用于同步整流电路的自动定时调整的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及同步整流电路，尤其是涉及感测用于进行定时调整的体二极管导通以控制同步整流电路的同步整流电路。
【背景技术】
[0002]同步整流是通过用有源控制的开关例如晶体管(通常是功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET))替换二极管来提高整流效率的技术。用有源控制的开关元件例如MOSFET替换二极管是有源整流的核心。当导通时，MOSFET具有恒定的非常低的电阻，其被称为导通电阻RDS(on)。它们可以被制作成具有低至大约ΙΟπιΩ或甚至更低的导通电阻。然后MOSFET两端的电压降比二极管低得多，这导致下降的功耗和效率增益。但是，在高电流下，该电压降可能超过二极管的电压降。为了适应在高电流下的电压降增加，几个晶体管可以并行放置，从而降低通过每个晶体管的电流，或者通过使用带有更多有源区的晶体管器件。
[0003]有源整流电路的控制线路感测输入AC的电压并控制晶体管，以允许电流沿正确的方向流动从而用于AC到DC的转换。定时/正时(timing)是很重要的，因为定时误差会引起短路并降低功率转换器的整体效率。
【发明内容】
[0004]本公开涉及同步整流电路。在一个示例中，一种电路包括:导通检测器，其被配置为监测同步整流开关的体二极管相对于预定阀值的导通并生成指示该体二极管的导通或非导通的检测器输出；窗口分析器，其被配置为基于导通检测器的检测器输出生成指示同步整流开关相对于按时关断是提前关断还是滞后关断的定时信号；控制器，其被配置为基于定时信号指示同步整流开关相对于按时关断是提前关断还是滞后关断来调整同步整流开关的定时。
[0005]在另一个示例中，一种同步整流电路包括:同步整流开关，其具有对来自变压器的次级绕组的电压进行整流的体二极管；导通检测器，其被配置为监测同步整流开关的体二极管相对于预定阀值的导通并生成指示该体二极管的导通或非导通的检测器输出；窗口分析器，其被配置为基于来自导通检测器的检测器输出生成指示同步整流开关相对于按时关断是提前关断还是滞后关断的定时信号；控制器，其被配置为基于该定时信号调整同步整流开关的激活和去激活中的至少一种的定时。该控制器可以被配置为在该定时信号指示同步整流开关提前关断的情况下提前该定时，并且该控制器可以被配置为在该定时信号指示同步整流开关相对于按时关断滞后关断的情况下延迟该定时。
[0006]在又一个示例中，一种集成电路包括:导通检测器，其被配置为监测同步整流开关的体二极管相对于预定阀值的导通并生成指示该体二极管的导通或非导通的检测器输出；窗口分析器，其被配置为基于箝位信号并基于来自导通检测器的检测器输出提供指示同步整流开关是提前关断还是滞后关断的定时信号；控制器，其被配置为基于定时信号指示同步整流开关相对于按时关断是提前关断还是滞后关断而经由整流驱动信号调整同步整流开关的定时；输出驱动器，其响应于来自控制器的整流驱动信号控制同步整流开关的栅极。
【附图说明】
[0007]图1示出监测同步整流开关的体二极管并基于该体二极管的导通或非导通自动调整开关定时的同步整流控制电路的框图的示例。
[0008]图2示出监测同步整流开关的体二极管并基于该体二极管的导通或非导通自动调整开关定时的集成电路同步整流驱动器的示例。
[0009]图3示出表示体二极管导通感测的示例信号图。
[0010]图4示出表示用于设定同步整流开关可以被接通时的区域的箝位信号的示例信号和时序图。
[0011]图5示出表示体二极管导通的两种条件的示例信号和时序图。
[0012]图6不出表不用于测量体二极管导通的窗口信号的不例信号和时序图。
[0013]图7示出表示用于测量体二极管导通的窗口函数信号的示例信号和时序图。
[0014]图8示出用于控制同步整流开关的示例栅极驱动器信号。
[0015]图9示出示例LLC谐振转换器电路，其采用集成电路同步整流驱动器来监测同步整流开关的体二极管并基于该体二极管的导通或非导通调整开关定时。
【具体实施方式】
[0016]本公开涉及同步整流电路。一种同步整流电路可以被配置为监测同步整流开关(例如，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或其他晶体管器件)的体二极管的导通，以调整该开关的接通和关断定时，并由此增加该电路的效率。该同步整流电路可以提供变压器转换器电路(例如，LLC谐振转换器)的次级侧中的AC信号到DC信号的整流。该同步整流开关可以与初级侧驱动信号同步，以便在正确的时间关断和接通，从而以有效的方式将次级AC信号转换成整流DC信号。控制器接收所述初级侧驱动信号并控制该开关。
[0017]在一些示例中，导通检测器可以监测体二极管的导通，例如识别导通或非导通。窗口分析器可以被配置为基于来自导通检测器的检测器输出生成指示同步整流开关相对于按时关断是提前关断还是滞后关断的定时信号。如果由于该开关在先前时段中被太早或太晚关断而监测到导通，则该控制器可以调整开关的定时(例如，开关接通和/或关断时间)，以缓和体二极管导通。该控制器可以根据是否确定所述开关被太早关断或太晚关断而实施不同的增量定时调整。因此，通过分析两种定时条件(例如，是否太早或太晚关断)下的体二极管导通，该同步整流电路可以比其他系统(例如，仅在死区时间段中监测非导通的系统)更有效地操作。
[0018]图1示出同步整流(SR)电路100的示例，其可以基于相应同步整流(SR)开关110的内部体二极管的导通来自动调整开关定时(例如，接通和/或关断)。例如，SR开关110可以被实施为功率MOSFET器件或其他功率晶体管器件(例如，双极结型晶体管)，其在接通和关断状态之间作为开关进行操作。同步整流开关110对从变压器次级绕组接收的电压进行整流。例如，这类绕组来自LLC谐振转换器绕组，其中LL表示初级绕组的泄漏和串联电感，并且C表示该绕组中的电容。SR电路100包括同步整流(SR)驱动器120以便控制SR开关110的接通和关断。如图所示，SR驱动器120可以经由也驱动如下面关于图3所示出的变压器初级侧的初级驱动信号被同步用于开关的接通/关断。
[0019]在图1的示例中，SR驱动器120包括被配置为接收初级驱动信号的控制器130。控制器130生成控制栅极驱动器140的整流驱动信号，该栅极驱动器140基于初级驱动信号控制SR开关110。SR驱动器120还包括导通检测器150，该导通检测器150被配置为监测SR开关110的体二极管相对于预定阀值的导通并生成指示该体二极管的导通或非导通的检测器输出。在一个示例中，该预定阀值可以被设定为输入到导通检测器150的电压例如0.1V，但是其他设定值也是可能的。导通检测器150(在一个示例中可以是比较器)生成到控制器130的检测器输出，该检测器输出指示SR开关110的体二极管的导通或非导通。到导通检测器150的感测输入(例如，到比较器的感测电阻器输入)从感测SR开关110的漏源电压(VDS)的体二极管传感器160接收，以提供指示体二极管导通的传感器信号(例如，电压信号)。
[0020]窗口分析器170可以被配置为基于来自导通检测器150的检测器输出生成指示同步整流开关相对于按时关断是提前关断还是滞后关断的定时信号。虽然在图1的示例中窗口分析器170被展示为控