电源设备制造技术

本发明专利技术涉及电源设备。本发明专利技术公开了一种包括根据栅极电压进行切换的电源开关的电源设备。感测电阻器接收流过电源开关的开关电流，以形成感测电压。从感测电压检测初级侧电流的峰值。该栅极驱动器具有用于根据控制信号来生成栅极电压的一对开关。当根据控制信号打开栅极驱动器的低端开关时，随着灌电流经由晶体管从电源开关的栅极流动，电源开关的栅极电压降低。

Power supply equipment

The invention relates to a power supply device. The invention discloses a power supply device including a power switch which is switched according to the grid voltage. The sensing resistor receives the switching current flowing through the power switch to form a sensing voltage. The peak current of the primary side is detected from the sensing voltage. The gate driver has a pair of switches for generating gate voltage according to the control signal. When the low end switch of the gate driver is opened according to the control signal, the gate voltage of the power switch is reduced as the irrigation current flows through the transistor from the gate of the power switch.

【技术实现步骤摘要】
电源设备相关专利申请的交叉引用本专利申请要求在2016年11月1日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2016-0144752的优先权和权益，该专利申请的全部内容以引用方式并入本文。
本专利技术整体涉及电路，并且更具体地但非排他性地涉及电源。
技术介绍
采用有关流过初级侧电源开关的开关电流的峰值的信息，以预测初级侧调节(PSR)电源设备的次级侧输出。普通开关模式电源(SMPS)的初级侧电流被感测，并且SMPS的保护电路从所感测到的初级侧电流生成保护信号，以保护SMPS的初级侧开关。在电流模式控制方法中，由于有关流过初级侧电源开关的开关电流的峰值的信息用于控制输出功率，因此有利的是感测到未失真的开关电流。驱动电源开关的栅极驱动电路通常包括高端开关和低端开关。低端开关连接到与电源开关相同的接地部。当关闭电源开关时，施加到低端开关的灌电流可使得在感测电源开关的开关电流的过程中发生失真，并且因此可发生感测误差。灌电流不直接影响开关电流，但使得在感测开关电流的过程中发生失真。在这种情况下，无法准确感测开关电流的峰值，并且因此无法准确预测输出。
技术实现思路
在一个实施方案中，电源设备包括：电源开关，该电源开关被配置为根据栅极电压来执行切换；感测电阻器，该感测电阻器具有连接到电源开关的一个电极并且连接到第一节点的一端、以及连接到接地部的另一端；以及第一晶体管，该第一晶体管连接在电源开关的栅极与第一节点之间并且被配置为根据控制信号进行切换，以用于控制电源开关的切换操作。第一晶体管根据控制信号而打开，并且随着灌电流经由第一晶体管从电源开关的栅极流动，栅极电压降低。电源设备还可包括峰值检测器，该峰值检测器被配置为在第一晶体管的打开时间段中关闭电源开关时检测感测电压，并且基于所检测到的感测电压来检测有关流过电源开关的电流的峰值的信息。电源设备可根据有关流过电源开关的电流的峰值的信息来生成控制信号。电源设备还可包括第二晶体管，该第二晶体管具有向其施加预先确定的电压的一端、以及连接到电源开关的栅极并且被配置为根据控制信号进行切换的另一端。电源设备还可包括拉电流源，该拉电流源被配置为被供给以预先确定的电压并且连接到第二晶体管的一端。电源设备还可包括反相器，该反相器被配置为使控制信号反相并且将经反相的控制信号供应至相应的第一晶体管和第二晶体管的栅极。相应的第一晶体管和第二晶体管的沟道类型可彼此不同。电源设备还可包括：反相器，该反相器被配置为使控制信号反相并且将经反相的控制信号供应至第一晶体管的栅极；以及缓冲器，该缓冲器被配置为将控制信号供应至第二晶体管的栅极。相应的第一晶体管和第二晶体管的沟道类型可相同。电源设备还可包括缓冲器，该缓冲器被配置为使控制信号反相并且将经反相的控制信号供应至相应的第一晶体管和第二晶体管的栅极。第一晶体管和第二晶体管可被体现为金属氧化物硅场效应晶体管(MOSFET)。作为另外一种选择，第一晶体管和第二晶体管可被体现为双极性结型晶体管(BJT)。电源设备还可包括连接在第一晶体管的一端与第一节点之间的灌电流源。附图说明图1示出了根据本专利技术的实施方案的初级侧调节(PSR)电源设备的示意图；图2示出了根据本专利技术的实施方案的图1的PSR电源设备的信号的波形；图3示出了根据本专利技术的实施方案的另一示例性栅极驱动器的示意图；图4示出了根据本专利技术的实施方案的另一示例性栅极驱动器的示意图；图5示出了根据本专利技术的实施方案的另一示例性栅极驱动器的示意图；以及图6示出了根据本专利技术的实施方案的具有拉电流源和灌电流源的栅极驱动器的示意图。具体实施方式下文将参照附图详细描述本专利技术的实施方案，使得本领域的普通技术人员能够容易地实施本专利技术。然而，本专利技术可被体现为许多不同的形式，并不限于本文所述的实施方案。在附图中，为了清楚起见，省略与描述实施方案无关的细节和成分，并且在整个说明书中，类似的附图标记被分配给类似的元件。在本公开中，当元件或层被称为“连接到”另一个元件或层时，该元件或层可直接连接到另一元件或层，或者可经由中间元件或层而被“电连接到”另一元件或层。参照初级侧调节(PSR)电源设备来描述实施方案。然而，本专利技术不限于此并且还可适用于例如采用电流模式控制的电源设备。图1示出了根据本专利技术的实施方案的PSR电源设备的示意图。在图1的示例中，PSR电源设备1包括整流器电路10、输入电容器C输入、变压器20、整流二极管D、输出电容器CO、电源开关M、开关控制电路30、和感测电阻器RCS。图1的PSR电源设备1被体现为反激转换器，但实施方案不限于此。PSR电源设备1的输出端子连接到负载(未示出)。例如，该负载可为串联连接的多个发光二极管(LED)。整流器电路10可包括形成全波整流器的全桥二极管电路。交流(AC)输入由整流器电路10进行整流，以生成由电容器C输入滤波的经整流的AC输入。变压器20包括：连接到输入电压V输入的初级侧导线Lm形式的初级绕组、以及连接到输出电压VO的次级侧导线Ls形式的次级绕组。初级侧导线Lm和次级侧导线Ls彼此绝缘并且以n∶1的预先确定的匝数比(初级侧导线Lm的匝数：次级侧导线Ls的匝数)彼此耦接。初级侧导线Lm的一端连接到输入电压V输入，并且初级侧导线Lm的另一端连接到电源开关M的电极(漏极)。在电源开关M的打开时间段中，由初级侧电流ILm所生成的能量被存储在初级侧导线Lm中。次级侧导线Ls的一端连接到整流二极管D的阳极，并且次级侧导线Ls的另一端连接到次级侧接地部。在电源开关M的关闭时间段中，被存储在初级侧导线Lm中的能量转移到次级侧导线Ls。电源开关M电连接到输入电压V输入并且控制PSR电源设备1的输出电流。电源开关M的控制电极(栅极)连接到开关控制电路30以接收栅极电压VG，并且电源开关M的另一个电极(源极)通过感测电阻器RCS而被连接到初级侧接地部。在图1的示例中，电源开关M在栅极电压VG处于高电平时打开，并且在栅极电压VG处于低电平时关闭。感测电阻器RCS连接在电源开关M的另一个电极(源极)与初级侧接地部之间并且用于感测流过电源开关M的开关电流Ids。当开关电流Ids流过感测电阻器RCS时，在感测电阻器RCS上形成随开关电流Ids变化的感测电压VCS。二极管DSn、电阻器RSn和电容器CSn形成跨初级侧导线Lm的相反两端的缓冲电路。二极管DSn的阳极连接到初级侧导线Lm的一端。电阻器RSn和电容器CSn并联连接在初级侧导线Lm的一端与二极管DSn的阴极之间。输出电容器CO跨接在PSR电源设备1的两个输出端子上方。输出电容器CO的一个电极连接到整流二极管D的阴极，并且输出电容器CO的另一个电极连接到次级侧接地部。当关闭电源开关M时，整流二极管D可传导电流，并且因此流过次级侧导线Ls的电流经过整流二极管D。经过整流二极管D的电流可对输出电容器CO充电或被供应至负载(未示出)。被供应至负载的电流被称为输出电流IO，并且被施加到负载的电压被称为输出电压VO。输出电压VO由输出电容器CO平滑化。开关控制电路30生成用于控制电源开关M的切换操作的栅极电压VG。开关控制电路30检测初级侧电流ILm的峰值并且确定要供应至负载的输出电流。开关控制电路30可使用电源开关M的打开时间段和初级侧电流ILm的所检测到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源设备，包括：电源开关，所述电源开关被配置为进行切换，以生成所述电源设备的输出电压；感测电阻器，所述感测电阻器具有第一端和第二端，所述感测电阻器的所述第一端连接到所述电源开关的第一电极，所述感测电阻器的所述第二端连接到初级侧接地部，其中流过所述电源开关的开关电流在所述感测电阻器上形成感测电压；栅极驱动器，所述栅极驱动器被配置为生成用于切换所述电源开关的驱动信号，所述栅极驱动器包括高端开关和低端开关，所述低端开关具有第一电极，所述低端开关的第一电极连接到所述电源开关的第一电极并且连接到所述感测电阻器的所述第一端以接收所述感测电压，所述低端开关具有第二电极，所述第二电极连接到所述电源开关的控制电极，所述高端开关和所述低端开关被配置为根据基于所述感测电压生成的控制信号进行切换。

