一种数字同步整流开关电源制造技术

本发明专利技术涉及开关电源，具体涉及一种数字同步整流开关电源，包括变压器，变压器的初级绕组与用于周期性导通、关断使得变压器的初级绕组向次级绕组传输能量的第一开关管串联，变压器的次级绕组与用于周期性导通、关断的第二开关管串联，变压器的次级绕组与第二开关管之间串联有输出电容，第一开关管、第二开关管分别与用于驱动导通、关断的第一驱动模块、第二驱动模块相连；本发明专利技术提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的功耗较大的缺陷。

A digital synchronous rectifier switching power supply

The invention relates to a switching power supply, in particular to a digital synchronous rectifier switching power supply, which includes a transformer, the primary winding of the transformer is connected in series with a first switch tube used for periodically making and turning off the primary winding of the transformer to transmit energy to the secondary winding, the secondary winding of the transformer is connected in series with a second switch tube used for periodically making and turning off, and the secondary winding of the transformer is connected in series The output capacitor is connected in series with the second switch tube, the first switch tube and the second switch tube are respectively connected with the first driving module and the second driving module for driving on and off; the technical scheme provided by the invention can effectively overcome the defects of large power consumption existing in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
一种数字同步整流开关电源
本专利技术涉及开关电源，具体涉及一种数字同步整流开关电源。
技术介绍
对于传统的开关电源来说，损耗主要包括三部分：初级开关管的损耗，高频变压器的损耗，次级整流二极管的损耗，而在低压大电流场合，次级整流二极管的损耗占据了系统损耗的绝大部分，减少整流损耗的有效方法是采用同步整流技术：即用低导通电阻的MOS管代替传统的整流二极管。由于采用了同步整流管，就带来了同步整流管的控制问题。在原边控制的开关电源中，变压器的原边绕组连接有主开关管，副边绕组连接有整流二极管或同步开关管。整流二极管不需要附加控制电路，因而电路结构简单，整流二极管的缺点是自身压降较大，导致开关电源的功耗增加，特别是在重载大电流输出的情形下，开关电源的功耗增加明显。同步开关管可以减小在整流元件上的功耗，从而提高开关电源的效率。同步开关管需要与主开关管同步工作，才能为负载提供稳定的输出电压。因此，需要为同步开关管提供附加的副边控制电路。然而，副边控制电路自身也会产生功耗，特别是在轻载的情况下，副边控制电路仍然工作。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种数字同步整流开关电源，能够有效克服现有技术所存在的功耗较大的缺陷。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种数字同步整流开关电源，包括变压器，所述变压器的初级绕组与用于周期性导通、关断使得所述变压器的初级绕组向次级绕组传输能量的第一开关管串联，所述变压器的次级绕组与用于周期性导通、关断的第二开关管串联，所述变压器的次级绕组与所述第二开关管之间串联有输出电容，所述第一开关管、第二开关管分别与用于驱动导通、关断的第一驱动模块、第二驱动模块相连；所述第一驱动模块、第二驱动模块均包括控制模块，所述控制模块与用于采集电路中电压并转换成低电压信号的电压采样调理模块相连，所述控制模块与用于采集电路中电流并转换成低电流信号的电流采样调理模块相连，所述控制模块与用于将所述低电压信号、低电流信号转换成数字信号的A/D转换模块相连，所述控制模块与用于根据所述数字信号生成驱动所述第一开关管或第二开关管的PMW信号的PMW发生模块相连，所述控制模块与用于对所述PMW信号进行整流并输出给所述第一开关管或第二开关管的同步整流模块相连，所述控制模块与用于根据所述PMW信号判断负载状态的负载检测模块相连。优选地，所述同步整流模块的输出端连接有隔离驱动电路。优选地，所述同步整流模块的输入端连接有过流保护模块。优选地，所述第二驱动模块中的负载检测模块检测驱动所述第二开关管的PMW信号的开关周期来判断负载状态。优选地，所述第二驱动模块中的负载检测模块在驱动所述第二开关管的PMW信号的控制下对方波信号进行分频计数，判断所述开关周期与阈值的关系。优选地，所述开关周期小于阈值时，所述第二驱动模块中的负载检测模块判定负载正常；所述开关周期不小于阈值时，所述第二驱动模块中的负载检测模块判定处于轻载状态。