CN209659177U - 同步整流开关变换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种同步整流开关变换器。该同步整流开关变换器包括：主电路，包括主开关管和整流开关管，所述主开关管和所述整流开关管彼此互补导通和断开，用于将直流输入电压转换成直流输出电压；以及控制电路，与所述主电路相连接，用于向主开关管和整流开关管分别提供第一开关控制信号和第二开关控制信号，其中，所述控制电路在启动期间采用所述直流输入电压产生第一内部供电电压，在启动之后采用第一外部供电电压产生所述第一内部供电电压，所述第一外部供电电压小于所述直流输入电压。该同步整流开关变换器的控制电路的内部供电方式采用新的架构，在启动之后供电端从高压输入端转移至低压输出端，从而降低了功耗，提高了***效率。

Description

同步整流开关变换器

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术，具体地，涉及一种同步整流开关变换器。

背景技术

开关变换器是现代电子设备中实现电能变换的核心部件。开关变换器的控制模块产生预定占空比的脉冲信号，控制主开关管的导通和关断的时间比率，从而维持输出电压和/或电流稳定。在开关变换器的输出级，采用二极管对脉冲信号整流，采用输出电容对脉冲信号进行滤波，以获得平滑的直流输出电压。开关变换器的损耗主要包括主开关管的损耗、变压器损耗和整流二极管的损耗。在开关变换器工作于低电压、大电流输出状态时，二极管的导通压降相对较高，导致整流损耗过高。

为了提高开关变换器的效率，可以采用同步整流技术，其中，采用整流开关管代替二极管，该整流开关管与主开关管同步地切换导通和断开状态，从而对脉冲信号进行整流。整流开关管的导通电阻很低，从而可以减小整流损耗。在同步整流技术中，控制电路提供主开关管和整流开关管的开关控制信号，从而实现采用主开关管控制主电路的电能传输，采用整流开关管控制输出级的整流过程。控制电路自身的供电来自直流输入电压VIN，经过低压差线性稳压器产生更低的供电电压VDD。

在大功率应用中，主开关管和整流开关管例如均为N型MOS(金属氧化物半导体)功率管。控制电路对主开关管的驱动需要自举供电，该自举供电的电压产生于供电电压VDD。控制电路针对主开关管的驱动部分功耗电流达到数毫安，甚至更高，结果导致控制电路的功耗过大，使得开关变换器的效率降低。

因此，期望进一步改进同步整流开关变换器中用于控制电路的供电电路以提高***效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种同步整流开关变换器，其中，利用同步整流器输出电压为内部控制器提供供电电压，从而降低控制电路的功耗以提高开关变换器的***效率。

根据本实用新型的第一方面，提供一种同步整流开关变换器，包括：主电路，包括主开关管和整流开关管，所述主开关管和所述整流开关管彼此互补导通和断开，用于将直流输入电压转换成直流输出电压；以及控制电路，与所述主电路相连接，用于向主开关管和整流开关管分别提供第一开关控制信号和第二开关控制信号，其中，所述控制电路在启动期间采用所述直流输入电压产生第一内部供电电压，在启动之后采用第一外部供电电压产生所述第一内部供电电压，所述第一外部供电电压小于所述直流输入电压。

优选地，所述控制电路包括：供电模块，接收所述直流输入电压和所述第一外部供电电压，分别产生第一供电电压和第二供电电压，以及将所述第一供电电压和所述第二供电电压之一作为所述第一内部供电电压；以及第一控制模块和第二控制模块，分别与所述供电模块相连接，以获得所述第一内部供电电压，以及分别产生所述第一开关控制信号和所述第二开关控制信号。

优选地，所述供电模块包括用于接收所述直流输入电压的第一输入端、用于接收所述第一外部供电电压的第二输入端、以及提供所述第一内部供电电压的输出端，所述供电模块还包括：选择器，用于选择所述第一供电电压和所述第二供电电压之一；第一稳压模块，连接在所述第一输入端和所述选择器之间；以及第二稳压模块，连接在所述第二输入端和所述选择器之间。