【技术特征摘要】
2016.11.01 KR 10-2016-0144752;2017.09.28 US 15/7181.一种电源设备，包括：电源开关，所述电源开关被配置为进行切换，以生成所述电源设备的输出电压；感测电阻器，所述感测电阻器具有第一端和第二端，所述感测电阻器的所述第一端连接到所述电源开关的第一电极，所述感测电阻器的所述第二端连接到初级侧接地部，其中流过所述电源开关的开关电流在所述感测电阻器上形成感测电压；栅极驱动器，所述栅极驱动器被配置为生成用于切换所述电源开关的驱动信号，所述栅极驱动器包括高端开关和低端开关，所述低端开关具有第一电极，所述低端开关的第一电极连接到所述电源开关的第一电极并且连接到所述感测电阻器的所述第一端以接收所述感测电压，所述低端开关具有第二电极，所述第二电极连接到所述电源开关的控制电极，所述高端开关和所述低端开关被配置为根据基于所述感测电压生成的控制信号进行切换。2.根据权利要求1所述的电源设备，还包括灌电流源，所述灌电流源连接在所述低端开关的所述第一电极与所述感测电阻器的所述第一端之间。3.根据权利要求1所述的电源设备，还包括：峰值检测器，所述峰值检测器被配置为在所述电源开关关闭时检测所述感测电压，并且基于所检测到的感测电压来检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：金泰星，梁承旭，朴仁琪，
申请(专利权)人：快捷韩国半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR