CN111064366A - 控制电路和方法以及谐振变换模块 - Google Patents

控制电路和方法以及谐振变换模块 Download PDF

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Abstract

本发明揭露了一种控制电路和方法以及谐振变换模块，所述控制电路被配置为从第一时刻开始延迟第一时间后，当电压检测模块检测到所述同步整流管的漏源电压达到第一阈值时，开通所述同步整流管；其中，所述第一时间根据上一开关周期所述同步整流管的工作状态生成。本发明控制电路针对不同的工作状态均能够根据上一周期的工作状态动态调节同步整流管的开通延时时间，以可靠地屏蔽同步整流管的误开通，且本发明尽可能的减小开通延时，提高了副边同步整流的效率，保证同步整流在轻载和DCM时依然能够可靠工作。

Description

控制电路和方法以及谐振变换模块
技术领域
本发明涉及电力电子领域，更具体的说，涉及一种控制电路和方法以及谐振变换模块。
背景技术
LLC谐振变换器等谐振变换器以较小的开关损耗而被广泛应用。LLC谐振变换器的副边采用同步整流方案，当同步整流管的漏源电压达到开通阈值时，开通所述同步整流管。然而当LLC谐振变换器从CCM(连续导通模式)切换到DCM(断续导通模式)的过程中，同步整流管漏源电压的振荡会使得所述漏源电压振荡到开通阈值而造成同步整流管误开通；当LLC谐振变换器工作在轻载时，容性电流尖峰引起的振荡也会造成同步整流管误开通。诸如上述的误开通是需要被屏蔽的，因为此时并没有能量从原边传递到副边，同时同步整流管的误开通会造成负电流从输出回馈到输入。
现有技术中解决上述同步整流管误开通的方法是当同步整流管的漏源电压达到开通阈值，且从所述漏源电压达到开通阈值的时刻开始，所述漏源电压低于开通阈值的时间达到一个给定的时间，开通所述同步整流管。但这种方法存在两个问题，一是为了能够有效避免同步整流管的误开通，给定的时间需要取得较长，这样会导致同步整流管开通的延时过长，从而降低副边同步整流的效率；二是给定的时间不能动态调节，并不能完全适用于所有的工作状态，依然会存在某些特定工作状态下同步整流管误开通的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种提高同步整流管效率的控制电路和方法以及谐振变换模块，解决了现有技术中同步整流管的开通延时较长而降低了副边同步整流的效率以及同步整流管的开通延时为固定值而不能适用于所有工作状态等技术问题。
第一方面，本发明提供了一种控制电路，用于控制谐振变换器的同步整流管，所述控制电路被配置为在当前开关周期中，从第一时刻开始延迟第一时间后，当所述同步整流管的漏源电压达到第一阈值时，开通所述同步整流管；
其中，所述第一时间根据上一开关周期中所述同步整流管的工作状态生成。
优选地，所述第一时间根据上一开关周期中所述同步整流管的漏源电压生成。
优选地，所述第一时间和上一开关周期所述同步整流管开通过程中所述漏源电压大于第二阈值的时间正相关，所述第二阈值大于所述第一阈值。
优选地，所述第一时间和上一开关周期所述同步整流管开通过程中第一区间的数量和长度正相关；
其中，所述第一区间为所述漏源电压大于第二阈值，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于第二时间的区间，所述第二阈值大于所述第一阈值。
优选地，所述同步整流管开通后，若在预设时间内不存在第一区间，则判断所述同步整流管为正式开通；
其中，所述第一区间为所述漏源电压大于第二阈值，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于第二时间的区间，所述第二阈值大于所述第一阈值，所述预设时间大于第二时间。
优选地，所述同步整流管开通后，在预设时间内若所述漏源电压达到第二阈值，且从所述漏源电压达到第二阈值的时刻开始，所述漏源电压高于第二阈值的时间达到第二时间，则判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管。
优选地，在当前开关周期中，若判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，需要再次开通所述同步整流管，并再次判断所述同步整流管是否为误开通，直至所述同步整流管正式开通为止。
优选地，判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，当所述同步整流管的漏源电压低于第一阈值时，再次开通所述同步整流管。
优选地，判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管关断后，当所述同步整流管的漏源电压达到第一阈值，且从所述漏源电压达到第一阈值的时刻开始，所述同步整流管的漏源电压低于第一阈值的时间达到第三时间，再次开通所述同步整流管。
优选地，所述控制电路包括：
第一计时器，计时开始时刻为第一时刻，计时截止时刻为第二时刻；
