[发明专利]反激式电源转换器与电子装置

说明书

技术领域

本发明有关于一种反激式电源转换器，且特别是关于一种于连续导通模式或不连续导通模式具同步整流的反激式电源转换器。

背景技术

近年来，开关电源供应器正在急速的发展，并且在电脑及电子产品里扮演着极为重要的角色，开关电源供应器和传统式的电源供应器比较起来，具有稳定、精简以及较有效率等优点。在此当中，反激式开关电源转换器因为有着低成本以及简单化的电路设计而被广泛的应用。

反激式开关电源转换器同步整流常见的控制方式，为使用同步整流控制芯片检测同步整流开关的漏源极电压，作为控制同步整流开关导通或截止的依据。当初级侧开关截止时，次级侧的本体二极管(Body diode)会被迫导通来提供激磁电感(Magnetizing Inductance)释能的电流路径，此时同步整流开关的漏源极电压的绝对值会高于同步整流控制芯片所预设的导通门槛电压，因此同步整流开关便能被同步整流控制芯片驱动导通。随着激磁电感渐渐将能量释放给负载的同时，同步整流开关的漏源极电压的绝对值亦会渐渐下降，一旦其低于同步整流控制芯片所预设的截止门槛电压时，同步整流开关即被同步整流控制芯片驱动截止。

然而，此控制方法只有在不连续导通模式下，才能确保同步整流开关在下一切换周期初级侧开关导通之前成功地被驱动截止。倘若操作于连续导通模式时，由于连续的激磁电感电流会导致同步整流开关的漏源极电压的绝对值在切换周期内皆易高于同步整流控制芯片所预设的截止门槛电压，一直要到下一切换周期初级侧开关导通、激磁电感由释能转为储能、变压器次级侧感应出对地的电压由负压转换成正压的过程中，使得同步整流开关的漏源极电压的绝对值低于同步整流控制芯片所预设的截止门槛电压，同步整流开关的漏源极电压才能被同步整流控制芯片驱动截止。此控制法虽然最终可将同步整流开关截止，但在同步整流开关被截止之前，存在着一短暂时间内初级侧开关与同步整流开关皆处于导通的状态，击穿(Shoot-through)问题便因此产生。如此不仅使得同步整流开关的电流应力增加，在同步整流开关截止之后所产生的同步整流开关的漏源极电压的电压突波亦会增加同步整流开关的电压应力，同时也会增加切换损耗，因此造成整体转换效率变低、高耐压/耐流元件成本增加的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反激式电源转换器，适用于同步整流，反激式电源转换器将所接收输入电压转换为输出电压，反激式电源转换器包括变压器、主开关、同步开关、同步整流控制电路、取样电路与运算电路。变压器具有初级侧与次级侧，其中激磁电感的两端耦接至变压器的初级侧的绕组。主开关的控制端接收主开关切换信号以控制主开关的开关切换，主开关的漏极耦接变压器的初级侧的绕组，主开关的源极耦接第一接地电压。同步开关耦接变压器的次级侧的绕组，并且同步开关的漏极与源极分别耦接本体二极管的阴极与阳极，同步开关的漏源极电压的信号等于主开关切换信号。同步整流控制电路用以依据所接收的感测信号，传送控制信号至同步开关的控制端，其中感测信号为分压电路依据开关截止脉冲信号与同步开关的漏源极电压的信号所产生。取样电路耦接同步开关的漏极，以产生第一逻辑信号与第二逻辑信号。运算电路耦接取样电路，运算电路接收且根据第一与第二逻辑信号以进行充放电的计时，进而输出开关截止脉冲信号至分压电路。如果感测信号的电压低于预定门槛电压，同步开关则根据控制信号进入截止状态，并且当同步开关截止时，则本体二极管导通以提供激磁电感释能的电流路径。

在本发明其中一个实施例中，反激式电源转换器在同步整流时，反激式电源转换器于变压器的次级侧独立工作。

在本发明其中一个实施例中，在开关切换周期，当主开关切换信号转态为低电平电压时，则控制信号转态为高电平电压，并且当感测信号的电压低于预定门槛电压时，控制信号转态为低电平电压以提前关闭同步开关。

在本发明其中一个实施例中，当第一逻辑信号或第二逻辑信号为低电平电压时，则运算电路内进行放电的计时，当第一逻辑信号或第二逻辑信号为高电平电压时，则运算电路内进行充电的计时，其中第一与第二逻辑信号为逻辑上互补。

在本发明其中一个实施例中，当放电至低于计时门槛电压时，则运算电路输出开关截止脉冲信号以关闭同步开关，并且当开关截止脉冲信号转态至低电平电压时，则主开关切换信号转态至高电平电压。

在本发明其中一个实施例中，取样电路更接收时钟信号，以产生第一与第二逻辑信号，其中时钟信号与主开关切换信号同步。