[發(fā)明專利]一種同步整流控制電路及反激式開關(guān)電源

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010880101.8
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111865096A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙安東;彭韶華;王峰;陳波;顧朱泉;謝宜忠
• 申請（專利權(quán)）人: 上海新進(jìn)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 侯珊

本發(fā)明公開了一種同步整流控制電路及反激式開關(guān)電源，包括伏秒積比較電路和整流管控制電路。伏秒積比較電路用于產(chǎn)生與開關(guān)電源的輸出電壓正相關(guān)的幅秒積閾值，并將開關(guān)電源的副邊繞組兩端電壓的伏秒積與伏秒積閾值進(jìn)行比較，當(dāng)伏秒積大于伏秒積閾值時，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(dǎo)通。可見，本申請能夠利用副邊繞組兩端電壓的伏秒積作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)分開正常的原邊開關(guān)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(xiàn)寄生衰減振蕩時誤開通副邊整流管的現(xiàn)象；而且，本申請的伏秒積閾值可根據(jù)開關(guān)電源的輸出電壓自適應(yīng)設(shè)定，從而適用于多輸出電壓的開關(guān)電源系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)電源控制領(lǐng)域，特別是涉及一種同步整流控制電路及反激式開關(guān)電源。

背景技術(shù)

原邊控制的反激式開關(guān)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(shè)備，其輸出端一般會串聯(lián)一整流二極管，提供直流輸出電壓。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，負(fù)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?qū)▔航党蔀橄拗崎_關(guān)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(jìn)行整流，即所謂的同步整流技術(shù)，一般可以采用MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場效晶體管)作為整流管。同步整流是利用MOSFET導(dǎo)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(xiàn)有技術(shù)中，同步整流控制通常采用的實現(xiàn)方式為：參照圖1所示，為一典型的應(yīng)用于原邊控制的反激式開關(guān)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(guān)電源中，原邊開關(guān)M1的開關(guān)動作經(jīng)變壓器轉(zhuǎn)換，副邊繞組兩端電壓會有相應(yīng)的響應(yīng)，所以檢測副邊繞組兩端電壓的變化，可以得知原邊開關(guān)M1的開關(guān)狀態(tài)，進(jìn)而實現(xiàn)對副邊整流管M2的同步控制。

然而，當(dāng)原邊控制的反激式開關(guān)電源工作在DCM(Discontinuous Current Mode，電流斷續(xù)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(dǎo)通時其等效源漏導(dǎo)通電阻，對應(yīng)圖2a中線形上升段；diode指整流管M2的寄生體二極管導(dǎo)通，對應(yīng)圖2a中線性段兩端的指數(shù)段。因為同步整流存在開通延時和關(guān)斷延時，即前后指數(shù)段，此時靠體二極管導(dǎo)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(dǎo)致副邊回路出現(xiàn)反向電流，造成不必要的能量損失。因此，需要準(zhǔn)確的區(qū)分正常的原邊開關(guān)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(yīng)用環(huán)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(dá)到原邊開關(guān)M1關(guān)斷時激起的副邊繞組兩端的電壓值，如圖2b所示。因此，根據(jù)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，如何提供一種解決上述技術(shù)問題的方案是本領(lǐng)域的技術(shù)人員目前需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種同步整流控制電路及反激式開關(guān)電源，能夠利用副邊繞組兩端電壓的伏秒積作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)分開正常的原邊開關(guān)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(xiàn)寄生衰減振蕩時誤開通副邊整流管的現(xiàn)象；而且，本申請的伏秒積閾值可根據(jù)開關(guān)電源的輸出電壓自適應(yīng)設(shè)定，從而適用于多輸出電壓的開關(guān)電源系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種同步整流控制電路，包括：

伏秒積比較電路，用于產(chǎn)生與開關(guān)電源的輸出電壓正相關(guān)的幅秒積閾值，并將所述開關(guān)電源的副邊繞組兩端電壓的伏秒積與所述伏秒積閾值進(jìn)行比較，當(dāng)所述伏秒積大于所述伏秒積閾值時，生成開通允許信號；