第二计时器，计时开始时刻为第一时刻，若所述漏源电压达到第二阈值，且从所述漏源电压达到第二阈值的时刻开始，所述漏源电压高于第二阈值的时间达到第二时间时，所述第二计时器清零，当所述同步整流管的漏源电压小于零或小于所述第一阈值，所述第二计时器重新开始计时，所述第二计时器的计时截止时刻也为第二时刻，
当前周期中第一计时器和第二计时器的差值为下一周期的所述第一时间。
优选地，所述第二时刻为从所述同步整流管正式开通时刻开始达到预设时间的时刻；
在当前开关周期中，所述同步整流管开通后，若在预设时间内不存在第一区间，判断所述同步整流管为正式开通；
其中，所述第一区间为所述漏源电压大于第二阈值，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于第二时间的区间。
优选地，所述第一时刻为当前开关周期中所述同步整流管的漏源电压第一次开始下降的时刻、所述同步整流管的漏源电压第一次下降到第一阈值的时刻和所述同步整流管的漏源电压第一次下降到零的时刻中的三者之一。
第二方面，本发明还提供了一种控制方法，用于控制谐振变换器的同步整流管，在当前开关周期中，从第一时刻开始延迟第一时间后，当所述同步整流管的漏源电压达到第一阈值时，开通所述同步整流管；
其中，所述第一时间根据上一开关周期中所述同步整流管的工作状态生成。
优选地，所述第一时间根据上一开关周期中所述同步整流管的漏源电压生成。
优选地，所述第一时间和上一开关周期所述同步整流管开通过程中所述漏源电压大于第二阈值的时间正相关，所述第二阈值大于所述第一阈值。
优选地，所述第一时间和上一开关周期所述同步整流管开通过程中第一区间的数量和长度正相关；
所述第一区间为所述漏源电压大于第二阈值，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于第二时间的区间，所述第二阈值大于所述第一阈值。
优选地，所述同步整流管开通后，若在预设时间内不存在第一区间，则判断所述同步整流管为正式开通，
其中，所述第一区间为所述漏源电压大于第二阈值，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于第二时间的区间，所述第二阈值大于所述第一阈值，所述预设时间大于第二时间。
优选地，所述同步整流管开通后，在预设时间内若所述漏源电压达到第二阈值，且从所述漏源电压达到第二阈值的时刻开始，所述漏源电压高于第二阈值的时间达到第二时间，则判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管。
优选地，在当前开关周期中，1)若判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，需要再次开通所述同步整流管；
2)判断所述同步整流管再次开通是否为误开通，若为误开通，则执行步骤1)，直至所述同步整流管正式开通为止。
优选地，判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，当所述同步整流管的漏源电压低于第一阈值时，再次开通所述同步整流管。
优选地，在开关周期中，判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，当所述同步整流管的漏源电压达到第一阈值，且从所述漏源电压达到第一阈值的时刻开始，所述同步整流管的漏源电压低于第一阈值的时间达到第三时间，再次开通所述同步整流管。
优选地，利用第一计时器和第二计时器进行计时，
所述第一计时器的计时开始时刻为第一时刻，计时截止时刻为第二时刻；
所述第二计时器的计时开始时刻为第一时刻，若所述漏源电压达到第二阈值，且从所述漏源电压达到第二阈值的时刻开始，所述漏源电压高于第二阈值的时间达到第二时间时，所述第二计时器清零，当所述同步整流管的漏源电压小于零或小于所述第一阈值，所述第二计时器重新开始计时，所述第二计时器的计时截止时刻也为第二时刻，
当前周期中第一计时器和第二计时器的差值为下一周期的所述第一时间。
优选地，所述第二时刻为从所述同步整流管正式开通时刻开始达到预设时间的时刻；
在当前开关周期中，所述同步整流管开通后，若在预设时间内不存在第一区间，判断所述同步整流管为正式开通；
所述第一区间为所述漏源电压大于第二阈值，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于第二时间的区间。
优选地，所述第一时刻为当前开关周期中所述同步整流管的漏源电压第一次开始下降的时刻、所述同步整流管的漏源电压第一次下降到第一阈值的时刻和所述同步整流管的漏源电压第一次下降到零的时刻中的三者之一。
第三方面，本发明还提供了一种谐振变换模块，包括：谐振变换器和以上任意一种所述的控制电路。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：本发明的控制电路根据前周期的工作状态预测并自适应调节下一周期的同步整流管的开通时间点，即通过上一周期的工作状态动态调节当前周期同步整流管的开通延时以屏蔽其误开通，保证同步整流管能够在正确的开通点开通。本发明控制电路针对不同的工作状态均能够动态调节同步整流管的开通延时，以可靠地屏蔽同步整流管的误开通，且本发明尽可能的减小开通延时，提高了副边同步整流的效率，保证同步整流在轻载和DCM时依然能够可靠工作。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1为本发明控制电路和谐振变换器实施例的电路示意图；
