CN113179034A - 同步整流控制电路 - Google Patents

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CN113179034A CN202110452190.0A CN202110452190A CN113179034A CN 113179034 A CN113179034 A CN 113179034A CN 202110452190 A CN202110452190 A CN 202110452190A CN 113179034 A CN113179034 A CN 113179034A
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刘祖贵
杨威
兰勇
龚瑾荣
付中辉
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Great Wall Power Technology Co ltd
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Abstract

本申请适用于同步整流技术领域，提供了一种同步整流控制电路，上述同步整流控制电路包括电流采集电路和逻辑驱动电路。通过电流采集电路采集变压器线圈的工作电流，并根据所述工作电流输出交流信号。然后逻辑驱动电路根据所述交流信号输出第一控制信号和第二控制信号，控制同步整流桥对变压器次级线圈输出的电流进行整流。相对于传统的同步整流驱动技术，本申请实施例提供的同步整流控制电路不需要复杂的程序设计，而是依靠硬件电路生成同步整流桥的驱动信号实现精准的同步整流控制，从而降低了同步整流控制技术的设计难度。

Description

同步整流控制电路
技术领域
本申请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MOSFET管金属氧化层半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金属氧化层半导体场效应晶体管)取代二极管，以降低整流损耗。
当MOSFET管的源极到漏极流过正向电流时，MOSFET管被PWM(pulse widthmodulation，脉冲宽度调制)信号驱动打开，MOSFET管的导通内阻远小于二极管正向压降。当MOSFET管的源极到漏极流过反向电流时，MOSFET管被PWM驱动关断，反向电流截止。
传统的同步整流驱动技术采用预设编程方式，利用程序算法生成PWM信号实现对同步整流桥的控制，但该方式存在前期设计难度大的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种同步整流控制电路，可以解决传统同步整流驱动技术设计难度大的问题。
本申请实施例提供了一种同步整流控制电路，包括：
电流采集电路，用于采集变压器线圈的工作电流，并根据所述工作电流输出交流信号；以及
逻辑驱动电路，与所述电流采集电路电连接，用于根据接收到的所述交流信号输出第一控制信号和第二控制信号；
所述第一控制信号和所述第二控制信号用于控制同步整流桥对变压器次级线圈输出的电流进行整流。
一种可能的实现方式中，所述电流采集电路包括电流互感器，所述电流互感器的初级线圈与变压器线圈串联，所述电流互感器的次级线圈与所述逻辑驱动电路电连接，所述变压器线圈为变压器的初级线圈或次级线圈。
一种可能的实现方式中，所述逻辑驱动电路包括：
整流单元，与所述电流采集电路电连接，用于根据所述交流信号输出第一电流信号和第二电流信号；
第一逻辑单元，与所述整流单元电连接，用于根据所述第一电流信号输出第一逻辑信号；
第二逻辑单元，与所述整流单元电连接，用于根据所述第二电流信号输出第二逻辑信号；
驱动单元，分别与所述第一逻辑单元和所述第二逻辑单元电连接，用于根据所述第一逻辑信号输出第一控制信号，根据所述第二逻辑信号输出第二控制信号。
一种可能的实现方式中，所述整流单元包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；
所述第一二极管的阳极分别与所述第四二极管的阴极和变压器次级线圈的第一端电连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第一逻辑单元的第一端、所述第二逻辑单元的第一端和所述第二二极管的阴极电连接；所述第二二极管的阳极分别与所述第三二极管的阴极和变压器次级线圈的第二端电连接，所述第三二极管的阳极与所述第一逻辑单元的第二端电连接，所述第四二极管的阳极与所述第二逻辑单元的第二端电连接。
一种可能的实现方式中，所述第一逻辑单元包括第一三极管和第一电阻；
