[实用新型]同步整流电路

说明书

本申请的各实施例涉及同步整流电路。感测端子被配置为感测场效应晶体管的漏极至源极电压，并且驱动端子被配置为驱动场效应晶体管的栅极端子以交替地接通和关断场效应晶体管以提供场效应晶体管的沟道中的经整流的电流流动。比较器被配置为执行场效应晶体管的漏极至源极电压与参考阈值的比较并检测参考阈值与漏极至源极电压的交替向下和向上交叉。PWM信号发生器被配置为驱动场效应晶体管的栅极端子以由于由漏极至源极电压对参考阈值的交替向下和向上交叉而接通和关断场效应晶体管。

技术领域

本说明书涉及同步整流电路。

背景技术

在各种功率转换系统(诸如AC/DC和DC/DC转换器)中，由控制逻辑驱动的场效应晶体管或FET(例如，MOSFET晶体管)可以替代整流器二极管。

该技术(通常被称为同步整流(SR))已被发现改进转换器效率。求助于SR促进在(经整流的)输出电流流经MOSFET沟道而非整流二极管的程度上减少传导损耗，同时对应地减少功率损耗。

这样的功率转换器还在同步整流FET未被驱动的情况下继续操作。这是因为整流仍然由内部体二极管(基本上是体到漏极，其中体到源极在这由内部体到源极连接短路的程度上是无关的)来提供。

然而，体二极管(其是大多数FET类型固有的)可能呈现较差性能：当体二极管被正向偏置时合适驱动的(MOS)FET可以将系统效率增加大约3％-4％。

实用新型内容

尽管有该领域中的密集活动，但是进一步改进的解决方案是期望的。实施例可以贡献于提供这样的改进的解决方案。

本说明书涉及同步整流。一个或多个实施例可以例如被应用于各种AC/DC和DC/DC转换器。用于在电子装置的电池充电器、USB功率递送(USB-PD)布置、适配器中使用的转换器是这样的应用的非限制性示例。

一个或多个实施例可以涉及一种对应的装置，例如用电子装置的电池充电器、USB功率递送(USB-PD)布置、适配器等等中的基于MOSFET的同步整流器。

一个或多个实施例可以基于如下认识：尽管适合于利用模拟部件(例如，专用IC)来实施，但是以数字形式实施的同步整流促进减少部件的数量，实现设计控制流程的改进的灵活性和对噪声的更高的容忍度。

一个或多个实施例可以利用微控制器(例如，如关于ST组的公司可用的STM32微控制器)通过使用仅仅其中的内部外设来实施。

在一个或多个实施例中，一种(内部)比较器可以触发计时器，其转而生成脉宽调制(PWM)信号。比较器可以通过直接存储器访问(DMA)沟道来在运行中重新配置以触发PWM关闭(否则可以使用第二内部比较器)。模数转换器(ADC)沟道可以用于在PWM关断之后对(MOS)FET的漏极至源极电压V_d进行采样，之后同步整流(SR)控制逻辑可以通过使用例如数模转换器或DAC沟道来改变比较器阈值。

根据一个实施例，提供了一种同步整流电路，其特征在于，被配置为耦合到场效应晶体管，所述场效应晶体管具有源极端子与漏极端子之间的沟道以及体二极管和被配置为控制所述场效应晶体管沟道中的电流流动的栅极端子，其中所述电路包括：感测端子，被配置为感测所述场效应晶体管的漏极至源极电压；驱动端子，被配置为驱动所述场效应晶体管的所述栅极端子以交替地接通和关断所述场效应晶体管以提供所述场效应晶体管沟道中的经整流的电流流动；比较器，耦合到所述感测端子，所述比较器被配置为执行所述场效应晶体管的所述漏极至源极电压与参考阈值的比较并检测所述参考阈值与所述漏极至源极电压的交替向下和向上交叉；以及PWM信号发生器，耦合到所述比较器和所述驱动端子，所述PWM信号发生器被配置为驱动所述场效应晶体管的所述栅极端子以由于由所述漏极至源极电压对所述参考阈值的所述交替向下和向上交叉而接通和关断所述场效应晶体管。