[发明专利]用于谐振功率转换器的同步整流电路

说明书

技术领域

本发明大体上涉及一种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控制电路(synchronous rectifying controlcircuit)。

背景技术

图1示出了离线谐振功率转换器(offline resonant power converter)的电路示意图。其包含功率变压器(power transformer)10，为了符合安全规范，功率变压器10提供了交流输入到功率转换器的输出之间的隔离。谐振功率转换器的软切换实现高效率和低电磁干扰(electric-magneticinterference，EMI)性能。晶体管20和30形成半桥电路以切换谐振回路(resonant tank)。谐振回路由功率变压器10、电感器15和电容器40形成。电感器15作用如同功率变压器10和/或电感器装置的一次侧漏电感。电感器15的电感值L和电容器40的电容值C决定谐振频率f₀。

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功率变压器10将能量从功率变压器10的一次侧传递到二次侧。整流器41和42将功率变压器10的切换电压整流到电容器65中。因此，在功率转换器的输出端子处输出直流电压V₀。功率转换器的输出负载通过功率变压器10决定谐振回路的Q值。

图2示出了输出功率的标准化振幅作为切换频率的函数。当切换频率操作在谐振频率f₀时，将最大功率传送到功率转换器的输出端子。如果切换频率低于谐振频率f₀，那么谐振回路将变成电容性阻抗(capacitiveimpedance)。当切换频率高于谐振频率f₀而操作时，谐振回路将变成电感性阻抗(inductive impedance)。功率转换器的压控振荡器(voltage-controlled oscillator，VCO)将切换频率控制在谐振频率f₀与`最大频率f_M之间，以确保功率转换器的反馈电路在线性系统下操作。此外，将切换频率控制在最大频率f_M以下是为了确保软切换机制。谐振功率转换器的详细技术可查阅1995年由John Wiley&Sons公司出版的Marian K.Kazimierczuk和Dariusz Czarkowski所著的教科书“Resonant PowerConverters”。

在近来的发展中，在功率变压器的二次侧应用同步整流器是实现较高效率功率转换的另一方法，例如Yang的第7,173,835号美国专利“Controlcircuit associated with saturable inductor operated as synchronousrectifier forward power converter”。然而，此现有技术的缺点是饱和电感器(saturable inductor)等引起的额外功率消耗。本发明的目的是提供一种用于谐振功率转换器的同步整流电路以实现较高效率。

发明内容

本发明开发一种同步整流电路以改进谐振功率转换器的效率。同步整流电路包含脉冲信号产生电路，其用于根据切换信号的上升沿(rising edge)和下降沿(falling edge)来产生脉冲信号。切换信号用来切换功率变压器并调节功率转换器。例如脉冲变压器或多个电容器的隔离装置耦合到脉冲信号产生电路，以将脉冲信号从功率变压器的一次侧传递到功率变压器的二次侧。集成同步整流器包括整流端子、接地端子、第一输入端子和第二输入端子。整流端子耦合到功率变压器的二次侧。接地端子耦合到功率转换器的输出。功率晶体管连接在整流端子与接地端子之间。第一输入端子和第二输入端子接收脉冲信号来导通/截止功率晶体管。脉冲信号是触发信号(trigsignal)。脉冲信号的脉冲宽度短于切换信号的脉冲宽度。

附图说明