CN219145271U - 一种同步整流输出电路及反激开关电源 - Google Patents

Abstract

一种同步整流输出电路及反激开关电源，其中的同步整流输出电路包括同步整流管，连接在变压器副边输出绕组的异名端与反激开关电源的输出地之间的线路中，用于将变压器传输过来的能量整流后释放；同步整流检测电路，用于间接采样同步整流管两端的管压降，从而获取表征同步整流管状态的检测信号以及一供电电压；同步整流驱动电路，用于依据检测信号输出一驱动信号，驱动信号被输出至同步整流管的控制端，从而驱动同步整流管实现同步整流功能，同步整流驱动电路由供电电压供电。本申请通过间接采样同步整流管的管压降，从而防止同步整流管被驱动以后由于同步整流管的压降过小、干扰过大导致同步整流管提前关断，从而导致同步整流管损耗增大的问题。

Description

一种同步整流输出电路及反激开关电源

技术领域

本申请涉及开关电源，尤其涉及一种同步整流输出电路及反激开关电源。

背景技术

在反激开关电源中，如果输出电流较大，整流管的损耗会对效率影响很大，为了提高电源效率，输出电路一般采用同步整流方式进行整流。对于反激同步整流，目前已经相当多方案，同时市面上已有较多反激同步整流IC，此类IC一般是通过直接检测同步整流管的管压降，并且一般是采用负压检测，当此压降比IC的阈值电压低时则驱动同步整流管，从而降低同步整流管的导通压降，反之则关断同步整流管，此类IC比较有代表性的是MPS公司的MP6908。

由于同步整流驱动以后，同步整流管打开，电流不再经过同步整流管的体二极管，如果同步整流管的导通电阻很小，同步整流管的导通压降的绝对值会很低，接近于零电平，一般同步整流IC的检测阈值是IC内部固定的，如果同步整流IC的检测阈值较低，同时由于同步整流管压降检测干扰的问题，很容易导致检测阈值低于同步整流管压降，导致同步整流管提前关闭，从而失去了同步整流作用，同步整流管损耗增大。对于干扰问题一般通过采样走线尽可能短，取样环路尽可能小从而降低采样干扰的方式来优化，对于同步整流管导通电阻小导致导通压降绝对值小的问题，只能通过增大同步整流管的导通电阻去解决，但是增大同步整流管的导通电阻又会增大同步整流管的导通损耗，最终影响效率。由于此问题涉及到小信号采样，同时整流管本身干扰较大，因此同步整流管提前关断的问题是一种靠同步整流IC自身难以解决的问题，目前也没有一种很好的解决办法。

实用新型内容

有鉴如此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种同步整流输出电路及反激开关电源，避免现有技术因同步整流管压降过小引起同步整流提前关断从而导致同步整流管功耗增大的不足。

本申请的发明构思为通过间接采样的方式提高同步整流管的检测电压，从而避免检测电压比同步整流IC的检测阈值高，进而避免同步整流管提前关断，提升同步整流效率。

作为本实用新型的第一个方面，所提供的同步整流输出电路的实施例如下：

一种同步整流输出电路，应用于反激开关电源，所述反激开关电源包括变压器，所述同步整流输出电路包括：

同步整流管，所述同步整流管连接在所述变压器副边输出绕组的异名端与所述反激开关电源的输出地之间的线路中，用于将所述变压器传输过来的能量整流后释放；

同步整流检测电路，用于间接采样所述同步整流管两端的管压降，从而获取表征所述同步整流管状态的检测信号以及一供电电压；

同步整流驱动电路，用于依据所述检测信号输出一驱动信号，所述驱动信号被输出至所述同步整流管的控制端，从而驱动所述同步整流管实现同步整流功能，所述同步整流驱动电路由所述供电电压供电。

优选地，所述同步整流管为MOS管。

优选地，所述同步整流检测电路包括：副边检测绕组Ns2、电容C2、二极管D1和二极管D2；所述副边检测绕组Ns2的同名端与所述电容C2一端连接后输出所述供电电压，所述电容C2另一端和所述二极管D2的阳极连接在一起后用于连接所述反激开关电源的输出地，所述二极管D2的阴极连接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极和所述副边检测绕组Ns2的异名端连接后输出所述检测信号。

