用于对同步整流器驱动电路供电的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例总体上涉及电子系统和方法，具体地涉及用于对同步整流器(SR)驱动电路供电的系统和方法。
【背景技术】
[0002]同步整流器可以用于提高功率电子器件中的功率转换器的效率。例如，同步整流器一般用于代替整流二极管以降低导电损耗。典型的同步整流器可以通过连接晶体管形成，例如功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。同步整流器的效率和有效性依赖于同步整流器的驱动电压。在常规同步整流器中，提供给SR开关的驱动电路的电源电压高于SR开关的最低要求驱动电压。例如，可以使用附加的变压器绕组或输出电压适配器来提升提供给SR开关驱动电路的电压。然而，附加的变压器绕组或输出电压适配器会增加同步整流器的组件成本。此外，附加的变压器绕组要求变压器上的附加输出，有些应用中不希望如此。
【发明内容】
[0003]本发明描述了用于对同步整流器(SR)驱动电路供电的方法和用于SR驱动电路的电源电压产生电路。在一个实施例中，一种用于对SR驱动电路供电的方法包括:从变压器的次级绕组接收转换电压，并基于转换电压，产生用于SR驱动电路的电源电压，其中电源电压高于使用次级绕组产生的变压器输出电压。还描述了其他实施例。
[0004]在一个实施例中，一种用于同步整流器(SR)驱动电路的电源电压产生电路，包括:第一开关，连接至变压器的次级绕组和SR驱动电路；第二开关，连接至SR驱动电路和变压器的次级绕组或固定电压；以及电压源电路，连接至第一、第二开关和SR驱动电路，并配置为基于来自变压器的次级绕组的转换电压，产生用于SR驱动电路的电源电压。电源电压高于使用次级绕组产生的变压器输出电压。
[0005]在一个实施例中，一种用于对同步整流器(SR)驱动电路供电的方法包括:从变压器的次级绕组接收转换电压；以及基于转换电压，产生用于SR驱动电路的电源电压。电源电压高于使用次级绕组产生的变压器输出电压。产生电源电压包括:在发生从次级绕组到SR驱动电路的最佳能量转移的间隔期间，接通连接在变压器的次级绕组和SR驱动电路之间的开关。
【附图说明】
[0006]结合附图，根据以下详细描述，本发明实施例的其他方面和优点将变得清楚，所示附图仅作为本发明原理的示例方式。
[0007]图1是根据本发明实施例的功率转换器电路的示意性方框图。
[0008]图2示出图1所示的功率转换器电路的实施例。
[0009]图3-5示出图2所示的功率转换器电路中的电流和电压的一些示例。
[0010]图6示出图1所示的功率转换器电路的另一个实施例。
[0011]图7示出图1所示的功率转换器电路的另一个实施例。
[0012]图8是根据本发明实施例的对同步整流器(SR)驱动电路供电的方法的流程图。
[0013]贯穿说明书中，相似的附图标记用于标识相似的单元。
【具体实施方式】
[0014]容易理解，在这里一般性描述和在附图中示出的实施例的组件可以被布置或设计为广泛的不同类型的配置。因而，以下详细描述并在附图中示出的各种实施例不用于限制本公开的范围，而仅表示各种实施例。在附图中示出了实施例的各方面，然而除非另有指示，附图不必是按照比例绘制的。
[0015]所描述的实施例在所有方面应被认为是说明性而非限制性的。因此，本发明的范围由随附的权利要求书而非本说明书界定。权利要求等同方式的意义和范围内的所有改变均包括在权利要求的范围内。
[0016]本说明书中对特征和优点进行参考的文字或类似文字不暗示本发明实现的所有特征和优点是在任意单个的实施例中。确切的说，对特征和优点进行参考的文字应理解为在实施例中所描述的具体特征、优点、特点包括在至少一个实施例中。因而，在本说明书中对特征和和优点进行参考的文字及类似文字参考了相同的实施例，尽管不必须如此。
