直流/直流转换器、整流电路、电源适配器、控制方法技术

为抑制DC/DC转换器的发热，本发明专利技术提供一种绝缘同步整流型的DC/DC转换器(200)。反馈电路(206)驱动第1光耦合器(204)的发光元件，使得DC/DC转换器(200)的输出电压(VoUT)趋近于目标电压。初级侧控制器(202)与第1光耦合器(204)的受光元件相连接，根据反馈信号(VFB)使开关晶体管(M1)开关。同步整流控制器(300)控制同步整流晶体管(M2)。保护电路(310)检测到同步整流晶体管(M2)的开关不能状态时，指示初级侧控制器(202)停止开关晶体管(M1)的开关。

【技术实现步骤摘要】
直流/直流转换器、整流电路、电源适配器、控制方法
本专利技术涉及绝缘同步整流型DC/DC转换器。
技术介绍
在以AC/DC转换器为代表的各种各样的电源电路中，使用返驰型的DC/DC转换器。图1的(a)是表示二极管整流型的返驰转换器200R的电路图，图1的(b)是表示同步整流型的返驰转换器200S的电路图。图1的(a)的返驰转换器200R接受输入端子P1的输入电压VIN，生成被稳定为预定的目标电压的直流的输出电压VOUT，并提供给连接在输出端子P2与接地端子P3之间的负载(未图示)。变压器T1的初级绕组W1连接开关晶体管M1，次级绕组W2连接二极管D1。输出电容器C1被连接于输出端子P2。反馈电路206以与输出电压VOUT和其目标电压VOUT(REF)的误差相应的电流驱动光耦合器204的发光元件。光耦合器204的受光元件流过与误差相应的反馈电流IFB。初级侧控制器202接受与反馈电流IFB相应的反馈电压VFB，产生具有与反馈电压VFB相应的占空比(或频率)的脉冲信号，驱动开关晶体管M1。在图1的(a)的二极管整流型的返驰转换器中，在二极管D1上会发生Vf×IOUT的功率损失。Vf是正向电压，IOUT是负载电流。在Vf＝0.5V、IOUT＝10A时，功率损失为5W。因此，在很多用途中都需要用于冷却二极管D1的散热板或散热器。图1的(b)的返驰转换器200S中，取代图1的(a)的二极管D1而具有同步整流晶体管M2和同步整流控制器(也称同步整流IC)300S。同步整流控制器300S与初级侧的开关晶体管M1的开关同步地使同步整流晶体管M2开关。在同步整流型的返驰转换器中，同步整流晶体管M2的损耗为RON×IOUT2。RON是同步整流晶体管M2的导通电阻，当RON＝5mΩ、IOUT＝10A时，损耗为0.5W，与二极管整流型相比大大降低。因此，理论上在同步整流型的情况下不需要散热板或散热器，或可以简化。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-105522号公报
技术实现思路
〔专利技术所要解决的课题〕本专利技术人们研究图1的(b)的同步整流型的返驰转换器后，认识到以下课题。在图1的(b)的返驰转换器200S中，若同步整流晶体管M2的栅极源极间短路，则同步整流晶体管M2无法变成导通。或者若在同步整流控制器300S的内部发生了故障，则也可能发生无法使同步整流晶体管M2变成导通的状况。若同步整流晶体管M2无法变成导通，则同步整流晶体管M2的体二极管D2会成为图1的(a)的二极管D1的代替，作为二极管整流型的转换器继续工作。负载虽然会被继续供给恰当的输出电压VOUT，但在体二极管D2中会发生高达5W的功率损失。即，在图1的(b)的返驰转换器200S中，若考虑到同步整流晶体管M2无法变成导通的模式的异常，则针对同步整流晶体管M2也需要采取与图1的(a)的返驰转换器200R同样的散热策略。本专利技术是鉴于相关课题而研发的，其一个方案的例示性目的之一在于提供一种能抑制发热的DC/DC转换器。〔用于解决课题的手段〕本专利技术的一个方案涉及一种绝缘同步整流型的DC/DC转换器。