反激变换器副边同步整流控制器STSR3应用电路详解（1）

正如前面图5所示，在非连续模式工作状态下，当检测原边开关转换信号时，可能会存在一些问题。芯片内部的峰值检波器，只能确定脚CK达到的峰值，而忽略其他所有较低值的信号。查看图5可知，应确保开关转换波形与正弦波之间最小的电压差为V1=400mV时，也能让峰值检波器正常地工作。正像前面的叙述中提到的，如果输入电压可变范围大于1：2，那么就必须增加二极管D1，来箝位脚CK上的电压。在这种条件下，无论是开关转换波形，还是正弦波形都被箝位，使峰值检波器不能正确工作，则易产生如图10所示STSR3错误触发时的驱动脉冲波形。这时若采用一个如图11中所示的外部峰值检波器电路，就能解决问题，使芯片在连续或非连续模式下均能正确工作。
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    2.5 外部峰值检测器

当输入电压可变范围高于1：2时，可用图11外峰值钟检测器，取代前面图7中电路，以保证STSR3在非连续或连续导通模式下均正确工作，它向脚CK供纯净的矩形波。

R20是一只拉住电阻器，当同步整流MOSFET导通或者它的体二极管导通时，图11中V1电压值是低电平。当MOSFET截止时（对应于原边的开关时间），电压V1在5V值。图11中的R22和C10构成一个低通滤波器，甚至当振铃脉冲几乎为零值时（见图12中波形），它也能具备正确的同步信号。但是，R22和C10又会引起不希望的延迟时间，所以，再增加R21和C9组合电路，就能在快速开关转换时减小该延迟。ST公司的逻辑器件74V1T70可消除噪声，防止它误触发STSR3内部的峰值检波器。在后面的叙述中会给出该电路的建议值。
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    2.6 禁止工作电路

在二极管整流与同步整流之间存在着一种差异，即MOSFET导通时电流可能双向流动，而二极管导通时电流只呈单方向。在非连续模式用二极管整流时，当电感器的电流降到零值，它也不能反向流动，若用MOSFET做整流器，当电感电流降到零，它将继续减小变为负值，并从同步MOSFET漏极流向源极。在这种条件下，变换器好像就工作在连续模式。

若需工作在非连续模式，则当电感电流为零时，同步MOSFET应截止，故体二极管作共用整流器，避免电感电流反向。当该电流接近0时，脚INHIBIT能关断同步MOS，使变换器工作在非连续模式。
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    芯片在脚INHIBIT的内部接了一个门限电平为－25mV的比较器。该脚外部通过一只电阻器接到同步MOSFET的漏极。在开始截止时间（此时CK处于低电平），OUTGATE处于高电平。INHIBIT电压的监控时间为250ns：如果脚INHIBIT上的电压高于－25mV，那么OUTGATE变为低电平；如果脚INHIBIT电压低于－25mV，那么OUTGATE保持高电平，直到其电压达到－25mV为止。这是由于当同步MOSFET导通时，其漏极上电压为VDS=－RDS(ON)×ID。如果VDS高于－25mV，这就意味电流在减小，并且接近非连续模式，所以OUTGATE关断，让MOSFET的体二极管工作，见图13。当变换器在连续模式时，脚INHIBIT电压总是低于－25mV，则OUTGATE保持高电平。

在原边MOSFET转换到关断期间，脚INHIBIT电压应在250ns之内从高降到－25mV。选择R26阻值应适合该特性。当变换器与其他电源并联工作时，脚INHIBIT检测同步MOSFET两端电压，也避免变换器从输出端吸入电流。
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    虽然脚INHIBIT允许工作在非连续模式，但是在原边开关管关断期间，－25mV门限电平对同步整流MOSFET漏极出现的振铃，可能是敏感的，会引起不完全的OUTGATE导通。利用时钟信号提供负极性电压加到脚INHIBIT起消隐时间作用，就能避免这一不恰当的情况。采用图14中所示的一些元器件，可容易地产生该负极性电压。消隐时间值由C11和R25确定。它对覆盖振铃时间结束是必要的，图15中的振铃信号由原边开关截止时引起。（待续）