优选地，所述同步整流检测电路包括：副边检测绕组Ns2、电容C2、三极管Q2和三极管Q3；所述副边检测绕组Ns2的同名端与所述电容C2一端连接后输出所述供电电压，所述电容C2另一端、所述三极管Q3的发射极和所述三极管Q3的基极连接在一起后用于连接所述反激开关电源的输出地，所述三极管Q3的集电极同时连接所述三极管Q2的发射极和所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的集电极和所述副边检测绕组Ns2的异名端连接后输出所述检测信号。

哟选地，所述同步整流检测电路包括：副边检测绕组Ns2、电容C2、MOS管Q2和MOS管Q3；所述副边检测绕组Ns2的同名端与所述电容C2一端连接后输出所述供电电压，所述电容C2另一端、所述MOS管Q3的源极和所述MOS管Q3的栅极连接在一起后用于连接所述反激开关电源的输出地，所述MOS管Q3的漏极极同时连接所述MOS管Q2的源极和所述MOS管Q2的栅极，所述MOS管Q2的漏极和所述副边检测绕组Ns2的异名端连接后输出所述检测信号。

一种同步整流输出电路，应用于反激开关电源，所述反激开关电源包括变压器，所述同步整流输出电路包括：

同步整流管，所述同步整流管连接在所述变压器副边输出绕组的异名端与所述反激开关电源的输出地之间的线路中，用于将所述变压器传输过来的能量整流后释放；

同步整流检测电路，包括：副边检测绕组Ns2、电容C2、二极管D1和二极管D2；所述副边检测绕组Ns2的同名端与所述电容C2一端连接后输出供电电压，所述电容C2另一端和所述二极管D2的阳极连接在一起后用于连接所述反激开关电源的输出地，所述二极管D2的阴极连接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极和所述副边检测绕组Ns2的异名端连接后输出检测信号；

同步整流驱动电路，用于依据所述检测信号输出一驱动信号，所述驱动信号被输出至所述同步整流管的控制端，从而驱动所述同步整流管实现同步整流功能，所述同步整流驱动电路由所述供电电压供电。

一种同步整流输出电路，应用于反激开关电源，所述反激开关电源包括变压器，所述同步整流输出电路包括：

同步整流管，所述同步整流管连接在所述变压器副边输出绕组的异名端与所述反激开关电源的输出地之间的线路中，用于将所述变压器传输过来的能量整流后释放；

同步整流检测电路，包括：副边检测绕组Ns2、电容C2、三极管Q2和三极管Q3；所述副边检测绕组Ns2的同名端与所述电容C2一端连接后输出供电电压，所述电容C2另一端、所述三极管Q3的发射极和所述三极管Q3的基极连接在一起后用于连接所述反激开关电源的输出地，所述三极管Q3的集电极同时连接所述三极管Q2的发射极和所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的集电极和所述副边检测绕组Ns2的异名端连接后输出检测信号；

同步整流驱动电路，用于依据所述检测信号输出一驱动信号，所述驱动信号被输出至所述同步整流管的控制端，从而驱动所述同步整流管实现同步整流功能，所述同步整流驱动电路由所述供电电压供电。

一种同步整流输出电路，应用于反激开关电源，所述反激开关电源包括变压器，所述同步整流输出电路包括：

同步整流管，所述同步整流管连接在所述变压器副边输出绕组的异名端与所述反激开关电源的输出地之间的线路中，用于将所述变压器传输过来的能量整流后释放；

同步整流检测电路，包括：副边检测绕组Ns2、电容C2、MOS管Q2和MOS管Q3；所述副边检测绕组Ns2的同名端与所述电容C2一端连接后输出供电电压，所述电容C2另一端、所述MOS管Q3的源极和所述MOS管Q3的栅极连接在一起后用于连接所述反激开关电源的输出地，所述MOS管Q3的漏极极同时连接所述MOS管Q2的源极和所述MOS管Q2的栅极，所述MOS管Q2的漏极和所述副边检测绕组Ns2的异名端连接后输出检测信号；

同步整流驱动电路，用于依据所述检测信号输出一驱动信号，所述驱动信号被输出至所述同步整流管的控制端，从而驱动所述同步整流管实现同步整流功能，所述同步整流驱动电路由所述供电电压供电。

