同步整流控制电路、隔离式电源变换电路及控制方法技术

本发明专利技术揭示了一种同步整流控制电路、隔离式电源变换电路及控制方法，同步整流控制电路能耦接一同步整流晶体管，并能向同步整流晶体管发送控制信号；同步整流控制电路包括：比较电路、驱动电路、信号调节电路和导通压降调节电路。比较电路的输入端分别耦接同步整流晶体管、至少一基准信号，比较电路的输出端分别耦接驱动电路以及信号调节电路；驱动电路的输出端耦接同步整流晶体管，用以根据比较电路输出的信号向同步整流晶体管发送控制信号；信号调节电路的输出端耦接比较电路，用以根据比较电路输出的信号调节至少一基准信号中的设定基准信号。本发明专利技术可实现对同步整流晶体管的精准关断，同时可提高关断速度，提升电路的可靠性。

Synchronous rectification control circuit, isolated power conversion circuit and control method

【技术实现步骤摘要】
同步整流控制电路、隔离式电源变换电路及控制方法
本专利技术属于电子电路
，涉及一种控制电路，尤其涉及一种同步整流控制电路、隔离式电源变换电路及控制方法。
技术介绍
同步整流技术(SynchronousRectification，简称SR)是一项用MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管)取代整流二极管以降低整流损耗的技术，目前它在工业电源、消费类电子等领域都已经得到广泛的应用。图1为采用二极管做副边整流的Flyback架构图，图2为采用SR做副边整流的Flyback架构图。采用通态电阻极低的同步整流MOSFET替换整流二极管，可降低整流损耗。SRMOSFET关断设计是SR控制技术的重点和难点；业界SR关断的方法通常有两种，分别为预判式和电压检测关断方式。图3为现有预判式SR关断方法的波形示意图；请参阅图3，预判式SR关断方法通过预测的方式获取SRMOSFET的关断点，缺点是动态过程可能共通，即原边功率开关管和副边整流管会存在共通的状态，使反激电路的工作异常，可靠性低。图4为现有采用电压检测关断方式SR关断方法的波形示意图；请参阅图4，电压检测关断方式通过检测MOSFET两端的电压，当漏极和源极之间的电压Vds达到某一阈值Vth_off时，关断MOSFET，缺点是无法兼容CCM，效率低。有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的同步整流控制方式，以便克服现有同步整流控制方式存在的上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术提供一种同步整流控制电路、隔离式电源变换电路及控制方法，可实现对同步整流晶体管的精准关断，提高电路可靠性。为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，采用如下技术方案：一种同步整流控制电路，所述同步整流控制电路能耦接一同步整流晶体管，并能向所述同步整流晶体管发送控制信号；所述同步整流控制电路包括：比较电路，其输入端分别耦接同步整流晶体管、至少一基准信号，其输出端分别耦接驱动电路以及信号调节电路；驱动电路，其输出端耦接同步整流晶体管，用以根据所述比较电路输出的信号向所述同步整流晶体管发送控制信号；信号调节电路，用以根据所述比较电路输出的信号调节至少一基准信号中的设定基准信号；以及导通压降调节电路，其输入端耦接所述设定基准信号，其输出端耦接所述同步整流晶体管，用以调节同步整流晶体管的控制端电压。作为本专利技术的一种实施方式，信号调节电路用以根据所述比较电路输出的信号调节设定基准信号，而不对其他基准信号进行调节。在另一个实施方式中，在本专利技术信号调节电路用以根据所述比较电路输出的信号调节设定基准信号以及其他基准信号。