[发明专利]具有仿去磁信号的返驰式转换器及切换控制电路与控制方法

说明书

一种具有仿去磁信号的返驰式转换器及切换控制电路与控制方法。该返驰式转换器，包括：第一晶体管，用以切换变压器以产生一次侧开关电流及输出电压；以及第二晶体管，用以产生循环电流以实现第一晶体管的零电压切换；其中当返驰式转换器根据一次侧开关电流而判断为已有预设数量的切换周期操作于非不连续导通模式时，返驰式转换器主动强制至少一个切换周期操作于不连续导通模式。返驰式转换器用以产生去磁信号，其中去磁信号仿拟变压器的去磁时段，以于非不连续导通模式期间控制第二晶体管，其中返驰式转换器根据主动强制的不连续导通模式期间的去磁时段而校正去磁信号。

技术领域

本发明涉及一种返驰式转换器，特别涉及一种具有仿去磁信号的返驰式转换器。本发明还涉及用以控制具有仿去磁信号的返驰式转换器的切换控制电路与控制方法。

背景技术

请参阅图1，图1显示现有技术美国专利US5，959，850的非对称占空比返驰式转换器(Asymmetrical Duty Cycle Flyback Converter)，此现有技术公开了具有零电压切换(zero voltage switching，ZVS)的半桥返驰式转换器，由此实现较高的功率效率。零电压切换可被定义为当晶体管的跨压(例如：漏源极电压)为零或接近于零时，将晶体管切换为导通。然而，本现有技术的缺点为，于轻负载状态中，电源转换器的功率转换效率较低。

上述现有技术的另一个缺点在于，该电源转换器的输出电压是不可变的，具体而言，上述现有技术若要改为具有可变输出电压的零电压切换返驰式转换器，必须通过侦测其变压器的去磁时段而控制变压器的切换。

另一现有技术美国专利US 7，151，681为测量变压器的反射电压与放电时段的多重取样电路(Multiple-sampling circuit for measuring reflected voltage anddischarge time of a transformer)，此现有技术公开一种侦测变压器的输出电压与去磁时段的方法，然而，本现有技术无法实现电源转换器的零电压切换，其是用于不连续导通模式(discontinuous conduction mode，DCM)的操作。

图2显示现有技术的半桥返驰式转换器于轻负载状态中操作于不连续导通模式的波形图。驱动信号SH用以驱动半桥返驰式转换器的上桥开关，以激磁变压器，驱动信号SL用以驱动半桥返驰式转换器的下桥开关，激磁电流IM的信号波形显示变压器操作于不连续导通模式。当半桥返驰式转换器的输出功率下降时，驱动信号SH的脉宽PW因半桥返驰式转换器的反馈控制而降低，驱动信号SL的脉宽也对应降低，因此，半桥返驰式转换器的切换频率增加，切换损失也因而增加。当驱动信号SH转为低位准(关断)后，于变压器的去磁时段中，驱动信号SL的第一个脉冲被使能。驱动信号SL的第二脉冲被使能以产生循环电流，由此实现上桥开关的零电压切换。

上述现有技术的缺点在于，当操作于不连续导通模式时，驱动信号SL于一个切换周期需切换导通/关断两次，因此大幅增加驱动信号SL的平均切换频率，造成大量的切换损失且导致下桥开关的能量耗损。

相较于现有技术美国专利US 7，151，681，本发明提供一种具有省略周期的谐振半桥返驰式转换器，以改善中负载、轻负载的操作状态中的功率效率。

相较于现有技术美国专利US 5，959，850，本发明提供一种产生去磁信号的方法以及切换控制电路，其中去磁信号的期间等于变压器的去磁时段，本发明可用于具有可程序化输出电压的零电压切换返驰式转换器，例如：USB PD电源转换器。

相较于图2的现有技术，本发明提供一种非对称半桥(asymmetrical half-bridge，AHB)返驰式转换器的控制电路，以三个晶体管改善中负载与轻负载的操作状态的功率转换效率。

发明内容