所述第一三极管的基极分别与所述第一电阻的第一端和所述第一二极管的阴极电连接，所述第一三极管的集电极与所述驱动单元电连接，所述第一三极管的发射极分别与所述第一电阻的第二端和所述第三二极管的阳极电连接。
一种可能的实现方式中，所述第一逻辑单元还包括第三三极管；
所述第三三极管的基极与所述第一三极管的集电极电连接，所述第三三极管的集电极与所述第一三极管的发射极电连接，所述第三三极管的发射极与所述第一三极管的基极电连接。
一种可能的实现方式中，所述第二逻辑单元包括第二三极管和第二电阻；
所述第二三极管的基极分别与所述第二电阻的第一端和所述第二二极管的阴极电连接，所述第二三极管的集电极与所述驱动单元电连接，所述第二三极管的发射极分别与所述第二电阻的第二端和所述第四二极管的阳极电连接。
一种可能的实现方式中，所述第二逻辑单元还包括第四三极管；
所述第四三极管的基极与所述第二三极管的集电极电连接，所述第四三极管的集电极与所述第二三极管的发射极电连接，所述第四三极管的发射极与所述第二三极管的基极电连接。
一种可能的实现方式中，所述驱动单元包括非门电路；
所述非门电路分别与所述第一逻辑单元和所述第二逻辑单元电连接，用于对所述第一逻辑信号进行逻辑非运算后输出所述第一控制信号，对所述第二逻辑信号进行逻辑非运算后输出第二控制信号。
一种可能的实现方式中，所述逻辑驱动电路还包括电流采样电阻；
所述电流采样电阻的第一端与所述整流单元电连接，所述电流采样电阻的第二端分别与所述第一逻辑单元、所述第二逻辑单元和地电连接；所述电流采样电阻用于采集所述整流单元的第一电流信号和第二电流信号。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
通过电流采集电路采集变压器线圈的工作电流，并根据所述工作电流输出交流信号。然后逻辑驱动电路根据所述交流信号输出第一控制信号和第二控制信号，控制同步整流桥对变压器次级线圈输出的电流进行整流。相对于传统的同步整流驱动技术，本申请实施例提供的同步整流控制电路不需要复杂的程序设计，而是依靠硬件电路生成同步整流桥的驱动信号(第一控制信号和第二控制信号)实现精准的同步整流控制，从而降低了同步整流控制技术的设计难度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是本申请一实施例提供的同步整流控制电路的结构框图；
图2是本申请一实施例提供的同步整流控制电路的电路连接示意图；
图3是本申请另一实施例提供的同步整流控制电路的电路连接示意图；
图4是本申请另一实施例提供的同步整流控制电路的电路连接示意图；
图5是本申请一实施例提供的同步整流系统的电路连接示意图；
图6是本申请一实施例提供的同步整流的时序图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当…时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
图1示出了本申请一实施例提供的同步整流控制电路的结构框图。参见图1所示，同步整流控制电路包括电流采集电路100和逻辑驱动电路200。
其中，电流采集电路100分别与变压器300和逻辑驱动电路200电连接，逻辑驱动电路200与同步整流桥400电连接。
具体地，通过电流采集电路100采集变压器300线圈的工作电流，并根据所述工作电流输出交流信号。然后逻辑驱动电路200根据所述交流信号输出第一控制信号和第二控制信号，控制同步整流桥400对变压器300次级线圈输出的电流进行整流。相对于传统的同步整流驱动技术，本申请实施例提供的同步整流控制电路不需要复杂的程序设计，而是依靠硬件电路生成同步整流桥400的驱动信号(第一控制信号和第二控制信号)实现精准的同步整流控制，从而降低了同步整流控制技术的设计难度。
本申请的一个实施例中，电流采集电路100包括电流互感器CT，电流互感器CT的初级线圈与变压器300线圈串联，电流互感器CT的次级线圈与逻辑驱动电路200电连接，变压器300线圈为变压器的初级线圈或次级线圈。
具体地，电流互感器CT可以采集变压器300初级线圈或次级线圈的工作电流，并根据工作电流输出交流信号。
图2示出了本申请一实施例提供的同步整流控制电路的电路连接示意图。参见图2所示，逻辑驱动电路200包括整流单元201、第一逻辑单元202、第二逻辑单元203和驱动单元204。
其中，整流单元201与电流采集电路100电连接，由于电流采集电路100输出交流信号，整流单元201根据交流信号输出第一电流信号和第二电流信号，其中，第一电流信号和第二电流信号的电流流向不同。第一逻辑单元202与整流单元201电连接，用于接收整流单元201输出的第一电流信号，并根据第一电流信号输出第一逻辑信号。第二逻辑单元203与整流单元201电连接，用于接收整流单元201输出的第二电流信号，并根据第二电流信号输出第二逻辑信号。逻辑驱动单元204分别与第一逻辑单元202和第二逻辑单元203电连接，接收第一逻辑信号和第二逻辑信号，并根据第一逻辑信号输出第一控制信号，根据第二逻辑信号输出第二控制信号。第一控制信号和第二控制信号共同对同步整流桥400进行控制，使同步整流桥400能够对变压器300次级线圈输出的电流进行整流。