图2给出了本发明谐振变换器的另一实施例；
图3为本发明控制电路的原理框图；
图4为本发明控制方法实施例的工作流程图；
图5为本发明谐振变换器工作状态从CCM到DCM时控制电路实施例的工作波形图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
图1为本发明控制电路和谐振变换器实施例的电路示意图，如图1所示，所述谐振变换器为全桥LLC谐振变换器，包括开关电路、LLC谐振网络、变压器和整流电路，所述开关电路由两条类似于半桥电路的桥臂组成，每条桥臂分别由两个开关管S1、S2和S3、S4串联组成，所述每个桥臂的两端接收输入信号。所述电感Lr、电容Cr和变压器的原边绕组串联后连接在所述第一节点和第二节点之间，所述第一节点为开关管S1和开关管S2的公共端，所述第二节点为第三开关S3和第四开关S4的公共端。所述谐振电感Lr、谐振电容Cr和变压器的原边绕组的激磁电感Lp构成所述LLC谐振网络。
所述变压器的副边为中心型(Center-taped)结构，所述整流电路包括两个同步整流管，所述变压器第一副边绕组的一端与其第二副边绕组的一端连接，第一副边绕组的另一端和第一同步整流管SR1的一端连接，第二副边绕组的另一端与第二同步整流管SR2的一端连接，所述第一同步整流管SR1的另一端和所述第二同步整流管SR2的另一端均接地。所述第一同步整流管SR1和第二同步整流管SR2的控制端连接控制电路，所述控制电路用于控制所述第一同步整流管SR1和第二同步整流管SR2的工作状态，即导通和关断。所述的第一同步整流管SR1和第二同步整流管SR2均为MOS管。
需要说明的是，图1中所述谐振变换器为LLC谐振变换器，在其他的实施例中，也可以为LC谐振变换器、CCL谐振变换器等其他任意类型的谐振变换器，本发明对比不进行限制。图1中的谐振变换器为全桥谐振变换器，在其他的实施例中，可以为半桥谐振变换器等任意其他类型的的结构，本发明对比不进行限制。图1中变压器副边为中心型结构，在其他的实施例中，所述变压器的副边为全桥结构(如图2所示)等其他任意类型的结构，本发明对比不进行限制。图1中的整流电路为全波整流电路，在其他的实施例中可以为全桥整流电路(如图2所示)、半波整流电路、倍压整流电路等其他任意类型的整流电路，本发明不对此进行限制。图1中所述的第一同步整流管SR1和第二同步整流管SR2均为N型MOS管，但在其他实施例中，所述同步整流管也可以为P型MOS管，本发明对比不进行限制。
图3给出了本发明控制电路的原理框图，所述控制电路包括电压检测模块1、第一模块2和延迟模块3，所述电压检测模块1用于检测同步整流管的漏源电压。在当前开关周期中，所述延迟模块3控制从第一时刻开始延迟第一时间，之后，当电压检测模块检测到所述同步整流管的漏源电压达到第一阈值时，开通所述同步整流管，以屏蔽由DCM工作状态和轻载时容性电流尖峰造成的所述漏源电压振荡，过滤掉由LLC谐振网络的寄生参数引起所述漏源电压的高频振荡；其中，所述第一时间根据上一开关周期中所述同步整流管的工作状态生成。所述第一模块2用于在当前开关周期中生成下一开关周期的第一时间。具体的，所述第一模块2通过对所述漏源电压振荡的幅度以及时间长度进行检测判断，并对需要屏蔽的振荡的时间长度进行计时，用于生成下一开关周期表征同步整流管开通延时的第一时间。所述第一阈值为所述同步整流管的开通阈值。
所述第一时刻为当前开关周期中所述同步整流管的漏源电压第一次开始下降的时刻、所述同步整流管的漏源电压第一次下降到第一阈值的时刻和所述同步整流管的漏源电压第一次下降到零的时刻中的三者之一。
进一步的，所述第一时间根据上一开关周期中所述同步整流管的漏源电压生成。
具体的，所述第一时间和上一开关周期所述同步整流管开通过程中所述漏源电压大于第二阈值的时间正相关，所述第二阈值大于所述第一阈值。优选地，所述第一时间和上一开关周期所述同步整流管开通过程中第一区间的数量和长度正相关；其中，所述第一区间为所述漏源电压大于第二阈值，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于第二时间的区间，所述第二阈值大于所述第一阈值。
所述同步整流管开通过程包括从第一时刻到第二时刻的区间。所述第二时刻为表征所述同步整流管正式开通的时刻。可选的，所述第二时刻为所述同步整流管开通完成的时刻。优选地，所述第二时刻为从所述同步整流管正式开通时刻开始达到预设时间的时刻。
本发明从第一时刻开始延迟第一时间后，当电压检测模块检测到所述同步整流管的漏源电压达到第一阈值时，开通所述同步整流管；其中，所述第一时间根据上一开关周期中所述同步整流管的工作状态生成。所述控制电路的功能包括两个部分，控制本周期的同步整流管的开关状态和生成下一周期表征同步整流管开通延时的第一时间。由于所述第一时间为根据上一开关周期中所述同步整流管的工作状态生成，针对不同的工作状态均能够动态调节同步整流管的开通延时时间，以可靠地屏蔽在DCM和轻载时容性电流尖峰均会造成同步整流管漏源电压出现振荡而引起的同步整流管的误开通，且本发明尽可能的减小开通延时时间，提高了副边同步整流的效率，保证同步整流在轻载和DCM时依然能够可靠工作。
