控制电路及其方法、芯片、开关电源、电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种同步整流管的控制电路、方法、芯片、开关电源、电子装置，控制电路包括：阈值比较器模块、驱动电压控制模块；阈值比较器模块用于侦测同步整流管的漏极与源极之间的漏源电压，阈值比较器模块的输出端与驱动电压控制模块电连接；当阈值比较器模块检测到漏源电压大于或等于设定的第三门限电压时，阈值比较器模块输出第三信号给驱动电压控制模块，驱动电压控制模块调控栅源电压，栅源电压被钳位下拉到钳位电压，当漏源电压上升至截止门限电压时，阈值比较器模块输出第四信号给驱动电压控制模块，驱动电压控制模块下拉栅源电压以使同步整流管关断。本发明专利技术可以实现快速关断同步整流管。步整流管。步整流管。

【技术实现步骤摘要】
控制电路及其方法、芯片、开关电源、电子装置


[0001]本专利技术涉及同步整流领域，尤其涉及一种控制电路及其方法、芯片、开关电源、电子装置。

技术介绍

[0002]为了提高开关电路的效率，用同步整流MOS管来替代续流二极管已经成为一直趋势，特别是在输出电流大于2A的开关电源应用中。
[0003]即使有了同步整流电路，为了达到最高的效率，同步整流MOS管导通的时间应该尽量的长，而同步整流MOS管的体二级管的导通时间要尽量的短，这样可以减低体二级管产生的损耗。
[0004]以反激式变换器为例，如图1所示的工作波形。当原边主功率管关断后，次边绕组的电流Is通过同步整流管的体二极管开始续流，经过开通延迟时间Td后，同步整流MOS管完全开通；
[0005]当输出电流降低到一定值时，同步整流MOS管的源漏电压V
DS
(负值)大于截止门限电压Vthoff(负值)，这时同步整流MOS管提前关断，次级绕组的电流Is又开始流过同步整流MOS管的体二极管，时间为Tdiode。由于体二极管的导通压降比较高，所以导通损耗大，效率低。
[0006]上述方法如果把截止门限电压Vthoff设置的很小，理论上可以减小同步整流MOS管的体二极管的导通时间，但实际上，由于同步整流MOS管驱动电路存在关断延迟，且考虑截止门限电压Vthoff参数的容差，有存在同步整流MOS管跟原边主功率MOS管同时开通的风险。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种同步整流管控制电路及其方法、芯片、开关电源、电子装置，使得同步整流管导通时间尽量长，关断速度尽量快，实现高效率并快速关断同步整流管。所述技术方案如下：
[0008]一方面，本专利技术提供一种同步整流管控制电路，包括：阈值比较器模块、驱动电压控制模块；
[0009]阈值比较器模块用于侦测同步整流管的漏极与源极之间的漏源电压，阈值比较器模块的输出端与驱动电压控制模块电连接，驱动电压控制模块的输出端用于与同步整流管的栅极电连接；
[0010]当阈值比较器模块检测到漏源电压大于或等于设定的第三门限电压时，阈值比较器模块输出第三信号给驱动电压控制模块，驱动电压控制模块调控栅源电压，栅源电压被钳位下拉到钳位电压，当漏源电压上升至截止门限电压时，阈值比较器模块输出第四信号给驱动电压控制模块，驱动电压控制模块下拉栅源电压以使同步整流管关断，其中，第三门限电压小于截止门限电压，截止门限电压小于0。
[0011]优选地，驱动电压控制模块包括钳位电路，钳位电路与阈值比较器模块电连接，钳位电路还用于与同步整流管的栅极电连接；当阈值比较器模块检测到漏源电压大于或等于设定的第三门限电压时，阈值比较器模块输出第三信号给钳位电路，钳位电路调控栅源电压被钳位下拉到钳位电压。
[0012]优选地，钳位电路包括串联的稳压电路和开关管，当阈值比较器模块控制开关管导通时，稳压电路将同步整流管的栅源电压下拉到钳位电压。
[0013]优选地，钳位电路包括电压跟随器，电压跟随器的同相输入端接入钳位电压，电压跟随器的使能端与阈值比较器模块电连接，当阈值比较器模块控制电压跟随器工作时，电压跟随器将同步整流管的栅源电压下拉到钳位电压。
