用於同步整流器的驅動器以及採用該驅動器的功率轉換器的製作方法
2023-07-08 07:31:51 1
專利名稱：用於同步整流器的驅動器以及採用該驅動器的功率轉換器的製作方法
技術領域：
本發明總地涉及功率電子器件，並且更具體地涉及功率轉換器以及為可操作為功率轉換器中的同步整流器的開關生成驅動信號的方法。
背景技術：
開關模式的功率轉換器(也稱為「功率轉換器」或「調節器」)是將輸入電壓波形轉換成特定輸出電壓波形的功率供給電路或功率處理電路。DC-DC功率轉換器將直流(「dc」) 輸入電壓轉換成直流輸出電壓。與功率轉換器相關聯的控制器通過控制其中採用的功率開關的導通周期來管理其操作。一般而言，控制器以反饋環路配置(也稱為「控制環路」或「閉合控制環路」)耦合在功率轉換器的輸入和輸出之間。通常，控制器測量功率轉換器的輸出特性(例如，輸出電壓、輸出電流或輸出電壓和輸出電流的組合)，並基於此修改功率轉換器的功率開關的佔空比。佔空比是功率開關的導通周期與其開關周期的比率。因而，如果功率開關在半個開關周期上導通，則該功率開關的佔空比將為0. 5(或50% )。附加地，當通過功率轉換器供電的諸如微處理器之類的系統的電壓或電流動態變化時(例如，當微處理器上的計算負載變化時)，控制器應當配置為動態增加或減小其中功率開關的佔空比以將諸如輸出電壓之類的輸出特性維持在期望值。為了產生直流輸出電壓，功率轉換器經常採用二極體來對跨變壓器的次級繞組產生的交流電壓進行整流。功率轉換器也可以採用二極體來提供用於為諸如輸出濾波電感器之類的電感器中的電流提供連續性的電流路徑。上述二極體通常稱為「續流二極體」。整流器件和續流器件會由於跨二極體的正向電壓降而在功率轉換器中(特別是在產生5伏或更少的輸出電壓的功率轉換器中)引入功率損耗分量。具有相對低的正向電壓降的肖特基二極體通常被用在低電壓功率轉換器應用中以減少二極體正向電壓降。然而，諸如肖特基二極體之類的無源整流器件通常無法實現小於約0. 35伏的正向電壓降，由此限制了功率轉換器的轉換效率。為了實現可接受的效率水平，提供低輸出電壓(例如，1伏)的功率轉換器通常採用具有小於約0. 1伏的正向電壓降的整流器件。為了提供對由於二極體中的正向電壓降引起的功率損耗的進一步減少，通常採用提供電阻性電壓降的諸如金屬氧化物半導體場效應電晶體(「M0SFET」)之類的有源半導體開關來替換二極體。然而，必須與交流(「ac」)電壓(例如，跨變壓器的次級繞組產生的交流電壓)的周期性波形同步地將有源半導體開關周期性地驅動為導通和非導通模式或狀態。有源半導體開關由此可以避免無源整流器件中固有的較高正向電壓降。通過有源半導體開關替代二極體所引入的設計問題在於，需要為此提供驅動信號，該驅動信號與功率轉換器的操作精確同步，以控制有源半導體開關的導通和非導通模式或狀態。在功率轉換器中替代二極體的有源半導體開關一般稱為「同步整流器」或「同步整流器開關」。本領域中已知多種電路設計技術來為同步整流器提供驅動信號。例如，通過參考引入於此的 1994年4月 12 日授於Rozman 的標題為「Low Loss Synchronous Rectifier for Application to Clamped-Mode Power Converters，，的美國專利No. 5，303，138公開了可以通過變壓器的次級繞組的端子來驅動應用於功率轉換器的有源箝位的同步整流器的柵極。 如通過參考引入於此的2001年9月11日授於Jacobs等人的標題為「Drive Compensation Circuit for Synchronous Rectifier and Method of Operating the Same，，白勺美國專禾 No. 6，288，920所述，可以構建採用與變壓器的次級繞組串聯耦合的電容器和二極體的驅動電路來驅動同步整流器的柵極。如通過參考引入於此的2004年12月14日授於Perry的標題為"Synchronous Rectifier Drive Circuit and Power Supply Including Same，，的美國專利No. 6，831，847所述，可以利用導通開關、截止開關、電荷泵和脈衝變壓器來形成用於同步整流器的驅動電路。在通過參考引入於此的由Marty Brown第二次編輯的「Power Supply Cookbook」 中描述了更多已知的同步整流器。如Brown在其中的第3. 6. 2節中所述，圖(a)和圖(c)示出了通過如圖(a)中直接連接的初級側開關電路驅動的同步整流器以及藉助於圖(c)中的變壓器驅動的同步整流器。Brown的圖(b)示出了通過變壓器的輸出電壓直接驅動的同步整流器。因而，如參考文獻中所述，可以採用包括有源箝位的特定功率轉換拓撲來驅動用作同步整流器的有源半導體開關的控制端子，或者可以採用附加的變壓器繞組來驅動它。然而，這些方法中的每一個方法都提供限制或以其它方式降低同步整流器在許多應用中的使用的效率和/或成本限制。因此，本領域中所需要的是一種用於功率轉換器中的同步整流器的驅動器以及避免現有技術中的缺陷的有關方法。
發明內容
通過本發明的有利實施例一般解決或者規避這些以及其它問題並且一般實現技術優勢，本發明的有利實施例包括用於開關的驅動器、用於驅動開關的方法以及採用該驅動器的功率轉換器。在一個實施例中，用於開關的驅動器包括耦合到開關的端子的第一驅動器開關。該驅動器還包括關於第一驅動器開關反向並且耦合到開關的另一端子的第二驅動器開關，其中第一驅動器開關和第二驅動器開關配置為向開關的控制端子提供驅動信號。在另一方面中，本發明提供一種用於開關的驅動器，該驅動器包括耦合到開關的端子的驅動器開關。該驅動器還包括耦合到驅動器開關的控制端子以及開關的另一端子的二極體，其中驅動器開關和二極體配置為向開關的控制端子提供驅動信號。以上相當寬泛地概述了本發明的特徵和技術優勢，以便可以更好地理解隨後對本發明的具體描述。以下將描述構成本發明的權利要求的主題的本發明的附加特徵和優勢。 本領域技術人員應認識到，所公開的概念和特定實施例可以容易地用作修改或設計用於實現本發明相同目的的其它結構或過程的基礎。本領域技術人員還應認識到，這樣的等同構造並不脫離所附權利要求所闡明的本發明的精神和範圍。
為了更全面地理解本發明及其優勢，現在參考以下結合附圖進行的描述，其中圖1圖示了提供本發明應用環境的功率轉換器的部分的實施例的示意圖；以及圖2至圖10圖示了包括根據本發明原理構造的用於開關的驅動器的實施例的功率轉換器的部分的示意圖。
具體實施例方式下面詳細討論本示例性實施例的製造和使用。然而應認識到，本發明提供可以在各種各樣的特定上下文中實施的許多可應用的發明構思。所討論的特定實施例只是說明用於製造和使用本發明的特定方式，而不限制本發明的範圍。將關於特定上下文中的示例性實施例來描述本發明，該示例性實施例即包括利用反向開關(例如電晶體)或二極體構造的驅動器以驅動開關(例如同步整流器開關)的控制端子的功率轉換器以及其操作方法。儘管將在功率轉換器的環境中描述本發明的原理， 但可以受益於驅動器的諸如功率放大器或馬達控制器之類的任何應用都完全在本發明的寬廣範圍內。現在轉到圖1，圖示的是提供本發明應用環境的功率轉換器(例如回掃功率轉換器)的部分的實施例的示意圖。