进一步的，所述控制电路还包括开通判断模块，所述同步整流管开通后，若在预设时间内不存在第一区间，则判断所述同步整流管为正式开通，否则，所述同步整流管为误开通。
进一步的，所述同步整流管开通后，在预设时间内若所述漏源电压达到第二阈值，且从所述漏源电压达到第二阈值的时刻开始，所述漏源电压高于第二阈值的时间达到第二时间，则判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管。对于漏源电压的大小和时间双重判断，可以过滤掉因为LLC谐振变换器寄生参数引起的固有振荡。
进一步的，在当前开关周期中，1)若判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，需要再次开通所述同步整流管；
2)判断所述同步整流管再次开通是否为误开通，若为误开通，则执行步骤1)，直至所述同步整流管正式开通为止。
可选的，在同步整流管误开通后，再允许所述同步整流管在当前周期再开通一次。
可选的，判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，当所述同步整流管的漏源电压达到第一阈值时，再次开通所述同步整流管。优选地，在开关周期中，判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，当所述同步整流管的漏源电压达到第一阈值，且从所述漏源电压达到第一阈值的时刻开始，所述同步整流管的漏源电压低于第一阈值的时间达到第三时间，再次开通所述同步整流管。即当发生误开通后，所述同步整流管的开通条件为检测到漏源电压持续小于开通阈值(第一阈值)的时间大于第三时间，进一步防止了误开通。所述第三时间根据实际情况设定。
进一步的，所述第一模块包括：
第一计时器，计时开始时刻为第一时刻，计时截止时刻为第二时刻；
第二计时器，计时开始时刻为第一时刻，若所述漏源电压达到第二阈值，且从所述漏源电压达到第二阈值的时刻开始，所述漏源电压高于第二阈值的时间达到第二时间时，所述第二计时器清零，当所述同步整流管的漏源电压小于零或小于所述第一阈值，所述第二计时器重新开始计时，所述第二计时器的计时截止时刻也为第二时刻，
当前周期中第一计时器和第二计时器的差值为下一周期的所述第一时间。
所述第二时刻为表征所述同步整流管正式开通的时刻。可选的，所述第二时刻为所述同步整流管开通完成的时刻。优选地，所述第二时刻为从所述同步整流管正式开通时刻开始达到预设时间的时刻。
本发明着重说明同步整流管的开通过程，事实上，本发明控制电路还控制所述同步整流管的关断，所述同步整流管正式开通后，当所述漏源电压达到关断电压时，关断所述同步整流管。
图4给出了本发明控制方法实施例的工作流程图，其中某些步骤为优选的步骤，但在本发明中提及的其他非优选的方式，均在本发明的保护范围内。
所述控制方法包括两个方面，控制本周期同步整流管的开通和生成下一周期的第一时间。
步骤1：检测是否开始计时，即是否达到第一时刻，若达到第一时刻，则执行步骤2，否则，继续执行步骤1；
所述第一时刻为当前开关周期中所述同步整流管的漏源电压第一次开始下降的时刻、所述同步整流管的漏源电压第一次下降到第一阈值的时刻和所述同步整流管的漏源电压第一次下降到零的时刻中的三者之一。
步骤2：第一计时器和第二计时器开始计时(为了后续第二计时器清零以及重新计时的书写方便，下面将步骤2分别步骤21和步骤22)；
步骤21：第一计时器开始计时；
步骤22：第二计时器开始计时；
步骤3：检测同步整流管的漏源电压Vds；
步骤4a：判断是否存在第一区间，即是否Vds>V2且t Vds>V2>T2，若是，则执行步骤5a，否则执行步骤10；
所述第一区间为所述漏源电压Vds大于第二阈值V2，且所述漏源电压大于第二阈值的时间t Vds>V2大于第二时间T2的区间。
步骤5a：第二计时器清零；
步骤6a：判断是否漏源电压Vds<0(在其他的实施例中，也可以为Vds<V1)，若是则执行步骤22，否则，执行步骤5a；
步骤4b：从第一时刻开始延迟第一时间T1；
步骤5b：判断漏源电压是否达到开通阈值，即是否Vds<V1，若是，则执行步骤6b，否则，执行步骤5b；
步骤6b：开通同步整流管，第三计时器开始计时；
步骤7b：判断是否存在第一区间，即是否Vds>V2且t Vds>V2>T2，若是，则执行步骤8b，否则执行步骤10；
步骤8b：关断同步整流管，第三计时器清零；
步骤9b：判断是否漏源电压Vds<V1且t Vds<V1>T3，若是，则执行步骤6b，否则执行步骤8b；
步骤10：判断第三计时器是否计时达到预设时间T预设，若是，则执行步骤11；否则执行步骤4a以及步骤7b；
步骤11：三个计时器均计时结束；
步骤12：下一周期的第一时间T1为第一计时器和第二计时器的差值。
上述过程中，步骤4a，5a，6a为第二计时器的计时步骤以生成下一周期的第一时间；步骤4b，5b，6b，7b，8b，9b为控制本周期的同步整流管的开通；步骤4a和步骤4b同时开始进行。
