同步整流器控制電路及其控制方法
【專利摘要】一種同步整流器控制電路及其控制方法，用于控制電源轉(zhuǎn)換器的同步整流器中的功率開關。該同步整流器控制電路包含信號處理單元及驅(qū)動單元，信號處理單元電連接于變壓器次級繞組，驅(qū)動單元電連接于功率開關及信號處理單元。信號處理單元感測次級繞組的輸出電流，并決定功率開關操作于跟隨狀態(tài)的數(shù)量。當輸出電流小于第一預定值時，每個開關模塊中的一個功率開關操作于跟隨狀態(tài)；當輸出電流大于第二預定值時，所有的功率開關皆操作于跟隨狀態(tài)；當輸出電流介于第一預定值及第二預定值時，信號處理單元隨著輸出電流增加而增加操作于跟隨狀態(tài)的功率開關的數(shù)量。本發(fā)明還公開了用于該同步整流器控制電路的控制方法。
【專利說明】
同步整流器控制電路及其控制方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種開關控制電路，特別是一種同步整流電路的同步整流器控制電路 及其控制方法。
【背景技術】
[0002] 傳統(tǒng)使用二極管或蕭特基二極管的整流方式因順向?qū)妷捍?，整體損耗成為電 源轉(zhuǎn)換器的主要損耗。金屬氧化物半導體場效應晶體管具有導通電阻低、開關時間短、輸入 阻抗高，成為低電壓大電流的電源轉(zhuǎn)換器首選的整流元件，根據(jù)金屬氧化物半導體場效應 晶體管的控制特點，因而有同步整流（Synchronous Rectification, SR)的技術。
[0003] 配合參閱圖1，為現(xiàn)有技術的同步整流器控制電路的電路圖。同步整流器控制電路 4電連接于變壓器的次級繞組，用以控制同步整流器的功率開關的操作狀態(tài)。同步整流器電 連接于電源轉(zhuǎn)換器（例如為直流-直流電源轉(zhuǎn)換器）的變壓器T次級繞組，同步整流器包 含第一開關模塊SR1及第二開關模塊SR2,第一開關模塊SR1及第二開關模塊SR2分別包含 四個功率開關，其中第一開關模塊SR1包含功率開關M0S11-M0S14,第二開關群SR2包含功 率開關M0S21-M0S24。第一開關模塊SR1中的功率開關M0S11-M0S14呈并聯(lián)連接，第二開關 模塊SR2中的功率開關M0S21-M0S24亦呈并聯(lián)連接。更具體地，在第一開關模塊SR1及第 二開關模塊SR2中，功率開關M0S11-M0S24的柵極皆電連接于同步整流器控制電路4,漏極 皆電連接于變壓T的次級繞組，源極皆電連接接地端。
[0004] 藉此，同步整流器控制電路4可以同時控制第一開關模塊SR1及第二開關模塊SR2 中所有功率開關的操作狀態(tài)；例如使得第一開關模塊SR1及第二開關模塊SR2中的所有功 率開關M0S11-M0S24全部操作于截止狀態(tài)，或者使得第一開關模塊SR1及第二開關模塊SR2 中的所有功率開關M0S11-M0S24跟隨同步整流器控制電路4輸出的驅(qū)動信號進行切換動 作。
[0005] 前述的同步整流器的功率開關M0S11-M0S24具備控制方式簡易及電路簡單的 特點。然而，在電源轉(zhuǎn)換器啟動后，不論電源轉(zhuǎn)換器是操作于重載或輕載，所有功率開關 M0S11-M0S24皆會依據(jù)同步整流器控制電路4輸出的驅(qū)動信號進行切換動作，這使得電源 轉(zhuǎn)換器在輕載時的切換損失無法有效地降低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種同步整流器控制電路，應用于控制一電源 轉(zhuǎn)換器中的同步整流器，同步整流器控制電路依據(jù)電源轉(zhuǎn)換器次級繞組的輸出電流決定同 步整流器中的功率開關操作于跟隨狀態(tài)的數(shù)量，且當輸出電流增加時，增加操作于跟隨狀 態(tài)的功率開關的數(shù)量，以降低電源轉(zhuǎn)換器在輕載時的切換損失。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種同步整流器控制電路，其適用于控制電源 轉(zhuǎn)換器的同步整流器。同步整流器是電連接于電源轉(zhuǎn)換器的變壓器次級繞組，并包含多個 開關模塊；每個開關模塊包含多個功率開關。
