏极与源极之间的跨压以决定何时可将同步整流晶体管关断。然而，上述方式仅适用于电源转换装置是操作在非连续电流模式(discontinuous currentmode，简称：DCM)或边界电流模式(boundary current mode，简称：BCM)的情况之下，并不适用于电源转换装置操作在连续电流模式(continuous current mode，简称：CCM)的情况之下。若是将上述方式应用在电源转换装置的连续电流模式之下，则电源转换装置的一次侧的功率开关与二次侧的同步整流晶体管可能会发生同时导通的状况。如此一来，可能会产生噪声且造成电源转换装置内部电路元件的损坏。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电源转换装置。此电源转换装置可操作在非连续电流模式、边界电流模式或是连续电流模式之下。当电源转换装置操作在连续电流模式时，同步整流控制电路可在电源转换装置的一次侧的功率开关导通前，将电源转换装置的二次侧的同步整流晶体管关断。如此一来，可避免功率开关与同步整流晶体管因同时为导通状态而产生噪声，且可避免造成电源转换装置内部电路元件的损坏。
本发明的电源转换装置可包括变压器、同步整流晶体管以及同步整流控制电路。变压器可具有一次侧与二次侧，其中一次侧的第一端可用以接收输入电压，而二次侧的第一端则可用以提供输出电压给负载。同步整流晶体管的漏极端可耦接二次侧的第二端。同步整流晶体管的源极端可耦接第一接地端。同步整流晶体管的栅极端则可用以接收控制信号。同步整流控制电路可耦接到同步整流晶体管。同步整流控制电路可接收同步整流晶体管的漏极端的信号以做为检测信号，并根据检测信号产生至少一工作周期信号。同步整流控制电路可将此至少一工作周期信号转换为充电电流与放电电流，根据充电电流与放电电流对储能元件进行充电与放电以产生第一电压，并根据第一电压产生控制信号以禁能同步整流晶体管。
在本发明的一实施例中，上述的至少一工作周期信号可包括第一工作周期信号。上述的同步整流控制电路可包括第一控制电路、第一比较器以及第二控制电路。第一控制电路可用以对检测信号与第一参考电压进行比较以产生第一工作周期信号。第一控制电路可将第一工作周期信号转换为充电电流与放电电流。第一控制电路可在第一工作周期信号的致能期间对储能元件进行充电且在第一工作周期信号的禁能期间对储能元件进行放电，以产生第一电压。第一比较器可耦接到第一控制电路以接收第一电压，且对第一电压与第一临界电压进行比较以产生第一比较信号。第二控制电路可耦接到第一比较器以接收第一比较信号。当第一比较信号指示第一电压小于第一临界电压时，第二控制电路可产生控制信号以禁能同步整流晶体管。
在本发明的一实施例中，上述的第一控制电路可包括第二比较器、转换电路以及充放电电容。第二比较器的非反相输入端可接收检测信号。第二比较器的反相输入端可接收第一参考电压。第二比较器的输出端可输出第一工作周期信号。转换电路可耦接到第二比较器以接收第一工作周期信号。转换电路可对反相的第一工作周期信号进行转换以产生充电电流。转换电路可对第一工作周期信号进行转换以产生放电电流。充放电电容的第一端可耦接到转换电路。充放电电容的第二端可耦接到第一接地端。转换电路可在第一工作周期信号的致能期间以充电电流对充放电电容进行充电，且可在第一工作周期信号的禁能期间以放电电流对充放电电容进行放电，以产生第一电压。
在本发明的一实施例中，上述的转换电路可包括反相器、充电电路以及放电电路。反相器的输入端可耦接到第二比较器的输出端。充电电路的致能端可耦接到第二比较器的输出端以接收第一工作周期信号。充电电路的输入端可耦接到反相器的输出端以接收反相的第一工作周期信号。充电电路可将反相的第一工作周期信号转换为充电电流，且可在第一工作周期信号的致能期间以充电电流对充放电电容进行充电。放电电路的输入端可耦接到第二比较器的输出端以接收第一工作周期信号。放电电路的致能端可耦接到反相器的输出端以接收反相的第一工作周期信号。放电电路可将第一工作周期信号转换为放电电流，且在第一工作周期信号的禁能期间以放电电流对充放电电容进行放电。
在本发明的一实施例中，上述的充电电路可包括第一电阻、第一电容、第二电阻、第二电容、电压至电流转换器以及充电开关。第一电阻的第一端可耦接到充电电路的输入端以接收反相的第一工作周期信号。第一电容的第一端可耦接到第一电阻的第二端。第一电容的第二端可耦接到第一接地端。第二电阻的第一端可耦接到第一电阻的第二端。第二电容的第一端可耦接到第二电阻的第二端以产生充电电压。第二电容的第二端可耦接到第一接地端。电压至电流转换器可耦接到第二电容的第一端以接收充电电压，并据以产生充电电流。充电开关的控制端可耦接到充电电路的致能端以接收第一工作周期信号。充电开关可耦接在电压至电流转换器与充放电电容的第一端之间。充电开关可在第一工作周期信号的致能期间传输充电电流以对充放电电容进行充电。
在本发明的一实施例中，上述的充电电路可包括第一晶体管、第一电阻、第一电容、电压至电流转换器以及充电开关。第一晶体管的漏极端可耦接到电源端。第一晶体管的栅极端可耦接到充电电路的输入端以接收反相的第一工作周期信号。第一电阻的第一端可耦接到第一晶体管的源极端。第一电阻的第二端可耦接到第一接地端。第一电容的第一端可耦接到第一晶体管的源极端以产生充电电压。第一电容的第二端可耦接到第一接地端。电压至电流转换器可耦接到第一电容的第一端以接收充电电压，并据以产生充电电流。充电开关的控制端可耦接到充电电路的致能端以接收第一工作周期信号。充电开关可耦接在电压至电流转换器与充放电电容的第一端之间。充电开关可在第一工作周期信号的致能期间传输充电电流以对充放电电容进行充电。
在本发明的一实施例中，上述的充电电路可包括可控电流源、第一电容、电压至电流转换器以及充电开关。可控电流源的控制端可耦接到充电电路的输入端以接收反相的第一工作周期信号。可控电流源的第一端可耦接到电源端。第一电容的第一端可耦接到可控电流源的第二端以产生充电电压。第一电容的第二端可耦接到第一接地端。电压至电流转换器可耦接到第一电容的第一端以接收充电电压，并据以产生充电电流。充电开关的控制端可耦接到充电电路的致能端以接收第一工作周期信号。充电开关可耦接在电压至电流转换器与充放电电容的第一端之间。充电开关可在第一工作周期信号的致能期间传输充电电流以对充放电电容进行充电。
在本发明的一实施例中，上述的放电电路可包括第一电阻、第一电容、第二电阻、第二电容、电压至电流转换器以及放电开关。第一电阻的第一端可耦接到放电电路的输入端以接收第一工作周期信号。第一电容的第一端可耦接到第一电阻的第二端。第一电容的第二端可耦接到第一接地端。第二电阻的第一端可耦接到第一电阻的第二端。第二电容的第一端可耦接到第二电阻的第二端以产生放电电压。第二电容的第二端可耦接到第一接地端。电压至电流转换器可耦接到第二电容的第一端以接收放电电压，并据以产生放电电流。放电开关的控制端可耦接到放电电路的致能端以接收反相的第一工作周期信号。放电开关可耦接在电压至电流转换器与充放电电容的第一端之间。放电开关可在第一工作周期信号的禁能期间传输放电电流以对充放电电容进行放电。
在本发明的一实施例中，上述的放电电路可包括第一晶体管、第一电阻、第一电容、电压至电流转换器以及放电开关。第一晶体管的漏极端可耦接到电源端。第一晶体管的栅极端可耦接到放电电路的输入端以接收第一工作周期信号。第一电阻的第一端可耦接到第一晶体管的源极端。第一电阻的第二端可耦接到第一接地端。第一电容的第一端可耦接到第一晶体管的源极端以产生放电电压。第一电容的第二端可耦接到第一接地端。电压至电流转换器可耦接到第一电容的第一端以接收放电电压，并据以产生放电电流。放电开关的控制端可耦接到放电电路的致能端以接收反相的第一工作周期信号。放电开关可耦接在电压至电流转换器与充放电电容的第一端之间。放电开关可在第一工作周期信号的禁能期间传输放电电流以对充放电电容进行放电。
