以电流变压器控制的同步整流电源转换器制造技术

一种以电流变压器控制的同步整流电源转换器，其特征在于，包括有：　　　　一驰返变压器，其一次侧连接有一开关晶体管，二次侧连接一电流变压器的一次侧；　　　　一开关驱动单元，根据前述电流变压器的二次侧所感应到的信号，加以控制一同步整流开关的导通／截止，又该同步整流开关的一端连接前述电流变压器的一次侧，而另端连接至接地；　　　　当前述驰返变压器的二次侧具有电流时，该电流变压器的二次侧感应出一正相电压，令前述开关驱动单元控制同步整流开关导通；反的驰返变压器的二次侧无电流时，令该同步整流开关截止。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种同步整流电源转换器，尤指电源转换器的二次侧串接一电流变压器，该电流变压器可控制二次侧的同步整流开关的导通/截止，而可避免交越(cross-over)现象发生。
技术介绍
近年来诉求高效率、低能源消耗及等需求的电子产品越来越多，如何提供这些产品一稳定的电源供应装置并维持最低能源消耗等，便成为一考量重点。随着半导体技术的提升，半导体元件(如MOSFET)应用于同步整流电源装置也更加普遍。就目前市面上产品来看，有许多同步整流驱动IC可作为现成元件，以直接应用于供电装置，但因为价格昂贵，且控制方式复杂，较难获得市场的认同。请参考图8所示，为美国公告第6,442,048号专利案所揭示的一种现有同步整流电源装置，其令一变压器51的二次侧具有一比较器52，该比较器52的输出端控制一同步整流器53的导通/截止，该变压器51的二次侧同时亦额外耦接一组感应线圈54，该感应线圈54通过一开关55连接到该比较器52。于前述电路中，主要是利用该组感应线圈54得知变压器51的电流变化，再根据感应得到的信号控制前述比较器52直接控制同步整流器53的导通/截止，惟此种作法的缺点在于当电路是操作于连续电流模式时，在电流换相的瞬间，因同步整流器53无法提前反应，故极容易有交越损失的状况产生。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供一种以电流变压器(Current transformer)控制的同步整流电源转换器，当工作于连续电流模式下时可确保无交越损失问题。为完成前述目的，本专利技术提供一种以电流变压器控制的同步整流电源转换器，包括有一驰返变压器，其一次侧连接有一开关晶体管，二次侧连接一电流变压器的一次侧；一开关驱动单元，根据前述电流变压器的二次侧所感应到的信号，加以控制一同步整流开关的导通/截止，又该同步整流开关的一端连接前述电流变压器的一次侧，而另端连接至接地。当前述驰返变压器的二次侧具有电流时，该电流变压器的二次侧感应出一正相电压，令前述开关驱动单元控制同步整流开关导通；反之，驰返变压器的二次侧无电流时，令该同步整流开关截止。又，前述电流变压器具有另组一次侧线圈，连接于该开关晶体管的驱动电路，当工作于连续电流模式下，该一次侧线圈可感应出控制该开关晶体管的截止讯号，令前述同步整流开关提早截止。附图说明图1为本专利技术的电路图；图2为本专利技术驱动信号时序图；图3为本专利技术当输出电流(ISEC)较小时的驱动信号时序图；图4为本专利技术当驰返变压器工作于非连续电流时的电路动作图；图5为本专利技术工作在连续电流模式下的电路方块图；图6为本专利技术工作在连续电流模式下的驱动信号时序图；图7为本专利技术工作在连续电流模式下的电路动作图；图8为一现有电源转换器电路图。图中符号说明10驰返变压器 20开关驱动单元30电流变压器 40驱动电路51变压器 52比较器53同步整流开关54感应线圈55开关D3二极管Q1第一晶体管 Q2第二晶体管Q3第三晶体管 Q4NPN晶体管Q5PNP晶体管 Q6开关晶体管Q7同步整流开关具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的具体实施方式。