减少同步整流器的反向电流的控制电路制造技术

技术编号:3386607 阅读:244 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术是有关于一种控制电路,用以避免产生一反向电流于一同步整流器。一功率转换器的一切换讯号用以对功率转换器的一电感充电,本发明专利技术的控制电路包含一预测电路,其依据该切换讯号产生一时序讯号,该时序讯号用以截止该同步整流器,以防止在轻负载和无负载情况下产生反向电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种功率转换器,特别是指一种功率转换器的控制电路。
技术介绍
按,功率转换器是用以将不规律的电源来源,调整为规律的电压来源和/或规律的电流来源。请参阅图1,其为具有一同步整流器的一传统功率转换器。一切换讯号S1,其用于控制一开关10的工作周期,以调整功率转换器的输出电压VO。该输出电压VO提供至一负载50。一充电电流,其在开关10导通时会对一输出电容40进行充电。请参阅图2,其显示一切换讯号S2依据开关10的截止状态导通一开关20,而为一电感30的一放电电流IF提供一低阻抗电流路径。一切换讯号VW,其在开关10导通时用以充电该电感30。在连续电流模式(continuous current mode,CCM)运作中,该开关10导通于完全释放该电感30的能量前。在非连续电流模式(discontinuous current mode,DCM)运作中,该电感30的能量在下一切换循环开始前便已经完全释放。请参阅图3,其显示在非连续电流模式的运作中,一反向电流IR透过开关20放电该输出电容40。在轻负载和无负载的情况下,反向电流IR将导致功率损耗以及降低功率转换器的效能。请参阅图4A及图4B,图4A及图4B分别为连续电流模式和非连续电流模式各讯号的波形,其中IIN为充电电流。请参阅图5,其为一传统顺向式功率转换器,其包括同步整流器。功率转换器用于提供输出电压VO至一负载55。一变压器60的二次绕组产生一切换电压,以导通一整流器16并对一电感35充电。一电容45,其耦接至电感35。在变压器60截止周期,切换电压会转反向而整流器16会被截止以及一整流器26会被导通,以释放电感35的能量。开关15、25做为同步整流器,用于减少整流器16、26的功率损耗。切换讯号S3、S4同步于切换电压,以分别切换开关15、25。一切换讯号VW,其用于在整流器16导通时对电感35进行充电。电感35的充电电流与切换讯号VW的电压和脉波宽度成比例。根据切换讯号VW的电压和脉波宽度以及输出电压VO,电感35的放电时间是可预测的,如此即可避免同步整流器的反向电流发生。习用技术限制同步整流器的反向电流的方法,其包括使用一电流感测电路,一但感测到有反向电流时则截止同步整流器。电流感测电路需要使用电晶体(同步整流器)的一导通电阻(RDS-ON)或一串联电阻,以侦测反向电流。然而,电流感测电路会导致功率损耗并增加系统的复杂度。此外,上述习用方式使同步整流器只能在反向电流产生并被侦测到之后才能被截止。据此,若一控制电路可在不使用电流感测电路下,可消除反向电流的影响这对功率转换器而言将是有益处的。
技术实现思路
本专利技术的主要目的,在于提供一种控制电路,其可防止产生反向电流于功率转换器的同步整流器,以避免功率损耗以及降低功率转换器的效能,而提升功率转换器的效能。本专利技术提供一控制电路,以减少同步整流器的反向电流。本专利技术包含一预测电路,其依据一控制讯号和一切换讯号产生一时序讯号,切换讯号的导通时间代表功率转换器的电感的充电时间,时序讯号用于截止功率转换器的同步整流器,以避免在轻负载和无负载情况下于同步整流器产生反向电流。时序讯号会随着切换讯号的电压增加而增长。控制讯号关联于功率转换器的输出电压。此外,时序讯号亦会随着切换讯号的导通时间减少而缩短。预测电路,其包含有一输入电路与一计时电路,输入电路依据一输入讯号与控制讯号产生一充电讯号与一放电讯号。输入讯号关联于切换讯号的电压。计时电路则依据充电讯号、放电讯号与切换讯号产生时序讯号。计时电路先依据充电讯号与切换讯号产生一充电电压,一旦切换讯号截止则藉由充电电压与放电讯号产生时序讯号。所以,同步整流器会在反向电流产生前而被截止。