同步整流控制器与相关的控制方法技术

本发明专利技术的实施例公开一种同步整流控制器，用以控制一整流开关。该同步整流控制器包含有一全开控制器以及一稳压器。该全开控制器可被该整流开关的一通道电压所触发，依据一预设条件，用以将该整流开关完全开启一全开时间。该稳压器于该全开时间内被禁能，于该全开时间后被致能，用以使该整流开关开启，且维持该通道电压于一预设电压范围内。该全开控制器依据该稳压器被致能时的一表现记录而调整该预设条件。件。件。

【技术实现步骤摘要】
同步整流控制器与相关的控制方法


[0001]本专利技术关于一种次级侧的同步整流控制器；特别关于用于返驰式开关电源供应器的次级侧的同步整流控制器以及相关的控制方法。

技术介绍

[0002]电源供应器除了要求有精准的输出电压或是输出电流之外，能量转换效率(power conversion efficiency)往往也是业界非常在乎的规格之一。
[0003]传统的返驰式开关电源供应器以变压器分隔初级侧与次级侧。透过一功率开关的开关，初级侧的主绕组上跨压产生了变化。由于电感耦合，次级绕组的跨压产生了交流部分，其经过整流后，可以供应位于次级侧的负载。
[0004]在次级侧的整流，最简单的方式是采用一整流二极管。只是整流二极管开启所需要的顺向电压(forward voltage)，却使得整流二极管成为一个固定地耗损能量的元件。为了降低或消除整流二极管的能量耗损，增加能量转换效率，业界已经发展了以一个整流开关取代整流二极管。这样的技术称为次级侧同步整流。只是，整流开关应该如何控制，这不只是关乎能量转换效率，也关乎产品安全。如果整流开关在不应该开启的时候而开启，损害的不只是效率，更可能有电源供应器爆炸的危险。