在本发明的一实施例中，上述的放电电路可包括可控电流源、第一电容、电压至电流转换器以及放电开关。可控电流源的控制端可耦接到放电电路的输入端以接收第一工作周期信号。可控电流源的第一端可耦接到电源端。第一电容的第一端可耦接到可控电流源的第二端以产生放电电压。第一电容的第二端可耦接到第一接地端。电压至电流转换器可耦接到第一电容的第一端以接收放电电压，并据以产生放电电流。放电开关的控制端可耦接到放电电路的致能端以接收反相的第一工作周期信号。放电开关可耦接在电压至电流转换器与充放电电容的第一端之间。放电开关可在第一工作周期信号的禁能期间传输放电电流以对充放电电容进行放电。
在本发明的一实施例中，上述的电源转换装置还包括第三控制电路。第三控制电路可用以对检测信号与第二临界电压进行比较以产生第二比较信号，且耦接到第一控制电路。第二控制电路还耦接到第三控制电路以接收第二比较信号。当电源转换装置操作于非连续电流模式DCM或边界电流模式BCM且第二比较信号指示检测信号大于第二临界电压时，第二控制电路可产生控制信号以禁能同步整流晶体管，且第三控制电路可重置该第一电压。当电源转换装置操作于连续电流模式CCM且第一比较信号指示第一电压小于第一临界电压时，第二控制电路可产生控制信号以禁能同步整流晶体管。
在本发明的一实施例中，上述的第三控制电路可包括第三比较器、单击电路以及重置开关。第三比较器的非反相输入端可接收检测信号。第三比较器的反相输入端可接收第二临界电压。第三比较器的输出端可输出第二比较信号。单击电路可耦接到第三比较器以接收第二比较信号，并据以产生脉冲信号。重置开关的第一端可耦接到第一控制电路的输出端。重置开关的第二端可耦接到第一接地端。重置开关的控制端可耦接到单击电路以接收脉冲信号。重置开关可反应于脉冲信号的致能而被导通以重置第一电压。
在本发明的一实施例中，上述的第一工作周期信号的致能期间为同步整流晶体管的关断期间，且第一工作周期信号的禁能期间包括同步整流晶体管的导通期间。
在本发明的一实施例中，上述的电源转换装置还包括功率开关。功率开关的第一端可耦接一次侧的第二端。功率开关的第二端可耦接第二接地端。功率开关的控制端可受控于脉宽调制信号。第一工作周期信号的致能期间可为功率开关的导通期间，且第一工作周期信号的禁能期间可为该功率开关的关断期间。
在本发明的一实施例中，上述的充电电流的电流值与第一工作周期信号的禁能期间的时间长短成正比。上述的放电电流的电流值与第一工作周期信号的致能期间的时间长短成正比。
在本发明的一实施例中，上述的至少一工作周期信号可包括第一工作周期信号与第二工作周期信号。上述的同步整流控制电路可包括第一控制电路、第一比较器以及第二控制电路。第一控制电路可用以对检测信号与第一参考电压进行比较以产生第一工作周期信号。第一控制电路可用以对检测信号与第二参考电压进行比较以产生第二工作周期信号。第一控制电路可将第一工作周期信号转换为放电电流。第一控制电路可将第二工作周期信号转换为充电电流。第一控制电路可在第一工作周期信号的致能期间对储能元件进行充电且可在第二工作周期信号的致能期间对储能元件进行放电，以产生第一电压。第一比较器可耦接到第一控制电路以接收第一电压，且可对第一电压与第一临界电压进行比较以产生第一比较信号。第二控制电路可耦接到第一比较器以接收第一比较信号。当第一比较信号指示第一电压小于第一临界电压时，第二控制电路可产生控制信号以禁能同步整流晶体管。
在本发明的一实施例中，上述的第一控制电路可包括第二比较器、第三比较器、转换电路以及充放电电容。第二比较器的非反相输入端可接收检测信号。第二比较器的反相输入端可接收第一参考电压。第二比较器的输出端可输出第一工作周期信号。第三比较器的反相输入端可接收检测信号。第三比较器的非反相输入端可接收第二参考电压。第三比较器的输出端可输出第二工作周期信号。转换电路可耦接到第二比较器以接收第一工作周期信号，且可耦接到第三比较器以接收第二工作周期信号。转换电路可对第二工作周期信号进行转换以产生充电电流。转换电路可对第一工作周期信号进行转换以产生放电电流。充放电电容的第一端可耦接到转换电路。充放电电容的第二端可耦接到第一接地端。转换电路可在第一工作周期信号的致能期间以充电电流对充放电电容进行充电，且可在第二工作周期信号的致能期间以放电电流对充放电电容进行放电，以产生第一电压。
在本发明的一实施例中，上述的转换电路可包括充电电路以及放电电路。充电电路的致能端可耦接到第二比较器的输出端以接收第一工作周期信号。充电电路的输入端可耦接到第三比较器的输出端以接收第二工作周期信号。充电电路可将第二工作周期信号转换为充电电流，且可在第一工作周期信号的致能期间以充电电流对充放电电容进行充电。放电电路的输入端可耦接到第二比较器的输出端以接收第一工作周期信号。放电电路的致能端可耦接到第三比较器的输出端以接收第二工作周期信号。放电电路可将第一工作周期信号转换为放电电流，且可在第二工作周期信号的致能期间以放电电流对充放电电容进行放电。
在本发明的一实施例中，上述的电源转换装置还包括功率开关。功率开关的第一端可耦接一次侧的第二端。功率开关的第二端可耦接第二接地端。功率开关的控制端可受控于脉宽调制信号。第一工作周期信号的致能期间可为功率开关的导通期间，且第二工作周期信号的致能期间可包括同步整流晶体管的导通期间，其中第一参考电压可大于第二参考电压。
在本发明的一实施例中，上述的充电电流的电流值与第二工作周期信号的致能期间的时间长短成正比。上述的放电电流的电流值与第一工作周期信号的致能期间的时间长短成正比。
基于上述，本发明实施例的电源转换装置可操作在非连续电流模式、边界电流模式或是连续电流模式下。当电源转换装置操作在连续电流模式时，同步整流控制电路可在电源转换装置的一次侧的功率开关导通前，将电源转换装置的二次侧的同步整流晶体管关断。如此一来，可避免功率开关的导通时间区间与同步整流晶体管的导通时间区间发生重叠而产生噪声，且可避免造成电源转换装置内部电路元件的损坏。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
下面的附图是本发明的说明书的一部分，示出了本发明的示例实施例，附图与说明书的描述一起说明本发明的原理。
图1是本发明一实施例所示出的电源转换装置的电路示意图；
图2为本发明一实施例所示出的同步整流控制电路的电路方块示意图；
图3为图1的电源转换装置及图2的同步整流控制电路操作在非连续电流模式或边界电流模式的信号时序示意图；
图4为图1的电源转换装置及图2的同步整流控制电路操作在连续电流模式的信号时序示意图；
图5为图2的同步整流控制电路的电路架构示意图；
图6A～图6C为图5的充电电路的电路示意图；
图6D为图6A～图6C的充电电路的信号波形示意图；
图7A～图7C为图5的放电电路的电路示意图；
图8为本发明另一实施例所示出的同步整流控制电路的电路方块示意图；
图9为图8的同步整流控制电路的电路架构示意图；
图10为图1的电源转换装置及图8的同步整流控制电路操作在非连续电流模式或边界电流模式的信号时序示意图；
图11为图1的电源转换装置及图8的同步整流控制电路操作在连续电流模式的信号时序示意图；
图12为本发明又一实施例所示出的同步整流控制电路的电路方块示意图；
图13为图12的同步整流控制电路的电路架构示意图；
图14为图1的电源转换装置及图12、图13的同步整流控制电路操作在非连续电流模式或边界电流模式下的信号时序示意图；
图15为图1的电源转换装置及图12、图13的同步整流控制电路操作在连续电流模式下的信号时序示意图。
附图标记说明：
100：电源转换装置；
110：脉宽调制信号产生器；
160、160’、160”：同步整流控制电路；
162、862：第一控制电路；
1620、8620：转换电路；
1621：充电电路；
1623：放电电路；
164：第一比较器；
165：储能元件；
166：第二控制电路；
168：第三控制电路；
1680：单击电路；