本申请的一个实施例中，如图2所示，整流单元201包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4。
其中，第一二极管D1的阳极分别与第四二极管D4的阴极和变压器300次级线圈的第一端电连接，第一二极管D1的阴极分别与第一逻辑单元202的第一端、第二逻辑单元203的第一端和第二二极管D2的阴极电连接。第二二极管D2的阳极分别与第三二极管D3的阴极和变压器300次级线圈的第二端电连接，第三二极管D3的阳极与第一逻辑单元202的第二端电连接，第四二极管D4的阳极与第二逻辑单元203的第二端电连接。
具体地，由于电流互感器CT采集变压器300工作电流输出交流信号，整流单元201根据交流信号周期性的输出第一电流信号和第二电流信号。整流单元201输出第一电流信号时，其输出的第一电流信号由零逐渐变大到峰值电流，再由峰值电流之间减小到零。当第一电流信号由峰值电流减小到零后，整流单元201开始输出第二电流信号，其输出的第二电流信号由零逐渐变大到峰值电流，再由峰值电流之间减小到零。由此，整理单元根据交流信号输出周期性的第一电流信号和第二电流信号。整流单元201输出的第一电流信号和第二电流信号可以分别控制第一逻辑单元202和第二逻辑单元203，使第一逻辑单元202输出第一逻辑信号，使第二逻辑单元203输出第二逻辑信号。
示例性的，当整流单元201输出第一电流信号时，第一二极管D1、第三二极管D3和第一逻辑单元202形成通路，此时第一逻辑单元202输出第一逻辑信号为高电平信号；第二逻辑单元203的电路中没有电流，第二逻辑单元203输出的第二逻辑信号为低电平信号。当整流单元201输出第二电流信号时，第二二极管D2、第四二极管D4和第二逻辑单元203形成通路，此时第二逻辑单元203输出第二逻辑信号为高电平信号；第一逻辑单元202的电路中没有电流，第一逻辑单元202输出的第一逻辑信号为低电平信号。
本申请的一个实施例中，如图2所示，第一逻辑单元202包括第一三极管Q1和第一电阻R1。第一三极管Q1的基极分别与第一电阻R1的第一端和第一二极管D1的阴极电连接，第一三极管Q1的集电极与驱动单元204电连接，第一三极管Q1的发射极分别与第一电阻R1的第二端和第三二极管D3的阳极电连接。
具体地，第一电阻R1为第一三极管Q1的基极偏置电阻。当整流单元201输出第一电流信号时，第一二极管D1、第三二极管D3和第一逻辑单元202形成通路。第一电流信号由零逐渐变大到峰值电流，再由峰值电流之间减小到零。当第一电流信号大于等于第一三极管Q1的饱和电流时，第一三极管Q1导通输出的第一逻辑信号为低电平信号；当第一电流信号小于第一三极管Q1的饱和电流时，第一三极管Q1处于关断状态。
本申请的一个实施例中，如图3所示，第一逻辑单元202还包括第五二极管D5。第五二极管D5的阳极与第一三极管Q1的基极电连接，第五二极管D5的阴极与第一三极管Q1的集电极电连接。
具体地，当第一三极管Q1导通时，第一三极管Q1基极与发射极之间电压VBE约为0.7V，发射极与集电极之间电压VCE约为0.3V。随着第一电流信号的逐渐变大，通过第一三极管Q1基极的电流也逐渐变大，第一三极管Q1的基极与发射极之间的电压VBE也逐渐变大，使第一三极管Q1进入深度饱和区，导致第一三极管Q1关断时退饱和相对较慢，造成关断延时大，不利于对同步整流桥400高速的驱动。同时第一三极管Q1基极能承受的电流有限，基极电流过大会产生电流应力问题。为了解决上述问题，在第一三极管Q1的集电极与基极之间设置第五二极管D5，第五二极管D5的导通压降Vf约为0.2V，而VBC＝VBE-VCE＝0.4V>Vf，第五二极管D5导通将一部分基极电流分流到集电极，减小第一三极管Q1基极电流应力，且第一三极管Q1的基极电压Vb也会被第五二极管D5嵌位在0.7V左右，避免VBE持续升高使第一三极管Q1进入深度饱和区。
本申请的一个实施例中，如图4所示，第一逻辑单元202还包括第三三极管Q3。第三三极管Q3的基极与第一三极管Q1的集电极电连接，第三三极管Q3的集电极与第一三极管Q1的发射极电连接，第三三极管Q3的发射极与第一三极管Q1的基极电连接。
具体地，随着第一三极管Q1基极与发射极之间电压VBE逐渐增大，第一三极管Q1基极与集电极之间的电压VBC也变大，当第一三极管Q1基极与集电极之间的电压VBC大于第三三极管Q3阈值电压时，第三三极管Q3导通，一方面将第一三极管Q1的基极电流分流到第三三极管Q3的集电极，另一方面将第一三极管Q1基极与发射极之间电压VBE嵌位在0.7V左右，避免第一三极管Q1进入深度饱和区。
