DE102009002731A1 - Synchrongleichrichter-Steuerschaltung und -verfahren - Google Patents

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Abstract

Eine Schaltung zum Überwachen der Drain-Source-Spannung eines SR-Transistors in einer sekundärseitigen Schaltung eines Spannungswandlers wird offenbart mit einer Gatesteuerschaltung für den SR-MOSFET; wobei die Schaltung spätere Gatesteuersignale verhindert, bis ein Signal empfangen wird, das ein Einschalten der Primärseite anzeigt. Bei einer weiteren Ausführungsform wird eine Schaltung zum Generieren des Signals, das ein Einschalten der Primärseite anzeigt, bereitgestellt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Schaltung und ein Verfahren zum Verbessern des Betriebs eines getakteten Schaltnetzteils und insbesondere eine Schaltung und ein Verfahren für den effizienten Betrieb einer DC-DC-Wandlerschaltung unter Verwendung eines Synchrongleichrichters (SR – Synchronous Rectifier).
  • Im allgemeinen wird ein Gleichrichter in einem getakteten Leistungsversorgungssystem benötigt, um aus einer Eingangsspannung eine Ausgangs-Gleichspannung zu erzeugen. Ein SR kann die Effizienz der Leistungswandlung (power conversion efficiency) durch Reduzieren der Leistungsverluste in dem Gleichrichterbauelement verbessern. Jüngst sind Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor-Bauelemente (MOSFET) als SR verwendet worden, und zwar wegen der niedrigen Leitungsverluste eines entsprechend ausgewählten MOSFET in diesen Anwendungen.
  • Bei MOSFET-SR-Schaltungen muss das Einschalten und Ausschalten des SR-Transistors mit dem Steuersignal des Primarschalters synchronisiert werden. Bei dem im vorliegenden Text als Beispiel angenommenen Sperrwandler wird der SR-Transistor durch ein Ansteuersignal (ein Potential am Gate des MOS-Transistors gegenüber dem Sourceanschluss) während der Zeit ausgeschaltet, in der der Primärschalter eingeschaltet ist oder der Sekundärstrom Null erreicht, und eingeschaltet, wenn der Primärschalter ausgeschaltet wird. Zusätzlich wird auf der Primärseite eines Schaltwandlers ein Primärgate, üblicherweise ein großer MOSFET-Leistungstransistor, zum Steuern des durch eine Primärspule fließenden Stroms verwendet. In der Regel wird der Primärschalter oder Transistor durch ein pulsweitenmoduliertes (PWM) Signal mit einem festen Tastver hältnis oder durch ein pulsfrequenzmoduliertes (PFM) Signal (PFM) ein- und ausgeschaltet.
  • Eine ”Totzeit” sollte zwischen Schaltzyklen festgelegt werden, so dass es nicht zu einer sogenannten ”Durchzündung” kommt. Durchzündung bedeutet, dass der Wandlerausgang durch den SR-Transistor und die sekundärseitige Wicklung des Transformators kurzgeschlossen wird und der Ausgangskondensator unnötigerweise entladen wird. Zusätzlich kann diese Durchzündung einen Überstrom auf der Primärseite verursachen und den korrekten Betrieb des Wandlers stören. Abgesehen davon können auch die Effizienz des Systems und die EMI-Eigenschaften negativ beeinflusst werden. Um diesen Durchzündungseffekt zu verhindern, wird eine Zeitablaufschaltung (timing circuitry) verwendet, um sicherzustellen, dass das Ansteuersignal zu dem SR-MOSFET-Transistor ausgeschaltet wird, bevor sich die Polarität der sekundärseitigen Spannung des Transformators ändert.
  • Herkömmliche Ansätze zu dem Umschaltproblem auf der Sekundärseite bestehen in dem Erfassen des Umschaltens des Primärgates (in der Regel wird ein Transistor als das Umschaltelement verwendet) auf der Sekundärseite des Wandlers. Eine Ansteuerschaltung verwendet dann dieses Signal zum Steuern des Gates des SR auf der Sekundärseite, um die Totzeit zu erzeugen, so dass die beiden Transistoren nicht zur gleichen Zeit eingeschaltet werden. Herkömmlicherweise wird ein Impulstransformator verwendet, um das Schaltsignal des Primärgates an die Sekundärseite der Schaltung zu liefern. Alternativ kann das Einschalten für die Primärseite durch Erfassen der Spannung an dem Drain/Source des SR-Transistors auf der Sekundärseite des Wandlers bestimmt werden. Durch Beobachten einer ansteigenden Flanke der Drain-Source-Spannung des SR kann das Einschalten des Primärgates detektiert werden.
  • Ein erster Nachteil dieser Ansätze besteht darin, dass sie zusätzliche Komponenten erfordern. Außerdem ist die Zuverläs sigkeit des Betriebs der sekundärseitigen Leistungsregelungsschaltungen (secondary side power regulation circuits) nicht über einen Bereich von Bedingungen sichergestellt, die in unterschiedlichen Spannungswandleranwendungen auftreten können. Bei einem bekannten Ansatz wird eine Steuerschaltung auf der Sekundärseite des Wandlers bereitgestellt, die einen Anstiegsflankendetektor an dem SR verwendet, um das Einschalten des Primärgates zu bestimmen. Diese Schaltung kann jedoch ein Schwingungs- oder Rauschereignis nicht von einem richtigen Einschaltendes Primärgates unterscheiden. Bei einer bekannten Verbesserung dieses Ansatzes wird eine die Anstiegsgeschwindigkeit (slew rate) überwachende Detektionsschaltung auf der Sekundärseite verwendet, um ein wirkliches Einschalten des Primärgates zu detektieren und von Schwingungen oder Rauschereignissen zu unterscheiden. Diese die Anstiegsgeschwindigkeit überwachende Schaltung erfordert jedoch zusätzliche Komponenten hinzu und setzt eine bestimmte Anstiegsgeschwindigkeit voraus, was die Anwendbarkeit dieses Ansatzes begrenzt.
