桥式同步整流电路设计制造技术

技术编号:3384578 阅读:171 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本实用新型专利技术涉及一种同步整流控制电路,包括:输入单元,接收第一输与第二输入讯号,并产生第一与第二触发讯号;一延迟单元,接收所述第一与第二触发讯号,产生第一与第二延迟讯号;一开关讯号单元,接收延迟单元所产生的第一与第二延迟讯号;并产生控制电流开关的开讯号,该开关讯号含休止期,该休止期由第一或第二触发讯号的一个瞬频率波送达开关讯号单元时起始,且于该第一或该第二延迟讯号的下一个瞬频率波送达开关讯号单元时终止,每一开关讯号于休止期内关闭其控制的电流开关;一电源供应单元,提供开关讯号单元的操作电源,并输出至少一参考电压。优点是:避免正反相电流开关同时开启而烧毁;防止电压输出不稳定使电流开关动作异常。(*该技术在2015年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术是有关于一种同步整流控制电路,尤指可控制变压器二次侧输出电流开关的休止时间、提高能量转换效率的一种整流控制电路。
技术介绍
大部分电子器材(如电视机、音响、计算机等)内部组件的运作均须使用直流电源,故必须有整流器来把交流市电转换成各种不同电压的直流电源,以使这些电子器材发挥功能。依其电路结构的不同,整流器可分为线性式和切换式两种,简单的线性式整流器是由变压器、二极管和电容滤波器所组成,其优点是电路简单、稳定度高、瞬时响应快、可靠度高、涟波小、电磁干扰小。然而因其使用低频动作的硅钢片变压器,故体积大且重量重,转换效率低(约30至50%)以及不可做直流输入都是线性式整流器的缺点。为克服线性式整流器的这些缺点,故有切换式整流器的发展,其优点是转换效率高、空载时耗电小、重量轻、可做直流输入等等,故目前电源供应器的市场乃以利用切换式整流器的产品为主流。为因应各种不同的输出功率,切换式整流器更发展出下列几种常用的整流电路的电路拓朴(Topology),分别是返驰式(Flyback)、顺向式(Forward)、全桥式(Full Bridge)、半桥式(Half Bridge)和推挽式(Push-Pull)等。如图1所示,是现有技术的半桥式电路的示意图,半桥式电路包括一主变压器T1、连接前级电路提供的直流电源的电源端B+、脉宽调制控制器PWMC、隔离驱动变压器T2、直流阻隔电容CBL、两个输入滤波电容C10、C11、电流检测电阻RS、两个电流开关Q3、Q4以及设于该主变压器T1二次侧的两个输出整流二极管D1、D2、储能电感L1、输出滤波电容C1,与将输出端OUTPUT讯号回馈至该脉宽调制控制器PWMC的反馈控制电路Feedback-Control。上述半桥式电路中,该两个电流开关Q3、Q4是为N通道场效晶体管,且该脉宽调制控制器PWMC产生高低脉波电压准位控制讯号透过隔离驱动变压器T2可分别开启/关闭该两个电流开关Q3、Q4。所有图标中的圆点表示于控制讯号的正半周期中,对应各绕组感应电压的极性。于正半周期时,来自隔离驱动变压器T2的控制讯号使电流开关Q3保持开启状态,并使电流开关Q4保持关闭状态;于负半周期时,来自隔离驱动变压器T2的控制讯号使电流开关Q4保持开启状态,并使电流开关Q3保持关闭状态。在半桥式电路运作中很重要的是,两个电流开关Q3、Q4不可同时开启,以避免导致跨越导通产生过大电流烧毁电流开关,为确保此原则,脉宽调制控制器PWMC会在正半周期与负半周期之间的短暂时间内,以控制讯号关闭两个电流开关Q3、Q4同时关闭,这段时间一般称为飞轮时间(Fly Wheeling Time),飞轮时间内的输出能量由储能电感L1经整流二极管D1、D2回路释放供应。由此可知,整体输出整流回路不管是正负半周或飞轮时间都必须流经整流二极管D1或D2,整流二极管的压降约在0.4-1.0V之间,因此在大电流输出时产生很大的能量损失。现有技术的全桥式电路以类似上述半桥式电路的方式运作,主要差别在于其一次侧使用四个电流开关,故输出功率可比半桥式电路大一倍,然其于变压器二次侧的设置是与半桥式电路完全相同。
技术实现思路
