[發明專利]一種同步整流的開關電源電路及其控制方法

在審

• 申請號: 201711205274.4
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107979289A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 王斯然
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明的實施例涉及一種電子電路，更具體地說，尤其涉及一種同步整流的開關電源電路及其控制方法。

背景技術

反激式開關電源的副邊整流方案目前有兩種類型，一種是非整流，即使用二極管(如圖1A所示)，另一種是整流(如圖1B所示)。整流使用門極驅動信號控制整流管SR2的導通和關斷來實現整流。圖2曲線示出了二極管和整流管的功耗特性。在實際應用中，低功率反激式開關電源工作區間處于陰影范圍內。在該區間，整流管功耗特性曲線12位于二極管功耗特性曲線11下方，即整流管的功耗低于二極管的功耗。因此，使用整流管功耗較小，從而具有更高的轉換效率。低功耗產生的熱量比較少，因此使用整流管其溫度特性也更優越。

副邊整流方案由于其較高的轉換效率而應用于筆記本電源適配器、無線通信設備、液晶屏電源管理、以太網電源等對轉換效率要求較高的場合。隨著電子技術的發展，需要提出一種副邊整流方案，同時具有較高的效率和較強的魯棒性。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種同步整流的開關電源電路及其控制方法。

根據本發明的實施例，提出了一種同步整流的開關電源電路，具有儲能元件、耦接至儲能元件原邊的原邊開關和耦接至儲能元件副邊的整流開關，所述開關電源電路在儲能元件的原邊接收輸入電壓，在儲能元件的副邊提供輸出電壓，所述開關電源電路包括：副邊控制電路，具有第一輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收整流開關兩端的漏源極電壓，所述輸出端提供驅動信號以控制整流開關；其中當整流開關兩端的漏源極電壓小于第一閾值時，副邊控制電路控制整流開關導通，并且在一預測時長內控制驅動信號保持最大電壓以保持整流開關完全導通，所述預測時長根據原邊開關的導通時長、輸入電壓、以及輸出電壓產生；以及在整流開關導通所述預測時長之后，副邊控制電路根據整流開關兩端的漏源極電壓和第二閾值調節驅動信號的電壓，第二閾值小于第一閾值。

根據本發明的實施例，還提出了一種同步整流的開關電源電路的控制方法，所述開關電源電路包括儲能元件、耦接至儲能元件原邊的原邊開關、和耦接至儲能元件副邊的整流開關，并在所述儲能元件的副邊提供輸出電壓，所述控制方法包括：根據整流開關兩端的漏源極電壓提供驅動信號以控制整流開關；在整流開關兩端的漏源極電壓小于第一閾值時，控制整流開關導通，并在一預測時長內控制驅動信號保持最大電壓；在整流開關導通時長達到所述預測時長后，根據整流開關兩端的漏源極電壓和第二閾值調節驅動信號的電壓，其中第二閾值小于第一閾值；以及當整流開關兩端的漏源極電壓大于關斷閾值時控制整流開關關斷，關斷閾值大于第二閾值。

根據本發明的實施例，還提出了一種同步整流的開關電源電路，包括：儲能元件，具有耦接至原邊開關的原邊和提供輸出電壓的副邊；耦接至儲能元件副邊的整流開關；副邊控制電路，根據整流開關兩端的漏源極電壓、第一閾值、第二閾值、以及關斷閾值，提供驅動信號以控制整流開關；其中當整流開關兩端的漏源極電壓小于第一閾值時，副邊控制電路控制整流開關在一預測時長內完全導通；在所述預測時長之后，副邊控制電路根據整流開關兩端的漏源極電壓和第二閾值控制驅動信號的大小，其中第二閾值小于第一閾值；以及當整流開關兩端的漏源極電壓大于關斷閾值時，副邊控制電路控制整流開關關斷。

根據本發明實施例提供的同步整流的開關電源電路及其控制方法，具有高效率的同時，可以實現快速關斷，具有較強的魯棒性。

附圖說明

為了更好的理解本發明，將根據以下附圖對本發明進行詳細描述：

圖1A示出了非整流的反激式變換器的電路結構示意圖；

圖1B示出了整流的反激式變換器的電路結構示意圖；

圖2示出了二極管和整流管的電阻特性；

圖3示出了根據本發明一實施例的開關電源電路300的電路結構示意圖；

圖4示出了根據本發明一實施例的圖3所示開關電源電路300的波形圖；

圖5示出了根據本發明一實施例的開關電源電路300的狀態流程圖；

圖6示出了根據本發明一實施例的副邊控制電路400的電路結構示意圖；

圖7示出了根據本發明一實施例的預測時長產生電路41的電路結構圖；

圖8示出了根據本發另一實施例的開關電源電路300的狀態流程圖；以及

圖9示出了根據本發明另一實施例的副邊控制電路400的電路結構示意圖。

具體實施方式