一种数字电源及其同步整流控制方法技术

本申请提供了一种数字电源同步整流控制方法，通过对整流管开通/关断前后的电流各采样一次，对前后两次的电流进行分析，如果两次电流都为0或负，则认为开通过早，则下一个周期调整整流管开通时间，使开通时间后移；如果开通前为0或负，开通后为正，则认为开通时间刚好，不调整下一周期的整流管开通时间；如果前后都为正，则认为开通时间过晚，下一个开关周期使开通时间前移。在多次矫正后，可使同步整流整流管的开通时间收敛到理想的情况。本申请的数字电源同步整流方法可以解决现有技术中不能精确控制整流/续流整流管在电流上升为正时开通，在电流下降到零时关断以及不能适应负载变化的问题，从而进一步提升电源变换器的效率及降低了成本。率及降低了成本。率及降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种数字电源及其同步整流控制方法


[0001]本申请属于数字电源
，特别涉及一种数字电源及其同步整流控制方法。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，开关电源往高功率密度、高可靠性、高效率的方向发展。在大电流开关电源的输出变换器中，整流/续流二极管的功耗占变换器的全部功耗的50～60％。用低导通电阻的MOSFET代替常规的肖特基二极管，可以大大降低整流部分的功耗，从而提高变换器效率及功率密度。但对于断续模式的整流/续流MOSFET电流，由于电流的过零点随着负载的变化而变化，需要检测电流从而精确控制MOSFET在电流从零上升为正向时开通，而在电流下降为零时关断。
[0003]电流型自驱动同步整流图电路，通过ADC(模拟数字转换器，未示出)采集检测回路中的电流，当检测到正向电流时开通MOSFET，当检测到电流下降到零时，关断MOSFET。
[0004]但是，由于数字电源中数字芯片通过ADC采集与转换时需要时间，存在开通及关断延时，开通延时会导致电流为正向时MOSFET还没有开通，通过MOSFET的体二极管续流，从而降低了效率；而关断延时会导致电流为零时还没有关断MOSFET，电流这时会将为负值，负电流会导致输出能量回灌到初级，降低了效率，情况恶劣时可能会损坏变换器。
[0005]为了解决上面的问题，现有的控制方法中会设置一个定值，当电流上升到/下降到一定的值才开通/关断MOSFET，这样能保证MOSFET的有效开通时间时电流为正值，但这样会牺牲部分效率。而且这种方法在电流斜率特别陡峭的时候这个定值就要设置的比较大，在电流斜率比较平缓的时候可以设置的较小，不能应对负载变化较大的情况。