  • Ein zweiter Nachteil von herkömmlichen Ansätzen besteht darin, dass eine sekundärseitige Steuerschaltung, die den SR-MOSFET Basis der an den Source-Drain-Anschlüssen des SR-MOSFET erfassten Spannung einschaltet, unter bestimmten Umständen das Ansteuersignal aufgrund von Schwingungen oder Rauschen in dem erfassten Source-Drain-Spannungssignal fälschlicherweise ein zweites Mal innerhalb einer Zyklusperiode einschaltet. Diese Spannungsschwingungen liegen in der Regel aufgrund von parasitären Elementen vor, die in der Schaltungsanordnung unvermeidlich sind. Das fälschliche zweite Einschalten des SR-MOSFET führt zu einem ungeeigneten Schaltungsbetrieb.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin eine effiziente und zuverlässige Schaltung und ein Verfahren zum Steuern des Betriebs eines SR in einer Schaltwandlerschaltung zur Verfügung zu stellen.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen eine effiziente und zuverlässige Detektion des Einschaltens des Primärgates und somit eine effiziente Steuerung des SR-MOSFET in einer Wandlerschaltung. Weiterhin liefern bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ein System und ein Verfahren zum Sicherstellen, dass der SR-MOSFET als Reaktion auf Schwingungen oder Rauschen in der Spannung oder dem Strom, der überwacht wird, nicht fälschlicherweise eingeschaltet wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Detektieren eines Einschaltens eines Primärschalters in der sekundärseitigen Steuerschaltungsanordnung eines Wandlers das Überwachen der Drain-Source-Spannung des SR-MOSFET-Transistors; das Vergleichen der überwachten Spannung mit einem Schwellenwert; das dynamische Justieren der Schwellenwertspannung Zyklus für Zyklus, um der Variation der Eingangsspannung auf der Primärseite zu folgen; das Verwenden des Vergleicherausgangssignals zum Generieren eines Primärseiten-Einschalt-Detektionssignals und Steuern des SR-MOSFET unter Verwendung des der Vergleicherausgangssignals.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Detektieren der richtigen Zeit zum Einschalten des SR-MOSFET in der sekundärseitigen Steuerschaltung eines Spannungswandlers das Detektieren eines richtigen Zustands zum Einschalten des SR-MOSFET, das Einschalten des SR-MOSFET für eine Periode, das Ausschalten des SR-MOSFET und das Verhindern eines nachfolgenden Einschaltens des SR-MOSFET, bis nachdem ein Primärgate-Einschalt-Detektionssignal aufgetreten ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltung zum Steuern eines SR-MOSFET bereitgestellt, die umfasst: eine an den Drain- und Sourceanschluss des SR-MOSFET gekoppelte Drain-Source-Spannung- Überwachungsschaltung; ein erstes Set-Reset-Flag, das an die Überwachungsschaltung gekoppelt ist und das gesetzt ist, wenn die Überwachungsschaltung einen Übergang der Drain-Source-Spannung detektiert; eine Impulsgenerierungsschaltung zum Erzeugen eines Impulses als Reaktion auf das erste Set-Reset-Flag; ein zweites Set-Reset-Flag zum Erzeugen eines Steuersignals als Reaktion auf die Ausgabe des Impulsgenerators, und eine Schaltungsanordnung zum Blockieren nachfolgender Steuersignale, bis ein Primärseiten-Einschalt-Detektionssignal empfangen wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltung zum Generieren des Primärseiten-Einschalt-Detektionssignals bereitgestellt, die umfasst: einen Differenzverstärker zum Ausgeben einer ersten Spannung als Reaktion auf die Drain-Source-Spannung; eine Offsetschaltung zum Versetzen bzw. Offset-behafteten (offsetting) der ersten Spannung und Ausgeben einer Offsetspannung, die um eine Spannung Δv versetzt ist; eine Abtast- und -Haltespannungsschaltung zum Abtasten der Offsetspannung als Reaktion auf ein Abtasteingangssignal und Ausgeben einer Referenzspannung; und einen Vergleicher zum Erzeugen des Primärseiten-Einschalt-Detektionssignals, wenn die erste Spannung die Referenzspannung übersteigt.
  • Für ein umfassenderes Verständnis der vorliegenden Erfindung und der Vorteile wird auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen
  • 1 ein vereinfachtes Schaltungsschema für einen Merkmale der Erfindung enthaltenden Spannungswandler zeigt;
  • 2 Spannungssignalverläufe für wesentliche Knoten der in 1 dargestellten Schaltung veranschaulicht, wenn der Wandler im nichtlückenden Betrieb (CCM – Continuous Conduction Mode) arbeitet;
  • 3 Spannungssignalverläufe für die in 1 dargestellte Schaltung zeigt, wenn der Wandler im lückenden Betrieb (DCM – Discontinuous Conduction Mode) arbeitet;
  • 4 eine Ausführungsform der Erfindung zum Erzeugen eines Steuersignals für einen SR veranschaulicht;
  • 5 anhand eines Blockdiagramms eine Ausführungsform der Erfindung zum Erzeugen eines Primärschalter-Einschalt-Detektionssignals veranschaulicht;
  • 6 Spannungssignalverläufe der in 5 gezeigten Ausführungsform zeigt, wenn der Wandler im DCM arbeitet;
  • 7 zusätzliche Spannungssignalverläufe der in 5 gezeigten Ausführungsform zeigt, wenn der Wandler im CCM arbeitet;
  • 8 eine mögliche Schaltungsimplementierung für die in 5 gezeigte Ausführungsform veranschaulicht;
  • 9 ein Blockdiagramm für eine andere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
  • 10 eine mögliche Schaltungsimplementierung der Ausführungsform gemäß 9 veranschaulicht;
  • 11 ein Blockdiagramm für eine andere alternative Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht; und
  • 12 eine mögliche Schaltungsimplementierung der Ausführungsform gemäß 11 veranschaulicht.
  • Die Figuren sollen das Verständnis der Ausführungsformen verbessern, und sind repräsentativ, nicht maßstabsgerecht und sind nicht beschränkend bezüglich der Ausführungsformen, der Erfindung oder der beigefügten Ansprüche.
  • Die Herstellung und die Verwendung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen werden unten ausführlich erörtert. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung viele anwendbare erfindungsgemäße Konzepte liefert, die in einer Vielzahl spezifischer Zusammenhänge verwendet werden können. Die erörterten spezifischen Ausführungsformen veranschaulichen lediglich spezifische Möglichkeiten zum Herstellen und Verwenden der Erfindung und beschränken nicht den Schutzbereich der Erfindung.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Hinblick auf bevorzugte Ausführungsformen in einem spezifischen Zusammenhang beschrieben, nämlich einem getakteten Leistungswandler. Die Erfindung kann jedoch auch auf andere Schaltungen angewendet werden, in denen ein SR verwendet wird.
  • In 1 ist eine beispielhafte Leistungswandlerschaltung mit einem Sperrwandler gezeigt, die die Merkmale von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthält. In 1 ist ein Transformator mit primärseitiger Spule 15 und sekundärseitiger Spule 17 dargestellt. Ein primärseitiger Steuerschaltungs-Pulsweitenmodulator ist gezeigt, der die Gatespannung VPG für einen Primärschalter MP liefert. Dieser Primärschalter MP ist – wie dargestellt – beispielsweise ein MOS FET-Transistor, es können jedoch auch andere Schalteinrichtungen verwendet werden. Eine Eingangsspannung V+ ist an die primärseitige Spule 15 gekoppelt.
  • Ein mit MSR bezeichneter SR-MOSFET ist an die Sekundarspule 17 und den Ausgangsanschluss Vout gekoppelt. Eine sekundarseitige SR-Steuerschaltung 19 steuert den Gateanschluss VSRG des SR-MSR an. Ein Ausgangskondensator Co ist so gekoppelt, dass er die Wandlerschaltung vervollständigt.
  • Im Betrieb erzeugt die Schaltung gemäß 1 ein Gleichspannungs-Ausgangssignal am Anschluss Vout aus einer Eingangsspannung V+. Ein pulsweiten- oder pulsfrequenzmoduliertes Signal wird erzeugt, um den primärseitigen Transistor MP durch ein Spannungssignal an dem Gate VPG zu steuern, wobei ein in der primärseitigen Spule 15 fließender Strom ein Magnetfeld in dem Transformator erzeugt und Energie in dem Transformator in Form von magnetischer Energie gespeichert wird. Nachdem der Primärschalter MP abgeschaltet ist, wird die magnetische Energie in elektrische Energie zurückgewandelt und dementsprechend fließt ein Strom in der Sekundärspule 17. Der SR-MOSFET MSR wird ein- und ausgeschaltet, indem eine Gatespannung VSRG von der SR-Steuerschaltung 19 an den Gateanschluss angelegt wird. Die SR-Steuerschaltung 19 überwacht die Spannung zwischen dem Drain und dem Source VDS des SR-MOSFET. Basierend auf der beobachteten Spannung VDS schaltet die SR-Steuerschaltung 19 die Gatespannung VSRG. Wenn der Primärtransistor MP aktiv (eingeschaltet) ist, wird der SR-Transistor ausgeschaltet, und dem Transformator wird Energie zugeführt. Nachdem der Primärschalter MP ausgeschaltet ist, ist der SR aktiv (eingeschaltet), der sekundarseitige Strom fließt, und die gespeicherte Energie wird in den Ausgangskondensator Co entladen bzw. eine an den Ausgangskondensator Co anschließbare Last (nicht dargestellt) entladen.
