反激变换器副边同步整流控制器STSR3的应用详解

2.1 IC供电Vcc和欠压闭锁输出

STSR3的Vcc供电范围是4～5.5V，其内部有一个齐纳二极管限制最大的供电电压为58V。需要外接一只100nF瓷介电容器连在脚2(Vcc)与脚6(SGLGND)之间，以确保稳定供电。该高频电容器应尽量紧靠芯片。而用另一只100nF瓷介电容器接在脚2(Vcc)与脚8(PWMGND)之间。欠压闭锁输出特性保证了正常的起动，避免了万一在Vcc过低时不希望的驱动工作状态。Vcc电压也供给输出端驱动器，因此最大的驱动电压设在5.5V，所以推荐用逻辑栅极门限电平的MOSFET。

2.2同步工作状态

STSR3具有一种革新的特性，即内在设计使STSR3能工作在副边没有任何来自原边的同步信号条件下。STSR3的同步是直接从副边获得的，它利用同步开关管MOSFET两端上施加的电压脉冲，作为开关转换的传递信息。图2中同步信号从脚4(CK)输入，芯片内部的门限电平设置在2.6V。在CK的输入端接一个峰值检波器，该单元电路能够辨别原边MOSFET开关转换感应信号以及之后出现的正弦波形。它由非连续模式工作或者谐振复位形态引起，如图5之中的死区时间内波形所示。

(a) 峰值检波器输入

(b) 峰值检波器输出

图5 非连续模式DCM工作波形

2.3 连续导通模式

当反激变换器工作在连续导通模式(CCM)时，在同步MOSFET开关管源极与漏极之间的电压脉冲已变为矩形波状，如图6所示。该电压可以用两种不同的方式加到芯片脚CK上：一是用图7中的电阻分压器方法;二是用图8中的一只二极管和拉住电阻器方法。在大多数情况下，当同步MOSFETA管关断截止时，在电压脉冲波形上会出现一个尖峰信号。在芯片脚CK输入端，必须先消除这一尖峰电压，以避免导致虚假同步触发。在采用电阻分压器R1及R2时，可再增加一只C1高频小电容器来消除尖峰电压突起，如图7所示。

图6 连续导通模式(CCM)波形

图7 用电阻分压器的同步电路

图8 用二极管D1和R1给脚4(CK)脉冲输入

反激变换器用于电信的一个典型例子，就是直流输入电压具有1：2的可变性范围，典型值为36～72V。因此，副边绕组电压也有1：2的可变范围。那么在36V输入时，由分压电阻器可计算出在脚CK的电压约为28V;而当直流输入为72V时，则脚CK电压达到56V。即使该值高于脚CK的最大电压也是可以接受的，因为它限制了流入该脚的电流为10mA。

电容器C1的数值取决于同步MOSFET管关断尖峰的幅度，并随R1的数值而变化。为了减小因R1和C1两者引起的延迟，应选用最小的电容值。

在用电源适配器的反激变换器时，其电网输入工作电压为AC85～270V，它的可变范围是1：3。在电网输入电压最低时，必须保证脚CK的电压为2.8V;因此当电网输入电压为最高值时，电压将达到8.9V，或者更高些。该电压值超过了器件允许的最大值。如果通过R1限制流入脚CK的电流值，使之低于脚CK允许的最大电流值，那么芯片仍然可以正常地工作。否则，必须加接二极管D1，以保护芯片不受损。

图8给出了用二极管D1和R1拉住电阻器的同步电路图，用这种电路不存在关断尖峰和脚CK最高电压的问题。由于同步整流器的漏极电压出现振铃，故该电路不能在非连续状态下正常工作。