一种同步整流控制电路制造技术

本发明专利技术为一种基于反激式开关电源的同步整流控制电路，包括电源电路、最大频率限制电路、电压幅值检测电路、防止误开启电路、防止漏开启电路、关断阈值补偿电路、逻辑电路、驱动电路及其他控制电路，电压幅值检测电路、防止误开启电路、关断阈值补偿电路与驱动电路的输入端均与同步整流管的漏极连接，防止漏开启电路和最大频率限制电路的输入端与逻辑电路的输出端连接。本发明专利技术能保证在重载模式与轻载模式下同步整流管的精确开关，避免了同步整流管的误开启与漏开启，实现了开关电源的高效率转换，提高了系统的安全性、可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种同步整流控制电路
本专利技术涉及一种同步整流控制电路，用于控制反激式开关电源，属于整流电路领域。
技术介绍
低压大电流电源系统的需求不断增加，反激式开关电源由于其高效的控制与精准的输出，被广泛应用于该电源系统中。然而，若继续在输出端采用二极管整流，如图1所示，在副边线圈导通的时间内，二极管产生的能量损耗占副边线圈总能量的比值为：其中Tons为副边二极管导通的时间，由于二极管压降较高，其产生的能量损耗会大大降低反激式开关电源的转换效率。采用低导通电阻的MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,金属-氧化物-半导体场效应晶体管)替代整流二极管则可以较好解决上述问题，如图2所示，其导通压降可降至0.1V以下。然而，MOS管为栅极控制器件，需配合同步整流控制电路才能满足工作需求，因此同步整流控制电路能否精确控制同步整流管直接决定着开关电源的优劣。同步整流控制电路可根据漏源电压或漏极电流来决定同步整流管的开关，当原边MOS管Q1关闭，副边同步整流控制电路检测到同步整流管漏源电压VS降低或出现从源极流向漏极的电流，同时检测出VS电压下降斜率满足要求时，输出开启同步整流管Q2的GATE驱动信号；当同步整流控制电路检测到同步整流管漏源电压VS或从源极流向漏极的电流均趋近于0时，输出关闭同步整流管Q2的GATE信号。而在实际操作时，尽管VS电压斜率检测可避免电压谐振带来的同步整流管误开启，但在轻载、空载模式或其他情况下，同步整流管漏源电压VS在下降时会出现波形斜率突变的情况，从而影响系统的反应时间与检测结果，同步整流管极易出现漏开启的情况，系统的连贯性与稳定性受到影响。对于关断同步整流管的控制尽管也是通过探测漏源电压来完成的，但随着同步整流管栅极电压的改变，其关断的难易程度也会改变，如当栅极电压减小，同步整流管的关断会变得更容易，所需关断时间也会减小，从而带来提前关断的现象；当栅极电压增大，同步整流管的关断会变得更难，所需关断时间也会增加，从而带来延迟关断的现象。同步整流管延迟关断容易造成反激式开关电源的原边与副边线圈的“共通”现象，带来电路的损伤，同降低电路的安全性；而提前关断容易造成电源转换效率的降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能保证在重载模式与轻载或空载模式下同步整流管的精确开关，避免了同步整流管的误开启与漏开启的同步整流控制电路。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种同步整流控制电路包括电源电路、最大频率限制电路、电压幅值检测电路、防止误开启电路、防止漏开启电路、关断阈值补偿电路、逻辑电路、驱动电路及其他控制电路，所述电源电路与反激式开关电源的输出端连接，用以产生电路工作的电压和参考电压，电压幅值检测电路、防止误开启电路、关断阈值补偿电路与驱动电路的输入端均与同步整流管的漏极连接，关断阈值补偿电路的输入端还与同步整流管的栅极连接，防止漏开启电路和最大频率限制电路的输入端与逻辑电路的输出端连接，防止漏开启电路的输入端还与电压幅值检测电路的输出端连接，最大频率限制电路、电压幅值检测电路、防止误开启电路、防止漏开启电路、关断阈值补偿电路与其他控制电路的输出端均连接在逻辑电路的输入端，所述逻辑电路输出控制信号作为驱动电路的输入，所述驱动电路的输出端连接同步整流管的栅极以控制其开关。