本申请的一个实施例中，如图2所示，第二逻辑单元203包括第二三极管Q2和第二电阻R2。第二三极管Q2的基极分别与第二电阻R2的第一端和第二二极管D2的阴极电连接，第二三极管Q2的集电极与驱动单元204电连接，第二三极管Q2的发射极分别与第二电阻R2的第二端和第四二极管D4的阳极电连接。
具体地，第二电阻R2为第二三极管Q2的基极偏置电阻。当整流单元201输出第二电流信号时，第二二极管D2、第四二极管D4和第二逻辑单元203形成通路。第二电流信号由零逐渐变大到峰值电流，再由峰值电流之间减小到零。当第二电流信号大于等于第二三极管Q2的饱和电流时，第二三极管Q2导通输出的第二逻辑信号为低电平信号；当第二电流信号小于第二三极管Q2的饱和电流时，第二三极管Q2处于关断状态。
本申请的一个实施例中，如图3所示，第二逻辑单元203还包括第六二极管D6。第六二极管D6的阳极与第二三极管Q2的基极电连接，第六二极管D6的阴极与第二三极管Q2的集电极电连接。
具体地，当第二三极管Q2导通时，第二三极管Q2基极与发射极之间电压VBE约为0.7V，发射极与集电极之间电压VCE约为0.3V。随着第二电流信号的逐渐变大，通过第二三极管Q2基极的电流也逐渐变大，第二三极管Q2的基极与发射极之间的电压VBE也逐渐变大，使第二三极管Q2进入深度饱和区，导致第二三极管Q2关断时退饱和相对较慢，造成关断延时大，不利于对同步整流桥400高速的驱动。同时第二三极管Q2基极能承受的电流有限，基极电流过大会产生电流应力问题。为了解决上述问题，在第二三极管Q2的集电极与基极之间设置第六二极管D6，第六二极管D6的导通压降Vf约为0.2V，而VBC＝VBE-VCE＝0.4V>Vf，第六二极管D6导通将一部分基极电流分流到集电极，减小第二三极管Q2基极电流应力，且第二三极管Q2的基极电压Vb也会被第六二极管D6嵌位在0.7V左右，避免VBE持续升高使第二三极管Q2进入深度饱和区。
本申请的一个实施例中，如图4所示，第二逻辑单元203还包括第四三极管Q4。第四三极管Q4的基极与第二三极管Q2的集电极电连接，第四三极管Q4的集电极与第二三极管Q2的发射极电连接，第四三极管Q4的发射极与第二三极管Q2的基极电连接。
具体地，随着第二三极管Q2基极与发射极之间电压VBE逐渐增大，第二三极管Q2基极与集电极之间的电压VBC也变大，当第二三极管Q2基极与集电极之间的电压VBC大于第四三极管Q4阈值电压时，第四三极管Q4导通，一方面将第二三极管Q2的基极电流分流到第四三极管Q4的集电极，另一方面将第二三极管Q2基极与发射极之间电压VBE嵌位在0.7V左右，避免第二三极管Q2进入深度饱和区。
本申请的一个实施例中，如图2所示，驱动单元204包括非门电路。非门电路分别与第一逻辑单元202和第二逻辑单元203电连接，用于对第一逻辑信号进行逻辑非运算后输出第一控制信号，对第二逻辑信号进行逻辑非运算后输出第二控制信号。
具体地，当第一逻辑信号为低电平时，经过非门电路运算后输出的第一控制信号为高电平信号；当第一逻辑信号为断路信号时，经过非门电路运算后输出的第一控制信号为低电平信号。当第二逻辑信号为低电平时，经过非门电路运算后输出的第二控制信号为高电平信号；当第二逻辑信号为断路信号时，经过非门电路运算后输出的第二控制信号为低电平信号。
本申请的一个实施例中，如图2所示，逻辑驱动电路200还包括电流采样电阻R3。电流采样电阻R3的第一端与整流单元201电连接，电流采样电阻R3的第二端分别与第一逻辑单元202、第二逻辑单元203和地电连接，电流采样电阻R3用于采集整流单元201的第一电流信号和第二电流信号。
具体地，电流采样电阻R3可以采集逻辑驱动电路200的工作电流，以便工作人员能够实时了解电流的工作状态。
为了清楚说明同步整流控制电路的工作原理，下面以具体的实施例进行说明。
图5示出了本申请一实施例提供的同步整流系统的电路连接示意图。参见图5所示，同步整流系统包括供电电路、电流采集电路100、逻辑驱动电路200和同步整流桥400。
其中，供电电路包括供电电源DC、第一开关管S1、第二开关管S2、第一电感Lr、第二电感Lm、第一电容Cr和变压器T。第一开关管S1的漏极与供电电源DC的正极电连接，第一开关管S1的源极分别与第一电感Lr的第一端和第二开关管S2的漏极电连接。变压器T初级线圈的第一端分别与第一电感Lr的第二端和第二电感Lm的第一端电连接，变压器T初级线圈的第二端分别与第二电感Lm的第二端和第一电容Cr的第一端电连接。第一电容Cr的第二端分别与第二开关管S2的源极和供电电源DC的负极电连接。