  • Die Schaltung von 1 kann in mindestens zwei Betriebsarten arbeiten: dem nichtlückenden Betrieb (CCM); und dem lü ckenden Betrieb (DCM). Bei CCM erreicht ein durch die Sekundärspule 17 fließender Strom zu Beginn des folgenden Schaltzyklus, wenn der primärseitige Schalter wieder eingeschaltet wird, nicht Null. Bei DCM wird der Stromfluss vor Beginn des folgenden Schaltzyklus Null. Im DCM-Modus, der etwa dann vorliegt, wenn der von der Last verbrauchte Strom sehr klein ist (gering belastete Schaltung), kann die Drain-Source-Spannung VDS des SR-MOSFET Schwingungen enthalten, wie weiter unten beschrieben wird.
  • 2 zeigt ein Zeitdiagramm, das Signalverläufe an mehreren wesentlichen Punkten in der Schaltung von 1 während des CCM-Betriebs veranschaulicht. Die mit ”sekundärseitiger Strom” bezeichnete obere Kurve in 2 zeigt den durch die Sekundärspule und den SR-MOSFET fließenden Strom über der Zeit. Die mit VPG bezeichnete Kurve zeigt die Spannung am Gate des primärseitigen Schalttransistors MP. Die mit VSRG bezeichnete Kurve zeigt die Spannung am Gate des SR-Transistors MSR. Die mit VDS bezeichnete Kurve zeigt die Drain-Source-Spannung des SR-MOSFET MSR über der Zeit.
  • Das Zeitdiagramm gemäß 2 beginnt damit, dass die Spannung VSRG am Gate des SR-MOSFET ”high” ist, so dass der SR-MOSFET eingeschaltet ist. Zu Beginn ist der Stromfluss auf der Sekundärseite stark, fällt aber auf Null ab, wenn die zuvor im Transformator gespeicherte Ladung an den Ausgang entladen wurde. Mit abnehmendem Sekundärstrom fällt die Spannung VDS ab, die das Produkt aus dem sekundärseitigen Strom und dem Kanalwiderstand des SR-MOSFET ist. Nach einer Totzeit Δt, die verwendet wird, um Durchzündungsprobleme zu verhindern, die auftreten können, wenn sowohl der Primärtransistor MP als auch der SR-MOSFET simultan aktiv sind, wird die Primärgatespannung VPG aktiv. Die Spannung VDS steigt dann schnell an. Zu diesem Zeitpunkt ist der SR-MOSFET MSR inaktiv (abgeschaltet), und der sekundärseitige Strom ist Null.
  • Nach dem Übergang der Primärgatespannung VPG auf einem niedrigen oder inaktiven Pegel ist der SR-MOSFET MSR wieder aktiv, weil die Spannung VSRG an dem Gateanschluss auf ”high” geht. Die Spannung VSRG liegt am Ausgang der SR-Steuerschaltung and, und wird beispielsweise zum Einschalten des SR-MOSFET aktiviert, wenn beobachtet wird, dass die Spannung VDS des SR-MOSFET unter einen Schwellenwert abfällt. Diese Änderung der Spannung VDS zeigt an, dass der primärseitige Transistor MP abgeschaltet hat. Auf diese Weise kann die SR-Steuerschaltung 19 das Ansteuersignal VSRG an den SR-MOSFET ausgeben und sowohl die Einschaltzeit als auch die Totzeit Δt liefern, die benötigt werden, um die Spannung gleichzurichten und am Ausgang Vout bereitzustellen.
  • Der periodische Betrieb der Schaltung von 1 geht weiter, und die Periode des Taktzyklus T ist in 2 gezeigt. Die Totzeit Δt wird verwendet, um sicherzustellen, dass die Schaltung nicht derart betrieben wird, dass sowohl der primärseitige Schalter MP als auch der SR-MOSFET MSR beide zur gleichen Zeit aktiv sind.
  • 3 zeigt den Betrieb der Schaltungsanordnung von 1 im DCM. Gemäß 3 wird das primärseitige Ansteuersignal VPG periodisch ein- und ausgeschaltet. Über die SR-MOSFET-Steuerschaltung 19 wird der SR-MOSFET MSR eingeschaltet, wenn die Primärschaltung ausgeschaltet wird. Der SR-MOSFET MSR wird ausgeschaltet, wenn sich der sekundärseitige Strom Null nähert und wenn entsprechend die Drain-Source-Spannung VDS Null erreicht.
  • In 3 ist die Spannung an dem SR-MOSFET MSR in der unteren Kurve dargestellt. Gemäß dem in 3 dargestellten Beispiel tritt beim Abschalten des Sekundärschalters MSR eine Schwingung in Verlauf der Drain-Source-Spannung VDS aufgrund parasitärer Elemente in der Schaltung auf. Die SR-Steuerschaltung 19 in 1 verwendet die Spannung VDS, um das Steuersignal VSRG zum Steuern des SR-MOSFET MSR zu gene rieren. Unter bestimmten Umständen kann die Schwingung ein zweites Einschalten des als Sekundärschalter dienenden SR-MOSFET MSR auslösen. Dies wäre fehlerhaft und würde zu einem falschen Schaltungsbetrieb führen. Schwingungen wie in 3 gezeigt treten bekannterweise auf, wenn Wandlerschaltungen im lückenden Betrieb betrieben werden. Der DCM-Betrieb kann bei sehr geringer Belastung auftreten und bedeutet, dass der Stromfluss durch den Transformator vor dem Beginn des nächsten Schaltzyklus auf Null geht. Bei CCM fließt kontinuierlich ein Strom, und in dieser Betriebsart treten die Schwingungen von 3 nicht auf.
  • 4 zeigt in einem vereinfachten Blockdiagramm eine Ausführungsform der Erfindung zum korrekten Generieren der Steuerspannung VSRG bei Vorliegen von Schwingungen wie sie etwa in 3 dargestellt sind. Diese Ausführungsform arbeitet soso, dass sie die Spannung VDS des SR erfasst und die Gatesteuerspannung für den SR trotz möglicherweise in der Spannung VDS an dem SR-MOSFET auftretender Schwingungen korrekt generiert.
  • Gemäß 4 ist eine SR-MOSFET-Drain-Source-Überwachungsschaltung 41 an ein mit 43 bezeichnetes Flip-Flop-Register gekoppelt, das als eine -Blockierungseinrichtung für ein zweites Einschalten wirkt, wodurch die Schaltung einen VSRG-Impuls in einem periodischen Zyklus T generieren kann. Ein Ein-Impuls-Generator 47 (manchmal als ein ”One-Shot” bezeichnet) erzeugt als Reaktion auf das Ausgangssignal des Flip-Flop 43 einen Spannungsimpuls. Dieser Ein-Impuls-Generator ist an ein zweites Flip-Flop 45 gekoppelt. Dieses zweite Flip-Flop 45 ist in dem Beispiel ein RS-Flip-Flop, an dessen Setz-Eingang der Ein-Impuls-Generator angeschlossen ist. Der Ausgang des zweiten Flip-Flops 45 ist so verschaltet, dass er das Ansteuersignal VSRG liefert, und dieser Ausgang ist an das Gate des SR-MOSFET MSR gemäß 1 gekoppelt.
