用于同步整流電路的自動(dòng)定時(shí)調(diào)整的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及同步整流電路，尤其是涉及感測用于進(jìn)行定時(shí)調(diào)整的體二極管導(dǎo)通以控制同步整流電路的同步整流電路。
【背景技術(shù)】
[0002]同步整流是通過用有源控制的開關(guān)例如晶體管(通常是功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET))替換二極管來提高整流效率的技術(shù)。用有源控制的開關(guān)元件例如MOSFET替換二極管是有源整流的核心。當(dāng)導(dǎo)通時(shí)，MOSFET具有恒定的非常低的電阻，其被稱為導(dǎo)通電阻RDS(on)。它們可以被制作成具有低至大約ΙΟπιΩ或甚至更低的導(dǎo)通電阻。然后MOSFET兩端的電壓降比二極管低得多，這導(dǎo)致下降的功耗和效率增益。但是，在高電流下，該電壓降可能超過二極管的電壓降。為了適應(yīng)在高電流下的電壓降增加，幾個(gè)晶體管可以并行放置，從而降低通過每個(gè)晶體管的電流，或者通過使用帶有更多有源區(qū)的晶體管器件。
[0003]有源整流電路的控制線路感測輸入AC的電壓并控制晶體管，以允許電流沿正確的方向流動(dòng)從而用于AC到DC的轉(zhuǎn)換。定時(shí)/正時(shí)(timing)是很重要的，因?yàn)槎〞r(shí)誤差會(huì)引起短路并降低功率轉(zhuǎn)換器的整體效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本公開涉及同步整流電路。在一個(gè)示例中，一種電路包括:導(dǎo)通檢測器，其被配置為監(jiān)測同步整流開關(guān)的體二極管相對于預(yù)定閥值的導(dǎo)通并生成指示該體二極管的導(dǎo)通或非導(dǎo)通的檢測器輸出；窗口分析器，其被配置為基于導(dǎo)通檢測器的檢測器輸出生成指示同步整流開關(guān)相對于按時(shí)關(guān)斷是提前關(guān)斷還是滯后關(guān)斷的定時(shí)信號(hào)；控制器，其被配置為基于定時(shí)信號(hào)指示同步整流開關(guān)相對于按時(shí)關(guān)斷是提前關(guān)斷還是滯后關(guān)斷來調(diào)整同步整流開關(guān)的定時(shí)。
[0005]在另一個(gè)示例中，一種同步整流電路包括:同步整流開關(guān)，其具有對來自變壓器的次級(jí)繞組的電壓進(jìn)行整流的體二極管；導(dǎo)通檢測器，其被配置為監(jiān)測同步整流開關(guān)的體二極管相對于預(yù)定閥值的導(dǎo)通并生成指示該體二極管的導(dǎo)通或非導(dǎo)通的檢測器輸出；窗口分析器，其被配置為基于來自導(dǎo)通檢測器的檢測器輸出生成指示同步整流開關(guān)相對于按時(shí)關(guān)斷是提前關(guān)斷還是滯后關(guān)斷的定時(shí)信號(hào)；控制器，其被配置為基于該定時(shí)信號(hào)調(diào)整同步整流開關(guān)的激活和去激活中的至少一種的定時(shí)。該控制器可以被配置為在該定時(shí)信號(hào)指示同步整流開關(guān)提前關(guān)斷的情況下提前該定時(shí)，并且該控制器可以被配置為在該定時(shí)信號(hào)指示同步整流開關(guān)相對于按時(shí)關(guān)斷滯后關(guān)斷的情況下延遲該定時(shí)。
[0006]在又一個(gè)示例中，一種集成電路包括:導(dǎo)通檢測器，其被配置為監(jiān)測同步整流開關(guān)的體二極管相對于預(yù)定閥值的導(dǎo)通并生成指示該體二極管的導(dǎo)通或非導(dǎo)通的檢測器輸出；窗口分析器，其被配置為基于箝位信號(hào)并基于來自導(dǎo)通檢測器的檢測器輸出提供指示同步整流開關(guān)是提前關(guān)斷還是滯后關(guān)斷的定時(shí)信號(hào)；控制器，其被配置為基于定時(shí)信號(hào)指示同步整流開關(guān)相對于按時(shí)關(guān)斷是提前關(guān)斷還是滯后關(guān)斷而經(jīng)由整流驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)整同步整流開關(guān)的定時(shí)；輸出驅(qū)動(dòng)器，其響應(yīng)于來自控制器的整流驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制同步整流開關(guān)的柵極。
【附圖說明】
[0007]圖1示出監(jiān)測同步整流開關(guān)的體二極管并基于該體二極管的導(dǎo)通或非導(dǎo)通自動(dòng)調(diào)整開關(guān)定時(shí)的同步整流控制電路的框圖的示例。
[0008]圖2示出監(jiān)測同步整流開關(guān)的體二極管并基于該體二極管的導(dǎo)通或非導(dǎo)通自動(dòng)調(diào)整開關(guān)定時(shí)的集成電路同步整流驅(qū)動(dòng)器的示例。
[0009]圖3示出表示體二極管導(dǎo)通感測的示例信號(hào)圖。
[0010]圖4示出表示用于設(shè)定同步整流開關(guān)可以被接通時(shí)的區(qū)域的箝位信號(hào)的示例信號(hào)和時(shí)序圖。
[0011]圖5示出表示體二極管導(dǎo)通的兩種條件的示例信號(hào)和時(shí)序圖。
[0012]圖6不出表不用于測量體二極管導(dǎo)通的窗口信號(hào)的不例信號(hào)和時(shí)序圖。
[0013]圖7示出表示用于測量體二極管導(dǎo)通的窗口函數(shù)信號(hào)的示例信號(hào)和時(shí)序圖。