电流采集电路100包括电流互感器CT，电流互感器CT可以与变压器T的初级线圈或次级线圈串联，在图5中，以电流互感器CT与变压器T次级线圈串联为例说明。
同步整流桥400包括第三开关管S3、第四开关管S4、第五开关管S5、第六开关管S6和第二电容Co。第三开关管S3的漏极分别与第四开关管S4的漏极和第二电容Co的第一端电连接，第三开关管S3的源极分别与电流互感器CT和第六开关管S6的漏极电连接。第四开关管S4的源极分别与第五开关管S5的漏极和变压器T次级线圈电连接。第五开关管S5的源极分别与第六开关管S6的源极和第二电容Co的第二端电连接。
逻辑驱动电路200包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻、第一三极管Q1、第二三极管Q2和非门电路。第一二极管D1的阳极分别与第四二极管D4的阴极和变压器T次级线圈的第一端电连接，第一二极管D1的阴极分别与第三电阻的第一端和第二二极管D2的阴极电连接。第三电阻的第二端分别与第一三极管Q1的基极、第二三极管Q2的基极第一电阻R1的第一端和第二电阻R2的第一端电连接。第一电阻R1的第二端分别与第一三极管Q1的发射极和第三二极管D3的阳极电连接，第二电阻R2的第二端分别与第二三极管Q2的发射极和第四二极管D4的阳极电连接。第二二极管D2的阳极分别与第三二极管D3的阴极和变压器T次级线圈的第二端电连接。非门电路的第一输入端与第一三极管Q1的集电极电连接，非门电路的第二输入端与第二三极管Q2的集电极电连接，非门电路的第一输出端分别与第三开关管S3的栅极和第五开关管S5的栅极电连接，非门电路的第二输出端分别与第四开关管S4的栅极和第六开关管S6的栅极电连接。
图5所示同步整流系统的单个工作周期可以分为6个阶段。
第一阶段(t0-t1时刻)，第一开关管S1导通且第二开关管S2断开，变压器T的次级线圈、第三开关管S3、第二电容Co和第五二极管D5构成闭合回路。变压器T次级线圈的电流流过电流互感器CT的初级线圈，使电流互感器CT的次级线圈产生感应电压，此时电流互感器CT的次级线圈、第一二极管D1、第三电阻、第一电阻R1和第三二极管D3构成闭合回路。电流互感器CT次级线圈的感应电压在闭合回路中形成电流iCT1B，且电流iCT1B由零逐渐变大，当电流iCT1B大于等于第一三极管Q1的饱和电流Ith时，第一三极管Q1导通。导通后的第一三极管Q1输出低电平信号(第一逻辑信号)，低电平信号经过非门电路后变为高电平信号(第一控制信号SR_PWM1)。在高电平信号SR_PWM1的驱动下，第三开关管S3和第五开关管S5处于导通状态。
在此期间，第二二极管D2和第四承受反压关断，没有电流经过第二三极管Q2的基极偏置电阻(第二电阻R2)，第二三极管Q2处于断开状态，此时非门电路的第二输出端输出的第二控制信号SR_PWM2为低电平信号，第四开关管S4和第六开关管S6处于断开状态。
第二阶段(t1-t2时刻)，第一开关管S1导通且第二开关管S2断开，电流iCT1B由等于饱和电流Ith逐渐变大到峰值电流，然后再由峰值电流逐渐减小到饱和电流Ith，在此期间第一三极管Q1始终处于导通状态，第二三极管Q2始终处于断开状态。进而第三开关管S3和第五开关管S5始终处于导通状态，第四开关管S4和第六开关管S6始终处于断开状态。
第三阶段(t2-t3时刻)，第一开关管S1导通且第二开关管S2断开，电流iCT1B由等于饱和电流Ith逐渐减小到零，第一三极管Q1断开，第一控制信号SR_PWM1变为低电平，第三开关管S3和第五开关管S5由导通变为断开。此时，变压器T次级线圈的电流经过第三开关管S3和第五开关管S5的体二极管续流。
第四阶段(t3-t4时刻)，第一开关管S1断开且第二开关管S2导通，变压器T次级线圈、第四开关管S4、第二电容Co和第六开关管S6构成闭合回路。变压器T次级线圈的电流流过电流互感器CT的初级线圈，使电流互感器CT的次级线圈产生感应电压，此时电流互感器CT的次级线圈、第二二极管D2、第二电阻R2和第四二极管D4构成闭合回路。电流互感器CT的次级线圈的感应电压在闭合回路中形成电流iCT1B，且电流iCT1B由零逐渐变大，当电流iCT1B大于等于第二三极管Q2的饱和电流Ith时，第二三极管Q2导通。导通后的第二三极管Q2输出低电平信号(第二逻辑信号)，低电平信号经过非门电路后变为高电平信号(第二控制信号SR_PWM2)。在高电平信号SR_PWM2的驱动下，第四开关管S4和第六开关管S6处于导通状态。
在此期间，第一二极管D1和第三承受反压关断，没有电流经过第一三极管Q1的基极偏置电阻(第一电阻R1)，第一三极管Q1处于断开状态，此时非门电路的第一输出端输出的第一控制信号SR_PWM1为低电平信号，第三开关管S3和第五开关管S5处于断开状态。