[0008] 同步整流器控制電路包含信號處理單元及多個驅(qū)動單元，信號處理單元電連接于 變壓器的次級繞組。驅(qū)動單元分別電連接于開關模塊及信號處理單元。
[0009] 信號處理單元感測變壓器次級繞組的輸出電流，并依據(jù)輸出電流決定操作于截止 狀態(tài)的功率開關的數(shù)量。當輸出電流小于一第一預定值時，開關模塊中的其中之一功率開 關操作于跟隨狀態(tài)，當輸出電流大于一第二預定值時，功率開關皆操作于跟隨狀態(tài)，當輸出 電流介于第一預定值及第二預定值時，信號處理單元隨著輸出電流增加而增加操作于跟隨 狀態(tài)的功率開關的數(shù)量。
[0010] 為了更好地實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種同步整流器的控制方法，其用以 控制一同步整流器的多個開關模塊中的多個功率開關的操作狀態(tài)，同步整流器電連接于變 壓器的次級繞組。
[0011] 同步整流器的控制方法包含下列步驟：(a)感測該變壓器的次級繞組的一輸出電 流；(b)當該輸出電流大于一第一設定值且小于一第二設定值時，依據(jù)該輸出電流控制各 該開關模塊中的該等功率開關的操作狀態(tài)，且當該輸出電流逐漸增加時，增加各該開關模 塊中的該等功率開關操作于跟隨狀態(tài)的數(shù)量。
[0012] 本發(fā)明的技術效果在于：
[0013] 本發(fā)明依據(jù)電源轉(zhuǎn)換器次級繞組的輸出電流決定同步整流器中的功率開關操作 于跟隨狀態(tài)的數(shù)量，且當輸出電流增加時，增加操作于跟隨狀態(tài)的功率開關的數(shù)量，以降低 電源轉(zhuǎn)換器在輕載時的切換損失。
[0014] 以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
【附圖說明】
[0015] 圖1為現(xiàn)有技術的同步整流器控制電路的電路圖；
[0016] 圖2為本發(fā)明一實施例同步整流器控制電路的電路圖；
[0017] 圖3為對應本發(fā)明的輸出電流及開關狀態(tài)的時序圖；
[0018] 圖4a為本發(fā)明第一實施例的信號處理單元的電路框圖；
[0019] 圖4b為本發(fā)明第二實施例的信號處理單元的電路框圖；
[0020] 圖4c為本發(fā)明第三實施例的信號處理單元的電路框圖；
[0021] 圖5a為本發(fā)明第一實施例的驅(qū)動單元的電路框圖；
[0022] 圖5b為本發(fā)明第二實施例的驅(qū)動單元的電路框圖；
[0023] 圖5c為本發(fā)明第三實施例的驅(qū)動單元的電路框圖。
[0024] 其中，附圖標記
[0025] 1信號處理單元
[0026] 10信號處理器
[0027] 11切換元件
[0028] 12脈沖寬度調(diào)變控制器
[0029] 20驅(qū)動單元
[0030] 30主驅(qū)動器
[0031] 32次驅(qū)動器
[0032] 40開關線路
[0033] 4同步整流器控制電路
[0034] Cntl2第一控制信號輸入端
[0035] Cntl3第二控制信號輸入端
[0036] Cntl4第三控制信號輸入端
[0037] Cntl_l 第一控制端
[0038] Cntl_2 第二控制端
[0039] Cntl_3第三控制端
[0040] Cntl_4第四控制端
[0041] Drv_In_l第一驅(qū)動輸入端
[0042] Drv_In_2第二驅(qū)動輸入端
[0043] Drv_In_3第三驅(qū)動輸入端
[0044] Drv_In_4第四驅(qū)動輸入端
[0045] Drv_0ut_l第一驅(qū)動輸出端
[0046] Drv_0ut_2第二驅(qū)動輸出端
[0047] Drv_0ut_3第三驅(qū)動輸出端
[0048] Drv_0ut_4第四驅(qū)動輸出端
[0049] Drvl第一驅(qū)動信號輸出端
[0050] Drv2第二驅(qū)動信號輸出端
[0051] Drvl驅(qū)動信號輸入端
[0052] Drvl_Select_l-Drv2_Select_2 驅(qū)動選擇端
[0053] Enable 致能端
[0054] II第一設定值
[0055] 12第二設定值
[0056] I_SENSE 電流感測端
[0057] M0S11-M0S24 功率開關