該功率轉換器的功率傳動機構(power train)包括功率開關S1，該功率開關S1耦合到提供輸入電壓Vin的電功率源(也稱為輸入功率源，諸如直流輸入功率源)。電功率源將輸入功率供給到隔離的變壓器Tl。變壓器Tl具有初級匝數Np和次級匝數Ns，選擇該初級匝數Np和次級匝數Ns以提供輸出電壓V。ut，其中考慮所產生的佔空比和對功率傳動機構組件的應力。功率開(例如η溝道M0SFET)通過控制器(例如， 脈寬調製控制器，未示出)控制，該控制器控制功率開關S1針對佔空比導通。因而，功率開關S1響應於由脈寬調製控制器按照開關頻率fs產生的柵極驅動信號GD1來導通。佔空比通過脈寬調製控制器來調整以調節功率轉換器的輸出的特性，諸如輸出電壓、輸出電流或者二者的組合。在變壓器Tl的次級繞組上出現的交流電壓通過二極體Dsl來整流，並且所得到的整流波形耦合到輸出濾波電容器Cout以產生輸出電壓V。ut。在佔空比的第一部分D期間，流過變壓器Tl的磁化電感的電流增加，並且二極體 DSl阻止變壓器次級電壓施加到輸出濾波電容器Cout。在佔空比的互補部分(一般與功率開關S1的互補佔空比「1-D」共同存在)期間，響應於柵極驅動信號GD1的功率開關S1轉變為非導通狀態，並且流過變壓器Tl的磁化電感的電流按照變壓器Tl的匝數比反向縮減並且通過二極體Dsl耦合到輸出濾波電容器Cout。在佔空比的互補部分I-D期間，流過變壓器Tl的磁化電感的電流減少。一般而言，在佔空比的第一部分D期間，可以調整功率開關 S1的佔空比以維持功率轉換器的輸出電壓V。ut的調節。本領域技術人員應理解到，可以將電壓尖峰緩衝器連接到節點N1以對在功率開關S1轉變為非導通狀態時可能跨功率開關S1 產生的電壓尖峰進行箝位。為了調節輸出電壓V。ut，通常使用誤差放大器將通過跨功率轉換器的輸出端子耦合的分壓器網絡(未示出)產生的輸出電壓v。ut的縮放值與脈寬調製控制器中的參考電壓相比較。誤差放大器的輸出和鋸齒電壓信號饋送到比較器。比較器的輸出控制功率開關S1 的佔空比。這構成了負反饋布置，用於將輸出電壓V。ut調節為參考電壓的縮放值。較大佔空比暗示著功率開關S1在功率轉換器的開關周期的較長部分上閉合。諸如MOSFET之類的有源開關可以替代二極體Dsl作為同步整流器以提高功率轉換效率。如這裡所介紹的，用於可用作同步整流器開關的開關的驅動器為此產生驅動信號，有利地，無需電流變壓器或變壓器上的附加繞組，並且無需來自脈寬調製控制器的控制功率轉換器的初級側上的功率開關的信號。跨用作同步整流器開關的開關的漏極到源極端子的電壓通過驅動器中的兩個開關(例如電晶體)來感測。兩個電晶體之一可以按照反向配置耦合在驅動器中。有利地，採用合理數量的開關(例如電晶體或二極體)來驅動同步整流器開關。現在轉到圖2至圖10，圖示了包括根據本發明原理構造的用於開關(例如同步整流器開關)的驅動器的實施例的功率轉換器的部分的示意圖。以圖2開始，功率轉換器的功率傳動機構的初級側圖示為其中變壓器Tl的初級繞組的一個端子耦合到第一功率開關 S10初級繞組的另一端子耦合到提供輸入電壓Vin的電功率源(例如輸入功率源，諸如直流輸入功率源)。第一電阻器Rl表示變壓器Tl的初級繞組的電阻和與功率傳動機構的初級側串聯的其它附帶電阻。如本領域中完全理解的那樣，在變壓器Tl的初級側上一般包括其它組件(未示出)以在佔空比的互補部分I-D期間使變壓器Tl的磁通量復位。如下所述， 功率轉換器可操作為正向、回掃和其它開關模式功率轉換器拓撲。功率傳動機構的次級側在圖2中圖示為耦合到由具有輸出電壓V。ut的電池表示的負載。第二電阻器R2和第三電阻器R3表示變壓器Tl的次級繞組的電阻和諸如功率轉換器的輸出端子的電阻之類的其它附帶電路電阻。