图4中所述同步整流管开通的过程为：
从第一时刻开始延迟第一时间后，检测到所述同步整流管的漏源电压低于第一阈值时，开通所述同步整流管；其中，所述第一时间根据上一开关周期所述同步整流管的工作状态生成。
所述同步整流管开通后，若在预设时间内不存在第一区间，则判断所述同步整流管为正式开通，否则，所述同步整流管为误开通。所述第一区间为所述漏源电压大于第二阈值，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于第二时间的区间，所述第二阈值大于所述第一阈值。所述的预设时间为同步整流管开通后的一段时间，其为图4中的T预设。图4中利用第三计时器对预设时间进行计时，第三计时器的起点是同步整流管开通时刻，当Vds>V2且tVds>V2>T2，时，第三计时器清零，当第三计时器计时达到预设时间时，计时完成。
所述同步整流管开通后，在预设时间内若所述漏源电压达到第二阈值，且从所述漏源电压达到第二阈值的时刻开始，所述漏源电压高于第二阈值的时间达到第二时间，则判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管。
在当前开关周期中，1)若判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，需要再次开通所述同步整流管；
2)判断所述同步整流管再次开通是否为误开通，若为误开通，则执行步骤1)，直至所述同步整流管正式开通为止。
在当前开关周期中，判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，当所述同步整流管的漏源电压达到第一阈值，且从所述漏源电压达到第一阈值的时刻开始，所述同步整流管的漏源电压低于第一阈值的时间达到第三时间，再次开通所述同步整流管。即当发生误开通后，所述同步整流管的开通条件为检测到漏源电压持续小于开通阈值(第一阈值)的时间大于第三时间，进一步防止了误开通。所述第三时间根据实际情况设定。
图4中生成下一开关周期的第一时间的过程为：
利用第一计时器和第二计时器进行计时，
计时开始时刻为第一时刻，计时截止时刻为第二时刻；
计时开始时刻为第一时刻，若所述漏源电压达到第二阈值，且从所述漏源电压达到第二阈值的时刻开始，所述漏源电压高于第二阈值的时间达到第二时间时，所述第二计时器清零，当所述同步整流管的漏源电压小于零，(在其他实施例中还可以为所述同步整流管的漏源电压小于第一阈值)，所述第二计时器重新开始计时，所述第二计时器的计时截止时刻也为第二时刻，
当前开关周期中第一计时器和第二计时器的差值为下一周期的所述第一时间。
所述第二时刻为从所述同步整流管正式开通时刻开始达到预设时间的时刻。所述的预设时间为同步整流管开通后的一段时间，其为图4中的T预设。图4中利用第三计时器对预设时间进行计时。第三计时器的起点是同步整流管开通时刻，当Vds>V2且t Vds>V2>T2时，第三计时器清零，当第三计时器计时达到预设时间时，计时完成。
图5给出了本发明实施例谐振变换器的工作状态从CCM到DCM时控制电路的工作波形图，其中5A、5B、5C和5D依次分别为四个开关周期的工作波形，图5中，第一时刻为当前开关周期中所述同步整流管漏源电压第一次开始下降的时刻。
在图5A中，LLC谐振变换器工作在CCM状态，第一计时器和第二计时器从第一时刻开始计时，从第一时刻开始，(默认上一开关周期计算的本开关周期的第一时间T1为0)当检测到漏源电压Vds达到第一阈值V1时，产生有效的控制信号SR_GATE以开通同步整流管，图5A中同步整流管开通后，在预设时间内不存在第一区间，所述同步整流管正式开通。所述第一区间为所述漏源电压Vds大于第二阈值V2，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于第二时间T2的区间。第一计时器和第二计时器的计时终点为第二时刻，所述第二时刻为从所述同步整流管正式开通时刻开始达到预设时间的时刻，在第二时刻，第一计时器和第二计时器的差值为0，因此下一周期的第一时间为0。在图5A中，漏源电压的振荡有超过第二阈值的情况，但漏源电压超过第二阈值的时间小于第二时间，故第二计时器不需要清零，此时的振荡可能是LLC谐振变换器的寄生参数造成的，忽略不处理。
从图5A到图5B，LLC谐振变换器的工作状态由CCM变成DCM，在图5B中，第一计时器和第二计时器从第一时刻开始计时，从第一时刻开始(上一周期计算的本周期的第一时间T1为0)，当检测到Vds<V1时，产生有效的控制信号SR_GATE以开通同步整流管，图5B中同步整流管开通后，在预设时间内所述漏源电压Vds达到第二阈值，且从所述漏源电压达到第二阈值的时刻开始，所述漏源电压高于第二阈值的时间达到第二时间T2，则判断同步整流管误开通，并产生无效的控制信号SR_GATE以关断所述同步整流管，第二计时器同时清零。当Vds小于0时，第二计时器再次开始计时。当检测到所述漏源电压Vds小于第一阈值，且漏源电压Vds小于第一阈值的时间大于第三时间T3，再次产生有效的控制信号SR_GATE以开通所述同步整流管。同步整流管再次开通后，在预设时间内不存在第一区间，所述同步整流管为正式开通。图5B中同步整流管误开通后再次开通时，不仅要漏源电压低于第一阈值，且要其低于第一阈值的时间达到第三时间才开通同步整流管，漏源电压低于第一阈值的时间小于第三时间不开通同步整流管，从而进一步防止了误开通。第一计时器和第二计时器的计时终点为第二时刻，在第二时刻，所述第一计时器和第二计时器的差值为ΔT，即下一开关周期的第一时间为ΔT。
