一种预偏置控制电路及预偏置控制方法技术

本发明专利技术公开了一种预偏置控制电路及预偏置控制方法，应用于同步整流功率变换器，本发明专利技术通过预偏置控制电路中的移相复制电路和反向电路产生一个与同步整流的整流管驱动信号频率相同，相位滞后，高电平部分互相叠加，且非叠加部分的脉冲宽度基本一致的信号，该信号经过预偏置信号叠加驱动电路后产生了一个与同步整流的整流管驱动信号频率相同，占空比一致的信号，该信号作为同步续流管的新驱动信号。因此，避免了续流管在启动时通常因为占空比处于最大值引起的输出侧预偏置电压源能量反灌和反向电流过大导致同步续流管失效、功率变换器启动失败、损坏和重复起机等致命问题，从而实现了预偏置控制启动。

【技术实现步骤摘要】
一种预偏置控制电路及预偏置控制方法
本专利技术涉及DC/DC电源变换器同步整流驱动
，特别是涉及一种预偏置控制电路及预偏置控制方法。
技术介绍
在DC/DC变换器
，普遍采用同步整流技术，以提升转换效率。而预偏置技术解决方案是同步整流技术所必须面对的技术问题。在正激、反激等变换器的同步整流方案中，由于原边的PWM控制电路一般会采取缓启动电路，则导致DC/DC同步整流变换器在启动过程当中，主占空比逐渐展开，由小变大，即整流管的占空比由非常小的值逐渐增加，但由于整流管和续流管的驱动信号是互补关系，则续流管的占空比是从大变小。此时如果在输出侧加偏置电压，则会出现因为续流管的占空比远大于整流管，导致偏置电压会通过续流管放电，进而出现反向电流，最终导致变换器的同步整流管失效，即预偏置起机问题；另外一种情况也会导致上文的预偏置起机问题，即在输出电压较高(如12V以上)时，DC/DC同步整流变换器在开机和关机过程中，由于DC/DC同步整流变换器输出电容一般比较大，当DC/DC同步整流变换器输出空载时，则DC/DC同步整流变换器输出电容的电能很难放掉，即输出电压越高，输出电容上的能量越大；当DC/DC同步整流变换器输出电容上的电能没有放掉时，若DC/DC同步整流变换器在这时启动，由于续流管的开通时间远大于整流管，所以电容上的电能会通过DC/DC同步整流变换器的续流管放电，造成DC/DC同步整流变换器往负载输送的电能远小于输出电容往DC/DC同步整流变换器里放电的电能，出现严重的输出反灌电流，同时造成DC/DC同步整流变换器的输出电压建立失败，严重的会导致电源模块损坏或失效，不严重的也会造成DC/DC同步整流变换器起机失败，从而触发短路保护，使得后级设备不断重启，影响后级设备的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种预偏置控制电路及预偏置控制方法，以实现采用同步整流变换器在启动过程中续流管出现输出电流反灌，导致同步整流变换器启动失败、损坏和重复起机的问题。为达到上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种预偏置控制电路，应用于同步整流功率变换器，所述同步整流功率变换器为单端正激同步整流拓扑，所述同步整流功率变换器包括整流管驱动信号输出端、续流管原始驱动信号输出端和续流管新驱动信号输入端，所述整流管驱动信号输出端用于输出副边的同步整流驱动信号DRIVER_A，同时作为所述预偏置控制电路的输入信号之一，所述续流管原始驱动信号DRIVER_B用于作为所述预偏置控制电路的另外一个输入信号，所述副边的同步整流驱动信号DRIVER_A和所述副边的续流管原始驱动信号DRIVER_B为互补关系，所述预偏置控制电路包括：移相复制电路、反向电路、预偏置信号叠加驱动电路、预偏置信号屏蔽电路，其中：所述移相复制电路的输入端与所述整流管驱动信号输出端相连，所述预偏置信号叠加驱动电路的第一输入端与所述续流管原始驱动信号输出端相连；所述移相复制电路的输出端与所述反向电路的第一输入端相连，所述反向电路的输出端与所述预偏置信号叠加驱动电路的第二输入端相连，所述预偏置信号叠加驱动电路的输出端与所述续流管新驱动信号输入端相连；所述预偏置信号屏蔽电路的输入端与所述同步整流功率变换器的输出端相连，所述预偏置信号屏蔽电路的输出端与所述反向电路的第二输入端相连；所述副边的同步整流驱动信号DRIVER_A输入所述移相复制电路，产生一个频率相同的反向信号，所述反向信号的每个周期的低电平保持时间略大于所述副边的同步整流驱动信号DRIVER_A的高电平宽度，所述反向信号输入所述反向电路，产生一个与所述反向信号相位互补的反向信号；所述预偏置信号叠加驱动电路将所述副边的同步续流管原始驱动信号DRIVER_B和所述反向电路的输出信号叠加后生成一个新的驱动信号，作为所述续流管新驱动信号，驱动所述同步整流功率变换器的续流管；所述预偏置信号屏蔽电路的输入信号为所述同步整流功率变换器的输出电压，当所述同步整流功率变换器完成启动时，所述预偏置信号屏蔽电路输出一个禁止信号，将所述反向电路的输出信号屏蔽。