[發(fā)明專(zhuān)利]一種同步整流控制方法及其控制電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010137682.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111193407B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高建龍;卞堅(jiān)堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海南芯半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M3/335
• 分類(lèi)號(hào): H02M3/335
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

一種同步整流控制方法及其控制電路，屬于開(kāi)關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明實(shí)時(shí)檢測(cè)同步整流開(kāi)關(guān)管的漏源電壓，當(dāng)檢測(cè)到同步整流開(kāi)關(guān)管的漏源電壓為峰值時(shí)根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的峰值電壓設(shè)置判斷電壓，并將峰值到來(lái)并經(jīng)過(guò)設(shè)定的檢測(cè)時(shí)間后的同步整流開(kāi)關(guān)管漏源電壓與判斷電壓進(jìn)行比較，當(dāng)同步整流開(kāi)關(guān)管的漏源電壓大于判斷電壓且小于閾值電壓時(shí)，產(chǎn)生有效的同步整流開(kāi)關(guān)管柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)開(kāi)啟同步整流開(kāi)關(guān)管。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確區(qū)分原邊導(dǎo)通反激到副邊的波形和副邊自身振蕩的波形，實(shí)現(xiàn)了次級(jí)同步整流的準(zhǔn)確開(kāi)通判斷，解決了傳統(tǒng)斜率檢測(cè)方式導(dǎo)致的誤開(kāi)啟問(wèn)題；本發(fā)明提出的同步整流控制穩(wěn)定可靠，易于集成，顯著提高了電源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于開(kāi)關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種同步整流控制方法，以及實(shí)現(xiàn)該同步整流控制方法的控制電路。

背景技術(shù)

如圖1所示是一個(gè)AC-DC開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的部分結(jié)構(gòu)，變壓器主邊繞組連接開(kāi)關(guān)管Q1，副邊繞組連接二極管D1，傳統(tǒng)反激變換器的副邊只有一個(gè)二極管D1，然而由于能效要求越來(lái)越高，二極管的正向壓降一般都是0.7V以上，因此傳統(tǒng)方案的功率消耗特別大，越來(lái)越難以滿足能耗要求。

因此開(kāi)關(guān)電源中提出用SR(同步整流)芯片取代傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的二極管D1，以實(shí)現(xiàn)高能效。如圖2所示是一個(gè)典型的SR(同步整流)芯片再開(kāi)關(guān)電源中的控制架構(gòu)，同步整流技術(shù)是用同步整流控制芯片(SR controller)結(jié)合同步整流開(kāi)關(guān)管(MOS管QSR)取代原有的二極管D1，用以降低二極管壓降，提高整體效率。如圖2所示，同步整流控制芯片采樣副邊VSEN電壓，產(chǎn)生同步整流開(kāi)關(guān)管的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)VG控制同步整流開(kāi)關(guān)管QSR的開(kāi)啟和關(guān)斷，VDS是同步整流控制芯片VSEN引腳和GND引腳的電壓差，也是同步整流開(kāi)關(guān)管QSR的漏源電壓。

然而傳統(tǒng)的同步整流控制技術(shù)也存在一些問(wèn)題，如圖3所示，當(dāng)副邊續(xù)流，VDS變?yōu)樨?fù)電壓且低于Vds_n時(shí)，同步整流開(kāi)關(guān)管QSR應(yīng)該開(kāi)啟，但是當(dāng)副邊電流為0后，副邊同步整流開(kāi)關(guān)管的漏源電壓VDS存在振蕩，也有可能振蕩(勵(lì)磁電感和寄生電容的振蕩)到負(fù)，此時(shí)是不應(yīng)該開(kāi)啟同步整流開(kāi)關(guān)管QSR的，即SR芯片不產(chǎn)生有效的柵極Gate驅(qū)動(dòng)信號(hào)。所以如何正確區(qū)分副邊續(xù)流和振蕩，成了控制SR Gate(即控制同步整流開(kāi)關(guān)管柵極驅(qū)動(dòng))的關(guān)鍵。

現(xiàn)有的同步整流控制技術(shù)通常是通過(guò)檢測(cè)同步整流開(kāi)關(guān)管的漏源電壓VDS下降沿的斜率來(lái)控制SR Gate，但是在輕載(或副邊續(xù)流電流小)的情況下，同步整流開(kāi)關(guān)管的漏源電壓VDS的正常下降沿和振蕩的差別不大，這樣就導(dǎo)致現(xiàn)有的同步整流控制技術(shù)無(wú)法區(qū)分副邊續(xù)流和振蕩，容易造成誤動(dòng)作。另外對(duì)于有輔組繞組的開(kāi)啟，是無(wú)法使用在短時(shí)間內(nèi)注入能量，強(qiáng)迫調(diào)節(jié)勵(lì)磁電感諧振的幅度，從而提高效率的控制方式的。如圖4所示是開(kāi)關(guān)電源變壓器一側(cè)包括輔助繞組的一種情況，因?yàn)樵谀芰孔⑷氲那闆r下，Q2_DRV信號(hào)控制輔助繞組連接的Q2開(kāi)啟后，同步整流開(kāi)關(guān)管的漏源電壓VDS的下降沿很陡，存在必然的同步整流開(kāi)關(guān)管QSR的誤開(kāi)啟。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述通過(guò)檢測(cè)同步整流開(kāi)關(guān)管的漏源電壓VDS下降沿斜率進(jìn)行同步整流控制存在的無(wú)法區(qū)分副邊續(xù)流和振蕩導(dǎo)致誤開(kāi)啟問(wèn)題，本發(fā)明提出一種同步整流電路的控制方法，通過(guò)檢測(cè)同步整流開(kāi)關(guān)管的漏源電壓的峰值電壓進(jìn)行同步整流控制，設(shè)定檢測(cè)時(shí)間進(jìn)行電壓平臺(tái)識(shí)別，能夠準(zhǔn)確的進(jìn)行開(kāi)關(guān)電源次級(jí)同步整流的開(kāi)通判斷，不存在傳統(tǒng)斜率檢測(cè)方式存在的誤開(kāi)啟問(wèn)題，可用于斜率檢測(cè)方式不能適用的場(chǎng)景。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提出一種同步整流控制方法，通過(guò)控制同步整流開(kāi)關(guān)管的開(kāi)啟和關(guān)斷對(duì)開(kāi)關(guān)電源輸出側(cè)電流進(jìn)行整流；

所述同步整流控制方法包括如下步驟：

步驟一、實(shí)時(shí)檢測(cè)所述同步整流開(kāi)關(guān)管的漏源電壓，所述同步整流開(kāi)關(guān)管的漏源電壓能夠表示所述開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓信息，當(dāng)檢測(cè)到所述同步整流開(kāi)關(guān)管的漏源電壓為峰值時(shí)轉(zhuǎn)到步驟二；