  • Im Betrieb vergleicht die Drain-Source-Spannung-Überwachungsschaltung 41 die Spannung mit einer erwarteten Spannung. Wenn die Drain-Source-Spannung VDS abfällt, wenn der Primärschalter ausgeschaltet wird, kann die Überwachungsschaltung beispielsweise anzeigen, dass die Spannung eine Schwellwertspannung durchschritten hat, indem sie einen oberen Spannungspegel an den Setz-Eingang des ersten Flip-Flops 43 anlegt, was bewirkt, dass das Flip-Flop gesetzt wird (dessen Zustand zu ”1” wird) und das Flip-Flop eine hohen Spannungspegel an seinem Ausgang Q ausgibt. Der Ein-Impuls-Generator sieht dann an seinem Eingang einen hohen Spannungspegel und generiert einen Impuls an dem Setz-Eingang S des Flip-Flop 45, was bewirkt, dass dessen Ausgangssignal, und damit das Ansteuersignal VSRG auf einen oberen Signalpegel (”high”) geht, bei dem der SR-MOSFET eingeschaltet wird.
  • Wenn die Energie von der sekundärseitigen Transformatorspule an die Last übertragen wurde, steigt die Spannung VDS, und mit fallendem Strom wird das dem Rücksetz-Eingang des zweiten Flip-Flops 45 zugeführte SR-Abschaltsignal das zweite Flip-Flop 45 zurücksetzen, so dass das Ausgangssignal VSRG wieder auf ”low” geht, wodurch der SR-MOSFET abgeschaltet wird. An diesem Punkt ist das Blockierungs-Flip-Flop 43 immer noch gesetzt und bleibt weiterhin gesetzt. Wenn nach dem SR-Abschaltsignal in der Spannung VDS eine Schwingung auftritt, wie dies in 3 gezeigt ist, wird das Blockierungs-Flip-Flop 43 den Zustand selbst dann nicht verändern, wenn ein zweites Setzsignal von der SR-Drain-Source-Spannung-Überwachungsschaltung empfangen wird. Dementsprechend wird das Signal VSRG auf ”low” bleiben.
  • Wenn der Primärschalter MP wieder eingeschaltet wird, was anzeigt, dass ein neuer Zyklus gestartet hat, ist ein mit ”Einschalten-der-Primärseite-detektiert” bezeichnetes Signal aktiv und setzt das Flip-Flop 43, das Blockierungs-Flip-Flop, auf (einen Zustand ”0”) zurück. Nun beginnt in diesem Zyklus das Blockierungs-Flip-Flop 43 wieder bei Zustand 0, und wenn die Spannung VDS für den SR-MOSFET MSR nach dem Ausschalten des Primärschalters wieder abfällt, wird das erste Flip-Flop 43 wieder gesetzt und die Ein-Impuls- Schaltung 47 und das zweite Flip-Flop 45 können wieder den Einschaltimpuls VSRG für das Gate des SR-MOSFET MSR generieren. Die Verwendung des ersten Flip-Flop 43 stellt somit sicher, dass das ein Einschaltpegel des Steuersignal VSRG zum Einschalten des sekundärseitigen Schalters MSR in jedem Zyklus nur einmal generiert wird, so dass der sekundärseitige Schalter MSR nicht als Reaktion auf Rauschen oder Schwingungen in der VDS-Spannung fälschlicherweise ein zweites Mal eingeschaltet wird.
  • Das ”SR-Abschaltsignal” gemäß 4 kommt von einer anderen Schaltung, die nicht Gegenstand dieser Anmeldung ist. Mit diesem Signal wird der SR-MOSFET MSR zum richtigen Zeitpunkt abgeschaltet. Genauer gesagt ist das SR-Abschaltsignal aktiv zu dem Zeitpunkt Δt vor dem Beginn des nächsten Schaltzyklus im CCM oder bei einem Zustand von quasi Null des sekundärseitigen Stroms im DCM. Für das Ende der Abschaltsignalgenerierung wird die Spannung VDS des SR-MOSFET überwacht.
  • Die Schaltung in 4 benötigt ein Signal ”Einschaltender-Primärseite-detektiert”. Dieses Signal wird bevorzugt von einer Ausführungsform generiert, die nur an Komponenten in der Sekundärschaltung gekoppelt ist, wodurch die Notwendigkeit für eine andere Transformatorspule oder ein anderes, an die Primärschaltung gekoppeltes Signal entfällt.
  • 5 zeigt in einem vereinfachten Blockdiagramm eine Ausführungsform zum Liefern des Einschalten-der-Primärseitedetektiert-Signals PTN an die Steuerschaltung von 4. In 5 sind der Drain- und Sourceanschluss des SR-MOSFET MSR (von 1) an Eingangsanschlüsse gekoppelt, die mit Drain und Source gekennzeichnet sind. Dioden Db2 und Db3 liefern eine Signaltrennung von anderen Schaltungskomponenten; ein Vergleicher 53 vergleicht die Drain-Source-Spannung mit einer Referenzspannung Vref1, und der Ausgang des Vergleichers wird von einem Impulsgenerator 1 zum Generieren eines Signals C1 verwendet, und ein zweiter Impulsgenerator 2 generiert einen zweiten Impuls C2. Die Eingangsspannung VDS wird auch einem Differenzverstärker 51 mit einem Rauschfilter zugeführt, der die Spannung V1 ausgibt. Die Spannung V1 wird einer Spitzendetektorschaltung 55 zugeführt, und die Spitzendetektorschaltung gibt eine Spannung V2 aus. Eine Offsetschaltung 57 liefert ein Spannungsoffset, und das Ausgangssignal ist die Spannung V3. Eine Abtast- und -Halteschaltung 59 tastet die Spannung V3 gemäß dem vom Vergleicher erzeugten Signal C1 ab. Schließlich vergleicht ein zweiter Spannungsvergleicher die Spannung Vref von der Abtast-Halteschaltung 59 mit der Spannung V1, und wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist, gibt sie das Signal PTN an die Steuerschaltung von 4 aus.
  • 6 zeigt in einem Spannungszeitverlauf beispielhafte Spannungsverläufe an verschiedenen Punkten der Schaltung gemäß dem Blockdiagramm von 5. Bei dem Beispiel gemäß 6 liegt ein DCM-Betrieb vor. Die obere, mit ”isec” bezeichnete Kurve zeigt den durch die Sekundärschaltung fließenden Strom. Der von dem Impulsgenerator 1 aus dem Ausgangssignal des ersten Vergleichers 53 erzeugte Taktimpuls C1 ist in der zweiten Kurve gezeigt. Der Taktimpuls C2 zum Freimachen der Spitzendetektorschaltung 55 ist in der dritten Kurve dargestellt. Die Spannung V1 zeigt die verstärkte und gefilterte Drain-Source-Spannung VDS von den Eingangsanschlüssen nach Verstärkung durch den Verstärker 51. Die dargestellte Schwingung, die einer in der empfangenen Einschaltspannung VDS vorhandenen Schwingung entspricht, zeigt, dass die Wandlerschaltung im DCM-Modus arbeitet.
  • In 6 entspricht die Spannung V1 der verstärkten Version der am SR-MOSFET MSR beobachteten Eingangsspannung VDS. Die Spannung V2 ist ein Ausgangssignal der Spitzendetektorschaltung 55, und somit sind die in V1 vorhandenen Schwingungen im Signalverlauf von V2 nicht vorhanden, wie in dem Zeitdiagramm zu sehen ist. V3 wird von einer Offsetschaltung 57 ausgegeben, die die Spannung V2 als Eingangssignal erhält. Die Offsetschaltung 57 stellt sicher, dass zwischen der Spannung V1 und der Referenzspannung immer eine Differenz Δv vorliegt, so dass eine für einen korrekten Betrieb des Vergleichers G1 erforderliche ausreichende Differenzspannung vorliegt. Vref wird beim Takten mit dem Impuls C1 von der Abtast-Halteschaltung 59 generiert. Der Vergleicher gibt das Signal PTN aus, wenn die Spannung V1 die Spannung Vref um einen Schwellenwert übersteigt, wie in der Figur gezeigt ist. Die Schwingungen in V1 werden nicht durch das PTN-Signal wiedergegeben, da sie durch die Spitzendetektor-Abtast-Halteschaltung entfernt werden.