應注意的是，變壓器Tl的初級繞組和次級繞組的匝數分別表示為Np、Ns。跨同步整流器開關SR的電壓由形成有第一驅動器開關Ql和第二驅動器開關 Q2(例如η型雙極電晶體)的驅動器來感測，該同步整流器開關SR在圖2中圖示為具有源極「S」、漏極「d」和柵極「g」的η溝道M0SFET。第一驅動器開關Ql和第二驅動器開關Q2 構成差分放大器的至少一部分。第一驅動器開關Ql的集電極電壓控制至同步整流器開關 SR的驅動信號SRGD的電壓。導通電流通過第三驅動器開關Q3放大，以減小同步整流器開關SR的導通時間，該第三驅動器開關Q3耦合在第一驅動器開關Ql的集電極端子與同步整流器開關SR的柵極之間。本領域中公知類似的差分放大器，其中使用諸如第二驅動器開關 Q2的發射極之類的端子作為對該差分放大器的輸入。在所示實施例中，第二驅動器開關Q2 關於第一開關驅動器開關Ql反向(即，第二驅動器開關Q2的開關端子或發射極和集電極端子相比於第一驅動器開關Ql的開關端子或發射極和集電極端子為反向)。第二驅動器開關Q2的集電極端子用作差分放大器輸入以提供驅動器的耐高壓能力。附加地，第一驅動器開關Ql和第二驅動器開關Q2的反向關係產生差分放大器的小的偏移電壓，因為在同一電流水平上，通常的基極到集電極電壓Vb。稍高於基極到發射極電壓Vbe。第一驅動器開關Ql 和第二驅動器開關Q2優選地為同一類型的開關，諸如匹配電晶體，以確保在至差分放大器的輸入處的可預測的偏移電壓，其中第二驅動器開關Q2由於其反向配置而仿效低β電晶體。當其漏極到源極電壓為負或接近於零時，減少的差分放大器偏移電壓能夠使得同步整流器開關SR可靠地關斷。同步整流器的操作可以進一步說明如下。為描述的目的，功率轉換器被示出為具
8有次級側接地gnds。在佔空比的第一部分D中，當變壓器Tl的次級繞組的上端子關於其下端子為正時，整流電流順時針流過由次級繞組形成的功率轉換器的次級側、表示負載的具有輸出電壓V。ut的電池以及同步整流器開關SR。作為結果，同步整流器開關SR的漏極通過關於次級側接地gnds可能為幾百毫伏而變為負。這使得第一驅動器開關Ql的基極關於其發射極稍微變為負，或者優選地至少非正，由此使第一驅動器開關Ql截止。第一驅動器開關Ql的集電極的電壓通過第四電阻器R4拉高，這又使第三驅動器開關Q3導通。使第三驅動器開關Q3 (其耦合到功率轉換器的輸出電壓V。ut的正端子)導通，提升了同步整流器開關SR的柵極(與驅動信號SRGD —致)的電壓，由此使同步整流器開關SR導通。當變壓器Tl的次級繞組的上端子關於其下端子為負時，在佔空比的互補部分I-D 期間，在同步整流器開關SR處電流被阻止流過功率轉換器的次級側。同樣，功率轉換器的次級側通過次級繞組、表示具有輸出電壓V。ut的負載的電池以及同步整流器開關SR形成。 在這種情況下，同步整流器開關SR的漏極關於次級側接地gnds為正。第二驅動器開關Q2 截止，使得第五電阻器R5能夠向第一驅動器開關Ql供給電流，由此使第一驅動器開關Ql 導通。這拉低第三驅動器開關Q3的基極的電壓，由此使第三驅動器開關Q3截止。在開關周期的這部分期間，必要時，第一二極體Dl (耦合到第一驅動器開關Ql的集電極端子以及第三驅動器開關Q3的發射極端子)拉低同步整流器開關SR的柵極，由此使同步整流器開關SR截止。因而，包括形成有第一驅動器開關Ql和第二驅動器開關Q2的差分放大器的驅動器能夠耐受跨同步整流器開關SR產生的電壓，同時利用少量簡單且不昂貴的電路組件生成用於同步整流器開關SR的驅動信號SRGD。