优选的，所述移相复制电路包括：第一二极管、第一电容、第二电阻、第五电阻、第二开关管、第四开关管以及第一运算放大器，其中：所述第一二极管的阳极与所述第二开关管的栅极相连，其公共端作为所述移相复制电路的输入端与所述整流管驱动信号输出端相连；所述第一二极管的阴极与所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述第四电阻、所述第一电容和所述第一运算放大器的反相输入端的公共端相连，其公共端输入X_C信号；所述第四电阻的另一端与所述第四开关管的漏极相连，所述第四开关管的栅极与所述第五电阻和所述第二开关管的公共端相连，所述第五电阻的另一端与第一供电电源相连，所述第二开关管的源极、所述第四开关管的源极以及所述第一电容的另一端与公共地端相连；所述第一运算放大器的正相输入端与第一基准电压相连，所述第一运算放大器的接地端与所述公共地端相连，所述第一运算放大器的电源输入端与第二供电电源相连，将所述X_C信号与所述第一基准电压比较产生X_D信号，所述第一运算放大器的输出端作为所述移相复制电路的输出端与所述反向电路的第一输入端相连。优选的，所述第二开关管和所述第四开关管为NMOS开关管。优选的，所述反向电路包括：第三电阻和第一开关管，其中：所述第三电阻的一端作为所述反向电路的第一输入端与所述移相复制电路的输出端相连，所述第三电阻的另一端与所述第一开关管的栅极相连，其公共端作为所述反向电路的第二输入端与所述预偏置信号屏蔽电路的输出端相连；所述第一开关管的源极与所述公共地端相连，从所述第一开关管的漏极输出X_F信号，并将所述第一开关管的漏极作为所述反向电路的输出端与所述预偏置信号叠加驱动电路的的第二输入端相连。优选的，所述第一开关管为NMOS开关管。优选的，所述预偏置信号叠加驱动电路包括：第一电阻、第六电阻、第七电阻、第二二极管、第三二极管以及第三开关管，其中：所述第一电阻与所述第六电阻的公共端作为所述预偏置信号叠加驱动电路的第二输出端与所述反向电路的输出端相连；所述第一电阻的另一端与所述第一供电电源相连，所述第六电阻的另一端与所述第三二极管的阴极和所述第三开关管的栅极的公共端相连；所述第三二极管的阳极与所述第三开关管的源极相连，其公共端作为所述预偏置信号叠加驱动电路的输出端与所述续流管新驱动信号输入端相连；所述第三开关管的漏极与所述第七电阻相连，所述第七电阻的另一端与所述第二二极管的阴极相连，所述第二二极管的阳极作为所述预偏置信号叠加驱动电路的第一输入端与所述同步整流功率变换器的续流管原始驱动信号输出端相连。优选的，所述第三开关管为NMOS开关管。优选的，所述预偏置信号屏蔽电路包括：第八电阻、第九电阻、第十电阻、第二电容、第三电容、第二运算放大器以及第四二极管，其中：所述第九电阻的一端作为所述预偏置信号屏蔽电路的输入端与所述同步整流功率变换器的输出端相连，所述第九电阻的另一端与所述第二电容、所述第八电阻以及所述第二运算放大器的反相输入端相连，所述第二电容的另一端与所述第八电阻的另一端与所述公共地端相连；所述第十电阻的一端与第二基准电压相连，所述第十电阻的另一端与所述第三电容和所述第二运算放大器的正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预偏置控制电路，其特征在于，应用于同步整流功率变换器，所述同步整流功率变换器为单端正激同步整流拓扑，所述同步整流功率变换器包括整流管驱动信号输出端、续流管原始驱动信号输出端和续流管新驱动信号输入端，所述整流管驱动信号输出端用于输出副边的同步整流驱动信号DRIVER_A，同时作为所述预偏置控制电路的输入信号之一，所述续流管原始驱动信号DRIVER_B用于作为所述预偏置控制电路的另外一个输入信号，所述副边的同步整流驱动信号DRIVER_A和所述副边的续流管原始驱动信号DRIVER_B为互补关系，所述预偏置控制电路包括：移相复制电路、反向电路、预偏置信号叠加驱动电路、预偏置信号屏蔽电路，其中：所述移相复制电路的输入端与所述整流管驱动信号输出端相连，所述预偏置信号叠加驱动电路的第一输入端与所述续流管原始驱动信号输出端相连；所述移相复制电路的输出端与所述反向电路的第一输入端相连，所述反向电路的输出端与所述预偏置信号叠加驱动电路的第二输入端相连，所述预偏置信号叠加驱动电路的输出端与所述续流管新驱动信号输入端相连；所述预偏置信号屏蔽电路的输入端与所述同步整流功率变换器的输出端相连，所述预偏置信号屏蔽电路的输出端与所述反向电路的第二输入端相连；所述副边的同步整流驱动信号DRIVER_A输入所述移相复制电路，产生一个频率相同的反向信号，所述反向信号的每个周期的低电平保持时间略大于所述副边的同步整流驱动信号DRIVER_A的高电平宽度，所述反向信号输入所述反向电路，产生一个与所述反向信号相位互补的反向信号；所述预偏置信号叠加驱动电路将所述副边的同步续流管原始驱动信号DRIVER_B和所述反向电路的输出信号叠加后生成一个新的驱动信号，作为所述续流管新驱动信号，驱动所述同步整流功率变换器的续流管；所述预偏置信号屏蔽电路的输入信号为所述同步整流功率变换器的输出电压，当所述同步整流功率变换器完成启动时，所述预偏置信号屏蔽电路输出一个禁止信号，将所述反向电路的输出信号屏蔽。...

