[發明專利]一種DC/DC變換器及其同步整流控制方法和裝置

有效

• 申請號: 202010440699.9
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111555630B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 熊亮亮
• 申請（專利權）人: 北京新雷能科技股份有限公司;西安市新雷能電子科技有限責任公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱宗力

本申請公開了一種DC/DC變換器及其同步整流控制方法和裝置，該方法和裝置應用于DC/DC變換器。具體為在DC/DC變換器工作時，向主功率電路輸出第一控制信號；同步整流電路可以根據輸出電感的負向電流狀態工作在深度輕載，輕載和重載狀態，這三種狀態分別對應同步整流電路的整流開關管工作在完全二極管，部分二極管和開關管狀態，使得輸出電感電流在整個開關周期內無負向回流電流，避免了電路內部消耗，又能夠避免輸出大電流時，因整流二極管導通壓降產生的功率損耗，從而解決了DC/DC變換器在輕載時輸出效率低的問題。

技術領域

本申請涉及電源技術領域，更具體地說，涉及一種DC/DC變換器及其同步整流控制方法和裝置。

背景技術

在低壓大電流DC/DC變換器中，采用傳統的二極管或肖特基二極管整流方式，會由于正向導通的壓降大，導致整流損耗大，從而使變換效率較低。而功率MOSFET器件因為導通電阻較低、開關時間較短、輸入阻抗較高等特性，成為目前低壓大電流DC/DC變換器的首選整流器件。

本申請的發明人在實踐中發現，由于功率MOSFET器件的雙向導通特性，使得DC/DC變換器在輕載時的電感電流不再是斷續模式，而是能夠反向繼續流通。這種反向續流電流還被稱為環流，環流的能量全部消耗在內部電路上，因此成為純粹的內部消耗，導致DC/DC變換器在輕載時輸出效率較低。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種DC/DC變換器及其同步整流控制方法和裝置，兼顧了因電感電流反向續流和二極管整流的正向導通壓降帶來的輸出損耗增加，解決了DC/DC變換器在輕載時同步整流輸出效率低的問題。

為了實現上述目的，現提出的方案如下：

一種同步整流控制方法，應用于DC/DC變換器，所述DC/DC變換器至少包括通過變壓器連接的主功率電路和同步整流電路，所述同步整流控制方法包括步驟：

在所述DC/DC變換器工作時，向所述主功率電路輸出第一控制信號；

判斷所述DC/DC變換器的負載狀態是否處于深度輕載狀態；

如果所述負載狀態為深度輕載狀態，即當輸出電感電流只有小部分供給負載，遠小于輸出電感反向續流電流時，向所述同步整流電路輸出低電平控制信號，以使所述同步整流電路的所有整流開關管工作在完全二極管狀態；

如果所述負載狀態不是所述深度輕載狀態，向所述同步整流電路輸出所述第一控制信號或第二控制信號，所述第二控制信用與所述第一控制信號為互補關系。

可選的，所述向所述同步整流電路輸出所述第一控制信號或第二控制信號，包括步驟：

如果所述負載狀態為輕載狀態，即輸出電感電流仍有反向續流電流，但因整流二極管的正向導通壓降導致的輸出損耗更多時，向所述同步整流電路輸出所述第一控制信號；

如果所述負載狀態為重載狀態，即在一個開關周期內，電感電流始終正向輸出時，向所述同步整流電路輸出所述第二控制信號。

一種同步整流控制裝置，應用于DC/DC變換器，所述DC/DC變換器至少包括通過變壓器連接的主功率電路和同步整流電路，所述同步整流控制裝置包括數字控制器和同步整流控制電路，其中：

所述數字控制器用于向所述主功率電路輸出第一控制信號，還向所述同步整流控制電路輸出所述第一控制信號和第二控制信號，并根據所述DC/DC變換器的負載狀態向所述同步整流控制電路輸出切換信號，所述負載狀態為深度輕載狀態、輕載狀態或重載狀態；

所述同步整流控制電路用于在所述負載狀態為所述深度輕載狀態時基于所述切換信號向所述同步整流電路輸出低電平控制信號，所述低電平控制信號用于控制所述同步整流電路的所有整流開關管按二極管狀態工作；