因而，用於同步整流器開關SR的驅動器包括第一驅動器開關Q1、第二驅動器開關 Q2、第三驅動器開關Q3、第一二極體Dl以及第四電阻器R4、第五電阻器R5和第六電阻器 R6。第六電阻器R6耦合到第二驅動器開關Q2的端子(例如發射極)並且跨第五電阻器R5 耦合。第一驅動器開關Ql耦合到同步整流器開關SR的端子(例如源極)，並且第二驅動器開關Q2關於第一驅動器開關Ql反向且耦合到同步整流器開關SR的另一端子(例如漏極)。 第一驅動器開關Ql和第二驅動器開關Q2配置為向同步整流器開關SR的控制端子(例如柵極)提供驅動信號SRGD。當然，儘管所示實施例提供用於同步整流器開關SR的驅動器， 但驅動器可應用於任何開關，包括但不限於功率轉換器的任何功率開關，或其它開關。在下面的示例性功率轉換器中，為簡潔起見，其類似組件用類似的參考標號表示。而且，以下驅動器和功率轉換器的操作類似於關於圖2所描述的功率轉換器並且以下將不進行描述。現在轉到圖3，除了以上關於圖2提供的許多組件之外，驅動器還包括第七電阻器 R7，該第七電阻器R7耦合到第二驅動器開關Q2的發射極和基極，以降低其發射極-基極電壓。第七電阻器R7的添加使得能夠在較高輸出電壓下使用驅動器和功率轉換器。在驅動器和功率轉換器的該實施例以及這裡的其它實施例中，特定組件的值可以改變以滿足特定應用的需要。附加地，可以根據其應用，諸如具有特定開關頻率、功率水平或輸出電壓的應用，來應用驅動器的備選方案。對於如關於圖4所示的驅動器，第二驅動器開關Q2的發射極直接耦合到其基極以將其發射極_基極電壓降低至基本為零。圖3和圖4所示的驅動器的備選方案二者產生偏移電壓的變化。因此，同步整流器的效率相比於圖2所示同步整流器的效率可能改變。現在轉到圖5，已經從上述驅動器中省略第三驅動器開關Q3和第一二極體D1。該備選方案可能是最低成本的，因為已經去掉了驅動器開關和二極體。根據該方案，同步整流器開關SR的導通時間可能比其他備選方案的要長，這可能影響同步整流器以及功率轉換器的效率。現在轉到圖6，在驅動器的先前實施例中示出的第一二極體Dl已經替換為第四驅動器開關(例如電晶體)Q4，該第四驅動器開關Q4耦合在第一驅動器開關Ql的集電極端子與第三驅動器開關Q3的發射極端子之間，以減小同步整流器開關SR的關斷時間(即，增加關斷速度)。圖6所示的驅動器還包括第八電阻器R8，該第八電阻器R8耦合到第一驅動器開關Q1、第三驅動器開關Q3和第四驅動器開關Q4。現在轉到圖7，除了第四驅動器開關Q4(耦合在第一驅動器開關Ql的集電極端子與第三驅動器開關Q3的基極端子之間)之外，驅動器還包括跨第三驅動器開關Q3的發射極_基極耦合的第一二極體D1。該驅動器還包括耦合到所述第四驅動器開關Q4的第九電阻器R9。在本實施例中，第四驅動器開關Q4用作阻抗轉換器(例如高輸入阻抗和低輸出阻抗)，以允許第三驅動器開關Q3利用較高基極電流導通，由此使得第三驅動器開關Q3更快速地轉變為截止狀態。因而，第三驅動器開關Q3和第四驅動器開關Q4協作以減小同步整流器開關SR的關斷時間(即，增加關斷速度)。附加地，第四驅動器開關Q4驅動通過第一二極體Dl的較高電流。現在轉到圖8，驅動器包括第十電阻器R10，該第十電阻器RlO耦合到第一驅動器開關Ql和第三驅動器開關Q3、跨第一二極體Dl耦合併耦合到同步整流器開關SR。第十電阻器RlO的添加降低了同步整流器開關SR的關斷電壓，這對於可在提供低輸出電壓V。ut的功率轉換器中採用的具有低柵極閾值電壓的M0SFET(用作同步整流器開關SR)而言可能是必要的。關於圖9所示的功率轉換器的實施例包括與同步整流器開關SR並聯的第二二極體(例如肖特基二極體)D2，以進一步提高功率轉換器的效率。