一种预测式次级侧同步整流控制器，用以控制至少一个同步整流开关；此同步整流控制器具有一锯齿波产生器、一峰值取样单元、一输出控制单元；其中，锯齿波产生器接收一同步信号，以产生一锯齿波信号；峰值取样单元撷取锯齿波信号的一峰值电压，据以产生一预测参考电压信号；输出控制单元比较锯齿波信号与预测参考电压信号，以产生一同步整流控制信号，控制开关的导通状态。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种应用于交换式电源转换电路的一同步整流控制器及其控制方法， 尤其是一种预测式次级侧同步整流控制器及其控制方法。
技术介绍
在电源转换的
中，利用晶体管开关取代二极管以降低功耗，是一个常见的技术手段。图1为一典型具有次级侧同步整流功能的电源转换电路。电源转换电路的初级侧具有一脉宽调制控制器11与一主开关12。脉宽调制控制器11依据来自隔离反馈装置13 的反馈信号，输出脉冲信号控制主开关12的导通或截止。电源转换电路的次级侧具有一同步整流开关15与一次级侧同步整流控制器20。次级侧同步整流控制器20依据来自变压器 14的次级侧绕组142的信号，控制同步整流开关15的导通或截止。当主开关12导通时，直流输入端VIN提供电力至变压器14的初级侧绕组141。在此同时，同步整流开关15则是呈现截止。因此，来自直流输入端VIN的电力会储存于变压器14中。随后，当主开关12转为截止时，次级侧同步整流控制器20侦测到次级侧绕组142 的电压极性的变化，控制同步整流开关15导通。此时，变压器14开始释放储存的能量至输出端VO以及滤波电容16。值得注意的是，次级侧同步整流控制器20必须准确控制同步整流开关15的工作周期，以模拟二极管的运作，避免造成转换效率损失或导致开关烧毁。就图1的电源转换电路而言，初级侧的主开关12与次级侧的同步整流开关15必须交替导通。为了防止主开关 12与同步整流开关15的导通时间重叠，在主开关12的导通时间与同步整流开关15的导通时间之间，必须预留一死区时间(dead time)。亦即，在此死区时间内，主开关12与同步整流开关15都是呈现截止。图1中的次级侧同步整流控制器20采用复杂的数字控制方式以计算死区时间。如图中所示，此次级侧同步整流控制器20具有一时脉缓冲单元(Clock Buffer) 22、一数字截止控制器(Digital Turn-off Controller) M与一输出驱动单元洸。图2为图1中的数字截止控制器M的方块示意图。如图中所示，数字截止控制器M包括一振荡单元对2、一第一计数器对3、一第二计数器对4、一有限状态控制装置 (Finite States Machine) 246 与一输出控制单元(Output Control) 248 其中，第一计数器243与第二计数器244均为可上数与下数的计数器。振荡单元242用以产生一内部计数时脉信号CLK，供第一计数器243与第二计数器244计数之用。有限状态控制装置246接收外部同步信号Sync，并依据此外部同步信号Sync控制第一计数器243与第二计数器244 的计数期间。此外部同步信号Sync变压器14的次级侧绕组142的输出信号。图3为数字截止控制器M中各控制信号的波形图。请同时参照图2，有限状态控制装置246侦测到外部同步信号Sync的第一开关周期TSl的前缘时，控制第一计数器243 开始上数，直到有限状态控制装置246侦测到外部同步信号Sync的第二开关周期TS2的前缘。随后，有限状态控制装置246控制第一计数器243开始下数，直到有限状态控制装置 246侦测到外部同步信号Sync的第三开关周期TS3的前缘。假定第一计数器243于第一开关周期TSl中上数到n，当第一计数器243下数到η-χ时，有限状态控制装置Μ6随即产生一输出截止信号，控制输出控制单元248停止输出导通信号(即高电位的驱动信号OUT)。χ 的数值为预设的死区时间的计数数量，其大小可通过死区设定端DTS加以设定。