[发明专利]三端子集成化同步整流器及反激式同步整流电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种三端子集成化同步整流器及反激式同步整流电路，利用控制端子提供控制信号同时作为电源偏压与同步信号，并内置功率晶体管于单一封装内达到最少接脚数设计，可简化公知同步整流方式控制电路与功率晶体管分离结构，减少印刷电路板所占面积，降低整体电源供应器成本。

背景技术

交换式电源供应器传统上是采取二极管整流方式，同步整流方式的应用随着环保节能议题、散热及效率要求，近年来则渐渐被接受采用取代传统二极管整流方式，但公知同步整流应用电路皆为控制电路与功率晶体管分开的结构。在实际应用上越少的应用接脚数将会使电路成本更低，而成本最低的理想的同步整流器封装应属于三个端子封装方式，即一个端子提供控制信号作为电源偏压与同步脉冲，另外两个端子分别为内部功率晶体管的漏极接点与源极接点。目前公知的同步整流应用电路受限于封装限制必须选择较贵的同步整流控制方式包括一个八接脚的同步整流控制器和一些周边离散元件以及外部功率晶体管。

如图1所示，为公知的同步整流应用电路，包括有直流电源VIN，输入滤波电容C1，启动电阻R1，偏压电源滤波电容C2，初级脉宽调制(PWM)控制器11，变压器T1具有初级主绕组12，初级辅助绕组13，与次级输出绕组20，整流二极管D1提供直流偏压电源VCC，初级侧功率晶体管Q1控制变压器的能量传递，初级电流检测电阻R2限制最大输出功率，次级侧功率晶体管Q2提供次级侧整流，同步整流控制电路23控制次级侧功率晶体管Q2正确地导通与关闭，反馈补偿误差放大器24和光耦合器25。电源启动瞬间直流电源VIN经由启动电阻R1向偏压电源滤波电容C2充电。当充电电压达到初级脉宽调制控制器11的启动电压时，初级脉宽调制控制器11开始输出导通信号控制初级侧功率晶体管Q1正常开关动作并使电流流入初级主绕组12，变压器T1因此开始动作以及偏压电源逐渐发展由初级辅助绕组13经由整流二极管D1、偏压电源滤波电容C2供应。初级侧电压反馈信号对应于次级侧输出端VO的电压变化通过反馈补偿误差放大器24和光耦合器25的传达到初级侧，输入至初级脉宽调制控制器11。同步整流控制电路23由输出提供偏压电源VDD，同步整流控制电路23各有一个D和S检测端连接于次级侧功率晶体管Q2的漏极(DRAIN)与源极(SOURCE)，以及输出端G连接于次级侧功率晶体管Q2的栅极(GATE)控制次级侧功率晶体管Q2正确地导通与关闭。

在公知的同步整流应用电路技术领域里，至少需要4个接脚以上的封装，已完全排除可使用最具有经济效益的3端子工业标准封装如TO-220、DPAK、TO-3P的可能性。另一方面，公知的同步整流应用电路电源偏压VDD必须为直流(D.C.)电压，如果电源供应器的输出电压太高的话则必须增加线性降压器降压后才能供应同步整流控制器芯片的电源偏压VDD，如果电源供应器的输出电压太低的话亦必须增加次级辅助绕组以及整流滤波元件和线性降压器降压后才能供应电源偏压VDD，将会增加零件成本与降低效率。

发明内容

有鉴于此，本发明目的为提供一种三端子封装的集成化同步整流器，简单地说，本发明的具体实施是三端子集成化同步整流器具有控制端子，提供控制信号作为电源偏压与同步脉冲，以及另外两个端子分别为内部功率晶体管的漏极接点与源极接点，连接于输出绕组与输出端之间，传递变压器能量供应输出负载所需电流。

本发明的电路上的优点是集成电路化设计提供最少的接脚数封装与外部零件数，可节省印刷电路板面积，经济上的优点是整体成本的降低。

为达上述目的，本发明提供一种三端子集成化同步整流器，具有第一、第二及第三电气接点，该三端子集成化同步整流器包括功率晶体管以及同步整流控制电路。上述功率晶体管，具有第一输出/入端、第二输出/入端及控制端，该第一输出/入端耦接至该第一电气接点，该第二输出/入端耦接至该第二电气接点。上述同步整流控制电路用以控制该功率晶体管的电性状态，包含一个输入控制端、两个检测端以及一个输出端，该输入控制端耦接至该第三电气接点，该两检测端分别耦接至该功率晶体管的该第一输出/入端及该第二输出/入端，该输出端耦接至该功率晶体管的该控制端。其中，该同步整流控制电路在该输入控制端接收同步信号时，控制该功率晶体管为导通状态；在该两检测端检测到该功率晶体管流经的电流小于预定电流值时，控制该功率晶体管为截止状态。