現在轉到圖10，圖示的是驅動器的另一實施例，該驅動器包括代替關於用於同步整流器開關SR的驅動器的先前實施例所描述和圖示的第二驅動器開關Q2的二極體(例如第三二極體D3)。應選擇第一驅動器開關Ql和第三二極體D3以針對包括由第一驅動器開關Ql和第三二極體D3構成的差分放大器的驅動器獲得充分小的偏移電壓。在所示實施例中，驅動器包括耦合到同步整流器開關SR的端子(例如源極)的第一驅動器開關Ql和耦合到第一驅動器開關Ql的控制端子(例如基極)以及同步整流器開關SR的另一端子(例如漏極)的二極體(例如第三二極體D3)。第一驅動器開關Ql和第三二極體D3配置為向同步整流器開關SR的控制端子(例如柵極)提供驅動信號SRGD。驅動器還包括至少一個附加驅動器開關(例如第三驅動器開關Q3)，其配置為與第一驅動器開關Ql和第三二極體 D3協作來向同步整流器開關SR的柵極提供驅動信號SR⑶。驅動器還包括耦合在第一驅動器開關Ql的集電極端子與第三驅動器開關Q3的發射極端子之間的二極體(例如第一二極體D1)。該驅動器還包括耦合到第一驅動器開關Ql的集電極端子的電阻器(例如第四電阻器R4)以及耦合到第三二極體D3與第一驅動器開關Ql的基極之間的節點的另一電阻器 (例如第五電阻器R5)。同樣，儘管所示實施例提供了用於同步整流器開關SR的驅動器，但該驅動器可應用於任何開關，包括但不限於功率轉換器的任何功率開關，或其它開關。附加地，可以組合前面圖示和描述的驅動器的許多變體以及其中的所選組件，以生成用於功率轉換器的開關或用於其它應用的驅動器的更多變體。圖10的驅動器圖示了先前在上面描述的組件中的
一些組件。本領域技術人員應理解到，先前描述的驅動器和功率轉換器以及其相關操作方法的實施例僅為說明性目的呈現的。此外，各種各樣的功率轉換器拓撲完全在本發明的寬廣範圍內。儘管已經在包括具有反向驅動器開關或二極體來驅動同步整流器開關的控制端子以有利地利用提高的效率向負載供電的差分放大器的功率轉換器的環境中描述了驅動器， 但驅動器還可以應用於其它系統，諸如但不限於功率放大器、馬達控制器以及用於根據步進馬達或其它電機設備控制致動器的系統。為了更好地理解功率轉換器，參見「Modern DC-to-DC Power Switch-mode Power Converter Circuits"by Rudolph P. Severns and Gordon Bloom,Van Nostrand Reinhold Company, New York, New York(1985)以及"Principles of Power Electronics"by J. G. Kassakian,M. F. Schlecht and G. C. Verghese, Addison-ffesley (1991)。上述參考文獻的全部內容通過參考引入於此。而且，儘管已經具體描述了本發明及其優勢，但應理解到，在此可以在不脫離由所附權利要求限定的本發明的精神和範圍的情況下進行各種改變、替代和變更。例如，上述許多過程可以按照不同方法來實現並且可以通過其它過程或者其組合來替換。此外，本申請的範圍並不旨在限於說明書中描述的過程、機械、製造、物質組成、裝置、方法和步驟的特定實施例。正如本領域技術人員通過本發明的公開內容可以容易地理解的那樣，根據本發明可以利用執行與本文所描述的對應實施例基本相同功能或實現基本相同結果的當前存在或後來將開發的過程、機械、製造、物質組成、裝置、方法或步驟。因而， 所附權利要求旨在將這些過程、機械、製造、物質組成、裝置、方法或步驟包括其範圍內。
1權利要求
1.一種用於開關的驅動器，包括第一驅動器開關，耦合到所述開關的端子；以及第二驅動器開關，關於所述第一驅動器開關反向並且耦合到所述開關的另一端子，其中所述第一驅動器開關和所述第二驅動器開關配置為向所述開關的控制端子提供驅動信號。
2.如權利要求1所述的驅動器，其中所述第一驅動器開關和所述第二驅動器開關構成差分放大器的至少一部分。
3.如權利要求1所述的驅動器，其中所述第一驅動器開關和所述第二驅動器開關是匹配電晶體。
4.如權利要求1所述的驅動器，還包括至少一個附加驅動器開關，所述至少一個附加驅動器開關配置為與所述第一驅動器開關和所述第二驅動器開關協作來向所述開關的所述控制端子提供所述驅動信號。
5.如權利要求1所述的驅動器，還包括二極體，所述二極體耦合在所述第一驅動器開關的端子和第三驅動器開關的端子之間。
6.如權利要求1所述的驅動器，還包括二極體，所述二極體耦合在所述第一驅動器開關的端子和第三驅動器開關的端子之間；以及電阻器，所述電阻器跨所述二極體耦合。
7.如權利要求1所述的驅動器，還包括電阻器，所述電阻器跨所述第二驅動器開關的端子和控制端子耦合。
8.如權利要求1所述的驅動器，其中所述第二驅動器開關的端子耦合在一起。
9.如權利要求1所述的驅動器，還包括第三驅動器開關，耦合在所述第一驅動器開關的端子和所述開關的所述控制端子之間；以及第四驅動器開關，耦合在所述第一驅動器開關的所述端子和所述第三驅動器開關的端子之間。
10.如權利要求1所述的驅動器，還包括二極體，所述二極體與所述開關並聯耦合。
11.一種方法，包括向開關的控制端子提供驅動信號，所述開關具有耦合到所述開關的端子的第一驅動器開關和關於所述第一驅動器開關反向且耦合到所述開關的另一端子的第二驅動器開關。
12.如權利要求11所述的方法，還包括利用耦合在所述第一驅動器開關的端子與第三驅動器開關的端子之間的二極體使所述開關截止。
13.如權利要求11所述的方法，還包括利用耦合在所述第一驅動器開關的端子與第三驅動器開關的端子之間的二極體使所述開關截止，以及利用跨所述二極體耦合的電阻器使所述開關的關斷電壓降低。
14.如權利要求11所述的方法，還包括利用跨所述第二驅動器開關的端子和控制端子耦合的電阻器使跨所述第二驅動器開關的電壓降低。
15.如權利要求11所述的方法，還包括利用耦合在所述第一驅動器開關的端子與所述開關的所述控制端子之間的第三驅動器開關使所述開關導通；以及利用耦合在所述第一驅動器開關的所述端子與所述第三驅動器開關的端子之間的第四驅動器開關使所述開關的關斷時間減少。
16.一種功率轉換器，包括功率開關，耦合到電功率源；同步整流器開關，配置為提供用於所述功率轉換器的輸出電壓；以及用於所述同步整流器開關的驅動器，包括第一驅動器開關，耦合到所述同步整流器開關的端子，以及第二驅動器開關，關於所述第一驅動器開關反向且耦合到所述同步整流器開關的另一端子，其中所述第一驅動器開關和所述第二驅動器開關配置為向所述同步整流器開關的控制端子提供驅動信號。
17.如權利要求16所述的功率轉換器，其中所述驅動器還包括至少一個附加驅動器開關，所述至少一個附加驅動器開關配置為與所述第一驅動器開關和所述第二驅動器開關協作來向所述同步整流器開關的所述控制端子提供所述驅動信號。
18.如權利要求16所述的功率轉換器，其中所述驅動器還包括二極體，耦合在所述第一驅動器開關的端子和第三驅動器開關的端子之間，配置為使所述同步整流器開關截止；以及電阻器，跨所述二極體耦合，配置為使所述同步整流器開關的關斷電壓降低。
19.如權利要求16所述的功率轉換器，其中所述驅動器還包括電阻器，跨所述第二驅動器開關的端子和控制端子耦合，配置為使跨所述電阻器的電壓降低。
20.如權利要求16所述的功率轉換器，其中所述驅動器還包括第三驅動器開關，耦合在所述第一驅動器開關的端子和所述同步整流器開關的所述控制端子之間，配置為使所述同步整流器開關導通；以及第四驅動器開關，耦合在所述第一驅動器開關的所述端子和所述第三驅動器開關的端子之間，配置為使所述同步整流器開關的關斷時間減少。
21.一種用於開關的驅動器，包括驅動器開關，耦合到所述開關的端子；以及二極體，耦合到所述驅動器開關的控制端子以及所述開關的另一端子，其中所述驅動器開關和所述二極體配置為向所述開關的控制端子提供驅動信號。
22.如權利要求21所述的驅動器，其中所述開關是可在功率轉換器中採用的同步整流器開關。
23.如權利要求21所述的驅動器，其中所述驅動器開關和所述二極體構成差分放大器的至少一部分。
24.如權利要求21所述的驅動器，還包括至少一個附加驅動器開關，所述至少一個附加驅動器開關配置為與所述驅動器開關和所述二極體協作來向所述開關的所述控制端子提供所述驅動信號。
25.如權利要求21所述的驅動器，還包括二極體，所述二極體耦合在所述驅動器開關的端子和另一驅動器開關的端子之間。
26.如權利要求21所述的驅動器，還包括電阻器，所述電阻器耦合到所述驅動器開關的端子。
27.如權利要求21所述的驅動器，還包括電阻器，所述電阻器耦合到所述二極體和所述驅動器開關的所述控制端子之間的節點。
28.一種方法，包括向開關的控制端子提供驅動信號，所述開關具有耦合到所述開關的端子的驅動器開關和耦合到所述驅動器開關的控制端子以及所述開關的另一端子的二極體。
29.如權利要求28所述的方法，還包括利用至少一個附加驅動器開關向所述開關的所述控制端子提供所述驅動信號。
30.如權利要求28所述的驅動器，還包括利用耦合在所述驅動器開關的端子與另一驅動器開關的端子之間的二極體使所述開關截止。
31.一種功率轉換器，包括 功率開關，耦合到電功率源；同步整流器開關，配置為提供用於所述功率轉換器的輸出電壓；以及用於所述同步整流器開關的驅動器，包括 驅動器開關，耦合到所述開關的端子，以及二極體，耦合到所述驅動器開關的控制端子以及所述開關的另一端子，其中所述驅動器開關和所述二極體配置為向所述開關的控制端子提供驅動信號。
32.如權利要求31所述的功率轉換器，其中所述驅動器開關和所述二極體構成差分放大器的至少一部分。
33.如權利要求31所述的功率轉換器，其中所述驅動器還包括至少一個附加驅動器開關，所述至少一個附加驅動器開關配置為與所述驅動器開關和所述二極體協作來向所述開關的所述控制端子提供所述驅動信號。
34.如權利要求31所述的功率轉換器，其中所述驅動器還包括二極體，耦合在所述驅動器開關的端子和另一驅動器開關的端子之間，配置為使所述開關截止。
35.如權利要求31所述的功率轉換器，其中所述驅動器還包括電阻器，所述電阻器耦合在所述二極體與所述驅動器開關的所述控制端子之間的節點。
全文摘要
一種用於開關(SR)的驅動器、用於驅動開關(SR)的方法以及採用該驅動器的功率轉換器。在一個實施例中，用於開關(SR)的驅動器包括耦合到該開關(SR)的端子的第一驅動器開關(Q1)。該驅動器還包括關於第一驅動器開關(Q1)反向且耦合到該開關(SR)的另一端子的第二驅動器開關(Q2)，其中第一驅動器開關(Q1)和第二驅動器開關(Q2)配置為向該開關(SR)的控制端子提供驅動信號。
文檔編號H02M3/335GK102217181SQ200980145683
公開日2011年10月12日 申請日期2009年11月13日 優先權日2008年11月14日
發明者R·S·g·貝格黑格 申請人:偉創力國際美國公司