图5C中LLC谐振变换器依然处于DCM状态，第一计时器和第二计时器从第一时刻开始计时，从第一时刻开始延迟第一时间ΔT后，当所述同步整流管的漏源电压Vds低于第一阈值V1时，产生有效的控制信号SR_GATE以开通所述同步整流管，图5C中同步整流管开通后，在预设时间内不存在第一区间，所述同步整流管为正式开通。第一计时器和第二计时器的计时终点为第二时刻，在第二时刻，所述第一计时器和第二计时器的差值为ΔT1，即下一周期的第一时间为ΔT1。
图5D和图5C中的工作过程相似，进入稳定工作状态，第一计时器和第二计时器从第一时刻开始计时，从第一时刻开始延迟第一时间ΔT1后，当所述同步整流管的漏源电压Vds低于第一阈值V1时，产生有效的控制信号SR_GATE以开通所述同步整流管，图5D中同步整流管开通后，在预设时间内不存在第一区间，所述同步整流管为正式开通。第一计时器和第二计时器的计时终点为第二时刻，在第二时刻，所述第一计时器和第二计时器的差值为ΔT2，即下一开关周期的第一时间为ΔT2。
需要注意的是，第二计时器在第一时刻和第二时刻中间计时，仅和漏源电压有关，和同步整流管的开通关断过程无关，如图5C和图5D中，在延迟的第一时间过程中，第二计时器依然在遵循计时原则(即若所述漏源电压达到第二阈值，且从所述漏源电压达到第二阈值的时刻开始，所述漏源电压高于第二阈值的时间达到第二时间时，所述第二计时器清零，当所述同步整流管的漏源电压小于零或小于所述第一阈值，所述第二计时器重新开始计时)，不断进行清零和重新计时。
图5中给出了本发明谐振变换器工作状态从CCM到DCM时控制电路实施例的工作波形图，系统从重载切换到轻载的控制电路的实施例工作波形图与图5类似，在这里不做赘述。本发明不仅仅针对从CCM到DCM以及从重载切换到轻载这两种情况引起的漏源电压振荡，也可以解决其他情况引起的漏源电压振荡进而引起的同步整流管误开通问题。
本发明一种控制方法，用于控制谐振变换器的同步整流管，其特征在于：
在当前开关周期中，从第一时刻开始延迟第一时间后，当所述同步整流管的漏源电压达到第一阈值时，开通所述同步整流管；
其中，所述第一时间根据上一开关周期所述同步整流管的工作状态生成。
所述第一时刻为当前开关周期中所述同步整流管的漏源电压第一次开始下降的时刻、所述同步整流管的漏源电压第一次下降到第一阈值的时刻和所述同步整流管的漏源电压第一次下降到零的时刻中的三者之一。
进一步的，所述第一时间根据上一开关周期中所述同步整流管的漏源电压生成。
具体的，所述第一时间和上一开关周期所述同步整流管开通过程中所述漏源电压大于第二阈值的时间正相关，所述第二阈值大于所述第一阈值。
优选的，所述第一时间和上一开关周期所述同步整流管开通过程中第一区间的数量和长度正相关；
所述第一区间为所述漏源电压大于第二阈值，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于第二时间的区间，所述第二阈值大于所述第一阈值。
进一步的，所述同步整流管开通后，若在预设时间内不存在第一区间，则判断所述同步整流管为正式开通，
其中，所述第一区间为所述漏源电压大于第二阈值，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于第二时间的区间，所述第二阈值大于所述第一阈值，所述预设时间大于第二时间。
进一步的，所述同步整流管开通后，在预设时间内若所述漏源电压达到第二阈值，且从所述漏源电压达到第二阈值的时刻开始，所述漏源电压高于第二阈值的时间达到第二时间，则判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管。
在当前开关周期中，1)若判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，需要再次开通所述同步整流管；
2)判断所述同步整流管再次开通是否为误开通，若为误开通，则执行步骤1)，直至所述同步整流管正式开通为止。
可选的，判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，当所述同步整流管的漏源电压低于第一阈值时，再次开通所述同步整流管。
优选的，在开关周期中，判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，当所述同步整流管的漏源电压达到第一阈值，且从所述漏源电压达到第一阈值的时刻开始，所述同步整流管的漏源电压低于第一阈值的时间达到第三时间，再次开通所述同步整流管。
可选的，利用第一计时器和第二计时器进行计时，
所述第一计时器的计时开始时刻为第一时刻，计时截止时刻为第二时刻；