优选地，在所述第二供电电压满足所述控制电路内部的电路元件需求时，所述选择器禁用所述第一稳压模块。

优选地，所述供电电路还包括：欠压检测模块，连接在所述第二输入端和所述第一稳压模块之间，其中，在所述第一外部供电电压小于预定参考值时，所述欠压检测模块重新启用所述第一稳压模块。

优选地，所述第二输入端连接至所述主电路的输出端，以接收所述直流输出电压，所述供电模块将所述直流输出电压作为所述第一外部供电电压。

优选地，还包括连接在所述第二输入端和地之间的第一电容。

优选地，所述控制电路包括：供电模块，接收所述直流输入电压、所述第一外部供电电压和第二外部供电电压，采用所述直流输入电压产生第一供电电压，采用所述第一外部供电电压产生第二供电电压，将所述第一供电电压和所述第二供电电压之一作为所述第一内部供电电压，以及采用所述第二外部供电电压产生第二内部供电电压；以及第一控制模块和第二控制模块，分别与所述供电模块相连接，以获得所述第一内部供电电压和所述第二内部供电电压，以及分别产生所述第一开关控制信号和所述第二开关控制信号。

优选地，所述供电模块包括用于接收所述直流输入电压的第一输入端、用于接收所述第一外部供电电压的第二输入端、用于接收所述第二外部供电电压的第三输入端、提供所述第一内部供电电压的第一输出端、提供所述第二内部供电电压的第二输出端、以及连接至所述主开关管和所述整流开关管的中间节点的浮地端，所述供电模块还包括：高压启动模块，连接在所述第一输入端和所述浮地端之间，用于产生所述第一供电电压；选择器，连接至所述第二输入端和所述浮地端，采用所述第一外部供电电压作为所述第二供电电压，选择所述第一供电电压和所述第二供电电压之一作为所述第一内部供电电压，以及在所述第一输出端提供所述第一内部供电电压；以及稳压模块，连接在所述第三输入端和所述第二输出端之间，采用所述第二外部供电电压产生所述第二内部供电电压。

优选地，所述第二输入端和所述第三输入端连接至所述主电路的输出端，以接收所述直流输出电压，所述供电模块将所述直流输出电压作为所述第一外部供电电压和所述第二外部供电电压。

优选地，还包括：二极管，所述二极管的阳极连接至所述主电路的输出端，阴极连接至所述第二输入端；以及第一电容，连接在所述第二输入端和所述浮地之间。

优选地，还包括：第二电容，连接在所述第三输入端和地之间。

优选地，所述主开关管和所述整流开关管串联连接在所述主电路的输入端和地之间，所述主电路还包括：电感，连接在所述主开关管和所述整流开关管的中间节点和所述主电路的输出端之间；以及输出电容，连接在所述主电路的输出端和地之间。

优选地，所述主开关管和所述整流开关管分别为选自金属氧化物半导体场效应管、绝缘栅双极晶体管和双极晶体管的任一种。

根据本实用新型的第二方面，提供一种用于同步整流开关变换器的控制方法，所述同步整流开关变换器的主电路包括主开关管和整流开关管，所述控制方法包括：产生第一内部供电电压；采用第一内部供电电压进行控制电路的供电，以产生第一开关控制信号和第二开关控制信号；采用所述第一开关控制信号控制所述主开关管的导通状态；以及采用所述第二开关控制信号控制所述整流开关管的导通状态，使得所述主开关管和所述整流开关管彼此互补导通和断开，用于将直流输入电压转换成直流输出电压，其中，在启动期间，采用直流输入电压产生所述第一内部供电电压，在启动之后，采用第一外部供电电压产生所述第一内部供电电压，所述第一外部供电电压小于所述直流输入电压。

优选地，所述产生第一内部供电电压的步骤包括：采用所述直流输入电压产生第一供电电压；采用所述第一外部供电电压产生第二供电电压；以及选择所述第一供电电压和所述第二供电电压之一作为所述第一内部供电电压。

优选地，在所述第二供电电压满足所述控制电路内部的电路元件需求时，禁用产生第一供电电压的功能。

优选地，在所述第一外部供电电压小于预定参考值时，重新启用产生第一供电电压的功能。

优选地，将所述直流输出电压作为所述第一外部供电电压。

优选地，所述产生第一内部供电电压的步骤包括：采用所述直流输入电压产生第一供电电压；采用所述第一外部供电电压产生第二供电电压；以及选择所述第一供电电压和所述第二供电电压之一作为所述第一内部供电电压。