作为本专利技术的一种实施方式，所述导通压降调节电路包括跨导运算放大器，其第一输入端和第二输入端分别耦接同步整流晶体管的漏极和第二基准信号，其输出端耦接同步整流晶体管的控制端，第二基准信号为所述设定基准信号。作为本专利技术的一种实施方式，所述驱动电路包括触发器；所述比较电路包括第一比较器、第二比较器；所述第一比较器的输入端分别耦接第一基准信号及同步整流晶体管的漏极；所述第二比较器的输入端分别耦接同步整流晶体管的漏极及第三基准信号；所述第一比较器的输出端耦接触发器的置位端；所述第二比较器的输出端耦接触发器的复位端，所述触发器的输出端耦接所述同步整流晶体管的控制端。作为本专利技术的一种实施方式，所述导通压降调节电路包括跨导运算放大器及跨导运算放大器控制单元，所述跨导运算放大器控制单元的输入端分别耦接第三比较器的输出端和RS触发器的输出端，跨导运算放大器控制单元的输出端耦接跨导运算放大器的使能端；当脉冲宽度调制信号PWM有效持续设定时间且同步整流晶体管漏极和源极之间的电压Vds>第二基准信号同时满足后，所述跨导运算放大器控制单元输出控制信号，以控制跨导运算放大器工作，使所述跨导运算放大器调节所述同步整流晶体管的驱动电压。作为本专利技术的一种实施方式，所述比较电路的输入端耦接的至少一基准信号包括第一基准信号、第二基准信号、第三基准信号；所述设定基准信号为第二基准信号；所述比较电路用以比较同步整流晶体管漏极和源极之间的电压Vds与第一基准信号、第二基准信号、第三基准信号的大小，并将对应输出信号输出至驱动电路、信号调节电路以及导通压降调节电路。作为本专利技术的一种实施方式，所述比较电路包括第一比较器、第二比较器及第三比较器；所述第一比较器的正相输入端耦接第一基准信号，第一比较器的反相输入端耦接同步整流晶体管的漏极；所述第二比较器的正相输入端耦接同步整流晶体管的漏极，第二比较器的反相输入端耦接第三基准信号；所述第三比较器的正相输入端耦接同步整流晶体管的漏极，第三比较器的反相输入端耦接第二基准信号。作为本专利技术的一种实施方式，所述信号调节电路的输入端分别耦接第三比较器的输出端及第二比较器的输出端，用以获取第二比较器和第三比较器的输出信号，以调节第二基准信号的数值。作为本专利技术的一种实施方式，第二基准信号的调节周期与所述同步整流晶体管的同步整流周期相对应。。作为本专利技术的一种实施方式，所述驱动电路在同步整流晶体管的Vds小于第一基准信号时控制同步整流晶体管完全导通；所述驱动电路在同步整流晶体管漏极和源极之间的电压Vds大于第三基准信号时控制所述同步整流晶体管截止；其中，第一基准信号小于第三基准信号。作为本专利技术的一种实施方式，在脉冲宽度调制信号PWM有效持续设定时间且同步整流晶体管漏极和源极之间的电压Vds>第二基准信号同时满足后，所述导通压降调节电路在电压Vds大于第二基准信号时控制所述同步整流晶体管栅极与源极之间的电压Vgs降低；所述导通压降调节电路在电压Vds小于第二基准信号时控制所述同步整流晶体管栅极与源极之间的电压Vgs上升。作为本专利技术的一种实施方式，所述信号调节电路调节设定基准信号的方式包括：若在周期内，Vds开始大于第二基准信号到Vds大于第三基准信号的时间差ΔT大于设定时间差阈值T0，则增加第二基准信号的值；若在周期内，电压Vds开始大于第二基准信号到Vds大于第三基准信号的时间差ΔT小于设定时间差阈值T0，则减小第二基准信号的值。本专利技术还公开了一种隔离式电源变换电路，隔离式电源变换电路包括原边电路和副边电路，原边电路接收输入电压，原边电路包括原边绕组和原边开关。副边电路包括副边绕组和如上任一所述的同步整流控制电路，副边绕组和原边绕组耦合组成变压器。根据本专利技术的又一个方面，采用如下技术方案：一种同步整流控制方法，所述同步整流控制方法包括：将同步整流晶体管漏极和源极之间的电压与设定至少一基准信号进行比较；根据同步整流晶体管漏极和源极之间的电压与设定至少一基准信号的比较结果向同步整流晶体管发送控制信号；根据同步整流晶体管漏极和源极之间的电压与设定至少一基准信号的比较结果调整至少一基准信号中的设定基准信号。...