[0014]优选地，驱动电压控制模块还包括第一微降压回路，当阈值比较器模块检测到漏源电压大于或等于设定的第二门限电压时，阈值比较器模块控制用于控制与同步整流管的栅极电连接的回路均关断且第一微降压回路导通，第一微降压回路用于释放同步整流管的栅源寄生电容上的电压，其中，第二门限电压小于第三门限电压。
[0015]优选地，第一微降压回路包括第一电阻，第一电阻的一端用于与同步整流管的栅极电连接，第一电阻的另一端接地。
[0016]优选地，驱动电压控制模块还包括开通关断控制逻辑模块、上驱动开关、下驱动开关；开通关断控制逻辑模块的输入端与阈值比较器模块的输出端电连接，上驱动开关的控制端与开通关断控制逻辑模块的输出端电连接，上驱动开关一端接入正常驱动电压，上驱动开关的另一端用于与同步整流管的栅极电连接，上驱动开关根据开通关断控制逻辑模块的输出信号导通或断开；下驱动开关的一端用于连接同步整流管的栅极，另一端接地，下驱动开关的控制端与阈值比较器模块的输出端电连接，下驱动开关根据阈值比较器模块的输出信号导通或者关断，其中，正常驱动电压大于钳位电压。
[0017]优选地，当阈值比较器模块检测到漏源电压小于或等于设定的第一门限电压时，阈值比较器模块输出第一信号给开通关断控制逻辑模块，开通关断控制逻辑模块控制上驱动开关导通以使同步整流管开启导通，当阈值比较器模块检测到漏源电压大于或等于设定的第二门限电压时，阈值比较器模块输出第二信号给开通关断控制逻辑模块，开通关断控制逻辑模块控制上驱动开关关断截止；当阈值比较器模块检测到漏源电压大于或等于设定的截止门限电压时，阈值比较器模块输出第四信号给下驱动开关，下驱动开关开启导通以将同步整流管的栅源电压下拉到0，其中，钳位电压位于0与正常驱动电压之间，第一门限电压小于第二门限电压，第二门限电压小于第三门限电压。
[0018]优选地，阈值比较器模块包括第一阈值比较器，第一阈值比较器的同相输入端用于与同步整流管的漏极电连接，第一阈值比较器的反相输入端接入第一门限电压，第一阈值比较器的输出端与开通关断控制逻辑模块电连接；和/或，
[0019]阈值比较器模块包括第二阈值比较器，第二阈值比较器的同相输入端用于与同步整流管的漏极电连接，第二阈值比较器的反相输入端接入第二门限电压，第二阈值比较器的输出端与开通关断控制逻辑模块电连接；和/或，
[0020]阈值比较器模块包括第三阈值比较器，第三阈值比较器的同相输入端用于与同步整流管的漏极电连接，第三阈值比较器的反相输入端接入第三门限电压，第三阈值比较器的输出端与驱动电压控制模块电连接；第三阈值比较器的输出端还与开通关断控制逻辑模
块电连接，第三阈值比较器检测到漏源电压大于或等于设定的第三门限电压时，第三阈值比较器输出第三信号至开通关断控制逻辑模块，开通关断控制逻辑模块将上驱动开关保持为断开状态；和/或，
[0021]阈值比较器模块包括第四阈值比较器，第四阈值比较器的同相输入端用于与同步整流管的漏极电连接，第四阈值比较器的反相输入端接入截止门限电压，第四阈值比较器的输出端与下驱动开关电连接。
[0022]另一方面，本专利技术提供一种同步整流管的控制方法，包括以下步骤：
[0023]S1：侦测同步整流管的漏极与源极之间的漏源电压；
[0024]S2：当漏源电压大于或等于设定的第三门限电压时，调控栅源电压被钳位下拉到钳位电压；
[0025]S3：当漏源电压上升至截止门限电压时，下拉栅源电压以使同步整流管关断，其中，第三门限电压小于截止门限电压，截止门限电压小于0。
[0026]进一步地，在步骤S1和步骤S2之间还包括步骤：
