一种用于补偿晶体管的寄生元件的电路和方法。晶体管、控制器和补偿元件安装到印刷电路板。晶体管包括寄生漏极和源极电感器。补偿元件可为分立的电感器，其具有等于大约寄生漏极电感器和寄生源极电感器的电感值的和的电感值。补偿电压的量值与寄生漏极两端的电压和源极电感两端的电压的和实质上相等。因此，在补偿电感器两端产生的补偿电压用于调节控制器内的参考电压。漏极到源极电压施加到控制器内的比较器的一个输入，且经调节的参考电压施加到比较器的另一输入。比较器的输出信号被输入到驱动晶体管的栅极的驱动电路。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术大体一般开关电源，尤其是涉及开关电源中的同步整流。
技术介绍
开关电源(SMPS)用在包括笔记本电脑适配器、液晶显示器(IXD)电视适配器、电 池充电器、消费设备例如数字视频光盘(DVD)和视频磁带录像机、无线接入点、互联网协议 (IP)电话等的各种应用中。当今在使用中的大多数高效率开关电源使用同步整流(SR)来 达到SMPS功率级的期望效率。开关电源一般包括用于控制给标准整流器设旁路的同步整 流金属氧化物半导体场效应晶体管(SRM0SFET)开关的SR控制器。图1是在SMPS 10中 SR系统的次级侧(second side) 12的一部分的电路示意图。为了清楚起见，可省略SMPS 10的初级侧(primary side)14上的连接。在图1中示出的是安装到印刷电路板28上的 次级侧同步整流控制器16、SR M0SFET 18、肖特基二极管20、次级绕组22、滤波电容器25 和负载27。作为例子，负载27包括电阻器。控制器16可为例如具有零件编号NCP4302并 由Semiconductor Components Industries (LLC)制造的同步整流控制器，并适合于设置用 于关闭SR M0SFET 18的阈值电压。控制器16具有连接到SR M0SFET 18的栅极端子的输 出30、连接到SRM0SFET 18的漏极端子的电流感测输入32、以及连接到用作电流返回接脚 (pin)的接地的输入34。控制器16包括具有连接到内部逻辑电路41的输出的比较器36， 内部逻辑电路41具有耦合成驱动SRM0SFET 18的栅极的输出。内部逻辑电路41的例子对 本领域技术人员是已知的。例如，由Semiconductor Components Industries (LLC)制造的 零件编号NCP4302的数据单表示出逻辑电路41的适当电路。比较器36还有连接到输入32 的输入以及耦合到电压源38的输入，电压源38提供阈值参考电压VraK。SR M0SFET 18具 有在其源极和漏极之间的体二极管44以及由寄生漏极电感器40和寄生源极电感器42表 示的寄生漏极和源极电感。寄生电感器40和42是在SRM0SFET 18的封装材料内的导电元 件例如引线(lead)和接合线(bondwire)的产物。肖特基二极管20跨接于SR M0SFET 18 的漏极和源极端子。在操作中，控制器16确定SR M0SFET 18的漏极到源极电压，并使用该电压结合阈 值参考电压V■来设定流经SR M0SFET 18的电流的关闭电流电平。一般，阈值参考电压VTHK 被选择为接近于零，以便关闭电流很小或实质上等于零。次级电流(ISEe)从滤波电容器25 和负载27通过SR M0SFET 18流向次级绕组22，分别在寄生漏极和源极电感器40和42两 端产生增加关闭电流的电压降。增加的关闭电流由SR M0SFET的沟道两端的电压降的不精 确的测定引起，即，由从次级电流ISK和电阻Rds—w的乘积产生的沟道电压的值的不精确的 测定引起。不精确性由与印刷电路板28相关的寄生元件两端产生的电压以及与SR M0SFET 18相关的寄生电感器40和42两端产生的电压引起。当SMPS 10在断续导电模式(DCM)中 操作时，或可选地，当SMPS 10作为串联谐振变换器例如电感器-电感器电容器(LLC)串联 谐振变换器在低于其串联谐振频率的频率处操作时，检测何时次级电流ISEe达到零值是合 乎需要的。补偿与印刷电路板28相关的寄生无源电路元件两端的寄生电压降的通常使用的 技术包括使用开尔文感测探针测量漏极到源极电压。