作为本实用新型的第二个方面，所提供的反激开关电源的实施例如下：

一种反激开关电源，所述反激开关电源包括变压器，反激开关电源还包括上述第一个方面中任一项所述同步整流输出电路。

本申请的工作原理结合具体的实施方式进行详细分析，在此不赘述，本申请的有益效果如下：

(1)本申请通过间接采样同步整流管压降从而避免同步整流管的压降过小，或者干扰过大导致同步整流IC无法有效检测从而导致驱动提前关断的问题；

(2)本申请间接采样还提供了一种供电电压给同步整流IC以及其他信号电路供电，输出电压较稳定，避免通过输出端由于输出电压较低无法使用或过高需要线性稳压供电，进一步提升电路效率；

(3)本申请电路结构十分简洁、可靠，成本低。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例同步整流输出电路的电路框图；

图2为本实用新型第一实施例的同步整流输出电路原理图；

图3为本实用新型第二实施例的同步整流输出电路原理图；

图4为本实用新型第三实施例的同步整流输出电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中描述的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列元器件、单元电路或控制时序不必限于清楚地列出的那些元器件、单元电路或控制时序，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些电路固有的元器件、单元电路或控制时序。

另外，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应该理解的是，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件；当描述有步骤接续至另一步骤时，该步骤可直接接续至该另一步骤，或者通过第三步骤接续至该另一步骤。

第一实施例

本实施例提供的为一种同步整流输出电路，图1为本实用新型第一实施例同步整流输出电路的原理框图，本实施例的同步整流输出电路应用于反激开关电源，反激开关电源包括变压器，其中的同步整流输出电路包括：

同步整流管，同步整流管连接在变压器副边输出绕组的异名端与反激开关电源的输出地之间的线路中，用于将变压器传输过来的能量整流后释放；

同步整流检测电路，用于间接采样同步整流管两端的管压降，从而获取表征同步整流管状态的检测信号VD以及一供电电压VCC；

同步整流驱动电路，用于依据检测信号VD输出一驱动信号Vg，驱动信号Vg被输出至同步整流管的控制端，从而驱动同步整流管实现同步整流功能，同步整流驱动电路由供电电压VCC供电。

具体的第一实施例中的原理图见图2。

其中，同步整流管为MOS管Q1。

其中，同步整流检测电路包括：检测绕组Ns2，电容C2，二极管D1，二极管D2；副边检测绕组Ns2的同名端与电容C2一端连接后输出供电电压VCC，电容C2另一端和二极管D2的阳极连接在一起后用于连接反激开关电源的输出地，二极管D2的阴极连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极和副边检测绕组Ns2的异名端连接后输出检测信号。

其中，同步整流驱动电路VCC端口输入供电电压VCC、VD端口输入检测信号VD、Vg端口输出驱动信号Vg至MOS管Q1的栅极，SGND端口接反激开关电源的输出地，同步整流驱动电路具体的实现电路不是本实用新型的创新点所在，本领域的技术人员可以根据需要进行设计，例如可以选择MPS公司的MP6908芯片、或者南芯公司的SC3503芯片等。

本实施例工作原理如下：

由反激电路的工作原理可知，原边的开关管关断后，变压器能量开始从副边释放出来，此时副边绕组Ns1的电压的1脚端比2脚端高，电流通过1脚端出来经过电容C1、输出地、同步整流管Q1的源极S、同步整流管Q1的漏极D，最后回到副边绕组Ns1的2脚，形成一个完整的放电回路。此时由于同步整流管Q1尚未驱动，电流只是经过同步整流管Q1的体二极管，由于体二极管的压降一般较大，一般有0.8V～1.2V，如果没有图2中的同步整流检测电路，此电压也很容易被同步整流驱动电路捕获到。同步整流管Q1的压降被同步整流驱动电路捕获到以后，同步整流管驱动电路进行驱动，同步整流管Q1导通，由于同步整流管Q1的导通电阻很小，一般都是mΩ级别，如果电流不是非常大，同步整流管Q1的压降会非常小，以地作为参考电平，由于电流从同步整流管Q1的源极流向漏极，那么漏极对源极的压降可能只有负几mV，整流电流下降一段时间以后，很快电流在同步整流管Q1产生的压降的会变得很低。由于同步整流驱动电路自身的检测阈值也比较低，一般也是负几mV～负几十mV，同步整流管Q1的压降与同步整流管Q1的阈值相比较，此压降比同步整流驱动电路的检测阈值高的话那么同步整流驱动则被关闭，从而导致整流电流从新流过同步整流管的体二极管，从而产生较大损耗。

