[發明專利]用于功率轉換器的預測磁性裝置的放電時間的方法和裝置

有效

• 申請號: 200610081048.5
• 申請日: 2006-05-23
• 公開（公告）號: CN101079571A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 楊大勇
• 申請（專利權）人: 崇貿科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及一切換調節器，且尤其涉及用于切換調節器的一控制電路。

背景技術

切換調節器用于將一未調節的電源轉換成一經調節的電壓和/或電流源。圖1展示具有同步整流作用的一傳統切換調節器。一第一切換信號S1用于控制一第一開關10的工作周期用以調節電壓和/或電流。如圖2中展示，一電流IIN在開關10的接通時間(on?time)期間對一輸出電容器40充電。圖3展示一第二切換信號S2，其響應第一開關10的斷開(turn?off)而接通(turn?on)第二開關20，用于為一電感器30的一放電電流IF提供一低阻抗路徑。在連續電流模式(continuous?current?mode，CCM)運作中，第一開關10在電感器30的能量完全放電前接通。在非連續電流模式(discontinuous?current?mode，DCM)運作中，電感器30中的能量在下一個切換周期開始前完全放電。圖4展示在DCM運作期間經由第二開關20對輸出電容器40放電的一反向電流IR。反向電流IR將導致能量損失及在輕負載和無負載情況下切換調節器效率的降低。圖5A和5B分別展示多個CCM和DCM波形。

用于在同步整流電路中抑止反向電流的常規方法包括使用一電流感應電路，一旦檢測到反向電流，就斷開同步整流器。電流感應電路包括使用一晶體管(同步整流器)的接通電阻器(RDS-ON)或串聯電阻器，用于檢測反向電流。然而，這些方法將導致功率損失并增加系統的復雜性。此外，同步整流器在產生并檢測到反向電流后才可斷開。因此，一不需電流感應電路并可抑止反向電流的同步整流電路將為業界所渴求。

發明內容

本發明提供一可預測電感器放電時間以在反向電流發生前斷開同步整流器的方法和裝置。產生一切換信號用以調節一切換調節器。一輔助信號用于控制同步整流器的接通/斷開。利用一評估電路根據(1)輸入信號、(2)控制信號和(3)切換信號來產生一計時信號。計時信號用于斷開同步整流器，以在輕負載和無負載情況下抑止同步整流器的反向電流。輸入信號與切換調節器的輸入電壓成正比。計時信號響應輸入信號的增加而增加。控制信號設定成與切換調節器的一輸出電壓成正比。此外，計時信號響應切換信號的減少而減少。

評估電路包含一輸入電路和一計時電路。輸入電路根據輸入信號和控制信號來產生一充電信號和一放電信號。計時電路根據充電信號、放電信號和切換信號來產生一計時信號。充電信號和切換信號產生充電電壓。此后，一旦切換信號停用，充電電壓將與放電信號產生計時信號。

本發明一種預測電感器放電時間的控制電路，用于控制一切換調節器，所述切換調節器包含所述電感器和一同步整流器，所述控制電路的特征在于包含：

一切換電路，用于產生一切換信號和一輔助信號，其中所述切換信號用于調節所述切換調節器，且所述輔助信號用于控制所述同步整流器，其中所述切換電路包括：一觸發器，具有兩個輸出端分別產生一高側信號和一低側信號；一振蕩電路，用于產生周期性的一脈沖信號和一斜坡信號，其中所述脈沖信號用以啟用所述觸發器；以及一比較器，所述比較器的一輸入端接收所述斜坡信號，所述比較器的另一輸入端接收切換調節器輸出端輸出的反饋信號，所述比較器比較所述斜坡信號與所述反饋信號以產生一重置信號來重置所述觸發器；其中所述高側信號經由一緩沖器以產生所述切換信號，所述低側信號經由一AND門和一輸出緩沖器連接以產生所述輔助信號；和

一評估電路，用于因應一輸入信號、一控制信號和所述切換信號來產生一計時信號，其中所述計時信號用于斷開所述同步整流器，以抑止流向所述同步整流器的一反向電流，所述輸入信號與所述切換調節器的一輸入電壓成正比，且所述控制信號與所述切換調節器的一輸出電壓成正比，并且所述輸入信號與所述切換調節器輸入電壓的比值等于所述控制信號與切換調節器輸出電壓的比值；

其中，所述評估電路包含：一輸入電路，用于因應所述輸入信號和所述控制信號來產生一充電信號和一放電信號；和一計時電路，用于因應所述充電信號、所述放電信號和所述切換信號來產生所述計時信號，其中所述充電信號和所述切換信號產生一充電電壓，且當所述切換信號停用時所述充電電壓和所述放電信號產生所述計時信號；

其中，所述輸入電路包含：一第一電壓轉電流轉換器，用于因應所述輸入信號來產生一輸入電流信號；一第二電壓轉電流轉換器，用于因應所述控制信號來產生一控制電流信號；和多個電流鏡，用于因應所述輸入電流信號和所述控制電流信號來產生所述充電信號和所述放電信號；