一种同步整流电路制造技术

本发明专利技术公开了一种同步整流电路，包括：第一电源、第二电源、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、电感和第一电容；第一电源的正输出端与第一场效应管的漏极相连，源极与第一电容的第一端相连，第一电容的第二端与电感的第一端相连，电感的第二端与第一电源的负输出端相连；第二电源的正输出端与第二场效应管的漏极相连，源极与第一电容的第一端相连，电感的第二端与第二电源的负输出端相连；第三场效应管的漏极与电感的第二端相连，第三场效应管的源极与第一电容的第一端相连。该电路续流过程中不需要流经第一电源或第二电源，避免了第一电源或第二电源内阻的损耗，提高了产品效率。

【技术实现步骤摘要】
一种同步整流电路
本专利技术涉及同步整流
，特别涉及一种同步整流电路。
技术介绍
随着微处理器和数字信号处理器的不断发展，对芯片的供电电源的要求越来越高了。不论是功率密度、效率和动态响应等方面都有了新要求，特别是要求输出电压越来越低，电流却越来越大。输出电压会从过去的3.3V降低到1.1～1.8V之间，甚至更低。从电源的角度来看，微处理器和数字信号处理器等都是电源的负载，而且它们都是动态的负载，这就意味着负载电流会在瞬间变化很大，从过去的13A/μs到将来的30A/μs～50A/μs。这就要求有能够输出电压低、电流大、动态响应好的变换器拓扑。近年来随着电源技术的发展，同步整流技术正在向低电压、大电流输出的DC/DC变换器中迅速推广应用。DC/DC变换器的损耗主要由3部分组成：功率开关管的损耗，高频变压器的损耗，输出端整流管的损耗。在低电压、大电流输出的情况下，整流二极管的导通压降较高，输出端整流管的损耗尤为突出。快恢复二极管(FRD，FastRecoveryDiode)或超快恢复二极管(SRD，SuperfastRecoveryDiode)可达1.0～1.2V，即使采用低压降的肖特基二极管(SBD，SchottkyBarrierDiode)，也会产生大约0.6V的压降，这就导致整流损耗增大，电源效率降低。功率MOSFET的导通功耗非常小，可以很好的提高电路效率。在隔离DC/DC变换器大功率、低电压、大电流的使用场景中，双向励磁的拓扑具有明显的技术优势，如全桥、半桥、推挽等拓扑电路形式，具有变压器双向励磁、磁材利用率高、体积小等优势，所以双向励磁的拓扑十分适合以上场景的应用环境。如图1所示，其为推挽、半桥、全桥拓扑的副边同步整流典型应用电路，图2显示的为图1中各开关管驱动波形，在T0-T1时间内，Q3、Q4开关管同时关闭，Q1、Q2同步整流管同时打开，进行变压器副边电流续流，电流通过Q1、Q2、变压器线圈N2、N3、电感L1、负载端流动；T1-T2时间内，原边开关管Q4开启，变压器进行励磁，并向副边传递电能，整流管Q2开启，Q1关闭，电流通过Q2、负载端、电感L1流回变压器，电感电流线性增加，T2-T3时间内重复T0时间内的续流动作；T3-T4时间内，整流管Q1开启，Q2关闭，电流通过Q1、负载端、电感L1流回变压器，由此可知变压器副边续流时，电流总是流经变压器副边线圈，增加环路消耗功耗，降低产品效率。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种同步整流电路，从而克服现有电路在续流过程中会增加环路消耗、产品效率较低的缺陷。本专利技术实施例提供的一种同步整流电路，包括：第一电源、第二电源、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、电感和第一电容；所述第一电源的正输出端与所述第一场效应管的漏极相连，所述第一场效应管的源极与所述第一电容的第一端相连，所述第一电容的第二端与所述电感的第一端相连，所述电感的第二端与所述第一电源的负输出端相连；所述第二电源的正输出端与所述第二场效应管的漏极相连，所述第二场效应管的源极与所述第一电容的第一端相连，所述电感的第二端与所述第二电源的负输出端相连；所述第三场效应管的漏极与所述电感的第二端相连，所述第三场效应管的源极与所述第一电容的第一端相连；所述第一场效应管的栅极用于接收第一方波信号，所述第二场效应管的栅极用于接收第二方波信号，所述第三场效应管的栅极用于接收第三方波信号；所述第一方波信号和所述第二方波信号不同时为高电平，且在所述第一方波信号和所述第二方波信号均为低电平时，所述第三方波信号为高电平。在一种可能的实现方式中，所述第一电源包括变压器的第一次级线圈，所述第二电源包括变压器的第二次级线圈；所述第一次级线圈的第一端为所述第一电源的正输出端，所述第一次级线圈的第二端为所述第一电源的负输出端；所述第二次级线圈的第一端为所述第二电源的正输出端，所述第二次级线圈的第二端为所述第二电源的负输出端。在一种可能的实现方式中，该电路还包括：电源外围电路；所述电源外围电路与所述变压器的初级线圈相连。在一种可能的实现方式中，所述电源外围电路包括：第四场效应管、第五场效应管、第二电容和第三电容；所述第四场效应管的漏极与外部电源相连，并与所述第二电容的第一端相连，所述第四场效应管的源极与所述初级线圈的第一端相连；所述初级线圈的第二端与所述第三电容的第一端和所述第二电容的第二端相连，所述第三电容的第二端接地；所述第五场效应管的漏极与所述初级线圈的第一端相连，所述第五场效应管的源极接地；所述第四场效应管的栅极用于接收第一方波信号，所述第五场效应管的栅极用于接收第二方波信号；所述初级线圈的第二端、所述第一次级线圈的第一端和所述第二次级线圈的第二端互为同名端。在一种可能的实现方式中，该电路还包括：用于输出所述第三方波信号的逻辑电路；所述逻辑电路的第一输入端用于接收第一方波信号，所述逻辑电路的第二输入端用于接收第二方波信号；所述逻辑电路的输出端与所述第三场效应管的栅极相连。在一种可能的实现方式中，所述逻辑电路包括：第一非门、第二非门和与门；所述第一非门的输入端为所述逻辑电路的第一输入端，所述第一非门的输出端与所述与门的第一输入端相连；所述第二非门的输入端为所述逻辑电路的第二输入端，所述第二非门的输出端与所述与门的第二输入端相连；所述与门的输出端与所述第三场效应管的栅极相连。在一种可能的实现方式中，所述逻辑电路包括：或门和非门；所述或门的第一输入端为所述逻辑电路的第一输入端，所述或门的第二输入端为所述逻辑电路的第二输入端，所述或门的输出端与所述非门的输入端相连，所述非门的输出端与所述第三场效应管的栅极相连。本专利技术实施例提供的一种同步整流电路，设置了用于续流的第三场效应管，从而使得在续流过程中不需要流经第一电源或第二电源，避免了第一电源或第二电源内阻的损耗，提高了产品效率，并减少了第一电源或第二电源的发热。同时，在增加了第三场效应管后，减少了原有整流管充当续流功能时的电能消耗，平均了电源内部的热量分布，提高电源的设计可靠性。该电路使用拓扑原边驱动信号经过或非运算后形成副边续流管的驱动信号，不需要额外设置其他多余的控制信号。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为现有技术中同步整流应用电路的电路图；图2为现有技术中开关管驱动波形的波形图；图3为本专利技术实施例中同步整流电路的第一电路结构图；图4为本专利技术实施例中方波信号的波形图；图5为本专利技术实施例中同步整流电路的第二电路结构图；图6为本专利技术实施例中同步整流电路的第三电路结构图；图7为本专利技术实施例中逻辑电路的第一电路结构图；图8为本专利技术实施例中逻辑电路的第二电路结构图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步整流电路，其特征在于，包括：第一电源、第二电源、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、电感和第一电容；所述第一电源的正输出端与所述第一场效应管的漏极相连，所述第一场效应管的源极与所述第一电容的第一端相连，所述第一电容的第二端与所述电感的第一端相连，所述电感的第二端与所述第一电源的负输出端相连；所述第二电源的正输出端与所述第二场效应管的漏极相连，所述第二场效应管的源极与所述第一电容的第一端相连，所述电感的第二端与所述第二电源的负输出端相连；所述第三场效应管的漏极与所述电感的第二端相连，所述第三场效应管的源极与所述第一电容的第一端相连；所述第一场效应管的栅极用于接收第一方波信号，所述第二场效应管的栅极用于接收第二方波信号，所述第三场效应管的栅极用于接收第三方波信号；所述第一方波信号和所述第二方波信号不同时为高电平，且在所述第一方波信号和所述第二方波信号均为低电平时，所述第三方波信号为高电平。