优选地，还包括：采用第二外部供电电压产生第二内部供电电压。

优选地，将所述直流输出电压作为所述第一外部供电电压和所述第二外部供电电压。

优选地，所述主开关管和所述整流开关管分别为选自金属氧化物半导体场效应管、绝缘栅双极晶体管和双极晶体管的任一种。

根据本实用新型实施例的同步整流开关变换器，控制电路的内部供电方式采用新的架构，在启动期间控制电路的供电端从高压输入端获得功耗电流，在启动之后控制电路的供电端从高压输入端转移至低压输出端，从而降低了功耗，提高了***效率。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出根据现有技术的同步整流开关变换器控制电路的示意性框图。

图2示出根据本实用新型第一实施例的同步整流开关变换器控制电路的示意性框图。

图3示出根据本实用新型第二实施例的同步整流开关变换器的示意性框图。

图4a至4c分别示出图3所示同步整流开关变换器中的稳压模块、选择器和欠压检测模块的示意性电路图。

图5示出根据本实用新型第三实施例的同步整流开关变换器的示意性框图。

图6示出图5所示同步整流开关变换器中的稳压模块的示意性电路图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

在本申请中，开关管是在导通状态提供电流路径的晶体管，包括选自金属氧化物半导体场效应管、绝缘栅双极晶体管和双极晶体管的任一种。开关管的第一端和第二端分别是电流路径上的高电位端和低电位端，控制端用于接收驱动信号以控制开关管的导通和关断。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1示出根据现有技术的同步整流开关变换器控制电路的示意性框图。在图1中未示出同步整流开关变换器的主电路。该主电路包括主开关管和整流开关管，用于将直流输入电压VIN转换成直流输出电压VOUT。控制电路100包括供电模块110、第一控制模块120和第二控制模块130。

供电模块110包括稳压模块111，例如是低压差线性稳压器(LDO)。稳压模块111接收直流输入电压VIN，并且产生电压值较低的供电电压VDD。

第一控制模块120和第二控制模块130与供电模块110相连接，以获得供电电压VDD。第一控制模块120和第二控制模块130例如分别包括反馈环路、误差放大电路、逻辑电路和驱动电路，根据直流输出电压VOUT的反馈信号产生第一开关控制信号VG1和第二开关控制信号VG2。

该控制电路100采用直流输入电压产生供电电压VDD，用于主开关管的第一控制模块120的功耗电流达到数毫安，甚至更高，结果导致控制电路的功耗过大，使得开关变换器的效率降低。

图2示出根据本实用新型第一实施例的同步整流开关变换器控制电路的示意性框图。在图2中未示出同步整流开关变换器的主电路。如下文所述，该主电路包括主开关管和整流开关管，用于将直流输入电压VIN转换成直流输出电压VOUT。控制电路200包括供电模块210、第一控制模块220和第二控制模块230。

供电模块210包括第一稳压模块211、第二稳压模块212、以及选择器213。第一稳压模块211例如是低压差线性稳压器(LDO)。供电模块210的第一输入端接收直流输入电压VIN，第二输入端接收外部供电电压VCC，输出端提供内部供电电压。

在供电模块210中，第一稳压模块211接收直流输入电压VIN，并且产生电压值较低的第一供电电压VDD1。第二稳压模块212例如是低压差线性稳压器(LDO)。第二稳压模块212接收外部供电电压VCC，并且产生电压值较低的第二供电电压VDD2。选择器213与第一稳压模块211和第二稳压模块212相连接，分别接收第一供电电压VDD1和第二供电电压VDD2，并且选择其一作为内部供电电压VDD。

第一控制模块220和第二控制模块230与供电模块210相连接，以获得内部供电电压VDD。第一控制模块220和第二控制模块230例如分别包括反馈环路、误差放大电路、逻辑电路和驱动电路，根据直流输出电压VOUT的反馈信号产生第一开关控制信号VG1和第二开关控制信号VG2。第一控制模块220和第二控制模块230的至少一部分电路元件需要内部供电电压VDD才能正常工作。