  • Im Betrieb beginnt die Ausführungsform von 5 einen Arbeitszyklus, wenn der Vergleicher 53 anzeigt, dass der Strom isec in dem Sekundärkreis zu fließen begonnen hat. Dies wird durch Vergleichen der Spannung am Eingang VDS des SR-MOSFET mit einem Referenzpotential Vrefl bestimmt. Wie aus 2 ersichtlich ist, ist die Spannung VDS auf ”high”, wenn der Primärtransistor eingeschaltet ist (die Spannung VPG in 2 ist auf ”high”), und VDS fällt unter einen Schwellwert, wenn der Primärtransistor oder -schalter abgeschaltet ist (Spannung VPG fällt auf Null), was einer Spitze in dem sekundärseitigen Strom entspricht. Somit kann eine Referenzspannung für Vref1 gesetzt werden, die der Vergleicher mit der ankommenden Spannung VDS vergleichen kann. Der Vergleicher 53 gibt ein Signal an den Impulsgenerator 1 aus, und ein Impuls C1 wird dann generiert, um die Abtast-Halteschaltung 59 zu takten. Die Abtast-Halteschaltung 59 hält dann die Spannung V3 als Referenz für den Vergleicher 61. Die Spannung V3 ist ein von der Offsetschaltung 57 ausgegebenes Potential, die eine abgesenkte Spannung ist, die erzeugt wird, durch Reduzieren oder Verlagern der Spannung V2 (offsetting) des Spitzendetektors 55 um einen Offset Δv, so dass Vref immer um einen Wert niedriger ist als die ankommende Spannung V1, was sicherstellt, dass der Vergleicher 61 die Spannung an V1 korrekt detektieren kann. Nachdem die Abtast-Halteschaltung 59 vom Signal C1 getaktet wird, wird ein Signal C2 gesendet, um den Ausgang des Spitzendetektors 55 freizumachen. Die Referenzspannung Vref wird dann aus der Spitzenspannung des vorausgegangenen Zyklus von V1 abgeleitet. Da die beobachtete Eingangsspannung – die Drain-Source-Spannung VDS des SR-MOSFET – ansteigt, steigt V1, und wenn sie Vref übersteigt, gibt die Schaltung ein Signal PTN durch den Vergleicher 61 aus. Die Generierung der Referenzspannung Vref unter Verwendung der Spitzendetektor- und Abtast-Halteschaltungsanordnung gemäß 5 stellt sicher, dass die Referenzspannung bei jedem Zyklus dynamisch justiert wird. Somit arbeitet die PTN-Detektionsschaltung, sollte die Eingangsspannung V+ auf der Primärseite sich ändern, korrekt weiter, weil die Schaltung dementsprechend dynamische Änderungen der Referenz Vref bewirkt. Auf diese Weise kann die Schaltung von 5 das Signal PTN, das anzeigt, dass der Primärtransformator eingeschaltet wurde, präzise ausgeben. Mit diesem Signal von der Steuerschaltung von 4 wird dann das Flip-Flop 43 zurückgesetzt, das die Blockierung für ein zweites Einschalten” liefert, so dass das Signal VSRG zum Gate des SR-MOSFET korrekt ausgegeben wird. Weiterhin kann die PTN-Detektionsschaltung von der SR-Steuergateschaltung von 1 verwendet werden, um das Steuergatesignal VSRG auszugeben; kein zusätzliches Signal oder kein zusätzlicher Impulstransformator ist von der Primärseite erforderlich, da die gesamte Erfassung auf der Sekundärseite erfolgt. Man beachte in den Signalformen in 6, dass das Ausgangssignal PTN auf ”high” ist wenn die Spannung V1 die Referenzspannung Vref übersteigt, die von der Spannung V1 in dem vorausgegangenen Zyklus gesetzt wurde. Somit wird die Referenzspannung bei jedem Zyklus nach dem Ausgeben des PTN-Signals justiert. Auf diese Weise vergleicht der Vergleicher 61 die vorliegende Spannung V1 mit einer in einem vorausgegangenen Zyklus bestimmten Referenz Vref.
  • 7 zeigt die Spannungssignalverläufe der Schaltung von 5, wenn der Wandler im CCM betrieben wird. Keine Schwingung an der Drain-Source-Spannungseingang, des SR-MOSFET, liegt bei dieser Betriebsart vor, wie anhand der Spannungssignalverlaufs V1 im Diagramm zu sehen ist. Die anderen Signalverläufe in dem Zeitverlauf von 7 sind sehr ähnlich den Signalverläufen in 6 und werden hier nicht näher beschrieben.
  • Ein Ausführungsbeispiel zum Implementieren der Funktionsblöcke von 5 in einer praktischen Schaltung ist in 8 dargestellt. In 8 bilden der Operationsverstärker 81 und passive Widerstände Rb4, Rb2, Rb1, Rb3, Rb5, Kondensatoren Cb1, Dioden Db1, Db2, Db3 und der Operationsverstärker 83 und die Widerstände Rb6, Rb7 und Rb8 eine Ausführungsform des Differenzverstärkers 51 in 5, wobei die aus dem Operationsverstärker 83 und den Widerständen Rb6, Rb7 und Rb8 bestehende Stufe optional ist. Der Differenzverstärker gibt die Spannung V1 aus. Die Widerstände Rb14, Db4, der Kondensator Cb2 und der Schalter SW bilden eine beispielhafte Schaltung zum Implementieren der Spitzendetektorfunktion 55 in 5 und geben die Spannung V2 aus. Der Operationsverstärker 85 ist als Spannungsfolger verschaltet, der die Spannung V2 und die folgende Spannungsoffsetschaltung entkoppelt. Der Operationsverstärker 87, die Widerstände Rb9, Rb13, Rb10, Rb11 und Rb12 liefern die Offsetfunktion 57 von 5 und geben die Spannung V3 aus. Die Abtast- und -Halteschaltung 88 generiert eine abgetastete Version der Spannung V3 als Reaktion auf das Taktsignal C1. Der Vergleicher 89 vergleicht die Spannung bei V1 mit der von der Abtast- und -Halteschaltung 88 ausgegebenen Vref, und wenn die Spannung V1 die Spannung Vref übersteigt, wird das PTN-Signal, für ”Einschalten-der-Primärseite-detektiert”, von der Schaltung ausgegeben.
  • 9 zeigt in einem vereinfachten Blockdiagramm eine alternative Ausführungsform für die ”Einschalten-der-Primärseite-detektiert” Funktion. In 9 sind die Eingän ge ”Drain” und ”Source” wieder an den Drain- und Sourceanschluss des SR-MOSFET (siehe 1) gekoppelt, um die Änderung bei der Drain-Source-Spannung zu detektieren. Der Differenzverstärker 91 empfängt diese Spannung als Eingangssignal und gibt eine verstärkte und gefilterte Spannung V1 aus, die der Eingangsspannung entspricht. Ein Spitzendetektor 93 empfängt dann die Spannung V1 und gibt die Spannung V2 aus. Eine Offsetschaltung 95 addiert dann einen Spannungsoffset und gibt die Spannung V3 aus. Die Abtast- und -Haltefunktion 97 tastet dann das Ausgangssignal V3 der Offsetfunktion ab und hält sie, um die Spannung Vref zu bilden. Der Vergleicher 99 vergleicht dann die generierte Referenzspannung Vref mit der Spannung V1, und wenn die Spannung V1 diese Referenzspannung übersteigt, gibt er das Signal PTN aus. Wenngleich diese Ausführungsform geringfügig anders angeordnet ist als das Blockdiagramm in 5, arbeitet der Ausgang PTN auf die gleiche Weise, und die Spannungssignalverläufe von 6 und 7 gelten immer noch für diese Ausführungsform.