所述第二计时器的计时开始时刻为第一时刻，若所述漏源电压达到第二阈值，且从所述漏源电压达到第二阈值的时刻开始，所述漏源电压高于第二阈值的时间达到第二时间时，所述第二计时器清零，当所述同步整流管的漏源电压小于零或小于所述第一阈值，所述第二计时器重新开始计时，所述第二计时器的计时截止时刻也为第二时刻，
当前周期中第一计时器和第二计时器的差值为下一周期的所述第一时间。
可选的，所述第二时刻为从所述同步整流管正式开通时刻开始达到预设时间的时刻；
在当前开关周期中，所述同步整流管开通后，若在预设时间内不存在第一区间，判断所述同步整流管为正式开通；
所述第一区间为所述漏源电压大于第二阈值，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于第二时间的区间。
依照本发明实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (25)

1.一种控制电路，用于控制谐振变换器的同步整流管，其特征在于：
所述控制电路被配置为在当前开关周期中，从第一时刻开始延迟第一时间后，当所述同步整流管的漏源电压达到第一阈值时，开通所述同步整流管；
其中，所述第一时间根据上一开关周期中所述同步整流管的工作状态生成。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述第一时间根据上一开关周期中所述同步整流管的漏源电压生成。
3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述第一时间和上一开关周期中所述同步整流管开通过程中所述漏源电压大于第二阈值的时间正相关，所述第二阈值大于所述第一阈值。
4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述第一时间和上一开关周期中所述同步整流管开通过程中第一区间的数量和长度正相关；
其中，所述第一区间为所述漏源电压大于第二阈值，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于第二时间的区间，所述第二阈值大于所述第一阈值。
5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述同步整流管开通后，若在预设时间内不存在第一区间，则判断所述同步整流管为正式开通；
其中，所述第一区间为所述漏源电压大于第二阈值，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于第二时间的区间，所述第二阈值大于所述第一阈值，所述预设时间大于所述第二时间。
6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于：所述同步整流管开通后，在预设时间内若所述漏源电压达到第二阈值，且从所述漏源电压达到第二阈值的时刻开始，所述漏源电压高于第二阈值的时间达到第二时间，则判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管。
7.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于：在当前开关周期中，若判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，需要再次开通所述同步整流管，并再次判断所述同步整流管是否为误开通，直至所述同步整流管正式开通为止。
8.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于：判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，当所述同步整流管的漏源电压低于所述第一阈值时，再次开通所述同步整流管。
9.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于：判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管关断后，当所述同步整流管的漏源电压达到所述第一阈值，且从所述漏源电压达到所述第一阈值的时刻开始，所述同步整流管的漏源电压低于所述第一阈值的时间达到第三时间，再次开通所述同步整流管。
10.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于：所述控制电路包括：
第一计时器，计时开始时刻为第一时刻，计时截止时刻为第二时刻；
第二计时器，计时开始时刻为第一时刻，若所述漏源电压达到第二阈值，且从所述漏源电压达到第二阈值的时刻开始，所述漏源电压高于第二阈值的时间达到第二时间时，所述第二计时器清零，当所述同步整流管的漏源电压小于零或小于所述第一阈值，所述第二计时器重新开始计时，所述第二计时器的计时截止时刻也为第二时刻，
当前周期中第一计时器和第二计时器的差值为下一周期的所述第一时间。
11.根据权利要求10所述的控制电路，其特征在于：所述第二时刻为从所述同步整流管正式开通时刻开始达到预设时间的时刻；
在当前开关周期中，所述同步整流管开通后，若在所述预设时间内不存在第一区间，判断所述同步整流管为正式开通；