【技术特征摘要】
1.一种预偏置控制电路，其特征在于，应用于同步整流功率变换器，所述同步整流功率变换器为单端正激同步整流拓扑，所述同步整流功率变换器包括整流管驱动信号输出端、续流管原始驱动信号输出端和续流管新驱动信号输入端，所述整流管驱动信号输出端用于输出副边的同步整流驱动信号DRIVER_A，同时作为所述预偏置控制电路的输入信号之一，所述续流管原始驱动信号DRIVER_B用于作为所述预偏置控制电路的另外一个输入信号，所述副边的同步整流驱动信号DRIVER_A和所述副边的续流管原始驱动信号DRIVER_B为互补关系，所述预偏置控制电路包括：移相复制电路、反向电路、预偏置信号叠加驱动电路、预偏置信号屏蔽电路，其中：所述移相复制电路的输入端与所述整流管驱动信号输出端相连，所述预偏置信号叠加驱动电路的第一输入端与所述续流管原始驱动信号输出端相连；所述移相复制电路的输出端与所述反向电路的第一输入端相连，所述反向电路的输出端与所述预偏置信号叠加驱动电路的第二输入端相连，所述预偏置信号叠加驱动电路的输出端与所述续流管新驱动信号输入端相连；所述预偏置信号屏蔽电路的输入端与所述同步整流功率变换器的输出端相连，所述预偏置信号屏蔽电路的输出端与所述反向电路的第二输入端相连；所述副边的同步整流驱动信号DRIVER_A输入所述移相复制电路，产生一个频率相同的反向信号，所述反向信号的每个周期的低电平保持时间略大于所述副边的同步整流驱动信号DRIVER_A的高电平宽度，所述反向信号输入所述反向电路，产生一个与所述反向信号相位互补的反向信号；所述预偏置信号叠加驱动电路将所述副边的同步续流管原始驱动信号DRIVER_B和所述反向电路的输出信号叠加后生成一个新的驱动信号，作为所述续流管新驱动信号，驱动所述同步整流功率变换器的续流管；所述预偏置信号屏蔽电路的输入信号为所述同步整流功率变换器的输出电压，当所述同步整流功率变换器完成启动时，所述预偏置信号屏蔽电路输出一个禁止信号，将所述反向电路的输出信号屏蔽。2.根据权利要求1所述的预偏置控制电路，其特征在于，所述移相复制电路包括：第一二极管、第一电容、第二电阻、第五电阻、第二开关管、第四开关管以及第一运算放大器，其中：所述第一二极管的阳极与所述第二开关管的栅极相连，其公共端作为所述移相复制电路的输入端与所述整流管驱动信号输出端相连；所述第一二极管的阴极与所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述第四电阻、所述第一电容和所述第一运算放大器的反相输入端的公共端相连，其公共端输入X_C信号；所述第四电阻的另一端与所述第四开关管的漏极相连，所述第四开关管的栅极与所述第五电阻和所述第二开关管的公共端相连，所述第五电阻的另一端与第一供电电源相连，所述第二开关管的源极、所述第四开关管的源极以及所述第一电容的另一端与公共地端相连；所述第一运算放大器的正相输入端与第一基准电压相连，所述第一运算放大器的接地端与所述公共地端相连，所述第一运算放大器的电源输入端与第二供电电源相连，将所述X_C信号与所述第一基准电压比较产生X_D信号，所述第一运算放大器的输出端作为所述移相复制电路的输出端与所述反向电路的第一输入端相连。3.根据权利要求2所述的预偏置控制电路，其特征在于，所述第二开关管和所述第四开关管为NMOS开关管。4.根据权利要求1所述的预偏置控制电路，其特征在于，所述反向电路包括：第三电阻和第一开关管，其中：所述第三电阻的一端作为所述反向电路的第一输入端与所述移相复制电路的输出端相连，所述第三电阻的另一端与所述第一开关管的栅极相连，其公共端作为所述反向电路的第二输入端与所述预偏置信号屏蔽电路的输出端相连；所述第一开关管的源极与所述公共地端相连，从所述第一开关管的漏极输出X_F信号，并将所述第一开关管的漏极作为所述反向电路的输出端与所述预偏置信号叠加驱动电路的的第二输入端相连。5.根据权利要求4所述的预偏置控制电路，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：金祖敏，顾巍，李想，
申请(专利权)人：北京新雷能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11