TWI764703B - 電源轉換裝置及其同步整流控制器 - Google Patents

電源轉換裝置及其同步整流控制器

Info

Publication number
TWI764703B
TWI764703B TW110115947A TW110115947A TWI764703B TW I764703 B TWI764703 B TW I764703B TW 110115947 A TW110115947 A TW 110115947A TW 110115947 A TW110115947 A TW 110115947A TW I764703 B TWI764703 B TW I764703B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
voltage
terminal
drain
coupled
control circuit
Prior art date
Application number
TW110115947A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202245399A (zh
Inventor
劉嘉憲
Original Assignee
力林科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 力林科技股份有限公司 filed Critical 力林科技股份有限公司
Priority to TW110115947A priority Critical patent/TWI764703B/zh
Priority to CN202110607464.9A priority patent/CN115296512A/zh
Priority to US17/406,049 priority patent/US11489451B1/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI764703B publication Critical patent/TWI764703B/zh
Publication of TW202245399A publication Critical patent/TW202245399A/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33592—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer having a synchronous rectifier circuit or a synchronous freewheeling circuit at the secondary side of an isolation transformer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

一種電源轉換裝置及其同步整流控制器。開迴路控制電路在同步整流電晶體的汲極電壓上昇至第二電壓時輸出箝位電壓做為驅動電壓，以將驅動電壓快速地拉低並維持在箝位電壓，進而使第二控制電路在汲極電壓大於第三電壓時，可快速地關斷同步整流電晶體。

Description

電源轉換裝置及其同步整流控制器
本發明是有關於一種電源裝置，且特別是有關於一種電源轉換裝置及其同步整流控制器。
電源轉換裝置為現代電子裝置中不可或缺的元件。在以脈寬調變(pulse width modulation，PWM)控制為基礎的電源轉換裝置中，電源轉換裝置的二次側通常具有整流二極體。由於整流二極體於導通狀態下的功率消耗較大，因此可採用導通電阻較低的同步整流電晶體來取代整流二極體。在這樣的架構下，尚需要一同步整流控制器來控制二次側的同步整流電晶體的啟閉。
而隨著而現今電源系統的操作頻率提高，對於控制同步整流電晶體導通狀態切換的速度以及精準度的要求也越來越高，特別是如何縮短同步整流電晶體關斷的速度為十分重要的課題。
本發明提供一種電源轉換裝置及其同步整流控制器，可有效提高控制同步整流電晶體導通狀態切換的速度以及精準度。
本發明的同步整流控制器用以驅動同步整流電晶體，同步整流控制器包括第一控制電路、開迴路控制電路以及第二控制電路。第一控制電路耦接同步整流電晶體的汲極端以接收汲極電壓，將汲極電壓與第一電壓進行比較，當汲極電壓小於第一電壓時，第一控制電路輸出導通電壓做為驅動電壓，以驅動同步整流電晶體進入導通狀態。開迴路控制電路耦接同步整流電晶體的汲極端以接收汲極電壓，當汲極電壓上昇至第二電壓時輸出箝位電壓做為驅動電壓，以將驅動電壓拉低並維持在箝位電壓。第二控制電路耦接同步整流電晶體的汲極端以接收汲極電壓，且將汲極電壓與第三電壓進行比較，當汲極電壓大於第三電壓時，第二控制電路輸出關斷電壓做為驅動電壓，以驅動同步整流電晶體進入關斷狀態。