第五阶段(t4-t5时刻)，第一开关管S1断开且第二开关管S2导通，电流iCT1B由等于饱和电流Ith逐渐变大到峰值电流，然后再由峰值电流逐渐减小到饱和电流Ith，在此期间第二三极管Q2始终处于导通状态，第一三极管Q1始终处于断开状态。进而第四开关管S4和第六开关管S6始终处于导通状态，第三开关管S3和第五开关管S5始终处于断开状态，。
第六阶段(t5-t6时刻)，第一开关管S1断开且第二开关管S2导通，电流iCT1B由等于饱和电流Ith逐渐减小到零，第二三极管Q2断开，第二控制信号SR_PWM2变为低电平，第四开关管S4和第六开关管S6由导通变为断开。此时，变压器T次级线圈的电流经过第四开关管S4和第六开关管S6的体二极管续流。
同步整流系统工作时重复循环执行上述的第一阶段至第六阶段，即可以实现精准的同步整流，同步整流系统工作的时序图如图6所示，图6中S1和S2分别为第一开关管S1和第二开关管S2的控制信号的电平，iLr为供电电路中的电流，im为流经第二电感Lm的电流，Vsw为供电电路中第一开关管S1源极电压，iSR为流经同步整流桥400的电流，SR_PWM1为第一控制信号，SR_PWM2为第二控制信号，id为流经第二电容Co的电流。
本申请实施例的同步整流系统使用硬件电路实现精准的同步整流，无需进行复杂的变成设计，从而降低了前期的设计难度。
本申请实施例还公开了一种整流装置，包括上述的同步整流控制电路。本实施例提供的整流装置利用硬件电路实现精准的同步整流，无需进行复杂的变成设计，从而降低了前期的设计难度。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种同步整流控制电路，其特征在于，包括：
电流采集电路，用于采集变压器线圈的工作电流，并根据所述工作电流输出交流信号；以及
逻辑驱动电路，与所述电流采集电路电连接，用于根据接收到的所述交流信号输出第一控制信号和第二控制信号；
所述第一控制信号和所述第二控制信号用于控制同步整流桥对变压器次级线圈输出的电流进行整流。
2.根据权利要求1所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述电流采集电路包括电流互感器，所述电流互感器的初级线圈与所述变压器线圈串联，所述电流互感器的次级线圈与所述逻辑驱动电路电连接，所述变压器线圈为变压器的初级线圈或次级线圈。
3.根据权利要求1所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述逻辑驱动电路包括：
整流单元，与所述电流采集电路电连接，用于根据所述交流信号输出第一电流信号和第二电流信号；
第一逻辑单元，与所述整流单元电连接，用于根据所述第一电流信号输出第一逻辑信号；
第二逻辑单元，与所述整流单元电连接，用于根据所述第二电流信号输出第二逻辑信号；
驱动单元，分别与所述第一逻辑单元和所述第二逻辑单元电连接，用于根据所述第一逻辑信号输出第一控制信号，根据所述第二逻辑信号输出第二控制信号。
4.根据权利要求3所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述整流单元包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；
所述第一二极管的阳极分别与所述第四二极管的阴极和变压器次级线圈的第一端电连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第一逻辑单元的第一端、所述第二逻辑单元的第一端和所述第二二极管的阴极电连接；所述第二二极管的阳极分别与所述第三二极管的阴极和变压器次级线圈的第二端电连接，所述第三二极管的阳极与所述第一逻辑单元的第二端电连接，所述第四二极管的阳极与所述第二逻辑单元的第二端电连接。
5.根据权利要求4所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述第一逻辑单元包括第一三极管和第一电阻；
所述第一三极管的基极分别与所述第一电阻的第一端和所述第一二极管的阴极电连接，所述第一三极管的集电极与所述驱动单元电连接，所述第一三极管的发射极分别与所述第一电阻的第二端和所述第三二极管的阳极电连接。
6.根据权利要求5所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述第一逻辑单元还包括第三三极管；
所述第三三极管的基极与所述第一三极管的集电极电连接，所述第三三极管的集电极与所述第一三极管的发射极电连接，所述第三三极管的发射极与所述第一三极管的基极电连接。
7.根据权利要求4所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述第二逻辑单元包括第二三极管和第二电阻；
