本发明专利技术提供一种具有逆向电流控制之同步整流顺向型电源转换器。该电源转换器包含一感测装置、一侦测电路以及一同步整流控制电路。该感测装置系用以感测该电源转换器之特性。该侦测电路系利用该特性以产生一控制讯号用以控制该电源转换器。该同步整流控制电路系电连接该侦测电路，该同步整流控制电路系用以调节控制该电源转换器之一工作周期，该工作周期与该控制讯号之系为一函数关系，因而在逆电流周期间利用该工作周期使得该同步整流器之飞轮开关早于该同步整流器之顺向开关之截止。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术系关于一电路控制器，尤指一种可以解决逆向电流问题之具同步整流器顺向电源转换器。
技术介绍
传统的顺向切换式电源供应器，因其结构单纯与高电流输出的特性，目前被广泛的使用。为了进一步改善二极管的导通损失与提升整体效能，同步整流器(synchronous rectifier，SR)之应用被视为用以取代二极管功能之最佳选择。虽然同步整流器技术可以解决大部分的高导通损失问题，然而同步整流器技术仍存有其它问题，例如逆向电流。逆向电流可能会发生在不同的情况下，例如无载截止(cutting offduring no load)、在自动测试设备(Automatic Test Equipment，ATE)测试过程中之过电压保护测试(Over Voltage Protection)或动态测试之截止(cutting off during a dynamic test)。逆向电流问题主要是由于二极管与金氧半导体场效晶体管(MOSFET)间不同的组件特性。当使用同步整流器时，逆向电流必需被谨慎地处理，否则电路中的逆向电流将导致金氧半导体场效晶体管被完全烧毁破坏。切换式电源供应器因其结构单纯，低输出电压涟波与高电流输出的特性，目前被广泛的使用。一般而言，其主要关键问题为功率效能。一个传统的顺向电源转换器通常利用不同种类的二极管将电能由输入端转换输出至输出端。然而使用二极管将造成高导通损失的问题。为了解决高导通损失的问题，文献中已揭露利用金氧半导体场效晶体管同步整流器控制电路以取代传统二极管的技术。虽然大部分的高导通损失问题可以被解决，却有其它问题随着这个新技术的使用而产生。二极管与金氧半导体场效晶体管间存在不同的组件特性。例如二极管中由阳极到阴极的单向电流特性相对于金氧半导体场效晶体管中汲极到源极或源极到汲极的双向电流特性。无论如何，不管电源转换器如何工作，二极管可以隔绝由输出端进入电源转换器的逆向电流。而应用金氧半导体场效晶体管作为同步整流器之电源转换器达不到相同的效果。当使用同步整流器时，逆向电流之问题必需被谨慎处理，否则电路中的逆向电流将导致金氧半导体场效晶体管被完全烧毁。逆向电流可能会发生在不同的情况下，例如无载截止、在自动测试设备测试过程中之过电压保护测试或动态测试截止。请参阅第1图，如第1图所示习知具同步整流控制电路之顺向电源转换器电路示意图。如第2A～2C图所示，在下列条件下同步整流电路的主要波形图分别为无载截止、自动测试设备测试过程中之过电压保护测试或动态测试之截止。请参阅第2A图，系为习知同步整流器在无载运作时的截止时间序列波形示意图。在无载操作时，其平均输出电流应为零，但电感电流必需保持连续，因此导致逆向电流的发生。当此电路操作在导通工作周期(on-duty cycle)时，逆向电流流经L1、T1、Q2和G。因此，该逆向电流由二次侧被转移到一次侧且一次侧电流路径系通过一次侧接地端与Q1到Vin。另一方面，电流将对L1进行充电。随后当电路进入非导通工作周期(off-duty cycle)时，L1中的因为电流所储存之电能将对输出端进行放电。因为L1中的电流必需连续，该电流将持续降为负值形成该逆向电流。此逆向能量经由C1，L1，Q3到G而储能。该能量将被储存在L1中直到下一个导通工作周期。当电源转换器在无载期间被截止(cut off)时，脉冲宽度调变(PWM)将没有驱动讯号驱动Q1和Q2，Q1和Q2截止(turn off)且Q3导通(turn on)。由于同步整流控制器中的Vcc仍然存在，Q3持续导通直到该同步整流控制器中的Vcc降低至零。另一方面来说，因为输出端无负载存在，L1和C1发生共振直到逆向电流在C1的等效电阻esr与Q3的等效电阻Rds中消失为止。当V0降至零时，L1将因饱和可视为短路。