在本發明的一實施例中，當汲極電壓小於第三電壓時，第二控制電路停止輸出關斷電壓。
在本發明的一實施例中，上述的第一控制電路包括比較器電路，其具有第一輸入端、第二輸入端及輸出端，其中第一輸入端耦接同步整流電晶體的汲極端以接收汲極電壓，第二輸入端耦接第一電壓，且輸出端耦接並提供導通電壓至同步整流電晶體的閘極端。
在本發明的一實施例中，上述的開迴路控制電路包括類比數位轉換電路以及數位類比轉換電路。類比數位轉換電路耦接同步整流電晶體的汲極端以接收汲極電壓，依據汲極電壓產生數位控制信號。數位類比轉換電路耦接類比數位轉換電路，依據數位控制信號產生箝位電壓。
在本發明的一實施例中，上述的類比數位轉換電路包括比較器電路，其具有第一輸入端、第二輸入端及一輸出端，其中第一輸入端耦接同步整流電晶體的汲極端以接收該汲極電壓，第二輸入端耦接第二電壓，且輸出端耦接並提供數位控制信號至數位類比轉換電路。
在本發明的一實施例中，上述的開迴路控制電路包括比較器電路，其具有第一輸入端、第二輸入端及輸出端，其中第一輸入端耦接同步整流電晶體的汲極端以接收汲極電壓，第二輸入端耦接第二電壓，且輸出端耦接並提供箝位電壓至同步整流電晶體。
在本發明的一實施例中，上述的第二控制電路包括比較器電路，其具有第一輸入端、第二輸入端及輸出端，其中第一輸入端耦接同步整流電晶體的汲極端以接收汲極電壓，第二輸入端耦接第三電壓，且輸出端耦接並提供關斷電壓至同步整流電晶體的閘極端。
在本發明的一實施例中，上述的第一電壓、第二電壓及第三電壓為負直流電壓，且第一電壓低於第二電壓，且第二電壓低於第三電壓。
在本發明的一實施例中，上述的箝位電壓小於第一控制電路提供的導通電壓，且大於第二控制電路提供的關斷電壓。
本發明還提供一種電源轉換裝置包括變壓器、同步整流電晶體以及同步整流控制器。變壓器具有一次側與二次側，其中一次側的第一端用以接收輸入電壓，二次側的第一端用以提供輸出電壓給負載。同步整流電晶體的汲極端耦接二次側的第二端，同步整流電晶體的源極端耦接接地端，且同步整流電晶體的閘極端用以接收驅動電壓。同步整流控制器包括第一控制電路、開迴路控制電路以及第二控制電路。第一控制電路耦接同步整流電晶體的汲極端以接收汲極電壓，將汲極電壓與第一電壓進行比較，當汲極電壓小於第一電壓時，第一控制電路輸出導通電壓做為驅動電壓，以驅動同步整流電晶體進入導通狀態。開迴路控制電路耦接同步整流電晶體的汲極端以接收汲極電壓，當汲極電壓上昇至第二電壓時輸出箝位電壓做為驅動電壓，以將驅動電壓拉低並維持在箝位電壓。第二控制電路耦接同步整流電晶體的汲極端以接收汲極電壓，且將汲極電壓與第三電壓進行比較，當汲極電壓大於第三電壓時，第二控制電路輸出關斷電壓做為驅動電壓，以驅動同步整流電晶體進入關斷狀態。
基于上述，本發明實施例的開迴路控制電路可在同步整流電晶體的汲極電壓上昇至第二電壓時輸出箝位電壓做為驅動電壓，將驅動電壓快速地拉低並維持在箝位電壓，進而使第二控制電路在汲極電壓大於第三電壓時，可快速地關斷同步整流電晶體，而有效地提高控制同步整流電晶體導通狀態切換的速度以及精準度。
為了使本發明之內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例做為本發明確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟，係代表相同或類似部件。
以下請參照圖1，圖1是依照本發明一實施例所繪示的同步整流控制器100的電路方塊示意圖。同步整流控制器100可應用在電源轉換裝置(未繪示)的二次側，以驅動二次側的同步整流電晶體MSR，其中上述的電源轉換裝置的架構可以是返馳式(flyback)、推挽式(push-pull)、順向式(forward)、半橋式(half-bridge)、全橋式(full-bridge)或是其他類型的架構，本發明並不限制電源轉換裝置的架構。
詳細來說，同步整流控制器100耦接同步整流電晶體MSR的汲極端以接收汲極電壓VD，且耦接同步整流電晶體MSR的閘極端以控制同步整流電晶體MSR的啟閉。另外，同步整流電晶體MSR的源極端與本體端耦接至接地端GND，其中同步整流電晶體MSR的汲極端與本體端之間具有寄生二極體Dr。在本發明的一實施例中，同步整流電晶體MSR可為N型金氧半場效電晶體，但本發明並不以此為限，端視實際應用或設計需求而定。
同步整流控制器100可包括第一控制電路110、開迴路控制電路120以及第二控制電路130。第一控制電路110耦接同步整流電晶體MSR的汲極端以接收汲極電壓VD，第一控制電路110的輸出端耦接同步整流電晶體MSR的閘極端。第一控制電路110可將汲極電壓VD與第一電壓V1進行比較。當汲極電壓VD小於第一電壓V1時，第一控制電路110輸出導通電壓VON做為驅動電壓VG，以導通同步整流電晶體MSR。
