本发明专利技术提供了一种防止ＤＣ－ＤＣ变换器（１０、２０、５０）中故障情况的方法，其中变换器有耦合到第一同步整流器（ＳＱ１）的第一次边线圈（Ｎｓ１）和耦合到第二同步整流器（ＳＱ２）的第二次边线圈（Ｎｓ２）。第一同步整流器（ＳＱ１）根据第一次边线圈（Ｎｓ１）两端的电压被开启，而根据第一驱动信号被关闭。第二同步整流器（ＳＱ２）根据第二次边线圈（Ｎｓ２）两端的电压被开启，而根据第二驱动信号被关闭。本发明专利技术还提供了一种ＤＣ－ＤＣ变换器（１０、２０、５０），其中第一控制电路依照上述方法耦合到并控制第一同步整流器（ＳＱ１），而第二控制电路依照上述方法耦合到并控制第二同步整流器（ＳＱ２）。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体上针对电压变换器，更具体而言，针对一种用于克服带同步整流模块的并联问题的系统级解决方案。该专利申请要求共同未决的在先提交的美国临时专利申请的权益，所述美国临时专利申请的申请号为60/178,683，在2000年1月28日提交。同步整流增加了实现DC/DC变换器的新一级复杂性。首先，同步整流器必须根据精确的定时开启或关闭。其次，利用同步整流的整流器级的工作并不限于单个象限，这使得在并联或冗余配置中要求多于一个模块工作时，系统方案复杂化。随着逻辑电压持续下降，而电流要求持续增加，在一个并联配置中放置两个或多个模块的能力变得越来越重要。因此，并联配置模块的能力越来越必要。当典型的同步整流器模块放置在并联配置中时，一个或多个模块将吸收电流，而不是提供电流，这会引起系统输出母线电压中的故障。当试图将使用同步整流的模块并联时遇到的这些问题很容易理解，如下面参考文献中所描述的Kohama.T.等人的“对并联变换器系统中由同步整流器引起的异常现象的分析”，IEEE INTELEC 1998年学报第404-411页。尽管问题很容易理解，但很显然没有简单的解决方案。在正常或稳态工作中防止故障情况是不够的。在启动或停止情况下也需要防止故障情况。本专利技术提供了一种在DC-DC变换器中防止故障情况的方法，其中变换器有耦合到第一同步整流器的第一次边线圈和耦合到第二同步整流器的第二次边线圈。第一同步整流器根据通过第一次边线圈的电压开启，而根据第一驱动信号关闭。第二同步整流器根据通过第二次边线圈的电压开启，而根据第二驱动信号关闭。本专利技术还提供了一种DC-DC变换器，包括主变压器、第一和第二同步整流器，及第一和第二控制电路。该主变压器有原边线圈、第一次边线圈和第二次边线圈，其中第一和第二次边线圈耦合在一起。第一同步整流器耦合到第一次边线圈，而第二同步整流器耦合到第二次边线圈。第一控制电路耦合到第一同步整流器，并且根据通过第一次边线圈的电压开启第一同步整流器，根据第一驱动信号关闭第一同步整流器。第二控制电路耦合到第二同步整流器，并且根据通过第二次边线圈的电压开启第二同步整流器，根据第二驱动信号关闭第二同步整流器。此外，本专利技术提供了一种DC-DC变换器，包括电源变压器、信号变压器、第一和第二输出端子、输出电感、输出电容、偏压端子、第一和第二同步整流器、第一、第二、第三和第四开关。电源变压器有原边线圈、第一次边线圈和第二次边线圈，其中第一和第二次边线圈耦合在一起。信号变压器有原边线圈、第一次边线圈和第二次边线圈，其中第一和第二次边线圈耦合在一起。第二输出端子耦合到信号变压器第一和第二次边线圈之间的连接处。输出电感耦合在电源变压器第一和第二次边线圈之间的连接处和第一输出端子之间。输出电容耦合在第一和第二输出端子之间。第一同步整流器耦合在主变压器的第一次边线圈和第二输出端子之间。第一开关耦合在偏压端子和第一同步整流器的一个控制器之间，第一开关的一个控制器耦合到主变压器的第一次边线圈。第二开关耦合在第一同步整流器的该控制器和第二输出端子之间，第二开关的一个控制器耦合到信号变压器的第一次边线圈。第二同步整流器耦合在主变压器的第二次边线圈和第二输出端子之间。第三开关耦合在偏压端子和第二同步整流器的一个控制器之间，第三开关的控制器耦合到主变压器的第二次边线圈。第四开关耦合在第二同步整流器的控制器和第二输出端子之间，第四开关的控制器耦合到信号变压器的第二次边线圈。参考下面的详细描述并联系相应附图，本专利技术的其它特征和优点对本领域的普通技术人员将是显而易见的。