技术实现思路

[0005]本专利技术的实施例公开一种同步整流控制器，用以控制一整流开关。该同步整流控制器包含有一全开控制器以及一稳压器。该全开控制器可被该整流开关的一通道电压所触发，依据一预设条件，用以将该整流开关完全开启一全开时间。该稳压器于该全开时间内被禁能，于该全开时间后被致能，用以使该整流开关开启，且维持该通道电压于一预设电压范围内。该全开控制器依据该稳压器被致能时的一表现记录而调整该预设条件。
[0006]本专利技术的实施例还公开一种控制方法，适用于一同步整流控制器，用以控制一整流开关。该控制方法包含有：将该整流开关完全开启一全开时间，其中该全开时间依据一预设条件而决定；于该全开时间之后，维持该整流开关的一通道电压于一预设电压范围内，并具以产生一表现记录；当该通道电压符合一关闭条件时，维持该整流开关关闭；以及，依据该表现记录，调整该预设条件，以使该表现记录趋近一预设目标。
附图说明
[0007]图1显示依据本专利技术所实施的一返驰式开关电源供应器。
[0008]图2显示图1中的同步整流控制器。
[0009]图3举例显示三个开关周期中，控制信号S
NP
、流经整流开关NS的通道电流I
D
、通道电压V
D
、以及栅极信号V
G
的信号波型。
[0010]图4显示使用于同步整流控制器10的控制方法200。
[0011]图5显示使用于全开控制器104的控制方法300。
具体实施方式
[0012]在本说明书中，有一些相同的符号，其表示具有相同或是类似的结构、功能、原理的元件，且为业界具有一般知识能力者可以依据本说明书的教导而推知。为说明书的简洁度考量，相同的符号的元件将不再重述。
[0013]在本专利技术的一实施例中，次级侧的整流开关的开启，分成两个时间：全开时间以及稳压时间。在全开时间内，整流开关完全地开启。稳压时间紧接于全开时间后。在稳压时间内，整流开关部分地开启，用来维持该整流开关的一通道电压于一预设电压范围内。全开时间可以依据稳压时间内的一表现记录而适应性的调整，使得表现记录，随着开关周期的进展，可以逼近一个预设目标。
[0014]该全开时间在该稳压时间之前，可以降低该整流开关在整流时的能量损耗，增加转换效率。
[0015]该稳压时间可以预先将该整流开关的一栅极信号预先拉低，可以在之后判别一定要关闭该整流开关时，即时且迅速地关闭该整流开关。该稳压时间提供一个较高的开启电阻，可以预防该整流开关过晚关闭时，所可能发生的过高逆电流的风险。
[0016]依据稳压时间内的该表现记录而适应性的调整该全开时间，可以尽可能的延长该全开时间，享受较高的转换效率。
[0017]图1显示依据本专利技术所实施的一返驰式开关电源供应器20。在初级侧，返驰式开关电源供应器20具有输入电源线IN、输入地26、电源控制器14、主绕组LP、以及功率开关NP，彼此的电性连接关系如同图1所示。在次级侧，返驰式开关电源供应器20具有输出电源线OUT、输出地28、同步整流控制器10、次级绕组LS、以及整流开关NS，彼此的电性连接关系如同图1 所示。变压器TF具有，但不限于，主绕组LP以及次级绕组LS，分别位于初级侧与次级侧，彼此电感性相耦合。
[0018]电源控制器14以控制信号S
NP
控制功率开关NP，使得主绕组LP上的跨压与流经主绕组LP的电流产生变化。由于电感耦合，次级绕组LS产生了交流电压或是电流。整流开关NS提供整流的功能，希望产生适当的输出电压 V
OUT
，来对负载16供电。整流开关NS可以提供导电通道，电性连接输出地 28到次级绕组LS。举例来说，整流开关NS是一个NMOS电晶体，其源极端连接到输出地28，其漏极端连接到次级绕组LS，其栅极端受控于同步整流控制器10。整流开关NS与次级绕组LS之间的连接点上有通道电压V
D
，可以表示整流开关NS的导电通道上的跨压。依据通道电压V
D
，同步整流控制器 10产生栅极信号V
G
，用以控制整流开关NS。简单的说，同步整流控制器10 依据通道电压V
D
，来判断当下整流开关NS是否应该开启，且决定开启的状态如何。
[0019]图2显示图1中的同步整流控制器10，包含有状态检测器102、全开控制器104、稳压器106、关闭控制器110、以及开关112与114。
[0020]依据通道电压V
D
，状态检测器102来判断功率开关NP是否刚刚关闭，据以来触发全开控制器104。举例来说，状态检测器102检测通道电压V
D
的下降缘斜率。当通道电压V
D
的下降缘斜率大于一定程度时，且通道电压V
D
为负值时，状态检测器102就认定初级侧的功率开关NP刚刚关闭，因而触发全开控制器104。
[0021]全开控制器104被触发后，会产生脉冲SF，用以开启开关112。开启的开关112会将栅极信号V
G
的电压值拉到一个固定的最高电压VMAX，也就是将整流开关NS完全开启。脉冲
SF的脉冲宽度为全开时间TFO。因此，全开控制器104在全开时间TFO内，将整流开关NS保持完全开启。
[0022]稳压器106包含有比较器108、数个逻辑门、电流源116与118、以及开关120与122，彼此的连接关系如同图2所示。稳压器106在全开时间TFO 内被禁能，稳压器106并没有驱动栅极信号V
G
，因为脉冲SF同时使得稳压器106内的开关120与122为关闭。在全开时间TFO之后，稳压器106被致能，不但是维持整流开关NS部分开启，而且也维持本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同步整流控制器，用以控制一整流开关，包括：一全开控制器，可被该整流开关的一通道电压所触发，依据一预设条件，用以将该整流开关完全开启一全开时间；以及一稳压器，于该全开时间内被禁能，于该全开时间后被致能，用以使该整流开关开启，且维持该通道电压于一预设电压范围内；其中，该全开控制器依据该稳压器被致能时的一表现记录而调整该预设条件。2.如权利要求1的同步整流控制器，其中，该预设电压范围介于两个边界电压之间，该全开控制器记录该通道电压触及该两个边界电压其中之一的一交叉次数，并依据该交叉次数而调整该预设条件。3.如权利要求2的同步整流控制器，其中，该全开控制器调整该预设条件，以使该交叉次数等于一预设次数。4.如权利要求1的同步整流控制器，其中，而该全开时间关联于一放电时间以及一比例常数，该全开控制器依据该表现记录而调整该比例常数。5.如权利要求1的同步整流控制器，其中，该全开时间关联于该通道电压以及一参考电压，该全开控制器依据该表现记录而调整该参考电压。6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈逸伦，黄于芸，杨丰诚，
申请(专利权)人：艾科微电子深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：