本发明专利技术为功率转换器提供一种用于软开关和同步整流的控制电路。根据开关信号的前沿和后沿，开关信号电路用于产生驱动信号和脉冲信号。开关信号用于调节功率转换器。驱动信号用于切换功率变压器。在驱动信号之间设置传递延迟以实现功率转换器的软开关。隔离装置用于将脉冲信号从功率变压器的初级传送到功率变压器的次级。集成同步整流器的控制器耦合到功率变压器的次级，用于整流操作。控制器接收脉冲信号来用于接通／关断功率晶体管。脉冲信号将设定或复位控制器的锁存电路，以用于控制功率晶体管。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般涉及功率转换器的控制电路，且更明确地说，涉及用于功 率转换器的同步整流和/或软开关的控制电路。
技术介绍
图1示出了软开关功率转换器(例如，谐振功率转换器(resonant powerconverter ))的电路示意图，其包含功率变压器10以出于安全目的而提供从交流线路输入到功率转换器的输出的隔离。功率转换器的软开关实现高效率和低电磁千扰(electric-magnetic interference, EMI )性能。晶体管20和30形成半桥电路(half bridge circuit )以切换谐振槽(resonanttank)。谐振槽由功率变压器10、电感器15和电容器40形成。电感器15的作用如同功率变压器10的初级漏电感和/或电感装置。电感器15的电感值L和电容器40的电容值C确定谐振频率尸。。<formula>formula see original document page 7</formula>功率变压器10将能量从功率变压器10的初级传送到次级。整流器41 和42将功率变压器10的开关电压整流到电容器65中。因此在功率转换器 的输出端子处输出直流电压V0。在最近的研发过程中，在功率变压器的次级应用同步整流器是实现高 效率功率转换的另一途径，例如Yang的美国专利7, 173,835 "Control circuit associated with saturable inductor operated as synchronous rectifier forward power converter"。 然而,jt匕J见有^支术的击夹点是由可 饱和电感器(saturable inductor)等来实现时导致的额外的功率消耗。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于功率转换器的软开关和同步整流的控制电路，以 实现较高的效率。提供用于软开关和同步整流的控制电路，以改进功率转换器的效率。 所述控制电路包含开关信号电路，用于根据开关信号的上升沿和下降沿而 产生驱动信号和脉沖信号。开关信号用于调节功率转换器。驱动信号用于 切換功率变压器。在驱动信号之间设置传递延迟以实现功率转换器的软开 关。隔离装置(例如，脉冲变压器或电容器)耦合到开关信号电路，以将 脉冲信号从功率变压器的初级传送到功率变压器的次级。集成同步整流器包括阴极端子、阳极端子、第一输入信号端子和 第二输入信号端子。所述阴极端子耦合到所述功率变压器的次级。所述阳极端子耦合到所述功率转换器的输出。功率晶体管连接在阴极端 子与阳极端子之间。第 一输入信号端子和第二输入信号端子耦合到控 制器以接收脉冲信号。所述脉冲信号用于设定或复位所述控制器的锁 存电路来接通/关断功率晶体管。所述脉沖信号是触发信号。脉沖信号 的脉冲宽度比开关信号的脉沖宽度短。附图说明附图提供对本专利技术的进一 步理解，且将附图并入本说明书中并构成本 说明书的一部分。附图说明本专利技术的实施例，且连同描述内容一起用以阐 释本专利技术的原理。图1示出了谐振功率转换器的电路示意图。图2示出了根据本专利技术具有集成同步整流器的软开关功率转换器的实 施例。图3是根据本专利技术的实施例的集成同步整流器的示意图。 图4是根据本专利技术的集成同步整流器的控制器的实施例。 图5是根据本专利技术的实施例的最大接通时间(maximum-on-time, MOT)电路。图6是根据本专利技术的实施例的开关信号电路的方框示意图。 图7示出了延迟电路的电路示意图。图8是根据本专利技术的实施例的最小接通时间(minimum-on-time, MIT) 电路。图9是根据本专利技术的信号产生电路的实施例。图10是根据本专利技术的线性预测电路(linear-predict circuit)的实施例。图11示出了根据本专利技术的实施例根据开关信号的同步整流电路的信号 波形。图12示出了根据本专利技术具有同步整流器的软开关功率转换器的另 一实施例，其中脉冲变压器作为隔离装置而操作。