一种同步整流控制方法及同步整流电路技术

本发明专利技术公开了一种同步整流控制方法及同步整流电路，包括多个工作阶段，在同步整流的后期工作阶段中，随着电流的减小，漏源电压升高到闭环阈值电压，栅源电压开始减小，使导通电阻增大，通过使同步整流管的漏极电压趋近于参考电压，以保持漏源电压等于闭环阈值电压；因而可以使同步整流导通后期保持漏源电压不变，使原边检测更加准确；同时本发明专利技术以栅源关断阈值电压来判断关断的时刻，确保同步整流管精确在电流过零时关断。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子
，具体涉及一种同步整流控制方法及同步整流电路。
技术介绍
同步整流是采用通态电阻低的功率M0SFET，来取代整流二极管以降低整流损耗的一种方法。图1中列举了现有技术中基于反激式拓扑的同步整流电路，包括由原边电感LI和副边电感L2组成变压器、输出电容Cl、同步整流管M，D、S和G分别表示同步整流管M的漏极、源极和栅极，Regulator为反激式拓扑的主功率开关管。图2为与图1相对应的工作波形图，V_ds为同步整流管M的漏源电压，V_gs为同步整流管M的栅源电压。如图2中所示，Current为通过同步整流管M的电流，电流正方向为从源级到漏极。SR_0N为驱动开启信号，SR_0FF为驱动关闭信号。0n_thre sho I d为开启阈值，0ff_threshold为关断阈值。当同步整流管M开始流过电流，此时驱动电压为低，同步整流管M的体二极管导通，V_ds电压开始下降，当同步整流IC检测到V_ds电压下降到开启阈值0n_threshold时，IC发出信号，经过延迟时间，其栅源电压V_gs(即驱动电压)上升。同步整流管沟道导通后，其V_ds压降会减小到流过电流与导通电阻之积。随着电流继续减小，同步整流IC检测到V_ds上升到关断阈值时，经过延迟时间，其驱动电压下降。在驱动电压下降到零后，同步整流管中电流还未下降到零，这时电流从体二极管流过，直到电流减小到零，其同步整流管关断，直到下个开关周期。对于上述现有技术，采用同步整流管替换二极管时，如果同步整流在电流续流到零前关断，如图3中所示，V_ds上电压会出现扰动，Vsen可用于表征V_ds，Vhold为Vsen电压经过滤波器所得，因此V_ds上的电压扰动会使Vhold偏高，容易出现输出电压检测错误的现象。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种同步整流控制方法及同步整流电路，用以解决现有技术存在的输出电压检测容易出错及同步整流电路中电流难以精确关断的技术问题。本专利技术的技术解决方案是，提供一种以下步骤的同步整流控制方法，包括以下步骤:第一工作阶段:电流开始流过同步整流管的体二极管，电流方向从同步整流管体二极管源极到漏极；第二工作阶段:同步整流管上的漏源电压降低并达到开启阈值，同步整流管栅源电压开始上升，其沟道开始导通；第三工作阶段，同步整流管栅源电压持续上升至最大值，同步整流管导通电阻逐渐减小至最小值；第四工作阶段，随着电流的减小，漏源电压升高到闭环阈值电压，栅源电压开始减小，使导通电阻增大，保持漏源电压等于闭环阈值电压；第五工作阶段，同步整流管中电流趋近于零，栅源电压会减小到栅源关断阈值电压，同步整流管断开。优选地，将同步整流管的漏极电压与参考电压进行比较，并根据二者的误差产生相应的栅源电压，作为同步整流管的驱动电压，在所述第四工作阶段，随着电流的减小，同步整流管的导通电阻增大，并使得同步整流管的漏极电压趋近于参考电压。优选地，同步整流管的导通和断开由PffM信号控制，所述的PffM信号接入同步整流管的栅极，同步整流管上的漏源电压到达开启阈值时，则所述PWM信号控制同步整流管导通，同步整流管上的栅源电压到达栅源关断阈值电压时，则所述PWM信号控制同步整流管断开。优选地，同步整流管的漏极电压与参考电压比较产生表征二者误差的第一电压信号，所述的PffM信号经驱动电路接入同步整流管的栅极，所述的驱动电路包括反向驱动器和推挽电路，所述的反向驱动器的输入端接收所述的PWM信号，所述的推挽电路的控制端与反向驱动器的输出端连接，所述第一电压信号作为所述推挽电路的供电电压。