优选地，所述第二驱动模块中的负载检测模块判定处于轻载状态时，所述第二驱动模块断开所述第二开关管的主电流，所述第二开关管依靠寄生二极管维持导通状态，同时第一驱动模块中的控制模块调节驱动第一开关管的PMW信号的开关周期，维持输出电压大致恒定。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术所提供的一种数字同步整流开关电源，具有以下有益效果：1、通过控制模块控制同步整流模块即可实现次级整流的同步控制，有效降低开关电源的功耗，并且同步整流模块的输出端连接有隔离驱动电路，保证输出效果，同步整流模块的输入端连接有过流保护模块，防止开关电源因过流而损坏；2、第二驱动模块中的负载检测模块检测驱动第二开关管的PMW信号的开关周期来判断负载状态，第二驱动模块中的负载检测模块在驱动第二开关管的PMW信号的控制下对方波信号进行分频计数，判断开关周期与阈值的关系，第二驱动模块中的负载检测模块判定处于轻载状态时，第二驱动模块断开第二开关管的主电流，第二开关管依靠寄生二极管维持导通状态，同时第一驱动模块中的控制模块调节驱动第一开关管的PMW信号的开关周期，维持输出电压大致恒定，从而能够有效降低开关电源处于轻载时的功耗。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术系统示意图；图2为本专利技术图1中第一驱动模块、第二驱动模块的系统示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种数字同步整流开关电源，如图1和图2所示，包括变压器，变压器的初级绕组与用于周期性导通、关断使得变压器的初级绕组向次级绕组传输能量的第一开关管串联，变压器的次级绕组与用于周期性导通、关断的第二开关管串联，变压器的次级绕组与第二开关管之间串联有输出电容，第一开关管、第二开关管分别与用于驱动导通、关断的第一驱动模块、第二驱动模块相连；第一驱动模块、第二驱动模块均包括控制模块，控制模块与用于采集电路中电压并转换成低电压信号的电压采样调理模块相连，控制模块与用于采集电路中电流并转换成低电流信号的电流采样调理模块相连，控制模块与用于将低电压信号、低电流信号转换成数字信号的A/D转换模块相连，控制模块与用于根据数字信号生成驱动第一开关管或第二开关管的PMW信号的PMW发生模块相连，控制模块与用于对PMW信号进行整流并输出给第一开关管或第二开关管的同步整流模块相连，控制模块与用于根据PMW信号判断负载状态的负载检测模块相连。同步整流模块的输出端连接有隔离驱动电路。同步整流模块的输入端连接有过流保护模块。第二驱动模块中的负载检测模块检测驱动第二开关管的PMW信号的开关周期来判断负载状态。第二驱动模块中的负载检测模块在驱动第二开关管的PMW信号的控制下对方波信号进行分频计数，判断开关周期与阈值的关系。开关周期小于阈值时，第二驱动模块中的负载检测模块判定负载正常；开关周期不小于阈值时，第二驱动模块中的负载检测模块判定处于轻载状态。第二驱动模块中的负载检测模块判定处于轻载状态时，第二驱动模块断开第二开关管的主电流，第二开关管依靠寄生二极管维持导通状态，同时第一驱动模块中的控制模块调节驱动第一开关管的PMW信号的开关周期，维持输出电压大致恒定。通过控制模块控制同步整流模块即可实现次级整流的同步控制，有效降低开关电源的功耗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字同步整流开关电源，包括变压器，其特征在于：所述变压器的初级绕组与用于周期性导通、关断使得所述变压器的初级绕组向次级绕组传输能量的第一开关管串联，所述变压器的次级绕组与用于周期性导通、关断的第二开关管串联，所述变压器的次级绕组与所述第二开关管之间串联有输出电容，所述第一开关管、第二开关管分别与用于驱动导通、关断的第一驱动模块、第二驱动模块相连；/n所述第一驱动模块、第二驱动模块均包括控制模块，所述控制模块与用于采集电路中电压并转换成低电压信号的电压采样调理模块相连，所述控制模块与用于采集电路中电流并转换成低电流信号的电流采样调理模块相连，所述控制模块与用于将所述低电压信号、低电流信号转换成数字信号的A/D转换模块相连，所述控制模块与用于根据所述数字信号生成驱动所述第一开关管或第二开关管的PMW信号的PMW发生模块相连，所述控制模块与用于对所述PMW信号进行整流并输出给所述第一开关管或第二开关管的同步整流模块相连，所述控制模块与用于根据所述PMW信号判断负载状态的负载检测模块相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种数字同步整流开关电源，包括变压器，其特征在于：所述变压器的初级绕组与用于周期性导通、关断使得所述变压器的初级绕组向次级绕组传输能量的第一开关管串联，所述变压器的次级绕组与用于周期性导通、关断的第二开关管串联，所述变压器的次级绕组与所述第二开关管之间串联有输出电容，所述第一开关管、第二开关管分别与用于驱动导通、关断的第一驱动模块、第二驱动模块相连；
所述第一驱动模块、第二驱动模块均包括控制模块，所述控制模块与用于采集电路中电压并转换成低电压信号的电压采样调理模块相连，所述控制模块与用于采集电路中电流并转换成低电流信号的电流采样调理模块相连，所述控制模块与用于将所述低电压信号、低电流信号转换成数字信号的A/D转换模块相连，所述控制模块与用于根据所述数字信号生成驱动所述第一开关管或第二开关管的PMW信号的PMW发生模块相连，所述控制模块与用于对所述PMW信号进行整流并输出给所述第一开关管或第二开关管的同步整流模块相连，所述控制模块与用于根据所述PMW信号判断负载状态的负载检测模块相连。


2.根据权利要求1所述的数字同步整流开关电源，其特征在于：所述同步整流模块的输出端连接有隔离驱动电路。
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【专利技术属性】
技术研发人员：高龙，王炜，印长豹，
申请(专利权)人：合肥博雷电气有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34