開迴路控制電路120耦接同步整流電晶體MSR的汲極端以接收汲極電壓VD，開迴路控制電路120的輸出端耦接同步整流電晶體MSR的閘極端。開迴路控制電路120可根據汲極電壓VD與第二電壓V2產生箝位電壓VCLM做為驅動電壓VG，在汲極電壓VD上昇至第二電壓V2時，藉由開迴路控制電路120具有反應速度較快的開迴路特性，可快速地將驅動電壓VG拉低並維持在箝位電壓VCLM。
第二控制電路130耦接同步整流電晶體MSR的汲極端以接收汲極電壓VD，第二控制電路130的輸出端耦接同步整流電晶體MSR的閘極端。第二控制電路130可將汲極電壓VD與第三電壓V3進行比較。當汲極電壓VD上昇至大於第三電壓V3時，由於驅動電壓VG已被開迴路控制電路120預拉低至箝位電壓VCLM，因此第二控制電路130可輸出關斷電壓VOFF做為驅動電壓VG，而快速地關斷同步整流電晶體MSR。此外，當汲極電壓VD小於第三電壓V3時，第二控制電路130停止輸出關斷電壓VOFF，亦即第二控制電路130的輸出端為高阻抗狀態。
在本發明的一實施例中，第一電壓V1、第二電壓V2以及第三電壓V3可為負直流電壓，但本發明並不以此為限。
在本發明的一實施例中，第一電壓V1低於第二電壓V2，且第二電壓V2低於第三電壓V3。
以下將進行更詳細的說明。為了方便說明，在此以電源轉換裝置為返馳式架構進行說明，而電源轉換裝置為其他架構則可依此類推。請合併參照圖2與圖3，圖2是依照本發明一實施例所繪示的電源轉換裝置20的電路示意圖，圖3是圖2的同步整流控制器100與同步整流電晶體MSR的信號時序示意圖。電源轉換裝置20包括變壓器T、同步整流電晶體MSR、同步整流控制器100、功率開關Mp以及脈寬調變信號產生器210，但不限於此。變壓器T包括一次側Np與二次側Ns。其中，一次側Np的第一端(例如同名端(common-polarity terminal)，即打點處)用以接收輸入電壓VIN，而二次側Ns的第一端(例如異名端(opposite-polarity terminal)，即未打點處)則用以提供輸出電壓VOUT給負載RL(例如電子裝置)，但不限於此。
功率開關Mp的第一端耦接一次側Np的第二端(例如異名端)，功率開關Mp的第二端耦接第二接地端GND2，而功率開關Mp的控制端耦接脈寬調變信號產生器210以接收脈寬調變信號Spwm。脈寬調變信號產生器210可根據負載RL的狀態(或是電源供應需求)而產生並調整脈寬調變信號Spwm。
同步整流電晶體MSR的汲極端耦接二次側Ns的第二端(例如同名端)，同步整流電晶體MSR的源極端與本體端耦接第一接地端GND1，其中，同步整流電晶體MSR的汲極端與本體端之間具有寄生二極體Dr。同步整流控制器100耦接同步整流電晶體MSR的汲極端以接收汲極電壓VD。同步整流控制器100可根據汲極電壓VD的電壓位準對應地產生驅動電壓VG至同步整流電晶體MSR的閘極端，以控制同步整流電晶體MSR。同步整流控制器100包括第一控制電路110、開迴路控制電路120以及第二控制電路130，其耦接方式可參酌上述圖1的相關說明。
在圖3所示的時間點T0時，功率開關Mp被導通，輸入電壓VIN提供電力至變壓器T的一次側Np的線圈以進行儲能。而汲極電壓VD的電壓位準則為K×VIN，其中K為電壓器T的二次側Ns與一次側Np的線圈比，此時同步整流電晶體MSR的寄生二極體Dr為逆向偏壓而爲關斷狀態。由於汲極電壓VD的電壓位準大於第一電壓V1及第三電壓V3，故第一控制電路110不會提供導通電壓VON，而第二控制電路130則提供例如低電壓位準的關斷電壓VOFF做為驅動電壓VG，以使同步整流電晶體MSR維持在關斷狀態。
在時間點T1時，功率開關Mp反應於脈寬調變信號產生器210所產生的脈寬調變信號Spwm而截止。基於冷次定律(Lenz's law)，變壓器T的一次側Np所儲存的能量將轉移至變壓器T的二次側Ns。於此同時，同步整流電晶體MSR的寄生二極體Dr處於順向偏壓而導通。由於同步整流電晶體MSR的本體端耦接第一接地端GND1，因此同步整流電晶體MSR的汲極端的電壓位準(即汲極電壓VD)將由K×VIN開始下降至負電壓值VF。當第二控制電路130判斷出汲極電壓VD下降至小於第三電壓V3時，第二控制電路130停止提供關斷電壓VOFF。
此外，當汲極電壓VD下降至小於第一電壓V1時(時間點T2)，第一控制電路110將持續地輸出高電壓位準的導通電壓VON做為驅動電壓VG，以快速地導通同步整流電晶體MSR，致使寄生二極體Dr快速地被關斷。相較於一般的同步整流控制器將驅動電壓VG逐漸地拉昇至高電壓位準的驅動方式，本實施例的第一控制電路110的驅動方式可有效地縮短寄生二極體Dr的導通時間，從而提昇電源轉換裝置20整體的轉換效率。因此，變壓器T二次側Ns的電流Isec將透過同步整流電晶體MSR內部感應的通道(channel)對電容Co進行充電，並且供應直流輸出電壓VOUT給負載RL。