本专利技术的有益效果是可以防止产生反向电流于功率转换器的同步整流器,避免功率损耗以及降低功率转换器的效能,提升功率转换器的效能。附图说明图1为具有同步整流器的一传统功率转换器的电路图;图2为传统功率转换器的同步整流器导通而电感放电的电路图;图3为传统功率转换器在轻负载和无负载情况下产生反向电流的电路图;图4A为传统功率转换器运作在连续电流模式的波形图;图4B为传统功率转换器运作在非连续电流模式的波形图;图5为具有同步整流器的传统顺向式功率转换器的电路图;图6为本专利技术的功率转换器的一较佳实施例的电路图;图7为本专利技术的控制电路的一较佳实施例的电路图;图8为本专利技术的输入电路的一较佳实施例的电路图;图9为本专利技术的计时电路的一较佳实施例的电路图。图号说明10开关 15开关16整流器20开关21开关 25开关26整流器30电感31电感 35电感40输出电容 41电容 45电容50负载51负载55负载60变压器 70电阻100 控制电路101 电阻102 电阻105 定电流源110 电容120 开关150 预测电路160 反相器180 及闸200 输入电路210 第一电压对电流转换电路 211 运算放大器212 电晶体 213 电晶体214 电晶体 230 第二电压对电流转换电路231 运算放大器 232 电晶体233 电晶体 234 电晶体251 电晶体 252 电晶体253 电晶体 300 计时电路310 充电开关320 放电开关350 比较器 351 反相器352 及闸C 电容IA输入电流讯号IB电流讯号IC充电讯号ID放电讯号IF放电电流IIN充电电流IR反向电流IS控制电流讯号RC电阻RS电阻S1切换讯号S2切换讯号 SL驱动讯号SOFF时序讯号TOFF放电时间VC输入讯号VCC供应电压VH充电电压VI输入端 VO输出电压VP程式端 VS控制讯号VW切换讯号VZ临限电压具体实施方式为使审查员对本专利技术的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识,谨佐以较佳的实施例及配合详细的说明,说明如后请参阅图6,其为本专利技术的功率转换器的一较佳实施例的电路图。如图所示,功率转换器用于提供输出电压VO至一负载51。一控制电路100,其接收一切换讯号VW并产生一驱动讯号SL以控制一开关21。开关21耦接于一电感31和接地端,用于在电感31的放电电流存在时,提供电感31一低阻抗电流路径,开关21的作用如同一同步整流器。一电容41,其耦接电感31。控制电路100的一输入端VI接收切换讯号VW;控制电路100的一程式(program)端VP耦接一电阻70,以调整一控制讯号VS,而预测电感31的放电时间并产生驱动讯号SL,控制讯号VS可依据功率转换器的输出电压VO而调整。上述的电阻70耦接于接地端。当切换讯号VW导通时,一充电电流会流入电感31,因此切换讯号VW的导通时间TON即代表电感31的充电时间。充电电流关联于切换讯号VW的电压、输出电压VO、电感31的电感值与切换讯号VW的导通时间TON。一旦切换讯号VW截止,一放电电流将从电感31流出。输出电压VO、电感31的电感值以及充电电流的强度是决定放电时间TOFF。在连续电流模式CCM运作中,切换讯号VW在放电电流放电至零之前便已导通。在非连续电流模式运作中,电感31的放电电流在下一切换循环开始前便已放本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种减少同步整流器的反向电流的控制电路,其特征在于,其包含:一预测电路,依据一切换讯号和一控制讯号产生一时序讯号,而关闭一功率转换器的该同步整流器,该时序讯号表示该功率转换器的一电感的放电时间;其中,该控制讯号关联于该功率转 换器的一输出电压,该切换讯号的导通时间关联于该电感的充电时间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:杨大勇
申请(专利权)人:崇贸科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:71[中国|台湾]

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