一种同步整流采样电路制造技术

技术编号:21466656 阅读:42 留言:0更新日期:2019-06-26 12:32
本实用新型专利技术公开了一种同步整流采样电路,应用于反激变换器,其特征在于:包括一阻抗变化电路,阻抗变化电路的一端用于连接同步整流MOS管SR的漏极,阻抗变化电路的另一端用于连接同步整流控制芯片的采样引脚,在同步整流MOS管SR开通的时候阻抗变化电路处于低阻状态,在同步整流MOS管SR关断的时候阻抗变化电路处于高阻状态,本实用新型专利技术的采样电路在不影响同步整流IC的正常采样的同时降低了同步整流IC采样引脚的电压值,从而能拓宽常规同步整流IC的应用电压范围。

A Synchronous Rectifier Sampling Circuit

The utility model discloses a synchronous rectifier sampling circuit, which is applied to flyback converter. Its characteristics include: one end of the impedance changing circuit is used to connect the drain of the synchronous rectifier MOS transistor SR, the other end of the impedance changing circuit is used to connect the sampling pin of the synchronous rectifier control chip, and the impedance changing circuit is in place when the synchronous rectifier MOS transistor SR is opened. The sampling circuit of the utility model reduces the voltage value of the sampling pin of the synchronous rectifier IC without affecting the normal sampling of the synchronous rectifier IC, thus expanding the application voltage range of the conventional synchronous rectifier IC.