隨著轉移至變壓器T之二次側Ns的能量持續地對電容Co進行充電，二次側Ns的電流Isec將會持續降低，使得汲極電壓VD的電壓位準由負電壓值VF逐漸地向上拉升。當汲極電壓VD的電壓位準上昇至第二電壓V2時，如時間T3所示，開迴路控制電路120持續地輸出箝位電壓VCLM做為驅動電壓VG，以將驅動電壓VG拉低並維持在箝位電壓VCLM。由於開迴路電路相較於閉迴路電路具有反應速度較快的特性，如此藉由開迴路控制電路120提供箝位電壓VCLM可快速地拉低驅動電壓VG並將其維持在箝位電壓VCLM。
當汲極電壓VD的電壓位準上昇至大於第三電壓V3時，如時間點T4所示。此時，變壓器T所儲存的能量已經完全傳送至電容Co，故二次側Ns的電流Isec降至零，第二控制電路130將產生例如低電壓位準的關斷電壓VOFF做為驅動電壓VG，以關斷同步整流電晶體MSR。由於同步整流電晶體MSR的閘極端電壓已預先被開迴路控制電路120拉低至箝位電壓VCLM，因此第二控制電路130可快速地關斷同步整流電晶體MSR，減少關斷同步整流電晶體MSR的延遲時間，從而提高控制同步整流電晶體MSR的導通狀態切換的速度以及精準度，並進一步提昇電源轉換裝置20整體的轉換效率。
以下將針對第一控制電路110、開迴路控制電路120及第二控制電路130的實施方式進行說明。
在本發明的一實施例中，第一控制電路110可包括比較器電路CMP1，但本發明不限於此。比較器電路CMP1具有第一輸入端、第二輸入端及輸出端。比較器電路CMP1的第一輸入端耦接同步整流電晶體MSR的汲極端以接收汲極電壓VD。比較器電路CMP1的第二輸入端耦接第一電壓V1。比較器電路CMP1的輸出端耦接並提供驅動電壓VG至同步整流電晶體MSR的閘極端。比較器電路CMP1的運作可參照上述第一控制電路110的運作而類推得知，故不再贅述。
在本發明的一實施例中，開迴路控制電路120可包括類比數位轉換電路202以及數位類比轉換電路204，類比數位轉換電路202耦接同步整流電晶體MSR的汲極端、第二電壓V2以及數位類比轉換電路204，數位類比轉換電路204耦接同步整流電晶體MSR的閘極端。類比數位轉換電路202可依據汲極電壓VD產生數位控制信號VC給數位類比轉換電路204，以於汲極電壓VD的電壓位準上昇至第二電壓V2時控制數位類比轉換電路204持續地產生箝位電壓VCLM。其中數位類比轉換電路204可例如以比較器電路CMP2來實施，然不以此為限。比較器電路CMP2具有第一輸入端、第二輸入端及輸出端。比較器電路CMP2的第一輸入端耦接同步整流電晶體MSR的汲極端以接收汲極電壓VD。比較器電路CMP2的第二輸入端耦接第二電壓V2。比較器電路CMP2的輸出端耦接並提供數位控制信號VC至數位類比轉換電路204，以於控制數位類比轉換電路204產生箝位電壓VCLM。比較器電路CMP2與數位類比轉換電路204的運作可參照上述開迴路控制電路120的運作而類推得知，故不再贅述。其中由於比較器電路CMP2具有開迴路的特性，相較於使用運算放大器，比較器電路CMP2可更快速地控制數位類比轉換電路204產生箝位電壓VCLM，而將驅動電壓VG拉低並維持在箝位電壓VCLM。
值得注意的是，在部分實施例中，開迴路控制電路120也可不包括數位類比轉換電路204，而由比較器電路CMP2依據汲極電壓VD以及第二電壓V2直接提供箝位電壓VCLM至同步整流電晶體MSR的閘極端，以將驅動電壓VG拉低並維持在箝位電壓VCLM。
在本發明的一實施例中，第二控制電路130可包括比較器電路CMP3，但本發明不限於此。比較器電路CMP3具有第一輸入端、第二輸入端及輸出端。比較器電路CMP3的第一輸入端耦接同步整流電晶體MSR的汲極端以接收汲極電壓VD。比較器電路CMP3的第二輸入端耦接第三電壓V3。比較器電路CMP3的輸出端耦接並提供驅動電壓VG至同步整流電晶體MSR的閘極端。比較器電路CMP3的運作可參照上述第二控制電路130的運作而類推得知，故不再贅述。
綜上所述，本發明實施例的開迴路控制電路可在同步整流電晶體的汲極電壓上昇至第二電壓時輸出箝位電壓做為驅動電壓，以將驅動電壓快速地拉低並維持在箝位電壓，進而使第二控制電路在汲極電壓大於第三電壓時，可快速地關斷同步整流電晶體，而有效地提高控制同步整流電晶體導通狀態切換的速度以及精準度。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:同步整流控制器 110:第一控制電路 120:開迴路控制電路 130:第二控制電路 20:電源轉換裝置 202:類比數位轉換電路 204:數位類比轉換電路 210:脈寬調變信號產生器 CMP1~CMP3:比較器電路 Co:電容 Dr:寄生二極體 GND:接地端 GND1:第一接地端 GND2:第二接地端 Isec:電流 Mp:功率開關 MSR:同步整流電晶體 Np:一次側 Ns:二次側 Spwm:脈寬調變信號 RL:負載 T:變壓器 T0、T1、T2、T3、T4:時間點 V1:第一電壓 V2:第二電壓 V3:第三電壓 VON:導通電壓 VCLM:箝位電壓 VOFF:關斷電壓 VC:數位控制信號 VD:汲極電壓 VF:負電壓值 VG:驅動電壓 VIN:輸入電壓 VOUT:輸出電壓
