[發明專利]單獨封裝同步整流器

有效

• 申請號: 201410514567.0
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN105529939B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 李承柱;詹姆斯樸;張曉天;潘恩偉;丁宇;金大鐘;韋恩·F·英格;張光銘;王曉彬
• 申請（專利權）人: 萬國半導體股份有限公司
• 主分類號: H02M7/12
• 分類號: H02M7/12;H02M7/217
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙)31249
• 代理人: 張靜潔,徐雯瓊

技術領域

本發明涉及電源中使用的同步整流器，具體涉及一種單獨封裝同步整流器。

背景技術

在特定電源限制下工作的電視（TV）、個人電腦（PC）等電子設備，均配備穩壓電源，為電子設備高效工作提供必要的清潔、穩定電源。穩壓電源將AC轉換成DC或將DC轉換成DC，進一步整流轉換后的DC，為電子設備中不同的電路提供穩定電壓。憑借技術上的先進性，電子設備上配置的功能也越來越多，從通信功能到自動化功能。因此，對于電源的功能要求也不斷提高，例如較低的輸入、輸出電壓、較高的電流、較快的瞬態響應等多種功能。為了滿足這些需求，在穩壓電源中引入了同步整流。

電子設備中常用的電源是交換式電源（SMPS）。SMPS將電源從主電路電源等源頭，傳輸至TV、PC等電子設備的負載。SMPS通常分為兩部分，初級側連接到主電路電源，次級側連接到負載。主電路AC輸入和DC輸入通過變壓器轉換到DC的不同級別，然后通過SMPS次級側的交換式調制器/整流器進一步整流。利用異步整流（也稱為無源整流）或同步整流（也稱為有源整流），實現次級側的DC電壓整流。使用被動器件/開關，進行異步整流，使用有源器件/開關，進行同步整流。

異步整流器通常包括二極管，作為被動器件/開關，不能通過控制器同步，由于二極管的本質屬性，二極管上升高的正向電壓導致電流傳導（通常稱為正向偏置模式），因此這種整流稱為異步整流。然而，二極管的正向傳導損耗對于電源的整體功率損耗影響顯著。為了獲得更好的性能和效率，肖特基二極管被廣泛使用。肖特基二極管與傳統的二極管相比，具有較小的開斷電壓，導致反應迅速，功率損耗較小。并且，肖特基二極管與傳統的二極管相比，具有較低的擊穿電壓，而且也很昂貴。此外，重負載需要過多的功率，無疑將使肖特基二極管的溫度升高，為了散熱，必須使用較大的散熱器。

MOSFET稱為有源開關，可通過控制器同步，由于MOSFET上電流的傳導可以通過控制電路或集成電路（IC）控制，因此這種整流稱為同步整流。同步整流器通常包括有源開關（通常為MOSFET）及其外部控制器，通過傳感MOSFET上的電壓，外部控制器打開/關閉MOSFET。然而，使用外部控制器時必須在距離印刷電路板（PCB）上MOSFET一定距離處放置控制器，MOSFET中以及沿PCB上電源線的寄生電感，會導致錯誤傳感MOSFET上的電壓。因此，控制器錯誤打開/關閉MOSFET，會縮短MOSFET的接通時間，產生功率損失。

因此，必須減少同步整流器中傳感電壓相關的缺點，實現功率的高效整流，以便為電子設備提供清潔、穩定的功率，使電子設備高效工作。

發明內容

本發明的目的在于提供一種同步整流器，改善現有技術中的一個或多個問題，或至少提出一種有效的可選方案，能夠準確傳感電壓，改善電源的熱性能，使電源更清潔、穩定，提高電源的效率，改善電源的功率密度，降低BOM，并且將單通道以及雙通道封裝在一個單一封裝中，可以降低電源的總成本。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案實現：一種同步整流器包含至少一分立開關器件以及至少一控制器，控制器用于傳感開關器件上的電壓，并根據傳感電壓使能/禁止開關器件，其特點是，分立開關器件和控制器安裝在一個公共的晶片托盤上，并封裝在一個單獨的封裝中。

一般來說，分立開關器件為雙極結型晶體管（BJT）、金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）和可控硅整流器（SCR）中的一種。

優選地，分立開關器件的至少一個端口焊接在公共晶片托盤上。

優選地，該端口為MOSFET的漏極，MOSFET具有底部漏極、頂部源極和頂部柵極。

較佳地，封裝包括一個接地引線，MOSFET的源極通過多個接合引線或金屬引線，連接到接地引線上。

較佳地，控制器包括一個接地端口，MOSFET的源極通過多個接合引線連接到接地端口。另外，控制器包括一個柵極驅動端口，MOSFET的柵極通過至少一接合引線連接到柵極驅動端口。

較佳地，控制器包括一個電壓傳感端口，電壓傳感端口通過一個向下引線連接到公共晶片托盤，或通過一接合引線連接到MOSFET的底部漏極。

較佳地，封裝包括一個連接到公共晶片托盤的中間引線，電壓傳感端口通過一接合引線連接到中間引線上。

優選地，控制器與公共晶片托盤之間間隔至少一層非導電材料，以便使控制器和公共晶片托盤電絕緣。