驱动器电路和谐振转换器制造技术

本申请涉及驱动器电路和谐振转换器。在一个实施例中，用于同步整流器电子开关、诸如谐振转换器中的SR MOSFET的驱动器电路被适配成耦合到一对同步整流器电子开关的控制端子以向其施加驱动电压从而将同步整流器电子开关与转换器电流同步地接通和关断。驱动器电路包括编程模块和可选的电流感测模块，编程模块用于产生表示同步整流器电子开关的品质因数的第一信号，电流感测模块用于产生表示同步整流器电子开关的输出电流的第二信号。包括用于生成驱动电压的值的输出模块，驱动电压的值是表示品质因数的第一信号的函数并且可选地是表示同步整流器电子开关的输出电流的第二信号的函数。

【技术实现步骤摘要】

本描述涉及谐振转换器。一个或多个实施例可以应用于用于谐振转换器(诸如LLC谐振转换器)中的同步整流器开关(例如MOSFET)的驱动器电路。
技术介绍
虽然同步整流器开关当前用在各种谐振转换器拓扑中，然而仍然感觉需要能够通过选择合适的同步整流器驱动电压来改进转换器效率的布置，这些布置可以独立于例如相关联的外部部件和温度用在各种应用中。
技术实现思路
一个或多个实施例的目的在于满足这样的需要。根据一个或多个实施例，提供了一种驱动器电路，所述驱动器电路用于谐振转换器中的同步整流器电子开关，所述驱动器电路可耦合到同步整流器电子开关的控制端子以向所述控制端子施加驱动电压，以与转换器电流同步地接通和关断所述同步整流器电子开关，所述驱动器电路包括：-编程模块，用于产生表示所述同步整流器电子开关的品质因数的第一信号，以及-输出模块，用于生成作为表示所述品质因数的所述第一信号的函数的所述驱动电压的值。在一个实施例中，驱动器电路包括：-电流感测模块，用于产生表示所述同步整流器电子开关的输出电流的第二信号，以及-所述输出模块，被配置成生成所述驱动电压的值，所述驱动电
压的值是表示所述品质因数的所述第一信号与表示所述同步整流器电子开关的输出电流的所述第二信号的函数。在一个实施例中，所述输出模块包括加法器，所述加法器用于生成所述值作为所述第一信号和所述第二信号之和，所述第二信号优选地与所述输出电流成比例。在一个实施例中，所述电流感测模块包括平均电路、优选地为采样保持电路，用于根据所述同步整流器电子开关两端的平均电压感测所述输出电流，所述平均电压优选地在一对所述同步整流器电子开关上检测。在一个实施例中，所述驱动器电路包括根据所述驱动电压的所述值能够交替地接通和关断的一对驱动器开关，所述一对驱动器开关之间具有可耦合到同步整流器电子开关的所述控制端子的中间点。在一个实施例中，所述驱动器开关中的一个是被馈送有所述驱动电压的值作为参考电压的P沟道MOSFET，优选地是经由电流调节器被馈送有所述驱动电压的值作为参考电压的P沟道MOSFET。在一个实施例中，所述驱动器开关中的一个是被馈送有所述驱动电压的所述值作为栅极电压钳位的自举N沟道MOSFET。根据一个或多个实施例，还提供了一种谐振转换器，所述谐振转换器包括与根据上述任一实施例所述的驱动器电路耦合的至少一个同步整流器电子开关。在一个实施例中，所述谐振转换器包括与根据上述任一实施例所述的驱动器电路耦合的至少一个同步整流器MOSFET。在一个实施例中，所述谐振转换器包括：-转换器变压器，具有：-初级绕组，以及-之间具有中间点以驱动转换器负载的两个次级绕组，-能够交替地接通和关断的一对转换器开关，所述一对转换器开关之间具有中间点以驱动所述转换器变压器的所述初级绕组，以及-一对同步整流器电子开关，每一个耦合到所述转换器变压器的
所述次级绕组中的相应次级绕组，所述同步整流器电子开关与根据上述任一实施例所述的驱动器电路耦合。在一个实施例中，所述转换器是LLC转换器，所述LLC转换器包括耦合到所述转换器变压器的所述初级绕组的串联电感和并联电感以及串联电容器。权利要求是本文中所提供的实施例的公开的组成部分。一个或多个实施例可以提供以下优点中的一个或多个：–增加的转换效率，–能够独立于外部部件、寄生效应和温度适用于各种应用，–低成本，例如由于减少的所需要的物料清单(BOM)。一个或多个实施例可以允许利用可编程的同步整流器(SR)、例如MOSFET的栅极驱动电压来实施同步整流器驱动器。因此，一个或多个实施例可以包括第一部分，第一部分用于通过不同的编程引脚选择同步整流器MOSFET的品质因数(FOM，例如RDSON*QGATE)以便理解使用哪个MOS。在一个或多个实施例中，可以可选地包括第二部分以生成与FOM和输出电流成比例的受控栅极驱动电压从而改善控制。一个或多个实施例可以通过选择例如同步整流器(SR)MOSFET的足够的栅极驱动电压来改善转换器效率。在一个或多个实施例中，这样的栅极驱动电压可以经由可编程引脚根据所使用的同步整流器开关的品质因数或FOM来选择。因此，一个或多个实施例适合用于驱动电压取决于输出电流的各种应用(独立于外部部件和温度)从而在各种负载情况下改善效率。附图说明现在将仅借助于示例通过参考附图来描述一个或多个实施例，在附图中：图1是谐振转换器的示意性框图；图2是一个或多个实施例的总体框图；图3例示了可以在一个或多个实施例中出现的某些信号；以及图4和图5是一个或多个实施例的示意性框图。具体实施方式在以下描述中，说明一个或多个具体细节，旨在提供对实施例的示例的深度理解。实施例可以在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下或者使用其他方法、部件、材料等来获得。在其他情况下，已知的结构、材料或操作未详细说明或描述以防模糊实施例的某些方面。在本描述的框架中对“实施例”或“一个实施例”的引用意图在于表示关于该实施例描述的特定配置、结构或特征被包括在至少一个实施例中。因此，诸如“在实施例中”或者“在一个实施例中”等可能存在于本描述的一个或多个地方的短语不一定指代同一个实施例。另外，在一个或多个实施例中可以按照任意合适的方式组合特定的构造、结构或特征。本文中所使用的附图标记仅出于方便目的而提供，因此并不定义实施例的保护范围或者范围。在图1中，附图标记10整体上表示包括转换器变压器T的谐振转换器，转换器变压器T具有初级绕组W1以及两个次级绕组W21、W22，两个次级绕组W21、W22之间具有中间点以驱动转换器负载L(用虚线示出)，转换器负载L可以连接到输出端子Vout。在一个或多个实施例中，包括电容器Co和电阻器Ro的RC低通网络通过被设置在两个次级绕组W21、W22的中间点与输出端子Vout之间可以耦合到两个次级绕组W21、W22之间的中间点。在一个或多个实施例中，可以设置一对转换器开关(例如功率MOSFET)Q1、Q2，使其在诸如例如半桥驱动器等驱动器12的控制下交替地接通和关断(例如Q2在Q1“导通”时“关断”，并且Q1在Q2“导通”时“关断”)。在一个或多个实施例中，转换器开关Q1、Q2之间可以具有中间
点以驱动转换器变压器T的初级绕组W1。在一个或多个实施例中，可以设置一对同步整流器电子开关SR1、SR2(例如MOSFET)，每一个耦合到变压器T的次级绕组W21、W22中的相应次级绕组以取代标准整流器从而改善转换器效率。同步整流器电子开关SR1、SR2的操作可以由同步整流器驱动器14来控制。在操作中，当通过绕组W21、W22中的任何一个的电流开始向SR1或SR2的MOSFET体二极管中流动时，控制器驱动器14检测二极管的导通状态并且接通(也就是使其导通)MOSFET SR1或SR2。当控制器驱动器14检测到电流接近零时，其关断(也就是使其非导通)MOSFET SR1或SR2。在图1的示例性情况下，谐振转换器10是LLC谐振转换器，LLC谐振转换器包括耦合到转换器变压器T的初级绕组W1的串联电感Lr和并联电感Lm以及串联电容器Cr。图1中例示的这样的转换器的基本操作原理已知，从而使得没有必要在本文中提供更详细的描述。应当理解，LLC谐振转换器在本文中仅被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动器电路，其特征在于，所述驱动器电路用于谐振转换器(10)中的同步整流器电子开关(SR1，SR2)，所述驱动器电路(14)可耦合(GD PIN)到同步整流器电子开关(SR1，SR2)的控制端子以向所述控制端子施加驱动电压，以与转换器电流同步地接通和关断所述同步整流器电子开关(SR1，SR2)，所述驱动器电路(14)包括：‑编程模块(141)，用于产生表示所述同步整流器电子开关(SR1，SR2)的品质因数的第一信号(V1)，以及‑输出模块(1420)，用于生成作为表示所述品质因数的所述第一信号(V1)的函数的所述驱动电压的值(VGD_OPT_CTRL)。

