簡化隔離式開關(guān)電源同步整流器設(shè)計的一種智能型驅(qū)動器

圖 4. 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

四、系統(tǒng)的工作原理
　　有限狀態(tài)機是整個系統(tǒng)的中樞，它產(chǎn)生OUT₁和OUT２兩個信號，這兩個信號在導通和關(guān)斷之間完全不存在重疊。有限狀態(tài)機與內(nèi)部的振蕩器時鐘信號（CK₁）的上升沿是同步的，內(nèi)部時鐘頻率f1高於電源轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率fS：f1>fS。開關(guān)頻率為fS（周期為T_S）的方波信號加在“時鐘信號輸入端”。時間提前量是在外面用相應(yīng)的輸入來設(shè)定。兩只計數(shù)器所做的工作是不同的。減數(shù)（DOWN）計數(shù)器是用於形成輸出信號由高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖降臅r間提前量；加數(shù)（UP）計數(shù)器是用於不斷地得到有關(guān)OUT₂的開關(guān)周期的長短，或者OUT₁的處於高電平的時間TON的長短。用這個方法，在一個開關(guān)周期內(nèi)，提前將輸出關(guān)斷的時間是根據(jù)在前一周期存放的數(shù)據(jù)來確定的。測量開關(guān)周期和時間TON是逐周地連續(xù)進行的。與OUT₂有關(guān)的兩個計數(shù)器的位數(shù)是根據(jù)電源轉(zhuǎn)換器的最低和最高開關(guān)頻率來確定的。與OUT₁有關(guān)的兩個計數(shù)器的位數(shù)是根據(jù)TON的最小值和最大值來確定的。
　在穩(wěn)態(tài)時（這時開關(guān)頻率是固定的，占空比也是固定的），與OUT₂有關(guān)那部份系統(tǒng)在兩個周期時間內(nèi)的運作過程如下（圖5）。
　　第一個開關(guān)周期：
　　在時鐘輸入信號的上升沿， 兩個加數(shù)/減數(shù)（UP/DOWN）計數(shù)器中的第一個計數(shù)器工作在計數(shù)增加狀態(tài)，開始對內(nèi)部時鐘（CKI）的脈沖進行計數(shù)。在時鐘輸入信號的下一個上升沿（第一個周期T_S結(jié)束時），計數(shù)器停止計數(shù)。計算到的脈沖數(shù)為n2，它代表開關(guān)周期的時間長短。這個數(shù)據(jù)存放在起來，以便在下一個開關(guān)周期使用。

圖 5. OUT₂ 的時間提前量的產(chǎn)生

第二個開關(guān)周期：
　　在CK輸入的上升沿，第一個計數(shù)器工作在減數(shù)狀態(tài)，對內(nèi)部時鐘脈沖進行減數(shù)計數(shù)，計算到脈沖數(shù)為n2-x2時，停止計數(shù)。在此時，OUT₂ 由高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?。第二個計數(shù)器則計算內(nèi)部時鐘新的脈沖數(shù)，將開關(guān)周期T_S更新。
　　OUT₂由高平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖降奶崆傲康臄?shù)值為x₂．T_I ，是由時間提前量Anticipation2 這個輸入來確定。在每個周期，計數(shù)器的功能，是進行加數(shù)計數(shù)還是做減數(shù)計數(shù)，是相對於前一個周期而互相交換的。
　　至於系統(tǒng)中與OUT₁有關(guān)的部份，另外兩個加數(shù)/減數(shù)（UP/DOWN）計數(shù)器計算時間T_ON的長短，以便形成時間提前量，把輸出OUT₁由高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖剑▓D6）:
　　第一個開關(guān)周期：
　　在時鐘的上升沿出現(xiàn)時，第一個計數(shù)器開始計數(shù)，在下降沿出現(xiàn)時停止計數(shù)。計算到的脈沖數(shù)是n₁ ，這個數(shù)字代表時間T_ON。
　　第二個開關(guān)周期：
　　第一個計數(shù)器工作在減數(shù)計數(shù)狀態(tài)，在n₁-x₁時停止計數(shù)。它產(chǎn)生把OUT₁由高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖降奶崆傲?，它等於x₁．T_I。這個時間提前量是由輸入Anticipation1來設(shè)定。第二個計數(shù)器是工作在加數(shù)計數(shù)狀態(tài)，它計算在當前周期內(nèi)上升沿與下降沿之間內(nèi)部時鐘的脈沖個數(shù)。

圖 6. OUT₁的時間提前量的產(chǎn)生

五、在正激式和回掃式轉(zhuǎn)換器中的應(yīng)用
　　控制同步整流器關(guān)斷的這個方法已經(jīng)用在新的STSRx系列半導體器件上[1]。在這個系列中，STSR2是專門針對正激式轉(zhuǎn)換器設(shè)計的，而STSR3是為回掃式轉(zhuǎn)換器而設(shè)計的。
　　如圖7所示，為了實現(xiàn)上面所講的方法，除了高頻振蕩器和控制邏輯電路之外，其它的電路還有：峰值檢測器，禁止比較器以及兩個輸出驅(qū)動器（在STSR2中）或者一個輸出驅(qū)動器（在STSR3中）。