CN105099233A - 一种同步整流控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明适用于同步整流技术领域，提供一种同步整流控制电路，包括：变压器、开关管、电流采集电路、比较电路以及副边驱动电路；所述变压器的次级绕组、所述开关管以及所述电流采集电路形成串联回路，所述电流采集电路的输出端连接所述比较电路的输入端，所述比较电路的输出端连接所述副边驱动电路的输入端，所述副边驱动电路的输出端连接所述开关管的控制端，本发明实施例提供一种同步整流控制电路，通过设置电流采集电路和比较电路，可以实现对开关管同步整流的高精度控制，提高了同步整流的效率，同时提高了整个装置的可靠性。

Description

一种同步整流控制电路

技术领域

本发明属于同步整流技术领域，尤其涉及一种同步整流控制电路。

背景技术

同步整流技术是目前应用于开关电源领域中非常普遍的技术，其采用通态电阻极低的专用功率金属氧化层半导体场效应晶体管(以下简称MOSFET)取代二极管，以降低整流损耗。

而MOSFET的开通和关断需要通过驱动电压进行控制，而最直接有效的控制是检测通过MOSFET的电流，当有正向电流时，开通MOSFET，当无电流或有负向电流时，关断MOSFET。目前业界比较通用的技术是采用专用IC进行检测，如国际整流器公司为同步整流开发的专用芯片IR1167，如图1所示，IR1167的工作原理如下：先检测同步整流MOSFET的源极和漏极两端的电压Vs和Vd，并对电平Vs和Vd进行比较，得到电压Vds的曲线如图2所示，当电压Vds达到Vth2时，产生同步整流驱动信号，并维持一个预设的最小导通时间；当Vds达到Vth1时，同步整流驱动信号关闭，且IR1167产生自锁，防止关断所产生的振荡电压使得同步整流MOSFET误导通；当Vds达到Vth3时，IR1167复位，从而又开始下一个周期的检测控制。

然而，发明人在实现本发明的过程中发现现有技术中存在如下问题：由于IR1167直接检测MOSFET两端的电压，而MOSFET本身具有等效电感、结电容等较大的寄生参数，而需要检测的电压又是非常低的电压信号，试验中经常发现IR1167的控制无法在最理想的状态下进行工作，从而降低了同步整流的效率，而且可靠性也出现了一些问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同步整流控制电路，以解决现有技术中采用芯片IR1167进行同步整流时出现的效率低和可靠性低的问题。

本发明是这样实现的，一种同步整流控制电路包括：变压器、开关管、电流采集电路、比较电路以及副边驱动电路；

所述变压器的次级绕组、所述开关管以及所述电流采集电路形成串联回路，所述电流采集电路的输出端连接所述比较电路的输入端，所述电流采集电路采集流经所述开关管的电流，并将所述电流转换为电压信号发送给所述比较电路；

所述比较电路的输出端连接所述副边驱动电路的输入端，所述比较电路将接收到的电压值与预设值进行比较，并根据比较结果输出控制信号给所述副边驱动电路；

所述副边驱动电路的输出端连接所述开关管的控制端，所述副边驱动电路根据所述控制信号输出驱动信号控制所述开关管导通或关闭。

所述开关管包括第一开关管和第二开关管，所述变压器的次级绕组包括第一次级绕组和第二次级绕组，所述第一次级绕组的一端连接所述第一开关管的漏极，所述第一开关管的栅极为第一控制端，所述第一开关管的源极接地，所述第一次级绕组的另一端连接所述第二次级绕组的一端和所述电流采集电路的输入端，所述第二次级绕组的另一端连接所述第二开关管的漏极，所述第二开关管的栅极为第二控制端，所述第二开关管的源极接地。

所述同步整流控制电路还包括原边驱动电路，所述原边驱动电路的输出端连接所述副边驱动电路的输入端，所述副边驱动电路根据所述控制信号和所述原边驱动电路输出的驱动信号输出驱动信号。