【技术实现步骤摘要】
一种同步整流采样电路
本技术涉及一种提高采样耐压的电路,特别是使用在同步整流领域的一种提高芯片采样耐压的电路。
技术介绍
反激式变换器在开关电源领域中使用非常频繁,因为其拓扑简单,方案成熟,成本低,性能优良,所以在100W以内的场合使用非常适合,但是随着电子设备的小体积化,高功率密度化发展,要求效率越来越高,常规的输出整流二极管整流方案它的损耗值等于输出电流乘以二极管的正向压降,正向压降大小和半导体工艺相关,因此它的正向压降一般都在0.4-0.6V左右,所以可以计算出输出整流二极管的损耗值,假设是一个5A输出变换器,输出整流二极管的损耗就在2W-3W左右,这将引起非常大的热量,从而需要增加散热片,因此体积又上升,而使用同步整流方案,因为可以将正向压降降低到0.1V以下,因此可以大大提高整机效率,不需要额外的散热器,所以同步整流技术配合反激电路的方案越来越受到青睐,但是在使用同步整流方案的过程中,使用到了MOS管,因此就需要驱动电路,一般的驱动电路有两大类,一类是自驱,一类是它驱,自驱的方案有一个明显的缺点是在轻载状态下会发生同步整流管和原边主开关管共通,因此发热比较厉害,轻载效率非常差,因此不太实用,特别是在适配器中经常带轻载的应用场合中,所以在实际应用中最多的方案是使用一颗同步整流控制芯片来驱动同步整流管,因为这种方法可以精确控制开通和关断时刻,保证同步整流MOS管和原边开关管不会发生共通,同时实现同步整流功能。如图1所示为普通反激同步整流电路原理框图,该电路包括输入电路,钳位电路,变压器T1,原边控制IC电路U1,主功率MOS管S1,副边同步整流MOS管SR,同步整流IC电路U2,输出电路,其中输入电路由输入电容C1组成,输出电路由输出电容C6组成,主功率MOS管S1包含寄生电容Cds1和寄生二极管Ds1,同步整流MOS管SR包含寄生体二极管Ds3和寄生电容Cds3,电容C1的正极连接输入电压正极VIN+,电容C1的负极连接输入电压的负极VIN-,钳位电路用于吸收变压器漏感产生的尖峰电压,它的一端连接在主功率管S1的漏极,另一端连接在输入电压正极,原边控制IC电路U1连接主功率MOS管S1的栅极,主功率MOS管S1的源极连接参考地,变压器T1原边的同名端连接输入端正极VIN+,变压器T1原边异名端连接主功率MOS管S1漏极和钳位电路一端,变压器T1副边异名端连接输出端正极Vo+,变压器副边同名端连接同步整流MOS管SR的漏极,同时连接到同步整流IC电路U2的采样端口VD,同步整流MOS管SR的栅极连接同步整流IC电路U2的GATE端口,同步整流IC电路U2的VSS端口连接副边参考地,电容C6的正极连接输出端的正极Vout+,电容C6的负极连接输出端的负极也就是副边参考地。图1所示电路中的这种同步整流控制芯片(即U2)一般会包含一个采样引脚(也可以称之为端口,本技术“引脚”和“端口”为同一术语),该采样引脚名称记为VD引脚,该采样引脚需要接到同步整流MOS管SR的漏极,通常同步整流控制芯片的参考地VSS会接到同步整流MOS管SR的源极,因此VD引脚到参考地VSS的电压刚好是同步整流MOS管SR漏源电压,MOS管SR的漏源极之间是有一个寄生二极管Ds3存在的,阳极连接源极,阴极连接漏极。如图2所示为图1普通反激同步整流电路对应的相关波形,当原边主功率MOS管S1关断的时候,绕组电压反向,同步整流MOS管SR寄生体二极管正向开通,此时漏源极电压变为负向,同步整流控制芯片通过检测该负向电压,在负压达到设定值后开通同步整流MOS管SR,关断条件根据不同的工作方式有不同条件,当关断同步整流MOS管SR后,原边主功率MOS管S1开通,此时副边绕组电压反向,漏源极电压变为正压,正压的大小为VIN/Nps+Vo,通常情况下输出为19V的适配器匝比Nps为5左右,因为匝比再大就会造成原边MOS管的电压应力过高,因此在85-264VAC输入的全球输入电压范围应用中,同步整流管上的电压应力会达到264*1.414/5+19=93.6V,同时还需要考虑漏感引起的尖峰电压,所以电压应力通常超过100V以上很多,但是半导体器件工艺中要达到这么高耐压的值的器件比较少,一般只能达到50V左右,必须要在芯片内部集成一个高压MOS管,但是集成高压MOS管后,一方面会大大增加芯片面积,造成芯片成本高昂,另外一方面内置的高压MOS管会产生一个寄生的二极管,这个二极管相当于并联在同步整流MOS管的漏极和芯片的衬底之间,因此在同步整流管开通的时候也会产生一个电流流过内置MOS管的寄生二极管,因此会让衬底走电流,而衬底是不能走电的,因此会造成同步整流芯片的控制紊乱,因此存在重大隐患。
技术实现思路
有鉴如此,本技术要解决的技术问题是提供一种同步整流采样电路,降低同步整流控制芯片所需要承受的耐压。本技术同步整流控制芯片采样引脚采样的电压是同步整流MOS管开通时间段的漏源电压,此时电压是非常低的,仅有几百毫伏,并且芯片内部控制同步整流MOS管开通的采样阈值只有几十毫伏,因此为了保证采样的准确性,必须保证采样引脚是一个低阻的状态,但那时低阻的状态下在同步整流MOS管关断以后会承受非常高的电压,所以为了提高采样引脚耐压,必须对采样引脚进行分压,但是又不能影响采样,所以传统简单的在采样引脚和同步整流管源极并联稳压管是不可行的,会让稳压管烧坏,同时,在采样引脚和同步整流管漏极之间串联一个电阻也是不行的,会让采样不能正常进行。针对上述技术障碍,本申请的技术人提出了一种全新的技术构思:使用一个阻抗变化的电路串联在采样引脚和同步整流MOS管漏极之间,在同步整流MOS管开通的时候让它处于一个低阻状态,在同步整流管关断的时候处于一个高阻状态,从而提出了本技术的技术方案,具体如下。一种同步整流采样电路,应用于反激变换器,其特征在于:包括一阻抗变化电路,阻抗变化电路的一端用于连接同步整流MOS管SR的漏极,阻抗变化电路的另一端用于连接同步整流控制芯片的采样引脚,阻抗变化电路的阻抗依据同步整流MOS管SR的开通和关断有所不同,在同步整流MOS管SR开通的时候阻抗变化电路处于低阻状态,在同步整流MOS管SR关断的时候阻抗变化电路处于高阻状态。其中低阻指的是毫欧级别,高阻指的是兆欧级别。作为阻抗变化电路的一种具体的实施方式,为一MOS管S2,MOS管S2包含寄生电容Cds2和寄生二极管Ds2,MOS管S2的漏极用于连接同步整流MOS管SR的漏极,MOS管S2的源极用于连接同步整流控制芯片的采样引脚,MOS管S2的栅极用于连接输出端的正极Vout+。作为阻抗变化电路的一种具体的实施方式,包括MOS管S2、电阻R1和稳压二极管DZ,MOS管S2包含寄生电容Cds2和寄生二极管Ds2,MOS管S2的漏极用于连接同步整流MOS管SR的漏极,MOS管S2的源极用于连接同步整流控制芯片的采样引脚,MOS管S2的栅极连接电阻R1的一端,电阻R1的另一端用于连接输出端的正极Vout+,MOS管S2的栅极还连接稳压二极管DZ的阴极,稳压二极管DZ的阳极用于连接副边参考地。作为阻抗变化电路的一种具体的实施方式,为一MOS管S2,MOS管S2包含寄生电容Cds本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种同步整流采样电路,应用于反激变换器,其特征在于:包括一阻抗变化电路,阻抗变化电路的一端用于连接同步整流MOS管SR的漏极,阻抗变化电路的另一端用于连接同步整流控制芯片的采样引脚,阻抗变化电路的阻抗依据同步整流MOS管SR的开通和关断有所不同,在同步整流MOS管SR开通的时候阻抗变化电路处于低阻状态,在同步整流MOS管SR关断的时候阻抗变化电路处于高阻状态。

【技术特征摘要】
1.一种同步整流采样电路,应用于反激变换器,其特征在于:包括一阻抗变化电路,阻抗变化电路的一端用于连接同步整流MOS管SR的漏极,阻抗变化电路的另一端用于连接同步整流控制芯片的采样引脚,阻抗变化电路的阻抗依据同步整流MOS管SR的开通和关断有所不同,在同步整流MOS管SR开通的时候阻抗变化电路处于低阻状态,在同步整流MOS管SR关断的时候阻抗变化电路处于高阻状态。2.根据权利要求1所述的同步整流采样电路,其特征在于:阻抗变化电路为一MOS管S2,MOS管S2包含寄生电容Cds2和寄生二极管Ds2,MOS管S2的漏极用于连接同步整流MOS管SR的漏极,MOS管S2的源极用于连接同步整流控制芯片的采样引脚,MOS管S2的栅极用于连接输出端的正极Vout+。3.根据权利要求1所述的同步整流采样电路,...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵永宁肖华汪志远
申请(专利权)人:广州金升阳科技有限公司深圳南云微电子有限公司
类型:新型
国别省市:广东,44

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