在启动期间，***上电。控制电路200中的供电模块210获得直流输入电压VIN，第一稳压模块211产生第一供电电压VDD1。在启动之后，控制电路200中的供电模块210还可以获得外部供电电压VCC，第二稳压模块212根据外部供电电压VCC产生第二供电电压VDD2。该外部供电电压VCC小于直流输入电压VIN，但大于维持控制电路200正常工作所需的内部供电电压VDD。

在本申请中，外部供电电压VCC表示从控制电路200外部获得的直流电压，例如是来自开关变换器的输出级的直流输出电压VOUT。该内部供电电压VDD表示用于控制电路200内部电路元件(例如误差放大电路、逻辑电路和驱动电路)的正常工作所需的供电电压。

选择器213检测第一供电电压VDD1和第二供电电压VDD2。在第一供电电压VDD1和第二供电电压VDD2之一有效时，选择器213选择该有效的供电电压作为内部供电电压VDD。在第一供电电压VDD1和第二供电电压VDD2均有效时，选择器213选择第二供电电压VDD2作为内部供电电压VDD。由于用于产生第二供电电压VDD2的外部供电电压VCC小于用于产生第一供电电压VDD1的直流输入电压VIN，因此，在将第二供电电压VDD2作为内部供电电压VDD时，可以减小第一控制模块220和第二控制模块230的功耗。

应当注意，第二稳压模块212只是优选的电路模块，主要取决于外部供电电压VCC是否能够直接满足第一控制模块220和第二控制模块230的要求。如果满足要求，可以省去第二稳压模块212，直接采用外部供电电压VCC作为内部供电电压进行供电。

优选地，在选择器213选择第二供电电压VDD2作为内部供电电压时，选择器213禁用第一稳压模块211，使得第一稳压模块211停止工作，进一步降低功耗和提供***效率。

优选地，供电模块210还包括欠压检测模块214，用于检测外部供电电压VCC。该欠压检测模块214与第一稳压模块211相连接。进一步地，该欠压检测模块211接收外部供电电压VCC，在所述外部供电电压VCC小于预定参考值时，欠压检测模块214重新启用第一稳压模块211以产生第一供电电压VDD1。选择器213选择第一供电电压VDD1作为内部供电电压。

根据该实施例的控制电路，供电模块从直流输入电压和外部供电电压中选择其一产生内部供电电压，在外部供电电压可以满足控制电路内部的电路元件需求时，采用外部供电电压产生内部供电电压。该外部供电电压小于直流输入电压，从而在采用外部供电电压时可以节省控制电路自身的功耗以及提供***效率。

图3示出根据本实用新型第二实施例的同步整流开关变换器的示意性框图。该同步整流开关变换器300包括主电路和控制电路。

如图所示，同步整流开关变换器300为高压buck同步整流拓扑。主电路包括主开关管M1和整流开关管M2、电感L1和输出电容Co。主开关管M1和整流开关管M2串联连接在输入端和地之间。电感L1连接在主开关管M1和整流开关管M2的中间节点和输出电容Co的第一端之间，输出电容Co的第二端接地。在输出电容Co的两端提供直流输出电压VOUT。

控制电路200包括供电模块210、第一控制模块220和第二控制模块230。供电模块210的第一输入端与同步整流开关变换器300的输入端相连接，以获得直流输入电压VIN，第二输入端与同步整流开关变换器300的输出端相连接，以获得直流输出电压VOUT，作为供电模块210的外部供电电压VCC。

在启动期间，***上电。同步整流开关变换器300的控制电路只能获得直流输入电压VIN。控制电路中的供电模块210根据直流输入电压VIN产生第一供电电压VDD1，作为控制电路的内部供电电压VDD。控制电路中的第一控制模块220和第二控制模块230获得内部供电电压VDD之后开始工作，分别提供第一开关控制信号VG1和第二开关控制信号VG2，从而进入正常工作状态。