具体实施例方式图2示出了本专利技术的实施例的具有集成同步整流器(同步整流电路) 的软开关功率转换器。功率转换器包含功率变压器10，所述功率变压器IO 具有初级和次级。功率变压器10的初级包括两个功率开关20和30，以用 于切換功率变压器10的一次绕组Np。功率变压器10的次级包含二次绕组 Nsi和另一二次绕组NS2。第一集成同步整流器51包括连接到所述二次绕组 l的阴极端子DET。第一集成同步整流器51的阳极端子GND连接到功率转 换器的接地。具有阴极端子DET和阳极端子GND的第二集成同步整流器52 也从二次绕组Ns2连接到功率转换器的接地。第一集成同步整流器51和第二 集成同步整流器52的第一输入信号端子Sp、第二输入信号端子Sw连接到隔 离装置70的次级以接收脉沖信号，以用于接通或关断集成同步整流器51 和52。隔离装置70可由电容器71和72，或可为脉沖变压器所组成。电容 器71和72的电容值可较小，例如20pF，但需要较高额定电压的电容器以 用于隔离。开关信号电路100包含输入信号端子SIN,接收开关信号SIN，以用于 根据开关信号S^的上升(前)沿和下降(后)沿而产生脉冲信号。开关信 号S^用于切换功率变压器10并调节功率转换器。在开关信号电路100的第 一输出信号端子Xp和第二输出信号端子Xw上产生脉冲信号。脉冲信号是差 分信号(differential signal)。脉冲信号的极性用于确定集成同步整流器 51和52的接通或关断。开关信号电路100包含编程端子RP,其经由电阻 器85产生编程信号。当功率转换器在较轻负载(light load)下，并且在闲 歇模式(burst mode)和/或不连续电流模式下操作时，开关信号电路100可 因此根据编程信号和开关信号S^的脉沖宽度而产生额外的脉沖信号，以关 断集成同步整流器51和52。功率转换器将在闲歇模式的闲歇周期期间停止 切换动作，以便省电。开关信号电路100进一步根据开关信号S^的上升(前)沿和下降(后)沿而产生驱动信号S,和Sb。驱动信号Sa和SB分别经由驱动电路25和35来 控制功率开关20和30,以用于切换功率变压器10。在开关信号Sn的启用 与驱动信号Sa和SB的启用之间设置时间延迟。此外，在驱动信号之间设置 传递延迟TD，以用于实现功率转换器的软开关。此外，开关信号电路100 的第二编程端子RQ经由电阻器86产生计时信号(timing signal )。所述 计时信号耦合到最小接通时间电路(minimum-on-time circuit, MIT circuit)(稍后将介绍)，以确保驱动信号SA的最小接通时间。驱动信号SA 的最小接通时间将在电感器15处产生最小循环电流(minimum circulate current),以实现功率转换器的软开关。开关信号电路100的第一输出信号端子Xp和第二输出信号端子X^禺合 到隔离装置70,以将脉沖信号从功率变压器10的初级传送到功率变压器 IO的次级。脉冲信号的脉冲宽度比开关信号S^的脉冲宽度短。脉冲信号是 包含高频成分的触发信号。因此，仅需要较小的电容器或较小的脉沖变压 器来用于隔离装置70,这减少了印刷电路板(PCB)上的空间利本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于功率转换器的软开关和同步整流的控制电路，其特征在于包括：集成同步整流器，其包括：阴极端子，其耦合到功率变压器的次级；阳极端子，其耦合到所述功率转换器的输出；第一输入信号端子；以及第二输入信号端子，其中所述集成同步整流器包含控制器和连接在所述阴极端子与所述阳极端子之间的功率晶体管；且所述第一输入信号端子和所述第二输入信号端子耦合到所述控制器以接收脉冲信号，以用于接通／关断所述功率晶体管；开关信号电路，其包括：输入信号端子，接收开关信号；第一输出信号端子；以及第二输出信号端子，其中所述开关信号用于经由切换所述功率变压器来调节所述功率转换器；所述第一输出信号端子和所述第二输出信号端子耦合到脉冲产生电路，根据所述开关信号的前沿和后沿而产生所述脉冲信号；以及隔离装置，其耦合在所述集成同步整流器的所述第一输入信号端子与所述第二输入信号端子，以及所述开关信号电路的所述第一输出信号端子与所述第二输出信号端子之间。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨大勇，竺培圣，王周升，
申请(专利权)人：崇贸科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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