此外，有限状态控制装置246侦测到外部同步信号Sync的第二开关周期TS2的前缘时，会同时控制第二计数器244开始上数，直到有限状态控制装置246侦测到外部同步信号Sync的第三开关周期TS3的前缘。第二计数器244与第一计数器243的运作相类似。于第三开关周期TS3中，有限状态控制装置246即是依据第二计数器244的计数数量，产生一输出截止信号，控制输出控制单元248停止输出导通信号。此次级侧同步整流控制器20利用计数器M3，244的上数与下数历程，可以有效预测下一个开关周期中同步整流开关的导通时间，同时维持大致固定的死区时间。不过，此次级侧同步整流控制器20的电路设计相当复杂，制作成本不易降低。
技术实现思路
本专利技术的一主要目的是针对传统的预测式次级侧同步整流控制器，电路结构过于复杂的问题，提出解决的方法。本专利技术的另一主要目的是提供一种模拟型次级侧同步整流控制器，可以准确控制死区时间，以避免电源转换效率降低或导致开关烧毁。为了达到前述目的，本专利技术的一实施例提供一种预测式次级侧同步整流控制器， 用以控制至少一个开关。此同步整流控制器具有一锯齿波产生器、一峰值取样单元、一输出控制单元。其中，锯齿波产生器接收一同步信号，以产生一锯齿波信号。峰值取样单元撷取锯齿波信号的一峰值电压，据以产生一参考电压信号。输出控制单元比较锯齿波信号与参考电压信号，以产生一同步整流控制信号，控制开关的导通状态，当该锯齿波信号的电位高于该预测参考电压信号的电位时，该输出控制单元关断该同步整流开关。本专利技术的一实施例并提供一具有预测式同步整流功能的电源转换电路。此电源转换电路具有一变压器、一同步整流开关与一预测式次级侧同步整流控制器。其中，变压器包括一初级侧绕组与一次级侧绕组。同步整流开关连接至次级侧绕组。预测式次级侧同步整流控制器用以控制同步整流开关。此次级侧同步整流控制器具有一锯齿波产生器、一峰值取样单元与一输出控制单元。其中，锯齿波产生器接收一同步信号，以产生一锯齿波信号。 峰值取样单元撷取锯齿波信号的一峰值电压，据以产生一参考电压信号。输出控制单元比较锯齿波信号与参考电压信号，以产生一同步整流控制信号，控制同步整流开关的导通状态，当该锯齿波信号的电位高于该预测参考电压信号的电位时，该输出控制单元关断该同步整流开关。本专利技术的一实施例并提供一种预测式同步整流控制方法，以控制一电源转换电路的一同步整流开关。此预测式同步整流控制方法至少包括下列步骤(a)依据一同步信号， 产生一周期相同的锯齿波信号；(b)依据锯齿波信号的峰值电压，在锯齿波信号的下一周期，产生一逐步衰减的参考电压信号，此参考电压信号的一最大电压小于锯齿波信号的该峰值电压；以及(c)比较参考电压信号与下一周期的锯齿波信号，以产生一同步整流控制信号，控制同步整流开关的导通状态。关于本专利技术的优点与精神可以借助于以下的专利技术详述及附图得到进一步的了解。 附图说明图1为一典型具有次级侧同步整流功能的电源转换电路；图2为图1中的数字截止控制器的方块示意图；图3为数字截止控制器的控制信号的波形图；图4为本专利技术同步整流电源转换电路一第一实施例的电路图；图5为本专利技术同步整流电源转换电路一第二实施例的电路图；图6为图4的次级侧同步整流控制器一第一实施例的电路示意图；图7为图6的次级侧同步整流控制器的控制波形图；图8为本专利技术次级侧同步整流控制器一第二实施例的电路示意图；图9为图8的次级侧同步整流控制器的控制信号一较佳实施例的波形图；图10为本专利技术的次级侧同步整流电源转换电路一第三实施例的电路示意图；图11为图10的次级侧同步整流控制器的控制信号一较佳实施例的波形图。主要元件附图标记说明脉宽调制控制器11，31本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐达经，
申请(专利权)人：尼克森微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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