[0058] M0S2_EN第一控制信號輸出端
[0059] M0S3_EN第二控制信號輸出端
[0060] M0S4_EN第三控制信號輸出端
[0061] Outl第一輸出端
[0062] 0ut2第二輸出端
[0063] 0ut3第三輸出端
[0064] 0ut4第四輸出端
[0065] SR1、SR2 開關模塊
[0066] SR1_M0DE1-SR2_M0DE2操作模態(tài)信號輸出端
[0067] SW切換控制端
[0068] Sw_l_En第一開關致能端
[0069] Sw_2_En第二開關致能端
[0070] Sw_3_En第三開關致能端
[0071] Sw_4_En第四開關致能端
[0072] Sw_In_l第一開關輸入端
[0073] Sw_In_2第二開關輸入端
[0074] Sw_In_3第三開關輸入端
[0075] Sw_In_4第四開關輸入端
[0076] Sw_0ut_l第一開關輸出端
[0077] Sw_0ut_2第二開關輸出端
[0078] Sw_0ut_3第三開關輸出端
[0079] Sw_0ut_4第四開關輸出端
[0080] T變壓器
【具體實施方式】
[0081] 下面結合附圖對本發(fā)明的結構原理和工作原理作具體的描述：
[0082] 配合參閱圖2,為本發(fā)明實施例的同步整流器控制電路的電路圖。同步整流 電路適用于控制一電源轉(zhuǎn)換器的一同步整流器，同步整流器電連接于電源轉(zhuǎn)換器的變 壓器T次級繞組，并包含多個開關模塊SR1-SR2,每一開關模塊SR1、SR2包含多個功率 開關M0S11-M0S24,功率開關可例如金屬氧化物半導體場效應晶體管（16丨 &1-(^丨(^-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)。要特別說明的是，本發(fā)明的各實施方 式的同步整流電路分別都是以控制二開關模塊的四個功率開關作為說明范例，然在實際實 施時，開關模塊及功率開關的數(shù)量可以依照實際要求而調(diào)整。功率開關M0S11-M0S24的漏 極分別電連接于變壓器T的次級繞組，源極則連接接地端。
[0083] 同步整流器控制電路包含一信號處理單元1及多個驅(qū)動單元20。信號處理單元1 電連接于變壓器T的次級繞組，用以感測次級繞組的輸出電流；其中，信號處理單元1可以 透過電流互感器（current transformer)以非接觸方式感應次級繞組的輸出電流，或者透 過電流感測電阻器（shunt resistor)以接觸方式獲得次級繞組的輸出電流。信號處理單 元1包含一電流感測端I_SENSE、多個驅(qū)動輸出端及多個控制信號輸出端。在本發(fā)明中，信 號處理單元1包含二驅(qū)動輸出端及三個控制輸出端，且分別為第一驅(qū)動信號輸出端Drvl、 第二驅(qū)動信號輸出端Drv2、第一控制信號輸出端M0S2_EN、第二控制信號輸出端M0S3_EN及 第三控制信號輸出端M0S4_EN。
[0084] 驅(qū)動單元20包含一驅(qū)動信號輸入端DrvI、多個控制信號輸入端及多個輸出端，且 當控制信號輸入端的數(shù)量為P，輸出端的數(shù)量為Q時，滿足下列條件：P = Q-1。在發(fā)明中， 驅(qū)動單元20包含三個控制信號輸入端，且分別為第一控制信號輸入端Cntl2、第二控制信 號輸入端Cntl3及第三控制信號輸入端Cntl4。驅(qū)動單元20還包含四個輸出端，且分別為 第一輸出端〇utl、第二輸出端0ut2、第三輸出端0ut3及第四輸出端0ut4。
[0085] 信號處理單元1的第一驅(qū)動信號輸出端Drvl電連接于其中之一驅(qū)動單元20的驅(qū) 動信號輸入端DrvI，第二驅(qū)動信號輸出端Drv2電連接于另一驅(qū)動單元20的驅(qū)動信號輸入 端DrvI。信號處理單元1的第一控制信號輸出端M0S2_EN電連接于驅(qū)動單元20的第一控 制信號輸入端Cntl2,第二控制信號輸出端M0S3_EN電連接于驅(qū)動單元20的第二控制信號 輸入端Cntl3,第三控制信號輸出端M0S4_EN電連接于驅(qū)動單元20的第三控制信號輸入端 Cntl4〇
