[发明专利]具有反向电流抑制器的同步整流顺向转换器

说明书

技术领域

本发明关于一种同步整流顺向转换器，更特别的是本发明关于一种具有反向电流抑制器的同步整流顺向转换器，其中反向电流抑制器设定为在顺向转换器的输入电源因为顺向转换器关机的缘故而中断时，适时截止同步整流器的飞轮开关以消除产生于同步整流器中的反向电流。

背景技术

在典型的顺向转换器(forward converter)中，主开关会设置于变压器的初级侧上且与变压器的初级侧绕组串联，并且由整流二极管所组成的整流电路会设置于变压器的次级侧。变压器的初级侧绕组的激磁电感(magnetizinginductance)经由接收来自电压输入端的电流而储存能量于其中，并且根据主开关的开关切换将储存的能量传送到变压器的次级侧。变压器的次级侧的整流电路会将次级侧所感应生成的交流电压整流成整流直流电压(rectified DCvoltage)。该整流直流电压接着经过平滑化(smoothing)处理后产生输出直流电压以提供给负载使用。由于二极管在开关切换时会产生相当大的导通损失(conduction loss)，由晶体管所组成的同步整流开关逐渐取代了传统顺向转换器内部的整流二极管。相较于传统的顺向转换器架构，使用同步整流器的顺向转换器可以减少转换器的功率损失(power loss)并且增进转换器的整体效率。然而，晶体管为一种具有双向导通特性的电路元件，因此需要精密的驱动电路来驱动同步整流器中的同步整流开关的开关切换。

图1显示公知的同步整流顺向转换器的电路组态图。图1的同步整流顺向转换器包含变压器T1，其具有初级侧绕组(primary winding)Np以及次级侧绕组(secondary winding)Ns。初级侧绕组Np的一端与输入直流电压Vin相连接，其设定为将输入直流电压Vin的能量储存于初级侧绕组Np的激磁电感(未显示)中。初级侧绕组Np的另一端与主开关Q1串联，并且主开关Q1由脉冲宽度调制器(pulse width modulator，PWM)50来控制其开关切换。主开关Q1通常是由金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)所组成，其具有漏极，连接至初级侧绕组Np，栅极，连接至脉冲宽度调制器50，以及源极，其连接至地。变压器T1的初级侧所储存的能量根据主开关Q1的开关切换而传送至变压器T1的次级侧，从而在次级侧绕组Ns两端感应生成交流电压。同步整流器(Q2，Q3)以及滤波电路(Lo，Co)设置于变压器T1的次级侧，其中同步整流器(Q2，Q3)设定可为与主开关Q1的开关切换同步的方式来进行开关切换，以便将变压器的次级侧绕组Ns两端的交流电压转换成整流直流电压。该整流直流电压经由输出电感Lo与输出电容Co所组成的滤波电路滤除其高频谐波，其中输出电感Lo以变压器的架构来实现。因此可在输出电容Co两端产生输出直流电压Vout并提供给负载Ro来使用。