[0014]圖8示出用于控制同步整流開關(guān)的示例柵極驅(qū)動(dòng)器信號(hào)。
[0015]圖9示出示例LLC諧振轉(zhuǎn)換器電路，其采用集成電路同步整流驅(qū)動(dòng)器來監(jiān)測同步整流開關(guān)的體二極管并基于該體二極管的導(dǎo)通或非導(dǎo)通調(diào)整開關(guān)定時(shí)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本公開涉及同步整流電路。一種同步整流電路可以被配置為監(jiān)測同步整流開關(guān)(例如，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)或其他晶體管器件)的體二極管的導(dǎo)通，以調(diào)整該開關(guān)的接通和關(guān)斷定時(shí)，并由此增加該電路的效率。該同步整流電路可以提供變壓器轉(zhuǎn)換器電路(例如，LLC諧振轉(zhuǎn)換器)的次級(jí)側(cè)中的AC信號(hào)到DC信號(hào)的整流。該同步整流開關(guān)可以與初級(jí)側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步，以便在正確的時(shí)間關(guān)斷和接通，從而以有效的方式將次級(jí)AC信號(hào)轉(zhuǎn)換成整流DC信號(hào)?？刂破鹘邮账龀跫?jí)側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)并控制該開關(guān)。
[0017]在一些示例中，導(dǎo)通檢測器可以監(jiān)測體二極管的導(dǎo)通，例如識(shí)別導(dǎo)通或非導(dǎo)通。窗口分析器可以被配置為基于來自導(dǎo)通檢測器的檢測器輸出生成指示同步整流開關(guān)相對于按時(shí)關(guān)斷是提前關(guān)斷還是滯后關(guān)斷的定時(shí)信號(hào)。如果由于該開關(guān)在先前時(shí)段中被太早或太晚關(guān)斷而監(jiān)測到導(dǎo)通，則該控制器可以調(diào)整開關(guān)的定時(shí)(例如，開關(guān)接通和/或關(guān)斷時(shí)間)，以緩和體二極管導(dǎo)通。該控制器可以根據(jù)是否確定所述開關(guān)被太早關(guān)斷或太晚關(guān)斷而實(shí)施不同的增量定時(shí)調(diào)整。因此，通過分析兩種定時(shí)條件(例如，是否太早或太晚關(guān)斷)下的體二極管導(dǎo)通，該同步整流電路可以比其他系統(tǒng)(例如，僅在死區(qū)時(shí)間段中監(jiān)測非導(dǎo)通的系統(tǒng))更有效地操作。
[0018]圖1示出同步整流(SR)電路100的示例，其可以基于相應(yīng)同步整流(SR)開關(guān)110的內(nèi)部體二極管的導(dǎo)通來自動(dòng)調(diào)整開關(guān)定時(shí)(例如，接通和/或關(guān)斷)。例如，SR開關(guān)110可以被實(shí)施為功率MOSFET器件或其他功率晶體管器件(例如，雙極結(jié)型晶體管)，其在接通和關(guān)斷狀態(tài)之間作為開關(guān)進(jìn)行操作。同步整流開關(guān)110對從變壓器次級(jí)繞組接收的電壓進(jìn)行整流。例如，這類繞組來自LLC諧振轉(zhuǎn)換器繞組，其中LL表示初級(jí)繞組的泄漏和串聯(lián)電感，并且C表示該繞組中的電容。SR電路100包括同步整流(SR)驅(qū)動(dòng)器120以便控制SR開關(guān)110的接通和關(guān)斷。如圖所示，SR驅(qū)動(dòng)器120可以經(jīng)由也驅(qū)動(dòng)如下面關(guān)于圖3所示出的變壓器初級(jí)側(cè)的初級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)被同步用于開關(guān)的接通/關(guān)斷。
[0019]在圖1的示例中，SR驅(qū)動(dòng)器120包括被配置為接收初級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的控制器130?？刂破?30生成控制柵極驅(qū)動(dòng)器140的整流驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該柵極驅(qū)動(dòng)器140基于初級(jí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制SR開關(guān)110。SR驅(qū)動(dòng)器120還包括導(dǎo)通檢測器150，該導(dǎo)通檢測器150被配置為監(jiān)測SR開關(guān)110的體二極管相對于預(yù)定閥值的導(dǎo)通并生成指示該體二極管的導(dǎo)通或非導(dǎo)通的檢測器輸出。在一個(gè)示例中，該預(yù)定閥值可以被設(shè)定為輸入到導(dǎo)通檢測器150的電壓例如0.1V，但是其他設(shè)定值也是可能的。導(dǎo)通檢測器150(在一個(gè)示例中可以是比較器)生成到控制器130的檢測器輸出，該檢測器輸出指示SR開關(guān)110的體二極管的導(dǎo)通或非導(dǎo)通。到導(dǎo)通檢測器150的感測輸入(例如，到比較器的感測電阻器輸入)從感測SR開關(guān)110的漏源電壓(VDS)的體二極管傳感器160接收，以提供指示體二極管導(dǎo)通的傳感器信號(hào)(例如，電壓信號(hào))。
[0020]窗口分析器170可以被配置為基于來自導(dǎo)通檢測器150的檢測器輸出生成指示同步整流開關(guān)相對于按時(shí)關(guān)斷是提前關(guān)斷還是滯后關(guān)斷的定時(shí)信號(hào)。雖然在圖1的示例中窗口分析器170被展示為控