DC/DC转换器包括：具有初级绕组和次级绕组的变压器；与变压器的初级绕组相连接的开关晶体管；与变压器的次级绕组相连接的同步整流晶体管；包含发光元件和受光元件的第1光耦合器；驱动第1光耦合器的发光元件，以使得DC/DC转换器的输出电压趋近于目标电压的反馈电路；与第1光耦合器的受光元件相连接、并根据来自第1光耦合器的反馈信号使开关晶体管开关的初级侧控制器；控制同步整流晶体管的同步整流控制器；以及当检测到同步整流晶体管的开关不能状态时，指示初级侧控制器停止开关晶体管的开关的保护电路。根据该方案，当检测到同步整流晶体管无法变成导通的开关不能状态时，使开关晶体管的开关停止，由此能防止DC/DC转换器继续按二极管整流模式工作，能防止同步整流晶体管发热。可以是在同步整流晶体管应导通的期间，当其漏极源极间电压的绝对值超过第1阈值电压时，保护电路判定为开关不能状态。同步整流晶体管导通时的电压降比体二极管的正向电压低。因此，通过在电压降与正向电压之间设置第1阈值电压，能判定同步整流晶体管的开关的有无。保护电路可以在同步整流晶体管的漏极源极间电压与第2阈值电压交叉的频率脱离了预定的范围时，判定为开关不能状态。当同步整流晶体管的开关停止时，初级侧的开关晶体管的开关频率会变动，并且同步整流晶体管的漏极源极间电压的频率会追踪它。通过该方案，能判定同步整流晶体管的开关的有无。保护电路可以基于同步整流晶体管的栅极端子的信号与同步整流控制器的内部信号的匹配性来判定开关不能状态。由此，能检测栅极端子的短路等。一个方案的DC/DC转换器可以还包括具有与保护电路相连接的发光元件和与初级侧控制器相连接的受光元件的第2光耦合器。保护电路可以在检测到开关不能状态时驱动第2光耦合器的发光元件，初级侧控制器可以在第2光耦合器的受光元件流过电流时停止开关晶体管的开关。一个方案的DC/DC转换器可以还包括具有与保护电路相连接的初级绕组和与初级侧控制器相连接的次级绕组的脉冲变压器。保护电路可以在检测到开关不能状态时驱动脉冲变压器的初级绕组，初级侧控制器基于脉冲变压器的次级绕组的状态停止开关晶体管的开关。保护电路可以在检测到开关不能状态时驱动第1光耦合器的发光元件。在由保护电路驱动第1光耦合器时，反馈电路的反馈控制成为无效，初级侧的反馈电流增大，反馈电压下降到0V附近。由此，能使开关晶体管的开关停止。本专利技术的另一方案涉及电子设备。电子设备可以包括负载、对商用交流电压进行全波整流的二极管整流电路、使二极管整流电路的输出电压并生成直流输入电压的平滑电容器、以及使直流输入电压降压并提供给负载的DC/DC转换器。本专利技术的另一方案涉及AC适配器。AC适配器可以包括对商用交流电压进行全波整流的二极管整流电路、使二极管整流电路的输出电压平滑化并生成直流输入电压的平滑电容器、以及使直流输入电压降压并提供给负载的DC/DC转换器。本专利技术的另一方案涉及被配置在绝缘同步整流型的DC/DC转换器的次级侧、控制同步整流晶体管的同步整流电路。该同步整流电路包括：基于同步整流晶体管的漏极源极间电压生成控制脉冲的脉冲发生器；基于控制脉冲驱动同步整流晶体管的驱动器；检测同步整流晶体管的开关不能状态的检测电路；以及将检测到开关不能状态的情况通知给被配置在DC/DC转换器的初级侧的初级侧控制器的通知电路。同步整流电路也可以被一体集成在一个半导体基板上。所谓“一体集成”，包括电路的全部构成要素都被形成在半导体基板上的情况、以及电路的主要构成要素被一体集成的情况，也可以为调节电路常数而将一部分电阻、电容器等设置在半导体基板的外部。通过将电路集成在1个芯片上，能削减电路面积，并能使电路元件的特性保持均一。此外，将以上构成要素的任意组合及本专利技术的构成要素、表现形式在方法、装置、系统等之间相互置换后的方案，作为本专利技术的方案也是有效的。