6620：电压至电流转换器；
6622：可控电流源；
C1：第一电容；
C2：第二电容；
CC：充放电电容；
CMP2：第二比较器；
CMP3：第三比较器；
Co：电容；
Dr：寄生二极管；
EN：致能端；
GND1：第一接地端；
GND2：第二接地端；
I1：充电电流；
I2：放电电流；
IN：输入端；
INV：反相器；
Isec：电流；
M：线圈比；
Mp：功率开关；
Msr：同步整流晶体管；
Np：一次侧；
Ns：二次侧；
PLS：脉冲信号；
PWM：脉宽调制信号；
Q1：第一晶体管；
R1：第一电阻；
R2：第二电阻；
RL：负载；
SC1：第一比较信号；
SC2：第二比较信号；
SD1：第一工作周期信号；
SD2：第二工作周期信号；
SD1B：反相的第一工作周期信号；
SW1：充电开关；
SW2：放电开关；
SWR：重置开关；
T：变压器；
T0～T4、T10～T14、T20～T24、T30～T34、T40～T44、T41_1、T50～T54、T51_1：时间；
V66：充电电压；
V77：放电电压；
VCC：电源端；
VCT：第一电压；
VD：检测信号
VG：控制信号；
VIN：输入电压；
VOUT：直流输出电压；
VR1：第一参考电压；
VR2：第二参考电压；
VT1：第一临界电压；
VT2：第二临界电压；
VP：波峰值；
VTH_ON：参考电压值。
具体实施方式
为了使本发明的内容可以被更容易明了，以下特举实施例做为本发明确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤，是代表相同或类似部件。
图1是本发明一实施例所示出的电源转换装置100的电路示意图。请参照图1，电源转换装置100包括变压器T、同步整流晶体管Msr、同步整流控制电路160、功率开关Mp以及脉宽调制信号产生器110。变压器T包括一次侧Np与二次侧Ns，其中，一次侧Np的第一端(例如同名端(common-polarity terminal，即打点处)用以接收输入电压VIN，而二次侧Ns的第一端(例如异名端(opposite-polarity terminal，即未打点处)则用以提供直流输出电压VOUT给负载RL(例如电子装置)，但不限于此。
同步整流晶体管Msr的漏极端耦接二次侧Ns的第二端(例如同名端)。同步整流晶体管Msr的源极端耦接第一接地端GND1。同步整流晶体管Msr的栅极端则用以接收控制信号VG。同步整流控制电路160耦接到同步整流晶体管Msr的漏极端。同步整流控制电路160接收同步整流晶体管Msr的漏极端的信号(例如电压信号)以做为检测信号VD，并根据检测信号VD产生至少一工作周期信号(例如第一工作周期信号或第二工作周期信号)。同步整流控制电路160可将此至少一工作周期信号转换为充电电流I1与放电电流I2。同步整流控制电路160可根据充电电流I1与放电电流I2对储能元件165分别进行充电与放电以产生第一电压VCT。同步整流控制电路160可根据第一电压VCT产生控制信号VG以禁能同步整流晶体管Msr。值得一提的是，同步整流晶体管Msr的漏极端与本体(body)端之间具有寄生二极管Dr。
另一方面，功率开关Mp的第一端耦接一次侧Np的第二端(例如异名端)。功率开关Mp的第二端耦接第二接地端GND2。而功率开关Mp的控制端则用以接收脉宽调制信号PWM。脉宽调制信号产生器110耦接功率开关Mp的控制端，可用以根据负载RL的状态(或是电源供应需求)而产生并调整脉宽调制信号PWM。
以下请同时参照图1与图2。图2为本发明一实施例所示出的同步整流控制电路160的电路方块示意图。如图2所示，同步整流控制电路160可包括第一控制电路162、第一比较器164、第二控制电路166以及第三控制电路168。在图2所示的实施例中，当电源转换装置100操作在连续电流模式下时，可由第一控制电路162与第一比较器164来判断何时可禁能同步整流晶体管Msr，以避免功率开关Mp的导通时间区间与同步整流晶体管Msr的导通时间区间发生重叠。相对地，当电源转换装置100操作在非连续电流模式或边界电流模式下时，可由第三控制电路168来判断何时可禁能同步整流晶体管Msr。
更进一步来说，第一控制电路162可用以对检测信号VD与第一参考电压VR1进行比较以产生第一工作周期信号SD1。第一控制电路162可将第一工作周期信号SD1转换为充电电流I1与放电电流I2。第一控制电路162可在第一工作周期信号SD1的致能期间对储能元件165进行充电，且可在第一工作周期信号SD1的禁能期间对储能元件165进行放电，以产生第一电压VCT。
第一比较器164可耦接到第一控制电路162以接收第一电压VCT。第一比较器可对第一电压VCT与第一临界电压VT1进行比较以产生第一比较信号SC1。第二控制电路166可耦接到第一比较器164以接收第一比较信号SC1。
当电源转换装置100操作于连续电流模式且第一比较信号SC1指示第一电压VCT小于第一临界电压VT1时，第二控制电路166可产生控制信号VG以禁能同步整流晶体管Msr。
而第三控制电路168则可用以对检测信号VD与第二临界电压VT2进行比较以产生第二比较信号SC2。第二控制电路166可耦接到第三控制电路168以接收第二比较信号SC2。除此之外，第三控制电路168还可耦接到第一控制电路162以重置第一电压VCT。
当电源转换装置100操作于非连续电流模式或边界电流模式且第二比较信号SC2指示检测信号VD大于第二临界电压VT2时，第二控制电路166可产生控制信号VG以禁能同步整流晶体管Msr，且第三控制电路168可重置第一电压VCT。
以下请同时参照图1～图3，图3为图1的电源转换装置100及图2的同步整流控制电路160操作在非连续电流模式或边界电流模式的信号时序示意图。如图3所示，在时间T0时，功率开关Mp可反应于脉宽调制信号PWM的致能(例如逻辑高位准)而导通，输入电压VIN可提供电力至变压器T的一次侧Np的线圈以进行储能。在此同时，同步整流晶体管Msr及寄生二极管Dr则是截止状态。因此，检测信号VD的电压位准可为M×VIN，其中M为电压器T的二次侧Ns与一次侧Np的线圈比。
在时间T1时，功率开关Mp反应于脉宽调制信号PWM的禁能(例如逻辑低位准)而截止(turned off)。基于楞次定律(Lenz's law)，变压器T的一次侧Np所储存的能量将转移至变压器T的二次侧Ns。此时，由于同步整流晶体管Msr的本体端耦接第一接地端GND1，因此同步整流晶体管Msr的漏极端的电压位准(亦即检测信号VD的电压位准)将由M×VIN下降至负的电压值，而同步整流晶体管Msr中的寄生二极管Dr将处于顺向偏压而被导通，故二次侧Ns将开始有电流Isec产生以对电容Co进行充电。
当同步整流控制电路160的第二控制电路166检测到检测信号VD的电压位准小于参考电压值VTH_ON(例如-200mV，但不限于此)时，同步整流控制电路160可产生控制信号VG以导通同步整流晶体管Msr，如时间T2所示。此时，变压器T的二次侧Ns的电流Isec将由同步整流晶体管Msr的源极端经由其内部感应的通道(channel)而流向漏极端，因此转移至变压器T的二次侧Ns的能量将持续地对电容Co进行充电，以供应直流输出电压VOUT给负载RL。
随着二次侧Ns所储存的能量持续地对电容Co进行充电，二次侧Ns的电流Isec将会持续地降低，使得检测信号VD的电压位准向上拉升。如时间T3所示，当检测信号VD的电压位准大于第二临界电压VT2时，第二控制电路166可产生控制信号VG以禁能同步整流晶体管Msr，此时，二次侧Ns的电流Isec仍可流经同步整流晶体管Msr中的寄生二极管Dr以对电容Co进行充电，直到二次侧Ns的电流Isec降至零为止(如时间T4所示)。在时间T4，功率开关Mp与同步整流晶体管Msr皆为截止状态。由于变压器T所储存的能量已经转移结束，因此其一次侧Np的线圈与功率开关Mp的寄生电容以及一次侧Np的线圈中的电感将开始产生谐振。直到功率开关Mp再次导通后，输入电压VIN可再次提供电力至变压器T的一次侧Np的线圈以进行储能，并随后重复地执行类似于时间T0到时间T4之间的运作。
