[發明專利]電源轉換裝置

有效

• 申請號: 201310051470.6
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103780094B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 曾柏榮;洪金泉;林昕立;羅有綱;邱煌仁;林景源
• 申請（專利權）人: 光寶電子（廣州）有限公司;光寶科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司11019
• 代理人: 壽寧

技術領域

本發明涉及一種電源轉換器，特別是涉及一種采用同步整流電路的電源轉換裝置。

背景技術

現有順向式電源轉換器的一次側設置主開關(MOS開關)，其二次側設置由整流二極管組成的整流電路，但整流二極管在導通時會產生相當大的導通損失。因此，如圖1所示，現有的順向式電源轉換器的變壓器T₁二次側多改以同步整流開關(MOS開關)Q₂來取代整流二極管，并以同步整流控制器6來控制該同步整流開關Q₂導通與否。

且現有的同步整流控制器6可因應電源轉換器的負載不同需求而操作在不連續導通模式(DCM)或連續導通模式(CCM)，例如現有型號SG6203的同步整流控制器可利用偵測同步整流開關Q₂上壓降，借此用以偵測電流大小的方式，在偵測到同步整流開關電流降至零時，關閉同步整流開關Q₂，然而此類控制方法只適合操作在不連續導通模式。在連續導通模式下，由于同步整流開關Q₂需要在輸出電流(即流經同步整流開關Q₂的電流)尚未降到零時即被關閉，因此SG6203同步整流控制器即無法利用偵測同步整流開關Q₂上電流大小的方式工作在連續導通模式。SG6203需利用一個RC觸發器強制關閉同步整流開關。然而，由于受限于RC觸發器的RC時間常數，這方式并不適用于負載快速變動的情況。

此外，現有型號STSR30的同步整流控制器是利用數字電路中的上數計數器和下數計數器計算主開關Q₁與同步整流開關Q₂的上一個工作周期，做為主開關Q₁與同步整流開關Q₂的下一個工作周期，且能夠操作在不連續導通模式(DCM)與連續導通模式(CCM)。

另外，現有型號FAN6204的同步整流控制器則是利用伏特-秒平衡定理與電容充放電時間來控制主開關Q₁與同步整流開關Q₂的導通時間，亦即當主開關Q₁導通時，電容開始充電直到主開關Q₁關閉時，電容開始放電并使同步整流開關Q₂導通直到電容放完電，借此操作在不連續導通模式及連續導通模式。

但是由于不論上述型號SG6203，型號STSR30或型號FAN6204的同步整流控制器皆需要利用電容充放電來進行計時或決定開關的導通或關閉時間，但電容充放電需要反應時間，以致當負載快速動態變化時，例如圖2所示，在負載由重載轉為輕載的區間t₁，同步整流控制器將因電容充放電需要時間而來不及跟上主開關Q₁的切換變化，以致無法及時關閉同步整流開關Q₂，導致同步整流開關Q₂尚未關閉時，一次側的主開關Q₁即導通，致使同步整流開關Q₂需承受變壓器二次側繞組感應自一次側的瞬間高壓；同時，由于同步整流開關Q₂仍然導通，使得輸出電流I_L0降至零時，將出現由輸出電容Co朝輸出電感Lo及同步整流開關Q₂放電的逆向電流I_r，致使同步整流開關Q₂在關閉的瞬間，在同步整流開關Q₂的漏極和源極之間會產生瞬間高壓V_p，若同步整流開關Q₂的耐壓力不足則將因遭受該瞬間高壓V_p而損毀。

此逆向電流I_r不只發生在負載快速動態變化時，它也出現在電源轉換器開、關機時。當電源轉換器開、關機時，輸出電流I_L0亦會經過零電流區域，若不適時關閉同步整流開關，則同步整流開關Q₂將遭受瞬間高壓V_p而損毀。美國第US7589982號專利揭露具有反向電流抑制器的同步整流順向轉換器，其可在順向轉換器關機時提早將整流開關關閉，以消除或降低逆向電流。然該專利亦無法在動態負載變化的情況下避免逆向電流的產生。

由此可見，上述現有的電源轉換器在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。

發明內容