圖1是依照本發明一實施例所繪示的同步整流控制器的電路方塊示意圖。 圖2是依照本發明一實施例所繪示的電源轉換裝置的電路示意圖。 圖3是同步整流控制器與同步整流電晶體的信號時序示意圖。
100:同步整流控制器
110:第一控制電路
120:開迴路控制電路
130:第二控制電路
V1:第一電壓
V2:第二電壓
V3:第三電壓
VON:導通電壓
VCLM:箝位電壓
VOFF:關斷電壓
VD:汲極電壓
VG:驅動電壓
Dr:寄生二極體
MSR:同步整流電晶體
GND:接地端

Claims (10)

  1. 一種同步整流控制器，用以驅動一同步整流電晶體，該同步整流控制器包括： 一第一控制電路，耦接該同步整流電晶體的汲極端以接收一汲極電壓，將該汲極電壓與一第一電壓進行比較，當該汲極電壓小於該第一電壓時，該第一控制電路輸出一導通電壓做為一驅動電壓，以驅動該同步整流電晶體進入導通狀態； 一開迴路控制電路，耦接該同步整流電晶體的該汲極端以接收該汲極電壓，當該汲極電壓上昇至該第二電壓時輸出一箝位電壓做為該驅動電壓，以將該驅動電壓拉低並維持在一箝位電壓；以及 一第二控制電路，耦接該同步整流電晶體的該汲極端以接收該汲極電壓，且將該汲極電壓與一第三電壓進行比較，當該汲極電壓大於該第三電壓時，該第二控制電路輸出一關斷電壓做為該驅動電壓，以驅動該同步整流電晶體進入關斷狀態。
  2. 如請求項1所述的同步整流控制器，其中當該汲極電壓小於該第三電壓時，該第二控制電路停止輸出該關斷電壓。
  3. 如請求項1所述的同步整流控制器，其中該第一控制電路包括： 一比較器電路，具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端，其中該第一輸入端耦接該同步整流電晶體的該汲極端以接收該汲極電壓，該第二輸入端耦接該第一電壓，且該輸出端耦接並提供該導通電壓至該同步整流電晶體的一閘極端。
  4. 如請求項1所述的同步整流控制器，其中該開迴路控制電路包括： 一類比數位轉換電路，耦接該同步整流電晶體的該汲極端以接收該汲極電壓，依據該汲極電壓產生一數位控制信號：以及 一數位類比轉換電路，耦接該類比數位轉換電路，依據該數位控制信號產生該箝位電壓。
  5. 如請求項4所述的同步整流控制器，其中該類比數位轉換電路包括： 一比較器電路，具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端，其中該第一輸入端耦接該同步整流電晶體的該汲極端以接收該汲極電壓，該第二輸入端耦接該第二電壓，且該輸出端耦接並提供該數位控制信號至該數位類比轉換電路。
  6. 如請求項1所述的同步整流控制器，其中該開迴路控制電路包括： 一比較器電路，具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端，其中該第一輸入端耦接該同步整流電晶體的該汲極端以接收該汲極電壓，該第二輸入端耦接該第二電壓，且該輸出端耦接並提供該箝位電壓至該同步整流電晶體。
  7. 如請求項1所述的同步整流控制器，其中該第二控制電路包括： 一比較器電路，具有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端，其中該第一輸入端耦接該同步整流電晶體的該汲極端以接收該汲極電壓，該第二輸入端耦接該第三電壓，且該輸出端耦接並提供該關斷電壓至該同步整流電晶體的一閘極端。
  8. 如請求項1所述的同步整流控制器，其中該第一電壓、該第二電壓及該第三電壓為負直流電壓，且該第一電壓低於該第二電壓，且該第二電壓低於該第三電壓。
  9. 如請求項1所述的同步整流控制器，其中該箝位電壓小於該第一控制電路提供的該導通電壓，且大於該第二控制電路提供的該關斷電壓。
  10. 一種電源轉換裝置，包括： 一變壓器，具有一一次側與一二次側，其中該一次側的第一端用以接收一輸入電壓，而該二次側的第一端則用以提供一輸出電壓給一負載； 一同步整流電晶體，該同步整流電晶體的汲極端耦接該二次側的第二端，該同步整流電晶體的源極端耦接一接地端，且該同步整流電晶體的閘極端則用以接收一驅動電壓；以及 一同步整流控制器，包括： 一第一控制電路，耦接該同步整流電晶體的汲極端以接收一汲極電壓，將該汲極電壓與一第一電壓進行比較，當該汲極電壓小於該第一電壓時，該第一控制電路輸出一導通電壓做為該驅動電壓，以驅動該同步整流電晶體進入導通狀態； 一開迴路控制電路，耦接該同步整流電晶體的該汲極端以接收該汲極電壓，當該汲極電壓上昇至該第二電壓時輸出一箝位電壓做為該驅動電壓，以將該驅動電壓拉低並維持在一箝位電壓；以及 一第二控制電路，耦接該同步整流電晶體的該汲極端以接收該汲極電壓，且將該汲極電壓與一第三電壓進行比較，當該汲極電壓大於該第三電壓時，該第二控制電路輸出一關斷電壓做為該驅動電壓，以驅動該同步整流電晶體進入關斷狀態。