  • 10 veranschaulicht als eine Ausführungsform eine beispielhafte Schaltungsimplementierung der Schaltung gemäß dem Blockdiagramm von 9. In 10 sind die Schaltungselemente im wesentlichen die gleichen wie für die Ausführungsform von 8, allerdings sind die Verbindungen etwas anders, um die Schaltung zu vereinfachen. Der Operationsverstärker 81 und die Widerstände Rb1, Rb2, Rb3, Rb4 und Rb5, die Dioden Db1, Db2 und Db3 der Kondensator Cb1 und der Operationsverstärker 83 und die Widerstände Rb6, Rb7 und Rb8 bilden die Differentialverstärker- und Rauschfilterfunktion 91 von 9 und geben die Spannung V1 aus. Der Widerstand Rb14, die Dioden Db4 und Db5 und die Kondensatoren Cb2 und Rb9 geben die Spitzendetektorspannung V2 am Eingang des Operationsverstärkers 85 aus. Die Widerstände Rb13, Rb10, Rb9, Rb11 und Rb12 und der Operationsverstärker 87 geben die Offsetspannung V3 am Ausgang des Operationsverstärkers aus. Die Abtast-Halteschaltung 88 gibt die Abtast-Haltespannung Vref aus, wird aber nun von dem Signalausgangssignal PTN getaktet.
  • Der Betrieb des Schaltungsausführungsbeispiels von 10 ist ähnlich dem der Schaltung von 8, doch entfällt durch Verwendung einer selbsttaktenden Abtast- und -Halteschaltung 88 und einer sich selbst zurücksetzenden Spitzendetektorschaltung die Notwendigkeit für Taktsignale C1 und C2. Somit ist die Schaltung einfacher zu implementieren. Die Signalverläufe für V1, V2, Vref und PTN gemäß der 6 und 7 gelten immer noch für diese Ausführungsform, und die in den 9 und 10 dargestellten Blockdiagramme sind die gleichen wie für die Ausführungsformen von 5 und 8.
  • Analog zeigt 11 in einem vereinfachten Blockdiagramm eine weitere alternative Ausführungsform zum Bereitstellen der ”Einschalten-der-Primärseite-detektiert”-Funktion. In 11 sind die Blöcke 91, 95, 97 und 99 wieder gekoppelt, um das Signal PTN auszugeben, das anzeigt, dass eine Detektion eines Einschaltens der Primärseite erfolgt ist. Die Funktionen sind jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel durch Eliminieren der Spitzendetektorfunktion weiter vereinfacht worden. Der Differenzverstärker 91 ist wieder an die Eingänge ”Drain” und ”Source” gekoppelt, die so gekoppelt sind, dass die Drain-Source-Spannung des SR-MOSFET in 1 beobachtet wird.
  • 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung zum Implementieren der Funktionsblöcke von 11. In 12 ist der Differenzverstärker 81 wieder so gekoppelt, dass er die Drain-Source-Spannung des SR-MOSFET MSR empfängt. Passive Dioden Dbl, Db2 und Db3, Widerstände Rbl, Rb2, Reb3, Rb4 und Rb5 und ein Kondensator Cb1 bilden einen Differenzverstarker und bilden mit dem Operationsverstärker 81 und den Widerständen Rb6, Rb7 und Rb8 eine Schaltung, die die Spannung V1 ausgibt. Der Operationsverstärker 87 und passive Komponenten Rb10, Rb11, Rb12, Rb13 und Rb14 bilden die Offset schaltung, die die Spannung V3 ausgibt. Der Abtast-und-Halteblock 88 tastet wieder die Spannung V3 als Reaktion auf das Ausgangssignal PTN ab und hält sie. Der Vergleicher 89 empfängt die von dem Abtast- und -Halteblock 88 ausgegebene Spannung Vref und vergleicht die Spannung V1 mit dieser Spannungsreferenz und gibt ein Signal PTN aus, wenn die Spannung Vi die Referenz übersteigt, was anzeigt, dass das Einschalten der Primärseite erfolgt ist. Somit wird das zum Steuern des SR-MOSFET MSR an seinem Gate benötigte ”Einschalten-der-Primärseite-detektiert”-Signal PTN wieder bestimmt.
  • Die oben in den 5 und 8 bis 12 dargestellten Ausführungsform für eine Detektion des Einschaltens der Primärseite bieten jeweils Vorteile dadurch, dass die zum Vergleichen der beobachteten Drain-Source-Spannung verwendete Referenzspannung dynamisch angepasst wird. Durch Verwenden der Abtast- und -Haltefunktion zum Bestimmen von Vref für jeden Zyklus werden dynamische Änderungen in der Spannung V1 zu der eingegebenen Spannung berücksichtigt. Wenn im Gegensatz dazu eine feste Referenz für Vref verwendet würde, kann die Primärseitendetektionsfunktion nur in Anwendungen arbeiten, wo diese feste Spannungsreferenz gilt. Durch dynamisches Anpassen der Spannungsreferenz Vref auf einer Zyklus-für-Zyklus-Basis liefern die hier vorgestellten Ausführungsformen vorteilhafterweise eine ”Einschalten-der-Primärseite-detektiert”-Funktion, die für viele Anwendungen der Wandlerschaltung gelten kann, ohne dass die Notwendigkeit besteht, die verwendete Spannungsreferenz zu ändern.
  • Die Ausführungsformen zum Blockieren des zweiten Einschaltens des SR-MOSFET liefern vorteilhafterweise eine Funktion, die effizient eine Fehlauslösung des SR-Gate mit einer minimalen Anzahl von Komponenten verhindert, wodurch die Leistung der Funktion gegenüber Ansätzen nach dem Stand der Technik mit einem Minimum an zusätzlichen Kosten verbessert wird.
  • Die Ausführungsformen für die oben beschriebenen Merkmale der ”Einschalten-der-Primärseite-detektiert”-Funktion und der Blockierung eines zweiten Einschaltens können zusammen in einer Ausführungsform für eine sekundärseitige Steuerschaltung verwendet werden. Dies ist jedoch nicht erforderlich, die Ausführungsformen für ein Detektieren eines Einschaltens der Primärseite können einzeln verwendet werden, oder die Ausführungsformen zum Blockieren eines zweiten Einschaltens können einzeln verwendet werden, und die Verwendung dieser Ausführungsformen liefert Vorteile gegenüber den bekannten herkömmlichen Ansätzen.
  • Eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Liefern eines sekundärseitigen SR-Gatesignals, das ein fälschliches Einschalten während eines Zyklus verhindert, besteht darin, die Drain-Source-Spannung an dem SR-MOSFET zu beobachten, ein erstes Flag zu setzen, das einen Übergang der Drain-Source-Spannung unter einen Schwellwert anzeigt, als Reaktion auf das gesetzte Flag einen Impuls zu liefern, als Reaktion auf den Impuls ein zweites Flag zu setzen, das zweite Flag als Reaktion auf ein SR-Abschaltsignal zurückzusetzen und das SR-Gateausgangssignal an das Gate des SR-MOSFET zu koppeln. Das erste Flag bleibt gesetzt, bis ein Einschalten-der-Primärseite-detektiert-Signal empfangen wird, das das erste Flag zurücksetzt. Auf diese Weise werden, nachdem ein Setzsignal zu dem SR-Gate ausgegeben ist, keine zusätzlichen Signale an das SR-Gate ausgegeben, bis ein nachfolgendes ”Einschalten-der-Primärseite-detektiert”-Signal empfangen wird.
  • Eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Bereitstellen eines ”Einschalten-der-Primärseite-detektiert”-Signals in einer Sekundärschaltung wird bereitgestellt, das keinerlei Kopplung zu der Primärseite erfordert. Bei diesem Verfahren wird die Drain-Source-Spannung an dem SR-MOSFET beobachtet. Ein in der Bodydiode des SR-MOSFET fließender Strom wird bestimmt, wenn die beobachtete Spannung VDS einen Schwellwert übersteigt. Ein Taktsignal wird für eine Abtast-Halteschaltung generiert, die eine detektierte Spitzenspannung eines vorausgegangenen Zyklus als Referenzspannung hält. Die beobachtete Spannung wird verstärkt und gefiltert, und eine erste Spannung wird entsprechend der beobachteten Spannung ausgegeben. Die erste Spannung wird mit der Referenzspannung verglichen, und ein ”Einschalten-der-Primärseite-detektiert”-Signal wird ausgegeben, wenn die erste Spannung die Referenzspannung übersteigt. Die Referenzspannung wird bei jedem Zyklus aktualisiert. Dieses Verfahren erfordert vorteilhafterweise keine Kopplung an die Primärseite, und die Verwendung einer dynamisch generierten Referenzspannung, die während jedes Zyklus justiert wird, ermöglicht ein Verfahren zum Ermitteln des Einschaltens der Primärseite über einen großen Bereich von Betriebsbedingungen.
  • Wenngleich die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile ausführlich beschrieben worden sind, versteht sich, dass verschiedene Änderungen, Substitutionen und Abänderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzbereich der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, abzuweichen. Beispielsweise sind zwar Differenzoperationsverstärkerschaltungen bei einigen Ausführungsformen gezeigt, doch könnten zum Implementieren der Funktionen bekannte Schaltungsdesignalternativen verwendet werden.

Claims (25)

  1. Verfahren zum Steuern eines Synchrongleichrichters, das aufweist: Bereitstellen eines SR-Transistors (MSR) mit einem Sourceanschluss, einem Drainanschluss und einem Gateanschluss; Koppeln des Drain-Source-Strompfades des SR-Transistors (MSR) zwischen eine Sekundärspule (17) eines Transformators und einen ersten Spannungsausgangsanschluss (+); Koppeln eines zweiten Spannungsausgangsanschlusses (–) an die Sekundärspule (17); Koppeln eines Ausgangskondensators (Co) an den ersten und zweiten Spannungsausgangsanschluss; Überwachen der Drain-Source-Spannung (VDS) an dem SR-Transistor (MSR); Ermitteln einer Änderung der Drain-Source-Spannung (VDS) auf eine Spannung unterhalb eines Schwellenwert, was anzeigt, dass ein an eine Primärspule (15) des Transformators gekoppelter primärseitiger Schalter (MP) abgeschaltet hat; Setzen eines ersten Flags, das die Änderung anzeigt; Generieren eines Impulses in einem Ein-Impuls-Generator (47) als Reaktion auf das erste Flag; Setzen eines an das Gate des SR-Transistors (MSR) gekoppelten Ausgangssignals (VSRG) als Reaktion auf den Impuls; Rücksetzen des Ausgangssignals (VSRG) und Blockieren weiterer Impulse von dem Ein-Impuls-Generator (47), indem das erste Flag gesetzt bleibt, bis ein Signal empfangen wird, das ein Einschalten des primärseitigen Schalters (MP) anzeigt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausgangssignal (VSRG) für den SR-Transistor (MSR) durch eine sekundärseitige SR-Steuerschaltung (19) erzeugt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin aufweist: Rücksetzen des ersten Flags als Reaktion auf das Empfangen des Signals (PTN), das das ein Einschalten des primärseitigen Schalters (MP) anzeigt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Empfangen des Signals (PTN), das ein Einschalten des primärseitigen Schalters (MP) anzeigt, weiterhin aufweist: Detektieren einer Spitzenspannung an den Drain-Source-Anschlüssen des SR-Transistors während einer Zeitperiode in einem Spitzendetektor; Detektieren einer Spannung an den Drain-Source-Anschlüssen des SR-Transistors, die unter einem zweiten Schwellwert liegt; Auslösen einer an den Ausgang des Spitzendetektors gekoppelten Abtast-Halteschaltung und Ausgeben der abgetasteten Spannung als Referenzspannung; Freimachen des Spitzendetektors; Empfangen der Spannung an den Drain-Source-Anschlüssen des SR-Transistors größer als die Referenzspannung und Ausgeben eines Signals, das ein Einschalten des primärseitigen Schalters (MP) anzeigt.
  5. Verfahren zum Detektieren eines primärseitigen Einschaltens in einer sekundärseitigen Schaltung eines Spannungswandlers, das aufweist: Koppeln eines Drain-Source-Pfads eines SR-Transistors (MSR) zwischen eine Sekundärspule (17) eines Transformators und einen ersten Spannungsausgangsanschluss (+); Koppeln eines zweiten Spannungsausgangsanschlusses (–) an die Sekundärspule (17); Koppeln eines Ausgangskondensators (Co) an den ersten und zweiten Ausgangsanschluss (+, –); Generieren eines ersten Impulssignals für eine an die Drain-Source-Spannung des SR-Transistors (MSR) gekoppelten Abtast-Halteschaltung und Ausgeben einer Referenzspannung; Vergleichen der Referenzspannung mit der Drain-Source-Spannung des SR-Transistors (MSR); und Ausgeben eines Signals (PTN), das ein primärseitiges Einschalten anzeigt, wenn die Drain-Source-Spannung des SR-Transistors die Referenzspannung übersteigt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, das weiterhin aufweist: einen Differenzverstärker, der an einen Eingang gekoppelt ist, dem die Spannung an dem Drainanschluss des SR-Transistors zugeführt ist, und der an einen Eingang gekoppelt ist, dem die Spannung an dem Sourceanschluss des SR-Transistors zugeführt ist, und der einen Ausgang aufweist, der an den Eingang der Abtast-und-Halteschaltung gekoppelt ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Differenzverstärker weiterhin ein Filter umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, das weiterhin aufweist: eine zwischen den Ausgang des Differenzverstärkers und den Eingang der Abtast-und-Halteschaltung gekoppelte Offsetschal tung zum Generieren eines Spannungsoffsets zum Reduzieren der der Abtast-und-Halteschaltung zugeführten Spannung um eine Spannung Δv.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin aufweist: eine Spitzendetektorschaltung, die an die Differenzverstärkerschaltung gekoppelt ist und die eine von der Differenzverstärkerschaltung ausgegebene Spitzenspannung über eine Zeitperiode bestimmt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Spitzendetektor ein sich selbst zurücksetzender Spitzendetektor ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das zu der Abtast-Halteschaltung erzeugte erste Impulssignal das Signal (PTN) ist, das ein primärseitiges Einschalten anzeigt.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, das weiterhin aufweist: Vergleichen der Drain-Source-Spannung des SR-Transistors mit einer ersten Referenzspannung und Detektieren, wann die Drain-Source-Spannung des SR-Transistors unter einen Schwellenwert abfällt.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, das und weiterhin aufweist: Generieren des ersten Impulssignals zu der Abtast-Halteschaltung zum Abtasten der Spannungseingabe als Reaktion auf das Detektieren.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin aufweist: Generieren eines zweiten Taktimpulses zum Zurücksetzen des Spitzendetektors als Reaktion auf das Detektieren.