【技术保护点】
1.一种同步整流控制电路，其特征在于，所述同步整流控制电路能耦接一同步整流晶体管，并能向所述同步整流晶体管发送控制信号；所述同步整流控制电路包括：/n比较电路，其输入端分别耦接同步整流晶体管、至少一基准信号，其输出端分别耦接驱动电路以及信号调节电路；/n驱动电路，其输出端耦接同步整流晶体管，用以根据所述比较电路输出的信号向所述同步整流晶体管发送控制信号；/n信号调节电路，用以根据所述比较电路输出的信号调节至少一基准信号中的设定基准信号；以及/n导通压降调节电路，其输入端耦接所述设定基准信号，其输出端耦接所述同步整流晶体管，用以调节所述同步整流晶体管的控制端电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种同步整流控制电路，其特征在于，所述同步整流控制电路能耦接一同步整流晶体管，并能向所述同步整流晶体管发送控制信号；所述同步整流控制电路包括：
比较电路，其输入端分别耦接同步整流晶体管、至少一基准信号，其输出端分别耦接驱动电路以及信号调节电路；
驱动电路，其输出端耦接同步整流晶体管，用以根据所述比较电路输出的信号向所述同步整流晶体管发送控制信号；
信号调节电路，用以根据所述比较电路输出的信号调节至少一基准信号中的设定基准信号；以及
导通压降调节电路，其输入端耦接所述设定基准信号，其输出端耦接所述同步整流晶体管，用以调节所述同步整流晶体管的控制端电压。


2.根据权利要求1所述的同步整流控制电路，其特征在于：
所述导通压降调节电路包括跨导运算放大器，其第一输入端和第二输入端分别耦接同步整流晶体管的漏极和第二基准信号，其输出端耦接同步整流晶体管的控制端，所述第二基准信号为所述设定基准信号。


3.根据权利要求1所述的同步整流控制电路，其特征在于：
所述驱动电路包括触发器；
所述比较电路包括第一比较器、第二比较器；所述第一比较器的输入端分别耦接第一基准信号及同步整流晶体管的漏极；所述第二比较器的输入端分别耦接同步整流晶体管的漏极及第三基准信号；
所述第一比较器的输出端耦接触发器的置位端；所述第二比较器的输出端耦接触发器的复位端，所述触发器的输出端耦接所述同步整流晶体管的控制端。


4.根据权利要求3所述的同步整流控制电路，其特征在于：
所述导通压降调节电路包括跨导运算放大器及跨导运算放大器控制单元，所述跨导运算放大器控制单元的输入端分别耦接第三比较器的输出端和触发器的输出端，所述跨导运算放大器控制单元的输出端耦接所述跨导运算放大器的使能端；
当脉冲宽度调制信号PWM有效持续设定时间且同步整流晶体管漏极和源极之间的电压大于第二基准信号同时满足后，所述跨导运算放大器控制单元输出控制信号，以控制跨导运算放大器工作，使所述跨导运算放大器调节所述同步整流晶体管的驱动电压。


5.根据权利要求1所述的同步整流控制电路，其特征在于：
所述比较电路的输入端耦接的至少一基准信号包括第一基准信号、第二基准信号、第三基准信号；所述设定基准信号为第二基准信号；
所述比较电路用以比较同步整流晶体管漏极和源极之间的电压与第一基准信号、第二基准信号、第三基准信号的大小，并将对应输出信号输出至所述驱动电路、信号调节电路以及导通压降调节电路。


6.根据权利要求5所述的同步整流控制电路，其特征在于：
所述比较电路包括第一比较器、第二比较器及第三比较器；所述第一比较器的正相输入端耦接第一基准信号，第一比较器的反相输入端耦接同步整流晶体管的漏极；所述第二比较器的正相输入端耦接同步整流晶体管的漏极，第二比较器的反相输入端耦接第三基准信号；所述第三比较器的正相输入端耦接同步整流晶体管的漏极，第三比较器的反相输入端耦接第二基准信号。


7.根据权利要求6所述的同步整流控制电路，其特征在于：
所述信号调节电路的输入端分别耦接第三比较器的输出端及第二比较器的输出端，用以获取第二比较器和第三比较器的输出信号，以调节第二基准信号的数值。


8.根据权利要求7所述的同步整流控制电路，其特征在于：
所述第二基准信号的调节周期与所述同步整流晶体...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，文鹏，
申请(专利权)人：杭州必易微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33