[0086] 如圖2所示位于上方的驅(qū)動單元20的第一輸出端Outl、第二輸出端0ut2、第三輸 出端0ut3及第四輸出端0ut4分別電連接于功率開關M0S11-M0S14的柵極，位于下方的驅(qū) 動單元20的第一輸出端Outl、第二輸出端0ut2、第三輸出端0ut3及第四輸出端0ut4分別 電連接于功率開關M0S21-M0S24的柵極。
[0087] 信號處理單元1的電流感測端I_SENSE電連接于變壓器T的次級繞組，并感測次 級繞組的輸出電流。信號處理單元1依據(jù)所感測到的輸出電流以決定操作于截止狀態(tài)的 功率開關M0S11-M0S24的數(shù)量，并由第一控制信號輸出端M0S2_EN、第二控制信號輸出端 M0S3_EN及第三控制信號輸出端M0S4_EN送出對應的控制信號至驅(qū)動單元20的第一控制信 號輸入端Cntl2、第二控制信號輸入端Cntl3及第三控制信號輸入端Cntl4,以控制功率開 關M0S11-M0S24的操作狀態(tài)。
[0088] 功率開關M0S11-M0S24的操作狀態(tài)包含截止狀態(tài)及跟隨狀態(tài)，在截止狀態(tài)，功率 開關M0S11-M0S24的柵極接收到截止信號（在此為連續(xù)低準位信號）輸入時，功率開關 M0S11-M0S24的源極與漏極間不導通，為截止狀態(tài)；在跟隨狀態(tài)，功率開關M0S11-M0S24跟 隨驅(qū)動單元20送出的驅(qū)動信號進行切換動作；其中，驅(qū)動信號由交錯排列的低準位信號及 高準位信號組成。
[0089] 當變壓器T次級繞組的輸出電流小于第一設定值II (如圖3所示）時，同步整流 器控制電路使得開關模塊SRI、SR2中的其中之一功率開關，例如為功率開關M0S11及M0S21 操作于跟隨狀態(tài)，其他的功率開關觀312、]\?)313、]\?)314、]\?)322、]\?)323及觀324則操作于截 止狀態(tài)；換言之，僅功率開關M0S11及M0S21非操作于截止狀態(tài)。
[0090] 當變壓器T次級繞組的輸出電流大于第二設定值12(如圖3所示）時，同步整流 器控制電路使所有的功率開關M0S11-M0S24皆操作于跟隨狀態(tài)，且功率開關M0S11-M0S24 均跟隨驅(qū)動單元20輸出的驅(qū)動信號進行切換動作；換言之，所有的功率開關M0S11-M0S24 皆非操作于截止狀態(tài)。其中，第二設定值12可例如為電源轉(zhuǎn)換器工作于半載時的電流值）， 且第二設定值12大于第一設定值II。
[0091] 當變壓器T次級繞組的輸出電流介于第一設定值I 1及第二設定值12之間， 且由第一設定值II逐漸增加至第二設定值12時，同步整流器控制電路使操作于跟隨狀 態(tài)的功率開關M0S11-M0S24的數(shù)量逐漸增加。簡言之，當變壓器T次級繞組的輸出電 流小，操作于跟隨狀態(tài)的功率開關M0S11-M0S24的數(shù)量少（也即操作于截止狀態(tài)的功率 開關M0S11-M0S24的數(shù)量多）；當次級繞組的輸出電流大，操作于跟隨狀態(tài)的功率開關 M0S11-M0S24的數(shù)量多（也即操作于截止狀態(tài)的功率開關M0S11-M0S24的數(shù)量少）；且較佳 地，操作于跟隨狀態(tài)的功率開關M0S11-M0S24的數(shù)量與輸出電流的數(shù)值成正比。藉此，可以 有效地降低電源轉(zhuǎn)換器操作于輕載時功率開關的切換損失。
[0092] 以下配合下列表一就本發(fā)明的同步整流器控制電路的操作狀態(tài)進行說明。
[0093]
[0095] 表一為圖2的同步整流器控制電路的詳細的操作數(shù)據(jù)，其中L表輸出低準位信 號，Η表輸出高準位信號；"截止"表示功率開關M0S11-M0S24操作于截止狀態(tài)，即功率開關 M0S11-M0S24源極與漏極間不導通；"跟隨"表示功率開關M0S11-M0S24操作于跟隨狀態(tài)，即 功率開關M0S11-M0S24跟隨信號處理單元1的第一或第二驅(qū)動信號輸出端Drvl、Drv2輸出 的驅(qū)動信號進行切換動作。
[0096] 簡言之，本發(fā)明的同步整流器的控制方法是先感測變壓器T的次級繞組的一輸 出電流，并于輸出電流大于第一設定值且小于第二設定值時，依據(jù)輸出電流控制開關模塊 SR1、SR2中的功率開關M0S11-M0S24的操作狀態(tài)，且當輸出電流逐漸增加時，增加開關模塊 SR1、SR2中的功率開關M0S11-M0S24操作于跟隨狀態(tài)的數(shù)量。