请参阅图1所示，本专利技术的结构方块图，包含有一驰返变压器10，其一次侧连接有一开关晶体管Q6，其二次侧的一端连接一开关驱动单元20，该开关驱动单元20控制一同步整流开关Q7，本实施例中同步整流开关Q7为一MOSFET；一电流变压器(Current transformer，CT)30，其一次侧的两端分别连接于前述驰返变压器10二次侧的一端及该同步整流开关Q7，该电流变压器30的二次侧的两端分别连接两晶体管Q1、Q2的基极端，两晶体管Q1、Q2的射极互相连接。前述开关驱动单元20由一NPN晶体管Q4及一PNP晶体管Q5的基极端互相连接组成，两晶体管Q4、Q5的射极之间复串接有一二极管D3。前述第一晶体管Q1的集极复连接至一第三晶体管Q3的基极，而第二晶体管Q2的集极连接至第三晶体管Q3的集极，该第三晶体管Q3的射极复连接于开关驱动单元20当中NPN晶体管Q4的集极。以上所述为本专利技术电路的详细构造，而该电路动作则如下所述请参阅图2所示，为前述连接驰返变压器10的开关晶体管Q6的闸极波形、该电流变压器30二次侧的电压波形、及前述同步整流开关Q7闸极等各点的波形图，而电路动作可依驰返变压器10二次侧电流型态区分为非连续电流工作模式及连续电流工作模式两种，分别说明如下当本专利技术工作于非连续电流工作模式时，可分别以下列时段区分说明一时段T0～T0+T0+当中的上标正号“+”表示时间自T0此点起算而经过一短暂时间之后，反之上标若为负号“-”表示时间于T0此点之前一短暂时间，以下各时段的记载标号亦是如此。当驰返变压器10的二次侧具有输出电流(ISEC)时，该输出电流(ISEC)亦通过电流变压器30的一次侧，故电流变压器30于其二次侧会感应出一电压，该电压值可由下式表示V=Isec×1N×R1+Q1Vbe+R3×Ia+VD1]]>其中上式的N为该电流变压器30其一次侧与二次侧的线圈匝数比。前述第一晶体管Q1的基极可获得一驱动电流(Ia)而成为导通状态，当第一晶体管Q1导通时，第三晶体管Q3亦同时导通，令开关驱动单元20中的NPN晶体管Q4转为导通状态，另一PNP晶体管Q5即成截止，同步整流开关Q7的闸极获得高电压后，便转为导通。此时，储存在驰返变压器10空隙(GAPE)间的能量转移至二次侧线圈上，再供应予后端的负载(图中未示)。二时段T0+～T1-该同步整流开关Q7闸极恒保持在稳定的高电位。其中在变压器10线圈上的电流呈递减的方式。又请参阅图3所示，当输出端Vo处于无载状态下，输出电流(ISEC)几乎为零，此时可经由调整连接在该第一晶体管Q1上两电阻R2、R3的比值，令第一晶体管Q1不致导通，如此前述同步整流开关Q7即无法导通，以减少能源消耗。三.时段T1-～T1+请参阅图2所示，当输出电流(ISEC)为零时，将令第一晶体管Q1由导通转为截止，根据法拉第定律，在第一晶体管Q1由导通转为截止的瞬间，磁通量不变，但在截止时该电流变压器30二次侧产生的负电压将令第二晶体管Q2转为导通状态，于开关驱动单元20当中PNP晶体管Q5的基极端为低电压，进而令同步整流开关Q7由导通转为截止。四.时段T1～T2请参阅图2、4所示，因输出电流(ISEC)持续为零，故第二晶体管Q2与开关驱动单元20当中的PNP晶体管Q5为导通，此时同步整流开关Q7的闸极波形仍保持在低电位。又，请参阅图5所示，当本专利技术工作于连续电流模式下时，电路的基本结构与前述实施例相同，差异点在于电流变压器30额外提供一组一次侧的线圈，此组一次侧线圈连接到该开关晶体管Q6的驱动电路40。请参考图6、7所示，前述开关晶体管Q6的闸极连接有一驱动电路40，驱动电路40包括有电阻R14、电容C6、C7等元件。在时间t0～t1之间，开关晶体管Q6的闸极驱动信号由低电位转为高电位，经过电阻R14及电容C6两者的时间延迟，开关晶体管Q6的闸极在时间点t1才成为高电压准位。然而在时间点t0同时，驱动信号的正缘经由电容C7耦合到电流变压器30的一次侧线圈，并于电流变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：张顺德，杨青峰，
申请(专利权)人：康舒科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：