所述副边驱动电路用于当原边驱动电路无信号输出时输出关闭所述开关管的驱动信号。

所述副边驱动电路将所述控制信号与原边驱动信号进行“与”运算后输出所述驱动信号。

所述比较电路用于当所述电压值为零或小于所述预设值时输出关闭开关管的控制信号。

所述比较电路包括比较器，所述比较器的反相输入端连接所述电流采集电路的输出端，所述比较器的同相输入端连接预设电压。

本发明提供一种同步整流控制电路，通过设置电流采集电路和比较电路，可以实现对开关管同步整流的高精度控制，提高了同步整流的效率，同时提高了整个装置的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中同步整流装置的电路结构示意图；

图2是现有技术中同步整流装置的电压与时间曲线关系图；

图3是本发明实施例提供的一种同步整流控制电路的实施例结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种同步整流控制电路的另一实施例电路结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种同步整流控制电路的另一实施例电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本发明实施例一种同步整流控制电路，请参阅图3，包括：变压器101、开关管102、电流采集电路103、比较电路104以及副边驱动电路105；

变压器101的次级绕组、开关管102以及电流采集电路103形成串联回路，电流采集电路103的输出端连接比较电路104的输入端，电流采集电路103采集流经开关管的电流，并将电流转换为电压信号发送给比较电路104；

比较电路104的输出端连接副边驱动电路105的输入端，比较电路104将接收到的电压值与预设值进行比较，并根据比较结果输出控制信号给副边驱动电路105；

副边驱动电路105的输出端连接开关管的控制端，副边驱动电路105根据控制信号输出驱动信号控制开关管导通或关闭。

电流采集电路103可以采用采样电阻或者电流传感器等电流采集器件，比较电路104可以采用高速比较器，副边驱动电路105可以采用推挽式副边驱动电路105，其工作的过程如下：

由于开关管102与电流采样电阻处于同一个回路中，当电流流经开关管102的体内二极管时，电流采样电阻检测出此电流信号，并将此电流信号转换成电压信号传递到比较电路104中的高速比较器中，当采集的电压值大于设定值时，高速比较器动作，并输出一个控制信号(高或低的逻辑电平)给到副边驱动电路105，副边驱动电路105根据接收到的控制信号驱动开关管的导通或关闭。

本发明实施例提供一种同步整流控制电路，通过设置电流采集电路和比较电路，可以实现对开关管同步整流的高精度控制，提高了同步整流的效率，同时提高了整个装置的可靠性。

另一种实施例，请参阅图5，所述同步整流控制电路还包括原边驱动电路108，原边驱动电路108的输出端连接副边驱动电路105的输入端，副边驱动电路105根据控制信号和原边驱动电路108输出的驱动信号输出驱动信号。副边驱动电路105用于当原边驱动电路无信号输出时输出关闭所述开关管的驱动信号，进一步的，副边驱动电路105将此控制信号与原边驱动信号进行“与”运算，进而产生最终的驱动信号给到相应的开关管102，从而驱动开关管的导通或关闭。

具体的，当流经采样电阻中的电流减小到零或低于高速比较器中的设定值时，高速比较器发出控制信号，并输出一个逻辑电平(低或高)给到副边驱动电路105，副边驱动电路105将该控制信号与原边驱动电路发出的驱动信号进行“与”运算后控制导通或关断开关管，从而形成整个的控制时序。

本发明一种同步整流控制电路的另一种实施例，请参阅图3和图4，开关管102包括第一开关管106和第二开关管107，变压器101的次级绕组包括第一次级绕组和第二次级绕组，第一次级绕组的一端连接第一开关管106的漏极，第一开关管106的栅极为第一控制端，第一开关管106的源极接地，第一次级绕组的另一端连接第二次级绕组的一端和电流采集电路103的输入端，第二次级绕组的另一端连接第二开关管107的漏极，第二开关管107的栅极为第二控制端，第二开关管107的源极接地。