[0097] 配合參閱圖4a，為本發(fā)明第一實施方式的信號處理單元的框圖。信號處理單元1 包含信號處理器10,信號處理器10包含電流感測端I_SENSE、第一至第三控制信號輸出端 M0S2_EN-M0S4_EN、第一驅(qū)動信號輸出端Drvl及第二驅(qū)動信號輸出端Drv2,且分別用以作 為信號處理單元1的電流感測端I_SENSE、第一至第三控制信號輸出端M0S2_EN-M0S4_EN、 第一驅(qū)動信號輸出端Drvl及第二驅(qū)動信號輸出端Drv2。
[0098] 配合參閱圖4b，為本發(fā)明第二實施方式的信號處理單元的框圖。信號處理單元 1包含一信號處理器10及一脈沖寬度調(diào)變控制器12 ;信號處理器10包含電流感測端1_ SENSE及第一至第三控制信號輸出端M0S2_EN-M0S4_EN，并分別用以作為信號處理單元1的 電流感測端I_SENSE及第一至第三控制信號輸出端M0S2_EN-M0S4_EN。
[0099] 脈沖寬度調(diào)變控制器12包含第一驅(qū)動信號輸出端Drvl及第二驅(qū)動信號輸出 端Drv2,并用以作為信號處理單元1的第一驅(qū)動信號輸出端Drvl及第二驅(qū)動信號輸出端 Drv2〇
[0100] 配合參閱圖4c，為本發(fā)明第三實施方式的信號處理單元的框圖。信號處理單元1 包含信號處理器10及切換元件11 ;信號處理器10包含一電流感測端I_SENSE、第一至第三 控制信號輸出端M0S2_EN-M0S4_EN、一致能端Enable、一切換控制端SW及多個操作模態(tài)信 號輸出端SR1_M0DE1-SR2_M0DE2,電流感測端I_SENSE及第一至第三控制信號輸出端M0S2_ EN-M0S4_EN用以作為信號處理單元1的電流感測端I_SENSE及第一至第三控制信號輸出端 M0S2_EN-M0S4_EN〇
[0101] 切換元件11包含一第一驅(qū)動信號輸出端Drvl、一第二驅(qū)動信號輸出端Drv2、一致 能端Enable、一切換控制端SW及多個驅(qū)動選擇端Drvl_Select_l_Drv2_Select_2，第一驅(qū) 動信號輸出端Drvl及一第二驅(qū)動信號輸出端Drv2用以作為信號處理單元1的第一驅(qū)動信 號輸出端Drvl及一第二驅(qū)動信號輸出端Drv2。
[0102] 信號處理器10的致能端Enable及切換控制端SW分別電連接于切換元件11的 致能端Enable及切換控制端SW，用以控制切換元件11的工作狀態(tài)。信號處理器10的操 作模態(tài)信號輸出端SR1_M0DE1-SR2_M0DE2分別電連接于切換元件11的驅(qū)動選擇端Drvl_ Select_l-Drv2_Select_2,切換元件11依據(jù)操作模態(tài)信號輸出端SR1_M0DE1-SR2_M0DE2輸 出的信號以決定功率開關M0S11-M0S24的操作狀態(tài)。
[0103] 以下配合下列表二就包含有第三實施例的信號處理單元的同步整流器控制電路 的操作狀態(tài)進行說明。
[0104]
[0106] 表二為具有圖4c所示的信號處理單元的同步整流器控制電路的詳細的操作數(shù) 據(jù)，其中X表任意信號輸出，L表輸出低準位信號，Η表輸出高準位信號；"截止"表示功率開 關M0S11-M0S24操作于截止狀態(tài)，即功率開關M0S11-M0S24源極與漏極間不導通；"跟隨" 表示功率開關M0S11-M0S24操作于跟隨狀態(tài)，即功率開關M0S11-M0S24跟隨信號處理單元 1的第一或第二驅(qū)動輸出端Drvl、Drv2輸出的驅(qū)動信號進行切換。
[0107] 配合參閱圖5a，為本發(fā)明第一實施例的驅(qū)動單元的電路框圖。驅(qū)動單元20可以 由主驅(qū)動器30及次驅(qū)動器32組成，主驅(qū)動器30及次驅(qū)動器32分別包含第一驅(qū)動輸入端 Drv_In_l、第二驅(qū)動輸入端Drv_In_2、第一控制端Cntl_l、第二控制端Cntl_2、第一驅(qū)動輸 出端Drv_0ut_l及第二驅(qū)動輸出端Drv_0ut_2。