该逆向电流可能造成Q3的损坏。请参阅第2B图，系为自动测试设备(Automatic Test Equipment，ATE)测试过程中之过电压保护测试(Over Voltage Protection，OVP)过电压保护测试之主要波形示意图。在此状况中，当电源转换器持续操作在轻载时，一直流电压供应于该电源转换器之输出端。因此，当该电源转换器操作在轻载时，其平均电流将十分接近零。如果该直流电压达到OVP设定点时，该电源转换器将被其内部保护电路所关闭。当该电源转换器开始进行OVP测试时，输出电压变得非常高，并对系统可靠度造成冲击，主要金氧半导体场效晶体管G1与顺向金氧半导体场效晶体管G2的导通工作周期变小，而飞轮金氧半导体场效晶体管G3导通工作周期变大。在上述期间中，L1被减低以产生大逆向电流。此情形与无载时的截止状态十分相似。L1由直流电源获得够大的电流以维持电流稳定。因为直流电源不能提供如此大的电流供L1维持电流稳定，其将被内部过电流保护机制所关闭。该OVP测试项目不能被有效验证且Q3也有被逆向电流损毁的可能。参考第2C图，系为动态测试中负载瞬间变化之主要波形示意图。当输出负载由一重载变为一轻载时，其输出电压将由低至高变化。基于稳定性之要求，该主要金氧半导体场效晶体管G1与该顺向金氧半导体场效晶体管G2的导通工作周期应该变小，而该飞轮金氧半导体场效晶体管G3导通工作周期变大。当输出负载为轻载时，其平均电流为零。该电源转换器在此特别条件下将被关闭，OVP测试情形中也会发生相同问题，且金氧半导体场效晶体管之同步整流器也有被逆向电流损毁的可能。
技术实现思路
本专利技术之主要目的系提供一具有同步整流器之顺向电源转换器，其中该电源转换器之逆向电流问题已实质地获得解决以保护整个电路。本专利技术之另一目的系提供一具有同步整流器之顺向电源转换器，其中主要可能产生逆向电流问题之三种操作情况，包含无载截止、在自动测试设备测试过程中之过电压保护测试或动态负载测试，该电源转换器之逆向电流问题已实质地获得消除。本专利技术之另一目的系提供一具有同步整流器之顺向电源转换器，其中主要可能产生逆向电流问题之三种操作情况，该电源转换器之逆向电流问题已实质地获得消除，且该电源转换器之反应时间实质上不受影响。本专利技术之另一目的系提供一可靠的具有同步整流器之顺向电源转换器且能有效的解决目前同步整流器电路的逆向电流问题。因此，为了完成上述目标，本专利技术提供一具有逆向电流控制之同步整流顺向型电源转换器，包含a、一传感器，系用以感测该电源转换器之一特性。一侦测电路，系利用该特性以产生一控制讯号用以控制该电源转换器。一同步整流控制电路，系电连接该侦测电路，该同步整流控制电路系用以调节控制该电源转换器之一工作周期，该工作周期与该控制讯号之系为一函数关系，因而在逆电流周期间利用该工作周期使得该同步整流器之飞轮开关早于该同步整流器之顺向开关。b、如a步所述之控制电路中该同步整流器控制电路包含一脉冲宽度调变控制器，用以产生一驱动讯号，用以驱动该电源转换器之一主开关以及该同步控制器。一同步整流开关控制器，电连接该脉冲宽度调变控制器连接，调变控制该工作周期之截止时序；以及一同步整流驱动装置，电连接该脉冲宽度调变控制器以及该同步整流开关控制器，用以驱动该飞轮开关以及该顺向开关。c、如b步所述之控制电路中的同步整流器控制电路更包含一延迟控制器，该延迟控制器系用以延迟一脉冲讯号，在一特定本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有逆向电流控制之同步整流顺向型电源转换器，包含：一传感器，系用以感测该电源转换器之一特性；一侦测电路，系利用该特性以产生一控制讯号用以控制该电源转换器；一同步整流控制电路，系电连接该侦测电路，该同步整流控制电路系用 以调节控制该电源转换器之一工作周期，该工作周期与该控制讯号之系为一函数关系，因而在逆电流周期间利用该工作周期使得该同步整流器之飞轮开关早于该同步整流器之顺向开关。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：林国藩，
申请(专利权)人：康舒科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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