在启动之后的正常工作期间，同步整流开关变换器300的主开关管M1和整流开关管M2互补导通和断开。在主开关管导通阶段，整流开关管M2断开，直流输入电压VIN经由开关管M1对电感L1和输出电容Co充电，以及对负载供电。在主开关管M1断开阶段，整流开关管M2导通，电感L1经由整流开关管M2对电容Co充电，以及对负载供电。输出电容Co用于获得平滑的直流电压。该同步整流开关变换器300的直流输出电压VOUT小于直流输入电压VIN。

同步整流开关变换器300的控制电路可以同时获得直流输入电压VIN和直流输出电压VOUT。控制电路中的供电模块210根据直流输出电压VOUT产生第二供电电压VDD2，作为控制电路的内部供电电压VDD。控制电路中的第一控制模块220和第二控制模块230获得内部供电电压VDD之后开始工作，分别提供第一开关控制信号VG1和第二开关控制信号VG2，从而维持正常工作状态。

根据该实施例的同步整流开关变换器，在启动期间根据直流输入电压VIN产生控制电路的内部供电电压，在正常工作期间根据直流输出电压VOUT产生控制电路的内部供电电压。由于直流输出电压VOUT小于直流输入电压，因此在正常工作期间可以降低控制电路自身的功耗，从而提供***效率。优选地，在正常工作期间禁用供电模块中的第一稳压模块，以进一步减小控制电路自身的功耗。由于开关变换器本身效率很高，因此，等效到同步整流开关变换器的输入端的电流非常小，因而整体效率明显提高。

图4a至4c分别示出图3所示同步整流开关变换器中的稳压模块、选择器和欠压检测模块的示意性电路图。

稳压模块212和211的电路结构相同，以稳压模块211为例进行说明。稳压模块211例如是低压差线性稳压器(LDO)，包括运算放大器AMP、晶体管M11、电阻R11和R12。运算放大器AMP的同相输入端接收基准电压VBG，反相输出端接收第一供电电压VDD1的反馈信号，输出端连接至晶体管M11的控制端。晶体管M11、电阻R11和R12串联连接在直流输入电压VIN的输入端和地之间。在晶体管M11和电阻R11的中间节点提供第一供电电压VDD1，在电阻R11和R12的中间节点提供第一供电电压VDD1的反馈信号。该稳压模块211利用反馈环路维持第一供电电压VDD1为稳压输出。

选择器213包括二极管D31和D32，二者的阳极分别接收第一供电电压VDD1和第二供电电压VDD2，阴极连接至公共节点以提供内部供电电压VDD。

欠压检测模块214包括比较器CMP、电阻R41和R42。电阻器R41和R42串联连接在外部供电电压VCC的输入端和地之间，以获得外部供电电压VCC的采样信号。比较器CMP的同相输入端接收采样信号，反相输入端接收参考信号VREF，输出端提供切换信号VSW。在外部供电电压VCC小于预定参考值时，欠压检测模块214产生的信号用于重新启用稳压模块211。

图5示出根据本实用新型第三实施例的同步整流开关变换器的示意性框图。该同步整流开关变换器400包括主电路和供电模块410。控制电路包括供电模块410、第一控制模块420和第二控制模块430。

如图所示，同步整流开关变换器400为浮地的高压buck同步整流拓扑。主电路包括主开关管M1和整流开关管M2、电感L1和输出电容Co。主开关管M1和整流开关管M2串联连接在输入端和地之间。电感L1连接在主开关管M1和整流开关管M2的中间节点和输出电容Co的第一端之间，输出电容Co的第二端接地。在输出电容Co的两端提供直流输出电压VOUT。

同步整流开关变换器400还包括二极管D1、电容C1和C2。

电容C1的第一端连接至供电模块410的一个输入端，第二端连接至主开关管M1和整流开关管M2的中间节点。二极管D1的阳极连接至输出电容Co的第一端，阴极连接至电容C1的第一端。在正常工作期间，直流输出电压VOUT经由二极管D1提供至电容C1，经电容C1滤波后产生平滑的直流电压，作为供电模块410的第一外部供电电压VCC1。

电容C2的第一端连接至供电模块410的一个输入端，第二端接地，直流输出电压VOUT提供至电容C2，经电容C2滤波后产生平滑的直流电压，作为供电模块410的第二外部供电电压VCC2。