TW110115947A 2021-05-03 2021-05-03 電源轉換裝置及其同步整流控制器 TWI764703B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW110115947A TWI764703B (zh) 2021-05-03 2021-05-03 電源轉換裝置及其同步整流控制器
CN202110607464.9A CN115296512A (zh) 2021-05-03 2021-06-01 电源转换装置及其同步整流控制器
US17/406,049 US11489451B1 (en) 2021-05-03 2021-08-18 Power conversion apparatus and synchronous rectification controller thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW110115947A TWI764703B (zh) 2021-05-03 2021-05-03 電源轉換裝置及其同步整流控制器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI764703B true TWI764703B (zh) 2022-05-11
TW202245399A TW202245399A (zh) 2022-11-16

Family

ID=82594267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110115947A TWI764703B (zh) 2021-05-03 2021-05-03 電源轉換裝置及其同步整流控制器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11489451B1 (zh)
CN (1) CN115296512A (zh)
TW (1) TWI764703B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113541514B (zh) * 2021-07-21 2023-03-14 艾科微电子(深圳)有限公司 同步整流控制器及其控制方法
TWI811769B (zh) * 2021-08-19 2023-08-11 力林科技股份有限公司 電源轉換裝置及其同步整流控制器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201803261A (zh) * 2016-02-22 2018-01-16 菲爾卻德半導體公司 用於同步整流器之快速關斷之閘極預定位
CN107968569A (zh) * 2017-01-10 2018-04-27 成都启臣微电子股份有限公司 一种同步整流控制器及同步整流控制方法
US20180331615A1 (en) * 2016-06-01 2018-11-15 Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd Secondary-side control circuit, control method and flyback converter thereof
CN109067181A (zh) * 2018-07-18 2018-12-21 东南大学 有源钳位反激变换器的自适应同步整流控制系统及控制方法
TW201902105A (zh) * 2017-05-16 2019-01-01 力林科技股份有限公司 電源轉換裝置及其同步整流控制器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6784585B2 (ja) * 2016-12-16 2020-11-11 ローム株式会社 絶縁同期整流型ｄｃ／ｄｃコンバータ、同期整流コントローラ、電源アダプタおよび電子機器
JP7048326B2 (ja) * 2018-01-17 2022-04-05 ローム株式会社 絶縁同期整流型ｄｃ／ｄｃコンバータ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201803261A (zh) * 2016-02-22 2018-01-16 菲爾卻德半導體公司 用於同步整流器之快速關斷之閘極預定位
