[發明專利]一種同步整流控制電路及反激式開關電源

在審

• 申請號: 202010878749.1
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111865095A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 竇森;鄒聰;丁雪征
• 申請（專利權）人: 上海新進芯微電子有限公司
• 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: 侯珊

本發明公開了一種同步整流控制電路及反激式開關電源。伏秒積分電路用于獲取開關電源的副邊繞組兩端電壓的伏秒積；伏秒積閾值自適應電路用于將伏秒積閾值跟隨開關電源的輸出電壓的變化而變化，得到與開關電源的輸出電壓呈正相關的伏秒積閾值；比較電路用于若當前的伏秒積大于伏秒積閾值，則生成開通允許信號；整流管控制電路用于在接收到開通允許信號后控制整流管導通?？梢?，本申請利用副邊繞組兩端電壓的伏秒積作為判斷標準，區分開正常的原邊開關動作激起的副邊繞組兩端電壓和寄生衰減振蕩，從而避免出現寄生衰減振蕩時誤開通副邊整流管的現象；而且，伏秒積閾值可跟隨開關電源的輸出電壓自適應調整，從而適用于多輸出電壓的開關電源系統。

技術領域

本發明涉及開關電源控制領域，特別是涉及一種同步整流控制電路及反激式開關電源。

背景技術

原邊控制的反激式開關電源由于體積小、效率高，逐漸成為一種重要的電子元件供電設備，其輸出端一般會串聯一整流二極管，提供直流輸出電壓。隨著電子技術的發展，負載電子元件要求的輸出電壓越來越低、輸出功率越來越高，因而整流二極管的正向導通壓降成為限制開關電源效率提升的主要因素。

目前常用的解決方法是使用一個整流管模擬二極管進行整流，即所謂的同步整流技術，一般可以采用MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金屬-氧化層-半導體-場效晶體管)作為整流管。同步整流是利用MOSFET導通時的低電阻，降低整流管上的損耗，其柵極控制信號需要和被整流電流相位同步。

現有技術中，同步整流控制通常采用的實現方式為：參照圖1所示，為一典型的應用于原邊控制的反激式開關電源副邊的同步整流控制電路。在圖1所示的原邊控制的反激式開關電源中，原邊開關M1的開關動作經變壓器轉換，副邊繞組兩端電壓會有相應的響應，所以檢測副邊繞組兩端電壓的變化，可以得知原邊開關M1的開關狀態，進而實現對副邊整流管M2的同步控制。

然而，當原邊控制的反激式開關電源工作在DCM(Discontinuous Current Mode，電流斷續模式)時，不理想的寄生元件使得副邊繞組兩端電壓存在衰減諧波振蕩，如圖2a所示。其中，圖2a中，R指整流管M2導通時其等效源漏導通電阻，對應圖2a中線形上升段；diode指整流管M2的寄生體二極管導通，對應圖2a中線性段兩端的指數段。因為同步整流存在開通延時和關斷延時，即前后指數段，此時靠體二極管導通。

由圖2a可見，僅僅簡單的判斷副邊繞組103兩端電壓的極性，不能避免錯誤的控制整流管M2，可能會導致副邊回路出現反向電流，造成不必要的能量損失。因此，需要準確的區分正常的原邊開關M1的動作激起的副邊繞組的電壓變化與寄生衰減振蕩。

由寄生電容和漏感引起的副邊繞組上的電壓振蕩不可避免，其周期和幅值也因應用環境而變化。在原邊為低輸入電壓、副邊為高輸出電壓的情況下，寄生衰減振蕩的幅值，可能會達到原邊開關M1關斷時激起的副邊繞組兩端的電壓值，如圖2b所示。因此，根據副邊繞組兩端電壓的幅值控制整流管M2，也很難避免寄生衰減振蕩引起的誤動作。

因此，如何提供一種準確控制整流管的同步整流控制電路是本領域的技術人員目前需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種同步整流控制電路及反激式開關電源，能夠利用副邊繞組兩端電壓的伏秒積作為判斷標準，區分開正常的原邊開關動作激起的副邊繞組兩端電壓和寄生衰減振蕩，從而避免出現寄生衰減振蕩時誤開通副邊整流管的現象；而且，本申請的伏秒積閾值可跟隨開關電源的輸出電壓自適應調整，從而適用于多輸出電壓的開關電源系統。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種同步整流控制電路，包括：

伏秒積分電路，用于獲取開關電源的副邊繞組兩端電壓的伏秒積；