【技术特征摘要】
2015.09.23 IT 1020150000545741.一种驱动器电路，其特征在于，所述驱动器电路用于谐振转换器(10)中的同步整流器电子开关(SR1，SR2)，所述驱动器电路(14)可耦合(GD PIN)到同步整流器电子开关(SR1，SR2)的控制端子以向所述控制端子施加驱动电压，以与转换器电流同步地接通和关断所述同步整流器电子开关(SR1，SR2)，所述驱动器电路(14)包括：-编程模块(141)，用于产生表示所述同步整流器电子开关(SR1，SR2)的品质因数的第一信号(V1)，以及-输出模块(1420)，用于生成作为表示所述品质因数的所述第一信号(V1)的函数的所述驱动电压的值(VGD_OPT_CTRL)。2.根据权利要求1所述的驱动器电路，包括：-电流感测模块(142)，用于产生表示所述同步整流器电子开关(SR1，SR2)的输出电流(I2)的第二信号(V2)，以及-所述输出模块(1420)，被配置成生成所述驱动电压的值(VGD_OPT_CTRL)，所述驱动电压的值是表示所述品质因数的所述第一信号(V1)与表示所述同步整流器电子开关(SR1，SR2)的输出电流(I2)的所述第二信号(V2)的函数。3.根据权利要求2所述的驱动器电路，其特征在于，所述输出模块包括加法器(1420)，所述加法器(1420)用于生成所述值(VGD_OPT_CTRL)作为所述第一信号(V1)和所述第二信号(V2)之和，所述第二信号优选地与所述输出电流(I2)成比例。4.根据权利要求2或权利要求3所述的驱动器电路，其特征在于，所述电流感测模块(142)包括平均电路、优选地为采样保持电路(1422)，用于根据所述同步整流器电子开关(SR1，SR2)两端的平均电压(DVSAVERAGE)感测所述输出电流(I2)，所述平均电压(DVSAVERAGE)优选地在一对所述同步整流器电子开关(SR1，SR2)上检测。5.根据权利要求1-3中的任一项所述的驱动器电路，其特征在于，所述驱动器电路包括根据所述驱动电压的所述值(VGD_OPT_CTRL)能够交替地接通和关断的一对驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·弗瑞斯塔，A·伊奥里奥，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：意大利;IT