其中，所述第一区间为所述漏源电压大于第二阈值，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于所述第二时间的区间。
12.根据权利要求1或10所述的控制电路，其特征在于：所述第一时刻为当前开关周期中所述同步整流管的漏源电压第一次开始下降的时刻、所述同步整流管的漏源电压第一次下降到第一阈值的时刻和所述同步整流管的漏源电压第一次下降到零的时刻中的三者之一。
13.一种控制方法，用于控制谐振变换器的同步整流管，其特征在于：
在当前开关周期中，从第一时刻开始延迟第一时间后，当所述同步整流管的漏源电压达到第一阈值时，开通所述同步整流管；
其中，所述第一时间根据上一开关周期中所述同步整流管的工作状态生成。
14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于：所述第一时间根据上一开关周期中所述同步整流管的漏源电压生成。
15.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于：所述第一时间和上一开关周期中所述同步整流管开通过程中所述漏源电压大于第二阈值的时间正相关，所述第二阈值大于所述第一阈值。
16.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于：所述第一时间和上一开关周期中所述同步整流管开通过程中第一区间的数量和长度正相关；
所述第一区间为所述漏源电压大于第二阈值，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于第二时间的区间，所述第二阈值大于所述第一阈值。
17.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于：所述同步整流管开通后，若在预设时间内不存在第一区间，则判断所述同步整流管为正式开通，
其中，所述第一区间为所述漏源电压大于第二阈值，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于第二时间的区间，所述第二阈值大于所述第一阈值，所述预设时间大于所述第二时间。
18.根据权利要求17所述的控制方法，其特征在于：所述同步整流管开通后，在预设时间内若所述漏源电压达到第二阈值，且从所述漏源电压达到第二阈值的时刻开始，所述漏源电压高于第二阈值的时间达到第二时间，则判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管。
19.根据权利要求18所述的控制方法，其特征在于：在当前开关周期中，1)若判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，需要再次开通所述同步整流管；
2)判断所述同步整流管再次开通是否为误开通，若为误开通，则执行步骤1)，直至所述同步整流管正式开通为止。
20.根据权利要求19所述的控制方法，其特征在于：判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，当所述同步整流管的漏源电压低于所述第一阈值时，再次开通所述同步整流管。
21.根据权利要求19所述的控制方法，其特征在于：在开关周期中，判断所述同步整流管为误开通并关断所述同步整流管后，当所述同步整流管的漏源电压达到所述第一阈值，且从所述漏源电压达到所述第一阈值的时刻开始，所述同步整流管的漏源电压低于所述第一阈值的时间达到第三时间，再次开通所述同步整流管。
22.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于：
利用第一计时器和第二计时器进行计时，
所述第一计时器的计时开始时刻为第一时刻，计时截止时刻为第二时刻；
所述第二计时器的计时开始时刻为第一时刻，若所述漏源电压达到第二阈值，且从所述漏源电压达到第二阈值的时刻开始，所述漏源电压高于第二阈值的时间达到第二时间时，所述第二计时器清零，当所述同步整流管的漏源电压小于零或小于所述第一阈值，所述第二计时器重新开始计时，所述第二计时器的计时截止时刻也为第二时刻，
当前周期中第一计时器和第二计时器的差值为下一周期的所述第一时间。
23.根据权利要求22所述的控制方法，其特征在于：所述第二时刻为从所述同步整流管正式开通时刻开始达到预设时间的时刻；
在当前开关周期中，所述同步整流管开通后，若在所述预设时间内不存在第一区间，判断所述同步整流管为正式开通；
所述第一区间为所述漏源电压大于第二阈值，且所述漏源电压大于第二阈值的时间大于第二时间的区间。
24.根据权利要求13或22所述的控制方法，其特征在于：所述第一时刻为当前开关周期中所述同步整流管的漏源电压第一次开始下降的时刻、所述同步整流管的漏源电压第一次下降到第一阈值的时刻和所述同步整流管的漏源电压第一次下降到零的时刻中的三者之一。
25.一种谐振变换模块，其特征在于，包括：谐振变换器和权利要求1-12任意一项所述的控制电路。
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