另一方面，在电源转换装置100的上述运作期间，第一控制电路162可对检测信号VD与第一参考电压VR1进行比较以产生第一工作周期信号SD1(如图3所示)。第一控制电路162可将第一工作周期信号SD1转换为充电电流I1与放电电流I2。第一控制电路162可在第一工作周期信号SD1的致能期间(例如自时间T0至时间T1的时间区间)以充电电流I1对储能元件165进行充电，且可在第一工作周期信号SD1的禁能期间(例如自时间T1至时间T3的时间区间)以放电电流I2对储能元件165进行放电，以产生第一电压VCT(如图3所示)。
第一比较器164可对第一电压VCT与第一临界电压VT1(例如趋近0V，但不限于此)进行比较以产生第一比较信号SC1。在图3所示的非连续电流模式或边界电流模式中，在时间T3时，第三控制电路168所接收到的检测信号VD的电压位准已大于第二临界电压VT2，然而此时第一控制电路162所产生的第一电压VCT尚未被放电至小于第一临界电压VT1。因此，当电源转换装置100操作于非连续电流模式或边界电流模式时，第二控制电路166可根据第三控制电路168所产生的第二比较信号SC2来禁能同步整流晶体管Msr。除此之外，第三控制电路168还可耦接到第一控制电路162以在时间T3时(即检测信号VD大于第二临界电压VT2时)重置第一电压VCT。
以下请同时参照图1、图2与图4，图4为图1的电源转换装置100及图2的同步整流控制电路160操作在连续电流模式的信号时序示意图。电源转换装置100在图4的时间T10、T11、T12的运作分别类似于在图3的时间T0、T1、T2的运作，故可参照上述图3的相关说明，在此不再赘述。
有别于电源转换装置100在图3的时间T3的运作，在图4的时间T13时，第一控制电路162所产生的第一电压VCT已被放电至小于第一临界电压VT1(可通过调整充电电流I1与放电电流I2的电流值)，然而此时第三控制电路168所接收到的检测信号VD的电压位准尚未大于第二临界电压VT2。换句话说，在连续电流模式下，由于二次侧Ns的电量可能无法在功率开关Mp再次导通(例如时间T14)之前完全传送至电容Co，故二次侧Ns的电流Isec可能无法降至零。如此一来，同步整流晶体管Msr的漏极端的电压位准(亦即检测信号VD的电压位准)可能无法在功率开关Mp再次导通(例如时间T14)之前上升到大于第二临界电压VT2。因此，当电源转换装置100操作于连续电流模式时，为了避免功率开关Mp的导通时间区间与同步整流晶体管Msr的导通时间区间发生重叠的状况，第二控制电路166可根据第一比较器164所产生的第一比较信号SC1而在功率开关Mp再次导通之前禁能同步整流晶体管Msr。
在此值得一提的是，在本发明的一实施例中，设计者可通过调整或设定第一参考电压VR1的电压位准，以使第一控制电路162所产生的第一工作周期信号SD1实质上为脉宽调制信号产生器110所产生的脉宽调制信号PWM，如图3或图4所示。如此一来，第一工作周期信号SD1的致能期间实质上即为功率开关Mp的导通期间，且第一工作周期信号SD1的禁能期间实质上即为功率开关Mp的关断期间，但本发明并不以此为限。在图3与图4所示的实施例中，第一参考电压VR1的电压位准可设定在(M×VIN)与谐振波形的最大波峰值VP之间，但本发明并不以此为限。
除此之外，充电电流I1的电流值可与第一工作周期信号SD1的禁能期间的时间长短成正比，而放电电流I2的电流值可与第一工作周期信号SD1的致能期间的时间长短成正比，但本发明并不以此为限。如此一来，充电电流I1及放电电流I2可分别如式(1)及式(2)所示，其中，K可为常数，而DUTY_Q1可为第一工作周期信号SD1(或实质上为脉宽调制信号PWM)的责任周期(dutycycle)。
I1＝K×(1－DUTY_Q1) 式(1)
I2＝K×DUTY_Q1 式(2)
以下请同时参照图2与图5。图5为图2的同步整流控制电路160的一电路架构示意图。如图5所示，第一控制电路162可包括第二比较器CMP2、转换电路1620以及充放电电容CC，其中，充放电电容CC实质上即为图2所示的储能元件165。第二比较器CMP2的非反相输入端可接收检测信号VD。第二比较器CMP2的反相输入端可接收第一参考电压VR1。第二比较器CMP2的输出端可输出第一工作周期信号SD1。
转换电路1620可耦接到第二比较器CMP2以接收第一工作周期信号SD1。转换电路1620可对反相的第一工作周期信号SD1B进行转换以产生充电电流I1。转换电路1620可对第一工作周期信号SD1进行转换以产生放电电流I2。充放电电容CC的第一端可耦接到转换电路1620，而充放电电容CC的第二端可耦接到第一接地端GND1。转换电路1620可在第一工作周期信号SD1的致能期间以充电电流I1对充放电电容CC进行充电，且可在第一工作周期信号SD1的禁能期间以放电电流I2对充放电电容CC进行放电，以产生第一电压VCT。
更进一步来说，转换电路1620可包括反相器INV、充电电路1621以及放电电路1623。反相器INV的输入端耦接到第二比较器CMP2的输出端。充电电路1621的致能端EN耦接到第二比较器CMP2的输出端以接收第一工作周期信号SD1。充电电路1621的输入端IN耦接到反相器INV的输出端以接收反相的第一工作周期信号SD1B。充电电路1621可将反相的第一工作周期信号SD1B转换为充电电流I1，且可在第一工作周期信号SD1的致能期间以充电电流I1对充放电电容CC进行充电。
放电电路1623的输入端IN可耦接到第二比较器CMP2的输出端以接收第一工作周期信号SD1。放电电路1623的致能端EN可耦接到反相器INV的输出端以接收反相的第一工作周期信号SD1B。放电电路1623可将第一工作周期信号SD1转换为放电电流I2，且可在第一工作周期信号SD1的禁能期间以放电电流I2对充放电电容CC进行放电。
以下将分别针对充电电路1621与放电电路1623的实施方式进行说明。请同时参照图5与图6A，图6A为图5的充电电路1621的一电路示意图。如图6A所示，充电电路1621可包括第一电阻R1、第一电容C1、第二电阻R2、第二电容C2、电压至电流转换器6620以及充电开关SW1。第一电阻R1的第一端耦接到充电电路1621的输入端IN以接收反相的第一工作周期信号SD1B。第一电容C1的第一端耦接到第一电阻R1的第二端。第一电容C1的第二端耦接到第一接地端GND1。第二电阻R2的第一端耦接到第一电阻R1的第二端。第二电容C2的第一端耦接到第二电阻R2的第二端以产生充电电压V66。第二电容C2的第二端耦接到第一接地端GND1。
电压至电流转换器6620耦接到第二电容C2的第一端以接收充电电压V66，并据以产生充电电流I1。充电开关SW1的控制端耦接到充电电路1621的致能端EN以接收第一工作周期信号SD1。充电开关SW1耦接在电压至电流转换器6620与充放电电容CC(如图5所示)的第一端之间。充电开关SW1可在第一工作周期信号SD1的致能期间传输充电电流I1以对充放电电容CC进行充电。
以下请同时参照图5与图6B，图6B为图5的充电电路1621的另一电路示意图。如图6B所示，充电电路1621可包括第一晶体管Q1、第一电阻R1、第一电容C1、电压至电流转换器6620以及充电开关SW1。第一晶体管Q1的漏极端耦接到电源端VCC。第一晶体管Q1的栅极端耦接到充电电路1621的输入端IN以接收反相的第一工作周期信号SD1B。第一电阻R1的第一端耦接到第一晶体管Q1的源极端。第一电阻R1的第二端耦接到第一接地端GND1。第一电容C1的第一端耦接到第一晶体管Q1的源极端以产生充电电压V66。第一电容C1的第二端耦接到第一接地端GND1。