技术实现思路

[0006]本申请的目的是提供了一种数字电源及其同步整流控制方法，以解决或减轻
技术介绍
中的至少一个问题。
[0007]在一方面，本申请提供的技术方案是：一种数字电源同步整流控制方法，所述方法包括：
[0008]确定整流管当前周期的开通时刻t0与关断时刻t1；
[0009]构建一个偏置时间t，使整流管开通时刻为t0±
t时的电流分别为i
0-和i
0+
以及整流管关闭时刻为t1±
t时的电流分别为i
1-和i
1+
；
[0010]当所述电流i
0-、i
0+
同时为零值或负值时，判断整流管的开通时间过早，调节整流管下一周期的开通时刻t2，使开通时刻t2后移以延迟开通整流管；当所述电流i
0-为零值或负值且电流i
0+
为正值时，判断整流管的开通时间适宜，不调节整流管下一周期的开通时刻t2；当所述电流i
0-、i
0+
同时为正值时，判断整流管的开通时间过晚，调节整流管下一周期的开通时刻t2’
，使开通时刻t2前移以提前开通整流管；
[0011]当所述电流i
1-、i
1+
同时为正值时，判断整流管的关断时间过早，调节整流管下一周期的关断时刻t3，使关断时刻t3后移以延迟关断整流管；当所述电流i
1-为正值且电流i
1+
为零值或负值时，判断整流管的关断时间适宜，不调节整流管下一周期的关断时刻t3；当所述电流i
1-、i
1+
同时为零值或负值时，判断整流管的关断时间过晚，调节整流管下一周期的关断时刻t3，使关断时刻t3前移以提前关断整流管。
[0012]进一步的，所述偏置时间t根据数字电源采样的速率确定。
[0013]在另一方面，本申请提供了一种数字电源，所述数字电源采用如上任一所述的数字电源同步整流控制方法实现同步整流控制。
[0014]本申请所提供的数字电源同步整流方法可以解决现有技术中不能精确控制整流/续流MOSFET在电流上升为正时开通，在电流下降到零时关断以及不能适应负载变化的问题，从而进一步提升电源变换器的效率及降低了成本。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
[0016]图1为常用的全波整流电路图。
[0017]图2为理想状态下的开通/关断全波整流电路的电流波形。
[0018]图3为整流管开通过早或关断过晚时的电流波形。
[0019]图4为整流管开通过晚或关断过早时的电流波形。
具体实施方式
[0020]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
[0021]如图1所示为常用的全波整流电路图，其由变压器T、整流管SR1、整流管SR2、电感L、电容C和负载R组成。如图2所示为理想状态下的开通/关断全波整流电路的电流波形，i
D1
为流过整流管SR1电流波形，i
D2
为流过续流管SR2电流波形。以i
D1
为例，在电流从零开始上升的t1时刻开通MOSFET，在电流下降为零的t4时刻关断MOSFET，由此可以得到理想状态下的电流。然而如
技术介绍
中所陈述的，由于数字电源中的数字芯片处理转换存在时间，这就导致了整流管的开短存在延时。图3所示为整流管开通过早或关断过晚时的电流波形，其中如X区域所示，开通过早或关断过晚电流会反向，这时能量会回流到变压器初级，从而降低了电源的效率。如图4所示为整流管开通过晚或关断过早时的电流波形，其中如Y区域所示，当开通过晚或关断过早时，有一部分时间的整流管没有进行有效的利用，电流流过续流二极管，也降低了电源效率。
[0022]为了解决现有技术不能精确控制整流/续流MOSFET在电流上升为正时开通，在电流下降到零时关断以及不能适应负载变化的问题，从而进一步提升电源变换器的效率及降低了成本，本申请提出了一种数字电源及其同步整流控制方法。
[0023]首先，本申请提供的数字电源同步整流控制方法通过对MOSFET开通/关断前后的电流各采样一次，对前后两次的电流进行分析，如果两次电流都为0或负，则认为开通过早，则下一个周期调整整流管开通时间，使开通时间后移；如果开通前为0或负，开通后为正，则认为开通时间刚好，不调整下一周期的整流管开通时间；如果前后都为正，则认为开通时间过晚，下一个开关周期使开通时间前移。在多次矫正后，可使同步整流MOSFET的开通时间收
敛到理想的情况。关断时刻同理。
[0024]例如在一实施例中，初始开通/关断时间均为开关周期的固定比例时，通过设置偏置时间对开通与关断时间进行调整，包括：
[0025]步骤一：首先在数字电源中设定整流/续流MOSFET开通/关断的初始时间，在一个开关周期T内，当15％T时开通整流管SR1，35％T时关断整流管SR1；65％T时开通整流管SR2，85％T时关断整流管SR2。
[0026]步骤二：设定一个电流采样的偏置时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字电源同步整流控制方法，其特征在于，所述方法包括：确定整流管当前周期的开通时刻t0与关断时刻t1；构建一个偏置时间t，使整流管开通时刻为t0±
t时的电流分别为i
0-和i
0+
以及整流管关闭时刻为t1±
t时的电流分别为i
1-和i
1+
；当所述电流i
0-、i
0+
同时为零值或负值时，判断整流管的开通时间过早，调节整流管下一周期的开通时刻t2，使开通时刻t2后移以延迟开通整流管；当所述电流i
0-为零值或负值且电流i
0+
为正值时，判断整流管的开通时间适宜，不调节整流管下一周期的开通时刻t2；当所述电流i
0-、i
0+
同时为正值时，判断整流管的开通时间过晚，调节整流管下一周...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏生柱，师磊，郑许峰，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：