[0017]此外，所描述的本发明的特征、优点和特点可以以合适的方式在一个或多个实施例中组合。通过本发明的启示，本领域技术人员可以认识到，省去特定实施例的一个或多个具体特征和优点可以实现本发明。在其他实例中，某实施例中出现的附加特征和优点不必在本发明的所有实施例中出现。
[0018]本说明书中对“一个实施例”、“实施例”进行参考的文字或类似文字意味着在所指实施例中描述的特定特征、结构或特点包括在至少一个实施例中。因而，在本说明书中，短语“在一个实施例中”、“在实施例中”及类似文字参考了相同的实施例，尽管不必须如此。
[0019]图1是根据本发明实施例的功率转换器电路100的示意性方框图。功率转换器电路可以用于各种电学应用。在图1示出的实施例中，功率转换器电路包括初级功率电路102和次级功率电路104。
[0020]功率转换器电路100的初级功率电路102包括初级绕组112、实现为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的初级开关114和在一些应用中可选的初级控制器116。尽管在图1示出的实施例中初级开关实现为MOSFET晶体管，在其他实施例中，初级开关可以用其他合适的开关器件或电路实现。
[0021]功率转换器电路100的次级功率电路104包括次级绕组122、实现为MOSFET晶体管的同步整流器(SR)开关124和SR控制器126。初级绕组112和次级绕组122形成变压器106。变压器106具有电压比或绕组匝数比“N”，其可以是正整数或任意合适的数字。尽管在图1示出的实施例中SR开关被实现为MOSFET晶体管，在其他实施例中，SR开关可以用其他合适的开关器件或电路实现。
[0022]SR控制器126配置为控制SR开关124。在图1示出的实施例中，SR控制器包括配置为用驱动电压驱动SR开关的SR驱动电路132和配置为对驱动电路提供电源电压的电源电压产生电路/稳压器电路134。驱动电路可以驱动SR开关的栅极端子或其他端子。在一些实施例中，驱动电路感测流过SR开关的电流以产生用于驱动电压的时序。电源电压产生电路可以用一个或多个开关、电阻器、二极管、电容器和/或稳压器实现。在一些实施例中，电源电压产生电路包括电荷泵。电荷泵可以用连接至变压器106的次级绕组122的二极管和电容器实现。
[0023]在一些实施例中，电源电压产生电路134从变压器106的次级绕组122接收转换电压并产生用于SR驱动电路132的电源电压，该电源电压高于基于来自次级绕组122的转换电压的变压器输出电压。使用次级绕组122产生变压器106的输出电压。变压器106的输出电压可以等于来自次级绕组122的转换电压或者可以基于来自次级绕组122的转换电压而产生。换句话说，SR驱动电路132的电源电压和变压器106的输出电压都是使用次级绕组122产生的。在发生从次级绕组到SR驱动电路的能量转移的间隔期间，可以接通连接在变压器的次级绕组和SR驱动电路之间的开关。在一个实施例中，在连接至变压器106的初级绕组112的初级开关接通时，电源电压产生电路监测流过连接在变压器的次级绕组和SR驱动电路之间的开关的电流，并且当电流超过预定电流限制时关断开关。在一个实施例中，电源电压产生电路调制来自变压器的次级绕组的大量双向能量。
[0024]为激活SR开关124，驱动电路132产生的驱动电压显著高于SR开关的阈值电压，以达到SR开关的最低电阻。与要求附加变压器绕组或输出电压适配器以提升驱动电源电压的常规同步整流器器件相比，图1示出的SR控制器126不要求附加变压器绕组或输出电压适配器。因此，与常规同步整流器器件相比，SR控制器可以减小功率转换器电路100的组件成本，并允许在各种的应用中使用功率转换器电路，这其中包括不允许变压器上的附加输出的应用。
[0025]图2示出图1所示出功率转换器电路100的实施例。在图2示出的实施例中，功率转换器电路200包括初级功率电路202和次级功率电路204。初级功率电路202包括初级绕组212和MOSFET晶体管开关21