所述第二三极管的基极分别与所述第二电阻的第一端和所述第二二极管的阴极电连接，所述第二三极管的集电极与所述驱动单元电连接，所述第二三极管的发射极分别与所述第二电阻的第二端和所述第四二极管的阳极电连接。
8.根据权利要求7所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述第二逻辑单元还包括第四三极管；
所述第四三极管的基极与所述第二三极管的集电极电连接，所述第四三极管的集电极与所述第二三极管的发射极电连接，所述第四三极管的发射极与所述第二三极管的基极电连接。
9.根据权利要求3所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述驱动单元包括非门电路；
所述非门电路分别与所述第一逻辑单元和所述第二逻辑单元电连接，用于对所述第一逻辑信号进行逻辑非运算后输出所述第一控制信号，对所述第二逻辑信号进行逻辑非运算后输出第二控制信号。
10.根据权利要求3至9任一项所述的同步整流控制电路，其特征在于，所述逻辑驱动电路还包括电流采样电阻；
所述电流采样电阻的第一端与所述整流单元电连接，所述电流采样电阻的第二端分别与所述第一逻辑单元、所述第二逻辑单元和地电连接；所述电流采样电阻用于采集所述整流单元的第一电流信号和第二电流信号。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115811237A (zh) * 2023-01-17 2023-03-17 长城电源技术有限公司 同步整流控制电路及控制方法

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010028570A1 (en) * 2000-02-25 2001-10-11 Mullett Charles E. Converter output regulation via channel resistance modulation of synchronous rectifiers
CN1764053A (zh) * 2004-10-22 2006-04-26 三星电机株式会社 具有同步整流器的回扫变换器
US20090262560A1 (en) * 2008-04-22 2009-10-22 Guichao Hua Current Controlled Synchronous Rectifying Drive Circuit
CN101902138A (zh) * 2010-07-19 2010-12-01 浙江大学 一种电流控制型同步整流驱动电路
CN102255287A (zh) * 2011-07-26 2011-11-23 深圳市核达中远通电源技术有限公司 一种防止反灌电流的电路
CN102333403A (zh) * 2011-06-29 2012-01-25 林万炯 Led冲击保护电路
TW201220666A (en) * 2010-11-01 2012-05-16 Cincon Electronics Co Ltd which is suitable for use in various power conversion topologies to replace the function of a rectifying diode
CN102957304A (zh) * 2011-08-29 2013-03-06 比亚迪股份有限公司 一种三极管的驱动电路及其驱动方法
CN103475195A (zh) * 2013-08-29 2013-12-25 华为技术有限公司 一种同步整流控制电路及同步整流控制方法
CN104167940A (zh) * 2014-07-01 2014-11-26 华南理工大学 用于移相全桥同步整流电路的驱动电路及其控制方法
CN204290718U (zh) * 2014-11-13 2015-04-22 中国长城计算机深圳股份有限公司 一种Buck变换器及其反流控制电路
CN105703642A (zh) * 2016-03-11 2016-06-22 广州金升阳科技有限公司 一种同步整流控制电路、方法及应用其的开关电源
CN106300921A (zh) * 2015-06-01 2017-01-04 中兴通讯股份有限公司 同步整流管驱动方法、同步整流管电路和开关电源
US20170025965A1 (en) * 2015-07-23 2017-01-26 General Electric Company Circuits and methods for synchronous rectification in resonant converters