然而，该技术不能解决与SR M0SFET 18相关的寄生电感器40和42两端的电压降的问题。因此，沟道电压(其等于ISEe女Rds QN) 的测定是不精确的，因为它从包括寄生电感器40和42两端的电压的电压测量结果得到。图1所示电路的缺点是，当漏极到源极电压为零时，次级电流ISEe仍然流动。因此， SR M0SFET 18仍然承载相当大的次级电流ISEC。因为SR M0SFET 18关闭，SMPS 10内的SR 系统的沟道传导和效率降低了。寄生电感器40和42的效应在高频率应用中变得更严重， 在这些应用中，电流相对于时间的变化增加，且SR M0SFETRds 0N值减小。此外，寄生电感器40和42在漏极电流和漏极到源极电压之间产生相移，这导致随 着负载电流变化的SR M0SFET 18的增加的关闭电流。当阈值参考电压VTIffi具有负电压时， SR M0SFET 18的关闭电流甚至更高。因此，拥有用于补偿晶体管内的寄生部件的方法和结构将是有利的。该方法和结 构实现起来成本有效是进一步有利的。附图说明从结合附图理解的下面详细描述的阅读中将更好地理解本专利技术，其中相似的参考 符号表示相似的元件，且其中图1是现有技术开关电源的一部分的示意图；图2是根据本专利技术的实施方式的开关电源的一部分的示意图；以及图3是图2的开关电源的一部分的等效电路。具体实施例方式图2是根据本专利技术的实施方式的开关电源100的次级侧103的一部分的示意图。 图2所示的开关电源100的该部分包括安装到印刷电路板110上的次级侧同步整流控制器 102、SR M0SFET 104、次级绕组106、滤波电容器112和负载114。为了清楚起见，省略了 SMPS 100的初级侧105上的连接。作为例子，负载114包括电阻器。SR M0SFET104具有寄生漏极 电感器130、寄生源极电感器132和在其源极与漏极之间的体二极管134。寄生电感器130 和132由在SR M0SFET 104的封装材料内的导电元件例如引线和接合线产生。寄生漏极电 感器130也称为漏极端子寄生电感器，而寄生电感器132也称为源极端子寄生电感器。SR M0SFET 104的栅极端子、漏极端子和源极端子分别连接到控制器102的驱动器输出122、电 流感测输入124和电流返回输入126。控制器102包括耦合成接收用于控制电压源129的 控制信号的参考电压补偿输入128，电压源129输出阈值参考电压VraK。电压源129通过模 拟逆变器(inverter) 155耦合到输入128。控制器102还包括比较器136和内部逻辑电路 138，其中比较器136具有耦合成接收阈值参考电压VraK的输入、连接到电流感测输入124的 输入、以及连接到内部逻辑电路138的输入的输出。内部逻辑电路138具有连接到输出122 的输出，用于向SR M0SFET 104的栅极端子提供栅极驱动信号。内部逻辑电路138的例子 对本领域技术人员是已知的。例如，由Semiconductor Components Industries (LLC)制造 的零件编号NCP4302的数据单表示出了逻辑电路138的适当电路。此外，开关电源100包括补偿元件，例如连接在寄生源极电感器132和补偿输入4128之间的补偿电感器140。优选地，补偿电感器140的电感值被选择成匹配寄生电感器 130和132的电感值的和。补偿电感器140两端的电压降用于改变SR M0SFET 104的关闭 阈值。优选地，电流〗1流经寄生电感器130和132以及补偿电感本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种方法，其用于补偿一个或多个寄生元件，所述方法包括：产生补偿信号；以及使用所述补偿信号来补偿所述一个或多个寄生元件两端之间的信号。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：R司杜勒，K塔斯克，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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