CN206922658U - 一种电源模块的整流输出控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源模块的整流输出控制电路，电源模块包括主功率部分和控制部分，主功率部分包括整流单元和滤波单元，控制部分包括控制单元，控制单元用于控制整流单元的整流输出，主功率部分与控制单元之间依次连接电流信号采样单元、信号调理单元、分析比较单元和开关单元；电流信号采样单元用于对主功率部分的电流信号进行采样。克服了电源模块中同步整流的缺陷，确保在不同的输出负载下，均有较高效率，同时确保避免输出端能量反灌，大大提高电源的可靠性。

Description

一种电源模块的整流输出控制电路

技术领域

本实用新型涉及电源产品领域，具体地说涉及一种电源模块的整流输出控制电路。

背景技术

在同步整流技术推出之前，高频开关电源的输出整流采用二极管整流，它可以理解为一种被动式整流：只要有足够的正向电压它就开通，而不需要另外的控制电路。但其导通压降较高，快恢复二极管(FRD)或超快恢复二极管(SRD)可达1.0～1.2V，即使采用低压降的肖特基二极管(SBD)，也会产生大约0.6V的压降。二极管固有压降会引起非常多的损耗，尤其是输出电压低，输出电流大的电源，该损耗比重非常大，导致电源效率很低，且该损耗产生的热能导致整流管甚至整个开关电源的温度上升，从而减少器件的使用寿命。

同步整流技术采用通态电阻极低的电力MOSFET来取代整流二极管，能大大降低整流电路的损耗，提高电源的效率，满足低压、大电流整流器的需要。传统的二极管整流电路已无法满足实现低电压、大电流开关电源高效率、小体积的需要。作为取代整流二极管以降低整流损耗的一种新器件，功率MOSFET属于电压控制型器件，它在导通时的伏安特性呈线性关系。因为用功率MOSFET做整流器时，要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，它可以理解为一种主动式整流，须要在其栅极与源极之间有一定电压才能导通。

二极管整流与同步整流相比，其缺点是大负载输出时效率低，发热严重，所以通常情况下，高频开关电源的输出整流均已采用同步整流方式。但同步整流也存在缺陷，低输出负载时，开关损耗大，效率相较二极管整流偏低；并且，同步整流对可靠性产生了一定的影响，在输出空载，且带有预偏执电压开关机时，输出能量会反灌，严重时引起电源彻底损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供了一种电源模块的整流输出控制电路，可有效提高电源的可靠性。解决了目前单一使用时传统的二极管整流电路和同步整流电路的上述缺陷。

为实现以上目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种电源模块的整流输出控制电路，电源模块包括主功率部分和控制部分，主功率部分包括整流单元和滤波单元，控制部分包括控制单元，控制单元用于控制整流单元的整流输出，所述主功率部分与控制单元之间依次连接电流信号采样单元、信号调理单元、分析比较单元和开关单元；主功率部分的输出端连接电流信号采样单元输入端，电流信号采样单元输出端连接信号调理单元输入端，信号调理单元的输出端连接分析比较单元的输入端，分析比较单元的输出端连接开关单元的输入端，开关单元的输出端连接控制单元的输入端，控制单元根据开关单元的开关信号控制整流单元的驱动信号；所述电流信号采样单元用于对主功率部分的电流信号进行采样。

优选地，电流信号采样单元包括采样电阻或者电流互感器。

优选地，电流信号采样单元设置于主功率部分的输入端或者主功率部分的输出端。

优选地，分析比较单元采用运算放大器。

优选地，开关单元采用N沟道增强型MOSFET管或NPN三极管。

优选地，电源模块为隔离电源或者非隔离电源。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种电源模块的整流输出控制电路，具有以下有益效果：

1)本实用新型提供的电源模块的整流输出控制电路采样电源主功率部分的电流信号，通过对采样电流信号的分析比较，从而影响控制单元对整流单元的控制输出。克服了电源模块中同步整流的缺陷，确保在不同的输出负载下，均有较高效率，同时确保避免输出端能量反灌，大大提高电源的可靠性。具有简单易行；结构简单成本低，占用空间小，可有效提高电源产品轻载效率，降低空载损耗，利于节能。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本实用新型实施例电源模块的整流输出控制电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例电源模块的整流输出控制电路的原理示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

下面结合附图和示例性实施例对本实用新型作进一步地描述，其中如果已知技术的详细描述对于示出本实用新型的特征是不必要的，则将其省略。

本实用新型实施例电源模块的整流输出控制电路的电源模块包括主功率部分和控制部分，主功率部分包括整流单元和滤波单元，控制部分包括控制单元，控制单元用于控制整流单元的整流输出。