本实施例增加了图1中示出的同步整流检测电路后，由于起整流作用的二极管D1和二极管D2的压降较大，那么在变压器释放能量的时间内，可保证同步整流管驱动电路能一直捕获到较高的压降，从而维持同步整流管的驱动，避免了同步整流管被驱动后压降过小导致提前关断的问题。

本实施例通过增加同步整流检测电路能有效解决同步整流管的压降小或干扰大，导致同步整流驱动电路无法有效检测从而导致驱动提前关断的问题，另外同步整流检测电路还可以作为一个辅助电压源使用，用于给同步整流驱动电路及其他信号电路使用，电路结构十分简洁、可靠，成本也非常低。

第二实施例

本实施例提供的为另一种同步整流输出电路，与第一实施例不同点在于：同步整流检测电路的具体电路不同，图3为本实用新型第二实施例的同步整流输出电路原理图，请参见图3，其中的同步整流检测电路包括：副边检测绕组Ns2、电容C2、三极管Q2和三极管Q3；副边检测绕组Ns2的同名端与电容C2一端连接后输出供电电压VCC，电容C2另一端、三极管Q3的发射极和三极管Q3的基极连接在一起后用于连接反激开关电源的输出地，三极管Q3的集电极同时连接三极管Q2的发射极和三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极和副边检测绕组Ns2的异名端连接后输出所述检测信号VD。

本优选实施例工作原理与第一实施例完全一样，所不同的是采用三极管Q2和三极管Q3的PN结代替相应二极管的PN结，从而作为整流管使用，本实施例同样可以实现发明目的。

第三实施例

本实施例提供的为另一种同步整流输出电路，与第一实施例不同点在于：同步整流检测电路的具体电路不同，图4为本实用新型第三实施例的同步整流输出电路原理图，请参见图4，其中同步整流检测电路包括：副边检测绕组Ns2、电容C2、MOS管Q2和MOS管Q3；副边检测绕组Ns2的同名端与电容C2一端连接后输出供电电压VCC，电容C2另一端、MOS管Q3的源极和MOS管Q3的栅极连接在一起后用于连接反激开关电源的输出地，MOS管Q3的漏极极同时连接MOS管Q2的源极和MOS管Q2的栅极，MOS管Q2的漏极和副边检测绕组Ns2的异名端连接后输出检测信号VD。本优选实施例工作原理与第一实施例完全一样，所不同的是采用MOS管Q2和MOS管Q3的体二极管代替相应的二极管，从而作为整流管使用，本实施例同样可以实现发明目的。

第四实施例

本实施例提供的为一种反激开关电源，包括变压器，以及第一实施例至第四实施例中任一项同步整流输出电路。

由技术常识可知，本申请可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本申请范围内或在等同于本申请的范围内的改变均被本申请包含。

Claims (9)

1.一种同步整流输出电路，应用于反激开关电源，所述反激开关电源包括变压器，其特征在于，所述同步整流输出电路包括：

同步整流管，所述同步整流管连接在所述变压器副边输出绕组的异名端与所述反激开关电源的输出地之间的线路中，用于将所述变压器传输过来的能量整流后释放；

同步整流检测电路，用于间接采样所述同步整流管两端的管压降，从而获取表征所述同步整流管状态的检测信号以及一供电电压；

同步整流驱动电路，用于依据所述检测信号输出一驱动信号，所述驱动信号被输出至所述同步整流管的控制端，从而驱动所述同步整流管实现同步整流功能，所述同步整流驱动电路由所述供电电压供电。

2.根据权利要求1所述同步整流输出电路，其特征在于：所述同步整流管为MOS管。

3.根据权利要求1或2所述同步整流输出电路，其特征在于，所述同步整流检测电路包括：副边检测绕组Ns2、电容C2、二极管D1和二极管D2；所述副边检测绕组Ns2的同名端与所述电容C2一端连接后输出所述供电电压，所述电容C2另一端和所述二极管D2的阳极连接在一起后用于连接所述反激开关电源的输出地，所述二极管D2的阴极连接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极和所述副边检测绕组Ns2的异名端连接后输出所述检测信号。

