[發明專利]一種同步整流控制方法及其同步整流控制電路

有效

• 申請號: 201210353150.1
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN102882377A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 姚杰;趙晨
• 申請（專利權）人: 矽力杰半導體技術(杭州)有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/217
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體涉及使用功率變壓器的開關電源中的同步整流器的同步整流控制方法以及同步整流控制電路。

背景技術

常規的隔離式電源包括一個或多個原邊開關，至少一個變壓器和位于副邊上的一個或者多個整流器。變壓器用于提供相對較大的電壓變換比，對輸入源實行更可靠的短路保護，并實現滿足安規要求的原邊與副邊間的隔離。整流器用于對變壓器副邊繞組的交流電壓或者電流整流而產生輸出負載所需的直流電壓或者電流。常見的基于變壓器的開關電源拓撲有反激式，正激式，推挽式，半橋，全橋變換器等類型。

為了減少整流器的導通損耗，可以用導通電阻相對較低的金屬氧化物半導體（簡稱MOS）晶體管作為同步整流器。選擇這種低導通電阻R_DSON的MOS晶體管，整流器的導通壓降可以降至約0.1V以下。以這種方式，電源轉換效率可大幅度提高。

參考圖1A，100A所示為一反激式開關電源的原理框圖。反激式變換器是具有由感應線圈組成的變壓器的buck-boost變換器，因此既能實現隔離也可實現電壓比值轉換。在該實施例中，NMOS晶體管S₂作為同步整流器。S₂的漏極“D”接到變壓器T1的副邊繞組上，源極“S”接到輸出地端。控制電路102用來驅動和控制柵極“G”。

在運行時，原邊晶體管S₁和同步整流器S₂周期性的開啟和關閉以用來調節輸出電壓V_out或者輸出電流,從而達到輸出恒定電壓或者恒定電流的要求。當原邊晶體管S₁關斷時，位于變壓器T1的副邊側的同步整流器S₂開通；當副邊繞組電流I_S衰減為約0mA或原邊晶體管S₁再次被開通時，同步整流器S₂關斷。

理想狀況下，同步整流器的開通和關斷由漏極電流或漏源電壓決定。例如，如果用N型MOS晶體管作為同步整流器，當漏源電壓變負時或電流開始從源極流向漏極時，MOS晶體管被開通。當漏源電壓為正或電流開始從漏極流向源極時，MOS晶體管被關斷。然而，在某些情況下，很難精確控制開通和關斷時間，原因可能是：（1）實際中用來檢測電壓或電流零交叉點的比較器有輸入失調和速度有限的問題；（2）從比較器輸出到驅動級輸出，以及從MOS晶體管柵極端的電壓改變到MOS晶體管的實際開通/關斷存在固有的延時；（3）MOS晶體管封裝內和印刷電路板（PCB）上的寄生電感和寄生電容使檢測信號失真。為了盡量減少導通損耗，選擇導通電阻R_DSON低的MOS晶體管可以盡可能減小導通損耗，但是同時較低的導通電阻的MOS晶體管也會使得解決精確控制開通和關斷時間的問題更加困難。