图1是本实用新型实施例电源模块的整流输出控制电路的结构示意图。主功率部分与控制单元之间依次连接电流信号采样单元10、信号调理单元20、分析比较单元30和开关单元40。

主功率部分的输出端连接电流信号采样单元10的输入端，电流信号采样单元10的输出端连接信号调理单元20的输入端，信号调理单元20的输出端连接分析比较单元30的输入端，分析比较单元30的输出端连接开关单元40的输入端，开关单元40的输出端连接控制单元50的输入端，控制单元50根据开关单元40的开关信号控制整流单元60的驱动信号；电流信号采样单元10用于对主功率部分的电流信号进行采样。

图2是本实用新型另一实施例电源模块的整流输出控制电路的原理示意图。电流信号采样单元可以采用采样电阻采样或者电流互感器采样，本实施例中采用采样电阻R1，采样电阻R1设置于参考地端；电流信号采样单元10可以设置于主功率部分的输入端或者主功率部分的输出端，本实施例中设置于主功率部分的输出端；分析比较单元30采用运算放大器U1；开关单元40采用N沟道增强型MOSFET管或NPN三极管，本实施例中采用N沟道增强型MOSFET管Q1。

具体的，信号调理单元20的信号输出至运算放大器U1的反相输入端，运算放大器U1的正相输入端连接基准电压；运算放大器U1的输出端连接N沟道增强型MOSFET管Q1的栅极，N沟道增强型MOSFET管Q1的源极接地。N沟道增强型MOSFET管Q1的漏极连接并同步控制单元的PWM信号，控制单元50输出控制端通过电阻R2后连接整流模块。

工作原理为：通过采样电阻R1获得电流采样信号后，再经过信号调理单元20进行调制，最后通过运算放大器U1与预设值进行比较。当电流调理信号小于预设参考值时，运算放大器U1输出高电平，N沟道增强型MOSFET管Q1导通，进而同步整流驱动PWM信号被拉低，此时控制单元50控制整流模块60进行二极管整流；当电流调理信号大于预设参考值时，运算放大器U1输出电平反转为低电平，N沟道增强型MOSFET管Q1关断，驱动PWM信号不再被控制，此时整流模块60的整流方式为同步整流。

本实用新型提供的电源模块的整流输出控制电路适用于所有同步整流输出的电源模块，包括隔离电源与非隔离电源。

进一步的，对于非隔离电源，电流采样位置和采样形式完全不受限制，根据实际情况可以在输入端采样，也可以在输出端采样；根据成本或实现的难易度可以用电流互感器采样，也可以用电阻采样。通过非隔离模块信号的公共参考地可以方便实现对整流管驱动信号的控制。

对于隔离电源，电流采样位置和采样形式也完全不受限制，当主控芯片位于原边时，选择在输入端或输出端采样均可以；当主控芯片位于副边时，优选选择输出端采样。对于正激有缘嵌位电路，其整流电路的驱动信号可由变压器绕组或辅助绕组引出。

以上仅为本实用新型较佳实施例，并不用于局限本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均需要包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电源模块的整流输出控制电路，电源模块包括主功率部分和控制部分，主功率部分包括整流单元和滤波单元，控制部分包括控制单元，控制单元用于控制整流单元的整流输出，其特征在于，所述主功率部分与控制单元之间依次连接电流信号采样单元、信号调理单元、分析比较单元和开关单元；主功率部分的输出端连接电流信号采样单元输入端，电流信号采样单元输出端连接信号调理单元输入端，信号调理单元的输出端连接分析比较单元的输入端，分析比较单元的输出端连接开关单元的输入端，开关单元的输出端连接控制单元的输入端，控制单元根据开关单元的开关信号控制整流单元的驱动信号；所述电流信号采样单元用于对主功率部分的电流信号进行采样。

2.根据权利要求1所述的整流输出控制电路，其特征在于，所述电流信号采样单元包括采样电阻或者电流互感器。

3.根据权利要求1所述的整流输出控制电路，其特征在于，所述电流信号采样单元设置于主功率部分的输入端或者主功率部分的输出端。

4.根据权利要求1所述的整流输出控制电路，其特征在于，所述分析比较单元采用运算放大器。

5.根据权利要求1所述的整流输出控制电路，其特征在于，所述开关单元采用N沟道增强型MOSFET管或NPN三极管。

6.根据权利要求1所述的整流输出控制电路，其特征在于，所述电源模块为隔离电源或者非隔离电源。