【技术特征摘要】
1.一种同步整流电路，其特征在于，包括：第一电源、第二电源、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、电感和第一电容；所述第一电源的正输出端与所述第一场效应管的漏极相连，所述第一场效应管的源极与所述第一电容的第一端相连，所述第一电容的第二端与所述电感的第一端相连，所述电感的第二端与所述第一电源的负输出端相连；所述第二电源的正输出端与所述第二场效应管的漏极相连，所述第二场效应管的源极与所述第一电容的第一端相连，所述电感的第二端与所述第二电源的负输出端相连；所述第三场效应管的漏极与所述电感的第二端相连，所述第三场效应管的源极与所述第一电容的第一端相连；所述第一场效应管的栅极用于接收第一方波信号，所述第二场效应管的栅极用于接收第二方波信号，所述第三场效应管的栅极用于接收第三方波信号；所述第一方波信号和所述第二方波信号不同时为高电平，且在所述第一方波信号和所述第二方波信号均为低电平时，所述第三方波信号为高电平。2.根据权利要求1所述的同步整流电路，其特征在于，所述第一电源包括变压器的第一次级线圈，所述第二电源包括变压器的第二次级线圈；所述第一次级线圈的第一端为所述第一电源的正输出端，所述第一次级线圈的第二端为所述第一电源的负输出端；所述第二次级线圈的第一端为所述第二电源的正输出端，所述第二次级线圈的第二端为所述第二电源的负输出端。3.根据权利要求2所述的同步整流电路，其特征在于，还包括：电源外围电路；所述电源外围电路与所述变压器的初级线圈相连。4.根据权利要求3所述的同步整流电路，其特征在于，所述电源外围电路包括：第四场效应...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建，李涛，刘瑞，高丽萍，
申请(专利权)人：北京智芯微电子科技有限公司，国网信息通信产业集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11