电压至电流转换器6620耦接到第一电容C1的第一端以接收充电电压V66，并据以产生充电电流I1。充电开关SW1的控制端耦接到充电电路1621的致能端EN以接收第一工作周期信号SD1。充电开关SW1耦接在电压至电流转换器6620与充放电电容CC(如图5所示)的第一端之间。充电开关SW1可在第一工作周期信号SD1的致能期间传输充电电流I1以对充放电电容CC进行充电。
以下请同时参照图5与图6C，图6C为图5的充电电路1621的又一电路示意图。如图6C所示，充电电路1621可包括可控电流源6622、第一电容C1、电压至电流转换器6620以及充电开关SW1。可控电流源6622的控制端耦接到充电电路1621的输入端以接收反相的第一工作周期信号SD1B。可控电流源6622的第一端耦接到电源端VCC。第一电容C1的第一端耦接到可控电流源6622的第二端以产生充电电压V66。第一电容C1的第二端耦接到第一接地端GND1。
电压至电流转换器6620耦接到第一电容C1的第一端以接收充电电压V66，并据以产生充电电流I1。充电开关SW1的控制端耦接到充电电路1621的致能端EN以接收第一工作周期信号SD1。充电开关SW1耦接在电压至电流转换器6620与充放电电容CC(如图5所示)的第一端之间。充电开关SW1可在第一工作周期信号SD1的致能期间传输充电电流I1以对充放电电容CC进行充电。
以下请同时参照图6A～图6D，图6D为图6A～图6C的充电电路1621的一信号波形示意图。如图6D所示，当充电电路1621的输入端所接收的反相的第一工作周期信号SD1B的致能期间(例如逻辑高位准的期间)越长时，则充电电压V66的电压位准越高，因此通过电压至电流转换器6620所转换出来的充电电流I1也越大；反之亦然。
以下请同时参照图5与图7A，图7A为图5的放电电路1623的一电路示意图。如图7A所示，放电电路1623可包括第一电阻R1、第一电容C1、第二电阻R2、第二电容C2、电压至电流转换器6620以及放电开关SW2。第一电阻R1的第一端耦接到放电电路1623的输入端IN以接收第一工作周期信号SD1。第一电容C1的第一端耦接到第一电阻R1的第二端。第一电容C1的第二端耦接到第一接地端GND1。第二电阻R2的第一端耦接到第一电阻R1的第二端。第二电容C2的第一端耦接到第二电阻R2的第二端以产生放电电压V77。第二电容C2的第二端耦接到第一接地端GND1。
电压至电流转换器6620耦接到第二电容C2的第一端以接收放电电压V77，并据以产生放电电流I2。放电开关SW2的控制端耦接到放电电路1623的致能端EN以接收反相的第一工作周期信号SD1B。放电开关SW2耦接在电压至电流转换器6620与充放电电容CC(如图5所示)的第一端之间。放电开关SW2可在第一工作周期信号SD1的禁能期间传输放电电流I2以对充放电电容CC进行放电。
以下请同时参照图5与图7B，图7B为图5的放电电路1623的另一电路示意图。如图7B所示，放电电路1623可包括第一晶体管Q1、第一电阻R1、第一电容C1、电压至电流转换器6620以及放电开关SW2。第一晶体管Q1的漏极端耦接到电源端VCC。第一晶体管Q1的栅极端耦接到放电电路1623的输入端IN以接收第一工作周期信号SD1。第一电阻R1的第一端耦接到第一晶体管Q1的源极端。第一电阻R1的第二端耦接到第一接地端GND1。第一电容C1的第一端耦接到第一晶体管Q1的源极端以产生放电电压V77。第一电容C1的第二端耦接到第一接地端GND1。
电压至电流转换器6620耦接到第一电容C1的第一端以接收放电电压V77，并据以产生放电电流I2。放电开关SW2的控制端耦接到放电电路1623的致能端EN以接收反相的第一工作周期信号SD1B。放电开关SW2耦接在电压至电流转换器6620与充放电电容CC(如图5所示)的第一端之间。放电开关SW2可在第一工作周期信号SD1的禁能期间传输放电电流I2以对充放电电容CC进行放电。
以下请同时参照图5与图7C，图7C为图5的放电电路1623的又一电路示意图。如图7C所示，放电电路1623可包括可控电流源6622、第一电容C1、电压至电流转换器6620以及放电开关SW2。可控电流源6622的控制端耦接到放电电路1623的输入端以接收第一工作周期信号SD1。可控电流源6622的第一端耦接到电源端VCC。第一电容C1的第一端耦接到可控电流源6622的第二端以产生放电电压V77。第一电容C1的第二端耦接到第一接地端GND1。
电压至电流转换器6620耦接到第一电容C1的第一端以接收放电电压V77，并据以产生放电电流I2。放电开关SW2的控制端耦接到放电电路1623的致能端EN以接收反相的第一工作周期信号SD1B。放电开关SW2耦接在电压至电流转换器6620与充放电电容CC(如图5所示)的第一端之间。放电开关SW2可在第一工作周期信号SD1的禁能期间传输放电电流I2以对充放电电容CC进行放电。
同样地，当放电电路1623的输入端所接收的第一工作周期信号SD1的致能期间(例如逻辑高位准的期间)越长时，则放电电压V77的电压位准越高，因此通过电压至电流转换器6620所转换出来的放电电流I2也越大；反之亦然。
以下请重新参照图5，在本发明的一实施例中，第三控制电路168可包括第三比较器CMP3、单击电路1680以及重置开关SWR。第三比较器CMP3的非反相输入端可接收检测信号VD。第三比较器CMP3的反相输入端可接收第二临界电压VT2。第三比较器CMP3的输出端可输出第二比较信号SC2。单击电路1680可耦接到第三比较器CMP3以接收第二比较信号SC2，并据以产生脉冲信号PLS。重置开关SWR的第一端可耦接到第一控制电路162的输出端。重置开关SWR的第二端可耦接到第一接地端GND1。重置开关SWR的控制端可耦接到单击电路1682以接收脉冲信号PLS。重置开关SWR可反应于脉冲信号PLS的致能而被导通以重置第一电压VCT。关于第三控制电路168的详细运作，已在上述图2～图4的相关描述中说明，故在此不再赘述。
以下请同时参照图1、图8与图9，图8为本发明另一实施例所示出的同步整流控制电路160’的电路方块示意图，而图9为图8的同步整流控制电路160’的一电路架构示意图。图8所示的同步整流控制电路160’可包括第一控制电路162、第一比较器164以及第二控制电路166。相较于图2所示的同步整流控制电路160，图8所示的同步整流控制电路160’可省略图2所示的第三控制电路168。更清楚来说，在图8所示实施例中，无论电源转换装置100是操作在连续电流模式、非连续电流模式或边界电流模式，皆可由第一控制电路162以及第一比较器164来判断何时可禁能同步整流晶体管Msr，以避免功率开关Mp的导通时间区间与同步整流晶体管Msr的导通时间区间发生重叠。而图8与图9所示的第一控制电路162、第一比较器164以及第二控制电路166的电路架构类似于图2与图5所示的第一控制电路162、第一比较器164以及第二控制电路166，故可参照上述图2与图5的电路架构说明，以下不再赘述。
在此需特别说明的是，图8与图9的第一参考电压VR1的电压位准可不同于图2与图5的第一参考电压VR1的电压位准。如同现有所述，在图2与图5的实施例中，设计者可通过调整或设定第一参考电压VR1的电压位准，以使第一控制电路162所产生的第一工作周期信号SD1实质上为脉宽调制信号产生器110所产生的脉宽调制信号PWM，如图3或图4所示。
相对地，在图8与图9的实施例中，设计者可通过调整或设定第一参考电压VR1的电压位准，以使第一控制电路162所产生的第一工作周期信号SD1类似于控制信号VG的反相信号，如图10或图11所示，其中图10为图1的电源转换装置100及图8的同步整流控制电路160’操作在非连续电流模式或边界电流模式的信号时序示意图，而图11为图1的电源转换装置100及图8的同步整流控制电路160’操作在连续电流模式的信号时序示意图。如此一来，第一工作周期信号SD1的致能期间为同步整流晶体管Msr的关断期间，且第一工作周期信号SD1的禁能期间可包括同步整流晶体管Msr的导通期间，但本发明并不以此为限。在图10与图11所示的实施例中，第一参考电压VR1的电压位准可设定0V，但本发明并不以此为限。