优选地，所述的推挽电路由第一开关管和第二开关管串联而成，所述第一开关管的控制端和第二开关管的控制端相互连接，第一开关管为P型管，第二开关管为N型管，所述第一开关管的第一端接收第一电压信号，第二端与第二开关管的第一端连接，第二开关管的第二端接地，第一开关管与第二开关管的公共端与同步整流管的栅极连接。本专利技术的另一技术解决方案是，提供一种以下结构的同步整流电路，包括同步整流管，将同步整流管的漏极电压与参考电压进行比较，并根据二者的误差产生相应的栅源电压，作为同步整流管的驱动电压；同步整流管的导通和断开由PWM信号控制，所述的PWM信号接入同步整流管的栅极，同步整流管上的漏源电压到达开启阈值时，则所述PWM信号控制同步整流管导通，同步整流管上的栅源电压到达栅源关断阈值电压时，则所述PffM信号控制同步整流管断开。优选地，同步整流管的漏极电压与参考电压比较产生表征二者误差的第一电压信号，所述的PffM信号经驱动电路接入同步整流管的栅极，所述的驱动电路包括反向驱动器和推挽电路，所述的反向驱动器的输入端接收所述的PWM信号，所述的推挽电路的控制端与反向驱动器的输出端连接，所述第一电压信号作为所述推挽电路的供电电压。优选地，所述的推挽电路由第一开关管和第二开关管串联而成，所述第一开关管的控制端和第二开关管的控制端相互连接，第一开关管为P型管，第二开关管为N型管，所述第一开关管的第一端接收第一电压信号，第二端与第二开关管的第一端连接，第二开关管的第二端接地，第一开关管与第二开关管的公共端与同步整流管的栅极连接。采用本专利技术的电路结构和控制方法，与现有技术相比，具有以下优点:在同步整流导通时的后期工作阶段中，随着电流的减小，漏源电压升高到闭环阈值电压，栅源电压开始减小，使导通电阻增大，通过使同步整流管的漏极电压趋近于参考电压，以保持漏源电压等于闭环阈值电压；因而可以使同步整流导通后期保持漏源电压不变，使原边检测更加准确；同时本专利技术以栅源关断阈值电压来判断关断的时刻，确保同步整流管精确在电流过零时关断。【附图说明】图1为现有技术基于同步整流的反激式变换器的电路结构图；图2为现有技术同步整流的工作波形图；图3为现有技术中出现扰动的状态示意图；图4为本专利技术同步整流的工作波形图；图5为本专利技术中PffM信号产生电路的结构示意图；图6为闭环反馈电路的结构示意图；图7为驱动电路的结构示意图；【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。参考图4所示，示意了本专利技术同步整流的工作波形图，图中显示了同步整流管的漏源电压V_ds，栅源电压(即同步整流管的驱动电压)V_gs，通过同步整流管的电流Current，表征开通同步整流管的逻辑信号SR_0N，表征关断同步整流管的逻辑信号SR_OFF。本专利技术的同步整流步骤包括以下几个工作阶段:第一工作阶段:电流开始流过同步整流管的体二极管，电流方向从同步整流管体源级到漏极；tl时刻位于该工作阶段，此阶段中同步整流管上的漏源电压V_ds开始降低；第二工作阶段:同步整流管上的漏源电压V_ds降低并达到开启阈值0n_threshold，经过第一延迟时间tdl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步整流控制方法，其特征在于：包括以下步骤：第一工作阶段：电流开始流过同步整流管的体二极管，电流方向从同步整流管的源极到漏极；第二工作阶段：同步整流管上的漏源电压降低并达到开启阈值，同步整流管栅源电压开始上升，其沟道开始导通；第三工作阶段，同步整流管栅源电压持续上升至最大值，同步整流管导通电阻逐渐减小至最小值；第四工作阶段，随着电流的减小，漏源电压升高到闭环阈值电压，栅源电压开始减小，使导通电阻增大，保持漏源电压等于闭环阈值电压；第五工作阶段，同步整流管中电流趋近于零，栅源电压会减小到栅源关断阈值电压，同步整流管断开。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李新磊，徐孝如，白永江，张少斌，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33