簡(jiǎn)化隔離式開關(guān)電源同步整流器設(shè)計(jì)的一種智能型驅(qū)動(dòng)器

(a)

(b)

圖 8. STSR2 (a) and STSR3 (b)

應(yīng)用的典型實(shí)例
　　圖8 （a和b）是 STSR2和STSR3兩種電路在正激式轉(zhuǎn)換器和回掃式轉(zhuǎn)換器中的典型應(yīng)用。PWM控制器是放在原邊，而STSR2或者STSR3是放在副邊，利用續(xù)流MOSFET兩端的電壓經(jīng)過分壓後作為開關(guān)的轉(zhuǎn)換信息（即作為時(shí)鐘輸入信號(hào)）。一個(gè)線性穩(wěn)壓器，加上幾個(gè)無源元件，為集成電路提供電源電壓。
　　峰值檢測(cè)器：
　　如圖9所示，當(dāng)工作在不連續(xù)模式時(shí)，續(xù)流MOSFET兩端的電壓信號(hào)不是方波。在檢測(cè)原 邊開關(guān)切換過程時(shí)，這會(huì)造成一些問題。芯片內(nèi)部的峰值檢測(cè)器會(huì)把時(shí)鐘引腳上的信號(hào)達(dá)到的峰值認(rèn)為是有用的信息，同時(shí)不理會(huì)所有數(shù)值較小的信號(hào)。為了峰值檢測(cè)器能夠正常地工作，必須確保開關(guān)轉(zhuǎn)換過程的波形與正弦波形之間最小電壓差值（V1）。

圖9.　檢測(cè)峰值

禁止比較器：
　　二極管整流與同步整流之間一個(gè)差別是，MOSFET有可能在兩個(gè)方向上讓電流流過，而二極管只讓電流在一個(gè)方向流過。工作在不連續(xù)方式時(shí)，在使用二極管的情況下，在電感器中的電流達(dá)到零時(shí)，它不會(huì)反向，原因是，二極管不會(huì)讓電流從陰極流到陽極去。用 MOSFET作為整流開關(guān)則不同，當(dāng)電感器中的電流達(dá)到零之後，它會(huì)繼續(xù)減少，變成負(fù)的，并且從漏極流往源極。在這種情況下，轉(zhuǎn)換器總是工作在連續(xù)狀態(tài)。
　　如果希望轉(zhuǎn)換器工作在不連續(xù)狀態(tài)，當(dāng)電流為零時(shí)，必須將續(xù)流MOSFET關(guān)斷，結(jié)果體內(nèi)二極管起普通的整流管的作用，避免電感器上的電流反向。INHIBIT的功能是，當(dāng)電流接近於零時(shí)，把續(xù)流MOSFET關(guān)斷，於是轉(zhuǎn)換器便工作在不連續(xù)狀態(tài)。
　　在芯片內(nèi)部，在INHIBIT引腳上接一個(gè)電壓比較器，它的閾電壓為-15mV。這個(gè)引腳是通過一只電阻器連接到續(xù)流MOSFET的漏極上。當(dāng)續(xù)流MOSFET處於導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)， 在漏極上的電壓是 ： V_ds = -R_ds(on)．D漏極。如果 V_ds 是高於-15mV，那麼這表示，電流是在下降，它下降到接近-15mV時(shí)，表示電流接近於零，即接近不連續(xù)狀態(tài)，所以，續(xù)流MOSFET的柵極電壓由高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?。這只MOSFET中的體內(nèi)二極管（圖10）工作。
　　當(dāng)轉(zhuǎn)換器工作在連續(xù)狀態(tài)時(shí)，電流經(jīng)續(xù)流MOSFET的電流很大，并且產(chǎn)生一個(gè)電壓V_ds ，它總是低於-15mV， 那麼，續(xù)流MOSFET的柵極電壓保持高電平。在電流并不是等於零時(shí)，便把續(xù)流MOSFET關(guān)斷。剩下的電流與MOSFET的R_ds(on) 有關(guān)，是經(jīng)過體內(nèi)二極管流走的。
　　當(dāng)與其它的轉(zhuǎn)換器并聯(lián)使用時(shí)，INHIBIT引腳也可以避免轉(zhuǎn)換器從輸出端吸收電流。

圖10.　INHIBIT的運(yùn)作原理

　圖 11是使用STSR2的正激轉(zhuǎn)換器的主要波形圖。甚至在變壓器完成消磁之後，續(xù)流MOSFET 仍處於導(dǎo)通狀態(tài)。與自驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)換器相比，就功率損耗而言，這是大優(yōu)點(diǎn)。

圖 11.　正激轉(zhuǎn)換器

　　通道1：整流MOSFET的源極 -漏極電壓
通道2：續(xù)流MOSFET的源極-漏極電壓
通道3： CKk輸入信號(hào)
　　圖 12是STSR3在回掃式轉(zhuǎn)換器中的工作過程。峰值檢測(cè)器把正確的時(shí)鐘輸入端的高電平正確地檢測(cè)出來。而且，由於INHIBIT 功能，當(dāng)電感器中的電流接近零時(shí)，同步MOSFET關(guān)斷，防止電流反向。其余的電流從這只MOSFET的體內(nèi)二極管流走。