除此之外，充电电流I1的电流值可与第一工作周期信号SD1的禁能期间(或同步整流晶体管Msr的导通期间)的时间长短成正比，而放电电流I2的电流值可与第一工作周期信号SD1的致能期间(或同步整流晶体管Msr的关断期间)的时间长短成正比，但本发明并不以此为限。因此，充电电流I1及放电电流I2可分别如式(3)及式(4)所示，其中，K可为常数，而DUTY_Q2可为第一工作周期信号SD1(或约为控制信号VG)的责任周期(duty cycle)。
I1＝K×DUTY_Q2 式(3)
I2＝K×(1－DUTY_Q2) 式(4)
以下请同时参照图1、图8～图10，就电源转换装置100的整体运作来说，其中电源转换装置100在图10的时间T20、T21、T22、T24的运作分别类似于在图3的时间T0、T1、T2、T4的运作，故可参照上述图3的相关说明以类推得之，在此不再赘述。有别于电源转换装置100在图3的时间T3的运作，在图10的时间T23时，第一控制电路162所产生的第一电压VCT可被放电至小于第一临界电压VT1(通过调整式(3)的充电电流I1的电流值与式(4)的放电电流I2的电流值)。因此，当电源转换装置100操作于非连续电流模式或边界电流模式时，第二控制电路166即可根据第一控制电路162与第一比较器164所产生的第一比较信号SC1来禁能同步整流晶体管Msr，故可取代图2所示的第三控制电路168的功能。另外，图8的同步整流控制电路160’在连续电流模式下的运作(如图11所示的时间T30～T34)类似于图2的同步整流控制电路160在连续电流模式下的运作(如图4所示的时间T10～T14)，故可参考上述图4的相关说明以类推之，在此不再赘述。
以下请同时参照图1、图12～图15，图12为本发明又一实施例所示出的同步整流控制电路160”的电路方块示意图，图13为图12的同步整流控制电路160”的一电路架构示意图，图14为图1的电源转换装置100及图12、图13的同步整流控制电路160”操作在非连续电流模式或边界电流模式下的信号时序示意图，而图15为图1的电源转换装置100及图12、图13的同步整流控制电路160”操作在连续电流模式下的信号时序示意图。图12所示的同步整流控制电路160”可包括第一控制电路862、第一比较器164以及第二控制电路166。第一控制电路862可用以对检测信号VD与第一参考电压VR1进行比较以产生第一工作周期信号SD1(如图14所示)。第一控制电路862还可对检测信号VD与第二参考电压VR2进行比较以产生第二工作周期信号SD2(如图14所示)。第一控制电路862可将第一工作周期信号SD1转换为放电电流I2。第一控制电路862可将第二工作周期信号SD2转换为充电电流I1。第一控制电路862可根据充电电流I1与放电电流I2对储能元件165进行充电与放电以产生第一电压VCT(如图14所示)。
第一比较器164可耦接到第一控制电路862以接收第一电压VCT，且可对第一电压VCT与第一临界电压VT1进行比较以产生第一比较信号SC1。第二控制电路166可耦接到第一比较器164以接收第一比较信号SC1。在本实施例中，无论电源转换装置100操作于连续电流模式、非连续电流模式或是边界电流模式，只要第一比较信号SC1指示第一电压VCT小于第一临界电压VT1，则第二控制电路166可产生控制信号VG以禁能同步整流晶体管Msr(例如图14的时间T43)。
如图13所示，第一控制电路862可包括第二比较器CMP2、第三比较器CMP3、转换电路8620以及充放电电容CC，其中，充放电电容CC实质上即为图12所示的储能元件165。第二比较器CMP2的非反相输入端可接收检测信号VD。第二比较器CMP2的反相输入端可接收第一参考电压VR1。第二比较器CMP2的输出端可输出第一工作周期信号SD1。第三比较器CMP3的反相输入端可接收检测信号VD。第三比较器CMP3的非反相输入端可接收第二参考电压VR2。第三比较器CMP3的输出端可输出第二工作周期信号SD2。
转换电路8620可耦接到第二比较器CMP2以接收第一工作周期信号SD1。转换电路8620还可耦接到第三比较器CMP3以接收第二工作周期信号SD2。转换电路8620可对第二工作周期信号SD2进行转换以产生充电电流I1。转换电路8620可对第一工作周期信号SD1进行转换以产生放电电流I2。充放电电容CC的第一端可耦接到转换电路8620。充放电电容CC的第二端可耦接到第一接地端GND1。转换电路8620可在第一工作周期信号SD1的致能期间以充电电流I1对充放电电容CC进行充电，例如图14所示自时间T40至时间T41的时间区间，或是图15所示自时间T50至时间T51的时间区间。转换电路8620可在第二工作周期信号SD2的致能期间以放电电流I2对充放电电容CC进行放电(放电至0V为止)，例如图14所示自时间T41_1至时间T44的时间区间，或是图15所示自时间T51_1至时间T54的时间区间。
在此需特别说明的是，在图12与图13的实施例中，设计者可通过调整或设定第一参考电压VR1的电压位准以及第二参考电压VR2的电压位准，以使第一控制电路862所产生的第一工作周期信号SD1实质上为脉宽调制信号产生器110所产生的脉宽调制信号PWM，且使第一控制电路862所产生的第二工作周期信号SD2类似于控制信号VG，如图14所示，其中，第一参考电压VR1大于第二参考电压VR2。如此一来，第一工作周期信号SD1的致能期间即为该功率开关Mp的导通期间，且第二工作周期信号SD2的致能期间可包括同步整流晶体管Msr的导通期间，但本发明并不以此为限。换句话说，转换电路8620实质上是在功率开关Mp的导通期间以充电电流I1对充放电电容CC进行充电，且可在同步整流晶体管Msr的导通期间以放电电流I2对充放电电容CC进行放电。在图14与图15所示的实施例中，第一参考电压VR1的电压位准可设定在(M×VIN)与谐振波形的最大波峰值VP之间，而第二参考电压VR2可设定在0V，但本发明并不以此为限。
除此之外，充电电流I1的电流值可与第二工作周期信号SD2的致能期间(或同步整流晶体管Msr的导通期间)的时间长短成正比，而放电电流I2的电流值可与第一工作周期信号SD1的致能期间(或功率开关Mp的导通期间)的时间长短成正比，但本发明并不以此为限。如此一来，充电电流I1及放电电流I2可分别如式(5)及式(6)所示，其中，K可为常数，DUTY_Q1可为第一工作周期信号SD1(或脉宽调制信号PWM)的责任周期(duty cycle)，而DUTY_Q2可为第二工作周期信号SD2(或约为控制信号VG)的责任周期(duty cycle)。
I1＝K×DUTY_Q2 式(5)
I2＝K×DUTY_Q1 式(6)
更详细地说，就电源转换装置100的整体运作来说，其中电源转换装置100在图14的时间T40、T41、T42、T44的运作分别类似于在图3的时间T0、T1、T2、T4的运作，故可参照上述图3的相关说明以类推得之，在此不再赘述。有别于电源转换装置100在图3的时间T3的运作，在图14的时间T43时，第一控制电路862所产生的第一电压VCT可被放电至小于第一临界电压VT1(可通过调整式(5)的充电电流I1的电流值与式(6)的放电电流I2的电流值)。因此，当电源转换装置100操作于非连续电流模式或边界电流模式时，第二控制电路166即可根据第一控制电路862与第一比较器164所产生的第一比较信号SC1来禁能同步整流晶体管Msr，故可取代图2所示的第三控制电路168的功能。另外，图12、图13的同步整流控制电路160”在连续电流模式下的运作(如图15所示)类似于图2的同步整流控制电路160在连续电流模式下的运作(如图4所示)，故可参考上述图4的相关说明以类推之，在此不再赘述。