[0108] 主驅(qū)動器30的第一驅(qū)動輸入端Drv_In_l、第二驅(qū)動輸入端Drv_In_2,以及次驅(qū)動 器32的第一驅(qū)動輸入端Drv_In_l、第二驅(qū)動輸入端Drv_In_2相連接并用以作為驅(qū)動單元 20的驅(qū)動信號輸入端DrvI。
[0109] 主驅(qū)動器30的第二控制端Cntl_2用以作為驅(qū)動單元20的第一控制信號輸入 端Cntl2,次驅(qū)動器32的第一控制端Cntl_l用以作為驅(qū)動單元20的第二控制信號輸入 端Cntl3,次驅(qū)動器32的第二控制端Cntl_2用以作為驅(qū)動單元20的第三控制信號輸入端 Cntl4,主驅(qū)動器30的第一控制端Cntl_l電連接于一致能信號，并隨時保持在被致能的狀 ??τ 〇
[0110] 主驅(qū)動器30的第一驅(qū)動輸出端Drv_0ut_l及第二驅(qū)動輸出端Drv_0ut_2分別用 以作為驅(qū)動單元20的第一輸出端Outl及第二輸出端0ut2,次驅(qū)動器32的第一驅(qū)動輸出端 Drv_0ut_l及第二驅(qū)動輸出端Drv_0ut_2分別用以作為驅(qū)動單元20的第三輸出端0ut3及 第四輸出端0ut4。
[0111] 配合參閱圖5b，為本發(fā)明第二實施例的驅(qū)動單元的電路框圖。驅(qū)動單元20可以 由主驅(qū)動器30及次驅(qū)動器32組成；主驅(qū)動器30及次驅(qū)動器32分別包含第一驅(qū)動輸入端 Drv_In_l及第一驅(qū)動輸出端Drv_0ut_l。
[0112] 次驅(qū)動器32還包含第二驅(qū)動輸入端Drv_In_2、第三驅(qū)動輸入端Drv_In_3、第四驅(qū) 動輸入端Drv_In_4、第一控制端Cnt 1_1、第二控制端Cnt 1_2、第三控制端Cnt 1_3、第四控制 端Cntl_4,第二驅(qū)動輸出端Drv_0ut_2、第三驅(qū)動輸出端Drv_0ut_3及第四驅(qū)動輸出端Drv_ 0ut_4〇
[0113] 主驅(qū)動器30的第一驅(qū)動輸入端Drv_In_l，以及次驅(qū)動器32的第一驅(qū)動輸入端 Drv_In_l、第二驅(qū)動輸入端Drv_In_2、第三驅(qū)動輸入端Drv_In_3相連接并用以作為驅(qū)動單 元20的驅(qū)動輸入端Drvl。
[0114] 次驅(qū)動器32的第一控制端Cnt 1_1、第二控制端Cnt 1_2及第三控制端Cnt 1_3分別 用以作為驅(qū)動單元20的第一控制信號輸入端Cntl2、第二控制信號輸入端Cntl3及第三控 制信號輸入端Cntl4。
[0115] 主驅(qū)動器30的第一驅(qū)動輸出端Drv_0ut_l用以作為驅(qū)動單元20的第一輸出端 Out 1，次驅(qū)動器32的第一驅(qū)動輸出端Drv_0ut_l、第二驅(qū)動輸出端Drv_0ut_2及第三驅(qū)動輸 出端Drv_0ut_3分別用以作為驅(qū)動單元20的第二輸出端0ut2、第三輸出端0ut3及第四輸 出端0ut4。
[0116] 配合參閱圖5c，為本發(fā)明第三實施例的驅(qū)動單元的電路框圖。驅(qū)動單元20可以 由主驅(qū)動器30及開關線路40組成；主驅(qū)動器30包含第一驅(qū)動輸入端Drv_In_l、第二驅(qū) 動輸入端Drv_In_2、第三驅(qū)動輸入端Drv_In_3、第四驅(qū)動輸入端Drv_In_4、第一驅(qū)動輸出 端Drv_Out_l、第二驅(qū)動輸出端Drv_0ut_2、第三驅(qū)動輸出端Drv_0ut_3及第四驅(qū)動輸出端 Drv_0ut_4〇
[0117] 第一驅(qū)動輸入端Drv_In_l、第二驅(qū)動輸入端Drv_In_2、第三驅(qū)動輸入端Drv_ In_3、第四驅(qū)動輸入端Drv_In_4相連接并用以作為驅(qū)動單元20的驅(qū)動信號輸入端DrvI。
[0118] 開關線路40包含第一開關輸入端Sw_In_l、第二開關輸入端Sw_In_2、第三開關輸 入端Sw_In_3、第四開關輸入端Sw_In_4、第一開關致能端Sw_l_En、第二開關致能端Sw_2_ En、第三開關致能端Sw_3_En、第四開關致能端Sw_4_En、第一開關輸出端Sw_0ut_l、第二開 關輸出端Sw_0ut_2、第三開關輸出端Sw_0ut_3及第四開關輸出端Sw_0ut_4。