供电模块410包括高压启动模块411、稳压模块412和选择器413。供电模块410的第一输入端接收直流输入电压VIN，第二输入端接收第一外部供电电压VCC1，第三输入端接收第二外部供电电压VCC2，输出端提供内部供电电压VDD和VDD3。供电模块410还包括浮地端，连接至主开关管M1和整流开关管M2的中间节点。高压启动模块411连接在第一输入端和浮地端之间。稳压模块412连接在第三输入端和第二控制模块430之间。

在启动期间，供电模块410采用高压启动模块411从直流输入电压VIN产生第一供电电压VDD1。在启动之后的正常工作期间，供电模块410采用直流输出电压VOUT产生第二供电电压VDD2。选择器413分别接收第一供电电压VDD1和第二供电电压VDD2，并且选择其一作为内部供电电压VDD。在启动之后，稳压模块412才开始工作，稳压模块412采用直流输出电压VOUT产生第三供电电压VDD3。

第一控制模块420与选择器413相连接，以获得内部供电电压VDD。第一控制模块420例如分别包括反馈环路、误差放大电路、逻辑电路和驱动电路，根据直流输出电压VOUT的反馈信号产生第一开关控制信号VG1。第一控制模块420的至少一部分电路元件需要内部供电电压VDD才能正常工作。

第二控制模块430与稳压模块412相连接，以获得第三供电电压VDD3，作为内部供电电压。第二控制模块430例如分别包括反馈环路、误差放大电路、逻辑电路和驱动电路，根据直流输出电压VOUT的反馈信号产生第二开关控制信号VG2。第二控制模块430的至少一部分电路元件需要第三供电电压VDD3才能正常工作。

根据该实施例的同步整流开关变换器，在启动期间，高压启动模块411根据直流输入电压VIN产生第一供电电压VDD1，用于主开关管M1的控制模块420的内部供电电压VDD。在控制模块420正常工作之后，获得稳定的直流输出电压VOUT。在正常工作期间，直流输出电压VOUT经由二极管D1提供至电容C1，经电容C1滤波后产生平滑的直流电压，作为供电模块410的第一外部供电电压VCC1，供电模块410进一步根据直流输出电压VOUT产生第二供电电压VDD2，用于主开关管M1的控制模块420的内部供电电压。与此同时，供电模块410进一步根据直流输出电压VOUT产生第三供电电压VDD3，用于整流开关管M2的控制模块420的内部供电电压。

由于直流输出电压VOUT小于直流输入电压，因此在正常工作期间可以降低控制电路自身的功耗，从而提供***效率。

图6示出图5所示同步整流开关变换器中的稳压模块的示意性电路图。

稳压模块412例如是低压差线性稳压器(LDO)，包括运算放大器AMP、晶体管M21、电阻R21和R22。运算放大器AMP的同相输入端接收基准电压VBG，反相输出端接收第三供电电压VDD3的反馈信号，输出端连接至晶体管M21的控制端。晶体管M21、电阻R21和R22串联连接在第二外部供电电压VCC2的输入端和地之间。在晶体管M21和电阻R21的中间节点提供第三供电电压VDD3，在电阻R21和R22的中间节点提供第三供电电压VDD3的反馈信号。该稳压模块412利用反馈环路维持第三供电电压VDD3为稳压输出。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (14)

1.一种同步整流开关变换器，其特征在于，包括：

主电路，包括主开关管和整流开关管，所述主开关管和所述整流开关管彼此互补导通和断开，用于将直流输入电压转换成直流输出电压；以及

控制电路，与所述主电路相连接，用于向主开关管和整流开关管分别提供第一开关控制信号和第二开关控制信号，

其中，所述控制电路在启动期间采用所述直流输入电压产生第一内部供电电压，在启动之后采用第一外部供电电压产生所述第一内部供电电压，所述第一外部供电电压小于所述直流输入电压。

2.根据权利要求1所述的同步整流开关变换器，其特征在于，所述控制电路包括：

供电模块，接收所述直流输入电压和所述第一外部供电电压，分别产生第一供电电压和第二供电电压，以及将所述第一供电电压和所述第二供电电压之一作为所述第一内部供电电压；以及