以下请重新参照图13，转换电路8620可包括充电电路1621以及放电电路1623。充电电路1621的致能端EN可耦接到第二比较器CMP2的输出端以接收第一工作周期信号SD1。充电电路1621的输入端IN可耦接到第三比较器CMP3的输出端以接收第二工作周期信号SD2。充电电路1621可将第二工作周期信号SD2转换为充电电流I1，且在第一工作周期信号SD1的致能期间以充电电流I1对充放电电容CC进行充电。
放电电路1623的输入端IN可耦接到第二比较器CMP2的输出端以接收第一工作周期信号SD1。放电电路1623的致能端EN可耦接到第三比较器CMP3的输出端以接收第二工作周期信号SD2。放电电路1623可将第一工作周期信号SD1转换为放电电流I2，且可在第二工作周期信号SD2的致能期间以放电电流I2对充放电电容CC进行放电。
图13所示的充电电路1621与放电电路1623分别类似于图5所示的充电电路1621与放电电路1623，故图13的充电电路1621与放电电路1623的实施方式可参照上述图5的相关说明，在此不再赘述。
综上所述，本发明实施例的电源转换装置可操作在非连续电流模式、边界电流模式或是连续电流模式下。当电源转换装置操作在连续电流模式时，同步整流控制电路可在电源转换装置的一次侧的功率开关导通前，将电源转换装置的二次侧的同步整流晶体管关断。如此一来，可避免功率开关的导通时间区间与同步整流晶体管的导通时间区间发生重叠而产生噪声，且可避免造成电源转换装置内部电路元件的损坏。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (19)

1.一种电源转换装置，其特征在于，包括：
变压器，具有一次侧与二次侧，其中所述一次侧的第一端用以接收输入电压，而所述二次侧的第一端则用以提供输出电压给负载；
同步整流晶体管，所述同步整流晶体管的漏极端耦接所述二次侧的第二端，所述同步整流晶体管的源极端耦接第一接地端，且所述同步整流晶体管的栅极端则用以接收控制信号；以及
同步整流控制电路，耦接到所述同步整流晶体管，接收所述同步整流晶体管的所述漏极端的信号以做为检测信号，并根据所述检测信号产生至少一工作周期信号，
其中，所述同步整流控制电路将所述至少一工作周期信号转换为充电电流与放电电流，根据所述充电电流与所述放电电流对储能元件进行充放电以产生第一电压，并根据所述第一电压产生所述控制信号以禁能所述同步整流晶体管，
其中，所述至少一工作周期信号包括第一工作周期信号，
其中，所述充电电流的电流值与所述第一工作周期信号的禁能期间的时间长短成正比，以及所述放电电流的电流值与所述第一工作周期信号的致能期间的时间长短成正比。
2.根据权利要求1所述的电源转换装置，其特征在于，所述同步整流控制电路包括：
第一控制电路，用以对所述检测信号与第一参考电压进行比较以产生所述第一工作周期信号，所述第一控制电路将所述第一工作周期信号转换为所述充电电流与所述放电电流，所述第一控制电路于所述第一工作周期信号的致能期间对所述储能元件进行充电且于所述第一工作周期信号的禁能期间对所述储能元件进行放电，以产生所述第一电压；
第一比较器，耦接到所述第一控制电路以接收所述第一电压，且对所述第一电压与第一临界电压进行比较以产生第一比较信号；以及
第二控制电路，耦接到所述第一比较器以接收所述第一比较信号，当所述第一比较信号指示所述第一电压小于所述第一临界电压时，所述第二控制电路产生所述控制信号以禁能所述同步整流晶体管。
3.根据权利要求2所述的电源转换装置，其特征在于，所述第一控制电路包括：
第二比较器，所述第二比较器的非反相输入端接收所述检测信号，所述第二比较器的反相输入端接收所述第一参考电压，所述第二比较器的输出端输出所述第一工作周期信号；
转换电路，耦接到所述第二比较器以接收所述第一工作周期信号，所述转换电路对所述反相的第一工作周期信号进行转换以产生所述充电电流，所述转换电路对所述第一工作周期信号进行转换以产生所述放电电流；以及
充放电电容，所述充放电电容的第一端耦接到所述转换电路，所述充放电电容的第二端耦接到所述第一接地端，
其中，所述转换电路在所述第一工作周期信号的致能期间以所述充电电流对所述充放电电容进行充电，且在所述第一工作周期信号的禁能期间以所述放电电流对所述充放电电容进行放电，以产生所述第一电压。
4.根据权利要求3所述的电源转换装置，其特征在于，所述转换电路包括：
反相器，所述反相器的输入端耦接到所述第二比较器的输出端；
充电电路，所述充电电路的致能端耦接到所述第二比较器的输出端以接收所述第一工作周期信号，所述充电电路的输入端耦接到所述反相器的输出端以接收所述反相的第一工作周期信号，所述充电电路将所述反相的第一工作周期信号转换为所述充电电流，且在所述第一工作周期信号的致能期间以所述充电电流对所述充放电电容进行充电；以及
放电电路，所述放电电路的输入端耦接到所述第二比较器的输出端以接收所述第一工作周期信号，所述放电电路的致能端耦接到所述反相器的输出端以接收所述反相的第一工作周期信号，所述放电电路将所述第一工作周期信号转换为所述放电电流，且在所述第一工作周期信号的禁能期间以所述放电电流对所述充放电电容进行放电。
5.根据权利要求4所述的电源转换装置，其特征在于，所述充电电路包括：
第一电阻，所述第一电阻的第一端耦接到所述充电电路的输入端以接收所述反相的第一工作周期信号；
第一电容，所述第一电容的第一端耦接到所述第一电阻的第二端，所述第一电容的第二端耦接到所述第一接地端；
第二电阻，所述第二电阻的第一端耦接到所述第一电阻的第二端；
第二电容，所述第二电容的第一端耦接到所述第二电阻的第二端以产生充电电压，所述第二电容的第二端耦接到所述第一接地端；
电压至电流转换器，耦接到所述第二电容的第一端以接收所述充电电压，并据以产生所述充电电流；以及
充电开关，所述充电开关的控制端耦接到所述充电电路的致能端以接收所述第一工作周期信号，所述充电开关耦接在所述电压至电流转换器与所述充放电电容的第一端之间，所述充电开关在所述第一工作周期信号的致能期间传输所述充电电流以对所述充放电电容进行充电。
6.根据权利要求4所述的电源转换装置，其特征在于，所述充电电路包括：
第一晶体管，所述第一晶体管的漏极端耦接到电源端，所述第一晶体管的栅极端耦接到所述充电电路的输入端以接收所述反相的第一工作周期信号；
第一电阻，所述第一电阻的第一端耦接到所述第一晶体管的源极端，所述第一电阻的第二端耦接到所述第一接地端；
第一电容，所述第一电容的第一端耦接到所述第一晶体管的源极端以产生充电电压，所述第一电容的第二端耦接到所述第一接地端；
电压至电流转换器，耦接到所述第一电容的第一端以接收所述充电电压，并据以产生所述充电电流；以及
充电开关，所述充电开关的控制端耦接到所述充电电路的致能端以接收所述第一工作周期信号，所述充电开关耦接在所述电压至电流转换器与所述充放电电容的第一端之间，所述充电开关在所述第一工作周期信号的致能期间传输所述充电电流以对所述充放电电容进行充电。
7.根据权利要求4所述的电源转换装置，其特征在于，所述充电电路包括：
可控电流源，所述可控电流源的控制端耦接到所述充电电路的输入端以接收所述反相的第一工作周期信号，所述可控电流源的第一端耦接到电源端；
第一电容，所述第一电容的第一端耦接到所述可控电流源的第二端以产生充电电压，所述第一电容的第二端耦接到所述第一接地端；
电压至电流转换器，耦接到所述第一电容的第一端以接收所述充电电压，并据以产生所述充电电流；以及
充电开关，所述充电开关的控制端耦接到所述充电电路的致能端以接收所述第一工作周期信号，所述充电开关耦接在所述电压至电流转换器与所述充放电电容的第一端之间，所述充电开关在所述第一工作周期信号的致能期间传输所述充电电流以对所述充放电电容进行充电。
8.根据权利要求4所述的电源转换装置，其特征在于，所述放电电路包括：
第一电阻，所述第一电阻的第一端耦接到所述放电电路的输入端以接收所述第一工作周期信号；