  15. Schaltung zum Steuern eines SR-Transistors, die aufweist: eine Spannungsüberwachungsschaltung (41), die dazu ausgebildet ist, eine Drain-Source-Spannung des SR-Transistors (MSR) zu überwachen und ein einen Übergang anzeigendes Signal auszugeben; eine erste Setz-Rücksetz-Schaltung (43) mit einem an die Spannungsüberwachungsschaltung gekoppelten Setzeingang; einen an einen Ausgang der ersten Setz-Rücksetz-Schaltung gekoppelten Ein-Impuls-Generator (47), eine zweite Setz-Rücksetz-Schaltung (45) mit einem an den Ein-Impuls-Generator (47) gekoppelten Setzeingang und mit einem Ausgang; und einen Ausgang, der an den Ausgang der zweiten Setz-Rücksetz-Schaltung (45) gekoppelt ist, zum Steuern des Gates des SR-Transistors (MSR).
  16. Schaltung nach Anspruch 15, die weiterhin aufweist: einen Eingang zum Empfangen eines SR-Abschalt-Signals, der an den Rücksetzeingang der zweiten Setz-Rücksetz-Schaltung (45) gekoppelt ist.
  17. Schaltung nach Anspruch 16, die weiterhin aufweist: einen Eingang zum Empfangen eines Signals, das ein Einschalten der Primärseite anzeigt, der an den Rücksetzeingang der ersten Setz-Rücksetz-Schaltung (43) gekoppelt ist.
  18. Schaltung nach Anspruch 17, die weiterhin aufweist: eine Schaltungsanordnung, die dazu ausgebildet ist, das Signal, das ein Einschalten der Primärseite anzeigt, auszugeben, wobei diese Schaltungsanordnung aufweist: einen Verstärker, der dazu verschaltet ist, die Drain-Source-Spannung des SR-Transistors (MSR) zu empfangen und eine erste Spannung auszugeben; eine Offsetschaltung, die dazu verschaltet ist, die erste Spannung zu empfangen und eine Offsetspannung auszugeben, die um eine Spannung Δv kleiner ist als die Spitze der ersten Spannung; eine Abtast-und-Halteschaltung, die dazu verschaltet ist, die Offsetspannung zu empfangen und die Spannungsreferenz als Reaktion auf eine Abtastimpulseingabe auszugeben; und eine Spannungsvergleicherschaltung, die dazu ausgebildet ist, das Signal, das ein Einschalten der Primärseite anzeigt, auszugeben, wenn die erste Spannung die Spannungsreferenz übersteigt.
  19. Schaltung nach Anspruch 18, die weiterhin aufweist: Eine Spitzendetektorschaltung, die zwischen den Differenzverstarker und die Offsetschaltung geschaltet ist und die betrieben werden kann, eine dem höchsten Pegel der Drain-Source-Spannung des SR-Transistors (MSR) entsprechende Spitzenspannung über eine Zeitperiode auszugeben.
  20. Schaltung zum Steuern eines SR-MOSFET, die aufweist: Mittel zum Bestimmen, wann die Drain-Source-Spannung des SR-MOSFET unter einen vorbestimmten Schwellenwert absinkt, und Ausgeben eines Schwellenwert-detektiert-Signals; Mittel zum Setzen eines ersten Setz-Rücksetz-Flags als Reaktion auf das Schwellenwert-detektiert-Signal; Mittel zum Generieren eines Impulses als Reaktion auf das erste Setz-Rücksetz-Flag; Mittel zum Setzen eines zweiten Setz-Rücksetz-Flags und Ausgeben eines Gatesteuersignals als Reaktion auf den Impuls; Mittel zum Rücksetzen des zweiten Setz-Rücksetz-Flags; und Mittel zum Blockieren des Mittels zum Generieren eines Impulses, bis ein Signal empfangen wird, das ein Einschalten der Primärseite anzeigt.
  21. Schaltung nach Anspruch 20, die weiterhin aufweist: Mittel zum Rücksetzen eines ersten Setz-Rücksetz-Flags als Reaktion auf das Empfangen eines Signals, das ein Einschalten der Primärseite anzeigt.
  22. Schaltung nach Anspruch 21, die weiterhin aufweist: Mittel zum Generieren des Signals, das ein Einschalten der Primärseite anzeigt, mit: Mitteln zum Empfangen der Drain-Source-Spannung des SR-MOSFET und zum Ausgeben einer ersten Spannung; Mittel zum Generieren einer Spitzenspannung entsprechend dem höchsten Spannungspegel der ersten Spannung über eine Zeitperiode; Mittel zum Verschiebender Spitzenspannung durch Reduzieren der Spitzenspannung um eine Spannung Δv und Ausgeben einer zweiten Spannung; Mittel zum Halten eines Abtastwerts der zweiten Spannung und Ausgeben der abgetasteten Spannung als eine Referenzspannung und Mittel zum Vergleichen der ersten Spannung mit der Referenzspannung und Ausgeben des Signals, das ein Einschalten der Primärseite anzeigt, wenn die erste Spannung die Referenzspannung übersteigt.
  23. Synchrongleichrichter, der aufweist: einen SR-Transistor MSR), der einen zwischen eine Sekundärspule (17) eines Transformators und einen ersten Spannungsausgangsanschluss (+) gekoppelten Drain-Source-Pfad und einen Gatesteueranschluss aufweist; einen zweiten Spannungsausgangsanschluss (–), der an die Sekundärspule des Transformators gekoppelt ist; einen Ausgangskondensator (Co), der zwischen den ersten und zweiten Spannungsausgangsanschluss gekoppelt ist; und eine SR-Steuerschaltung (19) mit einem an den Gatesteueranschluss gekoppelten Ausgang, die aufweist: eine Spannungsüberwachungsschaltung (41), die so verschaltet ist, dass sie die Drain-Source-Spannung des SR-Transistors (MSR) überwacht und ein einen Übergang anzeigendes Signal ausgibt; eine erste Setz-Rücksetz-Schaltung (43) mit einem an die Spannungsüberwachungsschaltung (41) gekoppelten Setzeingang; einen an den Ausgang der ersten Setz-Rücksetz-Schaltung (43) gekoppelten Ein-Impuls-Generator (47); eine zweite Setz-Rücksetz-Schaltung (45) mit einem an den Ein-Impuls-Generator (47) gekoppelten Setzeingang und mit einem Ausgang; und einen Ausgang zum Steuern des Gates des SR-Transistors, der an den Ausgang der zweiten Setz-Rücksetz-Schaltung gekoppelt ist.
  24. Synchrongleichrichter nach Anspruch 23, der weiterhin aufweist: eine Primärspule (15) eines Transformators, die an eine erste Spannungsversorgung gekoppelt ist; einen Primärschalter (MP), der zwischen die Primärspule (15) und ein Referenzpotential gekoppelt ist und der einen Steueranschluss aufweist; und eine Steuerschaltung für den Primärschalter (MP) zum Ein- und Ausschalten des Primärschalters unter Verwendung von Pulsmodulation.
  25. Synchrongleichrichter nach Anspruch 23, der weiterhin aufweist: eine Schaltung zur Detektion eines Einschaltens des Primärschalters, die ein Signal, das ein Einschalten des Primärschalters anzeigt, ausgibt und die aufweist: einen Verstärker, der dazu verschaltet ist, die Drain-Source-Spannung des SR-Transistors zu empfangen und die erste Spannung auszugeben; eine Offsetschaltung, die dazu verschaltet ist, die erste Spannung zu empfangen und eine Offsetspannung auszugeben, die um ein Δv kleiner ist als die Spitze der ersten Spannung; eine Abtast-Halteschaltung, die dazu verschaltet ist, die Offsetspannung zu empfangen und eine abgetastete Spannungsreferenz als Reaktion auf eine Abtastwertimpulseingabe auszugeben; und eine Spannungsvergleicherschaltung, die dazu ausgebildet ist, das Signal, das ein Einschalten des Primärschalters anzeigt, auszugeben, wenn die erste Spannung die Spannungsreferenz übersteigt.
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