简化隔离式开关电源同步整流器设计的一种智能型驱动器

图 4. 系统的总体结构

四、系统的工作原理
　　有限状态机是整个系统的中枢，它产生OUT₁和OUT２两个信号，这两个信号在导通和关断之间完全不存在重叠。有限状态机与内部的振荡器时钟信号（CK₁）的上升沿是同步的，内部时钟频率f1高於电源转换器的开关频率fS：f1>fS。开关频率为fS（周期为T_S）的方波信号加在“时钟信号输入端”。时间提前量是在外面用相应的输入来设定。两只计数器所做的工作是不同的。减数（DOWN）计数器是用於形成输出信号由高电平转变为低电平的时间提前量；加数（UP）计数器是用於不断地得到有关OUT₂的开关周期的长短，或者OUT₁的处於高电平的时间TON的长短。用这个方法，在一个开关周期内，提前将输出关断的时间是根据在前一周期存放的数据来确定的。测量开关周期和时间TON是逐周地连续进行的。与OUT₂有关的两个计数器的位数是根据电源转换器的最低和最高开关频率来确定的。与OUT₁有关的两个计数器的位数是根据TON的最小值和最大值来确定的。
　在稳态时（这时开关频率是固定的，占空比也是固定的），与OUT₂有关那部份系统在两个周期时间内的运作过程如下（图5）。
　　第一个开关周期：
　　在时钟输入信号的上升沿， 两个加数/减数（UP/DOWN）计数器中的第一个计数器工作在计数增加状态，开始对内部时钟（CKI）的脉冲进行计数。在时钟输入信号的下一个上升沿（第一个周期T_S结束时），计数器停止计数。计算到的脉冲数为n2，它代表开关周期的时间长短。这个数据存放在起来，以便在下一个开关周期使用。

图 5. OUT₂ 的时间提前量的产生

第二个开关周期：
　　在CK输入的上升沿，第一个计数器工作在减数状态，对内部时钟脉冲进行减数计数，计算到脉冲数为n2-x2时，停止计数。在此时，OUT₂ 由高电平转变为低电平。第二个计数器则计算内部时钟新的脉冲数，将开关周期T_S更新。
　　OUT₂由高平转变为低电平的提前量的数值为x₂．T_I ，是由时间提前量Anticipation2 这个输入来确定。在每个周期，计数器的功能，是进行加数计数还是做减数计数，是相对於前一个周期而互相交换的。
　　至於系统中与OUT₁有关的部份，另外两个加数/减数（UP/DOWN）计数器计算时间T_ON的长短，以便形成时间提前量，把输出OUT₁由高电平转变为低电平（图6）:
　　第一个开关周期：
　　在时钟的上升沿出现时，第一个计数器开始计数，在下降沿出现时停止计数。计算到的脉冲数是n₁ ，这个数字代表时间T_ON。
　　第二个开关周期：
　　第一个计数器工作在减数计数状态，在n₁-x₁时停止计数。它产生把OUT₁由高电平转变为低电平的提前量，它等於x₁．T_I。这个时间提前量是由输入Anticipation1来设定。第二个计数器是工作在加数计数状态，它计算在当前周期内上升沿与下降沿之间内部时钟的脉冲个数。

图 6. OUT₁的时间提前量的产生

五、在正激式和回扫式转换器中的应用
　　控制同步整流器关断的这个方法已经用在新的STSRx系列半导体器件上[1]。在这个系列中，STSR2是专门针对正激式转换器设计的，而STSR3是为回扫式转换器而设计的。
　　如图7所示，为了实现上面所讲的方法，除了高频振荡器和控制逻辑电路之外，其它的电路还有：峰值检测器，禁止比较器以及两个输出驱动器（在STSR2中）或者一个输出驱动器（在STSR3中）。