副边驱动电路105可以采用串联在一起的两个三极管实现。

电流采集电路103为电流采样电阻，电流采样电阻的一端连接第一次级绕组的另一端，电流采样电阻的另一端连接滤波电容的一端，滤波电容的另一端接地。

比较电路104用于当所述电压值为零或小于预设值时输出关闭开关管的控制信号。

进一步的，比较电路104包括比较器，比较器的反相输入端连接所述电流采集电路的输出端，比较器的同相输入端连接预设电压。

本发明电路实施例的工作过程为：由于第一开关管106、第二开关管107以及电流采样电阻处于同一个回路中，当电流流经第一开关管106或第二开关管107时，电流采样电阻检测出电流信号，并将此电流信号转换成电压信号传递到比较电路104中的高速比较器中，当采集的电压值大于设定值时，高速比较器动作并输出一个控制信号(高逻辑电平)给到副边驱动电路105，副边驱动电路105根据接收到高逻辑电平信号驱动第一开关管106和第二开关管107导通，当电压值为零或小于预设值时，高速比较器动作并输出一个控制信号(低逻辑电平)给到副边驱动电路105，副边驱动电路105根据接收到高逻辑电平信号驱动第一开关管106和第二开关管107关闭。同时副边驱动电路105将此控制信号与原边驱动信号进行“与”运算，进而产生最终的驱动信号给到相应的开关管，从而驱动开关管的导通或关闭，即将原边驱动信号输入到副边驱动电路，当原边驱动电路108无信号输出时，副边驱动电路105输出关闭开关管的驱动信号。

本发明实施例在原边驱动电路关断时，副边驱动电路立刻驱动信号关断这对开关管，关断后的同步整流管无法实现副边能量对原边的回授，原边主管电压呈衰减震荡跌落，不会产生额外的应力冲击，解决了原有源箝位电路出现的副边能量回授时谐振电压对主管的冲击问题。且电路原理简单、可靠，对电路的其它功能和指标没有影响。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种同步整流控制电路，其特征在于，包括：变压器、开关管、电流采集电路、比较电路以及副边驱动电路；

所述变压器的次级绕组、所述开关管以及所述电流采集电路形成串联回路，所述电流采集电路的输出端连接所述比较电路的输入端，所述电流采集电路采集流经所述开关管的电流，并将所述电流转换为电压信号发送给所述比较电路；

所述比较电路的输出端连接所述副边驱动电路的输入端，所述比较电路将接收到的电压值与预设值进行比较，并根据比较结果输出控制信号给所述副边驱动电路；

所述副边驱动电路的输出端连接所述开关管的控制端，所述副边驱动电路根据所述控制信号输出驱动信号控制所述开关管导通或关闭。

2.如权利要求1所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述开关管包括第一开关管和第二开关管，所述变压器的次级绕组包括第一次级绕组和第二次级绕组，所述第一次级绕组的一端连接所述第一开关管的漏极，所述第一开关管的栅极为第一控制端，所述第一开关管的源极接地，所述第一次级绕组的另一端连接所述第二次级绕组的一端和所述电流采集电路的输入端，所述第二次级绕组的另一端连接所述第二开关管的漏极，所述第二开关管的栅极为第二控制端，所述第二开关管的源极接地。

3.如权利要求1或2所述的同步整流控制电路，其特征在于，还包括原边驱动电路，所述原边驱动电路的输出端连接所述副边驱动电路的输入端，所述副边驱动电路根据所述控制信号和所述原边驱动电路输出的驱动信号输出驱动信号。

4.如权利要求3所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述副边驱动电路在原边驱动电路无信号输出时，输出关闭所述开关管的驱动信号。

5.如权利要求4所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述副边驱动电路将所述控制信号与原边驱动信号进行“与”运算后输出所述驱动信号。

6.如权利要求1所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述比较电路用于当所述电压值为零或小于所述预设值时输出关闭开关管的控制信号。

7.如权利要求1所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述比较电路包括比较器，所述比较器的反相输入端连接所述电流采集电路的输出端，所述比较器的同相输入端连接预设电压。