进一步地，所述逻辑电路包括第一逻辑“或门”电路、第一逻辑“与门”电路、第二逻辑“与门”电路和RS触发器电路，所述第一逻辑“或门”电路的输入端分别与所述防止误开启电路和所述防止漏开启电路的输出端连接，所述第一逻辑“与门”电路的输入端分别与所述最大频率限制电路、所述电压幅值检测电路、所述第一逻辑“或门”电路的和其他开启控制电路的输出端连接，所述第二逻辑“与门”电路的输入端分别与所述关断阈值补偿电路、其他关断控制电路的输出端连接，所述第一逻辑“与门”的输出端与所述RS触发器的置位输入端连接，所述第二逻辑“与门”的输出端与所述RS触发器复位输入端连接，所述RS触发器的输出端与所述驱动电路的输入端连接。进一步地，所述防止误开启电路包括第一电阻、第一电容和施密特触发器，所述第一电阻的一端与电源电路连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一电容的正极和所述施密特触发器的输入端连接，所述第一电容的负极和所述同步整流管漏极连接。进一步地，所述防止漏开启电路包括第二逻辑“或门”电路，第一开关、第二电容、第一恒流源和第二比较器，所述逻辑“或门”电路的输入端分别与所述电压幅值检测的输出端和所述RS触发器的输出端连接，所述逻辑“或门”电路的输出端与所述第一开关的控制端连接，所述第一恒流源的输入端与所述电源电路连接，所述第一恒流源的输出端连接在第二电容的正极，所述第一恒流源用于给第二电容充电，所述第一开关用于给所述第二电容放电，所述第二电容的正极与第二比较器的同相端连接，所述第二比较器的反相端连接在所述电源电路上用于接收来自所述电源电路的第一参考电压。进一步地，所述关断阈值补偿电路包括第二电阻、第三电阻以及第二比较器，所述第二电阻的输入端连接在所述同步整流管的漏极，所述第三电阻的输入端连接在所述同步整流管的栅极，所述第二电阻的输出端与第三电阻的输出端同时连接在所述第二比较器的同相端，所述第二比较器的反相端连接在电源电路上用于接收来自所述电源电路的第二参考电压。进一步地，所述驱动电路包括脉冲延时电路、逻辑“非门”电路、逻辑“异或门”电路、弱驱动电路及N型MOS管、P型MOS管，所述脉冲延时电路、逻辑“非门”电路、逻辑“异或门”电路的输入端均与所述逻辑电路的输出端连接，所述逻辑“异或门”电路的输入端还与脉冲延时电路的输出端连接，所述脉冲延时电路的输出端还与P型MOS管的栅极控制端连接，所述逻辑“非门”电路的输出端与所述N型MOS管的栅极控制端连接，所述P型MOS管的源端与电源端连接，其漏端与所述N型MOS管的漏端连接，所述N型MOS管的源端接地，所述逻辑“异或门”电路的输出端、第三参考电压、所述同步整流管的漏极均为弱驱动电路的输入，所述弱驱动电路的输出端与所述P型MOS管、N型MOS管的漏端连接。进一步地，所述防止误开启电路采用施密特触发器作为电压比较电路以提高响应速度，所述施密特触发器的翻转电压v1小于电源电压的三分之一，翻转电压v2大于电源电压的三分之二。进一步地，所述防止误开启电路中所述第一电阻的阻值、第一电容的容值可根据漏源电压斜率的变化而更改，由其得到的RC常数的量级应达到纳秒级别。进一步地，所述防止误开启电路用于避免同步整流管在漏源电压发生振荡或出现错误电压时的误开启。进一步地，所述防止误开启电路中所述第一电阻的阻值、第一电容的容值可根据漏源电压斜率的变化而更改，其RC时间常数范围在20纳秒到2000纳秒之间。进一步地，所述防止漏开启电路可避免同步整流管在漏源电压斜率未被正确检测时的漏开启。进一步地，所述关断阈值补偿电路的同相端电压可实现当驱动电路输出电压较高时降低关断同步整流管所需漏极电压；当驱动电路输出电压较低时提高关断同步整流管所需漏极电压。进一步地，所述关断阈值补偿电路可避免同步整流管的提前关断或延迟关断，从而起到保护电路的作用。进一步地，所述驱动电路采用强驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同步整流控制电路，用于控制反激式开关电源，其特征在于，所述同步整流控制电路包括电源电路、最大频率限制电路、电压幅值检测电路、防止误开启电路、防止漏开启电路、关断阈值补偿电路、逻辑电路、驱动电路及其他控制电路，所述电源电路与反激式开关电源的输出端连接，用以产生电路工作的电压和参考电压，电压幅值检测电路、防止误开启电路、关断阈值补偿电路与驱动电路的输入端均与同步整流管的漏极连接，关断阈值补偿电路的输入端还与同步整流管的栅极连接，防止漏开启电路和最大频率限制电路的输入端与逻辑电路的输出端连接，防止漏开启电路的输入端还与电压幅值检测电路的输出端连接，最大频率限制电路、电压幅值检测电路、防止误开启电路、防止漏开启电路、关断阈值补偿电路与其他控制电路的输出端均连接在逻辑电路的输入端，所述逻辑电路输出控制信号作为驱动电路的输入，所述驱动电路的输出端连接同步整流管的栅极以控制其开关。

【技术特征摘要】
1.一种同步整流控制电路，用于控制反激式开关电源，其特征在于，所述同步整流控制电路包括电源电路、最大频率限制电路、电压幅值检测电路、防止误开启电路、防止漏开启电路、关断阈值补偿电路、逻辑电路、驱动电路及其他控制电路，所述电源电路与反激式开关电源的输出端连接，用以产生电路工作的电压和参考电压，电压幅值检测电路、防止误开启电路、关断阈值补偿电路与驱动电路的输入端均与同步整流管的漏极连接，关断阈值补偿电路的输入端还与同步整流管的栅极连接，防止漏开启电路和最大频率限制电路的输入端与逻辑电路的输出端连接，防止漏开启电路的输入端还与电压幅值检测电路的输出端连接，最大频率限制电路、电压幅值检测电路、防止误开启电路、防止漏开启电路、关断阈值补偿电路与其他控制电路的输出端均连接在逻辑电路的输入端，所述逻辑电路输出控制信号作为驱动电路的输入，所述驱动电路的输出端连接同步整流管的栅极以控制其开关。2.根据权利要求1所述的同步整流控制电路，其特征在于：所述逻辑电路包括第一逻辑“或门”电路、第一逻辑“与门”电路、第二逻辑“与门”电路和RS触发器电路，所述第一逻辑“或门”电路的输入端分别与所述防止误开启电路和所述防止漏开启电路的输出端连接，所述第一逻辑“与门”电路的输入端分别与所述最大频率限制电路、所述电压幅值检测电路、所述第一逻辑“或门”电路的和其他开启控制电路的输出端连接，所述第二逻辑“与门”电路的输入端分别与所述关断阈值补偿电路、其他关断控制电路的输出端连接，所述第一逻辑“与门”的输出端与所述RS触发器的置位输入端连接，所述第二逻辑“与门”的输出端与所述RS触发器复位输入端连接，所述RS触发器的输出端与所述驱动电路的输入端连接。3.根据权利要求1所述的同步整流控制电路，其特征在于：所述防止误开启电路包括第一电阻、第一电容和施密特触发器，所述第一电阻的一端与电源电路连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一电容的正极和所述施密特触发器的输入端连接，所述第一电容的负极和所述同步整流管漏极连接。4.根据权利要求2所述的同步整流控制电路，其特征在于：所述防止漏开启电路包括第二逻辑“或门”电路，第一开关、第二电容、第一恒流源和第二比较器，所述逻辑“或门”电路的输入端分别与所述电压幅值检测的输出端和所述RS触发器的输出端连接，所述逻辑“或门”电路的输出端与所述第一开关的控制端连接，所述第一恒流源的输入端与所述电源电路连接，所述第一恒流源的输出端连接在第二电容的正极，所述第一恒流源用于给第二电容充电，所述第一开关用于给所述第二电容放电，所述第二电容的正极与第二比较器的同相端连接，所述第二比较器的反相端连接在所述电源电路上用于接收来自所述电源电路的第一参考电压。5.根据权利要求1所述的同步整流控制电路，其特征在于：所述关断阈值补偿电路包括第二电阻、第三电阻以及第二比较器，所述第二电阻的输入端连接在所述同步整流管的漏极，所述第三电阻的输入端连接在所述同步整流管的栅极，所述第二电阻的输出端与第三电阻的输出端同时连接在所述第二比较器的同相端，所述第二比较器的反相端连接在电源电路上用于接收来自所述电源电路的第二参考电压。6.根据权利要求1所述同步整流控...

【专利技术属性】
技术研发人员：林新春，朱敏，
申请(专利权)人：深圳市力生美半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44