US20180331615A1 (en) * 2016-06-01 2018-11-15 Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd Secondary-side control circuit, control method and flyback converter thereof
CN107968569A (zh) * 2017-01-10 2018-04-27 成都启臣微电子股份有限公司 一种同步整流控制器及同步整流控制方法
TW201902105A (zh) * 2017-05-16 2019-01-01 力林科技股份有限公司 電源轉換裝置及其同步整流控制器
CN109067181A (zh) * 2018-07-18 2018-12-21 东南大学 有源钳位反激变换器的自适应同步整流控制系统及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW202245399A (zh) 2022-11-16
US11489451B1 (en) 2022-11-01
US20220352827A1 (en) 2022-11-03
CN115296512A (zh) 2022-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6634089B2 (ja) ソフトスイッチングフライバックコンバータ
US10079549B1 (en) Synchronous rectification controller with pull-up and pull-down circuit and power conversion apparatus having the same
US6236191B1 (en) Zero voltage switching boost topology
TWI470911B (zh) 開關變換電路及變換方法
US7830684B2 (en) Reverse biasing active snubber
US20200052579A1 (en) Active clamp power converter and method of reducing shoot-through current during soft start
US11245324B2 (en) Switching converter and a method thereof
KR20040068239A (ko) 플라이백 파워 컨버터
TWI764703B (zh) 電源轉換裝置及其同步整流控制器
EP3386088B1 (en) Switched mode power supply with adaptive reference voltage for controlling output transistor, and corresponding method
US10389275B2 (en) Converter with ZVS
US20230031789A1 (en) CONTROLLER FOR CONTROLLING A GaN-BASED DEVICE AND METHOD FOR IMPLEMENTING THE SAME
US10418910B2 (en) Isolated switch-mode power supply and control circuit and control method for isolated switch-mode power supply
CN116054610B (zh) Ac-dc转换器、控制器、驱动系统及驱动方法
TW201238228A (en) Smart driver for flyback converts
TWI612764B (zh) 電源轉換裝置及其同步整流控制器
US6449175B1 (en) Switched magamp post regulator
CN113872428B (zh) 一种氮化镓晶体管的驱动控制电路、方法、设备、介质
CN114583923A (zh) 控制电路及其方法、芯片、开关电源、电子装置
RU2802595C1 (ru) Однотактный преобразователь постоянного напряжения
CN219576854U (zh) D型氮化镓开关驱动电路以及开关电源电路
CN114244148B (zh) 开关电源输出驱动装置
TW202310540A (zh) 電源轉換裝置及其同步整流控制器
TW202406280A (zh) 用於開關轉換器的zvs輔助緩衝器
CN114844325A (zh) 一种场效应管的串扰抑制电路、方法及设备