附图说明图1是根据本专利技术一种实施例的全波整流器的简化示意图；图2是根据本专利技术一种实施例的全桥式变换器的简化示意图；图3是说明根据本专利技术一种实施例带负输出电感电流的全桥式变换器的波形图；图4是带有根据本专利技术的同步整流模块的防反转电路的示意图；图5是当根据本专利技术执行电路续流阶段的定时时用于禁止同步整流器驱动的定时电路的示意图；及图6是对根据本专利技术一种实施例的150W DC/DC模块在没有有功电流共享的情况下启动到工作电压的说明。优选实施例详述尽管下面对构造和使用本专利技术各种不同的实施例进行了详细讨论，但是应当理解本专利技术提供了许多可用的创造性概念，可以用于很多种具体环境。在此所讨论的具体实施例仅仅对构造和使用本专利技术的具体方法起说明性的作用，而不是限定本专利技术的范围。这里的讨论涉及逻辑集成电路，更具体而言，涉及一种新的带同步整流的简化DC-DC模块，它可以与其它DC-DC模块并联。从而，本专利技术防止了正常稳态、启动和停止状态期间的故障情况。此外，本专利技术尤其适用于便携式电子设备，如计算机、个人数字助理和通信设备。本专利技术为并联带同步整流的模块提供了一种简单的解决方案。本专利技术利用了所选系统解决方案的自校正特性。当通过同步整流器的电流试图自己反向时，这种解决方案不去设法检测该电流而禁止同步整流器。由于现在我们必须处理工作的连续和不连续导通模式，所以在这种情况下禁止同步整流器显著地改变了系统特性。这两种模式都有稳定性。此外，在轻负载工作期间，这种系统会常常在这两种工作模式之间振荡。所提议的解决方案避免了所有这些问题并且给出了更简单更好的整体系统解决方案。采用计算机模拟和一种实验电路板证实了这个概念。尽管本专利技术将首先参考硬开关推挽式拓扑结构来描述，本专利技术还可应用于其它拓扑结构，如两开关前向、传统前向(无有功钳位)等，只要同步整流器是自驱动的。已经为这些类型的拓扑结构建议了许多不同的同步整流器驱动方案。例如，众所周知，如果期望高效率，外部驱动方案提供了最佳解决方案。这样一种外部驱动方案在1999年5月25日授予Svardsjo，C.的美国专利5,907,481“双端隔离DC-DC变换器”中进行了描述，在此引入作为参考。这种类型的驱动方案提供了恰当的驱动脉冲以保证两个同步整流器在整个续流周期中都开启。然而，为了提供模块的安全并联，在美国专利5,907,481中建议的驱动方案必须进行修改。美国专利5,907,481提供了一种电路，其中开启和关闭同步整流器的定时信息都由一次电路通过信号变压器来提供。本专利技术也使用一种驱动方案，其中关闭定时由一次电路通过信号变压器来提供，但不象美国专利5,907,481，其开启定时由电源变压器来提供。图1是根据本专利技术一种实施例的全波整流器10的示意图，使用了上述修改的驱动方案。全波整流器10包括主变压器Tx，信号变压器Tsx，同步整流器SQ1和SQ2，开关SQ3、SQ4、SQ5和SQ6，信号变压器电容Ctx，输出电容Co和输出电感Lo。主变压器Tx有原边线圈N1，第一和第二次边线圈Ns1和Ns2。第一和第二次边线圈Ns1、Ns2耦合在一起。信号变压器Tsx有原边线圈16，第一和第二次边线圈17和18。第一和第二次边线圈17、18耦合在一起。输出电感Lo耦合在主变压器Tx的中间抽头(在第一和第二次边线圈Ns1、Ns2之间)和第一输出端子12之间。输出电容Co耦合在第一输出端子12和第二输出端子14之间。第二输出端子14还耦合在信号变压器Tsx的中间抽头(在第一和第二次边线圈17、18之间)之间。通过第一和第二输出端子12、14的电压是Vout。第一同步整流器SQ1耦合在第一次边本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于在ＤＣ－ＤＣ变换器中防止故障情况的方法，其中变换器有耦合到第一同步整流器的第一次边线圈和耦合到第二同步整流器的第二次边线圈，该方法包括以下步骤： 根据通过第一次边线圈的电压开启第一同步整流器； 根据第一驱动信号关闭第一同步整流器； 根据通过第二次边线圈的电压开启第二同步整流器；及 根据第二驱动信号关闭第二同步整流器。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：RW法林顿，C斯瓦兹约，W哈特，
申请(专利权)人：艾利森公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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