[0119] 第一開關輸入端Sw_In_l、第二開關輸入端Sw_In_2、第三開關輸入端Sw_In_3及 第四開關輸入端Sw_In_4分別電連接于第一驅(qū)動輸出端Drv_0ut_l、第二驅(qū)動輸出端Drv_ 0ut_2、第三驅(qū)動輸出端Drv_0ut_3及第四驅(qū)動輸出端Drv_0ut_4。
[0120] 第一開關致能端Sw_l_En電連接于一致能信號，并隨時保持在被致能的狀態(tài)；第 二開關致能端Sw_2_En、第三開關致能端Sw_3_En及第四開關致能端Sw_4_En分別用以作為 驅(qū)動單元20的第一控制信號輸入端Cntl2、第二控制信號輸入端Cntl3及第三控制信號輸 入端Cntl4。
[0121] 第一開關輸出端Sw_0ut_l、第二開關輸出端Sw_0ut_2、第三開關輸出端Sw_0ut_3 及第四開關輸出端Sw_0ut_4用以作為驅(qū)動單元20的第一輸出端Outl、第二輸出端0ut2、 第三輸出端0ut3及第四輸出端0ut4。
[0122] 圖5a至圖5c示為驅(qū)動模塊20可供與圖4a至圖4c所示的任一信號處理單元1 搭配組合本發(fā)明的同步整流器控制電路，其線路連接方式相同于前文，在此不予贅述；且任 何一種組合的同步整流器控制電路都可以控制開關模塊中每個功率開關的工作狀態(tài)（如 前文所述的截止狀態(tài)及跟隨狀態(tài)），以有效地降低同步整流器在輕載時的切換損失。
[0123] 當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟 悉本領域的技術人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變 形都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
【主權項】
1. 一種同步整流器控制電路，適用于控制一電源轉(zhuǎn)換器的一同步整流器，該同步整流 器電連接于該電源轉(zhuǎn)換器的一變壓器的次級繞組并包含多個開關模塊，各該開關模塊包含 多個功率開關，其特征在于，該同步整流器控制電路包含： 一信號處理單元，電連接于該變壓器的次級繞組，該信號處理單元感測該變壓器的次 級繞組的一輸出電流，并于該輸出電流決定該等功率開關的操作于跟隨狀態(tài)的數(shù)量；以及 多個驅(qū)動模塊，分別電連接于該多個開關模塊及該信號處理單元， 其中，當該輸出電流小于一第一預定值時，該多個開關模塊中的其中之一功率開關操 作于跟隨狀態(tài)，當該輸出電流大于一第二預定值時，該多個功率開關皆操作于跟隨狀態(tài)，當 該輸出電流介于該第一預定值及該第二預定值時，該信號處理單元隨著該輸出電流增加而 增加操作于跟隨狀態(tài)的功率開關的數(shù)量。2. 如權利要求1所述的同步整流器控制電路，其特征在于，該信號處理單元包含一電 流感測端、多個驅(qū)動信號輸出端及多個控制信號輸出端，該電流感測端電連接于該變壓器 的次級繞組，各該驅(qū)動單元包含一驅(qū)動信號輸入端、多個控制信號輸入端及多個輸出端，該 信號處理單元的該多個驅(qū)動信號輸出端電連接于該多個驅(qū)動單元的該多個驅(qū)動信號輸入 端，該信號處理單元的該多個控制信號輸出端電連接于該多個驅(qū)動單元的該控制信號輸入 端，各該驅(qū)動單元的該多個輸出端分別電連接于其中之一功率開關。3. 如權利要求2所述的同步整流器控制電路，其特征在于，各該驅(qū)動單元的該多個控 制信號輸入端的數(shù)量為P，各該驅(qū)動單元的該多個輸出端的數(shù)量為Q，其滿足下列條件： P = Q-l〇4. 如權利要求2所述的同步整流器控制電路，其特征在于，該信號處理單元包含一信 號處理器及一脈沖寬度調(diào)變控制器，該信號處理器包含該電流感測端及該多個控制信號輸 出端，該脈沖寬度調(diào)變控制器包含該多個驅(qū)動信號輸出端。5. 