[0027]当漏源电压大于或等于设定的第二门限电压时，控制与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同步整流管的控制电路，其特征在于，包括：阈值比较器模块、驱动电压控制模块；所述阈值比较器模块用于侦测所述同步整流管的漏极与源极之间的漏源电压，所述阈值比较器模块的输出端与所述驱动电压控制模块电连接，所述驱动电压控制模块的输出端用于与所述同步整流管的栅极电连接；当所述阈值比较器模块检测到所述漏源电压大于或等于设定的第三门限电压时，所述阈值比较器模块输出第三信号给所述驱动电压控制模块，所述驱动电压控制模块调控所述栅源电压，所述栅源电压被钳位下拉到钳位电压，当所述漏源电压上升至截止门限电压时，所述阈值比较器模块输出第四信号给所述驱动电压控制模块，所述驱动电压控制模块下拉所述栅源电压以使所述同步整流管关断，其中，所述第三门限电压小于所述截止门限电压，所述截止门限电压小于0。2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述驱动电压控制模块包括钳位电路，所述钳位电路与所述阈值比较器模块电连接，所述钳位电路还用于与所述同步整流管的栅极电连接；当所述阈值比较器模块检测到所述漏源电压大于或等于设定的第三门限电压时，所述阈值比较器模块输出第三信号给所述钳位电路，所述钳位电路调控所述栅源电压被钳位下拉到钳位电压。3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述钳位电路包括串联的稳压电路和开关管，当所述阈值比较器模块控制所述开关管导通时，所述稳压电路将所述同步整流管的栅源电压下拉到钳位电压。4.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述钳位电路包括电压跟随器，所述电压跟随器的同相输入端接入所述钳位电压，所述电压跟随器的使能端与所述阈值比较器模块电连接，当所述阈值比较器模块控制所述电压跟随器工作时，所述电压跟随器将所述同步整流管的栅源电压下拉到钳位电压。5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述驱动电压控制模块还包括第一微降压回路，当所述阈值比较器模块检测到所述漏源电压大于或等于设定的第二门限电压时，所述阈值比较器模块用于控制与所述同步整流管的栅极电连接的回路均关断且所述第一微降压回路导通，所述第一微降压回路用于释放所述同步整流管的栅源寄生电容上的电压，其中，所述第二门限电压小于所述第三门限电压。6.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述第一微降压回路包括第一电阻，所述第一电阻的一端用于与所述同步整流管的栅极电连接，所述第一电阻的另一端接地。7.根据权利要求1
‑
6任意一项所述的控制电路，其特征在于，所述驱动电压控制模块还包括开通关断控制逻辑模块、上驱动开关、下驱动开关；所述开通关断控制逻辑模块的输入端与所述阈值比较器模块的输出端电连接，所述上驱动开关的控制端与所述开通关断控制逻辑模块的输出端电连接，所述上驱动开关一端接入正常驱动电压，所述上驱动开关的另一端用于与所述同步整流管的栅极电连接，所述上驱动开关根据所述开通关断控制逻辑模块的输出信号导通或断开；所述下驱动开关的一端用于连接所述同步整流管的栅极，另一端接地，所述下驱动开关的控制端与所述阈值比较器模块的输出端电连接，所述下驱动开关根据所述阈值比较器模块的输出信号导通或者关断，其中，所述正常驱动电压大于所述
钳位电压。8.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，当所述阈值比较器模块检测到所述漏源电压小于或等于设定的第一门限电压时，所述阈值比较器模块输出第一信号给所述开通关断控制逻辑模块，所述开通关断控制逻辑模块控制所述上驱动开关导通以使同步整...

【专利技术属性】
技术研发人员：白文利，宋利军，
申请(专利权)人：深圳市稳先微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：