第一电容，所述第一电容的第一端耦接到所述第一电阻的第二端，所述第一电容的第二端耦接到所述第一接地端；
第二电阻，所述第二电阻的第一端耦接到所述第一电阻的第二端；
第二电容，所述第二电容的第一端耦接到所述第二电阻的第二端以产生放电电压，所述第二电容的第二端耦接到所述第一接地端；
电压至电流转换器，耦接到所述第二电容的第一端以接收所述放电电压，并据以产生所述放电电流；以及
放电开关，所述放电开关的控制端耦接到所述放电电路的致能端以接收所述反相的第一工作周期信号，所述放电开关耦接在所述电压至电流转换器与所述充放电电容的第一端之间，所述放电开关在所述第一工作周期信号的禁能期间传输所述放电电流以对所述充放电电容进行放电。
9.根据权利要求4所述的电源转换装置，其特征在于，所述放电电路包括：
第一晶体管，所述第一晶体管的漏极端耦接到电源端，所述第一晶体管的栅极端耦接到所述放电电路的输入端以接收所述第一工作周期信号；
第一电阻，所述第一电阻的第一端耦接到所述第一晶体管的源极端，所述第一电阻的第二端耦接到所述第一接地端；
第一电容，所述第一电容的第一端耦接到所述第一晶体管的源极端以产生放电电压，所述第一电容的第二端耦接到所述第一接地端；
电压至电流转换器，耦接到所述第一电容的第一端以接收所述放电电压，并据以产生所述放电电流；以及
放电开关，所述放电开关的控制端耦接到所述放电电路的致能端以接收所述反相的第一工作周期信号，所述放电开关耦接在所述电压至电流转换器与所述充放电电容的第一端之间，所述放电开关在所述第一工作周期信号的禁能期间传输所述放电电流以对所述充放电电容进行放电。
10.根据权利要求4所述的电源转换装置，其特征在于，所述放电电路包括：
可控电流源，所述可控电流源的控制端耦接到所述放电电路的输入端以接收所述第一工作周期信号，所述可控电流源的第一端耦接到电源端；
第一电容，所述第一电容的第一端耦接到所述可控电流源的第二端以产生放电电压，所述第一电容的第二端耦接到所述第一接地端；
电压至电流转换器，耦接到所述第一电容的第一端以接收所述放电电压，并据以产生所述放电电流；以及
放电开关，所述放电开关的控制端耦接到所述放电电路的致能端以接收所述反相的第一工作周期信号，所述放电开关耦接在所述电压至电流转换器与所述充放电电容的第一端之间，所述放电开关在所述第一工作周期信号的禁能期间传输所述放电电流以对所述充放电电容进行放电。
11.根据权利要求2所述的电源转换装置，其特征在于，所述第一工作周期信号的致能期间为所述同步整流晶体管的关断期间，且所述第一工作周期信号的禁能期间包括所述同步整流晶体管的导通期间。
12.根据权利要求2所述的电源转换装置，其特征在于，还包括：
第三控制电路，用以对所述检测信号与第二临界电压进行比较以产生第二比较信号，且耦接到所述第一控制电路，
其中，所述第二控制电路还耦接到所述第三控制电路以接收所述第二比较信号，
其中，当所述电源转换装置操作于非连续电流模式DCM或边界电流模式BCM且所述第二比较信号指示所述检测信号大于所述第二临界电压时，所述第二控制电路产生所述控制信号以禁能所述同步整流晶体管，且所述第三控制电路重置所述第一电压；以及
当所述电源转换装置操作于连续电流模式CCM且所述第一比较信号指示所述第一电压小于所述第一临界电压时，所述第二控制电路产生所述控制信号以禁能所述同步整流晶体管。
13.根据权利要求12所述的电源转换装置，其特征在于，所述第三控制电路包括：
第三比较器，所述第三比较器的非反相输入端接收所述检测信号，所述第三比较器的反相输入端接收所述第二临界电压，所述第三比较器的输出端输出所述第二比较信号；
单击电路，耦接到所述第三比较器以接收所述第二比较信号，并据以产生脉冲信号；以及
重置开关，所述重置开关的第一端耦接到所述第一控制电路的输出端，所述重置开关的第二端耦接到所述第一接地端，且所述重置开关的控制端耦接到所述单击电路以接收所述脉冲信号，
其中，所述重置开关反应于所述脉冲信号的致能而被导通以重置所述第一电压。
14.根据权利要求2所述的电源转换装置，其特征在于，还包括：
功率开关，所述功率开关的第一端耦接所述一次侧的第二端，所述功率开关的第二端耦接第二接地端，且所述功率开关的控制端受控于脉宽调制信号，
其中，所述第一工作周期信号的致能期间为所述功率开关的导通期间，且所述第一工作周期信号的禁能期间为所述功率开关的关断期间。
15.根据权利要求1所述的电源转换装置，其特征在于，所述至少一工作周期信号更包括第二工作周期信号，所述同步整流控制电路包括：
第一控制电路，用以对所述检测信号与第一参考电压进行比较以产生所述第一工作周期信号，对所述检测信号与第二参考电压进行比较以产生所述第二工作周期信号，所述第一控制电路将所述第一工作周期信号转换为所述放电电流，所述第一控制电路将所述第二工作周期信号转换为所述充电电流，所述第一控制电路于所述第一工作周期信号的致能期间对所述储能元件进行充电且于所述第二工作周期信号的致能期间对所述储能元件进行放电，以产生所述第一电压；
第一比较器，耦接到所述第一控制电路以接收所述第一电压，且对所述第一电压与第一临界电压进行比较以产生第一比较信号；以及
第二控制电路，耦接到所述第一比较器以接收所述第一比较信号，当所述第一比较信号指示所述第一电压小于所述第一临界电压时，所述第二控制电路产生所述控制信号以禁能所述同步整流晶体管。
16.根据权利要求15所述的电源转换装置，其特征在于，所述第一控制电路包括：
第二比较器，所述第二比较器的非反相输入端接收所述检测信号，所述第二比较器的反相输入端接收所述第一参考电压，所述第二比较器的输出端输出所述第一工作周期信号；
第三比较器，所述第三比较器的反相输入端接收所述检测信号，所述第三比较器的非反相输入端接收所述第二参考电压，所述第三比较器的输出端输出所述第二工作周期信号；
转换电路，耦接到所述第二比较器以接收所述第一工作周期信号，耦接到所述第三比较器以接收所述第二工作周期信号，所述转换电路对所述第二工作周期信号进行转换以产生所述充电电流，所述转换电路对所述第一工作周期信号进行转换以产生所述放电电流；以及
充放电电容，所述充放电电容的第一端耦接到所述转换电路，所述充放电电容的第二端耦接到所述第一接地端，
其中，所述转换电路在所述第一工作周期信号的致能期间以所述充电电流对所述充放电电容进行充电，且在所述第二工作周期信号的致能期间以所述放电电流对所述充放电电容进行放电，以产生所述第一电压。
17.根据权利要求16所述的电源转换装置，其特征在于，所述转换电路包括：
充电电路，所述充电电路的致能端耦接到所述第二比较器的输出端以接收所述第一工作周期信号，所述充电电路的输入端耦接到所述第三比较器的输出端以接收所述第二工作周期信号，所述充电电路将所述第二工作周期信号转换为所述充电电流，且在所述第一工作周期信号的致能期间以所述充电电流对所述充放电电容进行充电；以及
放电电路，所述放电电路的输入端耦接到所述第二比较器的输出端以接收所述第一工作周期信号，所述放电电路的致能端耦接到所述第三比较器的输出端以接收所述第二工作周期信号，所述放电电路将所述第一工作周期信号转换为所述放电电流，且在所述第二工作周期信号的致能期间以所述放电电流对所述充放电电容进行放电。
18.根据权利要求15所述的电源转换装置，其特征在于，还包括：
功率开关，所述功率开关的第一端耦接所述一次侧的第二端，所述功率开关的第二端耦接第二接地端，且所述功率开关的控制端受控于脉宽调制信号，
其中，所述第一工作周期信号的致能期间为所述功率开关的导通期间，且所述第二工作周期信号的致能期间包括所述同步整流晶体管的导通期间，
其中，所述第一参考电压大于所述第二参考电压。
19.根据权利要求15所述的电源转换装置，其特征在于：
所述充电电流的电流值更与所述第二工作周期信号的致能期间的时间长短成正比。
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