4.根据权利要求1或2所述同步整流输出电路，其特征在于，所述同步整流检测电路包括：副边检测绕组Ns2、电容C2、三极管Q2和三极管Q3；所述副边检测绕组Ns2的同名端与所述电容C2一端连接后输出所述供电电压，所述电容C2另一端、所述三极管Q3的发射极和所述三极管Q3的基极连接在一起后用于连接所述反激开关电源的输出地，所述三极管Q3的集电极同时连接所述三极管Q2的发射极和所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的集电极和所述副边检测绕组Ns2的异名端连接后输出所述检测信号。

5.根据权利要求1或2所述同步整流输出电路，其特征在于，所述同步整流检测电路包括：副边检测绕组Ns2、电容C2、MOS管Q2和MOS管Q3；所述副边检测绕组Ns2的同名端与所述电容C2一端连接后输出所述供电电压，所述电容C2另一端、所述MOS管Q3的源极和所述MOS管Q3的栅极连接在一起后用于连接所述反激开关电源的输出地，所述MOS管Q3的漏极极同时连接所述MOS管Q2的源极和所述MOS管Q2的栅极，所述MOS管Q2的漏极和所述副边检测绕组Ns2的异名端连接后输出所述检测信号。

6.一种同步整流输出电路，应用于反激开关电源，所述反激开关电源包括变压器，其特征在于，所述同步整流输出电路包括：

同步整流管，所述同步整流管连接在所述变压器副边输出绕组的异名端与所述反激开关电源的输出地之间的线路中，用于将所述变压器传输过来的能量整流后释放；

同步整流检测电路，包括：副边检测绕组Ns2、电容C2、二极管D1和二极管D2；所述副边检测绕组Ns2的同名端与所述电容C2一端连接后输出供电电压，所述电容C2另一端和所述二极管D2的阳极连接在一起后用于连接所述反激开关电源的输出地，所述二极管D2的阴极连接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极和所述副边检测绕组Ns2的异名端连接后输出检测信号；

同步整流驱动电路，用于依据所述检测信号输出一驱动信号，所述驱动信号被输出至所述同步整流管的控制端，从而驱动所述同步整流管实现同步整流功能，所述同步整流驱动电路由所述供电电压供电。

7.一种同步整流输出电路，应用于反激开关电源，所述反激开关电源包括变压器，其特征在于，所述同步整流输出电路包括：

同步整流管，所述同步整流管连接在所述变压器副边输出绕组的异名端与所述反激开关电源的输出地之间的线路中，用于将所述变压器传输过来的能量整流后释放；

同步整流检测电路，包括：副边检测绕组Ns2、电容C2、三极管Q2和三极管Q3；所述副边检测绕组Ns2的同名端与所述电容C2一端连接后输出供电电压，所述电容C2另一端、所述三极管Q3的发射极和所述三极管Q3的基极连接在一起后用于连接所述反激开关电源的输出地，所述三极管Q3的集电极同时连接所述三极管Q2的发射极和所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的集电极和所述副边检测绕组Ns2的异名端连接后输出检测信号；

同步整流驱动电路，用于依据所述检测信号输出一驱动信号，所述驱动信号被输出至所述同步整流管的控制端，从而驱动所述同步整流管实现同步整流功能，所述同步整流驱动电路由所述供电电压供电。

8.一种同步整流输出电路，应用于反激开关电源，所述反激开关电源包括变压器，其特征在于，所述同步整流输出电路包括：

同步整流管，所述同步整流管连接在所述变压器副边输出绕组的异名端与所述反激开关电源的输出地之间的线路中，用于将所述变压器传输过来的能量整流后释放；

同步整流检测电路，包括：副边检测绕组Ns2、电容C2、MOS管Q2和MOS管Q3；所述副边检测绕组Ns2的同名端与所述电容C2一端连接后输出供电电压，所述电容C2另一端、所述MOS管Q3的源极和所述MOS管Q3的栅极连接在一起后用于连接所述反激开关电源的输出地，所述MOS管Q3的漏极极同时连接所述MOS管Q2的源极和所述MOS管Q2的栅极，所述MOS管Q2的漏极和所述副边检测绕组Ns2的异名端连接后输出检测信号；

同步整流驱动电路，用于依据所述检测信号输出一驱动信号，所述驱动信号被输出至所述同步整流管的控制端，从而驱动所述同步整流管实现同步整流功能，所述同步整流驱动电路由所述供电电压供电。

9.一种反激开关电源，所述反激开关电源包括变压器，其特征在于，反激开关电源还包括权利要求1至8任一项所述同步整流输出电路。

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