如權利要求2所述的同步整流器控制電路，其特征在于，該信號處理單元包含一信 號處理器及一切換元件，該信號處理器包含該電流感測端、該多個控制信號輸出端、一致能 端、一切換控制端及多個操作模態(tài)信號輸出端，該切換單元包含該多個驅(qū)動信號輸出端、一 致能端、一切換控制端及多個驅(qū)動選擇端，該信號處理器的該致能端及該切換控制端分別 電連接于該切換元件的該致能端及切換控制端，該信號處理器的該多個操作模態(tài)信號輸出 端分別電連接于該切換單元的該多個驅(qū)動選擇端。6. 如權利要求4或5所述的同步整流器控制電路，其特征在于，該驅(qū)動單元包含一主驅(qū) 動器及次驅(qū)動器，該主驅(qū)動器及該次驅(qū)動器分別包含一第一驅(qū)動輸入端、一第二驅(qū)動輸入 端、一第一控制端、一第二控制端、一第一驅(qū)動輸出端及一第二驅(qū)動輸出端，該主驅(qū)動器及 該次驅(qū)動器的該第一驅(qū)動輸入端及第二驅(qū)動輸入端相連接并用以作為該驅(qū)動單元的該驅(qū) 動信號輸入端，該主驅(qū)動器的該第二控制端用以作為該驅(qū)動單元的第一控制信號輸入端， 該次驅(qū)動器的該第一控制端用以作為該驅(qū)動單元的該第二控制信號輸入端，該次驅(qū)動器的 該第二控制端用以作為該驅(qū)動單元的該第三控制信號輸入端。7. 如權利要求4或5所述的同步整流器控制電路，其特征在于，該驅(qū)動單元包含一主 驅(qū)動器及次驅(qū)動器，該主驅(qū)動器包含一第一驅(qū)動輸入端及一第一驅(qū)動輸出端，該次驅(qū)動器 包含一第一驅(qū)動輸入端、第二驅(qū)動輸入端、一第三驅(qū)動輸入端、一第四驅(qū)動輸入端、一第一 控制端、一第二控制端、一第三控制端、一第四控制端、一第一驅(qū)動輸出端、一第二驅(qū)動輸出 端、一第三驅(qū)動輸出端及一第四驅(qū)動輸出端，該主驅(qū)動器的該第一驅(qū)動輸入端、該次驅(qū)動器 的該第一驅(qū)動輸入端、該第二驅(qū)動輸入端及該第三驅(qū)動輸入端相連接并用以作為該驅(qū)動單 元的該驅(qū)動信號輸入端，該次驅(qū)動器的該第一控制端、該第二控制端及該第三控制端分別 用以作為該驅(qū)動單元的該第一控制信號輸入端、該第二控制信號輸入端及該第三控制信號 輸入端。8. 如權利要求4或5所述的同步整流器控制電路，其特征在于，該驅(qū)動單元包含一主驅(qū) 動器及一開關線路，該主驅(qū)動器包含一第一驅(qū)動輸入端、一第二驅(qū)動輸入端、一第三驅(qū)動輸 入端、一第四驅(qū)動輸入端、一第一驅(qū)動輸出端、一第二驅(qū)動輸出端、一第三驅(qū)動輸出端及一 第四驅(qū)動輸出端，該第一驅(qū)動輸入端、該第二驅(qū)動輸入端、該第三驅(qū)動輸入端及該第四驅(qū)動 輸入端相連接并用以作為該驅(qū)動單元的該驅(qū)動信號輸入端，該開關線路包含一第一開關輸 入端、一第二開關輸入端、一第三開關輸入端、一第四開關輸入端、一第一開關致能端、一第 二開關致能端、一第三開關致能端、一第四開關致能端、一第一開關輸出端、一第二開關輸 出端、一第三開關輸出端及一第四開關輸出端，該開關線路的該第一至第四開關輸入端分 別電連接于該主驅(qū)動器的該第一至第四驅(qū)動輸出端，該開關線路的該第二至第四開關致能 端分別用以作為該驅(qū)動單元的該第二至第四控制信號輸入端，該開關線路的該第一至第四 開關輸出端用以作為該驅(qū)動單元的該第一至第四輸出端。9. 如權利要求1所述的同步整流器控制電路，其特征在于，該多個操作于跟隨狀態(tài)的 該多個功率開關的數(shù)量與該輸出電流的大小成正比。10. -種同步整流器的控制方法，用以控制一同步整流器的多個開關模塊中的多個功 率開關的操作狀態(tài)，該同步整流器電連接于一變壓器的次級繞組，該同步整流器的控制方 法包含下列步驟： (a) 感測該變壓器的次級繞組的一輸出電流； (b) 當該輸出電流大于一第一設定值且小于一第二設定值時，依據(jù)該輸出電流控制各 該開關模塊中的該多個功率開關的操作狀態(tài)，且當該輸出電流逐漸增加時，增加各該開關 模塊中的該多個功率開關操作于跟隨狀態(tài)的數(shù)量。
【文檔編號】H02M7/217GK105991048SQ201510096073
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年3月4日
【發(fā)明人】蕭永鴻, 胡志寬
【申請人】群光電能科技股份有限公司