第一控制模块和第二控制模块，分别与所述供电模块相连接，以获得所述第一内部供电电压，以及分别产生所述第一开关控制信号和所述第二开关控制信号。

3.根据权利要求2所述的同步整流开关变换器，其特征在于，所述供电模块包括用于接收所述直流输入电压的第一输入端、用于接收所述第一外部供电电压的第二输入端、以及提供所述第一内部供电电压的输出端，所述供电模块还包括：

选择器，用于选择所述第一供电电压和所述第二供电电压之一；

第一稳压模块，连接在所述第一输入端和所述选择器之间；以及

第二稳压模块，连接在所述第二输入端和所述选择器之间。

4.根据权利要求3所述的同步整流开关变换器，其特征在于，在所述第二供电电压满足所述控制电路内部的电路元件需求时，所述选择器禁用所述第一稳压模块。

5.根据权利要求3所述的同步整流开关变换器，其特征在于，所述供电模块还包括：

欠压检测模块，连接在所述第二输入端和所述第一稳压模块之间，

其中，在所述第一外部供电电压小于预定参考值时，所述欠压检测模块重新启用所述第一稳压模块。

6.根据权利要求3所述的同步整流开关变换器，其特征在于，所述第二输入端连接至所述主电路的输出端，以接收所述直流输出电压，所述供电模块将所述直流输出电压作为所述第一外部供电电压。

7.根据权利要求6所述的同步整流开关变换器，其特征在于，还包括连接在所述第二输入端和地之间的第一电容。

8.根据权利要求1所述的同步整流开关变换器，其特征在于，所述控制电路包括：

供电模块，接收所述直流输入电压、所述第一外部供电电压和第二外部供电电压，采用所述直流输入电压产生第一供电电压，采用所述第一外部供电电压产生第二供电电压，将所述第一供电电压和所述第二供电电压之一作为所述第一内部供电电压，以及采用所述第二外部供电电压产生第二内部供电电压；以及

第一控制模块和第二控制模块，分别与所述供电模块相连接，以获得所述第一内部供电电压和所述第二内部供电电压，以及分别产生所述第一开关控制信号和所述第二开关控制信号。

9.根据权利要求8所述的同步整流开关变换器，其特征在于，所述供电模块包括用于接收所述直流输入电压的第一输入端、用于接收所述第一外部供电电压的第二输入端、用于接收所述第二外部供电电压的第三输入端、提供所述第一内部供电电压的第一输出端、提供所述第二内部供电电压的第二输出端、以及连接至所述主开关管和所述整流开关管的中间节点的浮地端，所述供电模块还包括：

高压启动模块，连接在所述第一输入端和所述浮地端之间，用于产生所述第一供电电压；

选择器，连接至所述第二输入端和所述浮地端，采用所述第一外部供电电压作为所述第二供电电压，选择所述第一供电电压和所述第二供电电压之一作为所述第一内部供电电压，以及在所述第一输出端提供所述第一内部供电电压；以及

稳压模块，连接在所述第三输入端和所述第二输出端之间，采用所述第二外部供电电压产生所述第二内部供电电压。

10.根据权利要求9所述的同步整流开关变换器，其特征在于，所述第二输入端和所述第三输入端连接至所述主电路的输出端，以接收所述直流输出电压，所述供电模块将所述直流输出电压作为所述第一外部供电电压和所述第二外部供电电压。

11.根据权利要求10所述的同步整流开关变换器，其特征在于，还包括：

二极管，所述二极管的阳极连接至所述主电路的输出端，阴极连接至所述第二输入端；以及

第一电容，连接在所述第二输入端和所述浮地之间。

12.根据权利要求10所述的同步整流开关变换器，其特征在于，还包括：

第二电容，连接在所述第三输入端和地之间。

13.根据权利要求1所述的同步整流开关变换器，其特征在于，所述主开关管和所述整流开关管串联连接在所述主电路的输入端和地之间，所述主电路还包括：

电感，连接在所述主开关管和所述整流开关管的中间节点和所述主电路的输出端之间；以及

输出电容，连接在所述主电路的输出端和地之间。

14.根据权利要求1所述的同步整流开关变换器，其特征在于，所述主开关管和所述整流开关管分别为选自金属氧化物半导体场效应管、绝缘栅双极晶体管和双极晶体管的任一种。