[专利技术效果]根据本专利技术的一个方案，能抑制DC/DC转换器的发热。附图说明图1的(a)是表示二极管整流型的返驰转换器的电路图，图1的(b)是表示同步整流型的返驰转换器的电路图。图2是实施方式的DC/DC转换器的电路图。图3的(a)、(b本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘同步整流型的DC/DC转换器，其特征在于，包括：具有初级绕组和次级绕组的变压器，与所述变压器的初级绕组相连接的开关晶体管，与所述变压器的次级绕组相连接的同步整流晶体管，包含发光元件和受光元件的第1光耦合器，驱动所述第1光耦合器的所述发光元件，以使得所述DC/DC转换器的输出电压趋近于目标电压的反馈电路，与所述第1光耦合器的所述受光元件相连接、并根据来自所述第1光耦合器的反馈信号使所述开关晶体管开关的初级侧控制器，控制所述同步整流晶体管的同步整流控制器，以及当检测到所述同步整流晶体管的开关不能状态时，指示所述初级侧控制器停止所述开关晶体管的开关的保护电路。

【技术特征摘要】
2016.03.23 JP 2016-0580881.一种绝缘同步整流型的DC/DC转换器，其特征在于，包括：具有初级绕组和次级绕组的变压器，与所述变压器的初级绕组相连接的开关晶体管，与所述变压器的次级绕组相连接的同步整流晶体管，包含发光元件和受光元件的第1光耦合器，驱动所述第1光耦合器的所述发光元件，以使得所述DC/DC转换器的输出电压趋近于目标电压的反馈电路，与所述第1光耦合器的所述受光元件相连接、并根据来自所述第1光耦合器的反馈信号使所述开关晶体管开关的初级侧控制器，控制所述同步整流晶体管的同步整流控制器，以及当检测到所述同步整流晶体管的开关不能状态时，指示所述初级侧控制器停止所述开关晶体管的开关的保护电路。2.如权利要求1所述的DC/DC转换器，其特征在于，在所述同步整流晶体管应导通的期间，当其漏极源极间电压的绝对值超过第1阈值电压时，所述保护电路判定为所述开关不能状态。3.如权利要求1或2所述的DC/DC转换器，其特征在于，当所述同步整流晶体管的漏极源极间电压与第2阈值电压交叉的频率脱离了预定的范围时，所述保护电路判定为所述开关不能状态。4.如权利要求1或2所述的DC/DC转换器，其特征在于，所述保护电路基于所述同步整流晶体管的栅极端子的信号与所述同步整流控制器的内部信号的匹配性，判定所述开关不能状态。5.如权利要求1或2所述的DC/DC转换器，其特征在于，还包括：具有与所述保护电路相连接的发光元件和与所述初级侧控制器相连接的受光元件的第2光耦合器；所述保护电路在检测到所述开关不能状态时，驱动所述第2光耦合器的发光元件；所述初级侧控制器在所述第2光耦合器的所述受光元件流过电流时，停止所述开关晶体管的开关。6.如权利要求1或2所述的DC/DC转换器，其特征在于，还包括：具有与所述保护电路相连接的初级绕组和与所述初级侧控制器相连接的次级绕组的脉冲变压器；所述保护电路在检测到所述开关不能状态时，驱动所述脉冲变压器的初级绕组；所述初级侧控制器基于所述脉冲变压器的所述次级绕组的状态停止所述开关晶体管的开关。7.如权利要求1或2所述的DC/DC转换器，其特征在于，所述保护电路在检测到所述开关不能状态时，驱动所述第1光耦合器的所述发光元件。8.一种电子设备，其特征在于，包括：负载，对商用交流电压进行全波整流的二极管整流电路，使所述二极管整流电路的输出电压平滑化，生成直流输入电压的平滑电容器，以及使所述直流输入电压降压并提供给负载的权利要求1或2所述的DC/DC转换器。9.一种电源适配器，其特征在于，包括：对商用交流电压进行全波整流的二极管整...

【专利技术属性】
技术研发人员：萩野淳一，菊池弘基，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP