反激變換器副邊同步整流控制器STSR3應用電路介紹

通過增設一只NPN晶體管接在腳CK與腳SGLGND之間，如圖9所示，用一只二極管和拉住電阻器去同步STSR3的關斷電路，用Q1和R2接法來等效于電阻分壓器電路，可以容易地關斷STSR3。當圖9中信號“OFF”為高電平時，該三極管導通，迫使腳CK降到地電平。在這種條件下，OUTGATE腳將變為低電平狀態，從而關斷同步MOSFET開關管。

圖9 芯片增設的外部關閉電路

2.4 非連續導通模式

正如前面圖5所示，在非連續模式工作狀態下，當檢測原邊開關轉換信號時，可能會存在一些問題。芯片內部的峰值檢波器，只能確定腳CK達到的峰值，而忽略其他所有較低值的信號。查看圖5可知，應確保開關轉換波形與正弦波之間最小的電壓差為V1=400mV時，也能讓峰值檢波器正常地工作。正像前面的敘述中提到的，如果輸入電壓可變范圍大于1：2，那么就必須增加二極管D1，來箝位腳CK上的電壓。在這種條件下，無論是開關轉換波形，還是正弦波形都被箝位，使峰值檢波器不能正確工作，則易產生如圖10所示STSR3錯誤觸發時的驅動脈沖波形。這時若采用一個如圖11中所示的外部峰值檢波器電路，就能解決問題，使芯片在連續或非連續模式下均能正確工作。

(a) 峰值檢波器輸入

(b) 峰值檢波器輸出

圖10 錯誤箝位的異常驅動輸出

圖11 外部加設的峰值檢波器電路

2.5 外部峰值檢測器

當輸入電壓可變范圍高于1：2時，可用圖11外峰值鐘檢測器，取代前面圖7中電路，以保證STSR3在非連續或連續導通模式下均正確工作，它向腳CK供純凈的矩形波。

R20是一只拉住電阻器，當同步整流MOSFET導通或者它的體二極管導通時，圖11中V1電壓值是低電平。當MOSFET截止時(對應于原邊的開關時間)，電壓V1在5V值。圖11中的R22和C10構成一個低通濾波器，甚至當振鈴脈沖幾乎為零值時(見圖12中波形)，它也能具備正確的同步信號。但是，R22和C10又會引起不希望的延遲時間，所以，再增加R21和C9組合電路，就能在快速開關轉換時減小該延遲。ST公司的邏輯器件74V1T70可消除噪聲，防止它誤觸發STSR3內部的峰值檢波器。在后面的敘述中會給出該電路的建議值。

圖12 當振鈴電壓接近零值時可能會引起IC錯誤觸發

2.6 禁止工作電路

在二極管整流與同步整流之間存在著一種差異，即MOSFET導通時電流可能雙向流動，而二極管導通時電流只呈單方向。在非連續模式用二極管整流時，當電感器的電流降到零值，它也不能反向流動，若用MOSFET做整流器，當電感電流降到零，它將繼續減小變為負值，并從同步MOSFET漏極流向源極。在這種條件下，變換器好像就工作在連續模式。

若需工作在非連續模式，則當電感電流為零時，同步MOSFET應截止，故體二極管作共用整流器，避免電感電流反向。當該電流接近0時，腳INHIBIT能關斷同步MOS，使變換器工作在非連續模式。

芯片在腳INHIBIT的內部接了一個門限電平為-25mV的比較器。該腳外部通過一只電阻器接到同步MOSFET的漏極。在開始截止時間(此時CK處于低電平)，OUTGATE處于高電平。INHIBIT電壓的監控時間為250ns：如果腳INHIBIT上的電壓高于-25mV，那么OUTGATE變為低電平;如果腳INHIBIT電壓低于-25mV，那么OUTGATE保持高電平，直到其電壓達到-25mV為止。這是由于當同步MOSFET導通時，其漏極上電壓為VDS=-RDS(ON)×ID。如果VDS高于-25mV，這就意味電流在減小，并且接近非連續模式，所以OUTGATE關斷，讓MOSFET的體二極管工作，見圖13。當變換器在連續模式時，腳INHIBIT電壓總是低于-25mV，則OUTGATE保持高電平。

(a) 同步整流MOSFET源極—漏極電壓

(b) 電感電流

(c) 禁止INHIBIT工作電壓

(d) 同步整流MOSFET柵極電壓

圖13 禁止電路工作波形

在原邊MOSFET轉換到關斷期間，腳INHIBIT電壓應在250ns之內從高降到-25mV。選擇R26阻值應適合該特性。當變換器與其他電源并聯工作時，腳INHIBIT檢測同步MOSFET兩端電壓，也避免變換器從輸出端吸入電流。

雖然腳INHIBIT允許工作在非連續模式，但是在原邊開關管關斷期間，-25mV門限電平對同步整流MOSFET漏極出現的振鈴，可能是敏感的，會引起不完全的OUTGATE導通。利用時鐘信號提供負極性電壓加到腳INHIBIT起消隱時間作用，就能避免這一不恰當的情況。采用圖14中所示的一些元器件，可容易地產生該負極性電壓。消隱時間值由C11和R25確定。它對覆蓋振鈴時間結束是必要的，圖15中的振鈴信號由原邊開關截止時引起。(待續)

圖14 給INHIBIT提供負極性電壓的電路

圖15 關斷原邊開關管時的振鈴波形