CN106385009A (zh) * 2016-11-30 2017-02-08 东南大学 一种应用于igbt的整形保护电路
CN206060567U (zh) * 2016-08-12 2017-03-29 杭州中恒电气股份有限公司 一种同步整流管驱动控制电路
CN207184348U (zh) * 2017-07-13 2018-04-03 无锡市金赛德电子有限公司 一种反激式分立型同步整流电路
CN109768711A (zh) * 2019-02-28 2019-05-17 深圳市西林电气技术有限公司 一种同步整流控制电路及方法

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010028570A1 (en) * 2000-02-25 2001-10-11 Mullett Charles E. Converter output regulation via channel resistance modulation of synchronous rectifiers
CN1764053A (zh) * 2004-10-22 2006-04-26 三星电机株式会社 具有同步整流器的回扫变换器
US20090262560A1 (en) * 2008-04-22 2009-10-22 Guichao Hua Current Controlled Synchronous Rectifying Drive Circuit
CN101902138A (zh) * 2010-07-19 2010-12-01 浙江大学 一种电流控制型同步整流驱动电路
TW201220666A (en) * 2010-11-01 2012-05-16 Cincon Electronics Co Ltd which is suitable for use in various power conversion topologies to replace the function of a rectifying diode
CN102333403A (zh) * 2011-06-29 2012-01-25 林万炯 Led冲击保护电路
CN102255287A (zh) * 2011-07-26 2011-11-23 深圳市核达中远通电源技术有限公司 一种防止反灌电流的电路
CN102957304A (zh) * 2011-08-29 2013-03-06 比亚迪股份有限公司 一种三极管的驱动电路及其驱动方法
CN103475195A (zh) * 2013-08-29 2013-12-25 华为技术有限公司 一种同步整流控制电路及同步整流控制方法
CN104167940A (zh) * 2014-07-01 2014-11-26 华南理工大学 用于移相全桥同步整流电路的驱动电路及其控制方法
CN204290718U (zh) * 2014-11-13 2015-04-22 中国长城计算机深圳股份有限公司 一种Buck变换器及其反流控制电路
CN106300921A (zh) * 2015-06-01 2017-01-04 中兴通讯股份有限公司 同步整流管驱动方法、同步整流管电路和开关电源
US20170025965A1 (en) * 2015-07-23 2017-01-26 General Electric Company Circuits and methods for synchronous rectification in resonant converters
CN105703642A (zh) * 2016-03-11 2016-06-22 广州金升阳科技有限公司 一种同步整流控制电路、方法及应用其的开关电源
CN206060567U (zh) * 2016-08-12 2017-03-29 杭州中恒电气股份有限公司 一种同步整流管驱动控制电路
CN106385009A (zh) * 2016-11-30 2017-02-08 东南大学 一种应用于igbt的整形保护电路
CN207184348U (zh) * 2017-07-13 2018-04-03 无锡市金赛德电子有限公司 一种反激式分立型同步整流电路
CN109768711A (zh) * 2019-02-28 2019-05-17 深圳市西林电气技术有限公司 一种同步整流控制电路及方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115811237A (zh) * 2023-01-17 2023-03-17 长城电源技术有限公司 同步整流控制电路及控制方法

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