针对上述现有技术的整流电路能量转换效率低的问题,本技术的主要目的在于提供改进的一种同步整流控制电路,以提高能量转换效率,其利用整流电路中变压器的二次侧产生的讯号,可控制整流电路中的低阻抗及低耗电的电流开关,如接合面场效晶体管(JFET)、金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)等,以取代现有技术的高耗电的二极管整流方式,并适当调整及延长电流开关开启的时间,同时避免正反两相的电流开关同时开启而导致跨越导通产生过大电流烧毁电流开关,故能提高整流电路的能量转换效率。此外,本技术的一种同步整流控制电路可设保护电路提供一低压锁止电路中断输出功能,以于发生电源开启或关闭瞬间电源电压不足时,中断所有输出将整流电路的电流开关强制关闭,防止整流控制电路未达稳定工作电压而输出不稳定使电流开关动作异常。为实现上述目的,本技术采用的技术方案如下一种同步整流控制电路,其包括一输入单元,从第一输入端与第二输入端分别输入第一输入讯号与第二输入讯号,并产生第一触发讯号与第二触发讯号;一延迟单元,根据该第一触发讯号与该第二触发讯号,分别产生第一延迟讯号与第二延迟讯号;一开关讯号单元,产生可分别控制电流开关的至少一开关讯号,每一该开关讯号的一周期含一休止期,该休止期由该第一触发讯号或该第二触发讯号的一个瞬频率波送达该开关讯号单元时起始,且于该第一延迟讯号或该第二延迟讯号的下一个瞬频率波送达该开关讯号单元时终止,每一开关讯号于休止期内关闭其控制的电流开关;一电源供应单元,提供该开关讯号单元的操作电源,并输出至少一参考电压。所述同步整流控制电路,该输入单元更包括设有该第一输入端的一第一限压比较器、设有该第二输入端的第二限压比较器、第一触发器与第二触发器,且该第一触发器与该第二触发器分别利用来自该第一限压比较器与该第二限压比较器的讯号,产生该第一触发讯号与该第二触发讯号。该延迟单元包括输入第一触发讯号、输出第一延迟讯号的第一移相器;输入第二触发讯号、输出第二延迟讯号的第二移相器。所述同步整流控制电路,该延迟单元更设有具休止时间控制端的休止时间控制电路。所述同步整流控制电路,该开关讯号单元更包括至少一开关部,每一开关部设有一正反器与一栅极驱动器,该正反器输入该第一触发讯号与该第二延迟讯号或输入该第二触发讯号与该第一延迟讯号,且经该栅极驱动器输出该至少一开关讯号之其一。该同步整流控制电路包括一根据该第一触发讯号与该第二触发讯号输出一致能讯号、可通过中断该开关讯号单元的输出、并强制关闭所有电流开关的保护电路。所述同步整流控制电路,该电源供应单元输出一低压锁止讯号,且该保护电路根据该低压锁止讯号输出该致能讯号。该开关讯号单元包括第一开关部与第二开关部,该第一开关部设有第一正反器与第一栅极驱动器,该第二开关部设有一第二正反器与一第二栅极驱动器,且该第一正反器输入该第一触发讯号与该第二延迟讯号,并经该第一栅极驱动器输出该至少一开关讯号的一第一开关讯号,更且该第二正反器输入该第二触发讯号与该第一延迟讯号,并经该第二栅极驱动器输出该至少一开关讯号的一第二开关讯号。使用本技术的有益效果在于本技术是提供改进的一种同步整流控制电路,以提高能量转换效率,其利用整流电路中变压器的二次侧产生的讯号,可控制同步整流电路中的低阻抗及低耗电的电流开关,如接合面场效晶体管(JFET)、金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)等,以取代现有技术的高耗电的二极管整流方式,并适当调整及延长电流开关开启的时间,避免正反两相的电流开关同时开启而导致跨越导通产生过大电流烧毁电流开关,故能提高整流电路的能量转换效率。此外,本技术的一种同步整流控制电路可设一电源保护电路并提供一低压锁止保护功能,以于发生电源开启或关闭瞬间电源电压不足时,中断所有输出将整流电路的电流开关强制关闭,防止整流控制电路未达稳定工作电压而输出不稳定使电流开关动作异常的效果。附图说明图1是现有技术的半桥式电路的示意图; 图2是本技术的一种同步整流控制电路应用于半桥式电路的第一应用实施例本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种同步整流控制电路,其特征在于,该控制电路包括:    一输入单元,该输入单元具有第一输入端和第二输入端,从第一输入端与第二输入端分别输入第一输入讯号与第二输入讯号,并产生第一触发讯号与第二触发讯号;    一延迟单元,连接所述输入单元,接收所述输入单元所产生的第一触发讯号与第二触发讯号,并根据该第一触发讯号与该第二触发讯号,分别产生第一延迟讯号与第二延迟讯号;    一开关讯号单元,连接所述延迟单元,接收延迟单元所产生的第一延迟讯号与第二延迟讯号;并产生分别控制电流开关的至少一开讯号,每一该开关讯号的一周期含一休止期,该休止期由该第一触发讯号或该第二触发讯号的一个瞬频率波送达该开关讯号单元时起始,且于该第一延迟讯号或该第二延迟讯号的下一个瞬频率波送达该开关讯号单元时终止,每一开关讯号于休止期内关闭其控制的电流开关;    一电源供应单元,连接所述的开关讯号单元,提供该开关讯号单元的操作电源,并输出至少一参考电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:徐达经朱允康
申请(专利权)人:尼克森微电子股份有限公司
类型:实用新型
国别省市:71[中国|台湾]

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